(57)【要約】【課題】継手板同士の位置合わせ作業をシンプルな構成で効率よく確実に行うことができる、経済性、施工性、確実性、及び安全性に優れたトンネル支保工の接続構造および接続工法を提供する。【解決手段】複数の支保部材１、２が軸線方向に突き合わせ接続されてアーチ状に形成されるトンネル支保工１０の接続構造において、隣り合う前記支保部材１、２は、接続する側の端部に継手板１１、２１が設けられ、前記継手板の正面同士が当接された状態で接続されている。一方の前記継手板１１は、切羽側の背面に突設された位置決めピン１２と、坑口側に形成された貫通孔１３とを備え、他方の前記継手板２１は、前記位置決めピン１２を位置決め可能に形成されたガイド部材２２と、前記貫通孔１３と芯が一致するように形成された貫通孔２３とを備えている。前記芯が一致した貫通孔にボルト３を通しナット４で締結することにより隣り合う前記支保部材同士が接続される。【選択図】図２
2020143426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支保部材が軸線方向に突き合わせ接続されてアーチ状に形成されるトンネル支保工の接続構造において、
隣り合う前記支保部材は、接続する側の端部に継手板が設けられ、前記継手板の正面同士が当接された状態で接続されており、
一方の前記継手板は、切羽側の背面に突設された位置決めピンと、坑口側に形成された貫通孔とを備え、
他方の前記継手板は、前記一方の継手板の背面側へ回り込むように、かつ前記位置決めピンを位置決め可能に形成されたガイド部材と、前記位置決めピンを位置決めしたとき前記貫通孔と芯が一致するように形成された貫通孔とを備え、
前記芯が一致した貫通孔にボルトを通しナットで締結することにより隣り合う前記支保部材同士が接続されることを特徴とする、トンネル支保工の接続構造。
【請求項２】
前記支保部材は、Ｈ形鋼で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載したトンネル支保工の接続構造。
【請求項３】
前記継手板は、前記支保部材の軸線を含む垂直面を境界線として、切羽側よりも坑口側の面積が大きくなるように偏倚させて前記支保部材に接合されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載したトンネル支保工の接続構造。
【請求項４】
前記ガイド部材は、前記位置決めピンを位置決めするための凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載したトンネル支保工の接続構造。
【請求項５】
前記継手板に設ける貫通孔は複数であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載したトンネル支保工の接続構造。
【請求項６】
前記ナットは、筒状のナット本体の内部に、前記ナット本体の貫通孔と芯が一致する貫通孔を備え内壁部にネジ部が形成されたネジ筒体が収納されてなる構造で、
前記ナット本体における前記ネジ筒体を収納する収納室は、その外周面に前記ナット本体のボルト挿入口側からボルト貫通口側へ向かって拡径するテーパー部を備え、
前記ネジ筒体は、その外周面に前記ナット本体の軸線方向に摺動可能なテーパー部を備え、前記収納室内に設けられた付勢部材によりボルト貫通口側からボルト挿入口側へ常時付勢されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載したトンネル支保工の接続構造。
【請求項７】
複数の支保部材を軸線方向に突き合わせ接続してアーチ状に形成してなるトンネル支保工の接続工法において、
隣り合う前記支保部材の接続する側の端部に継手板を設け、前記継手板の正面同士を当接させて突き合わせ接続するにあたり、
一方の前記継手板は、切羽側の背面に突設された位置決めピンと、坑口側に形成された貫通孔とを有し、
他方の前記継手板は、前記一方の継手板の背面側へ回り込み、前記位置決めピンを位置決め可能に形成したガイド部材と、前記位置決めピンを位置決めしたとき前記貫通孔と芯が一致するように形成した貫通孔とを有し、
前記一方の継手板の位置決めピンを前記他方の継手板のガイド部材に位置決めし、前記芯を一致させた貫通孔にボルトを通しナットで締結することにより双方の継手板の切羽側をボルト接合することなく隣り合う前記支保部材同士を接続することを特徴とする、トンネル支保工の接続工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル支保工の接続構造および接続工法の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、山岳トンネルを構築する方法として、ＮＡＴＭ工法（ナトム工法）が知られている。ＮＡＴＭ工法は、吹付けコンクリート、ロックボルト、鋼製のトンネル支保工等を用いて行われる。
【０００３】
前記トンネル支保工は、一般的に、弧状等に形成した複数の支保部材を軸線方向に突き合わせ接続してアーチ状に形成される。隣り合う前記支保部材は、接続する側の端部に設けた継手板同士を当接させ、前記継手板の切羽側及び坑口側に形成した貫通孔にボルトを通しナットで締結するボルト接合作業を行って接続している。
近年では、前記継手板の切羽側のボルト接合作業を省略可能とする発明も開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
ところで、前記隣り合う支保部材の接続作業は、通常、エレクターやドリルジャンボ等の重機により支保部材を支持させ、重機に搭載されたマンケージに配置された作業員により手作業で行われるが、作業員の手作業を回避して重機による自動作業で行う発明も開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
前記特許文献１に係る発明は、同文献１の図２〜図４に示したように、複数の支保部材４１（４２）を連結することにより形成されたトンネル支保工４であって、前記支保部材４１の端部には継手板４３、４４が設けられており、前記支保部材４１同士は、前記継手板４３、４４同士を突き合わせた状態で連結されており、一方の支保部材４１の継手板４３には、突起４６が形成されていて、他方の支保部材４１の継手板４４には、前記突起４６が挿入される穴４７が形成されていることを特徴としたトンネル支保工が開示されている（請求項１等を参照）。
【０００５】
この特許文献１に記載のトンネル支保工によれば、一方の継手板４３の表面に形成された突起４６を他方の継手板４４の穴４７に挿入するだけで、支保部材４１（４２）の位置合わせが完了する。そのため、重機を利用した支保部材４１（４２）同士の組み立て作業を簡易に行い得る等の効果がある旨の記載が認められる（段落［００２１］参照）。
また、前記突起４６及び穴４７を継手板４３、４４の切羽側に設けて実施する場合、切羽側での作業を減らすことができる等の効果がある旨の記載も認められる（段落［００２３］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１３１８６５号公報
【特許文献２】特許第６３７４０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載のトンネル支保工によれば、突起４６と穴４７との係合によりせん断を負担しなければならない構成であるが故に（段落［００２３］参照）、図４（ａ）が分かりやすいように、突起４６を穴４７に、ずり動くことなく挿入する必要がある。
よって、突起４６を穴４７に挿入する前段階である継手板４３、４４同士の位置合わせ作業に難渋する等、手間がかかることが推測される。
加えて、前記突起４６及び穴４７を継手板４３、４４の切羽側に設けて実施する場合、支保部材４１（４２）により視界がほとんど遮られた状態での位置合わせ作業を強いられるので、さらに手間がかかることが推測される。
【０００８】
また、前記特許文献２に記載の発明によれば、作業員の手作業を回避して重機による自動作業で実現できるとはいうものの、継手板同士（第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２）の位置を合わせて微調整を行いつつ両者を接続（合体）させるまでの一連の作業に手間がかかることが推測される。
さらに、前記継手板同士の接続状態を確認（視認）することができず確実性に欠けるほか、前記継手板が特殊な構造を呈し、費用が嵩む点が懸念される。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、継手板同士の位置合わせ作業をシンプルな構成で効率よく確実に行うことができ、しかも継手板同士の切羽側をボルト接合することなく隣り合う前記支保部材同士を確実に接続できる、経済性、施工性、確実性、及び安全性に優れたトンネル支保工の接続構造および接続工法を提供することにある。
本発明の次の目的は、前記継手板同士の坑口側のボルト接合作業を、主にナット構造に工夫を施すことによりほぼワンタッチ操作で締結作業を実現できる等、作業効率が飛躍的に高まるトンネル支保工の接続構造および接続工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るトンネル支保工の接続構造は、複数の支保部材が軸線方向に突き合わせ接続されてアーチ状に形成されるトンネル支保工の接続構造において、
隣り合う前記支保部材は、接続する側の端部に継手板が設けられ、前記継手板の正面同士が当接された状態で接続されており、
一方の前記継手板は、切羽側の背面に突設された位置決めピンと、坑口側に形成された貫通孔とを備え、
他方の前記継手板は、前記一方の継手板の背面側へ回り込むように、かつ前記位置決めピンを位置決め可能に形成されたガイド部材と、前記位置決めピンを位置決めしたとき前記貫通孔と芯が一致するように形成された貫通孔とを備え、
前記芯が一致した貫通孔にボルトを通しナットで締結することにより隣り合う前記支保部材同士が接続されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したトンネル支保工の接続構造において、前記支保部材は、Ｈ形鋼で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載したトンネル支保工の接続構造において、前記継手板は、前記支保部材の軸線を含む垂直面を境界線として、切羽側よりも坑口側の面積が大きくなるように偏倚させて前記支保部材に接合されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載したトンネル支保工の接続構造において、前記ガイド部材は、前記位置決めピンを位置決めするための凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載したトンネル支保工の接続構造において、前記継手板に設ける貫通孔は複数であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載したトンネル支保工の接続構造において、
前記ナットは、筒状のナット本体の内部に、前記ナット本体の貫通孔と芯が一致する貫通孔を備え内壁部にネジ部が形成されたネジ筒体が収納されてなる構造で、
前記ナット本体における前記ネジ筒体を収納する収納室は、その外周面に前記ナット本体のボルト挿入口側からボルト貫通口側へ向かって拡径するテーパー部を備え、
前記ネジ筒体は、その外周面に前記ナット本体の軸線方向に摺動可能なテーパー部を備え、前記収納室内に設けられた付勢部材によりボルト貫通口側からボルト挿入口側へ常時付勢されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載した発明に係るトンネル支保工の接続工法は、複数の支保部材を軸線方向に突き合わせ接続してアーチ状に形成してなるトンネル支保工の接続工法において、
隣り合う前記支保部材の接続する側の端部に継手板を設け、前記継手板の正面同士を当接させて突き合わせ接続するにあたり、
一方の前記継手板は、切羽側の背面に突設された位置決めピンと、坑口側に形成された貫通孔とを有し、
他方の前記継手板は、前記一方の継手板の背面側へ回り込み、前記位置決めピンを位置決め可能に形成したガイド部材と、前記位置決めピンを位置決めしたとき前記貫通孔と芯が一致するように形成した貫通孔とを有し、
前記一方の継手板の位置決めピンを前記他方の継手板のガイド部材に位置決めし、前記芯を一致させた貫通孔にボルトを通しナットで締結することにより双方の継手板の切羽側をボルト接合することなく隣り合う前記支保部材同士を接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るトンネル支保工の接続構造および接続工法によれば以下の効果を奏する。
（１）相対峙する支保部材の継手板同士の位置合わせ作業をシンプルな構成で効率よく確実に行うことができるので、経済性、施工性、及び確実性に優れたトンネル支保工の接続構造および接続工法を実現できる。
（２）前記継手板同士の切羽側をボルト接合することなく隣り合う前記支保部材同士を接続できるので、作業スペースが狭くなりがちな切羽側へ手指を入れる（回り込ませる）ことなく接続作業を行うことができる。よって、安全性にも優れたトンネル支保工の接続構造および接続工法を実現できる。
（３）実施例２に記載したナットで実施する場合は、前記継手板同士のボルト接合作業をほぼワンタッチ操作で実現できるので、前記（１）、（２）の効果に加え、ボルト接続作業を飛躍的に早く行うことができる。よって、作業時間、ひいては工期を大幅に短縮できる等、作業効率性に非常に優れたトンネル支保工の接続構造および接続工法を実現できる。ちなみに本出願人が行った実験によれば、従来のナットによるねじ込み作業と比し、作業時間を１／１０程度に短縮できることが分かっている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るトンネル支保工の接続構造の実施例を示した立面図である。
【図２】（ａ）は、図１のトンネル支保工の頂部の接続構造を拡大して示した立面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ矢視図である。
【図４】（ａ）は、図２（ａ）の右方の支持部材を示した立面図であり、（ｂ）は、（ａ）の平面図であり、（ｃ）は、（ａ）を左方側からみた継手板を示す図であり、（ｄ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図５】（ａ）は、図２（ａ）の左方の支持部材を示した立面図であり、（ｂ）は、（ａ）の平面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面図であり、（ｄ）は、（ａ）を右方側からみた継手板を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るトンネル支保工の接続工法の実施例を段階的に示した平面図である。
【図７】（ａ）は、実施例２で用いるナットの半面を断面とした部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の左側面図である。
【図８】（ａ）〜（ｂ）は、実施例２で用いるナットによるトンネル支保工の接続工法を段階的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明に係るトンネル支保工の接続構造および接続工法の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係るトンネル支保工の接続構造は、図１に示したように、複数（図示例では２つ）の支保部材１、２が軸線方向に突き合わせ接続されてアーチ状に形成されるトンネル支保工１０の接続構造である。
隣り合う前記支保部材１、２は、図２、図３等に示したように、接続する側の端部に継手板１１、２１が設けられ、前記継手板１１、２１の正面同士が当接された状態で接続されている。
一方の前記継手板１１は、図４等に示したように、切羽側の背面に突設された位置決めピン１２と、坑口側に形成された貫通孔１３、１３とを備えている。
他方の前記継手板２１は、図５、図６等に示したように、前記一方の継手板１１の背面側へ回り込むように、かつ前記位置決めピン１２を位置決め可能に形成されたガイド部材２２と、前記位置決めピン１２を位置決めしたとき前記貫通孔１３、１３と芯が一致するように形成された貫通孔２３、２３とを備えている。
そして、前記芯が一致した貫通孔１３、２３にボルト３を通しナット４で締結することにより前記継手板１１、１２同士、ひいては隣り合う前記支保部材１、２同士が接続される。
以下、具体的に説明する。
【００２１】
前記トンネル支保工１０は、鋼製支保工とも呼ばれ、ＮＡＴＭ工法によりトンネル周囲の掘削地盤の安定化処理を行いつつトンネルを構築するために好適に用いられる。通常、図１に示したようなアーチ状に形成され、図示は省略するが、トンネル延長方向に所定の間隔をあけて設置され、その後に行うコンクリートの吹き付け作業、ロックボルト打設作業に供される。
本実施例に係るトンネル支保工１０は、Ｈ形鋼を所要の曲率に湾曲させて弧状に形成した一対の支保部材１、２を頂部（トンネル天端部）の１箇所で突き合わせ接続する構成で実施されている。前記突き合わせ接続作業は、高所作業ということもあり、エレクターやドリルジャンボ等の重機により支保部材を支持させつつ、重機に搭載されたマンケージに配置された作業員の手作業で行われる。
本実施例に係るトンネル支保工１０は、２つの部材（支保部材１、２）でアーチ状に形成する構成で実施しているがこれに限定されない。３つ以上（例えば４つ）の部材でアーチ状に形成する構成のトンネル支保工もある。この場合、前記頂部（トンネル天端部）の接続箇所は本発明に係る接続構造を実施し、その他の接続箇所は適宜、本発明に係る接続構造を実施してトンネル支保工を構築する。
なお、前記トンネル支保工１０の大きさや設置ピッチは地山の性状等を勘案した構造設計に応じて適宜設計変更可能である。これに伴い前記支保部材１、２の大きさも適宜設計変更可能である。また、前記支柱部材１、２は、Ｈ形鋼で実施しているが勿論これに限定されず、溝形鋼、Ｉ形鋼等の鋼材で実施することもできる。
【００２２】
前記トンネル支保工１０を構成する前記支保部材１、２はそれぞれ、接続する側の端部に継手板１１、２１が溶接等の接合手段により一体的に設けられている。
本実施例に係る継手板１１、２１は、同形同大の矩形状の平鋼板で実施されている。ちなみに、本実施例に係る継手板１１、２１の大きさは、一例として、縦寸が１５５ｍｍ、横寸が１８０ｍｍ、板厚が９ｍｍで実施されている。
なお、図示例の継手板１１、２１は、図２（ｂ）、（ｃ）等に示したように、前記支保部材１、２の軸線（ウエブ）を含む垂直面を境界線として、切羽側よりも坑口側の面積が大きくなるように偏倚させて前記支保部材１、２に溶接接合されている。ボルト３を止め付ける坑口側のスペースを十分に確保するためである。
【００２３】
一方（図示例では右方）の前記継手板１１は、図４等に示したように、支保部材１を形成するＨ形鋼の軸線（ウエブ）よりも切羽側の背面に位置決めピン１２が溶接等の接合手段で突設され、坑口側には２つの貫通孔１３、１３が形成されている。
本実施例に係る位置決めピン１２は、一例として、径（φ）が２１ｍｍ、高さ（突出寸法）が２５ｍｍの丸鋼を、前記継手板１１の切羽側の縦辺寄りの高さ方向中央部に設けて実施されている。
前記２つの貫通孔１３、１３は、一例として、ともに孔径（φ）が２５ｍｍに穿設され、前記継手板１１の坑口側においてバランスよく、上下に５０ｍｍ、左右に３５ｍｍの間隔をあけた斜め配置で実施されている。
【００２４】
他方（図示例では左方）の前記継手板２１は、図５等に示したように、支保部材２を形成するＨ形鋼の軸線（ウエブ）よりも切羽側に、前記一方の継手板１１の背面側へ回り込むように、かつ前記位置決めピン１２を位置決め可能に形成されたガイド部材２２が溶接等の接合手段で設けられ、坑口側には、前記位置決めピン１２をガイド部材２２に位置決めしたとき前記貫通孔１３、１３と芯が一致する貫通孔２３、２３が穿設されている。
本実施例に係るガイド部材２２は、図５（ｂ）に示したように、掛け止め部２２ａと突き出し部２２ｂと回り込み部２２ｃとからなる平面視フック状（鉤状）に折り曲げ成形された鋼材で実施され、その掛け止め部２２ａを前記継手板２１の切羽側の縦辺寄りの背面部に溶接することにより取り付けられている。前記突き出し部２２ｂの突出寸法（内法寸法）は、板厚が９ｍｍの２枚の継手板２１、２２を収容可能な２２ｍｍで実施される。また、前記回り込み部２２ｃは、図５（ｄ）に示したように、右方から左方に向けて末広がりとなるテーパー状に形成され、その中央部（基端部）が前記位置決めピン１２を位置決め（受け入れ）可能な半円弧状の凹溝（孔径（φ）２１ｍｍ）に形成されている。
前記２つの貫通孔２３、２３は、一例として、ともに孔径（φ）が２５ｍｍに穿設され、前記貫通孔１３、１３と芯が一致するように、前記継手板２１の坑口側においてバランスよく、上下に５０ｍｍ、左右に３５ｍｍの間隔をあけた斜め配置で実施されている。
【００２５】
かくして、前記継手板１１、２１同士の位置合わせ作業によって、前記継手板１１側の位置決めピン１２が前記継手板２１側のガイド部材２２（回り込み部２２ｃ）の半円弧状の凹溝に位置決めされると自動的に、各継手板１１、２１同士の坑口側に配設された貫通孔１３、２３同士の芯が一致して連通する構造を呈する（図６（ｂ）参照）。
そして、前記芯が一致した貫通孔１３、２３にボルト３を通しナット４で締結することにより隣り合う継手板１１、２１同士、ひいては前記支保部材１、２同士が接続される。
なお、本実施例では、前記坑口側に設ける貫通孔１３、２３の個数を２つで実施しているがこれに限定されず、所要の突き合わせ接続強度の実現等を勘案した構造設計に応じて適宜設計変更可能である。これに応じて継手板１１、２１の大きさ、形状も適宜設計変更可能である。
【００２６】
次に、上記構成のトンネル支保工１０の接続構造を実現するためのトンネル支保工の接続工法について説明する。
このトンネル支保工の接続工法は、隣り合う前記支保部材１、２の接続する側の端部の継手板１１、２１の正面同士を当接させて突き合わせ接続するにあたり、一方の前記継手板１１は、前記位置決めピン１２と前記貫通孔１３、１３とを有し、他方の前記継手板２１は前記ガイド部材２２と前記貫通孔２３、２３とを有しており、前記一方の継手板１１の位置決めピン１２を前記他方の継手板２１のガイド部材２２に位置決めし、前記芯を一致させた貫通孔１３、２３にボルト（頭付きボルト）３を通しナット４で締結することにより、双方の継手板１１、２１の切羽側をボルト接合することなく隣り合う前記支保部材１、２同士を接続する。
【００２７】
具体的に、上記構成の継手板１１、２１は、図６（ａ）〜（ｃ）に段階的に示したように、図示を省略したエレクターやドリルジャンボ等の重機を操作して左右の支保部材２１、１１を支持した状態で、前記継手板１１を切羽側の奥行方向（横方向）へスライドさせて前記継手板２１のガイド部材２２内に挿入させつつ、前記位置決めピン（丸鋼）１２を前記ガイド部材２２に形成した半円弧状の凹溝内へ嵌め込んで位置決めする。そうすると、前記継手板１１の２つの貫通孔１３、１３はそれぞれ、前記継手板２１の対応する２つの貫通孔２３、２３と芯が一致して連通する構造を呈する（図６（ｂ）参照）。
前記継手板１１をスライドさせながらの位置決め作業は、前記位置決めピン１２を、前記ガイド部材２２（回り込み部２２ｃ）に形成したテーパー効果によりスムーズに、かつ確実に凹溝内へ誘導（案内）させることができるので、前記重機による操作であっても迅速でストレスのない位置決め作業を行うことができる。
しかる後、重機に搭載されたマンケージに配置された作業員の手作業により、前記芯が一致した貫通孔１３、２３にボルト（頭付きボルト）３を通しナット４で締結することにより隣り合う継手板１１、２１同士、ひいては前記支保部材１、２同士が接続される。
【００２８】
したがって、上述した実施例１に係るトンネル支保工１０の接続構造および接続工法によれば、前記継手板１１、２１同士の位置合わせ作業をシンプルな構成で効率よく確実に行うことができるので、経済性、施工性、及び確実性に優れたトンネル支保工１０の接続構造および接続工法を実現できる。
また、前記継手板１１、２１同士の切羽側をボルト接合することなく隣り合う前記支保部材１、２同士を接続することができるので、作業スペースが狭くなりがちな切羽側へ手指を入れることなく接続作業を行うことができる。よって、安全性にも優れたトンネル支保工１０の接続構造および接続工法を実現できる。
【実施例２】
【００２９】
図７、図８は、実施例２に係るトンネル支保工の接続構造および接続工法を示している。この実施例２に係るトンネル支保工の接続構造および接続工法は、上記実施例１と比し、前記ナット４の構造が異なる点が相違する。その他の構成は上記実施例１と同一なので同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００３０】
この実施例２に係るナット４は、図７に示したように、筒状のナット本体４１の内部に、前記ナット本体４１の貫通孔４１ａと芯が一致する貫通孔４２ａを備え内壁部にネジ部４２ｂが形成されたネジ筒体４２が収納されてなる構造である。
前記ナット本体４１における前記ネジ筒体４２を収納する収納室４３は、その外周面４３ａに前記ナット本体４１のボルト挿入口側（ＩＮ）からボルト貫通口側（ＯＵＴ）へ向かって拡径するテーパー部を備えている。
また、前記ネジ筒体４２は、その外周面４２ｃに前記ナット本体４１の軸線方向に摺動可能なテーパー部を備え、前記収納室４３内に設けられた付勢部材４４によりボルト貫通口側（ＯＵＴ）からボルト挿入口側（ＩＮ）へ常時付勢されている。
【００３１】
具体的に、前記ナット本体４１は、外形が六角形に形成され、内部に収納室４３が形成されている。外形は六角形のほか、円形や多角形など任意の形状でも実施できる。
前記収納室４３は、軸線方向ほぼ中間部を境にボルト挿入口側（ＩＮ）に向かって漸次縮径するテーパー状に形成され、残る部分は円筒状に形成され、ボルト貫通口側（ＯＵＴ）の端部は、中央部に貫通孔４５ａが形成された止め部材４５がカシメ等により固設されている。前記止め部材４５は、板状部材で鍔状に形成されている。
【００３２】
前記収納室４３の外周面４３ａには、摺動案内突条（図示省略）が、周方向に適宜間隔をあけて複数形成されている。前記ネジ筒体４２は、前記摺動案内突条の相互間においてナット本体４１の軸線方向に摺動可能に配設されている。本実施例に係るネジ筒体４２は、図７（ｂ）に示したように、３個で実施しているが数量は特に限定されず、構造設計に応じて適宜増減可能である。
前記ネジ筒体４２の内壁部に形成されたネジ部（雌ネジ）４２ｂは、螺旋状の係止山及び係止溝からなり、ナット本体４１の軸芯を中心とする円弧でかつ軸線方向に沿って刻設されている。この螺旋状のネジ部４２ｂは、螺旋状に形成されていればよく、その断面形状としては任意のネジ山を用いることができる。前記係止山間の間隔も任意に設定することができる。
【００３３】
上記構成により、前記３個のネジ筒体４２は、前記収納室４３の外周面４３ａに沿ってボルト貫通口側（ＯＵＴ）へ後退すると、前記３個のネジ筒体４２が形成する中央部のネジ部４２ｂ（貫通孔４２ａ）が拡径され、反対に、ボルト挿入口側（ＩＮ）へ前進すると、当該ネジ部４２ｂが縮径する構造を呈する。
【００３４】
なお、摺動案内突条は、任意に形成することができる、例えば、螺旋状に形成し、ネジ筒体４２が後退すればするほど、ネジ部４２ｂと前記ボルト（頭付きボルト）３に形成した後述する雄ネジ３１との締結が緩むようにしてもよい。また、前記摺動案内突条を設けなくてもよいが、摺動案内突条を設けると、ボルト３とナット４との連結状態において、ボルト３をナットに対して回動させやすく、増し締めや連結状態の解除が容易に行える。
【００３５】
前記収納室４３内には、移動部材４６がナット本体４１の軸線方向に移動可能に設けられている。この移動部材４６は、ネジ筒体４２に共通して係合するとともに、中央部に貫通孔が形成された鍔部４６ａと鍔部４６ａの内周端からボルト貫通口側（ＯＵＴ）へ向かって固設された円筒状の案内部４６ｂで構成されている。前記案内部４６ｂのボルト貫通口側（ＯＵＴ）寄りの端部は、図７（ａ）に示したように、ボルト３とナット４との非連結状態において、止め部材４５よりもボルト挿入口側（ＩＮ）に位置するように形成されている。
前記案内部４６ｂの内径は、前記ボルト３の雄ネジ３１の外径よりも大きく設定されている。また、前記案内部４６ｂの外径は、止め部材４５の貫通孔の内径よりも大きく設定されている。
なお、前記案内部４６ｂは、本実施例においては、ナット本体４１の軸線方向全体において略同じ内径で形成された円筒状に構成したが、ボルト挿入口側（ＩＮ）へ至るほど縮径又は拡径するように形成してもよい。なお、このように案内部４６ｂを形成した場合、その最外径は、止め部材４５の貫通孔の内径よりも大きく設定されている。
【００３６】
前記付勢部材４４は、収納室４３内における鍔部４６ａと止め部材４５との間に介在されている。前記付勢部材４４は、コイルバネ、ゴム、樹脂、ウレタン等の弾性部材が好適である。この実施例では、図７（ａ）に示したように、円錐状に形成されたコイルバネ４４を使用して圧縮状態で収納されている。この付勢部材４４の付勢力によるネジ筒体４２と移動部材４６は、ボルト挿入口側（ＩＮ）方向へ常時付勢されている。
【００３７】
一方、前記ボルト３は、図８に示したように、棒状に形成され、その外周面には、軸芯を中心とする螺旋状の係止山及び係止溝からなる雄ネジ３１が、ナット本体４の軸線方向に沿って刻設されている。この螺旋状に形成した雄ネジ３１は、前記ネジ筒体４２のネジ部４２ｂに係合できることを条件に、任意の形状のネジ山で実施することができる。
【００３８】
次に、上記構成のナット４を用いたボルト接合作業について説明する。
前記図６（ｂ）に示したように、継手板１１、２１の位置合わせを行い、継手板１１、２１同士の坑口側に配設された貫通孔１３、２３同士の芯を一致させて連通する構造を呈する段階までは上記実施例１と同じ作業工程を行う。
その後、図８（ａ）に示したように、前記芯を一致させた貫通孔１３、２３内へボルト（頭付きボルト）３の雄ネジ３１を挿入し、当該雄ネジ３１の先端部を前記ナット本体４１の収納室４３内に相互に回転することなく挿入する。
このボルト３の挿入効果により前記ネジ筒体４２がボルト貫通口側（ＯＵＴ）へ押され、ネジ筒体４２と移動部材４６が付勢部材４４の付勢力に抗して後退する。前記ボルト３は、ネジ筒体４２で形成されるネジ部４２ｂ（貫通孔４２ａ）を拡径させ、各ネジ筒体４２のネジ部４２ｂの係止山を乗り越えつつ貫通孔４２ａ内に挿入される。そして、前記ボルト３の先端は、図８（ｂ）に示したように、ナット本体４１の外側へ突き出される。
【００３９】
その後、前記３つのネジ筒体４２と移動部材４６は、前記付勢部材４６の付勢力によってボルト挿入口側（ＩＮ）方向へ押し戻され、ネジ部４２ｂ（雌ネジ）の径が漸次縮径し、各ネジ筒体４２のネジ部４２ｂが前記ボルト３の雄ネジ３１に噛み合い、その結果、ボルト３とナット４とは連結されて継手板１１、２１、ひいては支保部材１、２は接続される。また、必要に応じて増し締めを行う。
【００４０】
このように、前記ボルト３とナット４は、相互に回転させることなく、ボルト３の先端部を、ナット４のネジ筒体４２内へ挿入することでほぼワンタッチ操作で連結することができる。この相互の挿入の際におけるボルト３とナット４との位置合わせが容易であり、通常のナット（例えば実施例１のナット４）を用いたボルト接合作業と比し、容易で迅速に行うことができる。
また、前記摺動案内突条間にネジ筒体４２を摺動可能に設けたことにより、前記継手板１１、２１（支保部材１、２）同士を接続した後にも、前記ボルト３とナット４のいずれかを回転させることにより、ネジ筒体４２が供回りすることなく、前記ボルト３とナット４との接続状態を解除することができる。
【００４１】
したがって、上述した実施例２に係るトンネル支保工１０の接続構造および接続工法によれば、前記継手板同士のボルト接合作業をほぼワンタッチ操作で実現できるので、前記実施例１に係る作用効果（前記段落［００２８］参照）に加え、ボルト接続作業を飛躍的に早く行うことができる。
よって、作業時間、ひいては工期を大幅に短縮できる等、作業効率性に非常に優れたトンネル支保工の接続構造および接続工法を実現できる。
【００４２】
以上に実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例等の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【符号の説明】
【００４３】
１      支保部材
１１    継手板
１２    位置決めピン
１３    貫通孔
２      支保部材
２１    継手板
２２    ガイド部材
２２ａ  掛け止め部
２２ｂ  突き出し部
２２ｃ  回り込み部
２３    貫通孔
３      ボルト
３１    雄ネジ
４      ナット
４１    ナット本体
４１ａ  貫通孔
４２    ネジ筒体
４２ａ  貫通孔
４２ｂ  ネジ部
４２ｃ  外周面
４３    収納室
４３ａ  外周面
４４    付勢部材（コイルバネ）
４５    止め部材
４５ａ  貫通孔
４６    移動部材
４６ａ  鍔部
４６ｂ  案内部
１０      トンネル支保工
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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