(57)【要約】【課題】トンネルの鋼製支保工の連結作業において、安全性を確保しつつ従来よりも作業性を向上できる技術を提供する。【解決手段】トンネル坑壁に沿って建て込まれる一対の鋼製支保工を天端部同士で相互に連結する連結構造であって、一対の鋼製支保工の天端部にそれぞれ設けられ、当該一対の鋼製支保工が連結される際に互いに当接される第１天端継手板及び第２天端継手板と、第１天端継手板の単一箇所に凹設された雌型連結部と、第２天端継手板の単一箇所に凸設された雄型連結部を備え、雄型連結部は、第２天端継手板から突出する棒状の雄型係止部材を有し、雌型連結部は、第１天端継手板に貫通形成される開口孔と、開口孔と連通すると共に雄型係止部材を挿入可能な挿入口が開口形成される収納室を内部に有するケーシングを含み、挿入口から収納室内へ挿入された雄型係止部材を係止する。【選択図】図１０
2019163663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル坑壁に沿って建て込まれる円弧状に分割された一対の鋼製支保工をそれぞれの天端部同士で相互に連結するための連結構造であって、
前記一対の鋼製支保工の天端部にそれぞれ設けられ、当該一対の鋼製支保工が連結される際に互いに当接される第１天端継手板及び第２天端継手板と、
前記第１天端継手板の単一箇所に凹設された雌型連結部と、
前記第２天端継手板の単一箇所に凸設された雄型連結部と、
を備え、
前記雄型連結部は、前記第２天端継手板から突出する棒状の雄型係止部材を有し、
前記雌型連結部は、前記第１天端継手板に貫通形成される開口孔と、前記開口孔と連通すると共に前記雄型係止部材を挿入可能な挿入口が開口形成される収納室を内部に有するケーシングと、を含み、前記挿入口から前記収納室内へ挿入された前記雄型係止部材を係止する、
鋼製支保工の連結構造。
【請求項２】
前記雌型連結部が前記第１天端継手板の中央位置に配置され、前記雄型連結部が前記第２天端継手板の中央位置に配置されている、請求項１に記載の鋼製支保工の連結構造。
【請求項３】
前記第１天端継手板が設けられている鋼製支保工の天端側端部のウェブには、前記ケーシングとの干渉を抑制するための切欠き部が設けられており、前記第１天端継手板が設けられている鋼製支保工の天端側端部には、上下のフランジおよび前記第１天端継手板の内面に溶接される補強板が、前記ケーシングと干渉しない偏心位置に前記ウェブに対向して設けられている、
請求項２に記載の鋼製支保工の連結構造。
【請求項４】
前記ウェブの両側に一対の前記補強板が設けられている、請求項３に記載の鋼製支保工の連結構造。
【請求項５】
前記雌型連結部は、前記収納室に形成されると共に前方が縮径するテーパ面を有するテーパ穴と、前記テーパ穴内において周方向に複数に分割されて且つ前記テーパ面に沿って摺動可能に配置された楔状の雌型係止部材と、前記雌型係止部材の内面に複数並設された周方向の雌側係止溝と、前記雌型係止部材を前方に押圧する押圧部材と、を更に含み、
前記雄型連結部は、前記雄型係止部材の外周に複数並設された周方向の雄側係止溝を更に含み、
前記雄型係止部材が前記雌型連結部の前記挿入口から挿入される際には、前記雄型係止部材が前記押圧部材の押圧力に抗して前記雌型係止部材を前記テーパ面に沿って後退させることで当該雌型係止部材の内面を拡径しつつ前記雄型係止部材が前記収納室に挿入され、
前記収納室への前記雄型係止部材の挿入が完了した際には、前記押圧部材の押圧力によって前記雌型係止部材が前記テーパ面に沿って前方へ押し戻されることで当該雌型係止部材の内面が縮径し、前記雌側係止溝及び前記雄側係止溝が相互に噛合することで、前記雄型連結部及び前記雌型連結部が一体に連結される、
請求項１から４の何れか一項に記載の鋼製支保工の連結構造。
【請求項６】
前記開口孔は、第１天端継手板の厚さ方向における内面側から外面側にかけて拡径するテーパ面を有する、
請求項１から５の何れか一項に記載の鋼製支保工の連結構造。
【請求項７】
前記雄型係止部材の先端部には、先端に向かって縮径するテーパ面が形成されている、
請求項１から６の何れか一項に記載の鋼製支保工の連結構造。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の鋼製支保工の連結構造を用いて前記一対の鋼製支保工の天端部同士を相互に連結する、鋼製支保工の連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製支保工の連結構造および連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルを構築する工法として、ＮＡＴＭ工法(New Austrian Tunneling Method)が知
られている。ＮＡＴＭ工法は、地山が有する支保能力、強度を有効に利用してトンネルの安定を保つという考え方のもとに、吹付けコンクリート、ロックボルト、鋼製支保工を適宜に用いて、地山と一体化したトンネル構造物を建設する工法である。
【０００３】
ＮＡＴＭ工法においてトンネルを構築する際に、アーチ状の鋼製支保工を設置する場合、通常、以下に説明する手順により行われている。まず、切羽の近傍に吹付け機をセットして、切羽にコンクリートを一次吹き付けし、これが完了すると、吹付け機を退出させる。次いで、切羽近傍に支保工を建て込むエレクタを備えた作業車を配置し、エレクタによりアーチ状の鋼製支保工を切羽近傍のトンネル坑壁に建て込み、これが完了すると作業車を退出させる。次に、切羽に吹付け機を再び配置し、建て込まれたトンネル支保工を埋め込むようにして、コンクリートの二次吹付けを行い、吹付け機を退出させる。
【０００４】
鋼製支保工の建て込みに際しては、主にエレクタ装置やドリルジャンボ等といった重機のブーム先端に付設されたハンドによって、円弧状に分割された左右一対の分割支保工を把持して建て込み作業を行った後、左右の分割支保工の天端に設けられている継手板同士を突き合わせてボルト接合することでアーチ状に建て込む方法が一般的であるが、かかるボルト接合は人手作業となっているのが実情である。すなわち、ボルト接合を用いる分割支保工の連結構造においては、左右の分割支保工に設けられた継手板同士を当接させた状態で、切羽近傍に組まれた作業足場や重機のブームに設けられたマンケージ等に人員を配置して、トンネル天端付近まで人員を移動させ、その天端付近に位置する分割支保工の継手板同士にボルトを挿通し、かかるボルトをナットにて締結するといった人手による連結作業を行う必要があった。
【０００５】
これに対して、近年では、左右における一方の鋼製支保工における継手板に凸型連結部を設けると共に、他方の鋼製支保工における継手板に凹型連結部を設け、鋼製支保工を把持する重機のハンドを相対移動させて凹型連結部に凸型連結部を係合させることで一対の鋼製支保工をアーチ状に連結することを可能にした鋼製支保工の連結構造も提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１１５４４６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１０６２７２号公報
【特許文献３】特開２０００−４５６９５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、従来の鋼製支保工の連結構造においては、作業性について改善する余地があると考えられる。本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、トンネルの鋼製支保工の連結作業において、安全性を確保しつつ従来よりも作業性を向上できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、トンネル坑壁に沿って建て込まれる円弧状に分割された一対の鋼製支保工をそれぞれの天端部同士で相互に連結するための連結構造であって、前記一対の鋼製支保工の天端部にそれぞれ設けられ、当該一対の鋼製支保工が連結される際に互いに当接される第１天端継手板及び第２天端継手板と、前記第１天端継手板の単一箇所に凹設された雌型連結部と、前記第２天端継手板の単一箇所に凸設された雄型連結部と、を備え、前記雄型連結部は、前記第２天端継手板から突出する棒状の雄型係止部材を有し、前記雌型連結部は、前記第１天端継手板に貫通形成される開口孔と、前記開口孔と連通すると共に前記雄型係止部材を挿入可能な挿入口が開口形成される収納室を内部に有するケーシングと、を含み、前記挿入口から前記収納室内へ挿入された前記雄型係止部材を係止することを特徴とする。
【０００９】
上記構成を採用することで、トンネルの鋼製支保工の連結作業において、安全性を確保しつつ従来よりも作業性を向上できる。
【００１０】
また、本発明に係る鋼製支保工の連結構造は、前記雌型連結部が前記第１天端継手板の中央位置に配置され、前記雄型連結部が前記第２天端継手板の中央位置に配置されていても良い。これによれば、第１天端継手板および第２天端継手板の中心位置同士を連結することができるため、様々な荷重方向に対して安定的に荷重を支えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る鋼製支保工の連結構造において、前記第１天端継手板が設けられている鋼製支保工の天端側端部のウェブには、前記ケーシングとの干渉を抑制するための切欠き部が設けられており、前記第１天端継手板が設けられている鋼製支保工の天端側端部には、上下のフランジおよび前記第１天端継手板の内面に溶接される補強板が、前記ケーシングと干渉しない偏心位置に前記ウェブに対向して設けられていても良い。これによれば、ウェブに切欠き部を設けることに起因して、鋼製支保工の強度が低下することを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係る鋼製支保工の連結構造において、前記ウェブの両側に一対の前記補強板が設けられていても良い。これにより、補強板による補強効果がより一層顕著なものとなる。
【００１３】
また、本発明において、前記雌型連結部は、前記収納室に形成されると共に前方が縮径するテーパ面を有するテーパ穴と、前記テーパ穴内において周方向に複数に分割されて且つ前記テーパ面に沿って摺動可能に配置された楔状の雌型係止部材と、前記雌型係止部材の内面に複数並設された周方向の雌側係止溝と、前記雌型係止部材を前方に押圧する押圧部材と、を更に含み、前記雄型連結部は、前記雄型係止部材の外周に複数並設された周方向の雄側係止溝を更に含み、前記雄型係止部材が前記雌型連結部の前記挿入口から挿入される際には、前記雄型係止部材が前記押圧部材の押圧力に抗して前記雌型係止部材を前記テーパ面に沿って後退させることで当該雌型係止部材の内面を拡径しつつ前記雄型係止部材が前記収納室に挿入され、前記収納室への前記雄型係止部材の挿入が完了した際には、前記押圧部材の押圧力によって前記雌型係止部材が前記テーパ面に沿って前方へ押し戻されることで当該雌型係止部材の内面が縮径し、前記雌側係止溝及び前記雄側係止溝が相互に噛合することで、前記雄型連結部及び前記雌型連結部が一体に連結されるように構成されていても良い。
【００１４】
また、本発明に係る鋼製支保工の連結構造において、前記開口孔は、第１天端継手板の厚さ方向における内面側から外面側にかけて拡径するテーパ面を有していても良い。これによれば、雄型連結部の雄型係止部材を雌型連結部の挿入口へとより一層円滑に導くことができ、雌型連結部によって雄型連結部の雄型係止部材を容易に係止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る鋼製支保工の連結構造において、前記雄型係止部材の先端部には、先端に向かって縮径するテーパ面が形成されていても良い。これによれば、雄型連結部の雄型係止部材を雌型連結部の挿入口へとより一層円滑に導くことができ、雌型連結部によって雄型連結部の雄型係止部材を容易に係止することができる。
【００１６】
また、本発明は、上述までの何れかの鋼製支保工の連結構造を用いて前記一対の鋼製支保工の天端部同士を相互に連結する、鋼製支保工の連結方法として特定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トンネルの鋼製支保工の連結作業において、安全性を確保しつつ従来よりも作業性を向上できる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態１に係るトンネル支保工の側面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るトンネル支保構造を説明する図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るトンネル支保工の建て込みシステムの概略構成図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る作業車の上面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る作業車の側面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係るトンネル支保工へのターゲットの取付け位置を示す図である。
【図７】図７は、実施形態１に係るターゲットを示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施形態１に係る第１天端継手板の正面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施形態１に係る第１天端継手板の背面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、実施形態１に係る左側鋼製支保工の第１本体部における天端部近傍の側面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施形態１に係る第２天端継手板の正面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施形態１に係る第２天端継手板の背面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施形態１に係る右側鋼製支保工の第２本体部における天端部近傍の側面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る左側鋼製支保工及び右側鋼製支保工を連結する連結構造を示す概略図である。
【図１１】図１１は、図１０におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係る雌型連結部と雄型連結部を連結した状態を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態１に係る雌型連結部の養生方法を説明する図である。
【図１４】図１４は、実施形態１に係る雄型連結部の養生方法を説明する図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施形態２に係る左側鋼製支保工の第１本体部における天端部近傍の側面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、実施形態２に係る左側鋼製支保工の第１本体部における天端部近傍の上面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、実施形態２に係る右側鋼製支保工の第２本体部における天端部近傍の上面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、実施形態２に係る右側鋼製支保工の第２本体部における天端部近傍の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係るトンネル支保工１０の側面図である。トンネル支保工１０は、トンネル掘削に伴い露出する地山の崩落防止のために、掘削直後の坑壁に沿って建て込まれるアーチ状の鋼製支保工であり、トンネル軸方向に沿って一定間隔毎に設置される。本実施形態におけるトンネル支保工１０は、Ｈ形断面を有するＨ形鋼によって形成されている。より詳しくは、トンネル支保工１０は、一対の円弧状の鋼製支保工１０Ｌ，１０Ｒの天端部（上端部）同士を一体に連結することでアーチ状に形成されている。以下、鋼製支保工１０Ｌを「左側鋼製支保工」と呼び、鋼製支保工１０Ｒを「右側鋼製支保工」と呼ぶ。
【００２１】
左側鋼製支保工１０Ｌは、第１本体部１１１、第１天端継手板１２１、第１底板１３１を有する。第１本体部１１１は、ウェブ１１１ａ、当該ウェブ１１１ａに直交する一対の地山側フランジ１１１ｂおよび内空側フランジ１１１ｃから構成されるＨ形鋼である。また、第１本体部１１１における一端には第１天端継手板１２１が溶接され、他端には第１底板１３１が溶接されている。第１天端継手板１２１および第１底板１３１は四角形の鋼製平板であり、第１本体部１１１のＨ形断面に対して直交方向に延在している。右側鋼製支保工１０Ｒについても同様に、第２本体部１１２、第２天端継手板１２２、第２底板１３２を有する。第２本体部１１２は、ウェブ１１２ａ、当該ウェブ１１２ａに直交する一対の地山側フランジ１１２ｂおよび内空側フランジ１１２ｃから構成されるＨ形鋼である。また、第２本体部１１２における一端には第２天端継手板１２２が溶接され、他端には第２底板１３２が溶接されている。第２天端継手板１２２、第２底板１３２は四角形の鋼製平板であり、第２本体部１１２のＨ形断面に対して直交方向に延在している。本実施形態では、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２は合同の正方形平面を有している。図１に示すように、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒは、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２が互いに突き合わされた状態で連結されている。
【００２２】
図２は、実施形態１に係るトンネル支保構造１を説明する図である。図２における符号３は、一次吹付けコンクリート層である。また、符号６は、二次吹付けコンクリート層である。なお、図２には、トンネル支保工１０の右側鋼製支保工１０Ｒが図示されている。本実施形態のトンネル構築方法において、切羽８の掘削によってトンネルＴの側面に地山７が露出した後、この地山７に対して一次コンクリートの吹付け施工が行われることで、一次吹付けコンクリート層３が形成される。その後、トンネル坑壁面に沿って一次吹付けコンクリート層３の内空側に上述したアーチ状のトンネル支保工１０が建て込まれる。トンネル支保工１０は、トンネルＴの坑口側に位置する既設のトンネル支保工１０に対して、切羽８側に隣接し、トンネルＴの軸方向に所定の間隔（例えば、１．０ｍ〜１．５ｍ程度）で配列される。トンネル支保工１０の建て込みは、一対のブーム先端に取り付けられたハンドを備えたエレクタ装置を用いて行われる。以下、トンネル支保工１０の建て込み方法について詳しく説明する。
【００２３】
図３は、実施形態１に係るトンネル支保工１０の建て込みシステムＳの概略構成図である。図中、符号１００はトンネル支保工１０の建て込みを行うエレクタ装置、符号２００はエレクタ装置１００を搭載すると共に自走可能な作業車（重機）である。符号３００はレーザ光による測距・測角儀（測量機）である自動追尾型トータルステーション、符号４００はトータルステーション３００を制御するトータルステーションコントローラ、符号５００はトータルステーションコントローラ４００と無線による送受信を可能とするトータルステーション側アンテナである。
【００２４】
エレクタ装置１００は、操縦席に搭載されたディスプレイ装置であるモニタ１０１、エ
レクタコントローラ１０２、エレクタ側アンテナ１０３、操作盤１０４、キーボード１０５、ポンティングデバイス１０６等を有する。
【００２５】
トータルステーション３００は、レーザ光を照射してプリズム等を含むターゲット９を自動追尾し、その測距・測角を行うことで、ターゲット９の位置を測定（測量）する測量機であり、トンネルＴ内において座標が既知の地点（座標既知地点）に設置される。本実施形態では、切羽８に建て込むトンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒ）にターゲット９を取り付け、トンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒ）の移動に伴いターゲット９を自動追尾することから、そのようなターゲットの自動追尾、および視準に障害が無いところを選んで設置するとよい。例えば、トンネル床面に設置しても良いし、天井部に架台を架設して、トータルステーション３００を架台上に設置しても良い。
【００２６】
トータルステーションコントローラ４００は、例えば携帯可能なコンピュータを含んで構成されている。トータルステーションコントローラ４００は、コンピュータに組み込まれたソフトウェアによってトータルステーション３００の各種の機構を自動制御すると共に、トータルステーション３００の測量データを処理する。更に、トータルステーションコントローラ４００は、エレクタコントローラ１０２側との無線通信によりデータの送受信が可能であり、且つ、エレクタコントローラ１０２側からの指令によりトータルステーション３００の各種の機構を無線遠隔操作することが可能である。
【００２７】
図４は、実施形態１に係る作業車２００の上面図である。図５は、実施形態１に係る作業車２００の側面図である。作業車２００は、エレクタ装置１００および吹付け装置６００を備えている。エレクタ装置１００は、同一構成の一対のブーム１７Ｌ，１７Ｒを備えている。一対のブーム１７Ｌ，１７Ｒは、これらに付設される駆動機構の作動によって伸縮動作、傾動動作、揺動動作、回動動作が自在である。また、各ブーム１７Ｌ，１７Ｒの先端には、同一構成の一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒが連結されている。一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒは、これらに付設される駆動機構の作動によって回転動作および揺動動作が自在であり、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒをそれぞれ着脱自在に挟圧把持（保持）することができる。エレクタ装置１００は、一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒに左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを把持し、各ハンド１８Ｌ，１８Ｒを駆動することで左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結すると共に、所定の建て込み位置に建て込むことができる。
【００２８】
以下では、符号１７Ｌで示すブームを「左側ブーム」と呼び、符号１７Ｒで示すブームを「右側ブーム」と呼ぶ。また、符号１８Ｌで示すハンドを「左側ハンド」と呼び、符号１８Ｒで示すハンドを「右側ハンド」と呼ぶ。エレクタ装置１００は、左側ハンド１８Ｌに左側鋼製支保工１０Ｌを着脱自在に把持し、右側ハンド１８Ｒに右側鋼製支保工１０Ｒを着脱自在に把持することができる。本実施形態において、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒは、アーチ状のトンネル支保工１０が２分割された一対の支保材であり、切羽８の近傍に誘導された後、これらを切羽８で組み立ててアーチ状のトンネル支保工１０を形成する。
【００２９】
図６は、実施形態１に係るトンネル支保工へのターゲットの取付け位置を示す図である。図６に示すように、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒは左右対称な円弧状である。ここで、左側鋼製支保工１０Ｌは、その上端部と下端部にそれぞれ第１ターゲット９ａと第２ターゲット９ｂが取り付けられる。また、右側鋼製支保工１０Ｒは、その上端部と下端部にそれぞれ第３ターゲット９ｃと第４ターゲット９ｄが取り付けられる。ここで、第１ターゲット９ａ〜第４ターゲット９ｄを「ターゲット９」と総称する。図７は、実施形態１に係るターゲット９を示す図である。ターゲット９は、ホルダ９１の基
端部に設けられた磁石９２と、ホルダ９１の先端に設けられたプリズム９３を有する。左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒは鋼製であるため、ホルダ９１に設けられた磁石９２の磁力によって左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒに対してターゲット９を着脱自在に取り付けることができる。
【００３０】
また、図６に示す例では、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒの内空側フランジ１１１ｃ，１１２ｃにターゲット９が取り付けられるようになっている。本実施形態では、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒの内空側フランジ１１１ｃ，１１２ｃに、各ターゲット９を取り付ける際の目印が予めペンキ等で標示されている。また、各ターゲット９は、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒの内空側フランジ１１１ｃ，１１２ｃに取り付けた状態において、その取付け面からプリズム９３中心までの高さＨｐは一定である。
【００３１】
次に、図４および図５を参照して吹付け装置６００について説明する。吹付け装置６００は、左側ブーム１７Ｌおよび右側ブーム１７Ｒの間に配設されており、アーム６０１と、アーム６０１に支持される吹付けロボット６０２と、吹付けロボット６０２の先端側に設けられる吹付けノズル６０３等を備えている。アーム６０１は、伸縮動作、傾動動作等が可能である。また、吹付けロボット６０２は、吹付けノズル６０３の傾動動作、回動動作等が可能である。その他、吹付け装置６００は、コンクリートポンプ、急結剤供給装置、コンプレッサ、高圧水ポンプ等を備えている。吹付けロボット６０２は、コンクリートポンプから供給された吹付けコンクリートを吹付けノズル６０３から吐出させることで、吹付けコンクリートを切羽８に吹付けることができる。
【００３２】
次に、本実施形態におけるトンネル支保工１０の建て込み方法について説明する。ＮＡＴＭ工法は、（１）切羽８を発破又は機械によって掘削→（２）ズリの搬出→（３）一次吹付けコンクリートの吹付け→（４）トンネル支保工の建て込み→（５）二次吹付けコンクリートの吹付け→（６）ロックボルトの打設を１サイクルとして繰り返すことで、トンネルＴを軸方向に延伸させる工法である。本実施形態では、（２）ズリの搬出工程が終了した後、エレクタ装置１００を搭載した作業車２００を切羽８近傍に配置する（エレクタ配置工程）。その際、エレクタ装置１００の各ハンド１８Ｌ，１８Ｒには、それぞれ左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを、トンネル軸（トンネル延伸方向）に沿って把持した状態で作業車２００を自走させ、切羽８近傍に配置する。そして、これから左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを建て込む地山７（トンネル坑壁面）に、吹付け装置６００を用いて一次吹付けコンクリートを吹付けることで一次吹付けコンクリート層３を形成する。
【００３３】
次に、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを各ハンド１８Ｌ，１８Ｒに把持しつつ当該各ハンド１８Ｌ，１８Ｒを駆動することで左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを天端部同士で相互に連結する（支保工連結工程）。以下、トンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒ）の連結構造について説明する。
【００３４】
図８Ａは、実施形態１に係る第１天端継手板１２１の正面図である。図８Ｂは、実施形態１に係る第１天端継手板１２１の背面図である。図８Ｃは、実施形態１に係る左側鋼製支保工１０Ｌの第１本体部１１１における天端部近傍の側面図である。ここで、符号１２１ａは、第１天端継手板１２１の外面、符号１２１ｂは第１天端継手板１２Ｌの内面である。符号１２１ｃは第１天端継手板１２１の上縁、符号１２１ｄは第１天端継手板１２１の下縁、符号１２１ｅは第１天端継手板１２１の第１側縁、符号１２１ｆは第１天端継手板１２１の第２側縁である。ここで、第１天端継手板１２１の下縁１２１ｄは、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの内空側に対向し
、上縁１２１ｃはその反対側、すなわち地山７側に対向する。また、第１天端継手板１２１の第２側縁１２１ｆは、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの切羽８側に対向し、第１側縁１２１ｅはその反対側、すなわち作業車２００（エレクタ装置１００）側に対向する。
【００３５】
図８Ｂにおいて、第１天端継手板１２１に接続される第１本体部１１１の端部形状（Ｈ形状）を破線で示す。また、図８Ａおよび図８Ｂに、第１天端継手板１２１の上下方向（高さ方向）および横幅方向を図示する。第１天端継手板１２１の上下方向は、第１側縁１２１ｅおよび第２側縁１２１ｆの延伸方向と平行であり、且つ、第１本体部１１１が第１天端継手板１２１と連結する位置におけるウェブ１１１ａの延伸方向と平行である。また、第１天端継手板１２１の横幅方向は上縁１２１ｃおよび下縁１２１ｄの延伸方向と平行であり、且つ、第１本体部１１１が第１天端継手板１２１と連結する位置における地山側フランジ１１１ｂおよび内空側フランジ１１１ｃの延伸方向と平行である。図８Ｃに示すように、第１本体部１１１におけるウェブ１１１ａのうち、当該ウェブ１１１ａが第１天端継手板１２１に接続される前端部には、切欠き部１１１０が設けられている。切欠き部１１１０は、ウェブ１１１ａの上下方向中央に設けられている。切欠き部１１１０は、図１０に示す雌型連結部４０のケーシング４１との干渉を抑制するために設けられた、ウェブ１１１ａを肉厚方向に貫通する切欠き開口である。
【００３６】
図９Ａは、実施形態１に係る第２天端継手板１２２の正面図である。図９Ｂは、実施形態１に係る第２天端継手板１２２の背面図である。図９Ｃは、実施形態１に係る右側鋼製支保工１０Ｒの第２本体部１１２における天端部近傍の側面図である。ここで、符号１２２ａは、第２天端継手板１２２の外面、符号１２２ｂは第２天端継手板１２２の内面である。また、符号１２２ｃは第２天端継手板１２２の上縁、符号１２２ｄは第２天端継手板１２２の下縁、符号１２２ｅは第２天端継手板１２２の第１側縁、符号１２２ｆは第２天端継手板１２２の第２側縁である。ここで、第２天端継手板１２２の下縁１２２ｄは、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの内空側に対向し、上縁１２２ｃはその反対側、すなわち地山７側に対向する。また、第２天端継手板１２２の第２側縁１２２ｆは、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの切羽８側に対向し、第１側縁１２２ｅはその反対側、すなわち作業車２００（エレクタ装置１００）側に対向する。
【００３７】
図９Ｂにおいて、第２天端継手板１２２に接続される第２本体部１１２の端部形状を破線で示す。また、図９Ａおよび図９Ｂに、第２天端継手板１２２の上下方向および横幅方向を図示する。
【００３８】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第１天端継手板１２１は略正方形の平面形状を有している。また、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、第２天端継手板１２２も、第１天端継手板１２１と同様、略正方形の平面形状を有している。そして、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２の上下寸法は互いに等しく、且つ、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２における横幅寸法も互いに等しい。つまり、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２は互いに合同な正方形の平面形状を有しており、それぞれ上縁１２１ｃ，１２２ｃ同士、下縁１２１ｄ，１２２ｄ同士、第１側縁１２１ｅ，１２２ｅ同士、第２側縁１２１ｆ，１２２ｆ同士の寸法が等しい。
【００３９】
第１天端継手板１２１の平面中央位置には、単一の雌型連結部４０が凹設されている。第１天端継手板１２１の平面中央位置とは、第１天端継手板１２１の上下方向の中央位置であって且つ横幅方向の中央位置を意味する。また、第２天端継手板１２２の平面中央位置には、単一の雄型連結部５０が凸設されている。第２天端継手板１２２の平面中央位置とは、第２天端継手板１２２の上下方向の中央位置であって且つ横幅方向の中央位置を意
味する。本実施形態において、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを連結する連結構造３０は、第１天端継手板１２１に中央配置された単一の雌型連結部４０と、第２天端継手板１２２に中央配置された単一の雄型連結部５０を含んで構成されている。
【００４０】
図１０は、実施形態１に係る左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する連結構造３０を示す概略図である。図１０は、左側鋼製支保工１０Ｌと右側鋼製支保工１０Ｒが連結構造３０を介して連結される前の状態、即ち、第１天端継手板１２１の外面１２１ａと第２天端継手板１２２の外面１２２ａが対向した状態で互いに離間した状態を示している。また、図１０においては、第１天端継手板１２１に接続される第１本体部１１１と、第２天端継手板１２２に接続される第２本体部１１２の図示を便宜上省略している。
【００４１】
まず、第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０について説明する。第２天端継手板１２２の中央位置、すなわち雄型連結部５０が設けられる位置には、貫通孔である開口孔１２２２が穿設されている。また、雄型連結部５０は、棒状の雄型係止部材５１を有している。雄型係止部材５１は、第２天端継手板１２２の開口孔１２２２よりも若干小径の軸部材であり、その基端部に雄ネジ５１ａが刻設されている。また、雄型係止部材５１の外周部には、所定の範囲に亘って雄ネジ５１ｃが形成されている。また、雄型係止部材５１の先端部５１ｄには、先端に向かって縮径するテーパ面５１ｅが形成されている。雄型係止部材５１の雄ネジ５１ｃは、雄型係止部材５１の外周に複数並設された周方向の雄側係止溝である。また、雄型係止部材５１の先端部５１ｄには、先端に向かって縮径するテーパ面５１ｅが形成されている。
【００４２】
ここで、第２天端継手板１２２における開口孔１２２２の穿設位置には、ナット５２が第２天端継手板１２２の内面１２２ｂに溶接ｗｐなどによって固着されている。雄型係止部材５１は、その基端側を、第２天端継手板１２２の外面１２２ａ側から開口孔１２２２に挿通し、ナット５２に雄ネジ５１ａを螺着することで、図１０に示すように外面１２２ａから突出した状態で第２天端継手板１２２に装着することができる。これにより、雄型連結部５０は、雄型係止部材５１の中心軸が第２天端継手板１２２の中央位置と一致するように、第２天端継手板１２２に凸設される。なお、図９Ｃに示すように、右側鋼製支保工１０Ｒの第２本体部１１２におけるウェブ１１２ａのうち、第２天端継手板１２２との接続端には切欠き部１１２０が設けられており、雄型連結部５０における雄型係止部材５１を螺着するためのナット５２とウェブ１１２ａが干渉しないようになっている。切欠き部１１２０は、ナット５２、およびナット５２に螺着された雄型係止部材５１の基端側がウェブ１１２ａと干渉することを抑制するために設けられた、ウェブ１１２ａを肉厚方向に貫通する切欠き開口である。なお、図９Ａ〜図９Ｃに示す符号ＣＬ２は、第２天端継手板１２２に凸設される雄型連結部５０における雄型係止部材５１の中心軸を示す。中心軸ＣＬ２は、第２天端継手板１２２の中心位置を通り、且つ第２天端継手板１２２の法線方向に平行に伸びている。
【００４３】
次に、第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０について説明する。第１天端継手板１２１の中央位置、すなわち雌型連結部４０が設けられる位置には、貫通孔である開口孔１２１２が穿設されている。また、第１天端継手板１２１における開口孔１２１２の穿設位置には、金属製の円筒状のケーシング４１第１天端継手板１２１の内面１２１ｂに溶接ｗｐなどによって固着されている。なお、ケーシング４１は、ウェブ１１１ａにおける第１天端継手板１２１との接続端に設けられた切欠き部１１１０（図８Ｃを参照）に配置されているため、ウェブ１１１ａと干渉することが抑制されている。また、図１０に示すように、第１天端継手板１２１に形成された開口孔１２１２の縁部には、第１天端継手板１２１の厚さ方向における内面１２１ｂ側から外面１２１ａ側に向かって徐々に拡径するテーパ面１２１５が形成されている。
【００４４】
ケーシング４１は、その軸心を開口孔１２１２の略中央部に位置させている。ケーシング４１内には、収納室４２が形成されている。収納室４２の先部（前部）には、その内周面を後端側から先端側にかけて内径が徐々に縮径するテーパ面４３ａを有するテーパ穴４３が形成されている。また、収納室４２の中間部にはバネ収納部４２ａが形成されており、収納室４２の後部内周に雌ネジ４５が刻設されている。また、テーパ穴４３の先端部には、挿入口４８が開口形成されている。ケーシング４１の前端部に位置する挿入口４８は、第１天端継手板１２１に形成された開口孔１２１２と略同径で、開口孔１２１２と連通している。また、ケーシング４１が第１天端継手板１２１に固定された状態で挿入口４８が開口孔１２１２と重なった位置に配置されている。
【００４５】
また、テーパ穴４３内には、分割された雌型係止部材４６が軸方向に摺動可能に配置されている。本実施形態では、図１１に示すように、周方向に３つに分割してなる楔形の雌型係止部材４６が、ケーシング４１の軸（前後）方向に摺動可能に配設されている。図１１は、図１０におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。ここで、雌型係止部材４６の外面は、テーパ穴４３におけるテーパ面４３ａに沿って摺動可能なテーパ面４６ａとして形成されている。雌型係止部材４６のテーパ面４６ａは、先端側から後方にかけて外径が徐々に拡大している。更に、各雌型係止部材４６の内面には、雌ネジ４６ｂが形成されている。雌ネジ４６ｂは、各雌型係止部材４６の内面に、複数並設された周方向の雌側係止溝である。雌ネジ４６ｂは、ケーシング４１の軸心を中心とする円弧で且つ、軸心に沿った方向に刻設されている。以上より、複数個の雌型係止部材４６によって雌ネジ穴が形成され、各雌型係止部材４６のテーパ面４６ａがテーパ穴４３のテーパ面４３ａに沿って後退することにより、その雌ネジ穴が拡径され、前方（先方）へ移動することにより当該雌ネジ穴が縮径するようになる。なお、各雌型係止部材４６の内面に形成された雌ネジ４６ｂは、雄型係止部材５１の先端側外周部に形成された雄ネジ５１ｃと噛合させることができる。
【００４６】
また、収納室４２のバネ収納部４２ａには、雌型係止部材４６を前方（先方）に押圧（弾性付勢）する押圧部材である押圧ばね４４が、各雌型係止部材４６の後端に設けられるばね受け４７と蓋板４９との間に圧縮した状態で収納されており、押圧ばね４４の押圧力によって各雌型係止部材４６を常時前方に押圧している。蓋板４９は、収納室４２の後部内周側に刻設された雌ネジ４５に螺着されることで、押圧ばね４４を圧縮した状態に保持することができる。なお、蓋板４９の外面には、六角穴４９ａが設けられており、六角レンチによって蓋板４９をケーシング４１から着脱自在になっている。なお、図８Ａ〜図８Ｃに示す符号ＣＬ１は、第１天端継手板１２１に凹設される雌型連結部４０におけるケーシング４１（収納室４２）の中心軸を示す。中心軸ＣＬ１は、第１天端継手板１２１の中心位置を通り、且つ第１天端継手板１２１の法線方向に平行に伸びている。
【００４７】
以上のように構成される雌型連結部４０および雄型連結部５０において、各雌型係止部材４６の内面に形成された雌ネジ４６ｂと雄型係止部材５１の外周部に形成された雄ネジ５１ｃは、ネジピッチが、ＪＩＳに規定する細目ネジのピッチよりも小さく形成されている。また、本実施形態の雌型連結部４０では各雌型係止部材４６の内面に螺旋状の雌ネジ４６ｂを形成したが、雌ネジ４６ｂに代えて、各雌型係止部材４６の周方向に伸びる環状の山部と環状の谷部を交互かつ並行に配置した並行溝を各雌型係止部材４６の内面に設けても良い。同様に、雄型連結部５０においては、雄型係止部材５１の外周部に形成した雄ネジ５１ｃに代えて、雄型係止部材５１の周方向に伸びる環状の山部と環状の谷部を交互かつ並行に配置した並行溝を雄型係止部材５１の外周面に設けても良い。
【００４８】
次に、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒの連結方法について説明する。左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒの連結に際して、まず、エレクタ装置１００は、左側ハンド１８Ｌに左側鋼製支保工１０Ｌを把持し、右側ハンド１８Ｒに右
側鋼製支保工１０Ｒを把持する。次いで、エレクタ装置１００は、左側ブーム１７Ｌおよび右側ブーム１７Ｒを適宜伸長および傾動させると共に、左側ハンド１８Ｌおよび右側ハンド１８Ｒを回転させることで、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒをトンネル軸と直交するように移動させる。エレクタ装置１００における各ブーム１７Ｌ，１７Ｒおよび各ハンド１８Ｌ，１８Ｒの駆動は、操作盤１０４の操作によって行うことができる。
【００４９】
そして、図１０に示されるように、左側鋼製支保工１０Ｌにおける第１天端継手板１２１と右側鋼製支保工１０Ｒにおける第２天端継手板１２２を接近かつ対峙（対向）させた状態から、第１天端継手板１２１の開口孔１２１２に雄型連結部５０の雄型係止部材５１が挿入されるように、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の離間距離を徐々に狭めてゆく。
【００５０】
ここで、雄型係止部材５１の外径は、第１天端継手板１２１の開口孔１２１２及び雌型連結部４０（ケーシング４１）の挿入口４８よりも若干小径で、且つ、各雌型係止部材４６がテーパ穴４３（テーパ面４３ａ）の最前進位置に配置された状態で、各雌型係止部材４６によって形成される雌ネジ穴の直径よりも若干大径に設定されている。第２天端継手板１２２に凸設された雄型係止部材５１が第１天端継手板１２１の開口孔１２１２を通じて、雌型連結部４０の挿入口４８から侵入すると、押圧ばね４４の押圧力によって前端部にテーパ穴４３（テーパ面４３ａ）の最前進位置に位置決めされている各雌型係止部材４６の前端面４６ｃに雄型係止部材５１の先端部５１ｄが当接する。そして、雄型係止部材５１が押圧ばね４４の押圧力に抗して、各雌型係止部材４６をテーパ面４３ａに沿って、雌型連結部４０（ケーシング４１）の軸方向後方に向かって後退させることで、各雌型係止部材４６におけるテーパ面４６ａの雌ネジ４６ｂによって形成されている雌ネジ穴を拡径しつつ雄型係止部材５１が収納室４２内に挿入される。
【００５１】
そして、第１天端継手板１２１の外面１２１ａと第２天端継手板１２２の外面１２２ａとが当接することで面接触し、雌型連結部４０における収納室４２内への雄型係止部材５１の挿入が完了することで、それ以上の収納室４２内への雄型係止部材５１の挿入が停止されると、各雌型係止部材４６は押圧ばね４４の押圧力によって前方（先方）に押し戻されると共に、各雌型係止部材４６のテーパ面４６ａによって形成される雌ネジ穴が縮径する。その結果、図１２に示すように、雌型連結部４０における各雌型係止部材４６の雌ネジ４６ｂ（雌側係止溝）及び雄型連結部５０における雄型係止部材５１の雄ネジ５１ｃ（雄側係止溝）が相互に噛合する。これによって、図１２に示すように、第１天端継手板１２１の外面１２１ａ及び第２天端継手板１２２の外面１２２ａが互いに面接触した状態で、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが一体に連結される。
【００５２】
ここで、図１２に示したように、雌型連結部４０の雌ネジ４６ｂと雄型連結部５０（雄型係止部材５１）の雄ネジ５１ｃが噛合した状態で、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２を離反する方向に外力が作用した場合、雌型連結部４０における収納室４２から雄型係止部材５１を引き抜く方向に引き抜き力が作用する。この引き抜き力は、互いに噛み合う雄ネジ５１ｃと雌ネジ４６ｂを介して各雌型係止部材４６に伝達される。ところで、各雌型係止部材４６のテーパ面４６ａは後方側から前方にかけて外径が徐々に縮小している。そのため、上記引き抜き力が各雌型係止部材４６に作用しても、各雌型係止部材４６がテーパ穴４３の前方に向かって変位することが制限される。すなわち、本実施形態に係る連結構造３０によれば、雌型連結部４０の収納室４２から雄型係止部材５１を引き抜く方向に外力が作用しても、当該外力に対抗して連結状態を維持することができる。なお、雌型連結部４０に雄型連結部５０における雄型係止部材５１が係止された状態、すなわち雌型連結部４０における各雌型係止部材４６の雌ネジ４６ｂおよび雄型係止部材５１の雄ネジ５１ｃが相互に噛合した状態においては、雌型連結部４０のケーシング４１か
らの雄型係止部材５１の引き抜きは上記のように規制されるが、ケーシング４１に対する雄型係止部材５１の中心軸ＣＬ２を回転中心とする雄型係止部材５１の回転は許容される。
【００５３】
本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、雌型連結部４０の挿入口４８から雄型連結部５０（雄型係止部材５１）を軸方向に挿入する動作だけで、雌型連結部４０に対して雄型連結部５０がワンタッチで連結され、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを一体に締結することができる。つまり、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、従来のように、トンネル坑壁付近に組まれた作業足場やエレクタ装置のマンケージ等に人員を配置してトンネル天端付近まで人員を移動させ、一対の鋼製支保工の天端に位置する継手板同士をボルト締結するといった連結作業を行う必要がない。従って、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、従来に比べて、より短時間で簡単に、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結作業を行うことができる。また、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、エレクタ装置１００における一対のブーム１７Ｌ，１７Ｒの先端に取り付けられたハンド１８Ｌ，１８Ｒの操作によって、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結することができるため、トンネルの切羽における人手作業を回避することができ、従来に比してより一層安全性及び作業性を向上することができる。
【００５４】
更に、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０においては、第１天端継手板１２１に単一配置された雌型連結部４０と、第２天端継手板１２２に単一配置された雄型連結部５０を連結する一本掛け連結構造を採用したので、ケーシング４１（収納室４２）の中心軸ＣＬ１と雄型係止部材５１の中心軸ＣＬ２の位置合わせを行うだけで、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２が平面的に捻じれた状態（第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の各外縁同士が重ならず、ずれた状態）になっていても、ケーシング４１（収納室４２）に雄型係止部材５１を挿入することで、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒをより一層容易に連結することができる。
【００５５】
また、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、上記のように、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒの連結後においても、ケーシング４１に対する雄型係止部材５１の中心軸ＣＬ２周りの回転動作は許容されるため、上記連結後に、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２が全面的に面接触するように位置調整を行うことができる。これにより、第１天端継手板１２１の雌型連結部４０と第２天端継手板１２２の雄型係止部材５１が連結された状態において、第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃ、下縁１２１ｄ、第１側縁１２１ｅ、第２側縁１２１ｆがそれぞれ第２天端継手板１２２の上縁１２２ｃ、下縁１２２ｄ、第１側縁１２２ｅ、第２側縁１２２ｆに重なるように位置合わせを容易に行うことができる。
【００５６】
更に、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、第１天端継手板１２１における中央位置に単一の雌型連結部４０を凹設し、第２天端継手板１２２における中央位置に単一の雄型連結部５０を凸設するようにした。これによれば、第１天端継手板１２１および第２天端継手板１２２の中心位置同士を連結することができるため、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを一体に連結することで得られたトンネル支保工１０は、様々な荷重方向に対して安定的に荷重を支えることができるようになる。但し、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０において、雌型連結部４０は第１天端継手板１２１の中央位置から偏心した位置に偏心配置されていても良い。同様に、雄型連結部５０が第２天端継手板１２２の中央位置から偏心した位置に偏心配置されていても良い。
【００５７】
また、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、雄型係止部材５１の先端部５１ｄに、先端に向かって縮径するテーパ面５１ｅが形成されているため、左側鋼製
支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒ（雌型連結部４０及び雄型連結部５０）を連結する際に、雌型連結部４０の挿入口４８と雄型係止部材５１の中心位置が相対的に多少ずれていたとしても、第１天端継手板１２１の開口孔１２１２の縁部に沿って雄型係止部材５１のテーパ面５１ｅを摺動させることで、雌型連結部４０における挿入口４８と雄型係止部材５１の中心同士の位置ずれ量が減少する方向に雄型係止部材５１をガイドすることができる。つまり、雄型係止部材５１の先端部５１ｄにテーパ面５１ｅを設けることによって、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒ（雌型連結部４０及び雄型連結部５０）を連結する際に雌型連結部４０の挿入口４８と雄型係止部材５１の平面位置が多少ずれていても、雄型係止部材５１を雌型連結部４０の挿入口４８へと円滑に導くことができる。なお、雄型係止部材５１の先端部５１ｄに形成するテーパ面５１ｅのディテールは適宜変更できる。例えば、雄型係止部材５１の先端部５１ｄを円錐形状として形成しても良い。この場合、当該円錐形状の側面がテーパ面５１ｅとして形成される。
【００５８】
また、本実施形態においては、第１天端継手板１２１における開口孔１２１２の縁部にもテーパ面１２１５が形成されているため、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒ（雌型連結部４０及び雄型連結部５０）を連結する際に、雌型連結部４０の挿入口４８と雄型係止部材５１の中心位置が相対的に多少ずれていたとしても、第１天端継手板１２１の開口孔１２１２におけるテーパ面１２１５に沿って雄型係止部材５１が摺動することで、雌型連結部４０における挿入口４８と雄型係止部材５１の中心同士の位置ずれ量が小さくなる方向に雄型係止部材５１をガイドすることができる。これによれば、雄型係止部材５１を雌型連結部４０の挿入口４８へと円滑に導くことができる。
【００５９】
なお、本実施形態における鋼製支保工の連結方法においては、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを連結する直前まで、図１３に示すような挿入口塞ぎ部材６０を用いて、雌型連結部４０のケーシング４１の挿入口４８を塞ぎ、養生しておくことが好ましい。挿入口塞ぎ部材６０は、例えば六角ボルトを加工して形成された養生用ボルトであり、ケーシング４１におけるテーパ穴４３よりも挿入口４８側の内周面に、挿入口塞ぎ部材６０を螺着可能とするためのネジ加工を施しておくと良い。これにより、ケーシング４１の収納室４２内に異物（埃、塵、溶接カス等）が入り込むことを抑制することができる。また、第１天端継手板１２１の内面１２１ｂに雌型連結部４０のケーシング４１を溶接する際、挿入口塞ぎ部材６０に係る養生用ボルトを用いてケーシング４１を第１天端継手板１２１の開口孔１２１２に位置決めしておくことで溶接の作業性に優れ、且つ精度良く溶接作業を行うことができる。また、特に限定されないが、第１天端継手板１２１に対する雌型連結部４０（ケーシング４１）の溶接作業は、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを連結する直前に、切羽８から十分に離れた安全な場所で行うようにしても良い。
【００６０】
また、本実施形態における雄型連結部５０の雄型係止部材５１は、図１０で説明したように、第２天端継手板１２２の内面１２２ｂに溶接したナット５２に基端側を螺着することで第２天端継手板１２２に装着することが可能である、第２天端継手板１２２（ナット５２）への雄型係止部材５１の取り付けは、左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを連結する直前に、切羽８から十分に離れた安全な場所で行うことが好ましい。左側鋼製支保工１０Ｌおよび右側鋼製支保工１０Ｒを連結する直前に、雄型係止部材５１を第２天端継手板１２２に取り付けることで、第２天端継手板１２２の外面１２２ａから突出する雄型係止部材５１が折れ曲がったり、損傷する等のリスクを低減することができる。なお、第２天端継手板１２２に溶接されたナット５２に対しては、図１４に示す養生用ボルト６１を外面１２２ａ側から螺着しておいても良い。養生用ボルト６１は、挿入口塞ぎ部材６０と同様、例えば六角ボルトを加工して作製することができる。なお、図１４に示す養生用ボルト６１も、第２天端継手板１２２の内面１２２ｂにナット５２を溶接する際のナット５２の位置決めに用いることができる。図１４に示すように、第２天端継手板
１２２を間に挟んで、養生用ボルト６１とナット５２を螺着させることで、第２天端継手板１２２の開口孔１２２２の位置にナット５２を仮固定することができる。そのため、第２天端継手板１２２にナット５２を溶接する際の作業性に優れ、且つ精度良く溶接作業を行うことができる。
【００６１】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について説明する。図１５Ａは、実施形態２に係る左側鋼製支保工１０Ｌの第１本体部１１１における天端部近傍の側面図である。図１５Ｂは、実施形態２に係る左側鋼製支保工１０Ｌの第１本体部１１１における天端部近傍の上面図である。図１６Ａは、実施形態２に係る右側鋼製支保工１０Ｒの第２本体部１１２における天端部近傍の側面図である。図１６Ｂは、実施形態２に係る右側鋼製支保工１０Ｒの第２本体部１１２における天端部近傍の上面図である。実施形態２においては、実施形態１と同一の構成要素については同じ符号を付すことで詳しい説明を割愛し、実施形態１との相違点を中心に説明する。
【００６２】
実施形態２に係る左側鋼製支保工１０Ｌの第１本体部１１１には、一組の補強板７１Ａ，７１Ｂが設けられている。補強板７１Ａ，７１Ｂは矩形板状を有する鋼材であり、第１本体部１１１の上下のフランジ、すなわち地山側フランジ１１１ｂおよび内空側フランジ１１１ｃと、第１天端継手板１２１の内面１２１ｂに対して溶接等によって接合されている。図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、補強板７１Ａ，７１Ｂは、ウェブ１１１ａを挟んでそれぞれ両側に配置されており、ウェブ１１１ａと離間した状態でウェブ１１１ａに沿って対向配置されている。
【００６３】
図１５Ａおよび図１５Ｂに示す符号Ｒ１は、補強板７１Ａ，７１Ｂが設けられる補強区間を示したものである。図１５Ａおよび図１５Ｂに示す例では、補強板７１Ａ，７１Ｂを配置する補強区間Ｒ１を、切欠き部１１１０が形成されている切欠き形成区間に対応させているが、この切欠き形成区間よりも長い区間に亘って補強板７１Ａ，７１Ｂを設けるようにしても良い。また、本実施形態において、補強板７１Ａ，７１Ｂの部材厚さは、ウェブ１１１ａの部材厚と同等以上とすることが好ましい。これらによって、第１本体部１１１の天端側端部（前端部）の補強効果をより一層高めることができる。
【００６４】
また、図１５Ｂに示すように、第１本体部１１１における補強板７１Ａ，７１Ｂは、ケーシング４１と干渉しない偏心位置に設けられている。具体的には、補強部材７１Ａ，７１Ｂのそれぞれにおける中心軸ＣＬ１との離間寸法が、ケーシング４１の半径よりも大きな寸法に設定されており、これによって補強板７１Ａ，７１Ｂがケーシング４１と干渉しないようになっている。なお、図１５Ｂに示す例では、ウェブ１１１ａの両側に一対の補強板７１Ａ，７１Ｂを配置しているが、片側だけに補強部材を設けるようにしても良い。
【００６５】
同様に、図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、右側鋼製支保工１０Ｒの第２本体部１１２の前端部にも、一組の補強板７２Ａ，７２Ｂが設けられている。補強板７２Ａ，７２Ｂは、矩形板状を有する鋼材であり、第２本体部１１２の上下のフランジ、すなわち地山側フランジ１１２ｂおよび内空側フランジ１１２ｃと、第２天端継手板１２２の内面１２２ｂに対して溶接等によって接合されている。図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、補強板７２Ａ，７２Ｂは、ウェブ１１２ａを挟んでそれぞれ両側に配置されており、ウェブ１１２ａと離間した状態でウェブ１１２ａに沿って対向配置されている。
【００６６】
図１６Ａおよび図１６Ｂに示す符号Ｒ２は、補強板７２Ａ，７２Ｂが設けられる補強区間を示したものである。図１６Ａおよび図１６Ｂに示す例では、補強板７２Ａ，７２Ｂを配置する補強区間Ｒ２を、切欠き部１１２０が形成されている切欠き形成区間に対応させているが、この切欠き形成区間よりも長い区間に亘って補強板７２Ａ，７２Ｂを設けるよ
うにしても良い。また、本実施形態において、補強板７２Ａ，７２Ｂの部材厚さは、ウェブ１１２ａの部材厚と同等以上とすることが好ましい。これらによって、第２本体部１１２の天端側端部（前端部）の補強効果をより一層高めることができる。
【００６７】
以上のように、本実施形態においては、第１本体部１１１におけるウェブ１１１ａの切欠き部１１１０に対応する区間に一対の補強板７１Ａ，７１Ｂを設置し、第２本体部１１２におけるウェブ１１２の切欠き部１１２０に対応する区間に一対の補強板７２Ａ，７２Ｂを設置するようにしたため、第１本体部１１１および第２本体部１１２の天端側端部（前端部）を好適に補強することができる。
【００６８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明に係る鋼製支保工の連結構造はこれらに限られず、可能な限りこれらを組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０・・・トンネル支保工
１０Ｌ・・・左側鋼製支保工
１０Ｒ・・・右側鋼製支保工
４０・・・雌型連結部
４１・・・ケーシング
４２・・・収納室
４６・・・雌型係止部材
４８・・・挿入口
５０・・・雄型連結部
５１・・・雄型係止部材
１１１・・・第１本体部
１１２・・・第２本体部
１２１・・・第１天端継手板
１２２・・・第２天端継手板
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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