(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助ベンチ付き全断面工法等により掘削されたトンネル掘削断面を、地山側に設置されトンネル周方向に配列された複数の鋼製支保工を有する一次側支保工と、該一次側支保工よりも前記トンネル掘削断面の内側に設置されトンネル周方向に配列された複数の鋼製支保工を有する二次側支保工と、で切羽近傍においてリング状に閉合するトンネル鋼製支保工の構造であって、
前記一次側支保工および前記二次側支保工は、トンネル周方向に隣り合う前記鋼製支保工どうしがそれぞれの軸線がトンネル周方向に連続するように接合されていて、
地山に支持されて前記一次側支保工の前記鋼製支保工および前記二次側支保工の前記鋼製支保工の軸力を負担するとともに、前記一次側支保工の前記鋼製支保工と前記二次側支保工の前記鋼製支保工とを相対変位可能に連結する連結部を有することを特徴とするトンネル鋼製支保工の構造。
【請求項２】
前記鋼製支保工はトンネル周方向に複数の鋼製支保工分割体に分割されていて、
トンネル周方向に隣り合う前記鋼製支保工分割体の間には、前記鋼製支保工のトンネル周方向の長さを調整する調整部を設置可能であることを特徴とする請求項１に記載のトンネル鋼製支保工の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル鋼製支保工の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トンネルの施工において、補助ベンチ付き全断面工法等を行い切羽近傍で支保工を早期に設置して、トンネル掘削断面をリング状に閉合する早期閉合が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
このような早期閉合は、膨張性地山の安定化や周囲地山の変位抑制を目的として採用されている。そして、早期閉合では地山の膨張性が著しいほど、また周辺地山の変位を厳密に抑制しなければならないほど、切羽から支保工による閉合部分までの距離（以下、閉合距離とする）を小さくする必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】淡路動太、砂金伸治、河田皓介、真下英人、「早期断面閉合における変位抑制効果と支保部材挙動の関係」、トンネル工学報告集第２３巻、２０１３年１１月、ｐ．３５−４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上半鋼製支保工、下半鋼製支保工および鋼製インバート支保工を設置する場合、下半鋼製支保工と鋼製インバート支保工とは隅角を成すように接合されている。このため、下半鋼製支保工と鋼製インバート支保工との接合部には上半鋼製支保工および下半鋼製支保工の軸力による曲げモーメントが生じている。そして、この曲げモーメントは、非特許文献１にあるように閉合距離が小さいほど大きくなる。
このため、早期閉合において閉合距離を小さくすると、下半鋼製支保工と鋼製インバート支保工との接合部に生じる曲げモーメントによって鋼製インバート支保工が損傷する虞がある。
【０００５】
そこで本発明は、下半鋼製支保工と鋼製インバート支保工との接合部などの鋼製支保工どうしの接合部に生じる曲げモーメントを抑えることができるトンネル鋼製支保工の構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るトンネル鋼製支保工の構造は、補助ベンチ付き全断面工法等により掘削されたトンネル掘削断面を、地山側に設置されトンネル周方向に配列された複数の鋼製支保工を有する一次側支保工と、該一次側支保工よりも前記トンネル掘削断面の内側に設置されトンネル周方向に配列された複数の鋼製支保工を有する二次側支保工と、で切羽近傍においてリング状に閉合するトンネル鋼製支保工の構造であって、前記一次側支保工および前記二次側支保工は、トンネル周方向に隣り合う前記鋼製支保工どうしがそれぞれの軸線がトンネル周方向に連続するように接合されていて、地山に支持されて前記一次側支保工の前記鋼製支保工および前記二次側支保工の前記鋼製支保工の軸力を負担するとともに、前記一次側支保工の前記鋼製支保工と前記二次側支保工の前記鋼製支保工とを相対変位可能に連結する連結部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明では、トンネル周方向に隣り合う鋼製支保工どうしがそれぞれの軸線がトンネル周方向に連続するように接合されていることにより、トンネル周方向に隣り合う鋼製支保工の一方の鋼製支保工の軸力が他方の鋼製支保工に対して他方の鋼製支保工の軸方向に作用するため、隣り合う鋼製支保工の接合部に生じる曲げモーメントを抑えることができる。
また、地山に支持された連結部を有することにより、一次側支保工の鋼製支保工および二次側支保工の鋼製支保工の軸力を地山に支持させることができる。そして、連結部が一次側支保工の鋼製支保工と二次側支保工の鋼製支保工とを相対変位可能に連結していることにより、地山からの土圧などにより一次側支保工の鋼製支保工が変位した場合も、二次側支保工の鋼製支保工を所定の位置に支持することができる。
特に、インバート掘削時に一次側支保工の下半鋼製支保工と二次側支保工の下半鋼製支保工とが連結部によって連結されていると、一次側支保工の下半鋼製支保工および二次側支保工の下半鋼製支保工が確実に地山に支持されるとともに、いわゆる「鋼製支保工の軸力の抜け」を防止でき、周辺地山の緩みや吹付けコンクリート等、他の支保工メンバーへの支保力の移行を抑制できる。
【０００８】
また、本発明に係るトンネル鋼製支保工の構造では、前記鋼製支保工はトンネル周方向に複数の鋼製支保工分割体に分割されていて、トンネル周方向に隣り合う前記鋼製支保工分割体の間には、前記鋼製支保工のトンネル周方向の長さを調整する調整部を設置可能であることが好ましい。
このような構成とすることにより、現場にて鋼製支保工のトンネル周方向の長さを容易に調整することができる。また、予め複数の長さの調整部を用意し、トンネル周方向に隣り合う鋼製支保工分割体の間隔に合せて調整部を選択することで、効率よく鋼製支保工のトンネル周方向の長さを調整することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トンネル周方向に隣り合う鋼製支保工どうしがそれぞれの軸線がトンネル周方向に連続するように接合されていることにより、トンネル周方向に隣り合う鋼製支保工の一方の鋼製支保工の軸力が他方の鋼製支保工に対して他方の鋼製支保工の軸方向に作用するため、隣り合う鋼製支保工の接合部に生じる曲げモーメントを抑えることができる。
また、連結部を有することにより、一次側支保工の鋼製支保工および二次側支保工の鋼製支保工の軸力を地山に支持させることができる。そして、連結部が一次側支保工の鋼製支保工と二次側支保工の鋼製支保工とを相対変位可能に連結していることにより、地山からの土圧などにより一次側支保工の鋼製支保工が変位した場合も、二次側支保工の鋼製支保工を所定の位置に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態によるトンネル鋼製支保工の構造の一例を示す図である。
【図２】インバート掘削前（上下半掘削完了時）のトンネル鋼製支保工の構造の一例を示す図である。
【図３】図２の連結部近傍の拡大図である。
【図４】図３の斜視図である。
【図５】（ａ）は調整駒をトンネル軸方向から見た図、（ｂ）は調整駒をトンネル周方向から見た図である。
【図６】（ａ）は調整プレートの使用例をトンネル軸方向から見た図、（ｂ）は調整プレートのみをトンネル周方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態によるトンネル鋼製支保工の構造について、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１に示す本実施形態によるトンネル鋼製支保工の構造１は、補助ベンチ付き全断面工法等により掘削されたトンネル掘削断面を切羽近傍において早期に支保工でリング状に閉合する早期閉合を行うトンネル構築に用いられる二重支保工の鋼製支保工である。
本実施形態によるトンネル鋼製支保工の構造１では、地山１１側に設置された一次側支保工２の鋼製支保工と、一次側支保工２のトンネル内部１２側に一次側支保工２と間隔をあけて設置された二次側支保工３の鋼製支保工と、地盤に支持されるとともに一次側支保工２の鋼製支保工と二次側支保工３の鋼製支保工とを連結する連結部４と、を有している。
【００１２】
一次側支保工２は、トンネル掘削断面の上部側に沿って配置される上半鋼製支保工２１と、上半鋼製支保工２１の両端部にそれぞれ接合されトンネル掘削断面の側部側に沿って配置される一対の下半鋼製支保工２２と、一対の下半鋼製支保工２２，２２の下端部にそれぞれ接合されトンネル掘削断面の底部側に沿って配置される鋼製インバート支保工２３と、を有している。
また、二次側支保工３は、一次側支保工２の上半鋼製支保工２１のトンネル内部１２側（下側）に配置される上半鋼製支保工３１と、上半鋼製支保工３１の両端部にそれぞれ接合され一次側支保工２の一対の下半鋼製支保工２２のトンネル内部１２側にそれぞれ配置される一対の下半鋼製支保工３２，３２と、下半鋼製支保工３２，３２の下端部にそれぞれ接合され一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３のトンネル内部１２側（上側）に配置される鋼製インバート支保工３３と、を有している。
【００１３】
図１乃至図４に示すように、一次側支保工２の上半鋼製支保工２１は、トンネル周方向（図１乃至図４の矢印Ａの方向）に延在する形鋼２１１と、形鋼２１１の延在方向の両端部２１１ａ，２１１ａにそれぞれ接合された２つの継手板２１２，２１２と、を有している。
本実施形態では形鋼２１１はＨ形鋼で、フランジの板面がトンネルの内周面と平行となる向きに配置されている。形鋼２１１は延在方向の両端部２１１ａ，２１１ａが略同じ高さに配置され、延在方向の中間部２１１ｂが両端部２１１ａ，２１１ａよりも地山１１側（上側）に突出するように湾曲している。
継手板２１２，２１２は、それぞれ板面が略長方形状に形成されていて、一方の板面が形鋼２１１の端面と接合されている。継手板２１２，２１２には、それぞれ形鋼２１１と干渉しない位置にトンネル軸方向（図１乃至図３の紙面に直交する方向、図４の矢印Ｂの方向）に間隔をあけて２つのボルト孔２１３，２１３（図３および図４参照）が形成されている。
【００１４】
一次側支保工２の下半鋼製支保工２２，２２は、それぞれトンネル周方向に延在する形鋼２２１と、形鋼２２１の延在方向の両端部２２１ａ，２２１ｂにそれぞれ接合された２つの継手板２２２，２２２と、を有している。
本実施形態では形鋼２２１は上半鋼製支保工２１と同じ断面形状のＨ形鋼で、フランジの板面がトンネルの内周面と平行となる向きに配置されている。形鋼２２１は延在方向の一方の端部２２１ａが他方の端部２２１ｂよりも上側に配置され、延在方向の中間部２２１ｃが両端部２２１ａ，２２１ｂよりも地山１１側（トンネル軸方向から見た側方）に突出するように湾曲している。
継手板２２２，２２２は、上半鋼製支保工２１の継手板２１２と同様にそれぞれ板面が略長方形状に形成されていて、一方の板面が形鋼２２１の端面と接合され、板面が形鋼２２１の延在方向と直交するように配置されている。継手板２２２，２２２には、形鋼２２１と干渉しない位置にトンネル軸方向に間隔をあけて２つのボルト孔２２３，２２３（図３および図４参照）が形成されている。
【００１５】
図１および図５に示すように、一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３は、トンネル周方向に配列された２つの鋼製インバート支保工分割体２４，２４と、２つの鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間に配置される調整駒（調整部）２５と、を有している。
２つの鋼製インバート支保工分割体２４，２４は、それぞれトンネル周方向に延在する形鋼２４１と、形鋼２４１の延在方向の両端部にそれぞれ接合された２つの継手板２４２，２４２と、を有している。
本実施形態では形鋼２４１は上半鋼製支保工２１および下半鋼製支保工２２と同じ断面形状のＨ形鋼で、フランジの板面がトンネルの内周面と平行となる向きに配置されている。形鋼２４１は延在方向の中間部２４１ｂが両端部２４１ａ，２４１ａよりも地山１１側に突出するように湾曲している。
継手板２４２，２４２は、上半鋼製支保工２１および下半鋼製支保工２２それぞれの継手板２１２，２２２と同様にそれぞれ板面が略長方形状に形成されていて、一方の板面が形鋼２４１の端面と接合され、板面が形鋼２４１の延在方向と直交するように配置されている。継手板２４２，２４２には、形鋼２４１と干渉しない位置にトンネル軸方向に間隔をあけて２つのボルト孔２４３，２４３（図５参照）が形成されている。
【００１６】
調整駒２５は、トンネル周方向に延在する形鋼２５１と、形鋼２５１の延在方向の両端部にそれぞれ接合された継手板２５２，２５２と、を有している。
本実施形態では形鋼２５１は鋼製インバート支保工分割体２４と同じ断面形状のＨ形鋼で、フランジの板面がトンネルの内周面と平行となる向きに配置されている。
継手板２５２，２５２は、鋼製インバート支保工分割体２４の継手板２４２と同様にそれぞれ板面が略長方形状に形成されていて、一方の板面が形鋼２５１の端面と接合され、板面が形鋼２５１の延在方向と直交するように配置されている。継手板２５２，２５２には、形鋼２５１と干渉しない位置にトンネル軸方向に間隔をあけて２つのボルト孔２５３，２５３が形成されている。
【００１７】
このような調整駒２５は、トンネル周方向に隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間隔を埋めるために設置されていて、一方の継手板２５２がトンネル周方向に隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４，２４の一方の鋼製インバート支保工分割体２４の継手板２４２とボルト接合され、他方の継手板２５２が他方の鋼製インバート支保工分割体２４の継手板２４２とボルト接合されている。
また、調整駒２５は、長さの異なる複数の種類のものが製造されていて、鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間隔に合せて最適な長さの調整駒２５を選択して設置できるように構成されている。
【００１８】
上半鋼製支保工２１と下半鋼製支保工２２とは、互いの継手板２１２，２２２どうしを突き合わせるようにしてボルト接合されている。また、上半鋼製支保工２１と下半鋼製支保工２２とは、それぞれの軸線が隅角を成さずにトンネル周方向に連続するように接合されている。
また、下半鋼製支保工２２と鋼製インバート支保工２３とは、互いの継手板２２２，２４２どうしを突き合わせるようにしてボルト接合されている。また、下半鋼製支保工２２と鋼製インバート支保工２３とは、それぞれの軸線が隅角を成さずにトンネル周方向に連続するように接合されている。
【００１９】
二次側支保工３の上半鋼製支保工３１は、設置されるトンネル掘削断面の形状に合わせて一次側支保工２の上半鋼製支保工２１と同様に構成され、形鋼３１１および２つの継手板３１２，３１２を有している。
二次側支保工３の一対の下半鋼製支保工３２，３２は、それぞれ設置されるトンネル掘削断面の形状に合わせて一次側支保工２の下半鋼製支保工２２と同様に構成され、形鋼３２１および２つの継手板３２２，３２２を有している。
二次側支保工３の鋼製インバート支保工３３は、設置されるトンネル掘削断面の形状に合わせて一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３と同様に構成され、鋼製インバート支保工分割体３４，３４および調整駒３５を有している。鋼製インバート支保工分割体３４，３４は、それぞれ設置されるトンネル掘削断面の形状に合わせて一次側支保工２の鋼製インバート支保工分割体２４と同様に構成され、形鋼３４１および２つの継手板３４２，３４２を有している。調整駒３５は、設置されるトンネル掘削断面の形状に合わせて一次側支保工２の調整駒２５と同様に構成され、形鋼３５１および２つの継手板３５２，３５２を有している。
【００２０】
そして、二次側支保工３の上半鋼製支保工３１と下半鋼製支保工３２とは、互いの継手板３１２，３２２どうしを突き合わせるようにしてボルト接合されている。また、上半鋼製支保工３１と下半鋼製支保工３２とはそれぞれの軸線が隅角を成さずにトンネル周方向に連続するように接合されている。
また、二次側支保工３の下半鋼製支保工３２と鋼製インバート支保工３３とは、互いの継手板３２２，３４２どうしを突き合わせるようにしてボルト接合されている。また、下半鋼製支保工３２と鋼製インバート支保工３３とは、それぞれの軸線が隅角を成さずにトンネル周方向に連続するように接合されている。
【００２１】
図３および図４に示すように、連結部４は、一次側支保工２の下半鋼製支保工２２の下端部近傍と、二次側支保工３の下半鋼製支保工３２の下端部近傍とを連結している。
連結部４は、地山１１に支持され一次側支保工２の下半鋼製支保工２２に固定された第１固定部４１と、二次側支保工３の下半鋼製支保工３２に固定された第２固定部４２と、を有している。
【００２２】
第１固定部４１は、地山１１に支持されて一次側支保工２の下半鋼製支保工２２に接合された支持部４３と、支持部４３に接合され支持部４３からトンネル内部１２側に突出する一対の突出部４４と、を有している。
支持部４３は、一次側支保工２よりも地山１１側に配置され、上下方向に延在する形鋼４３１と、形鋼４３１の下端部に接合された鋼板４３２と、を有している。
形鋼４３１は一次側支保工２の下半鋼製支保工２２の形鋼２２１と略同じ断面形状に形成されている。そして、形鋼４３１は、一次側支保工２の下半鋼製支保工２２の形鋼２２１とトンネル軸方向に同じ位置に配置され、上端部が一次側支保工２の下半鋼製支保工２２の形鋼２２１に接合されている。
鋼板４３２は、地山１１を掘削して形成した水平面上に設置されていて、鋼板４３２を介して形鋼４３１の軸力が地山１１に伝わるように構成されている。
これにより、一次側支保工２の鋼製支保工の荷重の一部が第１固定部４１を介して地山１１に伝わるように構成されている。
【００２３】
一対の突出部４４，４４は、それぞれ支持部４３の形鋼４３１のトンネル軸方向の両側に配置され、支持部４３の形鋼４３１に接合されてトンネル断面方向の水平方向に延在する断面形状略Ｌ字状のＬ型材４４１と、支持部４３と形鋼４３１とを連結する帯板４４２と、を有している。
Ｌ型材４４１は、垂直に接合された２枚の板部４４１ａ，４４１ｂのうちの一方の板部４４１ａの板面が水平面となり、他方の板部４４１ｂの板面が鉛直面となり、一方の板部４４１ａが他方の板部４４１ｂよりも上側となるように配置されている。ここで、一方の板部４４１ａを水平板部４４１ａとし、他方の板部４４１ｂを鉛直板部４４１ｂとする。
【００２４】
Ｌ型材４４１は一方の端部４４１ｃが支持部４３の形鋼４３１接合されている。また、Ｌ型材４４１は他方の端部４４１ｄ側が一方の端部４４１ｃよりもトンネル内部１２側に配置されているとともに、一次側支保工２の下半鋼製支保工２２および二次側支保工３の下半鋼製支保工３２のトンネル軸方向の両側に配置されている。
Ｌ型材４４１の水平板部４４１ａには、上下方向に貫通しＬ型材４４１の延在方向に延びる長孔４４１ｅが形成されている。
【００２５】
帯板４４２は長尺の鋼板で、長手方向の一方の端部４４２ａが支持部４３の形鋼４３１にＬ型材４４１よりも低い位置で接合され、他方の端部４４２ｂがＬ型材４４１の他方の端部４４１ｄと接合されている。帯板４４２は、形鋼４３１とＬ型材４４１との接合を補強するために設けられている。
【００２６】
第２固定部４２は、二次側支保工３の下半鋼製支保工３２の形鋼３２１のトンネル軸方向の両側にそれぞれ２つずつ接合され板面が鉛直面となる鉛直板部４５，４５，…と、形鋼３２１のトンネル軸方向の両側においてそれぞれ２つの鉛直板部４５，４５の下端部に接合され板面が水平面となる水平板部４６，４６と、を有している。
水平板部４６には、上下方向に貫通するボルト孔４６ｅが形成されている。
【００２７】
第１固定部４１の水平板部４４１ａ，４４１ａの上面に、それぞれ第２固定部４２の水平板部４６，４６が設置されている。また、第１固定部４１の水平板部４４１ａの長孔４４１ｅおよび第２固定部４２の水平板部４６のボルト孔４６ｅにボルトが挿通されている。
そして、第１固定部４１と第２固定部４２とは、長孔４４１ｅの延在長さの範囲で水平方向に相対変位可能となっている。これにより、第１固定部４１が固定された一次側支保工２の鋼製支保工と第２固定部４２が固定された二次側支保工３の鋼製支保工とが水平方向に相対変位可能となっている。
また、第１固定部４１と第２固定部４２とは上下方向に連結されている。これにより、二次側支保工３の鋼製支保工の荷重の一部が第２固定部４２および第１固定部４１を介して地山１１に伝わるように構成されている。なお、一次側支保工２に沈下がある場合は水平板部４４１ａと水平板部４６の間に調整駒等を介して二次側支保工３を設計高さに設置することもできる。
【００２８】
次に、本実施形態によるトンネル鋼製支保工の使用方法について説明する。
まず、トンネル軸方向の所定範囲においてトンネル掘削断面の上下半掘削を補助ベンチ付き全断面工法等で行うとともに、一次側支保工２の上半鋼製支保工２１および下半鋼製支保工２２と、二次側支保工３の上半鋼製支保工３１および下半鋼製支保工３２とを設置する。なお、各鋼製支保工は吹付けコンクリート、ロックボルト等の他の支保工メンバーと合わせて支保工として施工される。また、上下半掘削、支保工施工時には、インバート掘削は行われていないため、一次側支保工２および二次側支保工３の下半鋼製支保工２２，３２の下端部と地山１１との間に接地部材（足付けプレート）５を配置する。
そして、このとき連結部４で一次側支保工２の下半鋼製支保工２２と二次側支保工３の下半鋼製支保工３２とを連結する。
【００２９】
続いて、トンネル軸方向の所定範囲においてインバート掘削を行い、一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３および二次側支保工３の鋼製インバート支保工３３を設置する。
なお、インバート掘削を行う際には、接地部材５を撤去して行うが、連結部４が設置されていることにより、地山１１が連結部４を介して一次側支保工２の上半鋼製支保工２１、下半鋼製支保工３２および二次側支保工３の上半鋼製支保工３１、下半鋼製支保工３２の軸力を保持することができる。
【００３０】
そして、インバート掘削を行った部分に一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３の鋼製インバート支保工分割体２４，２４を設置し、鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間隔にこの間隔に合う長さの調整駒２５を設置する。また、二次側支保工３の鋼製インバート支保工３３の鋼製インバート支保工分割体３４，３４を設置し、鋼製インバート支保工分割体３４，３４の間隔にこの間隔に合う長さの調整駒３５を設置する。
このようにして、鋼製インバート支保工３３を建て込み、吹付けコンクリートを実施すれば、トンネル掘削断面が一次側支保工２および二次側支保工３によって閉合される。
続いて、再度、上下半の掘削、支保工を所定回実施した後、閉合されたトンネル掘削断面の掘削方向の前側の所定範囲を同様に掘削して一次側支保工２および二次側支保工３を設置し、掘削されたトンネル掘削断面を一次側支保工２および二次側支保工３によって閉合する。
【００３１】
次に、上述したトンネル鋼製支保工の構造１の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態によるトンネル鋼製支保工の構造１では、下半鋼製支保工２２，３２と鋼製インバート支保工２３，３３とがそれぞれの軸線が隅角を成さずに連続するように接合されることにより、上半鋼製支保工２１，３１および下半鋼製支保工２２，３２の軸力が鋼製インバート支保工２３，３３の軸方向に作用するため、下半鋼製支保工２２，３２および鋼製インバート支保工２３，３３の接合部に生じる曲げモーメントを抑えることができる。これにより、鋼製インバート支保工２３，３３の変位や座屈・曲げ破壊などの変形を防止することができる。
【００３２】
そして、下半鋼製支保工２２，３２および鋼製インバート支保工２３，３３の接合部に生じる曲げモーメントを抑えることができることにより、補助ベンチ付き全断面工法等の掘削を行い切羽近傍において早期にトンネル掘削断面を支保工でリング状に閉合する早期閉合を行うトンネル構築において、閉合距離を小さくすることが可能となる。この閉合距離は、小さいほどトンネルの安定化や変位抑制に効果があるため、本実施形態によるトンネル鋼製支保工の構造１では、トンネルの安定化や変位抑制を図ることができる。
【００３３】
また、本実施形態によるトンネル鋼製支保工の構造１は連結部４を有することにより、一次側支保工２の上半鋼製支保工２１、下半鋼製支保工２２および二次側支保工３の上半鋼製支保工３１、下半鋼製支保工３２の軸力を地山１１に支持させることができる。そして、インバート掘削時に、一次側支保工２の下半鋼製支保工２２および二次側支保工３の下半鋼製支保工３２の軸力が解放されないため、トンネルの初期変位を効率よく抑制することができる。
【００３４】
さらに、二次側支保工３の下半部の吹付けコンクリートの強度が比較的低く、若材齢時でも安全にインバートの施工が可能となるため、閉合距離を小さくすることがより可能となる。また、吹付けコンクリートに例えば、瞬結吹付けコンクリートや超高強度吹付けコンクリートなどの高価な吹付けコンクリートを採用しなくてもよいため、早期閉合におけるコスト削減を図ることができる。
【００３５】
また、連結部４は、一次側支保工２の下半鋼製支保工２２と二次側支保工３の下半鋼製支保工３２とを相対変位可能に連結していることにより、地山１１からの土圧などにより一次側支保工２が変位しても、二次側支保工３を所定の位置に支持することができる。このため、安全かつ効率よく早期閉合のトンネル掘削を行うことができる。
【００３６】
また、一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３はトンネル周方向に配列された複数の鋼製インバート支保工分割体２４，２４を有し、トンネル周方向に隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間に配置されて鋼製インバート支保工２３のトンネル周方向の長さを調整する調整駒２５を有することにより、現場にて鋼製インバート支保工２３のトンネル周方向の長さを容易に調整することができる。また、予め複数の長さの調整駒２５を用意し、トンネル周方向に隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間隔に合せて調整駒２５を選択することで、効率よく鋼製インバート支保工２３のトンネル周方向の長さを調整することができる。
なお、二次側支保工３の鋼製インバート支保工３３についても、一次側支保工２の鋼製インバート支保工３３と同様に効率よくトンネル周方向の長さを調整することができる。
【００３７】
以上、本発明によるトンネル鋼製支保工の構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、連結部４は一次側支保工２の下半鋼製支保工２２と二次側支保工３の下半鋼製支保工２２とを連結しているが、一次側支保工２の上半鋼製支保工２１と二次側支保工３の上半鋼製支保工２１とを連結してもよい。
また、上記の実施形態では、トンネル周方向に隣り合う鋼製支保工はボルト接合されているが、溶接などによって接合されていてもよい。
さらに、二重以上の三重等の鋼製支保工の構造にも適用してもよい。
【００３８】
また、上記の実施形態では、第１固定部４１と第２固定部４２とは長孔４４１ｅの延在長さの範囲で水平方向に相対変位可能で、また調整駒を介することで垂直方向にも相対変位が可能であることにより、第１固定部４１が固定された一次側支保工２と第２固定部４２が固定された二次側支保工３とが水平・鉛直方向に相対変位可能となっているが、一次側支保工２と二次側支保工３とを相対変位可能とする機構は上記以外でもよい。
また、一次側支保工２と二次側支保工３とを相対変位可能な方向は、水平・鉛直方向以外としてもよい。
【００３９】
また、上記の実施形態では、一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３は、トンネル周方向に複数の鋼製インバート支保工分割体２４，２４に分割されているが、分割されていなくてもよい。
また、上記の実施形態では、一次側支保工２のトンネル周方向に隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間隔に１つの調整駒２５が設けられているが、トンネル周方向に隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間隔に合せて複数の調整駒２５が設けられていてもよいし、調整駒２５が設けられていなくてもよい。
【００４０】
また、鋼製インバート支保工２３は、鋼製インバート支保工分割体２４と調整駒２５との間に図６に示すような調整プレート（調整部）２６が設置される構成としてもよい。
調整プレート２６は、板面が鋼製インバート支保工分割体２４の継手板２４２と略同じ形状に形成された鋼板で、継手板２４２のボルト２４３孔に対応する位置から１つの辺に向かって延びる切欠き部２６１が形成されている。このような調整プレート２６は、トンネル周方向に隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４と調整駒２５との間に、切欠き部２６１にボルトが挿入された状態にはめ込まれるように構成されている。
【００４１】
また、調整プレート２６についても、厚さの異なる複数の種類のものが用意され、隣り合う鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間の隙間に合せて最適な厚さのものが選択されることが好ましい。
なお、鋼製インバート支保工分割体２４，２４の間には調整駒２５が設けられず調整プレート２６のみが設けられていてもよい。
なお、二次側支保工３の鋼製インバート支保工３３についても一次側支保工２の鋼製インバート支保工２３と同様である。
【符号の説明】
【００４２】
１  トンネル鋼製支保工の構造
２  一次側支保工
３  二次側支保工
４  連結部
１１  地山
１２  トンネル内部
２１，３１  上半鋼製支保工
２２，３２  下半鋼製支保工
２３，３３  鋼製インバート支保工
２４，３４  鋼製インバート支保工分割体（鋼製支保工分割体）
２５，３５  調整駒（調整部）
２６  調整プレート（調整部）
【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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