JP2018178455A - トンネルの構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネルの切羽における人手作業を回避し、安全性および作業性を向上することができるトンネルの構築方法を提供する。【解決手段】トンネルの構築方法は、一対の鋼製支保工を一対のハンドの各々に把持しつつ駆動することで鋼製支保工を天端部同士で相互に連結する工程と、ハンドを駆動することでアーチ状の鋼製支保工を建て込み位置に配置する工程を有する。一対の鋼製支保工の天端部には第１天端継手板及び第２天端継手板が設けられており、第１天端継手板に雌型連結部が凹設されていると共に第２天端継手板に雄型連結部が凸設されている。また、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１

Description

本発明は、トンネルの構築方法に関する。

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。

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。

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で左右の鋼製支保工を把持して建て込み作業を行った後、左右の鋼製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をすることでアーチ状に建て込む方法が一般的である。

特許第３３８１６０６号公報

しかしながら、従来の鋼製支保工の連結構造によれば、左右の鋼製支保工に設けられた継手板同士を当接させた状態で、トンネル坑壁付近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鋼製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連結作業を行う必要があった。

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、トンネルの切羽における人手作業を回避し、安全性および作業性を向上することができるトンネルの構築方法を提供することにある。

本発明に係るトンネルの構築方法は、円弧状に分割された一対の鋼製支保工を把持可能な一対のハンドを有するエレクタ装置を搭載する重機をトンネルの切羽に配置するエレクタ配置工程と、前記一対の鋼製支保工を前記一対のハンドの各々に把持しつつ当該ハンドを駆動することで前記一対の鋼製支保工を天端部同士で相互に連結する支保工連結工程と、前記一対のハンドを駆動することで、前記天端部同士が連結されたアーチ状の鋼製支保工を所定の建て込み位置に配置する支保工建て込み工程と、を有し、前記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は、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天端継手板に凹設された雌型連結部と、前記第２天端継手板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。

本発明によれば、トンネルの切羽における人手作業を回避し、安全性および作業性を向上することができるトンネルの構築方法を提供できる。

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ても良い。

また、本発明において、前記重機には、吹付けコンクリートの吹付け装置が更に搭載されており、前記建て込み位置に設置された前記アーチ状の鋼製支保工を前記一対のハンドに把持した状態で、前記吹付け装置によって吹付けコンクリートを前記鋼製支保工の脚部に吹付けて当該鋼製支保工をトンネル坑壁面に仮固定する仮固定工程と、前記仮固定工程の後、前記一対のハンドによる前記鋼製支保工の把持を解除する把持解除工程と、トンネル坑壁面に仮固定した前記鋼製支保工と、当該鋼製支保工とトンネルの軸方向に隣接する既設の鋼製支保工との間に吹付けコンクリートを吹付け、新設の前記鋼製支保工の長手方向全域を吹付けコンクリートに埋め込む吹付け工程と、を更に有していても良い。

また、前記鋼製支保工はＨ形断面を有すると共に、前記脚部のウェブに前記吹付けコンクリートと定着されるアンカー部材が凸設されており、前記仮固定工程において、前記アンカー部材が前記吹付けコンクリートに埋没されても良い。この場合、前記アンカー部材は前記ウェブの両面に凸設されていても良い。

また、前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の外周縁に設けられたガイド部材によって前記第２天端継手板をガイドして前記雌型連結部の前記挿入口に前記雄型係止部材を導くようにしても良い。この場合、前記ガイド部材は、前記第１天端継手板の外周縁の一部を覆うようにして設けられていても良い。また、前記ガイド部材は、前記第１天端継手板の外周縁において角部を形成する２辺に設けられていても良い。また、前記ガイド部材は、前記第１天端継手板の上縁に設けられた上方ガイド壁と、前記第１天端継手板のうち、前記一対の鋼製支保工の連結時において切羽に面する方の側縁に設けられた側方ガイド壁と、を有していても良い。

また、前記第１天端継手板が凹面形状を有していると共に、前記第２天端継手板が、前記第１天端継手板の凹面形状と相補的な凸面形状を有していることで、前記一対の鋼製支保工が連結される際に前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板同士が面接触するように形成されており、前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の凹面に沿って前
記雄型係止部材を摺動させることでガイドし、前記雄型係止部材を前記雌型連結部の前記挿入口に導くようにしても良い。

また、前記雌型連結部は、前記凹面形状を有する前記第１天端継手板の領域内において最も凹んでいる領域に配置されており、前記雄型係止部材は、前記凸面形状を有する前記第２天端継手板の領域内において最も隆起した領域に配置されていても良い。

また、前記開口孔は、当該第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おり、前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の前記開口孔における前記テーパ面に沿って前記雄型係止部材を摺動させることでガイドし、前記雌型連結部の前記挿入口に前記雄型係止部材を導くようにしても良い。

また、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おり、前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の前記開口孔における縁部に沿って前記雄型係止部材の前記テーパ面を摺動させることでガイドし、前記雌型連結部の前記挿入口に前記雄型係止部材を導くようにしても良い。

本発明によれば、トンネルの切羽における人手作業を回避し、安全性および作業性を向上することができるトンネルの構築方法を提供できる。

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は、実施形態１に係る定着アンカーを説明する図である。 図３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４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５は、実施形態１に係る作業車の上面図である。 図６は、実施形態１に係る作業車の側面図である。 図７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８は、実施形態１に係るターゲットを示す図である。 図９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１０は、実施形態１に係る第１天端継手板を示す図である。（ａ）に、第１天端継手板の外面側から眺めた雌型連結部を示す。（ｂ）に、第１天端継手板の内面側から眺めた雌型連結部を示す。 図１１は、実施形態１に係る第２天端継手板を示す図である。（ａ）に、第２天端継手板の内面側から眺めた雄型連結部を示す。（ｂ）に、第２天端継手板の外面側から眺めた雄型連結部を示す。 図１２は、図２におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。 図１３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１４は、実施形態１の変形例に係る連結構造を説明する図である。 図１５は、実施形態１の変形例に係るトンネル支保工の建て込み手順を説明する図である。 図１６は、実施形態２に係る鋼製支保工の連結構造を説明する図である。（ａ）は、左側鋼製支保工における第１天端継手板近傍の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ矢視正面図である。（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１７は、実施形態２における左側鋼製支保工及び右側鋼製支保工を連結する際の動作を説明する図である。 図１８Ａは、実施形態２の変形例に係るガイド部材を示す図である。 図１８Ｂは、実施形態２の変形例に係るガイド部材を示す図である。 図１９は、実施形態３に係る鋼製支保工の連結構造を説明する図である。（ａ）は、実施形態３に係る左側鋼製支保工における第１天端継手板近傍の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＣ矢視正面図である。（ｃ）は、実施形態３に係る第１天端継手板の概略斜視図である。 図２０は、実施形態３に係る鋼製支保工の連結構造を説明する図である。（ａ）は、実施形態３に係る右側鋼製支保工の第２天端継手板近傍の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＤ矢視正面図である。（ｃ）は、実施形態３に係る第２天端継手板の概略斜視図である。 図２１は、実施形態３における左側鋼製支保工及び右側鋼製支保工を連結する際の動作を説明する図である。 図２２は、左側鋼製支保工及び右側鋼製支保工の変形例を示す図である。 図２３は、定着アンカーの変形例を示す図である。

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。

＜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。

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及び内空側フランジ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及び第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及び内空側フランジ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及び第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及び右側鋼製支保工１０Ｒは、第１天端継手板１２１及び第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。

図１に示す符号２は、定着アンカーである。定着アンカー２は、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの各脚部に設けられており、アンカー部材に相当する。本実施形態においては、左側鋼製支保工１０Ｌにおける第１本体部１１１の脚部１１１ｄに位置するウェブ１１１ａと、右側鋼製支保工１０Ｒにおける第２本体部１１２の脚部１１２ｄに位置するウェブ１１２ａに、定着アンカー２が凸設されている。図２は、第１本体部１
１１の脚部１１１ｄと第２本体部１１２の脚部１１２ｄに設けられた定着アンカー２を説明する図である。定着アンカー２は、ウェブ１１１ａ，１１２ａから垂直に立設する軸部と、軸部の先端に設けられると共に軸部よりも拡径された頭部からなる。但し、定着アンカー２の形状は適宜変更することができる。また、本実施形態において、第１本体部１１１は、ウェブ１１１ａの両面に定着アンカー２が凸設されている。また、第２本体部１１２は、ウェブ１１２ａの両面に定着アンカー２が凸設されている。

図３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３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３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。

図４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。

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。

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及び右側鋼製支保工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及び右側鋼製支保工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。

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。

図５は、実施形態１に係る作業車２００の上面図である。図６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及び右側鋼製支保工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。

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及び右側鋼製支保工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。

図７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に示すように、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工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８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及び右側鋼製支保工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及び右側鋼製支保工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。

また、図７に示す例では、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工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及び右側鋼製支保工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及び右側鋼製支保工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。

次に、図５及び図６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。

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。ＮＡ
ＴＭ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及び右側鋼製支保工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及び右側鋼製支保工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。

次に、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工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及び右側鋼製支保工１０Ｒを天端部同士で相互に連結する（支保工連結工程）。以下、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結構造について説明する。

図９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。連結構造３０は、左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１、右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２、第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０、第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０等を含む。図２は、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の第２天端継手板１２２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と第２天端継手板１２２が離間した状態を示している。

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。図１０（ａ）に、第１天端継手板１２１の外面１２１ａ側から眺めた雌型連結部４０を示し、図１０（ｂ）に、第１天端継手板１２１の内面１２１ｂ側から眺めた雌型連結部４０を示す。また、図１１（ａ）に第２天端継手板１２２の内面１２２ｂ側から眺めた雄型連結部５０を示し、図１１（ｂ）に、第２天端継手板１２２の外面１２２ａ側から眺めた雌型連結部４０を示す。

なお、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の左右の側縁である。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の左右の側縁である。図１０に、第１天端継手板１２１の高さ方向及び幅方向を図示し、図１１に、第２天端継手板１２２の高さ方向及び幅方向を図示する。第１天端継手板１２１の高さ方向は側縁１２１ｅ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の幅方向は上縁１２１ｃ及び下縁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及び内空側フランジ１１１ｃの延伸方向と平行である。また、第２天端継手板１２２の高さ方向は側縁１２２ｅの延伸方向と平行であり、且つ、第２本体部１１２が第２天端継手板１２２と連結する位置におけるウェブ１１２ａの延伸方向と平行である。第２天端継手板１２２の幅方向は上縁１２２ｃ及び下縁１２２ｄの延伸方向と平行であり、且つ、第２本体部１１２が第２天端継手板１２２と連結する位置における地山側フランジ１１２ｂ及び内空側フランジ１１２ｃの延伸方向と平行である。

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１天端継手板１２１には、符号Ａ１で示される第１領域と、符号Ａ２で示される第２領域にそれぞれ雌型連結部４０が設けられている。第１領域Ａ１は、第１天端継手板１２１の平面領域のうち、第１本体部１１１のウェブ１１１ａを境に一方側に位置すると共に、地山側フランジ１１１ｂ、内空側フランジ１１１ｃ及びウェブ１１１ａによって囲まれた領域である。第２領域Ａ２は、第１天端継手板１２１における平面領域のうち、第１本体部１１１のウェブ１１１ａを境に他方側に位置すると共に、地山側フランジ１１１ｂ、内空側フランジ１１１ｃ及びウェブ１１１ａによって囲まれた領域である。同様に、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、第２天端継手板１２２には、符号Ａ１で示される第１領域と、符号Ａ２で示される第２領域にそれぞれ雌型連結部４０が設けられている。第１領域Ａ１は、第２天端継手板１２２における平面領域のうち、第２本体部１１２のウェブ１１２ａを境にして一方側に位置すると共に、地山側フランジ１１２ｂ、内空側フランジ１１２ｃ及びウェブ１１２ａによって囲まれた領域である。第２領域Ａ２は、第２天端継手板１２２の平面領域のうち、第２本体部１１２のウェブ１１２ａを境にして他方側に位置すると共に、地山側フランジ１１２ｂ、内空側フランジ１１２ｃ及びウェブ１１２ａによって囲まれた領域である。

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には、雄型連結部５０が設けられる位置に一対の開口孔１２２ｆが穿設されている。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１２２ｆ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の中間部には環状の鍔部５１ｂが設けられている。また、雄型係止部材５１の鍔部５１ｂよりも先端側の部位における外周部には、雄ネジ５１ｃ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。

また、第２天端継手板１２２の外面１２２ａ側における開口孔１２２ｆの周囲には、周囲よりも一段凹んだザグリ部１２２ｇが形成されている。雄型係止部材５１の鍔部５１ｂは、第２天端継手板１２２の開口孔１２２ｆの径よりも大きい。雄型係止部材５１の基端側を、第２天端継手板１２２の外面１２２ａ側から開口孔１２２ｆに挿通し、鍔部５１ｂをザグリ部１２２ｇに配置した状態で基端部の雄ネジ５１ａにナット５２を螺着する。その結果、雄型係止部材５１が第２天端継手板１２２から突出した状態で、第２天端継手板１２２に雄型係止部材５１を固定することができる。

次に、雌型連結部４０について説明する。第１天端継手板１２１は、雌型連結部４０が設けられる位置に一対の開口孔１２１ｆが穿設されており、その内面１２１ｂには金属製の円筒状のケーシング４１が溶接ｗｐなどによって固定されている。ケーシング４１は、その軸心を開口孔１２１ｆ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１２１ｆと略同径で、開口孔１２１ｆ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１２１ｆと重なった位置に配置されている。

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１２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。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。

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。

以上のように構成される雌型連結部４０及び雄型連結部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。

次に、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する際の連結構造３０の動作について説明する。図９に示すように、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１２１ｆに雄型連結部５０（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。

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１２１ｆ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１２１ｆ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。

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１３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１に示したように、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２が面接触した状態で、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。なお、本実施形態においては、雌型連結部４０に対して雄型係止部材５１が挿入及び係止された状態において、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の各外縁同士の位置がすべて合致するように設定されている。すなわち、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、一対の側縁１２１ｅがそれぞれ第２天端継手板１２２の上縁１２２ｃ、下縁１２２ｄ、一対の側縁１２２ｅに重なるようになっている。

ここで、図１３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。つまり、実施形態における連結構造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が連結されるため、簡単に左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを一体に締結できる。また、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しても、雌型連結部４０及び雄型連結部５０の連結が解除されることを抑制できる。

ここで、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結及び建て込みを行う際のエレクタ装置１００の動作について説明する。左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結及び建て込みに際して、エレクタ装置１００は、左側ブーム１７Ｌおよび右側ブーム１７Ｒを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及び右側鋼製支保工１０Ｒをトンネル軸と直交するように移動させる。なお、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。

次に、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを把持した状態の一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒを相対移動させて、左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１及に凹設された雌型連結部４０と、右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０（雄型係止部材５１）を相互に連結し、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒをアーチ状に連結することでトンネル支保工１０を形成する。その際、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒにそれぞれ取り付けたターゲット９の位置を座標既知地点から測量することで得られた測量データに基づいてハンド１８Ｌ，１８Ｒ
の相対移動量を設定し、駆動させる。本実施形態において、左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０と、右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０（雄型係止部材５１）は、エレクタ装置１００のハンド操作によってワンタッチで連結されるワンタッチ継手として機能する。

例えば、エレクタコントローラ１０２は、トータルステーションコントローラ４００を介してトータルステーション３００を無線遠隔操作し、各ターゲット９（第１ターゲット９ａ〜第４ターゲット９ｄ）を自動追尾して、各ターゲット９の座標を順次自動測量する。ここで、トータルステーション３００は、座標既知地点（ｘ０，ｙ０，ｚ０）に設置されている。このように座標既知地点に設置されたトータルステーション３００からレーザ光を照射して各ターゲット９を視準して測距・測角を行うことで、第１ターゲット９ａ〜第４ターゲット９ｄの位置座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を求めることができる。そして、各ターゲット９の位置座標を含む測量データは、トータルステーションコントローラ４００側からエレクタコントローラ１０２へと順次無線送信される。エレクタコントローラ１０２は、トータルステーション３００から取得した各ターゲット９の測量データに基づいて、ハンド１８Ｌ，１８Ｒを相対移動させるためのそれぞれの駆動量を設定し、図９及び図１３で説明したように左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１及び右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２を相互に連結する。

なお、エレクタコントローラ１０２が設定したハンド１８Ｌ，１８Ｒの移動量は、モニタ１０１に表示される。本実施形態におけるトータルステーション３００は各ターゲット９を自動追尾し、視準することができる。従って、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の天端部同士を相互連結するために必要な各ハンド１８Ｌ，１８Ｒの移動量は、モニタ１０１にリアルタイムで表示することができ、オペレータはモニタ１０１を見ながら操作盤１０４を順次操作することで左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを簡単に連結することができる。なお、ここでいうハンド１８Ｌ，１８Ｒの操作には、ハンド１８Ｌ，１８Ｒの駆動機構を作動させてハンド１８Ｌ，１８Ｒを直接的に操作することの他、ハンド１８Ｌ，１８Ｒが取り付けられているブーム１７Ｌ，１７Ｒを駆動することによってハンド１８Ｌ，１８Ｒを間接的に操作することも含まれる。

上記のようにトンネル支保工１０をアーチ状に組み上げた後、エレクタ装置１００は、ハンド１８Ｌ，１８Ｒを駆動することで、トンネル支保工１０を切羽８近傍における所定の建て込み位置に配置する（支保工建て込み工程）。例えば、エレクタコントローラ１０２は、トータルステーション３００から取得した各ターゲット９（第１ターゲット９ａ〜第４ターゲット９ｄ）の座標位置を含む測量データに基づいて、第１ターゲット９ａ〜第４ターゲット９ｄのそれぞれの位置をモニタ１０１に表示させても良い。また、モニタ１０１には、第１ターゲット９ａ〜第４ターゲット９ｄのそれぞれの位置に加えて、第１ターゲット９ａ〜第４ターゲット９ｄの目標位置を併せて表示させても良い。エレクタ装置１００を操作するオペレータは、モニタ１０１を見ながら、ブーム１７Ｌ，１７Ｒやハンド１８Ｌ，１８Ｒを駆動させることで、トンネル支保工１０を正規の建て込み位置に配置することができる。

ここで、トンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒ）を切羽８における所定の建て込み位置に配置した後、エレクタ装置１００の各ハンド１８Ｌ，１８Ｒにトンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒ）を把持（保持）した状態で、吹付け装置６００の吹付けノズル６０３から左側鋼製支保工１０Ｌの脚部１１１ｄ及び右側鋼製支保工１０Ｒの脚部１１２ｄ（図１を参照）及びその周囲のトンネル坑壁面（一次吹付けコンクリート層３）に対して二次吹付けコンクリートを吹付
けることで、トンネル支保工１０をトンネル坑壁面に仮固定する（仮固定工程）。本実施形態においては、二次吹付けコンクリートとして、鋼繊維補強吹付けコンクリート（Steel Fiber Reinforced Concrete、SFRC）を用いている。

上記のようにトンネル坑壁面に対してトンネル支保工１０を仮固定した後、エレクタ装置１００のハンド１８Ｌ，１８Ｒによるトンネル支保工１０の把持を解除する（把持解除工程）。ここで、本実施形態におけるトンネル支保工１０の脚部１１１ｄ，１１２ｄは、定着アンカー２がウェブ１１１ａ，ウェブ１１２ａに凸設されており、トンネル支保工１０をトンネル坑壁面に仮固定する際には、定着アンカー２が二次吹付けコンクリートに埋没されるように二次吹付けコンクリートを吹付ける。これにより、トンネル支保工１０の脚部１１１ｄ，１１２ｄと二次吹付けコンクリートと間の定着性が非常に優れたものとなる。その結果、トンネルＴの軸方向に隣接する新設と既設のトンネル支保工１０間につなぎ材を架け渡して相互に繋がなくても、新設のトンネル支保工１０からハンド１８Ｌ，１８Ｒを外した際に、新設のトンネル支保工１０の姿勢が傾いたり、倒れたりすることを好適に抑制することができる。特に、本実施形態においては、トンネル支保工１０の脚部１１１ｄ，１１２ｄにおけるウェブ１１１ａ，１１２ａの両面に定着アンカー２を凸設するようにしたので、トンネル支保工１０の脚部１１１ｄ，１１２ｄと二次吹付けコンクリートとの間の定着力をより一層確保しやすくなる。また、トンネル支保工１０と二次吹付けコンクリート層６との間の定着力を増大させることで、安定した支保構造１を構築することができる。

次に、トンネルＴの軸方向に隣接する新設のトンネル支保工１０及び既設のトンネル支保工１０の間（新設区間）に二次吹付けコンクリートを吹付けて、新設のトンネル支保工１０の長手方向全域を二次吹付けコンクリートに埋め込むことで、新設のトンネル支保工１０をトンネル坑壁面（一次吹付けコンクリート層３）に固定する（吹付け工程）。その結果、一次吹付けコンクリート層３の内空側に、所定の厚さの二次吹付けコンクリート層６が形成される。なお、吹付け工程においては、トンネル支保工１０における内空側フランジ１１１ｃ，１１２ｃに概ね達する厚さまで二次吹付けコンクリートが吹付けられる。次に、ロックボルトを二次吹付けコンクリート層６及び一次吹付けコンクリート層３を貫通させて地山７に打設することで、トンネルＴの構築の１サイクル分が完了する。

以上のように本実施形態におけるトンネルＴの構築方法によれば、エレクタ装置１００における一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒに左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを把持しつつ、当該ハンド１８Ｌ，１８Ｒを駆動することで、第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０と第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０を係合させ、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの天端継手板をアーチ状に連結することができる。これによれば、従来のように、切羽近傍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とナットによって締結するといった切羽付近での人手作業を行う必要がないため、従来よりも安全性や施工性を向上させることができる。また、本実施形態におけるトンネル支保工１０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）を挿入するという動作だけで、雌型連結部４０に対して雄型連結部５０を係合することができるため、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トンネルＴの構築方法によれば、作業車２００に搭載したエレクタ装置１００の一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒに左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを把持した状態で、吹付け装置６００の吹付けノズル６０３から吹付けコンクリートを吹付けることで左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを正規の建て込み位置に仮固定することができるため、従来のようにトンネルＴの軸方向に隣接するトン
ネル支保工１０同士をつなぎ材によって繋ぐ工程を省略することができる。これによれば、切羽近傍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、つなぎ材の設置作業を行う必要がないため、従来よりもトンネルＴの安全性や施工性を向上させることができる。

また、本実施形態においては、図９に示したように、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。このため、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）を連結する支保工連結工程の際に、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１２１ｆ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。

＜実施形態１の連結構造の変形例＞
図１４は、実施形態の変形例に係る連結構造３０を説明する図である。本変形例に係る第１天端継手板１２１に形成された開口孔１２１ｆは、第１天端継手板１２１の厚さ方向における内面１２１ｂから外面１２２ａにかけて拡径するテーパ面１２１５を有している。このように、第１天端継手板１２１の開口孔１２１ｆを形成することで、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１２１ｆにおけるテーパ面１２１５を雄型係止部材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。

＜実施形態１の支保工建込み方法の変形例＞
次に、実施形態１におけるトンネル支保工１０の建て込み方法の変形例について説明する。図１５は、実施形態１の変形例に係るトンネル支保工１０の建て込み手順を説明する図である。まず、ステップＳ１０１において、エレクタ装置１００における各ハンド１８Ｌ，１８Ｒに左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを把持する。その際、各ハンド１８Ｌ，１８Ｒにおける左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの掴み位置は厳密には規定せず、例えば図示しない支保工受け台に載置されている左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの大凡の位置を各ハンド１８Ｌ，１８Ｒに把持するようにしても良い。

次に、ステップＳ１０２においては、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを把持した状態の一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒを相対移動させて、左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０と、右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０（雄型係止部材５１）を相互に連結し、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒをアーチ状に連結することでトンネル支保工１０を形成する（支保工連結工程）。なお、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを建て込むべき建て込み位置（設計位置）において、支保工根足部は十分に余掘りを
しておき、例えば、建て込み位置（設計位置）より数十ｃｍ程度（例えば、２０ｃｍ程度）下、数十ｃｍ程度（例えば、２０ｃｍ程度）手前（坑口側）の位置で、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの天端連結を行う。

次に、ステップＳ１０３において、エレクタ装置１００における一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒのうち何れか一方をフリーにする。例えば、ハンド１８Ｒによる右側鋼製支保工１０Ｒの把持を解除する。そして、ハンド１８Ｒによる右側鋼製支保工１０Ｒの把持を解除した状態で、ハンド１８Ｌを駆動し、アーチ状に連結されたトンネル支保工１０における左側鋼製支保工１０Ｌの脚部（例えば、第１底板１３１）を設計位置に移動させる。つまり、左側鋼製支保工１０Ｌを設計位置に建て込む（支保工建て込み工程）。その後、ステップＳ１０４において、設計位置に建て込まれた左側鋼製支保工１０Ｌの脚部に対して二次吹付けコンクリートを吹付け、左側鋼製支保工１０Ｌの脚部をトンネル坑壁面に仮固定する（仮固定工程）。

次に、ステップＳ１０５において、ハンド１８Ｌによる左側鋼製支保工１０Ｌの把持を解除すると共に、ハンド１８Ｒによって右側鋼製支保工１０Ｒを把持する。そして、ハンド１８Ｌによる左側鋼製支保工１０Ｌの把持を解除した状態で、ハンド１８Ｒを駆動し、アーチ状に連結されたトンネル支保工１０における右側鋼製支保工１０Ｒの脚部（例えば、第２底板１３２）を設計位置に移動させる。つまり、右側鋼製支保工１０Ｒの脚部を設計位置に建て込む（支保工建て込み工程）。その後、ステップＳ１０６において、設計位置に建て込まれた右側鋼製支保工１０Ｒの脚部に対して二次吹付けコンクリートを吹付け、右側鋼製支保工１０Ｒの脚部をトンネル坑壁面に仮固定する（仮固定工程）。

次に、ステップＳ１０７において、ハンド１８Ｒによる右側鋼製支保工１０Ｒの把持を解除する。これにより、エレクタ装置１００による一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒの双方が、トンネル支保工１０から取り外された状態となる。その後、ステップＳ１０８において、トンネル支保工１０の肩部から天端まで区間に対して二次吹付けコンクリートを吹付け、新設のトンネル支保工１０の長手方向全域を二次吹付けコンクリートに埋め込む（吹付け工程）。

図１５で説明したトンネル支保工１０の建て込み手順によれば、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの一方をフリーにした状態で、他方の建て込み及び脚部に対するコンクリートの吹付けを行うようにし、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒに対する建て込み作業及び脚部への吹付け作業を順番に行うようにした。これによれば、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒに対してハンド１８Ｌ，１８Ｒから過大な力が作用することを抑制することができる。従って、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結構造３０が損傷することを好適に抑制できる。なお、図１５においては、右側鋼製支保工１０Ｒに先行して左側鋼製支保工１０Ｌの建て込み、脚部への吹付けを行う場合を例に説明したが、その順序を入れ替えても良い。つまり、左側鋼製支保工１０Ｌに先行して右側鋼製支保工１０Ｒの建て込み、脚部への吹付けを行っても良い。

＜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１６は、実施形態２に係る鋼製支保工の連結構造を説明する図である。図１６には、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒのうち、雌型連結部４０が設けられる左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１及びその周辺構造を示している。図１６（ａ）は、左側鋼製支保工１０Ｌにおける第１天端継手板１２１近傍の縦断面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＡ矢視正面図である。図１６（ｃ）は、図１６（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、図１６には図示していないが、本実施形態における右側鋼製支保工１０Ｒは、実施形態１と同一構造である。また、第１天端継手板１２１に凹設される雌型連結部４０及び第２天端継手板１２
２に凸設される雄型連結部５０（雄型係止部材５１）についても、実施形態１と同一構造である。

図１６（ａ）乃至（ｃ）に示すように、実施形態２に係る第１天端継手板１２１の外周縁にはガイド部材７０が設けられている。ガイド部材７０は、全体で概略ラッパ形状を呈し、第１天端継手板１２１の外周縁を覆うようにして設けられている。ガイド部材７０は、平板状の鋼板によってそれぞれ形成された上方ガイド壁７１、下方ガイド壁７２、及び一対の側方ガイド壁７３を有する。図示のように、上方ガイド壁７１は、第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃから第１天端継手板１２１に対して垂直方向に延設されている。一方、下方ガイド壁７２は第１天端継手板１２１の下縁１２１ｄから第１天端継手板１２１に対して斜め方向に延設され、一対の側方ガイド壁７３は第１天端継手板１２１の側縁１２１ｅから第１天端継手板１２１に対して斜め方向に延設されている。

次に、実施形態２における左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する際の動作について説明する。図１７は、実施形態２における左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する際の動作を説明する図である。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）を連結する支保工連結工程において、ガイド部材７０が第２天端継手板１２２をガイドして雌型連結部４０の挿入口４８に雄型連結部５０の雄型係止部材５１を導く。本実施形態における連結構造３０は、左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１、右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２、第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０、第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０、ガイド部材７０を含む。

図１７に示す例では、右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２における下縁１２２ｄがガイド部材７０の下方ガイド壁７２に当接し、当該下方ガイド壁７２の表面を摺動することによって、雌型連結部４０における挿入口４８（第１天端継手板１２１の開口孔１２１ｆ）と雄型連結部５０における雄型係止部材５１の中心同士の高さ方向のずれ量が徐々に減少する。また、本実施形態では、第２天端継手板１２２の上縁１２２ｃが、ガイド部材７０における上方ガイド壁７１に当接した状態で、雌型連結部４０における挿入口４８と雄型係止部材５１の中心同士の高さ方向のずれ量が零となるように設定されている。また、図１７に図示していないが、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを相対的に接近させていく過程で、右側鋼製支保工１０Ｒにおける第２天端継手板１２２の側縁１２２ｅがガイド部材７０の側方ガイド壁７３の表面に沿って摺動することで、雌型連結部４０における挿入口４８（第１天端継手板１２１の開口孔１２１ｆ）と雄型連結部５０における雄型係止部材５１の中心同士の幅方向のずれ量が徐々に減少する。

以上のように、本実施形態におけるガイド部材７０は、ガイド部材７０の先端側から基端側（第１天端継手板１２１との接続端）にかけてガイド部材７０によって囲まれた有効面積が徐々に絞られている。そのため、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時に第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２を徐々に接近させることにより、第１天端継手板１２１の外周縁に設けられたガイド部材７０が第２天端継手板１２２をガイドする。これにより、雌型連結部４０における挿入口４８と雄型係止部材５１の中心同士が位置合わせされる。つまり、雄型係止部材５１を雌型連結部４０の挿入口４８（第１天端継手板１２１の開口孔１２１ｆ）に導くことができる。そして、雌型連結部４０の挿入口４８から雄型係止部材５１が挿入されることで、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結が完了する。

また、本実施形態におけるガイド部材７０は、上方ガイド壁７１が第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃから第１天端継手板１２１に対して垂直方向に延設されている。その結果、ガイド部材７０における上方ガイド壁７１が、第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃ
から外方に大きくはみ出すことがない。これによれば、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結作業時において、ガイド部材７０の上方ガイド壁７１が、トンネル坑壁の天端部に干渉（衝突）し難くすることができる。但し、ガイド部材７０は、上記形状に特段限られず、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時に、雌型連結部４０における挿入口４８の位置に雄型係止部材５１が接近するようにガイドすることができれば、種々の形状を採用することができる。例えば、上述したガイド部材７０はラッパ形状を有し、基端側から先端側にかけて広がった形状を採用していたが、これには限られない。また、ガイド部材７０は、第１天端継手板１２１の外周縁における一部に設けられていても良い。

＜実施形態２の変形例＞
ここで、図１８Ａ及び図１８Ｂは、実施形態２の変形例に係るガイド部材を示す図である。図１８Ａに示すガイド部材７０Ａは、第１天端継手板１２１の外周縁の４辺（４面）から第１天端継手板１２１に対して垂直に突設された上方ガイド壁７１Ａ、下方ガイド壁７２Ａ、及び一対の側方ガイド壁７３Ａを有している。ここで、ガイド部材７０Ａの上方ガイド壁７１Ａは第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃの中央部に立設し、下方ガイド壁７２Ａは第１天端継手板１２１の下縁１２１ｄの中央部に立設し、一対の側方ガイド壁７３Ａは第１天端継手板１２１の各側縁１２１ｅの中央部に立設している。図１８Ａに示す例では、上方ガイド壁７１Ａ、下方ガイド壁７２Ａ、及び側方ガイド壁７３Ａの幅寸法が、第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃ、下縁１２１ｄ、及び側縁１２１ｅにおける各辺の長さに比べて小さく設定されており、ガイド部材７０Ａにおける上方ガイド壁７１Ａと側方ガイド壁７３Ａとの間、下方ガイド壁７２Ａと側方ガイド壁７３Ａとの間には、それぞれ隙間Ｇが形成されている。

上記のように、図１８Ａに示すガイド部材７０Ａは、第１天端継手板１２１における外周縁の全周を覆わず、第１天端継手板１２１における外周縁の一部のみを覆っている。これによれば、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結作業時において、エレクタ装置１００のオペレータが第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０を目視し易い。

なお、図１８Ａに示すガイド部材７０Ａにおいて、第１天端継手板１２１の外面１２１ａに対するガイド部材７０Ａ（上方ガイド壁７１Ａ、下方ガイド壁７２Ａ、及び一対の側方ガイド壁７３Ａの高さ）の突出寸法は、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の突出長さより大きな寸法に設定されている。これにより、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時に、ガイド部材７０Ａによって第２天端継手板１２２を好適にガイドし、雌型連結部４０における挿入口４８の位置に雄型係止部材５１を円滑に導くことができる。例えば、第１天端継手板１２１の外面１２１ａに対するガイド部材７０Ａの突出寸法は、第２天端継手板１２２の外面１２２ａに対する雄型係止部材５１の突出長さに比べて２０〜３０ｍｍ程度大きな寸法に設定しても良い。

次に、図１８Ｂに示すガイド部材７０Ｂについて説明する。ガイド部材７０Ｂは、第１天端継手板１２１の外周縁において角部を形成する２辺（２面）に設けられたガイド壁を有している。具体的には、ガイド部材７０Ｂは、第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃから立設する上方ガイド壁７１Ｂと、第１天端継手板１２１の一方の側縁１２１ｅから立設する一の側方ガイド壁７３Ｂを有している。ここで、図１８Ｂに示すように、上方ガイド壁７１Ａの幅寸法は、当該上方ガイド壁７１Ａが設けられている第１天端継手板１２１における上縁１２１ｃの長さよりも小さい。また、側方ガイド壁７３Ｂの幅寸法は、当該側方ガイド壁７３Ｂが設けられている第１天端継手板１２１における側縁１２１ｅの長さよりも小さい。

図１８Ｂに示すガイド部材７０Ｂは、第１天端継手板１２１における外周縁のうち、角部を形成する２辺から突設する上方ガイド壁７１Ｂ及び側方ガイド壁７３Ｂから構成されているため、上方ガイド壁７１Ｂ及び側方ガイド壁７３Ｂ間に形成される隙間Ｇをより一層大きく確保することができる。よって、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時における雌型連結部４０の視認性を一段と高めることができる。また、互いに直交する上方ガイド壁７１Ｂ及び側方ガイド壁７３Ｂによって入隅部が形成されるため、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時に第２天端継手板１２２における上縁１２２ｃ及び側縁１２２ｅからなる角部を上記入隅部に当接するようにして、第２天端継手板１２２を適正な位置にガイドすることができる。その結果、雌型連結部４０の挿入口４８に雄型係止部材５１を好適に導くことができ、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを円滑に連結できる。

なお、図１８Ｂに示すガイド部材７０Ｂにおける側方ガイド壁７３Ｂは、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時において、切羽８に面する方（すなわち、エレクタ装置１００に面していない方）の側縁１２１ｅに設置されている。本実施形態におけるガイド部材７０Ｂによれば、第１天端継手板１２１における下縁１２１ｄ、及び、切羽８に面していない方（すなわち、エレクタ装置１００に面する方）の側縁１２１ｅがガイド壁によって覆われておらず、開放されているため、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時にエレクタ装置１００のオペレータが第１天端継手板１２１の雌型連結部４０をより一層目視し易くなる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について説明する。図１９及び図２０は、実施形態３に係る鋼製支保工の連結構造を説明する図である。図１９に、実施形態３における左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１の周辺構造を示す。図２０に、実施形態３における右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２の周辺構造を示す。

図１９（ａ）は、実施形態３に係る左側鋼製支保工１０Ｌにおける第１天端継手板１２１近傍の縦断面図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＣ矢視正面図である。図１９（ｃ）は、実施形態３に係る第１天端継手板１２１の概略斜視図である。図２０（ａ）は、実施形態３に係る右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２近傍の縦断面図である。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＤ矢視正面図である。図２０（ｃ）は、実施形態３に係る第２天端継手板１２２の概略斜視図である。なお、図１９（ｃ）において、左側鋼製支保工１０Ｌにおける第１本体部１１１の図示を省略している。また、図２０（ｃ）において、右側鋼製支保工１０Ｒにおける第２本体部１１２の図示を省略している。

実施形態３における左側鋼製支保工１０Ｌの第１天端継手板１２１は、凹面形状Ｓ１を有している。また、実施形態３における右側鋼製支保工１０Ｒの第２天端継手板１２２は、上記凹面形状Ｓ１と相補的な凸面形状Ｓ２を有しており、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際に第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２同士が面接触するように構成されている。

より具体的には、第１天端継手板１２１は、外面１２１ａ側が凹面（凹面形状Ｓ１）となるように略Ｖ字形状（谷型）に折られた折板構造を有している。第１天端継手板１２１の外面１２１ａは、平坦な凹底面部１２１０と、当該凹底面部１２１０の両側に形成された上斜面部１２１１及び下斜面部１２１２を含む。平坦な凹底面部１２１０を基準として、当該凹底面部１２１０に対する上斜面部１２１１及び下斜面部１２１２の傾斜角度は等しい。一方、第２天端継手板１２２は、外面１２２ａ側が凸面（凸面形状Ｓ２）となるように略Ｖ字形状（山型）に折られた折板構造を有している。第２天端継手板１２２の外面１２２ａは、平坦な凸頂面部１２２０と、当該凸頂面部１２２０の両側に形成された上斜
面部１２２１及び下斜面部１２２２を含む。

ここで、第１天端継手板１２１に設けられる一対の雌型連結部４０は、凹底面部１２１０に配列されている。ここで、凹底面部１２１０は、凹面形状Ｓ１を有する第１天端継手板１２１において、相対的に最も凹んだ領域である。また、第２天端継手板１２２に設けられる一対の雄型連結部５０（雄型係止部材５１）は凸頂面部１２２０に配列されている。ここで、凸頂面部１２２０は、凸面形状Ｓ２を有する第２天端継手板１２２において、相対的に最も隆起した領域である。また、雌型連結部４０及び雄型連結部５０については、実施形態１及び２と共通である。本実施形態においては、雌型連結部４０に対して雄型係止部材５１が挿入及び係止された際に、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の各外縁同士の位置がすべて合致し、且つ、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が面接触するようになっている。より詳しくは、第１天端継手板１２１の凹底面部１２１０、上斜面部１２１１及び下斜面部１２１２がそれぞれ、第２天端継手板１２２の凸頂面部１２２０、上斜面部１２２１及び下斜面部１２２２と隙間を生じさせることなく面接触するように調整されている。

図２１は、実施形態３における左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する際の動作を説明する図である。図示のように、本実施形態における鋼製支保工の連結構造においては、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する際に、第１天端継手板１２１の凹面に沿って雄型連結部５０の雄型係止部材５１が摺動する。図２１に示す例では、右側鋼製支保工１０Ｒにおける上斜面部１２１１の表面に沿って雄型連結部５０の雄型係止部材５１が摺動することでガイドされ、雌型連結部４０における挿入口４８と雄型係止部材５１の中心同士が一致する方向に雄型係止部材５１が導かれる。これにより、雌型連結部４０における挿入口４８から収納室４２内に円滑に雄型係止部材５１を挿入することができ、雌型連結部４０に対して雄型係止部材５１を係合することができる。

なお、本実施形態においては、凹面形状Ｓ１を有する第１天端継手板１２１のうちの最も凹んだ領域である凹底面部１２１０に雌型連結部４０を配置し、凸面形状Ｓ２を有する第２天端継手板１２２のうちの最も隆起した領域である凸面形状Ｓ２を有する第２天端継手板１２２において、相対的に最も隆起した領域である凸頂面部１２２０に雄型連結部５０（雄型係止部材５１）を配置するようにした。これによれば、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）を連結する支保工連結工程において、第１天端継手板１２１の凹面に沿って雄型係止部材５１をガイドする際に、雌型連結部４０の挿入口４８に対してより一層円滑に雄型係止部材５１を導くことができる。なお、図２０に示す例では、第１天端継手板１２１の上斜面部１２１１を雄型係止部材５１のガイド面として機能させる例を示したが、第１天端継手板１２１の下斜面部１２１２に沿って雄型係止部材５１を摺動させることで、下斜面部１２１２を雄型係止部材５１のガイド面として機能させても良い。なお、本実施形態における雌型連結部４０及び雄型連結部５０の構造は、上述までの実施形態と同様である。

また、図２１に示すように、雌型連結部４０に雄型係止部材５１が締結された状態では、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が面接触されている。すなわち、第１天端継手板１２１の凹底面部１２１０、上斜面部１２１１及び下斜面部１２１２がそれぞれ、第２天端継手板１２２の凸頂面部１２２０、上斜面部１２２１及び下斜面部１２２２と面接触していることから、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２間の応力伝達を確実に行うことができる。なお、図１９乃至図２１に示す例では、第１天端継手板１２１の凹面形状Ｓ１及び第２天端継手板１２２の凸面形状Ｓ２を相補関係にある略Ｖ字形状とする場合を説明したが、凹面形状Ｓ１及び凸面形状Ｓ２は種々の組み合わせが採用できる。

また、上述した図１に示す例では、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの各脚部１１１ｄ，１１２ｄのみに定着アンカー２を設ける例を説明したが、これには限られない。例えば、図２２に示すように、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの長手方向（延伸方向）における略全域に亘って、ウェブ１１１ａ，１１２ａに定着アンカー２を設置しても良い。また、図２２において、ウェブ１１１ａ，１１２ａの延伸方向に沿って、定着アンカー２を２列に配列する例を示しているが、定着アンカー２の配列パターンは特に限定されない。

また、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒに設置する定着アンカー２は種々の形状を採用することができる。図２３は、定着アンカー２の変形例を示す図である。図２３（ａ）は、第１本体部１１１（第２本体部１１２）のウェブ１１１ａ（ウェブ１１２ａ）からストレート棒状の定着アンカー２を凸設した例を示している。また、図２３（ｂ）は、第１本体部１１１（第２本体部１１２）のウェブ１１１ａ（ウェブ１１２ａ）から先端にフックが設けられたフック付き棒状の定着アンカー２を凸設した例を示している。

以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、本発明に係るトンネルの構築方法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。

１・・・トンネル支保構造
２・・・定着アンカー
３・・・一次吹付けコンクリート層
６・・・二次吹付けコンクリート層
７・・・地山
８・・・切羽
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

Claims (13)

1. 円弧状に分割された一対の鋼製支保工を把持可能な一対のハンドを有するエレクタ装置を搭載する重機をトンネルの切羽に配置するエレクタ配置工程と、
   前記一対の鋼製支保工を前記一対のハンドの各々に把持しつつ当該ハンドを駆動することで前記一対の鋼製支保工を天端部同士で相互に連結する支保工連結工程と、
   前記一対のハンドを駆動することで、前記天端部同士が連結されたアーチ状の鋼製支保工を所定の建て込み位置に配置する支保工建て込み工程と、
   を有し、
   前記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は、
   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天端継手板に凹設された雌型連結部と、
   前記第２天端継手板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、
   トンネルの構築方法。
2. 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に記載のトンネルの構築方法。
3. 前記重機には、吹付けコンクリートの吹付け装置が更に搭載されており、
   前記建て込み位置に設置された前記アーチ状の鋼製支保工を前記一対のハンドに把持した状態で、前記吹付け装置によって吹付けコンクリートを前記鋼製支保工の脚部に吹付けて当該鋼製支保工をトンネル坑壁面に仮固定する仮固定工程と、
   前記仮固定工程の後、前記一対のハンドによる前記鋼製支保工の把持を解除する把持解除工程と、
   トンネル坑壁面に仮固定した前記鋼製支保工と、当該鋼製支保工とトンネルの軸方向に隣接する既設の鋼製支保工との間に吹付けコンクリートを吹付け、新設の前記鋼製支保工の長手方向全域を吹付けコンクリートに埋め込む吹付け工程と、
   を更に有する、請求項１又は２に記載のトンネルの構築方法。
4. 前記鋼製支保工はＨ形断面を有すると共に、前記脚部のウェブに前記吹付けコンクリー
   トと定着されるアンカー部材が凸設されており、
   前記仮固定工程において、前記アンカー部材が前記吹付けコンクリートに埋没される、
   請求項３に記載のトンネルの構築方法。
5. 前記アンカー部材は前記ウェブの両面に凸設されている、請求項４に記載のトンネルの構築方法。
6. 前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の外周縁に設けられたガイド部材によって前記第２天端継手板をガイドして前記雌型連結部の前記挿入口に前記雄型係止部材を導く、
   請求項１から５の何れか一項に記載のトンネルの構築方法。
7. 前記ガイド部材は、前記第１天端継手板の外周縁の一部を覆うようにして設けられている、請求項６に記載のトンネルの構築方法。
8. 前記ガイド部材は、前記第１天端継手板の外周縁において角部を形成する２辺に設けられている、請求項７に記載のトンネルの構築方法。
9. 前記ガイド部材は、前記第１天端継手板の上縁に設けられた上方ガイド壁と、前記第１天端継手板のうち、前記一対の鋼製支保工の連結時において切羽に面する方の側縁に設けられた側方ガイド壁と、を有する、
   請求項８に記載のトンネルの構築方法。
10. 前記第１天端継手板が凹面形状を有していると共に、前記第２天端継手板が、前記第１天端継手板の凹面形状と相補的な凸面形状を有していることで、前記一対の鋼製支保工が連結される際に前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板同士が面接触するように形成されており、
    前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の凹面に沿って前記雄型係止部材を摺動させることでガイドし、前記雄型係止部材を前記雌型連結部の前記挿入口に導く、
    請求項１から５の何れか一項に記載のトンネルの構築方法。
11. 前記雌型連結部は、前記凹面形状を有する前記第１天端継手板の領域内において最も凹んでいる領域に配置されており、
    前記雄型係止部材は、前記凸面形状を有する前記第２天端継手板の領域内において最も隆起した領域に配置されている、
    請求項１０に記載のトンネルの構築方法。
12. 前記開口孔は、当該第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おり、
    前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の前記開口孔における前記テーパ面に沿って前記雄型係止部材を摺動させることでガイドし、前記雌型連結部の前記挿入口に前記雄型係止部材を導く、
    請求項１から１１の何れか一項に記載のトンネルの構築方法。
13. 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おり、
    前記支保工連結工程において、前記第１天端継手板の前記開口孔における縁部に沿って前記雄型係止部材の前記テーパ面を摺動させることでガイドし、前記雌型連結部の前記挿入口に前記雄型係止部材を導く、
    請求項１から１２の何れか一項に記載のトンネルの構築方法。

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