JP2001090492A - ロックボルトおよびロックボルト施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた引き抜き耐久性を有するロックボルト
および該ロックボルトを用いて優れた強度で岩盤を補強
することができるロックボルト施工方法を提供する。 【解決手段】 岩盤１に掘削孔３を形成するとともに、
その内壁面に雌ネジ部３１を形成する。そして、ロック
ボルト２の雄ネジ部２２を掘削孔３の雌ネジ部３１に螺
合させながら、ロックボルト２を掘削孔３に挿入する。
それに続いて、岩盤表面側でボルト本体２１にアンカー
プレートを取付け、そのプレートにより岩盤表面を押え
付けながら、ロックボルト２を岩盤１に対して緊結させ
る。これによって、雄ネジ部２２が雌ネジ部３１に対し
て密着し、その結果、岩盤１に対するロックボルト２の
引き抜き強度がさらに向上し、引き抜き耐久性もさらに
向上する。最後に掘削孔３に固結材を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、岩盤を補強する
ためのロックボルトおよび該ロックボルトを用いたロッ
クボルト施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地盤を補強する方法として、
ロックボルトを用いる方法（ロックボルト施工方法）が
数多く提案されている。それらのロックボルト施工方法
では、削孔機を用いて地盤に掘削孔を削孔形成した後、
掘削孔にロックボルトを挿入すると共にセメントミルク
やモルタルなどの固結材を注入し、固結材によってロッ
クボルトと地盤とを密着させている。そして、最後にロ
ックボルトの先端にアンカープレートを取り付け、アン
カープレートにより地盤表面を締め付けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ロックボルト施工方法では、ロックボルトの引き抜き耐
久性は小さかった。そこで、所望の地盤補強を達成する
ためには、地盤に数多くの掘削孔を形成し、各掘削孔に
ロックボルト施工を施す必要があった。そのことが施工
コストの増大や工期の長期化などの主要因のひとつとな
っていた。

【０００４】特に、地盤が岩盤で構成されている場合に
は、１つの掘削孔を形成するのにも多くの時間と労力が
必要となり、上記問題がより深刻なものとなって現れ
る。

【０００５】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、優れた引き抜き耐久性を有するロックボルトおよ
び該ロックボルトを用いて優れた強度で岩盤を補強する
ことができるロックボルト施工方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるロック
ボルトは、岩盤に形成された掘削孔に挿入固定されて前
記岩盤を補強するロックボルトであって、上記目的を達
成するため、ボルト本体と、前記ボルト本体の少なくと
も一部に、前記掘削孔の内壁面に刻設された雌ネジ部に
対して螺合可能に刻設された雄ネジ部とを備えている。

【０００７】このように構成されたロックボルトでは、
ボルト本体に設けられた雄ネジ部が掘削孔の雌ネジ部と
螺合して岩盤に対して固定される。そのため、岩盤に対
するロックボルトの引き抜き強度が向上し、ロックボル
トの引き抜き耐久性もさらに向上する。

【０００８】ここで、雄ネジ部の形成位置としては、例
えばボルト本体の先端側に設けてもよい。さらに、雄ネ
ジ部を径方向に拡張可能に構成し、ネジ拡径手段によっ
て雄ネジ部を径方向に拡張すると、拡径された雄ネジ部
が径方向に移動し、雌ネジ部に向けて押圧される。その
結果、岩盤に対するロックボルトの引き抜き強度がさら
に向上し、引き抜き耐久性もさらに向上する。

【０００９】また、この発明にかかるロックボルト施工
方法は、上記目的を達成するため、岩盤に掘削孔を形成
するとともに、当該掘削孔の内壁面に雌ネジ部を刻設す
る第１工程と、請求項１または２記載のロックボルトの
雄ネジ部を前記雌ネジ部に螺合させながら、前記ロック
ボルトを前記掘削孔に挿入する第２工程と、前記第２工
程後に、前記ボルト本体の後端に取付けたプレートによ
り岩盤表面を押え付けながら、前記ロックボルトを前記
岩盤に対して緊結させる第３工程と、を備えている。

【００１０】このように構成されたロックボルト施工方
法では、掘削孔の雌ネジ部と対してロックボルトの雄ネ
ジ部が螺合して岩盤に対して固定される。そのため、岩
盤に対するロックボルトの引き抜き強度が向上し、ロッ
クボルトの引き抜き耐久性もさらに向上する。また、螺
合固定した後、ボルト本体の後端に取付けたプレートに
より岩盤表面を押え付けながら、ロックボルトが岩盤に
対して緊結されて雄ネジ部が雌ネジ部に対して密着す
る。その結果、岩盤に対するロックボルトの引き抜き強
度がさらに向上し、引き抜き耐久性もさらに向上する。
なお、ロックボルトを緊結させた後、さらに雄ネジ部と
雌ネジ部が相互に螺合する螺合部に固結材を充填させて
もよく、こうすることで岩盤に対するロックボルトの引
き抜き強度および引き抜き耐久性がより一層向上する。

【００１１】また、別のロックボルト施工方法として、
岩盤に掘削孔を形成するとともに、当該掘削孔の内壁面
に雌ネジ部を刻設する第１工程と、請求項１または２記
載のロックボルトの雄ネジ部を前記雌ネジ部に螺合させ
ながら、前記ロックボルトを前記掘削孔に挿入する第２
工程と、前記第２工程後に、少なくとも前記雄ネジ部と
前記雌ネジ部とが螺合している螺合部に固結材を充填す
る第３工程と、前記固結材の養生後に、前記ボルト本体
の後端に取付けたプレートにより地盤表面を締め付ける
第４工程と、を備えている。

【００１２】この施工方法では、上記施工方法と同様
に、掘削孔の雌ネジ部と対してロックボルトの雄ネジ部
が螺合して岩盤に対して固定され、岩盤に対するロック
ボルトの引き抜き強度が向上し、ロックボルトの引き抜
き耐久性も向上する。また、少なくとも螺合部に固結材
を充填することで岩盤に対するロックボルトの引き抜き
強度および引き抜き耐久性がさらに向上する。

【００１３】なお、前記第２工程として、ロックボルト
として請求項２記載のものを準備し、当該ロックボルト
の雄ネジ部を雌ネジ部に螺合させながら、当該ロックボ
ルトを掘削孔に挿入した後、前記雄ネジ部をネジ拡径手
段によって径方向に拡張して前記雌ネジ部に向けて押圧
するように構成してもよい。この場合、ネジ拡径手段に
よる雄ネジ部の拡径によって、雄ネジ部が径方向に移動
し、雌ネジ部に向けて押圧される。その結果、岩盤に対
するロックボルトの引き抜き強度がさらに向上し、引き
抜き耐久性もさらに向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１および図２は、この発明にか
かるロックボルト施工方法の一の実施形態を示す図であ
る。これらの図において、符号１は補強対象となる岩盤
であり、以下の説明ではこの岩盤１に対してロックボル
ト２を施工して岩盤補強を図っている。

【００１５】まず、削孔機によって岩盤１を削孔して掘
削孔３を形成する（図１（ａ））。そして、削孔機の回
転駆動部４３からビット４１およびロッド４２を抜いて
岩用タップ５に付け替えた後、タップ５を回転させなが
ら、掘削孔３に進入させて掘削孔３の内壁面に雌ネジ部
３１を形成する（図１（ｂ））。

【００１６】図３は、岩盤の掘削孔に雌ネジ部を形成す
るための岩用タップを示す図である。このタップ５は、
図３に示すように、タップ本体５１の先端側にネジ部５
２が形成される一方、後端側が柄部５３となって削孔機
の回転駆動部４３に装着される。また、タップ本体５１
の軸芯に沿って注水孔５４が形成されており、外部から
圧送される水を先端側に案内し、タップ５の先端から高
圧水を吐出させることが可能となっている。さらに、タ
ップ本体５１の側面には、掘削孔３内の水やずりなどを
掘削孔３の外に案内する排出溝５５が形成されている。
このため、雌ネジ形成中に掘削孔３内で発生したずりは
高圧水によって排出溝５５を介して掘削孔３の外に排出
され、掘削孔３内にずりが詰まることを効果的に防止す
ることができる。また、雌ネジ形成中に水を供給するこ
とでタップ５と岩盤１とを冷却してタップ５の焼付きや
熱損傷などの不具合の発生を未然に防止することができ
る。

【００１７】上記のようにして掘削孔３への雌ネジ部３
１の形成が完了すると、図４に示すロックボルト２を掘
削孔３に挿入する（図１（ｃ））。なお、掘削孔３の深
さおよびロックボルト２のボルト本体２１の長さについ
ては、予めボーリングマシーン等によって岩盤のサンプ
ルを採取し、その採取結果を分析して決定するのが望ま
しい。

【００１８】図４は、この発明にかかるロックボルトの
一の実施形態を示す図である。このロックボルト２は、
ボルト本体２１と、その先端側に設けられた雄ネジ部２
２とで構成されている。この雄ネジ部２２は掘削孔３の
内壁面に刻設された雌ネジ部３１と螺合可能となってい
る。

【００１９】一方、ボルト本体２１は中空管となってお
り、その中央内部に固結材を供給するための案内孔２１
１を有している。また、雄ネジ部２２の先端側には掘削
孔３の底側に向けて固結材を吐出するための先端吐出口
２１２が設けられる一方、雄ネジ部２２の後端側にはボ
ルト本体２１の略中央部から掘削孔３内に固結材を吐出
するための中央吐出口２１３が設けられている。このた
め、後述するように雄ネジ部２２が雌ネジ部３１と螺合
して掘削孔３が先端側と後端側の２つの空間に分かれて
も固結材を両空間に確実に充填可能となっている。

【００２０】なお、同図中の符号２３はボルト本体２１
の略中央部に設けられたリブであり、また符号２４はボ
ルト本体２１の後端（同図中の上方端）に刻設されたネ
ジ部である。

【００２１】図１に戻って、ロックボルト施工方法につ
いて説明を続ける。上記のように構成されたロックボル
ト２の雄ネジ部２２を掘削孔３の雌ネジ部３１に螺合さ
せながら、ロックボルト２を掘削孔３に挿入すると、同
図（ｃ）に示すように、ロックボルト２の最先端部が掘
削孔３の底部と当接して係止される。このように、本実
施形態では、ボルト本体２１に設けられた雄ネジ部２２
を掘削孔３の雌ネジ部３１と螺合させて岩盤１に対して
固定しているため、岩盤１に対するロックボルト２の引
き抜き強度が向上し、ロックボルト２の引き抜き耐久性
も向上されている。

【００２２】次に、図２に移ってロックボルト施工方法
についての説明を続ける。上記のようにして掘削孔３へ
のロックボルト２の螺合固定が完了すると、同図（ａ）
に示すように、岩盤表面側でボルト本体２１にアンカー
プレート６を取付ける。そして、アンカープレート６に
より岩盤表面を押え付けながら、ボルト本体２１の後端
（同図の上側）に刻設されたネジ部２４にナット２５を
締結してロックボルト２を岩盤１に対して緊結させる。
これによって、雄ネジ部２２が雌ネジ部３１に対して密
着し、その結果、岩盤１に対するロックボルト２の引き
抜き強度がさらに向上し、引き抜き耐久性もさらに向上
する。

【００２３】最後に、ボルト本体２１の案内孔２１１を
介して掘削孔３に固結材７を充填し、支持抵抗を高めて
引き抜き強度および引き抜き耐久性をさらに向上させて
いる。なお、この実施形態では、固結材７として２種類
のものを併用している。すなわち、雄ネジ部２２および
雌ネジ部３１が相互に螺合する螺合部（定着部）に対し
て樹脂系接着剤からなる定着用固結材７１を充填する一
方、それより岩盤表面側には、モルタル、セメントミル
クやグラウト等の閉塞用固結材７２を用いている。この
ように、定着部に樹脂系接着剤を定着用固結材７１とし
て用いることで、モルタル、セメントミルクやグラウト
等を用いる場合に比べて、引き抜き強度および引き抜き
耐久性を向上させることができる。しかも、引き抜き強
度や引き抜き耐久性の向上に対してあまり寄与しない閉
塞部においては、安価なモルタルなどを用いることでト
ータルコストを低減させることが可能となる。

【００２４】図５は、この発明にかかるロックボルトの
他の実施形態を示す図であり、同図（ａ）は側面図であ
り、同図（ｂ）はロックボルト２の雄ネジ部２２を先端
側から見た平面図である。なお、同図（ｂ）では、雄ネ
ジ部２２の構造理解を助けるために、セリ矢２６を省略
した状態で図示されている。このロックボルト２が先の
実施形態と相違する点は、雄ネジ部２２がボルト本体２
１の先端側において径方向に拡張可能に設けられてお
り、図６に示すセリ矢２６（ネジ拡径手段）によって径
方向に拡張されることで雄ネジ部２２が雌ネジ部に向け
て押圧されるように構成されている点である。なお、そ
れ以外の構成はほぼ同一である。したがって、以下にお
いて、同一構成については、同一符号を付して構成に関
する説明を省略する。

【００２５】この実施形態では、図５に示すように、こ
のボルト本体２１の先端に設けられた雄ネジ部２２は、
スリット２２１によって４つの雄ネジ分割片２２２に分
割され、これらの雄ネジ分割片２２２が先端吐出口２１
２を中心として放射状に配置されている。このため、雄
ネジ分割片２２２は径方向に拡張移動可能となってい
る。なお、雄ネジ部２２の分割個数は「４」に限定され
るものではなく、セリ矢２６（ビット拡径手段）によっ
て径方向に拡張移動可能に構成されておれば、分割数お
よび形態などは任意である。

【００２６】また、セリ矢２６は上記のように雄ネジ部
２２を拡径するビット拡径手段として機能するものであ
り、この実施形態では、図６に示す略円錐形状に仕上げ
られている。そして、セリ矢２６の先端部２６１が雄ネ
ジ部２２の中央下部に挿入されている。したがって、先
の実施形態における掘削孔３へのロックボルト２の螺合
固定工程（図１（ｃ））と同様にして、ロックボルト２
の雄ネジ部２２を掘削孔３の雌ネジ部３１に螺合させな
がら、ロックボルト２を掘削孔３に挿入していくと、ま
ずセリ矢２６の底部が掘削孔３の底部と当接する。さら
に、ロックボルト２を挿入していくと、セリ矢２６の先
端部２６１が雄ネジ部２２の中央部に入り込み雄ネジ部
２２を径方向に拡径する。なお、ビット拡径手段として
は、セリ矢２６以外に従来より周知の方法によって雄ネ
ジ部２２を拡径するように構成してもよい。

【００２７】このように、この実施形態では、セリ矢２
６によって雄ネジ部２２が径方向に拡径される。つま
り、分割された雄ネジ分割片２２２が径方向に移動し、
雌ネジ部３１に向けて押圧される。その結果、岩盤１に
対するロックボルト２の引き抜き強度がさらに向上し、
引き抜き耐久性もさらに向上する。

【００２８】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、掘削孔３に充填する固結材として２種類の
固結材を用いているが、１種類、あるいは３種類以上の
固結材を用いてもよい。また、掘削孔３全体に固結材を
充填するようにしてもよい。ただし、固結材による引き
抜き強度の増大を図る上では、少なくとも定着部（螺合
部）に充填するのが望ましい。

【００２９】また、上記実施形態では、固結材の充填に
先立って、ロックボルト２を岩盤１に対して緊結してい
るが、固結材の充填および養生を行った後で、アンカー
プレート６により岩盤表面を締め付けるようにしてもよ
い。すなわち、岩盤表面側でボルト本体２１にアンカー
プレート６を取付けた後、アンカープレート６により岩
盤表面を押え付けながら、ボルト本体２１のネジ部２４
にナット２５を締結してもよい。

【００３０】また、上記実施形態では、雄ネジ部２２を
ボルト本体２１の先端に形成しているが、雄ネジ部の形
成位置は先端に限定されるものではなく、任意の位置に
形成することができる。また、雄ネジ部２２をボルト本
体２１全体に形成してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ボル
ト本体に設けられた雄ネジ部を掘削孔の雌ネジ部と螺合
させて岩盤に対して固定しているので、岩盤に対するロ
ックボルトの引き抜き強度を向上させ、ロックボルトの
引き抜き耐久性を向上させることができる。

【００３２】また、螺合固定した後、ボルト本体の後端
に取付けたプレートにより岩盤表面を押え付けながら、
ロックボルトを岩盤に対して緊結することで雄ネジ部を
雌ネジ部に対して密着しているので、岩盤に対するロッ
クボルトの引き抜き強度をさらに向上させ、ロックボル
トの引き抜き耐久性をさらに向上させることができる。

【００３３】また、少なくとも螺合部に固結材を充填す
るように構成しているので、岩盤に対するロックボルト
の引き抜き強度および引き抜き耐久性をさらに向上させ
ることができる。

【００３４】さらに、雄ネジ部を径方向に拡張可能に構
成し、ネジ拡径手段によって雄ネジ部を径方向に拡張す
ると、拡径された雄ネジ部が径方向に移動し、雌ネジ部
に向けて押圧される。その結果、岩盤に対するロックボ
ルトの引き抜き強度をさらに向上させ、引き抜き耐久性
をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるロックボルト施工方法の一の
実施形態を示す図である。

【図２】この発明にかかるロックボルト施工方法の一の
実施形態を示す図である。

【図３】岩盤の掘削孔に雌ネジ部を形成するための岩用
タップを示す図である。

【図４】この発明にかかるロックボルトの一の実施形態
を示す図である。

【図５】この発明にかかるロックボルトの他の実施形態
を示す図である。

【図６】セリ矢の斜視図である。

【符号の説明】

１…岩盤 ２…ロックボルト ３…掘削孔 ６…アンカープレート ７…固結材 ２１…ボルト本体 ２２…雄ネジ部 ２６…セリ矢（ビット拡径手段） ３１…雌ネジ部 ７１…定着用固結材 ７２…閉塞用固結材 ２２２…雄ネジ分割片

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 岩盤に形成された掘削孔に挿入固定され
   て前記岩盤を補強するロックボルトにおいて、 ボルト本体と、前記ボルト本体の少なくとも一部に、前
   記掘削孔の内壁面に刻設された雌ネジ 部に対して螺合可能に刻設された雄ネジ部とを備えたこ
   とを特徴とするロックボルト。
2. 【請求項２】 前記雄ネジ部は前記ボルト本体の先端側
   において径方向に拡張可能に設けられ、ネジ拡径手段に
   よって径方向に拡張されることで前記雄ネジ部が前記雌
   ネジ部に向けて押圧される請求項１記載のロックボル
   ト。
3. 【請求項３】 岩盤に掘削孔を形成するとともに、当該
   掘削孔の内壁面に雌ネジ部を刻設する第１工程と、 請求項１または２記載のロックボルトの雄ネジ部を前記
   雌ネジ部に螺合させながら、前記ロックボルトを前記掘
   削孔に挿入する第２工程と、 前記第２工程後に、前記ボルト本体の後端に取付けたプ
   レートにより岩盤表面を押え付けながら、前記ロックボ
   ルトを前記岩盤に対して緊結させる第３工程と、を備え
   たことを特徴とするロックボルト施工方法。
4. 【請求項４】 岩盤に掘削孔を形成するとともに、当該
   掘削孔の内壁面に雌ネジ部を刻設する第１工程と、 請求項１または２記載のロックボルトの雄ネジ部を前記
   雌ネジ部に螺合させながら、前記ロックボルトを前記掘
   削孔に挿入する第２工程と、 前記第２工程後に、少なくとも前記雄ネジ部と前記雌ネ
   ジ部とが螺合している螺合部に固結材を充填する第３工
   程と、 前記固結材の養生後に、前記ボルト本体の後端に取付け
   たプレートにより地盤表面を締め付ける第４工程と、を
   備えたことを特徴とするロックボルト施工方法。
5. 【請求項５】 前記第２工程は、 請求項２記載のロックボルトを準備する第１サブ工程
   と、 前記ロックボルトの雄ネジ部を前記雌ネジ部に螺合させ
   ながら、前記ロックボルトを前記掘削孔に挿入する第２
   サブ工程と、 前記掘削孔に挿入された前記雄ネジ部を前記ネジ拡径手
   段によって径方向に拡張して前記雌ネジ部に向けて押圧
   する第３サブ工程とを備えている請求項３または４記載
   のロックボルト施工方法。