JP2001132396A

JP2001132396A - ロックボルト

Info

Publication number: JP2001132396A
Application number: JP31058099A
Authority: JP
Inventors: Akira Okada; 晃岡田
Original assignee: Kyoei Steel Ltd
Current assignee: Kyoei Steel Ltd
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性が高く、低コストで、使用可能な鋼材
の種類に制約がなく、また、ナットとの締結精度が高
く、さらに、ねじ部と埋込部とをそれぞれ必要な太さに
形成して軽量化を図り、ロックボルトの作業性を向上さ
せることができる高強度のロックボルトを提供するこ
と。【解決手段】熱間圧延により、鉄筋１の少なくとも一
端部を除いて、鉄筋１の長手軸方向に対して１０〜６０
度の角度を有する多数の節２を形成するとともに、鉄筋
１の一端部に、節２が形成されている部分の鉄筋公称直
径Ｄ１より大径Ｄ３の円杆部３を形成し、この円杆部３
に雄ねじ４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、岩盤等を地山に定
着させるために用いられるロックボルトに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】比較的硬質の岩石地山に、遂道、鉱道、
道路用のトンネル等を掘削する工事では、ＮＡＴＭ工法
（New Austrian Tunnellin Method）が一般的に採用さ
れている。

【０００３】この工法においては、トンネルの掘削工事
において、穿孔、爆破、ズリ出し等によって、緩んだ岩
盤をそのまま放置すると、岩盤の地圧が、岩石自身の持
つ強度を越えると、岩盤の急激な破壊現象として、いわ
ゆる「山はね」が発生し、大きな事故につながるおそれ
がある。

【０００４】このため、緩んだ岩盤を保持し、掘削坑道
全体を安定化させるため、坑道の側壁から放射状に多数
のボアホールを穿ち、このボアホールに、後端にねじを
切りかつ表面に突起をもったロックボルトを挿入し、グ
ラウト材としてセメントモルタルや硬化性樹脂を注入し
て固定することで、アーチ状の強化層を作って全体を強
化することが行われている。

【０００５】そして、岩盤が保持され、掘削後の地盤の
動きが力学的平衡に達して落ち着くと、永久覆工工事と
してコンクリート覆工を行うようにしている。

【０００６】このように、ＮＡＴＭ工法は、岩盤の急激
な破壊現象を抑えるのに優れた効果を発揮する。

【０００７】このＮＡＴＭ工法に用いられるロックボル
トは、ボアホールより若干長く形成され、基端のねじ部
が坑道側壁から出るように固定されるが、このねじ部に
は、岩盤を押さえるための角ワッシャー等の座金がナッ
トによって取り付けられる。また、座金のみでは耐力が
不足する場合には、金網やシートを張ったり、鋼製の支
持枠をロックボルトの基端に形成したねじ部を用いて取
り付けるようにしている。

【０００８】また、ロックボルトをボアホールに挿入し
て固定する方法としては、グラウト材を予めボアホール
に注入し、その後、ロックボルトを押し込みつつ挿入す
る方式と、ロックボルトを先にボアホールに挿入固定
し、その後、隙間に注入用の細いノズルを平行挿入し
て、グラウト材を充満させる方式とがある。前者は、確
実にグラウト材が充満されるものの、ロックボルトを差
し込む際にグラウト材の抵抗が大きくて作業性が悪く、
後者は、作業が繁雑な上、岩盤の割れ目や鉄筋の節の背
面にグラウト材が確実に充満する保証が少ないという問
題がある。現在は、前者の方式が採用される例が多い
が、いずれにしても、ロックボルトに挿入作業を円滑に
行うことができるロックボルトが要請されている。

【０００９】ところで、ロックボルトの支持力は、ボア
ホールに充填したグラウト材に対し、ロックボルトの表
面に形成された突起が足掛かりとなって強固に接続する
ことで得られる。ロックボルトの施工位置やグラウト材
の充填不良等によって、半凝固の時期にロックボルトが
ずれると、ロックボルトの表面に形成された突起の高さ
が一定の場合は、節と節の間に入ったグラウト材とその
外周のグラウト材の縁が切れて、所定の支持力が期待で
きないことになる。そこで、このような事態が生じて
も、強固な支持力を維持できるロックボルトの形状が望
まれるが、この要求を満足する形状として広く採用され
ているものが、圧延により形成した異形棒鋼を冷間でツ
イストする（捻る）ことにより、圧延ロールのギャップ
で生じるリブの部分が捻られ、連続した螺旋状のリブが
形成されるようにした、いわゆる「ツイストロックボル
ト」である。

【００１０】このツイストロックボルトは、異形棒鋼を
そのまま使用するよりも、冷間でツイストすることによ
って加工硬化により強度が上昇するとともに、このツイ
ストロックボルトを充填されたグラウト材に押し込む際
には、この螺旋状のリブがガイド役をし、グラウト材の
排除効果を期待できることから、ロックボルトの押し込
み作業を円滑に行え、さらに、挿入後は、螺旋状のリブ
がグラウト材の切断抵抗を生み出し、引き抜き力を増加
させる利点を有している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のツイストロックボルトは、圧延工程と冷間加工工程
の２工程を採ることから、価格が高くなるとともに、高
強度の鋼材を使用することができない等、使用可能な鋼
材に制約があり、さらに、転造、機械切削等によってね
じ部を形成した場合には、結果的に断面が縮小し、強度
がねじ部の断面で規制されるという問題があった。

【００１２】本発明は、上記従来のツイストロックボル
トが有する問題点に鑑み、生産性が高く、低コストで、
使用可能な鋼材の種類に制約がなく、また、ナットとの
締結精度が高く、さらに、ねじ部と埋込部とをそれぞれ
必要な太さに形成して軽量化を図り、ロックボルトの作
業性を向上させることができる高強度のロックボルトを
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のロックボルトは、熱間圧延により、鉄筋の
少なくとも一端部を除いて、鉄筋の長手軸方向に対して
１０〜６０度の角度を有する多数の節を形成するととも
に、鉄筋の一端部に、前記節が形成されている部分の鉄
筋公称直径より大径の円杆部を形成し、該円杆部に雄ね
じを形成したことを特徴とする。

【００１４】このロックボルトは、鉄筋の長手軸方向に
対して１０〜６０度の角度を有するように形成した多数
の節によって、ロックボルトの押し込み作業を円滑に行
わしめるとともに、挿入後は引抜力を増大させ、これに
より、ロックボルトの支持力を高めることができる。ま
た、このロックボルトでは、節が形成されている部分の
鉄筋公称直径より大径の円杆部に雄ねじを形成すること
によりねじ部を構成するようにしているので、ナットと
の締結精度が高く、さらに、ねじ部と埋込部とをそれぞ
れ必要な太さに形成して軽量化を図り、ロックボルトの
作業性を向上させることができる。そして、円杆部は節
と同時に熱間圧延により成形できるとともに、細かな圧
延ロール調整や段取り工程も不要であることから、ねじ
部の刻設工程が増えても、ロックボルトを従来より低コ
ストで製造することができ、また、使用可能な鋼材の種
類に制約がないことから、高強度のロックボルトを容易
に得ることができる。

【００１５】この場合において、節が形成されている部
分と円杆部の軸直交断面積が、略等しくなるように形成
することができる。

【００１６】これにより、節が形成されている部分と円
杆部の単位長さ当たりの体積を均一にでき、熱間圧延を
円滑に行うことができるとともに、高精度のロックボル
トを得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のロックボルトの実
施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１８】図１〜図２に、本発明のロックボルトの一
実施例を示す。このロックボルトは、熱間圧延により、
鉄筋１の一端部を除いて、鉄筋１の長手軸方向に対して
１０〜６０度（本実施例においては約４０度）の角度を
有する多数の節２を形成するとともに、鉄筋１の一端部
に、節２が形成されている部分の鉄筋公称直径Ｄ１より
大径の円杆部３を形成し、この円杆部３に、転造、機械
切削等により雄ねじ４を形成した構成を有している。

【００１９】この場合において、鉄筋１に形成する節２
は、特に限定されるものではないが、本実施例では、鉄
筋の半円周に亘る同一方向のねじ状のものからなる。な
お、鉄筋１に形成する節２は、本実施例に示すもののほ
か（図１〜図２、図３（ａ−１、ａ−２））、図３（ｂ
−１、ｂ−２）に示すように、鉄筋の半円周に亘る逆方
向のねじ状のもの、図３（ｃ−１、ｃ−２）に示すよう
に、鉄筋の略１／４円周に亘る短い同一方向のねじ状の
もの等、ロックボルトが適用される岩盤の性状等に応じ
て、形状、高さ、角度等を任意に設定することができ
る。

【００２０】また、円杆部３の公称直径Ｄ３は、鉄筋公
称直径Ｄ１より、数ミリ程度大きく、好ましくは、円杆
部３に形成する雄ねじ４の谷径が、鉄筋１の節２が形成
されている部分の鉄鉄筋公称直径Ｄ１より若干大径に設
定できるように形成されており、本実施例においては、
断面積で約５パーセント増に設定するようにしている。

【００２１】そして、節２が形成されている部分と円杆
部３とは、その軸直交断面積が、略等しくなるように形
成することが好ましく、これにより、節が形成されてい
る部分と円杆部の単位長さ当たりの体積を均一にでき、
熱間圧延を円滑に行うことができるとともに、高精度の
ロックボルトを得ることができるものとなる。

【００２２】このロックボルトは、図２の製造工程に示
すように、熱間圧延によって、節２を形成した部分（長
さＬ１）と円杆部３（長さＬ３）とを製造する。この場
合、通常、Ｌ１とＬ３を加えたＬ０が熱間圧延ロールの
１周分の長さとなる。その後、図２（ａ）に示すよう
に、節２を形成した部分（長さＬ１）を埋込部として必
要な長さＬ２に揃えるために、残余部分（長さＬ２’）
を切り捨てる。そして、図２（ｂ）に示すように、円杆
部３の端部に面取りを施すとともに、この円杆部３を真
円形状に切削加工した後、転造、機械切削等により雄ね
じ４を形成することによりねじ部を構成するようにす
る。

【００２３】以上、本発明のロックボルトの実施の形態
について説明したが、本発明のロックボルトは、上記の
ものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において
形状等を変更できる。

【００２４】

【発明の効果】このロックボルトは、鉄筋の長手軸方向
に対して１０〜６０度の角度を有するように形成した多
数の節によって、ロックボルトの押し込み作業を円滑に
行わしめるとともに、挿入後は引抜力を増大させ、これ
により、ロックボルトの支持力を高めることができ、岩
盤に安定した強化層を形成することができる。また、こ
のロックボルトでは、節が形成されている部分の鉄筋公
称直径より大径の円杆部に雄ねじを形成することにより
ねじ部を構成するようにしているので、ナットとの締結
精度が高く、さらに、ねじ部と埋込部とをそれぞれ必要
な太さに形成して軽量化を図り、ロックボルトの作業性
を向上させることができる。そして、円杆部は節と同時
に熱間圧延により成形できるとともに、細かな圧延ロー
ル調整や段取り工程も不要であることから、ねじ部の刻
設工程が増えても、ロックボルトを従来より低コストで
製造することができ、また、使用可能な鋼材の種類に制
約がないことから、高強度のロックボルトを容易に得る
ことができる。

【００２５】また、節が形成されている部分と円杆部の
軸直交断面積が、略等しくなるように形成することによ
り、節が形成されている部分と円杆部の単位長さ当たり
の体積を均一にでき、熱間圧延を円滑に行うことができ
るとともに、高精度のロックボルトを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロックボルトの一実施例を示し、
（ａ）は要部の平面図、（ｂ）は要部の正面図、（ｃ）
は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＹ−Ｙ線
断面図である。

【図２】ロックボルトの製造工程を示す説明である。

【図３】本発明のロックボルトの節の一例を示し、（ａ
−１）は鉄筋の半円周に亘る同一方向のねじ状のものを
示す正面図、（ａ−２）は同背面図、（ｂ−１）は鉄筋
の半円周に亘る逆方向のねじ状のものを示す正面図、
（ｂ−２）は同背面図、（ｃ−１）は同背面図である。

【符号の説明】

１鉄筋２節３円杆部４雄ねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延により、鉄筋の少なくとも一端
部を除いて、鉄筋の長手軸方向に対して１０〜６０度の
角度を有する多数の節を形成するとともに、鉄筋の一端
部に、前記節が形成されている部分の鉄筋公称直径より
大径の円杆部を形成し、該円杆部に雄ねじを形成したこ
とを特徴とするロックボルト。
【請求項２】節が形成されている部分と円杆部の軸直
交断面積が、略等しくなるように形成したことを特徴と
する請求項１記載のロックボルト。