JP2010163788A - ロックボルトの締め付けプレート及びロックボルトの締め付け方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロックボルト施工後の地山の表面をなだらかにする。
【解決手段】地山Rに定着させたロックボルト3基端部の雄ネジ3aと螺合する雌ネジ11aが切られた筒体11と、筒体11の端部に設けられ、第1の係合部12aを有するフランジ12と、からなる。
【選択図】図1
【解決手段】地山Rに定着させたロックボルト3基端部の雄ネジ3aと螺合する雌ネジ11aが切られた筒体11と、筒体11の端部に設けられ、第1の係合部12aを有するフランジ12と、からなる。
【選択図】図1
Description
本発明は、地山に定着させたロックボルトに取り付けて、ロックボルトを締め付けるための道具及びロックボルトを締め付ける方法に関する。
ロックボルトは、山岳トンネル工法において、トンネル周囲の地山に挿入して定着させ、突出する基端部にナットを螺合させて締め付けを行うことにより、地山の耐荷性能を向上させるものである。
通常、ロックボルト施工後の地山には防水シートが被せられ、その後に次工程へと移っていく。そこで、防水シートを被せ易くするため、また、被せた防水シートが傷まないようにするため、ロックボルト施工後のロックボルト基端部の突出長を短くする工夫がなされてきた。特許文献1には、筒状のシャフト部が一体形成されたナットが記載されている。このナットは、シャフト部にナット頭部と連続して雌ネジが切られており、シャフト部の外径は、ワッシャーの孔を貫通し、地山に穿孔された孔に挿入することが可能な幅となっている。このため、ロックボルトにナットを螺合させたときに、地山の孔の内部でロックボルトの雄ネジとナットの雌ネジの螺合長が十分に確保されるので、ロックボルトの基端部をナットから突出させずにロックボルトの締め付けを行うことができる。
しかし、特許文献1の技術では、ナットから先にボルトが突出することは無くなったが、地山の締め付け後の地山表面には、依然としてナット及び座金が露出する。ナット自体もかなりの大きさであるから、ナットの厚さの分だけ地山に凹凸ができてしまい、防水シートが被せにくい。また、ナットの角で防水シートを傷めてしまい水漏れが起きてしまう場合がある。
本発明の課題は、ロックボルト施工後の地山の表面をなだらかにすることである。
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、地山に定着させたロックボルト基端部の雄ネジと螺合する雌ネジが切られた筒体と、前記筒体の端部に設けられ、第1の係合部を有するフランジと、からなることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のロックボルトの地山締め付けプレートであって、前記第1の係合部に係合する第2の係合部を有する回転用冶具を備えることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のロックボルトの締め付けプレートであって、前記第1の係合部は孔であり、前記第2の係合部は突起であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のロックボルトの締め付けプレートであって、前記フランジの前記地山と対向する面に、前記孔を遮蔽するシール材を備えることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載のロックボルトの締め付けプレートであって、前記フランジは円形で、前記筒体の軸心と前記フランジの中心は一致しており、前記孔は前記フランジの中心から等角度間隔に複数形成されることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項2から5のいずれか一項に記載のロックボルトの締め付けプレートであって、前記回転用冶具は、前記回転用冶具にトルクをかけるための工具を係合させる第3の係合部を有することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のロックボルトの締め付けプレートであって、前記第3の係合部は、前記回転用冶具を前記フランジに係合させたときに前記筒体の軸心の延長線上となる位置に設けられる角柱形の突起であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載のロックボルトの締め付けプレートであって、前記筒体の外径は、前記地山に穿孔された孔の孔径とほぼ等しいことを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、地山を穿孔し、前記地山に穿孔された孔に定着剤を注入すると共に、第1の係合部を有するフランジを基端部に螺合させたロックボルトを挿入して、前記ロックボルトを前記地山に定着させ、前記第1の係合部に係合する第2の係合部を有する回転用冶具を前記フランジに取り付け、前記回転用冶具にトルクをかけることで、前記フランジを回転させることを特徴とする。
本発明によれば、ロックボルト施工後の地山の表面に露出するのはフランジのみとなる。フランジの厚さはナットに比べて十分に薄いので、地山の表面をロックボルトの施工前と同様の、ほぼなだらかな状態にすることができる。
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明を適用したロックボルトの締め付けプレートの一実施形態の構成を示すもので、1は締め付けプレート、2は回転用冶具、3はロックボルト、Rは地山、Hは孔である。締め付けプレート1は、地山Rに定着されたロックボルト3の基端部に取り付けられ、ロックボルト3を締め付けるものである。また、回転用冶具2は、締め付けプレート1に係合し、締め付けプレート1を回転させるものである。
図1は、本発明を適用したロックボルトの締め付けプレートの一実施形態の構成を示すもので、1は締め付けプレート、2は回転用冶具、3はロックボルト、Rは地山、Hは孔である。締め付けプレート1は、地山Rに定着されたロックボルト3の基端部に取り付けられ、ロックボルト3を締め付けるものである。また、回転用冶具2は、締め付けプレート1に係合し、締め付けプレート1を回転させるものである。
図2は、締め付けプレート1の正面図、図3は図2の締め付けプレート1の矢視断面図である。締め付けプレート1は、円筒状の筒体11と、筒体11の上端に筒体11と一体に形成される円盤状のフランジ12からなる。フランジ12は、その中心が筒体11の軸心の延長線上に位置するように形成されている。筒体11の内部には雌ネジ11aが切ってある。雌ネジ11aは、ロックボルト3の先端に形成される雄ネジ3aにぴったり螺合するようになっている。また、筒体11の外径は孔Hの孔径とほぼ等しく、長さは雄ネジ3aと雌ネジ11aの螺合長を十分に確保できる程度となっている。
フランジ12のサイズおよび強度は、従来からのナットによる締め付けで用いられている座金とほぼ同様である。また、フランジ12には、第1の係合部である4つの円形の孔12aが、フランジ12の中心から等角度間隔(例えば図2に示すように4つの孔12aが90°間隔)に形成されている。孔12aの大きさはフランジ12の強度が低下しないよう、あまり大きくさせる必要はない。フランジ12の円周部は角が削り取られており、その断面は図3に示すように滑らかな曲面となっている。フランジ12の裏面、すなわち、筒体11が突出している側の面には薄い板状のシール材13が、孔12aを遮蔽するように貼り付けられている。
図4は回転用冶具2の側面図、図5は回転用冶具2の上面図である。回転用冶具2は、円盤状の本体21と、本体21の下面に設けられる第2の係合部である突起22、本体21の上面に設けられる第3の係合部であるレンチ掛け部23からなる。突起22は、短い円柱状をしており、その直径は前述したフランジ12の孔12aの径とほぼ等しく、孔12aにぴったり収まるように形成されている。また、突起22は、本体21下面の周囲に、フランジ12の孔12aの形成位置と重なるように取り付けられている。このため、締め付けプレート1の中心と回転用冶具2の中心を合わせて重ねると、4つの突起22は同時に4つの孔12aにぴったり嵌合するようになっている。
レンチ掛け部23は、通常のボルトの頭部と同様の正六角柱の形状をしており、本体21上面の中心に、正六角形の面が上下に来るように固定されている。このため、回転用冶具2を締め付けプレート1に係合させると、レンチ掛け部23の軸心と筒体11の軸心、すなわちロックボルト3の軸心と一致するようになっている。
次に、ロックボルト3の施工方法について説明する。
まず、ロックボルト3に締め付けプレート1の取り付けを行う。ロックボルト3基端部の雄ネジ3aに、締め付けプレート1の雌ネジ11aを筒体11側から螺合させていく。締め付けプレート1は、地山Rに定着させた後に、締め付けのため再度回転させる。締め付けによりロックボルトの基端部がフランジ12から突出しないようにするため、ロックボルト3の基端面がフランジ12の中心の孔から少し窪んで見える位置で、締め付けプレート1とロックボルト3の螺合を止めておく。
まず、ロックボルト3に締め付けプレート1の取り付けを行う。ロックボルト3基端部の雄ネジ3aに、締め付けプレート1の雌ネジ11aを筒体11側から螺合させていく。締め付けプレート1は、地山Rに定着させた後に、締め付けのため再度回転させる。締め付けによりロックボルトの基端部がフランジ12から突出しないようにするため、ロックボルト3の基端面がフランジ12の中心の孔から少し窪んで見える位置で、締め付けプレート1とロックボルト3の螺合を止めておく。
次に、ロックボルト3を挿入するために地山Rを穿孔する。ロックボルト3の長さとほぼ同じ深さまで穿孔を終えたら、その孔Hにモルタル等の定着剤を注入する。そして、締め付けプレート1を一体化させたロックボルト3を、フランジ12の背面が地山Rに接触するまで挿入していく。
このとき、孔H内に注入された定着剤はまだ硬化していないので、ロックボルト3が挿入されていくと、孔Hの口から定着剤が溢れ出すことがある。前述したように、筒体11の外径は孔Hの孔径とほぼ等しいので、筒体11が孔Hに挿入された後は、定着剤が溢れ出すことはほぼ無くなるが、それまでに溢れ出した定着剤はフランジ12の背面に広がっていってしまう。しかし、フランジ12の背面にはシール材13が貼り付けられているので、定着剤は孔12aには入り込むことがない。
ロックボルト3を抜け落ちないように支持しながら約1〜2日経過させると、定着材が硬化してロックボルト3及び締め付けプレート1が地山に定着する。しかし、この状態では、まだ地山Rが十分な耐荷性能を有したことにはならない。そこで締め付けプレート1を回転させて、ロックボルト3を締め付ける必要がある。
締め付けプレート1の回転には回転用冶具2を用いる。回転用冶具2の突起22をフランジ12の孔12aに係合させて締め付けプレート1に回転用冶具2を取り付ける。次に、レンチ掛け部23にトルクレンチを掛け、回転用冶具2にトルクをかける。すると回転用冶具2に係合している締め付けプレート1が回転用冶具2と共に回転する。ロックボルト3は地山Rにしっかりと定着されているので、締め付けプレート1のみが回転し、ロックボルト3の締め付けがなされる。前述したようにレンチ掛け部23は回転用冶具2の中心に取り付けられているので、レンチ掛け部23の回転軸とロックボルト3の軸心が一致し、効率よく回転用冶具2にトルクをかけることができる。また、フランジ12は円形をしているので、地山Rに引っかかりにくく、回転させるのが容易である。
図6は、ロックボルト3施工後の状態を示す側面図であり、4は防水シートである。ロックボルト3の締め付けが十分に行われたら、回転用冶具2を締め付けプレート1から取り外す。取り外した回転用冶具2は、次の締め付け作業に繰り返し用いることができる。
ロックボルト3施工後の地山の表面は、フランジ12のみが露出した状態となる。前述したように、ロックボルトの基端面がフランジの中心の孔から窪んで見える位置で雄ネジ3aと雌ネジ11aの螺合を止めておいたので、ロックボルト3を締め付けた後もロックボルトがフランジ12の表面より出っ張ることがない。また、フランジの厚さは10mmに満たない程度が一般的であり、しかも、円周部は曲面となっているので、ロックボルト3施工後の地山表面はほぼなだらかとなる。よって、防水シート4で容易に地山を覆うことができ、防水シート4がナット等によって傷められることもない。
なお、以上の実施形態においては、雌ネジの切られた円筒状の筒体に円形のフランジを一体形成する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、四角形等の他の形状のフランジを用いても良いし、基端部に筒状の雌ネジを有する特殊形状のロックボルトを作成し、フランジ側に雄ネジを設ける構成としても良い。
また、フランジの孔を貫通させずに窪みや突起を形成することで、シール材を必要としない構成にしても良いし、孔に後から取り外し可能な詰め物をするようにしても良い。
また、回転用冶具に柄を取り付け、トルクレンチ等の工具を用いなくても良い。
また、孔や突起の数、形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
また、フランジの孔を貫通させずに窪みや突起を形成することで、シール材を必要としない構成にしても良いし、孔に後から取り外し可能な詰め物をするようにしても良い。
また、回転用冶具に柄を取り付け、トルクレンチ等の工具を用いなくても良い。
また、孔や突起の数、形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
1 締め付けプレート
11 筒体
11a 雌ネジ
12 フランジ
12a 孔(第1の係合部)
13 シール材
2 回転用冶具
21 本体
22 突起(第2の係合部)
23 レンチ掛け部(第3の係合部)
3 ロックボルト
3a 雄ネジ
4 防水シート
R 地山
H 孔
11 筒体
11a 雌ネジ
12 フランジ
12a 孔(第1の係合部)
13 シール材
2 回転用冶具
21 本体
22 突起(第2の係合部)
23 レンチ掛け部(第3の係合部)
3 ロックボルト
3a 雄ネジ
4 防水シート
R 地山
H 孔
Claims (9)
- 地山に定着させたロックボルト基端部の雄ネジと螺合する雌ネジが切られた筒体と、前記筒体の端部に設けられ、第1の係合部を有するフランジと、からなることを特徴とするロックボルトの締め付けプレート。
- 前記第1の係合部に係合する第2の係合部を有する回転用冶具を備えることを特徴とする請求項1に記載のロックボルトの締め付けプレート。
- 前記第1の係合部は孔であり、前記第2の係合部は突起であることを特徴とする請求項2に記載のロックボルトの締め付けプレート。
- 前記フランジの前記地山と対向する面に、前記孔を遮蔽するシール材を備えることを特徴とする請求項3に記載のロックボルトの締め付けプレート。
- 前記フランジは円形で、前記筒体の軸心と前記フランジの中心は一致しており、前記孔は前記フランジの中心から等角度間隔に複数形成されることを特徴とする請求項3または4に記載のロックボルトの締め付けプレート。
- 前記回転用冶具は、前記回転用冶具にトルクをかけるための工具を係合させる第3の係合部を有することを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載のロックボルトの締め付けプレート。
- 前記第3の係合部は、前記回転用冶具を前記フランジに係合させたときに前記筒体の軸心の延長線上となる位置に設けられる角柱形の突起であることを特徴とする請求項6に記載のロックボルトの締め付けプレート。
- 前記筒体の外径は、前記地山に穿孔された孔の孔径とほぼ等しいことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のロックボルトの締め付けプレート。
- 地山を穿孔し、前記地山に穿孔された孔に定着剤を注入すると共に、第1の係合部を有するフランジを基端部に螺合させたロックボルトを挿入して、前記ロックボルトを前記地山に定着させ、前記第1の係合部に係合する第2の係合部を有する回転用冶具を前記フランジに取り付け、前記回転用冶具にトルクをかけることで、前記フランジを回転させることを特徴とするロックボルトの締め付け方法。
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JP2009006443A JP2010163788A (ja) | 2009-01-15 | 2009-01-15 | ロックボルトの締め付けプレート及びロックボルトの締め付け方法 |
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2009
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