JP2010163788A

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

Info

Publication number: JP2010163788A
Application number: JP2009006443A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okada; 弘岡田; Tsutomu Kobayashi; 勉小林
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd; Hokuetsu Metal Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd; Hokuetsu Metal Co Ltd
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-07-29

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

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。

特開平９−０１３８９８号公報

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。

本発明を適用した締め付けプレートの一実施形態の構成を示す側面図である。同実施形態で使用する締め付けプレートの正面図である。図２の締め付けプレートの矢視断面図である。同実施形態で使用する回転用冶具の側面図である。図４の回転用冶具の上面図である。ロックボルト施工後の締め付けプレートを示す側面図である。

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。

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。

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

Claims

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。