JP2014102128A - 地山変状検知構造及び地山変状検知方法、並びに地山変状検知用器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックボルトから計測部を取り外す際に、地山の緩みを可及的に低減し、またワッシャーが脱落する危険性を無くせる。
【解決手段】ロックボルト１０の地山３からの突出部分に外挿されるワッシャー１１、ワッシャー１１と接触しないように突出部分の雄ねじ部１０ａに螺合されるナット、ワッシャー１１に当接するように設けられ、中空部内にナットが遊挿されると共に、連通部が側方に設けられるハウジング１３、ハウジング１３に当接するように雄ねじ部１０ａに外挿されるロックボルト軸力計測部、雄ねじ部１０ａに螺合され、ロックボルト軸力計測部とハウジング１３の当接及びハウジング１３とワッシャー１１の当接を支持する計測用ナット１６を備え、連通部を介する螺入動作でナットを螺入してワッシャー１１に当接し、その状態で計測用ナット１６を緩め、計測用ナット１６とロックボルト軸力計測部とハウジング１３を離脱可能な地山変状検知構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば掘削途中のトンネルの地山変状等をロックボルトの軸力計測により検知する際に用いられる地山変状検知構造及び地山変状検知方法、並びに地山変状検知用器具に関する。

従来、掘削中の地山の状態を検知する為の手段としてロックボルトの軸力を計測する手法が知られている。しかし地中にあるロックボルトの軸部での計測は特殊な計測用ボルトを打設する必要がある為、通常のロックボルトでもワッシャーに発生する荷重を計測し、ロックボルト軸力を簡易に推定し、地山変状を早期に検知せんとする手法が提案されている。即ち、掘削により地山が緩むとロックボルトに軸力が発生し、これによりナットで締め付けられているワッシャーには荷重が作用する。そこでワッシャーに作用する荷重を計測することにより地山変状を検知することが可能となる。

この種の地山変状検知に用いる計測構造としては、例えば削孔から突出するロックボルトなどのアンカー材の突出部に内側ワッシャーと環状の計測ディスク（ロードセル）と外側ワッシャーを順次嵌挿し、その上からナットを締め付け、ロックボルトに引抜力を負荷すると同時に計測ディスクを地盤との間で挟圧して計測ディスクにより負荷圧力を計測し、計測ディスクに設けられる表示手段で定着力を示す計測構造を適用することができる（特許文献１参照）。

特開２００１−１３３３９２号公報

ところで、上記のような計測構造は、例えば地山の斜面に設置した状態のままにしてアンカー材の定着力計測を継続するように用いられる場合もあるが、地山変状検知構造として用いる際には、計測後に、計測構造を解体して高価な計測ディスクを取り外し、取り外した計測ディスクで別のアンカー材の計測構造を形成するようにして用いられる場合もある。

例えばトンネル工事では、掘削後にトンネル内面に吹付コンクリートを施して地山にロックボルトを打設した後、掘削により前進した切羽から所定距離離れた後方で、地山変状が収まったことを確認して後ロックボルトの突出部分ごと埋設するように覆工コンクリートを打設するが、この際、ロックボルトに設置した計測構造を解体し計測ディスクを取り外して、覆工コンクリートに埋設されないようにし、取り外した計測ディスクを用いて切羽付近の別のロックボルトに計測構造を形成することが行われる（図６参照）。

しかしながら、こうした計測構造を解体してロックボルトから計測ディスクを取り外すには、ナットを一旦緩めて取り外す必要があるが、ナットを緩めると、地山の応力は解放され、その分地山が緩んでしまう。また、現に荷重がかかっているワッシャーが計測ディスクと共に開放されるため、ワッシャーの脱落による作業の危険性もある。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、ロックボルトから計測部を取り外す際に、地山の緩みを可及的に低減し、また現に荷重を支持しているワッシャーが脱落する危険性を無くし、作業の安全性を確保することができる地山変状検知構造、及び地山変状検知方法、並びに地山変状検知用器具を提供することを目的とする。

本発明の地山変状検知構造は、ロックボルトの地山からの突出部分に外挿されるワッシャーと、前記ワッシャーと接触しないように前記突出部分の雄ねじ部に螺合されるナットと、前記ロックボルトの突出端側から前記ワッシャーに当接するように設けられ、中空部内に前記ナットが遊挿されると共に、前記中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられるハウジングと、前記ハウジングに当接するように前記雄ねじ部に外挿されるロックボルト軸力計測部と、前記雄ねじ部に螺合され、前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングの当接及び前記ハウジングと前記ワッシャーの当接を支持する計測用ナットとを備え、前記連通部を介する螺入動作による前記ナットの螺入により、前記ナットが前記ワッシャーに当接され、その状態での前記計測用ナットの緩めにより、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱可能であることを特徴とする。
この構成によれば、ロックボルトからロックボルト軸力計測部を取り外す際に、ワッシャーにナットを当接してから取り外し、ワッシャーによる地山からの荷重支持を持続しながら取り外すことができ、地山の緩みを可及的に低減することができる。また、現に荷重を支持しているワッシャーが脱落する危険性を無くし、作業の安全性を確保することができる。また、地山荷重の持続的な支持に必要な部材がナットとハウジングであることから、低コストで実現することができる。

本発明の地山変状検知構造は、前記ナットが外周溝に紐が巻回されている溝付きナットであり、前記連通部から前記紐が外部に導出されており、前記紐を引いて前記溝付きナットを螺入可能であることを特徴とする。
この構成によれば、連通部から導出される紐を引いて溝付きナットを螺入することにより、連通部が小さい場合にもハウジング内の溝付きナットをワッシャーに当接させることができると共に、その作業も簡単で手間の要らないものとすることができる。また、連通部を小さくすることも可能となるから、ハウジングのロックボルト軸方向の全長に亘ってロックボルトにほぼ周設される高強度のハウジングにし、検知構造の耐力性を高めることも可能となる。

本発明の地山変状検知構造は、前記連通部が工具を挿入可能に設けられ、前記連通部から工具を挿入して前記ナットを螺入可能であることを特徴とする。
この構成によれば、工具を挿入可能な連通部から工具を挿入してナットを螺入することにより、簡単で手間の要らない作業でナットをワッシャーに当接させることができる。また、一般的なナットを用いることが可能となるから、一層の低コスト化を図ることができる。

本発明の地山変状検知方法は、ロックボルトの地山からの突出部分にワッシャーを外挿する第１工程と、前記突出部分の雄ねじ部に、外周溝に紐が巻回されている溝付きナットを前記ワッシャーと接触しないように螺合すると共に、中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられているハウジングを前記溝付きナットが前記中空部内に遊挿されるように配置し、前記紐を前記連通部から導出する第２工程と、ロックボルト軸力計測部を前記雄ねじ部に外挿する第３工程と、計測用ナットを前記雄ねじ部に螺合し、前記計測用ナットにより前記ワッシャーと前記ハウジングと前記ロックボルト軸力計測部を相互に当接した状態で支持する第４工程と、前記ロックボルト軸力計測部で前記ロックボルトの軸力を計測する第５工程と、前記紐を引いて前記溝付きナットを螺入し、前記溝付きナットを前記ワッシャーに当接する第６工程と、前記計測用ナットの螺合を緩めて、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱する第７工程とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、ロックボルトからロックボルト軸力計測部を取り外す際に、ワッシャーに溝付きナットを当接してから取り外し、ワッシャーによる地山からの荷重支持を持続しながら取り外すことができ、地山の緩みを可及的に低減することができる。また、現に荷重を支持しているワッシャーが脱落する危険性を無くし、作業の安全性を確保することができる。また、地山荷重の持続的な支持に必要な部材が溝付きナットとハウジングであることから、低コストで実現することができる。また、連通部から導出される紐を引いて溝付きナットを螺入することにより、連通部が小さい場合にもハウジング内の溝付きナットをワッシャーに当接させることができると共に、その作業も簡単で手間の要らないものとすることができる。また、連通部を小さくすることも可能となるから、ハウジングのロックボルト軸方向の全長に亘ってロックボルトにほぼ周設される高強度のハウジングにし、検知構造の耐力性を高めることも可能となる。

本発明の地山変状検知方法は、ロックボルトの地山からの突出部分にワッシャーを外挿する第１工程と、前記突出部分の雄ねじ部にナットを前記ワッシャーと接触しないように螺合すると共に、中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられているハウジングを前記ナットが前記中空部内に遊挿されるように配置する第２工程と、ロックボルト軸力計測部を前記雄ねじ部に外挿する第３工程と、計測用ナットを前記雄ねじ部に螺合し、前記計測用ナットにより前記ワッシャーと前記ハウジングと前記ロックボルト軸力計測部を相互に当接した状態で支持する第４工程と、前記ロックボルト軸力計測部で前記ロックボルトの軸力を計測する第５工程と、前記連通部から挿入する工具でナットを螺入し、前記ナットを前記ワッシャーに当接する第６工程と、前記計測用ナットの螺合を緩めて、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱する第７工程とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、ロックボルトからロックボルト軸力計測部を取り外す際に、ワッシャーにナットを当接してから取り外し、ワッシャーによる地山からの荷重支持を持続しながら取り外すことができ、地山の緩みを可及的に低減することができる。また、現に荷重を支持しているワッシャーが脱落する危険性を無くし、作業の安全性を確保することができる。また、地山荷重の持続的な支持に必要な部材がナットとハウジングであることから、低コストで実現することができ、更に、一般的なナットを用いることが可能となるから、一層の低コスト化を図ることができる。また、工具を挿入可能な連通部から工具を挿入してナットを螺入することにより、簡単で手間の要らない作業でナットをワッシャーに当接させることができる。

本発明の地山変状検知用器具は、ロックボルトの地山からの突出部分にワッシャーが外挿され、前記突出部分の雄ねじ部に螺合される計測用ナットで前記雄ねじ部に外挿されるロックボルト軸力計測部を支持し、前記ロックボルト軸力計測部でロックボルトの軸力を計測する構造で用いられる地山変状検知用器具であって、紐が外周溝に巻回され、前記ワッシャーと前記ロックボルト軸力計測部との間で前記ワッシャーと接触しないように前記雄ねじ部に螺合される溝付きナットと、中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられ、前記中空部内に前記溝付きナットを遊挿可能で且つ前記連通部から前記紐を外部に導出可能であるハウジングとから構成され、前記ハウジングが、前記計測用ナットの支持により前記ワッシャーと前記ロックボルト軸力計測部に当接して前記ロックボルト軸力計測部を押圧可能であると共に、前記紐を引いての前記溝付きナットの螺入により、前記溝付きナットが前記ワッシャーに当接され、その状態での前記計測用ナットの緩めにより、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱可能とすることを特徴とする。
この構成によれば、ロックボルトからロックボルト軸力計測部を取り外す際に、ワッシャーに溝付きナットを当接してから取り外し、ワッシャーによる地山からの荷重支持を持続しながら取り外すことができ、地山の緩みを可及的に低減することができる。また、現に荷重を支持しているワッシャーが脱落する危険性を無くし、作業の安全性を確保することができる。また、地山荷重の持続的な支持に必要な部材が溝付きナットとハウジングであることから、低コストで実現することができる。また、連通部から導出される紐を引いて溝付きナットを螺入することにより、連通部が小さい場合にもハウジング内の溝付きナットをワッシャーに当接させることができると共に、その作業も簡単で手間の要らないものとすることができる。また、連通部を小さくすることも可能となるから、ハウジングのロックボルト軸方向の全長に亘ってロックボルトにほぼ周設される高強度のハウジングにし、検知構造の耐力性を高めることも可能となる。

本発明によれば、ロックボルトから計測部を取り外す際に、地山の緩みを可及的に低減し、地山の崩落の危険性を確実に回避することができると共に、現に荷重を支持しているワッシャーが脱落する危険性を無くし、作業の安全性を確保することができる。

第１実施形態の地山変状検知構造を示す縦断面図。 第１実施形態の地山変状検知構造における構成部材を示す斜視説明図。 （ａ）は溝付きナットの側面図、（ｂ）はその正面図。 （ａ）〜（ｄ）は第１実施形態の地山変状検知方法におけるロックボルトの打設からハウジングの設置までの工程を示す断面説明図。 （ａ）〜（ｄ）は第１実施形態の地山変状検知方法における計測ディスクの設置から計測ディスクの取り外しまでの工程を示す断面説明図。 （ａ）は内周面にロックボルトが打設されたトンネルを示す斜視説明図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ部の拡大図。 第２実施形態の地山変状検知構造を示す縦断面図。 第２実施形態の地山変状検知構造における構成部材を示す斜視説明図。

〔第１実施形態の地山変状検知構造及び地山変状検知方法〕
本発明による第１実施形態の地山変状検知構造は、地山に設けられるロックボルトの突出部分に設置されるものであり、例えば図６に示すトンネル空間Ｓに打設されるロックボルト１０の突出部分に設置される。図６では、地山変状検知構造を解体して後述する計測ディスク１４等を取り外した状態を示しており、地山３と吹付コンクリート２に施した削孔４内に打設されているロックボルト１０の突出部分にワッシャー１１と溝付きナット１２が設けられ、地山３が緩んだ場合にロックボルト１０の軸力で支持するようになっており、これらが覆工コンクリート６内に埋設されている。尚、図６において、１はトンネルの内周面、５はロックボルト１０が挿入された削孔４内の空隙に充填されているグラウト材、７は掘削中のトンネルの一番前に位置する切羽である。

そして、第１実施形態の地山変状検知構造は、図１及び図２に示すように、例えば基端部に雄ねじ部１０ａが形成され、その先端側にねじ節１０ｂが形成されているロックボルト１０の突出部分に設置され、ワッシャー１１と、ナットとして溝付きナット１２と、ハウジング１３を有し、更に、ロックボルト１０の突出端側からハウジング１３に当接するように雄ねじ部１０ａに外挿されるロックボルト軸力計測部を構成する計測ディスク１４及びプレート１５と、計測用ナット１６とを備える。

ワッシャー１１は、ロックボルト１０の地山３と吹付コンクリート２からの突出部分、本例では突出部分の雄ねじ部１０ａに外挿され、吹付コンクリート２に当接するようにして設けられている。ワッシャー１１は、図示例の角ワッシャーの他、丸ワッシャーなど適宜のものを用いることが可能である。

溝付きナット１２は、図１〜図３に示すように、外周に形成されている外周溝１２１の所定箇所に紐１２２の一端が固定され、紐１２２が外周溝１２１に巻回され、紐１２２の他端が外周溝１２１の外に引き出されているものである。紐１２２は、引き出した時に溝付きナット１２がボルト締め付け方向に螺転するように巻回されている。紐１２２は、ステンレスワイヤー等のワイヤーとすると好適であるが、線状若しくは帯状で外周溝１２１に巻回して溝付きナット１２を螺転可能なものであれば適宜である。溝付きナット１２は、ワッシャー１１と接触しないようにワッシャー１１から離間した位置で雄ねじ部１０ａに螺合されていると共に、後述する計測ディスク１４とも接触しないようにして設けられている。

ハウジング１３は、肉厚が厚い板状であり、溝付きナット１２が雄ねじ部１０ａの所定長分だけ移動可能な厚さを有する。ハウジング１３の中心には、溝付きナット１２が入る径で軸孔１３１が形成されており、この軸孔１３１はハウジング１３の中空部に相当する。ハウジング１３には、側方に設けられる中空部から外部に連通する連通部として、軸孔１３１から側面１３２まで連通するスリット１３３が形成されており、スリット１３３はハウジング１３の厚さ全体に亘って切り込まれて形成されている。

ハウジング１３は、ロックボルト１０の突出端側からワッシャー１１に当接するようにして雄ねじ部１０ａの外周に設けられ、雄ねじ部１０ａに螺合されている溝付きナット１２が中空部である軸孔１３１内に遊挿されるように配置される。そして、連通部であるスリット１３３からは、溝付きナット１２の紐１２２が導出され、紐１２２の他端がハウジング１３の外側に引き出されている。尚、第１実施形態において、ハウジング１３の側方に設けられ、中空部から外部に連通する連通部は、溝付きナット１２の紐１２２を外部に導出可能なものであれば適宜であり、例えば軸孔１３１から側面１３２まで連通する貫通孔等とすることも可能である。

計測ディスク１４は、リング状であり、例えば受圧面となる２枚の円形板内に油が封入され、付設されているブルドン管等の表示手段で受圧面に負荷されている圧力を表示する構成等とされ、ロックボルト１０の突出端側からハウジング１３に当接するようにして雄ねじ部１０ａに外挿される。また、計測ディスク１４と共にロックボルト軸力計測部を構成するプレート１５は、中心に軸孔１５１が形成されており、ロックボルト１０の突出端側から計測ディスク１４に当接するようにして雄ねじ部１０ａに外挿される。

計測用ナット１６は、ロックボルト１０の雄ねじ部１０ａに螺合され、プレート１５、計測ディスク１４、ハウジング１３、ワッシャー１１をそれぞれ相互に当接させ、且つワッシャー１１を吹付コンクリート２に当接させた状態にして支持している。計測用ナット１６が、プレート１５と計測ディスク１４を所定位置に支持することにより、地山３から荷重が負荷された場合に、ワッシャー１１とハウジング１３を介して計測ディスク１４が押圧されて計測ディスク１４に荷重が負荷され、計測ディスク１４で計測される圧力やその荷重から、ロックボルト１０の軸力を簡易に計測することが可能になっている。

そして、スリット１３３を介して紐１２２を引いての螺入動作によって溝付きナット１２が螺入することにより、溝付きナット１２がワッシャー１１に当接され、その状態で計測用ナット１６を緩めることにより、ワッシャー１１による地山３からの荷重支持を持続させ、且つワッシャー１１を脱落させずに、計測用ナット１６、ロックボルト軸力計測部に相当するプレート１５及び計測ディスク１４、ハウジング１３をロックボルト１０の雄ねじ部１０ａから離脱可能になっている。

次に、上記地山変状検知構造を用いる地山変状検知方法について説明する。

先ず、図４（ａ）に示すように、例えばトンネルの地山３とトンネル内周面１に施された吹付コンクリート２に削孔４を形成してロックボルト１０を打設し、ロックボルト１０が挿入されている削孔４内の空隙部分にグラウト材５を充填して固化し、更に、図４（ｂ）に示すように、地山３及び吹付コンクリート２から突出するロックボルト１０の雄ねじ部１０ａにワッシャー１１を外挿し、ワッシャー１１を吹付コンクリート２に略接触するようにして配置する。

その後、図４（ｃ）に示すように、ロックボルト１０の雄ねじ部１０ａに溝付きナット１２を螺合し、ワッシャー１１と接触しないように離間した位置まで螺入する。また、図４（ｄ）に示すように、ハウジング１３を雄ねじ部１０ａの外周に配置して、ハウジング１３の中空部に相当する軸孔１３１内に溝付きナット１２が遊挿されるようにし、溝付きナット１２の紐１２２をハウジング１３の連通部に相当するスリット１３３からハウジング１３の外部へ導出する。

その後、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ロックボルト軸力計測部を構成する計測ディスク１４及びプレート１５をロックボルト１０の突出端側から雄ねじ部１０ａに順次外挿し、更に、計測用ナット１６を雄ねじ部１０ａに螺合し、計測用ナット１６により、ワッシャー１１、ハウジング１３、計測ディスク１４、プレート１５を相互に当接した状態にして支持する。そして、計測ディスク１４によってワッシャー１１に負荷される荷重、ひいてはロックボルト１０の軸力を計測して地山変状の検知を行い、この計測を所要期間行って地山変状の収まりを確認する。

その後、計測ディスク１４を離脱する際には、図５（ｃ）に示すように、溝付きナット１２の紐１２２を引いて溝付きナット１２を螺入してワッシャー１１の方へ進行させ、溝付きナット１２をワッシャー１１に当接する。そして、その状態で計測用ナット１６の螺合を緩め、計測用ナット１６、プレート１５、計測ディスク１４、ハウジング１３をロックボルト１０の雄ねじ部１０ａから取り外す（図５（ｄ）参照）。取り外した計測ディスク１４、更にはハウジング１３、プレート１５、計測用ナット１６は、別の位置に打設されたロックボルト１０に地山変状検知構造を形成する際に用いられる。また、計測用ナット１６、プレート１５、計測ディスク１４、ハウジング１３が離脱されたロックボルト１０の突出部分、及びこれに外挿されているワッシャー１１、突出部分の雄ねじ部１０ａに螺合されている溝付きナット１２は、後工程で覆工コンクリート６内に埋設される。

第１実施形態の地山変状検知構造或いは地山変状検知方法によれば、ロックボルト１０から計測ディスク１４、プレート１５等を取り外す際に、ワッシャー１１に溝付きナット１２を当接してから取り外し、ワッシャー１１による地山３からの荷重支持を持続しながら取り外すことができ、地山３の緩みを可及的に低減することができる。また、現に荷重を支持しているワッシャー１１が脱落する危険性を無くし、作業の安全性を確保することができる。また、地山荷重の持続的な支持に必要な部材が溝付きナット１２とハウジング１３であることから、低コストで実現することができる。

また、連通部から導出される紐１２２を引いて溝付きナット１２を螺入することにより、連通部が小さいスリット１３３等である場合にもハウジング１３内の溝付きナット１２をワッシャー１１に当接させることができると共に、その作業も簡単で手間の要らないものとすることができる。また、連通部を小さいスリット１３３等とすることが可能となるから、ハウジング１３のロックボルト軸方向の全長に亘ってロックボルト１０にほぼ周設される高強度のハウジング１３にすることができ、これにより検知構造の耐力性を高めることも可能となる。

〔第２実施形態の地山変状検知構造及び地山変状検知方法〕
次に、第２実施形態の地山変状検知構造及び地山変状検知方法について説明する。

第２実施形態の地山変状検知構造は、図７及び図８に示すように、第１実施形態における溝付きナット１２とハウジング１３に代え、対応する箇所にナット２２とハウジング２３がそれぞれ設けられるものであり、その他の構成は第１実施形態と基本的に同様である。

ナット２２は、一般的な六角ナット等のナットであり、ワッシャー１１と接触しないようにワッシャー１１から離間した位置で雄ねじ部１０ａに螺合されていると共に、後述する基板２３１或いは計測ディスク１４とも接触しないようにして設けられている。

ハウジング２３は、矩形の基板２３１を有し、基板２３１の中央にはロックボルト１０の突出部分を挿通可能な軸孔２３２が形成されている。基板２３１の一方の面には、対向する位置に側壁２３３・２３３が離間して設けられ、側壁２３３は基板２３１から延びるように形成されている。側壁２３３・２３３は、ナット２２が間に遊挿可能な距離離間して配置され、又、側壁２３３・２３３は、ナット２２が雄ねじ部１０ａの所定長分だけ移動可能な高さを有しており、側壁２３３・２３３の間の空間はハウジング２３の中空部に相当する。

ハウジング２３において、一方の側壁２３３の端縁と他方の側壁２３３の端縁との間の開放部は、側方に設けられる中空部から外部に連通する連通部に相当し、この開放部は、レンチ等の工具を挿入可能で、中空部内に配置されるナット２２を工具で螺転可能な大きさに形成されている。尚、第２実施形態における連通部は、レンチ等の工具を挿入可能で、中空部内に配置されるナット２２を工具で螺転可能な構成であれば適宜である。

ハウジング２３は、ロックボルト１０の突出端側からワッシャー１１に当接するようにして雄ねじ部１０ａの外周に設けられており、基板２３１をロックボルト１０の突出端側にして軸孔２３２に雄ねじ部１０ａが挿通されるようにして外周に設けられ、側壁２３３・２３３の先端がワッシャー１１に当接されている。更に、雄ねじ部１０ａに螺合されているナット２２は、中空部である側壁２３３・２３３間に遊挿されるように配置されている。基板２３１にはロックボルト軸力計測部を構成する計測ディスク１４が当接されている。

第２実施形態の地山変状検知構造では、計測用ナット１６が、プレート１５、計測ディスク１４、ハウジング２３、ワッシャー１１をそれぞれ相互に当接させ、且つワッシャー１１を吹付コンクリート２に当接させた状態にして支持している。そして、連通部である開放部からレンチ等の工具を挿入してナット２２を螺入することにより、ナット２２がワッシャー１１に当接され、その状態で計測用ナット１６を緩めることにより、ワッシャー１１による地山３からの荷重支持を持続させ、且つワッシャー１１を脱落させずに、計測用ナット１６、ロックボルト軸力計測部に相当するプレート１５及び計測ディスク１４、ハウジング２３をロックボルト１０の雄ねじ部１０ａから離脱可能になっている。

第２実施形態の地山変状検知構造を用いる地山変状検知方法では、第１実施形態と同様にワッシャー１１を配置した後、ロックボルト１０の雄ねじ部１０ａにナット２２を螺合し、ワッシャー１１と接触しないように離間した位置まで螺入すると共に、基板２３１がロックボルト１０の突出端側になるようにしてハウジング２３を雄ねじ部１０ａの外周に配置し、ハウジング２３の中空部に相当する側壁２３３・２３３間の空間内にナット２２が遊挿されるようにする。

その後、第１実施形態と同様に、ロックボルト軸力計測部を構成する計測ディスク１４及びプレート１５をロックボルト１０の突出端側から雄ねじ部１０ａに順次外挿し、更に、計測用ナット１６を雄ねじ部１０ａに螺合し、計測用ナット１６により、ワッシャー１１、ハウジング２３、計測ディスク１４、プレート１５を相互に当接した状態にして支持する。そして、計測ディスク１４によってワッシャー１１に負荷される荷重、ひいてはロックボルト１０の軸力を計測して地山変状の検知を行い、この計測を所要期間行って地山変状の収まりを確認する。

その後、計測ディスク１４を離脱する際には、一方の側壁２３３の端縁と他方の側壁２３３の端縁との間の開放部からレンチ等の工具を挿入し、工具でナット２２を螺入してワッシャー１１の方へ進行させ、ナット２２をワッシャー１１に当接する。そして、その状態で計測用ナット１６の螺合を緩め、計測用ナット１６、プレート１５、計測ディスク１４、ハウジング２３をロックボルト１０の雄ねじ部１０ａから取り外す。取り外した計測ディスク１４、更にはハウジング２３、プレート１５、計測用ナット１６は、別の位置に打設されたロックボルト１０に地山変状検知構造を形成する際に用いられる。また、計測用ナット１６、プレート１５、計測ディスク１４、ハウジング２３が離脱されたロックボルト１０の突出部分、及びこれに外挿されているワッシャー１１、突出部分の雄ねじ部１０ａに螺合されているナット２２は、後工程で覆工コンクリート６内に埋設される。

第２実施形態の地山変状検知構造或いは地山変状検知方法によれば、第１実施形態と対応する構成により対応する効果が得られると共に、工具を挿入可能な連通部に相当する開放部から工具を挿入してナット２２を螺入することにより、簡単で手間の要らない作業でナット２２をワッシャー１１に当接させることができる。また、ナット２２には一般的なナットを用いることが可能となるから、一層の低コスト化を図ることができる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明、各実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものであり、下記変形例も包含する。

例えば本発明におけるロックボルト軸力計測部は、上記実施形態の油を封入してブルドン管で圧力を表示する等の計測ディスク１４とプレート１５で構成されるもの以外にも適宜であり、例えばリング状等の所定の圧力センサーをハウジング１３、２３とプレート１５との間、又はハウジング１３、２３と計測用ナット１６との間に挟み込み、圧力センサーの側部等にＬＥＤ等の色分けした発光部を設け、圧力センサーの圧力検出値に応じて緑や赤等の対応する発光部を発光させるように制御部で制御する構成等として、ワッシャーに負荷される荷重やロックボルトの軸力を直接目視可能なもの等としてもよい。

また、本発明における連通部には、ロックボルトの突出部分の雄ねじ部に螺合され、ハウジングの中空部内に遊挿される溝付きナット１２等の特殊ナット或いは一般的なナットを、連通部を介して螺入させられる適宜の構成が含まれ、例えばナットを手若しくは指で螺入する場合に手若しくは指を挿入可能な大きさでハウジングに設けられる開放部等とすることも可能である。また、本発明が対象とする地山は、掘削途中のトンネルの周囲の地山以外にも適宜であり、本発明は、適宜の場所の地山変状を検知する際に用いることができる。

本発明は、例えば掘削途中のトンネル等の地山変状を検知する際に利用することができる。

１…トンネルの内周面 ２…吹付コンクリート ３…地山 ４…削孔 ５…グラウト材 ６…覆工コンクリート ７…切羽 １０…ロックボルト １０ａ…雄ねじ部 １０ｂ…ねじ節 １１…ワッシャー １２…溝付きナット １２１…外周溝 １２２…紐 １３…ハウジング １３１…軸孔 １３２…側面 １３３…スリット １４…計測ディスク １５…プレート １５１…軸孔 １６…計測用ナット ２２…ナット ２３…ハウジング ２３１…基板 ２３２…軸孔 ２３３…側板 Ｓ…トンネル空間

Claims (6)

1. ロックボルトの地山からの突出部分に外挿されるワッシャーと、
   前記ワッシャーと接触しないように前記突出部分の雄ねじ部に螺合されるナットと、
   前記ロックボルトの突出端側から前記ワッシャーに当接するように設けられ、中空部内に前記ナットが遊挿されると共に、前記中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられるハウジングと、
   前記ハウジングに当接するように前記雄ねじ部に外挿されるロックボルト軸力計測部と、
   前記雄ねじ部に螺合され、前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングの当接及び前記ハウジングと前記ワッシャーの当接を支持する計測用ナットとを備え、
   前記連通部を介する螺入動作による前記ナットの螺入により、前記ナットが前記ワッシャーに当接され、その状態での前記計測用ナットの緩めにより、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱可能である
   ことを特徴とする地山変状検知構造。
2. 前記ナットが外周溝に紐が巻回されている溝付きナットであり、
   前記連通部から前記紐が外部に導出されており、
   前記紐を引いて前記溝付きナットを螺入可能であることを特徴とする請求項１記載の地山変状検知構造。
3. 前記連通部が工具を挿入可能に設けられ、
   前記連通部から工具を挿入して前記ナットを螺入可能であることを特徴とする請求項１記載の地山変状検知構造。
4. ロックボルトの地山からの突出部分にワッシャーを外挿する第１工程と、
   前記突出部分の雄ねじ部に、外周溝に紐が巻回されている溝付きナットを前記ワッシャーと接触しないように螺合すると共に、中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられているハウジングを前記溝付きナットが前記中空部内に遊挿されるように配置し、前記紐を前記連通部から導出する第２工程と、
   ロックボルト軸力計測部を前記雄ねじ部に外挿する第３工程と、
   計測用ナットを前記雄ねじ部に螺合し、前記計測用ナットにより前記ワッシャーと前記ハウジングと前記ロックボルト軸力計測部を相互に当接した状態で支持する第４工程と、
   前記ロックボルト軸力計測部で前記ロックボルトの軸力を計測する第５工程と、
   前記紐を引いて前記溝付きナットを螺入し、前記溝付きナットを前記ワッシャーに当接する第６工程と、
   前記計測用ナットの螺合を緩めて、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱する第７工程と、
   を備えることを特徴とする地山変状検知方法。
5. ロックボルトの地山からの突出部分にワッシャーを外挿する第１工程と、
   前記突出部分の雄ねじ部にナットを前記ワッシャーと接触しないように螺合すると共に、中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられているハウジングを前記ナットが前記中空部内に遊挿されるように配置する第２工程と、
   ロックボルト軸力計測部を前記雄ねじ部に外挿する第３工程と、
   計測用ナットを前記雄ねじ部に螺合し、前記計測用ナットにより前記ワッシャーと前記ハウジングと前記ロックボルト軸力計測部を相互に当接した状態で支持する第４工程と、
   前記ロックボルト軸力計測部で前記ロックボルトの軸力を計測する第５工程と、
   前記連通部から挿入する工具でナットを螺入し、前記ナットを前記ワッシャーに当接する第６工程と、
   前記計測用ナットの螺合を緩めて、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱する第７工程と、
   を備えることを特徴とする地山変状検知方法。
6. ロックボルトの地山からの突出部分にワッシャーが外挿され、前記突出部分の雄ねじ部に螺合される計測用ナットで前記雄ねじ部に外挿されるロックボルト軸力計測部を支持し、前記ロックボルト軸力計測部でロックボルトの軸力を計測する構造で用いられる地山変状検知用器具であって、
   紐が外周溝に巻回され、前記ワッシャーと前記ロックボルト軸力計測部との間で前記ワッシャーと接触しないように前記雄ねじ部に螺合される溝付きナットと、
   中空部から外部に連通する連通部が側方に設けられ、前記中空部内に前記溝付きナットを遊挿可能で且つ前記連通部から前記紐を外部に導出可能であるハウジングとから構成され、
   前記ハウジングが、前記計測用ナットの支持により前記ワッシャーと前記ロックボルト軸力計測部に当接して前記ロックボルト軸力計測部を押圧可能であると共に、
   前記紐を引いての前記溝付きナットの螺入により、前記溝付きナットが前記ワッシャーに当接され、その状態での前記計測用ナットの緩めにより、前記計測用ナットと前記ロックボルト軸力計測部と前記ハウジングを離脱可能とする
   ことを特徴とする地山変状検知用器具。
   
   

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