JP2023016390A - Face bolt - Google Patents

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一聡 坂根
Kazutoshi Sakane
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Fujimori Sangyo Co Ltd
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Abstract

To improve workability by reducing the weight of a face bolt used in an auxiliary construction method for tunnel construction.SOLUTION: A face bolt 10 is driven into a face surface of a tunnel 1. The face bolt 10 is made of a high-strength steel pipe having a tensile strength of 700 N/mm2 to 950 N/mm2, a thickness of 3.2 mm or less, and a weight per unit length of 4 kg/m to 8 kg/m. The face bolt 10 is formed with one or a plurality of easy-to-break treated portions each formed of a partially annular through slit 11 or an annular groove 13 at intervals in the longitudinal direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、山岳トンネル等の掘進施工の補助工法として用いられる鏡ボルトに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mirror bolt used as an auxiliary construction method for excavating a mountain tunnel or the like.

例えばＮＡＴＭ（New Austrian Tunneling Method）トンネル等の山岳トンネルの構築においては、その補助工法として、鏡面に鏡ボルトを打設することが知られている。鏡ボルトによって鏡面の押し出し変位を抑えることができる。 For example, in the construction of mountain tunnels such as NATM (New Austrian Tunneling Method) tunnels, driving mirror bolts on mirror surfaces is known as an auxiliary construction method. The mirror bolt can suppress the extrusion displacement of the mirror surface.

特開２０２１－０８０６７４号公報（図１（ｅ）及び（ｆ））JP 2021-080674 A (FIGS. 1 (e) and (f))

一般に、この種の鏡ボルトは、引張強度４００Ｎ／ｍｍ２程度の普通鋼によって構成され、所要強度を確保するために厚肉になっている。このため、鏡ボルト１本あたりの重量が重く、これを人力で持ち運んで、打設機に組み込むのは、大変な重労働になる。
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネル施工の補助工法に用いる鏡ボルトを軽量化して、作業性を向上させることを目的とする。 Generally, mirror bolts of this type are made of ordinary steel with a tensile strength of about 400 N/mm 2 and are thick to ensure the required strength. For this reason, the weight of each mirror bolt is heavy, and it is very hard work to manually carry it and incorporate it into the driving machine.
SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, it is an object of the present invention to reduce the weight of mirror bolts used in an auxiliary construction method for tunnel construction, thereby improving workability.

前記課題を解決するため、本発明は、トンネルの鏡面に打ち込まれる鏡ボルトであって、
引張強度７００Ｎ／ｍｍ２～９５０Ｎ／ｍｍ２、厚み３．２ｍｍ以下、単位長さあたりの重さ４ｋｇ／ｍ～８ｋｇ／ｍの高張力鋼管からなり、部分環状の貫通スリット又は環状の溝からなる１又は複数の易破断処理部が長手方向に間隔を置いて形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a mirror bolt that is driven into the mirror surface of a tunnel,
It consists of a high-strength steel pipe having a tensile strength of 700 N/mm 2 to 950 N/mm 2 , a thickness of 3.2 mm or less, and a weight per unit length of 4 kg/m to 8 kg/m, and has a partially annular through slit or annular groove. One or a plurality of easy-to-break treated portions are formed at intervals in the longitudinal direction.

引張強度が７２０Ｎ／ｍｍ２～８００Ｎ／ｍｍ２であることが好ましい。
厚みが２．２ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であることが好ましい。 A tensile strength of 720 N/mm 2 to 800 N/mm 2 is preferred.
It is preferable that the thickness is 2.2 mm or more and 3.2 mm or less.

本発明によれば、鏡ボルトを軽量化して、作業性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the weight of the mirror bolt and improve workability.

図１は、本発明の第１実施形態に係る鏡ボルトを用いた鏡ボルト工法を適用した施工中のＮＡＴＭトンネルの側面断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional side view of a NATM tunnel under construction to which a mirror bolt construction method using mirror bolts according to the first embodiment of the present invention is applied. 図２は、前記鏡ボルトの側面図である。FIG. 2 is a side view of the mirror bolt. 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う、前記鏡ボルトの拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of the mirror bolt taken along line III-III of FIG. 2; FIG. 図４は、本発明の第２実施形態に係る鏡ボルトの側面図である。FIG. 4 is a side view of the mirror bolt according to the second embodiment of the invention.

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態（図１～図３）＞
図１に示すように、ＮＡＴＭトンネル１の鏡面１ｃ（切羽）には、鏡ボルト１０が、鏡面１ｃ（切羽）から前方の地山２へほぼ水平に打ち込まれている。１～６本の鏡ボルト１０が一直線に継ぎ足されている。これら一直線をなす鏡ボルトの継足体１９が、鏡面１ｃの面内に分散して複数配置されている。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment (Figs. 1 to 3)>
As shown in FIG. 1, a mirror bolt 10 is driven into the ground 2 in front of the mirror face 1c (face) of the NATM tunnel 1 substantially horizontally. One to six mirror bolts 10 are added in a straight line. A plurality of joints 19 of the mirror bolts forming a straight line are arranged dispersedly within the plane of the mirror surface 1c.

図２及び図３に示すように、鏡ボルト１０は、円管状に形成されている。図２に示すように、鏡ボルト１０の両端部には、継ぎ足し用の雄ネジ部１２及び雌ネジ部１４が形成されている。なお、継足体１９の先端及び末端の鏡ボルト１０には、片方の端部だけにネジ部１２，１４の一方が形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the mirror bolt 10 is formed in a tubular shape. As shown in FIG. 2, a male threaded portion 12 and a female threaded portion 14 for extension are formed at both ends of the mirror bolt 10 . One of the threaded portions 12 and 14 is formed only at one end of the mirror bolt 10 at the tip and end of the joint body 19 .

図２に示すように、鏡ボルト１０には、貫通スリット１１（易破断処理部）が複数形成されている。各貫通スリット１１は、鏡ボルト１０の外周面から内周面に貫通するとともに、鏡ボルト１０の周方向へ延びる部分環状になっている。図３に示すように、鏡ボルト１０の周方向に沿う、貫通スリット１１の中心角θ１１は、好ましくはθ１１＝９０°～１５０°程度、より好ましくはθ１１＝１２０°程度である。 As shown in FIG. 2, the mirror bolt 10 is formed with a plurality of through slits 11 (easily fracture treated portions). Each through slit 11 penetrates from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the mirror bolt 10 and has a partially annular shape extending in the circumferential direction of the mirror bolt 10 . As shown in FIG. 3, the center angle θ 11 of the through slit 11 along the circumferential direction of the mirror bolt 10 is preferably about θ 11 =90° to 150°, more preferably about θ 11 =120°.

図２に示すように、複数の貫通スリット１１が、鏡ボルト１０の軸方向へ間隔を置いて、好ましくは千鳥に形成されている。すなわち、隣接する貫通スリット１１は、鏡ボルト１０の周方向の互いに１８０°反対側に配置されている。隣接する貫通スリット１１どうしの間隔は、好ましくは５００ｍｍ～１０００ｍｍ程度である。 As shown in FIG. 2, a plurality of through slits 11 are formed at intervals in the axial direction of the mirror bolt 10, preferably in a zigzag manner. That is, the adjacent through slits 11 are arranged on opposite sides of the mirror bolt 10 in the circumferential direction of 180°. The interval between adjacent through slits 11 is preferably about 500 mm to 1000 mm.

鏡ボルト１０は、好ましくは引張強度７００Ｎ／ｍｍ２～９５０Ｎ／ｍｍ２程度、より好ましくは８００Ｎ／ｍｍ２～８８０Ｎ／ｍｍ２程度の高張力鋼管によって構成されている。
鏡ボルト１０の厚みは、好ましくは３．２ｍｍ以下であり、より好ましくは２．２ｍｍ以上３．２ｍｍ以下である。
鏡ボルト１０の単位長さあたりの重さは、好ましくは４ｋｇ／ｍ～８ｋｇ／ｍ程度である。 The mirror bolt 10 is preferably made of a high-strength steel pipe having a tensile strength of about 700 N/mm 2 to 950 N/mm 2 , more preferably about 800 N/mm 2 to 880 N/mm 2 .
The thickness of the mirror bolt 10 is preferably 3.2 mm or less, more preferably 2.2 mm or more and 3.2 mm or less.
The weight per unit length of the mirror bolt 10 is preferably about 4 kg/m to 8 kg/m.

鏡ボルト１０の１本あたりの重さは、好ましくは１２ｋｇ～２８ｋｇ程度であり、より好ましくは１５ｋｇ～２５ｋｇ程度である。
鏡ボルト１０の１本あたりの長さは、例えば３ｍ～３．７ｍ程度である。
鏡ボルト１０の外直径は、例えば６０ｍｍ～８０ｍｍ程度、より好ましくは７６ｍｍ程度である。 The weight of each mirror bolt 10 is preferably about 12 kg to 28 kg, more preferably about 15 kg to 25 kg.
The length of one mirror bolt 10 is, for example, about 3 m to 3.7 m.
The outer diameter of the mirror bolt 10 is, for example, approximately 60 mm to 80 mm, more preferably approximately 76 mm.

なお、鏡ボルト１０の端部のネジ部１２，１４は、引張強度４００Ｎ／ｍｍ２程度の普通鋼の短管で構成され、前記高張力鋼管からなる鏡ボルト本体部１０ａ（ネジ部１２，１４を除く部分）と溶接等により接合されていてもよい。ネジ部１２，１４を含む鏡ボルト１０の全体が、前記高張力鋼管によって構成されていてもよい。 The threaded portions 12 and 14 at the ends of the mirror bolt 10 are made of short pipes of ordinary steel having a tensile strength of about 400 N/mm 2 , and the mirror bolt main body 10a (threaded portions 12 and 14 excluding the part) may be joined by welding or the like. The entire mirror bolt 10 including the threaded portions 12 and 14 may be made of the high-tensile steel pipe.

本発明に係る鏡ボルト１０によれば、引張強度を７００Ｎ／ｍｍ２～９５０Ｎ／ｍｍ２、好ましくは７２０Ｎ／ｍｍ２～８００Ｎ／ｍｍ２程度とすることで、薄肉（厚み３．２ｍｍ以下）であっても、鏡ボルトとしての所要耐力を確保でき、鏡面１ｃの押し出し変位を十分に抑えることができる。
鏡ボルト１０を薄肉化できるために、鏡ボルト１０の１本あたりの重さを軽減できる。したがって、鏡ボルト１０を持ち運び等する際の作業者の負担を軽減でき、作業性を向上できる。
トンネル１の掘進の際は、図示しない掘削機によって、鏡ボルト１０を破砕しながら、鏡面１ｃの地山を掘削する。鏡ボルト１０は、薄肉であるために破砕が容易である。更に貫通スリット１１の形成部分において容易に破断することができる。 According to the mirror bolt 10 according to the present invention, by setting the tensile strength to about 700 N/mm 2 to 950 N/mm 2 , preferably about 720 N/mm 2 to 800 N/mm 2 , it is thin (3.2 mm or less in thickness). Even if there is, it is possible to secure the required proof strength as the mirror bolt and sufficiently suppress the displacement of the mirror surface 1c by pushing it out.
Since the thickness of the mirror bolt 10 can be reduced, the weight of each mirror bolt 10 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the burden on the operator when carrying the mirror bolt 10, etc., and improve workability.
When excavating the tunnel 1, an unillustrated excavator excavates the ground of the mirror surface 1c while crushing the mirror bolt 10. As shown in FIG. Since the mirror bolt 10 is thin, it can be easily crushed. Furthermore, the part where the through slit 11 is formed can be easily broken.

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態（図４）＞
図４に示すように、第２実施形態の鏡ボルト１０Ｂにおいては、易破断処理部として、貫通スリット１１（図３）に代えて、環状溝１３が形成されている。複数の環状溝１３が、鏡ボルト１０の軸方向へ間隔を置いて形成されている。隣接する環状溝１３どうしの間隔は、好ましくは５００ｍｍ～１０００ｍｍ程度である。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the drawings to duplicate the configurations already described, and the description thereof is omitted.
<Second Embodiment (Fig. 4)>
As shown in FIG. 4, in the mirror bolt 10B of the second embodiment, an annular groove 13 is formed instead of the through slit 11 (FIG. 3) as an easily breakable portion. A plurality of annular grooves 13 are spaced apart in the axial direction of the mirror bolt 10 . The interval between adjacent annular grooves 13 is preferably about 500 mm to 1000 mm.

各環状溝１３は、鏡ボルト１０Ｂの外周面から凹むとともに、鏡ボルト１０の全周にわたる環状になっている。環状溝１３は、鏡ボルト１０Ｂの内周面には達していない。環状溝１３の深さは、鏡ボルト１０Ｂの厚み（好ましくは２．２ｍｍ～３．２ｍｍ）より小さく、例えば１ｍｍ～２ｍｍ程度である。 Each annular groove 13 is recessed from the outer peripheral surface of the mirror bolt 10B and has an annular shape extending over the entire circumference of the mirror bolt 10. As shown in FIG. The annular groove 13 does not reach the inner peripheral surface of the mirror bolt 10B. The depth of the annular groove 13 is smaller than the thickness of the mirror bolt 10B (preferably 2.2 mm to 3.2 mm), for example about 1 mm to 2 mm.

環状溝１３が形成された部分では、鏡ボルト１０Ｂの厚みが十分に小さくなっている。
したがって、トンネル１の掘進の際は、鏡ボルト１０Ｂを、前記環状溝１３の形成部分において容易に破断することができる。 The thickness of the mirror bolt 10B is sufficiently small at the portion where the annular groove 13 is formed.
Therefore, when excavating the tunnel 1, the mirror bolt 10B can be easily broken at the portion where the annular groove 13 is formed.

本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の改変をなすことができる。
例えば、１の鏡ボルトに易破断処理部として貫通スリット１１と環状溝１３が形成されていてもよい。易破断処理部の数は、１つだけでもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways.
For example, a through slit 11 and an annular groove 13 may be formed in one mirror bolt as an easily breakable portion. The number of easily breakable portions may be only one.

本発明は、トンネル施工の補助工法として適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable as an auxiliary construction method for tunnel construction.

１ トンネル
１ｃ 鏡面（切羽）
１０ 鏡ボルト
１０Ｂ 鏡ボルト
１１ 貫通スリット（易破断処理部）
１３ 環状溝（易破断処理部） 1 Tunnel 1c mirror surface (face)
10 mirror bolt 10B mirror bolt 11 through slit (easily breakable part)
13 Annular groove (easily breakable portion)

Claims (3)

トンネルの鏡面に打ち込まれる鏡ボルトであって、
引張強度７００Ｎ／ｍｍ２～９５０Ｎ／ｍｍ２、厚み３．２ｍｍ以下、単位長さあたりの重さ４ｋｇ／ｍ～８ｋｇ／ｍの高張力鋼管からなり、部分環状の貫通スリット又は環状の溝からなる１又は複数の易破断処理部が長手方向に間隔を置いて形成されていることを特徴とする鏡ボルト。 A mirror bolt driven into the mirror surface of the tunnel,
It consists of a high-strength steel pipe having a tensile strength of 700 N/mm 2 to 950 N/mm 2 , a thickness of 3.2 mm or less, and a weight per unit length of 4 kg/m to 8 kg/m, and has a partially annular through slit or annular groove. A mirror bolt, wherein one or a plurality of easily breakable treated portions are formed at intervals in the longitudinal direction. 引張強度が７２０Ｎ／ｍｍ２～８００Ｎ／ｍｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の鏡ボルト。 2. The mirror bolt according to claim 1, characterized in that it has a tensile strength of 720 N/mm 2 to 800 N/mm 2 . 厚みが２．２ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鏡ボルト。 3. The mirror bolt according to claim 1, wherein the thickness is 2.2 mm or more and 3.2 mm or less.
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