JP3566219B2 - 斜面安定化工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、斜面安定化工法に関し、特に、たとえば山の斜面を補強するために行なわれる斜面安定化工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震などによる山の斜面の崩壊を防止するために、斜面の補強が行なわれる。この場合、コンクリートなどで斜面を固める方法があるが、補強部の樹木を伐採する必要があり、環境保護の立場からも適当でない。そこで、斜面にロックボルトなどの補強材を打ち込んで、このロックボルトにワイヤロープなどで形成されたネットを固定することにより、斜面をネットで覆う方法が採用されている。
【０００３】
この方法では、図１５に示すように、斜面に適当な間隔でロックボルト１が打ち込まれ、このロックボルト１にネット２が固定される。ネット２は、縦横にワイヤロープ３を編むことによって形成される。ロックボルト１は、縦横のワイヤロープ３の交点部分に打ち込まれ、支圧板４によってワイヤロープ３が固定される。支圧板４は、ロックボルト１に嵌合されるナットなどによって締め付けられる。
【０００４】
このようなネット２としては、図１６に示すように、複数のリング状のリングユニット５を組み合わせて形成するものもある。このリングユニット５は、鋼材で形成された素線を撚り合わせて形成された線材６の両端を結合することによって形成される。線材６の両端には、図１７に示すように、螺旋状の巻き付け部７が形成され、線材６の一方の端部の巻き付け部７を他方の端部に巻き付けることによってリングユニット５が形成される。これらのリングユニット５が複数個組み合わされて、ネット２が形成される。そして、図１６に示すように、ロックボルト１には１つのリングユニット５が嵌め込まれ、リングユニット５の組合せ部分において支圧板４で固定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ワイヤロープを縦横に編んだネットを用いた場合、１本のワイヤロープにかかった力は、そのままそのワイヤロープを支えるロックボルトに伝達される。そのため、部分的に力が加わった場合、ロックボルトが破損する可能性がある。１本のロックボルトが破損すると、そのロックボルトで支えられない力が他のロックボルトに伝達され、次々にロックボルトが破損するという連鎖反応が起こることになる。
【０００６】
複数のリングユニットを組み合わせたネットを用いれば、リングの交点で力が分散され、縦横にワイヤロープを編んだネットを用いた場合に比べて、ある程度強い力に耐えることができると考えられる。しかしながら、ロックボルト部分でネットが固定されているため、ロックボルトにかかる力を分散することができず、ワイヤロープを縦横に編んだネットを用いた場合と同様にして、連鎖反応的にロックボルトが破損することが考えられる。また、ロックボルトに１つのリングユニットが嵌め込まれるため、嵌めこまれたリングユニットにかかる力はロックボルトで受け止めることができるが、そのリングユニットと組み合わされる隣のリングユニットはロックボルトで支えられていないため、全ての向きの力をロックボルトで支えることができない。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ネットにかかる力を分散して支持することにより、斜面の崩壊を防止することができる、斜面安定化工法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、斜面にロックボルトを打ち込み、ロックボルトにネットを張ることにより斜面を安定化させる斜面安定化工法であって、ネットは複数のリング状のリングユニットを固定しないで組み合わせることにより形成され、リングユニットは、線材の両端の凹凸を組み合わせて該組合せ部を止め具で押えることによりリング状に形成され、２つのリングユニットの間をロックボルトの打ち込み位置として該位置の斜面に孔を形成すると共に該孔の壁面と孔に挿入されたロックボルトとの間にモルタルを注入してロックボルトを斜面に固定し、２つのリングユニットの間にロックボルトが入るようにしてネットが張られ、ロックボルトにはネットを押えるための支圧板が組み合わされる、斜面安定化工法である。
【０００９】
複数のリングユニットを固定しないで組み合わせることにより、リングユニットの交点において力が分散される。また、２つのリングユニットの間にロックボルトを入れることにより、全ての方向からの力がロックボルトで受け止められる。また、支圧板によってネットが押えられることにより、ロックボルト部分においても、ネットにかかる力を分散させることができる。また、線材の両端に形成された凹凸を組み合わせ、その組合せ部を止め具で押えて固定する構造とすれば、線材の太さに関係なく容易にリングユニットを形成することができる。
【００１０】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の斜面安定化工法の一例を示す図解図である。この斜面安定化工法は、たとえば地震などによる山の斜面の崩壊を防止するためなどに応用される。斜面には、鋼材などで形成されたネット１０が張り巡らされる。ネット１０は、複数のリングユニット１２を組み合わせることにより形成される。リングユニット１２は、たとえば図２に示すように、四角形のリング状に形成される。リングユニット１２は、図３に示すように、複数の素線１４を撚り合わせた線材１６によって形成される。
【００１２】
リングユニット１２の線材１６の両端には、図４に示すように、凹凸の形成された鉤部材１８が形成される。鉤部材１８は、たとえば鉄製の丸棒などを加工することにより形成される。そして、凹凸が形成された部分が露出するようにして、線材１６と鉤部材１８とを覆うように、アルミニウムなどで形成された管材２０が取り付けられる。この管材２０上に、バネ性を有する止め具２２が、スライド可能に取り付けられる。止め具２２は、図５に示すように、円柱状の一部に切れ目２２ａが形成される。そして、管材２０から外れたときに、図６に示すように、バネ性によって収縮して切れ目２２ａが塞がった円柱状となる。この止め具２２の長さは、線材１６の両端の鉤部材１８の凹凸を組み合わせたとき、２つの管材２０の間に嵌まり込む長さに設定される。
【００１３】
これらのリングユニット１２が組み合わされ、図７に示すように、線材１６の両端に形成された鉤部材１８の凹凸が組み合わされる。そして、管材２０上において止め具２２をスライドさせ、２つの管材２０の間に移動させることにより、図８に示すように、止め具２２は収縮して鉤部材１８の嵌合部を押え付ける。このようにして、リングユニット１２はリング状に固定され、ネット１０が形成される。なお、リングユニット１２間は固定されず、自由に動くことができる状態になっている。
【００１４】
このようなネット１０を斜面に張るために、図９に示すように、斜面に補強材として用いられるロックボルト３０が打ち込まれる。ロックボルト３０を打ち込むためには、まず、斜面に孔が形成され、ロックボルト３０が孔に挿入される。そして、ロックボルト３０と孔の壁面との間にモルタルなどが注入され、ロックボルト３０が固定される。なお、ロックボルト３０としては、先端部に切削刃が形成され、内部に貫通孔が形成されたものを用いることもできる。このようなロックボルト３０の場合、削孔機にロックボルト３０が装着され、ロックボルト３０の切削刃で斜面に孔を形成したのち、貫通孔からロックボルト３０と孔の壁面との間にモルタルを注入して固定される。そして、削孔用に用いられたロックボルト３０が、そのままネット１０を固定するために用いられる。
【００１５】
ロックボルト３０には、下側支圧板３２と上側支圧板３４とが嵌め込まれる。下側支圧板３２は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、円板状に形成され、４つの端部に上方に突出する突起部３２ａが形成される。さらに、下側支圧板３２の中央部には、ロックボルト３０を通すための孔３２ｂが形成される。また、上側支圧板３４は、図１１に示すように、下側支圧板３２より大きい円板状に形成され、下側支圧板３２の突起部３２ａに対応する位置に、孔３４ａが形成される。さらに、上側支圧板３４の中央部には、ロックボルト３０を通すための孔３４ｂが形成される。そして、下側支圧板３２の突起部３２ａが上側支圧板３４の孔３４ａに嵌まるように、下側支圧板３２と上側支圧板３４とが組み合わされる。
【００１６】
これらの下側支圧板３２と上側支圧板３４との間にネット１０が挟み込まれ、ナット３６で締め付けることにより、ネット１０が支持される。このとき、図１２に示すように、２つのリングユニット１２の間にロックボルト３０が入るように、ネット１０が配置される。したがって、ロックボルト３０は、２つのリングユニット１２で挟まれた状態で、下側支圧板３２と上側支圧板３４とで押えられる。この状態で、ナット３６などにより、上側支圧板３４が締め付けられる。このとき、リングユニット１２が完全に固定されないように、ある程度の自由度をもってナット３６が締め付けられる。さらに、必要に応じて、ナット３６上にシールキャップなどを被せてもよい。
【００１７】
ネット１０の最外部には、ワイヤロープ４０が張られ、ネット１０がワイヤロープ４０に固定される。ネット１０の固定は、たとえば螺旋状に形成された巻付グリップ４２を巻付けることによって行なわれる。
【００１８】
このような斜面安定化工法を用いるときの各部材の具体例としては、線径が６．８ｍｍで１辺が５２５ｍｍのリングユニット１２、直径２００ｍｍの下側支圧板３２、および直径３００ｍｍの上側支圧板３４が用いられる。
【００１９】
このようなネット１０を用いれば、組み合わされたリングユニット１２が固定されていないため、線材１６に力が加わっても、リングユニット１２の交点で線材１６が自由に動くことができる。そのため、一方向に向かってネット１０に力が加わった場合、図１３に矢印で張力を示すように、リングユニット１２の交点において力が四方に分散され、１本のロックボルト３０に過大な力がかかることを防止することができる。
【００２０】
複数のリングユニット１２を組み合わせたネット１０を用いて、リングユニット１２の交点を結束した場合と結束しない場合について、張力の分布を測定したところ、リングユニット１２の交点を結束した場合、力が加わった方向の線材１６に働く張力が極端に大きいことがわかった。それに対して、リングユニット１２の交点を結束しない場合、力が加わった方向の線材１６に働く張力は結束しない場合より小さく、力が加わった方向と異なる向きの線材１６に働く張力は結束しない場合より大きいことがわかった。このように、１つの方向に加わった力は、リングユニット１２の交点において分散され、１本のロックボルト３０に過大な力が加わることを防ぐことができる。
【００２１】
また、ロックボルト３０部分においては、図１２に示すように、２つのリングユニット１２の両方がロックボルト３０にかかっているため、どの方向に力が加わっても、ロックボルト３０で支えることができる。また、ロックボルト３０部分のリングユニット１２は、支持板３２，３４によって完全に固定されていないため、ロックボルト３０の周囲で線材１６が移動可能である。そのため、線材１６の一方向に力が加わっても、その力の全てがロックボルト３０で支えるのではなく、図１４に示すように、ロックボルト３０の両側の線材１６に張力が働く。したがって、ロックボルト３０部分においても、ネット１０にかかる力が分散される。
【００２２】
このように、ネット１０に力が加わっても、その力が分散されて、ネット１０および全てのロックボルト３０で力が支えられる構造とすることができる。そのため、１つのロックボルト３０に過大な力が加わって破損し、連鎖反応的に他のロックボルト３０も破損するという事故を防止することができる。
【００２３】
この斜面安定化工法を用いれば、たとえば、斜面の土塊や土層が動こうとしても、補強材として用いられるロックボルト３０によって補強される。そして、このロックボルト３０に生じた応力が、ネット１０によって分散され、連鎖的なロックボルト３０の破損を防ぐことができ、高い安全性を確保することができる。また、斜面の崩落についても、崩落する土塊がネット１０で捕捉され、ネット１０にかかる力が分散されるため、斜面の崩落に対して優れた引き留め効果を期待することができる。
【００２４】
また、この工法に用いられるリングユニット１２では、両端の鉤部材１８が組み合わされて、止め具２２で固定される構造であるため、リングユニット１２の線材１６の太さに関係なく容易にリング状に形成することができ、引張り力に対しても強い構造とすることができる。たとえば、図１７に示すように、リングユニットの両端部に巻付け部を形成し、互いの端部に巻付ける構造では、線材１６が太すぎると、人の力で両端部を巻付けることが困難となる。そのため、線材１６の太さに限界があり、工事現場の条件に応じてリングユニット１２の太さを変えることが困難である。それに対して、この発明の工法に用いられるリングユニット１２では、鉤部材１８の凹凸を組み合わせて止め具２２をスライドさせるだけであるため、線材１６の太さに関係なく、人の力でリングユニット１２を形成することができる。したがって、工事現場の条件に応じて、自由にリングユニット１２の太さを変えることができる。
【００２５】
また、リングユニット１２の太さを自由に設定できるため、線材１６を構成する素線１４を太くすることもできる。ネット１０は屋外に設置されるため、ネット１０を設置後に、素線１４の表面から腐食が進行することになるが、素線１４を太くすれば、内部に腐食が進行するまでに長時間必要とする。そのため、ネット１０を設置したのち、長期間にわたって斜面を保護する効果を持続させることができる。
【００２６】
また、上側支圧板３４の大きさについて実験を行なったところ、これまで直径５００ｍｍ程度の支圧板が用いられていたが、ネット１０を用いて斜面を保護することができる最小の直径は３００ｍｍであることが確かめられた。山の斜面などの工事においては、運搬機械を用いることができない場合が多いため、支圧板３４などはできるだけ軽量であることが好ましいが、上側支圧板３４の直径を３００ｍｍにすることにより、運搬を容易にすることができる。
【００２７】
このような斜面安定化工法では、ネット１０を用いることにより、樹木があっても、リングユニット１２で樹木を囲むことにより、樹木を伐採することなく斜面の保護を行なうことができる。このとき、適宜樹木の部分のリングユニット１２を外すなどの方法により、樹木の大きさに応じてネット１０を張ることができる。
【００２８】
また、リングユニット１２の大きさが一定であるため、一定間隔でロックボルト３０を打ち込む場合、リングユニット１２がものさしの役割を果たし、ロックボルト３０の位置決めが容易である。なお、ロックボルト３０の太さや長さは、支圧板やシールキャップなどとの組合せができる範囲で、その現場に適したものを選択することができる。また、リングユニット１２の形状としては、たとえば三角形のリング状にするなど、他のリング状にしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、ネットにかかる力を分散させることができ、複数のロックボルトおよびネットの全体で斜面を保護することができる。そのため、地震などに対して、効率よく力を分散させることにより、斜面の崩壊を抑えることができる。
また、鉤部材と止め具との組合せにより、工事現場で簡単にリングユニットを形成することができる。また、リングユニットの太さに関係なく、人の力でリングユニットを形成できるため、現場の状況に応じたリングユニットを使用することができる。
さらに、支圧板などは軽量のものを使用することができ、工事現場への運搬を容易に行なうことができる。また、一定の大きさのリングユニットを用いることにより、ロックボルトの位置決めが容易となり、工事の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の斜面安定化工法で用いられるネットとロックボルトとを示す図解図である。
【図２】図１に示すネットを構成するリングユニットを示す平面図である。
【図３】図２に示すリングユニットを形成する線材の断面図解図である。
【図４】図２に示すリングユニットを形成するための線材の両端部を示す図解図である。
【図５】図４に示す線材に取り付けられた鉤部材を組み合わせた後に鉤部材上に配置される止め具の断面図解図である。
【図６】図５に示す止め具が収縮した状態を示す段面図解図である。
【図７】図４に示す鉤部材を組み合わせた状態を示す図解図である。
【図８】図７に示す鉤部材が外れないように止め具で押えた状態を示す図解図である。
【図９】斜面に打ち込むロックボルトを示す図解図である。
【図１０】（ａ）はロックボルトに取り付けられる下支圧板を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１１】（ａ）はロックボルトに取り付けられる上支圧板を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図１２】ロックボルトとリングユニットとの関係を示す図解図である。
【図１３】リングユニットの組合せ部における張力の様子を示す図解図である。
【図１４】ロックボルト部における張力の様子を示す図解図である。
【図１５】従来の斜面安定化工法で用いられるネットとロックボルトとを示す図解図である。
【図１６】リングユニットを用いた従来の工法におけるロックボルトとリングユニットとの関係を示す図解図である。
【図１７】従来のリングユニットの構造を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ ネット
１２ リングユニット
１６ 線材
１８ 鉤部材
２２ 止め具
３０ ロックボルト
３２ 下側支圧板
３４ 上側支圧板

Claims (1)

1. 斜面にロックボルトを打ち込み、前記ロックボルトにネットを張ることにより斜面を安定化させる斜面安定化工法であって、
   前記ネットは複数のリング状のリングユニットを固定しないで組み合わせることにより形成され、前記リングユニットは、線材の両端の凹凸を組み合わせて該組合せ部を止め具で押えることによりリング状に形成され、２つの前記リングユニットの間を前記ロックボルトの打ち込み位置として該位置の斜面に孔を形成すると共に該孔の壁面と孔に挿入された前記ロックボルトとの間にモルタルを注入して前記ロックボルトを斜面に固定し、２つの前記リングユニットの間に前記ロックボルトが入るようにして前記ネットが張られ、前記ロックボルトには前記ネットを押えるための支圧板が組み合わされる、斜面安定化工法。

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