JP3898557B2 - ケーブルボルトの定着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてトンネルを構築する際に、トンネル天端部の地山を補強するために用いられるケーブルボルトの定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
岩盤にトンネルを構築する場合、地山自体が持っている支保機能を活用してトンネルを構築する、所謂、ＮＡＴＭ工法が広く採用されており、掘削されたトンネル掘削壁面部分の地山を補助的に支保するために、トンネル掘削壁面から地山にロックボルトを打ち込んだり、トンネル掘削壁面に吹き付けコンクリートを施すことが行われている。
【０００３】
また、上記トンネル構築方法において、掘削されるトンネルの断面形状が大きい場合には、図３に示すように、まず、この大断面のトンネルＴの掘削に先行してトンネル掘削機（ＴＢＭ）により導坑T1を掘削し、この導坑T1を拡幅して本坑となる上記トンネルＴを構築している。そして、このような工法では、導坑T1の掘削壁面を支保を行う期間は、該導坑T1の掘削後、トンネルＴを掘削するまでの間であるから、該導坑T1の周辺地山の緩みや崩落を防止するには、ロックボルトではなくケーブルボルトＢを導坑T1内から上方に向けて放射状に打設することが行われている。
【０００４】
この際、本坑となるトンネルＴの側壁等をケーブルボルトによって補強する場合には、半永久的な補強構造とする必要があるために、地山に打設したケーブルボルトをトンネル内からセンターホールジャッキ等を用いて張引することによりプレストレスを与えておき、この状態でトンネル掘削壁面から突出しているケーブルボルトの端部を定着金具によってトンネル掘削壁面に固定して地山を圧密状態に支保する必要があるが、上記のような先進導坑T1内から地山に打設するケーブルボルトＢの場合には、本坑となるトンネルＴが掘削されるまでの間の地山の補強であり、また、天端側の地山が導坑T1内側へと多少変動してこの変動によりケーブルボルトＢに自然と多少のプレストレスが付与されるので、手間のかかる上記のような強制的なプレストレスの付与は通常、行われていない。
【０００５】
そして、このようなケーブルボルトＢをトンネル掘削壁面に定着させるには、従来から図６に示すように楔作用を利用した定着金具Ａや図７に示すように圧締めにより定着する定着金具A1が用いられている。
【０００６】
前者の定着金具Ａは、中央部にケーブルボルトＢの挿通孔21a を設けたアンカープレート21と、複数の楔片24a を組み合わせて中央にケーブルボルトの端部挟着孔27を形成するように構成している楔体24と、中央部に基端面から先端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔23を貫設してなるソケット体22とからなり、アンカープレート21をトンネル掘削壁面ｔに当てがってその挿通孔21a に掘削壁面ｔから突出しているケーブルボルトＢの端部ｂを挿通させると共に、アンカープレート21の挿通孔21a からトンネル内に突出したケーブルボルトＢの端部ｂをアンカープレート21の下面に重ね合わせたソケット体22のテーパ孔23に嵌め込んでいる楔体24のケーブルボルト挟着孔27に挿通させた状態にして該楔体24をソケット体22のテーパ孔23に打ち込むことによりケーブルボルトＢの端部ｂを挟着させ、ソケット体22とアンカープレート21を介してケーブルボルトＢの端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着させるように構成している。
【０００７】
また、後者の定着金具A1は、上記アンカープレート21と、中央部にケーブルボルトＢの挿通孔31を有し且つカシメにより変形する筒状の圧締め金具30とからなり、アンカープレート21をトンネル掘削壁面ｔに当てがって該トンネル掘削壁面ｔから突出しているケーブルボルトＢの端部ｂをアンカープレート21のケーブルボルト挿通孔21a から圧締め金具30の挿通孔31を通じて挿通させ、この圧締め金具30を外周面側からカシメてその挿通孔31を縮径させることによりケーブルボルトＢの端部ｂを挟着させるように構成している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の定着金具Ａによれば、楔体24はハンマー等の叩打によってソケット体22のテーパ孔23に食い込んで係止状態を保持しているが、本坑となるトンネルＴを発破等によって掘削する時にその振動で楔体24に緩みが発生し、ケーブルボルトＢは上述したようにトンネル天端面から上方に向けて打設されていてその端部ｂがトンネル内に向かって下向きに突出しているため、楔体24はケーブルボルトＢの端部ｂから外れて下方に落下し、ソケット体22やアンカープレート21も順次落下して作業員等に危害を及ぼす虞れがあって危険であると共に楔体24が離脱すると地山を支保する機能がなくなるという問題点があった。
【０００９】
一方、後者によれば、地山が振動しても圧締め金具30がカシメによって強固にケーブルボルトＢに固着しているために上述したような問題点は生じないが、圧締め金具30をカシメてケーブルボルトＢを定着させるには大型の工具を必要となり、その取扱いに困難をきたして作業能率が低下するばかりでなく、上述した先進導坑T1のような狭い坑内では圧締め金具30のカシメによるケーブルボルトＢの定着作業が困難であるという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地山に打設したケーブルボルトの端部を簡単に定着させることができると共に振動等によってその定着が解消される虞れもなく、確実にケーブルボルトの定着を保持しておくことができるケーブルボルトの定着装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のケーブルボルトの定着装置は、請求項１に記載したように、中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなり、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔の開口端からの突出端部に、上記ソケット体のテーパ孔に嵌め込んだ楔体のケーブルボルト挟着孔を挿通させた状態にして該楔体をソケット体内に打ち込むことにより、ケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、中央にケーブルボルト挿通孔を設けたキャップ体を上記ソケット体に螺合し、このキャップ体と楔体との対向面にスプリングワッシャを圧入した構造としている。
【００１２】
一方、請求項２に係る発明は、中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなり、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔の開口端からの突出端部に、上記ソケット体のテーパ孔に嵌め込んだ楔体のケーブルボルト挟着孔を挿通させた状態にして該楔体をソケット体内に打ち込むことにより、ケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、ケーブルボルトの端部に受け金具を固着し、この受け金具と楔体との対向面にスプリングワッシャを圧入した構造としている。
【００１３】
上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、請求項３に係る発明は、上記スプリングワッシャに代えてコイルスプリングを用いていることを特徴とする。
【００１４】
また、ケーブルボルトの端部が突出している孔壁の開口端面に着座させて該開口端面に定着力を支持させるソケット体においては、その基端面を直接、孔壁の開口端面に受止させた定着構造としておいてもよいが、請求項４に係る発明においては、孔壁の開口端面に対する着座面積がソケット体の基端面よりも大きい平面十字形状に形成しているアンカープレートをソケット体に重ね合わせておき、このアンカープレートを介してソケット体を孔壁の開口端面に受止させるように構成している。この場合、請求項５に記載したように、ソケット体とアンカープレートとを一体に固着しておくことが望ましい。
【００１５】
【作用】
大断面のトンネルを構築するに先立って掘削された先進導坑の天端面等におけるケーブルボルト打設位置にボルト孔を穿設し、このボルト孔にケーブルボルトを挿入して孔内に充填したモルタル等の定着材の固化によって固定する。しかるのち、孔の開口端から坑内に向かって突出しているケーブルボルトの突出端部にソケット体のテーパ孔を挿通させることによって該ソケット体の基端面をボルト孔の開口端周囲の掘削壁面に当接、受止させる。
【００１６】
この場合、ソケット体の基端面に、中央にケーブルボルト挿通孔を有し且つソケット体よりもボルト孔の開口端周囲の掘削壁面に対する着座面積が大きいアンカープレートを一体的に固着しておけば、ソケット体とアンカープレートとを同時に作業性よく配設することができると共に着座面積の大きいアンカープレートによって掘削壁面に安定的に且つ強固に定着、支持させることができる。
【００１７】
次いで、このソケット体のテーパ孔内に楔体を挿入し、該楔体の中央部に設けているケーブルボルト挟着孔にケーブルボルトの上記突出端部を挿通させた状態にして楔体をソケット体のテーパ孔内に打ち込むと、楔体がソケット体のテーパ孔のテーパ面によって截頭円錐形状の外周面が押圧されて縮径し、ケーブルボルト挟着孔が縮小してケーブルボルトの突出端部を挟着する。この状態にすると、ソケット体又はこのソケット体に一体に固着しているアンカープレートがケーブルボルトの突出端部の周囲の掘削壁面に着座した状態を保持する。さらに、地山に緩み等が生じようとしても、その緩み方向が掘削壁面をトンネル内に向かって変位させる方向であるから、掘削壁面に着座しているソケット体がケーブルボルトの突出端側に押し進められ方向に押圧力を受け、その押圧力によって楔体がソケット体のテーパ孔内に一層強固に食い込む方向に作用して地山の緩み等を確実に抑止した状態を保持する。
【００１８】
しかしながら、トンネルを掘削する際の発破時の振動や、地震の発生による震動がアンカープレートを定着させている上記定着装置に作用すると、ソケット体のテーパ孔に対する楔体の摩擦係止力が解かれて楔体に緩みが生じ、一旦、楔体が緩むと、ソケット体のテーパ孔がその大径側を下向きに開口させているので、楔体が再びソケット体のテーパ孔に食い込むことなく直ちに、アンカープレートを下向き突出端部を伝って落下し、同時にソケット体とアンカープレートも落下することになる。
【００１９】
このため、本発明においては、ソケット体又はケーブルボルトに押え部材を取付け、この押え部材によって楔体の下面に頂面を受止して楔体がソケット体のテーパ孔から抜け出るのを防止している。従って、この押え部材により楔体がソケット体から離脱するのを確実に防止することができ、この楔体やソケット体、アンカープレートがトンネル内に落下することなくケーブルボルトの突出端部に装着した状態を保持し得ると共に、楔体を上方、即ち、ソケット体のテーパ孔内に向かって移動させようとする振動時や地山の緩みの発生時には、楔体が上述したようにソケット体のテーパ孔内に食い込んで、再び、ケーブルボルトを定着させた状態に復帰するものである。
【００２０】
上記押え部材としては、ソケット体に螺合し且つ中央にケーブルボルト挿通孔を設けているキャップ体と、このキャップ体と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャとから構成しておくことによって、ソケット体のテーパ孔に楔体を打ち込んでケーブルボルトを定着させた後に、キャップ体をソケット体の外周面に螺合させれば、或いは、予め、ソケット体と楔体、スプリングワッシャ、キャップ体を一体に組み込んでおき、この定着装置をケーブルボルトに突出端部に挿着したのちキャップ体を螺合させれば、楔体がスプリングワッシャを介してキャップ体に受止されて抜け止めが確実に防止された構造となるのは勿論、スプリングワッシャの弾性力によって楔体が常にソケット体のテーパ孔に対して食い込む方向に押圧されてソケット体との係止状態を保持し、ケーブルボルトを強固に且つ安定した状態で定着させておくことができる。
【００２１】
この場合、楔体はソケット体のテーパ孔内に打ち込むことなく挿入した状態にしてキャップ体をソケット体に締め込むことにより、該楔体をソケット体のテーパ孔に食い込ませることができる。なお、スプリングワッシャに代えて、コイルスプリングを用いてもよい。
【００２２】
また、上記押え部材としては、ソケット体側に固定させることなく、ケーブルボルトの突出端部に固着させた構造としておいてもよい。即ち、ケーブルボルトの突出端部に固着させる受け金具と、この受け金具と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャ又はコイルスプリングとから構成しておいてもよい。この場合、上記押え部材の作用に加えて、連続的な振動により万一、楔体がソケット体のテーパ孔に対する瞬間的な離脱を繰り返しても楔体がソケット体がケーブルボルトを伝って下方に移動することなく常に所定の位置に保持しておくことができる。
【００２３】
なお、上記いずれの押え部材においても、キャップ体や受け金具と共にスプリングワッシャやコイルスプリングを使用しているが、このようなスプリングワッシャやコイルスプリングを用いることなく楔体の頂面を受止する部分を弾性的に受止するように形成したキャップ体や受け金具を使用してもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１、図２において、トンネル掘削機で掘削されたトンネルT1の周辺地山の岩盤を補強するために、トンネル掘削壁面ｔの天端面から地山内に放射状に埋入、固定しているケーブルボルトＢにおけるトンネル掘削壁面ｔの天端面からトンネルT1内に突出している突出端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに固定するための定着装置Ａは、アンカープレート１と、中央部に上端面（基端面）と下端面（先端面）間に亘って貫通しているテーパ孔３を有するソケット体２と、このソケット体２のテーパ孔３内に打ち込むことによってトンネル掘削壁面ｔからトンネルT1内に突出している上記ケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着、固定する楔体４と、この楔体４の下端面（頂面）を受止して楔体４がソケット体２のテーパ孔３から抜け出るのを防止する押え部材５とから構成している。
【００２５】
詳しくは、上記アンカープレート１は、一定厚みを有する平面十字形状に形成されていてその中央部にケーブルボルトＢの挿通孔1aを上下面間に亘って貫通した状態で設けてある。また、この平面十字形状のアンカープレート１の面積は従来の正方形状のアンカープレートの面積と略同じ面積に形成している。このアンカープレート１を平面十字形状に形成した理由は、トンネル掘削壁面ｔから岩盤にケーブルボルトＢを打設した後、トンネル掘削壁面ｔに吹き付けコンクリートを施工する場合に、該アンカープレート１の周辺部に隙間（巣）ができ難くするためである。
【００２６】
ソケット体２はケーブルボルトＢを挿入、打設するためにトンネル掘削壁面ｔから岩盤地山に穿設したボルト孔Ｃよりも大径の筒形状に形成されてあり、その中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径した截頭円錐形状のテーパ孔３を貫通状態で設けていると共に下部外周面に雄螺子部６を刻設している。このテーパ孔３の上端開口部の径は上記アンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aと同径もしくはやや大径に形成されている。また、ソケット体２はアンカープレート１と別体にしておいてソケット体２の上端面に重ね合わせてもよいが、取扱性、施工性を容易にするために、アンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aにそのテーパ孔３の上端開口部を連通させた状態でアンカープレート１の下面中央部上に該ソケット体２の上端面を溶接によって一体に固着している。
【００２７】
楔体４は図２に示すように、複数個（図においては３個）の楔片4a、4a、4aを組み合わせることによって上記ソケット体２のテーパ孔３と同一形状の截頭円錐形状に形成してあり、これらの組み合わした状態においては、その中央部に上下端面間に亘って貫通した断面円形状のケーブルボルト挟着孔７を形成するように構成している。なお、隣接する楔片4a、4a間の対向面間を連結片（図示せず）によって互いに拡縮可能に連結しておいてもよい。
【００２８】
一方、押え部材５は、内周面に上記ソケット体２の螺子部６に螺合させる雌螺子部８を設けたキャップ体5Aと、このキャップ体5Aの天板部内面と上記楔体４の下面（頂面）との間に介在させるスプリングワッシャ９とからなり、さらに、キャップ体5Aの天板部中央に、ケーブルボルトＢの上記突出端部ｂを挿通させる挿通孔10を設けている。
【００２９】
このように構成したケーブルボルトの定着金具の使用態様を説明すると、まず、上記図３において説明したように、掘削されるトンネルＴの断面形状が大きい場合には、この大断面のトンネルＴの掘削に先行してトンネル掘削機（ＴＢＭ）により小径のトンネル（導坑）T1を掘削する。この際、このトンネルT1の天端部の地山を補強するために、該トンネルT1内から上方に向けて複数本のケーブルボルトＢを放射状に打設する。
【００３０】
地山に対するケーブルボルトＢの打設手順は、まず、ケーブルボルトＢの打設位置に穿孔機（図示せず）によって所定深さまでケーブルボルトＢよりも大径のボルト孔Ｃを穿設したのち、該ボルト孔Ｃ内に注入ホースを使用してモルタル等の定着材Ｄを充填し、この定着材Ｄが固化する前にケーブルボルトＢをボルト孔Ｃ内に挿入する。上記ケーブルボルトＢは施工前にはドラムに巻回されてあり、このドラムから所定長引き出しながら、上記ボルト孔Ｃ内に挿入して該ボルト孔Ｃからトンネル内に所望長、突出した部分を切断することにより、ボルト孔Ｃに打設される。なお、ボルト孔Ｃ内に注入ホースとケーブルボルトＢとを同時に挿入して注入ホースをボルト孔Ｃから引き抜きながら定着材を充填してもよい。また、違う方法として、ボルト孔Ｃ内にケーブルボルトと併せて注入ホースおよびエア抜きホースを同時に挿入してエア抜きホースから空気を抜きながら注入してもよい。エア抜きホースから定着材が吐出するまで空気を注入することにより確実に定着材が充填される。この方法ではホースを埋め殺す。
【００３１】
次いで、ボルト孔ＣからトンネルT1内に突出しているケーブルボルトＢの口元をモルタルで仕上げると共に、該ケーブルボルトＢが充填材Ｄの固化によって固定されたのち、ケーブルボルトＢの突出端部ｂに定着装置Ａを装着してケーブルボルトＢの突出端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着、支持させる。
【００３２】
この定着装置Ａの装着は、まず、上端面にアンカープレート１を一体に固着させているソケット体２を、アンカープレート１に設けている挿通孔1aから該ソケット体２のテーパ孔３にケーブルボルトＢの突出端部ｂを挿通させることによりアンカープレート１の上端面がボルト孔Ｃの開口端周辺のトンネル掘削壁面ｔに当接、受止させた状態に着座させる。
【００３３】
この状態にしてソケット体２のテーパ孔３内に楔体４をそのケーブルボルト挟着孔７にケーブルボルトＢの突出端部ｂを挿通させながら挿入し、該楔体４の外周テーパ面をソケット体２のテーパ孔３に押し付けてケーブルボルト挟着孔７を縮径させることによりケーブルボルトＢを挟着させると共に楔体４の外周テーパ面とソケット体２のテーパ孔３との摩擦力により楔体４をソケット体２に係止させ、引き続いて押え部材５のキャップ体5Aをソケット体２の下端部に被せて雌雄螺子部６、８を螺合させることにより、キャップ体5Aの天板部内面上に予め配設しておいたスプリングワッシャ９を楔体４の下端面に押接させ、このスプリングワッシャ９の弾発力によって楔体４を上方に押圧してソケット体２のテーパ孔３に食い込ませた状態にする。
【００３４】
なお、定着装置Ａの装着手順としては、ケーブルボルトＢの突出端部ｂに、上記のようにソケット体２と楔体４及び定着装置Ａのキャップ体5Aを順次、配設することは、先に、ケーブルボルトＢの突出端部の周囲に配設したソケット体２を保持しておく必要があってその作業が一人の作業員では困難であるので、ソケット体２と楔体４と押え部材５とを予め一体に組み込んでおき、これらを同時に装着することが望ましく、本発明においては同時装着が可能に構成している。
【００３５】
即ち、アンカープレート１を一体に固着しているソケット体２のテーパ孔３内に、予め、楔体４を挿入しておくと共に、天板内面上にスプリングワッシャ９を載置しているキャップ体5Aの雌螺子部８の上端部のみをソケット体２の下端部外周に刻設している雄螺子部６の下端部に螺合させてスプリングワッシャ９上に載置している楔体４の外周テーパ面がソケット体２のテーパ孔３から僅かに離間させた状態、又は、楔体４の外周テーパ面がソケット体２のテーパ孔３に軽く接した状態にして楔体４のケーブルボルト挟着孔７がケーブルボルトＢよりも大径にしておく。
【００３６】
このように、ソケット体２と楔体４及び押え部材５とを一体に組み込んだ状態にしてソケット体２の上端面に固着しているアンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aをトンネル掘削壁面ｔから下方に向かって突出しているケーブルボルトＢの突出端部ｂに合わせて該突出端部ｂを挿通孔1aからソケット体２のテーパ孔３及び楔体４のケーブルボルト装着孔７に挿通させてキャップ体5Aの中央挿通孔10から下方に突出させ且つアンカープレート１をボルト孔Ｃの開口端周縁部のトンネル掘削壁面ｔに着座させた状態とし、この状態にしてキャップ体5Aを回動操作してソケット体２に螺進させることにより楔体４をスプリングワッシャ９を介してソケット体２のテーパ孔３に圧接させ、楔体４をテーパ孔３に接して押し上げることによりケーブルボルト装着孔７を縮径させてケーブルボルトＢを挟着させるものである。
【００３７】
この状態にすると、アンカープレート１がケーブルボルトＢの突出端部の周囲のトンネル掘削壁面ｔに着座し且つ楔体４を介してケーブルボルトＢをトンネル掘削壁面ｔに定着させた状態を保持する。ソケット体に一体に固着しているアンカープレート１がケーブルボルトＢの突出端部ｂの周囲のトンネルT1掘削壁面ｔに着座した状態を保持する。
【００３８】
さらに、トンネル掘削壁面ｔの周辺の地山に緩み等が生じようとしても、ボルト孔Ｃ内に定着材Ｄによって固着されているケーブルボルトＢの打設先端部（ボルト孔Ｃの奥底部）が緩みが生じない岩盤中に固定されているから、このケーブルボルトＢはトンネルT1側に移動することなく、トンネル掘削壁面ｔの周辺の地山のみがトンネルT1側に向かって変位しようとし、その変位しようとする圧力がアンカープレート１に作用してソケット体２のテーパ孔３とケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着した楔体４がソケット体２のテーパ孔３内に一層食い込む方向に移動しようとし、従って、定着装置Ａを常にトンネル掘削壁面ｔに着座した状態にして地山の緩みを確実に防止することができるものである。
【００３９】
また、トンネル掘削時の発破により振動や地震動が定着装置Ａに作用しても、ソケット体２に取付けているキャップ体5Aによってスプリングワッシャ９を介して楔体４がソケット体２から離脱するのを防止することができると共に、楔体４がスプリングワッシャ９の弾発力によって常にソケット体２のテーパ孔３に係止した状態を保持して定着装置Ａ全体が下方に落下するのを防止することができるものである。
【００４０】
図４は本発明の別な実施の形態を示すもので、上記実施の形態においては、押え部材５をキャップ体5Aとスプリングワッシャ９とから構成し、キャップ体5Aをソケット体２の外周面に螺合させることによって楔体４をソケット体２のテーパ孔３に係止させると共に該楔体４を縮径させてそのケーブルボルト挟着孔７によりケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着させるように構成しているが、この図４に示す実施の形態においては、押え部材５としてケーブルボルトＢの突出端部ｂに挿通状態で固定する受け金具5Bと、この受け金具5Bと楔体４との対向面に圧入するスプリングワッシャ９とから構成している。その他の構造については上記実施の形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】
上記押え部材５を構成している受け金具5Bは、図５に示すように円板形状に形成している金属板の中央部にケーブルボルトＢの突出端部ｂが挿通可能な中央孔11を設けていると共に、この中央孔11の周縁に内方に向かって複数片の弾性突片12を一体に形成してなり、これらの弾性突片12を下方に向かった緩やかに傾斜させていると共にその突出端で囲まれた孔部の径をケーブルボルトＢの径よりも僅かに小径に形成している。
【００４２】
そして、この押え部材５によって楔体４をソケット体２のテーパ孔３に食い込ませてケーブルボルトＢの端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着させるには、ソケット体２と一体のアンカープレート１を上記実施の形態と同様に、ボルト孔Ｃから突出しているケーブルボルトＢの端部ｂにその挿通孔1aを挿通させてボルト孔Ｃの開口端周辺のトンネル掘削壁面ｔに当接、受止させると共にソケット体２のテーパ孔３からこのソケット体２に挿入している楔体４のケーブルボルト装着孔７に上記ケーブルボルトＢの端部ｂを挿通させた状態にする。
【００４３】
そして、押え部材５を構成している受け金具5B上にスプリングワッシャ９を載置した状態で、受け金具5Bの中央孔11にケーブルボルトＢの突出端部ｂを挿通させて該受け金具5BをケーブルボルトＢの突出端部ｂに沿って上方に押し上げる。この際、受け金具5Bの中央孔11の周縁に突設している複数片の弾性突片12はその先端をケーブルボルトＢの突出端部ｂの外周面に押接させてさらに下方に弾性的に屈曲し、ケーブルボルトＢの突出端部ｂに係止しながら受け金具5Bが上方に移動する。
【００４４】
この受け金具5Bの上動によって楔体４がスプリングワッシャ９を介してソケット体２のテーパ孔３に食い込む方向に押圧され、ケーブルボルト挟着孔７が縮径してケーブルボルトＢを強固に挟着することができるものである。なお、この定着装置Ａにおいても、ソケット体２のテーパ孔３に楔体４を打ち込んで該楔体４のケーブルボルト挟着孔７を縮径させることによりケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着させたのち、受け金具5BをケーブルボルトＢの突出端部ｂに装着してもよく、或いは、アンカープレート１と一体のソケット体２のテーパ孔３内に楔体４を挿入した状態にし、且つこの楔体４の下面にスプリングワッシャ９を介して上記受け金具5Bを配設した状態にしてケーブルボルトＢの突出端部ｂにアンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aから受け金具5Bの中央孔11を挿通させ、しかるのち、受け金具5Bを突出端部ｂに沿って上動させることによりソケット体２に楔体４を食い込ませ、ケーブルボルトＢの突出端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着させてもよい。
【００４５】
さらに、受け金具5Bはその中央孔11の周縁に突設している複数片の弾性突片12をケーブルボルトＢの周面に係止させてケーブルボルトＢからの抜け止めを行っているが、中央孔をケーブルボルトＢよりもやや大径に形成しているリング形状の受け金具を使用してこの受け金具をボルトによりケーブルボルトＢに固定するように構成しておいてもよい。
【００４６】
また、以上のいずれの実施の形態においても、スプリングワッシャ９を採用しているが、このスプリングワッシャ９に代えて一定高さのコイルスプリングを使用してもよく、さらにまた、このようなスプリングワッシャ９やコイルスプリングを使用することなく、キャップ体5Aや受け金具5Bによって直接、楔体４の下面を押圧するように構成しておいてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明のケーブルボルトの定着装置によれば、請求項１に記載したように、中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなるケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、上記ソケット体又はケーブルボルトに楔体の下面を押圧して該楔体がソケット体のテーパ孔から抜け出るのを防止する押え部材を取付けてた構造としているので、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔からの突出端部に対して、トンネル内の狭い空間部においても容易に装着することができると共に不測に楔体がソケット体のテーパ孔に対して緩みが生じても、押え部材によって楔体がケーブルボルトの突出端部から下方に脱落するのを確実に防止することができ、常に、ケーブルボルトの突出端部に装着した状態を保持してケーブルボルトの確実な定着と共に安全性を高めることができる。
【００４８】
さらに、上記押え部材として、ソケット体に螺合し且つ中央にケーブルボルト挿通孔を設けているキャップ体と、このキャップ体と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャとから構成しているので、ソケット体のテーパ孔に楔体を打ち込んでケーブルボルトを定着させた後にキャップ体をソケット体の外周面に螺合させることによって、或いは、予め、ソケット体と楔体、スプリングワッシャ、キャップ体を一体に組み込んでおき、この定着装置をケーブルボルトに突出端部に挿着したのちキャップ体を螺合させることによって、楔体をスプリングワッシャを介してキャップ体に受止させてケーブルボルトの突出端部からの抜け止めを確実に防止したケーブルボルトの定着構造を簡単に形成することができると共に、スプリングワッシャの弾性力によって楔体が常にソケット体のテーパ孔に対して食い込む方向に押圧されてソケット体との係止状態を保持し、ケーブルボルトを強固に且つ安定した状態で定着させておくことができる。
【００４９】
また、請求項２に係る発明によれば、上記押え部材として、ソケット体に取付けることなくケーブルボルトの突出端部に装着、固定した受け金具と、この受け金具と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャとから構成しているので、この受け金具を介してケーブルボルトの突出端部に楔体やソケット体が支持された構造となり、従って、ソケット体の上端面又は該上端面に重ね合わせているアンカープレートを常にボルト孔の開口端周辺の掘削壁面に座着させておくことができ、安全性と共により確実なケーブルボルトの定着を行うことができる。
【００５０】
なお、請求項３に記載したように、スプリングワッシャに代えてコイルスプリングを採用しても上記同様の作用効果を奏することができる。
【００５１】
また、上記アンカープレートとして、請求項４に記載したように、中央部にケーブルボルトの挿通孔を設けている平面十字形状に形成しておくことによって、岩盤地山にケーブルボルトを打設した後、トンネル掘削壁面に吹き付けコンクリートを施工する場合に、該アンカープレートの周辺部に隙間（巣）ができ難くすることができるものであり、その上、このアンカープレートをソケット体の上端面に一体に固着しているので、トンネル掘削壁面から下方に突出しているケーブルボルトの突出端部に対するアンカープレートとソケット体との装着が同時に行うことができ、ケーブルボルトの定着作業が能率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ケーブルボルトを定着させている定着装置の縦断側面図、
【図２】 その分割斜視図、
【図３】 ケーブルボルトを打設しているトンネルの簡略縦断正面図、
【図４】 本発明の定着装置の別な実施の形態を示す縦断側面図、
【図５】 その受け金具の平面図、
【図６】 従来例を示す縦断側面図、
【図７】 別な従来例を示す縦断側面図。
【符号の説明】
Ａ 定着装置
Ｂ ケーブルボルト
Ｃ ボルト孔
T1 トンネル
１ アンカープレート
２ ソケット体
３ テーパ孔
４ 楔体
５ 押え部材
5A キャップ体
９ スプリングワッシャ
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてトンネルを構築する際に、トンネル天端部の地山を補強するために用いられるケーブルボルトの定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
岩盤にトンネルを構築する場合、地山自体が持っている支保機能を活用してトンネルを構築する、所謂、ＮＡＴＭ工法が広く採用されており、掘削されたトンネル掘削壁面部分の地山を補助的に支保するために、トンネル掘削壁面から地山にロックボルトを打ち込んだり、トンネル掘削壁面に吹き付けコンクリートを施すことが行われている。
【０００３】
また、上記トンネル構築方法において、掘削されるトンネルの断面形状が大きい場合には、図３に示すように、まず、この大断面のトンネルＴの掘削に先行してトンネル掘削機（ＴＢＭ）により導坑T1を掘削し、この導坑T1を拡幅して本坑となる上記トンネルＴを構築している。そして、このような工法では、導坑T1の掘削壁面を支保を行う期間は、該導坑T1の掘削後、トンネルＴを掘削するまでの間であるから、該導坑T1の周辺地山の緩みや崩落を防止するには、ロックボルトではなくケーブルボルトＢを導坑T1内から上方に向けて放射状に打設することが行われている。
【０００４】
この際、本坑となるトンネルＴの側壁等をケーブルボルトによって補強する場合には、半永久的な補強構造とする必要があるために、地山に打設したケーブルボルトをトンネル内からセンターホールジャッキ等を用いて張引することによりプレストレスを与えておき、この状態でトンネル掘削壁面から突出しているケーブルボルトの端部を定着金具によってトンネル掘削壁面に固定して地山を圧密状態に支保する必要があるが、上記のような先進導坑T1内から地山に打設するケーブルボルトＢの場合には、本坑となるトンネルＴが掘削されるまでの間の地山の補強であり、また、天端側の地山が導坑T1内側へと多少変動してこの変動によりケーブルボルトＢに自然と多少のプレストレスが付与されるので、手間のかかる上記のような強制的なプレストレスの付与は通常、行われていない。
【０００５】
そして、このようなケーブルボルトＢをトンネル掘削壁面に定着させるには、従来から図６に示すように楔作用を利用した定着金具Ａや図７に示すように圧締めにより定着する定着金具A1が用いられている。
【０００６】
前者の定着金具Ａは、中央部にケーブルボルトＢの挿通孔21a を設けたアンカープレート21と、複数の楔片24a を組み合わせて中央にケーブルボルトの端部挟着孔27を形成するように構成している楔体24と、中央部に基端面から先端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔23を貫設してなるソケット体22とからなり、アンカープレート21をトンネル掘削壁面ｔに当てがってその挿通孔21a に掘削壁面ｔから突出しているケーブルボルトＢの端部ｂを挿通させると共に、アンカープレート21の挿通孔21a からトンネル内に突出したケーブルボルトＢの端部ｂをアンカープレート21の下面に重ね合わせたソケット体22のテーパ孔23に嵌め込んでいる楔体24のケーブルボルト挟着孔27に挿通させた状態にして該楔体24をソケット体22のテーパ孔23に打ち込むことによりケーブルボルトＢの端部ｂを挟着させ、ソケット体22とアンカープレート21を介してケーブルボルトＢの端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着させるように構成している。
【０００７】
また、後者の定着金具A1は、上記アンカープレート21と、中央部にケーブルボルトＢの挿通孔31を有し且つカシメにより変形する筒状の圧締め金具30とからなり、アンカープレート21をトンネル掘削壁面ｔに当てがって該トンネル掘削壁面ｔから突出しているケーブルボルトＢの端部ｂをアンカープレート21のケーブルボルト挿通孔21a から圧締め金具30の挿通孔31を通じて挿通させ、この圧締め金具30を外周面側からカシメてその挿通孔31を縮径させることによりケーブルボルトＢの端部ｂを挟着させるように構成している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の定着金具Ａによれば、楔体24はハンマー等の叩打によってソケット体22のテーパ孔23に食い込んで係止状態を保持しているが、本坑となるトンネルＴを発破等によって掘削する時にその振動で楔体24に緩みが発生し、ケーブルボルトＢは上述したようにトンネル天端面から上方に向けて打設されていてその端部ｂがトンネル内に向かって下向きに突出しているため、楔体24はケーブルボルトＢの端部ｂから外れて下方に落下し、ソケット体22やアンカープレート21も順次落下して作業員等に危害を及ぼす虞れがあって危険であると共に楔体24が離脱すると地山を支保する機能がなくなるという問題点があった。
【０００９】
一方、後者によれば、地山が振動しても圧締め金具30がカシメによって強固にケーブルボルトＢに固着しているために上述したような問題点は生じないが、圧締め金具30をカシメてケーブルボルトＢを定着させるには大型の工具を必要となり、その取扱いに困難をきたして作業能率が低下するばかりでなく、上述した先進導坑T1のような狭い坑内では圧締め金具30のカシメによるケーブルボルトＢの定着作業が困難であるという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地山に打設したケーブルボルトの端部を簡単に定着させることができると共に振動等によってその定着が解消される虞れもなく、確実にケーブルボルトの定着を保持しておくことができるケーブルボルトの定着装置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のケーブルボルトの定着装置は、請求項１に記載したように、中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなり、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔の開口端からの突出端部に、上記ソケット体のテーパ孔に嵌め込んだ楔体のケーブルボルト挟着孔を挿通させた状態にして該楔体をソケット体内に打ち込むことにより、ケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、中央にケーブルボルト挿通孔を設けたキャップ体を上記ソケット体に螺合し、このキャップ体と楔体との対向面にスプリングワッシャを圧入した構造としている。
【００１２】
一方、請求項２に係る発明は、中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなり、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔の開口端からの突出端部に、上記ソケット体のテーパ孔に嵌め込んだ楔体のケーブルボルト挟着孔を挿通させた状態にして該楔体をソケット体内に打ち込むことにより、ケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、ケーブルボルトの端部に受け金具を固着し、この受け金具と楔体との対向面にスプリングワッシャを圧入した構造としている。
【００１３】
上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、請求項３に係る発明は、上記スプリングワッシャに代えてコイルスプリングを用いていることを特徴とする。
【００１４】
また、ケーブルボルトの端部が突出している孔壁の開口端面に着座させて該開口端面に定着力を支持させるソケット体においては、その基端面を直接、孔壁の開口端面に受止させた定着構造としておいてもよいが、請求項４に係る発明においては、孔壁の開口端面に対する着座面積がソケット体の基端面よりも大きい平面十字形状に形成しているアンカープレートをソケット体に重ね合わせておき、このアンカープレートを介してソケット体を孔壁の開口端面に受止させるように構成している。この場合、請求項５に記載したように、ソケット体とアンカープレートとを一体に固着しておくことが望ましい。
【００１５】
【作用】
大断面のトンネルを構築するに先立って掘削された先進導坑の天端面等におけるケーブルボルト打設位置にボルト孔を穿設し、このボルト孔にケーブルボルトを挿入して孔内に充填したモルタル等の定着材の固化によって固定する。しかるのち、孔の開口端から坑内に向かって突出しているケーブルボルトの突出端部にソケット体のテーパ孔を挿通させることによって該ソケット体の基端面をボルト孔の開口端周囲の掘削壁面に当接、受止させる。
【００１６】
この場合、ソケット体の基端面に、中央にケーブルボルト挿通孔を有し且つソケット体よりもボルト孔の開口端周囲の掘削壁面に対する着座面積が大きいアンカープレートを一体的に固着しておけば、ソケット体とアンカープレートとを同時に作業性よく配設することができると共に着座面積の大きいアンカープレートによって掘削壁面に安定的に且つ強固に定着、支持させることができる。
【００１７】
次いで、このソケット体のテーパ孔内に楔体を挿入し、該楔体の中央部に設けているケーブルボルト挟着孔にケーブルボルトの上記突出端部を挿通させた状態にして楔体をソケット体のテーパ孔内に打ち込むと、楔体がソケット体のテーパ孔のテーパ面によって截頭円錐形状の外周面が押圧されて縮径し、ケーブルボルト挟着孔が縮小してケーブルボルトの突出端部を挟着する。この状態にすると、ソケット体又はこのソケット体に一体に固着しているアンカープレートがケーブルボルトの突出端部の周囲の掘削壁面に着座した状態を保持する。さらに、地山に緩み等が生じようとしても、その緩み方向が掘削壁面をトンネル内に向かって変位させる方向であるから、掘削壁面に着座しているソケット体がケーブルボルトの突出端側に押し進められ方向に押圧力を受け、その押圧力によって楔体がソケット体のテーパ孔内に一層強固に食い込む方向に作用して地山の緩み等を確実に抑止した状態を保持する。
【００１８】
しかしながら、トンネルを掘削する際の発破時の振動や、地震の発生による震動がアンカープレートを定着させている上記定着装置に作用すると、ソケット体のテーパ孔に対する楔体の摩擦係止力が解かれて楔体に緩みが生じ、一旦、楔体が緩むと、ソケット体のテーパ孔がその大径側を下向きに開口させているので、楔体が再びソケット体のテーパ孔に食い込むことなく直ちに、アンカープレートを下向き突出端部を伝って落下し、同時にソケット体とアンカープレートも落下することになる。
【００１９】
このため、本発明においては、ソケット体又はケーブルボルトに押え部材を取付け、この押え部材によって楔体の下面に頂面を受止して楔体がソケット体のテーパ孔から抜け出るのを防止している。従って、この押え部材により楔体がソケット体から離脱するのを確実に防止することができ、この楔体やソケット体、アンカープレートがトンネル内に落下することなくケーブルボルトの突出端部に装着した状態を保持し得ると共に、楔体を上方、即ち、ソケット体のテーパ孔内に向かって移動させようとする振動時や地山の緩みの発生時には、楔体が上述したようにソケット体のテーパ孔内に食い込んで、再び、ケーブルボルトを定着させた状態に復帰するものである。
【００２０】
上記押え部材としては、ソケット体に螺合し且つ中央にケーブルボルト挿通孔を設けているキャップ体と、このキャップ体と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャとから構成しておくことによって、ソケット体のテーパ孔に楔体を打ち込んでケーブルボルトを定着させた後に、キャップ体をソケット体の外周面に螺合させれば、或いは、予め、ソケット体と楔体、スプリングワッシャ、キャップ体を一体に組み込んでおき、この定着装置をケーブルボルトに突出端部に挿着したのちキャップ体を螺合させれば、楔体がスプリングワッシャを介してキャップ体に受止されて抜け止めが確実に防止された構造となるのは勿論、スプリングワッシャの弾性力によって楔体が常にソケット体のテーパ孔に対して食い込む方向に押圧されてソケット体との係止状態を保持し、ケーブルボルトを強固に且つ安定した状態で定着させておくことができる。
【００２１】
この場合、楔体はソケット体のテーパ孔内に打ち込むことなく挿入した状態にしてキャップ体をソケット体に締め込むことにより、該楔体をソケット体のテーパ孔に食い込ませることができる。なお、スプリングワッシャに代えて、コイルスプリングを用いてもよい。
【００２２】
また、上記押え部材としては、ソケット体側に固定させることなく、ケーブルボルトの突出端部に固着させた構造としておいてもよい。即ち、ケーブルボルトの突出端部に固着させる受け金具と、この受け金具と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャ又はコイルスプリングとから構成しておいてもよい。この場合、上記押え部材の作用に加えて、連続的な振動により万一、楔体がソケット体のテーパ孔に対する瞬間的な離脱を繰り返しても楔体がソケット体がケーブルボルトを伝って下方に移動することなく常に所定の位置に保持しておくことができる。
【００２３】
なお、上記いずれの押え部材においても、キャップ体や受け金具と共にスプリングワッシャやコイルスプリングを使用しているが、このようなスプリングワッシャやコイルスプリングを用いることなく楔体の頂面を受止する部分を弾性的に受止するように形成したキャップ体や受け金具を使用してもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１、図２において、トンネル掘削機で掘削されたトンネルT1の周辺地山の岩盤を補強するために、トンネル掘削壁面ｔの天端面から地山内に放射状に埋入、固定しているケーブルボルトＢにおけるトンネル掘削壁面ｔの天端面からトンネルT1内に突出している突出端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに固定するための定着装置Ａは、アンカープレート１と、中央部に上端面（基端面）と下端面（先端面）間に亘って貫通しているテーパ孔３を有するソケット体２と、このソケット体２のテーパ孔３内に打ち込むことによってトンネル掘削壁面ｔからトンネルT1内に突出している上記ケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着、固定する楔体４と、この楔体４の下端面（頂面）を受止して楔体４がソケット体２のテーパ孔３から抜け出るのを防止する押え部材５とから構成している。
【００２５】
詳しくは、上記アンカープレート１は、一定厚みを有する平面十字形状に形成されていてその中央部にケーブルボルトＢの挿通孔1aを上下面間に亘って貫通した状態で設けてある。また、この平面十字形状のアンカープレート１の面積は従来の正方形状のアンカープレートの面積と略同じ面積に形成している。このアンカープレート１を平面十字形状に形成した理由は、トンネル掘削壁面ｔから岩盤にケーブルボルトＢを打設した後、トンネル掘削壁面ｔに吹き付けコンクリートを施工する場合に、該アンカープレート１の周辺部に隙間（巣）ができ難くするためである。
【００２６】
ソケット体２はケーブルボルトＢを挿入、打設するためにトンネル掘削壁面ｔから岩盤地山に穿設したボルト孔Ｃよりも大径の筒形状に形成されてあり、その中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径した截頭円錐形状のテーパ孔３を貫通状態で設けていると共に下部外周面に雄螺子部６を刻設している。このテーパ孔３の上端開口部の径は上記アンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aと同径もしくはやや大径に形成されている。また、ソケット体２はアンカープレート１と別体にしておいてソケット体２の上端面に重ね合わせてもよいが、取扱性、施工性を容易にするために、アンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aにそのテーパ孔３の上端開口部を連通させた状態でアンカープレート１の下面中央部上に該ソケット体２の上端面を溶接によって一体に固着している。
【００２７】
楔体４は図２に示すように、複数個（図においては３個）の楔片4a、4a、4aを組み合わせることによって上記ソケット体２のテーパ孔３と同一形状の截頭円錐形状に形成してあり、これらの組み合わした状態においては、その中央部に上下端面間に亘って貫通した断面円形状のケーブルボルト挟着孔７を形成するように構成している。なお、隣接する楔片4a、4a間の対向面間を連結片（図示せず）によって互いに拡縮可能に連結しておいてもよい。
【００２８】
一方、押え部材５は、内周面に上記ソケット体２の螺子部６に螺合させる雌螺子部８を設けたキャップ体5Aと、このキャップ体5Aの天板部内面と上記楔体４の下面（頂面）との間に介在させるスプリングワッシャ９とからなり、さらに、キャップ体5Aの天板部中央に、ケーブルボルトＢの上記突出端部ｂを挿通させる挿通孔10を設けている。
【００２９】
このように構成したケーブルボルトの定着金具の使用態様を説明すると、まず、上記図３において説明したように、掘削されるトンネルＴの断面形状が大きい場合には、この大断面のトンネルＴの掘削に先行してトンネル掘削機（ＴＢＭ）により小径のトンネル（導坑）T1を掘削する。この際、このトンネルT1の天端部の地山を補強するために、該トンネルT1内から上方に向けて複数本のケーブルボルトＢを放射状に打設する。
【００３０】
地山に対するケーブルボルトＢの打設手順は、まず、ケーブルボルトＢの打設位置に穿孔機（図示せず）によって所定深さまでケーブルボルトＢよりも大径のボルト孔Ｃを穿設したのち、該ボルト孔Ｃ内に注入ホースを使用してモルタル等の定着材Ｄを充填し、この定着材Ｄが固化する前にケーブルボルトＢをボルト孔Ｃ内に挿入する。上記ケーブルボルトＢは施工前にはドラムに巻回されてあり、このドラムから所定長引き出しながら、上記ボルト孔Ｃ内に挿入して該ボルト孔Ｃからトンネル内に所望長、突出した部分を切断することにより、ボルト孔Ｃに打設される。なお、ボルト孔Ｃ内に注入ホースとケーブルボルトＢとを同時に挿入して注入ホースをボルト孔Ｃから引き抜きながら定着材を充填してもよい。また、違う方法として、ボルト孔Ｃ内にケーブルボルトと併せて注入ホースおよびエア抜きホースを同時に挿入してエア抜きホースから空気を抜きながら注入してもよい。エア抜きホースから定着材が吐出するまで空気を注入することにより確実に定着材が充填される。この方法ではホースを埋め殺す。
【００３１】
次いで、ボルト孔ＣからトンネルT1内に突出しているケーブルボルトＢの口元をモルタルで仕上げると共に、該ケーブルボルトＢが充填材Ｄの固化によって固定されたのち、ケーブルボルトＢの突出端部ｂに定着装置Ａを装着してケーブルボルトＢの突出端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着、支持させる。
【００３２】
この定着装置Ａの装着は、まず、上端面にアンカープレート１を一体に固着させているソケット体２を、アンカープレート１に設けている挿通孔1aから該ソケット体２のテーパ孔３にケーブルボルトＢの突出端部ｂを挿通させることによりアンカープレート１の上端面がボルト孔Ｃの開口端周辺のトンネル掘削壁面ｔに当接、受止させた状態に着座させる。
【００３３】
この状態にしてソケット体２のテーパ孔３内に楔体４をそのケーブルボルト挟着孔７にケーブルボルトＢの突出端部ｂを挿通させながら挿入し、該楔体４の外周テーパ面をソケット体２のテーパ孔３に押し付けてケーブルボルト挟着孔７を縮径させることによりケーブルボルトＢを挟着させると共に楔体４の外周テーパ面とソケット体２のテーパ孔３との摩擦力により楔体４をソケット体２に係止させ、引き続いて押え部材５のキャップ体5Aをソケット体２の下端部に被せて雌雄螺子部６、８を螺合させることにより、キャップ体5Aの天板部内面上に予め配設しておいたスプリングワッシャ９を楔体４の下端面に押接させ、このスプリングワッシャ９の弾発力によって楔体４を上方に押圧してソケット体２のテーパ孔３に食い込ませた状態にする。
【００３４】
なお、定着装置Ａの装着手順としては、ケーブルボルトＢの突出端部ｂに、上記のようにソケット体２と楔体４及び定着装置Ａのキャップ体5Aを順次、配設することは、先に、ケーブルボルトＢの突出端部の周囲に配設したソケット体２を保持しておく必要があってその作業が一人の作業員では困難であるので、ソケット体２と楔体４と押え部材５とを予め一体に組み込んでおき、これらを同時に装着することが望ましく、本発明においては同時装着が可能に構成している。
【００３５】
即ち、アンカープレート１を一体に固着しているソケット体２のテーパ孔３内に、予め、楔体４を挿入しておくと共に、天板内面上にスプリングワッシャ９を載置しているキャップ体5Aの雌螺子部８の上端部のみをソケット体２の下端部外周に刻設している雄螺子部６の下端部に螺合させてスプリングワッシャ９上に載置している楔体４の外周テーパ面がソケット体２のテーパ孔３から僅かに離間させた状態、又は、楔体４の外周テーパ面がソケット体２のテーパ孔３に軽く接した状態にして楔体４のケーブルボルト挟着孔７がケーブルボルトＢよりも大径にしておく。
【００３６】
このように、ソケット体２と楔体４及び押え部材５とを一体に組み込んだ状態にしてソケット体２の上端面に固着しているアンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aをトンネル掘削壁面ｔから下方に向かって突出しているケーブルボルトＢの突出端部ｂに合わせて該突出端部ｂを挿通孔1aからソケット体２のテーパ孔３及び楔体４のケーブルボルト装着孔７に挿通させてキャップ体5Aの中央挿通孔10から下方に突出させ且つアンカープレート１をボルト孔Ｃの開口端周縁部のトンネル掘削壁面ｔに着座させた状態とし、この状態にしてキャップ体5Aを回動操作してソケット体２に螺進させることにより楔体４をスプリングワッシャ９を介してソケット体２のテーパ孔３に圧接させ、楔体４をテーパ孔３に接して押し上げることによりケーブルボルト装着孔７を縮径させてケーブルボルトＢを挟着させるものである。
【００３７】
この状態にすると、アンカープレート１がケーブルボルトＢの突出端部の周囲のトンネル掘削壁面ｔに着座し且つ楔体４を介してケーブルボルトＢをトンネル掘削壁面ｔに定着させた状態を保持する。ソケット体に一体に固着しているアンカープレート１がケーブルボルトＢの突出端部ｂの周囲のトンネルT1掘削壁面ｔに着座した状態を保持する。
【００３８】
さらに、トンネル掘削壁面ｔの周辺の地山に緩み等が生じようとしても、ボルト孔Ｃ内に定着材Ｄによって固着されているケーブルボルトＢの打設先端部（ボルト孔Ｃの奥底部）が緩みが生じない岩盤中に固定されているから、このケーブルボルトＢはトンネルT1側に移動することなく、トンネル掘削壁面ｔの周辺の地山のみがトンネルT1側に向かって変位しようとし、その変位しようとする圧力がアンカープレート１に作用してソケット体２のテーパ孔３とケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着した楔体４がソケット体２のテーパ孔３内に一層食い込む方向に移動しようとし、従って、定着装置Ａを常にトンネル掘削壁面ｔに着座した状態にして地山の緩みを確実に防止することができるものである。
【００３９】
また、トンネル掘削時の発破により振動や地震動が定着装置Ａに作用しても、ソケット体２に取付けているキャップ体5Aによってスプリングワッシャ９を介して楔体４がソケット体２から離脱するのを防止することができると共に、楔体４がスプリングワッシャ９の弾発力によって常にソケット体２のテーパ孔３に係止した状態を保持して定着装置Ａ全体が下方に落下するのを防止することができるものである。
【００４０】
図４は本発明の別な実施の形態を示すもので、上記実施の形態においては、押え部材５をキャップ体5Aとスプリングワッシャ９とから構成し、キャップ体5Aをソケット体２の外周面に螺合させることによって楔体４をソケット体２のテーパ孔３に係止させると共に該楔体４を縮径させてそのケーブルボルト挟着孔７によりケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着させるように構成しているが、この図４に示す実施の形態においては、押え部材５としてケーブルボルトＢの突出端部ｂに挿通状態で固定する受け金具5Bと、この受け金具5Bと楔体４との対向面に圧入するスプリングワッシャ９とから構成している。その他の構造については上記実施の形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】
上記押え部材５を構成している受け金具5Bは、図５に示すように円板形状に形成している金属板の中央部にケーブルボルトＢの突出端部ｂが挿通可能な中央孔11を設けていると共に、この中央孔11の周縁に内方に向かって複数片の弾性突片12を一体に形成してなり、これらの弾性突片12を下方に向かった緩やかに傾斜させていると共にその突出端で囲まれた孔部の径をケーブルボルトＢの径よりも僅かに小径に形成している。
【００４２】
そして、この押え部材５によって楔体４をソケット体２のテーパ孔３に食い込ませてケーブルボルトＢの端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着させるには、ソケット体２と一体のアンカープレート１を上記実施の形態と同様に、ボルト孔Ｃから突出しているケーブルボルトＢの端部ｂにその挿通孔1aを挿通させてボルト孔Ｃの開口端周辺のトンネル掘削壁面ｔに当接、受止させると共にソケット体２のテーパ孔３からこのソケット体２に挿入している楔体４のケーブルボルト装着孔７に上記ケーブルボルトＢの端部ｂを挿通させた状態にする。
【００４３】
そして、押え部材５を構成している受け金具5B上にスプリングワッシャ９を載置した状態で、受け金具5Bの中央孔11にケーブルボルトＢの突出端部ｂを挿通させて該受け金具5BをケーブルボルトＢの突出端部ｂに沿って上方に押し上げる。この際、受け金具5Bの中央孔11の周縁に突設している複数片の弾性突片12はその先端をケーブルボルトＢの突出端部ｂの外周面に押接させてさらに下方に弾性的に屈曲し、ケーブルボルトＢの突出端部ｂに係止しながら受け金具5Bが上方に移動する。
【００４４】
この受け金具5Bの上動によって楔体４がスプリングワッシャ９を介してソケット体２のテーパ孔３に食い込む方向に押圧され、ケーブルボルト挟着孔７が縮径してケーブルボルトＢを強固に挟着することができるものである。なお、この定着装置Ａにおいても、ソケット体２のテーパ孔３に楔体４を打ち込んで該楔体４のケーブルボルト挟着孔７を縮径させることによりケーブルボルトＢの突出端部ｂを挟着させたのち、受け金具5BをケーブルボルトＢの突出端部ｂに装着してもよく、或いは、アンカープレート１と一体のソケット体２のテーパ孔３内に楔体４を挿入した状態にし、且つこの楔体４の下面にスプリングワッシャ９を介して上記受け金具5Bを配設した状態にしてケーブルボルトＢの突出端部ｂにアンカープレート１のケーブルボルト挿通孔1aから受け金具5Bの中央孔11を挿通させ、しかるのち、受け金具5Bを突出端部ｂに沿って上動させることによりソケット体２に楔体４を食い込ませ、ケーブルボルトＢの突出端部ｂをトンネル掘削壁面ｔに定着させてもよい。
【００４５】
さらに、受け金具5Bはその中央孔11の周縁に突設している複数片の弾性突片12をケーブルボルトＢの周面に係止させてケーブルボルトＢからの抜け止めを行っているが、中央孔をケーブルボルトＢよりもやや大径に形成しているリング形状の受け金具を使用してこの受け金具をボルトによりケーブルボルトＢに固定するように構成しておいてもよい。
【００４６】
また、以上のいずれの実施の形態においても、スプリングワッシャ９を採用しているが、このスプリングワッシャ９に代えて一定高さのコイルスプリングを使用してもよく、さらにまた、このようなスプリングワッシャ９やコイルスプリングを使用することなく、キャップ体5Aや受け金具5Bによって直接、楔体４の下面を押圧するように構成しておいてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明のケーブルボルトの定着装置によれば、請求項１に記載したように、中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなるケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、上記ソケット体又はケーブルボルトに楔体の下面を押圧して該楔体がソケット体のテーパ孔から抜け出るのを防止する押え部材を取付けてた構造としているので、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔からの突出端部に対して、トンネル内の狭い空間部においても容易に装着することができると共に不測に楔体がソケット体のテーパ孔に対して緩みが生じても、押え部材によって楔体がケーブルボルトの突出端部から下方に脱落するのを確実に防止することができ、常に、ケーブルボルトの突出端部に装着した状態を保持してケーブルボルトの確実な定着と共に安全性を高めることができる。
【００４８】
さらに、上記押え部材として、ソケット体に螺合し且つ中央にケーブルボルト挿通孔を設けているキャップ体と、このキャップ体と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャとから構成しているので、ソケット体のテーパ孔に楔体を打ち込んでケーブルボルトを定着させた後にキャップ体をソケット体の外周面に螺合させることによって、或いは、予め、ソケット体と楔体、スプリングワッシャ、キャップ体を一体に組み込んでおき、この定着装置をケーブルボルトに突出端部に挿着したのちキャップ体を螺合させることによって、楔体をスプリングワッシャを介してキャップ体に受止させてケーブルボルトの突出端部からの抜け止めを確実に防止したケーブルボルトの定着構造を簡単に形成することができると共に、スプリングワッシャの弾性力によって楔体が常にソケット体のテーパ孔に対して食い込む方向に押圧されてソケット体との係止状態を保持し、ケーブルボルトを強固に且つ安定した状態で定着させておくことができる。
【００４９】
また、請求項２に係る発明によれば、上記押え部材として、ソケット体に取付けることなくケーブルボルトの突出端部に装着、固定した受け金具と、この受け金具と楔体との対向面に圧入したスプリングワッシャとから構成しているので、この受け金具を介してケーブルボルトの突出端部に楔体やソケット体が支持された構造となり、従って、ソケット体の上端面又は該上端面に重ね合わせているアンカープレートを常にボルト孔の開口端周辺の掘削壁面に座着させておくことができ、安全性と共により確実なケーブルボルトの定着を行うことができる。
【００５０】
なお、請求項３に記載したように、スプリングワッシャに代えてコイルスプリングを採用しても上記同様の作用効果を奏することができる。
【００５１】
また、上記アンカープレートとして、請求項４に記載したように、中央部にケーブルボルトの挿通孔を設けている平面十字形状に形成しておくことによって、岩盤地山にケーブルボルトを打設した後、トンネル掘削壁面に吹き付けコンクリートを施工する場合に、該アンカープレートの周辺部に隙間（巣）ができ難くすることができるものであり、その上、このアンカープレートをソケット体の上端面に一体に固着しているので、トンネル掘削壁面から下方に突出しているケーブルボルトの突出端部に対するアンカープレートとソケット体との装着が同時に行うことができ、ケーブルボルトの定着作業が能率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ケーブルボルトを定着させている定着装置の縦断側面図、
【図２】 その分割斜視図、
【図３】 ケーブルボルトを打設しているトンネルの簡略縦断正面図、
【図４】 本発明の定着装置の別な実施の形態を示す縦断側面図、
【図５】 その受け金具の平面図、
【図６】 従来例を示す縦断側面図、
【図７】 別な従来例を示す縦断側面図。
【符号の説明】
Ａ 定着装置
Ｂ ケーブルボルト
Ｃ ボルト孔
T1 トンネル
１ アンカープレート
２ ソケット体
３ テーパ孔
４ 楔体
５ 押え部材
5A キャップ体
９ スプリングワッシャ
Claims (5)
- 中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなり、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔の開口端からの突出端部に、上記ソケット体のテーパ孔に嵌め込んだ楔体のケーブルボルト挟着孔を挿通させた状態にして該楔体をソケット体内に打ち込むことにより、ケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、中央にケーブルボルト挿通孔を設けたキャップ体を上記ソケット体に螺合し、このキャップ体と楔体との対向面にスプリングワッシャを圧入していることを特徴とするケーブルボルトの定着装置。
- 中央部に上端面から下端面に向かって徐々に拡径したテーパ孔を貫設してなるソケット体と、中央部にケーブルボルト挟着孔を設けてなる楔体とからなり、地山に穿設したボルト孔内に挿入、固定しているケーブルボルトにおける上記ボルト孔の開口端からの突出端部に、上記ソケット体のテーパ孔に嵌め込んだ楔体のケーブルボルト挟着孔を挿通させた状態にして該楔体をソケット体内に打ち込むことにより、ケーブルボルトの突出端部を上記孔の開口端面に定着させるように構成したケーブルボルトの定着装置において、ケーブルボルトの端部に受け金具を固着し、この受け金具と楔体との対向面にスプリングワッシャを圧入していることを特徴とするケーブルボルトの定着装置。
- スプリングワッシャに代えてコイルスプリングを用いていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のケーブルボルトの定着装置。
- ソケット体の上端面に、ケーブルボルトが挿入、固定した孔壁の開口端面に受止させる平面十字形状のアンカープレートを重ね合わせていると共にこのアンカープレートの中央部にソケット体のテーパ孔と連通したケーブルボルト挿通孔を設けていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のケーブルボルトの定着装置。
- アンカープレートをソケット体の上端面に一体に固着していることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項４に記載のケーブルボルトの定着装置。
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