JP6541473B2 - 法枠移動防止方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、例えば吹付法枠の様な既設構造物（例えば法枠：グラウンドアンカー等の受圧板、プレキャスト法枠等も含む）が法面上を移動（落下）することを防止する技術に関する。

例えば吹付法枠により法面を保護する技術は従来から広く実施されている。
ここで、法枠による法面保護機能を発揮するためには、法枠が地山に密着している必要があり、法枠が地山から離隔して法枠背面に空洞が生じると法面保護機能が失われてしまう場合がある。
法枠の法面保護機能が喪失してしまうことは、重大な事故を惹起する要因となる。特に、地山から離隔した法枠が下方に移動して（所謂「落下」して）、当該法面下方領域を通行する通行者や当該法面下方に存在する施設に損傷を与える事態は必ず防止されるべきである。

地山から離隔した法枠が下方に移動（落下）する事態を防止するために、法枠背面の空洞を例えばセメントミルク等で充填して、法枠と地山が密着した状態を回復することが考えられる。しかし、当該空洞（隙間）が小さい場合には、セメントミルク等を充填することが困難である。それに加えて、空間内に充填されたか否かを判断することが困難であった。
また、所定期間（例えば２０年間）が経過した法枠を撤去し、新たな法枠を施工することも考えられるが、既存の法枠を撤去して新たな法枠を施工した場合には、施工コスト及び労力が大き過ぎるという問題が存在する。
そのため、既存の法枠を撤去すること無く、且つ、下方に移動（落下）する事態を確実に防止することが出来る技術が求められているが、未だに提案されていない。

その他の従来技術として、ロックボルト工を効率良く行うため、脚支持部材、回動部材、回動ブームを組み合わせて、法面や法枠を上下方向や左右方向に移動する作業装置が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）はロックボルトを設置する作業の効率化を図るものであり、法枠が落下することを防止する技術ではない。

特開２０１３−１９１３０号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、地山から離隔した法枠が下方に移動（落下）する事態を確実に防止することが出来て、しかも、既存の法枠を撤去すること無く施工することが出来る法枠移動防止方法およびシステムの提供を目的としている。

本発明の法枠移動防止方法は、
ロックボルト（１）を設置する工程と、
ロックボルト（１）に連結部材係合治具（４）を取り付ける工程と、
（当該ロックボルトにより移動が防止される）法枠（１０）の上面に連結部材結合部材（５）を固定する工程と、
連結部材（２：ワイヤ、ロープ等）を連結部材結合部材（５）に挿通して、法枠（１０）の上方に延在する工程と、
連結部材（２）を地山（Ｇ）よりも上方の領域に位置する連結部材係合治具（４）に係合する工程と、
地山（Ｇ）よりも上方の領域に位置し且つ連結部材（２）を張った状態にする（連結部材２の弛みを取り、法枠１０と一体化した状態にする）部材（６：連結部材張力調整用ナット）により、連結部材係合治具（４）をロックボルト（１）に対して移動して（地山Ｇ側に移動して）連結部材（２）が張った状態にする（連結部材２の弛みを取り、法枠１０と一体化した状態にする）工程を有することを特徴としている。

本発明の実施に際して、ロックボルト（１）を設置する工程では、地山（Ｇ）に掘削孔（図示せず）を削孔し、当該掘削孔にモルタル、セメントミルク等の注入材を充填し、注入材が充填された掘削孔にアンカー材（１Ａ）を挿入し、アンカー材（１Ａ）の頭部（地山Ｇよりも上方の領域）に、受圧板（１Ｂ）を挿入してナット（１Ｃ）により受圧板（１Ｂ）を地山（Ｇ）に固定しているのが好ましい。
そして、ロックボルト（１）を設置する工程では、当該ロックボルト（１）で支持（張力を付加）するべき法枠（１０）を不安定土塊或いは岩塊とみなし、既存の落石対策工におけるワイヤロープ掛工の設計手法と同様な計算により、ロックボルト（１）の設置位置を決定するのが好ましい。

また本発明の実施に際して、前記法枠（１０）に連結部材結合部材（５）を固定する工程は、ロックボルト（１）を設置する工程或いはロックボルト（１）に連結部材係合治具（４）を取り付ける工程に先行して行うことが可能である。
または、ロックボルト（１）を設置する工程、或いは、ロックボルト（１）に連結部材係合治具（４）を取り付ける工程と同時に行なうことも可能である。

本明細書において、「アンカー材」なる文言は、ロックボルト、グラウンドアンカー、その他のアンカー、アンカーピンをも包含する包括的な概念を有する文言として使用されている。
そして、「ロックボルト工」なる文言は、前記アンカー材を保護するべき法面に設置する工法を意味している。
さらに本明細書において、「ロックボルト」なる文言は、地山（Ｇ）を削孔して注入材（モルタル、セメントミルク等）を注入してアンカー材を配置し、当該アンカー材の頭部に受圧板およびナットを固定した状態の組立体を意味する場合がある。

また本発明の法枠移動防止システム（１００）は、
ロックボルト（１）と、
法枠（１０）の上方に延在する連結部材（２：ワイヤ、ロープ等）と、
地山（Ｇ）よりも上方の領域でロックボルト（１）に取り付けられ且つ外縁部に連結部材（２）と係合するための連結部材係合治具（４）が配置されている張力調整治具（３）と、
（当該ロックボルトにより移動が防止される）法枠（１０）の上面に固定される連結部材結合部材（５）と、
地山（Ｇ）よりも上方の領域に位置し且つ張力調整治具（３）のロックボルト（１）に対する位置を変動して連結部材（２）が張った状態にする（連結部材２の弛みを取り、法枠１０と一体化した状態にする）部材（６：連結部材張力調整用ナット）を有していることを特徴としている。

本発明の実施に際して、ロックボルト（１）は、アンカー材（１Ａ）と、アンカー材が挿入される掘削孔内に充填される注入材（モルタル、セメントミルク等）と、受圧板（１Ｂ）と、受圧板（１Ｂ）を固定するナット（１Ｃ）を備えているのが好ましい。

上述の構成を具備する本発明によれば、張力調整治具（３）のロックボルト（１）に対する位置を変動して、連結部材（２）が張った状態にすることにより、ロックボルト（１）、連結部材係合治具（４）、連結部材（２）を介して法枠（１０）が地山（Ｇ）と一体化して、法枠（１０）が地山（Ｇ）の下方の領域に移動（落下）することが防止される。
すなわち、法枠（１０）が地山（Ｇ）の下方の領域に移動（落下）しようとする場合には、連結部材（２）を介して法枠（１０）と一体化されたロックボルト（１）の引抜き耐力で抵抗するので、法枠（１０）が地山（Ｇ）の下方の領域に移動（落下）することが防止される。

ここで本発明によれば、既存の法枠（１０）が地山（Ｇ）と一体化して落下が防止されるので、既存法枠の撤去は不要となる。
また、法枠（１０）と地山（Ｇ）の間の隙間にモルタルやセメントミルクを充填する必要もない。

本発明の第１実施形態を施工した状態を示す正面断面図である。 第１実施形態を施工した状態を示す平面図である。 アンカー材を配置して、受圧板およびナットを固定した状態を示す平面図である。 アンカー材の頭部に張力調整治具を設置した状態を示す正面断面図である。 法枠と連結部材を結合する結合部材を法枠に設置した状態を示す平面図である。 本発明の第２実施形態を施工した状態を示す正面断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
図１、図２は、第１実施形態が適用された状態を示している。図１、図２において、地山Ｇ上に法枠１０が設置されており、法枠１０の枠体１０Ａに囲まれ地山Ｇが露呈している領域Ｒには、地山Ｇにロックボルト１が施されている。

ロックボルト１は、アンカー材１Ａと、受圧板１Ｂと、ナット１Ｃを備えている。
ロックボルト１の設置に際しては、地山Ｇにアンカー材１Ａを所定の深さまで挿入し、図示しない固化材を注入し、アンカー材１Ａにナット１Ｃを係合して、地山Ｇとナット１Ｃの間に受圧板１Ｂを挟み込む。その状態でナット１Ｃを締め込むと、受圧板１Ｂは地山Ｇに押し付けられ、以ってロックボルト１は地山Ｇに固定される。ロックボルト１を地山に固定する態様については、図３を参照して後述する。
図２において、矢印Ｖは地山Ｇの法面の方向（勾配が付いている方向）を示しており、矢印Vの一方は標高が高くなる方向に向かい、矢印Ｖの他方は標高が低くなる方向に向かっている。そして図２における矢印Ｈは、水平方向（勾配とは垂直の方向）を示している。

図示の第１実施形態では、ロックボルト１は法枠１０の領域Ｒの概略中心箇所に（１箇所）設置されている。
ロックボルト１を領域Ｒ中のどの位置に設置するか（複数位置に設置する場合も含む）については、詳細は省略するが、ロックボルト１で支持するべき法枠１０を不安定土塊或いは岩塊とみなし、既存の落石対策工におけるワイヤロープ掛工の設計手法と同様な計算を行なうことで決定することが可能である。
掛かる設計手法では、ロックボルト１本及び当該ロックボルトに付随する張力調整治具３、連結部材２（ワイヤ、ロープ、等）に対し、落下防止のためにロックボルト１が支えるべき（負担すべき）法枠を仮定し、当該法枠の重量と勾配から必要となる抑止力を算定する。そして当該必要抑止力に対して、連結部材２の強度を検討し、ロックボルト１の削孔径や必要定着長さ、ロックボルト１の必要本数、位置等を決定している。

図１、図２のロックボルト１において、受圧板１Ｂより上方の位置であって法枠１０の上面１０Ａより低い位置に、張力調整治具３が取り付けられている。そして固定用ナット７と調整用ナット６により張力調整治具３が挟み込まれている。
図示の実施形態では、張力調整治具３の外縁部の４箇所に連結部材係合治具４が配置され、連結部材係合治具４は連結部材２（ワイヤ、ロープ等）と係合する機能を有している。
なお、図示の実施形態では張力調整治具３はプレート状であるが、張力調整治具３をプレート状に限定する必要はない。

図１、図２において、ロックボルト１が施された領域Ｒと矢印Ｈ方向について隣接する領域Ｒ´（枠体１０Ａに囲まれた部分）には、ロックボルト１´が設置されている。図１、図２では明確には図示されてはいないが、ロックボルト１は、法枠の移動を防止するべき全範囲に設置される。
ロックボルト１の設置は、法枠落下防止に必要な抑止力の算定方法（例えば上述した様に、ロックボルト１で支持するべき法枠１０を不安定土塊或いは岩塊とみなす算定方法）に基づき行われる。そしてロックボルト１は、矢印Ｖ方向についても、矢印Ｈ方向についても、いわゆる「一つ置き」の領域Ｒ毎に施工する場合もあり、或いは、それ以外の間隔にて施工する場合もある。

図１、図２において、連結部材２は、領域Ｒに設置したロックボルト１と、隣接する領域Ｒ´に設置したロックボルト１´（隣接するロックボルト１´）とを連結している。
そして法枠移動防止システム１００を実施するべき全ての領域に設置されたロックボルトを相互に連結するために、連結部材２が設けられている。

次に、ロックボルト１、１´を連結している連結部材２の詳細を説明する。
連結部材２はワイヤ、ロープ等の可撓性を有する線条部材で構成され、連結部材２の一端は、ロックボルト１に取り付けられた張力調整治具３に配置された連結部材係合治具４に係合されている。
一方、連結部材２の他端は、隣接するロックボルト１´に取り付けられた張力調整治具３´の連結部材係合治具４´に係合されている。

連結部材２は、その両端部それぞれに環状の取り付け部２Ａを有しており、環状の取り付け部２Ａは連結部材係合治具４、４´と係合可能に構成されている。
図１、図４において、連結部材係合治具４、４´はＵ字状の本体部４Ａ、４Ａ´を備えており、Ｕ字状の本体部４Ａ、４Ａ´は、ネジ部４Ｂ、４Ｂ´により張力調整治具３、３´の外縁部に着脱自在に固定されている。
連結部材２の両端の取り付け部２Ａを連結部材係合治具４、４´のＵ字状の本体部４Ａ、４Ａ´に係合し、Ｕ字状の本体部４Ａ、４Ａ´をネジ部４Ｂ、４Ｂ´により張力調整治具３、３´に固定することにより、連結部材２を連結部材係合治具４、４´に係合され、ロックボルト１に連結可能な状態となる。

ロックボルト１により移動（落下）が防止されるべき法枠１０の枠体１０Ａの上面には、連結部材２と結合する連結部材結合部材５が固定されている。
図１で示すように、連結部材結合部材５は、連結部材２が挿通するＵ字状の挿通部５Ａと、円環部５Ｂと、固定部５Ｃを備えている。円環部５Ｂの上部には挿通部５Ａが固定されている。そして固定部５Ｃ（例えば固定ネジ）は、挿通部５Ａと円環部５Ｂを枠体１０Ａに固定している。
ここで、固定部５Ｃについては、固定ネジのみならず、従来技術を適宜適用可能である。

法枠１０Ａに固定した連結部材結合部材５に連結部材２を挿通し、連結部材２をロックボルト１、１´に取り付けた連結部材係合治具４、４´に係合した状態では、連結部材２には張力は作用しておらず、連結部材２は既存の法枠１０を地山Ｇに対して押圧してはいない。
その状態（連結部材２が法枠１０を地山Ｇに対して押圧していない状態）から、固定用ナット７を緩めて地山Ｇ側（図１の下方）に移動し、調整用ナット６を回転して地山Ｇ側（図１の下方）に移動することにより、連結部材係合治具４及び張力調整治具３を地山Ｇ側（図１の下方）に移動する。これにより、両端がロックボルト１、１´に連結された連結部材２が張った状態（連結部材２の弛みがなくなって、法枠１０と一体化した状態）になる。

次に、第１実施形態の施工手順を説明する。
先ず図３で示すように、法枠１０の枠体１０Ａに囲まれた領域Ｒの所定位置（図示の実施形態では領域Ｒの概略中心の位置）に、ロックボルト１を設置する。
明確には図示されていないが、ロックボルト１を設置するに際しては、地山Ｇに掘削孔（図示せず）を削孔し、当該掘削孔にモルタル、セメントミルク等の注入材を充填する。そして注入材が充填された掘削孔にアンカー材１Ａを挿入して、注入材が固化することによりアンカー材１Ａと一体化させる。アンカー材１Ａを挿入する深さとしては、既存の法枠１０の枠体１０Ａが移動（落下）するのを防止するのに必要な抑止力が発揮できる深さに設定されている。

次に、アンカー材１Ａの頭部（地山よりも上方の領域）に受圧板１Ｂを挿入し、アンカー材１Ａにナット１Ｃを係合して、ナット１Ｃを締め付けて受圧板１Ｂを地山Ｇに押し付ける。これにより、アンカー材１Ａ（ロックボルト１）が地山Ｇに固定する。
但し、掘削孔にアンカー材１Ａを挿入する際には、予め受圧板１Ｂを掘削孔（図示せず）に整合した位置に設置し、予め設置された受圧板１Ｂを挿通してアンカー材１Ａを掘削孔に挿入する場合もある。

次に図４で示すように、アンカー材１Ａ（ロックボルト１）の受圧板１Ｂより上方の領域で且つ上端部近傍に、張力調整治具３を、固定用ナット７及び調整用ナット６で挟み込んだ状態で取り付ける。張力調整治具３の取り付けに際しては、上述のように、固定用ナット７によりロックボルト１に対する張力調整治具３の上下方向位置を固定し、固定用ナット７と調整用ナット６で張力調整治具３を挟み込むようにして取り付ける。
これにより、ロックボルト１（アンカー材１Ａ）に連結部材係合治具４が取り付けられる。

ここで、張力調整治具３の高さ方向（図４の上下方向）の取り付け位置は、図１で示すように、法枠１０の枠体１０Ａの上面より低い位置である。
張力調整治具３の縁部の４箇所には、連結部材２（ワイヤ、ロープ等）と係合するための連結部材係合治具４が配置されている。図示の実施形態では、連結部材係合治具４は張力調整治具３の縁部の周方向について、等間隔に配置されている。
図１、図４で示すように、連結部材係合治具４は、Ｕ字状の本体部４Ａがネジ部４Ｂにより着脱自在に張力調整治具３の外縁部に固定されており、本体部４Ａが連結部材２と係合する。

次に図５で示すように、既存法枠１０において、ロックボルト１の設置箇所の上下左右の位置に、連結部材結合部材５を固定する。以って、法枠１０に連結部材結合部材５を固定する工程が行われる。
図１を参照して上述したように、連結部材結合部材５は、Ｕ字状の挿通部５Ａと、挿通部５Ａを固定する円環部５Ｂと、挿通部５Ａ及び円環部５Ｂを枠体１０Ａに固定する固定部５Ｃ（例えば固定ネジ）を有している。

ここで、図５を参照して説明した工程（法枠１０に連結部材結合部材５を固定する工程）は、図３を参照して説明した工程（ロックボルト１を設置する工程）、図４を参照して説明した工程（ロックボルト１に連結部材係合治具４を取り付ける工程）以前に実行することも可能である。或いは、図５を参照して説明した工程を、図３を参照して説明した工程或いは図４を参照して説明した工程の何れか一方と同時に行なうことも可能である。
図５を参照して説明した工程（法枠１０に連結部材結合部材５を固定する工程）を完了した後、連結部材２を連結部材結合部材５に挿通し、さらに連結部材２の両端部における取り付け部２Ａ（連結部材係合治具４と係合する環状の取り付け部２Ａ：図１、図２参照）を、張力調整治具３の連結部材係合治具４に係合或いは固定する。
これにより、図１、図２を参照して上述したように、連結部材２は、隣接するロックボルト１、１´の間の法枠１０に固定された連結部材結合部材５に挿通され、連結部材２の両端部はそれぞれロックボルト１、１´の連結部材係合治具４、４´に係合される。この状態では、隣接するロックボルト１、１´が連結部材２で連結される。

しかし、連結部材２を連結部材結合部材５に挿通し、連結部材２を連結部材係合治具４に係合したのみでは、連結部材２は張った状態にはなっておらず、ロックボルト１と連結部材２と法枠１０は一体化していない。
この状態で、図１、図２を参照して説明したように、固定用ナット７（図４参照）を緩めて地山Ｇ側（図４の下方）に移動し、調整用ナット６（連結部材張力調整用ナット）を回転して地山Ｇ側（図４の下方）に移動することにより、連結部材係合治具４を地山Ｇ側（図４の下方）に移動する。これにより、連結部材２は張った状態となり、ロックボルト１と連結部材２と法枠１０が一体化する。

図示の第１実施形態によれば、ロックボルト１、連結部材係合治具４、連結部材２を介して法枠１０が地山Ｇと一体化するので、法枠１０が地山Ｇの下方に移動（落下）することが防止される。
法枠１０が地山Ｇの下方に移動或いは落下しようとすると、連結部材２に張力Ｆが発生するが、法枠１０が地山Ｇの下方の領域に移動（落下）しようとする力に対して、ロックボルト１と連結部材２と法枠１０が一体化しているので、連結部材結合部材５、連結部材２を介してロックボルト１の引抜き耐力で抵抗することが出来る。そのため、法枠１０が地山Ｇの下方の領域に移動（落下）することが防止される。

この様に、既存の法枠１０が地山Ｇと一体化して落下が防止されるので、図示の第１実施形態によれば、既存の法枠１０を撤去して新たな法枠を設置する必要がない。
また、法枠１０と地山Ｇの間の隙間にモルタルやセメントミルクを充填しなくても、既存の法枠１０が地山Ｇと一体化して落下が防止される。

次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
特に図１、図４で示すように、第１実施形態では、張力調整治具３が上方のナット６（連結部材張力調整用ナット）と下方のナット７（張力調整治具固定用ナット）に挟み込まれた状態で固定されている。
それに対して図６の第２実施形態では、上方のナット６（連結部材張力調整用ナット）は存在するが、下方のナット（張力調整治具固定用ナット）は省略されている。
図６の第２実施形態におけるその他の構成は、第１実施形態と同様である。

図６において、上方のナット６（連結部材張力調整用ナット）を締め込み、張力調整治具３を地山Ｇ側（下側）に移動すれば、連結部材２が張った状態になる。そして第２実施形態においても、ロックボルト１、連結部材２、法枠１０が一体化するので、法枠１０が地山Ｇの下方の領域に移動（落下）しようとする力に対して、連結部材結合部材５、連結部材２を介してロックボルト１の引抜き耐力で抵抗することが出来て、法枠１０が地山Ｇの下方に移動（落下）することが防止される。

第２実施形態では、第１実施形態における固定用ナット７に相当する部材を省略しているが、連結部材２が連結部材係合治具４に係合しているので、張力調整治具３がアンカー材１Ａに対して自由落下してしまうことはない。
また、（固定用ナット７に相当する部材を省略しても）ロックボルト１、連結部材係合治具４、連結部材２を介して法枠１０が地山Ｇと一体化する作用効果を奏することが出来る。
図６の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図５の第１実施形態と同様である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では既設の法枠１０が落下することを防止する旨を説明しているが、グラウンドアンカー等の受圧板、プレキャスト法枠等の既設構造物について本発明を適用することも可能である。

１・・・ロックボルト
１Ａ・・・アンカー材
１Ｂ・・・受圧板
１Ｃ・・・ナット
２・・・連結部材（ワイヤ、ロープ等）
２Ａ・・・取り付け部
３・・・張力調整治具
４・・・連結部材係合治具
４Ａ・・・本体部
４Ｂ・・・ネジ部
５・・・連結部材結合部材
５Ａ・・・挿通部
５Ｂ・・・円環部
５Ｃ・・・固定部
６・・・張力調整用ナット
７・・・固定用ナット
１０・・・法枠
１０Ａ・・・枠体
Ｇ・・・地山

Claims (2)

1. ロックボルト（１）を設置する工程と、
   ロックボルト（１）に連結部材係合治具（４）を取り付ける工程と、
   法枠（１０）の上面に連結部材結合部材（５）を固定する工程と、
   連結部材（２）を連結部材結合部材（５）に挿通して、法枠（１０）の上方に延在する工程と、
   連結部材（２）を地山（Ｇ）よりも上方の領域に位置する連結部材係合治具（４）に係合する工程と、
   地山（Ｇ）よりも上方の領域に位置し且つ連結部材（２）を張った状態にする部材（６）により、連結部材係合治具（４）をロックボルト（１）に対して移動して連結部材（２）が張った状態にする工程を有することを特徴とする法枠移動防止方法。
2. ロックボルト（１）と、
   法枠（１０）の上方に延在する連結部材（２）と、
   地山（Ｇ）よりも上方の領域でロックボルト（１）に取り付けられ且つ外縁部に連結部材（２）と係合するための連結部材係合治具（４）が配置されている張力調整治具（３）と、
   法枠（１０）の上面に固定される連結部材結合部材（５）と、
   地山（Ｇ）よりも上方の領域に位置し且つ張力調整治具（３）のロックボルト（１）に対する位置を変動して連結部材（２）が張った状態にする部材（６）を有していることを特徴とする法枠移動防止システム。
   

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