JP7429183B2

JP7429183B2 - ベアリングプレート固定具

Info

Publication number: JP7429183B2
Application number: JP2020207467A
Authority: JP
Inventors: 永康三河内; 幸人末松
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2024-02-07
Anticipated expiration: 2040-12-15
Also published as: JP2022094527A

Description

本発明はトンネル工事の支保工などに用いられて好適なベアリングプレート固定具に関する。

例えば、ＮＡＴＭ工法で掘削される山岳トンネルでは、図５（Ａ）に示すように、地山が掘削されることで形成された地山内面５０にコンクリートＣ１が吹き付けられる。
その後、トンネルの周方向および長手方向に間隔をおいた複数箇所において、硬化状態のコンクリートＣ１の上から地山内面５０に孔５２が削孔され、各孔５２にモルタルなどの定着材が注入される。
そして、各孔５２にロックボルト５４が挿入され、コンクリートＣ１の表面から突出するロックボルト５４の端部が、角型プレートや丸型プレートなどからなる鋼板製のベアリングプレート５６の取り付け孔５６０２に挿通され、このベアリングプレート５６をコンクリートＣ１の表面に当て付け、ロックボルト５４の端部の雄ねじにナット５８を螺合し、ナット５８を締結してベアリングプレート５６をコンクリートＣ１の表面に押し付けることで各ロックボルト５４の設置作業が終了し、岩盤の固定作業がなされている。
その後、図５（Ｂ）に示すように、必要に応じて地山の水がトンネル内に侵入しないようにコンクリートＣ１の表面に防水シートが敷設され、この防水シートに対向させてコンクリート打設型枠が配置され、防水シートとコンクリート打設型枠の型枠面との間にコンクリートＣ２が打設されて覆工コンクリートが行なわれる。

特開２０１９－１６７７７４号公報

従って従来では、ナット５８によりベアリングプレート５６をコンクリートＣ１の表面に押し付けるため、ロックボルト５４の端部にナット５８を螺合させるための雄ねじを形成しなければならず、トンネル断面が大きく、トンネルの長さが大きくなると、ロックボルト５４の本数は数千、数万本の単位となるため、ロックボルト５４の端部に雄ねじを形成する作業も大変な作業となり、コストダウンを図る観点から何らかの改善が望まれていた。
また、トンネル工事の支保工のうちロックボルト工では、ロックボルト５４の端部の雄ねじにナット５８を螺合し、ナット５８を回転させてベアリングプレート５６をコンクリートＣ１の表面に押し付ける作業は、作業員が足場に乗って行なうことから無理な姿勢となる場合が多く、手間取る作業となっている。
さらに、ナット５８を回転させる作業であるため時間が掛り、コンクリートＣ１が吹き付けられた岩盤付近に長時間いなければならないため、危険性を伴う作業となっている。
特に、トンネル断面が大きく、トンネルの長さが大きくなると、ロックボルト５４の本数は数千、数万本の単位となり、ナット５８の締結作業に多くの時間を要し、危険性も増大し、トンネル工事の施工期間を短縮化し、コストダウンを図る観点から何らかの改善が望まれていた。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ロックボルトの端部に雄ねじに形成する作業とナットの締結作業を省略し、簡単に確実にベアリングプレートをコンクリートの表面に押し付けることができ、危険性を減少する上で有利となり、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利で、トンネル工事の支保工などに用いられて好適なベアリングプレート固定具を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、トンネルの地山内面に吹付けられたコンクリートの表面の複数箇所に孔を削孔し、各孔に定着材を注入した後、各孔にロックボルトを挿入し、ベアリングプレートの取り付け孔に、前記コンクリートの表面から突出する前記ロックボルトの端部を挿通し、このベアリングプレートを前記コンクリートの表面に当て付けた状態で固定するベアリングプレート固定具であって、前記ベアリングプレート固定具は弾性材料で構成され、前記ロックボルトが挿通されるロックボルト挿通孔が貫通形成され、前記ベアリングプレート固定具は、前記ロックボルト挿通孔の軸心方向に沿った長さを有し、前記ベアリングプレート固定具の外周部に、前記ベアリングプレート固定具の長さ方向の一端の外径が前記取り付け孔の内径よりも小さく、前記長さ方向の他端に至るにつれ前記外径が次第に大きくなり前記取り付け孔の内径よりも大きな外径となるテーパ面を有するテーパ部が設けられ、前記テーパ部に、前記テーパ部の縮径を可能とする縮径変形許容部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記縮径変形許容部は、前記テーパ部の長さ方向の一端から前記長さ方向の他端寄りの箇所にわたって設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記縮径変形許容部は、最も外径が大きい前記テーパ部の一端から最も外径が小さい前記テーパ部の他端寄りの箇所にわたって設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記縮径変形許容部は、前記ロックボルト挿通孔の周囲を構成する前記ベアリングプレート固定具の外周部の一部を前記ロックボルト挿通孔の径方向に貫通するスリットで形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記縮径変形許容部は、前記ベアリングプレート固定具の外周部の周方向に間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記ロックボルト挿通孔の内周面に、前記テーパ部の縮径時に異形鉄筋の節部が入り込む凹部が前記ロックボルト挿通孔の軸心方向に間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ロックボルトの設置作業時、ベアリングプレート固定具のテーパ部の最も外径が小さい先部をベアリングプレートの取り付け孔に挿入し、ベアリングプレート固定具の端部をハンマーで叩くという簡単で短時間で済む作業で済むため、従来のロックボルトの端部の雄ねじに螺合し、ナットを回転していく手間取る作業に比べて短時間でベアリングプレートをコンクリートの表面に押し付ける作業を行なえ、ロックボルトの設置作業の効率化を図る上で有利となる。
また、ベアリングプレート固定具を用いることにより、ロックボルトの端部に雄ねじを形成する作業を省略できる。
また、ロックボルトの設置作業を短時間で行なうことができることから、コンクリートが吹き付けられた岩盤付近に短時間いれば足り、危険性を減少する上で有利となる。
また、短時間で地山を支保できるため、地山を早期に安定させる上で有利となる。
特に、本発明のベアリングプレート固定具を用いれば、トンネル断面が大きく、トンネルの長さが大きくなり、ロックボルトの本数が数千、数万本の単位となった場合、ロックボルトの設置作業に要する時間を大幅に短縮でき、トンネル工事の施工期間を短縮化し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、縮径変形許容部をテーパ部の長さ方向の一端から長さ方向の他端寄りの箇所にわたって設けると、テーパ部の縮径を円滑に確実に行なわせる上で有利となり、ロックボルトの設置作業の効率化を図る上で有利となる。
また、縮径変形許容部を、最も外径が大きい前記テーパ部の端部から最も外径が小さいテーパ部の端部寄りの箇所にわたって設けると、大きなストロークでテーパ部を縮径でき、テーパ部の縮径を円滑に確実に行なわせる上で有利となり、ロックボルトの設置作業の効率化を図る上で有利となる。
また、縮径変形許容部をスリットで構成すると、縮径変形許容部を簡単に確実に形成する上で有利となる。
また、縮径変形許容部を複数設けると、テーパ部の縮径を円滑に確実に行なわせる上で有利となり、ロックボルトの設置作業の効率化を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、テーパ部の縮径時、ロックボルトを構成する異形鉄筋の節部が凹部に入り込み、異形鉄筋が抜けようとしても節部が凹部を構成する側壁に当たってロックボルトの抜ける方向への移動が阻止され、ベアリングプレートがコンクリートの表面に押し付けられた状態を確実に保持する上で有利となる。

（Ａ）はベアリングプレート固定具の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ―Ｃ断面図である。はベアリング固定具の使用時の説明図で、（Ａ）はベアリング固定具のテーパ部の先部をベアリングプレートの取り付け孔に挿入し、ベアリングプレート固定具を取り付け孔に仮固定した状態の断面図、（Ｂ）はハンマーを用いてベアリングプレート固定具の筒部の端部を叩き、ベアリングプレート固定具を取り付け孔に固定した状態の断面図である。ベアリングプレート固定具を用いた支保工の説明図である。第２の実施の形態のベアリングプレート固定具の断面図である。従来工法の説明図で（Ａ）は支保工の説明図、（Ｂ）は覆工コンクリートの説明図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
従来の箇所、部材に同一の符号を付して説明すると、図３に示すように、ベアリングプレート固定具１０は、トンネルの地山内面５０に吹付けられたコンクリートＣ１の表面の複数箇所に孔５２を削孔し、各孔５２に定着材を注入した後、各孔５２にロックボルト５４を挿入し、ベアリングプレート５６の取り付け孔５６０２に、コンクリートＣ１の表面から突出するロックボルト５４の端部を挿通し、このベアリングプレート５６をコンクリートＣ１の表面に当て付けた状態で固定するものである。

ベアリングプレート固定具１０は、弾性材料で構成され、このような弾性材料として金属材料や合成樹脂材料など、従来公知の様々な材料が採用可能である。
図１に示すように、ベアリングプレート固定具１０は、ロックボルト挿通孔１２と、テーパ部１４と、縮径変形許容部１８とを備えている。
ロックボルト挿通孔１２は、ベアリングプレート固定具１０の中心部に貫通形成され、ロックボルト５４が挿通可能な内径で形成されている。
ベアリングプレート固定具１０は、ロックボルト挿通孔１２の軸心方向に沿った長さを有している。
なお、ロックボルト５４には異形鉄筋（ねじ節鉄筋を含む）や丸棒鉄筋など従来公知の様々な棒材が使用可能である。

テーパ部１４は、ベアリングプレート固定具１０の外周部の全域に設けられている。
テーパ部１４は、ベアリングプレート固定具１０の長さ方向の一端に位置する外周部の箇所の外径が、取り付け孔５６０２の内径よりも小さく、ベアリングプレート固定具１０の長手方向の他端に至るにつれ外径が次第に大きくなり取り付け孔５６０２の内径よりも大きな外径となるテーパ面１４０２で構成されている。

したがって、ベアリングプレート固定具１０の長さ方向の一端は、すなわちテーパ部１４の長さ方向の一端は、外径が最も小さい先部１００２となり、ベアリングプレート固定具１０の長さ方向の他端は、すなわちテーパ部１４の長さ方向の他端は、外径が最も大きい基部１００４となる。

縮径変形許容部１８は、ロックボルト挿通孔１２の径方向におけるテーパ部１４の縮径を可能とするものである。
本実施の形態では、縮径変形許容部１８は、ロックボルト挿通孔１２の周囲を構成するベアリングプレート固定具１０の外周部の一部をロックボルト挿通孔１２の径方向に貫通するスリット１８０２で形成されている。
また、本実施の形態では、スリット１８０２は、テーパ部１４の基部１００４からテーパ部１４の先部１００２寄りの箇所にわたって設けられ、ベアリングプレート固定具１０の外周部の周方向に間隔をおいて複数設けられている。

次に、本実施の形態のベアリングプレート固定具１０を用いたトンネル工事について説明する。
図３に示すように、従来と同様に、トンネルの地山内面に吹付けられたコンクリートＣ１の表面の複数の孔５２に定着材を注入した後、各孔５２にロックボルト５４を挿入し、ベアリングプレート５６の取り付け孔５６０２に、コンクリートＣ１の表面から突出するロックボルト５４の端部を挿通し、ベアリングプレート５６をコンクリートＣ１の表面に位置させる。
次に、図２（Ａ）に示すように、先部１００２をベアリングプレート５６に向けた姿勢でベアリングプレート固定具１０をベアリングプレート５６に近づけ、取り付け孔５６０２から突出するロックボルト５４の端部をベアリングプレート固定具１０のロックボルト挿通孔１２に挿入する。
そして、ベアリングプレート固定具１０をベアリングプレート５６に近づけていくことにより取り付け孔５６０２にテーパ部１４の先部１００２が挿入されたならば、ベアリングプレート固定具１０を取り付け孔５６０２に押し付け、ベアリングプレート固定具１０を取り付け孔５６０２に仮固定する。

次に、ハンマーを用いてベアリングプレート固定具１０の基部１００４を叩き、図２（Ｂ）に示すように、ベアリングプレート固定具１０を取り付け孔５６０２に固定する。
すなわち、ハンマーを用いてベアリングプレート固定具１０の基部１００４を叩くことで、テーパ部１４は取り付け孔５６０２の内周面により縮径されつつ取り付け孔５６０２の奥部に侵入し、テーパ部１４が縮径されることで、テーパ部１４の内周面によりロックボルト５４の端部が挟持され、ベアリングプレート固定具１０はロックボルト５４の長手方向に移動不能に固定される。
これによりベアリングプレート５６はベアリングプレート固定具１０とコンクリートＣ１の表面とで挟持され、同時に、ベアリングプレート５６はコンクリートＣ１の表面に押し付けられた状態で固定されることになる。
以後、ベアリングプレート５６がコンクリートＣ１の表面から離れようとしても、テーパ部１４を介してテーパ部１４を縮径しロックボルト５４の端部が挟持することになるため、ベアリングプレート５６のコンクリートＣ１の表面に押し付けられた状態は保持される。

したがって、本実施の形態のベアリングプレート固定具１０を用いれば、ロックボルト５４の設置作業時、ベアリングプレート固定具１０のテーパ部１４の先部１００２をベアリングプレート５６の取り付け孔５６０２に挿入し、ベアリングプレート固定具１０の基部１００４をハンマーで叩くという簡単で短時間で済む作業で済むため、従来のロックボルト５４の端部１４０２の雄ねじにナット５８を螺合し、ナット５８を回転していく手間取る作業に比べて短時間でベアリングプレート５６をコンクリートＣ１の表面に押し付ける作業を行なえ、ロックボルト５４の設置作業の効率化を図る上で有利となる。
また、ロックボルト５４の設置作業を短時間で行なうことができることから、コンクリートＣ１が吹き付けられた岩盤付近に短時間いれば足り、危険性を減少する上で有利となる。
また、短時間で地山を支保できるため、地山を早期に安定させる上で有利となる。
特に、本実施の形態のベアリングプレート固定具１０を用いれば、トンネル断面が大きく、トンネルの長さが大きくなり、ロックボルト５４の本数が数千、数万本の単位となった場合でも、ロックボルト５４の設置作業に要する時間を大幅に短縮でき、トンネル工事の施工期間を短縮化し、コストダウンを図る上で有利となる。

また、縮径変形許容部１８がテーパ部１４の長さ方向の一端から長さ方向の他端よりの箇所にわたって設けられているので、テーパ部１４の縮径を円滑に確実に行なわせる上で有利となり、ロックボルト５４の設置作業の効率化を図る上で有利となる。
また、縮径変形許容部１８が、外径が最も大きいテーパ部１８の基部１００４から外径が最も小さいテーパ部１８の先部１００２寄りの箇所にわたって設けられているので、大きなストロークでテーパ部１８を縮径でき、テーパ部１４の縮径を円滑に確実に行なわせる上で有利となり、ロックボルト５４の設置作業の効率化を図る上で有利となる。

次に、図４を参照して第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、ロックボルト５４として異形鉄筋（ねじ節鉄筋を含む）を用いることを想定しており、第２の実施の形態のベアリング固定具１０は、第１の実施の形態のロックボルト挿通孔１２の内周面に、ベアリング固定具１０（テーパ部１４）の縮径時に異形鉄筋の節部が入り込む凹部１２０２を、ロックボルト挿通孔１２の軸心方向に間隔をおいて複数設けたものである。
凹部１２０２は、内周面の同一円周上において、内周面の周方向に所定長さ延在させ、内周面の周方向に間隔をおいて複数設けてもよく、あるいは、内周面の全周にわたって延在させるなど任意である。
このような凹部１２０２を設けると、テーパ部１４の縮径時、ロックボルト５４を構成する異形鉄筋の節部が凹部１２０２に入り込み、異形鉄筋が抜けようとしても節部が凹部１２０２を構成する側壁に当たってロックボルト５４の抜ける方向への移動が阻止されるため、ベアリングプレート５６がコンクリートＣ１の表面に押し付けられた状態を確実に保持する上で有利となる。

なお、縮径変形許容部１８は、テーパ部１４の肉厚を薄くするなど従来公知の様々な構造を採用してもよいが、縮径変形許容部１８を本実施の形態のようにスリット１８０２で構成すると、縮径変形許容部１８を簡単に確実に形成する上で有利となる。
また、本実施の形態のように、縮径変形許容部１８を、テーパ部１４の外周部の周方向に間隔をおいて複数設けると、テーパ部１４の縮径を円滑に確実に行なわせる上で有利となり、ロックボルト５４の設置作業の効率化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、ベアリングプレート固定具１０がトンネル工事に用いられる場合について説明したが、ベアリングプレート固定具１０の用途はトンネル工事に限定されず、従来公知の様々な用途に適用される。

１０ベアリングプレート固定具
１００２先部
１００４基部
１２ロックボルト挿通孔
１２０２凹部
１４テーパ部
１４０２テーパ面
１８縮径変形許容部
１８０２スリット
５０地山内面
５２孔
５４ロックボルト
５６ベアリングプレート
５６０２取り付け孔

Claims

トンネルの地山内面に吹付けられたコンクリートの表面の複数箇所に孔を削孔し、各孔に定着材を注入した後、各孔にロックボルトを挿入し、ベアリングプレートの取り付け孔に、前記コンクリートの表面から突出する前記ロックボルトの端部を挿通し、このベアリングプレートを前記コンクリートの表面に当て付けた状態で固定するベアリングプレート固定具であって、
前記ベアリングプレート固定具は弾性材料で構成され、前記ロックボルトが挿通されるロックボルト挿通孔が貫通形成され、
前記ベアリングプレート固定具は、前記ロックボルト挿通孔の軸心方向に沿った長さを有し、
前記ベアリングプレート固定具の外周部に、前記ベアリングプレート固定具の長さ方向の一端の外径が前記取り付け孔の内径よりも小さく、前記長さ方向の他端に至るにつれ前記外径が次第に大きくなり前記取り付け孔の内径よりも大きな外径となるテーパ面を有するテーパ部が設けられ、
前記テーパ部に、前記テーパ部の縮径を可能とする縮径変形許容部が設けられ、
前記ロックボルト挿通孔の内周面に、前記テーパ部の縮径時に異形鉄筋の節部が入り込む凹部が前記ロックボルト挿通孔の軸心方向に間隔をおいて複数設けられている、
ことを特徴とするベアリングプレート固定具。
前記縮径変形許容部は、前記テーパ部の長さ方向の一端から前記長さ方向の他端寄りの箇所にわたって設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載のベアリングプレート固定具。
前記縮径変形許容部は、最も外径が大きい前記テーパ部の一端から最も外径が小さい前記テーパ部の他端寄りの箇所にわたって設けられている、
ことを特徴とする請求項２記載のベアリングプレート固定具。
前記縮径変形許容部は、前記ロックボルト挿通孔の周囲を構成する前記ベアリングプレート固定具の外周部の一部を前記ロックボルト挿通孔の径方向に貫通するスリットで形成されている、
ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項記載のベアリングプレート固定具。
前記縮径変形許容部は、前記ベアリングプレート固定具の外周部の周方向に間隔をおいて複数設けられている、
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項記載のベアリングプレート固定具。