特開 2022-180263 ロックボルト構造体及び地山補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180263

(43)【公開日】2022-12-06

(54)【発明の名称】ロックボルト構造体及び地山補強構造

(51)【国際特許分類】

   E21D 20/00 20060101AFI20221129BHJP

【ＦＩ】

E21D20/00 M

E21D20/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087280

(22)【出願日】2021-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000129758

【氏名又は名称】株式会社ケー・エフ・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100109243

【弁理士】

【氏名又は名称】元井 成幸

(72)【発明者】

【氏名】橋本 泰男

(72)【発明者】

【氏名】田中 祐介

(72)【発明者】

【氏名】井本 厚

(57)【要約】

【課題】亀裂の多い地山でも長尺に亘ってロックボルト構造体を確実に地山に定着させることができる。
【解決手段】前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルト２と、内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられている定着材定着用の中空ロックボルト３と、軸方向に連通し、前部に螺着部が形成されているジョイントスリーブ４とを備え、ジョイントスリーブ４の螺着部と鋼管膨張型ロックボルト２の被螺着部とが螺着されると共に、中空ロックボルト３の前部とジョイントスリーブ４の後部とが固定され、螺着部と被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材４２がジョイントスリーブ４に設置されているロックボルト構造体。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトと、
内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられている定着材定着用の中空ロックボルトと、
軸方向に連通し、前部に螺着部が形成されているジョイントスリーブとを備え、
前記ジョイントスリーブの前記螺着部と前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部とが螺着されると共に、前記中空ロックボルトの前部と前記ジョイントスリーブの後部とが固定され、
前記螺着部と前記被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材が前記ジョイントスリーブに設置されていることを特徴とするロックボルト構造体。

【請求項2】

前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部が雄ねじ部、前記ジョイントスリーブの前記螺着部が雌ねじ部であり、
前記雌ねじ部の根元に前記雄ねじ部の後端部で押圧される前記環状シール材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のロックボルト構造体。

【請求項3】

前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部が雌ねじ部、前記ジョイントスリーブの前記螺着部が雄ねじ部であり、
前記雄ねじ部の根元に前記雌ねじ部の後端部で押圧される前記環状シール材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のロックボルト構造体。

【請求項4】

前記ジョイントスリーブの前記螺着部の後側に注水管の前部が着脱自在に接続可能な接続部が内設され、
地山の穿孔の孔壁と前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面との間に定着材を注入可能な吐出孔が、前記ジョイントスリーブの前記接続部よりも後側の周壁、若しくは前記中空ロックボルトの周壁に形成されていることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のロックボルト構造体。

【請求項5】

前記中空ロックボルトの前部と前記ジョイントスリーブの後部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する別の環状シール材が前記ジョイントスリーブに取り付けられていることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のロックボルト構造体。

【請求項6】

螺着される全ての螺着機構が左ねじ機構であることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のロックボルト構造体。

【請求項7】

前記中空ロックボルトがロープねじであることを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のロックボルト構造体。

【請求項8】

請求項１～７の何れかに記載のロックボルト構造体を備える地山補強構造であって、
地山の穿孔の奥側から順に前記鋼管膨張型ロックボルト、前記ジョイントスリーブ、前記中空ロックボルトが配置され、
前記鋼管膨張型ロックボルトが膨張状態で前記穿孔の孔壁に摩擦定着され、
前記穿孔の孔壁と、前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面との間に、定着材が充填されて固化されていることを特徴とする地山補強構造。

【請求項9】

前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトと、内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられている定着材定着用の中空ロックボルトとを連結するジョイントスリーブであって、
軸方向に連通し、前部に形成された螺着部が前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部に螺着可能であり、
後部に前記中空ロックボルトの前部が固定可能であり、
前記螺着部と前記被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材が設置されていることを特徴とするジョイントスリーブ。

【請求項10】

前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトに螺着される注水構造体であって、
定着材定着用の中空ロックボルトと、
前記中空ロックボルトの内部に軸方向に沿って挿入される注水管と、
軸方向に連通し、前部に前記被螺着部と螺着される螺着部が形成され、後部に前記中空ロックボルトの前部が固定されているジョイントスリーブとを備え、
前記ジョイントスリーブの前記螺着部の後側に内設された接続部に前記注水管の前部が着脱自在に接続され、
地山の穿孔の孔壁と前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面との間に定着材を注入可能な吐出孔が、前記ジョイントスリーブの前記接続部よりも後側の周壁、若しくは前記中空ロックボルトの周壁に形成されていると共に、
前記螺着部と前記被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材が前記ジョイントスリーブに設置されていることを特徴とする注水構造体。

【請求項11】

前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトを非膨張状態で地山の穿孔に挿入する第１工程と、
軸方向に連通し、前部に螺着部が形成され、内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられている定着材定着用の中空ロックボルトの前部が後部に固定されているジョイントスリーブを用い、前記ジョイントスリーブの前記螺着部を前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部に螺着し、前記ジョイントスリーブに設置されている環状シール材を螺入方向に押圧して前記環状シール材で外部と液密に封止すると共に、前記鋼管膨張型ロックボルトを前記穿孔の孔奥に移動する第２工程と、
前記注水導入空間と前記注水口を用いて前記鋼管膨張型ロックボルトの内部に加圧注水し、前記鋼管膨張型ロックボルトを膨張させて前記穿孔の孔壁に摩擦定着する第３工程と、
前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面と前記穿孔の孔壁との間に定着材を注入して充填し、前記定着材を固化させる第４工程を備えることを特徴とするロックボルト構造体の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、穿孔内に注入される定着材で中空ロックボルトが定着されるロックボルト構造体及びこのロックボルト構造体を備える地山補強構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、穿孔内に注入される定着材で中空ロックボルトが定着される地山補強構造が知られている。例えば特許文献１には、先端に削孔ビットを取り付けた中空ロックボルトを回転させて地山に穿孔すると共に、中空ロックボルトを継ぎ足して所定深さまで穿孔し、穿孔終了後に穿孔内の中空ロックボルトの中空部を介して中空ロックボルトと穿孔壁面との間にグラウトを注入し、グラウトを固化して中空ロックボルトを固着する構造が開示されている（特許文献１の段落［０００２］、［００１８］参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－９７２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、中空ロックボルトを継ぎ足して地山の深層まで長尺に打設し、定着材を注入して定着を行う場合、地山の深層まで定着材を注入するために流動性の高い定着材を用いる必要がある。しかしながら、亀裂の多い地山の場合には、その流動性の高さによって亀裂に定着材が流れ出ていってしまい、定着材が固化する前に逸走して中空ロックボルトと穿孔壁面との間から定着材が無くなってしまうという問題を生ずる。他方で、固練りモルタルのような流動性の低い定着材を用いると、穿孔奥まで定着材を注入することができなくなり、深層に位置する中空ロックボルトの地山への定着が難しくなるという別の問題を生ずる。

【0005】

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、亀裂の多い地山でも長尺に亘って確実に地山に定着させることができるロックボルト構造体及びこのロックボルト構造体を備える地山補強構造を提供することを目的とする。なお、以下、本発明の説明をする便宜上、ロックボルトが穿孔に設置されたときにその穿孔の奥側に配置される側を「前」「先」として、「前端」「前部」「先端」等の呼称を、穿孔の口元側に配置される側を「後」として「後部」「後端」「後側」等の呼称を用いて、表現することがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のロックボルト構造体は、前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトと、内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられている定着材定着用の中空ロックボルトと、軸方向に連通し、前部に螺着部が形成されているジョイントスリーブとを備え、前記ジョイントスリーブの前記螺着部と前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部とが螺着されると共に、前記中空ロックボルトの前部と前記ジョイントスリーブの後部とが固定され、前記螺着部と前記被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材が前記ジョイントスリーブに設置されていることを特徴とする。
これによれば、地山の深層まで長尺にロックボルト構造体を打設して定着する場合、穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができ、流動性の高い定着材を用いて地山の深層、穿孔の奥側まで注入する必要が無くなる。即ち、亀裂の多い地山に長尺に亘ってロックボルト構造体を定着させる場合にも、流動性の高い定着材が固化する前に亀裂から逸走して無くなってしまうような問題を生ずることが無く、摩擦定着と定着材の定着の双方により、長尺に亘ってロックボルト構造体を確実に地山に定着させることができる。また、地山の穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができることから、固練りモルタルのような流動性の低い定着材を用いることも可能であり、使用可能な定着材の多様性を高めることができる。また、中空ロックボルトの注水導入空間と鋼管膨張型ロックボルトの注水口を用いて鋼管膨張型ロックボルトの内部に加圧注水を行って膨張状態にする際に、ジョイントスリーブの環状シール材の液密封止により、ジョイントスリーブの螺着部と鋼管膨張型ロックボルトの被螺着部との間の隙間から注水された水が漏れることを確実に防止することができ、鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水、鋼管膨張型ロックボルトの膨張変形の確実性を高めることができる。

【0007】

本発明のロックボルト構造体は、前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部が雄ねじ部、前記ジョイントスリーブの前記螺着部が雌ねじ部であり、前記雌ねじ部の根元に前記雄ねじ部の後端部で押圧される前記環状シール材が設けられていることを特徴とする。
これによれば、鋼管膨張型ロックボルトとジョイントスリーブを高い強度と安定性でねじ結合することができる。また、ジョイントスリーブの雌ねじ部の根元の環状シール材を鋼管膨張型ロックボルトの雄ねじ部の後端部で押圧し、環状シール材の液密封止を確実に行うことができる。また、ジョイントスリーブの雌ねじ部の根元に環状シール材を配置させた状態で輸送、現場搬入される為、環状シール材の破損が防止される。

【0008】

本発明のロックボルト構造体は、前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部が雌ねじ部、前記ジョイントスリーブの前記螺着部が雄ねじ部であり、前記雄ねじ部の根元に前記雌ねじ部の後端部で押圧される前記環状シール材が設けられていることを特徴とする。
これによれば、鋼管膨張型ロックボルトとジョイントスリーブを高い強度と安定性でねじ結合することができる。また、ジョイントスリーブの雄ねじ部の根元の環状シール材を鋼管膨張型ロックボルトの雌ねじ部の後端部で押圧し、環状シール材の液密封止を確実に行うことができる。また、ジョイントスリーブの雄ねじ部の根元に環状シール材を配置させておく構成によって、鋼管膨張型ロックボルトと中空ロックボルトとの接続作業時に、環状シール材の脱落やズレを目視確認することが出来、施工の確実性を高めることが出来る。

【0009】

本発明のロックボルト構造体は、前記ジョイントスリーブの前記螺着部の後側に注水管の前部が着脱自在に接続可能な接続部が内設され、地山の穿孔の孔壁と前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面との間に定着材を注入可能な吐出孔が、前記ジョイントスリーブの前記接続部よりも後側の周壁、若しくは前記中空ロックボルトの周壁に形成されていることを特徴とする。
これによれば、ジョイントスリーブの螺着部の後側まで注水管を導入して接続することが可能となり、注水管による鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水、鋼管膨張型ロックボルトの膨張変形の確実性をより一層高めることができる。また、地山の穿孔の孔壁と外表面との間に定着材を注入可能な吐出孔をジョイントスリーブ若しくは穿孔の口元側に配置される中空ロックボルトに形成することにより、穿孔の奥側への定着材の逸走を抑制することができる。また、ジョイントスリーブの周壁に定着材を注入可能な吐出孔を形成する場合には、鋼管膨張型ロックボルトのすぐ後まで定着材をより確実に充填することが可能となる。

【0010】

本発明のロックボルト構造体は、前記中空ロックボルトの前部と前記ジョイントスリーブの後部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する別の環状シール材が前記ジョイントスリーブに取り付けられていることを特徴とする。
これによれば、鋼管膨張型ロックボルトとジョイントスリーブとの間の隙間を環状シール材で液密に封止し、中空ロックボルトとジョイントスリーブとの間の隙間を別の環状シール材で液密に封止することが可能となり、中空ロックボルトの注水導入空間自体を鋼管膨張型ロックボルトの内部に加圧注水を行う注水路として使用することができる。また、注水管を用いずに加圧注水を行うことが可能になることから、注水管の挿入及び撤去作業を無くし、施工工程を効率化することができる。

【0011】

本発明のロックボルト構造体は、螺着される全ての螺着機構が左ねじ機構であることを特徴とする。
これによれば、穿孔口元の外に出ている中空ロックボルトを左ねじの締付方向に回転するだけで、環状シール材等の液密封止を確実に行うことができる。即ち、中空ロックボルトの元が削孔ロッドである場合、削孔機械は左回転が正転のため左ねじの中空ロックボルトとなるが、これに合わせるように全ての螺着機構を左ねじ機構とすれば、中空ロックボルトを左ねじの締付方向に回転することによって鋼管膨張型ロックボルトとジョイントスリーブの螺着を緩ませることなく一層締め付けて環状シール材等が螺入方向に押圧されるので、高い液密性の封止状態を簡単に得ることができる。

【0012】

本発明のロックボルト構造体は、前記中空ロックボルトがロープねじであることを特徴とする。
これによれば、穿孔内に中空ロックボルトをスムーズに挿入することができると共に、中空ロックボルトへの定着材の付着性を高めることができ、中空ロックボルトやロックボルト構造体の定着材による穿孔孔壁への定着力を高めることができる。

【0013】

本発明の地山補強構造は、本発明のロックボルト構造体を備える地山補強構造であって、地山の穿孔の奥側から順に前記鋼管膨張型ロックボルト、前記ジョイントスリーブ、前記中空ロックボルトが配置され、前記鋼管膨張型ロックボルトが膨張状態で前記穿孔の孔壁に摩擦定着され、前記穿孔の孔壁と、前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面との間に、定着材が充填されて固化されていることを特徴とする。
これによれば、穿孔の奥側における膨張状態の鋼管膨張型ロックボルトの摩擦定着と、穿孔の口元側における穿孔の孔壁と中空ロックボルトの外表面及びジョイントスリーブの外表面との間における定着材の定着の双方により、長尺に亘ってロックボルト構造体を確実に地山に定着させ、地山を補強することができる。

【0014】

本発明のジョイントスリーブは、前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトと、内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられている定着材定着用の中空ロックボルトとを連結するジョイントスリーブであって、軸方向に連通し、前部に形成された螺着部が前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部に螺着可能であり、後部に前記中空ロックボルトの前部が固定可能であり、前記螺着部と前記被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材が設置されていることを特徴とする。
これによれば、鋼管膨張型ロックボルトと中空ロックボルトとジョイントスリーブで構成されるロックボルト構造体を地山の深層まで長尺に打設して定着する場合、ジョイントスリーブによる連結で穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができ、流動性の高い定着材を用いて地山の深層、穿孔の奥側まで注入する必要が無くなる。即ち、亀裂の多い地山に長尺に亘ってロックボルト構造体を定着させる場合にも、流動性の高い定着材が固化する前に亀裂から逸走して無くなってしまうような問題を生ずることが無く、摩擦定着と定着材の定着の双方により、長尺に亘ってロックボルト構造体を確実に地山に定着させることができる。また、地山の穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができることから、固練りモルタルのような流動性の低い定着材を用いることも可能であり、使用可能な定着材の多様性を高めることができる。また、中空ロックボルトの注水導入空間と鋼管膨張型ロックボルトの注水口を用いて鋼管膨張型ロックボルトの内部に加圧注水を行って膨張状態にする際に、ジョイントスリーブの環状シール材の液密封止により、ジョイントスリーブの螺着部と鋼管膨張型ロックボルトの被螺着部との間の隙間から注水された水が漏れることを確実に防止することができ、鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水、鋼管膨張型ロックボルトの膨張変形の確実性を高めることができる。

【0015】

本発明の注水構造体は、前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトに螺着される注水構造体であって、定着材定着用の中空ロックボルトと、前記中空ロックボルトの内部に軸方向に沿って挿入される注水管と、軸方向に連通し、前部に前記被螺着部と螺着される螺着部が形成され、後部に前記中空ロックボルトの前部が固定されているジョイントスリーブとを備え、前記ジョイントスリーブの前記螺着部の後側に内設された接続部に前記注水管の前部が着脱自在に接続され、地山の穿孔の孔壁と前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面との間に定着材を注入可能な吐出孔が、前記ジョイントスリーブの前記接続部よりも後側の周壁、若しくは前記中空ロックボルトの周壁に形成されていると共に、前記螺着部と前記被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材が前記ジョイントスリーブに設置されていることを特徴とする。
これによれば、鋼管膨張型ロックボルトと中空ロックボルトとジョイントスリーブで構成されるロックボルト構造体を地山の深層まで長尺に打設して定着する場合、ジョイントスリーブによる連結で穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができ、流動性の高い定着材を用いて地山の深層、穿孔の奥側まで注入する必要が無くなる。即ち、亀裂の多い地山に長尺に亘ってロックボルト構造体を定着させる場合にも、流動性の高い定着材が固化する前に亀裂から逸走して無くなってしまうような問題を生ずることが無く、摩擦定着と定着材の定着の双方により、長尺に亘ってロックボルト構造体を確実に地山に定着させることができる。また、地山の穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができることから、固練りモルタルのような流動性の低い定着材を用いることも可能であり、使用可能な定着材の多様性を高めることができる。また、中空ロックボルトの注水導入空間と鋼管膨張型ロックボルトの注水口を用いて鋼管膨張型ロックボルトの内部に加圧注水を行って膨張状態にする際に、ジョイントスリーブの環状シール材の液密封止により、ジョイントスリーブの螺着部と鋼管膨張型ロックボルトの被螺着部との間の隙間から注水された水が漏れることを確実に防止することができ、鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水、鋼管膨張型ロックボルトの膨張変形の確実性を高めることができる。また、地山の穿孔の孔壁と外表面との間に定着材を注入可能な吐出孔をジョイントスリーブ若しくは穿孔の口元側に配置される中空ロックボルトに形成することにより、穿孔の奥側への定着材の逸走を抑制することができる。また、ジョイントスリーブに注水管の前部が接続された状態の注水構造体を用いることにより、鋼管膨張型ロックボルトを膨張させる際の加圧注水作業を容易化することができる。

【0016】

本発明のロックボルト構造体の施工方法は、前端が閉塞され、後端に注水口を有する被螺着部が設けられている鋼管膨張型ロックボルトを非膨張状態で地山の穿孔に挿入する第１工程と、軸方向に連通し、前部に螺着部が形成され、内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられている定着材定着用の中空ロックボルトの前部が後部に固定されているジョイントスリーブを用い、前記ジョイントスリーブの前記螺着部を前記鋼管膨張型ロックボルトの前記被螺着部に螺着し、前記ジョイントスリーブに設置されている環状シール材を螺入方向に押圧して前記環状シール材で外部と液密に封止すると共に、前記鋼管膨張型ロックボルトを前記穿孔の孔奥に移動する第２工程と、前記注水導入空間と前記注水口を用いて前記鋼管膨張型ロックボルトの内部に加圧注水し、前記鋼管膨張型ロックボルトを膨張させて前記穿孔の孔壁に摩擦定着する第３工程と、前記中空ロックボルトの外表面及び前記ジョイントスリーブの外表面と前記穿孔の孔壁との間に定着材を注入して充填し、前記定着材を固化させる第４工程を備えることを特徴とする。
これによれば、鋼管膨張型ロックボルトと中空ロックボルトとジョイントスリーブで構成されるロックボルト構造体を地山の深層まで長尺に打設して定着する場合、ジョイントスリーブによる連結で穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができ、流動性の高い定着材を用いて地山の深層、穿孔の奥側まで注入する必要が無くなる。即ち、亀裂の多い地山に長尺に亘ってロックボルト構造体を定着させる場合にも、流動性の高い定着材が固化する前に亀裂から逸走して無くなってしまうような問題を生ずることが無く、摩擦定着と定着材の定着の双方により、長尺に亘ってロックボルト構造体を確実に地山に定着させることができる。また、地山の穿孔の奥側では鋼管膨張型ロックボルトの膨張状態の摩擦定着で定着させることができることから、固練りモルタルのような流動性の低い定着材を用いることも可能であり、使用可能な定着材の多様性を高めることができる。また、中空ロックボルトの注水導入空間と鋼管膨張型ロックボルトの注水口を用いて鋼管膨張型ロックボルトの内部に加圧注水を行って膨張状態にする際に、ジョイントスリーブの環状シール材の液密封止により、ジョイントスリーブの螺着部と鋼管膨張型ロックボルトの被螺着部との間の隙間から注水された水が漏れることを確実に防止することができ、鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水、鋼管膨張型ロックボルトの膨張変形の確実性を高めることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ロックボルト構造体を亀裂の多い地山でも長尺に亘って確実に地山に定着させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明による第１実施形態のロックボルト構造体と注水管の分解斜視図。

【図2】第１実施形態のロックボルト構造体と接続される注水管を示す部分縦断面図。

【図3】第１実施形態のロックボルト構造体におけるジョイントスリーブの断面斜視図。

【図4】（ａ）は第１実施形態のロックボルト構造体に注水管が接続された状態の正面図、（ｂ）はその縦断面図。

【図5】（ａ）は第１実施形態のロックボルト構造体の膨張状態の正面図、（ｂ）はその縦断面図。

【図6】（ａ）は第１実施形態におけるジョイントスリーブに中空ロックボルトと注水管が接続された注水構造体と鋼管膨張型ロックボルトの螺着を説明する断面説明図、（ｂ）は同図（ａ）の注水構造体から鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水を説明する断面説明図、（ｃ）は注水管が抜き去られて膨張状態となっている第１実施形態のロックボルト構造体の断面説明図。

【図7】（ａ）～（ｄ）は第１実施形態のロックボルト構造体の施工工程を説明する工程説明図。

【図8】第１実施形態のロックボルト構造体が打設されたトンネルの横断説明図。

【図9】本発明による第２実施形態のロックボルト構造体と注水管の分解斜視図。

【図10】第２実施形態のロックボルト構造体におけるジョイントスリーブの断面斜視図。

【図11】（ａ）は第２実施形態におけるジョイントスリーブに中空ロックボルトと注水管が接続された注水構造体と鋼管膨張型ロックボルトの螺着を説明する断面説明図、（ｂ）は同図（ａ）の注水構造体から鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水を説明する断面説明図、（ｃ）は注水管が抜き去られて膨張状態となっている第２実施形態のロックボルト構造体の断面説明図。

【図12】本発明による第３実施形態のロックボルト構造体と注水管の分解斜視図。

【図13】第３実施形態のロックボルト構造体におけるジョイントスリーブの断面斜視図。

【図14】（ａ）は第３実施形態における中空ロックボルトが接続されたジョイントスリーブと鋼管膨張型ロックボルトの螺着を説明する断面説明図、（ｂ）は第３実施形態における鋼管膨張型ロックボルトの内部への加圧注水を説明する断面説明図、（ｃ）は膨張状態の第３実施形態のロックボルト構造体の断面説明図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

〔第１実施形態のロックボルト構造体〕
本発明による第１実施形態のロックボルト構造体１は、図１～図６に示すように、内部への加圧注水によって膨張する鋼管膨張型ロックボルト２と、定着材定着用の中空ロックボルト３と、鋼管膨張型ロックボルト２と中空ロックボルト３を連結するジョイントスリーブ４とから構成される。

【0020】

鋼管膨張型ロックボルト２は、素材鋼管を全長にわたって外側から押し潰して丸めることによって形成された基体２１が断面視略Ｃ字状に折り畳まれた非膨張状態から内部への加圧注水によって略円筒状の膨張状態になるものであり（図５参照）、基体２１の前端部と後端部には、それぞれ基体２１の膨らみを規制する前端スリーブ２２と後端スリーブ２３が外周に嵌め込まれて固定されている。

【0021】

前端スリーブ２２の前端付近の内周側には鋼管膨張型ロックボルト２の前端を閉塞する溶接部２４が設けられている。溶接部２４は、鋼管膨張型ロックボルト２の基体２１の内部の空間を閉塞し、且つ基体２１と前端スリーブ２２を固定するように、前端スリーブ２２の内周で肉盛り溶接されている。なお、図示例においては鋼管膨張型ロックボルト２の基体２１の内部の空間を閉塞するために溶接を用いたが、溶接部２４に換えて加圧注水に耐え得るキャップで閉塞しておいても構わない。この場合、キャップは、鋼管膨張型ロックボルト２を加圧注水で膨張状態にした後に、更に水圧を増した加圧注水を行うことで解放される強度で固定されたキャップとしても良好であり、これにより、鋼管膨張型ロックボルト２の膨張後における水圧を増した加圧注水でキャップを解放し、地山１００の穿孔１０１が横向きなど上向きや斜め上向きでない場合にも穿孔１０１の方向に拘わらずに、鋼管膨張型ロックボルト２の内部の水抜きが可能となる。

【0022】

後端スリーブ２３の後側には被螺着部に相当する中空の雄ねじ部２５が配置されて後端スリーブ２３に固定されており、鋼管膨張型ロックボルト２の後端に雄ねじ部２５が設けられる構成となっている。被螺着部の注水口に相当する雄ねじ部２５の中空部２５１は、鋼管膨張型ロックボルト２の基体２１の内部と連通し、中空部２５１を介して鋼管膨張型ロックボルト２の基体２１の内部に加圧注水することが可能となっている。また、雄ねじ部２５は締付方向が左回りの左ねじ機構を構成するようになっている。

【0023】

定着材１０で定着される中空ロックボルト３は、周壁３１にロープ雄ねじ部３２が形成されたロープねじ式の中空ロックボルト３であり、ロープ雄ねじ部３２は締付方向が左回りの左ねじ機構を構成するようになっている。中空ロックボルト３には、内部に軸方向に沿って注水導入空間に相当する中空部３３が設けられており、第１実施形態における中空部３３で構成される注水導入空間には、中空ロックボルトの軸方向に沿って注水管５が挿入可能になっている。尚、中空ロックボルト３の周壁３１には、必要に応じて、地山１００の穿孔１０１の孔壁１０２と、中空ロックボルト３の外表面やジョイントスリーブ４の外表面との間に、定着材１０を注入可能な吐出孔を形成しても良好である。

【0024】

ジョイントスリーブ４は、軸方向に連通して構成される略筒状であり、前部には螺着部に相当する雌ねじ部４１が形成されている。雌ねじ部４１は鋼管膨張型ロックボルト２の後端の被螺着部に相当する雄ねじ部２５に螺合可能になっており、左ねじ機構を構成している。また、ジョイントスリーブ４には、ジョイントスリーブ４の螺着部と鋼管膨張型ロックボルト２の被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材４２が設置されており、第１実施形態では、ジョイントスリーブ４の雌ねじ部４１の根元に、螺入された鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５の後端部で押圧される環状シール材４２が内装されて設けられている。環状シール材４２には、螺入される鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５の後端面が押圧されるように当接し、この当接による液密封止で加圧注水時に雄ねじ部２５と雌ねじ部４１との螺合部分から外部に漏水することが防止される。

【0025】

ジョイントスリーブ４の後部には、中空ロックボルト３のロープ雄ねじ部３２と螺合可能なロープ雌ねじ部４３が形成されており、ロープ雌ねじ部４３は左ねじ機構を構成している。本例では、中空ロックボルト３の前部或いは前端部のロープ雄ねじ部３２がジョイントスリーブ４の後部のロープ雌ねじ部４３に螺着されることで、中空ロックボルト３の前部或いは前端部がジョイントスリーブ４の後部に固定される。

【0026】

ジョイントスリーブ４の螺着部に相当する雌ねじ部４１の後側には、注水管５の前部が着脱自在に接続可能な接続部が内設されており、第１実施形態では、ロープ雌ねじ部４３よりも小径の接続部に相当する雌ねじ部４４が形成され、雌ねじ部４４は環状シール材４２のすぐ後ろに位置して設けられている。そして、第１実施形態で用いられる注水管５の前部或いは前端部には雄ねじ部５１が形成されており、中空ロックボルト３の中空部３３に挿入された注水管５の雄ねじ５１部が雌ねじ部４４に螺着可能になっている。雌ねじ部４４に螺着された注水管５の前端面は環状シール材４２に押圧されるように当接し、この当接による液密封止で加圧注水時に雄ねじ部５１と雌ねじ部４４との螺合部分から外部に漏水することが防止される。尚、注水管５の雄ねじ部５１と接続部に相当する雌ねじ部４４も左ねじ機構を構成しており、ロックボルト構造体１で螺着される全ての螺着機構は左ねじ機構になっている。

【0027】

ジョイントスリーブ４のロープ雌ねじ部４３と接続部に相当する雌ねじ部４４との間にはねじ溝のない穴部４５が設けられ、穴部４５はロープ雌ねじ部４３よりも小径で且つ雌ねじ部４４よりも大径の円柱形の空間になっている。また、ジョイントスリーブ４の接続部に相当する雌ねじ部４４よりも後側の周壁４６には、穴部４５とジョイントスリーブ４の外部とを連通するように吐出孔４７が設けられている。この吐出孔４７は、地山１００の穿孔１０１の孔壁１０２と、中空ロックボルト３の外表面やジョイントスリーブ４の外表面との間に、定着材１０を注入可能に形成されている。

【0028】

第１実施形態のロックボルト構造体１が地山１００に打設される前の段階では、鋼管膨張型ロックボルト２を有しない状態で、中空ロックボルト３と、ジョイントスリーブ４と、注水管５が一体化された注水構造体を構成しておくと好適である（図６（ａ）、（ｂ）、図７（ｂ）参照）。この注水構造体では、ロープ雌ねじ部４３へのロープ雄ねじ部３２の螺着によりジョイントスリーブ４の後部に中空ロックボルト３の前部が固定されていると共に、中空ロックボルト３の内部に軸方向に沿って挿入された注水管５の雄ねじ部５１がジョイントスリーブ４の接続部に相当する雌ねじ部４４に着脱自在に螺合して接続され、注水管５の前端面が環状シール材４２に押圧されるように当接する。

【0029】

そして、第１実施形態のロックボルト構造体１を地山１００に打設して地山補強構造を構築する際には、例えば図７に示すように、地山１００に斜め上向き等の所要方向に形成した穿孔１０１に、非膨張状態の鋼管膨張型ロックボルト２を挿入する（図７（ａ）参照）。そして、中空ロックボルト３と、ジョイントスリーブ４と、注水管５が一体化された注水構造体を用い、この注水構造体のジョイントスリーブ４の螺着部に相当する雌ねじ部４１を鋼管膨張型ロックボルト２の被螺着部に相当する雄ねじ部２５に螺着して、鋼管膨張型ロックボルト２を穿孔１０１の孔奥に移動する（図７（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）参照）。

【0030】

この際、ジョイントスリーブ４の雌ねじ部４１を鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５に螺入することにより、ジョイントスリーブ４の環状シール材４２が鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５の後端面に螺入方向に押圧され、雄ねじ部２５と雌ねじ部４１との螺合部分から外部に水漏れしないように液密で封止される。この封止状態で、注水管５と、雄ねじ部２５の注水口に相当する中空部２５１と、鋼管膨張型ロックボルト２の内部とが連通される。

【0031】

その後、注水構造体の注水導入空間に挿入された注水管５から加圧注水を行い、雄ねじ部２５の注水口に相当する中空部２５１を介して鋼管膨張型ロックボルト２の内部に水Ｗを加圧注水することにより、鋼管膨張型ロックボルト２を径方向に膨張させ、基体２１を略円筒状の膨張状態にして鋼管膨張型ロックボルト２を穿孔１０１の孔壁１０２に摩擦定着する。鋼管膨張型ロックボルト２を膨張させて摩擦定着を完了した後には、注水管５の雄ねじ部５１とジョイントスリーブ４の雌ねじ部４４との螺合を外して注水管５を取り外し、注水管５を中空ロックボルト３の内部から抜き去る（図７（ｃ）、図６（ｂ）、（ｃ）、図５参照）。なお、取り外した注水管５は再利用する。

【0032】

そして、中空ロックボルト３の後端からモルタル、ウレタン或いはシリカレジン等の定着材１０を注入し、中空ロックボルト３の内部を定着材１０の流路として利用して、ジョイントスリーブ４の吐出孔４７或いは中空ロックボルト３の先端近傍の吐出孔を介して、中空ロックボルト３の外表面及びジョイントスリーブ４の外表面と穿孔１０１の孔壁１０２との間に定着材１０を注入して充填し、定着材１０を固化させて地山補強構造が構築される（図７（ｄ）、図６（ｃ）参照）。中空ロックボルト３の後端部には、定着材１０の注入前或いは注入後にワッシャー１０３やナット１０４が取り付けられる。

【0033】

このように構築された地山補強構造では、地山１００の穿孔１０１の奥側から順に鋼管膨張型ロックボルト２、ジョイントスリーブ４、中空ロックボルト３が配置され、穿孔１０１の奥側の鋼管膨張型ロックボルト２が膨張状態で穿孔１０１の孔壁１０２に摩擦定着されると共に、穿孔１０１の口元側では、穿孔１０１の孔壁１０２と中空ロックボルト３の外表面及びジョイントスリーブ４の外表面との間に充填されて固化された定着材１０で中空ロックボルト３及びジョイントスリーブ４が定着される。

【0034】

図８はトンネルＴの地山１００に、複数のロックボルト構造体１を放射状に打設して構築した地山補強構造の例である。この地山補強構造の例では、放射状に打設された各ロックボルト構造体１において、膨張状態の鋼管膨張型ロックボルト２が膨張状態で穿孔孔壁に摩擦定着され、中空ロックボルト３及びジョイントスリーブ４が固化された定着材１０で定着されている。

【0035】

第１実施形態によれば、地山１００の深層まで長尺にロックボルト構造体１を打設して定着する場合、穿孔１０１の奥側では鋼管膨張型ロックボルト２の膨張状態の摩擦定着で定着させることができ、流動性の高い定着材を用いて地山１００の深層、穿孔１０１の奥側まで注入する必要が無くなる。即ち、亀裂の多い地山１００に長尺に亘ってロックボルト構造体を定着させる場合にも、流動性の高い定着材が固化する前に亀裂から逸走して無くなってしまうような問題を生ずることが無く、摩擦定着と定着材の定着の双方により、長尺に亘ってロックボルト構造体１を確実に地山１００に定着させることができる。そして、穿孔１０１の奥側における膨張状態の鋼管膨張型ロックボルト２の摩擦定着と、穿孔１０１の口元側における穿孔１０１の孔壁１０２と中空ロックボルト３の外表面及びジョイントスリーブ４の外表面との間における定着材１０の定着の双方により、長尺に亘ってロックボルト構造体１を確実に地山１００に定着させ、地山１００を補強することができる。

【0036】

また、地山１００の穿孔１０１の奥側では鋼管膨張型ロックボルト２の膨張状態の摩擦定着で定着させることができることから、固練りモルタルのような流動性の低い定着材を用いることも可能であり、使用可能な定着材１０の多様性を高めることができる。また、中空ロックボルト３の注水導入空間と鋼管膨張型ロックボルト２の注水口を用いて鋼管膨張型ロックボルト２の内部に加圧注水を行って膨張状態にする際に、ジョイントスリーブ４の環状シール材４２の液密封止により、ジョイントスリーブ１の螺着部と鋼管膨張型ロックボルト２の被螺着部との間の隙間から注水された水が漏れることを確実に防止することができ、鋼管膨張型ロックボルト２の内部への加圧注水、鋼管膨張型ロックボルト２の膨張変形の確実性を高めることができる。

【0037】

また、鋼管膨張型ロックボルト２の被螺着部を雄ねじ部２５、ジョイントスリーブ４の螺着部を雌ねじ部４１とすることにより、鋼管膨張型ロックボルト２とジョイントスリーブ４を高い強度と安定性でねじ結合することができる。また、ジョイントスリーブ４の雌ねじ部４１の根元の環状シール材４２を鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５の後端部で押圧し、環状シール材４２の液密封止を確実に行うことができる。

【0038】

また、ジョイントスリーブ４の螺着部の後側に注水管５の前部が着脱自在に接続可能な接続部に相当する雌ねじ部４４を内設することにより、ジョイントスリーブ４の螺着部の後側まで注水管５を導入して接続することが可能となり、注水管５による鋼管膨張型ロックボルト２の内部への加圧注水、鋼管膨張型ロックボルト２の膨張変形の確実性をより一層高めることができる。また、地山１００の穿孔１０１の孔壁１０２と外表面との間に定着材１０を注入可能な吐出孔４７等をジョイントスリーブ４若しくは穿孔１０１の口元側に配置される中空ロックボルト３に形成することにより、穿孔１０１の奥側への定着材１０の逸走を抑制することができる。特に、ジョイントスリーブ４の周壁４６に定着材１０を注入可能な吐出孔４７を形成する場合には、鋼管膨張型ロックボルト２のすぐ後まで定着材１０をより確実に充填することが可能となる。

【0039】

また、注水管５に対する螺着機構を含むロックボルト構造体１における全ての螺着機構を左ねじ機構とすることにより、穿孔口元の外に出ている中空ロックボルト３を左ねじの締付方向に回転するだけで、環状シール材４２の液密封止を確実に行うことができる。即ち、中空ロックボルト３の元が削孔ロッドである場合、削孔機械は左回転が正転のため左ねじの中空ロックボルト３となるが、これに合わせるように全ての螺着機構を左ねじ機構とすれば、中空ロックボルト３を左ねじの締付方向に回転することによって鋼管膨張型ロックボルト２とジョイントスリーブ４の螺着を緩ませることなく一層締め付けて環状シール材４２が螺入方向に押圧されるので、高い液密性の封止状態を簡単に得ることができる。

【0040】

また、中空ロックボルト３をロープねじとすることにより、穿孔１０１内に中空ロックボルト３をスムーズに挿入することができると共に、中空ロックボルト３への定着材１０の付着性を高めることができ、中空ロックボルト３やロックボルト構造体１の定着材１０による穿孔孔壁１０２への定着力を高めることができる。また、ジョイントスリーブ４に注水管５の前部が接続された状態の注水構造体を用いることにより、鋼管膨張型ロックボルト３を膨張させる際の加圧注水作業を容易化することができる。

【0041】

〔第２実施形態のロックボルト構造体〕
本発明による第２実施形態のロックボルト構造体１ａは、図９～図１１に示すように、内部への加圧注水によって膨張する鋼管膨張型ロックボルト２ａと、第１実施形態と同一の定着材定着用の中空ロックボルト３と、鋼管膨張型ロックボルト２ａと中空ロックボルト３を連結するジョイントスリーブ４ａとから構成される。尚、中空ロックボルト３の周壁３１には、必要に応じて、第１実施形態の変形例と同様に定着材１０を注入可能な吐出孔を形成してもよい。

【0042】

鋼管膨張型ロックボルト２ａは、第１実施形態と同一の基体２１、前端スリーブ２２、後端スリーブ２３、溶接部２４で構成されると共に、後端スリーブ２３の後側に被螺着部に相当する中空の雌ねじ部２６ａが配置されて後端スリーブ２３に固定されており、鋼管膨張型ロックボルト２ａの後端に雌ねじ部２６ａが設けられる構成となっている。尚、第１実施形態の変形例と同様に、溶接部２４に換えて加圧注水に耐え得るキャップで鋼管膨張型ロックボルト２ａの前端を閉塞してもよい。被螺着部の注水口に相当する雌ねじ部２６ａの注水穴２６１ａは、鋼管膨張型ロックボルト２ａの基体２１の内部と連通し、注水穴２６１ａを介して鋼管膨張型ロックボルト２の基体２１の内部に加圧注水することが可能となっている。また、雌ねじ部２６ａは締付方向が左回りの左ねじ機構を構成するようになっている。

【0043】

ジョイントスリーブ４ａは、軸方向に連通して構成される略筒状であり、前部には螺着部に相当する雄ねじ部４８ａが形成され、雄ねじ部４８ａの内部は軸方向に連通する中空部４８１ａになっている。雄ねじ部４８ａは鋼管膨張型ロックボルト２ａの後端の被螺着部に相当する雌ねじ部２６ａに螺合可能になっており、左ねじ機構を構成している。

【0044】

ジョイントスリーブ４ａには、ジョイントスリーブ４ａの螺着部と鋼管膨張型ロックボルト２ａの被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材４２ａが設置されており、第２実施形態では、ジョイントスリーブ４ａの雄ねじ部４８ａの根元に、螺入された鋼管膨張型ロックボルト２ａの雌ねじ部２６ａの後端部で押圧される環状シール材４２ａが外嵌されるように設けられている。環状シール材４２ａには、螺入される鋼管膨張型ロックボルト２ａの雌ねじ部２６ａの後端部が押圧されるように当接し、この当接による液密封止で加圧注水時に雌ねじ部２６ａと雄ねじ部４８ａとの螺合部分から外部に漏水することが防止される。

【0045】

ジョイントスリーブ４ａの後部には、第１実施形態のジョイントスリーブ４と同様に、中空ロックボルト３のロープ雄ねじ部３２と螺合可能なロープ雌ねじ部４３が形成されている。ジョイントスリーブ４ａの螺着部に相当する雄ねじ部４８ａの後側には、注水管５の前部が着脱自在に接続可能な接続部として、ロープ雌ねじ部４３よりも小径の接続部に相当する雌ねじ部４４ａが形成され、雌ねじ部４４ａはジョイントスリーブ４の軸方向において環状シール材４２ａのすぐ後ろに位置して設けられ、雄ねじ部４８ａの中空部４８１ａと連通している。雌ねじ部４４ａには、第１実施形態と同様の注水管５の雄ねじ部５１が螺着される。尚、注水管５の雄ねじ部５１と接続部に相当する雌ねじ部４４ａも左ねじ機構を構成しており、ロックボルト構造体１ａで螺着される全ての螺着機構は左ねじ機構になっている。

【0046】

ジョイントスリーブ４ａのロープ雌ねじ部４３と接続部に相当する雌ねじ部４４ａとの間には第１実施形態と同様の穴部４５が設けられており、又、ジョイントスリーブ４ａの接続部に相当する雌ねじ部４４ａよりも後側の周壁４６には、穴部４５とジョイントスリーブ４の外部とを連通するように第１実施形態と同様の吐出孔４７が設けられている。

【0047】

第２実施形態のロックボルト構造体１ａが地山１００に打設される前の段階では、第１実施形態と同様、鋼管膨張型ロックボルト２ａを有しない状態で、中空ロックボルト３と、ジョイントスリーブ４ａと、注水管５が一体化された注水構造体を構成しておくと好適である（図１１（ａ）、（ｂ）、図７参照）。この注水構造体では、ロープ雌ねじ部４３へのロープ雄ねじ部３２の螺着によりジョイントスリーブ４ａの後部に中空ロックボルト３の前部が固定されていると共に、中空ロックボルト３の内部に軸方向に沿って挿入された注水管５の雄ねじ部５１がジョイントスリーブ４ａの接続部に相当する雌ねじ部４４ａに着脱自在に螺合して接続される。

【0048】

そして、第２実施形態のロックボルト構造体１を地山１００に打設して地山補強構造を構築する際には、地山１００に斜め上向き等の所要方向に形成した穿孔１０１に、非膨張状態の鋼管膨張型ロックボルト２を挿入し、中空ロックボルト３と、ジョイントスリーブ４ａと、注水管５が一体化された注水構造体を用い、この注水構造体のジョイントスリーブ４ａの螺着部に相当する雄ねじ部４８ａを鋼管膨張型ロックボルト２ａの被螺着部に相当する雌ねじ部２６ａに螺着して、鋼管膨張型ロックボルト２を穿孔１０１の孔奥に移動する（図７（ｂ）、図１１（ａ）、（ｂ）参照）。

【0049】

この際、ジョイントスリーブ４ａの雄ねじ部４８ａを鋼管膨張型ロックボルト２ａの雌ねじ部２６ａに螺入することにより、ジョイントスリーブ４ａの環状シール材４２ａが鋼管膨張型ロックボルト２ａの雌ねじ部２６ａの後端部に螺入方向に押圧され、雌ねじ部２６ａと雄ねじ部４８ａとの螺合部分から外部に水漏れしないように液密で封止される。この封止状態で、注水管５と、雄ねじ部４８ａの中空部４８１ａと、雌ねじ部２６ａの注水穴２６１ａと、鋼管膨張型ロックボルト２の内部とが連通される。

【0050】

その後、第１実施形態と同様に、注水構造体の注水導入空間に挿入された注水管５から水Ｗの加圧注水を行い、雌ねじ部２６ａの注水穴２６１ａを介して鋼管膨張型ロックボルト２ａの内部に加圧注水することにより、鋼管膨張型ロックボルト２ａを径方向に膨張させ、基体２１を略円筒状の膨張状態にして鋼管膨張型ロックボルト２を穿孔１０１の孔壁１０２に摩擦定着する。鋼管膨張型ロックボルト２ａを膨張させて摩擦定着を完了した後には、注水管５の雄ねじ部５１とジョイントスリーブ４ａの雌ねじ部４４ａとの螺合を外して注水管５を取り外し、注水管５を中空ロックボルト３の内部から抜き去る（図７（ｃ）、図１１（ｂ）、（ｃ）参照）。なお、取り外した注水管５は再利用する。

【0051】

そして、第１実施形態と同様に、中空ロックボルト３の後端からモルタル、ウレタン或いはシリカレジン等の定着材１０を注入し、中空ロックボルト３の内部を定着材１０の流路として利用して、ジョイントスリーブ４ａの吐出孔４７或いは中空ロックボルト３の先端近傍の吐出孔を介して、中空ロックボルト３の外表面及びジョイントスリーブ４ａの外表面と穿孔１０１の孔壁１０２との間に定着材１０を注入して充填し、定着材１０を固化させて地山補強構造が構築される（図７（ｄ）、図１１（ｃ）参照）。

【0052】

第２実施形態によれば、鋼管膨張型ロックボルト２ａの被螺着部を雌ねじ部２６ａ、ジョイントスリーブ４ａの螺着部を雄ねじ部４８ａとすることにより、鋼管膨張型ロックボルト２ａとジョイントスリーブ４ａを高い強度と安定性でねじ結合することができる。また、ジョイントスリーブ４ａの雄ねじ部４８ａの根元の環状シール材４２ａを鋼管膨張型ロックボルト２ａの雌ねじ部２６ａの後端部で押圧し、環状シール材４２ａの液密封止を確実に行うことができる。その他、第１実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。

【0053】

〔第３実施形態のロックボルト構造体〕
本発明による第３実施形態のロックボルト構造体１ｂは、図１２～図１４に示すように、第１実施形態と同一の鋼管膨張型ロックボルト２と、定着材定着用の中空ロックボルト３ｂと、鋼管膨張型ロックボルト２と中空ロックボルト３ｂを連結するジョイントスリーブ４ｂとから構成される。尚、第１実施形態の変形例と同様に、溶接部２４に換えて加圧注水に耐え得るキャップで鋼管膨張型ロックボルト２の前端を閉塞してもよい。

【0054】

定着材１０で定着される中空ロックボルト３ｂは、第１実施形態の中空ロックボルト３と基本的構成は同一であり、周壁３１、ロープ雄ねじ部３２、中空部３３とから構成されているが、軸方向に沿って定着材注入パイプ３４ｂが添設され、図示省略する紐或いはワイヤー等で周壁３１の外側に取り付けられている。

【0055】

ジョイントスリーブ４ｂは、軸方向に連通して構成される略筒状であり、前部には螺着部に相当する雌ねじ部４１ｂが形成されている。雌ねじ部４１ｂは鋼管膨張型ロックボルト２の後端の被螺着部に相当する雄ねじ部２５に螺合可能になっており、左ねじ機構を構成している。ジョイントスリーブ４ｂには、ジョイントスリーブ４ｂの螺着部と鋼管膨張型ロックボルト２の被螺着部との螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する環状シール材４２ｂが設置されており、第３実施形態では、ジョイントスリーブ４ｂの雌ねじ部４１ｂの根元に、螺入された鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５の後端部で押圧される環状シール材４２ｂが内装されて設けられている。環状シール材４２ｂには、螺入される鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５の後端面が押圧されるように当接し、この当接による液密封止で加圧注水時に雄ねじ部２５と雌ねじ部４１ｂとの螺合部分から外部に漏水することが防止される。

【0056】

ジョイントスリーブ４ｂの後部には、第１実施形態と同様に、中空ロックボルト３ｂのロープ雄ねじ部３２と螺合可能なロープ雌ねじ部４３ｂが形成されており、ロープ雌ねじ部４３ｂは左ねじ機構を構成している。

【0057】

また、ジョイントスリーブ４ｂには、中空ロックボルト３ｂの前部とジョイントスリーブの後部４ｂとの螺着の螺入方向への押圧によって外部と液密に封止する別の環状シール材４９１ｂが取り付けられており、第３実施形態では、ジョイントスリーブ４ｂのロープ雌ねじ部４３ｂの先端側に、螺入された中空ロックボルト３ｂの先端部で押圧される環状シール材４９１ｂが内装されて設けられている。中空ロックボルト３ｂの先端面は環状シール材４９１ｂに押圧されるように当接し、この当接による液密封止で加圧注水時にロープ雄ねじ部３２とロープ雌ねじ部４３ｂとの螺合部分から外部に漏水することが防止される。尚、第３実施形態のロックボルト構造体１ｂにおいて螺着される全ての螺着機構も左ねじ機構になっている。

【0058】

環状シール材４２ｂと環状シール材４９１ｂとの間には、環状シール材４２ｂの外径と環状シール材４９１ｂの外径のいずれよりも小径の穴部４９２ｂが設けられ、穴部４９２ｂの周縁によって環状シール材４２ｂと環状シール材４９１ｂは移動規制されて定置されている。

【0059】

第３実施形態のロックボルト構造体１が地山１００に打設される前の段階では、鋼管膨張型ロックボルト２を有しない状態で、定着材注入パイプ３４ｂが添設された中空ロックボルト３ｂと、ジョイントスリーブ４ｂが一体化された注水構造体を構成しておくと好適である（図１４（ａ）、（ｂ）参照）。この注水構造体では、ロープ雌ねじ部４３ｂへのロープ雄ねじ部３２の螺着によりジョイントスリーブ４ｂの後部に中空ロックボルト３ｂの前部が固定されていると共に、中空ロックボルト３ｂの先端面がジョイントスリーブ４ｂの環状シール材４９１ｂに押圧されるように当接される。更に、定着材注入パイプ３４ｂの先端開口は、ジョイントスリーブ４ｂの近傍位置で且つジョイントスリーブ４ｂに達しない位置に配置される。

【0060】

そして、第３実施形態のロックボルト構造体１ｂを地山１００に打設して地山補強構造を構築する際には、第１実施形態と同様に、地山１００に斜め上向き等の所要方向に形成した穿孔１０１に、非膨張状態の鋼管膨張型ロックボルト２を挿入する。そして、定着材注入パイプ３４ｂが添設された中空ロックボルト３ｂと、ジョイントスリーブ４ｂとが一体化された注水構造体を用い、この注水構造体のジョイントスリーブ４ｂの螺着部に相当する雌ねじ部４１ｂを鋼管膨張型ロックボルト２の被螺着部に相当する雄ねじ部２５に螺着して、鋼管膨張型ロックボルト２を穿孔１０１の孔奥に移動する（図７（ｂ）、図１４（ａ）、（ｂ）参照）。

【0061】

この際、ジョイントスリーブ４ｂの雌ねじ部４１ｂを鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５に螺入することにより、ジョイントスリーブ４ｂの環状シール材４２ｂが鋼管膨張型ロックボルト２の雄ねじ部２５の後端面に螺入方向に押圧され、雄ねじ部２５と雌ねじ部４１ｂとの螺合部分から外部に水漏れしないように液密で封止される。この封止状態で、注水導入空間に相当する中空ロックボルト３ｂの中空部３３と、穴部４９２ｂと、雄ねじ部２５の注水口に相当する中空部２５１と、鋼管膨張型ロックボルト２の内部とが連通される。

【0062】

その後、注水管を用いずに、注水構造体の中空ロックボルト３ｂの注水導入空間の中空部３３から直接、水Ｗの加圧注水を行い、雄ねじ部２５の注水口に相当する中空部２５１を介して鋼管膨張型ロックボルト２の内部に加圧注水することにより、鋼管膨張型ロックボルト２を径方向に膨張させ、基体２１を略円筒状の膨張状態にして鋼管膨張型ロックボルト２を穿孔１０１の孔壁１０２に摩擦定着する。（図１４（ｂ）、（ｃ）参照）。尚、第３実施形態では、注水管の挿入及び撤去にかかる作業は不要である。

【0063】

そして、定着材注入パイプ３４ｂからモルタル、ウレタン或いはシリカレジン等の定着材１０を注入して、中空ロックボルト３ｂの外表面及びジョイントスリーブ４ｂの外表面と穿孔１０１の孔壁１０２との間に定着材１０を注入して充填し、定着材１０を固化させて地山補強構造が構築される（図７（ｄ）、図１４（ｃ）参照）。中空ロックボルト３ｂの後端部には、定着材１０の注入前或いは注入後にワッシャー１０３やナット１０４が取り付けられる。

【0064】

第３実施形態によれば、鋼管膨張型ロックボルト２とジョイントスリーブ４ｂとの間の隙間を環状シール材４２ｂで液密に封止し、中空ロックボルト３ｂとジョイントスリーブ４ｂとの間の隙間を別の環状シール材４９１ｂで液密に封止することが可能となり、中空ロックボルト３ｂの注水導入空間自体を鋼管膨張型ロックボルト２の内部に加圧注水を行う注水路として使用することができる。また、注水管を用いずに加圧注水を行うことが可能になることから、注水管の挿入及び撤去作業を無くし、施工工程を効率化することができる。その他、第１実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。

【0065】

〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態、各例の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記内容や下記の更なる変形例も含まれる。

【0066】

例えば本発明のロックボルト構造体における中空ロックボルトには、ロープねじ状の中空ロックボルト３を用いると好適であるが、内部に軸方向に沿って注水導入空間が設けられ、定着材で定着される適宜の中空ロックボルトを用いることが可能である。

【0067】

また、本発明における中空ロックボルトの前部とジョイントスリーブの後部との固定構造や、ジョイントスリーブと注水管との着脱自在な接続部の構造は、雄ねじと雌ねじの螺合構造とすると好適であるが、一方の鉤状突起を他方の係止溝に係合する鉤構造等の他の固定構造や接続部の構造とすることも可能である。

【0068】

また、注水管を用いて施工される本発明のロックボルト構造体を地山に打設して地山補強構造を構築する際には、第１、第２実施形態のように注水構造体を用いる施工方法で施工すると好適であるが、注水構造体の先端側に予め非膨張状態の鋼管膨張型ロックボルトが取り付けられている構造体を用いて施工する施工方法、或いはロックボルト構造体を地山の穿孔に挿入し、その後に注水管をロックボルト構造体のジョイントスリーブに接続して施工する施工方法を用いることも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、ロックボルトを用いて地山補補強する際に利用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１、１ａ、１ｂ…ロックボルト構造体 ２、２ａ…鋼管膨張型ロックボルト ２１…基体 ２２…前端スリーブ ２３…後端スリーブ ２４…溶接部 ２５…雄ねじ部 ２５１…中空部 ２６ａ…雌ねじ部 ２６１ａ…注水穴 ３、３ｂ…中空ロックボルト ３１…周壁 ３２…ロープ雄ねじ部 ３３…中空部 ３４ｂ…定着材注入パイプ ４、４ａ、４ｂ…ジョイントスリーブ ４１、４１ｂ…雌ねじ部 ４２、４２ａ、４２ｂ…環状シール材 ４３、４３ｂ…ロープ雌ねじ部 ４４、４４ａ…雌ねじ部 ４５…穴部 ４６…周壁 ４７…吐出孔 ４８ａ…雄ねじ部 ４８１ａ…中空部 ４９１ｂ…環状シール材 ４９２ｂ…穴部 ５…注水管 ５１…雄ねじ部 １０…定着材 １００…地山 １０１…穿孔 １０２…孔壁 １０３…ワッシャー １０４…ナット Ｔ…トンネル Ｗ…水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】