特開 2022-78715 ロックボルト継ぎ足し方法及びロックボルト構造

(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】P2022078715

(43)【公開日】2022-05-25

(54)【発明の名称】ロックボルト継ぎ足し方法及びロックボルト構造

(51)【国際特許分類】

   E21D 20/00 20060101AFI20220518BHJP

【ＦＩ】

E21D20/00 G

E21D20/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020189588

(22)【出願日】2020-11-13

(71)【出願人】

【識別番号】591029921

【氏名又は名称】フジモリ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085556

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100115211

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 三十義

(72)【発明者】

【氏名】平山 博靖

(57)【要約】

【課題】トンネル施工におけるロックボルトの継ぎ足しを短時間で効率的に実施可能とする。
【解決手段】地山２に打込まれた先行ロックボルト１１の後方に、次に打ち込まれる後続ロックボルト１２を一直線に配置する。継手スリーブ２０を、これら２つのロックボルト１１，１２の外周に跨るように配置する。その後、継手スリーブ２０を圧潰装置４０によって圧潰して、２つのロックボルト１１，１２に密着させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地山に打込まれた先行ロックボルトの後方に、次に打ち込まれる後続ロックボルトを一直線に配置し、
継手スリーブを、これら２つのロックボルトの外周に跨るように配置し、
その後、前記継手スリーブを圧潰装置によって圧潰して前記２つのロックボルトに密着させるロックボルト継ぎ足し方法。

【請求項2】

地山に打ち込まれたロックボルト構造であって、
一直線に配列された複数のロックボルトと、隣接する２つのロックボルトの外周に跨る継手スリーブとを備え、前記継手スリーブが、圧潰されて前記２つのロックボルトに密着されていることを特徴とするロックボルト構造。

【請求項3】

前記２つのロックボルトのうち一方のロックボルトにおける他方との対向端部には、前記圧潰前の継手スリーブを引っ掛ける引掛突起が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のロックボルト構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばＮＡＴＭ工法（New Austrian Tunneling Method）によって施工される山岳トンネルにおけるロックボルトの継ぎ足し方法及びロックボルト構造に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に山岳トンネルの施工においては、掘削したトンネル周辺の地山にロックボルトを打ち込んで地山を安定化させる。ロックボルトの所要長さが１本のロックボルトの長さより大きい場合は、複数本のロックボルトを合計で所要長さに達するように順次一列に継ぎ足す（特許文献１等参照）。

【0003】

例えば、特許文献１には、ロックボルト継ぎ足し用の筒状の継手スリーブが開示されている。継手スリーブの内周面には雌ネジが刻設されている。該継手スリーブが、２本の全ネジ構造のロックボルトの対向端部の外周に跨っている。各ロックボルトの雄ネジが、継手スリーブの雌ネジと螺合されている。これによって、２本のロックボルトが、継手スリーブを介して一直線に接合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平０４－１２２８０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

２本のロックボルトを前掲特許文献１のようなネジ締結によって接合するには、先行して打ち込まれたロックボルトに対して継手スリーブを回してねじ込む操作、及び該継手スリーブに対して後続のロックボルトを回してねじ込む操作が必要である。このため、継ぎ足し作業が煩雑で時間を要する。
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネル施工におけるロックボルトの継ぎ足しを短時間で効率的に実施可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するため、本発明に係るロックボルト継ぎ足し方法は、
地山に打込まれた先行ロックボルトの後方に、次に打ち込まれる後続ロックボルトを一直線に配置し、
継手スリーブを、これら２つのロックボルトの外周に跨るように配置し、
その後、前記継手スリーブを圧潰装置によって圧潰して前記２つのロックボルトに密着させることを特徴とする。
当該方法によれば、圧潰装置による圧潰操作によって２つのロックボルトをワンタッチ的に継ぎ足すことができる。継ぎ足しのために、継手スリーブ及びロックボルトをねじ回し操作する必要はない。

【0007】

本発明構造は、地山に打ち込まれたロックボルト構造であって、
一直線に配列された複数のロックボルトと、隣接する２つのロックボルトの外周に跨る継手スリーブとを備え、前記継手スリーブが、圧潰されて前記２つのロックボルトに密着されていることを特徴とする。これによって、圧潰された継手スリーブを介して２本のロックボルトどうしが連結されている。前記継手スリーブには圧潰跡が形成されている。

【0008】

前記２つのロックボルトのうち一方のロックボルトにおける他方との対向端部には、前記圧潰前の継手スリーブを引っ掛ける引掛突起が形成されていることが好ましい。これによって、一方のロックボルトの引掛突起に継手スリーブを引っ掛けることによって、前記一方のロックボルトに継手スリーブを支持させておき、その状態で、他方のロックボルトの対向端部を継手スリーブに差し込む作業を行うことができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、トンネル施工におけるロックボルトの継ぎ足しを短時間で効率的に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、施工中のＮＡＴＭトンネルを、ロックボルト打ち込み工程で示す側面断面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図４は、ロックボルトどうしの連結部分を継手スリーブの圧潰前の状態で示す、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】図５は、継手スリーブの一態様を示す断面図である。

【図6】図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。

【図7】図７は、本発明の第２実施形態を示し、ロックボルトどうしの連結部分を、継手スリーブの圧潰前の状態で示す断面図である。

【図8】図８は、本発明の第３実施形態を示し、ロックボルトどうしの連結部分を、圧潰前の継手スリーブに後続ロックボルトを差し入れる状態で示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、ＮＡＴＭ工法によって施工中のＮＡＴＭトンネル１を示したものである。掘削したトンネル１周辺の地山２には、複数（図では１つだけ図示）の長尺ロックボルト３（ロックボルト構造）が打ち込まれている。図示は省略するが、複数の長尺ロックボルト３は、互いにトンネル１の周方向および軸方向に間隔を置いて配置されている。各長尺ロックボルト３は、一直線に配列された複数（図では２本だけ図示）のロックボルト１０と、継手スリーブ２０とを備えている。
以下、隣接するロックボルト１０を互いに区別するときは、先にうち込まれたものを「先行ロックボルト１１」と称し、その次に打ち込まれるものを「後続ロックボルト１２」と称す。

【0012】

図２に示すように、継手スリーブ２０は、筒状に形成されており、隣接する２つのロックボルト１１，１２の対向する端部１１ｅ，１２ｅの外周に跨っている。これら対向端部１１ｅ，１２ｅが、継手スリーブ２０のそれぞれ対応する約半分の長さ部分の内部に挿し入れられている。継手スリーブ２０は、圧潰されて、ロックボルト１１，１２の対向端部１１ｅ，１２ｅの外周面に圧接されて密着されている。これによって、隣接するロックボルト１１，１２どうしが、圧潰された継手スリーブ２０を介して連結されている。図３に示すように、継手スリーブ２０には、凹凸状の圧潰跡２８が形成されている。

【0013】

ＮＡＴＭトンネル１は、次のようにして施工される。
地山２を所定の長さ掘削するごとに、掘削面にアーチ支保工及び吹付けコンクリートを含む一次覆工（図示せず）を設置するとともに、周辺の地山２に長尺ロックボルト３を打ち込む。打ち込みに際して、予め、打ち込み孔を穿ち、該打ち込み孔にグラウト材を注入する。グラウト材が硬化する前に打ち込みを行う。

【0014】

図１に示すように、ロックボルト１０の打ち込みには、ドリルジャンボ３０（打ち込み機）が用いられる。ドリルジャンボ３０によって、先行ロックボルト１１を地山２に打ち込む。図４に示すように、該先行ロックボルト１１の後端部１１ｅが地山２内に埋め込まれる前に、打ち込みを停止する。

【0015】

別途、圧潰前の継手スリーブ２０Ａを用意する。圧潰前の継手スリーブ２０Ａは、筒状に形成されており、当然に圧潰跡２８は形成されていない。図５に示すように、継手スリーブ２０Ａの内周面には、圧潰されたときのロックボルト１０との密着度を高めるために、凹凸が形成されていてもよい。

【0016】

図４に示すように、先行ロックボルト１１の後方に、次に打ち込まれる後続ロックボルト１２を一直線に配置するとともに、継手スリーブ２０Ａを、これら２つのロックボルト１１，１２の対向する端部１１ｅ，１２ｅの外周に跨るように配置する。すなわち、継手スリーブ２０Ａの先端側部分の内部に先行ロックボルト１１の後端部１１ｅを挿し入れ、かつ継手スリーブ２０Ａの後端側部分の内部に後続ロックボルト１２の先端部１２ｅを挿し入れる。

【0017】

後続ロックボルト１２は、図１に示すドリルジャンボ３０のガイドセル３１に支持させる。ガイドセル３１の先端部には、圧潰装置４０が設けられている。該圧潰装置４０に継手スリーブ２０Ａを保持させる。

【0018】

図６に示すように、圧潰装置４０は、油圧式のクランプ４１と駆動機構４３を含む。クランプ４１は、環状に配置された複数のダイ４２を含む。図６においてはダイ４２の数は３つであるが、これに限らず、２つ又は４つ以上であってもよい。各ダイ４２に油圧駆動機構４３が接続されている。油圧駆動機構４３は、複数のダイ４２を互いに同期させて径方向へ進退させる。これによって、クランプ４１が縮径及び拡径される。

【0019】

図６において実線で示すように、ロックボルト１１，１２どうしの連結に際して、圧潰装置４０のクランプ４１を拡径状態にして、その内部に継手スリーブ２０Ａを差し入れる。好ましくは、クランプ４１の中心に継手スリーブ２０Ａをセットする。そして、図６において二点鎖線で示すように、油圧駆動機構４３によって、クランプ４１を縮径させる。すなわち、複数のダイ４２を互いに同期させて径方向内側へ押し込む。

【0020】

これによって、図２及び図３に示すように、継手スリーブ２０Ａが、径方向内側へ圧潰される。圧潰された継手スリーブ２０は、ロックボルト１１，１２の対向端部１１ｅ，１２ｅに圧接されて密着される。この結果、継手スリーブ２０を介して、ロックボルト１１，１２どうしが連結される。言い換えると、先行ロックボルト１１に後続ロックボルト１２が継ぎ足される。圧潰後の継手スリーブ２０には、圧潰跡２８が形成される。

【0021】

当該連結方法によれば、圧潰装置４による圧潰操作によって、２つのロックボルト１１，１２をワンタッチ的に継ぎ足すことができる。継手スリーブ２０及びロックボルト１１，１２をねじ回し操作する必要はない。したがって、トンネル施工におけるロックボルト１１，１２の継ぎ足しを短時間で効率的に実施することができる。

【0022】

前記の連結操作後、油圧駆動機構４３によってダイ４２を径方向外側へ退避させ、クランプ４１を拡開させる。これによって、継手スリーブ２０が圧潰装置４０から解放される。
続いて、ドリルジャンボ３０によるロックボルトの打ち込みを再開する。
以上の連結及び打ち込み操作をロックボルトの所要本数分だけ繰り返すことによって、地山２に長尺ロックボルト３が打設される。トンネル１の周方向および軸方向に間隔を置いて、複数の長尺ロックボルト３が周辺の地山２に打ち込まれる。これによって、地山２が安定化される。
その後、図示しない一次覆工の内面側に防水シートを張設し、更に二次覆工を構築する。

【0023】

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態（図７）＞
図７に示すように、第２実施形態においては、隣接する２つのロックボルト１１，１２のうち、先行（一方）のロックボルト１１における後端部１１ｅ（他方との対向端部）に、一対の引掛突起１３が形成されている。引掛突起１３は、ロックボルト１１から径方向へ突出されている。一対の引掛突起１３がロックボルト１１の周方向の１８０°離れて設けられている。引掛突起１３の数は１つだけでもよく、３つ以上でもよい。
継手スリーブ２０Ａにおける先端側部分には係止孔２４が貫通形成されている。

【0024】

先行ロックボルト１１に後続ロックボルト１２を接続する際は、先ず、後端部１１ｅを継手スリーブ２０Ａの先端側部分に挿し入れるとともに、１の引掛突起１３を係止孔２４に通すことによって、継手スリーブ２０Ａを先行ロックボルト１１の後端部１１ｅに引っ掛けて支持させる。これによって、挿し入れた継手スリーブ２０Ａが落下するのを防止でき、継手スリーブ２０Ａから手を離して、後続ロックボルト１２の差し込み作業へ移ることができる。ひいては、継ぎ足し作業を一層容易化できる。
引掛突起１３を先行ロックボルト１１の周方向に離して複数設けておくことで、先行ロックボルト１１の回転角度に応じて、継手スリーブ２０Ａが落下することなく引っ掛かる引掛突起１３を選択することができる。

【0025】

＜第３実施形態（図８）＞
図８に示すように、第３実施形態においては、圧潰前の継手スリーブ２０Ｃの後端部が、後続側へ向かってテーパ状に拡開する拡開端部２５となっている。これによって、後続ロックボルト１２の先端部１２ｅを継手スリーブ２０Ｃに差し込みやすくなる。

【0026】

本発明は、前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、隣接する２つのロックボルト１１，１２のうち後続（一方）のロックボルト１２における先端部１２ｅ（他方との対向端部）に引掛突起１３が形成されていてもよい。
圧潰装置４０のクランプ４１の周方向の１又は複数の所定箇所における隣接するダイ４２どうしが分離及び接合可能であってもよく、これにより、クランプ４１が開閉可能になっていてもよい。この場合、クランプ４１を開状態にして、継手スリーブ２０Ａをクランプ４１の内側に配置した後、クランプ４１を閉じて閉環状にして圧潰操作を行う。その後、クランプ４１を開状態にして、圧潰後の継手スリーブ２０の外周からクランプ４１を離すことで、継手スリーブ２０を圧潰装置４０から解放できる。

【産業上の利用可能性】

【0027】

本発明は、例えばＮＡＴＭトンネルの施工に適用できる。

【符号の説明】

【0028】

１ トンネル
２ 地山
３ 長尺ロックボルト（ロックボルト構造）
１０ ロックボルト
１１ 先行ロックボルト
１１ｅ 後端部（対向端部）
１２ 後続ロックボルト
１２ｅ 先端部（対向端部）
１３ 引掛突起
２０ 圧潰された継手スリーブ
２０Ａ 圧潰前の継手スリーブ
２０Ｃ 継手スリーブ
２８ 圧潰跡
２４ 係止孔
２５ 拡開端部
３０ ドリルジャンボ（打ち込み機）
３１ ガイドセル
４０ 圧潰装置
４１ クランプ
４２ ダイ
４３ 駆動機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】