(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュ状又は螺旋状の筒状保持体と、該筒状保持体の内面及び／又は外面に保持された止水材とを備え、ロックボルト本体を挿入可能な内部空間を有し、前記止水材は、シート状又はブロック状に形成され、前記筒状保持体に貼り付けられてなるロックボルト用止水具。
【請求項２】
地山に削孔した孔に鋼管膨張型ロックボルトを打設して施工するにあたり、
請求項１に記載のロックボルト用止水具の前記筒状保持体にロックボルト本体を挿入して、ロックボルト本体に前記ロックボルト止水具を装着した状態で該ロックボルトを前記削孔した孔に打設した後、ロックボルト本体内部に液体を圧入し、ロックボルト本体を膨張させ、前記孔内の周囲の地盤に押し付けるとともに、
前記ロックボルト本体の膨張に伴い、ロックボルト本体と削孔された孔の壁面との間で、前記筒状保持体に保持された止水材の変形によって、前記孔内の周囲の地盤との空隙を前記止水材で埋め、ロックボルトを定着させることを特徴とするロックボルトの施工方法。
【請求項３】
鋼管膨張型ロックボルトのロックボルト本体に請求項１に記載のロックボルト用止水具を装着してなるロックボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックボルトの施工に用いられる止水具及びロックボルトの施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル等の掘削工事においては、地山の崩壊を防ぎ、地山を安定させるための支保として、地山に垂直にロックボルトを打ち込むことが行われている。
摩擦式の定着方式として知られる鋼管膨張型ロックボルトは、図１２（ａ）に示すとおり、断面凹型の凹み部分Ｃを有する環状に閉じた中空の管形状のボルトＢで、軸方向の両端部は内部空間を閉塞するよう封止され、一端には液体を流入させるための孔が設けられる。本体の管径Ｄ１は削孔された孔Ｈの孔径Ｄ２よりも小さい。この管形状のボルトＢを削孔された孔Ｈに挿入し、管内に流体を圧入して膨張させ、凹み部分Ｃが環状の中心を越えて拡がることにより、ボルトＢの外周が周囲の地盤に密着し、地山を安定させる。しかし、管が膨張拡径した後も、図１２（ｂ）に示すように浅い溝Ｅが残る。この溝Ｅが湧水の伝わる通路となり、湧水の多い地山では、削孔された孔の開口部から水が流出し、作業員や施工機械が濡れる、路盤が泥ねい化するなど、坑内環境を悪化させる原因となる。
特許文献１には、上記のようなロックボルト本体の膨張時における湧水の止水を行えるようにするためのロックボルトとして、上記凹み部分Ｃに、シリコンゴム等の粘弾性材料、水膨張性を有する高分子系材料等の止水手段を収納して設けたものが記載されている。
【０００３】
上記特許文献に記載されたロックボルトは、次のような問題がある。
（１）ロックボルトの凹み部分に止水材を装着したり、充填したりして設けるものであり、製作に時間や手間がかかる。例えば、樹脂材を凹み部分に流し込み均一に固化するまでロックボルトが回転しないように固定する必要があり、時間がかかる。また、凹み部分に樹脂材を流し込むとき、粘性がある樹脂材の上部平面を均さないと仕上がりが平滑にならず、見栄えが悪くなるため、製作に手間がかかる。
（２）ロックボルトの製作過程においてロックボルトの凹み部分に直接（直に）止水手段を施すものであるため、止水対策専用ボルトとなり、止水対策を必要としない箇所には、止水手段を有しない通常のボルトを別途用意しなければならない。
（３）軸方向の全長または所定の一箇所又は複数箇所の、ロックボルトの凹み部分に、止水手段が予め固定されて設けられているが、湧水量の大小に対応した種々のロックボルトを現場に持ち込むことは事実上不可能であり、したがって、湧水量の大小に応じた適切なロックボルトを臨機応変に選択して対応することが容易ではない。例えば、所定の一箇所に止水手段を設けたロックボルトを用意したものの、それでは止水が不十分であったり、あるいは、軸方向の全長に止水手段を設けたボルトを用意したものの、湧水が少なく、止水対策が過剰であったり、といった不都合が生じ、施工場所に応じた効率的、経済的な対応ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４９６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記背景技術の問題を考慮してなされたもので、簡単かつ低廉に製作することができ、止水対策専用ロックボルトを製作あるいは入手する必要がなく、取扱性、使い勝手がよく、湧水量の大小に応じて臨機応変な対応が可能であり、効率性、経済性に優れたロックボルト用止水具を提供することを課題とする。またこのようなロックボルト用止水具を用いたロックボルトの施工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）メッシュ状又は螺旋状の筒状保持体と、該筒状保持体の内面及び／又は外面に保持された止水材とを備え、ロックボルト本体を挿入可能な内部空間を有し、前記止水材は、シート状又はブロック状に形成され、前記筒状保持体に貼り付けられてなるロックボルト用止水具である。
（２）地山に削孔した孔に鋼管膨張型ロックボルトを打設して施工するにあたり、
請求項１に記載のロックボルト用止水具の前記筒状保持体にロックボルト本体を挿入して、ロックボルト本体に前記ロックボルト止水具を装着した状態で該ロックボルトを前記削孔した孔に打設した後、ロックボルト本体内部に液体を圧入し、ロックボルト本体を膨張させ、前記孔内の周囲の地盤に押し付けるとともに、
前記ロックボルト本体の膨張に伴い、ロックボルト本体と削孔された孔の壁面との間で、前記筒状保持体に保持された止水材の変形によって、前記孔内の周囲の地盤との空隙を前記止水材で埋め、ロックボルトを定着させることを特徴とするロックボルトの施工方法である。
（３）鋼管膨張型ロックボルトのロックボルト本体に請求項１に記載のロックボルト用止水具を装着してなるロックボルトである。公知の各種鋼管膨張型ロックボルトに用いることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るロックボルト用止水具は、簡単かつ低廉に製作することができる。また、これをロックボルトに適宜装着して使用することができるため、止水対策専用ロックボルトを製作あるいは入手する必要がなく、取扱性、使い勝手もよい。湧水量の大小等に応じて臨機応変な、的確な対応が可能であり、効率性、経済性に優れた止水を行うことができる。止水材は、シート状又はブロック状に形成され、前記筒状保持体に貼り付けられてなるため、特に簡単にかつ低廉に製作可能である。
本願発明に係るロックボルトの施工方法によれば、止水対策専用ロックボルトを製作あるいは入手する必要がなく、湧水量の大小等に応じて臨機応変な、的確な対応が可能であり、効率性、経済性に優れた止水を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】筒状保持体１０を例示する正面図である。
【図２】止水具１を例示する径方向の断面図である。
【図３】止水具１を例示する径方向の断面図である。
【図４】止水具１を例示する軸方向の断面図である。
【図５】止水具１を例示する径方向の断面図である。
【図６】止水具１を例示する径方向の断面図である。
【図７】止水具１を例示する径方向の断面図である。
【図８】止水具１を例示する径方向の断面図である。
【図９】止水具１のロックボルト３０への装着状態を例示する断面図である。
【図１０】止水具１のロックボルト３０への装着状態を例示する断面図である。
【図１１】ロックボルトの施工方法の説明図である。
【図１２】背景技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ロックボルト用止水具は、筒状保持体と止水材とを具備する。
＜筒状保持体＞
ロックボルト用止水具（以下、単に止水具ともいう。）の構成部材である筒状支持体は、止水材を保持した状態において自重で容易に撓むことのない剛性を有するとともに、使用時、ボルトが膨張した際、ボルトの膨張に伴って拡径（伸張）するか、破断して、ボルトの膨張を阻害しないものを用いる。
また、筒状保持体は、メッシュ状又は螺旋状のものとする。メッシュ状とは、織り網、編んでいる網のほか、適宜厚みを有する板材等の部材に貫通する多数の孔を設けたものを含む。筒状保持体をメッシュ状のものとする理由は、使用時、ボルトが膨張する際、ボルトの膨張に伴って、後述する止水材が筒状保持体のメッシュ（孔部分）を通過して自在に変形し、孔の壁面とロックボルトに密着し得るようにするためである。かかる機能を発揮し得るよう、止水材の性状、前記剛性等を考慮して、メッシュ、開口率、材料などを選択することができる。一例として、金網、多数の孔を備えた合成樹脂シートを円筒状に巻き回したもの、円筒状に成形した合成樹脂成形品等を用いることができる。材料として、金属や合成樹脂のほか、ゴム、織物・編物、紙等を用いることもできる。あるいはこれらを適宜組み合わせて使用してもよい。
螺旋状のものは、金属、合成樹脂等からなる線材又は短幅の板材等の基材をつる巻きばねのように巻き回して螺旋状に形成したものである。使用時、ボルトの膨張に伴って、後述する止水材が螺旋状の筒状保持体の基材の隙間を通過して自在に変形し、孔の壁面とロックボルトに密着し得る。かかる機能を発揮し得るよう、基材の材料、形状、太さ等の寸法、ピッチ等を選定する。
【００１０】
筒状保持体は、ロックボルト（鋼管膨張型ロックボルト）本体を挿入可能な内部空間を有する。その内径は、止水材を保持した状態において、ロックボルト本体の挿入を支障なく行える大きさとする。例えば、ロックボルトの管径（膨張前）に対し、筒状保持体の内径は、１０５〜１５０％程度とすることができる。筒状保持体の長さは、例えば、２５〜６０ｃｍ程度に形成することができる。一般的なロックボルトの長さは３〜６ｍ程度あるが、本発明においては、筒状保持体が上記のように短い長さであっても、必要に応じて複数本、直列に組み合わせて使用し得る。このため、湧水量に応じた臨機応変な対応が可能である。ロックボルト１本に対する使用本数を広範な範囲で選択、調整でき、所望の止水効果を得ることができる。
ロックボルトは、通常、全体的な断面形状の外形がほぼ円形をなすため、筒状支持体も、その外形に適合するよう円筒状に形成するのが望ましい。
筒状支持体１０は、図１に示すとおり、その断面形状において、エンドレス状のもの（ａ）のほか、両端部があるもの（断面Ｃ字状のもの（ｂ）や重ね合わせ部分を有するもの（ｃ））等でもよい（筒状支持体の厚みを太い実線で示す。）。
【００１１】
＜止水材＞
筒状支持体に保持される止水材としては、使用時、ボルトが膨張する際、ボルトの膨張に伴ってロックボルト本体と削孔された孔の壁面との間で変形し得るものを用いる。例えば、非加硫ゴム系その他の粘着塑性体、ゴム又は樹脂系の粘弾性止水材、水膨張性止水材、スポンジ状止水材等を用いることができる。
止水材は、シート状又はブロック状に形成されたものが、筒状保持体に貼り付けて固定でき、製作が簡便である。
【００１２】
止水材は、上記筒状保持体の内面及び／又は外面に保持される。
また、止水材は、筒状保持体に、筒状保持体の周方向において部分的に又は全域に保持させることができる。部分的とは、一箇所の場合のほか複数箇所に設ける場合も含む。
図２の（ａ）及び（ｂ）は、止水材２０を筒状保持体の内面に設けた例で、（ａ）は止水材２０を筒状保持体１０の周方向において部分的に設けた例、（ｂ）は止水材２０を筒状保持体１０の周方向において全域に設けた例を示す。
図２の（ｃ）及び（ｄ）は、止水材２０を筒状保持体の外面に設けた例で、（ｃ）は止水材２０を筒状保持体１０の周方向において部分的に設けた例、（ｄ）は止水材２０を筒状保持体１０の周方向において全域に設けた例を示す。
図２の（ｅ）及び（ｆ）は、止水材２０を筒状保持体の内面及び外面に設けた例で、（ｅ）は止水材２０を筒状保持体１０の内面及び外面の周方向において部分的に設けた例、（ｆ）は止水材２０を筒状保持体１０の内面の周方向において部分的に設けるとともに、筒状保持体１０の外面の周方向に全域に設けた例を示す。
また、図３に示すとおり、止水材２０は、半径方向の内側又は外側に向けて突出する膨出部２０ａを有する形態に形成することができる。膨出部２０ａを、ボルト本体が膨張拡径した後に残る浅い溝Ｅの部位に位置させて、ボルト本体に止水具を装着することにより、浅い溝Ｅを確実に埋めることができる。
止水材が筒状保持体の内面に保持されたものは、使用時、ロックボルトを削孔された孔に打設するとき、止水材が孔壁に当たるのを防止し、スムーズに挿入することができる。
また、止水材は、筒状体の軸方向において部分的に又は全域に保持させることができる。部分的とは、一箇所の場合のほか複数箇所に設ける場合も含む。
図４（ａ）は止水材２０を筒状保持体１０の軸方向において部分的に設けた例（図示の例では２箇所）、図４（ｂ）は止水材２０を筒状保持体１０の軸方向において全域に設けた例を示す。
【００１３】
＜製造方法＞
ロックボルト用止水具の製造方法は、限定されるものではないが、例えば、筒状保持体として金網などのメッシュ状のシートを用い、シート状又はブロック状の止水材を筒状保持体に保持させる場合、次のような方法により、簡単かつ経済的に製造することができる。
先ず、金網などのメッシュ状のシートを拡げ、その上に止水材を載せて貼り付け、固定する。粘着性を有する止水材にあっては、接着剤等を使用せずに接着可能である。次いで、止水材を付けたメッシュ状のシートを巻き回し、図５に示すように、（ａ）巻き回したシートの両端部を突き合わせる、（ｂ）両端部の間に隙間がある筒状態とする、あるいは、（ｃ）両端部を重ね合わせ、両端部同士を粘着テープ１５その他の固定手段で固定する。
【実施例１】
【００１４】
図６に示す止水具１は、金網を用いたメッシュ状の筒状保持体１０に対し、非加硫ブチルゴム系の粘着塑性体からなるシート状の止水材（早川ゴム株式会社製、商品名「スパンシール」）２０を、筒状保持体１０の周方向において全域に貼り付けて設けたものである。図６（ａ）は止水材２０を筒状保持体１０の内面に設けた例、図６（ｂ）は止水材２０を筒状保持体１０の外面に設けた例を示す。
上記各例において、止水材２０は、筒状保持体１０の軸方向において全域にわたって設けることのほか、筒状保持体の軸方向において部分的に（一箇所又は複数箇所）設けることができる（図示省略）。
【実施例２】
【００１５】
図７に示す止水具１は、金網を用いた筒状保持体１０に対し、非加硫ゴム系の粘着塑性体からなるシート状の止水材２０を、筒状保持体１０の周方向において全域にわたり外面に設けるとともに、筒状保持体１０の内面に、周方向において部分的に断面台形状のブロック状の非加硫ゴム系の粘着塑性体からなる止水材２１を設け、これにより、筒状保持体１０の半径方向の内側に向けて突出する膨出部２１ａを形成している。
止水材２０，２１は、筒状保持体１０の軸方向において全域にわたって設けることのほか、筒状保持体の軸方向において部分的に（一箇所又は複数箇所）設けることができる（図示省略）。
【実施例３】
【００１６】
図８に示す止水具１は、金網を用いた筒状保持体１０に対し、断面台形状のブロック状の非加硫ゴム系の粘着塑性体からなる止水材２１を、筒状保持体１０の周方向において内面に部分的に（一箇所）設けたものである。
止水材２０は、筒状保持体１０の軸方向において全域にわたって設けることのほか、筒状保持体の軸方向において部分的に（一箇所又は複数箇所）設けることができる（図示省略）。
【００１７】
＜施工方法＞
前記の止水具を用いたロックボルトの施工方法は、次のように行われる。
先ず、止水具にロックボルト本体を挿入（挿通）して、止水具をロックボルトに装着する。図９に示すように、止水材２０が保持された止水具１がロックボルト本体３０の外周を包囲する形態となる。
使用する止水具の本数と止水具のロックボルトへの取付け位置は、地山の湧水量や湧水箇所等に応じて選択し得る。止水材が筒状保持体の周方向において部分的に固定されている止水具や、止水材が筒状保持体の半径方向の内側（又は外側）に向けて突出する膨出部を形成している止水具にあっては、図１０に示すように、止水材２１部分が、ロックボルト本体３０の外周部の、扁平な管状態から丸く曲げて管の両端部３１，３１を突き合せた部位に位置するように装着する。なお、ロックボルトに対する止水具の位置ずれを防ぐために、粘着テープ等の固定手段を用いて止水具をロックボルトに固定してもよい。
次いで、ロックボルト本体に止水具の装着が完了した状態で、該ロックボルトを地山に削孔した孔Ｈに打設する。図１１（ａ）は打設した状態を示す説明図である。
ロックボルトを打設した後、ロックボルト本体内部に水等の液体を圧入してロックボルト本体を膨張（拡径）させる。すると、ロックボルト本体の膨張に伴い、止水具の筒状保持体は拡径するか、破断する。また、ロックボルト本体の膨張によって、筒状保持体に保持されていた止水材は、ロックボルト本体と削孔された孔の壁面との間で変形し、ロックボルト本体と孔内の周囲の地盤との間の空隙（隙間）を埋める（図１１（ｂ））。ロックボルト本体が膨張拡径した後に残る浅い溝Ｅも、変形した止水材２０で埋められる。ロックボルト本体と削孔された孔の壁面との間には、筒状支持体１０が介在しているが、筒状支持体１０はメッシュ状又は螺旋状であるため、止水材２０は、筒状保持体１０のメッシュ（孔部分）又は隙間部分を通過することができ、ロックボルト本体と削孔された孔の壁面との間で筒状保持体１０に拘束されることなく自在に変形して、空隙を埋めてつなぎの役割を果たす。これにより、溝Ｅが湧水の伝わる道となることがなく、止水材によって止水され、湧水のトンネル内への流出が防止されるとともに、支保効果も適正に維持される。
【符号の説明】
【００１８】
１  ロックボルト用止水具
１０  筒状保持体
１５  粘着テープ
２０，２１  止水材
３０  ロックボルト
Ｅ  溝
Ｈ  孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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