(57)【要約】【課題】ロックボルトの定着状態を確認して地山補強構造を構築することができると共に、ロックボルトに対する引抜試験の際に螺合される試験用ナットと通常ナットのナット付け替えを行う必要を無くし、施工性を向上することができる。【解決手段】地山１０１に打設されたロックボルト１ａ、１ｂと、ロックボルト１ａの地山１０１の打設面１０４から突出する雄ねじ１１ａに螺合され、支圧板２ａを打設面１０４に略当接させるように螺入された通常ナット３と、ロックボルト１ｂの打設面１０４から突出する雄ねじ１１ｂに螺合され、支圧板２ｂを打設面１０４に略当接させるように螺入された通常ナット３とは異なる引抜試験対応ナット４を備え、引抜試験対応ナット４が引抜力載荷ジャッキ６の連結具５に嵌着自在な形状で形成されている地山補強構造。【選択図】図２
2019210727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に打設された第１のロックボルト及び第２のロックボルトと、
前記第１のロックボルトの前記地山の打設面から突出する第１の雄ねじに螺合され、第１の支圧板を前記打設面に略当接させるように螺入された通常ナットと、
前記第２のロックボルトの前記打設面から突出する第２の雄ねじに螺合され、第２の支圧板を前記打設面に略当接させるように螺入された前記通常ナットとは異なる引抜試験対応ナットを備え、
前記引抜試験対応ナットが引抜力載荷ジャッキの連結具に嵌着自在な形状で形成されていることを特徴とする地山補強構造。
【請求項２】
前記引抜試験対応ナットに前記連結具の回転動作で前記連結具に嵌合自在な嵌合部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の地山補強構造。
【請求項３】
第１のロックボルトを地山に打設し、前記地山の打設面から突出する前記第１のロックボルトの第１の雄ねじに通常ナットを螺入して、前記打設面と前記通常ナットとの間に介在する第１の支圧板を前記打設面に略当接させると共に、第２のロックボルトを前記地山に打設し、前記打設面から突出する前記第２のロックボルトの第２の雄ねじに前記通常ナットとは異なる引抜試験対応ナットを螺入して、前記打設面と前記引抜試験対応ナットとの間に介在する第２の支圧板を前記打設面に略当接させる第１工程と、
引抜力載荷ジャッキの連結具に嵌着自在な形状の前記引抜試験対応ナットに前記連結具を嵌着し、前記引抜力載荷ジャッキにより前記連結具及び前記引抜試験対応ナットを介して前記第２のロックボルトに引抜力を載荷し、引抜試験を行う第２工程と、
前記引抜試験の完了後に、前記引抜試験対応ナットを前記第２のロックボルトに螺合させたまま残置して前記連結具の嵌着状態を解除し、前記連結具及び前記引抜力載荷ジャッキを取り外す第３工程
を備えることを特徴とする地山補強構造の施工方法。
【請求項４】
前記引抜力載荷ジャッキが引きシリンダージャッキであることを特徴とする請求項３記載の地山補強構造の施工方法。
【請求項５】
前記引抜力載荷ジャッキに、前記引抜力載荷ジャッキに入力される油圧の圧力を検出する圧力検出部と、引抜力が載荷された前記第２のロックボルトの変位を検出する変位検出部を内装すると共に、データ送信処理部を付設し、
前記第２工程において、前記データ送信処理部が、前記圧力検出部から取得した圧力のデータ若しくは前記圧力に対応する荷重のデータをデータ記録装置に無線送信すると共に、前記変位検出部から取得した前記第２のロックボルトの変位のデータを前記データ記録装置に無線送信することを特徴とする請求項３又は４記載の地山補強構造の施工方法。
【請求項６】
請求項１又は２記載の地山補強構造の施工に用いられる引抜試験装置であって、
前記第２のロックボルトに引抜力を載荷する引抜力載荷ジャッキと、
前記引抜試験対応ナットに嵌着される前記引抜力載荷ジャッキの連結具と、
前記引抜力載荷ジャッキに内装され、前記引抜力載荷ジャッキに入力される油圧の圧力を検出する圧力検出部と、
前記引抜力載荷ジャッキに内装され、引抜力が載荷された前記第２のロックボルトの変位を検出する変位検出部と、
前記引抜力載荷ジャッキに付設されるデータ送信処理部と、
データ記録装置を備え、
前記データ送信処理部が、前記圧力検出部から取得した圧力のデータ若しくは前記圧力に対応する荷重のデータを前記データ記録装置に無線送信すると共に、前記変位検出部から取得した前記第２のロックボルトの変位のデータを前記データ記録装置に無線送信することを特徴とする引抜試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルなどの地山に打設されるロックボルトで地山を支保する地山補強構造及びその施工方法、地山補強構造の施工に用いられる引抜試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、山岳トンネル等に地山に打設されたロックボルトが確実に地山に定着されていることを確認するため、ロックボルトの引抜試験が行われている。通常、このロックボルトの引抜試験は、ロックボルトの地山からの突出部分に支圧板を介してセンターホールジャッキを外挿し、センターホールジャッキの後側からロックボルトに試験用ナットを螺合し、油圧ゲージを読み取りながら油圧ポンプで１トン毎の段階載荷をロックボルトに対して施し、ダイヤルゲージでロックボルトの伸びを読み取ることによって行われる（非特許文献１参照）。
【０００３】
また、図１８、図１９に示す装置構成によって地山２０１に打ち込まれたロックボルト２０２の伸びを把握することも行われている。この装置構成では、ロックボルト２０２の外周にテンションバー２０３がネジ結合され、支圧板２０４がロックボルト２０２に外挿されて打設面２０５に接触するように配置される。更に、支圧板２０４に当接するようにして角度調整台座２０６がテンションバー２０３に外挿されると共に、先端に角度調整球座２０７が設けられているセンターホールジャッキ２０８がテンションバー２０３に外挿され、角度調整台座２０６で角度調整球座２０７を受けるようにしてセンターホールジャッキ２０８が配置される。
【０００４】
そして、センターホールジャッキ２０８の角度調整球座２０７と逆側から、テンションバー２０３に測定板２０９、ワッシャー２１０が外挿されて試験用ナット２１１が螺合されると共に、センターホールジャッキ２０８にダイヤルゲージ２１２が取り付けられ、テンションバー２０３に対して固定されている測定板２０９にダイヤルゲージ２１２の測定子２１３が当接される。この装置構成により、油圧ポンプ２１４で油圧ゲージ２１５を読み取りながら加圧してセンターホールジャッキ２０８でテンションバー２０３、ロックボルト２０２に引抜力を載荷し、測定板２０９の変位をダイヤルゲージ２１２で測定することによってロックボルト２０２の伸びを認識する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】〔参考資料〕ロックボルトの引抜試験、［online］、平成３０年３月１２日検索、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.ktr.mlit.go.jp/ktr_content/content/000622591.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、非特許文献１の引抜試験では、ロックボルトの引抜試験の完了後にセンターホールジャッキの後側の試験用ナットを外し、センターホールジャッキを取り外した後、ロックボルトに通常のナットを新たに螺合し直す必要がある。また、図１８、図１９の装置構成による引抜試験でも、ロックボルト２０２の引抜試験の完了後に試験用ナット２１１、ワッシャー２１０、測定板２０９を外し、センターホールジャッキ２０８、角度調整台座２０６、テンションバー２０３を取り外した後、ロックボルト２０２に通常ナット２１６を新たに螺合し直す必要がある。そのため、試験用ナットの取り外しと通常ナットの取り付けによるナットの付け替えに手間がかかり、施工効率の低下を招いていた。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、ロックボルトの定着状態を確認して地山補強構造を構築することができると共に、ロックボルトに対する引抜試験の際に螺合される試験用ナットと通常ナットのナット付け替えを行う必要を無くし、施工性を向上することができる地山補強構造及びその施工方法、地山補強構造の施工に用いられる引抜試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の地山補強構造は、地山に打設された第１のロックボルト及び第２のロックボルトと、前記第１のロックボルトの前記地山の打設面から突出する第１の雄ねじに螺合され、第１の支圧板を前記打設面に略当接させるように螺入された通常ナットと、前記第２のロックボルトの前記打設面から突出する第２の雄ねじに螺合され、第２の支圧板を前記打設面に略当接させるように螺入された前記通常ナットとは異なる引抜試験対応ナットを備え、前記引抜試験対応ナットが引抜力載荷ジャッキの連結具に嵌着自在な形状で形成されていることを特徴とする。
これによれば、引抜試験対応ナットに引抜力載荷ジャッキの連結具を嵌着して引抜試験を行うことにより、ロックボルトの定着状態を確認して地山補強構造を構築することができると共に、第２のロックボルトに螺合され第２の支圧板を打設面に略当接させている引抜試験対応ナットを引抜試験後にそのまま残置して通常ボルトと同様の機能を果たすナットとして用いることが可能となり、ロックボルトに対する引抜試験の際に螺合される試験用ナットと通常ナットのナット付け替えを行う必要を無くし、施工性を向上することができる。更に、引抜試験対応ナットを引抜力載荷ジャッキの連結具に嵌着自在な形状で形成することにより、ロックボルトから延長させるテンションバーの取付作業も不要となり、この点からも施工作業を簡略化して施工性を向上することが可能となると共に、引抜試験装置の部品点数を減らして施工コストも低減することも可能となる。
【０００９】
本発明の地山補強構造は、前記引抜試験対応ナットに前記連結具の回転動作で前記連結具に嵌合自在な嵌合部が設けられていることを特徴とする。
これによれば、引抜力載荷ジャッキの連結具の回転動作で連結具を引抜試験対応ナットに簡単に嵌合し、又嵌合を解除することができ、連結具、引抜力載荷ジャッキの取付作業、取外作業を容易化することができる。従って、引抜力載荷ジャッキの周辺に設けられる角度調整台座等の引抜試験装置の他の構成部材や、引抜試験装置全体の設置作業、取外作業も容易化することができる。特に、トンネルの内周面にロックボルトが横向きや上向きに打設される場合に、これらの作業の容易化のメリットは顕著なものとなる。
【００１０】
本発明の地山補強構造の施工方法は、第１のロックボルトを地山に打設し、前記地山の打設面から突出する前記第１のロックボルトの第１の雄ねじに通常ナットを螺入して、前記打設面と前記通常ナットとの間に介在する第１の支圧板を前記打設面に略当接させると共に、第２のロックボルトを前記地山に打設し、前記打設面から突出する前記第２のロックボルトの第２の雄ねじに前記通常ナットとは異なる引抜試験対応ナットを螺入して、前記打設面と前記引抜試験対応ナットとの間に介在する第２の支圧板を前記打設面に略当接させる第１工程と、引抜力載荷ジャッキの連結具に嵌着自在な形状の前記引抜試験対応ナットに前記連結具を嵌着し、前記引抜力載荷ジャッキにより前記連結具及び前記引抜試験対応ナットを介して前記第２のロックボルトに引抜力を載荷し、引抜試験を行う第２工程と、前記引抜試験の完了後に、前記引抜試験対応ナットを前記第２のロックボルトに螺合させたまま残置して前記連結具の嵌着状態を解除し、前記連結具及び前記引抜力載荷ジャッキを取り外す第３工程を備えることを特徴とする。
これによれば、例えば第１、第２のロックボルトを打設する作業と併せて任意の時点で引抜試験を行うことや、第１、第２のロックボルトを打設する作業と並行して既に打設済みの別の第２のロックボルトに対して引抜試験を行うこと等が可能となり、引抜試験の作業や施工作業の自由度を高めることができる。また、引抜試験対応ナットに引抜力載荷ジャッキの連結具を嵌着して引抜試験を行うことにより、ロックボルトの定着状態を確認して地山補強構造を構築することができると共に、第２のロックボルトに螺合され第２の支圧板を打設面に略当接させている引抜試験対応ナットを引抜試験後にそのまま残置して通常ボルトと同様の機能を果たすナットとして用いることが可能となり、ロックボルトに対する引抜試験の際に螺合される試験用ナットと通常ナットのナット付け替えを行う必要を無くし、施工性を向上することができる。更に、引抜試験対応ナットを引抜力載荷ジャッキの連結具に嵌着自在な形状で形成することにより、ロックボルトから延長させるテンションバーの取付作業も不要となり、この点からも施工作業を簡略化して施工性を向上することが可能となると共に、引抜試験装置の部品点数を減らして施工コストも低減することも可能となる。
【００１１】
本発明の地山補強構造の施工方法は、前記引抜力載荷ジャッキが引きシリンダージャッキであることを特徴とする。
これによれば、引抜力載荷ジャッキを引きシリンダージャッキとすることにより、引抜力載荷ジャッキを軽量化、小型化し、引抜力載荷ジャッキの取付作業、取外作業を容易化することができる。従って、引抜力載荷ジャッキの周辺に設けられる角度調整台座等の引抜試験装置の他の構成部材や、引抜試験装置全体の設置作業、取外作業も容易化することができる。特に、トンネルの内周面にロックボルトが横向きや上向きに打設される場合に、これらの作業の容易化のメリットは顕著なものとなる。また、引抜力載荷ジャッキに要するコストを低減することができる。
【００１２】
本発明の地山補強構造の施工方法は、前記引抜力載荷ジャッキに、前記引抜力載荷ジャッキに入力される油圧の圧力を検出する圧力検出部と、引抜力が載荷された前記第２のロックボルトの変位を検出する変位検出部を内装すると共に、データ送信処理部を付設し、前記第２工程において、前記データ送信処理部が、前記圧力検出部から取得した圧力のデータ若しくは前記圧力に対応する荷重のデータをデータ記録装置に無線送信すると共に、前記変位検出部から取得した前記第２のロックボルトの変位のデータを前記データ記録装置に無線送信することを特徴とする。
これによれば、既存の引抜試験では油圧ゲージで油圧を読み取る作業者とロックボルトの変位を読み取る作業者の最低２人が必要であったのに対して、１人の作業者が油圧ポンプで引抜力を載荷し、データ記録装置に無線送信される圧力データ若しくは圧力データから生成されて無線送信される荷重データと、データ記録装置に無線送信される変位データから、同じ作業者が荷重と変位の関係情報を確認することができ、１人の作業者でも引抜試験を効率的且つ正確に行うことができる。また、その場で引抜試験の記録をデータ記録装置に記録し、保存することができる。また、データ送信処理部からデータ記録装置にデータが無線送信されることから、データ記録装置とデータ送信処理部を接続するための配線作業も不要である。また、引抜力載荷ジャッキに圧力検出部と変位検出部を内装することにより、別途に変位計等を設置する必要を無くし、引抜試験装置全体の設置作業、取外作業を容易化することができる。
【００１３】
本発明の地山補強構造の施工方法は、前記データ送信処理部が防水ケースに収容されていることを特徴とする。
これによれば、漏水の多い山岳トンネルや雨天に屋外で施工する場合にも、防水ケースでデータ送信処理部に水が浸入することを防止し、安定して引抜試験の実施やデータ記録を行うことができる。
【００１４】
本発明の引抜試験装置は、本発明の地山補強構造の施工に用いられる引抜試験装置であって、前記第２のロックボルトに引抜力を載荷する引抜力載荷ジャッキと、前記引抜試験対応ナットに嵌着される前記引抜力載荷ジャッキの連結具と、前記引抜力載荷ジャッキに内装され、前記引抜力載荷ジャッキに入力される油圧の圧力を検出する圧力検出部と、前記引抜力載荷ジャッキに内装され、引抜力が載荷された前記第２のロックボルトの変位を検出する変位検出部と、前記引抜力載荷ジャッキに付設されるデータ送信処理部と、データ記録装置を備え、前記データ送信処理部が、前記圧力検出部から取得した圧力のデータ若しくは前記圧力に対応する荷重のデータを前記データ記録装置に無線送信すると共に、前記変位検出部から取得した前記第２のロックボルトの変位のデータを前記データ記録装置に無線送信することを特徴とする。
これによれば、既存の引抜試験では油圧ゲージで油圧を読み取る作業者とロックボルトの変位を読み取る作業者の最低２人が必要であったのに対して、１人の作業者が油圧ポンプで引抜力を載荷し、データ記録装置に無線送信される圧力データ若しくは圧力データから生成されて無線送信される荷重データと、データ記録装置に無線送信される変位データから、同じ作業者が荷重と変位の関係情報を確認することができ、１人の作業者でも引抜試験を効率的且つ正確に行うことができる。また、その場で引抜試験の記録をデータ記録装置に記録し、保存することができる。また、データ送信処理部からデータ記録装置にデータが無線送信されることから、データ記録装置とデータ送信処理部を接続するための配線作業も不要である。また、引抜力載荷ジャッキに圧力検出部と変位検出部を内装することにより、別途に変位計等を設置する必要を無くし、引抜試験装置全体の設置作業、取外作業を容易化することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ロックボルトの定着状態を確認して地山補強構造を構築することができると共に、ロックボルトに対する引抜試験の際に螺合される試験用ナットと通常ナットのナット付け替えを行う必要を無くし、施工性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による実施形態の地山補強構造の縦断説明図。
【図２】実施形態の地山補強構造の要部断面図。
【図３】（ａ）は実施形態の地山補強構造に用いられる引抜試験対応ナットの正面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図４】（ａ）は実施形態の地山補強構造を施工する際に用いられる引抜力載荷ジャッキの連結具の正面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】（ａ）は引抜試験対応ナットの斜視図、（ｂ）は引抜力載荷ジャッキの連結具の斜視図。
【図６】引抜試験対応ナットと引抜力載荷ジャッキの連結具を嵌着する動作を説明する斜視説明図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は引抜試験対応ナットと引抜力載荷ジャッキの連結具を嵌着する動作を説明する正面説明図、（ｄ）は同図（ｃ）のＣ−Ｃ線拡大断面図。
【図８】ロックボルトに螺合された引抜試験対応ナットと引抜力載荷ジャッキの連結具の取付を説明する斜視分解説明図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は引抜試験対応ナットが螺合されたロックボルトに引抜試験を行い、引抜試験装置を取り外して引抜試験対応ナットを残置する施工手順を説明する断面説明図。
【図１０】引抜試験対応ナットが螺合されたロックボルトに引抜試験装置を設置した状態を示す説明図。
【図１１】引抜試験対応ナットが螺合されたロックボルトに引抜試験装置を設置した状態における引きシリンダージャッキの周辺を示す一部断面拡大側面図。
【図１２】引抜試験対応ナットが螺合されたロックボルトに引抜試験装置を設置した状態における引きシリンダージャッキの周辺を示す拡大断面図。
【図１３】引抜試験装置におけるデータ記録装置のブロック図。
【図１４】（ａ）は実施形態の地山補強構造に用いられる別例の引抜試験対応ナットの斜視図、（ｂ）は別例の引抜力載荷ジャッキの連結具の斜視図。
【図１５】別例の引抜試験対応ナットと別例の引抜力載荷ジャッキの連結具を嵌着する動作を説明する斜視説明図。
【図１６】ロックボルトに螺合された別例の引抜試験対応ナットと別例の引抜力載荷ジャッキの連結具の取付を説明する斜視分解説明図。
【図１７】変形例の引きシリンダージャッキを用いた場合における図１２に対応する拡大断面図。
【図１８】従来のロックボルトの引抜試験装置を示す説明図。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は従来のロックボルトの引抜試験装置でロックボルトに引抜試験を行い、引抜試験装置を取り外して通常のナットを螺合し直す施工手順を説明する一部断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔実施形態の地山補強構造及びその施工方法〕
本発明による実施形態の地山補強構造として、トンネルの地山１０１を補強する構造を図１及び図２に示す。この地山補強構造では、地山１０１のトンネル空間１０２側の内周面に吹付コンクリート１０３が設けられ、吹付コンクリート１０３の内周面が地山１０１の打設面に相当するロックボルト１ａ、１ｂの打設面１０４になっている。吹付コンクリート１０３及び地山１０１には打設面１０４と略直交するようにして穿孔１０５が形成され、穿孔１０５にロックボルト１ａ、１ｂが打設されていると共にセメントモルタル系定着材等の定着材１０６が充填されている。尚、図１中の１０７は二次覆工コンクリートである。
【００１８】
地山１０１及び吹付コンクリート１０３に打設された第１のロックボルトに相当するロックボルト１ａ及び第２のロックボルトに相当するロックボルト１ｂは、それぞれ後端部に後端面から穿孔１０５の内部に達する長さで雄ねじ１１ａ、１１ｂが形成されている。本実施形態における第１、第２のロックボルトに相当するロックボルト１ａ、１ｂは形状、構造、サイズ的には同一の棒状部材であるが、異なる形状、構造或いはサイズの部材とすることも可能である。
【００１９】
ロックボルト１ａの打設面１０４から突出する雄ねじ１１ａには挿通穴２１ａを通して第１の支圧板に相当する支圧板２ａが外挿され、ロックボルト１ｂの打設面１０４から突出する雄ねじ１１ｂには挿通穴２１ｂを通して第２の支圧板に相当する支圧板２ｂが外挿されている。本実施形態における第１、第２の支圧板に相当する支圧板２ａ、２ｂは形状、構造、サイズ的には同一の板状部材であり、角ワッシャー等が支圧板２ａ、２ｂとして用いられるが、異なる形状、構造或いはサイズの部材とすることも可能である。
【００２０】
ロックボルト１ａの打設面１０４から突出する雄ねじ１１ａには通常の六角ナット等の通常ナット３が螺合され、支圧板２ａを打設面１０４に略当接させるようして螺入されている。また、ロックボルト１ｂの打設面１０４から突出する雄ねじ１１ｂには通常ナット３とは異なる引抜試験対応ナット４が螺合され、支圧板２ｂを打設面１０４に略当接させるようして螺入されている。
【００２１】
引抜試験対応ナット４は、後述する引抜力載荷ジャッキ６の連結具５に嵌着自在な形状で形成されているものであり、図２、図３及び図５〜図８に示すように、全長に亘って螺子穴４２が形成されている基体４１を有し、基体４１の後部４３に半径方向に突出する略扇状の羽部４４が設けられている。羽部４４は対応する位置に一対で設けられ、一対の羽部４４・４４が互いに逆側に突出するようにして形成されている。それぞれの羽部４４の前面には前方に突出する突起４５が所定位置に局所的に形成されており、本例における突起４５は羽部４４の前面の端近傍に形成され、一方の羽部４４の突起４５と他方の羽部４４の突起４５は対応する位置に設けられている。
【００２２】
また、連結具５は、図４〜図８に示すように、略円筒形の基体５１の後寄り部分に螺子穴５２が形成されていると共に、基体５１の前寄り部分に鍵穴形状の取付穴５３が形成されている。取付穴５３の後部５４は円形の中空になっており、後部５４の径は引抜試験対応ナット４の羽部４４の弧状外周縁を延長した円の径よりも僅かに大きく形成されていると共に、中空の後部５４の軸方向の厚さは羽部４４の厚さよりも僅かに大きく形成されている。
【００２３】
取付穴５３の前部５５は、引抜試験対応ナット４の羽部４４を有する後部４３に対応する略相似形状で形成されており、略扇状の突出部５６が内方に突出して形成され、一対の突出部５６・５６が対向配置されている。それぞれの突出部５６の後面には引抜試験対応ナット４の突起４５に対応する形状と大きさの嵌合孔５７が所定位置に局所的に形成されており、本例における嵌合孔５７は突出部５６の後面の端近傍に形成され、一方の突出部５６の嵌合孔５７と他方の突出部５６の嵌合孔５７は対応する位置に設けられていると共に、一対の嵌合孔５７・５７は引抜試験対応ナット４の一対の突起４５・４５に対応する位置に設けられている。前部５５の突出部５６がない部分は後部５４と同一径で形成され、後部５４と連続する形状になっている。
【００２４】
引抜試験対応ナット４に連結具５を嵌着する際には、図６及び図７に示すように、略相似形の取付穴５３の前部５５と引抜試験対応ナット４の後部４３の形状を合わせるようにして、引抜試験対応ナット４の後部４３側から連結具５を外挿し、取付穴５３に引抜試験対応ナット４の大部分が内挿されるようにする。そして、連結具５を回転して突出部５６・５６と引抜試験対応ナット４の羽部４４・４４が重なるようにしていき、連結具５の一対の嵌合孔５７・５７の位置と引抜試験対応ナット４の一対の突起４５・４５の位置が合うまで回転する（図７の太線矢印参照）。一対の嵌合孔５７・５７の位置と一対の突起４５・４５の位置が合うと、嵌合孔５７・５７と突起４５・４５がそれぞれ嵌合され、嵌合孔５７と突起４５の嵌合により連結具５と引抜試験対応ナット４が嵌着される。この嵌着は、一対の嵌合孔５７・５７の位置と一対の突起４５・４５の位置をずらすように連結具５を回転することで簡単に取り外すことが可能であり、着脱が自在である。
【００２５】
即ち、本例の引抜試験対応ナット４には  連結具５の回転動作で連結具５に嵌合自在な嵌合部として突起４５が設けられ、引抜試験対応ナット４が引抜力載荷ジャッキ６の連結具５に嵌着自在な形状で形成されており、換言すればキーとなる引抜試験対応ナット４の突起４５が連結具５の嵌合孔５７に嵌着自在にキー嵌合される構成になっている。尚、本例では嵌合部に相当する突起４５と嵌合部が嵌合する被嵌合部に相当する嵌合孔５７を一対で２個ずつ設けているが、それぞれ３個以上の複数個を所定間隔を開けて設ける構成としても良く、又、それぞれ１個ずつ設ける構成とすることも可能である。
【００２６】
更に、引抜試験を行う際に引抜試験対応ナット４に連結具５を嵌着する場合には、図８及び図９（ａ）に示すように、ロックボルト１ｂに外挿された支圧板２ｂを打設面１０４に略当接させるように螺合されている引抜試験対応ナット４に対し、略環状の角度調整台座７を外周に配置する。角度調整台座７には支圧板２ｂ側に磁石７１が円周方向に所定間隔を開けて複数設けられており、磁性材の支圧板２ｂに着脱自在に磁着される（図９（ｂ）参照）。また、角度調整台座７には、支圧板２ｂ側とは逆側に、引抜力載荷ジャッキ６の先端部に設けられている角度調整球座６１を受ける略テーパ面状の受部７２が形成されている。
【００２７】
その後、引抜力載荷ジャッキ６の先端部の内側に取り付けられている連結具５を引抜試験対応ナット４の後部４３側から外挿し、引抜力載荷ジャッキ６及び連結具５を回転して連結具５と引抜試験対応ナット４を嵌着すると共に、角度調整台座７の受部７２に引抜力載荷ジャッキ６の角度調整球座６１を当接し、引抜試験装置を構成する引抜力載荷ジャッキ６を配置する。ここで角度調整球座６１は角度調整台座７に角度調整可能に当接する構造であり、この角度調整により、打設面１０４に凹凸があってもロックボルト１ｂ、引抜試験対応ナット４、連結具５、引抜力載荷ジャッキ６は中心軸が合うようにして設置することが可能である。
【００２８】
次に、本実施形態の地山補強構造を施工する手順について説明する。本実施形態の地山補強構造を施工する際には、地山１０１及び吹付コンクリート１０３に形成した穿孔１０５内に、図示省略するセメントモルタル等の所定時間の経過で硬化する定着材１０６を注入し、穿孔１０５内に第１のロックボルトに相当するロックボルト１ａを打ち込み、定着材１０６で定着されるようにしてロックボルト１ａを地山１０１及び吹付コンクリート１０３に打設する。そして、ロックボルト１ａの打設面１０４から突出するロックボルト１ａの雄ねじ１１ａに、第１の支圧板に相当する支圧板２ａの外挿、通常ナット３の螺入を順に行い、通常ナット３の螺入により、打設面１０４と通常ナット３との間に介在する支圧板２ａを打設面１０４に略当接させる（図２参照）。
【００２９】
また、ロックボルト１ａが打ち込まれる穿孔１０５とは別に形成した穿孔１０５内に上記と同様の定着材を注入し、穿孔１０５内に第２のロックボルトに相当するロックボルト１ｂを打ち込み、定着材１０６で定着されるようにしてロックボルト１ｂを地山１０１及び吹付コンクリート１０３に打設する。そして、ロックボルト１ｂの打設面１０４から突出するロックボルト１ｂの雄ねじ１１ｂに、第２の支圧板に相当する支圧板２ｂの外挿、通常ナット３とは異なる引抜試験対応ナット４の螺入を順に行い、引抜試験対応ナット４の螺入により、打設面１０４と引抜試験対応ナット４との間に介在する支圧板２ｂを打設面１０４に略当接させる（図２参照）。
【００３０】
その後、上述の如く、引抜試験対応ナット４に対し、略環状の角度調整台座７を外周に配置し、引抜力載荷ジャッキ６に取り付けられた連結具５を引抜試験対応ナット４の後部４３側から外挿し、引抜力載荷ジャッキ６及び連結具５を回転して連結具５と引抜試験対応ナット４を嵌着すると共に、引抜試験装置を構成する引抜力載荷ジャッキ６を配置する（図７〜図１２参照）。
【００３１】
本実施形態における引抜力載荷ジャッキ６は、油圧シリンダーで引く力を出力する単動式の引きシリンダージャッキであり、図示例では、略部分球面状の角度調整球座６１が先端部に設けられているシリンダー本体６２と、シリンダー本体６２に内装され、油圧の入力で後退するプランジャー６３と、プランジャー６３の後側に設けられ、後退したプランジャー６３を初期位置に戻す戻りスプリング６４を備えるスプリング戻し形の引きシリンダージャッキになっている。プランジャー６３の前端部には雄ねじ６３１が形成されており、雄ねじ６３１と連結具５の螺子穴５２の雌ねじを螺合することにより、連結具５が引抜力載荷ジャッキ６の先端部の内側に取り付けられている。また、引抜力載荷ジャッキ６は、図１０に示すように、油圧ホース６５を介して引抜力載荷ジャッキ６を油圧駆動する油圧ポンプ６６に接続される。図示例の油圧ポンプ６６は充電式の携帯型電動油圧ポンプになっている。
【００３２】
この引抜力載荷ジャッキ６には、引抜力載荷ジャッキ６に入力される油圧の圧力を検出する圧力検出部８１と、引抜力が載荷されたロックボルト１ｂの変位を検出する変位検出部８２が内装されていると共に、データ送信処理部８３が付設されている。データ送信処理部８３は、アクリル板等で構成される防水ケース８４に収容され、データ送信処理部８３に水が浸入しないように防水処理が図られている。
【００３３】
データ送信処理部８３は、ロックボルト１ｂに引抜力が載荷された際に、圧力検出部８１から取得した圧力のデータからこの圧力に対応する荷重のデータを生成し、荷重のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で無線送信すると共に、変位検出部８２から取得したロックボルト１ｂの変位のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で無線送信するようになっている。尚、データ送信処理部８３は、前述の荷重のデータの生成、送信に代え、圧力検出部８１から取得した圧力のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で無線送信する構成とすることも可能である。
【００３４】
データ送信処理部８３からデータが無線送信されるデータ記録装置９は、例えばスマートフォン、携帯情報端末或いはパーソナルコンピューター等で構成され、図１３に示すように、ＣＰＵ等の制御部９１、メモリやハードディスク等の記憶部９２、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力部９３、タッチパネル、液晶ディスプレイ等の画像表示部９４、無線通信インターフェイスの通信部９５を備える。記憶部９２には、オペレーションシステムやデータ送信処理部８３から受信したデータを処理する引抜試験処理プログラム等のアプリケーションプログラムを格納するプログラム格納部９２１と、データ送信処理部８３から受信したデータや引抜試験処理プログラムで生成したデータを記憶するデータ格納部９２２が設けられている。
【００３５】
そして、油圧ポンプ６６に接続され、データ送信処理部８３が付設された引抜力載荷ジャッキ６や、データ記録装置９で引抜試験装置を構成した状態において、油圧ポンプ６６で引抜力載荷ジャッキ６を油圧駆動し、引抜力載荷ジャッキ６により連結具５及び引抜試験対応ナット４を介して第２のロックボルトに相当するロックボルト１ｂに引抜力を載荷し、引抜試験を行う（図９（ａ）、図１０〜図１２参照）。
【００３６】
この引抜試験中には、例えば圧力検出部８１が引抜力載荷ジャッキ６に入力される油圧の圧力を継続して検出し、ＣＰＵ等の制御部やプログラム格納部及びデータ格納部を有する記憶部を備えるデータ送信処理部８３に検出された圧力のデータが継続して入力され、データ送信処理部８３は、入力される圧力のデータからこの圧力に対応する荷重のデータを継続して生成し、生成した荷重のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で継続して無線送信する。これと同時に、変位検出部８２が引抜力の載荷で発生したロックボルト１ｂの変位を継続して検出し、データ送信処理部８３に検出された変位のデータが継続して入力され、データ送信処理部８３は、入力される変位のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で継続して無線送信する。データ記録装置９は、データ送信処理部８３から略リアルタイム等で継続して荷重のデータ及び変位のデータを受信し、荷重のデータ及び変位のデータをそれぞれデータ格納部９２２に格納すると共に、荷重と変位の関係を示すグラフ等の荷重と変位の関係情報を生成し、画像表示部９４に表示する。
【００３７】
尚、データ送信処理部８３が圧力のデータをそのままデータ記録装置９に送信する構成では、例えばデータ送信処理部８３は、入力される圧力のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で継続して無線送信すると共に、入力される変位のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で継続して無線送信する。データ記録装置９は、データ送信処理部８３から略リアルタイム等で継続して荷重のデータ及び変位のデータを受信し、受信する圧力のデータからこの圧力に対応する荷重のデータを継続して生成し、生成した荷重のデータ及び変位のデータをそれぞれデータ格納部９２２に格納すると共に、荷重と変位の関係を示すグラフ等の荷重と変位の関係情報を生成し、画像表示部９４に表示する。
【００３８】
引抜試験の完了後には、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、引抜試験対応ナット４を第２のロックボルトに相当するロックボルト１ｂに螺合させたまま残置して連結具５の嵌着状態を解除し、連結具５、引抜力載荷ジャッキ６、角度調整台座７を取り外す。連結具５の引抜試験対応ナット４からの嵌着状態の解除は、連結具５を回転して嵌合部に相当する突起４５と嵌合部が嵌合する被嵌合部に相当する嵌合孔５７との嵌合を解除し、連結具５の突出部５６が引抜試験対応ナット４の羽部４４がない部分に配置されるまで回転し、連結具５の取付穴５３から引抜試験対応ナット４が離脱するようにして連結具５を取り外すことにより行う。
【００３９】
そして、引抜試験によってロックボルト１ｂが変位し、支圧板２ｂが打設面１０４から離れてしまった場合には、引抜試験対応ナット４を打設面１０４側に螺入して打設面１０４と引抜試験対応ナット４との間に介在する支圧板２ｂを打設面１０４に略当接させるようにし、地山補強構造が構築される（図２参照）。
【００４０】
本実施形態によれば、引抜試験対応ナット４に引抜力載荷ジャッキ６の連結具５を嵌着して引抜試験を行うことにより、ロックボルト１ｂ、１ａの定着状態を確認して地山補強構造を構築することができると共に、ロックボルト１ｂに螺合され支圧板２ｂを打設面１０４に略当接させている引抜試験対応ナット４を引抜試験後にそのまま残置して通常ボルト３と同様の機能を果たすナットとして用いることが可能となり、ロックボルト１ｂに対する引抜試験の際に螺合される試験用ナットと通常ナットのナット付け替えを行う必要を無くし、施工性を向上することができる。更に、引抜試験対応ナット４を引抜力載荷ジャッキ６の連結具５に嵌着自在な形状で形成することにより、ロックボルト１ｂから延長させるテンションバーの取付作業も不要となり、この点からも施工作業を簡略化して施工性を向上することが可能となると共に、引抜試験装置の部品点数を減らして施工コストも低減することも可能となる。
【００４１】
また、引抜試験対応ナット４に連結具５の回転動作で連結具５に嵌合自在な嵌合部である突起４５を設けることにより、連結具５を引抜試験対応ナット４に簡単に嵌合し、又嵌合を解除することができ、連結具５、引抜力載荷ジャッキ６の取付作業、取外作業を容易化することができる。従って、引抜力載荷ジャッキ６の周辺に設けられる角度調整台座７等の引抜試験装置の他の構成部材や、引抜試験装置全体の設置作業、取外作業も容易化することができる。特に、トンネルの内周面の打設面１０４にロックボルト１ａ、１ｂが横向きや上向きに打設される場合に、これらの作業の容易化のメリットは顕著なものとなる。
【００４２】
また、本実施形態の地山補強構造の施工方法によれば、ロックボルト１ａ、１ｂを打設する作業と併せて任意の時点で引抜試験を行うことや、ロックボルト１ａ、１ｂを打設する作業と並行して既に打設済みの別のロックボルト１ｂに対して引抜試験を行うこと等が可能となり、引抜試験の作業や施工作業の自由度を高めることができる。
【００４３】
また、引抜力載荷ジャッキ６を引きシリンダージャッキとすることにより、引抜力載荷ジャッキ６を軽量化、小型化し、引抜力載荷ジャッキ６の取付作業、取外作業を容易化することができる。従って、引抜力載荷ジャッキ６の周辺に設けられる角度調整台座７等の引抜試験装置の他の構成部材や、引抜試験装置全体の設置作業、取外作業も容易化することができる。特に、トンネルの内周面の打設面１０４にロックボルト１ａ、１ｂが横向きや上向きに打設される場合に、これらの作業の容易化のメリットは顕著なものとなる。更に、引抜力載荷ジャッキ６に要するコストを低減することができる。
【００４４】
また、データ送信処理部８３が荷重若しくは圧力のデータと変位のデータをデータ記録装置９に略リアルタイム等で無線送信することにより、既存の引抜試験では油圧ゲージで油圧を読み取る作業者とロックボルトの変位を読み取る作業者の最低２人が必要であったのに対して、１人の作業者が油圧ポンプ６６で引抜力を載荷し、略リアルタイム等でデータ記録装置９に無線送信される荷重若しくは圧力データと変位データに基づき同じ作業者が荷重と変位の関係情報を確認することができ、１人の作業者でも引抜試験を効率的且つ正確に行うことができる。また、その場で引抜試験の記録をデータ記録装置９に記録し、保存することができる。また、データ送信処理部８３からデータ記録装置９にデータが無線送信されることから、データ記録装置９とデータ送信処理部８３を接続するための配線作業も不要である。また、引抜力載荷ジャッキ６に圧力検出部８１と変位検出部８２を内装することにより、別途に変位計等を設置する必要を無くし、引抜試験装置全体の設置作業、取外作業を容易化することができる。
【００４５】
また、データ送信処理部８３を防水ケース７４に収容することにより、漏水の多い山岳トンネルや雨天に屋外で施工する場合にも、データ送信処理部８３に水が浸入することを防止し、安定して引抜試験の実施やデータ記録を行うことができる。
【００４６】
〔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変形例や追記した内容も含まれる。
【００４７】
例えば本発明における引抜試験対応ナットの連結具に嵌着自在な形状は、引抜試験対応ナット４の突起４５を有する形状に限定されず適宜であり、例えば図１４〜図１６に示す引抜試験対応ナット４ｍの形状としてもよい。引抜試験対応ナット４ｍは、全長に亘って螺子穴４２ｍが形成されている基体４１ｍを有し、基体４１ｍの全長に亘って半径方向に突出する略扇状の羽部４３ｍが設けられている。羽部４３ｍは対応する位置に一対で設けられ、一対の羽部４３ｍ・４３ｍが互いに逆側に突出するようにして形成されている。
【００４８】
羽部４３ｍの外周面には嵌合溝４４ｍが周方向に形成され、引抜試験対応ナット４ｍの長さ方向に間隔を開けて複数個（図示例では２個）設けられている。嵌合溝４４ｍは、羽部４３ｍの一方の側端面で開放するように形成されていると共に、羽部４４ｍの他方の側端面に達しない位置まで形成されており、引抜試験対応ナット４ｍの長さ方向に並ぶ複数の嵌合溝４４ｍは開放側が揃うように形成されている。また、一方の羽部４３ｍの嵌合溝４４ｍの開放側と、他方の羽部４３ｍの嵌合溝４４ｍの開放側は、周方向で同じ向きになっている。
【００４９】
引抜試験対応ナット４ｍに嵌着される連結具５ｍには、略円筒形の基体５１ｍの後寄り部分に螺子穴５２ｍが形成されていると共に、基体５１ｍの前寄り部分に取付穴５３ｍが形成され、取付穴５３ｍの径は引抜試験対応ナット４ｍの羽部４３ｍの弧状外周縁を延長した円の径よりも僅かに大きく形成されている。取付穴５３ｍの内周面の対向位置には、嵌合溝４４ｍと略対応する長さの突条５４ｍが周方向に形成され、連結具５ｍの長さ方向に嵌合溝４４ｍに対応する間隔を開けて嵌合溝４４ｍに対応する複数個（図示例では２個）の突条５４ｍが設けられている。
【００５０】
引抜試験対応ナット４ｍに連結具５ｍを嵌着する際には、引抜試験対応ナット４ｍの羽部４３ｍがない部分と連結具５ｍの突条５４ｍがある部分が対応するようして、引抜試験対応ナット４ｍの後側から連結具５ｍを外挿し、取付穴５３ｍに引抜試験対応ナット４ｍの大部分が内挿されるようにする。そして、連結具５ｍを回転して連結具５ｍの突条５４ｍを引抜試験対応ナット４ｍの嵌合溝４４ｍの開放側から嵌め込み、突条５４ｍと嵌合溝４４ｍを嵌着する（図１５の太線矢印参照）。この嵌着は、連結具５ｍを逆方向に回転して突条５４ｍと嵌合溝４４ｍの嵌合を外すことで解除することが可能であり、着脱自在である。
【００５１】
即ち、別例の引抜試験対応ナット４ｍには、連結具５ｍの回転動作で連結具５ｍに嵌合自在な嵌合部として嵌合溝４４ｍが設けられ、これに対応する被嵌合部として連結具５ｍの突条５４ｍが設けられている。別例の引抜試験対応ナット４ｍ、別例の連結具５ｍも、上記実施形態の引抜試験対応ナット４、連結具５と同様に用いることが可能である（図１６参照）。
【００５２】
また、連結具５、引抜力載荷ジャッキ６の変形例として、図１７に示すように、基体５１の外周面から回り止めピン５８ｎを突設させた連結具５ｎとすると共に、シリンダー本体６２の内周面で軸方向に延びて角度調整球座６１で開放されるガイド溝６７ｎが設けられた引抜力載荷ジャッキ６ｎとしてもよい。この変形例では、回り止めピン５８ｎがガイド溝６７ｎに係合されて連結具５ｎの回り止めとなり、連結具５ｎの螺子穴５２とプランジャー６３の雄ねじ６３１との螺着状態が確実に維持されると共に、連結具５ｎが引抜力載荷ジャッキ６ｎの着脱不能に一体化された部品となる。他方で、連結具５、５ｍのようにプランジャー６３の雄ねじ６３１との螺着だけで連結具とプランジャー６３との固定状態を得る構成によれば、連結具が着脱自在であることから、多様な形状の引抜試験対応ナットに対応した連結具を柔軟に取り付けることが可能であり、引抜試験、施工の自由度を高めることができる。
【００５３】
また、本発明の地山補強構造は、上記実施形態のトンネルの補強構造以外の地山補強構造として用いることが可能である。また、本発明における第１、第２のロックボルト、第１、第２の支圧板はそれぞれ同一構成のものとする他、それぞれ異なる構成のものとすることも可能である。また、本発明における地山の打設面には、地山の内周に設けられた吹付コンクリート等の打設面の他、地山が直接露出する打設面も含まれる。また、本発明における引抜力載荷ジャッキには、適用可能な範囲で引きシリンダージャッキ以外の適宜のものを用いることが可能であり、例えば押し引きを油圧で行う複動式のシリンダージャッキとすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えばトンネル等に地山補強構造を構築する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ、１ｂ…ロックボルト  １１ａ、１１ｂ…雄ねじ  ２ａ、２ｂ…支圧板  ２１ａ、２１ｂ…挿通穴  ３…通常ナット  ４…引抜試験対応ナット  ４１…基体  ４２…螺子穴  ４３…後部  ４４…羽部  ４５…突起  ４ｍ…引抜試験対応ナット  ４１ｍ…基体  ４２ｍ…螺子穴  ４３ｍ…羽部  ４４ｍ…嵌合溝  ５…連結具  ５１…基体  ５２…螺子穴  ５３…取付穴  ５４…後部  ５５…前部  ５６…突出部  ５７…嵌合孔  ５ｍ…連結具  ５１ｍ…基体  ５２ｍ…螺子穴  ５３ｍ…取付穴  ５４ｍ…突条  ５ｎ…連結具  ５８ｎ…回り止めピン  ６…引抜力載荷ジャッキ  ６１…角度調整球座  ６２…シリンダー本体  ６３…プランジャー  ６３１…雄ねじ  ６４…戻りスプリング  ６５…油圧ホース  ６６…油圧ポンプ  ６ｎ…引抜力載荷ジャッキ  ６７ｎ…ガイド溝  ７…角度調整台座  ７１…磁石  ７２…受部  ８１…圧力検出部  ８２…変位検出部  ８３…データ送信処理部  ８４…防水ケース  ９…データ記録装置  ９１…制御部  ９２…記憶部  ９２１…プログラム格納部  ９２２…データ格納部  ９３…入力部  ９４…画像表示部  ９５…通信部  １０１…地山  １０２…トンネル空間  １０３…吹付コンクリート  １０４…打設面  １０５…穿孔  １０６…定着材  １０７…二次覆工コンクリート  ２０１…地山  ２０２…ロックボルト  ２０３…テンションバー  ２０４…支圧板  ２０５…打設面  ２０６…角度調整台座  ２０７…角度調整球座  ２０８…センターホールジャッキ  ２０９…測定板  ２１０…ワッシャー  ２１１…試験用ナット  ２１２…ダイヤルゲージ  ２１３…測定子  ２１４…油圧ポンプ  ２１５…油圧ゲージ  ２１６…通常ナット
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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