(57)【要約】      （修正有）【課題】目視確認の視認性に優れ、効率的なロックボルトの軸力の確認作業を可能にすると共に、ロックボルトの軸力の増減変化に対応した軸力表示機構を提供する。【解決手段】地山内に打ち込まれるロックボルト２と、ロックボルト２の後端部に接続され、ロックボルト２の軸力が伝達されるように設けられる軸力表示ボルト３を備え、軸力表示ボルト３が、本体と、後端に着色表示面３２３を有し、本体に伝達されるロックボルト２の軸力に応じて軸方向に相対的に移動するように本体に内装されている可動ピン３２と、着色表示面３２３の後側に設けられる透明板３３と、着色表示面３２３と異なる色の着色流体が封入され、着色表示面３２３を覆うように設けられて、相対的な移動による着色表示面３２３と透明板３３との間の距離の変化に応じて着色表示面３２３を覆う厚みが変化可能に設置される着色流体封入体３４とによって構成する。【選択図】図５
2015031086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山内に打ち込まれるロックボルトと、前記ロックボルトの後端部に接続され、該ロックボルトの軸力が伝達されるように設けられる軸力表示ボルトとを備え、
前記軸力表示ボルトが、本体と、後端に着色表示面を有し、前記本体に伝達されるロックボルトの軸力に応じて軸方向に相対的に移動するように前記本体に内装されている可動部と、前記着色表示面の後側に設けられる透明板と、前記着色表示面と異なる色の着色流体が視認可能に封入され、前記着色表示面を覆うように設けられて、前記相対的な移動による前記着色表示面と前記透明板との間の距離の変化に応じて前記着色表示面を覆う厚みが変化可能に設置される着色流体封入体とから構成される
ことを特徴とするトンネル用軸力表示機構。
【請求項２】
前記軸力表示ボルトが別体のカプラを介して前記ロックボルトの後端部に接続されることを特徴とする請求項１記載のトンネル用軸力表示機構。
【請求項３】
前記透明板の後側に表示色の視認可能な範囲を拡張する拡張レンズが設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のトンネル用軸力表示機構。
【請求項４】
前記拡張レンズが球状レンズであり、
前記球状レンズが筒状キャップに内装されると共に、前記筒状キャップの前側が前記軸力表示ボルトの後側に嵌められることを特徴とする請求項３記載のトンネル用軸力表示機構。
【請求項５】
地山内に打ち込まれるロックボルトの後端部に接続され、該ロックボルトの軸力が伝達されるように設けられるトンネル用軸力表示ボルトであって、
本体と、後端に着色表示面を有し、前記本体に伝達されるロックボルトの軸力に応じて軸方向に相対的に移動するように前記本体に内装されている可動部と、前記着色表示面の後側に設けられる透明板と、前記着色表示面と異なる色の着色流体が視認可能に封入され、前記着色表示面を覆うように設けられて、前記相対的な移動による前記着色表示面と前記透明板との間の距離の変化に応じて前記着色表示面を覆う厚みが変化可能に設置される着色流体封入体とから構成される
ことを特徴とするトンネル用軸力表示ボルト。
【請求項６】
トンネルの所定の掘進長ごとに、請求項１〜４の何れかに記載のトンネル用軸力表示機構をトンネル掘進方向の所定間隔毎とトンネル周方向の所定間隔毎に設け、前記トンネル用軸力表示機構で周囲の地山の押出による変状を検出しながらトンネルを掘進することを特徴とするトンネル掘進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内壁面から地山に打ち込まれるロックボルトの軸力を目視確認可能に表示するトンネル用軸力表示機構、トンネル用軸力表示ボルト、及びトンネル用軸力表示機構が用いられるトンネル掘進方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル支保用のロックボルトの軸力を目視確認可能に表示するものとして、トンネル内壁面から地山に打ち込まれたロックボルトの突出部分に、トンネル内壁面側の内側支圧板と外側支圧板で挟むようにロードセルを設置し、その外側支圧板の外側からロックボルトにナットを螺合して締めつけ、ロードセルに設けられたブルドン管でロックボルトの軸力を表示する構造がある（特許文献１参照）。
【０００３】
更に、ロックボルトの軸力をより容易に目視確認できるものとして、トンネル内壁面から地山に打ち込まれたロックボルトに螺合されるナットとトンネル内壁面の間に保持部材が設けられ、保持部材の保持部の溝内で、荷重が加わった時に変色するいわゆるケミカルライトの変色部材が外部から見える状態で保持され、保持部材を挟むトンネル内壁面とナットにより保持部材にかかった荷重が所定値に満たない場合に荷重が変色部材に伝達されず、所定値以上の場合に荷重が変色部材に伝達されるようにして、変色部材の変色でロックボルトの軸力を表示する構造がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３３３９２号公報
【特許文献２】特許第３６６９７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記ロードセルに設けられたブルドン管で軸力を表示する構造は、ロックボルトの軸力が増減する場合にも増減変化に対応して軸力を表示することが可能であるものの、ブルドン管の目盛りから軸力を確認する必要があるため、視認性に劣るという問題がある。特にトンネル内の暗い作業空間においては、視認性に劣ると軸力の確認作業に非常な労力を要することとなるため、この問題は一層顕著なものとなる。
【０００６】
また、上記ケミカルライトの変色で軸力を表示する構造は、化学変化によるケミカルライトの変色で所定値以上の軸力を容易に目視確認でき、視認性には優れるものの、一旦変色したケミカルライトの変色部材の色は元に戻らないため、ロックボルトの軸力が増減する場合に増減変化に対応して軸力を表示することができないという問題がある。そのため、目視確認の視認性に優れると共に、ロックボルトの軸力の増減変化に対応して軸力を表示することができるものが求められている。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、目視確認の視認性に優れ、効率的なロックボルトの軸力の確認作業を可能にすると共に、ロックボルトの軸力の増減変化に対応して軸力を表示することができるトンネル用軸力表示機構、トンネル用軸力表示ボルト、及びトンネル用軸力表示機構が用いられるトンネル掘進方法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】
本発明のトンネル用軸力表示機構は、地山内に打ち込まれるロックボルトと、前記ロックボルトの後端部に接続され、該ロックボルトの軸力が伝達されるように設けられる軸力表示ボルトとを備え、前記軸力表示ボルトが、本体と、後端に着色表示面を有し、前記本体に伝達されるロックボルトの軸力に応じて軸方向に相対的に移動するように前記本体に内装されている可動部と、前記着色表示面の後側に設けられる透明板と、前記着色表示面と異なる色の着色流体が視認可能に封入され、前記着色表示面を覆うように設けられて、前記相対的な移動による前記着色表示面と前記透明板との間の距離の変化に応じて前記着色表示面を覆う厚みが変化可能に設置される着色流体封入体とから構成されることを特徴とする。
これによれば、ロックボルトに発生する軸力に応じて、着色表示面を覆う着色流体封入体の厚みが変化して透明板から見える色が変化するので、計測値を見なくても、ロックボルトに発生している軸力を色の変化で認識することができる。即ち、目視確認の視認性に優れており、効率的なロックボルトの軸力の確認作業、地山変状の早期の検出が可能となる。また、化学変化或いは塗料の入っている袋が破裂する方式で視認される色を変化させる場合には、一旦変色した後に色が元に戻らないのに対して、この構成では、軸力が大きくなると着色流体封入体の色が濃くなって表示され、一旦生じた大きな軸力が小さくなると可動部が戻って着色表示面の色が表示されるので、ロックボルトの軸力の増減変化に対応して軸力を表示することができる。また、ロックボルト自体に軸力表示部を設ける場合には非常に高価なロックボルトになるのに対して、ロックボルトの後端部に軸力表示ボルトを接続する構成では、低コストの短い軸力表示ボルトとすることが可能となり、更には、軸力表示ボルトが低コストになることで数多く使用することが可能となり、広範囲に数多く使用して地山変状をより正確に検出することが可能となる。また、通常のロックボルトの打設の流れの一環として軸力表示ボルトを設置することができ、施工性に優れる。
【０００９】
本発明のトンネル用軸力表示機構は、前記軸力表示ボルトが別体のカプラを介して前記ロックボルトの後端部に接続されることを特徴とする。
これによれば、既存の多様なロックボルトに連結可能なカプラを用い、同一の軸力表示ボルトを多様なロックボルトに接続することが可能となり、軸力表示ボルトの汎用性を飛躍的に向上することができると共に、同一の軸力表示ボルトを用いることで製造コスト、施工コストを大幅に低減することができる。
【００１０】
本発明のトンネル用軸力表示機構は、前記透明板の後側に表示色の視認可能な範囲を拡張する拡張レンズが設けられることを特徴とする。
これによれば、多様な位置から軸力表示の色を目視確認することが可能となり、暗いトンネル内の作業空間でもより確実に目視確認することができ、軸力表示の視認性を一層向上することができる。
【００１１】
本発明のトンネル用軸力表示機構は、前記拡張レンズが球状レンズであり、前記球状レンズが筒状キャップに内装されると共に、前記筒状キャップの前側が前記軸力表示ボルトの後側に嵌められることを特徴とする。
これによれば、拡張レンズである球状レンズを軸力表示ボルトに簡単に取り付けることができる。また、軸力表示ボルトの真正面でなくてもより広いエリアから軸力表示の色を視認することが可能となり、ロックボルトの軸力の確認作業をより一層効率化することができると共に、表示色の変化をより迅速に認識できるので、軸力の変化の認識、地山変状をより迅速に把握することができる。
【００１２】
本発明のトンネル用軸力表示ボルトは、地山内に打ち込まれるロックボルトの後端部に接続され、該ロックボルトの軸力が伝達されるように設けられるトンネル用軸力表示ボルトであって、本体と、後端に着色表示面を有し、前記本体に伝達されるロックボルトの軸力に応じて軸方向に相対的に移動するように前記本体に内装されている可動部と、前記着色表示面の後側に設けられる透明板と、前記着色表示面と異なる色の着色流体が視認可能に封入され、前記着色表示面を覆うように設けられて、前記相対的な移動による前記着色表示面と前記透明板との間の距離の変化に応じて前記着色表示面を覆う厚みが変化可能に設置される着色流体封入体とから構成されることを特徴とする。
これによれば、ロックボルトに発生する軸力に応じて、着色表示面を覆う着色流体封入体の厚みが変化して透明板から見える色が変化するので、計測値を見なくても、ロックボルトに発生している軸力を色の変化で認識することが可能となる。即ち、目視確認の視認性に優れており、効率的なロックボルトの軸力の確認作業、地山変状の早期の検出が可能となる。また、化学変化或いは塗料の入っている袋が破裂する方式で視認される色を変化させる場合には、一旦変色した後に色が元に戻らないのに対して、この構成では、軸力が大きくなると着色流体封入体の色が濃くなって表示され、一旦生じた大きな軸力が小さくなると可動部が戻って着色表示面の色が表示されるので、ロックボルトの軸力の増減変化に対応して軸力を表示することができる。また、ロックボルト自体に軸力表示部を設ける場合には非常に高価なロックボルトになるのに対して、ロックボルトの後端部に接続される軸力表示ボルトは、低コストの短い軸力表示ボルトとすることができ、更には、軸力表示ボルトが低コストになることで数多く使用することが可能となり、軸力表示ボルトを広範囲に数多く使用して地山変状をより正確に検出することが可能となる。また、通常のロックボルトの打設の流れの一環として軸力表示ボルトを設置することができ、施工性に優れる。
【００１３】
本発明のトンネル掘進方法は、トンネルの所定の掘進長ごとに、本発明のトンネル用軸力表示機構をトンネル掘進方向の所定間隔毎とトンネル周方向の所定間隔毎に設け、前記トンネル用軸力表示機構で周囲の地山の押出による変状を検出しながらトンネルを掘進することを特徴とする。
これによれば、周囲の地山の押出による変状を低コストで正確に検出しながらトンネルの掘進作業を行うことができ、経済的且つ安全にトンネルを構築することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、目視確認の視認性に優れ、効率的なロックボルトの軸力の確認作業を可能にすると共に、ロックボルトの軸力の増減変化に対応して軸力を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のトンネル用軸力表示機構が設けられたトンネルの一部を示す説明図。
【図２】地山の変状によりロックボルトに軸力が発生するメカニズムを説明する横断説明図。
【図３】（ａ）は第１実施形態のトンネル用軸力表示機構の構成部材を示す側面説明図、（ｂ）は設置状態における第１実施形態のトンネル用軸力表示機構を示す側面図。
【図４】（ａ）は第１実施形態のトンネル用軸力表示機構の軸力表示ボルトの周辺を示す部分拡大断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態のトンネル用軸力表示機構の動作を説明する部分断面説明図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態のトンネル用軸力表示機構の動作を説明するトンネル空間から見た正面説明図。
【図７】（ａ）は第２実施形態のトンネル用軸力表示機構の構成部材を示す側面説明図、（ｂ）は設置状態における第２実施形態のトンネル用軸力表示機構を示す側面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ線矢視図。
【図８】（ａ）は第３実施形態のトンネル用軸力表示機構の構成部材を示す側面説明図、（ｂ）は設置状態における第３実施形態のトンネル用軸力表示機構を示す側面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＣ−Ｃ線矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔第１実施形態のトンネル用軸力表示機構〕
本発明による第１実施形態のトンネル用軸力表示機構１は、例えば図１及び図２に示すように、トンネル空間Ｓにおいて、地山１０１内に所定間隔毎に打ち込まれるロックボルト２毎に設けられ、ロックボルト２とトンネル用軸力表示機構１は、トンネル空間Ｓの掘進方向の所定間隔毎に設けられると共に、トンネル周方向の所定間隔毎に放射状に配置して設けられる。
【００１７】
図示例では、地山１０１の内面に沿って吹付コンクリート１０２が形成され、吹付コンクリート１０２の内面をトンネル内壁面１０３として、トンネル内壁面１０３からロックボルト２が打ち込まれており、安定性が高められた地山アーチ部１０４が形成されている。そして、これらの各ロックボルト２の後端部に軸力表示ボルト３を接続してトンネル用軸力表示機構１が構成されている。尚、図２中の１０６は後工程で吹付コンクリート１０２、トンネル用軸力表示機構１を覆うように設けられる覆工コンクリートである。
【００１８】
地山アーチ部１０４等の地山１０１において変状が生ずると、図２の白矢印に示すように、トンネル空間Ｓに向かって地山１０１が押し出されるように押出し力Ｐが生じ、これに抗しようとするロックボルト２には軸方向の引張力即ち軸力が生ずるが、後述するように、軸力の大きさに応じて表示色を変化させる軸力表示ボルト３が設けられていることから、ロックボルト２に発生した軸力は軸力表示ボルト３に伝達され、この押出し力Ｐ、軸力の大きさに応じた表示色を示すようになっている。
【００１９】
図１中の１０５は掘削中のトンネルの一番前に位置する切羽、２点鎖線間のＬは一度に掘進する所定長さの掘進長であり、トンネルを掘進する際には、所定の掘進長Ｌごとに、トンネル掘進方向の所定間隔毎とトンネル周方向の所定間隔毎にトンネル用軸力表示機構１を設け、周囲の地山１０１の押出による変状を検出しながら掘進することが好ましい。これにより、周囲の地山１０１の押出による変状を低コストで正確に検出しながらトンネルの掘進作業を行うことができ、経済的且つ安全にトンネルを構築することが可能となる。
【００２０】
この第１実施形態のトンネル用軸力表示機構１は、図３及び図４に示すように、地山１０１内に打ち込まれるロックボルト２と、ロックボルト２の後端部に接続され、ロックボルト２の軸力が伝達されるように設けられる軸力表示ボルト３とから構成される。
【００２１】
ロックボルト２には、地山１０１内に打ち込み可能な適宜のロックボルトを用いることが可能であり、図示例では、少なくとも後端部に雄ねじ部２１が形成されている全面定着式のロックボルト２とされている。この後端部の雄ねじ部２１には、内側に雌ねじ４１が形成されているカプラ４の前側部分が螺合されてカプラ４が取り付けられる。尚、本発明におけるカプラには、ロックボルト２等の種類に応じて、軸力表示ボルト３とロックボルト２等を連結可能な適宜のカプラを用いることが可能であり、これにより、同一の軸力表示ボルト３を多様なロックボルト２等に接続することが可能となる。
【００２２】
軸力表示ボルト３は、本体３１の外周に全長に亘って雄ねじ部３１１が形成されている全ネジボルトであり、例えば１００ｍｍ等の短い長さで形成される。軸力表示ボルト３は、ロックボルト２に取り付けられるカプラ４の後側部分に本体３１の前端部が螺合されてカプラ４に取り付けられ、カプラ４を介してロックボルト２の後端部に接続されるようになっている。図３（ｂ）の例では、地山１０１に打ち込まれたロックボルト２に螺合されたカプラ４及び軸力表示ボルト３の前部が、地山１０１の内面に沿って設けられている吹付コンクリート１０２内に配置されるようにして、ロックボルト２及び軸力表示ボルト３が打設されている。
【００２３】
軸力表示ボルト３の本体３１には、後部の内部に後側に開放した中空部３１２が形成され、中空部３１２の略中央から前方に延びて取付穴３１３が形成されている。取付穴３１３には、可動部に相当する可動ピン３２の軸部３２１が挿入され、軸部３２１の前側部分の外周面が取付穴３１３の内周面に接着層３５を介して固着されている。また、可動ピン３２の軸部３２１より大径の頭部３２２は、中空部３１２内に収容されるように配置される。可動ピン３２の後端に相当する頭部３２２の後端面は所要の色で着色が施された着色表示面３２３になっている。
【００２４】
本体３１に内装され、軸部３２１だけが本体３１に固着されている可動ピン３２は、本体３１にロックボルト２の軸力が伝達された場合に、カプラ４側即ちロックボルト２側に引っ張られ、固着部分以外が本体３１内で軸方向に相対的に移動して頭部３２２が中空部３１２内で前方即ちボルト先端側に向けて移動する一方で、ロックボルト２の軸力が小さくなり本体３１が引っ張られなくなると、固着部分以外が本体３１内で軸方向に相対的に移動して頭部３２２が中空部３１２内で後方即ちトンネル空間Ｓ側に向けて移動するようになっている。
【００２５】
着色表示面３２３の後側に位置する中空部３１２の開口側には、透明板３３が中空部３１２を閉塞するように設けられている。透明板３３で閉塞されている中空部３１２内には、着色表示面３２３を覆い、可動ピン３２の頭部３２２の全体を略覆うようにして着色流体封入体３４が設けられている。着色流体封入体３４は、着色表示面３２３の色と異なる色の着色流体が柔軟性に富む透明な袋に封入されたものであり、前述の相対的な移動による着色表示面３２３と透明板３３との間の距離の変化に応じて着色表示面３２３を覆う厚みが変化可能に設置されている。
【００２６】
即ち、図５及び図６に示すように、着色流体封入体３４は、相対的な移動で可動ピン３２の頭部３２２が中空部３１２内で前方即ちボルト先端側に向けて移動した場合に、頭部３２２の軸部３２１側の面とこれと対向する中空部３１２の対向面との間で押されて後方に流れるように移動し、着色表示面３２３と透明板３３との間の距離が大きくなって広くなった空間に着色流体封入体３４のより多くの部分が流入して留まる。この際、透明板３３から視認される色は、着色流体封入体３４の着色流体の色とほぼ同じ色となる。
【００２７】
また、相対的な移動で可動ピン３２の頭部３２２が中空部３１２内で後方即ちトンネル空間Ｓ側に向けて移動した場合には、着色流体封入体３４は、着色表示面３２３と透明板３３との間で押されて前方に流れるように移動し、頭部３２２の軸部３２１側の面とこれと対向する中空部３１２の対向面との間の広くなった空間に流入し、距離が短くなって空間が狭くなった着色表示面３２３と透明板３３との間には着色流体封入体３４の僅かな部分が留まる。この際には、透明板３３から視認される色は、着色表示面３２３の色とほぼ同じ色となる。
【００２８】
また、着色流体封入体３４の着色流体の色が視認される状態と着色表示面３２３の色が視認される状態の中間状態においては、軸力表示ボルト３に生じる軸力の大きさに応じて、着色表示面３２３の色と着色流体封入体３４の色の間で双方の色が混色された色となる。尚、図５中の太線矢印は、ロックボルト２及び軸力表示ボルト３に生じる軸力ＡＬを示している。
【００２９】
更に、図３〜図６に示すように、軸力表示ボルト３には、外周にワッシャー５が配置され、その後側からナット６が螺合され、ワッシャー５がトンネル内壁面１０３に当接されるように設置される（図３（ｂ）参照）。軸力表示ボルト３には、ワッシャー５がナット６により嵌め込まれている為、地山１０１に生じた押出し力Ｐに抗しようとしてロックボルト２に軸力が発生した際に、カプラ３を介して本体３１に軸力が伝達されてロックボルト方向に引っ張られ、これにより可動ピン３２の着色表示面３２３と透明板３３との間の距離即ち着色表示面３２３を覆う着色流体封入体３４の着色流体の厚みに変化が生じて表示色が変化するようになっている。
【００３０】
軸力表示ボルト３のナット６から突出する雄ねじ部３１１には、図示例においては透明素材で形成され且つ雄ねじ部３１１と略同一の内径を有する筒状キャップ７の前側が外嵌され、筒状キャップ７の前側が軸力表示ボルト３の後側に嵌められる。筒状キャップ７には、表示色の視認可能な範囲を拡張する拡張レンズである球状レンズ８が、中間部から後部にかけて内装されており、球状レンズ８は透明板３３の後側に近接して配置される。
【００３１】
第１実施形態によれば、ロックボルト２に発生する軸力に応じて、着色表示面３２３を覆う着色流体封入体３４の厚みが変化して透明板３３から見える色が変化するので、計測値を見なくても、ロックボルト２に発生している軸力を色の変化で認識することができる。即ち、目視確認の視認性に優れており、効率的なロックボルト２の軸力の確認作業、地山変状の早期の検出が可能となる。
【００３２】
また、化学変化或いは塗料の入っている袋が破裂する方式で視認される色を変化させる場合には、一旦変色した後に色が元に戻らないのに対して、この構成では、軸力が大きくなると着色流体封入体３４の色が濃くなって表示され、一旦生じた大きな軸力が小さくなると可動ピン３２が戻って着色表示面３２３の色が表示されるので、ロックボルト２の軸力の増減変化に対応して軸力を表示することができる。
【００３３】
また、３ｍ〜６ｍ等の長尺のロックボルト自体に軸力表示部を設ける場合には非常に高価なロックボルトになるのに対して、ロックボルト２の後端部に軸力表示ボルト３を接続する構成では、加工コストや輸送コスト等が低コストの短い軸力表示ボルト３とすることが可能となり、更には、軸力表示ボルト３が低コストになることで数多く使用することが可能となり、広範囲に数多く使用して地山変状をより正確に検出することが可能となる。また、通常のロックボルト２の打設の流れの一環として軸力表示ボルト３を設置することができ、施工性に優れる。
【００３４】
また、軸力表示ボルト３を別体のカプラ４を介してロックボルト２の後端部に接続する構成により、既存の多様なロックボルト２等に連結可能なカプラ４等を用い、同一の軸力表示ボルト３を多様なロックボルト２等に接続することが可能となり、軸力表示ボルト３の汎用性を飛躍的に向上することができると共に、同一の軸力表示ボルト３を用いることで製造コスト、施工コストを大幅に低減することができる。
【００３５】
また、表示色の視認可能な範囲を拡張する球状レンズ８を設けることにより、多様な位置から軸力表示の色を目視確認することが可能となり、暗いトンネル内の作業空間でもより確実に目視確認することができ、軸力表示の視認性を一層向上することができる。
【００３６】
また、球状レンズ８を筒状キャップ７に内装し、筒状キャップ７の前側を軸力表示ボルト３の後側に嵌めることにより、球状レンズ８を軸力表示ボルト３に簡単に取り付けることができる。球状レンズ８は、軸力表示ボルト３の真正面でなくてもより広いエリアから軸力表示の色を視認することが可能となるが、更に、筒状キャップ７を透明素材にしておけば、より一層多方向から軸力表示の色を視認することが可能となり、ロックボルト２の軸力の確認作業をより一層効率化することができると共に、表示色の変化をより迅速に認識できるので、軸力の変化の認識、地山変状をより迅速に把握することができる。
【００３７】
〔第２実施形態のトンネル用軸力表示機構〕
本発明による第２実施形態のトンネル用軸力表示機構１ａも、第１実施形態と同様、例えばトンネルを所定の掘進長毎に掘り進める際に、トンネル空間Ｓにおいて地山１０１内に所定間隔毎に打ち込まれるロックボルト２毎に設けて用いられるものであり、図７に示すように、地山１０１内に打ち込まれる第１実施形態と同一のロックボルト２と、ロックボルト２の後端部に接続され、ロックボルト２の軸力が伝達されるように設けられる軸力表示ボルト３ａとから構成される。
【００３８】
軸力表示ボルト３ａは、本体３１ａの中間部から後部に亘って外周に雄ねじ部３１１が形成されていると共に、前部にカプラ部３６ａが一体的に設けられ、カプラ部３６ａの前寄り部分の内側には雌ねじ３６１ａが形成されている。即ち、カプラ一体型の軸力表示ボルト３ａであり、ロックボルト２の後端部の雄ねじ部２１とカプラ部３６ａの雌ねじ３６１ａを螺合することにより、軸力表示ボルト３ａはロックボルト２の後端部に接続されるようになっている。地山１０１に打ち込まれたロックボルト２に接続された軸力表示ボルト３ａのカプラ部３６ａは、打設状態において、例えば地山１０１の内面に沿って設けられている吹付コンクリート１０２内に配置される（図７（ｂ）参照）。
【００３９】
尚、軸力表示ボルト３ａには、第１実施形態と同様、本体３１ａ内に中空部３１２、取付穴３１３が形成され、軸部３２１、頭部３２２、着色表示面３２３から構成される可動ピン３２が取付穴３１３と中空部３１２に内装して固着され、可動ピン３２が本体３１ａに伝達されるロックボルト２の軸力に応じて軸方向に相対的に移動可能になっており、又、中空部３１２の透明板３３で閉塞されている空間に、着色表示面３２３を覆い、可動ピン３２の頭部３２２の全体を略覆うようにして着色流体封入体３４が設けられ、前述の相対的な移動による着色表示面３２３と透明板３３との間の距離の変化に応じて着色表示面３２３を覆う厚みが変化可能になっている。
【００４０】
更に、第１実施形態と同様に、軸力表示ボルト３ａには、外周にワッシャー５が配置され、その後側からナット６が螺合され、ワッシャー５がトンネル内壁面１０３に当接されるように設置される。軸力表示ボルト３ａには、地山の押出し力Ｐに抗しようとするロックボルト２の軸力が伝達され、これにより軸力表示ボルト３ａに軸力の変化が生じて表示色が変化する。尚、図示例では、球状レンズ８が内装されている筒状キャップ７を設けていないが、第１実施形態と同様、軸力表示ボルト３ａのナット６から突出する雄ねじ部３１１に球状レンズ８が内装されている筒状キャップ７の前側を嵌めて球状レンズ８を設けることも可能である。
【００４１】
第２実施形態によれば、第１実施形態と対応する構成により、対応する効果を得ることができる。更に、カプラ部３６ａを軸力表示ボルト３ａに一体的に設けることにより、部品点数を削減し、部品管理の容易化を図ることができる。
【００４２】
〔第３実施形態のトンネル用軸力表示機構〕
本発明による第３実施形態のトンネル用軸力表示機構１ｂも、第１実施形態と同様、例えばトンネルを所定の掘進長毎に掘り進める際に、トンネル空間Ｓにおいて地山１０１内に所定間隔毎に打ち込まれるロックボルト２毎に設けて用いられるものであり、図８に示すように、地山１０１内に打ち込まれる第１実施形態と同一のロックボルト２と、ロックボルト２の後端部に接続され、ロックボルト２の軸力が伝達されるように設けられる軸力表示ボルト３ｂとから構成される。
【００４３】
軸力表示ボルト３ｂは、本体３１ｂの中間部から前部に亘って外周に雄ねじ部３１１が形成されていると共に、後部には雄ねじが形成されておらず頭部３７ｂが一体的に設けられており、換言すればナット一体型の軸力表示ボルト３ｂである。軸力表示ボルト３ｂは、第１実施形態と同様に、ロックボルト２の後端部の雄ねじ部２１に螺合されるカプラ４の雌ねじ４１に雄ねじ部３１１を螺合することにより、カプラ４を介してロックボルト２の後端部に接続されるが、この際、雄ねじ部３１１の外周にワッシャー５を配置した状態にし、この状態で軸力表示ボルト３ｂの雄ねじ部３１１がカプラ４に螺合される。
【００４４】
そして、地山１０１に打ち込まれたロックボルト２に接続されたカプラ４及び軸力表示ボルト３ｂの前部は、打設状態において、例えば地山１０１の内面に沿って設けられている吹付コンクリート１０２内に配置される（図８（ｂ）参照）。また、ワッシャー５はトンネル内壁面１０３に当接され得るようにして設置され、軸力表示ボルト３ｂには、地山の押出し力Ｐに抗しようとするロックボルト２の軸力が伝達され、これにより軸力表示ボルト３ｂに軸力の変化が生じて表示色が変化するようになっている。
【００４５】
尚、軸力表示ボルト３ｂには、第１実施形態と同様、本体３１ｂ内に中空部３１２、取付穴３１３が形成され、軸部３２１、頭部３２２、着色表示面３２３から構成される可動ピン３２が取付穴３１３と中空部３１２に内装して固着され、可動ピン３２が本体３１ｂに伝達されるロックボルト２の軸力に応じて軸方向に相対的に移動可能になっており、又、中空部３１２の透明板３３で閉塞されている空間に、着色表示面３２３を覆い、可動ピン３２の頭部３２２の全体を略覆うようにして着色流体封入体３４が設けられ、前述の相対的な移動による着色表示面３２３と透明板３３との間の距離の変化に応じて着色表示面３２３を覆う厚みが変化可能になっている。
【００４６】
第３実施形態によれば、第１実施形態と対応する構成により、対応する効果を得ることができる。更に、頭部３７ｂを軸力表示ボルト３ａに一体的に設けることにより、部品点数を削減し、部品管理の容易化を図ることができる。
【００４７】
〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明、各実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものであり、下記変形例も包含する。
【００４８】
例えば本発明における拡張レンズは、表示色の視認可能な範囲を拡張できるものであれば上記球状レンズ以外にも適宜であり、例えば着色表示面の表示色を拡大してより遠くから視認可能にする拡大レンズや、半球状の拡大レンズ、或いは、着色表示面の表示色を多方向から視認可能にする多角形レンズ等とすることが可能である。
【００４９】
更に、球状レンズ８等の拡張レンズを透明板３３の後側に設置する構成は、上記筒状キャップ８の前側の雄ねじ部３１１への外嵌以外にも適宜であり、例えば後寄りの部分で拡張レンズの外周縁を把持すると共に、前寄りの部分で第３実施形態の軸力表示ボルト３ｂの頭部３７ｂに外嵌可能な嵌合部を有する器具を用いて拡張レンズを設置する構成等とすることが可能である。
【００５０】
また、本発明における可動部は、後端に着色表示面を有し、本体に伝達されるロックボルトの軸力に応じて軸方向に相対的に移動するように本体に内装され、着色表示面を覆う着色流体封入体の厚みが変化可能に設けられるものであれば適宜であり、上記実施形態の可動ピン３２に限定されない。
【００５１】
また、本発明における着色流体封入体は、着色表示面と異なる色の着色流体が視認可能に封入されたものであれば適宜であり、又、着色流体の色は着色表示面の色と異なる色であれば適宜であるが、２つの色を色差が大きいものにするなど、色の相違を明確に認識できる色の組み合わせとすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、例えばトンネル支保用のロックボルトの軸力を目視確認可能に表示する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ、１ｂ…トンネル用軸力表示機構  ２…ロックボルト  ２１…雄ねじ部  ３、３ａ、３ｂ…軸力表示ボルト  ３１、３１ａ、３１ｂ…本体  ３１１…雄ねじ部  ３１２…中空部  ３１３…取付穴  ３２…可動ピン  ３２１…軸部  ３２２…頭部  ３２３…着色表示面  ３３…透明板  ３４…着色流体封入体  ３５…接着層  ３６ａ…カプラ部  ３６１ａ…雌ねじ  ３７ｂ…頭部  ４…カプラ  ４１…雌ねじ  ５…ワッシャー  ６…ナット  ７…筒状キャップ  ８…球状レンズ  １０１…地山  １０２…吹付コンクリート  １０３…トンネル内壁面  １０４…地山アーチ部  １０５…切羽  １０６…覆工コンクリート  Ｓ…トンネル空間  Ｌ…掘進長  Ｐ…押出し力  ＡＬ…軸力
【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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