ロックボルト用ナット

【目的】ロックボルトの突出長さを短くできるロックボルト用ナットを提供する。
【構成】地山に穿設したボアホールにロックボルトを打設したあと、ワッシャー３０の丸穴３１にナット４０のシャフト部４２を遊挿した状態で、ロックボルト２０の手元側端部外面の雄ねじ部２１にナット４０の雌ねじ部４１を嵌め込んでいく。嵌め込みの進行とともにナット４０のシャフト部４２はボアホール内に入り込み、ワッシャー３０はナット４０の頭部４３によって地盤に押し当てられ、ロックボルト２０が地盤に強固に定着される。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトンネル工事等で地山の定着に用いるロックボルトにプレート、ワッシャー等の座板と組み合わせて嵌め込むことで、ロックボルトを地山に固定するロックボルト用ナットに係り、とくに仮支保工なため後で切断が可能なように、ＦＲＰや樹脂などからなり、外周にねじを形成した、単位長さ当たりのねじ強度（ねじ山の引張強度）が低いロックボルトに好適なロックボルト用ナットに関する。
【０００２】
【従来の技術】山岳等のトンネル工事で一般的なナトム工法（ＮＡＴＭ工法）では、地山を掘削したあと（必要な場合は壁をセメントで固めた後）、壁から岩盤内部へ垂直に多数のロックボルトを打ち込み、セメント系或いは樹脂系等の所定の定着材で定着させるなどして、トンネルの壁近くの地盤を強固にするとともに岩盤内部の地盤で支持することで内壁周辺の崩落を防ぐようにしている（支保工）。ロックボルトには工事トンネルの側壁等に垂直に打ち込み定着させたあとそのまま地盤中に残して長期間、地盤の補強を行う支保工用と、工事トンネル先端の切羽鏡やサイロット等に打ち込み、定着させるが、一時的な補強を行うだけで後にトンネル掘進とともに切断される仮支保工用とが有る。
【０００３】前者の支保工用の場合、構造部材としてなるべく高強度のものが望ましく鋼製のものが利用される。そして、打設後はプレート、ワッシャー等の座板とナットを用いて地盤への締めつけが行われ、長期間、強固に定着するようにしている。一方、後者の仮支保工の場合、後に切断可能なように、ＦＲＰや樹脂などからなり、外周にねじを形成した、単位長さ当たりのねじ強度（ねじ山の引張強度）が低い構造部材が用いられる。但し、仮設の場合、短期間の内に除去されることが多いので通常はナットによる締めつけはされず、単に地盤中に打設されるだけである。
【０００４】ここで、工事トンネルの側壁に対し垂直かつ放射状に打設するパターンボルトの場合、後で拡幅しない場合は図４の右側に示す如く、鋼製のロックボルト１をプレート、ワッシャー等の座板とナットを用いて地盤に締めつけ支保工を行うが、後で拡幅のため掘削する予定が有る場合、ＦＲＰや樹脂などのように比較的強度の低いロックボルトで仮支保工を行う。但し、仮設期間が長くなるので、定着強度を上げるため図４の左側に示す如く、低強度のロックボルト２にプレート、ワッシャー等の座板と組み合わせたナットを嵌め込みたい場合が有る。ところが、ＦＲＰや樹脂などからなる構造部材では、鋼製ロックボルトの如く自在なピッチで外面に雄ねじ部を切削することが難しい。このことから、従来は、図５に示す如く、ロックボルト２の素材成型時にその外形を所謂ロープねじ状（鋼製ロックボルトに形成される雄ねじ部よりピッチが粗い）に加工するようにしていた。
【０００５】ロープねじ加工されたロックボルト２に用いるナット３は、同じくロープねじの雌ねじ部を形成したものとなる。このようなロープねじ加工されたロックボルト２とナット３において、打設後のロックボルト２にプレート、ワッシャー等の座板４と組み合わせたナット３を嵌め込んでロックボルト２を地山５に締めつけ、定着させる場合に、ロックボルト２とナット３の嵌め合わせ部分のねじ山に掛かる引っ張り荷重を小さくし、ねじ山の引張強度の低い素材でも十分に耐えられるようにする必要がある。このため、図５に示す如く、ロックボルト２とナット３との嵌め合わせ長さＬをかなり長くしなければならず、ナット３を長尺にして雌ねじ部に十分な長さを確保しなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】けれども、従来のナット３では地山の内壁に当たるプレート、ワッシャー等の座板４をナット３の一端面で押さえるようになっているので、ナット３が長尺になるとそれだけナット３を含めたロックボルト２の端部がトンネル空間内に大きく突出してしまう。この結果、トンネル施工の途中において他の作業の邪魔になったり、次工程で防水シート、アイソレーションシート等のシート類６を敷設する場合、突出したロックボルト頭部に阻害されてシート類６に凸凹が生じ、所期のシート性能を発揮できなくなってしまうなどの問題があった。
【０００７】以上から本発明の目的は、ロックボルトの突出長さを短くできるロックボルト用ナットを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明においては、外周に雄ねじ部の形成されたロックボルトに螺合可能な所定長の雌ねじ部を有し、地山に打ち込まれたロックボルトに座板と組み合わせて嵌め込むことで、ロックボルトを地盤に固定するロックボルト用ナットにおいて、座板の穴に遊挿可能なシャフト部と、シャフト部の手元側に固着され、座板の穴より大きい頭部から成り、頭部からシャフト部まで連続するように所定長の雌ねじ部を形成したことにより達成される。
【０００９】
【作用】本発明によれば、ロックボルトを用いて仮設期間の長い仮支保工を行う場合、地山にボアホールを穿設しておく。そして、ロックボルトを打設したあと、座板の穴にナットのシャフト部を遊挿した状態で、ロックボルト頭部外面の雄ねじ部にナットの雌ねじ部を嵌め込んでいく。嵌め込みの進行とともにナットのシャフト部はボアホール内に入り込み、座板はナットの頭部によって地盤に押し当てられ、ロックボルトが地盤に強固に定着される。これにより、ロックボルトに座板と組み合わせたナットを嵌め込んだとき、ナットの大部分はボアホール内に入り込み、ほぼナットの頭部と座板を合わせた厚み分が外に出るだけなので、ロックボルトの突出長さを短くでき、他の作業の邪魔とならず、また、次工程で防水シート、アイソレーションシート等のシート類を敷設する場合に凸凹が小さくなるので所期のシート性能を発揮させることができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係わるロックボルトセットの外観斜視図、図２はワッシャーとナットの組み合わせ状態での斜視断面図である。ロックボルトセット１０はロックボルト２０と、該ロックボルト２０を地山に締めつけるための角型のワッシャー３０及びナット４０の組み合わせからなる。ロックボルト２０は後に切断ができるように、ＦＲＰや樹脂などからなる比較的低強度のものであり、外面には全長にわたってロープねじが螺旋状に形成されてなる雄ねじ部２１が設けられている（雄ねじ部２１のピッチは鋼製ロックボルトより粗い）。ロックボルト２０の先端は斜めに切断加工されて地山への打設を円滑に行えるようになっている。
【００１１】ワッシャー３０とナット４０はともに鋼製またはＦＲＰ製である。ワッシャー３０には丸穴３１が形成されており、丸穴３１の中にナット４０を遊挿可能になっている。一方、ナット４０の内側には全長にわたってロックボルト２０の雄ねじ部２１に螺合する雌ねじ部４１が形成されている（図２参照）。このナット４０はロックボルト２０との嵌め合わせた場合に、ねじ山に掛かる引っ張り荷重が小さくなるように十分な長さに形成されている。
【００１２】ナット４０は円筒状のシャフト部４２と、シャフト部４２の一端に設けられた頭部４３とから成り、シャフト部４２はナット４０の大半の長さを占めている。シャフト部４２はワッシャー３０の丸穴３１より僅かに小さな外径に形成されており、丸穴３１の中にシャフト部４２を遊挿可能になっている。これに対し、頭部４３は丸穴３１より遙かに大きく形成されており、シャフト部４２に嵌め込まれたワッシャー３０が抜けないようになっている。頭部４３は六角になっており、締めつけ工具を嵌めて回転できるようになっている。
【００１３】図３はロックボルトセット１０の使用方法を示す説明図である。例えば、工事トンネルの内側壁に仮支保工を行う場合、まず、地山５にボアホール５０を穿設し（図３（１）参照）、打ち込み機を用いてボアホール５０の中にロックボルト２０を打設する（図３（２）参照）。切羽鏡、サイロットなど短期間の仮設であればそのままで良いが、後で拡幅するなどのため仮設期間が比較的長い場合、ワッシャー３０を組み合わせたナット４０を嵌め合わせることで、強固な定着を図る。
【００１４】すなわち、ロックボルト２０の手元側端部がワッシャー３０とナット４０の頭部４３を合わせた厚みより少し多い長さだけ突き出た位置まで打設したあと、ナット４０のシャフト部４２をワッシャー３０の丸穴３１に挿入した状態で、シャフト部４２の先端側からロックボルト２０の雄ねじ部２１にナット４０の雌ねじ部４１を螺合させて嵌め込んでいく。この際、ナット４０の頭部４３に締めつけ工具を嵌めて回転させる。ナット４０の嵌め込みの進行に伴い、シャフト部４１はボアホール５０の中に徐々に入り込んでいく。ワッシャー３０はナット４０の頭部４３に押されて前進し、地盤５１に当たったところで更にナット４０を締め付けると、ロックボルト２０が地盤５１に固く定着する（図３（３）参照）。
【００１５】ワッシャー３０と組み合わせたナット４０の締めつけが完了したとき、ロックボルト２０とナット４０の嵌め合い長さ（図３（３）の符号Ｌ参照）が十分に長いので、ねじのピッチが粗くてもねじ山に掛かる引っ張り荷重は小さく、ねじ山の引張強度が比較的低いロックボルト２０でも十分に耐えることができる。また、ロックボルト２０の内、地盤から突出する長さはワッシャー３０とナット４０の頭部４３を合わせた厚みより少し長いだけの短いものとなる。従って、工事トンネルで他の作業をする場合の邪魔になることはなく、また、図３R>３（４）に示す如くロックボルト２０の定着後に防水シート、アイソレーションシート等のシート類５２を張る場合にも、シート類５２に生じる凸凹を小さくでき、所期のシート性能を良好に発揮させることができる。
【００１６】仮設期間が終わり、トンネル拡幅などのためロックボルト２０の打設箇所を掘削する場合には、該ロックボルト２０がＦＲＰや樹脂などからなるので容易に切断することができ、機械掘削の妨げとならない。
【００１７】この実施例によれば、ワッシャー３０と組み合わせたナット４０をロックボルト２０に螺合し、嵌め合わせると、ワッシャー３０はナット４０のシャフト部４２に嵌まった状態で頭部４３に押さえられて地盤に当接し、ナット４０を締めつけると反作用でロックボルト２０が地盤に固く定着する。ナット４０の嵌め込みが進行するとき、シャフト部４２は先端からボアホール５０の中に入り込んでいくので、ロックボルト２０の内、外部に突出するのはワッシャー３０と頭部４３を合わせた厚み程度となるので、突出長さが非常に短くなり、工事トンネルで他の作業をする場合の邪魔になることはなく、また、ロックボルト２０の定着後に防水シート、アイソレーションシート等のシート類５２を張る場合にも、シート類５２に生じる凸凹を小さくでき、所期のシート性能を良好に発揮させることができる。
【００１８】なお、上記した実施例ではロックボルトはＦＲＰや樹脂などからなり、外周にねじを形成したものとしたが、他の材質を用いたロックボルトであっても良く、また、座板としてワッシャーを用いたが、プレート（ベアリングプレートなど）を用いても良い。
【００１９】
【発明の効果】以上本発明のロックボルト用ナットによれば、座板の穴にナットのシャフト部を遊挿した状態で、ロックボルト頭部外面の雄ねじ部にナットの雌ねじ部を嵌め込んでいくと、嵌め込みの進行とともにナットのシャフト部はボアホール内に入り込み、座板はナットの頭部によって地山に押し当てられ、ロックボルトが地盤に締めつけられるように構成したので、ロックボルトに座板と組み合わせたナットを嵌め込んだとき、ナットの大部分はボアホール内に入り込み、頭部が外に出るだけなので、ロックボルトの突出長さを短くでき、他の作業の邪魔とならず、また、次工程で防水シート、アイソレーションシート等のシート類を敷設する場合に凸凹が小さくなるので所期のシート性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るロックボルトセットの外観斜視図である。
【図２】ワッシャーとナットの組み合わせ状態での斜視断面図である。
【図３】ロックボルトセットの使用方法の説明図である。
【図４】パターンボルトの施工状態の説明図である。
【図５】従来の仮支保工用ロックボルトセットの問題点の説明図である。
【符号の説明】
１０ロックボルトセット
２０ロックボルト
２１雄ねじ部
３０ワッシャー
３１丸穴
４０ナット
４１雌ねじ部
４２シャフト部
４３頭部

【特許請求の範囲】
【請求項１】外周に雄ねじ部の形成されたロックボルトに螺合可能な所定長の雌ねじ部を有し、地山に打ち込まれたロックボルトに座板と組み合わせて嵌め込むことで、ロックボルトを地盤に固定するロックボルト用ナットにおいて、座板の穴に遊挿可能なシャフト部と、シャフト部の手元側に固着され、座板の穴より大きい頭部から成り、頭部からシャフト部まで連続するように所定長の雌ねじ部を形成したこと、を特徴とするロックボルト用ナット。

【図１】