特許ウォッチ

公開番号2024106038
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-07
出願番号2023010099
出願日2023-01-26
発明の名称支保構造、ロックボルト及び支保構造を設ける方法
出願人鹿島建設株式会社,株式会社ケー・エフ・シー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類E21D 20/00 20060101AFI20240731BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】所望の変位を生じさせる。
【解決手段】ロックボルト2は、地山101の変形に伴って定着材3に対して移動し、又は、地山101の変形に伴って伸びる棒状部材51と、地山101の変形に対して第1の抵抗力を発生するスリーブ部材8と、棒状部材51の外径よりも大きい内径であって棒状部材51が挿通するリング貫通孔63を有し、スリーブ部材8から削孔104の開口側に所定距離だけ離間する位置に配置されて、地山101の変形に対して定着材3に対する相対的な位置を保つリング部材6と、スリーブ部材8とリング部材6との間に配置されて、スリーブ部材8に対面するプレキャスト部材7と、を備える。スリーブ部材8が地山101の変形に伴って削孔104の開口に向かって移動するときに、スリーブ部材8がプレキャスト部材7を押圧することによって、プレキャスト部材7が押しつぶされて第1の抵抗力とは異なる第2の抵抗力が発生する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地山に設けられる支保構造であって、
前記地山に形成された地山孔に充填される定着材と、
前記地山孔に配置された所定方向に延在する棒体であり、前記地山の変形に伴って前記定着材に対して移動し、又は、前記地山の変形に伴って伸びる棒状部材と、
前記棒状部材より大きな外径を有し、前記棒状部材の基端に固定されると共に前記定着材が付着する部分を含み、前記地山の変形に対して第１の抵抗力を発生するスリーブ部材と、
前記棒体の外径よりも大きい内径であって前記棒体が挿通する貫通孔を有し、前記スリーブ部材から前記地山孔の開口側に所定距離だけ離間する位置に配置されて、前記地山の変形に対して前記定着材に対する相対的な位置を保つリング部材と、
前記スリーブ部材と前記リング部材との間に配置されて、前記スリーブ部材に対面する基端面を含む筒状部材と、を備え、
前記スリーブ部材が前記地山の変形に伴って前記地山孔の開口に向かって移動するときに、前記スリーブ部材が前記筒状部材の前記基端面を押圧することによって、前記筒状部材が押しつぶされて前記第１の抵抗力とは異なる第２の抵抗力が発生する、支保構造。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
軸線方向に沿った前記筒状部材の最大圧縮強度に達するまでの前記軸線方向に沿った前記筒状部材の変位量は、前記軸線方向に沿った前記定着材の最大圧縮強度に達するまでの前記軸線方向に沿った前記定着材の変位量より、大きい、請求項１に記載の支保構造。
【請求項３】
前記筒状部材の空隙率は、前記定着材の空隙率より大きい、請求項１に記載の支保構造。
【請求項４】
前記筒状部材の密度は、前記定着材の密度より小さい、請求項１に記載の支保構造。
【請求項５】
定着材が充填される地山孔が設けられた地山の支保構造のためのロックボルトであって、
前記地山孔に配置された所定方向に延在する棒体であり、前記地山の変形に伴って前記定着材に対して移動し、又は、前記地山の変形に伴って伸びる棒状部材と、
前記棒状部材より大きな外径を有し、前記棒状部材の基端に固定されると共に前記定着材が付着する部分を含み、前記地山の変形に対して第１の抵抗力を発生するスリーブ部材と、
前記棒体の外径よりも大きい内径であって前記棒体が挿通する貫通孔を有し、前記スリーブ部材から前記地山孔の開口側に所定距離だけ離間する位置に配置されて、前記地山の変形に対して前記定着材に対する相対的な位置を保つリング部材と、
前記スリーブ部材と前記リングとの間に配置されて、前記スリーブ部材に対面する基端面を含む筒状部材と、を備え、
前記スリーブ部材が前記地山の変形に伴って前記地山孔の開口に向かって移動するときに、前記スリーブ部材が前記筒状部材の前記基端面を押圧することによって、前記筒状部材が押しつぶされて前記第１の抵抗力とは異なる第２の抵抗力が発生する、ロックボルト。
【請求項６】
定着材が充填される地山孔が設けられた地山の支保構造を設ける方法であって、
前記地山孔に配置された所定方向に延在する棒体であり、前記地山の変形に伴って前記定着材に対して移動し、又は、前記地山の変形に伴って伸びる棒状部材と、前記棒状部材より大きな外径を有し、前記棒状部材の基端に固定されると共に前記定着材が付着する部分を含み、前記地山の変形に対して第１の抵抗力を発生するスリーブ部材と、前記棒体の外径よりも大きい内径であって前記棒体が挿通する貫通孔を有し、前記スリーブ部材から前記地山孔の開口側に所定距離だけ離間する位置に配置されて、前記地山の変形に対して前記定着材に対する相対的な位置を保つリング部材と、前記スリーブ部材と前記リングとの間に配置されて、前記スリーブ部材に対面する基端面を含む筒状部材と、を備えるロックボルトを準備する工程と、
前記定着材を前記地山孔に充填した後に、前記ロックボルトを前記地山孔に配置する工程と、を有する、支保構造を設ける方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、支保構造、ロックボルト及び支保構造を設ける方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
トンネルといった掘削により施工する構造物は、構造物が設けられた地山の圧力や変形に抵抗するための構造を有する。このような構造は、支保構造と呼ばれている。支保構造は、地山に設けられた穴に充填されるモルタルといった充填材と、当該充填材に埋め込まれたロックボルトと、を有する。ロックボルトは、地山の変形に対して応力を発生し、当該応力によって地山を支持する。
【０００３】
ロックボルトは、その剛性によって支保力を発生し、土被り圧やトンネルの変位に対抗する。例えば、大深度のトンネル掘削時には、土被り圧やトンネルの変位が大きくなりやすい。このような場所に従来用いられている剛性の高いロックボルトを用いると、ロックボルトに大きな応力が発生するので、ロックボルトの脆性的な破壊の原因となり得る。そこで、特許文献１は、広範な地山の特性に対応が可能なロックボルトを開示する。特許文献１のロックボルトは、土被り圧などに起因する荷重の負担と、トンネルの大変位の許容と、を両立する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６２４０３６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたロックボルトは、荷重の負担と、地山の変位の許容と、を両立する。ロックボルトが発生する地山を支持する荷重の大きさは、ロックボルトに生じる変形の程度に応じる。従って、ロックボルトが発生する荷重の大きさを所望のものとするためには、ロックボルトに生じる変位を所望のものとすることが望まれる。
【０００６】
本発明は、所望の変位を生じさせることが可能な支保構造、ロックボルト及び支保構造を設ける方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態は、地山に設けられる支保構造である。支保構造は、地山に形成された地山孔に充填される定着材と、地山孔に配置された所定方向に延在する棒体であり、地山の変形に伴って定着材に対して移動し、又は、地山の変形に伴って伸びる棒状部材と、棒状部材より大きな外径を有し、棒状部材の基端に固定されると共に定着材が付着する部分を含み、地山の変形に対して第１の抵抗力を発生するスリーブ部材と、棒体の外径よりも大きい内径であって棒体が挿通する貫通孔を有し、スリーブ部材から地山孔の開口側に所定距離だけ離間する位置に配置されて、地山の変形に対して定着材に対する相対的な位置を保つリング部材と、スリーブ部材とリング部材との間に配置されて、スリーブ部材に対面する基端面を含む筒状部材と、を備える。スリーブ部材が地山の変形に伴って地山孔の開口に向かって移動するときに、スリーブ部材が筒状部材の基端面を押圧することによって、筒状部材が押しつぶされて第１の抵抗力とは異なる第２の抵抗力が発生する。
【０００８】
この支保構造は、スリーブ部材とリング部材との間に配置された筒状部材を有する。第２の抵抗力は、筒状部材がスリーブ部材によって押しつぶされることによって発生するから、第２の抵抗力は筒状部材の性状の影響を受ける。この筒状部材は、支保構造の部品として備えられるものである。そうすると、複数の支保構造を施工するときに、支保構造ごとに現場で施工される定着材の性状のばらつきと比べて、支保構造ごとの筒状部材の性状のばらつきを抑制することができる。その結果、支保構造ごとに発生する第２の抵抗力のばらつきも抑制されるから、第２の抵抗力に応じるロックボルトの変位のばらつきも抑制される。その結果、ロックボルトに所望の変位を生じさせることができる。
【０００９】
上記の支保構造において、軸線方向に沿った筒状部材の最大圧縮強度に達するまでの軸線方向に沿った筒状部材の変位量は、軸線方向に沿った定着材の最大圧縮強度に達するまでの軸線方向に沿った前記定着材の変位量より、大きくてもよい。また、筒状部材の空隙率は、定着材の空隙率より大きくてもよい。さらに、筒状部材の密度は、定着材の密度より小さくてもよい。これらの構成によれば、所望の変位を確実に生じさせることができる。
【００１０】
本発明の別の形態は、定着材が充填される地山孔が設けられた地山の支保構造のためのロックボルトである。ロックボルトは、地山孔に配置された所定方向に延在する棒体であり、地山の変形に伴って定着材に対して移動し、又は、地山の変形に伴って伸びる棒状部材と、棒状部材より大きな外径を有し、棒状部材の基端に固定されると共に定着材が付着する部分を含み、地山の変形に対して第１の抵抗力を発生するスリーブ部材と、棒体の外径よりも大きい内径であって棒体が挿通する貫通孔を有し、スリーブ部材から地山孔の開口側に所定距離だけ離間する位置に配置されて、地山の変形に対して定着材に対する相対的な位置を保つリング部材と、スリーブ部材とリング部材との間に配置されて、スリーブ部材に対面する基端面を含む筒状部材と、を備える。スリーブ部材が地山の変形に伴って地山孔の開口に向かって移動するときに、スリーブ部材が筒状部材の基端面を押圧することによって、筒状部材が押しつぶされて第１の抵抗力とは異なる第２の抵抗力が発生する。このロックボルトによれば、所望の変位を生じさせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許