JP2000204899A - 自穿孔アンカ― - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボアホールの口元部分を確実にシールして、
注入材の注入を確実に行えるようにする。 【解決手段】 先端にビット１３を備え、複数の中空ロ
ッド１１₁〜１１₄を順次カプラ１２₁〜１２₃で接続しな
がら削孔打設する自穿孔アンカーにおいて、最後端に位
置する中空ロッド１１₄とその前の中空ロッド１１₃間を
接続するカプラ１２₃の先端部に削孔径を拡大する切削
チップ１４₁〜１４₄を装着し、ボアホールの口元側の径
を拡大して確実にシールできるようにし、これにより注
入材の注入を確実に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自穿孔アンカーに係
わり、特に、先端にビットを備え、複数の中空ロッドを
順次カプラで接続しながら削孔打設する自穿孔アンカー
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、壁から岩盤内部へ多数のア
ンカー（ロックボルト）を打ち込み、モルタル、定着材
等の所定の注入液で定着させて内壁周辺の崩落を防ぐよ
うにしている。アンカーの打ち込みにおいては、(1) 予
め、穿岩機等で岩盤に孔（ボアホール）をあけておき、
該穴に後からアンカーを打ち込んだり、(2) アダプタを
介して穿岩機で自穿孔アンカーを回転させ、該自穿孔ア
ンカーの先端に装着したビットで岩盤を掘削しながら打
ち込んだりするようになっている。

【０００３】図４は従来の自穿孔アンカーの施工方法説
明図である。１は中空の自穿孔アンカーで、本体である
中空ロッド２の先端にビット３を備え、岩盤などに打ち
込んだ後、注入液を手元端部より中空内部を通して噴出
穴４からボアホール５内に注入するようになっている。
６は穿岩機で、アダプタ７を介して自穿孔アンカー１を
回転させ、該自穿孔アンカーの先端に装着したビット３
で岩盤を掘削しながらアンカーを打ち込むものである。

【０００４】自穿孔アンカー１を、アダプタ７を介して
穿岩機６で回転させ、該自穿孔アンカー１の先端に装着
したビット３で岩盤を掘削しながら打ち込む（図４
（ａ））。打ち込み後、アダプタ７を取り外し、自穿孔
アンカー１の中空内部を通して、注入材（モルタル、定
着材等）を注入する（図３（ｂ））。この注入により、
自穿孔アンカー１の先端部に形成した噴出穴４から注入
材がボアホール５内に出て、該ボアホールと自穿孔アン
カー１間の隙間に充填されていく。ボアホール口元から
注入材のリターンを確認すればロッド本体の全長に亘っ
てボアホール内に注入材が充填されたことになり、その
注入を止める。その後、注入材が硬化すれば、アンカー
１と内壁周辺が一体的に固着し、内壁周辺の崩落が防止
される。

【０００５】図５は打ち込み深さが長い時、複数の中空
ロッドを順次カプラで接続しながら削孔打設する自穿孔
アンカーの例である。１₁は中空ロッド２の先端にビッ
ト３を設けたアンカーであり、ロッドの外側にネジが切
られている。１₂はアンカー１₁と同径の中空ロッドであ
り、同様に外側にネジが切られている。１０はアンカー
１₁と中空ロッド１₂の中空部が連通するようにこれらの
間を連結するカプラであり、アンカー１₁や中空ロッド
１₂に形成したネジと嵌合するネジが円筒状内面に形成
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】自穿孔アンカーでは、
アンカー設置後にロッド本体の中空部を利用して注入材
を送り込み、ボアホール口元から注入材のリターンを確
認することにより、ロッド本体の全長に亘ってボアホー
ル内に注入材が充填されたと判断してその注入を停止す
る。かかる注入材の注入完了判定は、ボアホールがきれ
いに穿孔されていて、地山状況が良好な場合において理
屈通りに行うことができるが、良好な地山条件は稀であ
り、しかも、地山条件が良好な状況では注入を行う必要
がないのが普通である。

【０００７】特に、自穿孔アンカーは、自身が削孔した
孔（ボアホール）に定着される形式のため、孔径はアン
カーロッド本体の径より少し大きいだけである。例え
ば、ロッド本体の径がφ32mmのときビット径はφ45〜50
mm程度となり、孔径はアンカーロッド本体の径より少し
大きくなるだけである。そのうえ、実際には、孔が崩れ
ている場合が殆どである。このような悪い地山条件下に
おいて注入を行うと、リターンが返ってこなかったり、
リーク(逸走した分)が先にリターンしてしまい、ボアホ
ール全体に注入材が充填されず、注入材がロッド全体に
回っていなかったりする。

【０００８】以上より、従来の自穿孔アンカーはその構
造上ボアホール内に注入材の充填不良を生じ、アンカー
と内壁周辺との固着不良が発生し所期の支保強度を確保
できなくなる問題があった。又、従来の自穿孔アンカー
は、ボアホール口元部分におけるクリアランスが殆どな
いため、荒れた口元部分をシールする作業が難しく、作
業のバラツキにより注入材が漏れ出てしまう問題があっ
た。以上から本発明の目的は、注入材の注入を確実に行
うことが出来る自穿孔アンカーを提供することである。
本発明の別の目的は、ボアホールの口元部分を確実にシ
ールできる自穿孔アンカーを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の自穿孔アンカー
は、先端にビットを備え、複数の中空ロッドを順次カプ
ラで接続しながら削孔打設するもので、最後端に位置す
る中空ロッドのビット側端部に削孔径を拡大するための
拡径手段を備えている。この拡径手段は、最後端に位置
する中空ロッドとその前の中空ロッド間を接続するカプ
ラの先端部に削孔径を拡大するための切削チップが装着
して構成される。かかる本発明の自穿孔アンカーによれ
ば、口元部分のボアホール径が大きくなるため、確実に
ボアホール口元部分をシールした形で注入を行うことが
でき、しかも、アンカー全長にわたって確実に注入材が
回るようにできる。特に、長尺施工の注入式フォアポー
リングでは、相当の注入圧をかけるが、本発明の自穿孔
アンカーではボアホール口元部分を確実にシールできる
ため漏れを防止する効果が大きい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の自穿孔アンカーの
説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は標準カプラ、
（ｃ）は拡径手段としての特殊カプラの説明図である。
自穿孔アンカーは、複数の中空ロッド１１₁〜１１₄を順
次ジョイントスリーブ型のカプラ１２₁〜１２₃で接続
し、最先端の中空ロッド１１₁の先端にビット１３を備
え、最後端に位置する中空ロッド１１₄とその前の中空
ロッド１１₃間を接続するカプラ１２₃の先端部に削孔径
を拡大するための複数の超硬チップ１４₁〜１４₄を備え
た構成を有している。

【００１１】各中空ロッド１１₁〜１１₄の長さは２ｍで
あり、その外面にロープネジが切られている。２ｍを越
える深さに自穿孔アンカーを打ち込む場合は、カプラで
複数の中空ロッドを各中空部が連通するように接続す
る。図の例ではｌ＝８ｍ（＝２ｍ×４）のカップリング
接続された自穿孔アンカーが示されている。カプラ１２
₁，１２₂はジョイントスリーブ型の標準カップリング構
造を有し、全長15cm程度の長さを有し、円筒内面には両
側から中央付近までロープネジが切られ、中空ロッド１
１₁〜１１₄のネジと嵌合するようになっている。中央部
分の内側にはネジが切られておらず、２本の中空ロッド
は両側より該中央非ネジ部に突き当たるまで挿通して連
結され、連結した２つの中空ロッドの中空部はカプラを
介して連通する。

【００１２】カプラ１２₃はカプラ１２₁，１２₂のジョ
イントスリーブ型構造に加えて、先端部に削孔径を拡大
するための複数の超硬チップ１４₁〜１４₄を備えた構成
（超硬チップ付き特殊カップリング構造）を有してい
る。超硬チップの形状や配設数は任意であり、図ではカ
プラの先端周縁部に設けられている。又、図ではカプラ
１２₃の外径をカプラ１２₁，１２₂の外径と同一値にし
ているが、超硬チップ１４₁〜１４₄による削孔径が小さ
ければ、カプラ１２₃の外径を大きくして所要の削孔径
が得られるようにすることができる。

【００１３】図２は本発明の自穿孔アンカー施工方法説
明図である。図４の従来例と同様に自穿孔アンカー（最
初は中空ロッド１１₁とビット１３で構成されている）
を穿岩機（図示せず）で回転し、該自穿孔アンカーの先
端に装着したビット１３で岩盤を掘削しながら打ち込
む。打ち込み深さがアンカーより長ければ該アンカーに
中空ロッド１１₂，１１₃をカプラ１２₁，１２₂で順次連
結しながら打ち込み、最後の中空ロッド１１₄の連結に
際して超硬チップ付き特殊カプラ１２₃を用いて連結す
る（図２）。この超硬チップ付き特殊カプラ（拡径手
段）により、口元部分のみボアホール１５が他のボアホ
ールより拡径された形となる。この拡径されたボアホー
ルにより、パッカー１６等のシール部材を設置するスペ
ースを確保でき、ボアホール口元部分を確実にシールす
ることができる。尚、従来の自穿孔アンカーではボアホ
ール口元部分におけるクリアランスが殆どないためシー
ル作業を容易に行うことが出来ず、又、荒れた口元部分
を完全にシールすることが困難であった。

【００１４】ボアホールの口元部分を確実にシールにし
た後、注入材を中空ロッド１１₄の中空部より圧入する
（図２（ｂ））。これにより、注入材は各中空ロッドの
中空部を先端方向に向けて移動し、最先端に設けた噴出
穴１４より注入材がボアホール１５内に出て、該ボアホ
ールと自穿孔アンカー１間の隙間を充填していく。パッ
カー１６に設けた管（チューブ）１７より注入材のリタ
ーンを確認すればロッド本体の全長に亘ってボアホール
内に注入材が充填されたことになり、その注入を止め
る。その後、注入材が硬化すれば、アンカーと内壁周辺
が一体的に固着し、内壁周辺の崩落が防止される。

【００１５】パッカー（シール手段）１６として種々考
えらる。図３（ａ）はパッカー１６の第１の例であり、
中空ロッド１１₄の口元所定箇所にゴム部材を袋状とな
るようにテープ等で装着すると共に注入パイプ２１及び
リターン確認用のチューブ１７を取り付けて構成する。
自穿孔アンカーの打ち込み完了後、注入パイプ２１を通
してエア、水等をパッカー１６の内部に送り込み、該パ
ッカー１６を膨大させる。これにより、中空ロッド１１
₄の口元付近で、アンカーとボアホールの間の隙間を塞
ぐことができ、注入液の充填不良を防止できる。

【００１６】図３（ｂ）はパッカー１６の第２の例であ
り、中空ロッド１１₄の手元側（ボアホールの口元側）
の所定箇所を包み込むように所定長さ、所定厚さの多孔
質弾性部材２２を装着し、該多孔質弾性部材２２にカラ
ー２３を被せて構成する。多孔質弾性部材２２は、例え
ば、スポンジ材（連続気泡体）であり、カラー２３は薄
肉鋼管、剛性を有し、多孔質弾性部材２２に着脱自在に
填め込まれている。カラー２３の外径は拡径されたボア
ホール１５の孔径より少し小さくしてあり、穿孔作業の
妨げにならないようにしてある。又、カラー２３を多孔
質弾性部材２２に被せることで、多孔質弾性部材２２は
圧縮し、縮小状態となっている。自穿孔アンカーの打ち
込み完了後、カラー２３を取り外すと多孔質弾性部材２
２が圧縮状態から解放されて膨大し、アンカーとボアホ
ールの間の隙間を塞ぐことができ、注入液の充填不良を
防止できる。以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。

【００１７】

【発明の効果】以上本発明によれば、先端にビットを備
え、複数の中空ロッドを順次カプラで接続しながら削孔
打設する自穿孔アンカーにおいて、最後端に位置する中
空ロッドのビット側端部に削孔径を拡大するための拡径
手段を備えた構成としたから、口元部分を確実にシール
にした形で注入材を圧入することが出来、従って、アン
カー全長にわたって確実に注入材が充填でき、所期の支
保強度を確保できる。又、本発明によれば、確実なシー
ルを行うことが出来るため、長尺施工の注入式フォアポ
ーリングにおいて注入圧をかけて注入する場合において
も漏れを防止して有効である。又、本発明によれば、最
後端に位置する中空ロッドとその前段の中空ロッド間を
接続するカプラの先端部に削孔径を拡大するための切削
チップを装着することにより、容易に拡径手段を構成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自穿孔アンカーの説明図である。

【図２】本発明の自穿孔アンカーの施工方法説明図であ
る。

【図３】パッカーの例である。

【図４】従来の自穿孔アンカーの施工方法説明図であ
る。

【図５】自穿孔アンカーの別の従来例説明図である。

【符号の説明】

１１₁〜１１₄・・複数の中空ロッド １２₁〜１２₂・・ジョイントスリーブ型の標準カプラ １２₃・・超硬チップ付き特殊カプラ １３・・ビット １４₁〜１４₄・・超硬チップ（切削チップ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にビットを備え、複数の中空ロッド
   を順次カプラで接続しながら削孔打設する自穿孔アンカ
   ーにおいて、 最後端に位置する中空ロッドのビット側端部に削孔径を
   拡大するための拡径手段を備えたことを特徴とする自穿
   孔アンカー。
2. 【請求項２】 前記拡径手段は、最後端に位置する中空
   ロッドとその前の中空ロッド間を接続すると共に、先端
   部に削孔径を拡大するための切削チップが装着されたカ
   プラであることを特徴とする請求項１記載の自穿孔アン
   カー。