JP2003336500A

JP2003336500A - ロックボルトの施工方法

Info

Publication number: JP2003336500A
Application number: JP2002144657A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Hara; 秀利原; Keiji Shinohara; 慶二篠原; Junichi Seki; 順一関; Hiroyuki Inoue; 博之井上; Shuji Maekawa; 周治前川; Hiromi Adachi; 宏美足立; Masayuki Matsuyama; 正之松山
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】軟弱な地山でも、迅速かつ確実にロックボルト
を取り付けることが可能なロックボルトの施工方法を提
供する。【解決手段】地山５３にロックボルトを取り付けるため
の施工方法において、削岩機５の回転ロッド５１の先端
に設けられたビット５２により地山５３を削孔する工程
と、削孔によって地山５３に形成された穴５４内にモル
タル５６を注入する工程と、モルタル５６が充填された
後、穴５４内にロックボルトを挿入する工程とを有し、
モルタル５６を注入する工程では、回転ロッド５１から
ビット５２１まで連通する注入孔５５ａ，５５ｂを介し
て、穴５４内にモルタル５６を注入することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの支保工
としてのロックボルトや、法面のアンカーボルトなどを
崩壊しやすい地山に取り付ける場合や、急速施工などに
好適なロックボルトの施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル内周面の覆工コンクリー
トを支持する方法として、地山の内周面に矢板を介して
Ｈ型鋼などで形成された支保工を取り付け、この支保工
によって覆工コンクリートを支持する方法があった。

【０００３】しかし、この方法は施工が面倒であるた
め、最近は、図８に示すように、ロックボルト１０や吹
付コンクリート１４を用いて地山１２を支持する山岳ト
ンネル工法（ＮＡＴＭ：ＮｅｗＡｕｓｔｒｉａｎＴ
ｕｎｎｅｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ）が行われている。

【０００４】この山岳トンネル工法は、地山１２の内周
面に金網１３を介して吹付コンクリート１４を吹き付け
た後、ロックボルト１０を地山１２に取り付け、このロ
ックボルト１０並びに吹付コンクリート１４によって地
山１２を支持するものであり、地山１２が本来有する支
持力を活用できるようにしたものである。

【０００５】ロックボルト１０を施工する場合は、ま
ず、図９（Ａ）に示すように、削岩機１５で地山１２に
穴１６を形成する。次に、図９（Ｂ）に示すように、削
岩機１５を穴１６から引き抜き、この穴１６内にパイプ
１７を挿入する。そして、このパイプ１７を用いて穴１
６内にモルタル１８を注入する。この場合、パイプ１７
を少しずつ引き抜きながらモルタル１８を注入する。

【０００６】そして、図９（Ｃ）に示すように、穴１６
内にモルタル１８が充填された後、穴１６内にロックボ
ルト１０を挿入する。次に、図９（Ｄ）に示すように、
ロックボルト１０のネジ部分１９に座金２０及びナット
２１を取り付ける。これによって、ロックボルト１０の
施工が完了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ロックボルトの施工方法では、地山１２が硬く、穴１６
の孔壁が自立する場合には、削孔、モルタル注入、ボル
ト挿入という一連の作業を連続的に行うことができる
が、地山１２が軟弱で穴１６の孔壁が崩れやすい場合に
は、削孔の後、穴１６内で崩れた土砂などを清掃して、
パイプ１７を奥まで挿入できるようにする必要があり、
手間がかかるため、作業効率が低下するという問題があ
った。

【０００８】上記の場合に、仮に穴１６内の清掃をせず
にパイプ１７を挿入した場合には、パイプ１７が崩れた
土砂によって途中で止められて穴１６の奥まで挿入でき
ないため、モルタル１８を穴１６内に十分に注入できな
くなり、ロックボルト１０の固定が不完全になるという
問題が発生する。

【０００９】本発明の目的は、このような問題点を解決
するためになされたものであり、崩落し易い軟弱な地山
であっても、迅速かつ確実にロックボルトを取り付ける
ことが可能なロックボルトの施工方法を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はロックボルトの
施工方法であり、前述の技術的課題を解決するために以
下のように構成されている。すなわち、地山にロックボ
ルトを取り付けるための施工方法において、削岩機の回
転ロッドの先端に設けられたビットにより前記地山を削
孔する工程と、前記削孔によって前記地山に形成された
掘削穴内にモルタルを注入する工程と、前記モルタルが
充填された後、前記掘削穴内に前記ロックボルトを挿入
する工程とを有し、削岩機の回転ロッド及びビットによ
って地山に掘削穴を設けた後に、これらの回転ロッド及
びビットを掘削穴内に残置した状態で、前記掘削穴内に
モルタルを注入することを特徴とする。また、前記地山
を削孔する工程では、前記回転ロッドが挿通された管体
を介して、回転ロッド側から前記穴内に水を注入し、前
記削孔によって地山に形成された穴内にモルタルを注入
する工程では、前記管体を介して、前記穴内にもモルタ
ルを注入することをが可能である。

【００１１】本発明によれば、削岩機の回転ロッド及び
ビットによって地山に穴を設けた後、これらの回転ロッ
ド及びビットを穴内に残置した状態で、回転ロッド及び
削孔ビットの注入孔を介して穴内にモルタルを注入す
る。したがって、地山が軟らかく孔壁が崩れやすい場合
でも孔壁が崩れるのを防止できる。また、地山を削孔す
る工程では、前記回転ロッドが挿通された管体を介し
て、回転ロッド側から前記穴内に水を注入し、前記削孔
によって地山に形成された穴内にモルタルを注入する工
程では、前記管体を介して、前記穴内にもモルタルを注
入することをが可能である。このように、水を注入しな
がら削岩機の回転ロッド及びビットによって地山に穴を
設けた後、素早く掘削穴内にモルタルを注入することが
でき、柔らかい地山を水の注入により容易に削孔した
後、掘削穴内の清掃等をすることなく、直ちに掘削穴内
にモルタル注入ができる。よって、崩落し易い軟弱な地
山であっても、迅速かつ確実にロックボルトを挿入する
ための穴を形成した後、ロックボルトの取り付けが実施
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るロックボルト
の施工方法の実施の形態について、図面を参照して詳細
に説明する。

【００１３】図１は、本発明に係るロックボルトの施工
方法を説明する図である。この施工方法では、削岩機５
の回転ロッド５１の先端に取り付けられた削孔用のビッ
ト５２によって、地山５３に穴５４を開けた後、回転ロ
ッド５１からビット５２まで連通するように設けたモル
タルの注入孔５５ａ，５５ｂを介し、穴５４内へのモル
タル５６の充填を実施する。

【００１４】削岩機５は、上部に駆動部５０が載置され
たベース５０ａを設け、駆動部５０はベース５０ａに対
してスライド自在に取り付けられる。この駆動部５０に
よって回転ロッド５１が回転し、この回転ロッド５１に
は、図１に示すように、駆動部５０の先端部付近からビ
ット５２側の先端面まで延出する、パイプ状の注入孔５
５ａが設けられている。この注入孔５５ａの削岩機５０
側の端部は、回転ロッド５１の外周面に開口されてい
る。

【００１５】注入孔５５ａの開口部には、駆動部５０に
固定されたスイベル５９が取り付けられている。このス
イベル５９には、図２、図３に示すように、回転ロッド
５１に回転自在に嵌め込まれたスリーブ６０が接続され
ている。また、このスリーブ６０には、水供給管６１を
接続するための第１プラグ６２と、モルタルホース９０
を接続するための第２プラグ９１が設けられている。こ
れら第１プラグ６２と第２プラグ９１は、図２に示すよ
うに互いに線対称となる位置に設けられ、第１プラグ６
２は、第１ボールバルブ６２ａを介して水供給管６１と
接続され、第２プラグ９１は、第２ボールバルブ９１ａ
を介してモルタルホース９０に、それぞれ接続されてい
る。

【００１６】前記スリーブ６０の内周面には、注入孔５
５ａの開口に対応した溝６３が全周に亘って設けられて
いる。この溝６３には、プラブ６２の水供給管の接続孔
６４に連通する孔６５が設けられている。また、溝６３
は、スリーブ６０の内周面の両端部に設けられたＯリン
グ６５、６５によって密封されている。

【００１７】さらに、前記第１プラグ６２に接続された
水供給管６１は、図１に示すように、下流側から順番
に、逆止弁６７、フローサイト６８，ボールバルブ６９
及びフロースイッチ７０を介して、水供給ライン７１に
接続されている。これらのうち、逆止弁６７、フローサ
イト６８，ボールバルブ６９は、オペレータ操作デッキ
１００内に設置される。他方、スベイル５９の第２プラ
グ９１にはモルタルホース９１が接続されるが、モルタ
ルは、モルタルホース９０の端部に設けた混連用モルタ
ルポンプ９３側により供給される。混連用モルタルポン
プ９３は、砂等の細骨材とセメントと水の混合物を混連
してこれを送り出す。混連用モルタルポンプ９３の下流
にはモルタルスクリーン９４が設けられ、所定の大きさ
以上の細骨材は除かれる。また、モルタルスクリーン９
４を通過したモルタルは注入用ポンプ９５に到達し、所
定の圧力で加圧された状態でモルタルホース９０内を進
行する。ここでは注入用ポンプ９５の下流にデジタル圧
力計９６を設け、この圧力計９６で計測された圧力はオ
ペレータの操作デッキ内に設置した表示計９７に表示さ
れるので、オペレータによってモルタル注入圧力が管理
される。なお、表示計９７に至るデジタル圧力計９６の
出力路中には、注入圧管理用のパトライト９８が配置さ
れている。これによって、モルタル注入圧力が上昇し過
ぎたような場合は、直ちに目視できる信号を発生させて
注意が喚起される。さらに、オペレータ操作デッキ１０
０内には、注入ポンプの停止用スイッチ９９が設けら
れ、異常な注入圧となった場合は、オペレータが直ちに
注入ポンプ９５の作動を停止できるようになっている。

【００１８】なお、第１プラグ６２及び第２プラグ９１
のそれぞれの接続部に設けたボールバルブ６２ａ、９１
ａを切り換えることによって、水供給管６１から供給さ
れる水、又はモルタルホース９０から供給されるモルタ
ル５６の何れかの供給を選択することができる。上記の
ような構造であるので、先ず、供給用ポンプ９３を作動
させ、かつフロースイッチ７０をｏｎにする。そして、
水ボールバルブ９１ａ、６２ａを切り替えることで水及
びモルタルが、２つの別個に設置した経路を経由して、
スイベル５９から回転ロッド５１中に、選択的に送り込
まれる。これらは、回転ロッド５１内を進行してビット
５２の注入孔５５ａ，５５ｂに至り、所定の圧力で地山
５３の穴５４内に注入される。なお、必要に応じて、注
入用ポンプ９５の出口側に、モルタル５６の補助混練装
置１０１を取り付け、注入に良好な程度に混練されたモ
ルタルが供給できるようにすることもできる。この補助
混連装置１０１としては、複数に分割され断面積が変化
し、かつ合併及び分割を繰り返す通路内を、加圧された
モルタルが通過することで、これが混練されるようなも
のが例示できる。

【００１９】なお、上述したように、上記バルブ６７、
６９、表示計９７、停止用スイッチ９９及びフローサイ
ト６８は、後述のロックボルト施工用のクローラ式ジャ
ンボ８０（図５）の運転席付近にあるオペレータ操作デ
ッキ７４内に取り付けられており、オペレータが手動で
操作するようになっている。

【００２０】上述のビット５２は、図４に示すように、
円柱状に形成されており、その先端にはボタン状の突起
７５が複数設けられている。このビット５２の突起７５
との反対側の端面には、回転ロッド５１を嵌合するため
の取付溝７６が設けられている。

【００２１】この取付溝７６の底面からビット５２の中
心軸線に沿って注入孔５５ｂが設けられている。この注
入孔５５ｂは、回転ロッド５１の注入孔５５ａと整合す
る。また、注入孔５５ｂの突起７５側の先端は、複数の
噴出孔７８を介して突起７５の近傍の外周面に開口して
いる。

【００２２】削岩機５は、図５に示すように、クローラ
式ジャンボ８０の複数のブーム８１の先端に回転自在に
取り付けられており、ブーム８１を旋回させると共に、
削岩機５を回転させることによって、ロックボルト１０
（図６）を取り付けるための穴５４を設けることができ
る。

【００２３】上述のオペレータ操作デッキ１００（図
１）は、クローラ式ジャンボ８０の運転席８３付近に配
置されており、オペレータがバルブ類を自由に操作でき
るようになっている。

【００２４】次に、この削岩機５を用いて、トンネル８
２の地山５３にロックボルト１９を取り付ける場合の施
工方法について説明する。この場合は先ず、図６（Ａ）
に示すように、削岩機５のビット５２によって地山５３
を削孔し、所定の深さの穴５４を形成する。この削孔作
業は、ビット５２から水８３を供給しながら行う。

【００２５】削孔が終了した後、図６（Ｂ）に示すよう
に、回転ロッド５１及びビット５２を穴５４内に残置し
た状態で、ビット５２の噴出孔７８（図４）から穴５４
内にモルタル５６を注入する。

【００２６】このモルタル注入作業は、回転ロッド５１
及びビット５２を少しずつ引き抜きながら実施する。こ
の際に、注入ポンプ９５の圧力を確認することにより、
モルタル５６が穴５４内に充填されていることを確認し
ながら引抜く。これにより、モルタル５６が穴５４の奥
から順に充満されるので、ビット５２を引き抜いても穴
５４の孔壁が崩れるのを防止できる。

【００２７】穴５４内にモルタル５６が充填された後、
図６（Ｃ）に示すように、穴５４内にロックボルト１９
を挿入する。続いて、図６（Ｄ）に示すように、ロック
ボルト１０の穴５４から出ているねじ部分１９に、座金
２０を介してナット２１を螺入する。これにより、ロッ
クボルト１０の施工が完了する。

【００２８】（試験例） <噴出孔の直径と圧送状況の関係>図７は、上述の回転ロ
ッド５１及びビット５２を使用し、ビット５２の噴出孔
７８の直径を変えてモルタル５６の圧送を行ったときの
試験結果を示す。なお、図７中のクロスビットとは十字
状の突起を有するビットであり、ボタンビットとはボタ
ン状の突起を有するビットである。また、注入孔５５
ａ，５５ｂの直径は１２ｍｍとした。

【００２９】図７の結果から理解されるように、ビット
５２の噴出孔７８の直径が１０ｍｍである場合は、クロ
スビット及びボタンビットとも、フロー値が１６ｃｍの
モルタル５６を良好に圧送できることが判明した。モル
タルのフロー値が２０ｃｍ以下であれば、モルタルをト
ンネル８２の天端に打設した場合でもこれが垂れてくる
ことがない。よって、本試験のようにフロー値が１６ｃ
ｍのモルタル５６を支障なく圧送できれば、トンネル８
２の天端にロックボルト１９を取り付ける場合でも、本
発明の方法は十分にこれに対応できる。

【００３０】このように、本発明は、削岩機５の回転ロ
ッド５１及びビット５２によって地山５３に穴５４を設
けた後、これらの回転ロッド５１及びビット５２を穴５
４内に残置した状態で、回転ロッド５１及びビット５２
の注入孔５５ａ，５５ｂを介して穴５４内にモルタル５
６を注入するので、地山５３が軟らかく孔壁が崩れやす
い場合でも、孔壁が崩れるのを防止できる。

【００３１】従って、削孔後に穴５４内を清掃する必要
がないので、手間を省くことができ、作業効率を大幅に
向上させることができる。また、穴５４が深い場合でも
モルタル５６を奥まで確実に注入できるので、長尺ロッ
クボルトを施工する場合でも、施工性および品質の向上
が可能である。さらに、穴５４を削孔した後、即座にモ
ルタル５６を注入できるので、急速施工が可能になる。
これにより、削孔・モルタル注入・ロックボルト取付の
一連の作業を自動化することも可能となる。

【００３２】なお、上述の実施形態ではトンネルの地山
にロックボルトを取り付ける場合について説明したが、
本発明は、法面にアンカーボルト（ロックボルト）を取
り付ける場合などにも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
削岩機の回転ロッド及びビットによって地山に穴を設け
た後、これらの回転ロッド及びビットを穴内に残置した
状態で、回転ロッド及び削孔ビットの注入孔を介して穴
内にモルタルを注入するので、地山が軟らかく孔壁が崩
れやすい場合でも孔壁が崩れるのを防止できる。従っ
て、削孔の後、穴内を清掃する必要がないので作業効率
が良好となり、ロックボルトの取り付け穴を容易、迅速
に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロックボルトの施工方法を説明す
る図である。

【図２】本発明に係る回転ロッド及びスイベルを示す図
である。

【図３】スイベルの構造を示す図である。

【図４】本発明に係る削孔用のビットを示す図である。

【図５】本発明に係るロックボルト施工用車輌を示す図
である。

【図６】本発明に係るロックボルトの施工方法を説明す
る図である。

【図７】本発明に係る回転ロッド及びビットによるモル
タル圧送試験結果を示す図である。

【図８】一般的なロックボルトの取付状態を示す図であ
る。

【図９】従来例に係るロックボルトの施工方法を説明す
る図である。

【符号の説明】

１９ロックボルト５１回転ロッド５２ビット５３地山５４穴５５ａ，５５ｂ注入孔５６モルタル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関順一東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者井上博之東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者前川周治東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者足立宏美東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者松山正之東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地山にロックボルトを取り付けるための
施工方法において、削岩機の回転ロッドの先端に設けら
れたビットにより前記地山を削孔する工程と、前記削孔によって前記地山に形成された掘削穴内にモル
タルを注入する工程と、前記モルタルが充填された後、前記掘削穴内に前記ロッ
クボルトを挿入する工程とを有し、削岩機の回転ロッド及びビットによって地山に掘削穴を
設けた後に、これらの回転ロッド及びビットを掘削穴内
に残置した状態で、前記掘削穴内にモルタルを注入する
ことを特徴とするロックボルトの施工方法。
【請求項２】前記地山を削孔する工程では、前記回転ロ
ッドが挿通された管体を介して、回転ロッド側から前記
穴内に水を注入し、前記削孔によって地山に形成された穴内にモルタルを注
入する工程では、前記管体を介して、前記穴内にもモル
タルを注入することを特徴とするロックボルトの施工方
法。