JP2019112786A - Self-drilling rock bolt and natural ground reinforcement method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、穿孔した孔壁が自立せずロックボルトの挿入が困難な軟弱な地山などにおいて、先端に取り付けた穿孔ビットによって自ら穿孔しながら地山に打設される自穿孔ロックボルト及びそれを用いた地山の補強工法に関する。 The present invention is a soft ground where a drilled hole wall does not stand up and the insertion of a lock bolt is difficult, and so on, a self-piercing lock bolt to be drilled by the drilling bit attached to the tip while being drilled by itself. Related to the reinforcement method of the ground using the
従来より、ロックボルトを用いた支保工として、穿孔ロッドを備えたドリルジャンボによって切羽の鏡面や壁面から地山に向けて穿孔を行った後、前記穿孔ロッドを引き抜き、この穿孔内にロックボルトを挿入し、周囲にグラウト材を充填して地山との一体化を図ることによって、地山の変位や、ゆるみを防止し、トンネル周辺の地山補強をする処理が知られている。 Conventionally, as a support using a lock bolt, after drilling from the mirror surface or wall face of the face toward the ground with a drill jumbo provided with a drilling rod, the drill rod is pulled out, and the lock bolt is inserted into this drilling. It is known to insert the grout material into the periphery to integrate it with the ground, thereby preventing displacement of the ground and loosening, and reinforcing the ground around the tunnel.
また、穿孔ロッドの引抜き時などに孔壁崩壊のおそれがある崩壊性地山等の場合には、穿孔ロッドを引き抜いてから穿孔内にロックボルトを挿入することが困難なため、先端に穿孔ビットを備えたロックボルトによって、地山を穿孔しつつロックボルトを地山に打設し、穿孔に使用したロッドをそのまま補強用のロックボルトとして使用する自穿孔ロックボルトが用いられることがある。この自穿孔ロックボルト工は、先端に穿孔ビットが取り付けられた中空状のロックボルトを用いて、ドリルジャンボによって地山を穿孔した後、ロックボルトの後端からグラウト材を注入し、注入されたグラウト材が穿孔ビットを通って穿孔内に充填・固化するようにしたものである。 In addition, in the case of a collapsible ground, etc. where there is a possibility that the hole wall may collapse when pulling out the drilling rod, it is difficult to insert the lock bolt into the drilling after pulling out the drilling rod, so the drilling bit at the tip A self-piercing lock bolt may be used in which the rock bolt is drilled into the ground while drilling the ground, and the rod used for the drilling is used as it is as a reinforcing lock bolt. This self-piercing lock bolter used a hollow lock bolt with a drill bit attached to the tip, drilled the ground with a drill jumbo, then injected grout material from the rear end of the lock bolt and injected The grout material is to be filled and solidified in the perforation through the perforation bit.
軟弱な地山でのトンネル掘削に際しては、切羽の自立が困難で切羽が不安定な場合、切羽に鏡ボルトを打ち込むことにより切羽前方地山の安定化を図る補助工法が用いられることがある。この工法では、切羽の掘削時に、打ち込まれた鏡ボルトごと掘削することから、切羽掘削時に支障とならず、比較的容易に切断できるように、前記鏡ボルトの材質としては、ガラス繊維強化樹脂（Glassfiber Reinforced Plastic、ＧＲＰ若しくはＧＦＲＰと略される。）が用いられることが多い。前記ＧＲＰロックボルトは、鋼製のものに比べて耐腐食性に優れ、重量が１／４程度と軽量であるため施工性に優れており、トンネル掘削時のカッタービットなどによる切削が容易であるなどの利点を有するため、鏡ボルトに限らず、トンネルの壁面に放射状に打設されるロックボルトなど、その他のロックボルトとしても広く用いられている。 When drilling on a soft ground, if the face is difficult to stand and the face is unstable, an auxiliary method may be used to stabilize the face in front of the face by driving a mirror bolt into the face. In this construction method, since the entire mirror bolt that has been driven in is excavated at the time of excavating the face, glass fiber reinforced resin (as a material of the mirror bolt) can be cut relatively easily without any hindrance at the time of excavating the face. Glassfiber Reinforced Plastic (abbreviated as GRP or GFRP) is often used. The GRP lock bolt is excellent in corrosion resistance as compared with steel and has a weight of about 1⁄4 and is light in weight because it is lightweight and easy to cut by a cutter bit or the like at the time of tunneling. In order to have advantages such as, it is widely used not only as a mirror bolt but also as another lock bolt such as a lock bolt radially installed on a wall surface of a tunnel.
繊維強化樹脂製のロックボルトとしては、例えば、下記特許文献１において、先端側に削孔クラウンを装着すると共に、基端側を穿孔機又は注入機に接続する様にした岩盤用の支持部材において、硬化樹脂から成るパイプの肉厚内に、該パイプの長手方向に配向した直線状ガラス繊維及び螺旋状ガラス繊維を夫々有する繊維強化硬化樹脂のロッドの両端外周部にネジ部を形成した自穿孔ボルトが開示されている。
As a rock bolt made of a fiber reinforced resin, for example, in a supporting member for rock mass in which a drilling crown is mounted on the tip end side and a base end side is connected to a drilling machine or a pouring machine in
また、鏡ボルトによる不良地山の補助工法としては、例えば、下記特許文献２において、管状補強材を地中に打設し、その打設された又は打設途中の管状補強材の内部空間から膨張性セメント系固結材を注入し、その固結材を管状補強材の周囲の地山内に浸出させて膨張させ、固化させることにより、地山内の圧力を上昇させて地山を補強する工法が開示されている。
In addition, as an auxiliary construction method of the defective ground with the mirror bolt, for example, in
しかしながら、従来の自穿孔ＧＲＰロックボルトは、比較的硬質な地山や礫混じりの地山などにおいて、ドリルジャンボで穿孔する際の打撃や回転等の衝撃によって、穿孔時に大きな負荷がかかると、ＧＲＰ製のロックボルトの破断や破損等の不具合が生じやすい欠点があった。したがって、上記特許文献１、２記載の技術では、ＧＲＰ製の自穿孔ロックボルトを使用した場合には、穿孔ビットを備えた先端部に作用する衝撃エネルギーが吸収されずにドリルジャンボのドリフターとロックボルトとの接合端部などに集中するため、ロックボルトの破断や破損等が生じやすかった。
However, the conventional self-piercing GRP lock bolt has a large load during drilling due to an impact such as impact or rotation when drilling with a drill jumbo in a relatively hard ground or a mixed rock or the like. There has been a drawback that defects such as breakage or breakage of the lock bolt made of steel are likely to occur. Therefore, according to the techniques described in
そこで本発明の主たる課題は、穿孔時のロックボルトの破断や破損を防止できる自穿孔ロックボルト及びそれを用いた地山の補強工法を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a self-piercing lock bolt capable of preventing breakage or breakage of a lock bolt at the time of drilling and a reinforcement method of a ground using the same.
上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、先端に穿孔ビットを備えた中空状のロックボルトからなる自穿孔ロックボルトであって、
前記ロックボルトは、繊維強化樹脂製ロックボルトと鋼製ロックボルトとがスリーブによって軸方向に連結されてなることを特徴とする自穿孔ロックボルトが提供される。
In order to solve the above problems, the present invention according to
In the lock bolt, a self-piercing lock bolt is provided, characterized in that a fiber reinforced resin lock bolt and a steel lock bolt are axially connected by a sleeve.
上記請求項１記載の発明では、前記繊維強化樹脂製ロックボルトと前記鋼製ロックボルトとが前記スリーブによって軸方向に連結されているため、比較的硬質な地山や礫混じりの地山などにおいて、ドリルジャンボによる穿孔時に、打撃や回転等の衝撃力が作用しても前記鋼製ロックボルトの優れた耐力によって衝撃エネルギーが吸収、緩和され、ロックボルトの破断や破損が防止できる。すなわち、鋼製ロックボルトにおける軸方向の変位やねじりに対する弾性変形などによって、穿孔ビットが比較的硬質な地山や礫などに当接したときなどでも、ドリルジャンボからの打撃や回転等の強い衝撃エネルギーを前記鋼製ロックボルト部分で吸収及び緩衝することができるので、繊維強化樹脂製ロックボルトの損傷が防止できるようになる。 In the invention according to the first aspect, since the fiber reinforced resin lock bolt and the steel lock bolt are connected in the axial direction by the sleeve, a relatively hard ground or a mixed rock or the like may be used. At the time of drilling by a drill jumbo, even if an impact force such as impact or rotation acts, impact energy is absorbed and relaxed by the excellent proof stress of the steel lock bolt, and breakage or breakage of the lock bolt can be prevented. That is, even when the drill bit abuts on a relatively hard ground, a ridge or the like due to an axial displacement or torsional deformation in a steel lock bolt, a strong impact such as impact from a drill jumbo or rotation occurs. Since energy can be absorbed and buffered by the steel lock bolt portion, damage to the fiber reinforced resin lock bolt can be prevented.
また、本発明に係る自穿孔ロックボルトでは、鋼製ロックボルトの使用が一部に限られるため、繊維強化樹脂製ロックボルト部分が耐食性に優れるとともに、ロックボルト全体の重量が軽量化でき、施工性に優れ、かつ鏡ボルトや将来のトンネル拡幅掘削などで切断されるロックボルトとして使用した場合でもトンネル掘削時に容易に切断できるようになる。 Further, in the self-piercing lock bolt according to the present invention, since the use of the steel lock bolt is limited to a part, the fiber reinforced resin lock bolt portion is excellent in corrosion resistance, and the weight of the entire lock bolt can be reduced. Even when used as a mirror bolt or a lock bolt to be cut in future tunnel widening drilling etc., it becomes easy to cut at the time of tunnel drilling.
請求項２に係る本発明として、先端に穿孔ビットを備えた前記繊維強化樹脂製ロックボルトの後端に、前記鋼製ロックボルトが連結されている請求項１記載の自穿孔ロックボルトが提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a self-piercing lock bolt according to
上記請求項２記載の発明は、繊維強化樹脂製ロックボルトの後端に、前記スリーブによって鋼製ロックボルトが連結された構造を成している。この実施形態では、前記鋼製ロックボルト部分をドリルジャンボのドリフターに固定することにより、基端部のドリルジャンボからの打撃や回転等の衝撃力がダイレクトに大きく作用する部分に鋼製ロックボルトが位置するようになるため、鋼製ロックボルトの優れた耐力によって、繊維強化樹脂製ロックボルトの破断や破損がより確実に防止できるようになる。 In the invention according to the second aspect, the steel lock bolt is connected to the rear end of the fiber reinforced resin lock bolt by the sleeve. In this embodiment, by fixing the steel lock bolt portion to the drill jumbo drifter, the steel lock bolt is directly applied to a portion where impact force such as impact or rotation from the drill jumbo at the base end acts directly. Being positioned, the excellent resistance of the steel lock bolt makes it possible to more reliably prevent breakage or breakage of the fiber reinforced resin lock bolt.
請求項３に係る本発明として、先端に穿孔ビットを備えた先端側鋼製ロックボルトの後端に、前記繊維強化樹脂製ロックボルトが連結されるとともに、前記繊維強化樹脂製ロックボルトの後端に後端側鋼製ロックボルトが連結されている請求項１記載の自穿孔ロックボルトが提供される。
As the present invention according to
上記請求項３記載の発明では、先端側鋼製ロックボルトの後端に、前記スリーブによって繊維強化樹脂製ロックボルトが連結されるとともに、該繊維強化樹脂製ロックボルトの後端に、前記スリーブによって後端側鋼製ロックボルトが連結されている。この実施形態は、特に全長が４ｍを超える長尺ロックボルトなどとして使用する際に好適であり、繊維強化樹脂製ロックボルトの先端に穿孔ビットを備えた先端側鋼製ロックボルトが連結されることによって、穿孔ビットが硬質な地山や礫等に当接して先端部に大きな衝撃力が作用しても、耐力に優れた前記先端側鋼製ロックボルトによって衝撃力が吸収、緩和されるため、繊維強化樹脂製ロックボルトの破断や破損が防止できるようになる。 In the invention according to the third aspect, the fiber reinforced resin lock bolt is connected to the rear end of the front end side steel lock bolt by the sleeve, and the sleeve is connected to the rear end of the fiber reinforced resin lock bolt. The rear end steel lock bolt is connected. This embodiment is particularly suitable for use as a long lock bolt having a total length of more than 4 m, and a tip side steel lock bolt having a drill bit is connected to the tip of a fiber reinforced resin lock bolt. By the above, even if a large impact force acts on the tip end portion when the drill bit abuts on a hard ground, a weir or the like, the impact force is absorbed and relaxed by the above-mentioned tip side steel lock bolt having excellent proof strength, It becomes possible to prevent breakage and breakage of the fiber reinforced resin lock bolt.
請求項４に係る本発明として、前記スリーブにおいて、前記繊維強化樹脂製ロックボルトの結合長さは、前記鋼製ロックボルトの結合長さより長い請求項１〜３いずれかに記載の自穿孔ロックボルトが提供される。
As the present invention according to
上記請求項４記載の発明では、前記スリーブにおける繊維強化樹脂製ロックボルトの破損を防止し、所定の引張強度を確保するため、前記スリーブにおける繊維強化樹脂製ロックボルトの結合長さを相対的に長くしている。 In the invention according to the fourth aspect, in order to prevent breakage of the fiber reinforced resin lock bolt in the sleeve and secure a predetermined tensile strength, the joint length of the fiber reinforced resin lock bolt in the sleeve is set relatively. It is long.
請求項５に係る本発明として、前記繊維強化樹脂製ロックボルト及び鋼製ロックボルトはそれぞれ、少なくとも前記スリーブが結合する部分の外面に雄ねじ部が形成され、前記スリーブの内面に前記雄ねじ部がそれぞれ螺合可能な雌ねじ部が形成されている請求項１〜４いずれかに記載の自穿孔ロックボルトが提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, the fiber reinforced resin lock bolt and the steel lock bolt each have a male screw formed on the outer surface of at least a portion to which the sleeve is coupled, and the male screw on each inner surface of the sleeve. The self-piercing lock bolt according to any one of
上記請求項５記載の発明では、前記スリーブの一方端に繊維強化樹脂製ロックボルトを螺合し、他方端に鋼製ロックボルトを螺合して、前記繊維強化樹脂製ロックボルトと鋼製ロックボルトとが連結される構造である。このため、両者の連結が簡単にでき、施工性を良好にしている。 In the invention according to the fifth aspect, the fiber reinforced resin lock bolt is screwed into one end of the sleeve, and the steel lock bolt is screwed into the other end, thereby the fiber reinforced resin lock bolt and the steel lock It is a structure connected with a bolt. For this reason, connection of both can be made easy and construction property is made good.
請求項６に係る本発明として、上記請求項１〜５いずれかに記載の自穿孔ロックボルトを用いた地山の補強工法であって、
前記自穿孔ロックボルトを地山に打設し、前記繊維強化樹脂製ロックボルト及び鋼製ロックボルトの中空部を通じてグラウト材を注入し、前記グラウト材が地山内に浸透することによって地山を補強することを特徴とする自穿孔ロックボルトを用いた地山の補強工法が提供される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a reinforcement method for a ground mountain using the self-piercing lock bolt according to any one of the first to fifth aspects, wherein
The self-piercing lock bolt is placed on the ground, grout material is injected through the hollow portion of the fiber reinforced resin lock bolt and steel lock bolt, and the ground material is reinforced by the grout material penetrating into the ground. According to the present invention, there is provided a method of reinforcing a ground using self-piercing rock bolts characterized by:
以上詳説のとおり本発明によれば、穿孔時のロックボルトの破断や損傷を防止した自穿孔ロックボルト及びそれを用いた地山の補強工法が提供できるようになる。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a self-piercing lock bolt that prevents breakage and damage of the lock bolt at the time of drilling and a method of reinforcing a ground using the same.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る自穿孔ロックボルト１は、図１及び図２に示されるように、トンネル掘削に際して、トンネル壁面に対しトンネル半径方向に向けて挿入打設するロックボルトや、切羽に対し前方の地山に向けて挿入打設する鏡ボルトなどとして使用することができるとともに、護岸等の壁面や法面等の補強用支保部材などとしても使用することができる。前記自穿孔ロックボルト１は、穿孔した孔壁が自立せずロックボルトの挿入が困難な軟弱な地山に打設する場合に特に好ましいが、これに限るものではなく、それ以外の自立性の良い地山に対しても使用できる。本書では、トンネル掘削に使用した場合について詳細に説明する。
The self-
本発明に係る自穿孔ロックボルト１は、図３及び図４に示されるように、先端に穿孔ビット２を備えた中空状のロックボルト３からなり、前記穿孔ビット２が備えられた先端と反対側の基端部のロックボルト３をドリルジャンボのドリフターに固定し、打撃及び回転を加えながら前記穿孔ビット２によって地山を穿孔しつつロックボルト３が地山に打設されるようにしたものである。
The self-
前記ロックボルト３は、繊維強化樹脂製ロックボルト４と鋼製ロックボルト５とがスリーブ６によって軸方向に連結された構造を成している。すなわち、前記ロックボルト３は、軸方向に対して繊維強化樹脂製ロックボルト４と鋼製ロックボルト５とに分割されており、これらが前記スリーブ６によって軸方向に連結されている。
The
前記繊維強化樹脂製ロックボルト４及び鋼製ロックボルト５はそれぞれ、中空状の略円形管体からなり、軸芯部に軸方向に沿って両端に貫通する中空部４ａ、５ａが形成されている。前記スリーブ６による連結部において両者の中空部４ａ、５ａが連通している。前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の外径と鋼製ロックボルト５の外径とは、ほぼ同等に形成されるとともに、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の中空部４ａの直径（内径）と鋼製ロックボルト５の中空部５ａの直径（内径）とは、ほぼ同等に形成されている。
Each of the fiber reinforced
前記繊維強化樹脂製ロックボルト４は、熱硬化性樹脂を含浸後硬化させた繊維強化樹脂で構成される。前記熱硬化性樹脂は、繊維強化樹脂に用いられるものであれば任意に選択することができ、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド樹脂及びフェノール樹脂等を挙げることができる。また、前記繊維強化樹脂に用いる繊維も任意に選択することができ、例えば、ガラス繊維、炭素繊維及びケプラー繊維等を挙げることができる。特に、ガラス繊維を用いるのが好ましい。
The fiber reinforced
前記繊維強化樹脂製ロックボルト４及び鋼製ロックボルト５はそれぞれ、少なくとも前記スリーブ６が結合する部分の外面に雄ねじ部が形成されるのが好ましい。前記雄ねじ部は、ロックボルト４、５の全長に亘って形成されるのが望ましい。前記繊維強化樹脂製ロックボルト４と鋼製ロックボルト５とは、同等のピッチ等からなる同形状のねじ山を有するのが好ましい。これにより、従来のロックボルトと同じ施工性が得られ、前記スリーブ６による連結の作業性も良好となる。
In the fiber reinforced
前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の製造方法は特に問わず、通常知られている方法を適宜選択することができる。この一例として、熱硬化性樹脂を含浸し且つ長さ方向に連続する棒状の長繊維状繊維物の表面に、糸状繊維物を外周軸方向で間隔をおいて螺旋状に一体的に巻き付けて締め上げ、締め上げた糸状繊維物部が螺旋状の凹状溝部を形成し且つ隣り合う凹状溝部の間隔の間が凸状の山部を形成し、その後熱硬化性樹脂を硬化させて作成することができる。前記棒状の長繊維状繊維物は、熱硬化性樹脂により棒状に硬化した長繊維の繊維物である。この長繊維は、上記の繊維強化樹脂として挙げた繊維を用いることができ、このうちガラス繊維が特に好ましい。また、前記糸状繊維物は、長繊維状繊維物に巻き付けて締め上げることによって凹状の溝部と凸状の山部とを形成するために用いられる繊維であり、例えば、ビニロン、テトロン、ケプラー、ナイロン、ガラスヤーン及びガラスロービング等を用いることができる。
The method for producing the fiber reinforced
前記鋼製ロックボルト５としては、従来より公知の鋼製のロックボルトをそのまま使用することができる。
As said
前記繊維強化樹脂製ロックボルト４及び鋼製ロックボルト５を連結するスリーブ６は、両者のロックボルト４、５の端部同士を軸方向に突き合わせた状態で連結する鋼製のカップリング部材であり、両端が開放する中空状の円管体を成している。前記スリーブ６の内面には、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４及び鋼製ロックボルト５の雄ねじ部がそれぞれ螺合可能な雌ねじ部が形成されている。これにより、前記スリーブ６の一方端から繊維強化樹脂製ロックボルト４を螺入し、他方端から鋼製ロックボルト５を螺入することにより、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４及び鋼製ロックボルト５を連結することができる。
The
前記スリーブ６の長さは任意であるが、１００〜５００ｍｍ、好ましくは１００〜３００ｍｍとするのがよい。
The length of the
図４に示されるように、前記スリーブ６において、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４と鋼製ロックボルト５の結合長さＬ４、Ｌ５は同等としてもよいが、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の結合長さＬ４を、前記鋼製ロックボルト５の結合長さＬ５より長くするのが好ましい（Ｌ４＞Ｌ５）。これにより、繊維強化樹脂製ロックボルト４の破損が低減でき、スリーブ６において所定の引張強度を確保することができるようになる。記結合長さＬ４、Ｌ５とは、ロックボルト４、５がスリーブ６と嵌合する長さのことであり、スリーブ６において繊維強化樹脂製ロックボルト４の端縁と鋼製ロックボルト５の端縁とが突き合わされるように配置することにより、両者の結合長さを足し合わせた長さがスリーブ６の全長とほぼ一致する。
As shown in FIG. 4, in the
前記スリーブ６とロックボルト４、５との密着性を向上させるため、前記スリーブ６の内面と繊維強化樹脂製ロックボルト４及び鋼製ロックボルト５の外面との隙間に、充填材を充填するのが好ましい。
In order to improve the adhesion between the
図３に示される実施形態の自穿孔ロックボルト１では、先端に穿孔ビット２を備えた繊維強化樹脂製ロックボルト４の後端に、前記スリーブ６を介して鋼製ロックボルト５が連結されている。つまり、先端側に繊維強化樹脂製ロックボルト４が配置され、基端側に鋼製ロックボルト５が配置されており、これらが前記スリーブ６によって連結されている。前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の先端には前記穿孔ビット２が装着され、前記鋼製ロックボルト５の後端側がドリルジャンボのドリフターに固定される。
In the self-piercing
本自穿孔ロックボルト１をドリルジャンボのドリフターにセットした状態では、基端側の鋼製ロックボルト５部分のみが固定され、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４部分はドリフターより前方に配置される。
When the self-piercing
前記鋼製ロックボルト５の長さ（L1）は、ドリルジャンボのドリフターに固定するための長さに加えて、基端側の衝撃エネルギーを吸収、緩和するのに必要な長さで形成され、概ね１ｍ程度とするのが好ましい。自穿孔ロックボルト１の全長は状況に応じて任意に設定されるが、一般に３〜４ｍ程度であるから、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の長さによって調整されるとともに、該繊維強化樹脂製ロックボルト４は前記鋼製ロックボルト５の長さ（L1）より長くなる。
The length (L1) of the
本実施形態に係る自穿孔ロックボルト１では、前記穿孔ビット２は、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の先端に装着されている。前記穿孔ビット２の装着は、公知の手段を制限なく用いることができ、例えば、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の外面に備えられた雄ねじ部に、穿孔ビット２の後方の中空内面に備えられた雌ねじ部（図示せず）が螺合することにより行うことができる。
In the self-piercing
前記穿孔ビット２の内部には、先端に向けて開孔するとともに、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の中空部４ａに連通する通孔が備えられ、自穿孔時にロックボルト３の中空部を通じて後端から送り込まれた空気や水を前記穿孔ビット２の前記通孔を通じて先端の開孔から噴出させることにより、速やかな穿孔を行うことができるとともに、自穿孔ロックボルト１が地山に打設された後、ロックボルト３の中空部を通じて後端から送り込まれたグラウト材を前記穿孔ビット２の前記通孔を通じて先端の開孔から吐出することにより、穿孔内にグラウト材を確実に充填することができる。
A hole is bored in the inside of the
以上の構成からなる自穿孔ロックボルト１を用いた地山の補強手順について説明する。まず、図１に示されるように、地山を掘削してトンネル空間１０を形成し、トンネル空間１０の壁面にコンクリートミキサー車１２から供給されるモルタルまたはコンクリート等の吹付材１１を吹付け機１３によって吹き付けた後、ドリルジャンボ１４によって前記自穿孔ロックボルト１を地山に打設する。
The reinforcement procedure of the ground using the self-
前記自穿孔ロックボルト１の打設は、図５(A)に示されるように、自穿孔ロックボルト１の後端側の鋼製ロックボルト５部分をドリルジャンボ１４のドリフター１５に取り付け、ドリルジャンボ１４によって打撃と回転を加えながら、先端に備えられた穿孔ビット２によって地山に穿孔を形成するとともに、前記穿孔ビット２に先導されて一体に装着されたロックボルト３（繊維強化樹脂製ロックボルト４及び鋼製ロックボルト５）が穿孔内に配置される。
As shown in FIG. 5A, the
自穿孔ロックボルト１が地山中に打設されたならば、図５(B)に示されるように、自穿孔ロックボルト１からドリルジャンボ１４のドリフター１５を取り外し、ロックボルト後端の中空部５ａの開孔に注入アダプター１６を螺設するとともに、穿孔の口元の自穿孔ロックボルト１と地山との隙間をコーキング材１７で塞ぐ処理を行う。
Once the self-piercing
次いで、図５(C)に示されるように、地盤補強用の注入材１９を送り込む注入装置１８の先端を前記注入アダプター１６に接続し、前記ロックボルト３の中空部４ａ、５ａ及び穿孔ビット２の通孔を通じて注入材１９を穿孔内に圧入する（図５(D)）。
Then, as shown in FIG. 5C, the tip of the
前記注入材１９は、図５(E)に示されるように、地山の空隙や亀裂を通じて穿孔の周囲の地山にも浸透し、穿孔周辺の一定範囲の地山を補強する。前記注入材１９としては、公知のものを制限なく使用することができ、例えば、水ガラス系、セメント系、ウレタン系のいずれを用いてもよい。
As shown in FIG. 5E, the
本自穿孔ロックボルト１の効果について説明すると、本自穿孔ロックボルト１は、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４と鋼製ロックボルト５とが前記スリーブ６によって軸方向に連結された構造を成しているため、比較的硬質な地山や礫混じりの地山などにおいて、ドリルジャンボ１４による穿孔時に、打撃や回転等の衝撃力が作用しても前記構成ロックボルト５の優れた耐力によって衝撃エネルギーが吸収、緩和され、ロックボルト３の破断や破損が防止できる。すなわち、鋼製ロックボルト５における軸方向の変位やねじりに対する弾性変形などによって、穿孔ビット２が比較的硬質な地山や礫などに当接したときなどでも、ドリルジャンボ１４からの打撃や回転等の強い衝撃エネルギーを吸収及び緩和することができるので、繊維強化樹脂製ロックボルト４の損傷が防止できるようになる。
The effect of the self-piercing
また、本発明に係る自穿孔ロックボルト１では、鋼製ロックボルト５が一部に限られるため、繊維強化樹脂製ロックボルト４部分が耐食性に優れるとともに、ロックボルト全体の重量が軽量化でき、施工性に優れ、かつ鏡ボルトや将来切断されるロックボルトとして使用した場合でも、トンネル掘削時に容易に切断できるようになる。
Further, in the self-piercing
上述の将来切断されるロックボルトとしては、例えば、図６に示されるトンネル拡幅掘削及び図７に示される並行する２本のトンネル掘削などに用いるロックボルトが挙げられる。図６に示される例は、トンネル拡幅に伴って壁面を掘削するケースであり、図７に示される例は、先行するトンネルに並行して、これに隣接する位置に後行するトンネルを掘削するケースである。このように、将来切断されるロックボルトとして、本発明に係る自穿孔ロックボルト１を用いることにより、繊維強化樹脂製ロックボルト４の部分がトンネル掘削時に容易に切断できるため、トンネルの速やかな掘削が可能となる。
Examples of the above-mentioned lock bolts to be cut in the future include lock bolts used for tunnel widening excavation shown in FIG. 6 and two parallel tunnel excavations shown in FIG. The example shown in FIG. 6 is a case where the wall is excavated as the tunnel widens, and the example shown in FIG. 7 excavates a trailing tunnel at a position adjacent to it in parallel with the preceding tunnel. It is a case. As described above, by using the self-piercing
〔他の形態例〕
次に、他の実施形態に係る自穿孔ロックボルト１Ａについて、図８に基づいて説明する。本自穿孔ロックボルト１Ａは、先端に穿孔ビット２を備えた先端側鋼製ロックボルト５Ａの後端に、前記スリーブ６によって前記繊維強化樹脂製ロックボルト４が連結されるとともに、前記繊維強化樹脂製ロックボルト４の後端に、前記スリーブ６によって後端側鋼製ロックボルト５Ｂが連結された構造を成している。つまり、上述の図３に示される実施形態に係る自穿孔ロックボルト１の繊維強化樹脂製ロックボルト４と穿孔ビット２との間に先端側鋼製ロックボルト５Ａを追加することにより、繊維強化樹脂製ロックボルト４の先端側及び後端側の両方にそれぞれ鋼製ロックボルト５Ａ、５Ｂを配置したものである。
[Other embodiment]
Next, a self-piercing
前記先端側鋼製ロックボルト５Ａ及び後端側鋼製ロックボルト５Ｂとしては、上述の図３に示される実施形態に係る自穿孔ロックボルト１に用いられる鋼製ロックボルト５と同様のものを用いることができる。
As the front end side
本実施形態に係る自穿孔ロックボルト１Ａは、特に全長が４ｍを超える長尺ロックボルトなどとして使用する際に好適であり、穿孔時に穿孔ビット２が比較的硬質な地山や礫等に当たって先端部に作用する打撃や回転のエネルギーが急激に増大した場合などでも、先端側鋼製ロックボルト５Ａの耐力によって繊維強化樹脂製ロックボルト４の破断や破損が防止できるようになる。
The self-piercing
１…自穿孔ロックボルト、２…穿孔ビット、３…ロックボルト、４…繊維強化樹脂製ロックボルト、４ａ…中空部、５…鋼製ロックボルト、５ａ…中空部、６…スリーブ、１０…トンネル空間、１１…吹付材、１２…コンクリートミキサー車、１３…吹付け機、１４…ドリルジャンボ、１５…ドリフター、１６…注入アダプター、１７…コーキング材、１８…注入装置、１９…注入材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ロックボルトは、繊維強化樹脂製ロックボルトと鋼製ロックボルトとがスリーブによって軸方向に連結されてなることを特徴とする自穿孔ロックボルト。 A self-piercing lock bolt consisting of a hollow lock bolt having a drilling bit at its tip,
The lock bolt is a self-piercing lock bolt characterized in that a fiber reinforced resin lock bolt and a steel lock bolt are axially connected by a sleeve.
前記自穿孔ロックボルトを地山に打設し、前記繊維強化樹脂製ロックボルト及び鋼製ロックボルトの中空部を通じてグラウト材を注入し、前記グラウト材が地山内に浸透することによって地山を補強することを特徴とする自穿孔ロックボルトを用いた地山の補強工法。 It is a reinforcement method of the ground using the self-perforation lock bolt in any one of the said Claims 1-5, Comprising:
The self-piercing lock bolt is placed on the ground, grout material is injected through the hollow portion of the fiber reinforced resin lock bolt and steel lock bolt, and the ground material is reinforced by the grout material penetrating into the ground. Reinforcing method of the ground using self-drilling lock bolt characterized by
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