JP3201413B2

JP3201413B2 - 注入管と地盤アンカーを設置する方法

Info

Publication number: JP3201413B2
Application number: JP51122092A
Authority: JP
Inventors: ハインスグルバー
Original assignee: ゲーデーアンケルゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1992-05-30
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: EP0546128A1; JPH06501073A; AU650349B2; ATE127187T1; US5653557A; AU1924492A; WO1993001363A1; CA2090430A1; EP0546128B1

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は注入穿孔アンカーに関するものであり、更に
地盤アンカーを設置する方法に関するものである。

（背景技術）このような注入穿孔アンカーは周知である。それは掘
削穴がいったん形成されると、地盤アンカーとして直ち
に利用でき、従って役目のなくなった工具として掘削穴
内に残る穿孔ロッドと注入管に構造上ほぼ相当するもの
である。

注入穿孔アンカーは例えば、ドイツ特許第37 24 16
5C2号明細書から周知である。この周知の注入穿孔アン
カーはその全長に亘って外側ねじ山を備えた少くとも１
つのアンカーロッド部材と、切断刃を設け且つアンカー
ロッド部材から半径方向に突出すると共に掘削穴の底部
と対面するアンカーロッド部材の端部に溶接されている
板状掘削クラウンとから構成されている。アンカーロッ
ド部材に沿って軸線方向に走る長手方向溝は掘削クラウ
ンの区域において、軸線方向のフラッシング孔で終端
し、掘削クラウンに隣接する区域にはフラッシングを目
的とした横孔を設けてある。このような注入穿孔アンカ
ーは掘削穴の形成とその後の地盤アンカーの設置に基本
的に適しており、適当なフラッシング媒体を用いて最初
に掘削穴をつくり、フラッシング媒体は掘削クラウンの
フラッシング孔と横孔とを経て流出される。フラッシン
グ媒体は掘削作業の結果として放出された岩石を拾い上
げて、その岩石を掘削穴の出口の方向に流し出す。続い
て自己硬化媒体、たとえばグラウト懸濁液を導入する目
的のために横孔と接続した長手方向溝が使用され、グラ
ウト懸濁液は掘削クラウンの区域にあるアンカーロッド
部材の外側と掘削穴の内側との間の環状間隙に流入さ
れ、その後、引続き掘削穴の底部から長手方向溝の入口
まで長手方向溝を充填する。この充填作業中、個々の岩
石層に残存する亀裂と割れ目も充填され、この方法で地
面アンカーと地面との間の確実な接続が生じる。この接
続はアンカーロッド部材の外側に沿って延伸しているね
じ山によりさらに向上される。

更に、穿孔ロッドと穿孔アンカーのねじ込み掘削クラ
ウンは1971年、英国のシェフィールドに所在のピーア
ンドブイ（マイニングアンドエンジニアリング）
リミテッド発行、リプロイ氏著小冊子「延長ロッド装
置」（the brochure「Riploy,extension rod eguipment
」Ｐ＆Ｖ（Mining ＆ Engineering）Limited,Sheffiel
d,England,1971）から、またドイツ特許第34 00 182c
2号明細書からも周知である。

地盤アンカーはトンネル構築や、空洞壁の安定化に用
いられ、またこのほか、懸架安全装置を備えるためにも
用いられている。これらの地盤アンカーはアンカーの長
手方向に連続する地層の間の接続を形成する作用をな
す。安定化作業は互いに接続しようとする層が低い凝集
性を有する場合に特に困難であるので、そのため確実に
固定する特別な方法が常に必要である。

（発明の開示）本発明の目的は凝集性の極めて低い岩石に用いられる
上述した型式の注入穿孔アンカーを提供することにあ
る。この目的は請求項１の特徴による注入穿孔アンカー
により達成させることができる。

従って、本発明は長手方向溝からの流れを可能にする
が、逆流を阻止する注入弁をアンカーロッド部材に取付
けたことにある。この注入弁はこの弁の区域にあるアン
カーロッド部材を包囲するグラウト本体を、掘削穴への
グラウトの最初の導入後、液圧で破砕するか、グラウト
懸濁液またはその他の自己硬化媒体の注入圧力により体
膨張させるために使用することができる。いずれの場合
でも、グラウト懸濁液が侵入する岩石の区域を膨張させ
るための努力が引き続き行なわれるので、岩石と注入穿
孔アンカーとの間の接続効果及び岩石のコンパクト化だ
けでなく安定化に寄与する。この方法で、またぎ継手に
匹敵する固定作用が達成され、グラウト懸濁液の注入圧
力に比例して周囲の岩石の構造を空間的に大きく膨張で
きる。グラウト懸濁液の注入が停止されるとすぐ、注入
穿孔アンカーの長手方向溝への逆流がこの注入弁により
防止されるので、硬化工程が開始できる。低凝集性の岩
石でも、グラウト懸濁液により被覆されている区域の注
入弁の影響により達成される膨張に対応して、アンカー
ロッド部材と岩石との間の確実な接続作用が生じる。従
って、アンカーロッド部材は最も簡単な方法で、その外
側に連続的な同一断面形状を有し、掘削穴の底部に対向
する面を閉鎖し、そして少なくとも１つの注入弁を設け
た管にすることができる。

本発明の注入穿孔アンカーは掘削穴の底部に対向する
面に掘削クラウンを備えている。これは本発明の要旨で
はない。

上記の構成による注入弁の使用は、掘削穴内に配置さ
せた注入穿孔アンカーを用いて掘削穴に最初にグラウト
懸濁液を充填させた後に、掘削クラウンの出口オリフィ
スだけではなく掘削クラウンの近辺にあるアンカーロッ
ドの区域も閉鎖できることにある。これはたとえば、移
動体を長手方向溝に挿入し、長手方向溝にまだ存在する
グラウト懸濁液を出口オリフィスまで移動させ、その後
掘削穴に充填すると共にグラウト懸濁液を岩石中に搬送
させることにより生じさせることができる。この移動体
はその後長手方向溝内に残り、注入弁が内側に露出する
程度まで長手方向溝に挿入させる。変形例において、本
発明の注入穿孔アンカーに別の方法を用いて容易にでき
る。それは掘削頭クラウンの付近のアンカーロッド部材
の区域に配設された掘削クラウンの出口オリフィスと結
合させた弁であり、該弁は長手方向溝に挿入させかつ逆
止め弁の形態に構成してある。従って、掘削穴の底部に
隣接する区域には、本発明による２つの弁又は２つの弁
群があり、一方は注入弁であり、他方は出口オリフィス
に結合する弁であり、特に両弁は主として予め負荷する
圧力で異にし、その結果としてこれらの弁は同時に作用
することはない。従って注入弁の予め負荷する圧力は連
続的な注入に十分な圧力がある時にのみ開放するが、他
方フラッシング液が掘削作業中に最初に受け、かつグラ
ウト懸濁液が掘削穴の充填の目的で最初期に導入される
圧力においては注入弁が開放することがないように定め
られている。掘削クラウンの近くの区域に配設されかつ
掘削クラウンと結合する弁はその結果、最初に導入され
るフラッシング液とグラウト懸濁液が受ける圧力でその
弁が開くような必要な大きさにしてある。従って、２つ
の弁は一定の順番で開くように、すなわち異なる作業中
に開き、決して同時には開かないことが重要である。ま
た２つの弁を逆止め弁の型式の弁に構成し、かつ流動媒
体をこれらの弁を通して一方向に、すなわち長手方向溝
からその周囲の囲繞する岩石の間隙に流動させることも
重要である。

本発明の特徴によれば、注入弁は掘削クラウンに隣接
する唯一の区域にのみ配置されている。これは、たとえ
ば、掘削クラウンから始まり、掘削クラウンに隣接する
アンカーロッド部材の長さの最高50％まで延伸している
区域にすることができる。この方法で、掘削穴の底部に
隣接する区域が膨張作用を受け、従って周囲の岩石に非
常に確実に付着することが保証される。

しかし、本発明の他の特徴によれば、注入穿孔アンカ
ーに沿って複数の注入弁を配設してあるので、大きい空
間区域に亘って固定作用を向上できる。この場合におい
ても注入弁は掘削クラウンから始まり注入穿孔アンカー
又はアンカーロッド部材の全長の最大50％を占める長手
方向の区域に配置することが好ましい。これは接続され
るべき岩石層の現存の構造に比例して個々に決定しうる
ことができる。

本発明のその他の特徴は使用される注入弁、詳しくは
逆止め弁によって特に簡単かつ低廉な構成を達成できる
ことにある。これらの弁はアンカーロッド部材に沿った
任意の位置に配置できる。これらの弁は可撓性材料から
形成され、アンカーロッド部材の上に押圧され、その最
終組立て位置で横孔を被覆するホース部材を備えてい
る。ホース部材上の半径方向には止め輪が突出し、止め
輪は詳しくは穿孔作業中にその軸線方向の位置を固定す
る。

１つの横孔の代りに、複数の横孔をその円周上に均一
に分布させて、グラウト懸濁液を可能な限り均一に流出
させる。ホース部材は繊維強化ゴム材料または匹敵する
弾力性のある材料で形成され、いずれの場合も、掘削孔
の初期充填中に弁が作動しない状態すなわち閉鎖位置に
保たれる必要な大きさになるように特に有利に構成され
ている。注入弁は注入圧力が増大した時に限り開口する
が、フラッシングの目的で用いられた掘削クラウンの出
口オリフィスと他の出口オリフィスが閉鎖体で前もって
閉鎖されることが前提条件である。

本発明の更に他の特徴によれば、閉鎖体はアンカーロ
ッド部材又は注入弁の管部材の各孔に配設され、また閉
鎖体は包囲体により孔を密封的に閉鎖する位置に保持さ
れている。この場合、包囲体は閉鎖体を閉鎖位置に保持
する再調整ばねを形成する。このような閉鎖体は基本的
にはどのような構成のものでもよく、たとえば球形、円
錐形、円錐台形等で構成できる。注入弁のこの構成は特
に信頼できるものと考えられ、詳しくは極めて高い圧力
に適したものである。

本発明の更にもう１つの特徴は閉鎖体が包囲体と別
に、あるいは包囲体と一体的に関連部材として構成され
る変形例に向けられている。

本発明の更に他の特徴は閉鎖体のみならずこの閉鎖体
と協働する孔の別の実施例に向けられている。補強イン
サートが使用される時、閉鎖体は極めて高い圧力を有す
る極めて硬質のものでとなる。孔は内側に向けて先細状
のテーパーをつけた形状を有し、閉鎖体はこの構成に適
するように形成されている。この方法では圧力が減少し
た時に、閉鎖体は孔にさらに容易に挿入できる。

注入弁は２つのアンカーロッド部材間の中間部材とし
て構成でき、たとえば止め輪の機能を行なう円筒状アン
カーロッドが対応して、管シリンダーを越えて両側に突
出する管部材をアンカーロッド端に連結するためのねじ
込み端として使用できる。これは包囲体が管シリンダー
又は止め輪と同一平面になるように構成されているの
で、注入弁がアンカーロッドから外側に突出するどのよ
うな構造的部材も生じさせることがないという利点を提
供する。アンカーロッドのこの比較的「平滑な」構成が
掘削作業中に岩石粒子を運んで流出させるフラッシング
液を促進させる。

本発明の更に他の特徴によれば、止め輪はアンカーロ
ッド部材にねじ接続または溶接のどちらかにより接続で
きる。

本発明の目的はアンカーを設置する方法により解決さ
れる。従って、グラウト懸濁液が掘削穴にある注入穿孔
アンカーの長手方向溝を経て最初に導入された後に、こ
の長手方向溝は長手方向溝になお残っているグラウト懸
濁液が取り除かれ、即ち注入弁が内側において半径方向
に少くとも露出させる程度に取り除かれる。さらに、移
動体の最終位置により、すべての出口オリフィスを適当
な方法で閉鎖することが必要である。その後、すなわ
ち、アンカーロッド部材の周囲のグラウトの初期硬化と
初期固化の後、グラウトを液圧で破砕する。この工程は
流動媒体、たとえば水を導入して行うが、グラウト懸濁
液によっても実施できる。フラッシング工程中とグラウ
トの初期導入工程中の長手方向溝内のおもな圧力は15バ
ールになるのに対し、15バール以上、とりわけ60バール
乃至100バールの圧力がグラウトの破砕に引続き必要で
ある。この結果として、注入弁のホース部材の柔軟度を
この趣意に沿う必要な度合にし、これらの弁はグラウト
の破砕に必要な注入圧力が増大した場合に限り開口する
が、この圧力以下の場合、閉鎖位置のままになる。グラ
ウトの破砕が完了すると、この方法で形成された間隙と
裂け目にグラウト懸濁液を導入でき、さらにグラウト懸
濁液が周囲の岩石に導入できる。グラウト懸濁液が岩石
に浸入する結果として、岩石は岩石が互いに保持し合う
程度に応じてゆるみ、グラウトが浸入した区域と岩石の
周囲層が膨張する。この結果、グラウトが固化した後、
膨張した固定区域が形成され、固定区域が周囲岩石に深
く浸入して、地盤アンカーの確実な固定を形成する。

掘削穴の初期充填後、長手方向溝に残留するグラウト
懸濁液は本発明の特徴による異なる方法で除去できる。
とりわけ、長手方向溝に挿入された移動体により、なお
流体のままであるグラウト懸濁液に及ぼす移動効果を生
じさせることが可能で、このグラウト懸濁液は周囲の岩
石に、掘削クラウンの区域にある出口オリフィスを経て
移動できる。この移動体は引続き長手方向溝に残留し、
実際には掘削頭部の出口オリフィスと掘削クラウンの近
くのアンカーロッド部材の区域の全出口オリフィスを閉
鎖するような位置に残留する。従って、移動体はこれら
の出口オリフィスに関して弁として機能し、掘削クラウ
ンから離れている注入穿孔アンカーの端部から掘削クラ
ウンの方向に移動させることにより、長手方向溝の壁体
と共に閉鎖効果を生じさせ、このようにして戻り止めを
生むように構成されている。更に、長手方向溝内の移動
体の端部位置は注入弁が内側で半径方向に露出されるよ
うな方法で決められる。長手方向溝内になお残留するグ
ラウト懸濁液を完全に移動させるために、溝を完全にフ
ラッシュし切る。続いて移動体を挿入する代りに、掘削
クラウンの区域に、実際には長手方向溝に弁を設けるこ
ともできる。この弁は逆止め弁の形式で構成され、フラ
ッシングの目的に用いる掘削クラウンの出口オリフィス
の前に取付けられている。この予め圧力を負荷させた弁
は掘削作業中、フラッシング液が流動する圧力以下の圧
力及び掘削穴の初期充填中、グラウト懸濁液が流動する
圧力以下の圧力の場合に開く方法で構成されている。こ
の圧力は注入弁が閉鎖状態のままであるような値であ
る。このような弁を使用する場合に、掘削穴の初期充填
の後、長手方向溝内になお残留するグラウト懸濁液をフ
ラッシングによって除去し、この弁はこの場合、閉鎖状
態のままで、この工程は低い圧力のフラッシュ媒体を必
要とする。

硬化グラウトもしくは硬化グラウト以外の他の媒体を
液圧で破砕する工程はグラウトの導入による岩石の強化
に主として役立つ注入穿孔アンカーの場合にも使用する
ことができる。

発明を実施するための最良の形態本発明を添付図面に示した実施例について以下に詳細
に説明する。

図１において、符号１は注入穿孔アンカーを示し、該
注入穿孔アンカー１はいわゆる自己穿孔型注入アンカー
であって、図示の実施例においてアンカーロッド部材2,
3及び４で形成されている。各アンカーロッド部材2,3,4
はそれ自体周知の方法で外側にその全長に亘って環状ね
じ山により被覆されている。とりわけこの環状ねじ山は
掘削穴を充填させるグラウト又はその他の硬化媒体たと
えば人造樹脂で積極的な固定を向上させる作用をなす。

符号5,6は接続スリーブを示すもので、該接続スリー
ブ5,6には互い対向して位置するアンカーロッド部材2,
3,4の端部をねじ込み、該接続スリーブ5,6によりアンカ
ーロッド部材2,3,4を互いに保持させる。接続スリーブ
5,6は管状体であり、内側と外側にはねじ山を形成して
あり、接続スリーブ５は外側に溶接した鉄製ロッドの形
式の複数のスペーサー７を備えている。符号８は板状型
掘削クラウンを示し、該掘削クラウン８はアンカーロッ
ド部材２の直径よりも明らかに張出し、掘削穴の底部に
対向する面に横断カッターを取付けてあり、掘削クラウ
ン８はアンカーロッド部材２に溶接してある。

符号９は止めナットを示し、該止めナット９はアンカ
ーロッド部材４の頭部にねじ込むためのもので、それ自
体周知のアンカー板（図示せず）と協働させることを意
図したものである。

アンカーロッド部材2,3,4と掘削クラウン８は軸線10
の方向に延伸する中央連続長手方向溝を有し、更に掘削
クラウン８の区域において、この長手方向溝から連続垂
直溝が分枝している。基本的には、垂直溝は掘削クラウ
ンの近くのアンカーロッド部材２の区域に設けることも
できる。掘削穴の形成中に、長手方向溝のみならず垂直
溝はそれ自体周知の方法でフラッシング媒体を案内する
作用をなし、また掘削穴が形成された後に、一方の注入
穿孔アンカー１と他方の掘削穴の周囲壁との間の接続を
生じさせるために適するグラウト懸濁液、樹脂、もしく
は別の自己硬化媒体を導入させるための作用をなす。

図示した実施例において、掘削クラウン８を支持する
前方のアンカーロッド部材２は双方同一構造の２つの注
入弁11を備えている。これらの注入弁11は掘削クラウン
８から出発して注入穿孔アンカーの全長の最高50％まで
となる区域12に沿って取付けられている。双方共に同一
構造の注入弁11は該注入弁が媒体を加圧下においてアン
カーロッド部材２の長手方向通路から外側に向かって半
径方向に流通させることができるように形成されている
が、反対方向、すなわち半径方向の内側に向ける流れに
は逆止め弁として作用する。

このような注入弁11の構造については以下に図２に関
して説明する。

アンカーロッド部材２は注入弁11の地点に止め輪15を
備え、止め輪15はアンカーロッド部材２に押圧され、そ
して間隔14をとりながらアンカーロッド部材２に溶接さ
れている。しかし、ねじ接続も考えられ得る。

止め輪15間の間隔14中には横孔16が配置され、実際に
は止め輪15間の中央部分に配置されることが好ましい。
同様に、複数のこの種の横孔16を外周上に均一に分布さ
せて設けることが好ましい。これらの横孔16は長手方向
溝と連続的に接続され、これらの横孔16の重要性と機能
については以下に詳細に説明する。

符号17はホース部材を示し、該ホース部材17はアンカ
ーロッド部材２を密封的に包囲し、かつ可撓性材料、た
とえばゴムからなっている。ホース部材17は止め輪15間
に延伸し、止め輪15の手段によりその軸線方向の位置が
固定されている。繊維強化ゴムからなるホース部材17の
厚さはホース部材17が止め輪15に対してフラッシュを実
質的に流通させるにような寸法になっている。止め輪15
とホース部材17とから成るシステムが注入弁11を形成
し、注入材11は逆止め弁として作用し、その作用につい
ては以下に説明する。

図示した注入穿孔アンカーは低凝集特性を有する特に
脆弱な岩石に用いるためのものであって、穿孔ロッドと
して最初に配置する目的のために用いられる。穿孔作業
中に、適当なフラッシング媒体、たとえば水が穿孔ロッ
ドの長手方向溝を流通し、フラッシング媒体は掘削クラ
ウン８の中央フラッシング孔を通って流出し、必要のあ
る場合は、この区域に設ける別のフラッシング孔を通し
て排出させる。その後、フラッシング媒体は掘削クラウ
ン８の横断カッタにより剥離された岩石物質を拾い上げ
て、形成された掘削穴の内側面とアンカーロッド部材2,
3,4の外側面との間を通して掘削穴の出口に向って後方
に流出する。そうすることで、注入穿孔アンカーの全長
に亘って延伸しているねじ山形状及び接続スリーブ5,6
にも備えられているねじ山形状により移動工程が支持さ
れる。掘削穴の長さと穿孔を続ける長さに従って、掘削
穴の最終深度が達成されるまで接続スリーブ5,6と別の
アンカーロッド部材3,4を用いて穿孔ロッドが延長され
る。その後、自己硬化媒体、たとえばグラウト懸濁液が
長手方向溝により導入され、自己硬化媒体は掘削クラウ
ンの区域においてフラッシング孔を通って流出する。そ
うすることで、フラッシング媒体は部分的に周囲の岩石
に浸入し、注入穿孔アンカーの外側面に沿って掘削穴の
出口の方向に流れ、存在している中空間隙を充填する。
フラッシング工程中と硬化媒体の中空間隙充填中に、ア
ンカーロッド部材2,3,4の長手方向溝内のフラッシング
液体とグラウト懸濁液は15バール以下の圧力すなわち、
注入弁11が各場合において閉鎖状態のままに保持される
ような圧力を受ける。アンカーを配置するこの最初の段
階の終了後に、長手方向溝に残留するグラウト懸濁液の
残存液が移動体を導入させることによりアンカーの長手
方向溝中で移動し、長手方向溝中において、移動体は掘
削クラウン８の方向に注入アンカー内を移動する。移動
体の構造についてはさらに以下に説明する。移動体はい
ずれの場合でも掘削クラウン８と出口から最も遠い位置
の注入弁11との間に位置する注入アンカー１の区域に注
入される。移動本体の最終位置にとって重要なことは、
すべてのフラッシング孔が移動体により閉鎖され、それ
により長手方向溝がこの作業段階中に密封間隙を形成す
ることにある。移動体を導入させた後、必要な場合、長
手方向溝にあるわずかなグラウト懸濁液をフラッシング
媒体を用いてフラッシュし切ることが特に好都合であ
る。

その後、実際にはグラウト懸濁液の初期硬化の後、た
とえば少くとも６時間後、グラウト懸濁液を加圧下にお
いて長手方向溝を通して注入アンカー１に再導入する。
このグラウト懸濁液はここでは注入弁11の横孔16を経て
流出し、そうすることで、ホース部材17をその圧力に相
応して柔軟に膨張させる。流出するグラウト懸濁液はこ
の区域の掘削穴に既に配置されているグラウトに亀裂作
用を発生させ、そしてグラウト懸濁液がこの方法で形成
された間隙に浸入するので、グラウトが注入弁の区域に
流出する結果として、グラウトが既に浸入した既存の区
域と剥離した岩石部分を膨張あるいは拡大させる。これ
は、グラウトと地盤アンカーから成る全装置の構造にか
なりの膨張効果を生じさせ、その結果掘削穴内において
注入穿孔アンカー１の位置をさらに確実に固定する作用
をなす。

変形例として、グラウトはフラッシング液体たとえば
水で破砕させることもできるので、その後グラウト懸濁
液を引続き導入させることができる。

特に下方向または斜め下方向に配置された掘削穴の場
合は、掘削穴を充填し、移動体を導入し、そして長手方
向溝をフラッシュした後、フラッシング液体を長手方向
溝内に残存させることができるので、掘削穴内の注入穿
孔アンカーを囲繞するグラウトのその後の液圧破砕作業
はフラッシング液体から成り、かつ長手方向溝に配置さ
れている液体柱の中間構成を有するグラウト懸濁液によ
り行うことができる。

前述の膨張工程が完了し、そして注入アンカー１内の
グラウト懸濁液の注入圧力が減圧した場合に、グラウト
は注入穿孔アンカー１への逆流がホース部材17の可撓性
により防止されるので、注入弁はこの範囲では逆止め弁
として作用する。

必要な場合、前述の膨張工程を１度以上反復して行う
ことができる。膨張工程が反復されるかどうかは周知の
方法により行なわれる地盤アンカーの引張り荷重を吸収
する能力の測定の結果に左右される。この目的のため
に、長手方向溝に未だ残留しているグラウト懸濁液の残
液は最初の膨張工程の後に、実際には、注入弁11の閉鎖
の直後にフラッシュし切る。これは例えば、長手方向溝
に導入されるホースにより実施されるが、そのフラッシ
ング流体、たとえば水がグラウト懸濁液を吸収して流出
させる。この方法において、長手方向溝は移動体、即ち
注入弁を含めたところまでグラウト懸濁液が取り除かれ
る。引続き、すなわち少くともグラウト懸濁液の初期硬
化後、既に上記に示した膨張工程が反復され、すなわ
ち、アンカーロッド部分の周囲のグラウトが液圧破砕さ
れ、さらなるグラウト懸濁液を掘削穴を引続き導入す
る。

注入弁11はさらにグラウト懸濁液の出口オリフィスと
してグラウト懸濁液の最初の導入中と同一程度に使用で
きる。

注入弁11の特に確実な密封作用を達成するため、ホー
ス部材17が比較的軟質の材料、好ましくはゴムタイプの
材料から形成させた内部ホースを包囲する方法で注入弁
11を構成することができ、内部ホースはアンカーロッド
部材２の外側ねじ山との密封的な協働に適し、また外側
ホース部材17により半径方向に支持されている。内部ホ
ースの構成の変形例として、ホース部材17と協働する外
側ねじ山を適当な素材を負荷することにより円滑に形成
できる。考えられる１つの方法はゴム材料を外側ねじ山
に加硫することにある。注入弁11を取付けるための作用
をなすアンカーロッド部材２の地点において、壁体が円
滑でかつその表面にねじ山形状がない場合、同等の作用
が達成される。

本発明による方法において、この方法を実施する作用
をなす注入穿孔アンカーは掘削穴の壁体に発生される膨
張作用のために、特に低い凝集特性を有する岩石にとり
わけ確実なアンカーの固定を導く。

図３及び図４は注入アンカーに使用することを目的と
した移動体の構成の実施例を示す。図３はほぼ球形の移
動体18を示し、該移動体18は金属性コア19から成り、金
属性コア19はその一部を可撓性材料から成る外装体20に
より包囲されている。移動体18は移動体18が長手方向溝
内において外装体20を伸縮自在に再形成することにより
移動でき、外装体20がアンカーロッド部材の内壁とかな
りの摩擦接触を生じるような大きさになっている。外装
体20に形成した溝21は金属性コア19に直接作用できるロ
ッドにより移動体18の移動を容易にする機能を有してい
る。

図４は金属性円筒状コア23と、前記コア23を円錐状に
包み込む回転対称の外装体24とから成る移動体22を示
し、外装体24はここでも変形可能な可撓性の合成材料か
ら形成されている。寸法については図３に示したものと
同じ構成が適用できる。

移動体は多数の変形が考えられるが、特に外側にブラ
シ、リブ等を備えることができ、該ブラシ、リブ等は長
手方向溝の内側面に関して閉鎖作用を生じさせる。金属
と合成材料の組合わせに代えて、硬質及び軟質の合成材
料の組合せも可能である。

図５は掘削クラウン８に隣接する区域の構成を示す。
符号25はここでは比較的短いアンカーロッド部材を示
し、該アンカーロッド部材25は横断カッタ（図示せず）
を取付けてある板状掘削クラウン８に溶接されている。
アンカーロッド部材25はその一部を接続スリーブ26にね
じ込まれて、そのうえ、接続スリーブ26に溶接されてい
る。符号28は軸線10の方向に走行する掘削クラウン８の
中央フラッシング孔を示す。

接続スリーブ26はフラッシング媒体若しくはグラウト
懸濁液が半径方向に配置されたフラッシング孔27を経て
制約されない仕方で流出できるように穿孔アンカーロッ
ド部材25にねじ込まれている。更に接続スリーブ26はそ
れ自体周知の方法で内側ねじ山にアンカーロッド部材を
接続する作用をなす。

本発明によって上述した構成で用いられる移動体は全
フラッシング孔27,28が閉鎖されるような方法で移動体
がアンカーロッド部材25の横断面29に、導入できるよう
な大きさになっている。

掘削クラウン８に隣接する区域の図示の実施例は比較
的大きい切欠部30が掘削クラウン８のすぐ背後に形成さ
れ、そしてこれは穿孔工程中に剥離した岩石物質を運び
去る時に有効な作用をもたらすので、穿孔作業と流量に
関する技術的態様の見地からみても極めて有利である。

しかしながら、上述の実施例からの逸脱として、それ
は特に基本的に半径方向孔として形成されたフラッシン
グ孔27を掘削クラウン８の近くの区域、従って接続スリ
ーブ26にも配設することができるので移動体18,22が矢
印32で示したフラッシング媒体の流動方向において全フ
ラッシング孔27,28より前に取付けられた接続スリーブ2
6の区域31に摩擦係合の仕方で固定できる場合移動体18,
22の機能にとって十分である。この場合の重要な点はフ
ラッシング孔の全てが移動体により閉鎖できるので、こ
の点で弁作用が移動体の導入により形成されることにあ
る。

図６は掘削穴の近くの注入穿孔アンカーの区域の実施
例を示したもので、移動体18,22の閉鎖機能を逆止め弁
の機能を果たす固定設置弁33に交換することにより前述
の実施例を変形したものである。この弁は以下に詳細に
説明するように矢印32の方向の流れを可能にするが、こ
れに反して矢印32と反対の方向の流れを遮断するように
構成されている。弁がこれらの機能を果たす限り、基本
的にはどのような弁も、それが異った構造のものであっ
てもここでは使用できる。

弁33は弁本体34から成り、弁本体34は一方においてそ
の大部分が接続スリーブ26の内側面と密封的にねじ接続
されている頭部材35を備え、他方において外側面が円滑
でかつ頭部材35と一体的に形成されている延長部材36を
備えている。延長部材36は頭部材35よりも小さい半径を
有しているので、延長部材36を包囲するために環状間隙
37が形成される。

弁本体34は軸線10と同軸的に延伸している中央孔38を
有し、この孔38は掘削クラウン８に対面するその前端を
閉鎖している。

符号39は可撓性材料、たとえばゴム軟質材料から形成
されたホース部材を示す。ホース部材39は回転対称の構
成となっている延長部材36を包囲し、そして応力を受け
ない状態ではホース部材39は延長部材36に配置されかつ
中央孔38に流出する横孔40を密封する。

重要なことはホース部材39はその可撓性がホース部材
17のものよりも実質的に大きくなるようにその厚さを必
要な厚さにすることと、その材料を適宜に選択すること
により形成されることが重要であり、従って、弁33は注
入弁11が閉鎖状態のままでなるような圧力を受けた時に
矢印32の方向に流れを可能にする。

上記に既に述べた通り、これらの圧力はたとえば15バ
ール以下である。

図６の線に反って取付けられた注入穿孔ロッドは次の
ように使用される。

まず第一に、注入アンカーがそれ自体周知の方法で穿
孔ロッドとして、矢印32の方向に流れるフラッシング媒
体を通して使用され、フラッシング媒体は弁33を経て流
れ、フラッシング孔27,28を経て流出する。掘削穴を形
成した後、グラウト懸濁液もしくは他の自己硬化媒体が
それ自体周知の仕方で矢印32の方向に案内され、自己硬
化媒体はその圧力により注入弁11ではなく弁33だけを経
て同様に流れ、それはフラッシング孔27,28の区域に流
出し、掘削穴のそ底部から始めて全掘削穴を充填する。

最後に、低圧により注入穿孔アンカー内に残留するグ
ラウト懸濁液をフラッシュし切り、ホース部材39の外側
面に圧力をかけるグラウト懸濁液のために、弁33は矢印
32の方向のさらなる流れを妨げるのに対し、注入穿孔ア
ンカーの内部間隙が弁33に至るまでフラッシュしつくさ
れる。更に、このフラッシング圧力は弁33がどのような
状況においても開放しない程度にその値が定められてい
る。特に下方と斜め下方に走る掘削穴では注入穿孔アン
カーに充填されているフラッシング流体は注入穿孔アン
カー内に残留でき、グラフトが硬化した後、この液体は
穿孔アンカーを包囲するグラウトを注入弁11によって破
砕する液圧手段として使用できる。従って、穿孔アンカ
ー内に残留する液体柱は液体柱に隣接するグラウトによ
る破砕工程のために使用され、グラウトは最後に注入弁
11を経て流出し、上述の効果が得られる。

この実施例は注入穿孔アンカーがフラッシュしつくし
た後に、グラウトがグラウト懸濁液により直接破砕され
る方法で使用することもできる。

上述の実施例に関し、本発明による注入穿孔アンカー
は２つの弁又は２つの弁群を備えたことを特徴とし、そ
のうちの第１の弁33は掘削クラウンと結合し、掘削穴の
フラッシングと初期充填の作用を行い、また比較的低い
圧力で開放し、即ち矢印32の方向の流れを可能にする。
しかし、この第１の弁はグラウト懸濁液の充填と硬化後
は作用せず、その結果フラッシュ孔を通るさらなる流れ
を妨げる閉鎖体として作用する。更に、フラッシング媒
体と初期グラウト懸濁液との流通中にこの第１の弁は逆
止め弁として機能し、即ちそれは矢印32と逆方向の逆流
を防止する。ここで使用される第２の弁又は弁群は矢印
32の方向において第１の弁よりも前に取付けられかつ半
径方向の孔又は横孔16により流れを制御する作用をなす
注入弁である。複数の注入弁を備えることができ、これ
ら注入弁はさらに逆止め弁の形態によって構成されてお
り、その特徴は弁からの逆流で逆止め弁が注入穿孔アン
カー内に存在する高い圧力、即ち15バール以上たとえば
50バール乃至100バールまでの実質的に高い圧力におい
て第１の弁からの逆流で開放させることにある。掘削穴
のフラッシング中及び初期充填中では、これらの注入弁
は上述したように開放圧力が高いために完全に作用を行
なわず、従って、この作業中これらの注入弁は閉鎖状態
に置かれている。更に、これらの実施例から、上記の２
つの弁又は２つの弁群は予め弾性的に応力を負荷させた
弁として構成できることが明らかであり、各弁は予め異
なる値の応力を負荷されている。この結果として、図示
の予圧弁と機能的に相当する構造的変形例の弁を作用す
ることもできる。

図７において、符号41は変形例の注入弁を示し、該注
入弁41は外側ねじ山を設けた管部材42を備えると共に管
部材42を同軸的に包囲するホース型の包囲体43を備えて
いる。管部材42は直接アンカーロッド部材とすることが
できるが、しかし、２つのアンカーロッド部材間に設置
するために構成させた中間部材にすることもできる。包
囲体43は可撓性材料、好ましくは軟質ゴム材料から成
り、必要な場合に繊維強化できる。

符号44は管部材42の半径方向の内側に向けて先細状の
同軸テーパーを付けた孔を示し、該孔44には球体の閉鎖
体45が挿入され、そして包囲体43により保持されてい
る。閉鎖体45を管部材42の外側面から孔44中に柔軟に押
圧する包囲体43と協働してばね負荷逆止め弁が閉鎖体45
により形成されていることは明らかである。この注入弁
41の弾性特性は閉鎖体45が包囲体43の弾性力に対し孔44
から半径方向の外側に移動する作用に対して包囲対43を
必要な厚さにすると共に必要な構成にすることにより発
生され、圧力が増大すると外側空隙への流出が可能にな
り、その圧力はアンカーロッドを包囲する硬化グラウト
を破砕するために必要である。

閉鎖本体45は金属たとえばスチールから形成すること
ができる。しかしそれは適当な合成材料から形成させる
こともできる。更に、また、球状の閉鎖体でなければな
らないという理由はなく、同様に、この目的のために円
錐形状体を使用することもできる。

包囲体43を軸線方向に固定するためにここでも、止め
輪（図７には図示せず）を設けることができ、止め輪は
管部材42の外側面にねじ込んであり、包囲体43の外側面
と同一面となって延伸している。これらの止め輪の最終
組立て位置は管部材42に溶接することにより固定するこ
ともできる。更に上記の注入弁41は図２に示した注入弁
と同じ方法で使用することができる。

図８に示された注入弁46の変形例は図７による管部材
42と同じ方法で形成された中央管部材47を備えているこ
とを特徴としている。しかし、管部材42の応用例とし
て、管部材47は同じサイズで周縁線に沿って配置された
４つの孔48を形成していることを特徴とし、孔48はここ
でも半径方向の内側に向けて先細状のテーパーを付けた
構成のものである。図７に示した実施例と同一の方法に
おいて、各孔48は包囲体50により該孔に保持されている
閉鎖体（図示せず）と協働している。変形例として、孔
48は互いに異なる周縁角度の位置に配列できる。しか
し、管部材42の安定性を念頭に入れて、孔48は共通横断
面上に配列してはならない。

符号51,52は内側面と外側面にねじ山を設けた管シリ
ンダーを示し、管シリンダー51,52は包囲体50の両側の
管部材47上にねじ込まれており、この点で止め輪の機能
を果たしている。必要があれば、管シリンダー51,52は
管部材47に溶接させることにより最終ねじ接続位置に固
定できる。

同時に、管部材47はアンカーロッド部材にすることが
できるが、しかし図８に示した実施例の注入弁46は基本
的には２つのアンカーロッド部材の端部間の中間部材と
考えることができる。

管部材47をアンカーロッド部材と考える場合、この管
部材47は通常の連結スリーブを用いて別のアンカーロッ
ド部材に接続できる。

しかし、管シリンダー51,52から突出する管部材47の
両端は対向方向に位置するアンカーロッドの端部にねじ
込むためのねじ込み端として形成することができ、対向
方向に位置するアンカーロッドの端部は管シリンダー5
1,52に対応している半径方向寸法と外側ねじ山とを有し
ている。この場合、管シリンダー51,52はアンカーロッ
ド部材と考えられ、この場合には注入弁の区域の外側面
になんら構造的部材を備えないアンカーロッドが形成さ
れる。

図９はほぼ円錐形の閉鎖体54と一体的に形成された包
囲体53を示す。

閉鎖体54は管部材42,47に対応する管部材56の孔55に
突出し、閉鎖体54は弾性的に支持され、そしてこの位置
において予め一定の応力が負荷されている。この構成に
よる閉鎖体の変形例において、図８の実施例に対応する
配列で複数の閉鎖体を設けることも可能である。

包囲体53は可撓性合成材料から形成され、必要があれ
ば繊維挿入体、例えばゴム製合成材料により補強するこ
とができ、包囲体53の厚さは注入弁の上述した機能に関
連して形成することができる。

閉鎖体54の円錐形は孔55の円錐形に適合するように構
成されているが、しかし閉鎖体54は半球形にすることも
できる。

図９による実施例では、閉鎖体54は包囲体53と同一材
料で構成されている。閉鎖体54の剛性を増大するため
に、可撓性材料中に補強体をたとえば球形もしくは半球
形の形状で組み込むことができる。

図７乃至９のに示した注入弁は特に高圧に適し、数回
のグラウト注入工程が順番に行なわねばならない時に特
に適している。

図面の簡単な説明（図１）本発明による注入穿孔アンカーの側面図である。

（図２）図１の細部IIを拡大して示した一部側面図である。

（図３）本発明の移動体の第１実施例の断面図である。

（図４）本発明の移動体の第２実施例の断面図である。

（図５）本発明の注入穿孔アンカーの掘削クラウンに隣接する区
域の断面図である。

（図６）本発明の注入穿孔アンカーの掘削クラウンに隣接する区
域の第２実施例の断面図である。

（図７）本発明の注入弁の実施例の断面図である。

（図８）本発明の注入弁の異なる実施例の側面図である。

（図９）第７図の細部IXの変形例の断面図である。

（符号の説明） 1 注入穿孔アンカー 2,3,4,25 アンカーロッド部材 5,6,26 接続スリーブ８掘削クラウン 11,41,46 注入弁 18,22 移動体 33 弁 45,54 閉鎖体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭58−194299（ＪＰ，Ｕ) 仏国特許出願公開2306307（ＦＲ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 5/76 E21D 20/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的な同一断面形状と中央長手方向溝と
を有する少なくとも１つのアンカーロッド部材から成
り、長手方向溝を掘削クラウンまで延伸させると共に少
なくとも１つの出口オリフィスに接続し、掘削クラウン
からアンカーの全長の少なくとも50％までの長さとした
掘削クラウンに隣接する区域には少なくとも１つの注入
弁を配設し、該注入弁をアンカーロッド部材に形成した
少なくとも１つの孔を有する逆止め弁の形態に構成し、
該孔を包囲体又はホース部材により外側から密封的に包
囲させ、該包囲体又はホース部材を掘削穴内のアンカー
ロッド部材のまわりの間隙中に孔を通して流動媒体を導
入させるために液圧的に膨張可能とし、包囲体又はホー
ス部材の両側にはその位置を軸線方向に固定するために
止め輪又は管シリンダーを設け、掘削クラウンの近くの
アンカーロッド部材の区域に少なくとも１つの別の弁を
配設させると共に掘削クラウンの出口オリフィスに結合
させ、該弁を長手方向溝からの流れを許すが、長手方向
溝に入る逆流を妨げる逆止め弁の形態に構成し、流れの
方向から見て前方の注入弁が出口オリフィスと結合した
後方の別の弁よりも高い圧力で開放するように前方の注
入弁と後方の別の弁とを予め圧力を負荷させた弁として
構成したことを特徴とする注入穿孔アンカー。
【請求項２】アンカーロッド部材の連続的な同一断面形
状をねじ山としたことを特徴とする請求項１に記載の注
入穿孔アンカー。
【請求項３】掘削クラウンから離れているアンカーロッ
ド部材の端部を別のアンカーロッド部材にねじ込み可能
としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の注入穿
孔アンカー。
【請求項４】注入弁の各孔に該孔を密封的に閉鎖させる
ために閉鎖体を配設させ、閉鎖体をこの閉鎖位置に包囲
体により保持させることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか１項に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項５】閉鎖体を包囲体とは別の部材として構成
し、金属もしくは合成材料から形成したことを特徴とす
る請求項４に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項６】閉鎖体を包囲体の一体部材として形成した
ことを特徴とする請求項４に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項７】閉鎖体を包囲体のものと同質の材料から成
る部材として形成したことを特徴とする請求項６に記載
の注入穿孔アンカー。
【請求項８】閉鎖体を包囲体のものと同質の材料から成
る部材として形成すると共に補強挿入体を備えたことを
特徴とする請求項６又は７に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項９】補強挿入体を球体、半球体、円錐もしくは
円錐台の形状にしたことを特徴とする請求項８に記載の
注入穿孔アンカー。
【請求項１０】止め輪と、止め輪（15）に接続されてい
る各アンカーロッド部材の部分とを互いに離脱不能に接
続させたことを特徴とする請求項１乃至第９のいずれか
１項に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項１１】止め輪と止め輪に接続されている各アン
カーロッド部材の部分とを互いに溶接させたことを特徴
とする請求項10に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項１２】止め輪をアンカーロッド部材の対応部材
にねじ込むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか
１項に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項１３】ホース部材と協働するアンカーロッド部
材の区域を平滑壁の構成としたことを特徴とする請求項
１乃至12のいずれか１項に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項１４】ホース部材内には軟質ゴム材料から成る
別のホース部材を配設させ、該別の内側ホース部材をア
ンカーロッド部材の外側ねじ山に密封方法で密閉的に嵌
合させたことを特徴とする請求項１乃至12のいずれか１
項に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項１５】弁をフラッシング媒体の流れの方向から
見て出口オリフィスよりも前に長手方向溝内に配置させ
た弁本体から構成したことを特徴とする請求項１に記載
の注入穿孔アンカー。
【請求項１６】弁本体をアンカーロッド部材の内側面に
取付けるために設けた頭部材と、頭部材と一体部材とし
て形成しかつ可撓性材料から成るホース部材により密封
的に包囲されている延長部材とから構成し、弁本体には
ホース部材により閉鎖されている横孔と連通している長
手方向の中央孔を備え、長手方向の中央孔を前面のみ開
口するように形成したことを特徴とする請求項15に記載
の注入穿孔アンカー。
【請求項１７】延長部材をアンカーロッド部材にねじ込
み、弁本体を回転対称に形成し、長手方向の中央孔を軸
線の方向に延伸させたことを特徴とする請求項16に記載
の注入穿孔アンカー。
【請求項１８】延長部材にはアンカーロッド部材の内側
面とその外側面との間に環状間隙が形成できるように半
径方向に必要な大きさを設けたことを特徴とする請求項
16または17に記載の注入穿孔アンカー。
【請求項１９】請求項１乃至18のいずれか１項による注
入穿孔アンカーを用いて地盤アンカーを設置する方法に
おいて、第１工程では、適当なフラッシング媒体を用い
て掘削穴を形成し、第２工程では自己硬化媒体、たとえ
ばグラウト懸濁液を注入穿孔アンカーの長手方向溝を経
て掘削穴内に導入させ、長手方向溝の出口オリフィスを
通してグラウト懸濁液を一方の掘削穴の内側面と他方の
アンカーロッド部材の外側面との間の環状間隙に最大範
囲まで充填させ、環状間隙を充填した後の第３工程で
は、長手方向溝内に残留するグラウト懸濁液を除去して
注入弁を露出させ、さらに第４工程では、アンカーロッ
ド部材を包囲しているグラウトに注入弁により液圧方式
で破砕作用を発生させ、グラウト懸濁液を存在する間隙
や亀裂に圧入することを特徴とする地盤アンカーの設置
方法。
【請求項２０】グラウト懸濁液を長手方向溝から移動体
により除去し、それによりグラウト懸濁液を掘削クラウ
ンの出口オリフィス及び掘削クラウンの近くのアンカー
ロッド部材の区域まで移動させ、さらに第３工程実施後
に、移動体を長手方向溝内に残留させることを特徴とす
る請求項19に記載のアンカーの設置方法。
【請求項２１】グラウト懸濁液を長手方向溝から、適当
なフラッシング媒体たとえば水でフラッシュして除去す
ることを特徴とする請求項19に記載のアンカーの設置方
法。
【請求項２２】移動体（18）の導入に続き、長手方向溝
を適当なフラッシング媒体たとえば水でフラッシュする
ことを特徴とする請求項20に記載の方法。
【請求項２３】第４工程の範囲内で、アンカーロッド部
材の周囲のグラウトにグラウト懸濁液を導入することに
より破砕作用を発生させ、グラウト懸濁液を引続き存在
する間隙や亀裂に圧入することを特徴とする請求項19乃
至22のいずれか１項に記載のアンカーの設置方法。
【請求項２４】第４工程の範囲内で、アンカーロッド部
材の周囲のグラウトにフラッシング媒体、たとえば水を
導入することにより破砕作用を発生させ、その後、グラ
ウト懸濁液を導入して存在する間隙や亀裂に圧入するこ
とを特徴とする請求項19乃至22のいずれか１項に記載の
アンカーの設置方法。
【請求項２５】下方向の傾斜掘削穴と下方向の掘削穴に
おいて、フラッシング媒体を長手方向溝からのフラッシ
ングさせた後に、フラッシング媒体を長手方向溝内に残
留させ、フラッシング媒体から成る液体柱の中間構成を
用いて第４工程の範囲内でグラウト懸濁液を導入し、そ
れによって破砕作用を発生させることを特徴とする請求
項21乃至23のいずれか１項に記載のアンカーの設置方
法。
【請求項２６】第４工程に続いて、長手方向溝内に残留
するグラウト懸濁液を第５工程でフラッシュし、そして
第４工程を反復することを特徴とする請求項23乃至25の
いずれか１項に記載のアンカーの設置方法。
【請求項２７】第５工程と第４工程を少くとも１回反復
することを特徴とする請求項26に記載のアンカーの設置
方法。