JP4484869B2 - ロックボルト打ち方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、断面の閉じた管状ボルトを挿入し拡張させて入口開口と外方部分と内方部分とをもつ穿孔に固着し、管状ボルトを穿孔の内方部分に接触するように拡張させるロックボルト打ち方法、及び入口開口と外方部分と内方部分とをもつ穿孔内に挿入し拡張して固着する断面の閉じた管状ボルトを含むロックボルト打ち装置に関するものである。

ロック補強用のプレストレスドワイヤボルトは、補強すべきロックにおける穿孔内のワイヤボルトをグラウチングすることによって設置される。結合剤としてはセメントコンクリート又は任意の他の結合剤が用いられる。

結合剤の注入後、結合剤は硬化されるものであるが、ボルトは結合剤が硬化する間中、無負荷のままでなければならない。従って、ロック面に表面プレートが装着され、ボルトにねじ手段又は同等物によってプレストレスが掛けられるのは、結合剤が硬化した後となる。

上記によれば、設置の性質上、プレテンションは硬化結合剤がなくて引張られるワイヤの部分に沿ってのみ生じる。結合剤がなくて引張られることになる部分の長さははっきりせず、緊締の安全性に関して問題である。

従って、ケーブルボルトの公知の設置方法は、ボルト設置中に待ち期間が伴う多数の工程で設置しなければならないので、設置時間が非常に長いという欠点を有している。

また、結合剤の硬化前にボルトを用いることができないことは多くの場合相当な欠点となる。上記によれば、完全に設置したボルトの強度についても問題があり得る。

従って、本発明の目的は、背景技術の問題点を避けることができる方法及び装置を提供することにある。特に早くて合理的で経済的で安全な設置ができる方法及び装置を提供することにある。

硬化可能な剤でグラウチング前にボルトにプレストレスを加えることができ、その結果ボルトの要素の全長に沿ってプレストレスが十分に画定され、設置の安全性が増大されることが達成される。

さらに、本発明による方法によって設置されたロックボルトは、管状ボルトを穿孔内に固着するように拡張した後直ちに負荷されることができる。従って背景技術による方法における欠点である待ち時間を避けることができ、所要時間が比較的短くしかも経済的なロックボルト打ち方法が達成されることになる。

上記硬化可能な剤を送り込むチャンネルには、ある一定の圧力レベルに加圧することによりテンション要素の外側に連通するように開く手段が提供され、該チャンネルは拡張媒体及び硬化可能な媒体を送るのに用いられ得る。また、該チャンネルが管状ボルトを拡張させる媒体及び硬化可能な媒体を送るために用いられ時に、該チャンネルは、上記圧力レベルがボトルを拡張せしめる圧力より高いある一定のΔ圧力の圧力増大時に開くように設定される。

好ましくは、管状ボルトを拡張させる媒体を送り込むためテンション要素が用いられ、このテンション要素は圧力水又は同等物を送り込む通しチャンネルを備えている。また硬化可能な媒体はテンション要素における前記チャンネルを通って送られ、特に好ましくは、このチャンネルはある一定の予定の閾値を越えるある一定の圧力レベルに加圧することによって開かれ得る。

テンション要素に、予定の圧力レベルで破壊する破裂板を設けることによって、この機能は簡単な仕方で達成される。

特に、破裂板は、テンション要素における材料の一体部分、例えばある一定の残留材料厚さをもつ孔あけした又は削った部分であることができ、上記圧力レベルに達すると、材料はせん断できる。

別の利点は、別の独立請求項の特徴によって達成され、また相応した利点は本発明のロックボルト打ち装置において達成される。

以下、添付図面を参照して実施形態をもとに本発明をさらに説明する。

図１において符号１は、本質的には米国特許第４４５９０６７号（Ａｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ ＡＢ）に記載された形式のロックボルト及び管状拡張可能なロックボルトをプレストレスに掛けることを含むロックボルト打ち装置を示している。

管状ボルトは通常、管状テンション要素３を取り付けできる拡張可能な部分５及び固着部分６を備え、管状テンション要素３は、一方に前記固着部分６と共動するねじ山を有し、他方にテンション部品８の一方と共動する雌ねじ山を有するテンション部品７を備え、さらにテンション部品７と共動する前記テンション部品８の他方は、他のテンション部品９の一方にねじ込まれるように構成されている。また、テンション部品９の他方には、穿孔の挿入開口の外側に配置される接触要素４と共動する最外側のテンション部品８がねじ込まれている。

好ましくは、テンション要素３に含まれる部品は、例えば装置１が挿入するようにされる穿孔の深さを調整するために所望のように組合せできる標準の構成要素である。

前記した穿孔の挿入開口の外側に配置される接触要素４は、接触板１０及びテンションナット１１を含み、最外側のテンション部分８と共動する。

図２には図１の装置を組立てた状態で示し、ロック構造体２０に孔あけされた穿孔１２内に挿入されている。穿孔１２は挿入開口１３と、外方部分１４と、内方部分１５とを備えている。

ロックボルト打ち装置の設置は、図１に示す全ての部品が互いにしっかりとねじ係合されて、管状ボルトの拡張可能な部分５と最外側テンション部分８の外側端部２９との間にシールされたチャンネルが形成される。シーリングは、さらには説明しないシーリング要素によってそれ自体公知の仕方で達成され得る。

最外側テンション部分８の外側端部２９は、穿孔１２内への装置の挿入後に、例えば３００バールの圧力を拡張可能な部分５に送る拡張媒体たる圧力水源又は同等物に接続される。

この拡張可能な部分５は、穿孔１２の内方部分１５の内側に固着するようにされ、それで既にこの工程では完全なロックボルトの相当な固着が行われる。

部分５の拡張が完了した後、部品７、８、９から成るテンション要素３にはプレストレスが掛けられる。このプレストレストは、予定のトルク値に締め付けられるテンションナット１１によって挿入開口１３のまわりに岩盤面に対して接触板１０を押圧するようにして行われる。

プレストレスを掛けた後、装置は、穿孔１２の壁とテンション要素との間のスペース２７内に硬化可能な媒体を注入することによって、固着作用を補強すると共に耐蝕性にするためにグラウチングされる。

図２に示す好ましい実施形態によれば、これは、テンション要素の内部のチャンネル１９が拡張可能な部分５を拡張させる圧力以上、かつテンション要素のテンション部品７に位置される破裂板１６が破裂してこのチャンネル１９と上記スペース２７との間に開いたチャンネルが形成されるようなレベルに選択される圧力で加圧されるようにして達成される。

そして、装置は端部分２９でセメントポンプ又は適当な硬化可能な任意の他の媒体源に接続される。

図３には、破裂板１６を備えたテンション要素のテンション部品７を詳細に示し、破裂板１６はこの場合には、破裂板１６の包囲部分１８がある一定の圧力レベルでせん断できる材料厚さを成すように削り動作１７を行うようにして内方部分７の材料と一体化されている。

本発明によるロックボルト打ち方法は図４を参照して要約され得る。

段階２１はシーケンスの開始を示し、段階２２はロックボルト打ち装置を組立て、装置を穿孔内に挿入することに関し、段階２３は管状ボルトの拡張に関し、段階２４はテンション要素のプレストレス掛けに関し、段階２５は硬化可能な材料のグラウチングに関し、また段階２６はシーケンスの終了を示している。

本発明は特許請求の範囲内で変更され得、そして例えば、管状ボルトを拡張させる媒体及び硬化可能な媒体を、テンション要素以外、例えば別個の挿入及び取出し可能な要素（図５の２８）を介して送り込み、その場合にテンション要素は同種にできる、ロックボルト打ち装置を用いることができる。

破裂板はテンション要素の内側に挿入された別個の要素であることができ、また硬化可能な媒体を送り込むチャンネルを構成する他の手段を用いることができ、例えば弁機能をもつ要素を用いてもよい。別の例としては、ある一定の圧力でせん断しそして潜在的に可動の弁要素を固定する破裂ピンを使用してもよい。

別の代わりの例として、例としてテンション要素は、拡張可能なボルト２と穿孔の壁との間のテンション要素３０のクランピングによって図６に示す仕方で固着され得、その場合にテンション要素はワイヤで形成でき、そしてプレテンションを掛けられ、固着され得、そして上記に従ってセメント又は任意の他の結合剤を注入して耐蝕性にされ得る。

本発明によるロックボルト打ち装置を示す分解斜視図。 図１の装置を組立てて穿孔内に挿入した状態を示す部分断面図。 破裂板を備えた図１及び図２の装置の細部を示す図。 本発明による方法に含まれる工程を示す概略ブロック線図。 本発明による別の装置を示す概略図。 本発明による別の装置を示す概略図。

Claims (9)

1. ロックボルト打ち方法であって、
   管状ボルト（２）を入口開口（１３）と外方部分（１４）と内方部分（１５）とをもつ穿孔（１２）に挿入し、該管状ボルトを穿孔の前記内方部分に接触するように拡張させて固着せしめ、次いで、
   穿孔（１２）の外方部分（１４）に配置され、管状ボルト（２）に取付けたテンション部品（７、８、９）を含むテンション要素（３）に、入口開口に設けた接触要素（４）によりプレストレスを掛け、次いで、
   硬化可能な媒体を送るチャンネルを、ある一定の圧力レベルに加圧することによりテンション部品（７、８、９、）と穿孔（１２）の壁との間のスペース（２７）に連通するように開かせ、そして、
   前記スペース（２７）において穿孔の外方部分（１４）内に硬化可能な媒体を注入する、
   ことを特徴とするロックボルト打ち方法。
2. 前記接触要素（４）が接触板（１０）及びテンションナット（１１）を含み、テンション部品（７、８、９、）は、予定のトルク値に締め付けられる前記テンションナットによって挿入開口に対して配設された接触板を押圧せしめることによりプレストレスされることを特徴とする請求項１に記載のロックボルト打ち方法。
3. 入口開口（１３）と外方部分（１４）と内方部分（１５）とをもつ穿孔（１２）内に挿入し拡張して固着する管状ボルト（２）のロックボルト打ち装置（１）であって、
   穿孔の外方部分（１４）に配置され、管状ボルトに取付けるテンション部品（７、８，９）を含むテンション要素（３）と、
   管状ボルトと挿入開口との間で長さ方向にテンション部品（７、８、９、）にプレストレスを掛ける手段（１０、１１）と、
   テンション要素と穿孔の壁とのスペース（２７）において穿孔の前記外方部分内に硬化可能な媒体を送り込むチャンネルと、
   を有し、
   上記硬化可能な媒体を送り込むチャンネルが、ある一定の圧力レベルに加圧することによりテンション要素の外側に連通するように開く手段（１６）を備える
   ことを特徴とするロックボルト打ち装置。
4. 上記硬化可能な媒体を送るチャンネルがテンション要素（３）の内部に備えられていることを特徴とする請求項３に記載のロックボルト打ち装置。
5. 前記開く手段（１６）が上記圧力レベルで破壊する破裂板（１６）であることを特徴とする請求項３又は４に記載のロックボルト打ち装置。
6. 上記硬化可能な媒体を注入する際に、穿孔内に存在している空気を排出する排出チャンネルがテンション要素（３）内に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のロックボルト打ち装置。
7. 管状ボルトを拡張させる媒体を送るために、管状ボルト（２）の接続部分に取付けできる別個のボルト設置要素（２８）を有することを特徴とする請求項３に記載のロックボルト打ち装置。
8. テンション要素が管状ボルトの拡張後にボルトの接続部分に取付ける手段を備えていることを特徴とする請求項３又は６に記載のロックボルト打ち装置。
9. テンション要素（２９）が、管状ボルトの拡張時に管状ボルトと穿孔の壁との間のクランピングにより取付けられるように形成されることを特徴とする請求項３に記載のロックボルト打ち装置。

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