JP7173686B2 - 自穿孔ロックボルト及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロックボルト本体の先端にビットが設けられる自穿孔ロックボルト及びその施工方法に関する。

従来、地質が悪く孔壁が自立しないトンネルや斜面の地山にロックボルトを設置する際に、ロックボルト本体の先端に捨てビットが装着された自穿孔ロックボルトが用いられており、自穿孔ロックボルトには中空のロックボルト本体の外側に外管が配置される二重管式のものがある。二重管式の自穿孔ロックボルトは、削孔機が供給する削孔水をロックボルト本体の中空部を通してビット先端から噴出させながらビットで削孔してロックボルト本体とともに外管が打設されるように施工され、その後に外管が地山の孔から抜き出されると共にセメントミルク等の定着材が孔に注入される。

二重管式の自穿孔ロックボルトの施工方法では、自穿孔ロックボルトを水平方向や下向きに打設する場合等に、先端のビットが形成した削孔ズリが孔の口元側に排出されずに削孔しにくくなることを考慮して、削孔水を噴出させながらの削孔で生じた削孔ズリをロックボルト本体と外管の間の空間を通して孔外に排出するものが特許文献１～３で提案されている。

特許第３８７８１０４号公報 特許第４４７５４９７号公報 特許第４６５６７０５号公報

ところで、特許文献１～３の二重管削孔を行う自穿孔ロックボルトは、いずれも削孔ズリをロックボルト本体と外管の間の空間を通して孔外に排出するものであるが、削孔ズリをロックボルト本体と外管の間の空間に流すと、打設されたロックボルト本体の周囲にどろどろで粘着質の削孔ズリが付着する。特に、自穿孔ロックボルトを地山斜面に下向きに打設し、削孔ズリをロックボルト本体と外管の間の空間に流した場合には、削孔ズリが孔口元側に非常に流れにくくなり、ロックボルト本体への削孔ズリの付着が多くなってしまう。ロックボルト本体の周囲に削孔ズリが付着すると、注入された定着材とロックボルト本体との付着力が低下して、定着強度が低下する原因となってしまう。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、外管の内側への削孔ズリの浸入を防止し、定着材の充填でロックボルト本体の所要の定着強度を確保することができる自穿孔ロックボルト及びその施工方法を提供することを目的とする。

本発明の自穿孔ロックボルトは、削孔機に接続自在な中空のロックボルト本体と、前記ロックボルト本体の先端に設けられるビットと、前記ロックボルト本体の外側に周設される外管を備え、前記ビットに削孔水吐出孔が形成されていると共に段差面が設けられ、前記外管の先端が前記段差面に水密になるように押圧して設けられていることを特徴とする。
これによれば、削孔ズリが外管とロックボルト本体との間に入り込むことを防ぎ、削孔ズリを外管の外側を通る形で孔外に排出することが可能になり、例えば自穿孔ロックボルトを地山斜面に下向きに打設した場合にも、削孔ズリをロックボルト本体と外管の間の空間に流す構造よりも、削孔ズリをスムーズに流して孔外に排出することができる。そして、外管の内側への削孔ズリの浸入を防止し、ロックボルト本体の周囲が綺麗なまま打設することができる。更に、例えばセメントミルク等の定着材を地山の孔に直接注入した場合には、ロックボルト本体の周囲への削孔ズリの付着が防止されていることから、ロックボルト本体の周囲に定着材が回って確実に付着する。従って、ロックボルト本体の所要の定着強度を確保することができ、地山の補強強度向上を図ることができる。

本発明の自穿孔ロックボルトは、前記ビットの前記段差面の後側に前記段差面の外周縁よりも小径の小径部が形成され、前記小径部の外周に環状遮水材が設けられ、前記環状遮水材を前記外管の内周面に水密に当接して前記小径部が前記外管に内装されていることを特徴とする。
これによれば、外管の先端とビットの段差面との水密な当接と、環状遮水材と外管の内周面との水密な当接による二重の水密構造を構成することができ、外管の内側への削孔ズリの浸入をより確実に防止し、ロックボルト本体の所要の定着強度をより高い信頼性で確保することができる。

本発明の自穿孔ロックボルトは、前記外管の後端を前記ロックボルト本体に対して固定する固定部材が着脱自在に設けられていることを特徴とする。また、本発明の自穿孔ロックボルトは、削孔機に接続自在な中空のロックボルト本体と、前記ロックボルト本体の先端に設けられるビットと、前記ロックボルト本体の外側に周設される外管を備え、前記外管が前記ロックボルト本体と同方向に回転しながら進行するように、前記外管の後端が着脱自在な固定部材で前記ロックボルト本体に対して固定され、前記ビットに削孔水吐出孔が形成されていると共に軸方向に対して略垂直な平面状の段差面が設けられ、前記外管の先端面が前記段差面に水密になるように押圧して設けられていることを特徴とする。
これによれば、固定部材の取り外しにより、外管を任意のタイミングで簡単に回収することが可能となる。更に、外管の任意のタイミングでの回収を可能にすることで、孔の周囲の地盤性状に応じて、例えば外管を回収してから定着材の注入作業を行う、或いは定着材の注入後に外管を回収する、或いは外管を回収しながら定着材の注入作業を行うなど、定着材の注入作業の自由度を高めることができる。

本発明の自穿孔ロックボルトは、前記ロックボルト本体と前記外管の間の間隔を保持するスペーサーが前記ロックボルト本体と前記外管との間に設けられていることを特徴とする。
これによれば、スペーサーによってロックボルト本体と外管の位置関係を削孔、打設に望ましい位置関係で保持することができる。また、削孔ズリが外管の内側を通過しないことから、スペーサーの破損を防止することができる。また、スペーサーを外管回収後も残すことにより、ロックボルト本体の周囲に所定厚さの定着材が流動して付着する所定厚さの被りをより高い確実性で得ることも可能となり、例えば自穿孔ロックボルトを地山斜面に下向きに打設した場合に、ロックボルト本体が傾いて孔壁に接触し、被りが形成されない部位が生ずること等を防止することができる。

本発明の自穿孔ロックボルトは、膨張可能なパッカーが前記ロックボルト本体を覆うように設けられて前記外管に内装されていることを特徴とする。
これによれば、膨張可能なパッカーをロックボルト本体に設置した状態での削孔が可能であり、定着材の注入時に定着材でパッカーを膨張させ、定着材の逸走を防止することが可能となり、ロックボルト本体の定着強度をより高めることができる。また、削孔ズリが外管の内側を通過しないことから、パッカーの破損を防止することができ、安定して高い定着強度を得ることができる。

本発明の自穿孔ロックボルトの施工方法は、本発明の自穿孔ロックボルトを施工する方法であって、削孔機に接続した前記ロックボルト本体の中空部から削孔水を供給して前記ビットの前記削孔水吐出孔から吐出させながら前記自穿孔ロックボルトで地山を削孔すると共に、削孔による削孔ズリを前記外管と前記地山の孔壁との間の隙間を通して孔外に排出する削孔工程を備えることを特徴とする。
これによれば、ロックボルト本体の周囲に削孔ズリが付着することがなく、ロックボルト本体の周囲が綺麗なまま打設することができる。そして、例えば後工程でセメントミルク等の定着材を地山の孔に注入した際に、ロックボルト本体の周囲に定着材が回って確実に付着するので、ロックボルト本体の所要の定着強度を確保することができる。

本発明の自穿孔ロックボルトの施工方法は、前記外管の後端が着脱自在な固定部材で前記ロックボルト本体に対して固定されていると共に、前記自穿孔ロックボルトに膨張可能なパッカーが前記ロックボルト本体を覆うように設けられて前記外管に内装されており、前記削孔工程の後に、前記固定部材を取り外して前記ロックボルト本体から前記外管を取り外し、前記外管を孔外に抜き出す抜出工程と、前記パッカーの内側に注入ホースを挿入し、定着材を前記注入ホースから前記パッカーに注入して充填する注入工程を行うことを特徴とする。
これによれば、ロックボルト本体に対して外管の後端が固定されている状態でロックボルト本体と外管が連動回転しながら削孔が行なわれるので、削孔時にパッカーも一緒に回転し、パッカーが破損することを防止することができる。また、削孔ズリが外管の内側を通過しないことから、かかる点からもパッカーの破損を防止することができ、安定して高い定着強度を得ることができる。また、定着材の注入時に定着材でパッカーを膨張させ、定着材の逸走を防止し、ロックボルト本体の定着強度をより高めることができる。

本発明によれば、外管の内側への削孔ズリの浸入を防止し、定着材の充填でロックボルト本体の所要の定着強度を確保することができる。

本発明による第１実施形態の自穿孔ロックボルトの一部断面説明図。 （ａ）は第１実施形態の自穿孔ロックボルトの後端周辺の拡大断面説明図、（ｂ）はその先端周辺の拡大断面説明図。 第１実施形態の自穿孔ロックボルトの先端周辺の斜視説明図。 （ａ）は第１実施形態の自穿孔ロックボルトの打設前の状態を示す施工説明図、（ｂ）はその打設途中の状態を示す施工説明図。 第１実施形態の自穿孔ロックボルトの打設途中状態における先端周辺の削孔水の流れを説明する説明図。 打設された第１実施形態の自穿孔ロックボルトの定着材注入時の孔口元周辺を示す説明図。 打設された第１実施形態の自穿孔ロックボルトの定着材注入時の先端周辺を示す説明図。 第１実施形態の自穿孔ロックボルトの施工完了状態を示す断面説明図。 （ａ）は第２実施形態の自穿孔ロックボルトの一部断面説明図、（ｂ）は第２実施形態の自穿孔ロックボルトの断面図。 （ａ）は打設された第２実施形態の自穿孔ロックボルトのパッカーに定着材を注入する前の状態の断面説明図、（ｂ）は打設された第２実施形態の自穿孔ロックボルトのパッカーに定着材を注入した後の状態の断面説明図。 外管先端がビットの段差面に押圧される構造の変形例における自穿孔ロックボルトの先端周辺の斜視説明図。 変形例の固定部材の斜視説明図。 変形例の固定部材による外管の固定を説明する断面説明図。

〔第１実施形態の自穿孔ロックボルト及びその施工方法〕
本発明による第１実施形態の自穿孔ロックボルト１は、二重管式の自穿孔ロックボルトであり、図１～図３に示すように、削孔機１０に接続自在な中空のロックボルト本体２と、ロックボルト本体２の先端に設けられるビット３と、ロックボルト本体２の外側に周設される外管４を備える。

ロックボルト本体２には、軸方向に貫通する中空部２１が形成された筒状であり、中空部２１は横断面の略中央に位置するように設けられている。ロックボルト本体２の外周面には、全長に亘って雄ねじ２２が形成されており、雄ねじ２２による螺着により、ビット３や、削孔機１０の削孔水供給部に固定可能になっており、又、この螺着により必要に応じて定着材供給部にも固定可能になっている。

ビット３には、先端側の基部３１に削孔水吐出孔３２が形成されている。ビット３の基部３１の後側には基部３１よりも小径の小径部３３が設けられており、基部３１と小径部３３との間に軸方向に対して略垂直な平面状の段差面３４が形成されている。換言すれば、段差面３４の後側に設けられる小径部３３は、段差面３４の外周縁よりも小径で形成されている。

ビット３の小径部３３の外周には嵌合溝３５が形成されており、嵌合溝３５に環状遮水材に相当するオーリング３６が嵌合されて設けられている。本実施形態では、軸方向に間隔を開けて複数箇所に嵌合溝３５が形成され、各嵌合溝３５にオーリング３６が嵌合されている。また、ビット３には小径部３３の後端面で開口する雌ねじ穴３７が形成されており、雌ねじ穴３７は削孔水吐出孔３２に連通している。この雌ねじ穴３７にはロックボルト本体２の先端部の雄ねじ２２が螺合され、ロックボルト本体２の先端にビット３が固定されると共に、ロックボルト本体２の中空部２１がビット３の削孔水吐出孔３２に連通される。

ロックボルト本体２と、その外側に周設される外管４との間には、ロックボルト本体２と外管４との間の空間を全長に亘って確保するために、相互の間隔を保持するスペーサー５が設けられている。スペーサー５は、ロックボルト本体２と外管４の長さに応じて、１箇所或いは長手方向に離間して複数箇所に設置される。図示例のスペーサー５は環状のセンタライザーであり、このセンタライザーによって外管４の断面視の略中央位置にロックボルト本体２が配置されるようになっている。

外管４の後端は、着脱自在な固定部材６でロックボルト本体２に対して固定されている。本実施形態における固定部材６は、ロックボルト本体２の雄ねじ２２に螺合される固定ナット６１と、固定ナット６１に対して外管４側に設けられる固定キャップ６２とから構成される。固定キャップ６２の短尺の筒状部材であり、後部６２１の外周面よりも前部６２２の外周面の方が小径で形成され、前部６２２と後部６２１との間に軸方向に対して略垂直な平面状の段差面６２３が設けられている。

本実施形態では、段差面６２３に当接するようにしてパッキン６３が前部６２２に嵌合され、パッキン６３に外管４の後端面が当接されている。そして、固定ナット６１の先端側への螺入によって固定キャップ６２が先端側に押圧され、固定キャップ６２の段差面６２３でパッキン６３を介して外管４の後端面が先端側に押圧され、外管４の先端がビット３の段差面３４に水密になるように押圧されている。即ち、固定部材６によって外管４の後端と外管４の先端がロックボルト本体２に対して固定されている。尚、本実施形態では、固定キャップ６２の段差面６２３でパッキン６３を介して外管４の後端面を押圧する構成としたが、押圧で所要の水密性が得られれば、パッキン６３の形態は任意である。

更に、本実施形態では、外管４の先端を段差面３４に水密になるように押圧して設け、外管４とビット３との間から外管４内に削孔ズリが入り込むことを防止する構成に加え、外管４に内装されたビット３の小径部３３に設けられている環状遮水材のオーリング３６が、外管４の内周面に水密に当接するようにして設置されており、外管４の内側への削孔ズリの入り込みを二重に防止する構成になっている。

本実施形態の自穿孔ロックボルト１を施工する際には、図４（ａ）に示すように、削孔機１０に自穿孔ロックボルト１を設置する。削孔機１０は、ガイドセル１１と、ガイドセル１１に案内されて進退すると共に自穿孔ロックボルト１に回転、打撃動作を供給するドリフター１２と、ドリフター１２の先端部に設けられた削孔水供給部に相当するウォータースイベル１３を備える。ウォータースイベル１３には、削孔水供給路１３１が設けられていると共に、その先端部に削孔水供給路１３１と連通する雌ねじ部１３２が設けられている。

そして、この雌ねじ部１３２に自穿孔ロックボルト１のロックボルト本体２の後端部の雄ねじ２２が螺着され、ドリフター１２及びウォータースイベル１３に自穿孔ロックボルト１が機械的に固定されると共に、削孔水供給路１３１とロックボルト本体２の中空部２１が流路接続される。また、削孔機１０に設置された自穿孔ロックボルト１の先端寄りの部分は、保持部１４で進退自在に保持される。

その後、図４（ｂ）、図５に示すように、ウォータースイベル１３の削孔水供給路１３１から供給される削孔水Ｗをロックボルト本体２の中空部２１に供給し、更にロックボルト本体２の中空部２１からビット３に削孔水Ｗを供給してビット３の削孔水吐出孔３２から削孔水Ｗを吐出させながら、自穿孔ロックボルト１の回転、打撃動作で地山１００をビット３で削孔して孔１０１を形成すると共に、削孔による削孔ズリＲを外管４と地山１００の孔壁１０２との間の隙間Ｓを通して孔外に排出する。この削孔工程において、ロックボルト本体２に対して固定されている外管４はロックボルト本体２と同方向に回転しながら進行する。

削孔工程の後には、例えばウォータースイベル１３の雌ねじ部１３２とロックボルト本体２の後端部の雄ねじ２２との螺着を外し、ウォータースイベル１３を撤去すると共に、固定部材６を取り外してロックボルト本体２の外側に周設されている外管４をロックボルト本体２から取り外し、スペーサー５を残したまま外管４を孔外に抜き出す（図８参照）。尚、外管４の抜き出しは、地盤性状等に応じて、後述する定着材Ｆの注入工程の後に行う、或いは定着材Ｆの注入進行に合わせて徐々に行うことが可能である。

そして、図６及び図７に示すように、定着材供給路１５１と雌ねじ部１５２が設けられた定着材供給部１５を用い、雌ねじ部１５２をロックボルト本体２の後端部の雄ねじ２２に螺着し、定着材供給路１５１から定着材Ｆをロックボルト本体２の中空部２１に供給し、中空部２１と連通するビット３の削孔水吐出孔３２から定着材Ｆを孔１０１内に注入し、孔１０１内に定着材を充填する。この際、ロックボルト本体２の周囲に削孔ズリが付着していないことから、定着材Ｆはロックボルト本体２の周囲に回って確実に付着する。充填された定着材Ｆの硬化により、自穿孔ロックボルト１のロックボルト本体２が打設されたロックボルト構造が構築される（図８参照）。

尚、上記施工例では、単独のロックボルト本体２と単独の外管４を用いる施工について説明したが、ロックボルト本体２を図示省略するカプラで継ぎ足しながら複数本連結して打設すると共に、これに合わせて長手方向に一端部に雌ねじ、他端部に雄ねじが形成されている外管４を螺着して継ぎ足しながら複数本連結して設置し、所要数のロックボルト本体２と外管４の打設後に、外管４の抜出等の次工程を行うようにすることも可能である。

第１実施形態によれば、削孔ズリＲが外管４とロックボルト本体２との間に入り込むことを防ぎ、削孔ズリＲを外管４の外側を通る形で孔外に排出することが可能になり、例えば自穿孔ロックボルト１を地山斜面に下向きに打設した場合にも、削孔ズリをロックボルト本体と外管の間の空間に流す構造よりも、削孔ズリをスムーズに流して孔外に排出することができる。そして、外管４の内側への削孔ズリＲの浸入を防止し、ロックボルト本体２の周囲が綺麗なまま打設することができる。更に、セメントミルク等の定着材Ｆを地山１００の孔に直接注入した場合には、ロックボルト本体２の周囲への削孔ズリの付着が防止されていることから、ロックボルト本体２の周囲に定着材Ｆが回って確実に付着する。従って、ロックボルト本体２の所要の定着強度を確保することができ、地山１００の補強強度向上を図ることができる。

また、外管４の先端とビット３の段差面３４との水密な当接と、環状遮水材に相当するオーリング３６と外管４の内周面との水密な当接による二重の水密構造により、外管４の内側への削孔ズリＲの浸入をより確実に防止し、ロックボルト本体２の所要の定着強度をより高い信頼性で確保することができる。

また、着脱自在な固定部材６による外管４の固定により、固定部材６の取り外しにより、外管４を任意のタイミングで簡単に回収することが可能とある。そして、外管４の任意のタイミングでの回収を可能にすることにより、孔の周囲の地盤性状に応じて、例えば外管４を回収してから定着材Ｆの注入作業を行う、或いは定着材Ｆの注入後に外管４を回収する、或いは外管４を回収しながら定着材Ｆの注入作業を行うなど、定着材Ｆの注入作業の自由度を高めることができる。

また、スペーサー５により、ロックボルト本体２と外管４の位置関係を削孔、打設に望ましい位置関係で保持することができる。また、削孔ズリＲが外管４の内側を通過しないことから、スペーサー５の破損を防止することができる。また、スペーサー５を外管回収後も残すことにより、ロックボルト本体２の周囲に所定厚さの定着材Ｆが流動して付着する所定厚さの被りをより高い確実性で得ることも可能となり、例えば自穿孔ロックボルト１を地山斜面に下向きに打設した場合に、ロックボルト本体２が傾いて孔壁１０２に接触し、被りが形成されない部位が生ずること等を防止することができる。

〔第２実施形態の自穿孔ロックボルト及びその施工方法〕
本発明による第２実施形態の自穿孔ロックボルト１ａも、二重管式の自穿孔ロックボルトであり、図９に示すように、第１実施形態と同一構成のロックボルト本体２、ビット３、外管４、固定部材６を備え、これらは第１実施形態と同様に設置され、固定部材６によって外管４の後端と外管４の先端がロックボルト本体２に対して水密な状態で固定されている。また、図示例ではスペーサー５は設けられていない。

そして、自穿孔ロックボルト１ａには、ロックボルト本体２を覆うように膨張可能なパッカー７が設けられている。パッカー７は、ロックボルト本体２の軸方向に延びる細長袋状であり、前端の開口７１と後端の開口７２の近傍は開口７１、７２に向かって窄まるように形成されている。パッカー７は外管４に内装されており、パッカー７の前端の開口７１はビット３の小径部３３の後端面よりも若干後寄りの位置に配置され、後端の開口７２は固定ナット６１の前端面よりも若干前寄りの位置に配置されている。第２実施形態の自穿孔ロックボルト１ａのその他の構成は第１実施形態の自穿孔ロックボルト１と同様である。

第２実施形態の自穿孔ロックボルト１ａを施工する際には、削孔工程の完了まで第１実施形態と同様に施工する。その後、ウォータースイベル１３を撤去すると共に（図４（ｂ）参照）、着脱自在な固定部材６を取り外してロックボルト本体２の外側に周設されている外管４をロックボルト本体２から取り外し、外管４を孔外に抜き出す（図９、図１０（ａ）参照）。

そして、図１０（ａ）に示すように、固定部材６と外管４の取り外しと孔１０１の外への抜き出しによって露出したパッカー７の後端の開口７２とロックボルト本体２との間の空隙からパッカー７の内側に、図示省略する定着材供給部の注入ホース１５３を挿入し、更に、定着材供給部から定着材Ｆを注入ホース１５３に供給して、注入ホース１５３からパッカー７に定着材Ｆを注入して充填する。パッカー７への定着材Ｆの充填後には注入ホース１５３をパッカー７から抜き出すと共に、充填された定着材Ｆの硬化により、自穿孔ロックボルト１ａのロックボルト本体２が打設されたロックボルト構造が構築される（図１０（ｂ）参照）。

第２実施形態によれば、第１実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。また、膨張可能なパッカー７をロックボルト本体２に設置した状態での削孔が可能であり、定着材Ｆの注入時に定着材Ｆでパッカー７を膨張させ、定着材Ｆの逸走を防止することが可能となり、ロックボルト本体２の定着強度をより高めることができる。また、第１実施形態と同様の水密構造によって削孔ズリＲが外管４の内側を通過しないことから、パッカー７の破損を防止することができ、安定して高い定着強度を得ることができる。また、ロックボルト本体２に対して外管４の後端が固定されている状態でロックボルト本体２と外管４を連動回転しながら削孔が行うことが可能であり、削孔時にパッカー７も一緒に回転し、パッカー７が破損することをかかる点からも防止することができる。

〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、各実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記追加内容や変形例も含まれる。

例えば本発明における固定部材は、第１、第２実施形態の固定部材６に限定されず、外管の先端がビットの段差面に水密になるように押圧して設けられるようにして、外管の後端をロックボルト本体に対して固定する着脱自在な固定部材であれば適宜である。また、本発明には、外管の先端がビットの段差面に水密になるように押圧して設けられる構造であれば、オーリング３６等の環状遮水材が外管の内周面に水密に当接する水密構造を有しないものも含まれる。

また、外管の先端がビットの段差面に水密に押圧される構造の変形例として、図１１のようにしても好適である。図１１の変形例では、外管４ａの先端部に前方に突出する凸部４１ａ・４１ａが対向する位置に一対で形成され、凸部４１ａ・４１ａの先端が外管４ａの先端になっている。凸部４１ａと凸部４１ａとの間は凹部４２ａになっており、凹部４２ａ・４２ａも対向する位置に一対で形成されている。ビット３ａには、基部３１の後端から小径部３３側に突出する凸部３８１ａ・３８１ａが対向する位置に一対で形成され、凸部３８１ａと凸部３８１ａの間が凹部３８２ａ・３８２ａになっており、凹部３８２ａ・３８２ａも対向する位置に一対で設けられている。凹部３８２ａにおける基部３１の後端面は段差面３４ａになっている。そして、外管４ａの凸部４１ａ、凹部４２ａとビット３ａの凹部３８２ａ、凸部３８１ａとがそれぞれ噛み合わされるように設けられ、外管４ａの先端である凸部４１ａ・４１ａの先端が段差面３４ａ・３４ａに水密に押圧されるように構成される。その他の構成は第１実施形態の構成と同様である。この変形例によれば、ビット３ａと外管４ａが相対的に回転しない為、緩みが発生しにくく、より遮水性を高めることができる。

また、本発明における固定部材の変形例として、図１２及び図１３に示す固定部材６０ｂを用いても好適である。固定部材６０ｂは、後端内周に雌ねじ４３ｂが形成されている外管４ｂをロックボルト本体２に固定する場合に用いられるものであり、中空状の第１固定ナット６１０ｂ、第２固定ナット６２０ｂ、パッキン６３０ｂ、固定筒６４０ｂ、抜落防止ピン６５０ｂから構成される。

第１固定ナット６１０ｂは、外形が六角ナット形状で、内側に雌ねじが形成されていない嵌合部６１１ｂと、第１実施形態の固定キャップ６２と基本的に同一形状を有するキャップ部６１２ｂが溶接等で一体的に接合された部材になっている。キャップ部６１２ｂの前部６１３ｂと後部６１４ｂとの間には、軸方向に対して略垂直な平面状の段差面６１５ｂが設けられており、前部６１３ｂの外周には外管４ｂの雌ねじ４３ｂに螺合される雄ねじ６１６ｂが形成されている。パッキン６３０ｂは、段差面６１５ｂに当接するように前部６１３ｂに嵌合され、パッキン６３０ｂに外管４ｂの後端面が当接されるように配置される。

第２固定ナット６２０ｂは、ロックボルト本体２の雄ねじ２２と螺合する雌ねじが形成されている六角ナットであり、第１固定ナット６１０ｂの後側で雌ねじ２２に螺合されてロックボルト本体２に取り付けられる。固定筒６４０ｂは、嵌合部６１１ｂの六角形状と第２固定ナット６２０ｂの六角形状に対応する六角穴が内側に形成され、嵌合部６１１ｂと第２固定ナット６２０ｂに外嵌される。固定筒６４０ｂには側壁近傍位置に挿通穴６４１ｂが軸方向と垂直に形成されており、挿通穴６４１ｂに抜落防止ピン６５０ｂが挿通されるようになっている。即ち、第１固定ナット６１０ｂと第２固定ナット６２０ｂを連結するように固定筒６４０ｂが外嵌され、これら３個の部材が抜落防止ピン６５０ｂで一体化される。

更に、ロックボルト本体２の雄ねじ２２及びこれと螺合する第２固定ナット６２０ｂの雌ねじと、第１固定ナット６１０ｂの雄ねじ６１６ｂ及びこれと螺合する外管４ｂの後端内周の雌ねじ４３ｂとは、逆ネジになっており、例えばロックボルト本体２の雄ねじ２２が左ネジ構造の場合、外管４ｂの雌ねじ４３ｂは右ネジ構造で構成される。そして、図１１の外管４ａの凸部４１ａ、凹部４２ａとビット３ａの凹部３８２ａ、凸部３８１ａとがそれぞれ噛み合わされるように設けられる変形例の構成等により、ロックボルト本体２の回転がビットと通して外管４ｂに伝達され、外管４ｂもロックボルト本体２と同方向に回転された場合、外管後端の雌ねじ４３ｂにねじ込まれた第１固定ナット６１０ｂと、固定筒６４０ｂで第１固定ナット６１０ｂと別々に回転できないように覆われた第２固定ナット６２０ｂは、逆ネジ構造によって緩む方向に回転することが規制され、削孔時の打撃振動により外管固定に使用している第１固定ナット６１０ｂが緩んで外管４ｂが抜き出てくることを防止することができる。

また、本発明は、斜面の地山など、斜め下向きや下向きに自穿孔ロックボルトを打設する際に適用すると、削孔ズリの孔外へのスムーズな排出を確保することができると共に定着材による所要の定着強度を確保できて好適であるが、本発明は適用可能な適宜の地山に用いることが可能であり、本発明の自穿孔ロックボルトは適宜の地山に打設して定着材で定着させることが可能である。

本発明は、例えば地質が悪く孔壁が自立しないトンネルや斜面の地山にロックボルトを設置する際に利用することができる。

１、１ａ…自穿孔ロックボルト ２…ロックボルト本体 ２１…中空部 ２２…雄ねじ ３、３ａ…ビット ３１…基部 ３２…削孔水吐出孔 ３３…小径部 ３４、３４ａ…段差面 ３５…嵌合溝 ３６…オーリング ３７…雌ねじ穴 ３８１ａ…凸部 ３８２ａ…凹部 ４、４ａ、４ｂ…外管 ４１ａ…凸部 ４２ａ…凹部 ４３ｂ…雌ねじ ５…スペーサー ６…固定部材 ６１…固定ナット ６２…固定キャップ ６２１…後部 ６２２…前部 ６２３…段差面 ６３…パッキン ６０ｂ…固定部材 ６１０ｂ…第１固定ナット ６１１ｂ…嵌合部 ６１２ｂ…キャップ部 ６１３ｂ…前部 ６１４ｂ…後部 ６１５ｂ…段差面 ６１６ｂ…雄ねじ ６２０ｂ…第２固定ナット ６３０ｂ…パッキン ６４０ｂ…固定筒 ６４１ｂ…挿通穴 ６５０ｂ…抜落防止ピン ７…パッカー ７１、７２…開口 １０…削孔機 １１…ガイドセル １２…ドリフター １３…ウォータースイベル １３１…削孔水供給路 １３２…雌ねじ部 １４…保持部 １５…定着材供給部 １５１…定着材供給路 １５２…雌ねじ部 １５３…注入ホース １００…地山 １０１…孔 １０２…孔壁 Ｗ…削孔水 Ｓ…隙間 Ｒ…削孔ズリ Ｆ…定着材

Claims (6)

1. 削孔機に接続自在な中空のロックボルト本体と、
   前記ロックボルト本体の先端に設けられるビットと、
   前記ロックボルト本体の外側に周設される外管を備え、
   前記外管が前記ロックボルト本体と同方向に回転しながら進行するように、前記外管の後端が着脱自在な固定部材で前記ロックボルト本体に対して固定され、
   前記ビットに削孔水吐出孔が形成されていると共に軸方向に対して略垂直な平面状の段差面が設けられ、
   前記外管の先端面が前記段差面に水密になるように押圧して設けられていることを特徴とする自穿孔ロックボルト。
2. 前記ビットの前記段差面の後側に前記段差面の外周縁よりも小径の小径部が形成され、
   前記小径部の外周に環状遮水材が設けられ、
   前記環状遮水材を前記外管の内周面に水密に当接して前記小径部が前記外管に内装されていることを特徴とする請求項１記載の自穿孔ロックボルト。
3. 前記ロックボルト本体と前記外管の間の間隔を保持するスペーサーが前記ロックボルト本体と前記外管との間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の自穿孔ロックボルト。
4. 膨張可能なパッカーが前記ロックボルト本体を覆うように設けられて前記外管に内装されていることを特徴とする請求項１又は２記載の自穿孔ロックボルト。
5. 請求項１～４の何れかに記載の自穿孔ロックボルトの施工方法であって、
   削孔機に接続した前記ロックボルト本体の中空部から削孔水を供給して前記ビットの前記削孔水吐出孔から吐出させながら前記自穿孔ロックボルトで地山を削孔すると共に、削孔による削孔ズリを前記外管と前記地山の孔壁との間の隙間を通して孔外に排出する削孔工程を備えることを特徴とする自穿孔ロックボルトの施工方法。
6. 前記外管の後端が着脱自在な固定部材で前記ロックボルト本体に対して固定されていると共に、前記自穿孔ロックボルトに膨張可能なパッカーが前記ロックボルト本体を覆うように設けられて前記外管に内装されており、
   前記削孔工程の後に、
   前記固定部材を取り外して前記ロックボルト本体から前記外管を取り外し、前記外管を孔外に抜き出す抜出工程と、
   前記パッカーの内側に注入ホースを挿入し、定着材を前記注入ホースから前記パッカーに注入して充填する注入工程
   を行うことを特徴とする請求項５記載の自穿孔ロックボルトの施工方法。

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