JPH02140400A - 岩石用アンカー及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉱坑内及びトンネル内での内層の分離を防止
する目的に使用するアンカー・ボルト及びその使用方法
に関する。より詳細には、使用時に位置付けられるべき
孔内に完全にカラムがグラウト処理されるボルトに関す
るものである。本発明は、緊急の一時的支持と、カラム
が完全にグラウト処理された際の永久的活性的支持を提
供するものである。

本明細書において、グラウトという用語は、セメント状
材料のみに限定されず、樹脂及びボルトの係正に適して
いる他の硬化可能な材料を含むものである。

〔従来の技術〕

孔内に位置付けられかつグラウトを吐出して孔を充填で
きる端部か、又は端部附近に、孔を有する中空棒を含む
岩石用アンカー・ボルトは公知である。しかし、この形
式のボルトでの問題点は、ボルトが、その孔内に完全に
グラウト処理されたか否か示されることが少ないか、又
は皆無であり、完全にカラムがグラウト処理されたと考
えられるボルトが、危険なことに、グラウト処理されて
ぃないことが確かに生ずることがある点である。、機械
的膨張ヘッドを採用しである慣用的な岩石用アンカーで
の別の問題点は、ヘッドを広げるためボルトを単に回転
させることにより、孔内の特定の位置においてヘッドの
膨張されていないアンカー殻体と係合させることがしば
しば国運である点にあり、そのため、ボルトを収納する
孔内にボルトを正確に位置付ける際、難点がしばしば見
られる。

これを特に孔の壁が平滑である硬質の岩石において見ら
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

鉱坑作業及びトンネル作業で極めて多数のアンカー・ボ
ルトが採用されており、その費用が、鉱坑コストとトン
ネル・コストを著しく増加させる。

最も公知のアンカー・ボルトは、使用に際して、孔の口
部における座金に対し、ボルトのネジ付き端部上で孔内
のボルトの棒部分を係止しているのが何であれ、そのも
のに対して引っ張り上げられるナツトにより引っ張られ
る。ボルトのネジ作用とナツトを設けることで、共に著
しくボルトのコストに貢献する。その上、アンカー・ボ
ルト棒の有効な断面積、及びその引張り強度は、ネジ・
セツティングにより低減化される。ボルトの有効断面積
におけるこの低減化は、高価な廃棄材料をもたらす。こ
の問題を克服するため、一部のボルトの端部は、ひっく
り返されるか、又はボルトの残りの部分よりも大きい直
径に圧延加工され、次に、そのネジ部分が、ボルトのひ
っくり返された部分に転入される。この方法は、結果的
にボルト材料の無駄がなくなるが、コスト節約は、ボル
トをひっくり返したり、又は圧延するコストで相当無効
にされる。ネジによる引張り装置でもたらされる他のボ
ルト締め上の問題点は、ボルトが正確に引張られること
を確実にする点にある。良く知られているように、引張
りナツトに与えられるトルクのほぼ９０％が、摩擦克服
に採用される。５０％が屋根座金上のナツトの支承面に
採用され、４０％が組合っているボルトとナツトのネジ
部の間に採用される。その結果、与えられる力の１０％
だけがボルトの軸方向の負荷に採用され、この数字は、
それでも確かではない。

点係止に対し膨張ヘッドが採用される最も慣用的な岩石
用アンカー・ボルトでの更に別の問題点は、孔内に係止
された際、その棒を孔から引出す試みが一層堅固にこの
アンカー・ヘッドを孔内にくさび止めする点にある。こ
の結果は、ボルトがその弾性限界を超えて引張られる際
、ボルトが折れる点にある。これは、ハンギングと下盤
の閉鎖が、不可避的な深さの深い全坑内、及び地震が発
生源となる岩石の吐出内で特に重要な問題となる。

本発明の目的は、通常のボルトによる上述の諸問題を、
少なくとも最低にできるアンカー・ボルトを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による岩石用アンカーには、軸線上で細長い素子
を通る通路を間に定めるよう隔置された関係にて、細長
い素子の長手方向軸線の周わりに配列された複数個の細
長い引張り部材からなる細長い素子と、孔内に細長い素
子を保持しうるように細長い素子の一端部にあるアンカ
ー、及び細長い素子を引張る目的に使用する素子の他端
部にある引張り装置とが含まれている。引張り素子は、
適当な鋼製のストリップであるのが好ましい。

本発明の一実施例において、細長い素子には、各断面が
弧状の２個の引張り素子ストリップが含まれている。

本発明の別の実施例では、細長い素子には、断面が矩形
で、その断面において細長い素子の軸線の周わりに二等
辺三角形の形態で配列されている３個のストリップが含
まれている。

本発明の更に別の実施例では、ストリップは、断面が円
形にでき、又は、ワイヤー・ロープで楕成可能である。

更に、本発明によれば、アンカーには、細長い素子の端
末ヘッド部分、及び少なくとも２個のテーパー部材が含
まれ、一方のテーパー部材は、細長い素子通路内に位置
付けられ、他方のテーパー部材は使用時における細長い
素子のヘッド部分の半径方向寸法を増加させるよう、通
路内から細長い素子の軸方向において第１のテーパー部
材に対し相対的に、かつ第１のテーパー部材に対し移動
可能になっている。

簡便には、細長い素子のアンカー・ヘッド部分内の各引
張り部材の細長い素子のアンカー・ヘッド部分内の引張
り部材により包囲されている細長い素子通路の断面積が
、細長い素子を通る通路の残りの部分の断面積よりも大
きくなるよう、各引張り部材の残りの部分から外方に段
付きにしである。

岩石用アンカーの１つの実施例においては、アンカーに
は３個のテーパー部材が含まれ、当該テーパー部材の第
１部材は、細長い素子通路内に位置付けられ、細長い素
子のアンカー・ヘッド部分の自由端部から内方へ、その
他端部と細長い素子を通る通路の軸線に向かって傾斜し
、残りのテーパー部材は、細長い素子の外側上の殻体で
あり。

各殻体は、細長い素子の軸方向における細長い部材通路
内からの殻体形成部上の圧力により、殻体が第１のテー
パー部材に向かい、かつ半径方向外方に向かって移動し
うるよう、第１テーパー部材下方の引張り素子のヘッド
部分内の細長い素子内に位置付けられる２個の引張り部
材の間の空間を通過するテーパー付き形成部を含む。

岩石用アンカーの好適実施例において、アンカーには、
テーパがアンカー・ヘッドの自由端部とアンカー・ヘッ
ドの通路の軸線に向かって内方に向かうアンカー内の細
長い素子通路内の第１の細長いテーパー部材、第１部材
のテーパー部分と係合する複数個の第２テーパー部材、
細長い素子の通路内から第２部材に対し、細長い素子の
自由端部に向かう第１テーパー部材の運動により、細長
い部材のアンカー・ヘッド部分の半径方向に拡張するよ
う、細長い部材の端部に向かう特定の、又は各第２部材
の運動を制限する引張り部材上の装置が含まれる。

岩石用アンカーの引張り装置の１つの実施例において、
アンカー・ヘッドに対する端部からの細長い素子の長さ
の一部分にネジが切られ、引張り装置には、細長い素子
のネジ付き端部と係合するナツト、及びナツト上方の細
長い素子上の座金が含まれる。

しかし、好ましくは、引張り装置は、細長い素子から半
径方向に突出し、細長い素子の端部に隣接し、かつ使用
時は、形成部上方の細長い素子上の座金に支承される形
成部である。簡便には、各引張り部材は、半径方向突出
部を提供すべく、半径方向外方に張り出している。

細長い素子の組立てられた下端部を内側半径方向の変形
に対し堅固にするため、補強リングカ司張り部材の張り
出し部分の間で、細長い素子の通路内に位置され、この
リングの内径は、少なくとも細長い素子の通路の直径よ
りも大きくなっている。細長い素子アッセンブリーを共
に保持するため、引張り部材のサドル内の細長い素子を
包囲するリングを含む岩石用アンカーでサドルを形成す
るため、各引張り部材は、その外方張り出し部の下方で
外方に曲げることができる。

本発明によれば、前述した如く、さび励起型岩石用アン
カーに引張り力を与える方法において、アンカー・ヘッ
ド部分が孔の盲端部に向かった状態で孔内に細長い素子
を位置付ける段階と、細長い素子のヘッド部分内のテー
パー付き部材に当接するよう、孔の外側から細長い素子
の通路内に金属棒を位置付ける段階と、孔の外側にある
引張り装置が、孔の口部を包囲する材料に当接する迄、
細長い素子を孔内に移動させ、かつ棒上に更に打撃する
ことにより、アンカー・ヘッドのテーパー付き部材で細
長い部材のヘッド部分を半径方向に膨張させて孔の外壁
に把持接触させ、ヘッドを孔内に係止し、かつ孔と引張
り装置の間で細長い素子を引張り状態に保持するよう孔
の外側から棒に打撃を与える段階とからなる岩石用アン
カーの引張り方法が提供される。

本発明によれば、予めせん孔された孔内に前述したよう
に、岩石用アンカーをグラウチング処理する方法におい
て、アンカーが孔の盲端部に向かった状態で細長い素子
を孔内に位置付ける段階と、細長い素子をアンカー及び
孔の口部にある引張り装置の間で孔内にて引張る段階と
、加圧状態下で細長い素子から引張り部材の間の空間を
通して細長い素子を包囲する孔内に逃げるようグラウト
を。

細長い素子の通路内に吐出する段階とが含まれる。

好適には、この方法には、通路内の細長い素子の端部が
アンカーに隣接する迄、細長い素子通路内に管を供給す
る段階、及びグラウトの圧力により管が細長い素子通路
から引出されるか又は押出される際、細長い素子通路及
び細長い素子を包囲する孔に充填するべく、加圧状態下
のグラウトを管を通して漸進的に吐出する段階が含まれ
る。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照して、本発明による岩石用アン
カーの好適実施例を詳細に説明する。

本発明のボルトは、第１図に全体的に（１０）で示され
る。それは、アンカー・ヘッド（１２）及び引張り装置
（１４）で構成されている。

アンカーロッド（１０）は、２個の細長い部材（１６）
及び（１８）で構成され、この細長い部材は、第３図及
び第４図に一層明瞭に示される如く、断面が弧状であり
、アンカーロッドにボルトの所望の負荷能力が如何なる
ものであれ、耐える引張り強度を提供するよう、材料の
所定の強度に対し組合された断面積を有する材料を作成
される。

弧状になった細長い部材（１６）及び（１８）は、第２
図、第３図及び第４図に示される弧状形態を有するスト
リップへ金属を熱間圧延することにより。

ビレットから直接製造される。次に、この弧状ストリッ
プは、ボルトの設計長さが如何なるものであれ、その長
さに合せて切断される。次に、このストリップの上端部
がプレス加工されて、（２０）の個所で外方に段付けが
されてボルトのアンカー・ヘッド部分を提供し、かつそ
の下端部が、第１図の（２２）で示される如く、外方に
張り出し、２つの張り出し部の間に引張り装置（１４）
を提供する。これらの部材の下端部は、外方へベル状に
されてリング・サドル（２４）を提供する。

アンカー・ボルトのアンカー・ヘッド部分（１２）には
、第１くさび（２６）及び２個の第２くさび（２８）が
含まれている。アンカー・ヘッドの３個のくさび素子は
、平たんな当接面を有し、この実施例における第１くさ
び（２６）の面の間の角度は、４°ないし６°の間であ
る。第１くさび（２６）は、第２くさび（２８）の後で
アンカー・ヘッド内に緩く位置している。図面に示され
た位置からのアンカー・ヘッド（１２）内での第２くさ
び（２８）の上方向運動は、外方に段付けされたアンカ
ー・ヘッド部分の部材と、張り出し下端部（２２）のプ
レス形成中に、細長い部材（１６）及び（１８）の材料
から内方にポンチ処理される停止部（２０）により阻止
される。

第３図から明らかなように、第１くさび（２６）には、
第２くさび（２８）の完全幅の傾斜くさび面に支承され
る２個の外方に突出しているくひざ面（２６ａ）が含ま
れる。第１くさび（２６）のくさび面（２６ａ）は、く
さびの上端部から相互に向かって内方に、かつくさびの
下端部に向かって傾斜していることが、本発明にとって
重要である。逆に、第２くさびは。

細長い部材との長手方向接触面により定められる面積、
及び幅寸法（Ｂ）にわたり、細長い部材上に支承される
。くさび面（２６ａ）の幅（Ａ）の寸法と、第２くさび
の幅寸法（Ｂ）の関連性については、後段で説明する。

引張り装置（１４）には、細長い部材（１６）及び（１
８）の張出し下端部（２２）の間に位置された金属リン
グ（３２）、及び第１図に示される如く、張出し下端部
（２２）の下方で両細長い部材上のリング・サドル形成
部と係合するリング（３４）が含まれている。

図面示の如く、アンカー・ボルトは、最初に、細長い部
材（１６）及び（１８）のリング・サドルを、リング（
３４）内に係合させ、次に、両部材を共に移動させるこ
とにより組立てられる。第１くさび（２６）は、図面に
示される如く、第２くさび（２８）と平たんな面が第１
くさび（２６）のくさび面（２６ａ）の上方部分及び停
止部（３０）に当接される状態で、ボルトのアンカー・
ヘッド部分（１２）内に緩く位置付けられる。次に、適
当なテープが、直接ヘッド下方のアンカー孔内ド（１０
）の周わりに巻かれ、アッセンブリーを共に保持するか
、又はＵ形鋼製クリップを同じ目的のため、アンカー・
ヘッド内のくさび状にて停止部（３０）の孔（３６）内
に係合可能である。

安全機構として、前述のＵ形鋼製クリップは、ボルトの
ヘッド内のくさび構成要素上に与えられる所定の力の下
においてのみ横方向に、細長い部材（１６）及び（１８
）を開いて分離できるよう適当な材料で作成でき又はこ
うした寸法にできる。代替的に、ボルトのアンカー・ヘ
ッド（１２）は、同じ目的のため、周方向の金属バンド
又はクリップで共に保存できる。この装置によれば、ボ
ルトは正確な方法によって係止され、アンカー孔内に単
に位置付けられず重い物体と共に所定位置に押込まれる
ことが確実になる。

第１図に示される如く、ボルトが組立てられた状態では
、スロット（３８）が細長い素子（１６）及び（１８）
の間とボルトの長さにわたり延在することか、本発明に
とって必須要件である。細長い部材（１６）及び（１８
）を周方向の変位に対し保持するため、補強用金属リン
グ（３２）には、第４図に鎖線で示される如く、細長い
部材の張り出し下端部（２２）の側部に当接して一方の
部材のリング上で回転し、他方の部材に向かうことを阻
止する。そのため、両部材の間のスロット（３８）の一
方のスロットを閉じるのを阻止するよう、２個の外方に
突出する対向面（４０）を含むことができる。第１くさ
び（２６）には又、アンカー・ヘッド内のくさびアッセ
ンブリーが、アンカーロッド（１０）に対して相対的に
回転するのを防止し、またボルトを使用するべき孔の側
部に接触して、その側部内に埋設されることにより、ア
ンカー・ヘッド内のスロット（３８）から傾斜するのを
防止するよう、スロット（３８）内に突入する耳部（４
１）も含んでいる。

使用に際し、ドーム状座金（４２）が、ボルトのヘッド
端部からボルト上に滑り、アンカーロッド（１０）の張
り出し下端部（２２）上に載置される。多くの適用例に
おいては、ドーム状座金（４２）は、ロッドの張り出し
部分が孔の口部における唯一の引張り装置として作用す
るのが不必要である。次に、ボルトは、ドーム状座金（
３２）が、孔の口部を包囲する岩石に当接する迄、アン
カー・ヘッド（１２）が、その盲端部に向かった状態で
予めせん孔された孔内に摺動される。第１図から理解さ
れる如く、ドーム状座金（３２）は、せん孔される面に
対しての孔の相対的な非直角性、又は孔の口部における
面の材料内の不規則性を補償するため、細長い部材（１
６）及び（１８）の張り出し下端部（２２）上に乗る。

ボルトの軸線に対するドーム状座金（４２）の相対的な
傾斜可能角度は、明白な限界内で、座金の貫通孔の直径
に依存している。ここで、ジヤツキ・ハンマー又は油圧
カムからの打撃棒が、その上端部が第１くさび（２６）
の下側に当接する迄、細長い部材（１６）と（１８）の
間でアンカーロッド（１０）の通路内に押込まれる。こ
こで、ジヤツキ・ハンマーは、励起されて第１くさび（
２６）をアンカー・ヘッド（１２）内で上方向に駆動す
る。

最初、第１くさび（２６）上に作用する力は、細長い部
材（１６）及び（１８）の外側面が、孔の壁と摩擦接触
するまで、第１くさび（２６）と細長い部材を引き離す
よう、くさびを第２くさび（２８）の間で上方へ駆動す
る。ここで、ジヤツキ・ハンマーを連続作動させること
により、第１くさびは更に、殆んど設定された第２くさ
び（２８）の間で更に上方に駆動する。このボルト位置
の段階において、第１くさび上に加えられる主要エネル
ギー成分は、ボルトを細長い部材（１６）及び（１８）
の外面と、孔の壁及び引張り部材（１４）との間の摩擦
に対し引張る駆動エネルギーである。くさびがロックさ
れると、くさびシステムに与えられるエネルギーは、全
て横方向に、第２くさび（２８）とボルト・ヘッド内の
細長い素子を通じて孔の壁にいたり、孔内の引張られた
ボルトを係止する。ここで、第１くさび上に作用する力
が、横方向の力と均衡される。ここで、ボルトのくさび
装置は、最早その与えられたエネルギーを吸収できない
ので、打撃棒の端部は、ハンマーによる作動時に単に第
１くさび（２６）上でバウンドし、ボルトが完全に孔内
でロックされたことを、オペレーターに示す鳴音を出す
。

本発明のくさび装置においては、くさび角度は、くさび
の製造される材料の摩擦の臨界角度を下廻わり、かつく
さび角度の正接が材料の摩擦係数以下である間にくさび
装置は、くさび装置に与えられる横方向の係止面により
、ストリップされないことが重要である。上部から底部
に向かって第１くさび（２６）のくさび面（２６ａ）に
テーパーを付ける目的は、更にそれに加えられる高い荷
重力の下で、くさびの可塑変形が、くさび面（２６ａ）
をアリ溝状構成になったくさび（２８）の面内に僅かに
埋設させ、当該構成の口部の第２くさび（２８）に対す
る第１くさび（２６）の相対的下方向運動を防止させる
ことを、確実にする点にある。

ボルトが係止される孔からのボルトの引出し荷重は、第
２くさび（２８）と、細長い部材の内面との接触面の幅
寸法（Ｂ）を変えることにより、可変である。例えば、
幅寸法（Ｂ）を低減化すると、細長い部材上、及び孔の
内壁上のくさびの点荷重効果が高まり、結果的に大きい
くさびの幅寸法（［３）が必要とされる場合よりも大き
い引出し荷重となる−０従って、第１くさび（２６）の
面幅（Ａ）、第１くさび（２６）と第２くさび（２８）
の組み合う面の間の含まれる角度、及び第２くさびの幅
寸法（Ｂ）を変えることにより、本発明のボルトの好適
実施例により。

相当高い程度の変動が、ボルト引張り力と引出し力の両
者で可能である。

ここで、ボルトが、その孔内に堅固に位置付けられ引張
られた状態で、好適には、可撓性プラスチック材料製の
管が、ボルト内におけるその端部が第１くさび（２６）
の基部に隣接するか、又は頂度基部に足りなくなるまで
、ボルト内の通路上方に供給される。グラウト又は樹脂
の如き他の適当な硬化可能材料が加圧状態下で管に通さ
れ、アンカーロッド（１０）と細長い部材の間のスロッ
ト（３８）からアンカーロッドを包囲する孔内へ、かつ
如何なる裂は目が存在しようとも、孔のその領域から周
わりの岩石にいたる割れ目的に入れられる。加圧状態下
のグラウトを連続的に吐出すると、管が緩やかにボルト
通路下方に強制され、管に作用するグラウトの背圧によ
り、管がゆっくり押出されるのに伴ない、スロット（３
８）を通して、その周わりの孔を漸次充填する。管が最
終的にボルト通路からのグラウトによりプレスされると
、如何なる硬化可能材料が孔内に入れられたにしろ、ボ
ルトが完全に孔内のその全体の長さにわたり包囲される
ことは疑いがない。

アンカー・ボルトが永久支持体として堅固に係止された
状態で、第１の点線で示される如く、ケーブルを通すア
イが補強リング（３２）の基部とリング（３４）の間で
ボルトと係合できる。通すアイは、適当な形状にでき１
本発明のボルトと共に使用される場合、通常の採鉱方法
で得られる如く、別々のレーシング・アイ・アンカーの
必要性がなくされる。

本発明のボルトの第５図示の実施例においては、第７図
から理解される如く、細長い引張り部材は。

平たんな鋼製片体であり、グラウト逃げギャップ（５０
）が、各ストリップの長手方向縁部の間にある。

各ストリップは、第６図に示される如く、ボルトのアン
カー・ヘッド部分の長さ上に僅かに弧状に押付けられ、
ボルトの他端部において、球根状の停止部（５２）の帯
域内にある。ボルトの第１図示の実施例の場合と同様、
ボルトのこの実施例の引張り装置は、補強リング（５４
）と屋根座金（５６）を支承している。ボルトの引張り
装置のこの実施例においては、補強リング（５４）は、
第１図に示されたものと異なる形状になっている。第１
図示の配列が好ましいが、補強リング（５４）は、この
図においては、単に本発明のボルトの引張り装置が、本
発明の範囲内で多数の形態をとり得ることを示している
。ボルトのこの実施例において、リング（５８）がボル
トの下端部を共に保持し、かつボルトを荷重下で半径方
向外方に広がらないよう補強するため、両部利の外方張
り出し部分の一方でボルトの細長い部材に溶接されてい
る。

本発明のこの実施例におけるボルトのアンカー・ヘッド
には、細長い素子の折りたたまれた上方部分が、ヘッド
内の所定位置に第２のくさびを保持した状態で細長い素
子のアンカー・ヘッド領域内の鋼製ストリップ（４４）
ないしく４８）の弧状部分に対して支承される３個の第
２くさび型素子（６０）が含まれている。

アンカー・ヘッドは、付加的に可動筒１くさび型部材（
６２）を支承し、この第１くさび型部材（６２）は、断
面が実質上三角形であり、その平たんな面は、第２くさ
び型素子（６０）の平たんな傾斜面上に載置されており
、使用時に、ジヤツキ・ハンマー打撃捧（６４）により
、第２くさび型素子（６０）の間で上方に駆動され、ボ
ルトを引張り、そのアンカー・ヘッドを、ボルトが使用
状態に位置付けられる孔の壁に圧力接触させる。

第８図は、補強リング（５４）上方のボルトの細長い素
子たる鋼製ストリップ（４４）ないしく４８）の配列を
示す。この図において、第４図示の把持リング（５８）
は省略され、細長い部材は、複合ボルトの下端部を共に
保持する更に別の方法を図示する目的で、細長い部材の
外方にはみ出した部分の下方で共に溶接されて示されて
いる。

第９図は、第５図示のボルトの３個の代わりに、４個の
細長い引張り部材を含むボルトの第７図示のものと同様
の図である。アンカー・ヘッドの構成とボルトの反対側
端部の球根状停止部の構成は、第５図及び第６図示の３
個の代わりに、ここで必要とされる４個の第２くさび（
２８）及び４面型第１くさびを除き、第５図示のものと
実質上同じ状態になっている。

本発明の第５図示の岩石用アンカーは、第１図示のボル
トに関連して説明した形式と正確に同じ形式で使用され
る。

第１０図ないし第１２図示のアンカーロッドは、図面に
おいては、捧（６６）、複合棒（６６）の下側に溶接さ
れるネジ付きスリーブ（６８）、及びアンカー・ヘッド
（７０）を含むよう示しである。

第１図示の実施例の場合と同様、アンカー捧（６６）は
、断面が弧状の２個の細長い部材（６９）及び（７０）
で構成されている。

棒（６６）のヘッド付き端部は、外方にボルトにされて
截頭円錐プラグ（７２）を受入れ、このプラグは、第１
１図に示される如く、（７４）の箇所で折りたたまれ溶
接されている管のベル状部分の端部により、複合管たる
捧（６６）内の所定位置に保持されている。

第１０図ないし第１２図のボルトのアンカー・ヘッド（
７０）は、第１１図に一層明瞭に示される如く、２個の
拡張殻体（７６）を支承し、当該殻体は、それぞれ中央
に位置付けられた半径方向内方に突出するウェブ（７８
）を含む。殻体のウェブ（７８）は、ボルト通路内に位
置付けられ、細長い部材（６９）及び（７０）の間で、
スロット（３８）の拡大部分（８０）を通る。殻体は、
使用前に、ワイヤばねクリップ（８２）により、ボルト
上の所定位置に保持され、スロットがボルトのヘッド部
分内の拡大部分（８０）内へ広げられるスロット（３８
）の肩部上に載置することで、保持される。

このボルトは、ボルトの引張り装置にネジ付きスリーブ
（６８）上方に位置付けられた屋根座金と、この座金を
ボルト上の所定位置に保持するナツトとを含むのを除き
、第１図及び第５図示の形式と同じ形式にて再度使用さ
れる。ボルトのこの実施例においては、拡張殻体（７６
）のウェブ（７８）の下側が、ジヤツキ・ハンマー打撃
捧により打撃される際、ボルトは、その孔内で前方に移
動され、引張りアッセンブリー・ナツト上に支承されて
拡張殻体（７６）の先方鼻部（８４）を駆動して、截頭
円錐プラグ（７２）の傾斜面上で点接触させる。傾斜部
を半径方向に打撃することにより、殻体が孔内で前方に
移動されるのに伴ない、ウェブ（７８）の内側縁部は、
截頭円錐プラグ（７２）上に乗り、殻体を半径方向外方
に移動させて孔の側部に係合させる。この段階において
、棒は引張りアッセンブリー座金と、現在ロックされて
いる拡張殻体（７６）との間で完全に引張られている。

次に、ジヤツキ・ハンマー・ジャンパー捧がアンカー・
ボルトから除去され、ボルトから除去され、ボルトは、
第１図示のボルトに関連して説明した如く、孔内にてグ
ラウト処理される。

本発明の目的の範囲を保って、第１Ｏ図示のボルトは、
それが第１図及び第５図示のボルトで示された如き引張
りアッセンブリーが装備されていれば、第１図及び第５
図示のボルトと同様に作動される。ネジ付きスリーブ（
６８）は、この図面においては単にネジ付き引張り装置
が、第１図及び第５図示のもの程経済的ではないが、本
発明の範囲内に入ることを図解している。

本発明のアンカーロッドの第１３図ないし第１７図示の
実施例においては、細長い引張り部材（８６）ないしく
９０）は、高張力鋼製枠である。

この実施例の発明によるアンカー・ヘッドは、３個のく
さび型素子（９２）　、　（９４）及び（９６）で構成
され、当該くさび型素子は、鋸歯状外面を有し、各外面
は、細長い部材を通る半径方向内方に向けられた孔に終
端するよう、その外面上でその下端部から上方向に延び
している。棒たる細長い引張り部材（８６）ないしく９
０）は、くさび上の溝内に位置付けられ、第１４図で理
解される如く、その端部は。

内方に曲げられてくさびの上端部にある孔内に係止され
る。特に第１５図からは、棒がくさび型素子（９２）な
いしく９６）の外面から僅かに突出して、３個の棒と第
２くさび（９２）ないしく９６）の間に位置された三角
形状くさび型部材（９８）が、ジヤツキ・ハンマー打撃
捧により上方に駆動されてくさび（９２）ないしく９６
）の間にいたり、インカー・ヘッドを拡張させる際、孔
の壁と高圧力線接触状態を提供する。

ボルトのこの実施例におけるこの孔の口部における引張
り装置は、外方ドーム状座金（１００）及び上方ドーム
状停止部材（１０２）で構成される。上方ドーム状停止
部材（１０２）には、グラウト管用の軸方向に位置され
た穴、及び細長い引張り部材（８６）ないしく９０）の
端部が位置される３個の外方に傾斜した穴が含まれてい
る。棒の外端部は、枠穴の外端部における皿孔切欠内に
位置される棒の端部にボール型形成部（１０４）を提供
するべく、ひっくり返されている。外側切欠きより直径
が小さい第２切欠き（１０６）は、アンカーロッドが適
当にその設計張力に合せて張引られる際、棒のボールが
第２切欠き（１０６）内に引込まれて、鉱坑監視者に棒
がその孔内で適当に引張られたことを示すよう外側切欠
きから穴内にいたっている。

このアンカーロッドは、第１図及び第５図示のロッドを
参照して説明したものと全く同じ形式にて所定位置で引
張られ、グラウト処理される。

先に説明した如く、本発明のアンカーロッドの上端部は
、ボルトのアンカー・ヘッドの下方の細長い引張り部材
の周わりに堅固に付着された適当なテープにより、共に
保持される。当然、長いボルトの場合、細長い部材は、
結束テープ等のストリップにより、隔置インターバルに
て共に保持可能である。

第１０図ないし第１２図、及び第１３図ないし第１７図
のアンカー・ボルトが、−例としてのみ、本明細書で説
明されており、本発明の好適なボルトは、第１図ないし
第４図に図解されたもので、第５図ないし第９図示のボ
ルトは、主に試験がされておらず、同じカテゴリー内に
入り、第１図ないし第４図示のボルトと同じく通常のボ
ルト以上に利点を備えている。

第１図、第５図、および第１４図示のボルトの球根状引
張り装置は、ネジ締め作動をなくすこと、及びナツトの
提供により通常のネジ付きボルト以上に相当経済的に節
約になるだけでなく、ビレットから細長い引張り部材を
熱間圧延することで、所要の断面積を有するストリップ
を形成する経済性は、管状棒又は部分的に管状の形式の
ロッドのコストを更に、低減化するものである。しかし
、本発明のアンカーロッドと細長い引張り素子の組合さ
れた断面積は、これらの素子が製造される材料の所定の
強度に対し最適で、アンカー・ボルトにボルトが設計さ
れている設計引張り荷重能力を提供するものでなければ
ならないことを強調しなければならない。細長い部材の
肉厚は、細長い部材の製造される金属の引張り強度と使
用時にボルトが支承されることが要求される荷重に応じ
て、変えることができる。

通常のボルト比較した第１図及び第５図示のボルトの他
の利点は、おそらく岩石の吐出状態、又は深いレベルの
鉱坑の閉鎖に起因して張力の増加が岩石の吐出状態で経
験される如き急激な高速度の荷重がかかる場合でも、ボ
ルトにかかる荷重が増加する際、ボルトが耐えることが
できるよう。

ボルトの荷重支承能力の損失を伴なわずに、ボルトが増
加引張り力の下に位置される孔の壁に対し、ボルトのア
ンカー・ヘッドが、スリップする傾向がある点である。

グラウト処理されていない状態においては、第１図示の
ボルトは、トンネル作業と鉱坑作業での一時的な支持と
して最適な状態よりも良く作動することが分かった。公
知のボルトに対するこのボルトの大きな利点の１つは、
成る期間にわたる使用後に、おそらく発破作動に近い状
態でボルトは必要があれば、先に述べた如く、ジヤツキ
・ハンマーくさび作用により、再び引張り状態としうる
。

ボルトを再び引張り状態にし、完全なカラムのグラウト
処理が前述の如く行なわれる場合、ボルトは、永久的支
持として応急的に適しており、別々の一時的及び永久的
岩石用ボルト支持体の多くの岩石係止適用例における必
要性を無くすことが分かった。

第１図示のボルトの有効性の例として、ボルト２本が平
滑な壁の金属管内にてボルトを係止し引張るよう、油圧
試験リグを使用して別々に実験室で試験した。アンカー
・ヘッドのくさび係止機構がジヤツキ・ハンマーにより
励起された際のボルト内に誘因される弾力的引張り作用
を決定し、かつアンカー・ヘッドをロックした状態でボ
ルトの引出し力を試験するため、ボルトの引張り部材に
歪計が取付けられた。実験室での試験から、次の満足で
きる結果が得られた。

夾１し虻で！しく秩 １　　　　　　　　１，４４２　　　　　　　　１１．
０２０２　　　　　　　　１．３２４　　　　　　　　
１１．３４０この実験室での試験におけるボルトの引出
し力は、実験室での試験で使用された比較的平滑な壁の
管とは反対に、岩石内にボルトのアンカー・ヘッドがセ
ットされた状態で更に高くなることが予期される。引出
し力は、ボルトの細長い引張り部材（１６）及び（１８
）を作成する目的に採用された材料の引張り限界値内に
あった。

ボルトに対する実験室での試験は、相当に満足できるこ
とが証明されたので、別の試験が南アフリカのウェスタ
ーン・エリア金鉱のレベル８３で実施された。長さ２．
４ｍのボルト４本に歪計が付けられ、試験された。ボル
ト据付は後、ボルト２本にグラウト処理が施され、別の
２本はグラウト処理されず、アンカー・ヘッドのくさび
係止効果は、グラウト処理されていないボルト内で活性
状態にあった。試験の実施にあたり、実験は、グラウト
処理付き、及びグラウト処理無しで、長期の据付は期間
にわたり、ボルトのアンカー・ヘッド係止効率の良好な
評価を与えることが推論された。事前試験読取りが据付
は時及び１４日間に行なわれ、次の表のような結果が得
られた。

１　　　　１．２４２　　　　歪計損傷　　グラウト処
理２　　　　　１．５６３　　　　歪計損傷　　グラウ
ト処理無し３　　　　１．０６４　　　　１．４８　　
　　グラウト処理４　　　　　１．１０４　　　　１．
３３　　　　グラウト処理無し上記の表におけるボルト
番号１及び２に付けられた歪計は、鉱坑作動中に損傷し
、ボルトの性能によって損傷されなかった。損傷されな
い歪計による２本のボルトのプレ・ストレス値は、実験
試験期間にわたり増加したことが、この表から理解され
る。この増加は、おそらく、ボルトが据付けられた深い
レベルの鉱坑内での下盤によるハンギングの極めて僅か
の差に起因したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるアンカー・ボルトの好適実施例
の側断面図、 第２図は、第１図示のボルト端面図、 第３図は、第１図示の３−３線における断面図で描かれ
た第１図のボルトの拡大端面図、第４図は、第１図示の
４−４線における断面図にて示されたボルトの更に別の
断面端面図、第５図は、本発明によるアンカー・ボルト
の第２実施態様の半分断面で表わした側面図、第６図は
、第５図示の６−６線で断面で表わした第５図のボルト
の平面図、 第７図は、第５図示の７−７線で断面図で表わされた第
５図のボルトの平面図、 第８図は、第５図示のボルトの底面図、第９図は、第５
図示のボルトの変形例である第７図と同様の断面による
平面図、 第１０図は、本発明によるアンカー・ボルトの第３実施
例の半分断面で表わした側面図、第１１図は、第１０図
示のボルトのアンカー・ヘッドの断面で表わした側面図
。 第１２図は、第１０図示の１２−１２線における断面図
で表わした第１０図のボルトの平面図、第１３図は、本
発明によるボルトの第４実施例のアンカー・ヘッドの側
面図、 第１４図は、第１３図示のボルトの部分断面による側面
図、 第１５図は、第１４図示のボルトのアンカー・ヘッドの
平面図、 第１６図は、第１４図示の１６−１６線における断面で
示された第１４図のボルトのアンカー・ヘッドの平面図
、 第１７図は、第１４図示の１７−１７線における断面図
で示された第１４図のボルト平面図である。 （１０）アンカーロッド、（１２）アンカー・ヘッド、
（１４）引張り装置、（１６）　（１８）細長い部材、
（４４）　（４６）（４８）鋼製ストリップ、（５２）
球根状停止体、（６８）ネジ付きスリーブ、（６９）細
長い部材、（７０）アンカー・ヘッド、（８６）　（８
８）　（９０）細長い引張り部材、（１０２）上方ドー
ム状停止部材、 （１０４）ボルト型形成部、 （１０６）第２切欠き、 （Ａ）面幅、 （Ｂ）幅寸法 上；−１１ ＄１２ 手続補正書（方式） 平成１年１２月７日

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）岩石用アンカーであって、軸線上で細長い素子を
   通る通路を間に定めるよう隔置された関係にて、細長い
   素子（１０）の長い軸線の周わりに配列されている複数
   個の細長い引張り部材（１６）（１８）；（４４）（４
   ６）（４８）；（６９）（７０）；（８６）（８８）（
   ９０）を含む細長い素子（１０）と、前記細長い素子（
   １０）を孔内に保持するように細長い素子（１０）の一
   端部にあるアンカー（１２）（７０）と、孔内の細長い
   素子（１０）を引張るのに使用する素子（１０）の他端
   部にある引張り装置（１４）（５２）（６８）（１０２
   ）とを含むことを特徴とする岩石用アンカー。
2. （２）引張り部材（１６）（１８）；（４４）（４６）
   （４８）；（６９）（７０）；（８６）（８８）（９０
   ）が、適当な鋼製のストリップであることを特徴とする
   請求項１記載の岩石用アンカー。
3. （３）細長い素子（１０）は、それぞれの断面が弧状に
   なっている２個の引張り素子ストリップ（１６）（１８
   ）；（６９）（７０）を含んでいることを特徴とする請
   求項２記載の岩石用アンカー。
4. （４）細長い素子（１０）は、断面が矩形で、かつ断面
   において、細長い素子（１０）の軸線の周わりに二等辺
   三角形の形態で配列されている３個のストリップ（４４
   ）（４６）（４８）を含んでいることを特徴とする請求
   項２記載の岩石用アンカー。
5. （５）ストリップ（８６）（８８）（８９）の断面が、
   円形になっていることを特徴とする請求項２記載の岩石
   用アンカー。
6. （６）アンカーが、細長い素子（１０）の端末ヘッド部
   分（１２）（７０）、及び少なくとも２個のテーパー付
   き部材（２６）（２８）；（６０）（６２）；（７２）
   （７６）；（９２）（９８）を含み、一方のテーパー付
   き部材（２６）（６２）（７２）（９８）が、細長い素
   子通路内に位置付けられ、他方のテーパー付き部材（２
   ８）（６０）（７６）（９８）が、使用時に、細長い素
   子（１０）のヘッド部分（１２）（７０）の半径方向寸
   法を増加しうるよう、通路内から細長い素子（１０）の
   軸方向に、第１のテーパー付き部材（２６）（６２）（
   ７２）（９８）に対して移動可能であることを特徴とす
   る請求項１乃至５のいずれかに記載の岩石用アンカー。
7. （７）細長い素子（１０）のアンカー・ヘッド部分（１
   ２）（７０）内の各引張り部材（１６）（１８）；（４
   ４）（４６）（４８）；（６９）（７０）は、細長い素
   子（１０）のアンカー・ヘッド部分（１２）（７０）内
   の引張り部材（１６）（１８）；（４４）（４６）（４
   ８）；（６９）（７９）により包囲されている、細長い
   素子通路の断面積が、細長い素子（１０）を通る通路の
   残りの部分の断面積よりも大きくなるよう部材（１０）
   の残りから外方に段付きにされていることを特徴とする
   請求項６記載の岩石用アンカー。
8. （８）アンカーに３個のテーパー付き部材（７２）（７
   ６）が含まれ、部材（７２）の第１部材が、細長い素子
   （１０）の通路内に位置され、細長い素子のアンカー・
   ヘッド部分の自由端部から内方に、その他端部及び細長
   い素子（１０）を通る通路の軸線に向かって内方に傾斜
   しており、かつ、残りのテーパー付き部材（７６）が、
   細長い素子（１０）の外側の殻体であり、各殻体は、素
   子（１０）の軸線方向における細長い部材通路内から殻
   体形成部（７８）上の圧力が殻体（７６）の第１テーパ
   ー部材（７２）に向かい、かつその上で半径方向外方に
   移動させるよう第１テーパー部材（７２）下方の素子（
   １０）のヘッド部分（７０）内の細長い素子通路内に位
   置付けられる引張り部材の２個の部材の間の空間（３８
   ）を通るテーパー形成部（７８）を含むようにした請求
   項６又は７記載の岩石用アンカー。
9. （９）アンカーに、テーパー部分がアンカー・ヘッドの
   自由端部及びアンカー・ヘッドを通る通路の軸線に向っ
   て内方になっているアンカー内の細長い素子（１０）の
   通路内の第１の細長いテーパー付き部材（２６）（６２
   ）（９８）と、第１部材（２６）（６２）（９８）のテ
   ーパー部分と係合する複数個の第２テーパー付き部材（
   ２８）（６０）（９２）と、細長い素子（１０）の通路
   内から第２部材（２８）（６０）（９２）に対向し細長
   い素子（１０）の自由端部に向かう第１テーパー部材（
   ２６）（６２）（９８）の運動で細長い部材（１０）の
   アンカー・ヘッド部分（１２）が半径方向に拡張するよ
   う細長い部材（１０）の端部に向かう第２部材又は各第
   ２部材（２８）（６０）（９２）の運動を制限する引張
   り部材上の装置（３０）とが含まれていることを特徴と
   する請求項６又は７記載の岩石用アンカー。
10. （１０）引張り装置（１４）（５２）（６８）（１０２
    ）が、細長い素子（１０）の端部から半径方向、及び当
    該端部に隣接して突出しかつ使用時に形成部（２２）（
    １０２）上方の細長い素子（１０）上の座金（４２）（
    ５６）（１００）上に支承される形成部（１４）（５２
    ）（１０２）であることを特徴とする１乃至９のいずれ
    かに記載の岩石用アンカー。
11. （１１）引張り部材（１６）（１８）；（４４）（４６
    ）（４８）の各引張り部材が、半径方向外方に張り出し
    て半径方向（１４）（５２）（１０２）の突出部を提供
    する請求項１０記載の岩石用アンカー。
12. （１２）補強リング（３２）（５４）が、引張り部材（
    １６）（１８）；（４４）（４６）（４８）の張り出し
    部分（２２）の間で細長い素子（１０）の通路内に位置
    され、リング（３２）（５４）の内径が、少なくとも細
    長い部材（１０）の通路の直径よりも大きくなっている
    ことを特徴とする請求項１１記載の岩石用アンカー。
13. （１３）各引張り部材（１６）（１８）が、サドル（２
    ４）を形成すべく、その外側張出し部（２２）の下方で
    外方に曲げられ、岩石用アンカーが、引張り部材サドル
    （２４）内の細長い素子（１０）を包囲するリング（３
    ４）を含んでいることを特徴とする請求項１２記載の岩
    石用アンカー。
14. （１４）アンカー内の第１テーパー部材（２６）（６２
    ）（９８）に所定の力を適用した場合にのみ、細長い部
    材（１６）（１８）；（４４）（４６）（４８）；（８
    ６）（８８）（９０）の横方向の分離を可能にするよう
    になっている把持部材と共に、延在素子（１０）のヘッ
    ド部分（１２）内に細長い引張り部材（１６）（１８）
    ；（４４）（４６）（４８）；（８６）（８８）（９０
    ）を保持する把持部材が含まれていることを特徴とする
    請求項９記載の岩石用アンカー。
15. （１５）請求項６乃至１４のいずれかに記載の岩石用ア
    ンカーを引張る方法であって、細長い素子（１０）を、
    そのアンカー・ヘッド部分（１２）が孔の盲端部に向か
    う状態で孔内に位置付ける段階と、細長い素子のヘッド
    部分内のテーパー部材（２６）（６２）（７８）（９８
    ）に当接するよう孔の外部から細長い素子の通路内に金
    属棒（６４）を位置付ける段階と、孔の外側の引張り装
    置（１４）（５２）（１０２）が孔の口部を包囲する材
    料に当接する迄、細長い素子（１０）を孔内に移動させ
    、かつ棒（６４）を更に打撃することにより、アンカー
    ・ヘッド（１２）のテーパー部材（２６）（２８）；（
    ６０）（６２）；（７２）（７６）；（９２）（９８）
    で細長い部材のヘッド部分を、孔の壁部と係止接触状態
    にし、ヘッド（１２）を孔内に係止し、細長い素子（１
    ０）を、孔と引張り装置（１４）（５２）（１０２）の
    間の引張り状態に保持するよう孔の外部から棒（６４）
    を打撃する段階とを含有することを特徴とする岩石用ア
    ンカーの引張り方法。
16. （１６）請求項１乃至１４のいずれかに記載の岩石用ア
    ンカーを予めせん孔した孔内にグラウチングする方法で
    あって、細長い素子（１０）をアンカー（１２）と共に
    孔内に孔の盲端部に向かって位置付ける段階と、孔の口
    部においてアンカー（１２）と引張装置（１４）（５２
    ）（１０２）との間の孔内の細長い素子（１０）を引張
    る段階と、加圧状態下で引張り部材（１６）（１８）；
    （４４）（４６）（４８）；（６９）（７０）；（８６
    ）（８８）（９０）の間の空間（３８）を通して細長い
    素子（１０）を包囲する孔内に逃げるようグラウトを細
    長い素子（１０）の通路内に吐出させる段階とを有する
    ことを特徴とする岩石用アンカーをグラウチングする方
    法。
17. （１７）細長い素子（１０）の通路内の端部がアンカー
    （１２）に隣接する迄、管を当該素子の通路内に供給す
    る段階と、管が細長い素子通路から排出されるのに伴な
    い細長い素子（１０）の通路と当該素子を包囲する孔に
    充填するよう、加圧状態下のグラウトを漸進的に管を通
    して吐出させる段階とを有することを特徴とする請求項
    １６記載の岩石用アンカーをグラウチングする方法。