JPH11173099A - 渦巻鋼管製ロックボルト - Google Patents
渦巻鋼管製ロックボルトInfo
- Publication number
- JPH11173099A JPH11173099A JP33989097A JP33989097A JPH11173099A JP H11173099 A JPH11173099 A JP H11173099A JP 33989097 A JP33989097 A JP 33989097A JP 33989097 A JP33989097 A JP 33989097A JP H11173099 A JPH11173099 A JP H11173099A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rock
- spiral
- steel pipe
- rock bolt
- liquid pressure
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- Pending
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- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 モルタル等の固着剤を要さず、30MPa 程度
の圧力によって瞬時に安定した高い定着力が得られ、か
つ安価に製造できるロックボルトを提供する。 【解決手段】 岩石孔に挿入され間接液圧拡管法により
拡径・固定されるロックボルトであって、鋼板を渦巻状
に２巻き以上巻いた渦巻鋼管からなる渦巻鋼管製ロック
ボルト１。
の圧力によって瞬時に安定した高い定着力が得られ、か
つ安価に製造できるロックボルトを提供する。 【解決手段】 岩石孔に挿入され間接液圧拡管法により
拡径・固定されるロックボルトであって、鋼板を渦巻状
に２巻き以上巻いた渦巻鋼管からなる渦巻鋼管製ロック
ボルト１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル支保工と
しての使用に好適な渦巻鋼管製ロックボルトに関する。
しての使用に好適な渦巻鋼管製ロックボルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】トンネル支保工の一種である岩盤固結用
のロックボルトは、棒鋼製のものが実用化されている。
このロックボルトによる岩盤固結方法は、予め岩盤に適
当な大きさの孔を掘削してこの棒鋼を挿入し、隙間にモ
ルタル、セメント等を圧入して固定する方法である。こ
の方法では、モルタルが固結するまでに１〜３日程度の
時間を要するため、ロックボルトが岩に定着するまでに
同等の時間を要することとなり、施工直後ではその効果
が発揮されていない。さらに、湧水の多い地盤ではモル
タルが固結する前に流出してしまうため、採用するには
不適当である。
のロックボルトは、棒鋼製のものが実用化されている。
このロックボルトによる岩盤固結方法は、予め岩盤に適
当な大きさの孔を掘削してこの棒鋼を挿入し、隙間にモ
ルタル、セメント等を圧入して固定する方法である。こ
の方法では、モルタルが固結するまでに１〜３日程度の
時間を要するため、ロックボルトが岩に定着するまでに
同等の時間を要することとなり、施工直後ではその効果
が発揮されていない。さらに、湧水の多い地盤ではモル
タルが固結する前に流出してしまうため、採用するには
不適当である。
【０００３】また、鋼管製のロックボルトが実用されて
いる。これは、基本的には輪郭を岩石孔より小さくした
鋼管からなり、このロックボルトによる岩盤固結方法
は、岩石孔に挿入後、管内部を加圧して拡管すること
で、管殻を岩石に密着させ岩石との摩擦力によって固定
する方法であり、これによればロックボルトを瞬時に岩
に定着させることができる。
いる。これは、基本的には輪郭を岩石孔より小さくした
鋼管からなり、このロックボルトによる岩盤固結方法
は、岩石孔に挿入後、管内部を加圧して拡管すること
で、管殻を岩石に密着させ岩石との摩擦力によって固定
する方法であり、これによればロックボルトを瞬時に岩
に定着させることができる。
【０００４】この種のロックボルトに関し、例えば、特
公平２−520 号公報には、岩石孔に挿入できるように予
め管殻を内側に深く凹ませて輪郭を小さくし、一端で封
鎖した管形状の膨張ボルトが開示されている。この膨張
ボルトは、岩石孔に挿入後、該ボルト内に他端から圧力
流体を供給加圧して凹み部を膨出させることにより固定
される。
公平２−520 号公報には、岩石孔に挿入できるように予
め管殻を内側に深く凹ませて輪郭を小さくし、一端で封
鎖した管形状の膨張ボルトが開示されている。この膨張
ボルトは、岩石孔に挿入後、該ボルト内に他端から圧力
流体を供給加圧して凹み部を膨出させることにより固定
される。
【０００５】しかし、この膨張ボルトは、製造にあたっ
ては、引抜、圧延折り曲げあるいはこれらの組み合わせ
加工が必要で、さらに一端の封鎖、他端の圧力流体供給
手段との密封継手取付、端部補強スリーブの取付等に溶
接工程を必要とする。そのため、製造工程が複雑多岐に
わたり自ずから高価なものとなる難点を有する。
ては、引抜、圧延折り曲げあるいはこれらの組み合わせ
加工が必要で、さらに一端の封鎖、他端の圧力流体供給
手段との密封継手取付、端部補強スリーブの取付等に溶
接工程を必要とする。そのため、製造工程が複雑多岐に
わたり自ずから高価なものとなる難点を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一方、特公平４−5887
9 号公報では、上記難点を解消できるロックボルトとし
て、所定範囲の外径、肉厚、および肉厚／外径比を有
し、かつＰ、Ｓを所定量含有する中空円断面・両端開口
の鋼管製で、間接液圧拡管法により岩石孔に固定する鋼
管製ロックボルトが提案されている。しかしながら、こ
の鋼管製ロックボルトは、61MPa 以上の非常に高い圧力
を作用させる必要があり、現場での作業には大きな危険
を伴う。
9 号公報では、上記難点を解消できるロックボルトとし
て、所定範囲の外径、肉厚、および肉厚／外径比を有
し、かつＰ、Ｓを所定量含有する中空円断面・両端開口
の鋼管製で、間接液圧拡管法により岩石孔に固定する鋼
管製ロックボルトが提案されている。しかしながら、こ
の鋼管製ロックボルトは、61MPa 以上の非常に高い圧力
を作用させる必要があり、現場での作業には大きな危険
を伴う。
【０００７】本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、モ
ルタル等の固着剤を要さず、30MPa程度の圧力によっ
て、瞬時に安定した高い定着力が得られ、かつ安価に製
造できるロックボルトを提供することを目的とする。
ルタル等の固着剤を要さず、30MPa程度の圧力によっ
て、瞬時に安定した高い定着力が得られ、かつ安価に製
造できるロックボルトを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、岩石孔に挿入
され間接液圧拡管法により拡径・固定されるロックボル
トであって、鋼板を渦巻状に２巻き以上巻いた渦巻鋼管
からなることを特徴とする渦巻鋼管製ロックボルトであ
る。
され間接液圧拡管法により拡径・固定されるロックボル
トであって、鋼板を渦巻状に２巻き以上巻いた渦巻鋼管
からなることを特徴とする渦巻鋼管製ロックボルトであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、渦巻鋼管製ロックボルト
の一例を示す断面図である。図１に示すように、渦巻鋼
管製ロックボルト１は、鋼板を渦巻状に２巻き以上巻い
た渦巻鋼管からなる。なお、図１では、最外巻き端と最
内巻き端の位相を一致させて描いたが、両巻き端の位相
は相互にずれていてもかまわない。
の一例を示す断面図である。図１に示すように、渦巻鋼
管製ロックボルト１は、鋼板を渦巻状に２巻き以上巻い
た渦巻鋼管からなる。なお、図１では、最外巻き端と最
内巻き端の位相を一致させて描いたが、両巻き端の位相
は相互にずれていてもかまわない。
【００１０】この渦巻鋼管製ロックボルト１は、図２に
示すように、岩石孔２に挿入され、間接液圧拡管法によ
り拡径される。なお、間接液圧拡管法とは、岩石孔２に
挿入した渦巻鋼管製ロックボルト１の内部に例えばゴム
チューブ式の液圧膨張加圧器３を（ａ）のように収縮状
態で挿入し、これに高圧液体を供給して（ｂ）、（ｃ）
のように孔奥から順次膨張させることにより拡径する方
法である。
示すように、岩石孔２に挿入され、間接液圧拡管法によ
り拡径される。なお、間接液圧拡管法とは、岩石孔２に
挿入した渦巻鋼管製ロックボルト１の内部に例えばゴム
チューブ式の液圧膨張加圧器３を（ａ）のように収縮状
態で挿入し、これに高圧液体を供給して（ｂ）、（ｃ）
のように孔奥から順次膨張させることにより拡径する方
法である。
【００１１】この渦巻鋼管製ロックボルト１は、最外巻
き端をそのすぐ内側の巻き部にスポット溶接等で数カ所
軽く仮付して拘束しておく。液圧膨張加圧器３を膨張さ
せると、仮付が外れて渦の各巻き層が互いにすべり合い
あるいは層間の摩擦が大きい箇所は多少伸びつつ、渦径
が拡大し、液圧と岩石圧とが釣り合う位置で岩石に密着
する。この過程は瞬時に進行する。そして液圧解除時
（液圧膨張加圧器３の収縮時）には、一旦拡径した渦巻
鋼管を再度巻き締める外力は存在せず、かつ伸びた箇所
のスプリングバックは渦層間に作用する大きい摩擦力に
よって確実に阻止されるから、本発明の渦巻鋼管製ロッ
クボルトは拡径後に縮径することがなく、安定した定着
力が得られる。
き端をそのすぐ内側の巻き部にスポット溶接等で数カ所
軽く仮付して拘束しておく。液圧膨張加圧器３を膨張さ
せると、仮付が外れて渦の各巻き層が互いにすべり合い
あるいは層間の摩擦が大きい箇所は多少伸びつつ、渦径
が拡大し、液圧と岩石圧とが釣り合う位置で岩石に密着
する。この過程は瞬時に進行する。そして液圧解除時
（液圧膨張加圧器３の収縮時）には、一旦拡径した渦巻
鋼管を再度巻き締める外力は存在せず、かつ伸びた箇所
のスプリングバックは渦層間に作用する大きい摩擦力に
よって確実に阻止されるから、本発明の渦巻鋼管製ロッ
クボルトは拡径後に縮径することがなく、安定した定着
力が得られる。
【００１２】渦の巻き数が１巻きでは、重なった渦層が
得られないから、上記スプリングバック阻止効果が得ら
れず、定着力がばらついて安定しない。１巻きに対し
て、２巻以上巻き付ければ所定以上の定着力が得られる
ので渦の巻数は２巻き以上とする。また、渦巻鋼管製ロ
ックボルトは、鋼板をマンドレル等に２巻き以上巻き付
けてその最外巻き端をスポット溶接や拘束バンド等で軽
く拘束するという簡単な工程で製造できるから、製造コ
ストは低くて済む。
得られないから、上記スプリングバック阻止効果が得ら
れず、定着力がばらついて安定しない。１巻きに対し
て、２巻以上巻き付ければ所定以上の定着力が得られる
ので渦の巻数は２巻き以上とする。また、渦巻鋼管製ロ
ックボルトは、鋼板をマンドレル等に２巻き以上巻き付
けてその最外巻き端をスポット溶接や拘束バンド等で軽
く拘束するという簡単な工程で製造できるから、製造コ
ストは低くて済む。
【００１３】渦巻鋼管の素材鋼板は、特に高強度を要求
されないロックボルトであれば、引張強さ40kgf/mm2 級
の普通鋼板でよく、鋼の化学組成は特に限定されない。
無論必要に応じて高張力鋼を用いてもよい。なお、普通
鋼板での板厚は0.6 〜1.6mm程度が望ましい。板厚が 0.
6mm未満では剛性が不足する場合があり、1.6 mmを超え
ると渦巻加工設備能力を大きくしなければならなくなっ
てコスト高になる。また、渦巻き鋼管の巻き数に特に上
限は設けないが、通常の施工条件であれば４巻き程度ま
でで十分である。
されないロックボルトであれば、引張強さ40kgf/mm2 級
の普通鋼板でよく、鋼の化学組成は特に限定されない。
無論必要に応じて高張力鋼を用いてもよい。なお、普通
鋼板での板厚は0.6 〜1.6mm程度が望ましい。板厚が 0.
6mm未満では剛性が不足する場合があり、1.6 mmを超え
ると渦巻加工設備能力を大きくしなければならなくなっ
てコスト高になる。また、渦巻き鋼管の巻き数に特に上
限は設けないが、通常の施工条件であれば４巻き程度ま
でで十分である。
【００１４】
【実施例】発泡モルタル製の模擬地山に孔径45mmφ×孔
深さ1000mmの試験孔を穿孔して岩石孔を模し、板厚0.8
mmの引張強さ40kgf/mm2 級普通鋼板を径34.0mmφのマン
ドレルに３巻きし最外巻き端をそのすぐ内側の巻き部に
数カ所スポット溶接して製造した最大外径39.6mm×長さ
1200mmの渦巻鋼管製ロックボルトを、前記試験孔に挿入
し、図２に示した液圧膨張加圧器（この例では油圧式）
を用いて油圧29MPaをかけて拡径・固定し、引抜試験を
行って定着力を求めて実施例とした。この引抜試験は10
本について行った。なお、定着力は引抜荷重−伸び曲線
の伸び値10mmにおける引抜荷重値で評価した。実施例の
定着力を表１に示す。
深さ1000mmの試験孔を穿孔して岩石孔を模し、板厚0.8
mmの引張強さ40kgf/mm2 級普通鋼板を径34.0mmφのマン
ドレルに３巻きし最外巻き端をそのすぐ内側の巻き部に
数カ所スポット溶接して製造した最大外径39.6mm×長さ
1200mmの渦巻鋼管製ロックボルトを、前記試験孔に挿入
し、図２に示した液圧膨張加圧器（この例では油圧式）
を用いて油圧29MPaをかけて拡径・固定し、引抜試験を
行って定着力を求めて実施例とした。この引抜試験は10
本について行った。なお、定着力は引抜荷重−伸び曲線
の伸び値10mmにおける引抜荷重値で評価した。実施例の
定着力を表１に示す。
【００１５】このように本発明の渦巻鋼管製ロックボル
トによれば、従来の61MPa 以上の非常に高い拡径圧力に
対して、30MPa 程度の低い拡径圧力で高い定着力を安定
して確保することができた。
トによれば、従来の61MPa 以上の非常に高い拡径圧力に
対して、30MPa 程度の低い拡径圧力で高い定着力を安定
して確保することができた。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】かくして本発明によれば、モルタル等の
固着剤を要さず、30MPa 程度の圧力で瞬時に安定した高
い定着力が得られる渦巻鋼管製ロックボルトを安価に提
供できることとなり、トンネル施工の能率および信頼性
の向上に寄与するところが大きい。
固着剤を要さず、30MPa 程度の圧力で瞬時に安定した高
い定着力が得られる渦巻鋼管製ロックボルトを安価に提
供できることとなり、トンネル施工の能率および信頼性
の向上に寄与するところが大きい。
【図１】渦巻鋼管製ロックボルトの一例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】間接液圧拡管法の説明図である。
１ 渦巻鋼管製ロックボルト ２ 岩石孔 ３ 液圧膨張加圧器
フロントページの続き (72)発明者 橋本 修身 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 清水 正則 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 置田 孝一 愛知県半田市川崎町１丁目１番地 川崎製 鉄株式会社知多製造所内 (72)発明者 野間 達也 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 香川 和夫 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 西園 裕一 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 吉富 英太郎 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内
Claims (1)
- 【請求項１】 岩石孔に挿入され間接液圧拡管法により
拡径・固定されるロックボルトであって、鋼板を渦巻状
に２巻き以上巻いた渦巻鋼管からなることを特徴とする
渦巻鋼管製ロックボルト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33989097A JPH11173099A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 渦巻鋼管製ロックボルト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33989097A JPH11173099A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 渦巻鋼管製ロックボルト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11173099A true JPH11173099A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18331784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33989097A Pending JPH11173099A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 渦巻鋼管製ロックボルト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11173099A (ja) |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP33989097A patent/JPH11173099A/ja active Pending
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