JPS6140998A - Method of lock anchor construction - Google Patents

Method of lock anchor construction

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JPS6140998A
JPS6140998A JP16130984A JP16130984A JPS6140998A JP S6140998 A JPS6140998 A JP S6140998A JP 16130984 A JP16130984 A JP 16130984A JP 16130984 A JP16130984 A JP 16130984A JP S6140998 A JPS6140998 A JP S6140998A
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rock
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rope
self
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修 畠山
杉野 堅三
岡田 正夫
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Ube Exsymo Co Ltd
Hazama Ando Corp
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Hazama Gumi Ltd
Ube Nitto Kasei Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、トンネル掘削後の周辺地山の崩壊や、剥離を
防止するロックアンカー工法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a rock anchor construction method for preventing collapse and peeling of surrounding ground after tunnel excavation.

〈発明の背景〉 一般に、ロックアンカー工法は、人工的にトンネル周辺
に軸方向の引張強度を有するロックボルトを挿入埋設し
て、グランドアーチを形成させて、地山の物性値を大き
く改善することにより、周辺地山の崩壊や、剥離を防止
する工法である。このような役割を果たすために、ロッ
クボルトとして使用される材料としては一般に削孔内へ
の挿入の点からは圧縮弾性の高い、棒鋼や異形棒鋼、繊
維強化プラスチツク棒状物などが挙げられるが、これら
の棒状材料では、地山が一様でない場合に削孔口に挿入
可能にした曲げと削孔が長い場合に削孔自体が曲がるこ
とが多く、この曲がりに応じた曲げに応じられない。特
に、削孔内に自硬性材料を充填した後、ロックボルトを
挿入するに際しては、自硬性材料が充填された孔の軸心
の確認は不可能であるので、予め削孔の曲がり、変位な
どを考慮して、削孔の軸心と30度程度の偏心角度をと
もなって挿入されなければならないが、前記従来の棒状
材料では、このような工法に使用できない。また、無理
にロックボルトの先端部が孔壁に接触した状態で挿入す
ると、大きな挿入抵抗が発生するし、仮に孔の軸心に合
せて挿入されたとしても、自重で先端部が孔壁に突刺さ
って挿入抵抗が過大となり、削孔自体が曲がっている場
合には一層挿入抵抗が過大となり施工が難しい。このた
め多くの場合、ロックボルトの後端部を大きな機械力で
打撃しながら挿入しているが十分な挿入ができないし、
挿入に時間を要している。最悪の場合は、ロックボルト
に過大な一層を与えてしまい、損傷して途中で施工が不
能になることもある。
<Background of the Invention> In general, the rock anchor method involves artificially inserting and burying rock bolts with axial tensile strength around a tunnel to form a ground arch and greatly improving the physical properties of the ground. This is a construction method that prevents the surrounding ground from collapsing and peeling. To fulfill this role, materials used as rock bolts generally include steel bars, deformed steel bars, and fiber-reinforced plastic rods, which have high compressive elasticity when inserted into boreholes. These rod-shaped materials are bent to allow insertion into the borehole when the ground is uneven, and the borehole itself is often bent when the borehole is long, and cannot be bent to accommodate this bending. In particular, when inserting a rock bolt after filling a self-hardening material into a drilled hole, it is impossible to confirm the axis of the hole filled with the self-hardening material, so check the bending, displacement, etc. of the drilled hole in advance. In consideration of this, the rod must be inserted at an eccentric angle of about 30 degrees with respect to the axis of the hole being drilled, but the conventional rod-shaped materials cannot be used in such a construction method. Also, if you forcefully insert the lock bolt with its tip touching the hole wall, a large insertion resistance will occur, and even if it is inserted aligned with the axis of the hole, its own weight will cause the tip to touch the hole wall. If the hole gets stuck, the insertion resistance becomes excessive, and if the drilled hole itself is curved, the insertion resistance becomes even more excessive, making construction difficult. For this reason, in many cases, the rear end of the lock bolt is inserted by hitting it with a large mechanical force, but it is not possible to insert it sufficiently.
It takes time to insert. In the worst case, an excessive layer of stress may be applied to the rock bolt, causing damage and making construction impossible.

一方、ロックボルトは埋設して地山を補強した後、トン
ネルの拡径にともなって、地山とともにロックボルトを
切断しながら掘削される場合があるが、この場合金属製
棒鋼のごときものでは切断しにくく、また切断火花が飛
び散るなどの危険がある。この点から、切断の容易な、
ロックボルトとして、合成繊維ロープ状のロックボルト
などが提案されているが、この合成樹脂ロープ状ロック
ボルトは圧縮弾性が極めて小さく削孔に充填した自硬性
材料に抗して削孔内に挿入が不可能であるばかりでなく
、削孔自体の曲りに応じて挿入することもできない。
On the other hand, after rock bolts have been buried to reinforce the ground, as the diameter of the tunnel expands, the rock bolts may be cut along with the ground during excavation. It is difficult to do so, and there is a risk of cutting sparks flying around. From this point, easy to cut,
Synthetic fiber rope rock bolts have been proposed as rock bolts, but these synthetic resin rope rock bolts have extremely low compressive elasticity and cannot be inserted into the borehole against the self-hardening material filled in the borehole. Not only is this impossible, but it also cannot be inserted due to the curvature of the hole itself.

〈発明の目的〉 本発明は、上述の背景に鑑みてなされたものであって、
従来のロックアンカー工法にみられる欠点を解決すべく
、剛性体の棒状のロックボルトに、代わる新規な可撓性
のロックボルトを使用し、これを用いて削孔に挿入する
工法を提供するものである。
<Object of the invention> The present invention has been made in view of the above background, and
In order to solve the drawbacks of the conventional rock anchor construction method, a new flexible rock bolt is used instead of a rigid rod-shaped rock bolt, and this method is used to insert it into a drilled hole. It is.

〈発明の構成〉 上記目的を達成するためにした、本発明の要旨は、地山
に掘削した削孔にアンカー体となる自硬性材料を充填す
る第1の工程と、自硬性材料を充填した削孔に引張部と
してのロックボルトを挿入する第2の工程とからなるロ
ックアンカー工法であって、前記第2の工程に・おいて
、削孔に充填した自硬性材料に抗して削孔内に挿入可能
な圧縮弾性を有し、かつ削孔口に挿入可能にした曲げと
削孔自体の曲がりに応じた曲げ弾性を有する繊維強化熱
硬化性樹脂複合材料よりなるロープ状構造の合成樹脂製
ロックボルトを挿入することを特徴とするロックアンカ
ー工法にある。すなわち、本発明のロックアンカー工法
は、地山にレッグトリルやトリフターなどの削岩機を用
いて、ロックボルトの直径りに対して1.5〜2D程度
のロックボルト孔を削孔した後、モルタルまたは不飽和
ポリエステル樹脂あるいはエポキシ樹脂などの自硬性接
着剤を、コンプレッサーあるいはポンプなどにより削孔
内に充填し、以下に説明する繊維強化熱硬化性樹脂複合
材料よりなるロープ状構造の合成樹脂製ロックボルトを
送給ローラなどにより挿入することを特徴としている。
<Structure of the Invention> The gist of the present invention, which was made to achieve the above object, is a first step of filling a hole drilled in the ground with a self-hardening material that will become an anchor body; A rock anchor construction method comprising a second step of inserting a rock bolt as a tension part into the drilled hole, and in the second step, the drilled hole is inserted against the self-hardening material filled in the drilled hole. Synthetic resin with a rope-like structure made of a fiber-reinforced thermosetting resin composite material that has compressive elasticity that allows it to be inserted into the borehole, and has bending elasticity that corresponds to the bending that allows it to be inserted into the borehole and the bending of the borehole itself. A rock anchor construction method characterized by inserting a manufactured rock bolt. In other words, the rock anchor construction method of the present invention involves drilling a rock bolt hole of approximately 1.5 to 2D relative to the diameter of the rock bolt in the ground using a rock drill such as a leg drill or a trilifter, and then drilling the rock bolt hole with mortar. Alternatively, a self-hardening adhesive such as unsaturated polyester resin or epoxy resin is filled into the drilled hole using a compressor or pump, and a synthetic resin lock with a rope-like structure made of fiber-reinforced thermosetting resin composite material as described below is used. The feature is that the bolt is inserted using a feed roller or the like.

本発明の工法に使用する繊維強化熱硬化性樹脂複合材料
よりなる合成樹脂製ロックボルトは、補強繊維束に熱硬
化性樹脂を含浸させたものを芯材とし、この芯材の外周
を熱可塑性樹脂で被覆した複合スラントを撚合せ或いは
編組した後、未硬化の熱硬化性樹脂を加熱硬化した繊維
強化熱硬化性樹脂複合材料よりなるロープ状構造のもの
である。
The synthetic resin rock bolt made of fiber-reinforced thermosetting resin composite material used in the construction method of the present invention has a core material made of reinforcing fiber bundles impregnated with thermosetting resin, and the outer periphery of this core material is made of thermoplastic resin. It has a rope-like structure made of a fiber-reinforced thermosetting resin composite material made by twisting or braiding resin-coated composite slants and then heating and curing uncured thermosetting resin.

さらに詳細に説明するならば、上記合成樹脂製ロックボ
ルトは、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維
、ポリエステル繊維、ビニロン繊維などの高強度にして
低伸度の補強繊維束に不飽和ポリエステル樹脂、エポキ
シ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸して円状に賦形した芯
材に、各種ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリプロピレンのホモポリマ又は共重合体、各種ナ
イロン、各種ABSなどの熱可塑性樹脂を環状に被覆し
て複合ストランドを形成し、この未硬化の複合ストラン
ドを、複数本例えば8本編組して八つ打ちロープ(以下
エイトロープと称す)あるいは1本を軸心にその外周に
6本撚り合せた1×6タイプロープのごときロープ状構
造を形成し、しかる後加熱して熱硬化性樹脂を硬化せし
めた繊維強化熱硬化性樹脂複合材料よりなるロープ状の
構造をなしている。
To explain in more detail, the above-mentioned synthetic resin rock bolt is made of high-strength, low-elongation reinforcing fiber bundles such as glass fiber, aromatic polyamide fiber, carbon fiber, polyester fiber, vinylon fiber, and unsaturated polyester resin. A core material impregnated with a thermosetting resin such as an epoxy resin and shaped into a circular shape is heated using various polyethylenes, ethylene-vinyl acetate copolymers, polypropylene homopolymers or copolymers, various nylons, various ABS, etc. A composite strand is formed by coating a plastic resin in an annular shape, and a plurality of uncured composite strands, for example eight, are braided to create an eight rope (hereinafter referred to as an eight rope) or one rope as the axis and its outer periphery. A rope-like structure such as a 1×6 type rope is formed by twisting six strands together, and then heated to harden the thermosetting resin to form a rope-like structure made of a fiber-reinforced thermosetting resin composite material. There is.

特にこの合成樹脂製ロックボルトは、硬化後においてロ
ープ状構造を形成する複合ストランドの、隣接する各ス
トランドの熱可塑性樹脂どうしが、その接触部において
長手方向の一部もしくは全部が融着接合された構造によ
り圧縮弾性及び曲げ弾性を満足させるとともに、後述す
るように圧縮弾性率を150 kg/ rrn2以上1
曲げ弾性率を15kg/mm”〜100kg/mu”の
範囲として自硬性材料を充填している削孔内に挿入し易
くしている。
In particular, in this synthetic resin rock bolt, the thermoplastic resin of each adjacent strand of the composite strand that forms a rope-like structure after curing is partially or entirely fused in the longitudinal direction at the contact area. The structure satisfies compressive elasticity and bending elasticity, and as described later, the compressive elastic modulus is 150 kg/rrn2 or more1
The bending elastic modulus is set in the range of 15 kg/mm" to 100 kg/mu" to facilitate insertion into a drilled hole filled with a self-hardening material.

また、本発明の合成樹脂製ロックボルトの引張力は、施
工条件にもとづき要求される値により異なるが、概ね5
 ton以上の値を有し、この強力を得るための複合ス
トランドの芯材の寸法は、例えばエイトロープ、あるい
は1×6タイプロープで、補強繊維束をガラスロービン
グ、熱硬化性樹脂を不飽和ポリエステルとした場合で、
その断面を概略円形とみなして直径約3.5 rm程度
となり、その外周に0.5 ra厚程度の熱可塑性樹脂
による被覆が施されている。
In addition, the tensile force of the synthetic resin rock bolt of the present invention varies depending on the required value based on the construction conditions, but is approximately 5.
The dimensions of the core material of the composite strand to obtain this strength are, for example, eight rope or 1 x 6 type rope, the reinforcing fiber bundle is glass roving, and the thermosetting resin is unsaturated polyester. In the case that
Its cross section is assumed to be approximately circular, with a diameter of approximately 3.5 rm, and its outer periphery is covered with a thermoplastic resin having a thickness of approximately 0.5 ra.

前記したように自硬性材料を充填した削孔に前記合成樹
脂製ボルトを挿入するに際し、挿入施工を容易にするた
めに圧縮弾性率は150kg/mn2以上が望ましく、
この値以下の場合は、ロープ状構造の複合ストランドが
単独に変位し、例えばロープ状構造が拡径するなどして
挿入抵抗が大になり、削孔全長にわたる挿入が困難とな
り、一方、曲げ弾性率は合成樹脂製ロックボルトの形態
的要素にもよるが15 kg/ rrrn2〜100 
kg/ mm”の範囲が望ましく、この範囲においては
、可撓性の特徴が活かされるが、100kg/mm2以
上のときは、ロックボルトの弾性が乏しくなって本発明
による工法が不可能となり、15 kg / mm2以
下においては自重よる先端の撓みが大きくなって円滑な
挿入ができないなどの障害が起る。
As mentioned above, when inserting the synthetic resin bolt into a drilled hole filled with a self-hardening material, the compressive elastic modulus is preferably 150 kg/mn2 or more to facilitate insertion work.
If the value is below this value, the composite strand of the rope-like structure will be displaced independently, for example, the rope-like structure will expand in diameter, and the insertion resistance will become large, making it difficult to insert the entire length of the hole. The rate is 15 kg/rrrn2 to 100 depending on the form factor of the synthetic resin rock bolt.
A range of 100 kg/mm2 is desirable, and in this range, the flexibility characteristics can be taken advantage of, but if it is over 100 kg/mm2, the elasticity of the rock bolt becomes poor and the construction method according to the present invention becomes impossible. If the weight is less than 1 kg/mm2, the tip bends greatly due to its own weight, causing problems such as difficulty in smooth insertion.

また、前記した熱可塑性樹脂の融着接合を長手方向に沿
って一部とするか、全部とするかはロックボルトとして
要求される条件により決定すれば良いが、例えば削孔の
自硬性材料としてモルタルを使用する場合などは、融着
接合が全くしていないかあるいは一部の融着接合のみで
は、挿入に際して複合ストランドの間隙がモルタルの成
分を濾過分離して、セメントミルク分を選択的に排出す
るなどの障害もあることから長手方向に全面にす。
Furthermore, whether the above-mentioned thermoplastic resin fusion bond is applied to a part or all of the longitudinal direction may be determined depending on the conditions required for the rock bolt, but for example, as a self-hardening material for drilling holes, When using mortar, if there is no fusion bonding at all or only some fusion bonding, the gaps between the composite strands will filter and separate the components of the mortar upon insertion, selectively removing the cement milk. Since there are obstacles such as discharge, it is necessary to cover the entire surface in the longitudinal direction.

たって融着接合していることが好ましい。また、本発明
の合成樹脂製ロックボルトの複合ストランドにおいて、
芯材の繊維強化熱硬化性樹脂硬化物と被覆熱可塑性樹脂
との接合面が、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂が相互に化
学的親和性を有するものや、溶解度因子の近似したもの
などを組合せて選択するなどして、接着力によって接合
させることも可能であるが、非接看性どうしの組合せで
も。
It is preferable to fusion-bond them vertically. Furthermore, in the composite strand of the synthetic resin lock bolt of the present invention,
The bonding surface between the fiber-reinforced thermosetting resin cured core material and the coating thermoplastic resin is one in which the thermosetting resin and the thermoplastic resin have mutual chemical affinity or have similar solubility factors. Although it is possible to select a combination of materials and join them using adhesive force, it is also possible to combine them with non-contact materials.

芯材に対して熱可塑性樹脂による被覆部が、その収縮力
などにより密着していれば、ロープ状構造の特徴と相ま
って、ロックボルトとしての機能が充分発揮できる。
If the thermoplastic resin coating is in close contact with the core material due to its shrinkage force, combined with the characteristics of the rope-like structure, it can fully function as a lock bolt.

なお、ロックボルトによるアンカー定着力は、ロックボ
ルトと削孔に充填した自硬性材料との接着力を介して、
自硬性材料と地山との接着力に依存するが、本発明にお
いては、自硬性材料と合成樹脂性ロックボルトの接着は
、複合ストランドを編組あるいは撚合せたロープ状構造
による凹凸面と自硬性材料との少なくともアンカー効果
的接着に依存することから、ロープ状構造における複合
ストランドの撚り程も重要となる。本発明に使用する合
成樹脂製ロックボルトの、この撚り程は、ロックボルト
として要求される定着力などにより決定されるが、概ね
600+n+n以下が望ましい。また、前述の複合スト
ランドの熱可塑性樹脂と芯材の熱可塑性樹脂および複合
ストランドの熱可塑性樹脂と削孔に充填する自硬性材料
が、相互に溶解度因子などの近似した材料を選択して組
合せれば、各接合界面の接着力が強固となって、芯材の
補強力が高い効率で発現出来る。
The anchor anchoring force of the rock bolt is achieved through the adhesive force between the rock bolt and the self-hardening material filled in the hole.
Although it depends on the adhesive force between the self-hardening material and the ground, in the present invention, the bonding between the self-hardening material and the synthetic resin rock bolt is achieved by bonding the self-hardening material and the synthetic resin rock bolt to the uneven surface of the rope-like structure made of braided or twisted composite strands. The degree of twist of the composite strands in the rope-like structure is also important, since it depends on at least the anchoring effective adhesion with the material. The degree of twist of the synthetic resin lock bolt used in the present invention is determined by the fixing force required for the lock bolt, but it is preferably approximately 600+n+n or less. In addition, the thermoplastic resin of the composite strand described above, the thermoplastic resin of the core material, and the thermoplastic resin of the composite strand and the self-hardening material to be filled in the drilled hole are combined by selecting materials that have similar solubility factors to each other. For example, the adhesive force at each bonding interface becomes strong, and the reinforcing force of the core material can be expressed with high efficiency.

〈実施例〉 以下、本発明工法の好適な実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。
<Embodiments> Hereinafter, preferred embodiments of the construction method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

実施例1 孔径36m++、孔長4mの削孔1に、自硬性材料2と
してフロー価190nnの固練りのモルタルをポンプに
より注入充填した後、ロックボルト3として下記に詳細
に説明する構成の合成樹脂製ロックボルトを偏心角度0
を06〜40’の範囲で10°ごとに送給ローラ4によ
り挿入して、その挿入抵抗を比較した。その結果、偏心
角度すなわち、削孔の軸心から30°迄の範囲では、最
大で70−はどの小さな挿入抵抗で、完全な施工が可能
であった。
Example 1 A hardened mortar with a flow value of 190 nn was injected into a drilled hole 1 with a hole diameter of 36 m++ and a hole length of 4 m as the self-hardening material 2 using a pump, and then a synthetic resin having the structure described in detail below was used as the rock bolt 3. Manufactured rock bolt with eccentric angle 0
were inserted by the feed roller 4 every 10 degrees in the range of 06 to 40', and the insertion resistances were compared. As a result, complete construction was possible with a small insertion resistance of up to 70° at an eccentric angle, that is, within a range of 30° from the axis of the hole being drilled.

本実施例に使用した合成樹脂製ロックボルトは、複合ス
トランド5の芯材6には、補強繊維7としてガラス繊維
、熱硬化性樹脂8として不飽和ポリエステル樹脂を使用
し、その外周の被覆9には、エチレン−酢酸ビニル共重
合体を使用し、この複合ストランドをエイトロープ状に
編組して加熱硬化したもので、芯材のガラス繊維の体積
含有率が49%、概略円形断面をなす該複合ストランド
の芯材の直径5.5rru、被覆部の外径6.7 ml
であり、8本の複合ストランドの被覆樹脂は、隣接する
各ストランドが相互に、長手方向にわたってほぼ相互に
融着接合した、最大径部で24.3nm、最小径部16
.8imの寸法形状である。この合成樹脂製ロックボル
トの圧縮弾性率は588 kg/mn2、曲げ弾性率は
24 、3 kg / +am 2で、引張強力は13
.4 Tonであった。
The synthetic resin rock bolt used in this example uses glass fiber as the reinforcing fiber 7 for the core material 6 of the composite strand 5, unsaturated polyester resin as the thermosetting resin 8, and the outer coating 9 for the core material 6 of the composite strand 5. is a composite strand made of ethylene-vinyl acetate copolymer, braided into an 8-rope shape, and heat-cured.The volume content of glass fiber in the core material is 49%, and the composite has a roughly circular cross section. Strand core diameter: 5.5 rru, outer diameter of covering: 6.7 ml
The coating resin of the eight composite strands has a maximum diameter of 24.3 nm and a minimum diameter of 16 nm, in which the adjacent strands are fused and bonded almost to each other in the longitudinal direction.
.. It has a size and shape of 8im. The compressive modulus of this synthetic resin rock bolt is 588 kg/mn2, the bending modulus is 24.3 kg/+am2, and the tensile strength is 13
.. It was 4 tons.

なお、本発明において圧縮弾性率および曲げ弾性率は、
次の方法により測定した。すなわち、圧縮弾性率は、3
00mmの長さの試料を軸心方向に10mm/分の速度
で圧縮して、圧縮荷重−歪線図を自動的に記録し、その
接線勾配を求めて圧縮弾性率とした。また、曲げ弾性率
は、150nn+長の試料を支点間距離10100lに
て荷重速度10mn/分で三点曲げ試験を行ない、前述
同様荷重−歪曲線の接線勾配より測定した。
In addition, in the present invention, the compressive elastic modulus and the bending elastic modulus are
It was measured by the following method. That is, the compression modulus is 3
A sample with a length of 00 mm was compressed in the axial direction at a speed of 10 mm/min, a compressive load-strain diagram was automatically recorded, and the tangential slope was determined to be the compressive modulus of elasticity. The bending elastic modulus was measured by performing a three-point bending test on a sample having a length of 150 nn+ at a distance between fulcrums of 10,100 l and a loading rate of 10 mm/min, and measuring the tangential slope of the load-strain curve as described above.

なお、この曲げ弾性率の測定方法では、ロープ状構造に
よる形態的な変形挙動も反映された数値が得られている
のであって、一般的測定、すなわち均質材料による均一
断面形状物の測定によるときの様な普遍性のある数値で
はない。
Note that this method of measuring the bending modulus of elasticity yields a value that also reflects the morphological deformation behavior of the rope-like structure. It is not a universal value like .

実施例2 実施例1と比較して合成樹脂製ロックボルトが1×6タ
イプのロープ状構造で下記に詳細に説明する構成である
ほかは、実施例1と同一の条件で施工を行なった。
Example 2 Construction was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the synthetic resin lock bolt had a 1×6 type rope-like structure and had a configuration described in detail below.

すなわち、本実施例に使用した合成樹脂製ロックボルト
は、実施例1と同じ組成の複合ストランドから構成され
るが、その複合ストランドの寸法形状は芯材の直径が6
.5側、被覆部の直径が7.7mで、この複合ストラン
ドの1本を軸心としてその外周に6本の複合ストランド
を撚合せ、かつ、各複合ストランドの被覆部は相互に長
手方向に全面にわたって融着した1×6タイプのロープ
構造で、最大径24mn、最小径21mm、圧縮弾性率
840 kg / mm”、曲げ弾性率73 kg /
 rtn2、引張強力14Tonのものである。
That is, the synthetic resin rock bolt used in this example is composed of composite strands with the same composition as in Example 1, but the dimensions and shape of the composite strands are such that the diameter of the core material is 6.
.. On the 5th side, the diameter of the covering part is 7.7 m, and six composite strands are twisted around the outer circumference with one of the composite strands as the axis, and the covering parts of each composite strand are mutually arranged on the entire surface in the longitudinal direction. 1×6 type rope structure fused across the length, maximum diameter 24mm, minimum diameter 21mm, compression modulus 840 kg/mm”, bending modulus 73 kg/mm”
rtn2, tensile strength 14Ton.

この合成樹脂製ロックボルトは、偏心角度306迄は、
最大で70kg程度の挿入抵抗で完全な施工が可能であ
った。
This synthetic resin lock bolt has eccentric angles up to 306.
Complete construction was possible with a maximum insertion resistance of about 70 kg.

比較例1 実施例1に比較して、複合ストランドの被覆部分に低密
度ポリエチレンを使用し、この被覆部がその長さ方向に
わたって相互に融着接合していないほかは実施例1と同
一構成のエイトロープ状構造の合成樹脂製ロックボルト
を、実施例1と同一の削孔に送給ローうにより圧入した
ところ、偏心角O°すなわち水平方向の挿入においても
、挿入深さ1.2mで挿入抵抗が急激に増加し全長にわ
たる挿入は不可能であった。
Comparative Example 1 Compared to Example 1, a sample having the same structure as Example 1 except that low-density polyethylene was used for the covering portion of the composite strand, and the covering portion was not fused and bonded to each other along its length. When a synthetic resin rock bolt with an eight-rope structure was press-fitted into the same hole as in Example 1 using a feeding row, it was inserted at an insertion depth of 1.2 m even when inserted at an eccentric angle of 0°, that is, in the horizontal direction. Resistance increased rapidly and insertion over the entire length was impossible.

なお、この合成樹脂製ロックボルトの寸法形状は実施例
1と同一であるが、圧縮弾性率は35kg/mu2、曲
げ弾性率11 kg/ mm2と、両者とも低いもので
あった。
The dimensions and shape of this synthetic resin lock bolt were the same as in Example 1, but the compression modulus was 35 kg/mu2 and the bending modulus was 11 kg/mm2, both of which were low.

比較例2 比較例1の合成樹脂製ロックボルト、すなわち複合スト
ランドの被覆部が非接着構造のロープ状構造物の外周を
、接着性ポリプロピレンにより肉厚約1mで被覆して一
体形状化して、複合ストランドの拘束性をはかった被覆
エイトロープ状のロックボルトを使用して、前述同様の
施工テストを行った。この場合は偏心角O°すなわち水
平方向の挿入において挿入深さ3.5mで挿入抵抗が4
60kgと過大となり挿入困難となった。
Comparative Example 2 The outer periphery of the synthetic resin rock bolt of Comparative Example 1, that is, the rope-like structure in which the covering portion of the composite strand has a non-adhesive structure, is coated with adhesive polypropylene to a thickness of approximately 1 m to form a composite A construction test similar to that described above was conducted using a coated eight-rope rock bolt designed to restrain the strands. In this case, the insertion resistance is 4 at an eccentric angle of 0°, that is, at an insertion depth of 3.5 m when inserted in the horizontal direction.
It weighed 60 kg, which made it difficult to insert it.

なお、本比較例に使用した被覆エイトロープ状ロックボ
ルトの圧縮弾性率は122kg/(財)2、曲げ弾性率
は12 kg / in”であった。
The compressive elastic modulus of the coated eight-rope rock bolt used in this comparative example was 122 kg/2, and the bending elastic modulus was 12 kg/in''.

以上の実施例および比較例の合成樹脂製ロックボルトの
構成、物性、施工性および曲げ弾性の目安として、第7
図に示すごとくロックボルト1000mmの梁長につい
て片持支持して、その自由端に5kgの荷重を加えたと
きの弦の長さLmnを測定した結果をまとめて第1表に
示す。
As a guideline for the structure, physical properties, workability, and bending elasticity of the synthetic resin rock bolts of the above examples and comparative examples, the seventh
Table 1 summarizes the results of measuring the chord length Lmn when a rock bolt with a beam length of 1000 mm is cantilever supported as shown in the figure and a load of 5 kg is applied to its free end.

なお、弦の長さと可撓性の関係は、Lの長さが小さいほ
ど屈撓性に富む傾向にある。
The relationship between string length and flexibility is such that the smaller the length of L, the more flexible the string is.

(以下余白) 〈発明の効果〉 以」二詳細に説明したように、本発明のロックアンカー
工法によれば、孔細心から最大30度程度の角度まで、
最大70kgはどの小さな挿入力で完全な施工が出来る
。また、本発明の工法に使用するロックボルトは、繊維
強化熱硬化性樹脂複合材によるロープ状構造よりなり、
圧縮弾性および曲げ弾性を併せ持つとともに、鉄と同程
度の高い引張強度を有しており、これらの物性的特徴か
ら、本発明工法では偏心挿入が容易であること、削孔自
体の曲がりに対する挿入追随性があること、ロックボル
ト自体をエンドレスでドラム状に巻いた状態で供給でき
、また、このため任意長での切断が可能であること、さ
らに軽量で取扱いが容易であること、耐蝕性があること
、ロックボルト埋設後のトンネル拡径に伴う切断が容易
であることなど施工上数々の効果をもたらすことができ
る。
(The following is a blank space) <Effects of the Invention> As explained in detail below, according to the rock anchor construction method of the present invention, the angle of up to about 30 degrees from the fine hole can be
A maximum of 70 kg can be completely installed with any small insertion force. In addition, the rock bolt used in the construction method of the present invention has a rope-like structure made of fiber-reinforced thermosetting resin composite material,
It has both compressive elasticity and bending elasticity, as well as high tensile strength comparable to that of steel. Due to these physical characteristics, the method of the present invention allows for easy eccentric insertion and the ability to follow the bending of the hole itself. The rock bolt itself can be supplied in an endless drum-shaped state, and therefore it can be cut to any length, it is lightweight and easy to handle, and it is corrosion resistant. In addition, it can bring many benefits in construction, such as ease of cutting when tunnel diameter is expanded after rock bolts are buried.

これらの、本発明による数々の効果は、とくに、トンネ
ル掘削において地山が悪く、掘削後の応力開放が大きく
なって崩落が懸念されるため、小さな断面の先進トンネ
ルを掘り、しかる後比較的長いロックボルトを打設して
地山を補強し、次の切り拡げ時にこのロックボルトを切
断するような方式を採る場合に特に顕著な効果をあられ
す。すなわち、本発明の工法によれば、比較的小さな断
面の先進トンネルを掘削後、補強すべき地山に削孔を穿
設し、その後自硬性樹脂材料を該削孔に注入充填し、し
かる後可撓性のある本発明のロックボルトを偏心角O〜
30’の範囲で比較的小さな挿入力で挿入出来、また削
孔の変位に対するロックボルトの変形追従性があるので
、削孔全長にわたって挿入出来るとともに、事後のトン
ネル断面の拡大掘削に際しては、該ロックボルトは容易
かつ安全に切断出来るなど、従来の剛性のある金属性ロ
ックボルトなどを使用する工法に比較して、施工性が著
しく改善され、掘削工事の安全性と工費の縮減、工期の
短縮がはかれる。
These numerous effects of the present invention are particularly due to the fact that when tunnel excavation is carried out, the ground is poor and the stress release after excavation is large and there is a fear of collapse. This is particularly effective when a method is adopted in which rock bolts are driven to reinforce the ground and then cut during the next cutting and spreading. That is, according to the construction method of the present invention, after excavating an advanced tunnel with a relatively small cross section, a hole is drilled in the ground to be reinforced, and then a self-hardening resin material is injected and filled into the hole. The flexible lock bolt of the present invention has an eccentric angle of O~
It can be inserted with a relatively small insertion force within the range of 30', and the lock bolt can follow the deformation of the drilled hole, so it can be inserted over the entire length of the drilled hole, and when enlarging the tunnel cross section afterward, the lock bolt can be inserted with a relatively small insertion force. Bolts can be easily and safely cut, and workability is significantly improved compared to conventional construction methods that use rigid metal rock bolts, etc., making excavation work safer, reducing construction costs, and shortening construction time. It is measured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の工法によるロックボルトの挿入施工
状態の一例を示す模式図、第2図および第3図は、本発
明の工法に使用する繊維強化熱硬化性樹脂複合材料より
なるロープ状構造の一例を示す側面図、第4図、第5図
はそれぞれ第2図および第3図の断面図、第6図は、本
発明における合成樹脂製ロックボルトの複合ストランド
の構成を示す斜視図、第7図は、本発明における曲げ弾
性の目安としての物性測定方法の概略図である。 1・・削孔、2・・自硬性材料、3・・繊維強化熱硬化
性樹脂複合材料よりなるロープ状構造のロックボルト。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a state in which rock bolts are inserted according to the construction method of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are ropes made of fiber-reinforced thermosetting resin composite material used in the construction method of the present invention. 4 and 5 are cross-sectional views of FIGS. 2 and 3, respectively, and FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the composite strand of the synthetic resin rock bolt in the present invention. 7 are schematic diagrams of a method for measuring physical properties as a measure of bending elasticity in the present invention. 1. Hole drilling, 2. Self-hardening material, 3. Rope-like structure rock bolt made of fiber-reinforced thermosetting resin composite material.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)地山に掘削した削孔にアンカー体となる自硬性材
料を充填する第1の工程と、自硬性材料を充填した削孔
に引張部としてのロックボルトを挿入する第2の工程と
からなるロックアンカー工法であって、前記第2の工程
において、削孔に充填した自硬性材料に抗して削孔内に
挿入可能な圧縮弾性を有し、かつ削孔口に挿入可能にし
た曲げと削孔自体の曲がりに応じた曲げ弾性を有する繊
維強化熱硬化性樹脂複合材料よりなるロープ状構造の合
成樹脂製ロックボルトを挿入することを特徴とするロッ
クアンカー工法。
(1) A first step of filling a hole drilled in the ground with a self-hardening material that will become an anchor body, and a second step of inserting a rock bolt as a tension part into the hole filled with the self-hardening material. A rock anchor construction method comprising: in the second step, the material has compressive elasticity that can be inserted into the borehole against the self-hardening material filled in the borehole, and can be inserted into the borehole opening. A rock anchor construction method characterized by inserting a synthetic resin rock bolt with a rope-like structure made of a fiber-reinforced thermosetting resin composite material that has bending elasticity according to bending and bending of the hole itself.
(2)繊維強化熱硬化性樹脂複合材料よりなる合成樹脂
製ロックボルトが、補強繊維束に熱硬化性樹脂を含浸さ
せたものを芯材とし、この芯材の外周を熱可塑性樹脂で
被覆した複合ストランドを撚合せ或いは編組した後、未
硬化の熱硬化性樹脂を加熱硬化し、かつ隣接する前記複
合ストランドの熱可塑性樹脂はその接触部において一部
もしくは全部が融着接合されたロープ状構造よりなり、
このロープ状構造が削孔に充填した自硬性材料に抗して
挿入可能な圧縮弾性として150kg/mm^2以上の
圧縮弾性率を有し、かつ削孔口に挿入可能にした曲げと
削孔自体の曲がりに応じた曲げ弾性として15kg/m
m^2〜100kg/mm^2の範囲の曲げ弾性率を有
することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のロ
ックアンカー工法。
(2) A synthetic resin rock bolt made of fiber-reinforced thermosetting resin composite material has a core material made of reinforcing fiber bundles impregnated with thermosetting resin, and the outer periphery of this core material is covered with thermoplastic resin. After twisting or braiding the composite strands, the uncured thermosetting resin is cured by heating, and the thermoplastic resin of the adjacent composite strands is partially or completely fused and bonded at the contact part to form a rope-like structure. It becomes more,
This rope-like structure has a compressive elastic modulus of 150 kg/mm^2 or more so that it can be inserted against the self-hardening material filled in the hole, and can be inserted into the hole opening by bending and drilling. 15kg/m as bending elasticity according to the bending of itself
The rock anchor construction method according to claim 1, characterized in that the rock anchor has a bending modulus in the range of m^2 to 100 kg/mm^2.
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