KR100311357B1 - 록크볼트 - Google Patents

Abstract

그 내측단에 확장 부싱(14)이 설치된, 암벽에 뚫은 구멍(11)에 록크볼트(12)를 체결하는 기구, 록크볼트의 외측단에는 와셔 형상의 압력부재(18)가 설치되어 너트(16)에 의해 암벽(19)을 압착한다.

또한, 록크볼트(12)에는 적어도 그 자유장의 최대치를 초과하는 튜브(23)가 삽설되며, 이를 통해 시멘트 모르타르가 암벽구멍의 내측단부에 공급되어 구멍 내부의 공기를 배출한다. 튜브는 그 내부에 형성된 환형통로를 통해 시멘트 모르타르가 이송되도록 연결함이 바람직하다.

Description

[발명의 명칭]

록크볼트(Rockbolt)

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 록크볼트 체결기구, 보다 상세하게는 특허청구범위 제1항의 도입부에 기술된 기구에 관한 것이다.

[배경]

터널내 등에서 록크볼트에 의해 영구적 안전조치를 취할 때, 부식방지가 요구된다. 이를 위해 시멘트접합 액상 모르타르(cementing grout) 가압주입 또는 시멘트 액상 모르타르 주입(cement grouting)에 의해 완전히 몰드 처리할수도 있다. 볼트는 통상적으로 고온아연도금하거나 분체도장한다.

부식방지에 관한 어떤 요건이 없을 경우, 작업장 안전에 이용되는 볼트의 사용과 고착력(fastening)을 높이고 부식방지를 확실히 하기 위해 뒤따르는 시멘트 접합을 조합시키는 것이 바람직하다.

이를 위해 내측단부에 확장 부싱(expansion bushing)을 가지는 튜브형 볼트가 사용되어 왔다. 문제점에 대한 이러한 해결책은 추후에 시멘트접합을 해도 되지만, 튜브형 볼트의 가격이 강철볼트의 대략 2배이므로 비용이 비싸다. 이에 더하여, 이 해결책은 부정확한 액상 모르타르 점도(grout consistency)에 대해 민감하다 (불안정하다).

시멘트 주입호스와 배기튜브를 사용하여 강철로드를 후처리하는 것이 제안되어 있다. 이 강철로드는 확장 부싱에 의해, 또는 예를 들어 폴리에스터 통 (cartridge)과 같은 플라스틱 모르타르 주입에 의해 그 내측단부가 고정된다. 아울러, 구멍의 바닥부까지 배기튜브가 삽입되는 한편 시멘트 주입호스가 구멍속으로 대략 25cm 삽입된다. 다음으로, 구멍의 외측부분은 시멘트접합 액상 모르타르를 주입하기 전에 밀봉기포(sealing foam)에 의해 밀봉된다. 그리고, 구멍내의 공기는 배기튜브를 통해 배출된다.

이러한 시멘트접합은 추가적인 체결시간를 필요로 하고, 밀봉기포를 사용하는 불량밀봉에 의해 약화된다. 이로 인해 구멍이 채워지기 전에 누설(leakage)이 일어나고, 볼트의 일부가 시멘트접합 액상 모르타르에 의해 덮여지지 아니한다.

[목적]

본 발명의 주목적은 보다 빨리 사용할 수 있고 공지방법에 있어서 보다 값싼 장비를 사용하여 록크볼트를 체결하는 기구를 제공하는 것이다. 나아가, 불량고착 작업에 의해 야기된 볼트결함에 따른 파손을 방지하기 위해, 고착작업의 충분한 품질과 안전성을 보장해야 한다. 볼트의 수명과 안전성을 증가시키기 위해, 지속성 부식방지를 부여하는 고착작업 방법을 제공하는 것이 특별한 목적이다.

[발명]

본 발명은 특허청구의 범위의 특징부분에 기술되어 있고, 그 이상의 특징과 상세한 사항은 나머지 청구항에 설명되어 있다.

본 발명을 실시하기 위해, 하나의 저렴하고 용이하게 장착되는 튜브만이 필요하다. 이튜브는 플라스틱으로 아주 싸게 제작할 수 있으며, 암벽에 체결하기에 앞서 미리 또는 체결할 때 예를 들어, 폭파작업중 터널앞에서 록크볼트에 쉽게 장착할 수 있다. 본 기구는, 록크볼트의 고착과 부식방지를 보장하기 위해 액상 모르타르 또는 다른 시멘트접합 물질을 사용하는 사후 시멘트접합(later cementing)을 위해 사용할 수 있다. 이렇게 함으로써, 작업중의 보호책으로서의 록크볼트의 신속한 삽입을 성취할 수 있고, 록크볼트의 내측단부에 확장 부싱이 설치될(loaded) 수 있다. 튜브에 의해 암벽구멍으로부터의 완전한 공기배출과 그에 상응한 시멘트접합 액상 모르타르의 주입 및 보호책으로서의 요구조건이 보장되므로, 시멘트접합 액상 모르타르의 신속한 가압주입을 할 수 있다.

특허청구범위의 독립항과 실시예의 설명에 기술되어 있듯이, 튜브는 상이한 방법으로 지지요소에 고정할 수 있고, 상이한 재료 그리고 상이한 형상으로 제작할 수도 있다.

[실시예]

본 발명의 하나의 실시예를 첨부도면을 참고로 보다 상세하게 설명하기로 하는 바, 제1도는 정단면이고, 제2도는 제1도의 기구의 외측단부의 확대상세도이다.

제1도에는 내측단부에 나사산(13)이 형성되고 확장 부싱(14)이 장착되는 강철제 록크볼트(12)가 설치된 암벽구멍(11)이 도시되어 있다. 그 외측단부는 너트(16)가 끼워지는 나사산(15)이 형성된다. 너트(16) 하측에 하나의 구형지지구(a spherical support) 또는 압력요소(17)(이하, "압력구체"라고 함)가 있어서, 암벽구멍(11) 주위의 암벽(19)에 와셔요소(18)를 밀어붙여 준다. 와셔요소(18)는 개구부에 대해 상향만곡 훌랜지(20)를 갖는다. 이 훌랜지는 압력구체(17)의 내측부분에 인접해 있다.

조개형상인 압력구체(17)는 내부공동(21), 그리고 볼트(12)에 대해 틈새를 두고 암벽과 마주보는 개구부를 가진다. 개구부(22)는 확장 부싱(14) 쪽으로, 그리고 록크볼트의 노출부 윗쪽까지 뻗는 튜브(23)를 고정하기 위해 형성된 것이다. 도시된 실시예에서, 튜브(23)를 삽입하여 튜브와 결합하기 위해 외측 나사산(24)이 형성된다(제2도).

튜브(23)는 록크볼트 주위의 환형통로(26)에 맞춘 크기를 갖는다. 천공된 구멍(11)은 튜브(23)밖의 환형통로(26)를 고려하여 이에 상응한 크기를 갖는다. 상기 환형통로의 목적은 아래의 기능설명에서 기술한다.

압력구체(17)의 외측부분에는 개구부(27)가 형성되며, 이 개구부(27)에는 나사산이 형성되거나 중심을 향해 약간 수렴되는 것이 바람직하다. 이 개구부는, 시멘트접합 액상 모르타르 또는 다른 시멘트접합 물질을 주입하는 호스 또는 파이프를 부착하기 위한 파이프단부(도시되지 않음)의 나사산 또는 끼움식 연결부 (interference fitting)를 고려한 것이다.

튜브(23)와 확장 부싱(14)이 장착된 록트볼트(12)는, 암벽구멍에 쉽게 삽입되고, 너트(16)를 죄어 확장 부싱(14)을 팽창시킴으로써 중간취부(intermediate anchoring)가 확립된다.

그 다음에, 인입파이프가 압력구체(17)의 개구부(27)에 고정될 수 있고 시멘트접합 액상 모르타르가 압력구체(17)의 내부공동(21)내로 그리고 그것으로부터 튜브(23)의 환형통로(25)를 통해 펌핑될 수 있다. 시멘트접합 액상 모르타르는 튜브를 통해 침투해 들어가서 튜브로부터 공기를 배출하여 환형통로(26)를 내측단부로부터 충진하기 시작한다. 이러한 방법으로 공기가 암벽구멍으로부터 배출되므로, 튜브내의 록크볼트의 편심, 플라스틱 튜브에의 밀봉불량에 의한 에어 포켓(air pocket) 또는 부식의 위험이 없이, 모든 공간이 시멘트접합 액상 모르타르로 채워진다.

도시된 실시예에서, 튜브는 내측나사산과 외측나사산을 갖도록, 예를 들어 플라스틱으로 제작된다. 그러나 다른 재로로 된 그리고 다른 종류의 홈(corrugation)을 갖는 튜브를 사용할 수 있다. 압력구체(17)에 나사연결을 하는 대신에, 압력구체를 홈이 형성된 튜브에 꺾쇠고정할 수도 있다. 튜브(23)와 압력구체 사이의 열처리 또는 시멘트접합에 의한 다른 형태의 고정 또는 클램핑도 이용할 수 있다. 암벽구멍(11)에 삽입하는 동안의 취급에 견디도록 하기 위해 충분히 강력한 연결이 이루어지는 것이 필요하다.

압력구체(17) 대신에 와셔요소와 맞닿기 위해 구형표면을 갖는 하측부와 접시형상의 상측부를 갖는 양분된 압력요소로 할 수도 있다. 튜브는 끝부분을 스터드 (stud)로 만들어 접시형상의 상측부내의 개구부를 통해 삽입할 수도 있다. 그리하면, 압력요소는 시멘트접합 액상 모르타르를 위한 이송요소로서 요구되지 아니한다.

시멘트접합 액상 모르타르의 튜브를 통한 펌핑대신에, 시멘트접합 액상 모르타르가 외측통로내로 펌핑되어 튜브를 통해 공기를 배출하면서 내측단부로부터 튜브를 채우도록 공급연결부를 제작할 수도 있다.

Claims (5)

1. 특히 내측단부의 나사산 부분(13)위의 확장 부싱(14) 및 암벽(19)에 밀어붙이기 위해 외측단부에 형성된 와셔 형상의 압력부재(18)와 같은 고정부재와, 외측나사산부분(15)에 끼워져 고착력증대 및 부식방지를 목적으로 암벽과 록크볼트 사이의 공동을 채우기 위한 시멘트접합 액상 모르타르 공급용 위한 개구부를 가지는 지지요소(17)에 대해 밀어붙여 지는 너트(16)를 포함하는 체결기구에 있어서, 상기 록크볼트(12)에 적어도 그 자유장(free length)의 최대치를 초과하여 뻗어 있으며, 암벽구멍의 내측단부에 시멘트접합 액상 모르타르를 공급하고 암벽구멍으로부터 공기를 배출하기 위한 튜브(23)가 구비된 것을 특징으로 하는, 암벽에 뚫은 구멍(11)에 록크볼트(12)를 고정하기 위한 록크볼트 체결기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 튜브(23)가 펌핑에 의해 튜브내에 형성된 환형통로를 통해 시멘트접합 액상 모르타르를 공급하도록 된 것을 특징으로 하는 록크볼트 체결기구.
3. 제2항에 있어서, 압력부재(18)를 마주보는 구형표면이 있는 지지요소(17)를 가지며, 상기 지지요소는 시멘트접합 액상 모르타르용 공급라인과 튜브의 내측단부 사이의 연결을 제공하는 것을 특징으로 하는, 록크볼트 체결기구.
4. 제3항에 있어서, 상기 지지요소(17)가 구형조개 형상이고 상기 튜브(23)용 나사산 개구부(23)를 가지며, 상기 튜브의 적어도 외측단부에 외측나사산이 형성된 것, 그리고 상기 지지요소가 시멘트접합 액상 모르타르의 공급을 위해, 나사산이 형성될 수도 있는, 구멍(27)을 가지는 것을 특징으로 하는, 록크볼드 체결기구.
5. 제1항 내지 제4항의 어느 하나에 있어서, 상기 튜브(23)가 홈이 파여진 (corrugated) 벽들을 가지는 것을 특징으로 하는, 록크볼트 체결기구.