NO157348B - Roerformet ekspansjonsbolt samt fremgangsmaate ved forankring av slik bolt i fjell. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved forankring av en bolt i fjell samt en fjellbolt ifølge kravenes inn-ledninger .

Ved en kjent fremgangsmåte benyttes en bolt med et kort rør festet til sin indre ende, I røret som har et sirkelformet tverrsnitt, er en svak eksplosjonsladning anordnet for å utvide røret ved detonasjon. Slike bolter gir ikke tilfredsstillende forankring i alle fjelltyper og fremgangsmåten er ikke særlig enkel og forårasker sikkerhetsproblem-er .

Ved fremgangsmåten og fjellbolten ifølge oppfinnelsen sikres tilfredsstillende formboring i fjell ved de i kravenes karakteriserende deler anførte trekk.

Oppfinnelsen beskrives mer detaljert i henhold til tegningen, hvor fig. 1 viser et sideriss, delvis i snitt, av en bolt for feste i fjell i henhold til oppfinnelsen, fig.

2 viser et enderiss slik det ses i pilenes 2-2 retning på fig. 1, fig. 3 viser et forstørret tverrsnitt langs 3-3 på fig. 1, og tilsvarer også 3-3 på fig. 6 og 8, fig. 4 viser et enderiss tilsvarende pilene 4-4 på fig. 1, fig. 5 viser et tverrsnitt i henhold til fig. 3, men med bolten forankret i et borehull, fig. 6 viser et sideriss, delvis i snitt, av bolten vist på fig. 1, med modifiserte bolteender, fig. 7 viser et enderiss tilsvarende pilene 7-7 på fig. 6, fig. 8

og 9 viser sideriss av hhv. den ytre og den indre ende av en annen bolt ifølge oppfinnelsen, fig. 10 viser et enderiss tilsvarende pilene 10-10 på fig. 9, fig. 11-13 viser trinn i tetningen av den indre ende som er vist på fig. 9, idet fig. 13 viser et riss tilsvarende pilene 13-13 på fig. 12, fig. 14, 15 og 16 viser sideriss av de ytre ender av andre alternative utforminger av boltene ifølge oppfinnelsen, fig.

17 viser et sideriss av den ytre ende av en ytterligere utforming, fig. 18 er et sideriss tilsvarende fig. 17, men viser bolten når den er ekspandert, fig. 19 viser et tverrsnitt langs 19-19 på fig. 17, fig. 20 viser et tverrsnitt langs 20-20 på fig. 18, fig. 21 og 22 viser to trinn av sammenkoblingen av to bolter i et borehull

Bolten vist på fig. 1 omfatter et rør 11 med et profil som vist på fig. 3. Mellom punktene 13 og 14 på fig. 3 har rørets periferi form av en sirkelbue 12 med et senter 15, en radius r og en sentervinkel a som overstiger 180°, i virkeligheten overstiger sentervinkelen også 270°. Røret 11 er trukket, rullet eller foldet slik at den har en dyp fordypning som omfatter to lett kurvede ytre partier 16, 17 og et lett kurvet bunnparti 18. Disse tre partier 16 - 18 kan ha form av sirkelbuer som vist på fig. 3. De ytre partier 16, 17 er bøyet mer enn 180° som vist på fig. 3 og bunnpar-tiet 18 strekker seg over punktet 15 og til eller tilnærmet inntil det sirkulære ytre parti 12 i røret. De to ytre partier 16, 17 har kontakt med hverandre eller ligger i det minste nær hverandre. Sirkelbuens 12 diameter tilsvarer rørets 11 største tverrmål.

Forsterkningshylser 19, 20 er anordnet på begge ender 21, 22 av røret 11 og den indre ende 22 av røret 11

er først sammenklemt og deretter forseglet ved hjelp av en sveis 23. En rørformet stuss 24 er innsatt i rørets ytre ende 21 før enden er sammenklemt og forseglet ved hjelp av en sveis 25. Fig. 1 og 3 viser bolten før bruk. Fig. 5 viser bolten forankret i et borehull 26 slik den er ekspandert mot borehullet. Før den ekspanderes, kan bolten fritt innsettes i borehullet 2 6 da den har vesentlig mindre diameter enn borehullet. Røret 11 ekspanderes ved å settes under trykk av et fluidum, eksempelvis vann, med et trykk på for eksempel 10 - 50 M Pa Vannet tilføres fra en ytre kilde gjennom stussen 24. Forsterkningshylsene 19, 2 0 forhindrer at rørets 11 ender ekspanderes og sveisene 23, 25 forhindrer brudd. Dersom rørene 11 er tynnveggede og fremstilt av bløtt stål, kan et lavere vanntrykk enn 10 M Pa være tilstrekkelig, men dersom rørene 11 er tykkveggede og fremstilt av hårdere stål, kan et høyere trykk enn 5 0 M Pa være nødvendig.

Når bolten er satt under trykkjVil rørets 11 ytre sirkulære parti 12 beveges til kontakt med borehullet og fordypningen 16, 17, 18 vil rulle ut i dens ytre partier 16, 17. Rørets 11 periferiske lengde er den samme før og etter reaksjonen,noe som reduserer faren for riss. Da den gjen-stående fordypning 16, 17, 18 er så stor som vist på fig. 5, utvider den seg innover som vist;eller i det minste vil den ha i det vesentlige parallelle vegger 27, 28. Trykket vil virke på veggene 27, 28 i en retning som sammentrykker fordypningen,og som et resultat av dette vil en kraft virke i retning av utvidelse av fordypningen når trykket senkes i bolten, noe som forhøyer friksjonsgrepet mellom bolten og borehullet.

På fig. 6 er vist en bolt hvis ender er forskjellige fra den som er vist på fig. 1. To endeplater 31, 32 er frik-sjonssveiset til røret 11 og stussen 24 er friksjonssveist til den ytre plate 31. Stussen 24 kan naturligvis i stedet være festet til endeplaten 31 ved hjelp av gjenger. Det er en fordel at et gjenget koblingsrør kan fjernes og settes tilbake med en krok eller annen anordning hvortil eksempelvis ledninger kan monteres når bolten er forankret.

Fig. 8 viser det ytre parti av en bolt som omfatter et rør 11 som i motsetning til bolten vist på fig. 1,

ikke har fordypningen 16, 17, 18 langs hele sin lengde, men som har en sirkulær ytre ende 34 som er for stor til å

kunne innsettes i borehullet. En endeplate 3 5 med et gjenget hull 36 for et eventuelt tilkoblingsrør, er.friksjonssveiset til rørets 11 ytre ende. Fig. 9 viser den indre ende av bolten på fig. 8. Fig. 11 - 13 viser trinn ved fremstillin-gen av enden. Rørets 11 ende er flatet ut som vist på fig. 11 og bøyet som vist på fig. 12 og 13 før den langsgående fordypning 16 - 18 som er vist på fig. 3, er fremstilt, slik at den indre ende av bolten vil være som vist på fig. 9.

På denne måte er et rør med et sirkulært tverrsnitt benyttet ved fremstilling av bolten ifølge fig. 8 og 9 og røret er gitt profilen som er vist på fig. 3 som det siste trinn, mens et rør med profilen som er vist på fig. 3 er benyttet ved fremstilling av boltene som er vist på fig. 1 og 6.

Fig. 14 viser en bolts ytre ende som er modifisert i forhold til bolten vist på fig. 6 ved at den ytre forsterk-ningshylse 19 er gjenget langs sin hele lengde slik at en plate 41 kan presses mot fjellet ved hjelp av en mutter 42. Hylsen 19 kan festes til røret for eksempel ved sveising

til røret 11 eller til rørets endeplate 31.

Fig. 15 viser den ytre ende av en bolt hvortil

en plate 43 er sveiset til rørets 11 ende. Vann under høyt trykk kan tilføres røret gjennom et hull 44 i platen 43.

På fig. 16, som også viser boltens ytre ende, er et hull 45 i hylsen 19, hvorigjennom vann kan tilføres for å ekspandere bolten. En plate 46 for anlegg mot fjellet er løselig ført inn på røret 11 før hylsen 19 er montert til røret og festet dertil. Platen 46 vil støtte seg mot hylsen 19 når bolten er innsatt i borehullet og platen 46 har kontakt med fjellet.

I motsetning til utførelsen på fig. 14 kan ikke platene 43 og 46 på fig. 15 og 16 strammes etter at boltene er forankret. En slik stramming etter forankringen er imid-lertid ikke nødvendig når bolten er ekspandert, da den starter å ekspandeire seg i sin aksiale midte og setter seg fast der og etter som ekspansjonen fortsetter, vil boltens lengde avta noen få millimeter. Denne reduksjon av boltens lengde vil forårsake at platen presses mot fjellet forutsatt at platen er i kontakt med fjellet før ekspansjonen starter.

På fig. 17 er vist den ytre ende av en bolt tilsvarende den på fig. 16. En gjenget bolt 47 er innsatt i den ytre ende som vist og holdes i stilling mens bolten ekspanderes. Bolten vil klemmes inn og festes på grunn av ekspansjonen av røret 11 som det kan ses på fig. 18 og 20. Bolten 4 7 kan benyttes som en holder hvortil eksempelvis ledninger kan henge i en tunnel.

En bolt ifølge oppfinnelsen, eksempelvis bolten vist på fig. 1, kan utstyres med en snittkant i den fremre ende slik at den kan benyttes til å bore sitt eget hull. Spylevæske kan tilføres under boringen gjennom fordypningen 18 som er vist på fig. 3.

Fig. 21 og 22 viser en måte å forbinde korte bolter for derved å danne en lang bolt. Først innsettes en bolt 38 ifølge fig. 1 eller fig. 6 i borehullet. Den har en forbin-delseshylse 39 som er festet til dens ytre ende. Når bolten 38 er ekspandert, er hylsen 39 festet til bolten ved hjelp

av friksjon. Når deretter denne bolt 38 er forankret i borehullet, innsettes en annen bolt 40 i borehullet for å ekspandere inne i hylsen 39. Når dénne bolt er ekspandert

vil den være festet til hylsen 39 ved hjelp av friksjon.

På denne måte danner de to bolter 38, 40 og forbindelses-hylsen 39 sammen en lang bolt.

De viste bolter er forankret ved hjelp av et frik-sjonsgrep langs det vesentligste av deres hele lengde. Boltene er fortrinnsvis fremstilt av bløtt stål slik at de innretter seg til borehullets uregelmessigheter, eksempelvis til borehullets spiralform. De fleste borehull har en noe spiralformet utforming og også når de er så lite spiralformet at spiralformen ikke enkelt kan ses, forbedrer spiralformen forankringen.

Ekspansjonen som beskrevet ovenfor utføres ved hjelp av et fluid under trykk fra en ytre kilde. Alterna-tivt kan den utføres på andre måter, eksempelvis ved hjelp av et eksplosiv i bolten. Bolten kan også være et åpent rør som har én eller flere langsgående fordypninger og ekspansjonen kan utføres mekanisk ved hjelp av en spindel som presses inn i røret.

Selv om ekspansjonsbolter med det primære mål å fastholde fjellet er- beskrevet ovenfor, kan ekspansjons-boltene ifølge oppfinnelsen benyttes for andre formål, eksempelvis når hovedoppgaven er å forankre en forholdsvis kort bolt slik at den kan bære en ytre belastning av enhver type.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte ved forankring av en bolt (11) i fjell, hvor det benyttes en rørformet bolt som settes inn i et på forhånd boret hull (26), KARAKTERISERT VED at bolten (11) før innsettingen er bøyd inn eller på annen måte deform-ert i lengderetningen slik at boltens tverrsnitt er mindre enn borehullets tverrsnitt, mens boltens omkrets er større enn hullets omkrets, og at bolten (11) etter innsettingen i hullets ekspanderes ved utbøying av boltens (11) innbøyde partier slik at boltens (11) omkrets bringes i permanent inngrep med hullet (26).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at bolten (11) er lukket i en ende og innsettes i hullet med sin lukkede ende først og at bolten (11) trykksettes ved å tilkoples en ekstern høytrykksvæskekilde for å oppnå ekspansjonen, hvoretter trykkilden fjernes.

3. Rørformet fjellbolt for friksjonsmessig forankring i fjell, for innsetting i et på forhånd boret hull (26), KARAKTERISERT VED at bolten (11) har en kontinuerlig, langsgående innbøyning som strekker seg innover mot boltens akse, og dermed har et tverrsnitt som er mindre enn borehullets (26) tverrsnitt, og at bolten (11) er ekspanderbar ved utbøyn-ing av innbøyningen slik at den fritt kan innsettes i borehullet, idet den ved ekspansjon bringes til forankrende friksjonsmessig inngrep mot borehullets vegg.

4. Bolt ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at bolten (11) danner et lukket kammer og i den ene ende har et inntak (24) for væske under trykk.

5. Bolt ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at bolten (11) før ekspansjonen har en ytre omkrets som er i det vesentlige sirkelformet over en vinkel som overstiger 180° og at bolten har en eneste fordypning (16, 17, 18) motsatt den sirkelformede del (12), og at denne fordypning strekker seg inn forbi den sirkelformede dels senterakse.

6. Bolt ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at fordypningen (16, 17, 18) strekker seg inn slik at den ligger an mot den sirkelformede del (12).

7. Bolt ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at fordypningen (16-18) utvider seg innover og har lett kurvede be-gynnelsespartier og en lett kurvet bunn.

8. Bolt ifølge krav 4-7, KARAKTERISERT VED at boltens (11) ene ende har en støttehylse (19) som hindrer ekspansjon av denne ende.

9. Bolt ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at inntaket dannes av et hull (45) som strekker seg radialt gjennom støt-tehylsen (19) og inn i bolten.

10. Bolt ifølge krav 8-9, KARAKTERISERT VED at den har en plate (46) som støtter seg aksialt mot støttehylsen (19) og er innrettet for å støtte seg mot fjellet.

11. Bolt ifølge krav 8-11, KARAKTERISERT VED at bolten (11) motsatt innføringsenden har en støttehylse (20) som hindrer ekspansjon av nevnte ende.

12. Bolt ifølge krav 5-7, KARAKTERISERT VED at boltens fordypning (16-18) ved boltens ender er presset ut mot den sirkelformede del (12) og sveist sammen med den sirkelformede del.

13. Bolt ifølge krav 8-11, KARAKTERISERT VED at boltens fordypning (16-18) ved boltens ender er presset ut mot den sirkelformede del (12) og sveist sammen med den sirkelformede del og med vedkommende støttehylse (19, 20).