NO319141B1 - Fremgangsmate og anordning for forankring av fjellbolter. - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører fjellforsterkning med bolter, nærmere bestemt forsterkning med såkalte endeforankrede bolter.

Teknisk bakgrunn

Sikring av bergrom, tunneler, fjellskjæringer og skråninger skjer i dag i stor grad med bolter. Det brukes flere forskjellige typer bolter, men her tar vi for oss såkalte endeforankrede bolter. Dette er bolter som er forankret in-nerst i et borehull, enten med ekspansjonshylse, polyester eller betong, mens boltestammen for største delen er fri, jevnfør figur 1. Bolten er normalt enten av rundstål eller kamstål, med en gjenget del ytterst. På denne gjengede delen settes det på en underlagsplate, eventuelt halvkule og en mutter. Mutteren dras til slik at det oppstår strekk på bolten.

Bolting med polyester foregår normalt i en sekvensiell prosess, hvor det først bores hull med en borerigg, og hvor en operatør fra en plattform på den samme riggen først eventuelt spyler hullet, og deretter fører inn en polyesterpatron i hullet. Polyesterpatronen er en lang pølse som inneholder to kamre med henholdsvis base og herder. Bolten føres inn i hullet hvorpå den roteres og mates sakte innover (med drill) slik at den "knuser" patronen og blander komponentene. Bolten roteres inntil massen begynner å herde (inntil 1 minutt), hvorpå drillen fjernes. Noen få minutter etterpå kan det settes på plate og mutter.

Dette opplegget medfører imidlertid en rekke ulemper: Innføring av bolten skal fortrinnsvis skje i én jevn beve-gelse, hvor bolten når bunnen av hullet i det øyeblikk her-dingen starter. Dette er selvfølgelig vanskelig å få til helt nøyaktig i en manuell prosess.

Monteringen av boltene går langsommere enn boringen av hullet, slik at operatøren ikke greier å holde tritt med bore-riggen. Monteringsprosessen blir derfor en flaskehals som bestemmer fremdriften av arbeidet.

Arbeidet er fysisk svært tungt. Operatøren må holde og dri-ve frem drillen/bolten i ca. 1 minutt for hvert hull, og dette oppleves som svært belastende.

Operatøren må i lengre tid oppholde seg under usikret fjell under monteringen.

Lagringen av polyesterpatronene medfører problemer idet patronene har begrenset holdbarhet og må lagres relativt kaldt (under 20 °C) . Dette betyr i praksis at de må lagres ved monteringsstedet, for eksempel inne i en tunnel, hvor det som oftest er lite tilgjengelig plass.

SE-417.742 beskriver en anordning for bruk ved fjellbolting hvor base og herder mates fra separate beholdere inn i et borehull. Komponentene føres i konsentriske rør 76,78, hvor det indre røret stikker noe lenger frem i munningen (side 4, nest siste avsnitt). Komponentene blir ikke blandet når de plasseres i hullet, men ved at bolten føres inn og roteres (side 6, tredje avsnitt). Det at bolten roteres, betyr at den må monteres i en drill, hvilket er et forsinkende element.

Fl-84748 beskriver en tilsvarende løsning hvor komponentene mates frem separat og plasseres i borehullet. Det er beskrevet to utførelsesformer, slik det er vist i figur 1 benyttes det en hul spesialbolt 21 med to konsentriske kam-mer 22, 23 som inneholder base og herder. Aggregatet l le-verer en trykkvæske som presser komponentene ut av bolten. En slik løsning er selvfølgelig uakseptabelt kostbar. Figur 2 viser en utførelse hvor base og herder mates fra separate beholdere 26, 27, gjennom slanger 28, 29 og gjennom et rør med munnstykke 30 inn i borehullet. Blandingen av komponentene skjer også her ved at det føres inn en bolt som deretter roteres.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Det er en hensikt med oppfinnelsen å frembringe en ny fremgangsmåte for montering av fjellbolter som unngår ulempene nevnt ovenfor.

Dette oppnås ved å injisere en ferdig blandet flerkomponent herdende masse i borehullet med en særskilt anordning. Bolten kan deretter føres inn i borehullet og holdes fast med en kile eller et spett til massen har herdet.

Fremgangsmåten og anordningen er nærmere definert i de et-terfølgende patentkrav.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved henvisning til de vedføyde tegninger, hvor

Figur 1 er en skjematisk tegning av en anordning for bolting i henhold til oppfinnelsen, Figur 2 viser en annen utførelse av anordningen i henhold til oppfinnelsen, Figur 3 viser en tredje utførelse av oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Figur 1 viser en første utførelse av oppfinnelsen. Poenget med oppfinnelsen er at ferdig blandet flerkomponent herdende masse skal pumpes direkte inn i borehullet. Til dette formål brukes det et særskilt aggregat 1. Aggregatet 1 omfatter et antall beholdere 2, 3 for å oppta hver komponent som skal blandes til herdende masse. I figuren er det vist to beholdere, for henholdsvis base og herder, men flere beholdere kan brukes hvis massen må blandes av flere komponenter. Massen er fortrinnsvis en herdeplast, av polyester eller epoksy, men uorganiske herdende masser kan også ten-kes benyttet.

I utførelsen vist på figuren er det til hver beholder 2, 3 koblet respektive fortrengningspumper 4, 5. Pumpene er fortrinnsvis skruepumper som kan dosere ut eksakte mengder av henholdsvis base og herder. Denne funksjonen styres av en styringsenhet 6 med operatørpanel. På panelet kan opera-tøren stille inn ønsket dose med ferdig masse, idet mengden er avhengig av bl.a. diameteren på borehullet.

Komponentene ledes via rør 17, 18 frem til en tvangsblander 12, hvor komponentene blir eltet rundt slik at de kommer ut som en homogen blandet herdende masse. Massen føres videre via en slange 19, og injiseres inn i borehullet 13.

På figuren er det inntegnet en trådløs fjernkontroll 2 0 som operatøren kan bruke til å styre injiseringen, ved at fjernkontrollen 20 står i forbindelse med en tilsvarende enhet i styringsenheten 6. Ved å trykke på en knapp på fjernkontrollen 6 kan operatøren gi beskjed om at aggregatet 1 skal mate frem en forhåndsinnstilt dose med herdende masse.

Ved bruk stiller operatøren inn ønsket dose på operatørpa-nelet. Deretter settes slangen 19 inn i borehullet. Opera-tøren utløser så injiseringen med fjernkontrollen 20, hvorpå innstilte dose herdende masse injiseres i hullet.

Slangen 19 tas deretter ut, hvorpå bolten 14 føres inn i hullet 13 og holdes fast med en kile 16 eller et spett. Operatøren kan deretter gå videre til neste borehull og fortsette prosessen.

En svakhet med utførelsen vist i Figur 1 er at den herdende massen lett kan herdes allerede mens den befinner seg i tvangsblanderen 12 eller i slangen 19, for eksempel ved pauser eller kortere opphold i arbeidet. I slike tilfelle må både tvangsblanderen 12 og slangen 19 byttes ut.

For i noen grad å unngå dette problem, er det i Figur 2

vist en utførelse av oppfinnelsen hvor hver komponent føres gjennom separate slanger 7, 8 helt frem til borehullet, og først der blandes i tvangsblanderen 12. Oppstår det en pause i arbeidet, vil massen eventuelt stivne i tvangsblanderen 12. Tvangsblanderen 12 er i denne utførelsen et billig munnstykke av plastikk som er kjent fra manuelle blandepis-toler for epoksylim, benyttet av håndverkere.

Skulle det oppstå en pause i arbeidet slik at plastblan-dingen herder i tvangsblanderen 12, kan denne tas av og kastes, og en ny tvangsblander settes på. Dette er mulig siden base og herder behandles fullstendig separat hele veien i og fra aggregatet 1 og først blandes i tvangsblanderen 12.

I Figur 3 er det vist en utførelse av oppfinnelsen omfattende en blandepistol 9. Utførelsen omfatter som i Figur 2 et aggregat 1 som mater en base og herder gjennom slanger frem til en blandepistol 9. I blandepistolen 9 blandes base og herder i en tvangsblander 12, og den ferdige massen 15 injiseres i bunnen av borehullet 13.

Injeksjonspistolen 9 består av et håndtak 10, forlengelses-rør 11 og en tvangsblander 12. Forlengelsesrøret 11 er til-passet lengden av det aktuelle borehull, og kan enkelt skiftes ut med andre rør av forskjellige lengder.

Aggregatet 1 omfatter separate beholdere 2, 3 for base og herder. Aggregatet kan også være innrettet slik at det kan motta engangsemballasje for base og herder, og hvor stemp-ler settes direkte ned i beholderne og presser massen ut, for eksempel gjennom stempelstengene (ikke vist). På denne måten kan man unngå å bruke separate pumper.

Fjernstyringsenheten 20 kan kommunisere med styringsenheten 6 på andre måter enn radio, for eksempel via en infrarød forbindelse, eller via en kabel. Foruten en håndholdt enhet, kan det også brukes en fotbetjent bryter, eller en bryter inneholdt i injeksjonspistolen 9. I en annen utfø-relse av oppfinnelsen (ikke vist), inneholder injeksjonspistolen mekanisk opererte ventiler for hver komponent, som kan utløses via en utløserhendel, samt i det minste en trykkbryter tilkoblet en av tilførselslinjene. Når operatø-ren trykker inn utløserhendelen faller trykket i tilfør-selslinjen. Trykkbryteren gir da en puls til styringsenheten 6, som deretter doserer ut den innstilte mengde med masse. Derved unngås det å bruke en separat fjernstyrings-enhet 20.

Slangene kan for øvrig være elektrisk oppvarmede, for å sikre at komponentene holder seg flytende inntil de blandes og injiseres.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for bolting i fjell, omfattende å bore et borehull (13), pumpe en gitt mengde flerkomponent herdende masse inn i borehullet (13) og sette inn en bolt (14) i borehullet (13) slik at bolten (14) festes i massen, idet massen leveres fra separate beholdere (2, 3) for hver komponent , karakterisert ved at komponentene blandes i en tvangsblander (12) umiddelbart før massen plasseres i bunnen av borehullet (13).

2. Anordning for bruk ved bolting i fjell, omfattende et aggregat (1) med separate beholdere (2, 3) for hver komponent av en herdende masse, organer (4, 5) for utmatning og dosering av hver komponent fra nevnte beholdere (2, 3), separate slanger (7, 8) for hver komponent som fører komponentene fra aggregatet (1) og inn i et borehull (13), karakterisert ved at en tvangsblander (12) er plassert etter nevnte slanger (7, 8), og blander komponentene umiddelbart før den ferdige massen injiseres i borehullet (13) .

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte slanger (7, 8) er elektrisk oppvarmede.

4. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at utmatningsorganene (4, 5) omfatter fortrengningspumper.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at pumpene er stempel-pumper.

6. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at hver pumpe omfatter et stempel med en hul stempelstang, samt organer for å tvinge stemplet ned i en beholder (2, 3) slik at massen blir ført ut gjennom stempelstangen.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at beholderen (2, 3) er i form av engangsemballasje.

8. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at en styringsenhet (6) er innrettet til å styre utmatningsorganene {4, 5) til å utdosere eksakte mengder av nevnte komponenter.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at en fjernstyringsen-het (20) er anordnet for operasjon av nevnte styringsenhet (6), idet fjernstyringsenheten (20) kommuniserer med styringsenheten (6) via kabel, radio eller en infrarød forbindelse.