SE510418C2 - Anordning för armering och tätning av bergvägg - Google Patents

Description

15 20 25 30 510 418 är anordnat en bricka som ligger som ett lock över borrhålet och i vars mitt en halvkula är anordnad. Bulten sticker därvid ut ett litet stycke ur halvkulan och omges där av en mutter som dras åt då expandern i bultens topp skall förankras i berget. Efter förankringen sprutas cementpasta in i halvkulan för att fortsätta inåt i borrhålet, först invändigt ett plaströr som omger bulten, och därefter utvändigt detta plaströr tills cementpasta kommer ut genom ett hål i brickan, Detta system ger förvisso en armering av bergväggen, men inte någon nämnvärd tätning av vattenförande sprickor och dylikt.

Problem med korrosion hos bulten kan också uppkomma om det bildas luftblåsor i cementen närmast denna.

Konventionella metoder att täta bergväggen innefattar tex. arbetskrävande och kostsam så kallad ”lining” av bergväggen, dvs inklädnad med betong. En annan känd metod utnyttjar tätningsmaterial som injiceras i bergväggen. Detta har visat sig medföra mycket stora miljömässiga nackdelar då tätningsmaterialen innehåller det giftiga ärrmet akrylamid som kan spridas i grundvattnet.

KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att erbjuda en anordning för armering och tätning av bergvägg, medelst vilken anordning ovan nämnda nackdelar undvikes eller åtminstone minimeras, varvid armering och tätning av bergvägg kan utföras med enbart ett fåtal arbetsmoment som innebär att armeringen säkert sitter kvar, samtidigt som tätning av i borrhålen mynnande vattenförande sprickor åstadkommes och luftblåsor i cementen undvikes.

Detta åstadkommes medelst en anordning för armering och tätning av bergvägg, vilken anordning innefattar en förstärkningsstång, t ex ett konventionellt armeringsjäm avsett att införas i ett borrhål i bergväggen, i vilket borrhål ett fyllnadsmaterial därefter insprutas, varvid sagda anordning också innefattar en backventil för fyllnadsmaterialet.

Backventilen är anpassad att motstå ett övertryck hos fyllnadsmaterialet i borrhålet.

Fyllnadsmaterialet sprutas således in under övertryck, varvid eventuella i borrhålet mynnande sprickor i berget ratas. Företrädesvis utgöres sagda backventil av en 10 15 20 25 30 3 510 418 gummimuff som omsluter ett med utloppsöppningar försett insprutningsrör, vilket insprutningsrör företrädesvis är hopfogat med sagda armeringsjäm eller motsvarande.

Ytterligare kärmetecken och aspekter på uppfinningen framgår av de efterföljande patentkraven samt av den detaljerade beskrivningen av uppfinningen.

KORT FIGURBESKRIVNING I den detaljerade beskrivningen av uppfinningen kommer att hänvisas till bifogade citningsfigurer, av vilka Fig. 1 utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av den del av anordningen som positioneras i anslutning till borrhålets öppning och som innefattar backventilen.

Fig. 2 utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av den del av anordningen som positioneras längst in i borrhålet och som innefattar en expander för förankring i berget.

Fig. 3 utgör en toppvy av en låsbricka för expandem i fig.2, innan låsbrickan formas för appliceringen.

Fig. 4 utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av borrhålet och av armeringen under fyllnadsmaterialets härdningsfas.

Fig. 5 utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av den färdiga armeringen i berget.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Med hänvisning först till fig.1 betecknas ett armeringsjärn som ingår i anordningen med siffran l. Armeringsjärnet är i figuren, av ritningstekniska skäl, kapat upptill men har i verkligheten en längd av omkring 0,5-10 m, företrädesvis 1-7 m och än mer föredraget 2-5 m. I fig.1 och 2 visas anordningen såsom den anordnas i ett vertikalt, uppåtriktat borrhål i tunnelns eller bergrummets tak, vilken position användes i den fortsatta beskrivningen. Det skall dock förstås att anordningen lika gärna kan utnyttjas i ett horisontellt hål, ett vinklat hål eller i ett vertikalt, nedåtriktat hål. Armeringsjärnet I har en krafiigt profilerad yta för att säkert fästa i den cement eller betong, fortsättningsvis benämnt fyllnadsmaterial, som kommer att omge detsamma. Som en nedtill anordnad förlängning av armeringsjärnet fogas, via en i båda ändar fastsvetsad kopplingshylsa 2, ett insprutningsrör 3 som således uppvisar ett inre längsgående hålrum och är öppet 510 418 i 24 10 15 20 25 30 nedtill for anslutning av slang for påfyllning av fyllnadsmaterialet.

Ett stycke nedanför kopplingshylsan for armeringsjämet l och insprutningsröret 3 är det anordnat en backventil 4. Denna backventil 4 är anpassad att motstå ett övertryck hos fyllnadsmaterialet då detta under övertryck, via backventilen, insprutas i borrhålet. Tack vare denna backventil rinner fyllnadsmaterialet, trots övertrycket, ej ut ur borrhålet innan det stelnar. Företrädesvis innefattar backventilen 4 en gummimuff 5 som omsluter en bit av insprutningsröret 3. Insprutningsröret uppvisar i området för gummimuffen ett antal utloppsöppningar 6 for fyllnadsmaterialet. Lämpligen är gummimuffen, som naturligtvis även kan vara tillverkad av annat i någon mån elastiskt, kraftigt material, utformad som manteln hos en stympad kon, varvid den uppvisar en forsta diameter nedtill och en andra, mindre diameter upptill. Vid den forsta diametern är gummimuffen 5 fastvulkad vid en invändigt gängad ringmutter 7 som i sin tur är fastskruvad på en utvändigt gängad fastring 8. Fästringen 8 omsluter insprutningsröret 3 och är fastsvetsad vid densamma.

Fästringen 8 uppvisar vidare nedtill en fläns 9 på vars övre yta ringmuttern 7 vilar.

Gununimuífens 5 övre, mindre diameter är anpassad att tätande sluta runt insprutnings- röret 3. För detta ändamål är den i nosen lämpligen forsedd med ett par, tex. två, invändiga läpptätningar som utgöres av O-iingar vilka är ingjutna i gummimuífen, eller med ett parruntomgående utskott på gummimuffens insidai spetspartiet.

Nedanför flänsen 9 är insprutningsröret omgivet av ett smalt rör 13 med en övre fläns 14 som ligger an mot flänsens 9 nedre yta. Mot flänsens 14 nedre yta vilar den övre kortänden av en tätning i form av en manschett 10 som även den lämpligen består av gummi. Denna gummímanschett 10 omsluter ett av det smala röret 13 omgivet stycke av insprutningsrörets nedre del, varvid dess nedre kortände vilar mot en bricka ll som i sin tur vilar mot en mutter 12. I området för muttem 12 och ett stycke upp under gumrnimanschetten lO är insprutningsröret 3 och/eller det smala röret 13 utvändigt gängat med samma gängstorlek som muttem 12.

I anordningens övre del, lämpligen i dess topp, är ett toppstycke utgörande en expander anordnad. Expandern visas i fig.2, som utgör en fortsättning av den i fig.l visade 10 15 20 25 30 05 510 418 anordningen, varvid ett längre stycke armeringsjärn 1 (endast delvis visat) förbinder delen enligt fig.1 med delen enligt fig.2. Expandern fogas till armeringsjärnet medelst ett hylsformat mellanstycke 21 som nedtill är fastsvetsat vid armeringsjämets ände och som upptill rymmer en invändig gänga. I denna gänga är inskruvat en kopplingstapp 22 som utgöres av en rak tapp försedd med utvändig gänga åtminstone ett stycke nedtill och ett stycke upptill. Kopplingstappen 22 är upptill delvis - i det oexpanderade tillståndet - inskruvad i en med invändig gänga försedd urborrning i en kämdel 23. Urborrningen är därvid tillräckligt lång för att tillåta ytterligare inskruvning då förankring av anordningen i berget skall utföras, vilket kommer att beskrivas i mera detalj. Kärndelen 23 smalnar i ett kort koniskt stycke 24 av upptill och är ovanför detta koniska stycke utvändigt gängad, varvid en toppkona 25 omger det koniska stycket 24 och en del av kärndelens övre del. Toppkonan 25 har nedtill en invändig avfasning som är anpassad efter det koniska stycket 24 hos kärndelen 23. Ovanför toppkonan är en toppmutter 26 anordnad att hålla fast toppkonan. Mellan toppkonans inre avfasning och kärndelens koniska stycke 24 är ett antal, företrädesvis l-lO, lämpligen 2-6, låsbrickor 27 fastspända runt kärndelen 23. En sådan låsbricka visas i sitt plana tillstånd i fig.3 och utgöres av en med ett antal slitsar 41, företrädesvis 2-10, lämpligen 4-7, försedd bricka. Då dessa låsbrickor spännes fast över det koniska stycket 24 hos kärndelen, antar de formen av manteln hos en stympad_kon. Under dessa låsbrickor, omgivande kopplingstappens 22 övre del och kärndelens 23 nedre del, är anordnat en lös hylsa 28 med en nedtill anordnad inåt vettande fläns 29. Denna fläns 29 vilar mot mellanstyckets 21 övre kortände.

De beskrivna detaljerna tillverkas, där ej annat angivits, företrädesvis av så kallat kamstål som kan vara varmförzinkat eller på annat sätt ytskyddat.

Fig.3 visar som sagt en låsbricka 27 i dess plana tillstånd. Slitsarna utgår från brickans omkrets, sträcker sig nästan, men ej helt, in mot brickans inre håldiameter och uppvisar lämpligen en viss, inåt avsmalnande, bredd samt en radie längst in. Brickans inre håldiarneter är lämpligen försedd med en kortare rak bit 42, för att undvika att brickan snurrar då den sitter på kärndelen 23. Låsbrickorna tillverkas lärnpligen av kallvalsat, härdat stål med en tjocklek av 0,l-l mm, företrädesvis 0,2-0,7 mm och än mer 510 418 f» 10 15 20 25 30 föredraget 0,3-O,45 mm. I en föredragen utföringsform har brickan en yttre diameter av omkring 60 mm och en inre håldiameter av omkring 20 mm.

Anordningens fimktion är enligt följande. I bergväggen borras ett hål 30, Fig. 4, av _ åtminstone samma längd som anordningens längd. Anordningen föres in i borrhålet så långt att brickan 11 och muttern 12 kommer att befinna sig vid borrhålets mynning.

Därefier roteras insprutningsröret 3, lämpligen med hjälp av en hydraulisk anordning som greppar den del av insprutningsröret som sticker ut ur borrhålet, ett antal varv.

Rotationen fortplantar sig därvid till armeringsjärriet 1 och vidare till det hylsformade mellanstycket 21 som är fo gat till armeringsjämets övre del. Som följd av detta skruvas kopplingstappens 22 övre del längre in i den gängförsedda urborrningen i kämdelen, varvid mellanstyckets övre körtände trycker på hylsans 28 nedre fläns 29 så att hylsan pressas uppåt mot låsbrickorna 27. Hylsan 28 kommer då att verka som ett pressdon på låsbrickorna så att deras form av manteln hos en stympad kon åtminstone något plattas till. Låsbrickomas omkrets kommer härigenöm att tryckas fast i borrhålets väggar så att hela anordningen förankras i berget. Nästa steg är att borrhålet, med den däri inrymda anordningen, tätas nedtill genom att muttern 12 drages åt så att gummimanschetten 10 pressas samman i axiell led, varvid den expanderar i radiell led för tätning mellan insprutningsröret 3 och borrhållets nedre väggar, Fig, 4. Nu kan en slang (ej visad) anslutas till insprutningsröret och fyllnadsmaterialet 31A sprutas in under övertryck, varvid fyllnadsmaterialet flödar ut ur insprutningsrörets utloppsöppningar 6 och tränger ut i borrhålet vid gummimuíïens 5 övre diameter. Gummimuffen 5 agerar därvid som en i anordningen integrerad backventil så att fyllnadsmaterialet, trots att det står under övertryck, ej kan rinna ut ur borrhålet igen innan det hinner hårda. Genom övertrycket bringas också fyllnadsmaterial att tränga in i eventuella i borrhålet mynnande sprickor 32, trots att dessa sprickor kan vara vattenförande. När önskat övertryck, vilket kan vara upp till omkring 100 bars övertryck eller lämpligen omkring 50-80 bars övertryck, har uppnåtts kan slanganslutningen kopplas los, varvid fyllnadsmaterialet 31A kan lärnnas att härda under övertryck, tack vare backventilen 4 och gummimanschetten 10. Då fyllnadsmaterialet härdat skruvas muttem 12 av, brickan 11 avlägsnas och gummimanschetten 10 drages ut ur hålet med hjälp av det flänsförsedda smala röret 13. 10 15 20 25 7 510 418 Utrymmet under flänsen 9 fylles därefier med fyllnadsmaterial 3 lB genom att borrhålets öppning förses med en större bricka (ej visad) med hål i ena sidan för påfyllnad av ßfllnadsmaterialet, varvid lufi bringas att utryrnma hålet via ett lufirör. Om korrosionsrisken ej är stor kan emellertid det fiänsförsedda smala röret 13 uteslutas ur anordningen, varvid istället gummimanschetten 10, brickan ll och muttern 12 får permanent sitta kvar etter det att anordningen applicerats i borrhålet. Borrhålets öppning och dess närmaste omgivning täckes därefter på konventionellt sätt med en plåt, platta eller bricka 33, som pressas an mot bergväggen med hjälp av en mutter 34, som skruvas an på den utstickande delen av insprutningsröret.

Medelst uppfinningen åstadkommes en relativt enkel och billig konstruktion för tätning och backventilsfiinlction som således tillåter att fyllnadsmaterial insprutas i ett borrhål och får härda under ett gynnsamt övertryck, Den relativt enkla och billiga konstruktionen medger också att tätning, backventil och expander, utan att alltför stora kostnader uppstår, kan gjutas in borrhålet och därmed utgöra visserligen permanent, men ändå engångsmaterial. På grund av övertrycket motverkas korrosionsbefrämjande luftblåsor intill armeringsjärnet. Ytterligare en fördel med anordningen enligt uppfinningen är att den kan användas för fyllnadsmaterial av olika viskositet eller torrhalt, alltefter omständigheter och preferens.

Uppñnningen är ej begränsad till ovan beskrivna utföringsfonn utan kan varieras inom ramen för de eñerföljande patentkraven. Fackrnannen inser således lätt att tex. expandem för anordningens förankring i berget kan utföras på en mängd olika sätt, varav en del tillhör känd teknik, Eventuellt kan anordningen till och med användas helt utan förankring. Även backventilen 4 och gummimanschetten 10 kan tänkas utföras på andra sätt och av andra material, varvid dock deras fimktion är det väsentliga för uppfinningen.

Claims (1)

1. sin 418 i ß 10 15 20 30 35 PATENTKRAV

1 . Anordning för armering och tätning av bergvägg, vilken anordning innefattar ett armeringsjäm (1) avsett att införas i ett borrhål (30) i bergväggen, i vilket borrhål ett fyllnadsmaterial (31) insprutas, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda anordning också innefattar en backventil (4) för fyllnadsmaterialet, vilken backventil är i anordningen permanent förbunden med armeringsjärnet (1), redan innan armeringsjämet införes i borrhålet (30). Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda backventil (4) är anpassad att motstå ett övertryck hos fyllnadsmaterialet (31) i borrhålet. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda fyllnadsmaterial sprutas in under övertryck, varvid eventuella i borrhålet mynnande sprickor (32) i berget tätas av fyllnadsmaterialet. Anordning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda backventil (4) innefattar en muff (5), företrädesvis av gummi, som omsluter ett med utloppsöppningar (6) försett insprutningsrör (3), vilket insprutningsrör företrädesvis är hopfogat med sagda arrneringsjäm (1). Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda mulï (5) har formen av manteln hos en stympad kon, varvid dess omkrets i den smalaste kortänden är tätande anordnad nint insprutningsröret (3). Anordning enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda anordning, i anslutning till borrhålets öppning, är försedd med en tätning (10) anordnad att verka mot borrhålets väggar_ Anordning enligt krav 6, k ä n n et e c k n a d a v att sagda tätning (10) utgöres av en manschett, företrädesvis av gummi, som omger insprutningsröret (3), i en position uppströms sagda backventil (4), vilken manschett åstadkommer tätande elïekt gentemot borrhålets väggar genom att den expanderas i radiell led då den pressas samman i axiell led, varvid sagda manschett (10) företrädesvis är anordnad att avlägsnas då fyllnadsmaterialet stelnat så att det av manschetten upptagna utrymmet istället kan fyllas med ytterligare fyllnadsmaterial. 10 10_ ”l sin 413 Anordning enligt något av ovanstående krav, k ä n n et e c k n a d a v att anordningen, företrädesvis i den del som positioneras längst in i borrhålet, är försedd med en expander for förankring i berget, vilken expander företrädesvis expanderas genom rotation av armeringsjämet (1). Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda expander innefattar med slitsar försedda låsbrickor (27) vilka är anordnade runt armeringsjärnet (1) eller runt ett till arrneringsjámet fogat toppstycke (23), vilka låsbrickor innan expansion antar formen av manteln hos en stympad kon. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e e k n a d a v att sagda expander innefattar ett pressdon (28) vilket for expansion av expandem pressas mot sagda låsbrickor (27) så att deras fonn av manteln hos en stympad kon åtminstone något plattas till, varvid låsbrickoma i deras omkrets förankras i borrhålets väggar.