SE514084C2 - Device and method for reinforcing and sealing rock wall including an expander for anchoring - Google Patents
Device and method for reinforcing and sealing rock wall including an expander for anchoringInfo
- Publication number
- SE514084C2 SE514084C2 SE9901414A SE9901414A SE514084C2 SE 514084 C2 SE514084 C2 SE 514084C2 SE 9901414 A SE9901414 A SE 9901414A SE 9901414 A SE9901414 A SE 9901414A SE 514084 C2 SE514084 C2 SE 514084C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- expander
- borehole
- rock wall
- filling material
- return valve
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/008—Anchoring or tensioning means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
- E21D20/028—Devices or accesories for injecting a grouting liquid in a bore-hole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
- E21D21/0046—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts formed by a plurality of elements arranged longitudinally
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
20 30 med expander for förankring i borrhâlet. I den ände av bulten som sticker ut ur borrhâlet är anordnat en bricka som ligger som ett lock över borrhâlet 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 forankras i berget. Efter forankringen sprutas cementpasta in i halvkulan för att fortsätta inåt i borrhâlet, 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. 20 30 with expander for anchoring in the borehole. At the end of the bolt protruding from the borehole is arranged a washer which lies as a lid over the borehole and in the middle of which a hemisphere is arranged. The bolt then protrudes a small distance from the hemisphere and is surrounded there by a nut which is tightened when the expander in the top of the bolt is to be anchored in the rock. After the anchoring, cement paste is injected into the hemisphere to continue inwards into the borehole, first inside a plastic pipe surrounding the bolt, and then outside this plastic pipe until cement paste comes out through a hole in the washer. This system certainly provides a reinforcement of the rock wall, but not a significant seal of water-bearing cracks and the like.
Problem med korrosion hos bulten kan också uppkomma om det bildas luñblåsor i cementen närmast denna. i I SE 9701325-4 beskrives en annan typ av bergbultanordning, vilken innefattar en backventil for fyllnadsmaterialet. Denna anordning består av två separata delar varvid en forsta del utgöres av en hylsformig anordning med en tätningsmuff i ena (inre) änden och den andra delen utgöres av själva bergbulten, dvs i princip ett armeringsjärn. Vid applicering av anordningen i ett borrhål i bergväggen fores först den forsta delen in ett kort stycke i borrhâlet och bringas att kvarstanna där med hjälp av ett tätningselement.Problems with corrosion of the bolt can also occur if blisters form in the cement closest to it. SE 9701325-4 describes another type of rock bolt device, which comprises a non-return valve for the filling material. This device consists of two separate parts, a first part consisting of a sleeve-shaped device with a sealing sleeve at one (inner) end and the second part consisting of the rock bolt itself, ie in principle a reinforcing iron. When applying the device in a borehole in the rock wall, the first part is first inserted a short distance into the borehole and caused to remain there by means of a sealing element.
Därefter fores armeringsjärnet in genom den hylsformiga anordningen och genom tätningsmuffen, varvid det bildas en spalt mellan armeringsjärnet och den hylsformiga anordningens väggar, genom vilken spalt ett fyllnadsmaterial, såsom cementvälling kan insprutas. Tätningsmuffen agerar därvid som backventil i samverkan med armerings- järnet. En anordning av det slag som visas i SE 970l325-4 utgör forvisso ett framsteg i utvecklingen, men den uppvisar dock ett par nackdelar, t.ex. att det krävs flera opera- tionssteg vid applicering av anordningen, i och med att den består av två separata delar.Thereafter, the reinforcing iron is inserted through the sleeve-shaped device and through the sealing sleeve, whereby a gap is formed between the reinforcing iron and the walls of the sleeve-shaped device, through which gap a filling material, such as cement slurry, can be injected. The sealing sleeve then acts as a non-return valve in collaboration with the rebar. A device of the type shown in SE 970l325-4 certainly constitutes a progress in the development, but it nevertheless has a couple of disadvantages, e.g. that fl your operating steps are required when applying the device, in that it consists of two separate parts.
Ett annat problem är att armeringsjärnet ej kan förses med forankringsanordning i den ände som är avsedd att positioneras längst in i borrhâlet. En sådan forankringsanordning skulle nämligen, på grund av utrymmesskäl, inte kunna foras genom den hylsformiga anordningen och tätningsmuffen.Another problem is that the rebar cannot be provided with an anchoring device at the end which is intended to be positioned at the far end of the borehole. Such an anchoring device could not, due to space reasons, be passed through the sleeve-shaped device and the sealing sleeve.
I SE 9801476-4 beskrives ytterligare en bergbultanordning, vilken uppvisar en del likheter med den i SE 9701325-4 beskrivna. Bergbultanordningen i SE 9801476-4 uppvisar dock fördelen att den hylsformiga anordningen, inklusive backventil, är 10 15 20 25 30 permanent förbunden med armeringsjärnet redan innan bergbultanordningen appliceras i borrhålet i bergväggen. Därigenom finns också möjlighet att förse armeringsj ämet med en förankringsanordning i den inre änden. En dylik förankringsanordning eller expander möjliggör en extra säkring av bergbultanordningen i borrhålet. Det har dock visat sig att den i SE 9801476-4 beskrivna förankringsanordningen fimgerar bäst i relativ täta och stabila bergväggar, -medan den i mer otäta och instabila eller porösa bergväggar ger sämre förankring.SE 9801476-4 describes a further rock bolt device, which has some similarities to that described in SE 9701325-4. The rock bolt device in SE 9801476-4, however, has the advantage that the sleeve-shaped device, including non-return valve, is permanently connected to the rebar even before the rock bolt device is applied in the borehole in the rock wall. This also makes it possible to provide the reinforcement body with an anchoring device at the inner end. Such an anchoring device or expander enables an extra securing of the rock bolt device in the borehole. However, it has been found that the anchoring device described in SE 9801476-4 bäst thrives best in relatively dense and stable rock walls, while in more leaky and unstable or porous rock walls it provides poorer anchoring.
SE 7902129-1 beskriver ytterligare en typ av bergbultanordning, vilken utgöres av en rörformig bult som deformerats genom att den försetts med en längsgående inbuktning.SE 7902129-1 describes a further type of rock bolt device, which consists of a tubular bolt which is deformed by being provided with a longitudinal indentation.
Den deformerade, rörformiga bulten är försluten i ändarna, varvid den vid appliceringen i bergväggen ansluts till en tryckvätskekälla i ena änden. Genom trycket expanderar bulten så att den bringas att anligga mot borrhålets väggar. Vid utnyttjande av anordningen i SE 7902129-1 åstadkommes enbart arrnering av bergväggen, men ingen nämnvärd tätning. Bulten är inte heller skyddad mot korrosion, varför dess livslängd är begränsad.The deformed, tubular bolt is closed at the ends, whereby during application in the rock wall it is connected to a source of pressure fluid at one end. Due to the pressure, the bolt expands so that it is brought to abut against the walls of the borehole. When using the device in SE 7902129-1, only locking of the rock wall is achieved, but no appreciable seal. The bolt is also not protected against corrosion, so its service life is limited.
Konventionella metoder att täta bergväggen innefattar också 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 ämnet akrylamid som kan spridas i grundvattnet.Conventional methods of sealing the rock wall also include e.g. laborious and costly so-called "lining" of the rock wall, ie clad with concrete. Another known method uses sealing material that is injected into the rock wall. This has been shown to cause very great environmental disadvantages as the sealing materials contain the toxic substance acrylamide which can be dispersed in the groundwater.
KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNTNGEN 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 anneringen säkert sitter kvar, samtidigt som tätning av i borrhålen mynnande vattenförande sprickor åstadkommes och luñblåsor i cementen undvikes. Speciellt har uppfinningen till syfie att erbjuda en dylik anordning som är speciellt anpassad att, medelst en förankringsanordning, förankras i relativt otäta, instabila eller porösa bergväggar. 10 20 30 Detta åstadkommes medelst en anordning för arrnering och tätning av bergvägg enligt patentkrav 1.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a device for reinforcing and sealing a rock wall, by means of which device the above-mentioned disadvantages are avoided or at least minimized, whereby reinforcement and sealing of rock wall can be performed with only a few working steps. remain, while sealing water-bearing cracks opening into the boreholes is achieved and blisters in the cement are avoided. In particular, the invention has for its object to provide such a device which is specially adapted to, by means of an anchoring device, be anchored in relatively leaky, unstable or porous rock walls. This is achieved by means of a device for locking and sealing a rock wall according to claim 1.
Anordningen enligt uppfinningen innefattar således en förstärkningsstång, t ex ett konventionellt armeringsjärn avsett att införas i ett borrhål i bergväggen, i vilket borrhål ett fyllnadsmaterial därefter insprutas, varvid sagda anordning också innefattar en backventil för fyllnad smateiialet. Backventilen och armeringsj ärnet är företrädesvis, men inte nödvändigtvis, permanent förbundna med varandra redan innan anordningen införes i borrhålet. Anordningen innefattar vidare, enligt uppfinningen, en rörformig expander för förankring av anordningen i bergväggen, vilken expander, före expansion, uppvisar minst en, företrädesvis minst två, axiellt sig sträckande inbuktningar, varigenom expandem i sitt tvärsnitt har en periferilängd som överstiger borrhålets omkrets men har en största diameter som är mindre än borrhålets diameter, varvid sagda expander är anordnad att, vid förankring av anordningen i bergväggen, expanderas och därmed plastiskt deformeras väsentligen utan att dess periferilängd ökar.The device according to the invention thus comprises a reinforcing rod, for example a conventional rebar intended to be inserted into a borehole in the rock wall, in which borehole a filling material is then injected, said device also comprising a non-return valve for filling the material. The non-return valve and the reinforcement iron are preferably, but not necessarily, permanently connected to each other even before the device is inserted into the borehole. The device further comprises, according to the invention, a tubular expander for anchoring the device in the rock wall, which expander, before expansion, has at least one, preferably at least two, axially extending indentations, whereby the expander in its cross-section has a peripheral length exceeding the borehole circumference but has a largest diameter which is smaller than the diameter of the borehole, said expander being arranged to, when anchoring the device in the rock wall, expand and thus be plastically deformed substantially without its peripheral length increasing.
Enligt en aspekt av uppfinningen uppvisar expandern minst tre, företrädesvis minst fyra och mest föredraget fyra axiellt sig sträckande inbuktningar, vilka företrädesvis är anordnade med väsentligen lika intervall runt expandems omkrets. Utbuktningarna hos expandem vilka är belägna mellan sagda inbuktningar är mjukt rundade, varvid dessa i den del som är belägen längst bort från expandems centrumlinje väsentligen antar formen av en halv cirkulär cylinder. Expandern och därmed anordningen är anordnad att förankras i borrhålet då expandem anslutes till en extern tryckvätskekälla.According to one aspect of the invention, the expander has at least three, preferably at least four and most preferably four axially extending indentations, which are preferably arranged at substantially equal intervals around the circumference of the expander. The bulges of the expander which are located between said indentations are softly rounded, these in the part which is located furthest from the center line of the expander substantially assuming the shape of a semi-circular cylinder. The expander and thus the device is arranged to be anchored in the borehole when the expander is connected to an external pressure fluid source.
Backventilen är anpassad att motstå ett övertryck hos fyllnadsmaterialet i borrhålet.The non-return valve is adapted to withstand an overpressure of the filling material in the borehole.
Fyllnadsmaterialet sprutas således in under övertryck, varvid eventuella i borrhålet mynnande sprickor i berget tätas. Företrädesvis utgöres sagda backventil av en gummimuff som omsluter ett med utloppsöppningar försett insprutningsrör, vilket insprutningsrör företrädesvis är hopfogat med sagda armeringsjärn eller motsvarande.The filling material is thus injected under overpressure, whereby any cracks opening into the borehole in the rock are sealed. Preferably, said non-return valve consists of a rubber sleeve which encloses an injection pipe provided with outlet openings, which injection pipe is preferably joined to said rebar or the like.
Ytterligare kännetecken och aspekter på uppfinningen framgår av de efierföljande 10 15 20 30 514 gsri patentkraven samt av den detaljerade beskrivningen av uppfinningen.Further features and aspects of the invention will be apparent from the appended claims and from the detailed description of the invention.
KORT FIGURBESKRIVNING I den detaljerade beskrivningen av uppfinningen kommer att hänvisas till bifogade ritningsfrgurer, av vilka Fig. I utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av den del av anordningen som positioneras i anslutning till borrhålets öppning och som innefattar backventilen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the detailed description of the invention reference will be made to the accompanying drawing figures, of which Fig. 1 is a side view, partly in cross section, of the part of the device which is positioned adjacent to the borehole opening and which includes the non-return valve.
Fig. 2 utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av den del av anordningen som positioneras längst in i borrhålet och som innefattar en expander enligt uppfinningen för förankring i berget.Fig. 2 is a side view, partly in cross section, of the part of the device which is positioned at the far end of the borehole and which comprises an expander according to the invention for anchoring in the rock.
Fig. 3a utgör ett tvärsnitt av expandern i Fig.2, innan denna trycksätts för förankring i borrhålet.Fig. 3a forms a cross-section of the expander in Fig. 2, before it is pressurized for anchoring in the borehole.
Fig. 3b visar en övre ände av expandern i Fig. 2 och 3a, sedd uppifrån.Fig. 3b shows an upper end of the expander in Figs. 2 and 3a, seen from above.
Fig. 4 utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av borrhålet och av armeringen under fyllnadsmaterialets härdningsfas.Fig. 4 is a side view, partly in cross section, of the borehole and of the reinforcement during the curing phase of the filling material.
Fig. 5 utgör en sidovy, delvis i tvärsnitt, av den färdiga armeringen i berget.Fig. 5 is a side view, partly in cross section, of the finished reinforcement in the rock.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Med hänvisning först till figl betecknas ett armeringsjäm som ingår i anordningen med siffran 1. Armeringsjärnet äri figuren, av ritningstekniska skäl, kapat upptill men har i verkligheten en längd av omkring 0,5-1O m, företrädesvis 1-7 m och än mer föredraget 2-5 m. I figl 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. Armeringsjämet 1 har en kraftigt profrlerad yta för att säkert fasta 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 nedtill för anslutning av slang för påfyllning av fyllnadsmaterialet.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring first to fi gl, a reinforcement iron is included which is included in the device with the number 1. The reinforcement iron in the figure, for drawing technical reasons, is cut at the top but in reality has a length of about 0.5-1O m, preferably 1-7 m and even more preferably 2-5 m. In fi gl and 2 the device is shown as it is arranged in a vertical, upwardly directed borehole in the roof of the tunnel or rock chamber, which position is used in the further description. It should be understood, however, that the device can just as easily be used in a horizontal hole, an angled hole or in a vertical, downward-facing hole. The reinforcing iron 1 has a highly profiled surface for securely fastening to the cement or concrete, hereinafter referred to as filling material, which will surround the same. As an extension of the rebar arranged at the bottom, an injection pipe 3 is thus connected, via a coupling sleeve 2 welded at both ends, which thus has an inner longitudinal cavity and is open at the bottom for connecting a hose for filling the filling material.
Ett stycke nedanför kopplingshylsan för armeringsjärnet 1 och insprutningsröret 3 är det 10 15 20 30 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 for gummimuiïen 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 första 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 fastskmvad 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 ringmuttem 7 vilar. Gummimuffens 5 övre, mindre diameter är anpassad att tätande sluta runt insprutningsröret 3. För detta ändamål är den i nosen lämpligen försedd med ett par, t.ex. två, invändiga läpptätningar som utgöres av O-ringar vilka är ingjutna i gummimuffen, eller med ett par runtomgående utskott på gummimuíïens insida i spetspartiet.A piece below the coupling sleeve for the rebar 1 and the injection pipe 3, a non-return valve 4 is arranged. This non-return valve 4 is adapted to withstand an overpressure of the filling material as it is injected into the borehole under overpressure, via the non-return valve. Thanks to this non-return valve, the filling material, despite the overpressure, does not run out of the borehole before it solidifies. Preferably, the non-return valve 4 comprises a rubber sleeve 5 which encloses a piece of the injection tube 3. The injection tube has in the area of the rubber mouth a number of outlet openings 6 for the filling material. Suitably the rubber sleeve, which of course can also be made of other somewhat elastic, strong material, is designed as the sheath of a truncated cone, it having a first diameter at the bottom and a second, smaller diameter at the top. At the first diameter, the rubber sleeve 5 is vulcanized to an internally threaded ring nut 7 which in turn is fastened to an externally threaded fastening ring 8. The fastening ring 8 encloses the injection tube 3 and is welded thereto. The fastening ring 8 further has at the bottom a flange 9 on the upper surface of which the ring nut 7 rests. The upper, smaller diameter of the rubber sleeve 5 is adapted to seal tightly around the injection tube 3. For this purpose, it is suitably provided in the nose with a pair, e.g. two internal lip seals consisting of O-rings which are molded into the rubber sleeve, or with a pair of circumferential projections on the inside of the rubber sleeve in the tip portion.
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 beståriav gummi. Denna gummimanschett 10 omsluter ett av det smala röret 13 omgivet stycke av insprutningsrörets nedre del, varvid dess nedre kortände vilar mot en bricka 11 som i sin tur vilar mot en mutter 12. Iområdet för muttem 12 och ett stycke upp under gummimanschetten 10 är insprutningsröret 3 och/eller det smala röret 13 utvändigt gängat med samma gängstorlek som muttem 12.Below the flange 9, the injection tube is surrounded by a narrow tube 13 with an upper end 14 which abuts the lower surface of the end 9. Against the lower surface of the end 14 rests the upper short end of a seal in the form of a cuff 10 which also suitably consists of rubber. This rubber sleeve 10 encloses a piece of the lower part of the injection tube 13 surrounded by the narrow tube 13, its lower short end resting against a washer 11 which in turn rests against a nut 12. In the area of the nut 12 and a piece up below the rubber sleeve 10 is the injection tube 3. and / or the narrow tube 13 externally threaded with the same thread size as the nut 12.
I anordningens övre del, lämpligen i dess topp, är ett toppstycke utgörande en expander 20 anordnat, lämpligen fastsvetsat vid armeringsjärnet 1. Expandern visas i fig.2, som utgör en fortsättning av den i figl visade anordningen, varvid ett längre stycke armeringsj ärn 1 (endast delvis visat) förbinder delen enligt ñgl med delen enligt fig.2.In the upper part of the device, suitably in its top, a top piece constituting an expander 20 is arranged, suitably welded to the reinforcing iron 1. The expander is shown in fi g.2, which constitutes a continuation of the device shown in fig, a longer piece of reinforcing iron 1 (only partially shown) connects the part according to ñgl with the part according to fig.2.
Expandern uppvisar nedtill ett lock 21 och en förstyvningshylsa 27, och upptill ett lock 10 20 30 514 7084 t' 25 och en förstyvningshylsa 28. Till expandern 20 och genom locket 21 löper ett smalt rör 26, företrädesvis av hydraulrörstyp, ägnat för trycksättning av expandem.The expander has at the bottom a lid 21 and a stiffening sleeve 27, and at the top a lid 10 and a stiffening sleeve 28. To the expander 20 and through the lid 21 runs a narrow tube 26, preferably of the hydraulic tube type, suitable for pressurizing the expander. .
Expandern 20, vilken består av ett rör, visas i tvärsnitt i Fig. 3a och i en vy uppifrån i Fig. 3b. I den visade, föredragna, utföringsformen uppvisar röret fyra axiellt sig sträckande inbuktningar 22, vilket resulterar i fyra mellanliggande utbuktningar 23.The expander 20, which consists of a tube, is shown in cross section in Fig. 3a and in a top view in Fig. 3b. In the preferred embodiment shown, the tube has four axially extending indentations 22, resulting in four intermediate indentations 23.
Utbuktningarna 23 är mjukt rundade i formen och antar åtminstone mellan de två punktema x och y en cirkelbåge med en medelpunktsvinkel av omkring 180°. Med hänsyn tagen till utbuktningamas 23 utsträckning ur planet för figuren, antar delen mellan två tänkta axiella linjer som går genom punkterna x och y väsentligen formen av en halv cirkulär cylinder. Även inbuktningama 22 är mjukt rundade i formen och uppvisar typiskt en radie som är mindre än utbuktningarnas 23 radie. Inbuktningarna 22 sträcker sig i det oexpanderade tillståndet hos expandem företrädesvis så långt in mot expanderns centrumlinje att deras väggar kommer att ligga an mot varandra, dvs väggarna hos varje inbuktning 22 ligger an mot de intilliggande inbuktningarnas väggar.The bulges 23 are softly rounded in shape and assume at least between the two points x and y an arc of a circle with a center point angle of about 180 °. Taking into account the extent of the bulges 23 out of the plane of the fi clock, the part between two imaginary axial lines passing through the points x and y essentially assumes the shape of a semi-circular cylinder. The indentations 22 are also softly rounded in shape and typically have a radius that is smaller than the radius of the indentations 23. The indentations 22 in the unexpanded state of the expander preferably extend so far towards the center line of the expander that their walls will abut each other, i.e. the walls of each indentation 22 abut against the walls of the adjacent indentations.
Det kan dock också tänkas att väggama ligger enbart nästan intill varandra.However, it is also conceivable that the walls are only almost next to each other.
Utbuktningarnas 23 väggar ligger däremot företrädesvis ej an mot varandra, dvs de är anordnade med mellanrum med företrädesvis lika avstånd. Vid en av expanderns utbuktningar 23 syns inloppet 24 för anslutning till en tryckvätskekälla via hydraulröret 26. Röret med inbuktningarna 22 och utbuktningama 23 avslutas med förstyvningshylsor 27, 28 och fastsvetsade lock 21, 25 i vardera änden, varvid inloppet 24 går genom locket 21.The walls of the bulges 23, on the other hand, preferably do not abut each other, ie they are arranged at intervals of preferably equal distances. At one of the bulges 23 of the expander, the inlet 24 for connection to a source of pressure fluid is visible via the hydraulic pipe 26. The pipe with the bulges 22 and the bulges 23 is terminated with stiffening sleeves 27, 28 and welded lids 21, 25 at each end, the inlet 24 passing through the lid 21.
Expandern 20 har typiskt en längd av omkring 0,3 - 3 meter, företrädesvis 0,5 - 2 meter, en diameter av 30 - 60 mm, företrädesvis 35 - 50 mm för en tänkt cirkel som omskrivet det deformerade röret i det oexpanderade tillståndet och en väggtjocklek av omkring 1 - 4 mm, företrädesvis 1,5 - 3 mm.The expander 20 typically has a length of about 0.3 - 3 meters, preferably 0.5 - 2 meters, a diameter of 30 - 60 mm, preferably 35 - 50 mm for an imaginary circle as circumscribed the deformed tube in the unexpanded state and a wall thickness of about 1 - 4 mm, preferably 1.5 - 3 mm.
De beskrivna detaljerna tillverkas, där ej annat angivits, företrädesvis av så kallat kamstål som kan vara varmförzinkat eller på annat sätt ytskyddat.The described details are manufactured, unless otherwise stated, preferably from so-called comb steel which can be hot-dip galvanized or otherwise surface protected.
Anordningens funktion är enligt följande. I bergväggen borras ett hål 30, Fig. 4, av 10 20 25 30 åtminstone samma längd som anordningens längd. Anordningen fores in i borrhålet så långt att brickan ll och muttem 12 kommer att befinna sig vid borrhålets mynning.The function of the device is as follows. A hole 30, Fig. 4, of at least the same length as the length of the device is drilled in the rock wall. The device is inserted into the borehole so far that the washer 11 and nut 12 will be at the mouth of the borehole.
Därefter trycksättes expandem 20 via hydraulröret 26, vilket löper utmed anordningen och lämpligen i ett spåri manschetten 10, med ett tryck av omkring 100 - 500 bar, företrädesvis 200 - 300 bar, varvid expandems utbuktningar kommer att böjas ut till anliggning mot borrhålet 30. Därvid kommer de två väggama 22a, 22b i varje inbuktning 22 att förflyttas från varandra, och ut från expanderns centrumlinje, så att utbuktningama kan utvidgas. Närliggande väggar i två närliggande utbuktningar kommer däremot att förflyttas mot varandra, dock företrädesvis med åtminstone ett mindre mellanrum kvarstående. Väggama i expandem töjs däremot ej, vilket minskar risken for sprickbildning. Väggamas periferilängd kommer därigenom att vara densamma fore som efter expansionen, varvid väggamas periferilängd överstiger periferilängden hos ett cirkulärt rör som har en diameter lika stor som expanderns största tvärmått i tvärsnittet. Efter fullbordad expansion släpps trycket varefter expandem, vilken expanderats över större delen av dess längd eller väsentligen hela dess längd, och därmed hela anordningen är fast förankrad i bergväggen, genom friktionsingrepp i borrhålets 30 väggar. Inbuktningarna 22 är så djupa att det kvarstår inbuktningar, vilka dock är mindre än före expansionen, även efter expansionen. Den uppfinningsenliga expandern är speciellt fördelaktig att utnyttja i otäta, instabila eller porösa bergväggar.Thereafter, the expander 20 is pressurized via the hydraulic pipe 26, which runs along the device and preferably in a groove cuff 10, with a pressure of about 100 - 500 bar, preferably 200 - 300 bar, whereby the bulges of the expander will be bent out to abut against the borehole 30. the two walls 22a, 22b in each indentation 22 will be moved away from each other, and out of the center line of the expander, so that the indentations can be expanded. Adjacent walls in two adjacent bulges, on the other hand, will be moved towards each other, but preferably with at least a smaller space remaining. The walls of the expander, on the other hand, are not stretched, which reduces the risk of cracking. The circumferential length of the walls will thereby be the same before as after the expansion, the circumferential length of the walls exceeding the circumferential length of a circular tube having a diameter equal to the largest cross-section of the expander in cross section. After complete expansion, the pressure is then released, which expander, which has expanded over most of its length or substantially its entire length, and thus the whole device is firmly anchored in the rock wall, by frictional engagement in the walls of the borehole 30. The indentations 22 are so deep that indentations remain, which, however, are smaller than before the expansion, even after the expansion. The expander according to the invention is particularly advantageous to use in leaky, unstable or porous rock walls.
Nästa steg i appliceringen av anordningen 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 borrhålets 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 gummimuffens 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 härda. Lämpli gen anordnas också ett rör 35 med liten diameter, t.ex. av hydraulrörstyp, utmed anordningen och företrädesvis i ett spå i manschetten 10, vilket rör mynnar i den inre delen av borrhålet 10 15 20 25 30 30. Lämpligen mynnar det uppströms expandern 20, sett i strömningsriktningen för fyllnadsmaterialet in i borrhålet. Röret 35 är anordnat att fungera som ett avluñningsrör, som leder luft och gaser ut ur borrhålet då fyllnadsmaterialet sprutas in. Vid insprutningen av fyllnadsmaterialet tätas den öppna änden av röret 35 då fyllnadsmaterial börjar att kontinuerligt komma ut ur röret, varefier insprutningen av fyllnadsmaterialet kan fortsätta under övertryck.The next step in the application of the device is that the bore, with the device housed therein, is sealed at the bottom by tightening the nut 12 so that the rubber sleeve 10 is compressed in the axial direction, expanding in the radial direction for sealing between the injection pipe 3 and the lower walls of the bore. Fig. 4. Now a hose (not shown) can be connected to the injection pipe and the filling material 31A is injected under overpressure, the filling material flowing out of the outlet openings 6 of the injection pipe and penetrating into the borehole at the upper diameter of the rubber sleeve 5. The rubber sleeve 5 then acts as a non-return valve integrated in the device so that the filling material, despite being under overpressure, cannot flow out of the borehole again before it has time to harden. Suitably a small diameter tube 35 is also provided, e.g. of hydraulic pipe type, along the device and preferably in a groove in the sleeve 10, which pipe opens into the inner part of the borehole 30. Preferably it opens upstream of the expander 20, seen in the direction of flow of the filling material into the borehole. The pipe 35 is arranged to function as a chamfer pipe, which leads air and gases out of the borehole when the filling material is injected. During the injection of the filling material, the open end of the pipe 35 is sealed as the filling material begins to come out of the pipe continuously, although the injection of the filling material can continue under overpressure.
Genom övertrycket bringas också fyllnadsmaterial att tränga in i eventuella i borrhålet mynnande sprickor 32, trots att dessa sprickor kan vara vattenförande.The overpressure also causes filling material to penetrate into any cracks 32 opening into the borehole, despite the fact that these cracks can be water-carrying.
Fyllnadsmaterialet kommer också att tränga in i de kvarvarande inbuktningama 22 hos expandem 20 och agera som korrosionsskydd även för expandem. När önskat övertryck, vilket kan vara upp till omkring 100 bars övertryck eller lämpligen omkring 50-80 bars övertryck, har uppnåtts kan slanganslutningen kopplas loss, varvid fyllnadsmaterialet 31A kan lämnas att härda under övertryck, tack vare backventilen 4 och gummimanschetten 10. Då fyllnadsmaterialet härdat skruvas muttem 12 av, brickan l l avlägsnas och gummimanschetten 10 drages ut ur hålet med hjälp av det flänsforsedda smala röret 13. Utrymmet under flänsen 9 fylles därefter med fyllnadsmaterial 3lB (F ig. 5) genom att borrhålets öppning förses med en större bricka (ej visad) med hål i ena sidan för påfyllnad av fyllnadsmaterialet, varvid lufi bringas att utrymma hålet via ett lufirör. Om korrosionsrisken ej är stor kan emellertid det flänsförsedda smala röret 13 uteslutas ur anordningen, varvid istället gummimanschetten 10, brickan 11 och muttern 12 får permanent sitta kvar efier 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.The filling material will also penetrate into the remaining indentations 22 of the expander 20 and act as corrosion protection also for the expander. When the desired overpressure, which can be up to about 100 bar overpressure or suitably about 50-80 bar overpressure, has been achieved, the hose connection can be disconnected, whereby the filling material 31A can be left to cure under overpressure, thanks to the non-return valve 4 and the rubber sleeve 10. the nut 12 is unscrewed, the washer 11 is removed and the rubber sleeve 10 is pulled out of the hole by means of the flanged narrow tube 13. The space under the shaft 9 is then filled with filling material 31b (Fig. 5) by providing the borehole opening with a larger washer (not shown) with holes in one side for filling the filling material, causing lu fi to evacuate the hole via a lu fi tube. However, if the risk of corrosion is not great, the flanged narrow pipe 13 can be excluded from the device, whereby instead the rubber sleeve 10, the washer 11 and the nut 12 may remain permanently after the device has been applied in the borehole. The opening of the borehole and its immediate surroundings is then covered in a conventional manner with a plate, plate or washer 33, which is pressed against the rock wall by means of a nut 34, which is screwed onto the protruding part of the injection pipe.
Medelst uppfinningen åstadkommes en relativt enkel och billig konstruktion för tätning, varvid den uppfinningsenliga expandern utnyttjas för anordningens förankring i borrhålet och backventilsfunktionen 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 10 Elli G84 ' kostnader uppstår, kan giutas in borrhålet och därmed utgöra visserligen permanent, men ändå engångsmaterial. På grund av övertrycket motverkas korrosionsbefrämjande luftblåsor intill armeringsjärnet och expandern. Ytterligare en fördel med anordningen enligt uppfinningen är att den kan användas for fyllnadsmaterial av olika viskositet eller torrhalt, allteñer omständigheter och preferens.By means of the invention, a relatively simple and inexpensive construction for sealing is achieved, whereby the inventive expander is used for anchoring the device in the borehole and the non-return valve function allows filling material to be injected into a borehole and allowed to cure under a favorable overpressure. The relatively simple and inexpensive construction also allows the seal, non-return valve and expander, without incurring excessive 10 Elli G84 'costs, to be poured into the borehole and thus constitute a permanent, but still disposable material. Due to the overpressure, corrosion-promoting air bubbles next to the rebar and the expander are counteracted. A further advantage of the device according to the invention is that it can be used for filling materials of different viscosity or dry content, depending on the circumstances and preference.
Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna utforingsform utan kan varieras inom ramen for de efterföljande patentkraven. Fackmannen inser således tex. lätt att expandem även kan utnyttjas tillsammans med andra typer av backventilforsedda bergbultar. En variant vid utnyttjande av uppfinningen är även att expandem fóres in först, varvid den är fastskmvad vid toppen av ett rör, och expanderas genom trycksättning. Röret skruvas sedan loss från expandem, och resterande del av anordningen fores in i borrhålet, varvid armeringsjärnet, som då är gängat i toppen, skruvas fast vid expandem.The invention is not limited to the embodiment described above but can be varied within the scope of the following claims. The person skilled in the art thus realizes e.g. easy to expand can also be used together with other types of non-return valve-mounted rock bolts. A variant in utilizing the invention is also that the expander is inserted first, whereby it is clamped at the top of a pipe, and expanded by pressurization. The pipe is then unscrewed from the expander, and the remaining part of the device is fed into the borehole, whereby the reinforcing iron, which is then threaded in the top, is screwed to the expander.
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9901414A SE514084C2 (en) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Device and method for reinforcing and sealing rock wall including an expander for anchoring |
| AU28381/00A AU2838100A (en) | 1999-04-21 | 2000-02-01 | Device and method in connection with a rock wall |
| PCT/SE2000/000191 WO2000068544A1 (en) | 1999-04-21 | 2000-02-01 | Device and method in connection with a rock wall |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9901414A SE514084C2 (en) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Device and method for reinforcing and sealing rock wall including an expander for anchoring |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9901414D0 SE9901414D0 (en) | 1999-04-21 |
| SE9901414L SE9901414L (en) | 2000-10-22 |
| SE514084C2 true SE514084C2 (en) | 2000-12-18 |
Family
ID=20415289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9901414A SE514084C2 (en) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Device and method for reinforcing and sealing rock wall including an expander for anchoring |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2838100A (en) |
| SE (1) | SE514084C2 (en) |
| WO (1) | WO2000068544A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109072697A (en) * | 2016-04-12 | 2018-12-21 | 安百拓凿岩有限公司 | Method and apparatus for rock reinforcement |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2195510A4 (en) * | 2007-09-25 | 2015-07-29 | Hilti Ag | Method for fixing a cable or tendon |
| CZ305105B6 (en) * | 2009-12-28 | 2015-05-06 | Geofinal, S.R.O. | Expansion rock anchor |
| CN102108874B (en) * | 2011-03-15 | 2012-11-07 | 同济大学 | Tensile cross grouting anchor rod device |
| WO2016207868A1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-29 | Barry Graeme Holfeld | An inflatable rock bolt |
| CN110030023A (en) * | 2019-03-15 | 2019-07-19 | 成都现代万通锚固技术有限公司 | The application method of a kind of novel anchor rod is swollen shell head, anchor pole and anchor pole |
| CN113846991B (en) * | 2021-09-22 | 2023-05-02 | 浙江化工工程地质勘察院有限公司 | Reinforcing structure and reinforcing method for inner wall of drill hole |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE451268B (en) * | 1982-12-21 | 1987-09-21 | Atlas Copco Ab | SWELL BODY FOR MARK LOCATION CONSTRUCTIONS |
| SE502795C2 (en) * | 1994-06-02 | 1996-01-15 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Tubular rock bolt with orientation means |
| SE509139C2 (en) * | 1997-04-10 | 1998-12-07 | Skanska Anlaeggning Ab | Ways to simultaneously seal cracks around boreholes and anchor a rock bolt, as well as rock bolt |
| SE510418C2 (en) * | 1998-04-27 | 1999-05-25 | Haakan Eriksson | Device for reinforcement and sealing of rock wall |
-
1999
- 1999-04-21 SE SE9901414A patent/SE514084C2/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-02-01 AU AU28381/00A patent/AU2838100A/en not_active Abandoned
- 2000-02-01 WO PCT/SE2000/000191 patent/WO2000068544A1/en active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109072697A (en) * | 2016-04-12 | 2018-12-21 | 安百拓凿岩有限公司 | Method and apparatus for rock reinforcement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9901414D0 (en) | 1999-04-21 |
| SE9901414L (en) | 2000-10-22 |
| AU2838100A (en) | 2000-11-21 |
| WO2000068544A1 (en) | 2000-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8753041B2 (en) | Injection, sealing valving and passageway system | |
| CA2584378C (en) | Method for embedding rock anchors | |
| RU2651681C2 (en) | Rock anchor bolt | |
| US5342149A (en) | Long hole chemical grout injector system | |
| AU623348B2 (en) | Apparatus and method for improving the integrity of coupling sections in high performance tubing and casing | |
| SE527424C2 (en) | Device and method for grouting and fixing reinforcing and / or anchoring elements in rock wall | |
| SE514084C2 (en) | Device and method for reinforcing and sealing rock wall including an expander for anchoring | |
| TW381137B (en) | Sealing construction method combined with freezing construction method for concrete underground structure and the sealing means employing the same | |
| SE510418C2 (en) | Device for reinforcement and sealing of rock wall | |
| KR20200051528A (en) | Expansion nozzles for adding components to concrete trucks and methods and systems for their use | |
| JP4252823B2 (en) | Check valve for slurry filling | |
| SE509139C2 (en) | Ways to simultaneously seal cracks around boreholes and anchor a rock bolt, as well as rock bolt | |
| JP2954271B2 (en) | Crack injection method | |
| WO2019232566A1 (en) | Expanding packer | |
| JPH0633454A (en) | Method and device for pulling-out casing pipe for anchor | |
| JP2008138403A (en) | Hydraulic jack device and method of producing the same | |
| SU1078092A1 (en) | Apparatus for injecting consolidating composition through drilled holes into fissured rock | |
| JPH1054495A (en) | Pipeline repairing and reclaiming method | |
| JP2954307B2 (en) | Crack injection equipment | |
| KR200305695Y1 (en) | Instilling device for cavity formed on the wall of tunnel | |
| JP2000234328A (en) | Grout injection device and method | |
| WO2006054810A1 (en) | Method of water-proofed injection for concrete construction with injection pipe using a melting liguified gum mixture of wastetire to water-proof agent | |
| JPS60233246A (en) | Chemical injection and water stopping construction method from inner surface by hermetical closing of small diameter sewage pipe embedded in ground | |
| JPH0427096A (en) | Pressure type rock breaking device | |
| JPS59415A (en) | Preventer for back flow of grout |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |