(57)【要約】  本発明は、閉断面を有する筒状ボルト部分（４）を備えたロックボルト（２）を、岩盤構造体（１）のボアホール（３）内で接触するように挿入し拡張させるロックボルト打設用のロックボルト（２）を準備する方法に関する。筒状ボルト部分（４）の長さは、その長さを有する筒状ボルト部分を備えたロックボルトを、ボアホール（３）の内部で牽引した時の最大摩擦力が、所定の最大値より低くなるように決められる。また、本発明は、ロックボルトにも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉断面を有する筒状ボルト部分（４）を備えたロックボルト（２）が、岩盤構造体（１）におけるボアホール（３）に挿入され、かつ、接触するために拡張されるロックボルト打設用のロックボルト（２）を準備する方法において、
筒状ボルト部分（４）の長さを、その長さの筒状ボルト部分を有するロックボルトをボアホール（３）内で牽引した時の最大摩擦力が、所定の最大値より低くなるように決める
ことを特徴とするロックボルト打設用ロックボルトの準備方法。
【請求項２】
筒状ボルト部分（４）の長さが、対応する岩盤構造体又は同等のもののボアホールにおいて所定の長さの筒状ボルト部分（１１）を有する少なくとも一つのロックボルト（１０）を牽引した時に行われる一回又は複数回の測定から決められる
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定の値が、筒状ボルト部分の降伏点荷重である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記最大算出摩擦力が前記降伏点荷重の約６０〜９０％に設定されるように、前記長さが決められる
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記長さが、その長さの筒状ボルト部分（４）を備えたロックボルト（２）のボアホールにおける最小摩擦力が、所定の最小値を上回るように決められる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
ボアホール（３）内に挿入され、かつ、接触するために拡張される閉断面を備えた筒状ボルト部分（４）を有するロックボルト（２）において、
筒状ボルト部分（４）の長さが、その長さの筒状ボルト部分を有するロックボルトをボアホールの内部で牽引した時の最大摩擦力が、所定の最大値より低くなるように決められている
ことを特徴とするロックボルト。
【請求項７】
筒状ボルト部分（４）の長さが、対応する岩盤構造体又は同等のもののボアホールにおいて所定の長さの筒状ボルト部分を有する少なくとも一つのロックボルトを牽引した時に行われる少なくとも一回の測定から決められる
ことを特徴とする請求項６に記載のロックボルト。
【請求項８】
前記所定の値が、筒状ボルト部分の降伏点荷重である
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のロックボルト。
【請求項９】
前記最大摩擦力が、前記降伏点荷重の６０〜９０％になるように、前記長さが決められる
ことを特徴とする請求項８に記載のロックボルト。
【請求項１０】
前記長さが、その長さの筒状ボルト部分（４）を備えたロックボルト（２）に対するボアホール内の最小摩擦力が、所定の最小値を上回るように決められる
ことを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載のロックボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に従ったロックボルト打設方法に関する。また、本発明は、請求項６の前文に従ったロックボルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４，４５９，０６７号（アトラス・コプコ・アクチボラグ）から、閉断面を有し、かつ、岩盤構造体内のボアホールの内側を支持するために拡張するようにされた筒状ボルト部分を備えたロックボルトは既に公知である。
【０００３】
公知のロックボルトでは、筒状ボルト部分が拡張した状態において、トンネル、採掘坑及び坑道等に関して岩盤構造体の一部である岩の表面を安定させるために負荷を支持することができる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，４５９，０６７号
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、上述した米国特許第４，４５９，０６７号に開示された一般的な種類のロックボルトを使用するロックボルト打設方法をさらに発展させることにある。
【０００６】
また、本発明の目的は、安全に、かつ、多目的に使用でき、同時に、経済的である冒頭に述べたようなロックボルトを提供することにある。
【０００７】
これらの目的は、本発明による方法において、筒状ボルト部分のボアホールの内壁を支持する部分間の最大摩擦力が、ボアホール内で牽引した状態で、所定の最大値より低くなるように制限されるよう筒状ボルト部分の長さを決めることによって達成される。
【０００８】
本発明により、ロックボルトは、通常、強い力を受けることができるが、岩盤構造体内では間隙の制限された動き（岩盤構造体内におけるかかる動きは許容できる）において安定化され、大きな牽引力が作用してもロックボルトの破損の原因になることなく、筒状ボルト部分は、ボアホール内で限定された距離で制御されて滑ることになり、その後直ぐに、ロックボルトが滑り前の負荷と同じ負荷に実質的に再び耐えることができように筒状ボルト部分を有するロックボルトを製造し、寸法決めすることができるようになる。
【０００９】
本発明の利点は、さらに、意図し、かつ結果としてのしなやかさにより、制御された仕方で岩石の動きを許容することができるので、ロックボルトの破壊を回避でき、単位表面当たりのロックボルトの数を減らすことができ、さらに使用するロックボルトの寸法を小さくすることができることにある。それにより、岩盤構造体を、よりコストのかかる方法で安定化する必要がなくなる。
【００１０】
好ましくは、筒状ボルト部分の長さは、対応する岩盤構造体又は同等物における少なくとも一つのボアホール内にある所定の筒状ボルト部分を有する少なくとも一つのロックボルトを牽引している間に実行される少なくとも一回の測定の結果に基づいて決められる。
【００１１】
安定化時に使用されるべきロックボルトは、一回又は複数回の牽引測定結果の値に基づいて製造され得、かつ、筒状ボルト部分の長さに関して適性に寸法決めされ得、その結果、意図した負荷がかかった時に意図した滑りが得られる。
【００１２】
好ましくは、前記所定の値は、筒状ボルト部分の降伏点負荷であり、このことは、材料が有利な方法で既存の条件にできるだけ適合されることを意味している。ここで、意図するロックボルトの筒状ボルト部分の降伏点負荷は、本質的に予め知られている負荷試験を通して当業者によって決められ得る。
【００１３】
好ましくは、寸法決めについてより信頼性の高い値を得るために、複数回、例えば、５〜１０回の牽引試験が行われる。各ロックボルトに対して用いられるべき筒状ボルト部分の長さ決める時に、降伏点に近い限界値を決めるために、このような複数回の牽引試験の結果から、試験結果の分布が考慮される。
【００１４】
大きな分布がある時には、通常、降伏点に対してより大きなゆとりが必要である。この場合、牽引試験結果の平均値から、最大演算摩擦力が降伏点の例えば、６０〜７０％になるように、ロックボルトを寸法決めするのが適当である。分布が小さい場合（通常の分布と考えられるべき場合も含む）には、牽引試験結果の平均値から、最大演算摩擦力が、降伏点の８０〜９０％になるようにするのが適当である。これは一例であり、本発明の範囲内であれば、他の値も考慮できることは勿論のことである。
【００１５】
また、好ましくは、より小さい岩石の動きが生じた時に、無用な滑りを回避するために、筒状ボルト部分の長さは、前記摩擦力が所定の最小値を上回るように決められ寸法決めされる。
【００１６】
対応する効果は、対応する特徴を有するロックボルトを通して本発明により達成される。本発明に係るロックボルトを通して、大きな、そして突然の岩石の動きは制御される。滑りの後、ロックボルトは、滑りの前と実質的に同様の負荷を支持することができる。
【００１７】
前記方法を実行するための装置は、ボアホール内に挿入され、かつ、拡張される筒状ボルト部分を有するロックボルトに係合する手段と、前記ロックボルトに牽引力を付与する手段と、前記牽引力を付与した結果の前記ロックボルトの滑りを検出する手段と、検出した滑りに対応する牽引力を検出し測定する手段とを有する。
【００１８】
この装置により、岩盤構造体内で大きな動きがあった時に、滑りを許容する能力を持ったロックボルトの効果的な長さを効果的に決めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、実施例を用いると共に、添付図面を参照して、以下に、さらに説明される。
【００２０】
図１において、符号１は岩盤構造体を示しており、この岩盤構造体１におけるボアホール(bore hole)の内部にはロックボルト２が挿入されている。前記ボアホールの内壁は符号３で示されている。ロックボルト２は、拡張可能な筒状ボルト部分４とテンションロッド５を備えている。前記テンションロッド５は、アダプタスリーブ６越しに、筒状ボルト部分４に隣接している。図１には、連結スリーブ５’’によって連結される複数の筒状部分５’に分かれた形態のテンションロッドが示されている。一部材のテンションロッドでは長さは制限されるが、この構成により、狭い坑道であっても全長の長いロックボルトを使用できる。ボアホール３の内部の最も内側において、筒状ボルト部分４は、末端スリーブ７を備えている。
【００２１】
ボアホール３の外側には、通常のようにロックプレート８が設けられ、このロックプレート８を介して、テンションロッド５の先行荷重が、岩盤構造体１の外側部分に対して、内側に向いた安定した押圧力を及ぼす。
【００２２】
岩盤構造体特有の不安定な性質をいくらか説明するために、図１において、符号９は岩盤構造体の割れ目を示している。本発明によれば、ロックプレート８を、図１における右側であり、ロックボルトに十分に高い力を受けさせる軸方向外側に移動させる傾向にある岩盤構造体の動きが、ボアホール３の内壁に対する筒状ボルト部分４の滑りを生じさせる。特に、これは、岩盤構造体の移動可能な部分によってロックボルトに及ぼされる力が、最小値を超えた時に生じる。
【００２３】
このように、ロックボルトの制御された柔軟性(controlled yielding)が滑りを通して現れ、それにより、ロックボルトが、岩盤構造体の大きな力及び動きに、機能しなくなることなく、耐えることが可能になる。
【００２４】
図２には、特定の収縮(certain contracture) に関して、特定の種類の拡張可能なロックボルトに存在する摩擦力を測定するための装置１４が示されている。この装置は、本発明によるロックボルトの寸法、具体的には、筒状ボルト部分の長さを決めることを目的とするものである。
【００２５】
本発明による方法は、一例として、採掘におけるトンネルや坑道において岩の表面を安定化させるために岩盤構造体内に複数のロックボルトを配置する前に、ロックボルトの筒状ボルト部分の効果的な長さを決めるために行われる。
【００２６】
所定の長さの筒状ボルト部分を有するロックボルト１０の形態の試験片を、対象となる岩盤構造体１３のボアホール１２の内部に挿入することによって測定が行われる。筒状ボルト部分の長さは、筒状ボルト部分の降伏点(yield point)より低い力の時に、ロックボルトの滑りが支障なく得られるように適当に選択される。滑りが得られる前に降伏点に達した場合には、より短い筒状ボルト部分１１を備えた新たなロックボルトが選択されることになる。
【００２７】
測定装置１４は、拡張筒状ボルト部分に隣接するテンションロッド１５と、岩盤構造体の側面に当てられる支持部１６と、テンションロッド１５に係合する係合部１７と、例えば、油圧手段を備え、ロックボルト９に牽引力を付与する牽引機１８とを有する。制御ユニット１９は、付与された牽引力を感知し、牽引力が滑りを発生させる時点を検出する。
【００２８】
筒状ボルト部分の単位長さ当たりの摩擦力に変換することができる測定結果から、選択された長さの筒状ボルト部分を有する選ばれたロックボルトに対する滑りに応じた牽引力が、例えば、前記降伏点負荷の約６０〜９０％に対応するように、適切な長さの筒状ボルト部分にロックボルトは寸法決めされ得る。適切な長さの選択は、例えば、リストやダイアグラム等を通して実際に行われ得る。
【００２９】
図３は、本発明による方法を実施するためのシーケンスを示している。
【００３０】
ポジション２０は、シーケンスの開始を示している。
ポジション２１は、特定の所定の長さを有する筒状ロックボルトを岩盤構造体の予め穿孔されたボアホールへ挿入し拡張することに関する。
ポジション２２は、ロックボルトを軸線方向に外側に引っ張ることに関する。
ポジション２３は、ロックボルトの滑りと滑りが生じた時の牽引力とを検出することに関する。
割り込み線２６を介して、複数回の牽引試験が実行され得ることが示されている。
ポジション２４は、ロックボルトに対する筒状ボルト部分の長さを、テーブルやダイアグラムにおける手動操作で、又は、制御ユニットに接続された回路を通して自動的に算出することに関する。この処理は、一回の牽引試験又は、ポジション２２〜２４における検出処理を組み合わせた複数回の牽引試験に基づいて実行される。
ポジション２５は、シーケンスの終了を示している。
【００３１】
本発明は、特許請求の範囲の範囲内で変更することができる。
従って、本発明による方法を実施する装置は、それが、牽引力を及ぼし、滑りを検出し、かつ、滑りが発生した時の牽引力を測定する手段を備えているものである限りは他の方法でも設計され得る。
【００３２】
本発明によるロックボルトの寸法決めを行う時に、降伏点が参考として用いられることが好ましい。しかしながら、ロックボルトに対して有効である他の値が寸法決めに用いられ得ることを除外するものではない。一例として、ロックボルトの破壊荷重を使用することができる。この場合、ロックボルトの筒状部分は、破壊荷重の特定の決められた部分にある摩擦力に対応する長さを持つように寸法決めされ得る。また、摩擦力が、岩石の強度の有効値(significant value)の特定の決められた部分から成り立つべきであるという事実から寸法決めをすることを除外するものでもない。
【００３３】
本発明によるロックボルトには、様々な実施例があり得る。例えば、本発明によるロックボルトが、順々に配置された二つ以上の筒状ボルト部分を含むことを除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるロックボルトを含む岩盤構造体の断面図を示す図である。
【図２】ロックボルトに関する本発明による方法を実行する装置を示す図である。
【図３】本発明によるロックボルト打設方法を説明するためのシーケンスを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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