(57)【要約】【目的】低圧大流量用エアーコンバーターと高圧小流量用エアーコンバーターを組み合わせて、容器内に高圧水を短時間に供給できる装置を提供する。【構成】二次側水圧アクチュエーター（８−１）の断面積を大きくした低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）と、二次側水圧アクチュエーター（８−２）の断面積を小さくした高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を並列で配置するとともに、両者の作動の切り換えを行うために、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の作動エアー供給管路にシーケンス弁（４）を直列に組み込み、シーケンス弁（４）の設定圧以下で低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）を作動させて低圧大流量の加圧水を供給し、出側の圧力が設定圧になった後、シーケンス弁（４）の作用により高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を作動させて少量ながらも高圧の加圧水を供給する。これにより、所望の圧力までの高圧水を短時間で供給することができる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）と高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を並列に設置するとともに、両エアーコンバーターに作動用エアー供給管を接続し、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の作動用エアー供給管にシーケンス弁を直列に設置し、かつ両エアーコンバーターに接続した送水管を、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側に高圧水が逆流しないように逆止弁を設けて合流させたことを特徴とする高圧水供給装置。
【請求項２】
エアー方向切換弁（５−１），（５−２）で分岐した高圧のエアー配管が左右一対に接続された一次側アクチュエーター（７−１），（７−２）、低圧の水タンクにつながる左右一対の給水管（１０−１），（１１−１），（１０−２），（１１−２）と容器（２０）につながる送水管（１６−１），（１６−２）とが接続された二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）、およびそれら２つのアクチュエーターを連結し摺動可能なピストンロッド（９−１），（９−２）からなるエアーコンバーターを複数台、しかも二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）の断面積が互いに異なるエアーコンバーターを複数並列に接続し、断面積を小さくした二次側水圧アクチュエーターを有する側のエアー供給管路に直列に組み込んだエアー供給ルート切り換え用シーケンス弁（４）と、複数のエアーコンバーターからの送水管（１６−１），（１６−２）を合流させた連結管（１９）を備えていることを特徴とする高圧水供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高圧水供給装置を用い、充填すべき容器中の水量，水圧のレベルに応じて、使用するエアーコンバーターを順次切り換えて前記容器中に送水することを特徴とする高圧水供給方法。
【請求項４】
二次側水圧アクチュエーター（８−１）の断面積が大きい低圧高流量用エアーコンバーター（Ｌ）と、二次側アクチュエーター（８−２）の断面積が小さい高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）とを切り換えて容器中に送水する請求項３に記載の高圧水供給方法。
【請求項５】
請求項４に記載の高圧水の供給方法で、地盤支保用鋼管膨張型ロックボルト内に高圧水を供給し、前記鋼管膨張型ロックボルトを膨張させることを特徴とする鋼管膨張型ロックボルトの加圧・膨張方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、岩盤に設けた孔内に挿入した鋼管膨張型ロックボルトに膨張用の高圧水を供給する等、所定の容器に高圧水を供給するための装置、およびその装置を利用して所定の容器に高圧水を供給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、崩落し易い岩盤や地盤を固結させるために、従来の棒状ロックボルトに代わって管状の鋼管膨張型ロックボルトが使用されるようになった。
長手方向に膨張用凹部を有し、先端部が閉じられ、後端部に高圧水圧入用スリーブが被せられた鋼管製のロックボルトを岩盤に設けた孔内に挿入し、スリーブの側面に穿った高圧水圧入孔から高圧水を圧入し、鋼管を加圧・膨張させて孔と密着させることによって岩盤や地盤を鋼管で固結しようとするものである。
そして、鋼管膨張型ロックボルトを膨張させるための装置に関しても種々のものが使用されている。
本発明者等も、特願２００２−１７３３１８で、ロックボルトに被せられた高圧水圧入用スリーブを容易に保持でき、該スリーブからロックボルト内に膨張用の高圧水を供給できるロックボルト加圧・膨張用シールヘッドを提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロックボルトを効率的に膨張させ、脆弱な岩盤等の補強作業を手際よく行うためには、シールヘッドの改良のみでは不十分で、ロックボルトの内部に膨張用高圧水を極力高圧に、しかも短時間に供給することが要求される。一般に、所定の容器に高圧水を供給する装置としては、プランジャーポンプや歯車ポンプ，エアーコンバーター等が用いられている。
プランジャーポンプは、安定した高圧水の供給が可能であるので工場内では使いやすい装置ではある。しかしながら、ポンプサイズが大きく重量も重くなるので、移動させ難い。また、トンネルの工事現場等、粉塵が舞い、湿度が高い環境では摺動部が傷みやすいので、工場外の現場作業では使い難い。
歯車ポンプは、比較的高圧の流体を吐出するのに適した装置である。しかし、流量が少なく、また流体として水が使用できないために適用範囲に限りがある。エアーコンバーターは、軽量，コンパクトでしかも摺動部が露出していないので、トンネル内のような環境でも故障し難いという長所はある。しかし、圧力と流量の両立が困難である。すなわち、高圧の流体を供給しようとすると流量が少なくなり、流量を多く供給しようとすると供給圧力が低くなる。したがって、１台のエアーコンバーターで、容器内に高圧水を短時間で供給することは困難である。
【０００４】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、低圧大流量用のエアーコンバーターと高圧小流量用のエアーコンバーターを組み合わせて、所定の容器内に高圧水を短時間に供給できる装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の高圧水供給装置は、その目的を達成するため、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）と高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を並列に設置するとともに、両エアーコンバーターに作動用エアー供給管を接続し、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の作動用エアー供給管にシーケンス弁を直列に設置し、かつ両エアーコンバーターに接続した送水管を、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側に高圧水が逆流しないように逆止弁を設けて合流させたことを特徴とする。
【０００６】
より具体的には、エアー方向切換弁（５−１），（５−２）で分岐した高圧のエアー配管が左右一対に接続された一次側アクチュエーター（７−１），（７−２）、低圧の水タンクにつながる左右一対の給水管（１０−１），（１１−１），（１０−２），（１１−２）と容器（２０）につながる送水管（１６−１），（１６−２）とが接続された二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）、およびそれら２つのアクチュエーターを連結し摺動可能なピストンロッド（９−１），（９−２）からなるエアーコンバーターを複数台、しかも二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）の断面積が互いに異なるエアーコンバーターを複数並列に接続し、断面積を小さくした二次側水圧アクチュエーターを有する側のエアー供給管路に直列に組み込んだエアー供給ルート切り換え用シーケンス弁（４）と、複数のエアーコンバーターからの送水管（１６−１），（１６−２）を合流させた連結管（１９）を備えているものである。
【０００７】
二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）の断面積が互いに異なるエア−コンバータを複数回路中に並列に配置して、充填すべき容器中の水量，水圧レベルに応じて、使用するエアーコンバーターを順次切り換え、送給する加圧水の圧力−流量特性を適宜変えて高圧水を供給する。
そして、地盤支保用鋼管膨張型ロックボルト内の高圧水を供給して、当該鋼管膨張型ロックボルトを加圧・膨張させる際には、二次側水圧アクチュエーター（８−１）の断面積を比較的大きくした低圧大流量用エアーコンバーターと、二次側アクチュエーター（８−２）の断面積を比較的小さくした高圧小流量用エアーコンバーターとを組み合わせた高圧水供給装置を用い、前記２つのエアーコンバーターを適宜切り換えて高圧水を送給し、鋼管膨張型ロックボルトを加圧・膨張させる。
【０００８】
【実施の態様】
本発明者等は、小型軽量なエアーコンバーターを使用して所定の容器内に大量の高圧水を短時間に所定圧まで供給する方法について鋭意検討している段階で、圧力−流量特性の異なる複数のエアーコンバーターを並列に接続し、供給する容器内が低圧である段階では、低圧大流量型のエアーコンバーターを作動させて加圧水を大量に供給し、容器内がある程度の圧力になった後は、高圧小流量型のエアーコンバーターを作動させて高圧水を供給すると、所定の容器内に所定の高圧水を短時間に効率良く供給することができることを見出した。
図１に、本発明の基本的な考え方を示す。
低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）と高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を並列に設置するとともに、両エアーコンバーターに作動用エアー供給管を接続し、両エアーコンバーターに接続した送水管を、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側に高圧水が逆流しないように逆止弁を設けて合流させている。低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）を作動させて所定圧にした後に高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を作動させるために、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の作動用エアー供給管にシーケンス弁を直列に設置している。
【０００９】
図２に本発明の高圧水供給装置の基本的な機器構成態様を具体的に示す。
この態様では、圧力−流量特性の異なる２つのエアーコンバーターを備えている。すなわち、それぞれのエアーコンバーターは、エアー方向切換弁（５−１），（５−２）で分岐した高圧のエアー配管が左右一対に接続された一次側アクチュエーター（７−１），（７−２）、低圧の水タンクにつながる左右一対の給水管（１０−１），（１１−１），（１０−２），（１１−２）と容器（２０）につながる送水管（１６−１），（１６−２）とが接続された二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）、およびそれら２つのアクチュエーターを連結し摺動可能なピストンロッド（９−１），（９−２）から構成されている。そして、この態様では、二次側水圧アクチュエーター（８−１）の断面積を大きくして低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）を構成するとともに、二次側水圧アクチュエーター（８−２）の断面積を小さくして高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を構成している。
【００１０】
低圧の水タンクから二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）へ水を供給する給水管（１０−１），（１１−１），（１０−２），（１１−２）には、水が戻らないように逆止弁（１２−１），（１５−１），（１２−２），（１５−２）が取り付けられている。さらに、二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）から容器（２０）につながる送水管（１６−１），（１６−２）には、二次側水圧アクチュエーター（８−１），（８−２）に高圧水が戻らないように逆止弁（１３−１），（１４−１），（１３−２），（１４−２）が取り付けられている。
【００１１】
低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）と高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）の切り換えを行うために、並列配置した一次側アクチュエーター（７−１），（７−２）への作動エアー供給管路にシーケンス弁（４）を直列に組み込んだ。シーケンス弁（４）がない状態で高圧の作動エアーが低圧大流量用と高圧小流量用の両方のエアーコンバーターに同時に供給されると、摺動抵抗の少ない高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側のピストンロッド（９−２）が優先的に作動することになって効率的でなくなる。そこで、作動エアー供給管路の圧力が所定のレベルまでは低圧大流量用エアーコンバーターを作動させるためにシーケンス弁（４）を組み込む必要がある。その設定圧力が前記所定のレベル圧力となる。
また、作動エアー供給管路のシーケンス弁（４）の上流，下流にそれぞれ減圧弁（２），（６）を取り付けることが好ましい。
【００１２】
さらに、複数のエアーコンバーターからの送水管（１６−１），（１６−２）を連結管（１９）で合流させるとともに、本態様では、エアーコンバーター（Ｌ）を低圧大流量用に構成するとともに、エアーコンバーター（Ｈ）を高圧小流量用に構成しているため、エアーコンバーター（Ｈ）側からの高圧水がエアーコンバーター（Ｌ）側に逆流しないように、エアーコンバーター（Ｌ）側の二次側水圧アクチュエーター（８−１）からの送水管（１６−１）に逆止弁（１７）を取り付けている。低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）および高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）から送出される圧力水の圧力を比較すると、高圧型から送出される圧力は数倍にもなることがある。その場合には、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）の二次側水圧アクチュエーターに設けられた逆止弁（１３−１），（１４−１）の耐圧限度を超えることになるので、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側の送水管（１６−１）に逆止弁（１７）を設置することが必要となる。
本態様では、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）および高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）の２つを配置しているが、二次側水圧アクチュエーターの断面積を異にした第３、第４のエアーコンバーターをさらに並列で配置することも可能である。
【００１３】
本発明によれば、エアーコンバーター作動用のエアーとしては一種類のものの使用で十分であり、例えば昇圧しただけの工場エアーが使用できる。大型の機器を必要としないので、装置そのものが小型軽量で移動も容易である。したがって、トンネルの工事現場等、狭隘な場所にも搬入でき、作業環境の劣悪な場所でも使用できる。
また、本発明のエアーコンバーター方式の加圧装置では、一次側アクチュエーターと二次側水圧アクチュエーターの断面積を適宜変えることにより、二次側に所望圧の水圧を得ることができる。
さらに、並列で設置した複数の二次側水圧アクチュエーターの断面積を互いに異なったものとすれば、二次側に水圧の異なった高圧水を得ることができる。
二次側水圧アクチュエーターの断面積が大きいと得られる水圧は低いが大量の加圧水を供給することができる。逆に、二次側水圧アクチュエーターの断面積が小さいと高い圧力の高圧水が得られるが水量は少ない。
したがって、両者の特性を最大限生かすように、並列に複数設置したエアーコンバーターの作動エアー圧力と、それぞれの圧力で作動するエアーコンバーターの二次側水圧アクチュエーターの断面積を適宜変えれば、二次側に必要とする圧力の高圧水を短時間で効率良く供給することができる。
【００１４】
次に本発明の高圧水供給装置を使用して、所定の容器内の高圧水を供給する態様について説明する。
図示していない例えばエアーコンプレッサー等を使用して０．５〜０．８ＭＰａに昇圧された工場エアー等が、エアー配管を経由して本発明高圧水供給装置のエアー接続口（１）に供給される。
通常、エアーコンプレッサーは間歇的に運転され、かつ、上記のような工場エアーの元圧は多少の変動があるため、一般的には、入口付近の作動エアー供給管路に設けた減圧弁（２）の作用で、作動エアー供給管路内の圧力の上限値が一定（例えば０．５５ＭＰａ）になるように調整しておく。作動エアー供給管路内の圧力は、管路途中に設けた圧力計（３−１）で常時観測しておくことが好ましい。
作動エアー供給管路途中に組み込んだシーケンス弁（４）の作用により、管路内の圧力が設定圧（例えば０．５ＭＰａ）以下では、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）を作動させるように、設定圧（例えば０．５ＭＰａ）を超えると高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を作動させるように、作動エアーの供給が切り換えられるように設定しておく。シーケンス弁（４）には、圧力をモニターする機能がないため、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）に切り換わった圧力を上記圧力計（３−１）により確認することができる。
【００１５】
エアー接続口（１）から作動エアーとして工場エアー等が供給されると、供給当初、作動エアー供給管路内のエアー圧力は低いので、作動エアーは、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）を作動させるように作用する。すなわち、一次側アクチュエーター（７−１）に連結されている軸方向に摺動自在なピストンロッド（９−１）の動きによって０．５ＭＰａよりも低い圧力でピストンロッドを（図面上右から左に）移動させる。
ピストンロッド（９−１）の移動により、給水管（１１−１）から供給されている低圧水が、二次側水圧アクチュエーター（８−１）（図中左側の空間）において加圧される。加圧された高圧水は、逆止弁（１４−１）を通過した後、送水管（１６−１），逆止弁（１７），連結管（１９）を経由して容器（２０）に送給される。
【００１６】
エアー方向切換弁（５−１）が作動し、一次側アクチュエーター（７−１）のピストンロッド（９−１）が逆方向に移動する。その移動に伴って給水管（１０−１）から供給されている低圧水が、二次側水圧アクチュエーター（８−１）（図中右側の空間）において加圧される。加圧された高圧水は、逆止弁（１３−１）を通過した後、送水管（１６−１），逆止弁（１７），連結管（１９）を経由して容器（２０）に送給される。
上記行程が繰り返されて、低圧高流量用エアーコンバーター（Ｌ）の作動により、容器（２０）内に高圧水の供給が進行する。
出側の圧力、すなわち送水管（１６−１）内および容器（２０）内の水圧が高くなるにつれて、ピストンロッド（９−１）の摺動抵抗が高くなり、このピストンロッド（９−１）を作動させる、すなわち一次側アクチュエーター（７−１）を作動させるに必要なエアー圧力が高くなる。
【００１７】
上記エアー圧力、すなわち作動エアー供給管路内の圧力がシーケンス弁（４）の設定圧（本例の場合、０．５ＭＰａ）に達したとき、シーケンス弁（４）が解放され、作動エアーが高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の管路にも供給されるようになる。
この際、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側の作動エアー供給管路にもエアー圧はかかっているが、実質的に低圧側のピストンロッド（９−１）は作動しない。
高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の作動エアー供給管路内は、減圧弁（６）の作用により設定圧（本例の場合、０．４ＭＰａ）以下のエアー圧となるように調整されている。すなわち、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）のエアー圧と水圧の比率に応じて、所望の水圧に対応したエアー圧の限度圧力を減圧弁の圧力として設定することになる。
【００１８】
上記低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）を作動させる手順の説明と全く同様に、一次側アクチュエーター（７−２）、二次側水圧アクチュエーター（８−２）を作動させ、容器（２０）内に高圧水が供給され、容器内の圧力は増加し始める。高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）を作動させる際にも、作動エアー供給管路内の圧力は、管路途中に設けた圧力計（３−２）で常時観測しておくことが好ましい。この圧力計の表示で、得られた高圧水の圧力を確認することもできる。
【００１９】
本態様では、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の二次側水圧アクチュエーター（８−２）の断面積を、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側の二次側水圧アクチュエーター（８−１）の断面積よりも小さくしている。そのため、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側の送水管（１６−２）内の水圧は、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側の送水管（１６−１）内の水圧よりも高くなっている。低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側の送水管（１６−１）の逆止弁（１７）を設けることにより、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）側からの高圧水が低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）側の送水管（１６−１）に逆流することはなく、容器（２０）内に供給される。
【００２０】
送水管（１６−２）内および容器（２０）内の水圧が高くなるにつれて、ピストンロッド（９−２）の摺動抵抗が高くなり、このピストンロッド（９−２）を作動させる、すなわち一次側アクチュエーター（７−２）を作動させるに必要なエアー圧力が高くなる。この必要圧力が、減圧弁（６）の設定圧（本例の場合、０．４ＭＰａ）に達したとき、ピストンロッド（９−２）の作動が停止し、容器（２０）内への高圧水の供給が完了する。
【００２１】
複数のエアーコンバーターを並列に接続し、一方のエアーコンバーターを二次側水圧アクチュエーターの断面積を大きくした低圧大流量型に、他方のエアーコンバーターを二次側水圧アクチュエーターの断面積を小さくした高圧小流量型にするとともに、シーケンス弁の圧力設定により、最初に低圧大流量型エアーコンバーターを作動させて容器内に大量の加圧水を供給し、容器内を所定圧まで高めた後、高圧小流量型エアーコンバーターを作動させて少量ながらも高圧の加圧水を所定圧まで供給すれば、所定の容器内に所定の高圧水を短時間に効率良く供給することが可能になる。
【００２２】
ところで、脆弱な岩盤等の補強作業を手際よく行うためには、岩盤内に挿入した鋼管膨張型ロックボルトの内部に膨張用高圧水を極力高圧に、しかも短時間に供給することが要求される。鋼管膨張型ロックボルトを加圧・膨張させる際に、本発明の高圧水供給装置を使用して高圧水を供給すれば、高圧の膨張用高圧水を短時間に供給することが可能になるので、岩盤等の補強作業を効率良く行うことができる。
本発明の高圧水供給装置および高圧水供給方法は、鋼管膨張型ロックボルトの加圧・膨張の他に、鋼管や高圧容器の耐圧試験等にも適用できる。
【００２３】
【実施例】
本発明高圧水供給装置を使用して、鋼管膨張型ロックボルトを加圧・膨張した例について説明する。
図３に示すように、ロックボルト（２１）に被着されたスリーブ（２２）を嵌着・保持する複数のロックボルト加圧・膨張用シールヘッド（２３）の、個々のシールヘッドハウジングに取り付けられた高圧水注入用口金に高圧水供給管を別々に接続する。それぞれがロックボルト加圧・膨張用シールヘッドの高圧水注入口に接続された複数の高圧水供給管をジョイントブロック（２４）の排出口に接続する。高圧水供給管には、ジョイントブロック（２４）近傍およびロックボルト加圧・膨張用シールヘッドとの接続金具近傍に送水バルブ（２５）が取り付けられ、適宜使い分け可能にされている。このジョイントブロック（２４）が本発明高圧水供給装置（２６）の連結管（１９）に接続される。
【００２４】
まず、本実施例では、４００Ｎ／ｍｍ２級の素材で製造された、異形管の相当外径３６ｍｍ，板厚３ｍｍのロックボルト１本を加圧・膨張させた。
図２に示された高圧水供給装置であって、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）としてエアー圧と水圧の比が１：４０のものを、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）としてエアー圧と水圧の比が１：７５のものを使用し、シーケンス弁（４）の設定圧を０．５ＭＰａに、減圧弁（６）の設定圧を０．４ＭＰａ調整した。
この高圧水供給装置に０．５５ＭＰａに調節した作動エアーを供給して、低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）を作動させた。低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）の出側の圧力を２０ＭＰａに設定しているので、水圧計（１８）で表示される送水管（１６−１）内、すなわちロックボルト内の圧力が２０ＭＰａになった時点で低圧大流量用エアーコンバーター（Ｌ）のピストンロッド（９−１）が作動しなくなり、０．５ＭＰａに設定しておいたシーケンス弁（４）が切り換わって高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）の作動が始まった。このときまでに３８秒を要していた。
そして、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）の作動により、水圧計（１８）で表示される送水管（１６−２）内、すなわちロックボルト内の圧力が設定圧である３０ＭＰａに達したとき、高圧小流量用エアーコンバーター（Ｈ）の作動が止まり、ロックボルトの加圧・膨張作業を終えた。これまでに要する時間は４５秒であった。
【００２５】
これに対して、同一のロックボルトをエアー圧と水圧の比を１：７５に設定したエアーコンバーターに、エアー圧０．４ＭＰａを負荷して圧力水を供給したところ、３０ＭＰａに達するまでに６０秒を要していた。
両者でのロックボルト内の高圧水充填率の変化を見ると図４に示すように、本発明の２段階加圧法が有効であることが良く理解できる。なお、図４からは、本実施例で使用したロックボルトの凹部の拡張変形が１８ＭＰａの水圧域で開始し、１０ＭＰａ圧で変形が進行して行くこともわかる。
【００２６】
次に、上記実施例と同一のロックボルト３本を、本発明の高圧水供給装置を使用して同時に加圧・膨張させた。３０ＭＰａの圧力に達するまでに１３５秒を要した。この時間は１本のロックボルトを加圧・膨張させたときの所要時間の本数倍である。
トンネル内等、ロックボルトの加圧・膨張による岩盤補強作業は、通常、岩盤掘削穴へのロックボルトの挿入、ロックボルトに取り付けたスリーブへのシールヘッドの嵌合、高圧水の供給・注入、シールヘッドの取り外し等の手順で行われる。個々のロックボルトへのシールヘッドの嵌合作業を予め複数のロックボルトに対して行っておき、大量の高圧水を短時間で供給することが可能な本発明高圧水供給装置を使用して複数のロックボルトを同時に加圧・膨張させると、例えば岩盤の部分的な軟弱部の補強作業が極めて短時間で効率良くことができる。岩盤補強作業が数割の割合で時間短縮される。
【００２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の高圧水供給装置では、圧力−流量特性の異なる複数のエアーコンバーターとを組み合わせたことにより、供給しようとする容器内の圧力が低い段階では低圧大流量用エアーコンバーターを作動させて大量の加圧水を供給し、所定圧以上になった時点で高圧小流量用エアーコンバーターを作動させて高圧水を供給できるので、容器内の所定の圧力水を短時間に供給することが可能になった。また、この装置は電源を使用しておらず、小型軽量に構成できるので、トンネル等の作業現場に搬入しやすいという利点も有している。
したがって、地盤支保用鋼管膨張型ロックボルト内の高圧水を供給して、当該鋼管膨張型ロックボルトを加圧・膨張させる際に、高圧水供給装置を用いた高圧水供給方法を採ると、岩盤補強作業が短時間に効率的に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的考え方である多段加圧システムを説明する図
【図２】本発明高圧水供給装置を構成する機器の配置状況を説明する図
【図３】複数のロックボルトを同時に加圧・膨張させる態様を説明する図
【図４】本発明方法を採用してロックボルトを２段階加圧した場合と、従来の１段階加圧した場合の、充填状況の違いを説明する図
【符号の説明】
Ｌ：低圧大流量用エアーコンバーター　　Ｈ：高圧小流量用エアーコンバーター１：エアー接続口　　２：減圧弁　　３−１，３−２：圧力計　　４：シーケンス弁　　５−１，５−２：エアー方向切換弁　　６：減圧弁　　７−１，７−２：一次側アクチュエーター　　８−１，８−２：二次側水圧アクチュエーター　９−１，９−２：ピストンロッド　　１０−１，１０−２，１１−１，１１−２：給水管　　１２−１，１２−２，１３−１，１３−２，１４−１，１４−２，１５−１，１５−２：逆止弁　　１６−１，１６−２：送水管　　１７：逆止弁　　１８：水圧計　　１９：連結管　　２０：容器　　２１：ロックボルト　２２：スリーブ　　２３：ロックボルト加圧・膨張用シールヘッド　　２４：ジョイントブロック　　２５：送水弁　　２６：高圧水供給装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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