(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状のロックボルトと、ロックボルトの先端に取り付けられ外部への貫通孔を有する穿孔ビットと、ロックボルトの外周に間隙を持って設けられた保護筒とを有し、保護筒がロックボルトに着脱自在となるように、ロックボルト及び保護筒に着脱手段が設けられていることを特徴とする自穿孔ロックボルト装置。
【請求項２】
前記ロックボルトの着脱手段がロックボルトの外周面に形成された突出部であり、前記保護筒の着脱手段が保護筒の内周面に形成された係止片であり、突出部が係止片に当接することにより保護筒を回転させつつ押し込めるようにした請求項１記載の自穿孔ロックボルト装置。
【請求項３】
中空状のロックボルトと、ロックボルトの先端に取り付けられ外部への貫通孔を有する穿孔ビットと、ロックボルトの外周に間隙を持って設けられた保護筒とを有し、保護筒がロックボルトに着脱自在となるように、ロックボルト及び保護筒に着脱手段が設けられている自穿孔ロックボルト装置の自穿孔ロックボルト工法であって、
前記ロックボルトを回転させつつ押し込む際、前記保護筒を回転させつつ押し込むことができるように、前記着脱手段において前記ロックボルトと前記保護筒とを連結する工程と、
前記連結されたロックボルトと保護筒とを回転させつつ押し込んで土中に埋め込む工程と、
前記グラウト材の注入の前後又は注入時に、前記保護筒を単独で抜き取ることができるように前記着脱手段を解除して、前記保護筒を抜き取ることを特徴とする自穿孔ロックボルト工法。
【請求項４】
前記保護筒の抜き取りは、保護筒の先端が注入されたグラウト材の先端と略一致するように、グラウト材の注入と同時に行なうようにした請求項３記載の自穿孔ロックボルト工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラウト材の注入を確実に行なうことができる自穿孔ロックボルト装置及び自穿孔ロックボルト工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トンネル壁面や斜面及びその他の地盤の安定を図るためには、安定工法の中の補強土工法が用いられている。この補強土工法の中で、自穿孔ロックボルト工法は、ロックボルトを用いて削孔するので、削孔ロッドで削穴した穿孔にロックボルトを挿入する工法に比べて、あらゆる状況の地盤に対応することができるので好ましいものである。
【０００３】
この自穿孔ロックボルト工法は、中空状のロックボルトの先端に穿孔ビットを取り付け、ロックボルトの後端より穿孔機により打撃と回転を加えながら地山や地盤を削孔する。その後、ロックボルトの内部にグラウト材を注入し、注入されたグラウト材は穿孔ビットを通って外部に達し、ロックボルトの内外で一体となって固まり、ロックボルトを定着させると共に防食層とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の自穿孔ロックボルト工法は、削孔した孔壁が崩れる場合があり、孔壁が崩れると孔が塞がれるので、グラウト材の注入不良が発生し、その結果、ロックボルトの定着やグラウト材のかぶりが不十分となるものであった。
【０００５】
また、ロックボルトはその表面をメッキや樹脂により防食層を形成している場合でも、削孔時孔壁との擦れによりメッキや樹脂などが剥離又は損傷し、防食が不十分となることがあった。
【０００６】
本発明は、以上の問題点を解決し、グラウト材の注入を確実に行ない、しかも安定したグラウト層厚さができ、かつ、ロックボルト表面のメッキや樹脂が剥離等しないようにした自穿孔ロックボルト装置及び自穿孔ロックボルト工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による自穿孔ロックボルト装置は、中空状のロックボルトと、ロックボルトの先端に取り付けられ外部への貫通孔を有する穿孔ビットと、ロックボルトの外周に間隙を持って設けられた保護筒とを有し、保護筒がロックボルトに着脱自在となるように、ロックボルト及び保護筒に着脱手段が設けられていることを特徴として構成されている。
【０００８】
本発明による自穿孔ロックボルト工法は、中空状のロックボルトと、ロックボルトの先端に取り付けられ外部への貫通孔を有する穿孔ビットと、ロックボルトの外周に間隙を持って設けられた保護筒とを有し、保護筒がロックボルトに着脱自在となるように、ロックボルト及び保護筒に着脱手段が設けられている自穿孔ロックボルト装置の自穿孔ロックボルト工法であって、
前記ロックボルトを回転させつつ押し込む際、前記保護筒を回転させつつ押し込むことができるように、前記着脱手段において前記ロックボルトと前記保護筒とを連結する工程と、
前記連結されたロックボルトと保護筒とを回転させつつ押し込んで土中に埋め込む工程と、
前記グラウト材の注入の前後又は注入時に、前記保護筒を単独で抜き取ることができるように前記着脱手段を解除して、前記保護筒を抜き取ることを特徴として構成されている。
【０００９】
本発明においては、保護筒がロックボルトの周囲を覆っているので、削孔時、ロックボルトが孔壁に接触することがなく、また崩れた土砂がロックボルトに接触することがない。さらに、削孔時、保護筒により孔が確保されているので、壁が崩れることがなく、グラウト材を確実に注入することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の自穿孔ロックボルト装置において、ロックボルトは１本でもよいが、複数本をカップリングによりつなぎ合わせて一体に固着したものでもよい。穿孔ビットは、特に限定されず、従来公知のものを使用することが出来る。
【００１１】
保護筒は、ロックボルトとの間に所定厚さのグラウト材を充填できるだけの内径を有するものであれば、特に限定されない。また、１本でもよいが、複数本を固着して一体としたものであってもよい。
【００１２】
本発明においては、保護筒がロックボルトに着脱自在となるように、ロックボルト及び保護筒に着脱手段が設けられている。この着脱手段は、ロックボルトを回転させつつ押し込む際、保護筒を回転させつつ押し込め、かつ、保護筒を単独で抜き取ることができるものであれば、特に限定されない。例えば、ロックボルトの外周面に突出部を形成するとともに、保護筒の内周面に係止片を形成し、突出部が係止片に当接することにより保護筒を回転させつつ押し込めるようにし、また、突出部と係止片の係合を解除すれば、保護筒を引き抜くことが出来るようにする。着脱手段は、ロックボルト及び保護筒に直接設けても、着脱手段を設けた他の部材をロックボルト及び保護筒に固着して設けるようにしてもよい。
【００１３】
本発明による自穿孔ロックボルト工法においては、ロックボルトと保護筒とを回転させつつ押し込んで土中に埋め込む。保護筒を回転させつつ押し込む手段は、ロックボルトと連結してロックボルトと一体に回転させつつ押し込んでも、ロックボルトと別個に回転させつつ押し込んでもよい。このようにして埋め込まれた保護筒は、グラウト材の注入の前後又は注入時に抜き取るものである。すなわち、保護筒の抜き取った後グラウト材を注入する形態、グラウト材を注入した後保護筒を抜き取る形態、グラウト材の注入と同時に保護筒を抜き取る形態があるが、保護筒の先端が注入されたグラウト材の先端と略一致するように、グラウト材の注入と同時に行なうようにすることが好ましい。このような形態で抜き取ることにより、孔壁が崩れるのを完全に防止することが出来る。
【００１４】
本発明による自穿孔ロックボルト装置の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は自穿孔ロックボルト装置の一部切り欠いた側面図、図２は自穿孔ロックボルト装置に用いるロックボルトの一部切り欠いた側面図、図３は自穿孔ロックボルト装置に用いるカップリングの一部切り欠いた側面図、図４は自穿孔ロックボルト装置に用いるコネクションカップリングの一部切り欠いた側面図、図５はコネクションカップリングの正面図、図６は自穿孔ロックボルト装置に用いる穿孔ビットの一部切り欠いた側面図、図７は穿孔ビットの正面図、図８自穿孔ロックボルト装置に用いる保護筒を構成するウォールパイプの一部切り欠いた側面図、図９は自穿孔ロックボルト装置に用いる保護筒を構成するコネクションケースの主面図、図１０は図９中Ａ−Ａ線断面図である。
【００１６】
図１において、１０は特殊鋼で形成されたロックボルトで、このロックボルト１０は、図２に示すように、内部にグラウト材を注入するための中空部１１が形成されるとともに、外周面にねじ１２が形成されている。このロックボルト１０は単数又は複数設けられ、カップリング２０により一体に回転自在となるように連結固定されている。このカップリング２０は、図３に示すように、内周面にねじ２１が形成されており、このねじ２１がロックボルト１０のねじ１２に螺合するようになっている。
【００１７】
ロックボルト１０の先端には、コネクションカップリング３０が連結されている。このコネクションカップリング３０は、図４及び図５に示すように、内部にグラウト材を注入するための中空部３１が形成され、基端側（図中右側、以下同様）の内周面には前記ロックボルト１０のねじ１２と螺合するロックボルト用ねじ３２が形成されるとともに、先端側（図中左側、以下同様）の外周面にはビット用ねじ３３が形成されている。また、ロックボルト用ねじ３２とビット用ねじ３３との間には、円周方向において等間隔に突出部３４が３個形成されており、この突出部３４の先端側の正面から見て（図４中、左方向から見て）右側部分は一部切り取られて溝３５が形成されている。この突出部３４及び溝３５が着脱手段を構成している。
【００１８】
コネクションカップリング３０の先端には穿孔ビット４０が連結固定されている。この穿孔ビット４０は、内部に中空部４１が形成され、基端側の内周面にはコネクションカップリング３０のビット用ねじ３４と螺合するねじ４２が形成されている。また、中空部４１と連通して先端側に貫通する貫通孔４３が形成されるとともに、側部後方側に貫通する戻し用貫通孔４４が形成されている。
【００１９】
前記ロックボルト１０及びコネクションカップリング３０の外側には、間隙Ｄをもって保護筒を構成する円筒状のウォールパイプ５０が設けられている。このウォールパイプ５０は、図８に示すように、基端側の外周面に外ねじ５１が形成されるとともに、先端側の内周面に内ねじ５２が形成されている。そして、内ねじ５１と外ねじ５２とを螺合させることにより、複数のウォールパイプ５０…５０を一体としている。
【００２０】
最先端側に位置するウォールパイプ５０の先端には、保護筒を構成するコネクションケース６０が連結固定されている。このコネクションケース６０は、図９及び図１０に示すように、円筒状に形成されており、その基端側の外周面にはウォールパイプ５０の内ねじ５２と螺合するねじ６１が形成されている。また、先端側の内周面には、等間隔に３個の係止片６２が軸方向へ突出して形成されている。この係止片６２は、前記コネクションカップリング３０の突出部３４に形成された溝３５に入り込み、突出部３４により回転しつつ押し込まれるようになっている。
【００２１】
以上のような自穿孔ロックボルト装置で行なう自穿孔ロックボルト工法について説明する。
【００２２】
まず、複数のロックボルト１０、カップリング２０、コネクションカップリング３０、穿孔ビット４０、複数のウォールパイプ５０及びコネクションケース６０を分離した状態で現場に用意し、それぞれを一体に組み付ける。この時、ロックボルト１０、カップリング２０、コネクションカップリング３０及び穿孔ビット４０は、螺合により一体に固着され、また、複数のウォールパイプ５０及びコネクションケース６０も螺合により一体に固着されているが、コネクションカップリング３０とコネクションケース６０とは、着脱自在な状態で連結されている。すなわち、コネクションケース６０の係止片６２がコネクションカップリング３０の溝３５に入り込んだ状態で連結されている。
【００２３】
また、最基端側に位置するロックボルト１０には、ロックボルト１０に掘削に必要な力、回転、打撃及び押し付け力を付与するための穿孔機を取り付ける。
【００２４】
この穿孔機によりロックボルト１０を回転させつつ地中に押し込み、また同時にロックボルト１０の基端側から中空部１１に圧縮された空気を送り込む。すると、ロックボルト１０の回転により、コネクションカップリング３０及び穿孔ビット４０が回転（図５、７中、右回り方向）する。また、コネクションカップリング３０の溝３５にコネクションケース６０の係止片６２が入り込んでいるので、係止片６２の側端面６２ａが突出部３４の溝側の側端面３４ａに接触するとともに、係止片６２の基端側端面６２ｂが突出部３４の溝側の先端面３４ｂに接触している。したがって、コネクションカップリング３０が回転しつつ押し込まれると、コネクションケース６０及びウォールパイプ５０はそれに伴って回転しつつ押し込まれる。
【００２５】
また、ロックボルト１０の回転・押し込みと同時に、ロックボルト１０の中空部１１より圧縮された空気を送り込む。この圧縮された空気は、コネクションカップリング３０の中空部３１を介して穿孔ビット４０に送られた後、戻し用貫通孔４４から側部後方へ流出する。そして、ロックボルト１０とウォールパイプ５０との間隙Ｄを通って基端側へ戻ってくる。この時、穿孔ビット４０により掘削された土砂が同時に運ばれ排出される。
【００２６】
以上のようにして、所望の深さまでの削孔が終了すると、ロックボルト１０の中空部１１よりグラウト材を注入する。注入されたグラウト材は、圧縮された空気と同様に、穿孔ビット４０の貫通孔４４より側部後方へ流出し、その後、ロックボルト１０とウォールパイプ５０との間隙Ｄを充填しつつ基端側へ戻ってくる。このとき、コネクションカップリング３０を回転方向と逆の左周り方向に若干回転させて、係止片６２を溝３５から取り外し、軸方向へ進退できるようにする。そして、コネクションケース６０の先端が、進行してくるグラウト材の先端と略一致するように、ウォールパイプ５０及びコネクションケース６０を抜いていく。したがって、注入されたグラウト材は、コネクションケース６０が抜かれた略直後の穿孔に充填されることになるので、孔壁が崩れることなくロックボルト１０の周囲に充填される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成することにより、以下に記載する効果を有する。
(１)  ウォールパイプが孔壁の崩れを防止することが出来る。したがって、グラウト材を確実に注入することができ、また、削孔時にロックボルトが地山と接触することがなく、表面のメッキや樹脂が剥がれたり損傷することがない。
(２)  ウォールパイプはロックボルト着脱自在に取り付けられているので、グラウト材の注入作業の終了後は、ロックボルトより切り離して回収することができる。したがって、ウォールパイプを再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による自穿孔ロックボルト装置の一部切り欠いた側面図。
【図２】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いるロックボルトの一部切り欠いた側面図。
【図３】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いるカップリングの一部切り欠いた側面図。
【図４】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いるコネクションカップリングの一部切り欠いた側面図。
【図５】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いるコネクションカップリングの正面図。
【図６】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いる穿孔ビットの一部切り欠いた側面図。
【図７】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いる穿孔ビットの正面図。
【図８】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いるウォールパイプの一部切り欠いた側面図。
【図９】  本発明による自穿孔ロックボルト装置に用いるコネクションケースの正面図。
【図１０】  図９中Ａ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
１０…ロックボルト
２０…カップリング
３０…コネクションカップリング
３４…突出部
３５…溝
４０…穿孔ビット
５０…ウォールパイプ
６０…コネクションケース
６２…係止片
Ｄ…間隙
【図１】
0004311872.tif 000002
【図２】
0004311872.tif 000003
【図３】
0004311872.tif 000004
【図４】
0004311872.tif 000005
【図５】
0004311872.tif 000006
【図６】
0004311872.tif 000007
【図７】
0004311872.tif 000008
【図８】
0004311872.tif 000009
【図９】
0004311872.tif 000010
【図１０】
0004311872.tif 000011