JPH02204524A - 高速流体による拡孔アンカー造成法とその拡孔機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、のり面、土留め、トンネル、水止めなどの
補修工法に関する。更に詳しくは、地山がコンクリート
、モルタルなどで覆われた既設構築物の面を破壊するこ
となく補修する補修工法とそのための高速流体拡孔機に
関する。例えば、地山の崩壊、のり面の風化防止などの
なめにモルラダし・またはコンクリート（以下、モルタ
ル類という。）による吹付は工が行われている。この吹
付は工の後の空洞化、風化、脱落などの生じたコンクリ
ート、モルタル面などの補修のための高速流体による拡
孔アンカー造成法と、そのための高速流体拡孔機に関す
る。

［従来技術］ 地盤を切取りまたは、盛土によってできた人工的な土の
傾斜面、すなわちのり面が風雨などによって破壊するこ
とを防ぐために、草木を植えたり、モルタルを吹き付け
なりすることをのり面保護工と呼んでいる。こののり面
保護工の一つであるモルタル類による吹き付は工は、安
価で簡便な工法のために広範に施工されている。

近年、このモルタルまたはコンクリート吹付は工の後の
既設のり面が、風化し、また他山の土砂の流出などでひ
び割れ、崩壊を生じている。また、地山と、吹付コンク
リートの裏面との間に空洞を生じる場合がある。このた
め、モルタルまたはコンクリートを全面的に又は一部を
剥ぎ取り、再度吹付は工などののり面保護工を行いのり
面の補修を施している。

この補修工法は、既設のり面においては、風化したモル
タルまたはコンクリートを剥ぎ取る工事がともなうため
、落下物を生じのり面下にある道路を遮断しなり、足場
を構築するなど大掛がすな工事になるという問題点があ
った０本出願人は、大掛がすな装置を使うことなく、か
つ確実にのり面、土留め、トンネル止水などの既設構築
物の補修ができる工法を提案した（特開昭６３−２８０
１２２号）。

提案した補修工法は、のり面を破壊することなく地山と
コンクリート面との間の空洞および粘着力の弱まった部
分を計測し、この空洞部またはこの粘着力が弱まった部
分の位置を貫通する貫通孔を前記コンクリート面または
モルタル面に削孔し、この削孔した孔に埋込式のアンカ
ーを挿入して空洞部および粘着力が弱まった部分にグラ
ウトを充填するコンクリート、モルタル面補修工法であ
る。

［発明が解決しようとする問題点コ しかし、前記したコンクリート、モルタル面補修工法に
使用するアンカーは、アンカーの表面と岩盤との摩擦力
によって保持するタイプのいわゆるフリクションアンカ
ーである。このフリクションアンカーは堅い岩盤に対し
ては効果があるが、シラスやまさ土などの柔らかい地層
には効果があまりない。したがってこの補修工法を行っ
ても事実上意味がない。この発明は、これらの問題点に
着目′して開発されたものであり、次の課題を達成する
。

この発明の目的は、柔らかい地盤にアンカーを強固に固
定できる高速流体による拡孔アンカー造成法を提供する
ことにある。

この発明の他の目的は、柔らかい地盤にアンカーを強固
に固定できるように高速流体により拡孔するための拡孔
機を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

第１の手段は、コンクリート、モルタルなどで地山が覆
われた面を破壊することなく地山と前記コンクリート面
との間の空洞および粘着力の弱まった部分を計測する計
測工程と、この空洞部またはこの粘着力が弱まった部分
の位置を貫通する貫通孔を前記コンクリート面またはモ
ルタル面に削孔する削孔工程と、この削孔した穴を通し
てグラウトを注入し前記空洞部および粘着力が弱まった
部分にグラウトを充填する注入工程とからなる既設構築
物の補修工法において、前記削孔した穴の一部を高速流
体で拡孔する拡孔工程とを有することを特徴とする高速
流体による拡孔アンカー造成法である。

第１の手段において、前記拡孔した穴にアンカーを埋設
するとなお効果的である。

第２の手段は、一端に設けたノズルから前記高速流体を
噴出する噴出口を有する内管と、この内管を前記削孔内
で回転と前後摺動させるハンドルと、この内管に高圧流
体を供給する高圧流体供給源と、この高圧流体供給源と
前記内管との間に設けられ前記高圧流体の遮断・供給を
切り換える切換バルブとからなる高速流体拡孔機である
。

第２の手段において、前記高圧の液体または高圧の空気
を前記噴出口に選択的に供給する前記切換バルブにする
となお効果的である。

［作　用］ コンクリート、モルタルなどで地山が覆われた面を破壊
することなく地山と前記コンクリ−Ｉ・面との間の空洞
および粘着力の弱まった部分を計測する計測工程と、こ
の空洞部またはこの粘着力が弱まった部分の位置を貫通
する貫通孔を前記コンクリート面またはモルタル面に削
孔する削孔工程と、この削孔した穴を通してグラウトを
注入し前記空洞部および粘着力が弱まった部分にグラウ
トを充填する注入工程と、前記削孔した穴の一部を高速
流体で拡孔する拡孔工程とからなる拡孔アンカー造成法
である。

高速流体での拡孔は次のように行う。拡孔機のノズルを
下穴に挿入した後、高速流体をノズルから噴出させ下穴
周壁の土を下穴外に排出し、下穴を拡孔する。

［実施例］ ウォータージェット 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図に示すものは、後述するように削孔した孔を拡大
するためのウォータージェット拡孔機３０の断面図であ
る。内管１は、円筒状のパイプであり高圧水を通す通路
２を有している。内管１の先端には、円筒状のノズル３
がねじ込んで固定しである。ノズル３の外周には、複数
の噴射口４が半径方向に形成しである。内管１の外周に
は、外管固定筒５が回転自在に設けである。

外管固定筒５と内管１との間には、Ｏリング６が介在さ
せてあり両者は摺動回転自在でかつ気密を保持している
。外管固定筒５の先端には、パイプ状の外管７がねじ込
んである。外管固定筒５と外管７との間には、気密を保
持するためにＯリング８が同様に設けである。内管１と
外管固定筒５とは、軸線方向に所定以上に摺動しないよ
うに円環状のストッパー９がビスにより内管１に固定し
である。ストッパー９は、内管１が外管固定筒５内を所
定量以上摺動しないように設けである。この摺動量は、
後述する拡径部分４６の長さに相当する。

外管７の外周には、排出口１０が形成しである。排出口
１０は、削孔した孔から逆流する水およびスライムを排
出するものである。内管１の外周面と外管７の内周面と
の間の空間は、排出路１１を形成し、排出口１０と連通
している。外管７の外周には、円板状の飛散防止板１２
が固定しである。飛散防止板１２は、噴射口４から噴出
し飛散した水、スライムなどが後端の作業者に飛び散ら
ないようにするためのものである。内管１の後端には、
ハンドル１３の固定部１４がねじ込んで固定しである。

固定部１４の中心の孔は、通路２と連通している。

固定部１４の後端には、スイベルジヨイント１５が形成
しである。スイベルジヨイント１５には、Ｔ字パイプ１
６が連結しである。通路２とＴ字バイブ１６とは、連通
している。スイベルジヨイント１５は、ハンドル１３を
回転させても丁字パイプ１６は回転せずに連通を保持す
るタイプのジヨイントである。このスイベルジヨイント
１５の構造は公知であり、ここでは詳記しな６）。

Ｔ字パイプ１６の一端には、切換バルブ１７が連結され
ている。切換バルブ１７には、高圧水を供給する供給口
１８と、排気口１９が形成しである。高圧水を使用しな
いときは、供給口１８からの高圧水を排気口１９に戻し
て水タンクに戻す。

この供給と排気の切り換えは、切換ハンドル２０を約９
０度回転させて行う、Ｔ字バイブ１６の一方には、Ｌ字
管２１を介して逆止弁２２、ノ〈ルブ２３が連結されて
いる。バルブ２３は、切換ノ＼ンドル２４で供給口２５
からの高圧空気を供給または遮断する。

乙乙り二 第２図に示す断面図は、アンカー４０を示す。

アンカー４０は、後述するように地山に削孔した穴に挿
入するためのものである。アンカーノ（イブ３１は、中
心が中空のパイプである。このアンカーパイプ３１の一
端には、テンションナ・ント３２をねじ込むためのねじ
が形成しである。テンションナツト３２の一端は、凸球
面３３が形成しである。この凸球面３３は、円板状のア
ンカープレート３４の凹球面３５と組立時に接合する。

凸球面３３と凹球面３５の球面接合によりアンカーパイ
プ３１がアンカープレート３４に対して傾斜しても、両
者は強固に接合できる。

アンカーパイプ３１の外周には、孔３６が複数個適宜膜
けである。孔３６は、後述するようにグラウトを他山の
空隙部分に吐出するためのものである。アンカーパイプ
３１の他端には、埋込み用の凹凸部７が溶接で固定しで
ある。この凹凸部７は、後述するようにセメントなどの
固化剤に埋込み、アンカーパイプ３１の引抜きを防ぎ、
付着を良くするものである。

１１史 第３図は、この発明をのり面補修工法に適用した場合に
用いるシステムの流体圧回路の概要を示すものである。

のり面４２の凹凸面に吹付コンクリート４１が施工しで
ある。施工後、吹付コンクリートの表面が風化し、ひび
割れ、脱落、剥がれなどが生じる。また、吹付コンクリ
ート４１と地山の表面ののり面４２との間には、空洞４
３および地山の粘着力が弱まった部分（以下、空洞４３
という。）が長年の間に発生ずる（第４図参照）。

この空洞４３は、雨水が地山に染み込み、のり面の近く
の土砂を流出させたり、地盤の沈下などによって生じる
ものである。空洞４３を放置していると、前記したひび
割れ、脱落、剥がれ分促進することになる。このため吹
付コンクリート４１の補修は、表面部の補修とともに目
視できない空洞４３にグラウトすなわち、セメントと水
、および混和剤、砂などを混ぜた注入剤を注入する作業
、すなわちグラウチングする必要がある。この背部の空
洞４３にグラウチングなどを装備したバッチャ−プラン
ト（図示せず〉により後述するアンカー４０を介してグ
ラウトを注入するものである。

グラウチング作業の前に、吹付コンクリート４１のどの
箇所に空洞４３が生じているかまず正確に特定する必要
がある。空洞４３を発見するには、種々の公知の手段を
用いる。例えば、超音波の反射波を利用して検出する方
法、空洞４３と他の箇所との熱放射の違いを遠赤外線カ
メラで検出して特定する方法、ハンマーで吹付コンクリ
ート４１を叩き音を聞き分けて経験によって検出する方
法などがある。これらはいずれも公知の方法であり、本
発明の要旨でないので詳記しない。

これらの方法で空洞４３の位置を特定したら、ダイヤモ
ンド砥石などのビットを備えたホールソーで吹付コンク
リート４１の表面から穴を明ける。この穴を明けならド
リル４４で、地山にアンカー４０設置のためのストレー
トの下穴４５を削孔する。この削孔は、ドリル４４以外
の手段では削岩機、エアーオーガー、ボーリングマシン
などの手段を用いる。更に、パイプあるいはホースの先
端に取り付けたノズルからパイプの中心線に沿って高圧
水を噴射するウォータージェットを使用しても良い。こ
れらの手段は、いずれも公知の削孔手段であり、ここで
は説明を省略する。

次に、ストレートに削孔した下穴４５にウォータージェ
ット拡孔機３０のハンドル１３をつかみ、ノズル３を削
孔した下穴４５に挿入して、噴射口４をほぼ下穴４５の
底に位置させる９次に、切換ハンドル２０を回して供給
口１８を開き高圧ポンプ５０から高−圧水を供給する（
第３図）。高圧水は、Ｔ字バイ１１６、スイベルジヨイ
ント１５、内管１を通って噴射口４から高圧の水を噴出
させる。同時にハンドル１３を回してノズル３を回転さ
せる（第４図（Ｃ）〉。

下穴４５に沿ってハンドル１３を拡孔の寸法ｌだけ引き
上げる。この寸法！は、ストッパー９の内管１上の固定
位置により決まる。この移動の間、噴射口４から噴出し
た高圧水は、周壁の土を半径方向にカットする（第４図
（ｄ））、このカットの大きさ（直径Ｄ）は、高圧水の
圧力の高さによって変化する。拡径部分４６のカット径
りを大きくしようとするには、高圧水の圧力値を変えて
行う９周壁の土をカットした水は、土とミキシンクされ
泥流となり、拡径部分４６、ストレートの下穴４５内の
圧力を高める。泥流は、穴の北部に上昇して排出路１１
内に入る。

排出路１１内から泥流は排出口１０に流出し、排出タン
ク５１に流入する。拡径部分４６の規定長さ！のカット
が終了すると、切換ハンドル２０を回して高圧ポンプ５
０からの水を排出口１９から水タンク５２に戻す。次に
、切換ハンドル２４を回して供給口２５がら空気圧を導
入する。空気圧は、空気圧ポンプ５３により加圧されて
おり、この高圧の空気圧は、逆止弁２２、Ｌ字管２１、
Ｌ字バイブ１６、スイベルジヨイント１５、通路２を通
って噴射口４がら空気圧を噴出させる。

この高圧の空気の噴射により、拡径部分４６、下穴４５
内に溜った水とスライムを排出口１０から排出し、内部
を清掃する。次に、注入装置（図示せず）によりセメン
トなどの固化剤を拡径部分４６を満杯にする程度の量を
注入する。この注入し５た拡径部分４６内にアンカー４
０の凹凸部７を挿入する。固化剤が固まれば、テンショ
ンナツト３２を回してアンカープレート３４を吹付コン
クリートに締め付ける。これで拡孔アンカーができ上が
る。アンカーパイプのねじを切っている側から加圧され
たグラウトをアンカーパイプ３１に注入し、孔３６から
グラウトが噴出し、空隙部４３を埋めることができる。

［その他の実施例］ 前記した実施例のアンカー４０は、グラウトを噴出させ
るため孔３６が設けであるパイプ状のものであった。し
かし、空洞４３に直接グラウトを注入するものであれば
前記アンカー４０のタイプに限定する必要はない。表面
に突起をつけてコンクリートとの付着を良くした異形棒
鋼などのような、鉄筋材に用いられる鋼材であれば良い
。

また、前記実施例のウォータージェット拡孔機３０は、
比較的浅い穴を拡孔するものである。深い穴を拡孔する
ときは、ボーリングマシンのボーリングロッドの先端に
ノズルをセラｌ−Ｌ、ボーリングマシンの機構でノズル
の回転およびスライドを行い拡孔をする。大深度、大口
径の拡孔が可能なため、シラスなどの軟質土でも荷重に
耐えうる拡孔アンカーが造成できる。

前記実施例では、水を噴出して穴を拡孔し、ている。し
かし、水を使わずに直接セメントミルクなどの固化剤を
噴射して拡孔しても良い。また、当然のことながら施工
の順序は一部入れ替えても良い１．前記した実施例は、
のり面の補修を例に説明したがトンネルの覆工完成後背
部の空げきに注入剤を充填するとき、Ｉ−ンネルの補修
などにも用いることができる。

［発明の効果コ 以上詳記したように、この発明は、シラスやよさ土など
の柔らかい地層の補修も可能になった。

また、高速流体を用いたので穴径を自由に調節できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ウォータージェット拡孔機の断面図、第２図
はアンカーの断面図、第３図はウォータージェット拡孔
機の液体用回路の概要を示す液体圧回路図、第４図（ａ
）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は高速液
体による拡孔アンカー造成法の順序の一例を示す工程図
である。 １・・・内管、３・・・ノズル、４・・・噴射口、１７
．２３・・・バルブ、２２・・・逆止弁、３０・・・ウ
ォータージェット拡孔機、４０・・・アンカー 特許出願人　株式会社吉田鉄工所 ライト工業株式会社 代　　理　　人　　富　　崎　　元　　成第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンクリート、モルタルなどで地山が覆われた面を
   破壊することなく地山と前記コンクリート面との間の空
   洞および粘着力の弱まった部分を計測する計測工程と、
   この空洞部またはこの粘着力が弱まった部分の位置を貫
   通する貫通孔を前記コンクリート面またはモルタル面に
   削孔する削孔工程と、この削孔した穴を通してグラウト
   を注入し前記空洞部および粘着力が弱まった部分にグラ
   ウトを充填する注入工程とからなる既設構築物の補修工
   法において、前記削孔した穴の一部を高速流体で拡孔す
   る拡孔工程とを有することを特徴とする高速流体による
   拡孔アンカー造成法。 ２、請求項１において、前記拡孔した穴にアンカーを埋
   設することを特徴とする高速流体による拡孔アンカー造
   成法。 ３、請求項１において、一端に設けたノズルから前記高
   速流体を噴出する噴出口を有する内管と、この内管を前
   記削孔内で回転と前後摺動させるハンドルと、この内管
   に高圧流体を供給する高圧流体供給源と、この高圧流体
   供給源と前記内管との間に設けられ前記高圧流体の遮断
   ・供給を切り換える切換バルブとからなる高速流体拡孔
   機。 ４、請求項３において、前記高圧の液体または高圧の空
   気を前記噴出口に選択的に供給する前記切換バルブを有
   することを特徴とする高速流体拡孔機。