JPH0439357Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、軟弱あるいは破砕された岩盤等を
岩盤固結用薬液により堅固な岩盤に改善する岩盤
固結に使用するロツクボルトに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

トンネル工事等においては、岩盤（地山）が軟
弱な切羽で発生する落盤を防止するために、地山
に固結強度の高い岩盤固結用薬液を圧入する岩盤
固結工法が実施されている。この方法は、第１１
図のように、トンネル切羽先端の天盤部１８に、
削岩機等で予め孔２０を穿設し、その孔２０内
に、根元部にシール材２５が設けられた中空パイ
プ状のロツクボルト２６を挿入し、そのシール材
２５で孔２０の開口を塞いで薬液の漏れを防ぐ。
そして、その状態でロツクボルト２６の根元側端
部２６ｃに、ホース２４を、接続ユニツト２３を
介して接続し、圧入装置２７から二液型発泡ウレ
タン樹脂を、ロツクボルト２６内に圧入してその
先端開口から吐出させることによりウレタン樹脂
で孔２０を埋め、さらにそのウレタン樹脂を地山
内に浸透させ硬化させることにより地山の固結を
行うというものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記工法に使用するロツクボル
トは、単に穿設された孔内に挿入するためのもの
であつて先端が尖鋭に形成されていないため、そ
の孔はロツクボルトを挿入しうるに足る充分な大
きさにする必要があり孔穿設作業に手間がかかる
という弊害を有していた。また、ウレタン樹脂の
二液を混合撹拌するための混合用羽根付き静止ミ
キサー２６ｂをロツクボルト２６の先端開口から
挿入してその根元部を、吐出ノズルとなるソケツ
ト２６ａで固定しているため、静止ミキサー２６
ｂで混合撹拌された液が不均一な乱流状態のまま
上記吐出ノズルソケツト２６ａおよびその近傍部
外周に設けられた複数の吐出孔から吐出される。
乱流状態のウレタン樹脂液は上記吐出ノズルソケ
ツト２６ａおよび吐出孔から均一な状態で吐出さ
れず、その結果、ロツクボルト２６の周囲に形成
される固結領域が乱れ、均一な状態に仕上がらな
いという難点を有していた。さらに、静止ミキサ
ーをロツクボルト先端に固定するためにソケツト
等の部材を必要とし、部材数も多くなるという問
題を生じていた。

この考案は、このような事情に鑑みなされたも
ので、打込施工が容易で岩盤の固結を均一になし
うるロツクボルトの提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この考案のロツク
ボルトは、先端閉鎖型中空パイプからなるパツカ
ー部と、そのパツカー部内に取り付けられる混合
用羽根付きの静止ミキサーと、中空パイプからな
るロツクボルト本体と、上記パツカー部後端と上
記ロツクボルト本体先端とを継合する管継手とを
備え、上記パツカー部は先端が尖鋭に形成されて
いて先端側の外周部に複数の吐出孔が穿設され、
中空部後端の内壁には静止ミキサー取付部が設け
られ、上記静止ミキサーがその静止ミキサー取付
部に取り付けられ、上記ロツクボルト本体には、
後端の内壁にねじ部が設けられ、上記管継手は中
央胴部を挟んで左右に継合用部を有し一方の継合
部を上記パツカー部の後端内に着脱自在に入れる
とともに、他方の継合部を上記ロツクボルト本体
の先端内に着脱自在に入れて上記パツカー部とロ
ツクボルト本体を継合しているという構成をと
る。

すなわち、このロツクボルトは、先端が尖鋭に
形成され、後端がねじ部に形成されているため、
このねじ部に打込用アダプター等を取り付けるこ
とによりハンマー等で、その打込用アダプターを
打撃してロツクボルトを打ち込むことが可能とな
る。このため、ロツクボルトの直径よりもかなり
大きな孔を穿設する必要がなくなり、孔穿設作業
の簡略化を実現できるようになる。また、静止ミ
キサーを従来のようにロツクボルトの先端ではな
く、ロツクボルトの略中央部に相当するパツカー
部後端に設けているため、静止ミキサーから吐出
孔までの流路が長くなる。その結果、一旦静止ミ
キサーによるミキシングによつて乱流状態となつ
たウレタン樹脂混合液は、上記流路を流れる過程
で層流に近い状態となり、パツカー部先端外周部
の複数の吐出孔からそれぞれ均一な状態で噴出す
る。したがつて、ロツクボルトの周囲に形成され
る固結領域に部分的ばらつきが生じず、固結強度
の均一な状態となる。そのうえ、静止ミキサーは
パツカー部内の取付部に取り付けられるため従来
のような固定用のソケツトは不要となり部品数の
低減をも実現しうるようになる。

つぎに、実施例にもとづいて、この考案を詳し
く説明する。

〔実施例〕

第１図および第２図はこの考案の一実施例を示
している。これらの図において、１はロツクボル
トであり、先端閉鎖型中空パイプからなるパツカ
ー部２と、そのパツカー部２内に固定されている
静止ミキサー３と、中空パイプからなり左右の開
口近傍の内壁面にねじ部１６ａ，１６ｂが形成さ
れているロツクボルト本体４と、上記パツカー部
２およびロツクボルト本体４を継合する管継手５
から構成されている。このロツクボルト１は外径
が27mm、内径が14mmで、全長Ａが略３ｍ、パツカ
ー部２の長さＢが１ｍ、ロツクボルト本体４の長
さＣが２ｍに設定されている。

上記先端閉鎖型中空パイプからなるパツカー部
２は閉鎖先端が尖鋭に形成され、先端近傍の外周
部に複数の吐出孔７が穿設され、外部と内部中空
部６とを連通状態にしている。パツカー部２の後
端部内壁には中空部６の内径よりもやや大きな内
径のねじ部８が設けられ、このねじ部８の奥側端
部と中空部６との境界が段部９になつている。

静止ミキサー３は、この段部９に、それ自身の
リング状取付板１０を位置決めし、先端を上記パ
ツカー部２の先端側に向けて配設されている。よ
り詳しく説明すると、静止ミキサー３は第３図な
いし第５図のように、全体がプラスチツクで一体
的に形成された線状の中心軸体１１と、複数の一
重羽根１２と、複数の二重羽根１３と、リング状
取付板１０とから構成されている。

上記複数の一重羽根１２は、半円板状体（第５
図参照）からなり、第６図に示すように、その一
端１２ａから他端１２ｂに向かつて昇る昇り斜面
になるように傾斜した状態で、中心軸体１１の軸
方向に沿つて所定間隔で配設されている。そし
て、半円板状体の半円状の直辺１２ｃ（第４図、
第５図参照）の中心を中心軸体１１に連結一体化
して取り付けられている。上記複数の二重羽根１
３は、第６図に示すように、中心軸体１１を挟ん
で一重羽根１２に対応する位置に一重羽根１２と
は逆方向の傾斜状態で所定間隔を保つて設けられ
ている。上記二重羽根１３は、一重羽根１２と同
一形状を有する羽根１３′と、その羽根１３′と略
同形状であるがやや長さの短い羽根１３″とから
構成され、一端１３ａ，１３ｂ間が離間され他端
１３ｃ，１３ｄが接続されている。そして、その
離間側を、上記一重羽根１２と１２の間に位置決
めした状態で、配設されている。この場合、二重
羽根１３は、その離間側の羽根端部１３ａ，１３
ｂをそれぞれ隣接する二重羽根１３の離間側の羽
根端部１３ｂ，１３ａに連結し、接続側の羽根端
部１３ｃ，１３ｄにおける接続部２８を一重羽根
１２の端部１２ａに連結し、かつ上記一重羽根１
２と同様、半円状の直辺２９（第４図参照）を中
心軸体１１に連結一体化することにより取付固定
されている。なお、二重羽根１３と一重羽根１２
とは、中心軸体１１を挟んで設けられてそれぞれ
中心軸体１１に連結されているとともに、上記の
ように二重羽根１３の接続部２８によつて相互に
連結されており、さらに中心軸体１１を挟んで対
面する部分が相互に連結されていて、それによつ
て静止ミキサー３全体が強固な構造に形成されて
いる。

リング状取付板１０は、中心部が穴部１０ａに
形成されたリング状をしており、リング状の相対
峙する部分に、取付板１０側の一重羽根１２およ
び二重羽根１３の取付部３０ａ，３０ｂが連結さ
れている。この場合、上記中心軸体１１はリング
状取付板１０に直交するように設定されている。
また、中心軸体１１の根元部は、途中で切れてお
りリング状取付板１０と、離れた状態になつてい
る。

このように構成された静止ミキサー３は、前記
のように、リング状取付板１０をパツカー部２の
ねじ部８先端に位置させ、それ自身の先端側をパ
ツカー部２の先端側に向けた状態で挿入されてい
る。

５は管継手で、中空パイプ状の中央部５ａを挟
んで左右の開口から、外周面がねじ部に形成され
ている筒状継合部１４ａ，１４ｂが延びており、
一方の筒状継合部１４ａをパツカー部２の後端の
ねじ部８にら合し、他方の筒状継合部１４ｂをロ
ツクボルト本体４の先端のねじ部１６ａにら合し
てパツカー部２およびロツクボルト本体４を継合
している。この場合、管継手５の筒状継合部１４
ａの先端外周部が静止ミキサー３のリング状取付
板１０を押圧し、それによつて静止ミキサー３が
固定されている。１７はこのロツクボルト１の後
端のねじ部１６ｂにら合された逆止弁付継手であ
る。このロツクボルト１は、運搬、保管時には分
解状態にされる。

上記ロツクボルト１を用いての岩盤固結は、例
えばつぎのようにして行われる。すなわち、トン
ネル切羽先端の天盤部１８に、天盤のアーチに沿
つて所定間隔で、第７図に示すように、ジヤンボ
ドリル等の削岩機１９によつて孔２０を穿設す
る。他方、分解状態のロツクボルトを組み立て
る。すなわち、パツカー部２に静止ミキサー３を
取り付け、つぎに管継手５によつてパツカー部２
とロツクボルト本体４を継合させロツクボルト１
を組み立てる。ついで、このロツクボルト１を、
その後端に第８図に示すように打込用アダプター
２１を取り付けて先端側から孔２０内に挿入し、
削岩機、コールビツク２２等で充分に打ち込む。
続いて打ち込まれたロツクボルト１の後端に、第
９図に示すように、逆止弁付継手１７をら合取り
付けし、これに接続ユニツト２３付ホース２４
を、その接続ユニツト２３を逆止弁付継手１７に
ワンタツチで装着することにより取り付ける。つ
いで、そのホース２４から速硬化性の二液型発泡
ウレタン樹脂の２液Ａ，Ｂをロツクボルト１内に
15〜20Kg／cm²の圧力で圧入する。このウレタン樹
脂は、Ａ，Ｂ液混合後５〜30秒で硬化するもの
で、例えばＡ液とＢ液とを配合比１：１で使用す
るようになつている。上記Ａ液としては、水酸基
価20〜6400KOHmg／ｇ、平均分子量18〜5000で
２官能以上の第一級ポリオールを数種併用して調
製される水酸基価250〜450KOHmg／のポリオー
ル液を、Ｂ液としては、イソシアネート基を二つ
以上有するジフエニルメタン−４，4′−ジイソシ
アネート（MDI）、ポリメチレン・ポリフエニ
ル・ポリイソシアネート（ポリメリツクMDI，
クルードMDI）およびトリレンジイソシアネー
ト（TDI）の少なくとも一つを主体とした平均分
子量174〜2000、イソシアネート基含有量18〜48
重量％のイソシアネート液から構成される。この
ようにして圧入された２液Ａ，Ｂは管継手５まで
は層流状態で到達し、そこからは静止ミキサー３
（第１図参照）により混合され圧送される。すな
わち、層流状態で静止ミキサー３に到来した２液
Ａ，Ｂは、第３および第５図のように静止ミキサ
ーの左半分、右半分に入り、進行方向Ｘに対して
左旋回（反時計方向旋回）しながら一重羽根、二
重羽根を反回転ごとに通過してミキシング移送さ
れる。この場合、静止ミキサー３の右半分にはＶ
字状二重羽根１３、左半分には一重羽根１２が設
けられ、ウレタン樹脂が左半分から右半分に旋回
移行すると、入口側が広く出口側が狭隘になつて
いるＶ字状二重羽根１３の作用によつて流速が速
められ右半分から左半分に戻ると初期速度に戻
る。すなわち、Ａ液、Ｂ液は右半分、左半分の流
速の差により同方向に旋回しながらミキシングさ
れる。この状態を第６図を用いてより詳しく説明
すると、黒色の矢印で示すＡ液がリング状取付板
１０の穴部１０ａを通つて静止ミキサー３内に導
入されると、Ａ液は図示のように上向き傾斜の一
重羽根１２の羽根面に沿い、一端１２ａから他端
１２ｂに向かつて斜め上方に流れ、他端１２ｂ近
傍まで進んだところで、パツカー部２の内壁の作
用で、中心軸体１１を挟んで反対側に位置する二
重羽根１３の離間側（開放側）へ左旋回しながら
流れ込む。その状態からＡ液は二重羽根１３の離
間側から接続部２８側へ流れ、この過程で増速さ
れ（流路が徐々に狭くなるため流速が速くなる）
ながら、一部が分岐して図示の矢印A₁，A₂，A₃
のように中心軸体１１を挟んで反対側に位置する
一重羽根１２の間に左旋回して流れ込み、同様に
して残部が矢印A′のように左旋回してより進行
方向Ｘ側の一重羽根１２の間に左旋回して流れ込
む。これら矢印A′，A₁〜A₃で示す流れは増速さ
れていて、初期導入流速よりも速くなつている。
他方、白色矢印で示すＢ液は、二重羽根１３の羽
根１３′の外側に沿つて矢印のように下降し、下
部に進んだところで、パツカー部２の内壁の作用
で、その一部が分岐して図示の矢印B₁のように、
中心軸体１１を挟んで反対側に位置する一重羽根
１２の間に左旋回して流れ込み、同様にして残部
が矢印B′のように左旋回してより進行方向Ｘ側
の一重羽根１２の間に流れ込む。これら矢印B′，
B₁で示す流れは、一重羽根１２の間隔がどの部
分も同じであるため増速されず、初期導入速度と
ほぼ同じ速度で流れる。この場合、黒色矢印A₁
と白色矢印B′とは同じ流路を流れ、黒色矢印A₂
と白色矢印B′とは同じ流路を流れており、A₁，
A₂の速度がB₁，B′よりも速いため、A₁，A₂の追
い越し現象を生じ、流速の差により２液混合がな
される。このようにして、Ａ，Ｂ両液は、液速の
差により混合され、移送速度を殆ど低下させるこ
となく進行方向Ｘにミキシング移送される。そし
て、このように混合されて乱流状態となつた混合
液はロツクボルト１の先端側の吐出孔７に達する
までに均一な層流状態になつて、その状態で吐出
孔７から孔２０内の所定の位置に吐出される（第
９図参照）。この場合、最初に吐出された速硬性
のウレタン樹脂液は孔２０の先端側から開口方向
に流れ、その過程で硬化し、孔２０の開口に到達
するまでに完全硬化状態になつて開口を閉塞し後
から吐出される樹脂液の漏れを防ぐ。そして、そ
の後吐出されたウレタン樹脂液が孔２０を満たし
続いてウレタン樹脂液の吐出圧により地山に浸透
し、孔充満ウレタン樹脂液とともに硬化する。こ
の硬化により、ウレタン樹脂液の圧入圧力が上昇
するためその時点で圧入を止め、接続ユニツト２
３をワンタツチで外す。このようにしてロツクボ
ルト１が孔２０内に固定され孔２０の周囲の地山
が硬化樹脂で固結される。この状態を第１０図に
示す。このようにしてトンネル切羽先端の天盤部
１８に所定間隔で穿設された孔２０にロツクボル
ト１が挿入され岩盤固結が行われる。

このようにこのロツクボルト１は、先端が閉塞
され尖鋭に形成されているため、後端のねじ部１
６ｂに打込用アダプター２１を取り付けてハンマ
ー等で打ち込むことが可能となり、このため予め
天盤部１８に穿設しておく孔２０をあまり大きく
しておく必要がなく孔穿設作業の簡略化を実現で
きるようになる。また、静止ミキサー３が、ロツ
クボルト１の略中央部に相当するパツカー部２の
後端に取り付けられているため、静止ミキサー３
とロツクボルト先端の吐出孔７との間の流路が長
くなり、静止ミキサーで乱流状態になつたウレタ
ン樹脂液がこの流路を通る過程で均一な層流とな
り、複数の吐出孔７から均一に吐出されるように
なる。その結果、固結領域に部分的ばらつきが生
じず固結強度の均一な状態が得られるようにな
る。そのうえ、静止ミキサー３はパツカー部２後
端の段部９と管継手５の先端とでその取付部１０
を挟んで固定されるため、静止ミキサー３の固定
のために特別な部材は不要となる。さらに、上記
静止ミキサー３は、移送速度を低下させることな
く二液型発泡ウレタン樹脂のＡ，Ｂ両液を効果的
にミキシングできるため速硬性のウレタン樹脂の
使用が可能になり、従来のようにパツキンを用い
て孔入口を閉塞してウレタン樹脂の漏れを防ぐ等
の煩雑な作業の不要化をも達成できるようにな
る。

〔考案の効果〕

この考案のロツクボルトは、以上のように、先
端が閉塞され、かつ尖鋭に形成されているため、
天盤への打込施工が容易であり、また静止ミキサ
ーがロツクボルトの略中央部に位置決めされてい
てミキシング後の薬液を層流状態にし吐出孔から
吐出させるようにするため、岩盤の固結を均一な
状態で行うことができる。そのうえ、静止ミキサ
ーを従来のようにロツクボルト先端開口から内部
に入れてソケツトで固定する必要がなく、静止ミ
キサーの取り付けが簡単になると同時にソケツト
が不要になり部品点数の低減をも実現しうるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す断面図、第
２図はその説明図、第３図は静止ミキサーの斜視
図、第４図は第３図を矢印Ａ方向から見た状態
図、第５図は第３図を矢印Ｂ方向から見た状態
図、第６図は第３図の動作説明図、第７図、第８
図、第９図および第１０図はこの考案のロツクボ
ルトにおける使用方法の説明図、第１１図は従来
例の説明図である。 １……ロツクボルト、２……パツカー部、３…
…静止ミキサー、４……ロツクボルト本体、５…
…管継手、５ａ……中央部、６，１５……中空
部、７……吐出孔、８，１４ａ，１４ｂ，１６
ａ，１６ｂ……ねじ部、１２……一重羽根、１３
……二重羽根。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 先端閉鎖型中空パイプからなるパツカー部
   と、そのパツカー部内に取り付けられる混合用
   羽根付きの静止ミキサーと、中空パイプからな
   るロツクボルト本体と、上記パツカー部後端と
   上記ロツクボルト本体先端とを継合する管継手
   とを備え、上記パツカー部は先端が尖鋭に形成
   されていて先端側の外周部に複数の吐出孔が穿
   設され、中空部後端の内壁には静止ミキサー取
   付部が設けられ、上記静止ミキサーがその静止
   ミキサー取付部に取り付けられ、上記ロツクボ
   ルト本体には、後端の内壁にねじ部が設けら
   れ、上記管継手は中央胴部を挟んで左右に継合
   用部を有し一方の継合部を上記パツカー部の後
   端内に着脱自在に入れるとともに他方の継合部
   を上記ロツクボルト本体の先端内に着脱自在に
   入れて上記パツカー部とロツクボルト本体を継
   合していることを特徴とするロツクボルト。 (2) 静止ミキサーが、リング状取付板と、このリ
   ング状取付板のリングの中心から垂直に延びる
   中心軸体と、この中心軸体を中心に円を形成す
   るように中心軸体を挟んで設けられる半円状の
   一重羽根および半円状の二重羽根を備え、上記
   半円状の一重羽根が、半円状の一端から他端に
   向かつて昇る昇り傾斜に傾斜した状態で中心軸
   体の軸方向に沿つて適宜間隔で複数個設けら
   れ、上記半円状の二重羽根が、２枚の羽根の半
   円状の一端を接合し他端を離間させ、かつ離間
   側を上記一重羽根の間に位置させた状態で上記
   一重羽根と逆向きに傾斜し中心軸体の軸方向に
   沿つて適宜間隔で複数個設けられているもので
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載のロツ
   クボルト。 (3) 管継手の左右の継合用部が、それぞれねじ部
   に形成され、上記パツカー部後端には、その一
   方のねじ部と継合可能なねじ部が、上記ロツク
   ボルト本体先端には、その他方のねじ部と継合
   可能なねじ部がそれぞれ形成されている実用新
   案登録請求の範囲第１項または第２項記載のロ
   ツクボルト。 (4) 静止ミキサーが、それ自身のリング状取付板
   を、パツカー部後端内壁のねじ部とその奥の中
   空部との境界の段部に位置させ、これを、上記
   ねじ部にら合される管継手の一方のねじ部の先
   端と上記段部とで挟むことにより取付固定され
   ている実用新案登録請求の範囲第２項または第
   ３項記載のロツクボルト。