JPH0439358Y2

JPH0439358Y2 -

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Publication number: JPH0439358Y2
Application number: JP9969086U
Authority: JP
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1992-09-14
Also published as: JPS635100U

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１４
図のように、トンネル切羽先端の天盤部３４に、
削岩機等で予め孔３５を穿設し、その孔３５内
に、根元部にシール材３６が設けられた中空パイ
プ状のロツクボルト３７を挿入し、そのシール材
３６で孔３５の開口を塞ぐ。そして、その状態で
ロツクボルト３７の根元側端部３７ａに、ホース
３３を、接続ユニツト３２を介して接続し、圧入
装置３８から二液型発泡ウレタン樹脂を、ロツク
ボルト３７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３５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
であつてそれ自身孔穿設能力を備えていないた
め、岩盤固結に際しては、まず削岩機等のドリル
で孔を穿設し、その孔にロツクボルトを挿入する
必要がある。しかし、このようにすることは、削
岩機のドリルによる孔穿設、その孔からのドリル
の引き抜きおよびロツクボルトの挿入という工程
を要し、固結作業の煩雑化を招いている。また、
上記ロツクボルトは、上記のように孔挿入用で先
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、そのうえ、上記ロツクボル
トは、ウレタン樹脂の２液を混合撹拌するための
混合用羽根付き静止ミキサー３９をロツクボルト
３７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４０で固定しているため、
静止ミキサー３９で混合撹拌されたウレタン樹脂
液が不均一な乱流状態のまま上記吐出ノズルソケ
ツト４０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４０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３７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、施工作業の簡素化および岩盤固結の均一化
を実現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にビツト部が設けら
れていてビツト部に吐出孔が穿設され、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、先端にビツト
部が形成されているため、ロツクボルト後端部に
対する削岩機等の回転軸の取付けにより回転しう
るようになつている。この回転により、ロツクボ
ルト自体が削岩機等のドリルとして作用して孔を
穿設し、孔穿設後はそのままロツクボルトとして
穿設された孔内に残留しうるようになる。したが
つて、従来のような、孔穿設後のドリルの抜去、
ロツクボルトの挿入という手間が不要になる。ま
た、ロツクボルト自体が上記のようにドリルとし
て作用しそれ自身が収まるに足る孔を穿設するた
め、従来のようにロツクボルトよりもかなり大き
な孔を穿設するということも不要になり、上記ド
リル抜去、ロツクボルト挿入の手間の不要化と相
俟つて施工作業の簡素化を実現できるようにな
る。また、このロツクボルトは、静止ミキサーを
従来例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材数の低減を
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図ないし第３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４ａ，４ｂ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27
mm、内径が14mmで、全長Ａが略３ｍ、パツカー部
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。

上記パツカー部２は、中空パイプからなるパツ
カー部本体６の先端外周部に、刃部を有するビツ
ト７を着脱自在に嵌合して構成されている。上記
パツカー部本体６の先端外周部は先端側程細径に
なるテーパ部に形成されており、ここに、内周面
がそのテーパ部に対応するテーパ部に形成されて
いるビツト７が着脱自在に嵌合されている。この
場合、削岩機等の回転軸の回転力は、上記テーパ
部を介してビツト７に伝達されるのであるが、ビ
ツト７とパツカー６部本体との連結が上記のよう
にテーパ部よつてなされていて強固であるため、
ビツト７への回転力の伝達ロスを生じない。上記
ビツト７は、先端閉鎖型中空パイプからなり、先
端の端面には４枚の刃８が円周方向に90°間隔で
設けられている。そして、上記端面の中央部に中
心孔９が形成されているとともに、刃８と刃８と
の間にはそれぞれ外周孔１０が形成され、これら
の孔９，１０がパツカー部２内の中空部２ａと外
部とを連通状態にしている。パツカー部本体６の
後端部内壁には後端から所定の長さで中空部２ａ
の内径よりも大きな内径に形成されたねじ部１１
が設けられ、このねじ部１１の奥側部と中空部２
ａとの境界が段部１２になつている。

静止ミキサー３は、この段部１２に、それ自身
のリング状取付板１３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４図
ないし第６図のように、全体がプラスチツクで一
体的に形成され、線状の中心軸体１４と、複数の
一重羽根１５と、複数の二重羽根１６と、リング
状取付板１３とから構成されている。

上記複数の一重羽根１５は、半円板状体（第６
図参照）からなり、第７図に示すように、その一
端１５ａから他端１５ｂ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１４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１７ａ（第５図、
第６図参照）の中心を中心軸体１４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
６は、第７図に示すように、中心軸体１４を挟ん
で一重羽根１５に対応する位置に一重羽根１５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１６は、一重羽根１５と同
一形状を有する羽根１８と、その羽根１８と略同
形状であるがやや長さの短い羽根１９とから構成
され、一端１８ａ，１９ａ間が離間され他端１８
ｂ，１９ｂが接続されている。そして、その離間
側を、上記一重羽根１５と１５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
１６は、その離間側の羽根端部１８ａ，１９ａを
それぞれ隣接する二重羽根１６の離間側の羽根端
部１９ａ，１８ａに連結し、接続側の羽根端部１
８ｂ，１９ｂにおける接続部２０を一重羽根１５
の端部１５ａに連結し、かつ上記一重羽根１５と
同様、半円状の直辺１７ｂ（第５図、第６図参照）
を中心軸体１４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１６と一重羽根
１５とは、中心軸体１４を挟んで設けられてそれ
ぞれ中心軸体１４に連結されているとともに、上
記のように二重羽根１６の接続部２０によつて相
互に連結されており、さらに中心軸体１４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１３は、中心部が穴部２１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１３側の一重羽根１５および
二重羽根１６の取付部２２，２３が連結されてい
る。この場合、上記中心軸体１４はリング状取付
板１３に直交するように設定されている。また、
中心軸体１４の根元部は、途中で切れておりリン
グ状取付板１３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１３をパツカー部２に
おけるねじ部１１の奥側の段部１２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２４ａ，２４ｂが延びており、
一方の筒状継合部２４ａをパツカー部２の後端の
ねじ部１１にら合し、他方の筒状継合部２４ｂを
ロツクボルト本体４の先端のねじ部４ａ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２４
ａの先端外周部が静止ミキサー３のリング状取付
板１３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。

２５はこのロツクボルト１の後端のねじ部４ｂ
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。

第８図ないし第１０図は第１図のロツクボルト
の変形例を示している。すなわち、このロツクボ
ルト１′は、パツカー部２′の先端にビツト２６が
一体形成されている。この場合、ビツト２６の刃
部２７は、根元から２叉に分岐して形成されてお
り、その分岐部分の先端がそれぞれ刃２７ａに形
成されている。そして、上記分岐している刃部２
７の根元部には、外周孔２８が形成されている。
それ以外の部分は第１図のロツクボルトと実質的
に同じであるから同一部分に同一符号を付してあ
る。

上記のようなロツクボルトは、削岩機の削岩装
置のドリルとして装着され、トンネル切羽先端の
天盤部に上向き（角度θ＝10〜20°）の状態で孔
を穿設すると同時にそれ自体が穿設された孔内に
進入し、根元側まで、穿設された孔内に進入した
状態で削岩装置から切り離され、後端の逆止弁付
継手２５に接続ユニツト３２付ホース３３をワン
タツチで取付け、ウレタン樹脂圧入ポンプからホ
ース３３を介して二液型発泡ウレタン樹脂のＡ液
およびＢ液の供給を受け岩盤固結を行うようにな
つている。

これについてより詳しく説明すると、まずロツ
クボルトを第１１図に示すように、削岩機２９の
ドリルとして取り付け、孔穿設時に、削岩機２９
に設けられた水、エアー送入パイプ３０からロツ
クボルト１内に水、エアーを圧入してロツクボル
ト１先端の中心孔９、外周孔１０から吐出させ、
ロツクボルト１の刃８が削り出す土、砂等を、ロ
ツクボルト１の外周に沿つて孔３１内を後方に移
行させ孔３１の開口から外部に排出しながら孔３
１の穿孔を行う。このようにロツクボルト１をド
リルとして使用して孔３１を形成し、その孔３１
内にロツクボルト１を残し、ついでロツクボルト
１後端に逆止弁付継手２５を接続し、第１２図に
示すように接続ユニツト３２付ホース３３をワン
タツチで接続し、二液型発泡ウレタン樹脂のＡ液
およびＢ液を注入する。

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250〜450KOH
mg／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
到達した２液Ａ，Ｂは、第４および第６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、二重羽根を半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１６、左半分には一重
羽根１５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１６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７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１３の穴部２１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１５の羽根面に沿い、一端１５ａ
から他端１５ｂに向かつて斜め上方に流れ、他端
１５ｂ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１４を挟んで反対側に位
置する二重羽根１６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
１６の離間側から接続部２０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１４を挟んで反対側に
位置する一重羽根１５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１５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１６の羽根１８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１４を挟んで反対側に位置す
る一重羽根１５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１５の間に流れ込む。これ
ら矢印B′，B₁で示す流れは、一重羽根１５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B₁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、流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た乱流の状
態から、Ａ液およびＢ液はロツクボルト１の先端
の中央孔９および外周孔１０に達するまでに均一
な層流状態になつて、その状態で中央孔９および
外周孔１０から孔３１内の所定の位置に吐出され
る（第１２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３１の先端側か
ら開口方向に流れ、その過程で硬化し、孔３１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３
１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３２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３１内に固定され孔３１
の周囲の地山が硬化樹脂で固結される。この状態
を第１３図に示す。このようにしてトンネル切羽
先端の天盤部に所定間隔で穿設された孔３１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、先端にビ
ツトを備えているため、後端のねじ部４ｂに削岩
機等の回転軸を取り付けることにより回転しうる
ようになつている。そして、この回転により、孔
の穿設ができ、孔穿設後はそのまま残留可能とな
る。このため従来例のように削岩機等で孔を開
け、その孔からドリルを引抜いたのち、さらにパ
ツカー等の中空パイプを挿入するという作業が不
要になり、施工作業の著しい短縮化を実現しうる
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
１先端の吐出孔との間の流路が長くなり、静止ミ
キサー３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１２と
管継手５の先端とでその取付部１３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
端にビツト部を備えているため、削岩機等に取付
けることにより削岩機のドリルの役目を発揮し、
孔穿設後はロツクボルトとして孔内に残留しう
る。したがつて、孔穿設作業等を簡素化しうる。
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、静止ミキサーの取付けが簡単になると
同時にソケツトが不要になり部材点数の低減をも
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図はその要部斜視図、第３図はその説明図、第
４図は静止ミキサーの斜視図、第５図は第４図を
矢印イ方向から見た状態図、第６図は第４図を矢
印ロ方向から見た状態図、第７図は第４図の動作
説明図、第８図は他の実施例の切欠断面図、第９
図は第８図を矢印方向から見た状態図、第１０図
はその説明図、第１１図ないし第１３図はこの考
案の使用方法の説明図、第１４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、２ａ
……中空部、３……静止ミキサー、４……ロツク
ボルト本体、４ａ，４ｂ，１１……ねじ部、５…
…管継手、５ａ……中央部、７……ビツト、９…
…中央孔、１０……外周孔、１５……一重羽根、
１６……二重羽根、２４ａ，２４ｂ……筒状継合
部。

Claims

【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にビツド部が
設けられていてビツド部に吐出孔が穿設され、
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。