JPH06501072A - ドリルパイプ - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】

１、発明の名称　ドリルパイプ ２、発明の詳細な説明 本発明はドリルパイプに関するものである。 多くの形状で、非常に多くの用途に対して多数のドリルパイプが公知である。そ れらのパイプは、例えば注入掘削アンカーの構成部材として使用でき、該アンカ ーは公知のように、構造上の用語において掘削ロッドに対応し、ボアホールを形 成した後そのボアホール内に損失工具として残る。この場合セメント懸濁液でボ アホールを充填させた後に、その掘削ロッドを岩石アンカーのように使用し、岩 石アンカーは、ボアホールの口の区域において締付はナツトと組み合わせてアン カー頭板を用いて、岩石に対して締めつけられる。例えば、ドイツ国特許第９３ ６０８２号明細書から、一端にドリルヘッドを備え、他端に締付はナツトにより 螺合させるため使用される取外し可能なねじ山部材を嵌合させた注入掘削アンカ ーが公知である。アンカーロッドはその全長に亘ってらせん状に巻回される多数 のビードに加えて多数の横孔を備え、それらの横孔が中心に延伸している長手方 向通路と絶えず連通し、この通路を用いて掘削工程中に発生される岩石砕片を運 び去る。ボアホールをつくった後、長手方向通路及び多数の横孔によって、ボア ホールを充填しかつアンカーロッドを保留するためボアホール中へセメント懸濁 液を導入する。この懸濁液は、岩石の任意の裂目及び割れ目の中へまた特にアン カーロッドの外側のビード状構成のために入り、硬化した後アンカーロッドとま わりにある岩石との間での確実な保留部をつくることができる。 注入掘削アンカーの構成において、掘削ロッドがら公知である構成部材に逆戻り することが公知である。例えば、ドイツ国特許第１４８３８４０号明細書は、ね じ締めしたドリルヘッドの範囲で多数の出口孔を備えている中心に設けた流し通 路を設けた岩石掘削ロッドを開示し−ている。その岩石掘削ロッド或いはアンカ ーロッドは、使用に際して連結スリーブを用いて延伸することができ、スリーブ が内ねじを有し、この内ねじの中に別のアンカーロッドがねじ込まれ、その挿入 されたロッドが追加してその全長に亘って円形ねじ山のような比較的大きいねじ 山を備えている。このような岩石掘削ロッドは、基本的に注入掘削アンカーとし て使用するのに適しており、この場合アンカーロッドの外ねじは、掘削中に搬送 機能を実行し、換言すれば、岩石粒子で満たされる流し液体の逆流を可能にする 。硬化されるセメントに関連して同じねじ山はアンカーロッドとまわりのボアホ ール壁との間で固定する形状をつくる場合、保留機能を果す。結局そのねじ山は 、連結スリーブのねじ嵌合を可能にするから、ドリルヘッドとのねじ締付は作用 をも実行する。 ロックアンカーの故障のない働きにとって、特に時間の経過に亘って、アンカー のまわりでセメントづけされる全長に亘って均一なセメント被覆を設けるように ボアホール内でできる限り中心にアンカーロッドを配置することが重要である。 確実にセメント被覆されているアンカーでしか十分な腐食抵抗が得られない。実 際上この要求は、少なくとも追加の対策なしではしばしば達成するのに困難であ る。例えばボアホールの壁に沿った場所の不均一性のために偏心してアンカーロ ッドが配置される場合、そのときには均一な充填、特に掘削ロッドの被覆或いは 埋封を保証できない。セメント本体内でアンカーロッドの偏心着座は、アンカー ロッドの一部分に腐食の危険が増加され、その結果時の経つにつれて岩石アンカ ーの主な機能即ち異なる岩石層の結合が問題となる危険をもたらす。 ドイツ国特許第３８２８３３５号明細書から注入掘削アンカーで使用される多数 のスペーサが公知であり、この場合これらのスペーサは、アンカーロッドを直接 取り囲みかつアンカーロッドに対し移動可能である保持ボスから成る。この保持 ボス上で外側環状部材によって結合される３つの半径方向に伸びるウェブが設け られている。 このスペーサの使用は下記を意味する。即ちボアホールをつくっている間、また 実際に延長アンカーロッドを導入する前に、保持ボスをもつこのスペーサはボア ホール内に既に設けられているアンカーロッドの端を介して押し込まれ、この場 合延長用アンカーロッドに対して連結させることができる継ぎ手ナツトに対する 保持ボスの接触基盤上でそのスペーサが更に掘削延長している間アンカーロッド と共にボアホールの中に導入される。従ってスペーサの位置は本実施例では継ぎ 手ナツトの位置によって設定されている。掘削している間及びボアホールをつく った後実際上スペーサの状態及びスペーサの故障のない働きを試験する簡単な可 能性は、全然或いは少なくとも存在しない。従って、例えば掘削作業の間の大き い機械応力の結果として、及び掘削される岩石の局部的不均一性のためによって も同様、スペーサを損傷し、従ってこの理由のため事情によっては心出しされる 作用が存在しない。 同様に、そのスペーサは、多くの場合局部的岩石状況ならびに掘削工程の結果と して釈放される岩石粒子の特性に従って流し媒体による岩石粒子の導き出し或い は抽出を妨げる可能性がある。 結局いわゆる予備掘削孔の作製と関連して多数の岩石アンカーの代わりに硬化の とき多数のスペーサを使用することが公知であり、前記岩石アンカーを用いてこ れらのスペーサが前記掘削孔の外側管の内部で心出しされる。 これらの場合では岩石アンカーがセメントで充填される管の中へ導入されまた前 記管内でできる限り心出し保持されることが公知である。このように挿入される スペーサは、プラスチックの材料からつくられまた従って掘削段階の間加えられ る高い機械的要求にほとんど耐えることができない点で公知型式の注入掘削アン カーとの使用に対する強度不足に関して完全に適していない。 本発明の目的は、先ず前述した型式のドリルパイプを提供することにあり、この バイブでは掘削工程の間予数の岩石粒子で満たされる流し媒体に対する最適流出 条件が得られ、またそのドリルパイプが特に注入掘削アンカーとして使用するに の適している。この目的は特許請求の範囲第１項の特徴部分の構成要件を有する 一般的型式のドリルパイプにより達成される。 従ってその全長に亘って規則的内ねじをもつドリルパイプとして管部材が使用さ れることが本発明に対して重要である。この内ねじは、本発明に従って延長に対 する適当な継ぎ手部材と組み合わせ、即ち別の管部材をねじ締めして続けるため 構成されており、このため外方に突出する例えば多数の連結スリーブのような多 数の構造部材を使用しないでその延長を達成する可能性を開発する。 これは、その管状部材の外側輪部づけの規則的でまた特に延長するにも拘らず、 また実に２つの管部材の間の連結範囲ですら滑らかなままであることを同時に意 味する。 従ってこれは、掘削操業中複数の釈放岩石粒子で満たされる流し媒体に対する最 適流出条件が得られ、またほんとうにその流し媒体がドリルパイプの全長に沿っ て均一に流れることができることを意味する。その均一な輪部７づけは、そのド リルパイプが注入掘削アンカーとして使用するに適し、従ってそのアンカーがそ のセメントづけされる全長に亘って均一な保留作用を受けやすいことをも意味す る。終局的にその均一な内部ねじ立ては、必要に応じて管状部材を短縮しかつ他 の複数ドリルパイプと適宜短縮される長さを連結するこてができることを特徴と する 請求項２の特徴はこのドリルパイプ及びその管状部材の以下のねじ山と称される 外側輪部づけの有利な構成に関する。更にこのため例えば外側の冷間形成による 一度の単純加工作業で管状部材の多数の外側及び内側ねじ山をつくる可能性を開 発する。延長する場合、即ちこの意味で装備される２つの管状部材を連結する場 合、従ってそれらのねじ山は、ドリルパイプの全長に亘って規則的に伸び、また 実にその結果この全長に亘って掘削工程の間予数の岩石粒子で満たされる流し媒 体へ均一な搬送作用を加えることになる。 請求項３の特徴は、容易に実施できる継ぎ手部材の特に有利な実施例に関する。 この継ぎ手部材は、一方ではドリルパイプの向い合って設けられている両端へね じ込ませることができるためまた他方ではできるだけ簡単なように連結される両 管状部材に対して等しいねじ込み長さを確保すべきために寸法決めさせることが 重要である。 これは、本発明によるとその継ぎ手部材が実際上２つの相互係合されかつ従って 同軸管部分、即ち少なくとも外ねじ立てを備える外側管状部材及びこの外側管状 部材の中へ、例えばその中へねじ込まれることによって挿入される内側管部材か ら構成されている点で特に簡単なように達成される。その内側管状部材は、その 一端において好ましくは外側管状部材から対称的に突出しかつそれらの突出部分 で、互いに連結される２つのドリルパイプの中へねじ込まれるように寸法決めさ れる複数のねじ立て区間を形成する。その結果として特に簡単なように、その外 側及び内側管状部材は、内側及び外側に複数のねじ山を設ける複数のねじ立てと 管状部材としてそれぞれ形成されて、いるので、内側管状部材に対して外側管状 部材をねじ込むことができまた中央位置で好ましくは溶接することによって内側 管状部材に対して確保される。外側管部材が実際上ドリルパイプ管状部材に対し てその半径方向寸法及びその他の諸特性の点について対応するので、連結する場 合２つの管状部材を連結するにも拘らずこれらの管状部材の外側面は、その連結 範囲において何等の外側の不規則性がない。 請求項５ないし７の特徴は、板状掘削クラウンはさておいて、継ぎ手部材の複数 構造部材の対応する複数の構造部材からつくることができるドリルヘッドの特に 有利な実施例に関する。掘削クラウンから出発して先ずアンダカットされる範囲 をもちまたドリルパイプで管状部材の中へねじ込まれるべく構成され、即ちこの 中へねじ込まれる掘削ヘッドとなっている。このためドリルヘッドは、ドリルク ラウンから遠い端において外ねじ立て部をもちまたドリルパイプ管状部材の中へ ねじ込まれるように構成される管状部分を装備している。掘削クラウンに直ぐ続 いて内側管状部材があり、この部材に対して（掘削クラウンに続く前述のアンダ カット部を考慮して）比較的短い外側管状部材をねじ込み、この場合外側管状部 材から突出する内側管状部材の管状区間は、ねじ込むため、即ちドリルパイプで 管状部材の中へねじ込まれるように構成される管状区間を形成する。外側管状部 材は、再びドリルパイプ管状部材に対するねじ嵌合している間ストップ部を形成 しまた支えに対してその半径方向寸法ならびにその外側ねじ立ての点について好 ましくはドリルパイプ管状部材と同じである。ドリルヘッドのねじ締め状態では 従って前述の外側管状部材から出発してドリルロッドの端までドリルロッドに対 し、また実に延長の場合ですら外側で均一な構造体を生ずる結果となる。 前述のように構成されるドリルロッドは、基本的にそれ自体公知のように掘削ロ ッド及び岩石アンカー、即ち注入掘削アンカーとして使用できる。 請求項９ないし１１は、注入掘削アンカーとしてその使用を考慮した本発明のド リルパイプの構成を特に指向され、またこれに関連してセメント或いは若干の他 の硬化可能材料の導入に関連する特別な特徴を含んでいる。 これに関連してドリルパイプは、掘削ヘッドに隣接するドリルアンカーの領域に 逆止弁、ならびに１つ或いはそれ以上の注入弁を含む。前述の逆止弁も注入弁或 いは複数の注入弁のいずれも複数の中間部材に配設され、それらの中間部材は、 それらの部分として再び互い対し連結される複数のドリルパイプ管状部材或いは アンカーロッド部材に対してねじ嵌合するため構成され、それによって互いにね じ込まれている。複数の注入弁の数ならびに配置は、前述の多数の中間部材のモ ジュール方式構造による任意の構成にすることができる。特別な場合単独の逆止 弁或いは１つ又はそれ以上の注入弁を設けてもよい。 逆止弁と多数の注入弁を同時に使用する場合には両方は、決して同時に開放状態 になってはいけない複数のはね負荷弁として設けることが重要である。従って、 その逆止弁は、比較的低い流し媒体圧が注入弁を開放するのに十分でない時しか 掘削作業中流し媒体の通路に対して開放してはならず、注入弁が掘削及び流し工 程の開閉鎖状態のままでいる。同様に、注入工程の間、即ち以下に詳しく説明さ れるセメント懸濁液を続いて注入する間、実際上そのセメント懸濁液は、注入弁 を介してしか流してはならず、その結果、初期のセメント充填が硬化するから、 逆止弁がこの状態では働かされずかつ閉塞される。 請求項１２および１３の特徴は前述の多数の中間部材の特性に関する。これらの 中間部材の重要な構成要素は、内側及び外側管状部材であり、この場合外側管状 部材が再びその内側及び外側でねじ立て部をもちかつ内側管状部材に対してねじ 締めさせるため構成され、その半径方向寸法で再びドリルパイプ或いはアンカー 管状部材に対応する。外側管状部材から突出する内側管状部材の管状区間は、再 び複数の隣接アンカー管状部材の中へねじ込まれるように構成される複数のねじ 嵌合区間を構成する。 再び、ねじ込まれる深さは再び外側管状部材によって規定されるように決定され る。多数の外側管状部材は、再び多数の内側管状部材に対し、好ましくは溶接に よってそれらの最終ねじ嵌合位置で確保される。 請求項１４の特徴は、注入弁の構造に関する。実際の弁機能を実行しかつ例えば ゴム状弾性部材からつくることができるスリーブ部材は、２つの同直径の管状シ リンダの間で軸方向に確保できることが重要であり、これらの管状シリンダがそ れらの半径方向寸法及びそれらの外部特性の点について外側ねじ立て部を備えて いるアンカー管状部材のそれらに対応する。好ましくは、２つのスリーブ材を使 用し、比較的軟質弾性材料の内側スリーブが密封状態を果し、また弾性、例えば ゴム状材料の外側スリーブ材が支持機能を果しまた必要に応じて織物の使用によ って修正される弾性特性をもっている。この注入弁の組立状態では、それらのス リーブ材は、延長されようと延長されないでいようと、これらの部分を軸線方向 に連結する管状シリンダと同様に、他のアンカーロッドの滑らかな構造へ合流す る。その注入弁は、従って既に上述したように流し媒体の流れを妨げるかもしれ ないアンカーロッドの構造から半径方向に突出する多数の構造部材を持たない。 請求項１６及び１７の特徴は実際使用の点について特に本発明のドリルパイプ或 いはアンカーロッドに対して構成したスペーサに関する。このスペーサの重要な 特徴として隔置機能を遂行する多数の半径方向外側へ突出するタイ部材によって 連結される２つの心出し部材を設けており、それらの心出し部材がアンカーロッ ド上へ嵌合されるように構成されかつこの場合スペーサを前進させるために別々 の押し棒を設け、この押し棒がボアホールの底に隣接する案内部材で設けられる 受け入れ装置内に係合されている。その押し棒は、該受けしれ装置の中へ押し入 れ嵌合するように構成されている。ボアホールをつくった後しかボアホールの中 へスペーサが導入されないことが重要であり、その導入は注入弁が勿論ロッドを 延長できるにもかかわらずアンカーロッドが多数その全長に亘って均一な直径を もち、また少なくとも心出し部材の移動に対する抵抗がアンカーロッド全体に沿 って均等であるから可能である。その結果このスペーサは、次いでアンカーロッ ドに沿ってまた実に特別所定の部分に対してボアホールの中へ導入される。通常 の場合プリセットした間隔にして若干のスペーサが導入され、それが前述の押し 棒で難なく可能である。壁の不均一性のためにそれらのスペーサの導入が抵抗に 遭遇する場合にとって、この抵抗は、それらタイ部材の半径方向内向き変形（ボ アホールの底に隣接するガイド部材に対する押し棒により圧力伝達後）によって 克服されるので、壁の不均一性、例えば、ボアホールの直径の僅かな減少を、克 服できる。壁の不均一性が例えば余り過剰掘削から由来する若干の過剰程度を構 成する反対の場合に対して、これは、スペーサの導入抵抗によって検出できない が、しかしボアホールの口からのこの“欠陥帯域”の距離が最も簡単なように確 証される。スペーサをその強度の点について掘削作業の機械的に甚だ広い要求に 関して構成する必要がなく、またプラスチック部材として製造できることが特に 有利である。しかしながらスペーサを金属からつくるのが好ましい。 請求項１８の特徴は、押し棒の改良誘導法に関する。 請求項１９の特徴によると複数の管状部材として複数の心出し本体を形成する。 必要に応ビて、ボアホールの底に近い管状部材は、その先導端で丸めた形状をも っことができ、従って壁にある多数の不規則性の上を摺動できる。 押し棒は、請求項２０によると、受は入れ装置の中への押し入れ嵌合である。押 し棒は、スペーサの前進送り抵抗を克服するに十分な固有の剛性をもたねばなら ない。 剛性をもつ限りは押し棒として転動体を使用できる。 請求項２１ないし２４の特徴は、ボアホールの底により近くにある注入掘削ロッ ドの端の特別な構成に関する。 再び、最大可能用途は、注入掘削アンカーの多数の従来成分の多数の基本的な構 造部材からつくられ、即ち多数の管状シリンダは外側でまた好ましくは内側でも 多数のねじ山を備え、いうまでもなく多数の管状部材は少なくとも外側でねじ山 をもちまた前記多数の管状シリンダの中へ押し込まれ或いはねじ込まれるように 寸法決めされかつ形成されている。前述の多数の管状部材は、例えばアンカーロ ッド部材へねじ込まれるように構成されるねじ区間を形成し、それら管状部材の 外側ねじ立て部は多数のアンカーロッドの外側ねじ山の永久延長部を形成する。 その結果、ねじ嵌合されるよう寸法決めされる多数の“内側”管状部材のねじ立 て区間は、前記多数の管状シリンダがそれらの先導端でアンカーロッドの多数の 対応接触面と接触しているようなものである。ボアホールの口から部分的に突出 する管状部材は注入掘削アンカーの最終組立状態でアンカーヘッド板及び締付は ナツトと組み合わせて、岩石に対してそのアンカーを締め付けるために使用され る。前述の管状部材は本発明によるとまわりの岩石に対しセメントづけされない ボアホールの口の領域でいわゆる自由アンカー長を守るためにプラスチックスリ ーブを押し込み嵌合するためにも使用される。 このプラスチックスリーブは、先導端と接触するまで隣接管状シリンダに対して 押し込まれ、従ってこのスリーブによって取り囲まれる管状部材がセメントとの 任意可能な相互作用影響に対して保護される。 以下本発明を添付図面に示した実施例について詳細に説明する。 ４、

【図面の簡単な説明】

第１図は、大部分を取り外した本発明による注入掘削アンカーの実施例の正面図 である。 第２図は２つのアンカーロッドを連結する本発明による継ぎ半部材の正面図であ る。 第３図は、図１による注入掘削アンカーと共に使用する本発明によるスペーサの 実施例の正面図である。 第４図は大部分を取り外したボアホールの目端で第１図による注入掘削アンカー の端末範囲を示す正面図である。 ４、実施例 第１図及び第２図に示した注入掘削アンカーの多数の重要な構成部材ドリルヘッ ド１と、アンカーロッド２と、継ぎ半部材３であり、この部材が以下互いに２つ の同じドリルロッド２を連結するため寸法決めされがっ形成されている。 ドリルヘッド１は、板状掘削クラウン４がら成り、このクラウン４が軸線方向に 比較的短くなっておりまた多数の切断エツジ等を装備している。このクラウン４ に対して管状部材５を溶接する。管状部材５は、その全長にそって外ねじ山を備 えている。管状シリンダ６はこの管状部材上でねじ締めされかつそれに対し嵌合 位置で溶接されている。管状シリンダ６は寸法が管状部材５より短くされかつそ の嵌合位置は、管状部材５が距離７だけ掘削クラウン４から遠い管状シリンダ６ の端でこのシリンダから突出することが特徴づれられている。管状シリンダ６は その部分として外ねじ山を備えており、それに対添付図面に示されない掘削クラ ウン４の出口孔の中へ伸びる中心長手方向通路は、軸線８に沿って伸びている。 多数の追加出口開口を掘削クラウン４の範囲に設けても良い。 符号６′は管状部材５及びシリンダ６の両方を介して伸びかつ前述の長手通路と 連通する横孔を示す。横孔６′及び多数の横孔６′を含めて出口孔すべてを介し て流し媒体、例えば、水或いは空気が掘削業中に通される。 ドリルホールをつくた後、セメント懸濁液或いは他の硬化性材料は、これらの孔 を介してボアホールの中へ流し込まれるようになっている。 符号９は全般的に見て管状シリンダ１０及び管状部材１１から成る中間部材を出 す。管状部材１１は、管状シリンダ１０の中へ部分的にねじ込まれかつねじ込み 位置で例えば溶接によって固定できる。管状シリンダ１０は、その部分として管 状部材５に対して、特にその管状区間１２に対しねじ締めされるように構成され ている。 中間部材９は、添付図面に示されずかつ軸線８に沿って伸びる長手通路内に配設 される逆止弁を備えている。 この逆止弁はばね負荷されかつ所定の圧力で作動する。 逆止弁は圧力を受けている状態では矢印１３の方向に質流を通させるが、しかし 矢印１３と反対の方向における逆流を防止するように設けられている。この逆止 弁に対する理由は、以下更に詳しく説明する。 中間部材９がドリルヘッド１に対しねじ締められる位置ではそれら管状シリンダ ６及び１０が互いに直接接触してはならないことが重要である。 符号１４は、直径の点でそれら管状シリンダ６及び１０に対応しまた外側でも内 側でもその全長に亘って伸びるねじ山を設けているアンカーロッド部材を示して いる。 アンカーロッド部材１４は、個々に適当な長さをもっことができまた、組立て状 態では、管状シリンダ１０から突出する管状部材１１の管状区間１５に対してね じ締めされ、従ってアンカーロッド部材１４がその下方端において管状シリンダ １０と接触する。 符号１５は注入弁を示し、この弁１５は、中心範囲に１つ或いはそれ以上の横孔 １７をもつ管状部材１６から成り、孔が１つ以上ある場合これらの孔が円周上で 等しい間隔に分布されている。それら横孔１７は、比較的軟質弾性材料の第１ス リーブ部材１８によって囲繞され、この第１スリーブ部材１８がその部分として 同軸スリーブ部材１９によって外側で囲繞され、この同軸スリーブ部材１９が同 様弾性材料から成りまた多数機能を果している。それらのスリーブ部材１８及び １９は、管状部材１６が内部に圧力のない状態でそれらの横孔１７の確実な密封 を行う。 符号２０及び２１は複数の比較的短い管状シリンダを示し、それらのシリンダ２ ０．２１はスリーブ部材１８゜ｌＯの各端で管状部材１６に対し軸方向にねじ締 めされまたそれらのスリーブ部材１８．１９に対する軸線方向の保持を行う。そ れらの管状シリンダ２０．２１は、最終ねじ締め位置で管状部材１６に対して溶 接させることによって確保できる。それらの管状シリンダ２０．２１をスリーブ 部材１９も同じ直径をもつように構成されている。スリーブ部材１８．１９と組 み合わせる管状シリンダ２０．２１は、注入弁１５の両端で管状部材２３及び２ ４が形成されていて、それらの管状部分２３．２４が一方ではアンカーロッド部 材１４の中へまた他方ではアンカーロッド２の中へねじ込ませることができるよ うに全体的に見て軸線方向の寸法を有している。注入弁１５及びその操作方法に 対する理由は以下更に詳しく説明する。 注入弁１５を取り囲む複数の構成部材は、別の中間部材９′を構成する。前述し たような注入弁の構成は、絶対的に必要でなくまた別の異なる形状をもつことが できる。注入弁１５は、それら管状シリンダ２０．２１の半径方向を越えて突出 する構成部材をもってはならずまた先ず続く注入に対して必要な圧力を開放する のに、流し工程の開閉鎖状態でいるばね負荷される逆止弁のように働くことだけ が重要である。 第２図に示した継ぎ半部材３の重要な特徴は、その直径の点でそれらの管状部材 ５，１１．１６に対応しまたほぼ中央で直径がアンカーロッド２に対応するねじ 締め管状シリンダ２６を支持する管状部材２５である。管状部材２５の管状部分 ２７及び２８は管状シリンダ２６の両側でほぼ対称的に延伸している。管状シリ ンダ２６の位置は管状部材２５に対してそれを溶接させることによって確保され る。 継ぎ半部材３はそれらの管状部分２７．２８が連結されるアンカーロッド端の中 へねじ込まれるようにまた実際上連結されるアンカーロッドの端が管状シリンダ ２６と直接接触するように別のアンカーロッド２を結合するため使用されている 。 複数のアンカーロッド２及び複数のアンカーロッド部材１４があり、それらがそ の全長に亘って内側及び外側両側にねじ山を備えていることが本発明による注入 掘削アンカーの基本的な特徴であり、またこの場合この掘削アンカーの個々の部 材、即ちドリルヘッド１、複数の中間部材９．９’、アンカーロッド部材１４、 アンカーロッド２及び継ぎ半部材３によって連結されている複数の別のアンカー ロッド部材２は、すべて複数の内ねじによって互いに対し固定されている。それ らのアンカーロッド２及び１４がその全長に亘って均一な内側及び外側ねじ立て 部を備えているために、これらは、必要に応じてどんなにでも短くすることがで きまた、特別な要求に適することができる。管状部分１２，１５，２３．２４を 適当な長さに寸法法めすることによって最終ねじ締め位置がこれらの管状部分の 長さ寸法によって決定され、従って複数の別のストップ部材を必要としない配置 が最も簡単に達成される。同じことは、中央の管状シリンダ２６がそれら管状部 分２７及び２８に対してねじ締めされるそれらのアンカーロッドの複数の隣接端 に対するストップ機能を果す継ぎ半部材３に対しても当てはまる。 本発明による注入掘削アンカーは、複数の異なる機能部材から構成されているに もかかわらず、組立て状態では掘削クラウン１の管状シリンダ６で始まる外側輪 郭をもち、この輪郭がボアホール口の範囲まで伸びる均一な特性の外ねじ山を特 徴とし、またこの輪郭を越えて突出するいかなる部分もないということが前述の 説明から既に理解できる。アンカーの外側のねじ立て構成はさておき、組立てら れる注入掘削アンカーは外側で滑らかな表面をもっている。 この注入掘削アンカーは主として掘削ロッドとして使用され、即ち流し媒体、例 えば水或いは空気が軸線８の方向に伸びる中心長手通路を介して流れる。この流 し媒体は、掘削作業中に掘削クラウン４の複数の出口孔及びドリルヘッドの複数 の横孔６′を介してだけ存在し、掘削作業の結果として掘削クラウン４によって 釈放される多数の岩石粒子を運び去り、このように矢印１３の方向に逆方向に、 従ってボアホールの口に向かった方向にこれらの粒子を流すようにさせる。同時 に、その流し媒体は掘削クラウン４で冷却作用を行う。掘削クラウン４の直ぐ後 部に矢印１３の方向と反対方向に考えてアンダーカット２９を設けるのが特に有 利である。このため釈放される岩石粒子類或いは他の掘削される物体の除去に有 利となる。 既に上述のように中間部材９内にも前述の長手連路内にも設けられる逆止弁は掘 削作業中流し媒体が存在している圧力を受けて開放し、また矢印１３の方向に質 流させるように構成されている。これに反して注入弁１５は材料の適当な使用及 びスリーブ部材１８及び１９に対する別の手段によって構成され、流し圧を受け て開放しないので、この注入弁１５が実際上掘削作業中何等の機能もない。 数個のアンカーロッド２の全長に亘って延伸する均一な外ねじ山はこれによって ボアホールから除去させるべき岩石粒子類に加えられる搬送作用であるのみなら ず、また複数の外側突起のない多数構造部材をもつことを特徴とする注入掘削ア ンカーのほぼ滑らかな表面のために、掘削される物体で満たされる流し媒体に対 して最適貫流条件をもつくる。 掘削孔を完成した後、その注入ｍ削アンカー１特にその長手方向孔はセメント懸 濁液或いは若干の他の硬化性材料のために使用され、前記材料が第１段階におい て、ドリルヘッド１の複数の出口孔及び他の横孔を介してしか存在せず、またボ アホールの基部で始まりかつ矢印１３の方向と逆方向に上昇しながら徐々にボア ホールを充満する。ボアホールの充満を完成した後前記長手通路の中へのセメン ト懸濁液の逆流は中間部材９内の逆止弁によって防止される。 この後長手通路はその中に残る何等かのセメント懸濁液を除去するため流し出さ れる。 初期に導入されたセメントの硬化後、セメント懸濁液の更新導入を行い、それが 今や高圧下にありかつ注入弁１５を介して出る。圧縮して導入されるこのセメン ト懸濁液の圧力は、セメントの初期導入の間実際上機能せずまた複数の横孔１７ を密封した注入弁１５の開放をさせるようなものである。この注入の間ドリルヘ ッド１を介して外へのセメント懸濁液の更なる通過は、行われず或いはほとんど 起こらない。 注入弁１５介して出るセメント懸濁液によって、この範囲で注入掘削アンカーを 囲繞しまた少なくとも初期段階で硬化工程を受けているセメント本体の多数の亀 裂が開放しかつ更なるセメント懸濁液がボアホールに流入してそれら粒子の間で 形成する多数の数のギャップを詰める。セメントの高圧のために、セメントは拡 張し、岩石内の多数のギャップを著しく補強しまたセメント本体は、部分的にか なり拡大される。 長手通路の流し出し、セメントの新しい導入及びセメント本体の分割の工程は、 数回反復させることができ、セメントの分割はセメントによって行われるが或い はそれと異なって水の使用によっても可能である。結果として注入掘削アンカー を取り囲むセメント本体は注入弁の範囲で広げられかつ確実な保留作用を発生す る。当然のことながらロックアンカーの構造に沿って１つ或いは数個の注入弁を 設けてもよく、注入掘削アンカーの複数の個々の構造部材のモジュラ一式構成の ために実際上任意の箇所でこの構造の中へ注入弁を導入できる。 注入掘削アンカーが確実に機能するため、特に−周期の時間に関して考える場合 、できる限り均一でありまたボアホール内の四方六方で有効であるセメント或い は他の硬化性材料を被覆せねばならぬことが重要である。これは、十分な腐食抵 抗をも達成し、また従って注入掘削アンカー及び回りにあるセメントから成る全 体系の均一な強度特性を達成するため役立つ。比較的長いボアボール及び多部分 式注入掘削アンカーにあっては特に常に傾斜する欠陥の恐れがあるので、アンカ ーを心出しするため複数のスペーサの使用が慣例であり、それらのスペーサがボ アホール壁に対して支持されかつ多数のアンカーロッドでの心出し作用を行う。 第３図は本発明によるスペーサの一例を示し、このスペーサが第１図及び第２図 に示したような注入掘削アンカーと共働させるために特に構成されている。 第３図ではそのスペーサは全般的に符号３ｏで示されている。そのスペーサ３０ はとりわけ２つの軸線方向に隔置される管状部材３１及び３２或いは心出し体か ら成り、それらが互いに対し同軸でありまたそれらの直径に関して複数のアンカ ーロッド２及び同じ直径の多数の管状シリンダ６．１０，１４，２０及び２１の 上へ摺動できるように形成及び寸法法めされている。これらの管状部材３１．３ ２は、内側及び外側双方とも滑らかであり、また半径方向の中心平面３３に関し て対称に設けられている４つの弾力性タイ部材３４の装置によって連結されてい る。必要に応じて、更にこのような多数のタイ部材３４を設けることができ、ま た好ましくは周辺で等間隔に配置されている。中心平面３３に関してそれぞれこ の中心平面３３の上部及び下部に置かれる複数のタイ部材の複数部分はそれらの ベースが中心平面３３内にある複数の円錐の表面上で位置決めされている。 弛んだ状態では、それらタイ部材３４の傾斜度は、中心平面３３内にある範囲の 最大半径３５がせいぜい掘削クラウン４の半径に対応するようなものである。 それらの管状部材３１．３２及び複数のタイ部材３４の装置は他の実施例では鋼 からつくることができる。この実施例ではそれらのタイ部材３４は管状部材３１ ，３２に対して適宜に溶接され或いはそれら部材に対して別の部材のように連結 されている。しかしながらそれと異なって適当なプラスチック材料からこれらの スペーサをつくることができる。 それらの弾性に関する限り、それらのタイ部材３４は、いかなる場合にも管状部 材３１．３２で案内される多数のアンカーロッドに対する十分な支持機能をもた なければならないけれども、矢印３７の方向に可能な若干程度の弾性があり、ま た実際にこれらのアンカーロッドがボアホール内でできる限り心出して保持され るように構成されている。以下更にこれについて説明する。 符号３８は管状部材３１の外側へ溶接されるソケット部材を示す。このソケット 部材３８は、管状部材３１の軸線４０に対し平行に伸びる盲孔３９を備えている 。盲孔３９に関して同軸的に管状部材３２に溶接されるガイド材４２を貫通する 孔４１が延伸している。 盲孔３９及び透孔４１は、はぼ同じ直径をもちまた押し棒４３を受け入れるのに 使用され、この押し捧４３が盲孔３９内で矢印４４の方向に移動できないように 拘束されまた透孔４１に関して自由に移動できる。 本発明による注入掘削アンカーの使用について簡単に説明する。 この装置は、主としてドリルヘッドを備えるドリルロッドとして使用され、この 場合、中央長手通路を介して流し媒体、例えば水または空気を案内する。この流 し媒体は、掘削作業の結果として発生される多数の岩石粒子を集めかつボアホー ルの内側壁と多数のアンカーロッドの外側との間の環状室を介してボアホールの 口に向った方向にこれらの岩石粒子を運びだす。ボアホールをつくった後、これ が完成深さに達すると直ちに、ボアホールの口にある端を介して第１スペーサ３ ０を押し入れる。 既に上述したように、それらの管状部材３１．３２は多数のアンカーロッド２、 多数の注入弁１５、複数の継ぎ半部材３等の上に抵抗なくして押し込むことがで きるように構成されている。スペーサ３０の嵌め込みは、ソケット部材３８を備 えている管状部材３１がボアホールの基部に隣接する端部に配置されているよう に行なわれる。 スペーサ３０の前進移動は、押し棒４３を使用して行われ、この押し棒が直接ボ アホールの基部に近い管状部材３１上で働きかつ従って多数のタイ部材３４によ ってボアホールの口により近い端にある管状部材３２でけん引力を加える。中心 平面３３での多数のタイ部材３４の傾斜度は、それら平面３３での多数のタイ部 材３４の最大半径の範囲がボアホール壁に対して弾性的に支えられているので、 それらの管状部材３１．３２また従って多数のアンカーロッド２も同様誘導して 心出しされるように設けられている。押し棒４３は、実際上スペーサの最終組立 て位置に対応させるような長さをもたねばならない。押し棒４３は例えばロール から巻戻しできるが、しかしそれにもかかわらず前述のけん引力をもたらすこと ができるように少なくとも十分な固有剛性をもつ弾性材料からつくることができ る。 とりわけスペーサの更なる前進を妨げまたそれらの角度に折り曲げたタイ部材３ ４へ引き留め作用を加えるボアホール壁のでこぼこがある状況に対して、管状部 材３１に対する圧縮伝達に基づいてスペーサを若干長くし、また従ってドリルロ ッドに沿ってスペーサが前進しているこれらボアホール壁のでこぼこを克服すべ きことが重要である。これに関してスペーサの前進移動がいずれにしてもその外 面から突出する複数のいかなる部材によっても妨げられないように注入掘削アン カーの外径が実際上ドリルヘッドと同じであるかどうかが特に重要である。 矢印３７の方向に多数のタイ部材３４が弾性はね力をもつにもかかわらずスペー サの更なる前進が不可能なような大きい程度にボアホール壁のでこぼこに達すべ き場合、そのときにボアホール壁はその妨げられた特定個所において完全に克服 できない状態にあると結論を下さなければならない。従ってボアホールの状態は スペーサの導入によって検査可能である。 同時にボアホールの全長内のスペーサ３ｏの最終位置は、押し棒４３の長さを用 いて設定させることができる。 スペーサ３０がこのようにしてその最終位置に達する場合、押し棒４３が矢印４ ４の方向と逆方向に除去され、従ってそれらタイ部材３４の外向きはね作用の結 果としてスペーサはその位置において十分固定される。 続いて同様に注入掘削アンカーの全長に従ってボアホールの全長に沿って複数の 所定位置に複数の後続スペーサ３０を導入してボアホール壁と同様に固定させる ことができる。その結果として、その注入掘削アンカーは、セメント懸濁液をそ の後導入できるようにボアホール内で終にはそのアンカーの延長に亘って十分に 心出しされる。 セメント懸濁液は多数のスペーサ保持によって妨げられない。なぜならば均一な 充満ができるように個々のタイ部材３４の間に比較的大きい容量の質流空間が残 るからである。前述の逆止弁９、注入弁或は多数の注入弁１５は、セメントを導 入している間既に上述されているように使用される。 最終状態では注入掘削アンカーは、従って全ポアホール長に亘って伸びるセメン トの均一層によって被覆され、またその結果適宜に確実な腐蝕抵抗が与えられる 。ボアホール内でのアンカーロッド或は複数のアンカーロッドの正確かつ明白な 心出しのためにまわりの岩石に関して保留する均一な強度特性が達成されまたそ の他の注入掘削アンカーは、丁度従来の注入掘削アンカーとして使用され、即ち アンカー板がナツト共にボアホールの口から突出する部分の上で設定される。し かしながら、添付図面に示されたところでは、それ自体公知であるこれら２つの 構造部材は、省略されている。 第１図においては、多数の外側及び内側ねじ山についても多数の半径方向寸法に ついてもアンカーロッド２に対応する管状シリンダ４６から構成されている終端 部材を符号４５で示す。この管状シリンダ４６の中に管状部材４７をねじ込み、 かつこの部材が一端で長手距離４８だけ第１構成部材から突出する。管状部材４ ７のこの突出部分は、アンカーロッド２の一端の中へねじ込まれるように構成さ れ、ねじ込まれた状態では管状シリンダ４６がアンカーロッド２と直接接触しか つこのロッドの延長部を構成する。 ねじ込み区間から遠い管状部材４７の端部５０は管状シリンダ４６内に配置され 、管状シリンダ４６の近接端から距離４９をおいて配置されている。従ってこの タブは、その外側ねじ山ならびに半径方向の寸法についても管状部材４７に対応 する端末部材５１に対するストップ部材或はねじ締め込み限界を形成する。この 端末部材５１は注入掘削アンカーの完成状態で締付はソケット及びアンカー板の ねじ嵌合に使用されるボアホールの口から突出する端末である。 本発明によると、この端末部材５１の上へプラスチックスリーブ５２を嵌める。 このスリーブ５２は、例えば塩化ビニール樹脂から形成されている。端末部材５ １のねじ込み状態では、プラスチックスリーブ５２は、管状シリンダ４６の組み 合わせた端部と実質的な密封をするように接触する。このプラスチックスリーブ ５２の長さ寸法によって、ボアホールの入口に近い端部でまたボアホール壁へセ メントづけされない注入掘削アンカーの自由長さを決定する。なぜならばプラス チックスリーブ５２がこの端末部材５１とまわりにあるセメントとの間でいかな る接着をも排除するからである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）全長を通じて外側輪郭づけ部を備えておりまた全長を通じて同様に中心長手 通路を有する少なくとも１つの管状部材から成るドリルパイプにおいて、管状部 材にはその全長に亘って規則的な内ねじ山を形成し、この内ねじ山が継ぎ手部材 （３）と組み合わせて少なくとも１つの後続の同様な管状部材に対してねじ締め によって嵌合できるように形成されていることを特徴とするドリルパイプ。 ２）前記輪郭づけ部は、ねじ山或はねじ状構成であることを特徴とする特許請求 の範囲第１項に記載のドリルパイプ。 ３）前記継ぎ手部材（３）は各端部において管状部材の中へねじ込まれるように 設けられているねじ立て部と貫通する長手通路とを備えている基本部材から成り 、貴本部材が好ましくは中心で環状部材を支持し、この環状部材がストップ機能 を果たし、連結される多数の管状部材と同じ直径をもち、また対応する外ねじ山 或は対応ねじ山伏構成部分をもつことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第 ２項に記載のドリルパイプ。 ４）基本部材は外ねじ立て部を備える管によって形成され、ねじ立て部に対し環 状部材を形成する比較的短い外側管がその上でねじ締めされ及び／又は固定され ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のドリルパイプ。 ５）ドリルヘッド（１）は少なくとも１つの軸線方向の出口孔を備え、またドリ ルパイプに対しねじ締めによって嵌合させるために、ドリルパイプの一端の中へ ねじ込ませるように寸法決めされた管状部分（１２）を含むことを特徴とする特 許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載のドリルパイプ。 ６）ドリルヘッド（１）は更に軸線方向、ほぼ軸線方向或は半径方向の多数の出 口孔（６′）を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のドリ ルパイプ。 ７）ドリルヘッド（１）は複数の切削エッジを備える軸線方向に短くかつ板状の 掘削クラウン（４）と、その掘削クラウンに対し溶接される管状部材（５）と、 管状部材（５）より短かくした管状シリンダ（６）とから成り、管状シリンダが ドリルパイプと同じ直径と、対応外ねじ山或は対応外ねじ状構成部分とを有し、 また一方ではアンダーカット（２９）を通って管状部材（５）に対しまた他方で は外ねじ立て部を備える管状部分（１２）に対して嵌合されることを特徴とする 特許請求の範囲第６項に記載のドリルパイプ。 ８）ドリルヘッド（１）及び継ぎ手部材（３）の外側にねじ立てられる部分（１ ２）及び（２７，２８）は、ドリルパイプの複数の隣接端の中へ完全にねじ込ま れるように形成され、また継ぎ手部材（３）の使用によって延長されるドリルロ ッドはドリルヘッド（１）の管状シリンダ（６）から出発してドリルヘッド（１ ）から遠いその端まで、均一な直径及び特に同じ外ねじ立て部或は同じねじ山型 式構成部分をもっことを特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第７項のいずれか １項に記載のドリルパイプ。 ９）注入掘削アンカーとして使用するためドリルヘッドに隣接する範囲の長手通 路内に逆止弁を設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項の何れ か１項に記載のドリルパイプ。 １０）逆止弁はばね付加されまた中間部材（９）に設けられることを特徴とする 特許請求の範囲第９項に記載のドリルパイプ １１）注入掘削アンカーとして使用するため後続の中間部材（９′）内に配設さ れる１つ或は１つ以上の注入弁（１５）を設けたことを特徴とする特許請求の範 囲第１項乃至第１０項のいずれか１項に記載のドリルパイプ。 １２）複数の中間部材（９，９′）は少なくとも一端において複数の管状部材（ １５，１５）を備えており、それら管状部材がアンカーロッド（２）として機能 するドリルパイプの複数の隣接端の中へ完全にねじ込まれるように形成されるこ とを特徴とする特許請求の範囲第１０項又は第１１項に記載のドリルパイプ。 １３）逆止弁を含む中間部材（９′）は管状部材（１５）を支持する管状部材（ １１）を取り囲む管状シリンダ（１０）を含み、この場合中間部材はアンカーロ ッド（２）と同じ直径をもち、また対応外ねじ立て部は対応外ねじ状構成部分を もつことを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載のドリルパイプ。 １４）注入弁は少なくとも１つの横孔（１７）をもちかっ外側ねじ立て部を備え る管状部材（１６）と、横孔（１７）の範囲で管状部材（１６）から離れて密封 閉鎖する弾性材料の少なくとも１つのスリーブ部材から成り、該スリーブ部材が 管状部材（１６）に関して同軸的に配設されており、 スリーブ部材（１８，１９）の両側で複数の管状シリンダ（２０，２１）は、外 側立て部を備えて設けられかっ管状部材（１８）に対し固定されており、それら 管状シリンダ（２０，２１）ならびにスリーブ部材（１８，１９）は、ほぼ同じ 外径をもっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１３項のいずれ か１項に記載のドリルパイプ。 １５）複数のアンカーロッド（２）ならびに複数の管状シリンダ（２０，２１） は同じ直径をもち、また対応外ねじ立て部或は対応外ねじ状構成部分をもってい ることを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載のドリルパイプ。 １６）ボアホール内に設けられている複数のアンカーロッド上へ押し入れられる ように寸法決め及び形成される複数のスペーサ（３０）を備えたことを特徴とす る特許請求の範囲第９項乃至第１５項のいずれか１項に記載のドリルパイプ。 １７）スペーサ（３０）は互いに対して同軸的であり、かつお互いから軸線方向 に隔置される複数の孔を備える２つの心出し本体から成り、それらの芯出し本体 は、隔置機能を行なう複数の弾性変形可能な半径方向に伸びるタイ部材（３４） を用いて連結されており、ボアホール内でスペーサ（３０）を前進させるためボ アホールの基部に隣接する先導心出し部材は押し棒（４３）に対する受入れ装置 を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載のドリルパイプ。 １８）ボアホールの基部から遠い心出し部材で押し棒（４３）を案内するため押 し棒（４３）を受け入れるよう貫通孔（４１）をもつ案内部材（４２）を設ける ことを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載のドリルパイプ。 １９）複数の心出し部材は複数の管状部材（３１，３２）であることを特徴とす る特許請求の範囲第１７項又は第１８項に記載のドリルパイプ。 ２０）押し棒（４３）はソケット嵌合として受入れ装置の中へ嵌合されることを 特徴とする特許請求の範囲第１７項乃至第１９項のいずれか１項に記載のドリル パイプ。 ２１）セメントづけして入れないアンカーロッドの自由長を達成するため、プラ スチックスリーブ（５２）がその上へ押し入れられるような寸法決め及び形成さ れるボァホールの口に隣接する端部での終結部材を備えたことを特徴とする特許 請求の範囲第９項乃至第２０項のいずれか１項に記載のドリルパイプ。 ２２）終結部材はアンカーロッド（２）及び端末部材（５１）の端部には対して ねじ締めさせるよう寸法決めされる終端部材（４５）から成り、 端末部材（５１）はプラスチックスリーブ（５２）をその上へ押し込ませるべく ならびに締付けナットに対してねじ嵌合させるべく寸法決めされており、端末部 材（５１）は終結部材（４５）に対しねじ締めさせるべく寸法決め及び形成され ることを特徴とする特許請求の範囲第２１項に記載のドリルパイプ。 ２３）端末部材（５１）は外ねじ立て部を備えかつ複数の環状部材（５，１１， １６，２５）に対し半径方向寸法が対応する管部材であることを特徴とする特許 請求の範囲第２２項に記載のドリルパイプ。 ２４）終結部材（４５）は半径方向寸法並びに外側及び好ましくは同様に内側ね じ立て部がアンカーロッド（２）に対応する管状シリンダ（４６）から成り、管 状シリンダ（４６）の中において半径方向寸法が複数の管上部材（５，１１，１ ６，２５）に対応する管状部材（４７）を嵌合、好ましくはその中にねじ嵌合さ せてあり、 管状シリンダ（４６）内に置かれる管状部材（４７）の第１端部（５０）は端末 部材（５１）をねじ込むためのストッパーを形成し、 管状部材（４７）の第２端部は管状シリンダ（４６）から突出しまたアンカーロ ッド（２）の端部に対しねじ嵌合させるべく寸法決めされていることを特徴とす る特許請求の範囲第２２項類は第２３項に記載のドリルパイプ。