JPH10176500A - ロックボルト工法および同工法用削孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続の容易化と排土の円滑化。 【解決手段】 削孔ビット１０は、捨てビット１０ａ
と、回収ビット１０ｂとを有し、ビット１０ａは、基部
１００ａと、刃部１０１ａを有している。ビット１０ｂ
は、基部１００ｂと、刃部１０１ｂと、泥水抜き孔１０
２ｂと、削孔水供給孔１０３ｂとを有している。基部１
００ｂの中心に設けられた貫通孔１０４ｂに捨てビット
１０ａの基部１００ａが離脱可能に嵌着されている。基
部１００ｂの後端外周に設けられた雄ネジ１０６ｂを、
ケーシング１２ａの雌ネジ１２０ａと螺着することによ
り、ビット１０ｂがケーシング１２ａに装着されてい
る。泥水抜き孔１０２ｂは、刃部１０１ｂ間にあって、
削孔ビット１０により掘削された土砂を含む泥水Ａを先
行ケーシング１２内に導く。削孔水供給孔１０３ｂは、
回収ビット１０ｂの先端側に開口し、他端が段部１０５
ｂに開口するように基部１００ｂ貫通するように形成さ
れ、泥水抜き孔１０２ｂと干渉しないように配置されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロックボルト工法
および同工法用削孔装置に関し、特に、この種の工法に
おける削孔工程の改良技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地山の安定化を図る方法として、ロ
ックボルト工法が知られており、この種の工法により、
例えば、長尺のケーブルボルトを設置する際には、ま
ず、地山に削孔を設ける必要がある。

【０００３】このような場合の削孔方法としては、中空
筒状のケーシングの先端に削孔ビットを装着し、ケーシ
ングの後端側に設置したハンマーヘッドによりケーシン
グに回転と衝撃とを加えながら削孔を行う方式が、一般
的に採用されている。

【０００４】この種の削孔方法に用いられるケーシング
には、単管構造と二重管構造とがあり、これらは、削孔
の進行に伴って順次継ぎ足される。地山を削孔する際に
は、削孔ビットを冷却するために削孔水が供給され、削
孔ビットで掘削された土砂を含む泥水は、削孔の外部に
排出される。

【０００５】この場合、削孔水は、地山の崩壊を防ぐた
めにケーシングの内部から供給され、ケーシングが二重
管構造では、内管と外間との間が泥水の排出経路になっ
ている。一方、ケーシングが単管構造の場合には、削孔
とケーシングとの間の隙間が泥水の排出経路になる。

【０００６】ところが、このような従来の削孔手段に
は、以下に説明する技術的な課題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、ケーシング
が単管構造の場合には、泥水を削孔とケーシングとの間
の隙間を通過させて排出するので、泥水が地山の削孔壁
面を洗い流し、孔壁面を傷めるとともに、削孔水が地山
に浸透して、地山を緩め、切羽崩壊の原因となり、地山
の孔壁面が荒れると、孔壁の崩壊が起こり、削孔不能に
陥ることがある。

【０００８】一方、ケーシングを二重管構造とした場合
には、前述した単管構造の欠点は、殆ど解消されるが、
内管と外管とをそれぞれ個別に継ぎ足すことになるの
で、接続作業が繁雑になるとともに、時間がかかるとい
う問題があった。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、接
続作業が簡単でかつ排土も簡単に行えるロックボルト工
法および同工法用削孔装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、先端に削孔ビットが設けられた中空筒状
のケーシングに回転および衝撃を与えて地山中に削孔を
形成し、前記ケーシング内にケーブル製などのボルト材
を挿入した後に、前記ケーシングを前記削孔から抜き出
して、前記ボルト材を前記削孔内に定着するロックボル
ト工法において、前記ケーシングの肉厚部を軸方向に貫
通して、前記削孔ビットの前面に開口する削孔水供給通
路を設け、前記削孔ビットで地山を掘削する際に、前記
削孔水供給通路を介して削孔水を供給するとともに、前
記削孔ビットで掘削された土砂が含まれた泥水を前記ケ
ーシング内を介して排出するようにした。また、本発明
は、削孔ビットと、この削孔ビットが先端に設けられ、
順次継ぎ足し連結される中空筒状のケーシングと、前記
ケーシングの後端側に配置され、前記ケーシングに回転
と衝撃とを印加するハンマヘッドとを備えたロックボル
ト工法用削孔装置において、前記ケーシングの肉厚部を
軸方向に貫通して、前記削孔ビットの前面に開口する削
孔水供給通路を設け、前記削孔ビットで地山を掘削する
際に、前記削孔水供給通路を介して削孔水を供給すると
ともに、前記削孔ビットで掘削された土砂が含まれた泥
水を前記ケーシング内を介して排出するようにした。こ
のように構成した工法および削孔装置によれば、ケーシ
ングの肉厚部を軸方向に貫通して、削孔ビットの前面に
開口する削孔水供給通路を設け、削孔ビットで地山を掘
削する際に、削孔水供給通路を介して削孔水を供給する
とともに、削孔ビットで掘削された土砂が含まれた泥水
をケーシング内を介して排出するので、ケーシングが単
管構造となり、その接続が簡単に行えるとともに、泥水
（排土）の排出も円滑に行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１
から図６は、本発明にかかるロックボルト工法用削孔装
置の一実施例を示している。

【００１２】同図に示す削孔装置は、削孔ビット１０
と、中空円筒状の複数本のケーシング１２ａ，１２ｂ，
…と、ハンマヘッド１４と、継ぎ足し用ケーシング１２
のストック部１６と、基台１７に支持されたガイドレー
ル１８とを備えている。

【００１３】削孔ビット１０は、先行ケーシング１２ａ
の先端に装着され、削孔ビット１０が装着された先行ケ
ーシング１２ａは、ガイドレール１８の先端側に、所定
の間隔を隔てて取付けられた一対のガイド部材２０によ
り前後方向に移動可能に支持されている。

【００１４】ストック部１６は、削孔の進行に伴って、
順次先行ケーシング１２ａの後端側に連結接続される複
数本の後行ケーシング１２ｂ，１２ｃ…１２ｎを保持し
ていて、ガイドレール１８に回転可能に支持されてい
る。

【００１５】ハンマヘッド１４は、先行ケーシング１２
ａの後端側にあって、ガイドレール１８に沿って前後移
動自在に設置されている。ガイドレール１８の後端縁に
は、ケーブルボルト２２の送り込みローラ２４が設けら
れている。

【００１６】図２および図３に削孔ビット１０の詳細と
先行ケーシング１２ａへの装着状態を示している。本実
施例の削孔ビット１０は、同心上に配置された捨てビッ
ト１０ａと、回収ビット１０ｂとから構成されている。

【００１７】捨てビット１０ａは、回収ビット１０ｂか
ら分離されて、削孔内に残置されるものであって、円筒
状の基部１００ａと、基部１００ａの先端に一体に形成
された刃部１０１ａを有している。刃部１０１ａは、基
部１００ａの中心から外方に向けて放射状に延びてい
る。

【００１８】回収ビット１０ｂは、ケーシング１２ａと
ともに回収，再使用されるものであって、中空円筒状の
基部１００ｂと、刃部１０１ｂと、泥水抜き孔１０２ｂ
と、削孔水供給孔１０３ｂとを有している。基部１００
ｂの中心には、貫通孔１０４ｂが形成され、この貫通孔
１０４ｂに捨てビット１０ａの基部１００ａが離脱可能
に嵌着されている。

【００１９】基部１００ｂの後端外周には、小径の段部
１０５ｂが設けられ、この段部１０５ｂの外周に雄ネジ
１０６ｂが周設されていて、先行ケーシング１２ａの先
端内周に設けられた雌ネジ１２０ａに、これを螺着する
ことにより、回収ビット１０ｂが先行ケーシング１２ａ
に装着されている。

【００２０】刃部１０１ｂは、基部１００ｂの先端面に
あって、外周側から中心に向けて伸びており、貫通孔１
０４ｂに捨てビット１０ａの基部１００ａを嵌着した状
態で、捨てビット１０ａ側の刃部１０１ａの中間に位置
するようになっている。

【００２１】泥水抜き孔１０２ｂは、刃部１０１ｂ間に
あって、周方向に沿って複数配置されている。この泥水
抜き孔１０２ｂは、削孔ビット１０により掘削された土
砂を含む泥水Ａを先行ケーシング１２ａ内に導くもので
あって、回収ビット１０ｂの先端側に一端が開口し、基
部１００ｂを貫通して、貫通孔１０４ｂと連通するよう
に形成されている。

【００２２】削孔水供給孔１０３ｂは、一端が回収ビッ
ト１０ｂの先端側に開口し、他端が段部１０５ｂに開口
するように基部１００ｂ貫通するように形成され、泥水
抜き孔１０２ｂと干渉しないように配置されている。

【００２３】先行および後行ケーシング１２ａ，１２ｂ
…，１２ｎは、両端が開口した中空円筒状のものであっ
て、両端内周面には、それぞれ雌ネジ１２０ａが設けら
れている。また、先行および後行ケーシング１２ａ，１
２ｂ…，１２ｎには、その肉厚部を軸方向に貫通する削
孔水供給孔１２１ａが、周方向に沿って複数設けられて
いる。

【００２４】先行および後行ケーシング１２ａ，１２ｂ
…，１２ｎは、削孔ビット１０により掘削された削孔内
に所定長さ貫入される度に、接続スリーブ２６を介装し
て相互に連結される。

【００２５】このときの連結状態を図２に示している。
接続スリーブ２６は、ケーシング１２ａ，１２ｂ…，１
２ｎと同径の中空円筒状のものであって、両端が開口し
ており、開口端の外周に雄ネジ２６ａが周設されている
とともに、その肉厚部に軸方向に沿って貫通する孔部２
６ｂが設けられている。

【００２６】接続スリーブ２６の雄ネジ２６ａをケーシ
ング１２ａ，１２ｂの雌ネジ１２０ａにそれぞれ螺着し
て、これらを相互に連結接続すると、ケーシング１２
ａ，１２ｂ間の内部が接続スリーブ２６を介して連通さ
れるとともに、削孔水供給孔１２１ａ同士が、孔部２６
ｂを介して相互に連通される。

【００２７】ハンマヘッド１４は、ハンマロッド１４ａ
と、モータ１４ｂと、油圧ピストン１４ｃとを備えてい
る。地山に削孔を形成する際には、まず、先行ケーシン
グ１２ａの後端側には、図４に示すように、ハンマロッ
ド１４ａが連結接続され、その後は、順次継ぎ足される
ケーシングの後端側に同様な状態で、ハンマロッド１４
ａが連結接続される。

【００２８】ハンマロッド１４ａは、ロッド本体１４０
ａと、ロッド本体１４０ａの先端側に一体に形成された
ケーシング１２ａと同じ直径の拡径部１４１ａとを有し
ている。

【００２９】この拡径部１４１ａの中心には、ケーシン
グ１２ａの内径と同じ内径の凹部１４２ａが設けられて
いるとともに、この凹部１４２ａの外周形状に沿うよう
にして、拡径部１４１ａの肉厚部に削孔水供給路１４３
ａが設けられている。

【００３０】この削孔水供給路１４３ａは、拡径部１４
１ａの端縁に開口していて、拡径部１４１ａに設けられ
た雄ネジ１４４ａをケーシング１２ａの雌ネジ１２０ａ
に螺着して相互に連結すると、ケーシング１２ａ側の削
孔水供給孔１２１ａと連通する。

【００３１】また、拡径部１４１ａには、その厚み方向
に貫通して、凹部１４２ａと連通する泥水Ａの排出孔１
４５ａが周方向に沿って複数設けられている。一方、ロ
ッド本体１４０ａには、その軸方向に沿って伸びる孔部
１４６ａが設けられていて、この孔部１４６ａは、削孔
水供給路１４３ａと連通している。

【００３２】この孔部１４６ａは、ロッド本体１４０ａ
の後部側まで延長され、その端部は、図６に示すよう
に、ロッド本体１４０ａの外面に開口している。孔部１
４６ａの開口部分の外周には、シール材を介装したスイ
ベル２８が取付けられていて、スイベル２８の一端外周
から削孔水Ｂが供給される。

【００３３】また、ロッド本体１４０ａの開口部の後方
には、ギア１４７ａが刻設され、このギア１４７ａに
は、モータ１４ｂに連結した原動ギア１４０ｂが歯合し
ており、モータ１４ｂを回転駆動すると、ロッド本体１
４０ａが回転し、この回転に伴ってケーシング１２ａお
よび削孔ビット１０が回転させられる。

【００３４】さらに、ロッド本体１４０ａの後端側に
は、図７に示すように、油圧ハンマ１４ｃが同軸上に配
置されていて、油圧ピストン１４ｃを駆動することに
よ、ロッド本体１４０ａに衝撃が加えられ、この衝撃
は、ケーシング１２ａ，１２ｂ…１２ｎを介して削孔ビ
ッド１０に伝達される。

【００３５】次ぎに、上記構成の削孔装置を用いて地山
を削孔してロックボルトを設置する方法について説明す
る。地山を削孔する際には、先行ケーシング１２ａに装
着された掘削ビット１０が削孔すべき地山を指向するよ
うにセットされ、ハンマヘッド１４によりケーシング１
２ａに回転と打撃とを与えながら、ガイドレール１８に
沿って前進移動させる。

【００３６】このとき、削孔ビット１０には、スイベル
２８を介して削孔水Ｂが供給される。スイベル２８に供
給された削孔水Ｂは、ロッド本体１４０ａの孔部１４６
ａと削孔水供給路１４３ａとが連通し、削孔水供給路１
４３ａとケーシング１２ａの削水供給孔１２１ａおよび
回収ビット１０ｂの削孔水供給孔１０３ｂとが連通して
いるので、これらが連続した削孔水供給通路となり、最
終的に回収ビット１０ｂの先端に開口する削孔水供給孔
１０３ｂから、モータ１４ｂより回転される削孔ビット
１０に供給され、これを冷却する。

【００３７】このようにして供給された削孔水Ｂは、削
孔の進行に伴って、削孔ビット１０により削りとられた
地山の土砂を含む泥水Ａとなり、この泥水Ａは、回収ビ
ット１０ｂの前単に開口する泥水抜き孔１０２ｂからケ
ーシング１２ａの内部に取り込まれ、その内部を通過し
た後に、ロッド本体１４０ａの排出孔１４５ａから外部
に排出される。

【００３８】このような削孔工程においては、ケーシン
グ１２ａ，１２ｂ…，１２ｎは、順次接続スリーブ２６
を介して連結接続され、削孔Ｃ内に挿入される。そし
て、図８（Ａ）に示すように、所定の長さの削孔Ｃが形
成されると、削孔工程を終了して、後端側のケーシング
１２ｎ内にケーブルボルト２２が挿入される。

【００３９】本実施例の場合には、ケーブルボルト２２
は、図１０に示すように、中心に配置された中空円筒状
のパイプ２２ａと、このパイプ２２ａの外周に撚り合わ
された複数本のケーブル２２ｂとを有していて、ケーブ
ル２２の先端には、圧着固定された接続パイプ２２ｃを
介して、拡径パッカー３０が予め装着されている。

【００４０】拡径パッカー３０は、先端に栓状の逆止弁
３０ａが内装された管体３０ｂと、この管体３０ｂの外
周に固設された拡径袋体３０ｃとを備えている。管体３
０ｂの一端は、パイプ２２ａの開口端に嵌着固定とされ
ている。

【００４１】また、管体３０ｂには、複数の透孔３０ｄ
が厚み方向に貫通形成され、この透孔３０ｄを介して、
管体３０ｂの内部と拡径袋体３０ｃの内部とが連通され
るとともに、透孔３０ｄを塞ぐようにして、板状逆止弁
３０ｅが取付けられている。

【００４２】このような構造のケーブルボルト２２をケ
ーシング１２ａ，１２ｂ…１２ｎ内に挿入すると、その
先端側が削孔ビット１０の背面側に当接する。この状態
で、ケーブルボルト２２を押し込みながら、ケーシング
１２ａ，１２ｂ…１２ｎを少し引き抜くと、図８（Ｂ）
に示すように、削孔ビット１０の捨てビット１０ａが回
収ビット１０ｂから離脱する。

【００４３】捨てビット１０ａの離脱が確認されると、
ケーブルボルト２２のパイプ２２ａ内に流体、例えば、
水，セメントペーストなどを注入する。パイプ２２ａに
流体を注入し、これが管体３０ｂの先端側まで到達する
と、流体の注入圧により、まず、逆止弁３０ａが閉弁さ
れ、注入を継続することにより、管体３０ｂ内の圧力が
高まると、この圧力により板状逆止弁３０ｅが開弁す
る。

【００４４】板状逆止弁３０ｅが開弁すると、流体は、
拡径袋体３０ｃ内に流入し、流体の注入圧力を受けて拡
径袋体３０ｃは、膨張拡大し、その結果、拡径袋体３０
ｃが削孔Ｃの内面に密着して、これによりケーブルボル
ト２２の先端側が削孔Ｃ内に定着させられる（図８
（Ｃ）参照）。

【００４５】この場合の拡径袋体３０ｃの膨張拡大は、
流体の注入を停止しても逆止弁３０ｅにより維持され
る。このようにして、ケーブルボルト２２の定着が終了
すると、図９（Ａ）に示すように、捨てビット１０ａと
ケーブルボルト２２を残置させた状態で、全てのケーシ
ング１２ａ，１２ｂ…１２ｎが削孔Ｃ内から抜き出され
る。

【００４６】この抜き出しが終了すると、図９（Ｂ）に
示すように、削孔Ｃの開口端に漏出防止用のパッカー３
２を装着して、削孔Ｃ内に、硬化性のグラウト材Ｄ、例
えば、モルタルやセメントペーストが注入される。

【００４７】グラウト材Ｄを削孔Ｃ内に注入すると、グ
ラウト材Ｄの注入圧力により、拡径パッカー３０の先端
側の逆止弁３０ａが、グラウト材Ｄの注入圧力を受けて
開弁し、グラウト材Ｄがパイプ２２ａを介して逆流して
くるので、これを確認することにより、グラウト材Ｄの
注入状態がわかる。

【００４８】グラウト材Ｄの注入が終了すると、ケーブ
ルボルト２２を適当な個所で切断して、定着プレート３
４を介装して、圧着ナット３６で固定する。このとき、
本実施例の場合には、定着プレート３４と地山との間に
定着パッカー３８を予め挟み込んでおき、定着パッカー
３８内に、硬化性流体、例えば、モルタルやセメントペ
ーストを注入し、パッカー３８を拡径させた状態で硬化
させ、これによりロックボルトの設置が終了する。

【００４９】さて、以上のように構成されたロックボル
ト工法および同工法用削孔装置によれば、特に、削孔過
程において、以下の作用効果が得られる。

【００５０】すなわち、本実施例では、ケーシング１２
ａの肉厚部を軸方向に貫通して、削孔ビット１０の前面
に開口する削孔水供給通路（ロッド本体１４０ａの孔部
１４６ａ，削孔水供給路１４３ａ，ケーシング１２ａの
削水供給孔１２１ａ，回収ビット１０ｂの削孔水供給孔
１０３ｂ）を設け、削孔ビット１０で地山を掘削する際
に、この削孔水供給通路を介して削孔水Ｂを供給すると
ともに、削孔ビット１０で掘削された土砂が含まれた泥
水Ａをケーシング１２ａ内を介して排出するので、ケー
シング１２ａが単管構造となり、その接続が簡単に行え
るとともに、泥水Ａの排出も円滑に行うことができる。

【００５１】なお、上記実施例では、削孔Ｃ内に挿入す
るボルト材としてケーブルボルト２２を例示したが、本
発明の実施は、これに限定されることはなく、鋼棒など
の他のボルト材であってもよい。

【００５２】また、上記実施例では、ボルト材の削孔Ｃ
内への定着手段として、流体を注入するパッカー３０を
例示したが、定着手段もこれに限られることはなく、別
の手段であってもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるロックボルト工法および同工法用削孔装
置によれば、ケーシングが単管構造となり、その接続が
簡単に行えるとともに、排土も円滑に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる削孔装置の一実施例を示す全体
側面図である。

【図２】図１の部拡大断面図である。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】図１の部拡大断面図である。

【図５】図４の要部斜視図である。

【図６】図１の部拡大断面図である。

【図７】図１の削孔装置のハンマヘッドの衝撃を印加す
る際の説明図である。

【図８】本発明にかかるロックボルト工法の最初の工程
を示す断面説明図である。

【図９】図８の工程に引き続いて行われる工程の手断面
説明図である。

【図１０】本発明のロックボルト工法で使用されるケー
ブルボルトの説明図である。

【符号の説明】

１０ 削孔ビット １０ａ 捨てビット １０ｂ 回収ビット １０２ｂ 泥水抜き孔 １０３ｂ 削孔水供給孔 １２ａ，ｂ ケーシング １２０ｂ 削孔水供給孔 １４ ハンマヘッド １４３ａ 削孔水供給路 １４５ａ 排出孔 １４８ａ モータ ２２ ケーブルボルト Ａ 泥水 Ｂ 削孔水 Ｃ 削孔 Ｄ グラウト材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に削孔ビットが設けられた中空筒状
   のケーシングに回転および衝撃を与えて地山中に削孔を
   形成し、前記ケーシング内にケーブル製などのボルト材
   を挿入した後に、前記ケーシングを前記削孔から抜き出
   して、前記ボルト材を前記削孔内に定着するロックボル
   ト工法において、 前記ケーシングの肉厚部を軸方向に貫通して、前記削孔
   ビットの前面に開口する削孔水供給通路を設け、 前記削孔ビットで地山を掘削する際に、前記削孔水供給
   通路を介して削孔水を供給するとともに、前記削孔ビッ
   トで掘削された土砂が含まれた泥水を前記ケーシング内
   を介して排出することを特徴とするロックボルト工法。
2. 【請求項２】 削孔ビットと、この削孔ビットが先端に
   設けられ、順次継ぎ足し連結される中空筒状のケーシン
   グと、前記ケーシングの後端側に配置され、前記ケーシ
   ングに回転と衝撃とを印加するハンマヘッドとを備えた
   ロックボルト工法用削孔装置において、 前記ケーシングの肉厚部を軸方向に貫通して、前記削孔
   ビットの前面に開口する削孔水供給通路を設け、 前記削孔ビットで地山を掘削する際に、前記削孔水供給
   通路を介して削孔水を供給するとともに、前記削孔ビッ
   トで掘削された土砂が含まれた泥水を前記ケーシング内
   を介して排出するようにしたことを特徴とするロックボ
   ルト工法用削孔装置。