ロックボルト施工方法およびロックボルト
【目的】ボアホールおよび該ボアホール近傍からの湧水を抑制し、かつ、ボアホール内の定着材の濃度が適正となるようにすることである。
【構成】削孔(ボアホール)内にパッカー付き後注入式ロックボルトを設置し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法であり、定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入を継続する。リターン材の濃度監視は、孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、該流路が開かれてリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視することにより行なう。
【構成】削孔(ボアホール)内にパッカー付き後注入式ロックボルトを設置し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法であり、定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入を継続する。リターン材の濃度監視は、孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、該流路が開かれてリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視することにより行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はロックボルトおよびその施工方法に関わり、特に、孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを設置し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法および該施工方法に使用するロックボルトに関する。
【背景技術】
【0002】
山岳等のトンネル工事では、図10に示すように、地山1を掘削して例えばトンネル空間2を形成し、該トンネル空間2の壁に必要に応じて吹き付けコンクリートを施し、壁から岩盤内部へロックボルト4を打ち込み、しかる後、セメント系或いは樹脂系等の定着材を注入して該ロックボルトを地山に定着する。以上のようにすることにより、トンネルの内壁近くの地盤を強固にでき、また岩盤内部の地盤で支持することで内壁周辺の崩落を防ぐことが可能になる。
図11は従来のパッカー付き後注入式ロックボルトの構成図であり、(A)は全体図、(B)は口元拡大図である。パッカー付き後注入式ロックボルトは、地山に開けた孔(ボアホール)HL内に設置される中空ボルト11と、中空ボルト11の口元に取り付けられ、孔を塞ぐためのパッカー12と、パッカー12を加圧注入して径方向に拡大させるためのパッカー用注入ホース13と、モルタル、セメントミルクなどの定着材を孔内に注入するための定着材用注入ホース14と、中空ボルト11の口元(リターン口)に開放閉塞自在に接続されたバルブ15と、ロックボルトを地山に押し付けて固定するためのワッシャー16やナット(図示せず)を有している。中空ボルト11は、例えば外側に特殊なネジが形成された中空の異型ネジ節中空鉄筋である。
【0003】
かかるパッカー付き後注入式ロックボルトの施工は、地山に削孔し、孔(ボアホール)HL内にロックボルトを挿入、セットし、ついで、パッカー13を膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、孔に注入された定着材(リターン材)が中空ボルト11の先端よりボルト中空部を介してリターン口に戻ったことで定着材が孔奥まで充填されたものと判定し、バルブ15を閉じて注入を完了する。なお、パッカー付き後注入式ロックボルトは、図11に示す構成のほか、パッカーを加圧して径方向に拡大、孔壁に密着させ、定着材であるセメントミルクの加圧注入を周辺土壌に対して図るものも提案されている(特許文献1)。
ところで、ロックボルト打設箇所に湧水がある場合、すなわち、パッカーより奥側の地山から地下水が湧き出ている場合、上記の施工方法では、注入された定着剤が湧水によってボルト周囲から流失し、ボアホール内の定着材が薄められボルトの定着が不十分となる。そこで、透水性のパッカーに吸水性ポリマーの粉末とセメントの粉末を充填してボアホールの口元を該パッカーで遮水しながら塞いで、孔奥側に対して定着剤を注入するようにしたパッカー付きロックボルトが提案されている(特許文献2)。
【特許文献1】特開平11−117698号公報
【特許文献2】特開2006−118130号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ボアホールにおける湧水が多く、ボアホール内の湧水圧が高い場合、特許文献2のようなパッカーでボアホール口元を塞いだとしても、図12に示すように孔奥側に水WTが溢れている。このため、作業者がリターン確認によって十分に定着材の充填がなされたと判断して定着材の注入を完了した場合であっても、定着材が水で薄められて、孔内の定着材の濃度が適正値以下になり、十分な定着強度が得られない場合がある。かかる場合、従来は、地山に対してロックボルト施工前に地山全体に薬液を注入する形で所謂ポストグラウトによって湧水抑制対策を施すしかなく、それには大きな施工の手間と工期と費用が必要となっている。
以上より、本発明の目的は、ボアホールおよび該ボアホール近傍からの湧水を確実に抑制し、かつ、ボアホール内の定着材の濃度が適正となるようにしてポストグラウトによる湧水対策工の節減とロックボルト工の適正な定着状態を得るようにしたロックボルト施工方法および該施工方法に使用できるロックボルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを設置し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法および該施工方法に使用するロックボルトである。
・ロックボルト施工方法
本発明の第1のロックボルト施工方法は、定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入を継続する工程を備えている。
更に、第1のロックボルト施工方法は、孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程を備え、前記監視工程において、該流路が開かれて前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する。
【0006】
本発明の第2のロックボルト施工方法は、孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプと、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部を備え(ただし、P1<P2<P3)、前記圧送ポンプより定着材を注入する工程、リターン側における定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程、前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、前記リターン材の濃度が適正濃度になるまで定着材の注入を継続する工程、該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで圧力P3となったとき定着材の圧送を停止する工程を備えている。
を備えている。
【0007】
・ロックボルト
本発明のロックボルトは、孔内に設置される中空状本体と、前記本体の口元に取り付けられ、前記孔を塞ぐパッカーと、前記孔内に定着材を注入するための注入部と、前記パッカーにより仕切られる前記孔内に連通する形で前記中空状本体に接続されるリターン装置とを備え、前記リターン装置は、所定の注入圧力でリターン材の流路を開いてリターン材をリターン口に排出するバルブと、前記中空状本体に接続され、リターン材を前記バルブに導く接続部とを備えている。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入とリターン材の排出を継続できることにより、ボアホールおよび該ボアホール近傍からの湧水を抑制し、かつ、孔内の定着材の濃度が適正となるようにすることができる。
本発明によれば、定着材の注入圧力がボアホール内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開いてリターン材が前記リターン口に戻るようにし、しかる後リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視することにより、水圧によってグラウト材の注入圧が上昇しても圧送停止とならないようにでき、しかも水圧に抗した加圧状態を維持してボアホール内を確実に加圧グラウト材で充填することができる。
【0009】
本発明によれば、孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプと、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部を備え(ただし、P1<P2<P3)、前記圧送ポンプより定着材を注入し、定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、前記リターン材が適正濃度になるまで定着材の注入を継続し、該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで圧力P3となったとき定着材の圧送を停止することにより、湧水を確実に抑制しながら定着材を注入し、かつ、適正濃度の定着状態を得ることができる。
又、本発明によれば、湧水地盤においても、ボアホール内の水を、薄められていない適正濃度のグラウト材(定着材)で置き換えることができ、別途地盤に対する薬液注入等を施さなくてもロックボルトの完全定着を図ることができる。また、本発明によれば、上記のロックボルト施工方法に適用できるロックボルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
・ロックボルト施工装置
図1は本発明のロックボルト施工方法を実現するロックボルト施工装置の全体構成図であり、既に地山21に形成した削孔(ボアホール)22にパッカー付き後注入式のロックボルト23が設置されている状態が示されている。
パッカー付き後注入式のロックボルト23は、削孔(ボアホール)22内に設置される中空ボルト23aと、中空ボルト23aの口元に取り付けられ、孔を塞ぐための透水性の布袋状のパッカー23bと、パッカー23bを加圧注入して径方向に拡大させるためのパッカー用注入ホース23cと、グラウト材などの定着材を孔内に注入するための定着材用注入ホース23dを備えている。
パッカー23bには、セメント系グラウト材が注入される。セメント系グラウト材が注入されると透水性のパッカー23bは内部の水分のみが滲み出し、これにより、パッカー内は硬練状態となって充填されてゆき、膨張したパッカーがボアホールの孔壁に密着して一時的にボアホールを封水する。
【0011】
中空ボルト23aは、図2(A)に示すように外側に特殊なネジが形成された中空の異型ネジ節中空鉄筋であり、異型ネジ節にすることによりグラウト材との付着力を増大させることができる。なお、ロックボルト23は以上の構成要素に加えて、図2(B)、(C)に示すようにロックボルトを地山に押し付けて固定するためのワッシャー23eや特殊ナット23dを有している。ワッシャー23eには、ボルト挿通孔H1、定着材用注入ホース挿通孔H2、パッカー用注入ホース挿通孔H3が設けられている。特殊ナット23dは中空ボルト23aのネジ部と螺合するネジが形成された円筒ネジ部23d−1、頭部23d−2を備え、円筒ネジ部23d−1には縁きり用のプラスチックキャップCPが装着されている。
【0012】
図1に戻って、中空ボルト23aの口元側端部にはリターン装置30がレバー式耐圧継手(図示せず)を介して接続されている。リターン装置30は後で詳述するが、所定の注入圧力でリターン材の流路を開放する第1のバルブ(リターンバルブ)41と、中空ボルト23aの口元側端部に接続され、リターン材(定着材)をリターンバルブに導く接続部42と、注入圧力がボアホール内の湧水の圧力P1より大きい所定の圧力P2(例えば2MPa:2メガパスカル)になったことを検出する圧力計43を備えている。圧力計43はリターンバルブ41が注入圧力P2でリターン材の流路を開放することを確認するためのものであり、必ずしも必要でなく、後述する図4のリターン装置には設けられていない。
リターンバルブ41にはリターン材の流路を開放閉塞する第2のバルブ(切換バルブ)31が接続されている。この切換バルブ31はネジ螺合によりリターンバルブ41への着脱が可能である。切換バルブ31の出口はリターン材のリターン口となっており、該リターン口にはリターン材の濃度を測定する濃度測定部32が設けられている。リターン材の濃度測定には周知のPロート測定を採用することが出来る。
【0013】
グラウト材注入側には、ハンドミキサー33が設けられ、定着材であるグラウト材を混練りしてミキシング圧送ポンプ34に投入するようになっている(ハンドミキサー33はミキシング圧送ポンプのミキシング能力に応じて省略することができる)。ミキシング圧送ポンプ34は、投入されたグラウト材をミキシング圧送して定着材注入ホース23dよりボアホール内に注入するようになっている。ミキシング圧送ポンプ34の出力側グラウト材通路には圧力センサー35が配設され、注入側の注入圧力が設定値より大きくなるとミキシング圧送ポンプ34がグラウト材の圧送を停止するようになっている。定着材注入ホース23dにはグラウト材の通過を制御するバルブ36が設けられている。
以上のように、ロックボルト23の定着材用注入ホース23dには、圧力センサー35を介してミキシング圧送ポンプ34が接続され、また、ロックボルトの排気・リターン側にはリターン装置30、切換バルブ31が接続されてリターン口で開口している。
図3はロックボルトの口元部の拡大図であり、図1と同一部分には同一符号を付している。切換バルブ31が組み付けられたリターン装置30は全体的にT字管の形状(図では切換バルブ31をリターンバルブ41から分離して示している)を備え、レバー式耐圧継手44により接続部42が中空ボルト23aの口元側端部に接続される。切換バルブ31はネジによりリターンバルブ41に装着される。なお、パッカー用注入ホース23cにはグラウト材の通過を制御するバルブ37が設けられている。
【0014】
・リターン装置
図4はリターン装置の組み付け断面図で、(A)は流路閉状態を示し、(B)は流路開状態を示すもの、図5はリターン装置の分解図、図6はリターン装置の動作原理説明図である。
リターン装置30は大別すると図5に示すように、リターンバルブ41と接続部42とレバー式耐圧継手44を備えている。リターンバルブ41はピストンシリンダー51とスプリング52とスプリング押し付け部材53とピストンロッド54を有している。ピストンシリンダー51は内部にネジTH1が切られた円筒の入口通路部51aと、該入口通路部に直線的に連通する円筒シリンダー部51bと、円筒シリンダー部に垂直に連通する出口通路部51cを有している。円筒シリンダー部51bにはスプリング52、スプリング押し付け部材53、Oリング54a付のピストンロッド54がはめ込まれている。通常、図4(A)に示すようにピストンロッド54はスプリング52を押し付けた状態で入口通路部51aと出口通路部51c間を遮断している。しかし、リターン材が図4(B)に示すように到来してスプリングのバネ力に打ち勝つ所定の注入圧力P2が加わるとピストンロッド54はスプリング52を圧縮する方向(右方向)に移動し、これにより入口通路部51aと出口通路部51c間の流路を開通し、リターン材はリターン口方向に移動可能となる。出口通路部51cの先端外周にはネジTH2が形成され、切換バルブ31がネジ螺合により着脱可能になっている。
【0015】
接続部42は内部に円筒状の中空部42aが形成され、該中空部のシリンダー側の外周部にはネジTH3が形成されている。このネジTH3により、接続部42はピストンシリンダー51の入り口通路部51aの内部に形成したネジTH1とネジ螺合し、ピストンシリンダー51に装着できるようになっており、装着時、該接続部42の一端がピストンロッド54に当接してスプリング52を押し付け、これによりピストンロッド54にスプリングから所定のバネ力が働くようになっている。また、接続部42の中空部42aのロックボルト側の外周部にはネジTH4が形成され、レバー式耐圧継手44に形成したネジとネジ螺合し、該レバー式耐圧継手44を接続部42に装着できるようになっている。ネジTH3、TH4間は円周状の突起42bにより分離されており、又、ネジTH3の先端非ネジ部にはOリング42cが嵌め込まれている。
【0016】
レバー式耐圧継手44は、ロックボルト23の中空ボルト23aの口元側端部が挿入される挿入部44aと、接続部42のネジ部TH4と螺合するネジが形成されたナット部44bと、複数の開閉可能なレバー44cを有している。レバー式耐圧継手44をリターン装置30の接続部42にナット部44bを介して接続し、かつレバー44cを開いた状態において、中空ボルト23aの口元側端部を挿入部44aより突き当て部44dに突き当たるまで挿入し、ついで、レバー44cを閉じれば中空ボルト23aはリターン装置30の接続部42に接続される。
リターン装置30において、通常時、ピストンロッド54には、図6(A)に示すように入口通路部51aと出口通路部51c間の流路を遮断する方向(図では左方向)にスプリング52のバネ力F1が働いている。又、ピストンロッド54には、定着材の注入により入口通路部51aと出口通路部51c間の流路を開通する方向(図では右方向)に注入圧力F2が働いている。したがって、ボアホール内への定着材の注入圧力が大きくなって、F2>F1となる注入圧力P2において、図6(B)に示すようにピストンロッド54が右方向に移動し、入口通路部51aと出口通路部51c間の流路が開通し、リターン材がリターン口方向に流動して該リターン口より排出する。
【0017】
・ロックボルト施工法
図7は本発明のロックボルトの施工フローである。なお、既に、中空ボルト23aの口元側端部にリターン装置30が接続され、又、切換バルブ31もリターン装置30に装着されているものとする。
まず、地山21(図1)にボアホール22を削孔し(ステップ100)、そこにパッカー付後注入式のロックボルト23を挿入、セットする(ステップ101)。
ついで、パッカー23bにセメント系グラウト材を注入して膨らませるために、圧力センサー(図示せず)をパッカーセットに適した圧力P1(湧水圧P1を基準とする)に設定し(ステップ102)、パッカー用注入ホース23cを介して図示しない圧送ポンプよりパッカー注入を行なう(ステップ103)。
セメント系グラウト材を注入すると透水性のパッカー23bは内部の水分のみを滲み出し、これにより、パッカー内は硬練状態となって充填されてゆき、膨張したパッカーがボアホール22の孔壁に密着して一時的にボアホールを封水する。このとき、注入圧力がP1となって圧送ポンプからのセメント系グラウト材の注入が終了する。なお、パッカー用の圧送ポンプ、圧力センサーとして、ミキシング圧送ポンプ34、圧力センサー35を用いることができる。
【0018】
ステップ103が終了した状態で圧力センサー35を、湧水圧P1より高い圧力P3に設定する(ステップ104)。なお、ミキシング圧送ポンプ34は注入圧力が設定圧力P3(例えば6MPa(メガパスカル))より大きくなると機械の負荷を限度内に止める為に定着材の圧送を停止するようになっている。
ついで、パッカーより孔奥側へのグラウト注入を開始する(ステップ105)。注入圧の目標はP1より大きく、P3より小さい所定の圧力P2である。例えば、P2=2MPa(メガパスカル)である。なお、注入初期、切換バルブ31は開放しておく(ステップ106、切換バルブ開放確認)。
定着材用注入ホース23dからボアホール内にグラウト材が注入されると、それまでボアホール内にあったエアまたは水がロックボルトの先端開口部から中空部を通ってリターン装置30のリターンバルブ41に到る。しかし、注入当初、ボアホール内の注入圧力はP2に達していないため、リターンバルブ41は開いていない。しかし、ボアホール内にグラウト材が満たされると次第にリターンバルブ41に作用する注入圧力が上昇し、注入圧がP2に達すると、リターンバルブ41が開き、切換バルブ31のリターン口よりリターン材が排出され、リターン材のリターンが確認される(ステップ107)。
【0019】
リターン材のリターンが確認されると、リターン口に設けた濃度検出部32によりリターン材の濃度を検出し、適正濃度になっているか判定する(ステップ108)。湧水がボアホール内のグラウト材を希釈化していると、最初はリターン材として希釈化されたグラウト材が排出され、リターン材は濃度が適正になっていない。適正濃度になっていなければステップ105に戻り更にグラウト材の加圧注入を行なう。なお、必要に応じて切換バルブ31の開閉によりポンピング、加圧注入を行なってリターン材を適正濃度にする。
リターン材が適正濃度になれば、切換バルブ31を閉じる(ステップ109)。切換バルブ31が閉じると、定着材注入側の注入圧力がさらに上昇し(ステップ110、加圧)、注入圧が設定した圧力P3以上になると、ミキシング圧送ポンプ34は定着材の圧送を自動的に停止する。これにより定着材の注入工程が終了する
【0020】
図8はボアホール内のグラウト材の圧力変化図であり、切換バルブ31が開、リターンバルブ41が閉の状態においてクラウト材の注入を開始すると、次第にグラウト材の圧力が上昇し、設定圧力P2に達すると、リターンバルブ41が開き、リターン口からリターン材が排出される。しかし、最初はリターン材の濃度が不足しているため継続して注入圧P2での定着材の注入を行なう。これにより、リターン材の濃度が適正値になれば切換バルブ31を閉じる。切換バルブ31が閉じると、定着材注入側の注入圧力が上昇して設定圧力P3になるとミキシング圧送ポンプ34が定着材の圧送を停止する。
【0021】
以上本発明のロックボルト施工方法を要約すれば、
(1)定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、
(2)該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入とリターン材の排出を継続し、
(3)リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで定着材の注入を終了する
(1)の濃度の監視は、孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、該流路が開かれてから前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視することにより行なう。
【0022】
又、本発明のロックボルト施工方法は、
(1)孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプ34と、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部(リターンー装置)43を備え(ただし、P1<P2<P3)、前記圧送ポンプより定着材を注入し、
(2)定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、
(3)前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、
(4)前記リターン材の濃度が適正濃度になるまで前記圧力P2で定着材の注入を継続し、
(5)該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞ぎ、圧送ポンプは圧力P3となったとき定着材の圧送を自動的に停止する。
以上本発明によれば、ボアホールおよび該ボアホール近傍からの湧水を抑制し、かつ、ボアホール内の定着材の濃度が適正となるようにすることができる。
【0023】
図9は本発明のロックボルト施工装置の別の構成図であり、図1と異なる点は、制御装置70を設け、該制御装置が図7のロックボルト施工フローにおけるステップ104以降の制御を行うようにした点である。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明のロックボルト施工方法を実現するロックボルト施工装置の全体構成図である。
【図2】ロックボルトの説明図である。
【図3】ロックボルトの口元部の拡大図である。
【図4】リターン装置の組み付け断面図である。
【図5】リターン装置の分解図である。
【図6】リターン装置の動作原理説明図である。
【図7】本発明のロックボルトの施工フローである。
【図8】クラウト材の圧力変化説明図である。
【図9】本発明のロックボルト施工装置の別の構成図である。
【図10】トンネル工事における支保工説明図である。
【図11】従来のパッカー付き後注入式ロックボルトの構成図である。
【図12】ボアホール内の湧水圧が高い場合における従来の問題点説明図である。
【符号の説明】
【0025】
21 地山
22 削孔(ボアホール)
23 パッカー付き後注入式ロックボルト
23a 中空ボルト
23b パッカー
23c パッカー用注入ホース
23d 定着材用注入ホース
30 リターン装置
31 切換バルブ
32 濃度測定部
34 ミキシング圧送ポンプ
35 圧力センサー
41 リターンバルブ
42 接続部
【技術分野】
【0001】
本発明はロックボルトおよびその施工方法に関わり、特に、孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを設置し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法および該施工方法に使用するロックボルトに関する。
【背景技術】
【0002】
山岳等のトンネル工事では、図10に示すように、地山1を掘削して例えばトンネル空間2を形成し、該トンネル空間2の壁に必要に応じて吹き付けコンクリートを施し、壁から岩盤内部へロックボルト4を打ち込み、しかる後、セメント系或いは樹脂系等の定着材を注入して該ロックボルトを地山に定着する。以上のようにすることにより、トンネルの内壁近くの地盤を強固にでき、また岩盤内部の地盤で支持することで内壁周辺の崩落を防ぐことが可能になる。
図11は従来のパッカー付き後注入式ロックボルトの構成図であり、(A)は全体図、(B)は口元拡大図である。パッカー付き後注入式ロックボルトは、地山に開けた孔(ボアホール)HL内に設置される中空ボルト11と、中空ボルト11の口元に取り付けられ、孔を塞ぐためのパッカー12と、パッカー12を加圧注入して径方向に拡大させるためのパッカー用注入ホース13と、モルタル、セメントミルクなどの定着材を孔内に注入するための定着材用注入ホース14と、中空ボルト11の口元(リターン口)に開放閉塞自在に接続されたバルブ15と、ロックボルトを地山に押し付けて固定するためのワッシャー16やナット(図示せず)を有している。中空ボルト11は、例えば外側に特殊なネジが形成された中空の異型ネジ節中空鉄筋である。
【0003】
かかるパッカー付き後注入式ロックボルトの施工は、地山に削孔し、孔(ボアホール)HL内にロックボルトを挿入、セットし、ついで、パッカー13を膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、孔に注入された定着材(リターン材)が中空ボルト11の先端よりボルト中空部を介してリターン口に戻ったことで定着材が孔奥まで充填されたものと判定し、バルブ15を閉じて注入を完了する。なお、パッカー付き後注入式ロックボルトは、図11に示す構成のほか、パッカーを加圧して径方向に拡大、孔壁に密着させ、定着材であるセメントミルクの加圧注入を周辺土壌に対して図るものも提案されている(特許文献1)。
ところで、ロックボルト打設箇所に湧水がある場合、すなわち、パッカーより奥側の地山から地下水が湧き出ている場合、上記の施工方法では、注入された定着剤が湧水によってボルト周囲から流失し、ボアホール内の定着材が薄められボルトの定着が不十分となる。そこで、透水性のパッカーに吸水性ポリマーの粉末とセメントの粉末を充填してボアホールの口元を該パッカーで遮水しながら塞いで、孔奥側に対して定着剤を注入するようにしたパッカー付きロックボルトが提案されている(特許文献2)。
【特許文献1】特開平11−117698号公報
【特許文献2】特開2006−118130号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ボアホールにおける湧水が多く、ボアホール内の湧水圧が高い場合、特許文献2のようなパッカーでボアホール口元を塞いだとしても、図12に示すように孔奥側に水WTが溢れている。このため、作業者がリターン確認によって十分に定着材の充填がなされたと判断して定着材の注入を完了した場合であっても、定着材が水で薄められて、孔内の定着材の濃度が適正値以下になり、十分な定着強度が得られない場合がある。かかる場合、従来は、地山に対してロックボルト施工前に地山全体に薬液を注入する形で所謂ポストグラウトによって湧水抑制対策を施すしかなく、それには大きな施工の手間と工期と費用が必要となっている。
以上より、本発明の目的は、ボアホールおよび該ボアホール近傍からの湧水を確実に抑制し、かつ、ボアホール内の定着材の濃度が適正となるようにしてポストグラウトによる湧水対策工の節減とロックボルト工の適正な定着状態を得るようにしたロックボルト施工方法および該施工方法に使用できるロックボルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを設置し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法および該施工方法に使用するロックボルトである。
・ロックボルト施工方法
本発明の第1のロックボルト施工方法は、定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入を継続する工程を備えている。
更に、第1のロックボルト施工方法は、孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程を備え、前記監視工程において、該流路が開かれて前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する。
【0006】
本発明の第2のロックボルト施工方法は、孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプと、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部を備え(ただし、P1<P2<P3)、前記圧送ポンプより定着材を注入する工程、リターン側における定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程、前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、前記リターン材の濃度が適正濃度になるまで定着材の注入を継続する工程、該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで圧力P3となったとき定着材の圧送を停止する工程を備えている。
を備えている。
【0007】
・ロックボルト
本発明のロックボルトは、孔内に設置される中空状本体と、前記本体の口元に取り付けられ、前記孔を塞ぐパッカーと、前記孔内に定着材を注入するための注入部と、前記パッカーにより仕切られる前記孔内に連通する形で前記中空状本体に接続されるリターン装置とを備え、前記リターン装置は、所定の注入圧力でリターン材の流路を開いてリターン材をリターン口に排出するバルブと、前記中空状本体に接続され、リターン材を前記バルブに導く接続部とを備えている。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入とリターン材の排出を継続できることにより、ボアホールおよび該ボアホール近傍からの湧水を抑制し、かつ、孔内の定着材の濃度が適正となるようにすることができる。
本発明によれば、定着材の注入圧力がボアホール内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開いてリターン材が前記リターン口に戻るようにし、しかる後リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視することにより、水圧によってグラウト材の注入圧が上昇しても圧送停止とならないようにでき、しかも水圧に抗した加圧状態を維持してボアホール内を確実に加圧グラウト材で充填することができる。
【0009】
本発明によれば、孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプと、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部を備え(ただし、P1<P2<P3)、前記圧送ポンプより定着材を注入し、定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、前記リターン材が適正濃度になるまで定着材の注入を継続し、該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで圧力P3となったとき定着材の圧送を停止することにより、湧水を確実に抑制しながら定着材を注入し、かつ、適正濃度の定着状態を得ることができる。
又、本発明によれば、湧水地盤においても、ボアホール内の水を、薄められていない適正濃度のグラウト材(定着材)で置き換えることができ、別途地盤に対する薬液注入等を施さなくてもロックボルトの完全定着を図ることができる。また、本発明によれば、上記のロックボルト施工方法に適用できるロックボルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
・ロックボルト施工装置
図1は本発明のロックボルト施工方法を実現するロックボルト施工装置の全体構成図であり、既に地山21に形成した削孔(ボアホール)22にパッカー付き後注入式のロックボルト23が設置されている状態が示されている。
パッカー付き後注入式のロックボルト23は、削孔(ボアホール)22内に設置される中空ボルト23aと、中空ボルト23aの口元に取り付けられ、孔を塞ぐための透水性の布袋状のパッカー23bと、パッカー23bを加圧注入して径方向に拡大させるためのパッカー用注入ホース23cと、グラウト材などの定着材を孔内に注入するための定着材用注入ホース23dを備えている。
パッカー23bには、セメント系グラウト材が注入される。セメント系グラウト材が注入されると透水性のパッカー23bは内部の水分のみが滲み出し、これにより、パッカー内は硬練状態となって充填されてゆき、膨張したパッカーがボアホールの孔壁に密着して一時的にボアホールを封水する。
【0011】
中空ボルト23aは、図2(A)に示すように外側に特殊なネジが形成された中空の異型ネジ節中空鉄筋であり、異型ネジ節にすることによりグラウト材との付着力を増大させることができる。なお、ロックボルト23は以上の構成要素に加えて、図2(B)、(C)に示すようにロックボルトを地山に押し付けて固定するためのワッシャー23eや特殊ナット23dを有している。ワッシャー23eには、ボルト挿通孔H1、定着材用注入ホース挿通孔H2、パッカー用注入ホース挿通孔H3が設けられている。特殊ナット23dは中空ボルト23aのネジ部と螺合するネジが形成された円筒ネジ部23d−1、頭部23d−2を備え、円筒ネジ部23d−1には縁きり用のプラスチックキャップCPが装着されている。
【0012】
図1に戻って、中空ボルト23aの口元側端部にはリターン装置30がレバー式耐圧継手(図示せず)を介して接続されている。リターン装置30は後で詳述するが、所定の注入圧力でリターン材の流路を開放する第1のバルブ(リターンバルブ)41と、中空ボルト23aの口元側端部に接続され、リターン材(定着材)をリターンバルブに導く接続部42と、注入圧力がボアホール内の湧水の圧力P1より大きい所定の圧力P2(例えば2MPa:2メガパスカル)になったことを検出する圧力計43を備えている。圧力計43はリターンバルブ41が注入圧力P2でリターン材の流路を開放することを確認するためのものであり、必ずしも必要でなく、後述する図4のリターン装置には設けられていない。
リターンバルブ41にはリターン材の流路を開放閉塞する第2のバルブ(切換バルブ)31が接続されている。この切換バルブ31はネジ螺合によりリターンバルブ41への着脱が可能である。切換バルブ31の出口はリターン材のリターン口となっており、該リターン口にはリターン材の濃度を測定する濃度測定部32が設けられている。リターン材の濃度測定には周知のPロート測定を採用することが出来る。
【0013】
グラウト材注入側には、ハンドミキサー33が設けられ、定着材であるグラウト材を混練りしてミキシング圧送ポンプ34に投入するようになっている(ハンドミキサー33はミキシング圧送ポンプのミキシング能力に応じて省略することができる)。ミキシング圧送ポンプ34は、投入されたグラウト材をミキシング圧送して定着材注入ホース23dよりボアホール内に注入するようになっている。ミキシング圧送ポンプ34の出力側グラウト材通路には圧力センサー35が配設され、注入側の注入圧力が設定値より大きくなるとミキシング圧送ポンプ34がグラウト材の圧送を停止するようになっている。定着材注入ホース23dにはグラウト材の通過を制御するバルブ36が設けられている。
以上のように、ロックボルト23の定着材用注入ホース23dには、圧力センサー35を介してミキシング圧送ポンプ34が接続され、また、ロックボルトの排気・リターン側にはリターン装置30、切換バルブ31が接続されてリターン口で開口している。
図3はロックボルトの口元部の拡大図であり、図1と同一部分には同一符号を付している。切換バルブ31が組み付けられたリターン装置30は全体的にT字管の形状(図では切換バルブ31をリターンバルブ41から分離して示している)を備え、レバー式耐圧継手44により接続部42が中空ボルト23aの口元側端部に接続される。切換バルブ31はネジによりリターンバルブ41に装着される。なお、パッカー用注入ホース23cにはグラウト材の通過を制御するバルブ37が設けられている。
【0014】
・リターン装置
図4はリターン装置の組み付け断面図で、(A)は流路閉状態を示し、(B)は流路開状態を示すもの、図5はリターン装置の分解図、図6はリターン装置の動作原理説明図である。
リターン装置30は大別すると図5に示すように、リターンバルブ41と接続部42とレバー式耐圧継手44を備えている。リターンバルブ41はピストンシリンダー51とスプリング52とスプリング押し付け部材53とピストンロッド54を有している。ピストンシリンダー51は内部にネジTH1が切られた円筒の入口通路部51aと、該入口通路部に直線的に連通する円筒シリンダー部51bと、円筒シリンダー部に垂直に連通する出口通路部51cを有している。円筒シリンダー部51bにはスプリング52、スプリング押し付け部材53、Oリング54a付のピストンロッド54がはめ込まれている。通常、図4(A)に示すようにピストンロッド54はスプリング52を押し付けた状態で入口通路部51aと出口通路部51c間を遮断している。しかし、リターン材が図4(B)に示すように到来してスプリングのバネ力に打ち勝つ所定の注入圧力P2が加わるとピストンロッド54はスプリング52を圧縮する方向(右方向)に移動し、これにより入口通路部51aと出口通路部51c間の流路を開通し、リターン材はリターン口方向に移動可能となる。出口通路部51cの先端外周にはネジTH2が形成され、切換バルブ31がネジ螺合により着脱可能になっている。
【0015】
接続部42は内部に円筒状の中空部42aが形成され、該中空部のシリンダー側の外周部にはネジTH3が形成されている。このネジTH3により、接続部42はピストンシリンダー51の入り口通路部51aの内部に形成したネジTH1とネジ螺合し、ピストンシリンダー51に装着できるようになっており、装着時、該接続部42の一端がピストンロッド54に当接してスプリング52を押し付け、これによりピストンロッド54にスプリングから所定のバネ力が働くようになっている。また、接続部42の中空部42aのロックボルト側の外周部にはネジTH4が形成され、レバー式耐圧継手44に形成したネジとネジ螺合し、該レバー式耐圧継手44を接続部42に装着できるようになっている。ネジTH3、TH4間は円周状の突起42bにより分離されており、又、ネジTH3の先端非ネジ部にはOリング42cが嵌め込まれている。
【0016】
レバー式耐圧継手44は、ロックボルト23の中空ボルト23aの口元側端部が挿入される挿入部44aと、接続部42のネジ部TH4と螺合するネジが形成されたナット部44bと、複数の開閉可能なレバー44cを有している。レバー式耐圧継手44をリターン装置30の接続部42にナット部44bを介して接続し、かつレバー44cを開いた状態において、中空ボルト23aの口元側端部を挿入部44aより突き当て部44dに突き当たるまで挿入し、ついで、レバー44cを閉じれば中空ボルト23aはリターン装置30の接続部42に接続される。
リターン装置30において、通常時、ピストンロッド54には、図6(A)に示すように入口通路部51aと出口通路部51c間の流路を遮断する方向(図では左方向)にスプリング52のバネ力F1が働いている。又、ピストンロッド54には、定着材の注入により入口通路部51aと出口通路部51c間の流路を開通する方向(図では右方向)に注入圧力F2が働いている。したがって、ボアホール内への定着材の注入圧力が大きくなって、F2>F1となる注入圧力P2において、図6(B)に示すようにピストンロッド54が右方向に移動し、入口通路部51aと出口通路部51c間の流路が開通し、リターン材がリターン口方向に流動して該リターン口より排出する。
【0017】
・ロックボルト施工法
図7は本発明のロックボルトの施工フローである。なお、既に、中空ボルト23aの口元側端部にリターン装置30が接続され、又、切換バルブ31もリターン装置30に装着されているものとする。
まず、地山21(図1)にボアホール22を削孔し(ステップ100)、そこにパッカー付後注入式のロックボルト23を挿入、セットする(ステップ101)。
ついで、パッカー23bにセメント系グラウト材を注入して膨らませるために、圧力センサー(図示せず)をパッカーセットに適した圧力P1(湧水圧P1を基準とする)に設定し(ステップ102)、パッカー用注入ホース23cを介して図示しない圧送ポンプよりパッカー注入を行なう(ステップ103)。
セメント系グラウト材を注入すると透水性のパッカー23bは内部の水分のみを滲み出し、これにより、パッカー内は硬練状態となって充填されてゆき、膨張したパッカーがボアホール22の孔壁に密着して一時的にボアホールを封水する。このとき、注入圧力がP1となって圧送ポンプからのセメント系グラウト材の注入が終了する。なお、パッカー用の圧送ポンプ、圧力センサーとして、ミキシング圧送ポンプ34、圧力センサー35を用いることができる。
【0018】
ステップ103が終了した状態で圧力センサー35を、湧水圧P1より高い圧力P3に設定する(ステップ104)。なお、ミキシング圧送ポンプ34は注入圧力が設定圧力P3(例えば6MPa(メガパスカル))より大きくなると機械の負荷を限度内に止める為に定着材の圧送を停止するようになっている。
ついで、パッカーより孔奥側へのグラウト注入を開始する(ステップ105)。注入圧の目標はP1より大きく、P3より小さい所定の圧力P2である。例えば、P2=2MPa(メガパスカル)である。なお、注入初期、切換バルブ31は開放しておく(ステップ106、切換バルブ開放確認)。
定着材用注入ホース23dからボアホール内にグラウト材が注入されると、それまでボアホール内にあったエアまたは水がロックボルトの先端開口部から中空部を通ってリターン装置30のリターンバルブ41に到る。しかし、注入当初、ボアホール内の注入圧力はP2に達していないため、リターンバルブ41は開いていない。しかし、ボアホール内にグラウト材が満たされると次第にリターンバルブ41に作用する注入圧力が上昇し、注入圧がP2に達すると、リターンバルブ41が開き、切換バルブ31のリターン口よりリターン材が排出され、リターン材のリターンが確認される(ステップ107)。
【0019】
リターン材のリターンが確認されると、リターン口に設けた濃度検出部32によりリターン材の濃度を検出し、適正濃度になっているか判定する(ステップ108)。湧水がボアホール内のグラウト材を希釈化していると、最初はリターン材として希釈化されたグラウト材が排出され、リターン材は濃度が適正になっていない。適正濃度になっていなければステップ105に戻り更にグラウト材の加圧注入を行なう。なお、必要に応じて切換バルブ31の開閉によりポンピング、加圧注入を行なってリターン材を適正濃度にする。
リターン材が適正濃度になれば、切換バルブ31を閉じる(ステップ109)。切換バルブ31が閉じると、定着材注入側の注入圧力がさらに上昇し(ステップ110、加圧)、注入圧が設定した圧力P3以上になると、ミキシング圧送ポンプ34は定着材の圧送を自動的に停止する。これにより定着材の注入工程が終了する
【0020】
図8はボアホール内のグラウト材の圧力変化図であり、切換バルブ31が開、リターンバルブ41が閉の状態においてクラウト材の注入を開始すると、次第にグラウト材の圧力が上昇し、設定圧力P2に達すると、リターンバルブ41が開き、リターン口からリターン材が排出される。しかし、最初はリターン材の濃度が不足しているため継続して注入圧P2での定着材の注入を行なう。これにより、リターン材の濃度が適正値になれば切換バルブ31を閉じる。切換バルブ31が閉じると、定着材注入側の注入圧力が上昇して設定圧力P3になるとミキシング圧送ポンプ34が定着材の圧送を停止する。
【0021】
以上本発明のロックボルト施工方法を要約すれば、
(1)定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、
(2)該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入とリターン材の排出を継続し、
(3)リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで定着材の注入を終了する
(1)の濃度の監視は、孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、該流路が開かれてから前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視することにより行なう。
【0022】
又、本発明のロックボルト施工方法は、
(1)孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプ34と、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部(リターンー装置)43を備え(ただし、P1<P2<P3)、前記圧送ポンプより定着材を注入し、
(2)定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開き、
(3)前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視し、
(4)前記リターン材の濃度が適正濃度になるまで前記圧力P2で定着材の注入を継続し、
(5)該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞ぎ、圧送ポンプは圧力P3となったとき定着材の圧送を自動的に停止する。
以上本発明によれば、ボアホールおよび該ボアホール近傍からの湧水を抑制し、かつ、ボアホール内の定着材の濃度が適正となるようにすることができる。
【0023】
図9は本発明のロックボルト施工装置の別の構成図であり、図1と異なる点は、制御装置70を設け、該制御装置が図7のロックボルト施工フローにおけるステップ104以降の制御を行うようにした点である。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明のロックボルト施工方法を実現するロックボルト施工装置の全体構成図である。
【図2】ロックボルトの説明図である。
【図3】ロックボルトの口元部の拡大図である。
【図4】リターン装置の組み付け断面図である。
【図5】リターン装置の分解図である。
【図6】リターン装置の動作原理説明図である。
【図7】本発明のロックボルトの施工フローである。
【図8】クラウト材の圧力変化説明図である。
【図9】本発明のロックボルト施工装置の別の構成図である。
【図10】トンネル工事における支保工説明図である。
【図11】従来のパッカー付き後注入式ロックボルトの構成図である。
【図12】ボアホール内の湧水圧が高い場合における従来の問題点説明図である。
【符号の説明】
【0025】
21 地山
22 削孔(ボアホール)
23 パッカー付き後注入式ロックボルト
23a 中空ボルト
23b パッカー
23c パッカー用注入ホース
23d 定着材用注入ホース
30 リターン装置
31 切換バルブ
32 濃度測定部
34 ミキシング圧送ポンプ
35 圧力センサー
41 リターンバルブ
42 接続部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを打設し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法において、
定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、
該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入とリターン材の排出を継続する工程、
を備えたことを特徴とするロックボルト施工方法。
【請求項2】
孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程、
を備え、前記監視工程において、該流路が開かれて前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する、
ことを特徴とする請求項1記載のロックボルト施工方法。
【請求項3】
孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを打設し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法において、
孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプと、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部を備え(ただし、P1<P2<P3)、
前記圧送ポンプより定着材を注入する工程、
リターン側における定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程、
前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、
前記リターン材の濃度が適正濃度になるまで定着材の注入を継続する工程、
該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで圧力P3となったとき定着材の圧送を停止する工程、
を備えたことを特徴とするロックボルト施工方法。
【請求項4】
孔内に打設されて地盤を強化するロックボルトにおいて、
孔内に打設される中空状本体と、
前記本体の口元に取り付けられ、前記孔を塞ぐパッカーと、
前記孔内に定着材を注入するための注入部と、
前記パッカーにより仕切られる前記孔内に連通する形で前記中空状本体に接続されるリターン装置、
を備え、前記リターン装置は、
所定の注入圧力でリターン材の流路を開いてリターン材をリターン口に排出するバルブと、
前記中空状本体に接続され、リターン材を前記バルブに導く接続部、
を備えたことを特徴とするロックボルト。
【請求項1】
孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを打設し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法において、
定着材注入後にリターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、
該リターン材の濃度が適正濃度に達するまで孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力で該定着材の注入とリターン材の排出を継続する工程、
を備えたことを特徴とするロックボルト施工方法。
【請求項2】
孔内の定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程、
を備え、前記監視工程において、該流路が開かれて前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する、
ことを特徴とする請求項1記載のロックボルト施工方法。
【請求項3】
孔内にパッカー付き後注入式ロックボルトを打設し、該パッカーを膨張させて孔口を塞ぎ、その後、定着材を孔内に注入し、リターン口より戻ったことで定着材の孔内における充填を判定するロックボルト施工方法において、
孔内へ定着材を圧送すると共に、孔内の湧水の圧力P1より高い圧力P3で定着材の圧送を停止する圧送ポンプと、リターン側に設けられて定着材の注入圧力P2を検出する圧力検出部を備え(ただし、P1<P2<P3)、
前記圧送ポンプより定着材を注入する工程、
リターン側における定着材の注入圧力が孔内の湧水の圧力P1より高い所定圧力P2となったときにリターン材の流路を開く工程、
前記リターン口に戻ってくるリターン材の濃度を監視する工程、
前記リターン材の濃度が適正濃度になるまで定着材の注入を継続する工程、
該リターン材の濃度が適正濃度になったとき、リターン材の流路を塞いで圧力P3となったとき定着材の圧送を停止する工程、
を備えたことを特徴とするロックボルト施工方法。
【請求項4】
孔内に打設されて地盤を強化するロックボルトにおいて、
孔内に打設される中空状本体と、
前記本体の口元に取り付けられ、前記孔を塞ぐパッカーと、
前記孔内に定着材を注入するための注入部と、
前記パッカーにより仕切られる前記孔内に連通する形で前記中空状本体に接続されるリターン装置、
を備え、前記リターン装置は、
所定の注入圧力でリターン材の流路を開いてリターン材をリターン口に排出するバルブと、
前記中空状本体に接続され、リターン材を前記バルブに導く接続部、
を備えたことを特徴とするロックボルト。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2010−37743(P2010−37743A)
【公開日】平成22年2月18日(2010.2.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−199180(P2008−199180)
【出願日】平成20年8月1日(2008.8.1)
【出願人】(000129758)株式会社ケー・エフ・シー (120)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
【公開日】平成22年2月18日(2010.2.18)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年8月1日(2008.8.1)
【出願人】(000129758)株式会社ケー・エフ・シー (120)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
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