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技術 鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法

出願人 公益財団法人鉄道総合技術研究所株式会社ケー・エフ・シー
発明者 森瀬喬士嶋本敬介野城一栄伊藤直樹松尾勉岡部正
出願日 2016年2月26日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2016-035309
公開日 2017年8月31日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2017-150264
状態 特許登録済
技術分野 ロックボルト
主要キーワード 内部仕切り ボルト内 引抜試験 注水パイプ ボアホール内 注水ポンプ 効果部位 ボアホール
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月31日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法を提供する。

解決手段

鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法であって、ロックボルト外側の注入材料境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で該膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成する。

概要

背景

トンネル近傍の地山の緩みが激しい箇所において、ロックボルト補強工法を実施する場合、地山の削孔時に孔壁自立しないため自穿孔ロックボルトを用いる必要がある(下記特許文献1参照)。

自穿孔ロックボルトの中間部にパッカーを配置すると、穿孔時に破損するおそれがある(そのため、1種類の注入材料しか使用できない)(下記特許文献2参照)。

孔壁が自立する地山では、地山削孔後にボルトを挿入するため、ボルト外側に布製等の材料でパッカーを設けることが可能であると考えられる(下記特許文献3参照)。

概要

穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法を提供する。鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法であって、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で該膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成する。

目的

本発明は、上記状況に鑑みて、穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ロックボルト外側の注入材料境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で該膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成することを特徴とする鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法

請求項2

請求項1記載の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法において、ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカーとロックボルト内部の布製膨張式パッカーにより、自穿孔ロックボルトでも2種類の注入材料で施工できることを特徴とする鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法。

技術分野

0001

本発明は、鉄道トンネル維持管理における、地圧によるトンネル壁面押出しを抑制する、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法に関するものである。

背景技術

0002

トンネル近傍の地山の緩みが激しい箇所において、ロックボルト補強工法を実施する場合、地山の削孔時に孔壁自立しないため自穿孔ロックボルトを用いる必要がある(下記特許文献1参照)。

0003

自穿孔ロックボルトの中間部にパッカーを配置すると、穿孔時に破損するおそれがある(そのため、1種類の注入材料しか使用できない)(下記特許文献2参照)。

0004

孔壁が自立する地山では、地山削孔後にボルトを挿入するため、ボルト外側に布製等の材料でパッカーを設けることが可能であると考えられる(下記特許文献3参照)。

先行技術

0005

特開2009−97260号公報
特開2003−35100号公報
特開2010−37743号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記背景技術に記載のとおり、自穿孔ロックボルトの中間部に従来のパッカーを配置すると穿孔時に破損する恐れがある。

0007

本発明は、上記状況に鑑みて、穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法であって、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水でこの膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成することを特徴とする。

0009

〔2〕上記〔1〕記載の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法において、ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカーとロックボルト内部の布製膨張式パッカーにより、自穿孔ロックボルトでも2種類の注入材料で施工できることを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。

0011

(1)ロックボルト外部のパッカーを鋼製かつ膨張式とするため自穿孔削孔時のパッカー破損を防止できる。

0012

(2)「ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカー」と「ロックボルト内部の布製膨張式パッカー」により、自穿孔ロックボルトでも2種類の注入材料で施工できる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法による仕上がりの模式図である。
本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法の施工工程を示す図である。
図2のA−A線断面図である。
本発明の他の実施例(リーク確認用パイプ具備する場合)を示す模式図である。
本発明の他の実施例(布製膨張式パッカーを用いない場合)を示す模式図である。

0014

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法は、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で該膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成する。

0015

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

0016

図1は本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法による仕上がりの模式図である。図2は本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法の施工工程を示す図、図3図2のA−A線断面図である。なお、図2(c)〜(e)は内部構造が分かるように透視図としている。

0017

図1において、1はロックボルト、2は地山、Aは緩んだ地山、Bは安定した地山、Cはトンネル覆工、Dはモルタルによる定着効果部位、Eはウレタンによる地山改良物性値向上)効果部位である。

0018

図2において、1はロックボルト、2は地山、3は鋼製膨張式パッカー(膨張前)、4は注水パイプ、5はウレタン噴出口, 6はモルタル噴出口、7は布製膨張式パッカー(膨張前)、8はモルタル注入用パイプ、9は鋼製膨張式パッカー(膨張後)、10は布製膨張式パッカー(膨張後)、Dはモルタルによる定着効果部位、Eはウレタンによる地山改良(物性値向上)効果部位である。

0019

(1)ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカーは、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で膨張させることにより、強固なパッカーが形成される。これにより、ボルト外部に「仕切り」を構築できる。

0020

(2)ロックボルト内部の布製膨張式パッカー(モルタル注入用パイプ付き) は、ロックボルト内部に、パイプを取り付けた膨張式布製のパッカー(袋)を挿入し、注入材料により膨張させることで、パッカーが形成される。これにより、ボルト内部に「仕切り」を構築できる。

0021

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法の施工工程について説明する。
(1)ロックボルト1を削岩機にセットし、地山2に打ち込む図2(a)〕。
(2)鋼製膨張式パッカー3を注水パイプ4で送られる水の水圧拡張させる。9は鋼製膨張式パッカー(膨張後)であり、ロックボルト1外部(自穿孔によりできたボアホール内部)の「仕切り」として働く。(外部仕切りの完成)〔図2(b)〕。
(3)モルタル注入用パイプ8付きの布製膨張式パッカー7をロックボルト1の中空に挿入する〔図2(c)〕。
(4)布製膨張式パッカー7をモルタル注入用パイプ8で圧送されるモルタルで膨張させる。10は布製膨張式パッカー(膨張後)であり、ロックボルト1内部の「仕切り」として働く((内部仕切りの完成)〔図2(d)〕。
(5)そのままモルタルを注入し続けると、モルタル噴出口6からモルタルが噴出し、ボアホールにモルタルが充填される。鋼製膨張式パッカー9により仕切られているので、モルタルは鋼製膨張式パッカー9により先端側にのみ充填される。なお、充填完了後、モルタル注入用パイプ8を覆工口元で切断する〔図2(e)〕。
(6)モルタル硬化後(材齢1日)に、引抜試験を行うとともに、プレストレスを導入する。
(7)最後に、ロックボルト1の中空を利用して、ウレタンを所定量注入する。布製膨張式パッカー10により仕切られているので、ウレタンは、布製膨張式パッカー10より手前側でウレタン噴出口5から噴出されて地山を改良する〔図2(f)〕。

0022

図4は本発明の他の実施例(リーク確認用パイプを具備する場合)を示す模式図である。図2と同じ構成には同じ符号を付している。

0023

モルタル注入用とリーク確認用の2本のパイプを取り付けた布製膨張式パッカーを中空のロックボルト内部に挿入し施工するため、ボアホール内にモルタルが充填されていることをリークによって目視確認することが可能である。

0024

図5は本発明の他の実施例(布製膨張式パッカーを用いない場合)を示す模式図である。図2と同じ構成には同じ符号を付している。

0025

上記における布製膨張式パッカーを用いない場合もモルタルが先端定着部以外に漏出しないような構造とする。すなわち、図2(a)、図2(b)と同様の工程を行った後、
(1)ロックボルト1内部にモルタル注入用パイプを挿入し、モルタルの充填を行う。

0026

(2)モルタル硬化後、モルタル注入用パイプの撤去を行う。

0027

(3)ウレタンの注入を行う。

実施例

0028

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

0029

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法は、穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルトとして利用可能である。

0030

1ロックボルト
2地山
A 緩んだ地山
B 安定した地山
Cトンネル覆工
Dモルタルによる定着効果部位
Eウレタンによる地山改良(物性値向上)効果部位
3鋼製膨張式パッカー(膨張前)
4注水パイプ
5 ウレタン噴出口
6 モルタル噴出口
7 布製膨張式パッカー(膨張前)
8モルタル注入用パイプ
9 鋼製膨張式パッカー(膨張後)
10 布製膨張式パッカー(膨張後)

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