ロックボルト形成方法および削孔装置

【課題】法面において、短時間に削孔装置を位置決めし、削孔の崩れや、ドリルロッドが抜けなくなるのを防止でき、所定の深さまで低コストでロックボルト用削孔を形成することができるロックボルト形成方法および削孔装置を提供する。
【解決手段】法面２に自走行またはクレーンで位置させることができる作業台３に回動装置４を介して取付けられたガイドシェル５に、先端部にビット６，７が装着された二重管式削孔機８を備えた削孔装置９を用い、あらかじめ設定された深さのロックボルト用削孔１０になるまでビットおよび二重管部分１１を戻す作業を行なうことなく押し込み状態で形成する削孔形成工程と、削孔内より二重管部分およびビットを抜き取る抜き取り工程と、削孔内に応力材１４を挿入し、セメントやモルタルの定着材１５を充填するロックボルト形成工程とでロックボルト１６を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は法面にロックボルトを形成する場合に使用されるロックボルト形成方法およびロックボルト形成用削孔を形成する削孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、法面にロックボルトを形成して補強する場合、６ｍ〜７ｍまでの比較的に浅い所ではロックボルト工法を用い、２０ｍ〜１００ｍまでの比較的に深い所ではグランドアンカー工法を用いて行なっていた。
従来のロックボルト工法は中空のドリルロッドの先端部にビットが取付けられた削孔機を法面に設置して行なっている。
【０００３】
このような削孔機を用いてのロックボルト形成用削孔の形成は、形成したロックボルト形成用削孔が崩れることがあるため、ドリルロッドを前進させたり、後退させたりして、掘ったロックボルト形成用削孔が崩れているか、崩れていないかを確認しながら行なわないと、掘った所が崩れているとドリルロッドを抜き取ることができなくなるため、このような作業が必要となる。
このため、ロックボルト形成用削孔の形成に時間がかかり、コスト高になるという欠点があった。
【０００４】
また、グランドアンカー工法で使用している、二重管式削孔装置を用いて６ｍ〜７ｍのロックボルト用削孔を形成することも考えられるが、このグランドアンカー工法で使用している二重管式削孔装置は、インナーロッドとケーシングロッドを１ｍあるいは１．５ｍ間隔で接続しながら削孔を形成するものであるため、インナーロッドとケーシングロッドとの接続作業に時間がかかり、コスト高になるという欠点がある。
【０００５】
なお、ロックボルト工法、グランドアンカー工法とも、削孔機を法面に設置するのに足場を設置しなければ設置できず、ロックボルト用削孔を形成するまでの準備作業に手数がかかるという欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６８２８９
【特許文献２】特開２００６−６３６５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、法面にロックボルトを形成する位置まで、自走行あるいはクレーンで位置させて、短時間に削孔装置を位置でき、ロックボルト用削孔を掘った所が崩れる心配をすることなく、所定の深さまでいっきに削孔することができるとともに、インナーロッドやケーシングロッドを接続することなくロックボルト用削孔を形成することができ、短時間にドリルロッドが抜けなくなるのを防止できる状態で、低コストでロックボルト用削孔を形成することができるロックボルト形成方法および削孔装置を提供することを目的としている。
【０００８】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は法面に自走行あるいはクレーンで位置させることができる作業台に回動装置を介して取付けられたガイドシェルに、約７ｍのロックボルト形成用削孔を形成することができる先端部にビットが装着された二重管式削孔機を備えた削孔装置を用い、あらかじめ設定された深さのロックボルト用削孔になるまでビットおよび二重管部分を戻す作業を行なうことなく押し込み状態で形成する削孔形成工程と、この削孔形成工程後に削孔内より二重管部分およびビットを抜き取る抜き取り工程と、この抜き取り工程後に削孔内に応力材を挿入し、セメントやモルタルの定着材を充填するロックボルト形成工程とでロックボルト形成方法を構成している。
【００１０】
本発明は法面の所定地に作業台を位置させることができる作業車あるいはクレーンと、この作業車あるいはクレーンに取付けられた作業台に回動装置を介して取付けられた約７ｍのガイドシェルと、このガイドシェルに前後進装置で前後進可能に取付けられたベース板と、このベース板に後端部が取付けられ、先端部が前記ガイドシェルの先端部に位置し、かつビットが装着された約７ｍの二重管式削孔機と、この二重管式削孔機のインナーロッドとケーシングロッドの間より前記ビットへ空気あるいはフラッシング用水を供給し、該ビットより空気あるいはフラッシング用水および削孔物とをインナーロッド内を通過させて外部へ排出させる、前記ベース板に取付けられたクリーニング装置とで削孔装置を構成している。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１により、法面に自走行あるいはクレーンで位置させることができる作業台に二重管式削孔機を備えたものを用いているので、ロックボルト形成用削孔部位へ削孔装置を短時間に位置させることができ、ロックボルト形成用削孔の準備作業を短時間にできる。
（２）前記（１）により、二重管式削孔機でロックボルト用削孔を形成するので、従来のように前進、後退を繰返しすることなく所定の深さまでいっきに掘り進んで、ロックボルト用削孔を形成することができる。
したがって、短時間にロックボルト用削孔を形成することができるとともに、二重管式削孔機を用いるので、掘った所が削孔中に崩れるのを防止でき、かつ形成されたロックボルト用削孔より、削孔部分が抜けなくなるのを確実に防止することができる。
（３）前記（１）により、所定の深さまで形成されたロックボルト用削孔より削孔部分を、抜き取り応力材を挿入して定着材を充填するロックボルト形成工程を行なうので、ロックボルト用削孔が崩れる前に応力材や定着材を効率よく充填することができる。
たとえ、ロックボルト用削孔内より、二重管式削孔機の削孔部分を抜き取った後、ロックボルト用削孔が崩れても、崩れたロックボルト用削孔内へ二重管式削孔機の削孔部分を押し込んで、再度削孔して、ロックボルト形成工程を行なうことができる。
したがって、ロックボルト用削孔を気軽に短時間に形成でき、コストの低減を図ることができる。
（４）前記（１）により、二重管式削孔機でロックボルト用削孔を所定の深さまでいっきに掘り進むので、形成されたロックボルト用削孔の外周部に、削孔時の振動が伝わりずらく、また削孔部分と形成されたロックボルト用削孔の内壁面との間の隙間が小さいため、形成されたロックボルト用削孔が掘れずらい状態で削孔形成孔工程を行なうことができる。
（５）請求項２、３、４も前記（１）〜（４）と同様な効果が得られるとともに、法面に比較的簡単に設置することができる。
（６）請求項５も前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。
（７）請求項６、７も前記（１）〜（４）と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を実施するための第１の形態の工程図。
【図２】本発明を実施するための第１の形態の削孔形成工程の説明図。
【図３】本発明を実施するための第１の形態の抜き取り工程の説明図。
【図４】本発明を実施するための第１の形態のロックボルト形成工程の説明図。
【図５】本発明を実施するための第１の形態の削孔装置の側面図。
【図６】本発明を実施するための第１の形態の削孔装置の平面図。
【図７】本発明を実施するための第１の形態の削孔機の説明図。
【図８】本発明を実施するための第１の形態の削孔機の先端部の説明図。
【図９】本発明を実施するための第１の形態の削孔機の後端部の説明図。
【図１０】本発明を実施するための第１の形態の削孔状態の説明図。
【図１１】本発明を実施するための第２の形態の工程図。
【図１２】本発明を実施するための第２の形態の削孔装置の側面図。
【図１３】本発明を実施するための第２の形態の削孔装置の平面図。
【図１４】本発明を実施するための第３の形態の工程図。
【図１５】本発明を実施するための第３の形態の削孔装置の側面図。
【図１６】本発明を実施するための第３の形態の削孔装置の平面図。
【図１７】本発明を実施するための第３の形態の削孔装置の移動状態を示す説明図。
【図１８】本発明を実施するための第４の形態の工程図。
【図１９】本発明を実施するための第４の形態の削孔装置の側面図。
【図２０】本発明を実施するための第４の形態の要部説明図。
【図２１】本発明を実施するための第５の形態の工程図。
【図２２】本発明を実施するための第５の形態の削孔装置の側面図。
【図２３】本発明を実施するための第５の形態の要部説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
図１ないし図１０に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は法面２の補強を図るために設置する本発明のロックボルト形成方法で、このロックボルト形成方法１は法面２に自走行で位置させることができる作業台３に回動装置４を介して取付けられたガイドシェル５に、約７ｍのロックボルト用削孔１０を形成することができる先端部にビット６、７が装着された二重管式削孔機８を備えた削孔装置９を用い、あらかじめ設定された深さのロックボルト用削孔１０になるまで、ビット６、７および二重管部分１１を戻す作業を行なうことなく押し込み状態で形成する削孔形成工程１２と、この削孔形成工程１２後にロックボルト用削孔１０内より、二重管部分１１およびビット６、７を抜き取る抜き取り工程１３と、この抜き取り工程１３後にロックボルト用削孔１０内に鋼棒状のロックボルトや鋼結束や樹脂繊維束、鉄筋等の応力材１４を挿入し、セメントやモルタル等の定着材１５を充填してロックボルト１６を形成するロックボルト形成工程１７とで構成されている。
【００１５】
前記削孔装置９は法面２を自走行して任意の位置へ移動することができる無限軌道１８、１８が左右に設けられた車体９ａと、この車体９ａに水平方向に回転あるいは回動可能に取付けられた作業台３と、この作業台３に取付けられた前記法面２の上部位置の立木やアンカーピン等のアンカー１９にワイヤー２０の先端部を係止させることができるウインチ２１と、前記作業台３に水平方向に油圧シリンダー２２によって回動するブーム２３、このブーム２３の先端部に後端部が枢支ピン２３ａで枢支され、油圧シリンダー２４によって先端部が上方へ回動するように取付けられた回動板４ａとからなる回動装置４と、この回動装置４の回動板４ａに油圧シリンダー２４で上下方向にスライド移動可能に取付けられた約７ｍのガイドシェル５と、このガイドシェル５に前後進移動装置２６によって前後進可能に取付けられたベース板２７と、このベース板２７に後端部が取付けられ、先端部は前記ガイドシェル５の先端部の支持部材２９に回転可能に支持された二重管式削孔機８とで構成されている。
【００１６】
前記前後進移動装置２６は前記ベース板２７のほぼ中央部に前後方向に貫通するように形成されたねじ孔２７ａと、このねじ孔２７ａと螺合する前記ガイドシェル５の中央部の前後方向に回転可能に配置されたスクリュー軸２６ａと、このスクリュー軸２６ａを正・逆回転させる前記ガイドシェル５の後端部に取付けられたモータ等の駆動装置２６ｂとで構成されている。
【００１７】
前記二重管式削孔機８は前記ガイドシェル５に沿って前後進可能なベース板２７の前方に固定されたケーシングロッド回転装置２８と、このケーシングロッド回転装置２８の回転部に後端部が接続され、先端部が前記ガイドシェル５の先端部の支持部２９に回転可能に支持され、かつ先端部にビット６が取付けられた約７ｍのケーシングロッド３０と、このケーシングロッド３０内に隙間３１を介して挿入された先端部にビット７が取付けられたインナーロッド３２と、このインナーロッド３２の後端部と接続された前記ベース板２７の後方に固定された打撃装置３３を備えるインナーロッド回転装置３４と、このインナーロッド回転装置３４と前記ケーシングロッド回転装置２８との間のケーシングロッド３０とインナーロッド３２との間の隙間３１より、空気あるいはフラッシング用水をビット６、７の先端部へ供給し、ビット７の中央部の透孔３５より空気あるいはフラッシング用水および切削した切削物とを、前記インナーロッド３２内の通路３２ａを通過させて外部へ排出させる、前記ベース板２７に設置されたクリーニング装置３６とで構成されている。
上記構成の削孔装置９はウインチ２１と、車体９ａの無限軌道１８、１８の駆動により、法面２のロックボルト形成部位へ作業台３を移動させる。
【００１８】
しかる後、回動装置４および上下移動装置２５でロックボルト形成部位へほぼ直角状態で先端部が近接するようにケーシングロッド３０やインナーロッド３２を位置させ、ケーシングロッド回転装置２８、打撃装置３３、インナーロッド回転装置３４およびクリーニング装置３６を作動させ、この状態で前後進移動装置２６の駆動装置２６ｂを駆動させてスクリュー軸２６ａを回転させ、ベース板２７を前進させることにより、ビット６、７でロックボルト用削孔１０を形成しながら、あらかじめ設定された深さまで掘り進む。
【００１９】
この時、ビット６、７で切削した切削物はクリーニング装置３６で送られた空気あるいはフラッシング用水と一緒になってインナーロッド３２の通路３２ａを通過して外部へ排出され、効率よくロックボルト用削孔１０を形成することができる。
【００２０】
また、ロックボルト用削孔１０の形成時には、形成されたロックボルト用削孔１０の内壁面とケーシングロッド３０との間にはほとんど隙間がない状態であるため、削孔中にロックボルト用削孔１０の壁面が崩れたりするのを防止できる。
【００２１】
あらかじめ設定された深さのロックボルト用削孔１０が形成されると、前後進移動装置２６の駆動装置２６ｂを逆に駆動させて、スクリュー軸２６ａを逆回転させることにより、ベース板２７が後方へ移動してケーシングロッド３０およびインナーロッド３２をロックボルト用削孔１０より抜き取り、回動装置４および上下移動装置２５でガイドシェル５が法面２と平行となるように位置させる。
【００２２】
しかる後、形成されたロックボルト用削孔１０内へロックボルト、鋼結束、樹脂繊維束、鉄筋等の応力材１４を挿入し、セメントやモルタル等の定着材１５を充填してロックボルト１6を形成する。
【００２３】
なお、ケーシングロッド３０等をロックボルト用削孔１０より抜き取る時にロックボルト用削孔１０の壁面が崩れた場合、もう一度ケーシングロッド３０等を挿入して、崩れた部位の土砂を除去したり、近くの部位にロックボルト用削孔１０を形成して、ロックボルト１６を形成する。
【００２４】
なお、これらの作業はケーシングロッド３０等を所定の深さ寸法まで押し込んでロックボルト用削孔１０を形成するため、従来のように前進、後退を繰返して行なってロックボルト用削孔を形成するものに比べ、著しく短時間に、気軽に形成できるため、二度掘りや隣りでのロックボルト用削孔の作業を気軽に行なうことができる。
【００２５】
[発明を実施するための異なる形態]
次に、図１１ないし図２３に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２６】
図１１ないし図１３に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、作業台３Ａをウインチ２１によって、法面２上を移動できるように、作業台本体３７にそり状の脚部材３８、３８を取付けた削孔装置９Ａを用いて削孔形成工程１２Ａを行なった点で、このような削孔形成工程１２Ａを用いたロックボルト形成方法１Ａや削孔装置９Ａを用いても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００２７】
図１４ないし図１７に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、作業台３の左右部位に左右のウインチ２１、２１を設置し、該左右のウインチ２１、２１のワイヤー２０、２０の先端部を作業台３の幅寸法の数倍以上の幅寸法のある法面２の上部の立木あるいはアンカーピン等の左右のアンカー１９、１９に係止させ、法面２上を無限軌道１８、１８の走行と、左右のウインチ２１、２１のワイヤー２０、２０の伸縮操作によって、図１７に示すように上下左右方向へ移動してロックボルト用削孔１０を形成できるようにした削孔機９Ｂを用いて削孔形成工程１２Ｂを行なった点で、このような削孔形成工程１２Ｂを用いたロックボルト形成方法１Ｂや削孔装置９Ｂを用いても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００２８】
図１８ないし図２０に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、クレーン３９のブーム４０の先端部に挿入して複数本のボルト４３で着脱可能に固定できる支持部材４４を取付けるとともに、該支持部材４４の先端部に枢支ピン２３ａで垂直方向に回動できるように取付けられた回動板４ａを、該回動板４ａの遊端部に一端部が枢支ピン４５で枢支され、他端部が前記支持部材４４の後端部寄りに枢支ピン４６で枢支された油圧シリンダー２４で回動できるようにした点で、このように構成したクレーン３９のブーム４０に着脱可能に取付けることができる削孔装置９Ｃを用いて削孔形成工程１２Ｃを行なったロックボルト形成方法１Ｃや削孔装置９Ｃを用いても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００２９】
図２１ないし図２３に示す本発明を実施するための第５の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、クレーン３９のブーム４０の先端部よりワイヤー４１で吊り下げた支持板４７に法面２とほぼ直角方向にガイドシェル５を位置させることができる油圧シリンダー２４で前後方向に調整できる支持台４２を介して、ガイドシェル５を設けた削孔装置９Ｄを用いて削孔形成工程１２Ｄを行なった点で、このような削孔形成工程１２Ｄを用いたロックボルト形成方法1Ｄや削孔装置９Ｄを用いても、前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００３０】
なお、ブーム４０で吊り下げられたガイドシェル５が、法面２に対してほぼ直角方向に位置していない場合には、油圧シリンダー２４を作動させて、支持台４２に対してガイドシェル５を前後方向に移動させることにより、ガイドシェル５の前後部の重量バランスで法面２に対してほぼ直角方向にガイドシェル５を安定させた状態に位置させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明はロックボルトを形成したり、削孔装置を製造する産業で利用される。
【符号の説明】
【００３２】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：ロックボルト形成方法、
２：法面、３、３Ａ：作業台、
４：回動装置、５：ガイドシェル、
６、７：ビット、８：二重管式削孔機、
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ：削孔装置、
１０：ロックボルト用削孔、１１：二重管部分、
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ：削孔形成工程、
１３：抜き取り工程、１４：応力材、
１５：定着材、１６：ロックボルト、
１７：ロックボルト形成工程、１８：無限軌道、
１９：アンカー、２０：ワイヤー、
２１：ウインチ、２２：油圧シリンダー、
２３：ブーム、２４：油圧シリンダー、
２５：上下移動装置、２６：前後進移動装置、
２７：ベース板、２８：ケーシングロッド回転装置、
２９：支持部、３０：ケーシングロッド、
３１：隙間、３２：インナーロッド、
３３：打撃装置、３４：インナーロッド回転装置、
３５：透孔、３６：クリーニング装置、
３７：作業台本体、３８：脚部材、
３９：クレーン、４０：ブーム、
４１：ワイヤー、４２：支持台、
４３：ボルト、４４：支持部材、
４５：枢支ピン、４６：枢支ピン、
４７：支持板。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
法面に自走行あるいはクレーンで位置させることができる作業台に回動装置を介して取付けられたガイドシェルに、約７ｍのロックボルト形成用削孔を形成することができる先端部にビットが装着された二重管式削孔機を備えた削孔装置を用い、あらかじめ設定された深さのロックボルト用削孔になるまでビットおよび二重管部分を戻す作業を行なうことなく押し込み状態で形成する削孔形成工程と、この削孔形成工程後に削孔内より二重管部分およびビットを抜き取る抜き取り工程と、この抜き取り工程後に削孔内に応力材を挿入し、セメントやモルタルの定着材を充填するロックボルト形成工程とを含むことを特徴とするロックボルト形成方法。
【請求項２】
削孔形成工程で使用される削孔装置は法面を無限軌道で自走行できるものであることを特徴とする請求項１記載のロックボルト形成方法。
【請求項３】
削孔形成工程で使用される削孔装置は作業台の左右部位に取付けられ、かつ該作業台の幅寸法の数倍の幅寸法の法面の上部のアンカーに係止されるワイヤーを備える左右のウインチで法面を上方および左右方向に移動できるものであることを特徴とする請求項１記載のロックボルト形成方法。
【請求項４】
削孔形成工程で使用される削孔装置はクレーンのブームで吊り下げられるものであることを特徴とする請求項１記載のロックボルト形成方法。
【請求項５】
法面の所定地に作業台を位置させることができる作業車あるいはクレーンと、この作業車あるいはクレーンに取付けられた作業台に回動装置を介して取付けられた約７ｍのガイドシェルと、このガイドシェルに前後進装置で前後進可能に取付けられたベース板と、このベース板に後端部が取付けられ、先端部が前記ガイドシェルの先端部に位置し、かつビットが装着された約７ｍの二重管式削孔機と、この二重管式削孔機のインナーロッドとケーシングロッドの間より前記ビットへ空気あるいはフラッシング用水を供給し、該ビットより空気あるいはフラッシング用水および削孔物とをインナーロッド内を通過させて外部へ排出させる、前記ベース板に取付けられたクリーニング装置とで構成されていることを特徴とする削孔装置。
【請求項６】
作業車は車体に水平方向に回転あるいは回動するように作業台が取付けられ、かつ車体は無限軌道で法面を走行できるように構成されていることを特徴とする請求項５記載の削孔装置。
【請求項７】
作業車はそり状の脚部材が取付けられた作業台と、この作業台の左右部位に取付けられ、引き出されるワイヤーが該作業台の幅寸法より数倍の幅寸法がある法面の上部位置のアンカーに係止される左右のウインチとで構成されていることを特徴とする請求項５記載の削孔装置。

【図１】