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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