自穿孔ロックボルトおよびその施工方法
【課題】ロックボルトの周囲に設置されたモルタルを清浄に保つことができ、かつ迅速に施工することができる自穿孔ロックボルトおよびその施工方法を提供する。
【解決手段】自穿孔ロックボルト１は、削孔チップ１１が植設された削孔ビット本体１０と、削孔ビット本体１０に連結されたロックボルト本体２０と、削孔ビット本体１０に軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在に設置されたケーシングシュー３０と、ケーシングシュー３０に連結された筒状のケーシング４０と、を有している。ケーシング４０は薄鋼板によって形成されたシース管（スパイラルシースパイプ）であって、外周に断面略三角形に突出する突条４１が螺旋状に等しいピッチで形成されている。削孔の際、掘削土砂は削孔ビット本体１０から削孔内に噴出する圧縮空気によってケーシング４０の外面と削孔の内面との隙間を経由して地上に排出される。
【解決手段】自穿孔ロックボルト１は、削孔チップ１１が植設された削孔ビット本体１０と、削孔ビット本体１０に連結されたロックボルト本体２０と、削孔ビット本体１０に軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在に設置されたケーシングシュー３０と、ケーシングシュー３０に連結された筒状のケーシング４０と、を有している。ケーシング４０は薄鋼板によって形成されたシース管（スパイラルシースパイプ）であって、外周に断面略三角形に突出する突条４１が螺旋状に等しいピッチで形成されている。削孔の際、掘削土砂は削孔ビット本体１０から削孔内に噴出する圧縮空気によってケーシング４０の外面と削孔の内面との隙間を経由して地上に排出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自穿孔ロックボルトおよびその施工方法、特に、自穿孔ロックボルトを包囲するモルタルを具備する自穿孔ロックボルトおよびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロックボルトの施工方法は、外面にロープねじが形成された中空のロックボルトを用い、その先端に削孔ビット（複数の削孔チップが設置されている）を設置して、これを回転したり、またはこれに打撃を付与したりして地盤の削孔をするものであった。このとき、圧縮空気をロックボルトの内部を経由して先端から噴出し、掘削土砂をロックボルトの外面と削孔の内面との隙間を経由して地上に排出していた（吹き上げていた）。そして、所定の深さまで削孔が形成されたところで、該削孔内にモルタルを注入し、ロックボルトの周囲をモルタルで包囲していた。
【０００３】
また、崩壊性地盤にロックボルトを設置する場合、削孔の内面の崩壊によって、ロックボルトの外面と削孔の内面との隙間が狭くなったり、または閉塞されたりして掘削土砂の排出が困難になるため、二重管削孔方式を応用した自穿孔ロックボルトが利用されていた。
すなわち、先端に削孔ビットが設置された中空のロックボルトを使用するに際し、削孔ビットに回転自在に外管を設置し、外管内にロックボルトが配置された状態で削孔し、圧縮空気をロックボルトの内部を経由して先端から噴出し、掘削土砂を外管内に取り込んで、ロックボルトの外面と外管の内面との隙間を経由して地上に排出するものである。
そして、所定の深さまで削孔が形成されたところで、外管の内外にモルタルを注入した後、外管を地上に回収したり（引き抜いたり）、一旦、外管の内側にねじ接続鋼管を挿入してから外管を地上に回収した後、ねじ接続鋼管の内外にモルタルを注入して、かつねじ接続鋼管を削孔内に残置していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３６３９０（第８−９頁、図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記ロックボルトの施工方法は、いずれも、掘削土砂をロックボルトの外面と削孔の内面との隙間、あるいは、ロックボルトの外面と外管の内面との隙間、の何れか若しくはその両方を経由して地上に排出するものであるため、モルタルを注入する際、ロックボルトの外面に掘削土砂が付着しているという問題があった。このため、ロックボルトの周囲に設置されたモルタルに掘削土砂が混入し、水密性の悪化を招き、ロックボルトの腐食が進行するおそれが生じていた。なお、前記ねじ接続鋼管の内外にモルタルを注入した場合であっても、ねじ接続鋼管が腐食した後は、前記ロックボルトの腐食が進行するおそれがあった。
また、かかる施工は、外管の回収やねじ接続鋼管の挿入等が必要であるため、施工が煩雑になり、迅速性に欠けるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ロックボルトの周囲に設置されたモルタルを清浄に保ち、モルタルの水密性を維持することを目的とし、引いては、ロックボルトの腐食を防止することができる自穿孔ロックボルト、および自穿孔ロックボルトを迅速に施工することができる、自穿孔ロックボルトの施工方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】
【０００７】
（１）本発明に係る自穿孔ロックボルトは、
削孔チップが設置された削孔ビット本体と、
該削孔ビット本体に連結され、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体と、
前記削孔ビット本体に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシューと、
該ケーシングシューに連結された筒状のケーシングと、
を有する自穿孔ロックボルトであって、
前記削孔ビット本体に、前記貫通孔に連通する通孔が形成され、
前記削孔ビット本体の回転または並進によって削孔が形成される際、該削孔の形成によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする。
【０００８】
（２）前記（１）において、前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管であることを特徴とする。
（３）前記（２）において、前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備する複数のシース管から構成され、それぞれが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結され、前記シース管の突条の外面に前記シース継手管の突条の内面が嵌合、または前記シース管の突条の内面に前記シース継手管の突条の外面が嵌合することを特徴とする。
（４）前記（２）または（３）において、前記ケーシングシューの外面に螺旋状の突条が形成され、該突条の外面に前記シース管の突条の内面が嵌合することを特徴とする。
【０００９】
（５）また、本発明に係る自穿孔ロックボルトの施工方法は、
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記ロックボルト本体と前記ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする。
【００１０】
（６）さらに、本発明に係る自穿孔ロックボルトの施工方法は、
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第１ロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第１シース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
前記第１ロックボルト本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第２ロックボルト本体を連結すると共に、前記第１シース管に、外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第２シース管を、外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結する工程と、
さらに、前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記第１ロックボルト本体および第２ロックボルト本体と前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る自穿孔ロックボルトは以上であるから、以下の効果を奏する。
（ｉ）本発明に係る自穿孔ロックボルトは、掘削土砂が、通孔から噴出する空気によって、ケーシングの外面と削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されるから、ロックボルト本体に掘削土砂が付着することがない。したがって、ロックボルト本体とケーシングとの間に注入されたモルタルは清浄であって、水密性を具備するから、ロックボルト本体の防食効果を奏する。
また、ケーシングは削孔に並行して設置されるから、施工が簡素で迅速になる。さらに、削孔ビット本体が回転しても、ケーシングは回転しないから、掘削に要するトルクが増すことがない。
（ｉｉ）また、ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管であって、薄肉・軽量でありながら所定の剛性を有するから、自穿孔ロックボルト（削孔ビット本体、ロックボルト本体、ケーシングシュー、およびケーシングが結合された状態）が軽量になるため、施工機械が小型になると共に、施工が容易かつ迅速になる。また、シース管の止水によって、ロックボルト本体の防食効果が助長される。さらに、シース管が安価であるから、これを地盤に残置しても施工コストがさほど上昇することがない。
（ｉｉｉ）また、ケーシングを構成する複数のシース管が、シース継手管によって連結され、それぞれの突条が嵌合するから、それぞれの連結が容易かつ堅固であるため、施工が迅速になると共に、施工の信頼性が向上する。
【００１２】
（ｉｖ）また、ケーシングシューの外面に螺旋状の突条が形成され、該突条の外面にシース管の突条の内面が嵌合するから、ケーシングシューとシース管との連結が容易かつ堅固であるため、施工が迅速になると共に、施工の信頼性が向上する。また、ケーシングシューの外面への螺旋状の突条の形成が容易であるから、ケーシングシューの製造コストの上昇が防止される。
【００１３】
また、本発明に係る自穿孔ロックボルトの施工方法は以上であるから、以下の効果を奏する。
（ｖ）削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、ケーシングの外面と削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されるから、ロックボルト本体に掘削土砂が付着することがない。したがって、ロックボルト本体とケーシングとの間に注入されたモルタルは清浄であって、水密性を具備するから、ロックボルト本体の防食効果を奏する。また、ケーシングは削孔に並行して設置されるから、施工が簡素で迅速になる。さらに、削孔ビット本体が回転しても、ケーシングは回転しないから、掘削に要するトルクが増えない。
（ｖｉ）さらに、第１ロックボルト本体に第２ロックボルト本体を連結すると共に、第１シース管に第２シース管をシース継手管によって連結するから、それぞれの連結が容易かつ堅固であるため、深い削孔であっても、施工が迅速になると共に、施工の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施の形態１−自穿孔ロックボルト］
図１〜図３は本発明の実施形態１に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明するものであって、図１は全体を示す一部を透視した側面図、図２、３は自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図である。
図１において、自穿孔ロックボルト１は、削孔チップ１１が設置された削孔ビット本体１０と、削孔ビット本体１０に連結され、軸方向に貫通する貫通孔２２を具備するロックボルト本体２０と、削孔ビット本体１０に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシュー３０と、ケーシングシュー３０に連結された筒状のケーシング４０と、を有している。
【００１５】
（削孔ビット本体）
図２の（ａ）において、 削孔ビット本体１０は、先端側（図中左側）が広がった略円錐台状の頭部１２と、頭部１２の後端側（図中左側）に続く筒状部１５とを有している。頭部１２の先端面（図中左側の面）には、削孔チップ１１が放射状に設置され、頭部１２の中心には、筒状部１５の内部に連通する止まり孔１３が形成され、止まり孔１３には側面に開口した通孔１４が連通している。なお、本発明は、削孔チップ１１の設置の要領を限定するものではなく、冶金的に接合または機械的に取り付けても、あるいは、頭部１２と一体的に形成（たとえば、鋳包や一体鋳造等）してもよい。また、通孔１４の数量や配置は限定するものではなく、先端面に開口してもよい。
筒状部１５の内面にはロープ左ネジ１６（たとえば、φ３２．３／φ２８．３−Ｐ１２．７）が形成され、外面には前径大部１７ａおよび後径大部１７ｂと、前径小部１８ａおよび後径小部８ｂとが交互に形成されている。そして、後径大部１７ｂ（前径小部１８ａと後径小部１８ｂとに挟まれている）には、雄ねじ５１が形成されている。
【００１６】
（ロックボルト本体）
図２の（ｂ）において、ロックボルト本体２０の外面にはロープ左ネジ２１（たとえば、φ３２．３／φ２８．３−Ｐ１２．７）が形成され、軸方向に貫通する貫通孔２２を有している。そして、ロックボルト本体２０は削孔ビット本体１０に連結されるものであって、前者のロープ左ネジ２１は後者のロープ左ネジ１６に嵌合（螺合）するものである。
なお、図１において、ロックボルト本体２０の後端（図中左端部）には、図示しない第２のロックボルト本体がロックボルト継手２３によって連結されている。ロックボルト継手２３は所定の長さの筒状であって、内面にロープ左ネジ２１に嵌合（螺合）するロープ左ネジが形成されている。
【００１７】
（ケーシングシュー）
図３の（ａ）において、ケーシングシュー３０は筒状であって、掘削ビット係止部３１と、掘削ビット係止部３１に連なって掘削ビット係止部３１よりも僅かに径小のケーシング設置部３４とを有している。
掘削ビット係止部３１の内周には前径大部３２ａおよび後径大部３２ｂと、これらに挟まれた径小部３３とが形成され、径小部３３には削孔ビット本体１０に形成された雄ねじ５１に螺合する雌ねじ５２が形成されている。
したがって、削孔ビット本体１０の後径小部１８ｂを、ケーシングシュー３０の前径大部３２ａおよび径小部３３に挿入し、前者と後者とを相対的に回転して前者の雄ねじ５１と後者の雌ねじ５２とを螺合させ、さらに、前者と後者とを相対的に回転すると、該螺合は外れて、前者の後径大部１７ｂ（雄ねじ５１が形成されている）は後者の後径大部３２ｂに侵入し、前者の前径大部１７ａは後者の前径大部３２ａに、それぞれ侵入する。
すなわち、該侵入した状態で、両者は互いに軸方向には拘束され、周方向には回転自在になっている。
【００１８】
ケーシング設置部３４は、ロックボルト本体２０が侵入するに十分な内径を有し、外周には、断面略三角形に突出する突条３５が螺旋状に等しいピッチで形成されている。なお、突条３５の断面形状は限定するものではなく、略台形や略半円形等であってもよい。また、突条の条数は限定するものではなく、１条または２条以上であってもよい。
【００１９】
（ケーシング）
図３の（ｂ）において、ケーシング４０は薄鋼板によって形成されたシース管（スパイラルシースパイプ）であって、外周に断面略三角形に突出する突条４１が螺旋状に等しいピッチで形成されている。なお、ケーシング４０は薄鋼板によって形成されているから、内周にも、突条４１に同じ突条が形成されている（図３の（ｂ）において、図が煩雑にならないよう、突条４１の内面の記載を省略している）。
そして、ケーシングシュー３０のケーシング設置部３４をケーシング４０内に挿入して、両者を相対回転すると、前者の突条３５の外面と後者の突条４１の内面とは嵌合（螺合）するものである。したがって、該嵌合によって、ケーシングシュー３０とケーシング４０とは、容易かつ堅固に連結されることになる。なお、該連結の弛みを防止するために、たとえば、スポット溶接や接着材等によって、両者を部分的に接合してもよい。
【００２０】
なお、図１において、ケーシング４０の後端には、外周に断面略三角形に突出する突条４３が螺旋状に等しいピッチで形成されているシース継手管４２によって、図示しない第２のケーシングが連結されている。
このとき、シース継手管４２はケーシング４０よりも僅かに径大であって、前者の突条４３の内面と後者の突条４１の外面とが嵌合（螺合）するものである。なお、シース継手管４２はケーシング４０よりも僅かに径小にして、前者の突条４３の外面と後者の突条４１の内面とが嵌合（螺合）するようにしてよい。
したがって、該嵌合が容易かつ堅固であるから、ケーシング４０が複数のシース管から形成される場合であっても、施工作業は迅速であって、施工の信頼性が担保される。
【００２１】
［実施の形態２−自穿孔ロックボルト］
図４、５は本発明の実施形態２に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明するものであって、図４は部分を示す一部を透視した側面図、図５は自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図である。図４において、自穿孔ロックボルト２は、削孔チップ１１が設置された削孔ビット本体６０と、削孔ビット本体６０に連結され、軸方向に貫通する貫通孔２２を具備するロックボルト本体２０と、削孔ビット本体６０に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシュー７０と、ケーシングシュー７０に連結された筒状のケーシング４０と、を有している。
自穿孔ロックボルト２は、削孔ビット本体６０とケーシングシュー７０との連結機構８０（これについては以下に説明する）において、自穿孔ロックボルト（実施の形態１）と相違し、その他の点において同じである。以下、相違点を中心に説明する。
【００２２】
（削孔ビット本体）
図５の（ａ）において、削孔ビット本体６０は、先端側（図中左側）が広がった頭部６２と、頭部６２の後端側（図中左側）に続く筒状部６５とを有している。頭部６２の先端面（図中左側の面）には、削孔チップ１１が放射状に設置され、頭部６２の中心には、筒状部６５の内部に連通する止まり孔６３が形成され、止まり孔６３には側面に開口した通孔６４が連通している。なお、通孔６４の数量や配置は限定するものではなく、先端面に開口してもよい。
筒状部６５の内面にはロープ左ネジ６６（たとえば、φ３２．３／φ２８．３−Ｐ１２．７）が形成され、外面には前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂと、前径小部６８ａおよび後径小部６８ｂとが交互に形成されている。
【００２３】
（止め輪）
そして、前径小部６８ａ（前径大部６７ａと後径大部６７ｂとに挟まれている）には、Ｃ字状の止め輪８０（いわゆるＣクリップ、前記「連結機構８０」に同じ）が配置されている。止め輪８０は、たとえば、ばね鋼によって形成され、可撓性を具備している。すなわち、拡径した際は、その内径が前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも大きくなり、縮径した際は、その外径が前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径に略等しいか、前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも小さくなるものである。
【００２４】
（ケーシングシュー）
図５の（ｂ）において、ケーシングシュー７０は筒状であって、掘削ビット係止部７１と、掘削ビット係止部７１に連なって掘削ビット係止部７１よりも僅かに径小のケーシング設置部７４とを有している。
掘削ビット係止部７１の内周には前径小部７２ａおよび後径小部７２ｂと、これらに挟まれた径大部７３とが形成され、径大部７３には削孔ビット本体６０に設置された止め輪８０が侵入自在になっている。
したがって、削孔ビット本体６０をケーシングシュー７０に設置する要領は、前者の後径大部６７ｂおよび後径小部６８ｂを、後者の前径小部７２ａに挿入し、止め輪８０を縮径して、その外径を後者の前径小部７２ａの内径よりも小さくし、止め輪８０を後者の前径小部７２ａに挿入する。そして、前者を後者にさらに押し込むと、止め輪８０は後者の前径小部７２ａを通過し、径大部７３に到達して拡径する。
【００２５】
このとき、止め輪８０の外径はケーシングシュー７０の前径小部７２ａおよび後径小部７２ｂの内径よりも大きく、止め輪８０の内径はケーシングシュー７０の前径小部７２ａおよび後径小部７２ｂの内径よりも小さいから、止め輪８０がケーシングシュー７０の径大部７３から外れることがない。また、止め輪８０の外径は削孔ビット本体６０の前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも大きく、止め輪８０の内径は削孔ビット本体６０の前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも小さいから、止め輪８０が削孔ビット本体６０の前径小部６８ａから外れることがない。すなわち、削孔ビット本体６０とケーシングシュー７０とは、止め輪８０によって、軸方向には拘束され、周方向には回転自在に連結されている。
なお、以上は、削孔ビット本体６０に止め輪８０をあらかじめ設置した状態で、削孔ビット本体６０とケーシングシュー７０とを連結しているが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、削孔ビット本体６０をケーシングシュー７０に挿入した後、前者の前径小部６８ａと後者の径大部７３によって形成される環状溝に、削孔ビット本体６０に設けた孔から可撓性を具備する略Ｃ字材あるいは線材（ピアノ線、ワイヤ等）を挿入してもよい。
【００２６】
（ケーシング）
図４において、実施の形態１に説明するケーシング４０に同じである。すなわち、薄鋼板によって形成されたシース管（スパイラルシースパイプ）であって、外周に断面略三角形に突出する突条４１が螺旋状に等しいピッチで形成されている。
なお、本発明はケーシングは、突条が螺旋状に形成されているものに限定するものではなく、円環状の突条が複数形成されたもの（いわゆるコルゲートパイプに同じ）は均等である。このとき、ケーシングシュー７０とケーシング（コルゲートパイプ）のとの連結は、ケーシングシュー７０のケーシング設置部７４に突条７５に替えて、円環状の溝を形成しておき、かかるケーシングシュー７０の溝とケーシング（コルゲートパイプ）の突条の内面とが形成する円環状の溝に、Ｃ型の止め輪を配置することによって実行される。また、ケーシング（コルゲートパイプ）同士の連結は、公知のコルゲートジョイントを使用する。なお、コルゲートパイプが螺旋状または円環状であるにかかわらず、連結を堅固にする目的で、スポット溶接や接着材を併用してもよい。
【００２７】
［実施の形態３−自穿孔ロックボルトの施工方法］
図６は本発明の実施形態３に係る自穿孔ロックボルトの施工方法を模式的に説明する、一部を透視した側面図である。なお、以下、自穿孔ロックボルト１（実施の形態１）の施工方法を説明するが、自穿孔ロックボルト２（実施の形態２）の施工方法も同じである。
【００２８】
図６の（ａ）において、自穿孔ロックボルト１（実施の形態１参照）を、削孔位置に配置する。すなわち、削孔ビット本体１０が回転自在に連結されたケーシングシュー３０にケーシング（シース管）４０が連結され、削孔ビット本体１０にロックボルト本体２０が連結されている。そして、ロックボルト本体２０の後端（図中上端）に、図示しない削孔機の駆動軸と連結手段９によって、連結されている。なお、連結手段９は、ロックボルト本体２０に回転または打撃の一方または両方を伝達すると共に、ロックボルト本体２０の貫通孔２２に圧縮空気（または、掘削土砂を地上に排出するたの水等の液体）を供給するものである。
【００２９】
図６の（ｂ）において、削孔ビット本体１０を回転して、または打撃して、あるいは回転と打撃の両方をして掘削している。このとき、削孔ビット本体１０の通孔１４から、圧縮空気（または水等の液体）削孔内に噴出している。このため、削孔によって発生した掘削土砂はケーシング４０の外面と削孔の内面との隙間を経由して、地上に吹き出される（図中矢印にて示す）。このとき、噴出した圧縮空気（または水等の液体）がケーシング４０内に侵入しないから、ケーシング４０内に掘削土砂が侵入することもなく、ロックボルト本体２０の外面に掘削土砂が付着することはない。
【００３０】
図６の（ｃ）において、所定の深さまで削孔が進んだところで、ロックボルト本体２０に２本目のロックボルト本体２０ｂをロックボルト継手２３によって連結する。
【００３１】
図６の（ｄ）において、ケーシング４０に２本目のケーシング４０ｂをシース継手管４２によって連結し、２本目のロックボルト本体２０ｂを、連結手段９によって図示しない削孔機の駆動軸に連結する。
【００３２】
図６の（ｅ）において、図６の（ｂ）と同様に削孔し、所定の深の削孔が形成された時点で、ケーシング４０および２本目のケーシング４０ｂ内にモルタル９１を注入する。このとき、前述のように、ケーシング４０内に掘削土砂が侵入していないから、ロックボルト本体２０および２本目のロックボルト本体２０ｂ外面は清浄なモルタル層で包囲されることになる。
【００３３】
図６の（ｆ）において、さらに、ロックボルト本体２０の貫通孔２２および２本目のロックボルト本体２０ｂの貫通孔２２と、削孔ビット本体１０の通孔１４とを経由して、削孔中にモルタル９２を注入する。
したがって、ロックボルト本体２０および２本目のロックボルト本体２０ｂは、ケーシング４０および２本目のケーシング４０ｂの内側の清浄なモルタル９１の層と、ケーシング４０および２本目のケーシング４０ｂと、その外側のモルタル９２の層と、によって防錆されることになる。
【００３４】
なお、以上は、ロックボルト本体２０およびケーシング４０にそれぞれ２本目のロックボルト本体２０ｂおよびケーシング４０ｂが連結される場合を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、それぞれが１本あるいは３本以上であってもよい。
さらに、ケーシング４０を形成する材料は限定するものではなく、腐食環境の地盤に施工される場合等、ケーシング４０を表面処理鋼板やステンレス薄板によって形成されたものにしたり、連結部に水密性を向上させるシール手段を配置したりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ケーシングとして地盤にそのまま残置するシース管を使用し、ロックボルトの周囲に設置されたモルタルを清浄に保つことができるから、様々な環境の地盤に設置される自穿孔ロックボルトとして、また、その施工方法として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態１に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明する全体を示す一部を透視した側面図。
【図２】図１に示す自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図であって、（ａ）は削孔ビット本体、（ｂ）はロックボルト。
【図３】図１に示す自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図であって、（ａ）はケーシングシュー、（ｂ）はケーシング。
【図４】本発明の実施形態２に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明する部分を示す一部を透視した側面図。
【図５】図４に示す自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図であって、（ａ）は削孔ビット本体、（ｂ）はケーシングシュー。
【図６】図１に示す自穿孔ロックボルトの施工方法を模式的に説明する、一部を透視した側面図。
【符号の説明】
【００３７】
１ 自穿孔ロックボルト（実施の形態１）
２ 自穿孔ロックボルト（実施の形態２）
９ 連結手段
１０ 削孔ビット本体（実施の形態１）
１１ 削孔チップ
１２ 頭部
１３ 止まり孔
１４ 通孔
１５ 筒状部
１６ ロープ左ネジ
１７ａ 前径大部
１７ｂ 後径大部
１８ａ 前径小部
１８ｂ 後径小部
２０ ロックボルト本体
２０ｂ ２本目のロックボルト本体
２１ ロープ左ネジ
２２ 貫通孔
２３ ロックボルト継手
３０ ケーシングシュー（実施の形態１）
３１ 掘削ビット係止部
３２ａ 前径大部
３２ｂ 後径大部
３３ 径小部
３４ ケーシング設置部
３５ 突条
４０ ケーシング
４０ｂ ２本目のケーシング
４１ 突条
４２ シース継手管
４３ 突条
６０ 削孔ビット本体（実施の形態２）
６２ 頭部
６３ 止まり孔
６４ 通孔
６５ 筒状部
６６ ロープ左ネジ
６７ａ 前径大部
６７ｂ 後径大部
６８ａ 前径小部
６８ｂ 後径小部
７０ ケーシングシュー（実施の形態２）
７１ 掘削ビット係止部
７２ａ 前径小部
７２ｂ 後径小部
７３ 径大部
７４ ケーシング設置部
７５ 突条
８０ 止め輪（連結機構）
９１ モルタル（ケーシングの内側）
９２ モルタル（ケーシングの外側）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自穿孔ロックボルトおよびその施工方法、特に、自穿孔ロックボルトを包囲するモルタルを具備する自穿孔ロックボルトおよびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロックボルトの施工方法は、外面にロープねじが形成された中空のロックボルトを用い、その先端に削孔ビット（複数の削孔チップが設置されている）を設置して、これを回転したり、またはこれに打撃を付与したりして地盤の削孔をするものであった。このとき、圧縮空気をロックボルトの内部を経由して先端から噴出し、掘削土砂をロックボルトの外面と削孔の内面との隙間を経由して地上に排出していた（吹き上げていた）。そして、所定の深さまで削孔が形成されたところで、該削孔内にモルタルを注入し、ロックボルトの周囲をモルタルで包囲していた。
【０００３】
また、崩壊性地盤にロックボルトを設置する場合、削孔の内面の崩壊によって、ロックボルトの外面と削孔の内面との隙間が狭くなったり、または閉塞されたりして掘削土砂の排出が困難になるため、二重管削孔方式を応用した自穿孔ロックボルトが利用されていた。
すなわち、先端に削孔ビットが設置された中空のロックボルトを使用するに際し、削孔ビットに回転自在に外管を設置し、外管内にロックボルトが配置された状態で削孔し、圧縮空気をロックボルトの内部を経由して先端から噴出し、掘削土砂を外管内に取り込んで、ロックボルトの外面と外管の内面との隙間を経由して地上に排出するものである。
そして、所定の深さまで削孔が形成されたところで、外管の内外にモルタルを注入した後、外管を地上に回収したり（引き抜いたり）、一旦、外管の内側にねじ接続鋼管を挿入してから外管を地上に回収した後、ねじ接続鋼管の内外にモルタルを注入して、かつねじ接続鋼管を削孔内に残置していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３６３９０（第８−９頁、図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記ロックボルトの施工方法は、いずれも、掘削土砂をロックボルトの外面と削孔の内面との隙間、あるいは、ロックボルトの外面と外管の内面との隙間、の何れか若しくはその両方を経由して地上に排出するものであるため、モルタルを注入する際、ロックボルトの外面に掘削土砂が付着しているという問題があった。このため、ロックボルトの周囲に設置されたモルタルに掘削土砂が混入し、水密性の悪化を招き、ロックボルトの腐食が進行するおそれが生じていた。なお、前記ねじ接続鋼管の内外にモルタルを注入した場合であっても、ねじ接続鋼管が腐食した後は、前記ロックボルトの腐食が進行するおそれがあった。
また、かかる施工は、外管の回収やねじ接続鋼管の挿入等が必要であるため、施工が煩雑になり、迅速性に欠けるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ロックボルトの周囲に設置されたモルタルを清浄に保ち、モルタルの水密性を維持することを目的とし、引いては、ロックボルトの腐食を防止することができる自穿孔ロックボルト、および自穿孔ロックボルトを迅速に施工することができる、自穿孔ロックボルトの施工方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】
【０００７】
（１）本発明に係る自穿孔ロックボルトは、
削孔チップが設置された削孔ビット本体と、
該削孔ビット本体に連結され、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体と、
前記削孔ビット本体に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシューと、
該ケーシングシューに連結された筒状のケーシングと、
を有する自穿孔ロックボルトであって、
前記削孔ビット本体に、前記貫通孔に連通する通孔が形成され、
前記削孔ビット本体の回転または並進によって削孔が形成される際、該削孔の形成によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする。
【０００８】
（２）前記（１）において、前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管であることを特徴とする。
（３）前記（２）において、前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備する複数のシース管から構成され、それぞれが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結され、前記シース管の突条の外面に前記シース継手管の突条の内面が嵌合、または前記シース管の突条の内面に前記シース継手管の突条の外面が嵌合することを特徴とする。
（４）前記（２）または（３）において、前記ケーシングシューの外面に螺旋状の突条が形成され、該突条の外面に前記シース管の突条の内面が嵌合することを特徴とする。
【０００９】
（５）また、本発明に係る自穿孔ロックボルトの施工方法は、
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記ロックボルト本体と前記ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする。
【００１０】
（６）さらに、本発明に係る自穿孔ロックボルトの施工方法は、
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第１ロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第１シース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
前記第１ロックボルト本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第２ロックボルト本体を連結すると共に、前記第１シース管に、外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第２シース管を、外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結する工程と、
さらに、前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記第１ロックボルト本体および第２ロックボルト本体と前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る自穿孔ロックボルトは以上であるから、以下の効果を奏する。
（ｉ）本発明に係る自穿孔ロックボルトは、掘削土砂が、通孔から噴出する空気によって、ケーシングの外面と削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されるから、ロックボルト本体に掘削土砂が付着することがない。したがって、ロックボルト本体とケーシングとの間に注入されたモルタルは清浄であって、水密性を具備するから、ロックボルト本体の防食効果を奏する。
また、ケーシングは削孔に並行して設置されるから、施工が簡素で迅速になる。さらに、削孔ビット本体が回転しても、ケーシングは回転しないから、掘削に要するトルクが増すことがない。
（ｉｉ）また、ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管であって、薄肉・軽量でありながら所定の剛性を有するから、自穿孔ロックボルト（削孔ビット本体、ロックボルト本体、ケーシングシュー、およびケーシングが結合された状態）が軽量になるため、施工機械が小型になると共に、施工が容易かつ迅速になる。また、シース管の止水によって、ロックボルト本体の防食効果が助長される。さらに、シース管が安価であるから、これを地盤に残置しても施工コストがさほど上昇することがない。
（ｉｉｉ）また、ケーシングを構成する複数のシース管が、シース継手管によって連結され、それぞれの突条が嵌合するから、それぞれの連結が容易かつ堅固であるため、施工が迅速になると共に、施工の信頼性が向上する。
【００１２】
（ｉｖ）また、ケーシングシューの外面に螺旋状の突条が形成され、該突条の外面にシース管の突条の内面が嵌合するから、ケーシングシューとシース管との連結が容易かつ堅固であるため、施工が迅速になると共に、施工の信頼性が向上する。また、ケーシングシューの外面への螺旋状の突条の形成が容易であるから、ケーシングシューの製造コストの上昇が防止される。
【００１３】
また、本発明に係る自穿孔ロックボルトの施工方法は以上であるから、以下の効果を奏する。
（ｖ）削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、ケーシングの外面と削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されるから、ロックボルト本体に掘削土砂が付着することがない。したがって、ロックボルト本体とケーシングとの間に注入されたモルタルは清浄であって、水密性を具備するから、ロックボルト本体の防食効果を奏する。また、ケーシングは削孔に並行して設置されるから、施工が簡素で迅速になる。さらに、削孔ビット本体が回転しても、ケーシングは回転しないから、掘削に要するトルクが増えない。
（ｖｉ）さらに、第１ロックボルト本体に第２ロックボルト本体を連結すると共に、第１シース管に第２シース管をシース継手管によって連結するから、それぞれの連結が容易かつ堅固であるため、深い削孔であっても、施工が迅速になると共に、施工の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施の形態１−自穿孔ロックボルト］
図１〜図３は本発明の実施形態１に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明するものであって、図１は全体を示す一部を透視した側面図、図２、３は自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図である。
図１において、自穿孔ロックボルト１は、削孔チップ１１が設置された削孔ビット本体１０と、削孔ビット本体１０に連結され、軸方向に貫通する貫通孔２２を具備するロックボルト本体２０と、削孔ビット本体１０に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシュー３０と、ケーシングシュー３０に連結された筒状のケーシング４０と、を有している。
【００１５】
（削孔ビット本体）
図２の（ａ）において、 削孔ビット本体１０は、先端側（図中左側）が広がった略円錐台状の頭部１２と、頭部１２の後端側（図中左側）に続く筒状部１５とを有している。頭部１２の先端面（図中左側の面）には、削孔チップ１１が放射状に設置され、頭部１２の中心には、筒状部１５の内部に連通する止まり孔１３が形成され、止まり孔１３には側面に開口した通孔１４が連通している。なお、本発明は、削孔チップ１１の設置の要領を限定するものではなく、冶金的に接合または機械的に取り付けても、あるいは、頭部１２と一体的に形成（たとえば、鋳包や一体鋳造等）してもよい。また、通孔１４の数量や配置は限定するものではなく、先端面に開口してもよい。
筒状部１５の内面にはロープ左ネジ１６（たとえば、φ３２．３／φ２８．３−Ｐ１２．７）が形成され、外面には前径大部１７ａおよび後径大部１７ｂと、前径小部１８ａおよび後径小部８ｂとが交互に形成されている。そして、後径大部１７ｂ（前径小部１８ａと後径小部１８ｂとに挟まれている）には、雄ねじ５１が形成されている。
【００１６】
（ロックボルト本体）
図２の（ｂ）において、ロックボルト本体２０の外面にはロープ左ネジ２１（たとえば、φ３２．３／φ２８．３−Ｐ１２．７）が形成され、軸方向に貫通する貫通孔２２を有している。そして、ロックボルト本体２０は削孔ビット本体１０に連結されるものであって、前者のロープ左ネジ２１は後者のロープ左ネジ１６に嵌合（螺合）するものである。
なお、図１において、ロックボルト本体２０の後端（図中左端部）には、図示しない第２のロックボルト本体がロックボルト継手２３によって連結されている。ロックボルト継手２３は所定の長さの筒状であって、内面にロープ左ネジ２１に嵌合（螺合）するロープ左ネジが形成されている。
【００１７】
（ケーシングシュー）
図３の（ａ）において、ケーシングシュー３０は筒状であって、掘削ビット係止部３１と、掘削ビット係止部３１に連なって掘削ビット係止部３１よりも僅かに径小のケーシング設置部３４とを有している。
掘削ビット係止部３１の内周には前径大部３２ａおよび後径大部３２ｂと、これらに挟まれた径小部３３とが形成され、径小部３３には削孔ビット本体１０に形成された雄ねじ５１に螺合する雌ねじ５２が形成されている。
したがって、削孔ビット本体１０の後径小部１８ｂを、ケーシングシュー３０の前径大部３２ａおよび径小部３３に挿入し、前者と後者とを相対的に回転して前者の雄ねじ５１と後者の雌ねじ５２とを螺合させ、さらに、前者と後者とを相対的に回転すると、該螺合は外れて、前者の後径大部１７ｂ（雄ねじ５１が形成されている）は後者の後径大部３２ｂに侵入し、前者の前径大部１７ａは後者の前径大部３２ａに、それぞれ侵入する。
すなわち、該侵入した状態で、両者は互いに軸方向には拘束され、周方向には回転自在になっている。
【００１８】
ケーシング設置部３４は、ロックボルト本体２０が侵入するに十分な内径を有し、外周には、断面略三角形に突出する突条３５が螺旋状に等しいピッチで形成されている。なお、突条３５の断面形状は限定するものではなく、略台形や略半円形等であってもよい。また、突条の条数は限定するものではなく、１条または２条以上であってもよい。
【００１９】
（ケーシング）
図３の（ｂ）において、ケーシング４０は薄鋼板によって形成されたシース管（スパイラルシースパイプ）であって、外周に断面略三角形に突出する突条４１が螺旋状に等しいピッチで形成されている。なお、ケーシング４０は薄鋼板によって形成されているから、内周にも、突条４１に同じ突条が形成されている（図３の（ｂ）において、図が煩雑にならないよう、突条４１の内面の記載を省略している）。
そして、ケーシングシュー３０のケーシング設置部３４をケーシング４０内に挿入して、両者を相対回転すると、前者の突条３５の外面と後者の突条４１の内面とは嵌合（螺合）するものである。したがって、該嵌合によって、ケーシングシュー３０とケーシング４０とは、容易かつ堅固に連結されることになる。なお、該連結の弛みを防止するために、たとえば、スポット溶接や接着材等によって、両者を部分的に接合してもよい。
【００２０】
なお、図１において、ケーシング４０の後端には、外周に断面略三角形に突出する突条４３が螺旋状に等しいピッチで形成されているシース継手管４２によって、図示しない第２のケーシングが連結されている。
このとき、シース継手管４２はケーシング４０よりも僅かに径大であって、前者の突条４３の内面と後者の突条４１の外面とが嵌合（螺合）するものである。なお、シース継手管４２はケーシング４０よりも僅かに径小にして、前者の突条４３の外面と後者の突条４１の内面とが嵌合（螺合）するようにしてよい。
したがって、該嵌合が容易かつ堅固であるから、ケーシング４０が複数のシース管から形成される場合であっても、施工作業は迅速であって、施工の信頼性が担保される。
【００２１】
［実施の形態２−自穿孔ロックボルト］
図４、５は本発明の実施形態２に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明するものであって、図４は部分を示す一部を透視した側面図、図５は自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図である。図４において、自穿孔ロックボルト２は、削孔チップ１１が設置された削孔ビット本体６０と、削孔ビット本体６０に連結され、軸方向に貫通する貫通孔２２を具備するロックボルト本体２０と、削孔ビット本体６０に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシュー７０と、ケーシングシュー７０に連結された筒状のケーシング４０と、を有している。
自穿孔ロックボルト２は、削孔ビット本体６０とケーシングシュー７０との連結機構８０（これについては以下に説明する）において、自穿孔ロックボルト（実施の形態１）と相違し、その他の点において同じである。以下、相違点を中心に説明する。
【００２２】
（削孔ビット本体）
図５の（ａ）において、削孔ビット本体６０は、先端側（図中左側）が広がった頭部６２と、頭部６２の後端側（図中左側）に続く筒状部６５とを有している。頭部６２の先端面（図中左側の面）には、削孔チップ１１が放射状に設置され、頭部６２の中心には、筒状部６５の内部に連通する止まり孔６３が形成され、止まり孔６３には側面に開口した通孔６４が連通している。なお、通孔６４の数量や配置は限定するものではなく、先端面に開口してもよい。
筒状部６５の内面にはロープ左ネジ６６（たとえば、φ３２．３／φ２８．３−Ｐ１２．７）が形成され、外面には前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂと、前径小部６８ａおよび後径小部６８ｂとが交互に形成されている。
【００２３】
（止め輪）
そして、前径小部６８ａ（前径大部６７ａと後径大部６７ｂとに挟まれている）には、Ｃ字状の止め輪８０（いわゆるＣクリップ、前記「連結機構８０」に同じ）が配置されている。止め輪８０は、たとえば、ばね鋼によって形成され、可撓性を具備している。すなわち、拡径した際は、その内径が前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも大きくなり、縮径した際は、その外径が前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径に略等しいか、前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも小さくなるものである。
【００２４】
（ケーシングシュー）
図５の（ｂ）において、ケーシングシュー７０は筒状であって、掘削ビット係止部７１と、掘削ビット係止部７１に連なって掘削ビット係止部７１よりも僅かに径小のケーシング設置部７４とを有している。
掘削ビット係止部７１の内周には前径小部７２ａおよび後径小部７２ｂと、これらに挟まれた径大部７３とが形成され、径大部７３には削孔ビット本体６０に設置された止め輪８０が侵入自在になっている。
したがって、削孔ビット本体６０をケーシングシュー７０に設置する要領は、前者の後径大部６７ｂおよび後径小部６８ｂを、後者の前径小部７２ａに挿入し、止め輪８０を縮径して、その外径を後者の前径小部７２ａの内径よりも小さくし、止め輪８０を後者の前径小部７２ａに挿入する。そして、前者を後者にさらに押し込むと、止め輪８０は後者の前径小部７２ａを通過し、径大部７３に到達して拡径する。
【００２５】
このとき、止め輪８０の外径はケーシングシュー７０の前径小部７２ａおよび後径小部７２ｂの内径よりも大きく、止め輪８０の内径はケーシングシュー７０の前径小部７２ａおよび後径小部７２ｂの内径よりも小さいから、止め輪８０がケーシングシュー７０の径大部７３から外れることがない。また、止め輪８０の外径は削孔ビット本体６０の前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも大きく、止め輪８０の内径は削孔ビット本体６０の前径大部６７ａおよび後径大部６７ｂの外径よりも小さいから、止め輪８０が削孔ビット本体６０の前径小部６８ａから外れることがない。すなわち、削孔ビット本体６０とケーシングシュー７０とは、止め輪８０によって、軸方向には拘束され、周方向には回転自在に連結されている。
なお、以上は、削孔ビット本体６０に止め輪８０をあらかじめ設置した状態で、削孔ビット本体６０とケーシングシュー７０とを連結しているが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、削孔ビット本体６０をケーシングシュー７０に挿入した後、前者の前径小部６８ａと後者の径大部７３によって形成される環状溝に、削孔ビット本体６０に設けた孔から可撓性を具備する略Ｃ字材あるいは線材（ピアノ線、ワイヤ等）を挿入してもよい。
【００２６】
（ケーシング）
図４において、実施の形態１に説明するケーシング４０に同じである。すなわち、薄鋼板によって形成されたシース管（スパイラルシースパイプ）であって、外周に断面略三角形に突出する突条４１が螺旋状に等しいピッチで形成されている。
なお、本発明はケーシングは、突条が螺旋状に形成されているものに限定するものではなく、円環状の突条が複数形成されたもの（いわゆるコルゲートパイプに同じ）は均等である。このとき、ケーシングシュー７０とケーシング（コルゲートパイプ）のとの連結は、ケーシングシュー７０のケーシング設置部７４に突条７５に替えて、円環状の溝を形成しておき、かかるケーシングシュー７０の溝とケーシング（コルゲートパイプ）の突条の内面とが形成する円環状の溝に、Ｃ型の止め輪を配置することによって実行される。また、ケーシング（コルゲートパイプ）同士の連結は、公知のコルゲートジョイントを使用する。なお、コルゲートパイプが螺旋状または円環状であるにかかわらず、連結を堅固にする目的で、スポット溶接や接着材を併用してもよい。
【００２７】
［実施の形態３−自穿孔ロックボルトの施工方法］
図６は本発明の実施形態３に係る自穿孔ロックボルトの施工方法を模式的に説明する、一部を透視した側面図である。なお、以下、自穿孔ロックボルト１（実施の形態１）の施工方法を説明するが、自穿孔ロックボルト２（実施の形態２）の施工方法も同じである。
【００２８】
図６の（ａ）において、自穿孔ロックボルト１（実施の形態１参照）を、削孔位置に配置する。すなわち、削孔ビット本体１０が回転自在に連結されたケーシングシュー３０にケーシング（シース管）４０が連結され、削孔ビット本体１０にロックボルト本体２０が連結されている。そして、ロックボルト本体２０の後端（図中上端）に、図示しない削孔機の駆動軸と連結手段９によって、連結されている。なお、連結手段９は、ロックボルト本体２０に回転または打撃の一方または両方を伝達すると共に、ロックボルト本体２０の貫通孔２２に圧縮空気（または、掘削土砂を地上に排出するたの水等の液体）を供給するものである。
【００２９】
図６の（ｂ）において、削孔ビット本体１０を回転して、または打撃して、あるいは回転と打撃の両方をして掘削している。このとき、削孔ビット本体１０の通孔１４から、圧縮空気（または水等の液体）削孔内に噴出している。このため、削孔によって発生した掘削土砂はケーシング４０の外面と削孔の内面との隙間を経由して、地上に吹き出される（図中矢印にて示す）。このとき、噴出した圧縮空気（または水等の液体）がケーシング４０内に侵入しないから、ケーシング４０内に掘削土砂が侵入することもなく、ロックボルト本体２０の外面に掘削土砂が付着することはない。
【００３０】
図６の（ｃ）において、所定の深さまで削孔が進んだところで、ロックボルト本体２０に２本目のロックボルト本体２０ｂをロックボルト継手２３によって連結する。
【００３１】
図６の（ｄ）において、ケーシング４０に２本目のケーシング４０ｂをシース継手管４２によって連結し、２本目のロックボルト本体２０ｂを、連結手段９によって図示しない削孔機の駆動軸に連結する。
【００３２】
図６の（ｅ）において、図６の（ｂ）と同様に削孔し、所定の深の削孔が形成された時点で、ケーシング４０および２本目のケーシング４０ｂ内にモルタル９１を注入する。このとき、前述のように、ケーシング４０内に掘削土砂が侵入していないから、ロックボルト本体２０および２本目のロックボルト本体２０ｂ外面は清浄なモルタル層で包囲されることになる。
【００３３】
図６の（ｆ）において、さらに、ロックボルト本体２０の貫通孔２２および２本目のロックボルト本体２０ｂの貫通孔２２と、削孔ビット本体１０の通孔１４とを経由して、削孔中にモルタル９２を注入する。
したがって、ロックボルト本体２０および２本目のロックボルト本体２０ｂは、ケーシング４０および２本目のケーシング４０ｂの内側の清浄なモルタル９１の層と、ケーシング４０および２本目のケーシング４０ｂと、その外側のモルタル９２の層と、によって防錆されることになる。
【００３４】
なお、以上は、ロックボルト本体２０およびケーシング４０にそれぞれ２本目のロックボルト本体２０ｂおよびケーシング４０ｂが連結される場合を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、それぞれが１本あるいは３本以上であってもよい。
さらに、ケーシング４０を形成する材料は限定するものではなく、腐食環境の地盤に施工される場合等、ケーシング４０を表面処理鋼板やステンレス薄板によって形成されたものにしたり、連結部に水密性を向上させるシール手段を配置したりしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ケーシングとして地盤にそのまま残置するシース管を使用し、ロックボルトの周囲に設置されたモルタルを清浄に保つことができるから、様々な環境の地盤に設置される自穿孔ロックボルトとして、また、その施工方法として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態１に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明する全体を示す一部を透視した側面図。
【図２】図１に示す自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図であって、（ａ）は削孔ビット本体、（ｂ）はロックボルト。
【図３】図１に示す自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図であって、（ａ）はケーシングシュー、（ｂ）はケーシング。
【図４】本発明の実施形態２に係る自穿孔ロックボルトを模式的に説明する部分を示す一部を透視した側面図。
【図５】図４に示す自穿孔ロックボルトを構成する各部材を示す一部断面の側面図であって、（ａ）は削孔ビット本体、（ｂ）はケーシングシュー。
【図６】図１に示す自穿孔ロックボルトの施工方法を模式的に説明する、一部を透視した側面図。
【符号の説明】
【００３７】
１ 自穿孔ロックボルト（実施の形態１）
２ 自穿孔ロックボルト（実施の形態２）
９ 連結手段
１０ 削孔ビット本体（実施の形態１）
１１ 削孔チップ
１２ 頭部
１３ 止まり孔
１４ 通孔
１５ 筒状部
１６ ロープ左ネジ
１７ａ 前径大部
１７ｂ 後径大部
１８ａ 前径小部
１８ｂ 後径小部
２０ ロックボルト本体
２０ｂ ２本目のロックボルト本体
２１ ロープ左ネジ
２２ 貫通孔
２３ ロックボルト継手
３０ ケーシングシュー（実施の形態１）
３１ 掘削ビット係止部
３２ａ 前径大部
３２ｂ 後径大部
３３ 径小部
３４ ケーシング設置部
３５ 突条
４０ ケーシング
４０ｂ ２本目のケーシング
４１ 突条
４２ シース継手管
４３ 突条
６０ 削孔ビット本体（実施の形態２）
６２ 頭部
６３ 止まり孔
６４ 通孔
６５ 筒状部
６６ ロープ左ネジ
６７ａ 前径大部
６７ｂ 後径大部
６８ａ 前径小部
６８ｂ 後径小部
７０ ケーシングシュー（実施の形態２）
７１ 掘削ビット係止部
７２ａ 前径小部
７２ｂ 後径小部
７３ 径大部
７４ ケーシング設置部
７５ 突条
８０ 止め輪（連結機構）
９１ モルタル（ケーシングの内側）
９２ モルタル（ケーシングの外側）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔チップが設置された削孔ビット本体と、
該削孔ビット本体に連結され、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体と、
前記削孔ビット本体に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシューと、
該ケーシングシューに連結された筒状のケーシングと、
を有する自穿孔ロックボルトであって、
前記削孔ビット本体に、前記貫通孔に連通する通孔が形成され、
前記削孔ビット本体の回転または並進によって削孔が形成される際、該削孔の形成によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする自穿孔ロックボルト。
【請求項２】
前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管であることを特徴とする請求項１記載の自穿孔ロックボルト。
【請求項３】
前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備する複数のシース管から構成され、それぞれが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結され、前記シース管の突条の外面に前記シース継手管の突条の内面が嵌合、または前記シース管の突条の内面に前記シース継手管の突条の外面が嵌合することを特徴とする請求項２記載の自穿孔ロックボルト。
【請求項４】
前記ケーシングシューの外面に螺旋状の突条が形成され、該突条の外面に前記シース管の突条の内面が嵌合することを特徴とする請求項２または３記載の自穿孔ロックボルト。
【請求項５】
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記ロックボルト本体と前記ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする自穿孔ロックボルトの施工方法。
【請求項６】
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第１ロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第１シース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
前記第１ロックボルト本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第２ロックボルト本体を連結すると共に、前記第１シース管に、外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第２シース管を、外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結する工程と、
さらに、前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記第１ロックボルト本体および第２ロックボルト本体と前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする自穿孔ロックボルトの施工方法。
【請求項１】
削孔チップが設置された削孔ビット本体と、
該削孔ビット本体に連結され、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体と、
前記削孔ビット本体に設置され、軸方向に拘束され、かつ周方向に回転自在なケーシングシューと、
該ケーシングシューに連結された筒状のケーシングと、
を有する自穿孔ロックボルトであって、
前記削孔ビット本体に、前記貫通孔に連通する通孔が形成され、
前記削孔ビット本体の回転または並進によって削孔が形成される際、該削孔の形成によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする自穿孔ロックボルト。
【請求項２】
前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管であることを特徴とする請求項１記載の自穿孔ロックボルト。
【請求項３】
前記ケーシングが外面側に突出する螺旋状の突条を具備する複数のシース管から構成され、それぞれが外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結され、前記シース管の突条の外面に前記シース継手管の突条の内面が嵌合、または前記シース管の突条の内面に前記シース継手管の突条の外面が嵌合することを特徴とする請求項２記載の自穿孔ロックボルト。
【請求項４】
前記ケーシングシューの外面に螺旋状の突条が形成され、該突条の外面に前記シース管の突条の内面が嵌合することを特徴とする請求項２または３記載の自穿孔ロックボルト。
【請求項５】
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備するロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記ロックボルト本体と前記ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする自穿孔ロックボルトの施工方法。
【請求項６】
削孔チップが設置された削孔ビット本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第１ロックボルト本体を連結すると共に、前記削孔ビット本体に形成された通孔と前記貫通孔とを連結する工程と、
筒状のケーシングシューに外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第１シース管を連結する工程と、
前記削孔ビット本体に、前記ケーシングシューを軸方向に拘束し、かつ周方向に回転自在に設置する工程と、
前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
前記第１ロックボルト本体に、軸方向に貫通する貫通孔を具備する第２ロックボルト本体を連結すると共に、前記第１シース管に、外面側に突出する螺旋状の突条を具備する第２シース管を、外面側に突出する螺旋状の突条を具備するシース継手管によって連結する工程と、
さらに、前記削孔ビット本体を回転しながら、打撃しながら、あるいは回転および打撃しながら、前記貫通孔を経由して前記通孔から空気を噴出して、削孔する工程と、
所定の深さまで、削孔が形成された時点で、前記第１ロックボルト本体および第２ロックボルト本体と前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングとの間にモルタルを注入する工程と、
を有し、
前記削孔の工程において、削孔によって生じた掘削土砂が、前記通孔から噴出する空気によって、前記第１ケーシングおよび前記第２ケーシングの外面と前記削孔の内面との隙間を経由して、地上に排出されることを特徴とする自穿孔ロックボルトの施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３２７２２８（Ｐ２００７−３２７２２８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５８５８８（Ｐ２００６−１５８５８８）
【出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【出願人】（５９６１４７３６７）株式会社ティーエフティー (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【出願人】（５９６１４７３６７）株式会社ティーエフティー (11)
【Ｆターム（参考）】
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