| 【発明の名称】 |
鋼管膨張型ロックボルトの水漏れ防止方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉田 剛之
【住所又は居所】兵庫県尼崎市鶴町１番地 日新製鋼株式会社技術研究所内
【氏名】朝田 博
【住所又は居所】兵庫県尼崎市鶴町１番地 日新製鋼株式会社技術研究所内
【氏名】仲子 武文
【住所又は居所】兵庫県尼崎市鶴町１番地 日新製鋼株式会社技術研究所内
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| 【要約】 |
【課題】ロックボルトを構成する異形管Ｍ外面にスリーブＳを被着したとき、両者の間に空隙Ｇがあったとしても、当該隙間へのロックボルト膨張用加圧流体の流出を防ぎ、ロックボルト内部に確実に圧力流体を作用させて効率よくロックボルトを膨張させる。
【解決手段】異形管Ｍ両端部外面に密着して被せられたスリーブＳと、内面が異形管端側から平坦部を形成して互いに密接した異形管端部とが、端部で互いに溶接密封されている管端構造を有する鋼管膨張型ロックボルトの一端に形成した流体注入孔に、円筒状のピンＲを前記流体注入孔の内壁に密着させて挿入した後、当該ピンＲを経由して流体を圧入する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異形管両端部外面に密着して被せられたスリーブと、内面が異形管端側から平坦部を形成して互いに密接した異形管端部とが、端部で互いに溶接密封されている管端構造を有する鋼管膨張型ロックボルトの一端に形成した流体注入孔に、円筒状のピンを前記流体注入孔の内壁に密着させて挿入した後、当該ピンを経由して流体を圧入することを特徴とする鋼管膨張型ロックボルトの水漏れ防止方法。
【請求項２】
異形管として、Ｚｎ系めっき鋼管を用いる請求項１に記載の鋼管膨張型ロックボルトの水漏れ防止方法。
【請求項３】
ピンとして、Ｃｕ合金からなるものを使用する請求項１または２に記載の鋼管膨張型ロックボルトの水漏れ防止方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に流体を圧入し、流体圧で管体を半径方向に膨張させることによって岩盤に設けた孔内に管体を充満させる鋼管膨張型ロックボルトの水漏れ防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管膨張型ロックボルトは、特許文献１に記載されているように、軸方向にわたって１以上の膨張用凹部を有する中空の異形管である。両端が密閉された鋼管膨張型ロックボルトＢは岩盤や地盤Ｅに削孔された孔に挿入され（図１参照）、圧力流体供給装置Ｐから流体が圧入されて膨張され、孔に密着されている（図２参照）。
異形管両端部の密閉封止するために、本発明者らは、特許文献２で、異形管Ｍの両端部に、円筒状スリーブＳを取り付け（図３，４参照）、該スリーブＳが取り付けられた管端部に、先端に円錐形状部を有する金型Ｄ（図５参照）を押し当てて管端部を加工した（図６参照）後、管端とスリーブ内面とを溶接する（図７参照）方法を提案した。
【０００３】
そして、スリーブＳが取り付けられ、溶接で密閉されたロックボルトＢ端部に流体注入孔Ｈが、ドリルにより穿孔されたり、打抜きにより穿たれている（図７参照）。
さらに、流体注入孔Ｈが形成されたロックボルトＢは岩盤や地盤Ｅに削孔された孔に挿入され、そのスリーブＳに、特許文献３，４等で提案されているような加圧・膨張用シールヘッドが被せられて加圧・膨張されている。
【特許文献１】特公平２−５２０号公報
【特許文献２】特願２００２−２２４９０６号
【特許文献３】特公平２−５２３８号公報
【特許文献４】特願２００２−１７３３１８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鋼管膨張型ロックボルトを用いての岩盤や地盤の補強工事は、上記のように、一端にドリルもしくは打抜きにより設けられた流体注入孔を有するロックボルトを、岩盤や地盤に削孔された孔の中に挿入後、圧力流体供給装置からの圧力流体を前記流体注入孔を経由して異形管内部に圧入し、流体圧で管体を半径方向に膨張させ、岩盤や地盤に設けられた孔に前記管体を密着・充満させている。
しかしながら、異形管やスリーブの寸法精度が悪い場合や、密閉するための加工・溶接工程あるいは流体注入孔の穿孔工程での不具合により、スリーブＳ内面と異形管Ｍ外面とが密着せず、両者の間に空隙Ｇが生じている場合がある（図８参照）。スリーブ内面と異形管外面との間に空隙がある状態で、流体注入孔から流体を圧入しようとすると、図９に見られるように、水漏れが発生し、ロックボルトに圧力が掛からずロックボルト異形管を膨張させることができない場合がある。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ロックボルト異形管外面とスリーブとの間に空隙があったとしても、当該隙間への流体の流出を防ぎ、ロックボルト内部に確実に圧力流体を作用させて効率よく膨張させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の鋼管膨張型ロックボルトの水漏れ防止方法は、その目的を達成するため、異形管両端部外面に密着して被せられたスリーブと、内面が異形管端側から平坦部を形成して互いに密接した異形管端部とが、端部で互いに溶接密封されている管端構造を有する鋼管膨張型ロックボルトの一端に形成した流体注入孔に、円筒状のピンを前記流体注入孔の内壁に密着させて挿入した後、当該ピンを経由して流体を圧入することを特徴とする。
異形管としては、Ｚｎ，Ｚｎ−Ａｌ系，Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系などのＺｎ系めっき鋼管からなるものが好ましい。ピンとしてＣｕ合金を使用すると、ピンの流体注入孔への密なる挿入が行いやすい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、スリーブと異形管を貫通させて設けた流体注入孔に、当該注入孔の内壁に密着させた状態で円筒状ピンを挿入し、当該ピンを経由してロックボルト膨張用流体を圧入しているので、ロックボルト異形管外面とスリーブとの間に空隙があったとしても、この間からロックボルト膨張用流体が漏れ出ることはなく、ロックボルト膨張用流体は確実にロックボルトの膨張のために作用される。したがって、鋼管膨張型ロックボルトの加圧・膨張作業、すなわち、岩盤や地盤の補強工事を効率良く行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
まず、鋼管膨張型ロックボルトの製造方法から説明する。
軸方向にわたって１以上の膨張用凹部を有する中空異形管の両端に、円筒状スリーブを圧入（図３参照）して被着する（図４参照）。異形管およびそれに被着するスリーブとしては、ロックボルトとしても使用時の耐食性を考慮すると、耐食性が良好なＺｎ，Ｚｎ−Ａｌ系，Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系などのＺｎ系めっき鋼管を用いることが好ましい。また、円筒状のスリーブＳを圧入してロックボルトＢを構成する異形管Ｍ端部の内面を変形させるために、押圧金具Ｄとして、図５に示すような、円柱形状部２と円錐形状部１が一体に組み合わされた形状のものを使用し、円柱形状部２の作用により異形管１の内面が管端側から平坦部を形成して互いに密着させる（図６参照）。
押圧金具Ｄを抜いた後も、異形管Ｍの内面同士が、平坦部を形成して密着しているとともに、異形管Ｍの外面はスリーブＳの内面に密着されている。この状態で、異形管Ｍ同士および異形管Ｍ管端とスリーブＳの内面を溶接接合する。その後、スリーブＳと異形管Ｍを貫通して流体注入孔Ｈをドリル等で穿設する。
【０００８】
溶接後に流体注入孔を設けるとき、異形管やスリーブの寸法精度の影響により、あるいは密閉して溶接する際の加工や溶接の影響を受けた歪みの発生により、スリーブ内面と異形管外面とが密着せず、両者の間に空隙Ｇが生じている場合がある。このため、前記したように、ロックボルトの加圧・膨張の際に不具合を発生しやすい。そこで、本発明はスリーブ内面と異形管外面との間に形成された空隙Ｇを塞ぐために、スリーブＳと異形管Ｍの両者を貫通する流体注入孔Ｈの内壁を覆うように、中空の円筒状ピンＲ（図１０参照）を挿し込む（図１１参照）。当該中空円筒状ピンＲは、スリーブと異形管の合計肉厚よりも僅かに長く、流体注入孔Ｈの内径と同寸の外径もしくは僅かに太い外径を有するものが好ましい。このような寸法のピンを流体注入孔に打ち込んで、ピンの外面を流体注入孔の内面に密着させる。
【０００９】
流体注入孔Ｈに円筒状ピンＲを挿し込むことにより、スリーブ内面と異形管外面との間に空隙が形成されていても、当該隙間は異形管内部と遮断され、円筒状ピンを経由されて異形管内部に圧入された流体が前記隙間を通って漏れることはない。したがって圧入された流体は異形管の膨張に有効に利用され、ロックボルトは効率的に加圧・膨張される。
また、円筒状ピンを流体注入孔の内壁に対して密に挿入するために、流体注入孔を異形管の内面に向けて先細形状にテーパーを設けるとともに、ピンも先細形状にテーパーを設けたものとし、打ち込むことが好ましい。また、流体注入孔の内面およびピン外面に螺子溝を設け、ピンを流体注入孔に対してねじ込むことも有効である。
さらに、ピンの材質を、鋼管よりも軟らかい銅合金あるいはアルミニウム合金とし、その外径を流体注入孔の内径と同じかあるいは内径よりも僅かに大きくして流体注入孔の中に打設等で圧入すると、ピンが変形して比較的小さな圧力でピンを流体注入孔に挿し込むことができ、ピンと流体注入孔との密着性もさらに向上する。
【実施例】
【００１０】
両面がＺｎめっきされた板厚２ｍｍのロックボルト用異形管の管端の圧力水注入側に外径４１．３ｍｍ，内径３３．０ｍｍ，長さ７０ｍｍからなる４００Ｎ級の市販引き抜き鋼管製のスリーブを圧入した。異形管の他端封止側には、外径３８．１ｍｍ，内径３３．０ｍｍ，長さ７０ｍｍの市販引き抜き鋼管製のスリーブを圧入した。
スリーブを圧入したＺｎめっき製ロックボルト用異形管の両端に、先端角度４５度の円錐形状部１に、高さが約７．５ｍｍで外径が２４．３ｍｍの円柱形状部２と、スリーブ内径と同じ径で厚みが７．５ｍｍのスペーサー３を組み合わせた金型Ｄ（図５参照）を押圧して、異形管端部を加工（図６参照）した後、溶接によって封止を行った。
【００１１】
次に、直径３ｍｍのドリルにより、スリーブ厚さ４．１５ｍｍと異形管の厚さ２ｍｍを合計した６．１５ｍｍ分の深さの流体注入孔を穿ち、長さ６．５ｍｍ，外径３ｍｍ，内径１ｍｍのＣｕのピンを前記流体注入孔にハンマーで叩き込んだ。
流体注入孔にピンを挿し込んだスリーブに、特願２００２−１７３３１８号で提案した加圧・膨張用シールヘッドを被せ、前記ピンを経由して水を圧入した。
ロックボルト内に圧力水を徐々に供給し、ロックボルト内の圧力が３０ＭＰａに達するまでに高めても、途中で水が漏れるようなことはなかった。すなわち、流体注入孔に挿し込んだピンに漏水防止効果があることを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】鋼管膨張型ロックボルトによる地盤の補強態様を説明する図
【図２】拡管の前後で、圧力の係り方を説明する図
【図３】ロックボルトの両端にスリーブを被せる態様を説明する図
【図４】スリーブを被せた後のロックボルト端部の断面図
【図５】ロックボルト端部に溶接継手部を形成するための金具形状を説明する図
【図６】ロックボルト端部に溶接継手部を形成する態様を説明する図
【図７】ロックボルト端部の構造を説明する断面図
【図８】ロックボルト端部のスリーブ内側と異形管外側との間に形成される隙間を説明する断面図
【図９】隙間を通って水が漏れる態様を説明する図
【図１０】本発明で使用するピン形状を説明する図
【図１１】ロックボルト端部に設けた流体注入孔にピンを挿し込んだ態様を説明する図
【符号の説明】
【００１３】
Ｂ：鋼管膨張型ロックボルト Ｅ：岩盤，地盤 Ｐ：圧力流体供給装置
Ｓ：スリーブ Ｍ：異形管 Ｄ：金型 Ｈ：流体注入孔 Ｇ：隙間
Ｒ：ピン
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４５８１
【氏名又は名称】日新製鋼株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区丸の内３丁目４番１号
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| 【出願日】 |
平成１５年８月１１日（２００３．８．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２３９２
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 亘
【識別番号】１００１１６６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 萬里
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| 【公開番号】 |
特開２００５−６１００２（Ｐ２００５−６１００２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年３月１０日（２００５．３．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−２９１１８８（Ｐ２００３−２９１１８８） |
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