特許 6549501 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6549501

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   E21D 20/00 20060101AFI20190711BHJP

【ＦＩ】

   E21D20/00 V

   E21D20/00 N

【請求項の数】1

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-35309(P2016-35309)

(22)【出願日】2016年2月26日

(65)【公開番号】特開2017-150264(P2017-150264A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2018年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000129758

【氏名又は名称】株式会社ケー・エフ・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100116207

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100089635

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 守

(74)【代理人】

【識別番号】100096426

【弁理士】

【氏名又は名称】川合 誠

(72)【発明者】

【氏名】森瀬 喬士

(72)【発明者】

【氏名】嶋本 敬介

(72)【発明者】

【氏名】野城 一栄

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】松尾 勉

(72)【発明者】

【氏名】岡部 正

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０７６８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７７５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４９６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３７７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４９９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００４００６８７２（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ２０／００−２０／０２

Ｅ０２Ｄ ３／１２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

膨張式鋼管を扁平に加工した鋼製パッカーを巻きつけた中空自穿孔ロックボルトを地山に打ち込んでボアホールを形成する工程と、
注水によって前記鋼製パッカーを膨張させる工程と、
前記中空自穿孔ロックボルト内に布製パッカーを挿入する工程と、
モルタルを注入して前記布製パッカーを膨張させる工程と、
膨張した布製パッカーより先端側の中空自穿孔ロックボルト内にモルタルを注入し、膨張した鋼製パッカーより先端側のボアホール内にモルタルを充填する工程と、
膨張した鋼製パッカーより基端側のボアホール内に所定量のウレタンを注入する工程とを備え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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道トンネルの維持管理における、地圧によるトンネル壁面の押出しを抑制する、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が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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−９７２６０号公報

【特許文献2】特開２００３−３５１００号公報

【特許文献3】特開２０１０−３７７４３号公報

【発明の概要】

【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、膨張式鋼管を扁平に加工した鋼製パッカーを巻きつけた中空自穿孔ロックボルトを地山に打ち込んでボアホールを形成する工程と、注水によって前記鋼製パッカーを膨張させる工程と、前記中空自穿孔ロックボルト内に布製パッカーを挿入する工程と、モルタルを注入して前記布製パッカーを膨張させる工程と、膨張した布製パッカーより先端側の中空自穿孔ロックボルト内にモルタルを注入し、膨張した鋼製パッカーより先端側のボアホール内にモルタルを充填する工程と、膨張した鋼製パッカーより基端側のボアホール内に所定量のウレタンを注入する工程とを備え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】

【図1】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】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3】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図4】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5】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。

【発明を実施するための形態】

【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。

【実施例】

【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は図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で拡張させる。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を覆工の口元で切断する〔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。

【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。

【産業上の利用可能性】

【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。

【符号の説明】

【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）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】