特許ウォッチ

公開番号2024057683
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164488
出願日2022-10-13
発明の名称ロックボルトの施工装置及び施工方法
出願人株式会社熊谷組,株式会社ケー・エフ・シー
代理人個人
主分類E21D 20/00 20060101AFI20240418BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】建設機械で加圧流体膨張式のロックボルトの打設作業を行う場合において、打設作業を効率的に行えるようにする。
【解決手段】ロックボルトの施工装置は、建設機械と、建設機械のブームの前端側に設けられたガイドと、ガイド上を移動可能に設けられた押圧手段と、押圧手段の前端側に設けられた取付部50と、加圧流体膨張式のロックボルトの後端側を取付部に取付ける取付手段100とを備え、取付部は、前端開放の円筒状凹部51を備え、円筒状凹部は、円筒の内周面に流体圧供給機構(注水機構52)を備え、流体圧供給機構は、前側円環状密封手段及び後側円環状密封手段と、ロックボルトを膨張させるために必要な所定の流体圧を供給するための流体供給路を有した円環状流体圧供給部とを備え、取付手段は、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側を取付部の円筒状凹部に取付ける手段である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
建設機械と、
建設機械のブームの前端側に設けられたガイドと、
ガイド上に当該ガイドの延長方向に沿って移動可能なように設けられた押圧手段と、
押圧手段の前端側に設けられた取付部と、
加圧流体膨張式のロックボルトの後端側を取付部に取付ける取付手段とを備え、
取付部は、前端開放の円筒状凹部を備え、
円筒状凹部は、円筒の内周面に流体圧供給機構を備え、
流体圧供給機構は、円筒状凹部の内周面の前後に間隔を隔てて配置された前側円環状密封手段及び後側円環状密封手段と、前側円環状密封手段と後側円環状密封手段との間に配置されてロックボルトの内側にロックボルトを膨張させるために必要な所定の流体圧を供給するための流体供給路を有した円環状流体圧供給部とを備え、
取付手段は、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、
ロックボルトの後端側を取付部の円筒状凹部に取付ける手段であることを特徴とするロックボルトの施工装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載のロックボルトの施工装置を用いたロックボルトの施工方法であって、
取付手段により、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側を取付部の円筒状凹部に取付ける第１のステップと、
取付部の円筒状凹部に取付けられたロックボルトを地山に形成された打設用の孔に挿入する第２のステップと、
後端側が取付部に取付けられた状態で打設用の孔に挿入されたロックボルトの内側に、円環状流体圧供給部の流体供給路を介してロックボルトを膨張させるために必要な所定の流体圧を供給して、ロックボルトを膨張させることにより、ロックボルトを打設用の孔に定着させる第３のステップとを備えたことを特徴とするロックボルトの施工方法。
【請求項３】
取付手段は、取付部と、水供給手段から取付部に供給される水圧を調整する水圧調整手段とを備えて構成され、
水圧調整手段は、水供給手段と、円環状流体圧供給部に連通する取付部の取水口と水供給手段とを繋ぐように設けられた注水路と、この注水路の中途に設けられた分岐管と、分岐管の分岐路に繋がれて注水路から分岐した水を外に排出するための排水路と、分岐路に設けられた流路開閉バルブと、流路開閉バルブの開閉操作部材と、両端が注水路に接続された分岐管の真直路に設けられた水圧計とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のロックボルトの施工装置。
【請求項４】
請求項３に記載のロックボルトの施工装置を用いたロックボルトの施工方法であって、
取付手段により、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側を取付部の円筒状凹部に取付ける第１のステップと、
取付部の円筒状凹部に取付けられたロックボルトを地山に形成された打設用の孔に挿入する第２のステップと、
後端側が取付部に取付けられた状態で打設用の孔に挿入されたロックボルトの内側に、円環状流体圧供給部の流体供給路を介してロックボルトを膨張させるために必要な所定の流体圧を供給して、ロックボルトを膨張させることにより、ロックボルトを打設用の孔に定着させる第３のステップとを備え、
ロックボルトの後端側の外周面には、当該外周面を一周する円環状に形成された円環状溝が形成されていて、かつ、円環状溝の溝底とロックボルトの内周面とに貫通する注水孔が形成されており、
第１のステップにおいては、水圧調整手段による水圧調整によって、取付部に、ロックボルトを膨張させることができずに、かつ、前側円環状密封手段及び後側円環状密封手段の密封機能を作動させるために必要な水圧を供給して、前側円環状密封手段とロックボルトの円環状溝よりも前方に位置されるロックボルトの外周面とを密着させた状態に維持させるとともに、後側円環状密封手段とロックボルトの円環状溝よりも後方に位置されるロックボルトの外周面とを密着させた状態に維持させることにより、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側が取付部の円筒状凹部に取付けられ、
第３のステップにおいては、水圧調整手段による水圧調整によって、取付部に、ロックボルトを膨張させるために必要な所定の水圧を供給することによって、前側円環状密封手段と後側円環状密封手段とをロックボルトの後端側の外周面に密着させた状態に維持させたまま、円環状流体圧供給部の流体供給路、ロックボルトの円環状溝、注水孔を介してロックボルトの内側に供給された所定の水圧によりロックボルトを膨張させてロックボルトを打設用の孔に定着させたことを特徴とするロックボルトの施工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械を用いて地山に加圧流体膨張式のロックボルトを打設するためのロックボルトの施工装置及び施工方法に関する。
続きを表示（約 5,800 文字）【背景技術】
【０００２】
加圧流体膨張式（鋼管膨張型摩擦式）のロックボルトの後端側が取付けられる前端開放の円筒状凹部を備え、当該円筒状凹部の円筒内周面に、円環状密封手段（グリップリング１４）及び円環状流体圧供給部（穴あき離間リング１５）を有した流体圧供給機構を内蔵した取付部（チャック手段１２）を用いたロックボルトの施工装置及び施工方法が知られている（特許文献１参照）。
上記ロックボルトの施工装置を用いた施工方法は、取付部を建設機械の前端側に設け、加圧流体膨張式のロックボルトの後端側を当該取付部の円筒状凹部に装着した後、当該ロックボルトを地山に形成された打設用に孔に挿入し、その後、取付部の流体圧供給機構を介して当該ロックボルトの内側に所定の水圧を供給することによって、ロックボルトを膨張させて、ロックボルトを打設用の孔に定着させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００８－５４０８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロックボルトが打設用に孔に挿入された後、取付部の流体圧供給機構を介してロックボルトの内側に所定の水圧（流体圧）を供給する際においては、ロックボルトの後端側の外周面と円環状密封手段の内周面との間の間隔が全周囲においてほぼ均等な状態になっていなければ、円環状密封手段が所期の正常な密封機能を発揮できないため、ロックボルトの内側に所定の水圧を供給することが難しくなり、ロックボルトを膨張させることができなくなったり、あるいは、ロックボルトを膨張させて打設用の孔に定着させるまでの時間（注水時間）がかかりすぎるようになってしまう可能性がある。
従って、ロックボルトが打設用に孔に挿入された後、取付部の流体圧供給機構を介してロックボルトの内側に所定の水圧を供給する際においては、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致した状態となっていることが好ましい。
しかしながら、上述したロックボルトの施工装置及び施工方法によれば、ロックボルトの後端側が取付部の円筒状凹部に装着された後、流体圧供給機構に水圧が供給されていない状態では、円環状密封手段による密封機能が作動していないため、ロックボルトの中心線が円筒状凹部の円筒の中心線に対して傾いた状態になりやすい。従って、ロックボルトが打設用に孔に挿入された状態において、ロックボルトの中心線が円筒状凹部の円筒の中心線に対して傾いた状態になりやすく、このように、ロックボルトの中心線が円筒状凹部の中心線に対して傾いた状態になっていた場合には、円環状密封手段が所期の正常な密封機能を発揮できなくなって、ロックボルトの内側に所定の水圧を供給することが難しくなり、ロックボルトを膨張させることができなくなったり、あるいは、ロックボルトを膨張させて打設用の孔に定着させるまでの時間（注水時間）がかかりすぎるようになってしまうので、打設作業を効率的に行えない。
打設作業を人力で行う場合は、ロックボルトが打設用に孔に挿入された状態において、ロックボルトの中心線が円筒状凹部の中心線に対して傾いた状態になっていたとしても、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の中心線とが一致するように人力で修正することが可能である。
しかしながら、取付部を建設機械の前端側に設けて、当該建設機械で打設作業を行う場合、ロックボルトが打設用に孔に挿入された状態において、ロックボルトの中心線が円筒状凹部の中心線に対して傾いた状態になっている場合には、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の中心線とが一致するように修正することが困難となるので、上述したように、打設作業を効率的に行えないという課題があった。
本発明は、建設機械で加圧流体膨張式のロックボルトの打設作業を行う場合において、打設作業を効率的に行えるようにしたロックボルトの施工装置及び施工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るロックボルトの施工装置は、建設機械と、建設機械のブームの前端側に設けられたガイドと、ガイド上に当該ガイドの延長方向に沿って移動可能なように設けられた押圧手段と、押圧手段の前端側に設けられた取付部と、加圧流体膨張式のロックボルトの後端側を取付部に取付ける取付手段とを備え、取付部は、前端開放の円筒状凹部を備え、円筒状凹部は、円筒の内周面に流体圧供給機構を備え、流体圧供給機構は、円筒状凹部の内周面の前後に間隔を隔てて配置された前側円環状密封手段及び後側円環状密封手段と、前側円環状密封手段と後側円環状密封手段との間に配置されてロックボルトの内側にロックボルトを膨張させるために必要な所定の流体圧を供給するための流体供給路を有した円環状流体圧供給部とを備え、取付手段は、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側を取付部の円筒状凹部に取付ける手段であることを特徴とする。
また、当該ロックボルトの施工装置を用いたロックボルトの施工方法であって、取付手段により、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側を取付部の円筒状凹部に取付ける第１のステップと、取付部の円筒状凹部に取付けられたロックボルトを地山に形成された打設用の孔に挿入する第２のステップと、後端側が取付部に取付けられた状態で打設用の孔に挿入されたロックボルトの内側に、円環状流体圧供給部の流体供給路を介してロックボルトを膨張させるために必要な所定の流体圧を供給して、ロックボルトを膨張させることにより、ロックボルトを打設用の孔に定着させる第３のステップとを備えたことを特徴とする。
また、上記施工装置において、取付手段は、取付部と、水供給手段から取付部に供給される水圧を調整する水圧調整手段とを備えて構成され、水圧調整手段は、水供給手段と、円環状流体圧供給部に連通する取付部の取水口と水供給手段とを繋ぐように設けられた注水路と、この注水路の中途に設けられた分岐管と、分岐管の分岐路に繋がれて注水路から分岐した水を外に排出するための排水路と、分岐路に設けられた流路開閉バルブと、流路開閉バルブの開閉操作部材と、両端が注水路に接続された分岐管の真直路に設けられた水圧計とを備えた構成とした。
また、当該ロックボルトの施工装置を用いたロックボルトの施工方法であって、取付手段により、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側を取付部の円筒状凹部に取付ける第１のステップと、取付部の円筒状凹部に取付けられたロックボルトを地山に形成された打設用の孔に挿入する第２のステップと、後端側が取付部に取付けられた状態で打設用の孔に挿入されたロックボルトの内側に、円環状流体圧供給部の流体供給路を介してロックボルトを膨張させるために必要な所定の流体圧を供給して、ロックボルトを膨張させることにより、ロックボルトを打設用の孔に定着させる第３のステップとを備え、ロックボルトの後端側の外周面には、当該外周面を一周する円環状に形成された円環状溝が形成されていて、かつ、円環状溝の溝底とロックボルトの内周面とに貫通する注水孔が形成されており、第１のステップにおいては、水圧調整手段による水圧調整によって、取付部に、ロックボルトを膨張させることができずに、かつ、前側円環状密封手段及び後側円環状密封手段の密封機能を作動させるために必要な水圧を供給して、前側円環状密封手段とロックボルトの円環状溝よりも前方に位置されるロックボルトの外周面とを密着させた状態に維持させるとともに、後側円環状密封手段とロックボルトの円環状溝よりも後方に位置されるロックボルトの外周面とを密着させた状態に維持させることにより、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致するように、ロックボルトの後端側が取付部の円筒状凹部に取付けられ、第３のステップにおいては、水圧調整手段による水圧調整によって、取付部に、ロックボルトを膨張させるために必要な所定の水圧を供給することによって、前側円環状密封手段と後側円環状密封手段とをロックボルトの後端側の外周面に密着させた状態に維持させたまま、円環状流体圧供給部の流体供給路、ロックボルトの円環状溝、注水孔を介してロックボルトの内側に供給された所定の水圧によりロックボルトを膨張させてロックボルトを打設用の孔に定着させたことを特徴とする。
本発明に係るロックボルトの施工方法及び施工装置によれば、建設機械で加圧流体膨張式のロックボルトの打設作業を行う場合、ロックボルトが打設用に孔に挿入された状態において、ロックボルトの中心線と円筒状凹部の円筒の中心線とが一致した状態に維持されやすくなるため、ロックボルトを膨張させる際、前側円環状密封手段及び後側円環状密封手段に所期の正常な密封機能を発揮させることができるようになり、打設作業を効率的に行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
ロックボルトの施工方法手順を示す工程図。
ロックボルトの説明図であり、（ａ）はロックボルトの側面図、（ｂ）は（ａ）図におけるＡ－Ａ断面図、（ｃ）はロックボルトの鋼管部の膨張変化を示す図。
取付手段を示す図。
取付部の前側部分の断面図。
前側円環状密封手段、及び、後側円環状密封手段の動作説明図。
力伝達装置を示す図であり、（ａ）は力伝達装置の平面図、（ｂ）は力伝達装置の側面図。
前側連結手段を示す側面図。
摺動機構を示す断面図。
中間伝達軸、及び、スイベルを分離して示した分解図。
座金保持手段を前側から見た正面図。
座金保持手段に座金が離脱可能に取付けられた状態を示す斜視図。
座金保持手段と座金とを分離して示す斜視図。
【０００７】
実施形態１
実施形態１に係るロックボルトの施工装置は、図１に示すように、トンネル空洞部Ｔから地山Ｍに加圧流体膨張式のロックボルト２を打設する作業を行うための装置であって、図外の建設機械と、建設機械のブーム３２の前端側に設けられたガイド３４と、ガイド３４上に当該ガイド３４の延長方向に沿って移動可能なように設けられた押圧手段３と、押圧手段３の前端側に設けられた取付部５０と、ロックボルト２の後端側を取付部５０に取付ける取付手段１００とを備えている。
【０００８】
上述したロックボルトの施工装置を用いたロックボルトの施工方法の全工程について説明する。
（１）まず、図１（ａ）に示すように、トンネル空洞部Ｔから地山Ｍに加圧流体膨張式のロックボルトを打設するための打設用の孔Ｈを形成する。
（２）建設機械のブーム３２の前端側に設けられたガイド３４上に当該ガイド３４の延長方向に沿って移動可能なように押圧手段３を設けるとともに、当該押圧手段３の前端側に前端開放の円筒状凹部５１を有した取付部５０を設ける（図１（ｂ），図３，図４参照）。
（３）取付手段１００により、ロックボルト２の中心線２Ｃと円筒状凹部５１の円筒の中心線５１Ｃとが一致するように、ロックボルト２の後端側を取付部５０の円筒状凹部５１に取付ける（図１（ｂ），図５（ｂ）参照）。この際、図１（ｂ）に示すように、ガイド３４の前端側に座金保持手段８を取付けて、座金９を座金保持手段８の凹部８５内に保持させた状態にセット（図１１参照）した後、押圧手段３をガイド３４の前端側に移動させることによって、ロックボルト２を前端側から座金９の中央貫通孔９０に通す。
（４）図１（ｃ），図１（ｄ）に示すように、押圧手段３をガイド３４の前端側に移動させることによって、打設用の孔Ｈにロックボルト２を挿入する。この際、座金保持手段８に保持された座金９の前側板面９２を壁面Ｗに近接させ、その後、押圧手段３を前方に移動させながら、ロックボルト２を前進させることによって、ロックボルト２を孔Ｈに挿入する。そして、座金９の前側板面９２と壁面Ｗとが接触して、押圧手段３を前方に移動させることができなくなった場合に、孔Ｈへのロックボルト２の挿入が完了する。
（５）図１（ｄ）に示すように、ロックボルト２を打設用の孔Ｈに挿入した後、後端側が取付部５０に取付けられているロックボルト２の内側に取付部５０を介して所定の水圧を供給することで、ロックボルト２を膨張させることにより、ロックボルト２を打設用の孔Ｈに定着させる。
（６）ロックボルト２を打設用の孔Ｈに定着させた後に、図１（ｅ）に示すように、押圧手段３を後退させて、ロックボルト２の打設作業を完了する。
【０００９】
尚、本明細書において、前，後は、各図に示した方向と定義して説明する。
また、図１においては、押圧手段３と取付部５０との間に後述する力伝達装置１を設けた施工装置を図示している。即ち、図１では、押圧手段３の前端側に設けられた力伝達装置１の前端に取付部５０が設けられた構成の施工装置を図示しているが、本発明に係る施工装置は、当該力伝達装置１を用いずに、押圧手段３の前端側に直接的に取付部５０を備えた構成の施工装置であってもよい。
【００１０】
まず、図２に基づいて、加圧流体膨張式（鋼管膨張型摩擦式）のロックボルト２について説明する。
ロックボルト２は、管状に構成され、管の内側に所定の流体圧を供給して膨張させることにより打設用の孔Ｈに定着させる構成のロックボルトである。
当該ロックボルト２は、図２（ａ）に示すように、例えば、鋼管部２０と、鋼管部２０の前端側を封止する前端側封止部２１と、鋼管部２０の後端側を封止する後端側封止部２２とを備えて構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許