JPH02503019A - 岩盤ルーフボルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 岩盤ルーフボルト 本発明は請求項１の上位概念による岩盤ルーフボルトに関する。

この岩盤ルーフボルトは、坑内の中空室支保において、特にトンネル支保及び横 坑支保において、トンネル又は横坑軸線に対してほぼ半径方向に整然として置か れ、程度の差はあるが大きい岩盤三成分を受止め、かつ受止められた力を岩盤の ポーリング孔に相応する深部に導入し、従って岩盤をささえることになる。破ら に半径方向の岩盤圧が変形によって減少されるので、先に述べた形式の岩盤ルー フボルトが使用され、この岩盤ルー７ポルトはある程度の限度内で岩盤変形を制 御し、このことによって坑内の中空室支保において支持構造体の簡単化が可能で ある。

前述の形式の岩盤ルー７ポルトはオーストリア共和国特許第３７８８２３号明細 書により公知である。ここにおいて、タイロフトに固定される支保キャップは支 保プレートの開口を通って外方へ突出しており、ざらに支保キャップと支保プレ ートとの間にはスリーブが嵌込まれており、このスリーブは、相応する負荷を受 ける際に、円すい状又は球状に変形されて侵入する支保キャップによって拡開さ れ、従ってボルト止めの、支持スリーブの伸び特性に関連する可撓性が生じる。

ドイツ連邦共和国特許第１５８３８０３号明細書により公知の岩盤ルーフボルト は、支保プレートに支持される支保キャップが引抜きリングを形成しており、こ の引抜きリングは、該引抜きリングから間隔を置いて突出していて引抜きリング の取付は範囲で直径を小さくされた端部を有するタイロッドを取囲んでおり、従 ってみぞを付けられたタイロッドは材料切取りもしくは変形を受けて引抜きリン グを通って引出されることができる。両方の公知の構成は、変形部材の要求され る材料選択及び性質に基づいて不経済かつ高価であり、さらに所望の変形長さに 相応して支保プレートから著しく突出していなければならず、かつわずかな支持 力の受止めしか許しておらず、この場合、成形部材の変形抵抗ひいては変形動作 に、及びこのことによりタイロッドの引込みに対抗する抵抗の特性にもわずかし か影響を及ぼすことができない。

本発明の課題は、前述の欠点を排除し、合理的に製造されかつ簡単に置かれてお り、必要な場合には、ボとのできる岩盤ルーフボルトを提供することにあり、そ の特性を調節できる、もしくは選択できる可撓性の支持が得られ、さらにタイロ ッドの強さによって規定される負荷を十分に利用して支持力と変形との間の従属 関係を可能にする。

前述の課題は請求項１に記載された特徴によって解決される。

据込み部材は特別な費用なしに製造され、さらに壁厚、形状、材料の選択によっ て及び成形などによって、据込み状態において期待される負荷状態に良好に適合 され、しかも材料破損によって生じる衝撃的なたわみの危険が取除かれている。

とりわけ、増大する変形に対して逓増的に岩盤を支持するために、増大する負荷 によって制御されて上昇する変形抵抗を選ぶことができる。

据込み部材の有利な構成が請求項２乃至６に記載されている。スリーブの外周み ぞ又は波状の縦断面成形部は、みぞもしくは波の形状及び数の選択によって並び に相応する深さの選択によりでも据込み状態の正確な予定を可能にする。みぞを 形成する場合、みぞ幅の合計が、変形抵抗が小さい際の可能な変形距離を与える 。請求項４による構成において、例えばみぞの深さが支保キャップから離れてタ イロッドの固定端部の方向へ減少される場合には、変形抵抗を望むように制御す ることができ、多分、変形距離によって増大する変形抵抗を得ることができる。

しかも、スリーブ全体を圧縮ばねとして形成することができ、あるいは、例えば スリーブ状の圧縮ばね及び変形可能なスリーブを並列にすることができる。

岩盤ルーフボルトの特に有利な構成が請求項７に記載されている。ここにおいて 、据込み部材は管によってポーリング孔内に埋設され、このことによってルーフ ボルト全体のポーリング孔を越える長さが最小まで減少されることができる。据 込み部材は管部材によって汚れから保護されており、さらに変形抵抗は例えば、 縦方向で波状に成形されるあるいは波を形成して圧縮されるスリーブ状の据込み 部材において、タイロッドと管部材との間で前記波の！；めに解放される遊びに よって制御されることができる。

このような基本構造の改良が請求項８に記載されており、この場合管部材の端部 が支保キャップの一部分を形成する。ここにおいて簡単な製造を可能にするｔ； めに、請求項９による構成が有利である。

類似の可能性が請求項１０に記載されている。ここにおいて、ねじピンは支保キ ャップとして役立つ。任意のタイロッド及びねじピンの長さを、所望のように互 いに規定することもできる。

岩盤の変形が据込み部材の変形を生じ、この場合、伸びも基礎としているタイロ ッドの外側端部範囲がポーリング孔内に引込められる。請求項１１による構成に より、生ぜしめられた変形は簡単な部材によって直接測定することができる。

請求項７による基礎構造を有する岩盤ルーフボルトの、製造において特に簡単な 構成が請求項１２に記載されている。このような構成において、やはりポーリン グ孔を越えるわずかな突出が第１の組立て位置で得られ、この場合タイロッドは 、管部材によってポーリング孔内に埋設された据込み部材の抵抗に抗して管部材 内に引込まれる。支保キャップを形成するナツトの簡単な締付けによって、装着 位置で管部材の拡開された端部を介して連行される支保プレートは、外側のポー リング孔壁、もしくは岩盤と支保プレートの間に取付けられｔ；、例えば大きい 面の支保部材及び管部材自体に対して据込み部材を介してポーリング孔内に押込 む方向でプレロードをかけられる。

請求項１３による構成により、支持リングは付加的に、管部材の内壁との摩擦接 続によって押さえ力の一部分を生じることができる。

請求項７による基礎構造において、とりわけ請求項１２による構成において、恐 らく軟質の金属もしくは合金又はプラスチックから成る請求項１４による据込み 部材を設けることもでき、この場合、流出開口を通る据込み部材材料の押出し抵 抗がルーフボルトの押さえ力を正確に規定する。

本発明の詳細及び利点が以下の図面の説明から明らかである。

図面において、本発明の詳細な説明する。図面中第１図は据付は位置におけるタ イロッドの外側範囲と、支保キャップを備えた支持結合部材との概略的縦断面図 、 第２図は第２実施例の縦断面図を第１図に相応して示す図、 第３図は第３実施例の縦断面図、 第４図は第４実施例の縦断面図、 第５図は第４図の詳細図としてタイロッドの一部分、管部材及び据込み状態の据 込み部材を同様に縦断面図で示す図である。

岩盤１から形成された中空室アーチ腹面において中空室を支保するために、それ ぞれ可視性の岩盤ルーフボルト２が使用され、この岩盤ルーフボルトは岩盤圧を 受止めかつ岩盤を一緒に支える。岩盤ルーフボルト２はタイロッド３，３ａを有 しており、このタイロッドは、第１図による実施例では管３として、かつ第２図 乃至第５図による実施例では内実のロッド３ａとして形成されており、さらにポ ーリング孔４内に導入されて、ポーリング孔内部で、要するに少なくとも内側端 部範囲で確実に固定される。この場合、予め成形された管状の端部部分の接着、 ジベル接合、モルタル接合又は拡開は、液圧媒体負荷によって、従ってこのこと によって生じる端部部分の岩石への圧着によって行うことができる。

第１図によれば、タイロッド３の、ポーリング孔４から突出する自由端部に、据 込み部材を形成するスリーブ５が遊びを有して差嵌められており、該スリーブは 規則正しく分配された外周みぞ６を有している。スリーブ５は相応する圧力面を 有する２つの支持リング７．９の間に位置しており、しかも外側の支持りング７ はタイロッド３に、かつ内側の支持リング９はポーリング孔内に導入される管部 材８の内側に溶接されている。管部材８は、スリーブ５を取囲んでいてかつポー リング孔４の外側で、ボルトナツト１２のための外ねじ山１１を備えたねじ付ス リーブｌＯを支持しており、さらに前記ボルトナツトは支保プレート１３に支持 されており、この支保プレートは外から、岩盤ｌに、あるいは図示の実施例のよ うにショットクリート層１４に圧着され、あるいは場合によっては塑性変形可能 なライナーを介して岩盤に当付けられる大きな面の被覆部材に圧着される。さら に、支保プレート１３を介して複数の岩盤ルーフボルト２が被覆部材を、岩盤１ からギャップ間隔を有して把持して、このギャップをショットクリート又は現場 打ちコンクリートで充てんすることもできる。

岩盤ルーフボルト２が順序正しく取付けられて、ボルトナツト１２を締付けるこ とによってプレロードをかけられると、岩盤ルーフボルトは発生する岩盤圧を規 定の限界負荷まで受止めることができ、この場合力束は、岩盤１及びショットク リート層１４又は類似のものから、支保プレート１３、管部材８、支持リング９ 及びスリーブ５を介して、支持リング７ひいてはタイロッド３まで延びる。負荷 がスリーブ５の据込み抵抗を上回ると、スリーブは据込みによって変形され、要 するに支持リング７．９の間で圧縮される。外周みぞ６の延び、形状及び数がス リーブ５の変形状態に影響を及ぼすことができ、従って支持部はその可撓性にお いてその都度の状態に適合することができる。スリーブ５の最大変形は、受止め るべき許される変形のＩ；めの寸法を与え、それ故にスリーブの大きさ及び形状 を選択することによって大きな変形範囲をｍ節することができ、この変形範囲内 では岩盤ルーフボルトの機能能を損なうことはなく、さらに岩盤ルーフボルトの 保持力を規定する変形抵抗は正確に限定されている。

支保プレート１３を越える支保キャップ範囲はわずかである。

発生する変形を測定するために、一点鎖線で示されるように、中空のタイロッド ３内に測定棒１５を導入することができ、この測定棒は、ポーリング孔の内側で タイロッドに固定されており、従って測定棒の、管部材８の縁を越えた突出部分 によってスリーブ５の発生する変形の大きさを表示する。

第２図及び第３図による実施例では、スリー９５の原則的な構成に相応するスリ ーブ１６が設けられており、このスリーブは、内側端部によって支持リング１７ に、かつ外側端部によって支持りング１８に支持されている。タイロッド３ａ（ Ｑ端部は、第２図によればポーリング孔から突出するねじ端部１９を備えており 、かつ第３（！Ｉによればポーリング孔３内に留まるねじ端部２０を備えている 。これらのねじ端部には、ナツトとして形成されている支持リング１８がねじ嵌 められており、従ってスリーブ１６及び内側の支持リング１７を支持する管部材 ２１のタイロッドに対する相対位置はナツトの回動によって調節することができ る。

支持リング１８を形成するナツトは、管部材２１の外側端部に滑り調節可能に案 内されている。第２図によれば、管部材２１にねじ付スリーブ２２が接続されて おり、このねじ付スリーブにボルトナツト２３がねじ嵌められており、このボル トナツトはワッシャ２４を介して中央で外方に***した支保プレート２５に圧着 される。

第３図によれば、管部材２１の外側端部内にナツト２６が溶接されており、該ナ ツトは、タイロッド３ａ及びねじ端部２０と同軸的に取付けられるねじビン２７ を受容するために使用され、さらにねじピンはボルトナツト２８及びワッシャ２ ９を介して支保プレート３０に圧着される。

第４図及び第５図によれば、タイロッド３ａがねじ端部３１を備えている。管部 材３４のための貫通開口の縁３３がわずかに内方へ引込まれているような支保プ レート３２が使用される。管部材３４は、拡開される外側端部３５と、円すい状 に狭くなる内側端部３６とを有している。内側端部３６に、場合によっては溶接 によって付加的に確実な支持リング３７が支持されている。前記支持リング３７ と、ボルトナツト３８によって固定的に締付けられる支持リング３９との間に、 管部材３４の内側に遊びを有して変形可能なスリーブ４０が配置されている。ボ ルトナツト３８を、内側端部で固定されるタイロッド３ａｌ：＃付けることによ って、変形可能なスリーブ４０がポーリング孔４内に差込まれ、この際管部材３ ４並びにこれの拡開した縁３５が支保プレート３２を連行し、従って支保プレー トは、岩盤１のアーチ腹面もしくは岩盤と支保プレート３２との間に位置する部 材１４、すでに述べたようにショットクリート又は被覆部材であるような部材に 圧着される。岩盤を作業し、スリーブ４０の変形負荷を上回ると、スリーブは第 ５図に示すように波状に変形されることができ、しかも形成された波の脚がタイ ロッド３ａ及び管部材３４の内側に支持され、従ってタイロッドと管内側との間 の環状ギャップの大きさも変形特性及び変形抵抗を一緒に決定する。据込み時に 波を得るために、スリーブ４０を予め変形しておくことができ、要するに波状の 縦断面形状が環状みぞ又はねじ山のように延びるみぞを有している。スリーブ４ ０をわずかに円すい状にすることもできる。

図示しない変化実施例によれば、スリーブ４０を塑性変形可能な材料から成る部 材と交換することができ、この場合リング３７又は３９に押出し開口が設けられ ており、該押出し開口を通って、前記部材の材料が所定の負荷を越える際に押出 される。押出し特性ひいては外側のルーフボルト固定部材の押さえ抵抗を装置て 規定するｔ；めに、付加的に、この部材内に金属から成る変形可能なスリーブを 埋込むことができ、あるいは変形可能な部材内に別の鉄筋部材を取付けることも できる。第４図に示すように、ボルトナツト３８の最大直径は、管部材３４の内 径より小さく、従ってスリーブ４０が据込まれる際にボルトナツト３８は管部材 内に侵入することができる。

第２図及び第３図になお示すように、ポーリング孔４を、岩盤ルーフボルト２を 取付ける際に、あるいはそれを取付ける前に、セメントモルタル又はその他の充 てん材で充たすことができる。

国際調査報告 ＳＡ　　　　２５４２５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．岩盤ルーフボルト（２）であって、ボーリング孔（４）内に固定されるタイ ロッド（３；３ａ）と、ボーリング孔（４）の外側に取付けられる支保プレート （１３；２５；３０；３２）のための支保キャップ（８；２３；２５，３８，３ ９）とを有しており、さらに支保プレートとタイロッドとの間の支持結合部材に 、タイロッドをスリーブ状に取囲んでいて圧力負荷される変形部材（５；１６， ４０）が結合されている形式のものにおいて、前記変形部材（５；１６，４０） が、ロッド側の圧力面（７；１７；３７）と、プレート側の圧力面（９；１８； ３９）との間に取付けられる据込み部材を形成していることを特徴とする岩盤ル ーフボルト。 ２．据込み部材としてスリーブ（５；１６，４０）が設けられている請求項１記 載の岩盤ルーフボルト。 ３．スリーブ（１５；１６）が外周みぞ（６）を有している請求項２記載の岩盤 ルーフボルト。 ４．スリーブ（５；１６）の軸方向で均一に相前後した列状のみぞ（６）が種々 の深さを有している請求項３記載の岩盤ルーフボルト。 ５．スリーブ（４０）が波状の縦断面形状を有している請求項３記載の岩盤ルー フボルト。 ６．スリーブ（４０）が一方の端部に向って円すい状に先細にされている請求項 １から５までのいずれか１項記載の岩盤ルーフボルト。 ７．スリーブ（５；１６，４０）が、ボーリング孔（４）内に取付けられる管部 材（８；２１，３４）内に遊びを有して受容されており、該管部材が外側の端部 によって支保プレート（１３；２５；３０；３２）に支持されておりかつ内側端 部の範囲にプレート側の圧力面を形成するフランジ（９；１７；３７）を有して いる請求項１から６までのいずれか１項記載の岩盤ルーフボルト。 ８．据込み部材（５）が、クイロッド（３）の外側の支持リング（７）と、管部 材（８）のフランジを形成する内側の支持リング（９）との間に配置されており 、前記管部材がボルトナット（１２）を介して支保プレート（１３）に作用して いる請求項７記載の岩盤ルーフボルト。 ９．管部材（８）がボルトナット（１２）のための外ねじ山（１１）を有してお り、しかも管部材（８）に、外ねじ山（１１）を形成するねじスリーブ（１０） が差嵌められている請求項８記載の岩盤ルーフボルト。 １０．管部材（２１）が、支持リングを有していない端部に取付けられるナット （１８）によって、タイロッドに軸方向で続く外方へ突出するねじピン（１９， ２０）にねじ嵌められている請求項８記載の岩盤ルーフボルト。 １１．中空のタイロッド（３）が測定棒（１５）を受容しており、該測定棒は、 タイロッドの固定端部の範囲で固定されていて、かつルーズに支保キャップ（８ ）を貫通するまで案内されている請求項１から１０までのいずれか１項記載の岩 盤ルーフボルト。 １２．管部材（３４）の外側端部（３５）が、支保プレート（３２）の貫通開口 の縁（３３）に支持されるために拡開されており、さらに管部材の内側端部（３ ６）が、フランジの形成のために、あるいはフランジを形成するリング（３７） を支持するために狭くされており、さらに支保キャップ（３８）が、管部材（３ ４）内に導入可能であり、タイロッド（３ａ）のねじ端部（３１）にねじ嵌めら れたボルトナット（３８）から成っている請求項７記載の岩盤ルーフボルト。 １３．ボルトナット（３８）とスリーブ（４０）との間に、管部材（３４）内に 案内される支持リング（３９）が取付けられるようになっている請求項１２記載 の岩盤ルーフボルト。 １４．据込み部材を形成するスリーブが塑性変形可能な材料から成っており、さ らに管部材及び／又は圧力面を有する部材が、スリーブ材料の押出しのため流出 開口を残している請求項７、１２、１３のうちいずれか１項記載の岩盤ルーフボ ルト。