JP4834631B2 - 吊構造物用アンカーの埋設装置 - Google Patents

Description

本発明は雪崩防止柵、落石防護柵などを法面上方から吊り下げ設置するアンカーの埋設装置に関する。

たとえば雪崩防止柵、落石防止柵などで代表される法面に配置される土木構造物は、法面の山側にアンカーを埋設し、これからロープによって吊持されるのが一般である。
こうした吊構造物用ロープの一部を固定するアンカーは、従来では一般に、パイプの先端部をテーパー状にすぼめた形状とし、打ち込み機械によって地中に直接打ち込むことで埋設していた。しかし、この方式は打ち込みの際に表土内に転石、礫、岩盤部など硬質なものがあった場合に施工不可能となり、その場合には、地表から削岩機などによって掘削孔を形成し，この掘削孔にアンカーを挿入するとともにモルタル，セメント等の凝固剤を流し込んで埋込むことにより定着させるほかなく、多大な手間と時間とコストがかかっていた。

この改善策として、出願人は、先端部内側に推進力受け部を有するパイプアンカーを使用し、径が拡縮可能なビットヘッドを先端に有しその後方に前記推進力受け部に当接可能なつば部を備えたビットとハンマー部および回転軸部を直列にした掘削アッセンブリーを前記パイプアンカーに挿通させ、ビットヘッドをアンカー下端外で拡径させた状態で回転軸部とハンマー部を介してビットを回転させつつ、前記ハンマー部の推進力をつば部から推進力受け部に伝えることで所要深さに達するまでパイプアンカーを一体に推進させ、次いでビットヘッドを推進力受け部の内径より小さく縮径し、掘削アッセンブリーをパイプアンカー内から抜き取ることでパイプアンカーを地中に埋設するようにした装置を提案した。

この先行技術は、転石、礫、岩盤部などを有する地質においてパイプアンカーを埋設施工することを可能にしたが、パイプアンカーを埋設すべくパイプ径よりも拡径したビットヘッドを縮径する際に、拡径したビッドの開いた箇所に小石などの異物が付着し、その異物が回転圧で固まり、容易に異物を孔内で取り去ることが困難となることがあり、その結果、ビットヘッドの縮径ができなくなり、せっかく推進したパイプとビットヘッドを一緒に孔から引き抜かなければならなくなるトラブルが発生する可能性があった。

この場合には、再度埋設する工事を要するため手間とコストがかかり、これを回避するために、掘削作業中に、ビット拡径部への異物の付着の有無と、ビットを縮径して抜き取れることを確認する操作を何度か行なうことが必要になり、これによってアンカーの埋設の能率を低下させる問題があった。
特開２００７-３２１６９号公報

本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、転石、礫、岩盤部などほとんどの地質において、勾配のある地表に直角方向にアンカーを円滑、確実に埋設施工することができる装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の吊構造物用アンカーの埋設装置は、先端部にリングビット1を回転自由に連結したパイプと、前記リングビット中を挿脱可能であり、正回転時にリングビットと一体化し同期回転され、逆回転時にリングビットと離間してアンロックされるパイロットビットと、前記パイロットビッドを打撃して推進力を与えるハンマー部とビッドに回転力を伝達する回転軸部を直列状に連結した掘削駆動機構3と、回転軸部およびハンマー部の駆動手段と、前記掘削駆動機構を施工場所で支える架台とを備えたアンカーの埋設施工装置であって、前記リングビットが後端部にパイロットビットの段部と衝突可能な内鍔部を有し、パイプには、これと外径がほぼ同じ鋼製のリングからなっていて、内側下端部領域にのみねじｐを刻設しそれよりも上位の部分は無ねじ面としたシューＰ１を固定しており、リングビット１は、端面に超硬合金などからなるチップを配設した環状部とこれの内径側から立ち上がる筒部を備え、前記筒部の外周上端部領域にのみねじ部が刻設され、それ以外は無ねじ面となっており、前記パイロットビット2と前記リングビット1が同期回転している際に、前記パイプＰと前記シューＰ１は回転せず、前記パイロットビット2が前記リングビット1の中に挿入されているセット状態において、前記シューＰ１の下端部と前記リングビット1の前記厚肉の環状部１ａの上端部との間に隙間が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、パイプアンカーを使用するが、これを回転させることなく先端部に取り付けたリングビットを、パイプを貫いてリングビットの内周側に突出するパイロットビットと同期回転させ、穿孔エネルギーを伝達させるので、地中に転石、礫、岩盤部があっても効率よく円滑に打ち込みを行える。
所要長さ打ち込み後、パイロットビットを逆方向に回転させることによりリングビットとパイロットビットが離間するから、パイロットビットだけをスムーズに抜き取り、アンカー埋設施工を迅速に行うことができ、ビットが拡縮することによる異物付着とそれによる抜き取り不能のトラブルが生じず、また異物付着の有無の確認作業を廃止できるので、作業時間の短縮が可能である。
とくにパイプには、これと外径がほぼ同じ鋼製のリングからなっていて、内側下端部領域にのみねじを刻設しそれよりも上位の部分は無ねじ面としたシューを固定し、リングビットは、端面に超硬合金などからなるチップを配設した環状部１ａとこれの内径側から立ち上がる筒部1ｂを備え、前記筒部1ｂの外周上端部領域にのみねじ部が刻設され、それ以外は無ねじ面となっているので、ねじ部はパイプＰの下端部のねじと螺合するが、更なる回動によりねじを過ぎるので、リングビット１は軸方向で抜け止めがなされた状態でパイプＰに対して相対回転自由に保持される。
したがって簡単な構造で確実に連結を図ることができ、リングビットの脱落を皆無にすることができる。

パイロットビットがハンマー部および回転軸部を直列状に連結しており、リングビットが後端部にパイロットビットの段部と衝突可能な鍔部を有している。
これによれば、パイロットビットとリングビットは回転と打撃により推進するので、礫、岩盤部があってもこれらを破砕して効率よく穿孔することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明にかかる吊構造物用アンカーの埋設方法を適用して法面に直角方向に吊用アンカーを埋設する場合を例にとって示している。
Ｐは埋設すべきアンカーとしてのパイプ、１は前記パイプの先端部に回転自由に取り付けられたリングビット、２は前記パイプＰに対して挿脱され、前記リングビット１と協働して穿孔を行なうパイロットビット、３はパイロットビット２に軸方向の打撃力と回転運動を与えるためのハンマー部３Ａと回転軸部（ロッド部）３Ｂを直列状に備えた掘削駆動機構である。

４は施工場所に据付ける打ち込みフィード用の架台であり、ガイドレールを兼ねるべく長尺矩形枠状をなす本体４Ａとサポート４Ｂを備え、前記本体４Ａには、前記回転軸部を回動する可逆回転自在な掘削機としての駆動モータ５が台座５ａをもって摺動可能に取り付けられ、台座５ａにはウインチ６Aからのワイヤロープ６０が連結され駆動モータ５を吊持するようにしている。なお、６Ｂは掘削駆動機構３とパイプＰを駆動モータ５と連結する際に一時的に吊持するウインチである。
前記駆動モータ５はこの例では油圧モータが用いられており、圧縮エア送給ヘッダー５０を同軸に備えている。

７は他所に配されたエアコンプレッサであり、ホース７０を介して前記駆動モータ５の圧縮エア送給ヘッダー５０に接続されている。8は前記駆動モータ５に圧油を供給する発電機付きの油圧ユニットであり、近傍には制御弁などを含む操作盤８Ａを有し、これからホース８０を介して駆動モータ５に接続されている。

９はアンカー埋設地質が粘土質である場合に用いられる水供給系であり、水タンク９Aと、ポンプ９Bとを有し、ホース９０により前記圧縮エア供給系の適所に接続される。

図２と図３は前記パイプＰとリングビット１およびパイロットビット２の詳細を示しており、パイプＰは、たとえば１５００〜３５００ｍｍの長さを有しており、全体に亜鉛あるいはアルミ亜鉛合金メッキが施されている。
パイプＰは、上端部に吊持用のボルトを取り付ける孔を有し、埋め込み後はキャップが冠着されるようになっている。一方、パイプ先端部には、リングビット１を連結するためのねじｐを比較的短い範囲にだけ設けている。

実施例では、パイプはリングビット１を安定確実に連結するためにシューＰ１を溶接などで固定している。シューＰ１はパイプＰと外径がほぼ同じ鋼製のリングからなり、内側下端部領域にのみねじ部ｐを刻設し、それよりも上位の部分は無ねじ面としている。

リングビット１は、下面に端面に超硬合金などからなるチップ１００を配設して半部を埋め込んだ厚肉の環状部１ａとこれの内径側から立ち上がる筒部1ｂを備えており、筒部1ｂの外周上端部領域にのみねじ部10が刻設され、それ以外は無ねじ面としている。また、筒部1ｂの上端部には内径方向に適度に張り出した内鍔１１が設けられている。
前記ねじ部１０は前記パイプＰの下端部のねじｐと螺合するが、更なる回動によりねじｐを過ぎるので、リングビット１は図２(ｂ)のように軸方向で抜け止めがなされた状態でパイプＰに対して相対回転自由に保持されている。

パイロットビット２は端面に超硬合金などからなるチップを配設したビットヘッド２Ａと、軸状部を後方に突出させたハウジング(デバイス)２Ｂを備えている。
ハウジング２Ｂには、前記リングビット１の内鍔１１に激突可能な張出し量を持った段部２００が設けられている。ビットヘッド２Ａとハウジング２Ｂは外周にスライムの誘導のための軸線方向溝２０３が設けられており、内部にはビットヘッド端面に開孔したエア噴出通路２０２が穿設されている。

前記リングビット１の内鍔１１と筒部1ｂおよび環状部内面には、パイロットビット２が正転したときに図４（ａ）のようにパイロットビット２と一体化してロック状態を形成し、前記状態からパイロットビット２を逆回転したときには、図４(ｂ)のようにリングビット１と遊離し、前記パイロットビット２の軸方向の挿脱を許容する溝１２０を含む複数の係合部１２が設けられており、パイロットビット２には同じ間隔で係合凸部２２が設けられている。

ハンマー部３Ａは筒状をなしており、先端部に前記パイロットビット２の軸状部が連結している。 回転軸部３Ｂはパイプ状をなしており、前記ハンマー部３Ａの後端に同心状に連結されている。回転軸部３Ｂは複数本がつながれることで所要長さとなっていてもよいが、いずれにしても、回転軸部３Ｂの後端は前記駆動モータ５の出力軸と連結されている。したがって、回転軸部３Ｂが回転すると、ハンマー部３Ａとパイロットビット２が同期回転される。
圧縮エア送給ヘッダー５０に供給された圧縮エアは回転軸部３Ｂを通してハンマー部３Ａに送られ、パイロットビット２の軸状部にあるピストン部に作用するようになっている。

なお、架台４の据付けは任意であり、サポート４Ｂをピンアンカー４０で地表に固定すればよく、さらに、必要とあらば架台４の上部を控えロープ４Ｃで地表に支持させればよい。

本発明装置によるアンカー埋設方法を説明すると、シューＰ１を固定したパイプＰにリングビット１を回転自由に取り付けておく。パイロットビット２を含む掘削駆動機構３はパイプＰと分離状態にあり、掘削駆動機構３はハンマー部３Ａと回転軸部３Ｂに分解できるので、小型軽量化することができ、現場への搬入が容易である。

埋設に当たっては、回転軸部３Ｂとハンマー部３Ａおよびパイロットビット２を連結する。一方では、架台４をアンカー埋設予定場所に据付ける。斜面直角方向の場合、架台４は図１のように直角方向に設置し、その架台４の本体４Ａに駆動モータ５を装着し、ウインチ６Ａとロープ６０によって吊持させる。そして、前記パイロットビット２を含む掘削駆動機構３をパイプＰの後端から挿入する。

図２（ａ）はこのときの状態を示している。ビットヘッド２ＡがパイプＰの下端を過ぎ、リングビット１から突出したならば、回転軸部３Ｂとハンマー部３Ａを正方向に回動する。こうすれば、図４（ａ）のようにリングビット１とパイロットビット２は、係合部１２、２２によりロックされ、一体に組み付けられた状態となる。そこで、ウインチ６Ｂを使って全体を吊り上げ、回転軸部３Ｂを駆動モータ５と連結する。以上で準備が整い、以下、掘削アッセンブリーは自重でフィードされることになる。

操作盤８Ａを操作して駆動モータ５を駆動すれば、回転軸部３Ｂが回転し、これと連結しているハンマー部３Ａが回転し、パイロットビット２が回転する。これにより図３のように、パイプＰの輪郭内の前方でパイロットビット２により地層の穿孔が行われる。しかも、パイロットビット２が正回転するとリングビット１が同期回転するため、パイプＰの先の環状部分でも穿孔される。すなわち、パイプＰが回転されることなく、パイロットビット２による穿孔エネルギーがリングビット１に伝達されこれのみが回転してパイプＰは掘削機構３と一体に非回転のまま地中に推進されていく。

こうして推進されているときに、前方に転石、礫、岩盤部Ｒがあった場合には、これらはパイロットビット２とリングビット１の推進に対する抵抗として働くが、ハンマー部３Ａには圧縮エアが送給されているので、パイロットビット２の段部がリングビット１の内鍔１１に当接するまで再び衝撃的に前進ストロークし、ビットヘッド２Ａとリングビット１が転石、礫、岩盤部Ｒに激突する。

そしてまた、転石、礫、岩盤部Ｒによる抵抗を受けると引っ込み、次いでエア圧で突出する。この結果、パイプＰはパイロットビット２の前進ストローク時に、掘削駆動機構３と一体に推進し、打ち込まれる。こうした動作の繰り返しで打撃が行われ、その間パイロットビット２とリングビット１の回転は継続しており、したがって、こうした回転と打撃とによって転石、礫、岩盤部Ｒは短時間で効率よく破砕される。
なお、前記のような掘削で生じたスライムはハウジング２Ｂの軸線方向溝を経てハンマー部外周のパイプアンカー空間に排出され、回転軸部外周の空間を経て後送され、パイプアンカー後端部から排出される。

以下、駆動モータ５による回転軸部３Ｂを経てのパイロットビット２とリングビット１の一体回転運動による掘削と、ハンマー部３Ａへの圧縮エア供給によるパイロットビット２とリングビット１の打撃推進運動が行われることによりパイプＰが効率よく地中深く推進される。この進行時に、駆動モータ５の台座５ａは架台４のガイドレールに沿って案内されるので、駆動モータ５とそれ以下の各部は円滑にフィードされる。
したがって、施工地質に制限がなく、迅速、円滑に打ち込みを行うことができる。また、パイプＰは回転しないので、粘度質以外のほとんどの地盤において水を使用せずに施工が可能であり、掘削時の水の使用を低減できる。

図５(ａ)のように所定の深さまで穿孔され、パイプＰが進出したならば、駆動モータ５を逆方向に回転する。こうすれば、回転軸部３Ｂとハンマー部３Ａを経て回転がパイロットビット２に伝達され、図４(ｂ)のようにリングビット１の係合部１２がパイロットビット２の係合部２２と外れてリングビット１と遊離し、アンロック状態になる。
そこで、ウインチ６Ａを操作して掘削機構３を吊り上げれば、図５(ｂ)のようにパイロットビット２とハンマー部３Ａおよび回転軸部３ＢがパイプＰ内を通って引抜かれ、先端にリングビット１を取り付けたパイプＰだけが地中に残された状態になる。
すなわち掘削・打ち込み完了と同時にパイプＰの埋設が完了する。そして、引抜かれたパイロットビット２を含む掘削駆動機構３は繰り返し使用できるので経済的である。

本発明は、パイロットビット２が拡縮しないので、従来の拡径したビットヘッド分離部間への小石など異物の付着、噛み込み、固化といったトラブルの発生の心配がなく、ビット拡径時の異物付着状態の確認といった作業も無用となるので、作業能率の短縮を図ることができる。
また、パイプＰは回転しないので、内外面に耐食メッキを施しておくことができ、埋設後はキャップを施せば腐食の心配がなく、したがって、モルタルの注入をあえて行わなくてもよくなるので、施工がより簡易なものとなる。
また、パイプＰは回転しないので、６０度程度の斜面まで、斜面と直角方向のアンカー埋設が可能であり、斜面の段取りが不要であるため工事も簡易化できる。

本発明にかかる吊構造物用アンカーの埋設装置の概要を示す正面図である。 （ａ）はパイロットビットセット時の断面図、（ｂ）はその一部拡大図である。 パイプ埋設開始段階を示す断面図である。 (ａ)は図３の底面図、（ｂ）はアンロック状態の底面図である。 (ａ)は掘削・打ち込み完了状態を示す断面図、(ｂ)はパイロットビットの抜き取り中の状態を示す断面図である。

Ｐ パイプ
１ リングビット
２ パイロットビット
２Ａ ビットヘッド
３ 掘削駆動機構
３Ａ ハンマー部
３Ｂ 回転軸部
４ 架台
５ 駆動モータ
１１ 鍔部
２００ 段部

Claims (2)

1. 先端部にリングビット1を回転自由に連結したパイプＰと、前記リングビット1中を挿脱可能であり、正回転時にリングビット1と一体化し同期回転され、逆回転時にリングビット1と離間してアンロックされるパイロットビット2と、前記パイロットビッド2に推進力を与えるハンマー部3Aとビッドに回転力を伝達する回転軸部3Bを直列状に連結した掘削駆動機構3と、回転軸部およびハンマー部の駆動手段と、前記掘削駆動機構を施工場所で支える架台4とを備えたアンカーの埋設施工装置であって、前記リングビット1が後端部にパイロットビット2の段部と衝突可能な内鍔部11を有し、パイプPには、これと外径がほぼ同じ鋼製のリングからなっていて、内側下端部領域にのみねじｐを刻設しそれよりも上位の部分は無ねじ面としたシューＰ１を固定しており、リングビット１は、下面に端面に超硬合金などからなるチップ１００を配設したて半部を埋め込んだ厚肉の環状部１ａとこれの内径側から立ち上がる筒部1ｂを備えており、筒部1ｂの外周上端部領域にのみねじ部10が刻設され、それ以外は無ねじ面となっており、 前記パイロットビット2と前記リングビット1が同期回転している際に、前記パイプＰと前記シューＰ１は回転せず、 前記パイロットビット2が前記リングビット1の中に挿入されているセット状態において、前記シューＰ１の下端部と前記リングビット1の前記厚肉の環状部１ａの上端部との間に隙間が形成されていることを特徴とするアンカーの埋設施工装置。
2. 埋め込み用のパイプが亜鉛あるいはアルミ亜鉛合金メッキが施されている請求項１に記載の吊構造物用アンカーの埋設装置。

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