SE509139C2 - Sätt att samtidigt täta sprickor runt borrhål och förankra en bergbult, samt bergbult - Google Patents

Description

509 139 2 10 15 20 25 30 35 och berget har många stora eller små sprickor. Injekte- ringsförloppet måste i sådana fall upprepas tills till- räcklig täthet erhållits för att det borrhål, där berg- bulten skall sättas in, är torrt. När torrhet uppnåtts, kan bergbulten förankras antingen genom att den utformas (t ex enligt US-A-4290515) nom att man först injekterar cementbruk i borrhålet och som en expanderbult eller ge- sedan trycker in bergbulten. Det sistnämnda förfarings- sättet är besvärligt, eftersom bergbulten i många fall kan ha avsevärd längd, vanligtvis 3-4 m om berget är av dålig kvalitet med många sprickor. Svårigheterna uppstår huvudsakligen på grund av att man måste noggrant avpassa injekterad mängd cementbruk till borrhålets och bergbul- tens dimensioner, så att en fullständig utfyllnad av borrhålet erhålls runt den intryckta bergbulten utan att alltför mycket bruk trycks ut ur hålet under intryckning- en av bergbulten.

Enligt US-A-4289427 har man försökt motverka detta problem genom att ersätta bergbulten med en lina, som skjuts in i borrhålet. För ändamålet används en speciell typ av lina, som bildats av glasfibrer och har en eller flera i längdriktningen sig sträckande ventilationskana- ler. Linan roteras under inskjutningen i borrhålet, och samtidigt avtätas området runt borrhålets mynning genom anpressning av en ringformig tätningsskiva mot bergväg- En injekteringsutrustning utnyttjas för att under Infö- ringen av tätningsmassan säkerställs dels genom rotering- gen. högt tryck injektera en tätningsmassa i borrhålet. en av linan, dels genom att överskottsluft i borrhålet släpps ut genom de nämnda ventilationskanalerna. Sedan tätningsmassan stelnat, kan linan användas för förank- ringsändamål, t ex i samband med pàgjutning av ett konti- nuerligt betongskikt på insidan av berget.

Denna kända teknik kan visserligen användas för för- ankring av linor men är inte lämpad för förankring av bergbultar. Dessutom är det svårt att uppnå tillräcklig 10 15 20 25 30 35 3 509 159 täthet mellan tätningsring och angränsande bergyta, eftersom bergytan av naturliga skäl skrovlig.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett sätt att förankra bergbultar i ett borrhål i en bergvägg under samtidig injektering av en tätningsmassa.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att täta berg under samtidig förankring av berg- bultar och tätning av bergformationen genom injektering av en tätningsmassa.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att mi- nimera behovet av injektering av ett berg genom samtidig tätning av bergformationen och förankring av bergbultar- na.

Dessa och andra ändamål med uppfinningen uppnås med ett sätt och en anordning enligt de självständiga patent- kraven 1 resp 2. De osjälvständiga patentkraven anger särskilt föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Sammanfattningsvis ligger uppfinningen i idén att samtidigt täta sprickor runt borrhål förankra en bergbult i borrhålet genom att ett tätningsmaterial injekteras genom ett injekteringsmunstycke. Detta omfattar en tät- ningsmanschett med ett genomgående hål och en backventil- anordning och kvarlämnas i borrhålet efter injekteringen.

Bergbulten förs genom ventilmunstyckets genomgående hål och genom backventilanordningen. Enligt uppfinningen bildas backventilanordningens ena tätningselement av bergbulten och dess andra tätningselement av en tätnings- muff. Denna anpressas eftergivligt och tätande mot berg- bulten. genom en spalt mellan bergbulten och tätningsmanschetten Injekteringen av tätningsmaterialet genomförs och genom backventilanordningen under elastisk deforma- tion av tätningsmuffen.

Ett exempel på ett sätt och en anordning enligt föreliggande uppfinning skall i det följande beskrivas närmare under hänvisning till de bifogade ritningarna. 509 139 4 10 15 20 25 30 35 Fig 1 visar ett exempel på ett injektormunstycke i längd- sektion.

Fig 2 visar detta injektormunstycke, när det används i ett borrhàl för samtidig förankring av en bergbult och injektering av en injekteringsmassa.

Det på ritningen visade exemplet på en injekterings- anordning enligt föreliggande uppfinning omfattar en làngsträckt hylsa 10, som är utvändigt gängad vid sin ena ände och som vid sin andra ände är stelt förbunden med eller utformad i ett stycke med en utåtriktad fläns 11.

Ett tätningselement 12 i form av ett slangstycke av elastmaterial är trätt över hylsan 10. Detta tätningsele- ment har vid vardera änden en bricka 13, som företrädes- vis är fast förbunden med tätningselementets ändyta.

Mellan hylsan 10 och en på denna fastgängad mutter 14 är en trycköverföringshylsa 15 placerad. På flänsens 11 utåtvända sida (till vänster i fig 1) är en tätnings- muff 16 fastvulkad. Muffen är bildad av ett elastmaterial och har ett genomloppshål 17 med minst ett parti med mindre diameter än hylsans 10 innerdiameter. Vid det visade exemplet är muffens genomloppshål 17 dessutom ko- niskt avsmalnande i riktning mot utloppsänden, varvid två inåtriktade tätningsåsar 18 är utformade i genomloppshå- let. snittsform utan kan även vara utformade som inåt utskju- Dessa tätningsåsar behöver inte ha halvrund tvär- tande tätningsläppar.

När denna injekteringsanordning skall användas, borras först ett hål 19 i bergväggen. Borrhàlet kan ha önskad diameter, t ex ca 64 mm, och önskat djup, t ex 3-4 m, injekteringsanordningens munstycke in i borrhàlet, varvid vilket är vanligt i detta sammanhang. Därpå sätts muttern 14 skruvas in, så att hylsan 12 trycks samman i längdled för att bukta utåt och anpressas tätande mot borrhàlets vägg. Åtdragningen av muttern kan ske på känt sätt, borrhålet har diametern 64 mm, t ex så som visas i ovannämnda US-A-4260295. Om kan en lämplig ytterdiame- ter för slangstycket 12 vara 57 mm. 10 15 20 25 30 35 5 509 139 Sedan munstycket på detta sätt förankrats i borrhå- let 19, skjuts en bergbult 20 in genom munstycket. Berg- bultens 20 diameter skall vara mindre än hylsans 10 innerdiameter för att kvarlämna en ringformig spalt 21 mellan bult och hylsa. Dessutom kragens 16 genomloppshål 17 ha en minsta diameter, som är mindre än bergbultens ytterdiameter, så att kragen 16 kommer att expanderas under införingen av bergbulten och därför kommer att an- pressas tätande mot denna. Om kragen 16 består av gummi- material, kan bergbulten ha en diameter av 22 mm, varvid den trängsta sektionen av kragen 16 lämpligen är 20 mm.

Om bergbulten 20 har diametern 22 mm, kan en lämplig innerdiameter hos hylsan 10 vara 32 mm, så att den ring- formiga spalten 21 har en vidd av 5 mm.

Sedan bergbulten tryckts in i borrhålet genom injek- teringsmunstycket, ansluts en injekteringsutrustning 22 till hylsan 10. Vid det visade exemplet är bergbultens utskjutande parti helt inneslutet i injekteringsutrust- ningen 22, men det är möjligt att utforma denna utrust- ning så, att bergbulten sträcker sig genom utrustningen och skjuter ut från denna. I så fall måste en tätning arrangeras även runt den utskjutande änden av bergbulten.

Med hjälp av injekteringsutrustningen trycks ett in i lämpligt tätningsmaterial 23, t ex en cementvälling, injekteringsmunstycket, varvid tätningsmaterialet ström- mar genom spalten 21 och ut genom muffen 16, som härvid ger elastiskt expanderar under inverkan av trycket i tät- ningsmaterialet. Tätningsmaterialet 23 utfyller borrhålet 19 runt bergbulten 20 och tränger på sedvanligt sätt ut i stora och små sprickor i borrhålsväggen för att täta berget och häva eventuellt flöde av vatten ut genom borr- hålen och omgivande bergvägg.

När injekteringen avslutats, losskopplas injekte- ringsutrustningen 22 från hylsan 10. I borrhålet kvarläm- nas därför även injekteringsmunstycket i likhet med vad som är fallet vid den injekteringsutrustning, som be- skrivs i US-A-4260295. 509 139 6 Genom att man vid uppfinningen åstadkommit en annor- lunda backventil än den som används i nämnda amerikanska patentskrift, har det blivit möjligt att genomföra injek- tering och förankring av bergbulten i en och samma opera- 5 tion. Vid uppfinningen utnyttjas bergbulten som ena kom- ponenten av en backventil, vars andra komponent utgörs av tätningsmuffen l6. Genom att tätningsmuffen 16 påverkas av trycket i det injekterade borrhålet, kommer denna att av detta tryck hållas tätande anpressad mot bergbulten, lO så att tätningsmassan hindras från att tränga ut och i stället kvarstannar i hålet under tätningsmassans härd- ning eller stelnande. Detta gäller oavsett om tätnings- massan är baserad på ett oorganiskt eller ett organiskt tätningsmaterial. Den föredragna tätningsmassan är en 15 cementvälling men även flytande eller halvflytande plast- material kan utnyttjas för detta ändamål.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 7 509 139 PATENTKRAV

1. Sätt att samtidigt täta sprickor runt borrhål (19) (20) vilket injektering av ett tätningsmaterial i borrhålet, vid (23) som har en tätningsman- och förankra en bergbult genomförs genom ett injekteringsmunstycke, schett tilanordning och som kvarlämnas i borrhålet efter injek- (10-14) med ett genomgående hål och en backven- teringen, k ä n n e t e c k n a t därav, att bergbulten (20) under kvarlämnande av en spalt förs genom dels ventilmunstyckets genomgående hål (21) dels genom backventilanordningen mellan hålet och (16, 20), (20) och eftergivligt anpressas bergbulten, vars ena tätningselement bildas av bergbulten (16) och att injekteringen av tät- genomförs genom nämnda spalt (21) (16, 20) in i borrhålet vars andra tätningselement tätande mot bergbulten, (23) och genom backventilanordningen (19).

2. Injekteringsanordning för injektering av ett tät- (23) i ett borrhål (19), jekteringsmunstycke med mot omgivande borrhål expanderbar (10-14) (16, 20), varvid injekteringsmunstycket har ett genomgående (16, 20) injekteringsmunstyckets inåt mot borrhålet vända ände, ningsmaterialet ningsmaterial omfattande ett in- tätningsmanschett och en backventilanordning hål och backventilanordningen är anordnad vid k ä n n e t e c k n a d därav, (16, 20) som är anordnad vid injekteringsmunstyckets inåt (19) elastmaterial och har ett genomgående hål att backventilanordning- ens tätningselement (16), mot borrhålet bildas av en tätningsmuff vända ände och som är bildad av ett (17), förbundet med injekteringsmunstyckets genomgående hål, som är varvid injekteringsmunstyckets genomgående hål har större diameter än en för användning tillsammans med injekte- ringsanordningen avsedd bergbult (20) (16) (17) flera partier med mindre diameter än denna bergbult för och varvid tät- ningsmuffens genomgående hål har ett eller 509 139 8 10 elastiskt anpressas mot bergbulten och tillsammans med (16, 20).

3. Injekteringsanordning enligt patentkravet 2, denna bilda backventilanordningen k ä n n e t e c k n a d därav, att tätningsmuffens (16) (17) injekteringsmunstyckets genomgående hål. genomgående hål är avsmalnande i riktning från

4. Injekteringsanordning enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att tätningsmuffen (16) på sin insida har inåt utskjutande tätningsåsar (18) (20). eller -läppar för anpressning mot bergbulten