Drill pipe

【発明の詳細な説明】 本発明はドリルパイプに関するものである。

多くの形状でかつ非常に多くの用途について多数のドリルパイプが公知である。 それらの公知のドリルパイプは例えば注入掘削アンカーの構成部材として使用でき、
該アンカーは公知のように、構造上において掘削ロッドに対応し、ボアホールの形成後にそのボアホール内に損失工具として残る。 この場合に、セメント懸濁液でボアホールを充填させた後に、掘削ロッドを岩石アンカーのように使用し、岩石アンカーはボアホールの口の区域において締付けナットと組み合わされてアンカー板を用いて、岩石に対して締めつけられる。 例えば、ドイツ国特許第936082号明細書から、一端にドリルヘッドを備え、
他端に締付けナットにより螺合させるため使用される取外し可能なねじ山部材を嵌合させた注入掘削アンカーが公知である。 アンカーロッドはその全長に亘って螺旋状に巻回させたビードを備えると共に中心に延伸している長手方向通路と連通させた横孔を備え、この横孔を用いて掘削工程中に発生される岩石破片を運び去る。 ボアホールの形成後、ボアホールを充填しかつアンカーロッドを係止するため長手方向通路と横孔によって、ボアホール中にセメント懸濁液を導入する。 この懸濁液は岩石の任意の裂目及び割れ目中に入り、そして特にアンカーロッドの外側の螺旋状のビードの構造のために、硬化した後アンカーロッドとそのまわりの岩石との間に確実な係止部を形成することができる。

注入掘削アンカーの構成において、掘削ロッドから公知である構成部材にもどすことが公知である。 例えば、
ドイツ国特許第1483840号明細書は、ねじ締めしたドリルヘッドの範囲に出口孔を備えている中心にフラッシング通路を有する岩石掘削ロッドを開示している。 岩石掘削ロッド或いはアンカーロッドは、使用に際して連結スリーブを用いて延伸することができ、該連結スリーブは内ねじを有し、内ねじ中には別のアンカーロッドをねじ込み、その挿入させたロッドはその全長に亘って円形ねじ山のような比較的大きいねじ山を備えている。 このような岩石掘削ロッドは基本的には注入掘削アンカーとして使用するのに適しており、この場合アンカーロッドの外ねじは掘削中に搬送作用を行うもので、換言すれば、
岩石粒子で満たされるフラッシング液体の逆流を可能にする。 硬化セメントに関して、前記ねじ山は係止作用を果し、アンカーロッドとそのまわりのボアホール壁との間に固定形状を形成する。 更にそのねじ山は連結スリーブをドリルヘッドにねじ嵌合することができるので、ねじ締付け作用をも実行する。

ロックアンカーの故障のない作用にとって、特に時間の経過に亘って故障のない機能を行うため、まわりにセメントづけされるアンカーの全長に亘って均一なセメント被覆を設けるようにボアホール内でできる限り中心にアンカーロッドを配置することが重要である。 確実にセメント被覆されているアンカーでしか十分な腐食抵抗が得られない。 実際上この要求は少なくとも別の対策なしでは達成するのが困難である。 例えばボアホールの壁に沿って不均性な場合があるためにアンカーロッドが偏心して配置された場合、均一な充填、特に掘削ロッドの均一な被覆又は埋設を保証できない。 セメント本体内でのアンカーロッドの偏心的な装着は、アンカーロッドの一部分が腐食の危険の増加を受け、その結果時の経過につれて岩石アンカーの主な機能、即ち異なる岩石層の結合が問題となる危険をもたらす。

ドイツ国特許第3828335号明細書から注入掘削アンカーに使用されるスペーサが公知であり、このスペーサは、アンカーロッドを直接包囲しかつアンカーロッドに対し移動可能である保持ボスから成っている。 この保持ボス上には外側環状部材によって互いに結合されている３つの半径方向延伸ウェブが設けられている。 このスペーサの使用はボアホールの形成中であってかつ延長アンカーロッドの導入前に、保持ボスを有するこのスペーサをボアホール内に既に配設されているアンカーロッドの端部を介して押圧させることを意味し、延長用アンカーロッドとの接続を可能にする継ぎ手ナットに対する保持ボスの接触に基づいて、スペーサが掘削の延長中にアンカーロッドと共にボアホール中に導入されることを意味する。 従ってスペーサの位置はこの実施例においては継ぎ手ナットの位置によって設定されている。 掘削中及びボアホールの形成後に、スペーサの状態及びスペーサの故障のない働きを試験する簡単な可能性は、全然或いは少なくとも存在しない。 従って、例えば掘削作業中に機械応力が高い結果として、並びに掘削された岩石の局部的不均一性のために、スペーサが損傷され、その理由により、位置決め作用が行なわれなくなる。 同様に、スペーサは多くの場合に局部的岩石状態並びに掘削工程の結果として放出される岩石粒子の特性に従ってフラッシング媒体による岩石粒子の流出或いは抽出を妨げる可能性がある。

最後に、いわゆる予備掘削孔の形成に関連して、岩石アンカーを所定位置に固定するときにスペーサを使用することが公知であり、前記スペーサを用いて岩石アンカーが掘削孔の外側管内において中心に位置決めされる。
これらの場合において岩石アンカーがセメントで充填される管中に導入されかつ該管内でできる限り中心に保持されることが公知である。 このように挿入されるスペーサはプラスチック材料から形成され、従って掘削段階中に加えられる高い機械的要求にほとんど耐えることができない点で、公知の型式の注入掘削アンカーでの使用については強度不足のため完全に適してはいない。

本発明の目的は掘削工程中に岩石粒子で満たされているフラッシング媒体に対する最適流出条件が得られ、また特に注入掘削アンカーとして使用するにの適している上述した型式のドリルパイプを提供することにある。 この目的は請求項１の構成要件を有することを特徴とするドリルパイプにより達成される。

従って、本発明はその全長に亘って規則的な内側ねじ山を有する管状部材をドリルパイプとして使用することが重要である。 この内側ねじ山は本発明によってその延長のために、即ち別の管状部材をねじ締め接続させるために適当な継ぎ手部材と組み合わせるように構成されており、これは外側に突出する例えば連結スリーブのような構造部材を使用しないでその延長を達成することができる。 同時にこれは管状部材の外側輪郭が規則的であり、特に延長にも拘らず、滑らかなままでありかつ２つの管状部材間の連結区域ですら平らであることを意味する。 従って、これは掘削作業中に掘削された岩石粒子で満たされるフラッシング媒体に対する最適流出条件を有しており、また実際のフラッシング媒体がドリルパイプの全長に沿って均一に流れることができることを意味する。 均一な輪郭は、ドリルパイプが注入掘削アンカーとして使用するのに適し、従ってそのアンカーがセメントづけされた全長に亘って均一な係止作用を受けることをも意味する。 最後に、均一な内側ねじ山は必要に応じて管状部材を短縮しかつ同様に短縮された長さの他のドリルパイプを連結することができることをも意味する。

本発明の１つの特徴はドリルパイプ及び管状部材の以下にねじ山と称する外側輪郭の有利な構成にある。 これは例えば外側の冷間形成による一度の加工作業で管状部材に外側ねじ山と内側ねじ山をつくることができる。 延長する場合、即ちこの場合に装着される２つの管状部材を連結する場合、ねじ山はドリルパイプの全長に亘って規則的に延伸し、その結果、掘削工程中に岩石粒子で満たされるフラッシング媒体に均一な搬送作用を発生させる。

本発明の他の特徴は容易に実現できる継ぎ手部材の特に有利な実施例にある。 この継ぎ手部材は一方ではドリルパイプの対向端にねじ込ませることができるように寸法決めされまた他方では連結される両管状部材に対してできるだけ簡単なように等しいねじ込み長さを確保すべきために寸法決めさせることが重要である。 これは継ぎ手部材が相互係合された２つの同軸管部分、即ち少なくとも外側ねじ山を有する外側管状部材とこの外側管状部材中に、例えばねじ込みによって挿入させる内側管状部材とから構成されている点で本発明によって特に簡単な方法で達成される。 内側管状部材は、その一端において好ましくは外側管状部材から対称的に突出し、そしてそれらの突出部分は互いに連結される２つのドリルパイプ中にねじ込まれる寸法にされたねじ山部分を形成する。
その結果、特に簡単な外側及び内側管状部材は内側と外側にねじ山を支持しているねじ山管状部材としてそれぞれ形成されているので、外側管状部材を内側管状部材にねじ込むことができまた溶接することによって中央位置に内側管状部材に固着できる。 外側管部材はドリルパイプの管状部材とその半径方向の寸法とその他の特性の点について対応しているので、連結する場合、２つの管状部材を連結するにも拘らずこれらの管状部材の外側面はその連結範囲において外側の不規則性がない。

本発明のその他の特徴は、ドリルヘッドの特に有利な実施例にあり、該ドリルヘッドは板状掘削クラウンを除き継ぎ手部材のものに対応する構造部材から形成することができる。 それは掘削クラウンから出発して先ずアンダカット部を有し、またドリルパイプの管状部材中にねじ込まれるように寸法決めされかつ形成された掘削ヘッドとなっている。 このためドリルヘッドは掘削クラウンから遠く離れた端部に外側ねじ山を有し、またドリルパイプの管状部材中にねじ込まれるように構成された管状部分を装着している。 掘削クラウンに続いて直ぐに内側管状部材があり、該内側管状部材に（掘削クラウンに続く前述のアンダカット部を考慮して）比較的短い外側管状部材をねじ込み、外側管状部材から突出する内側管状部材の管状部分はねじ込むため、即ちドリルパイプの管状部材中にねじ込むように構成されている管状部分を形成している。 外側管状部材は、ドリルパイプの管状部材にねじ嵌合する上のストップ部を形成し、そしてその半径方向の寸法とその外側ねじ山の点についてはドリルパイプの管状部材と同一である。 ドリルヘッドのねじ締めした状態では、従って、外側管状部材から出発してドリルロッドの端部までドリルロッドについても、また延長の場合でさえも外側の均一な構造体を生ずる結果となる。

前述のように構成されたドリルロッドは基本的に掘削ロッド及び岩石アンカー、即ち注入掘削アンカーとしてそれ自体公知の方法で使用できる。

本発明の更にその他の特徴は注入掘削アンカーとしてその使用を有する本発明のドリルパイプの構成にあり、
そしてこれに関連してセメント或いは他の硬化材料の導入に関する特別な特徴をも含んでいる。 この関係において、ドリルパイプはドリルヘッドに隣接するドリルアンカーの区域に逆止弁及び１つ或いはそれ以上の注入弁を含む。 前述の逆止弁及び注入弁のいずれも中間部材に配設され、該中間部材は一部分が互いに連結されるドリルパイプの管状部材或いはアンカーロッド部材にねじ嵌合するための構成を有し、それによって互いにねじ係合している。 注入弁の数ならびに配置は、前述の中間部材のモジュール式構造に依存して任意にすることができる。
特別な場合において１つのみの逆止弁と１つ又はそれ以上の注入弁を設けることができる。 逆止弁と注入弁を同時に使用する場合には、両者が同時に開放状態になってはいけないばね負荷弁として設けることが重要である。
従って、逆止弁は比較的低いフラッシング媒体圧が注入弁を開放するのに十分でない時しか掘削作業中フラッシング媒体の通路に対して開放してはならず、注入弁が掘削及びフラッシング工程中に閉鎖状態のままでいる。 同様に、注入工程中に、即ち以下に詳細に説明するようにセメント懸濁液を注入する間、そのセメント懸濁液は注入弁を介してのみしか流入させてはならず、その結果、
初期のセメント充填の硬化のため、逆止弁がこの状態では作動されずかつ閉塞される。

本発明の請求項７および８の特徴は前述の中間部材の特性にある。 これらの中間部材の重要な構成要素は内側及び外側管状部材であり、外側管状部材はその内側及び外側にねじ山を有しそして内側管状部材にねじ締めさせるための構成とし、その半径方向の寸法はドリルパイプ或いはアンカーの管状部材に対応する。 外側管状部材から突出する内側管状部材の管状部分は隣接アンカーの管状部材中にねじ込まれるように構成されているねじ嵌合部分を構成する。 ねじ込まれる深さは外側管状部材によって規定されるように決定される。 外側管状部材は内側管状部材に対し、好ましくは溶接によってそれらの最終ねじ嵌合位置で固着される。

本発明の請求項９の特徴は注入弁の構造にある。 実際の弁作用を実行しかつ例えばゴム弾性部材から形成することができるスリーブ部材は同じ直径の２つの管状シリンダ間に軸線方向に固定できることが重要であり、これらの管状シリンダはそれらの半径方向の寸法及びそれらの外部特性の点について外側ねじ山を有するアンカー管状部材のものと対応する。 好ましくは、２つのスリーブ部材が使用され、その１つの比較的軟質弾性材料の内側スリーブが密封作用を行い、他方の弾性材料、例えばゴム材料の外側スリーブ材が支持作用を行うようにし、必要に応じて織物の使用によってその弾性特性を変更させることができる。 その注入弁の組立状態において、スリーブ部材は、これらの部分を軸線方向に連結する管状シリンダと同様に、他のアンカーロッドの滑らかな構造に合致する。 従って、注入弁は上述したようにアンカーロッドの構造から半径方向に突出する多数の構造部材を持たないので、フラッシング媒体の流れを妨げることがない。

本発明の請求項11及び12の特徴は実際の使用の点について特に本発明のドリルパイプ或いはアンカーロッドのために構成したスペーサにある。 このスペーサの重要な特徴はスペース機能を遂行する半径方向に突出するタイ部材によって連結された２つの位置決め部材を設けたことにあり、位置決め部材はアンカーロッド上に嵌合されるように構成されスペーサを前進させるために別々の押圧杆が設けられ、押圧杆はボアホールの底部に隣接する案内部材上に設けられている収容装置内に係合可能にしてある。 押圧杆は該収容装置中に押圧嵌合するように構成されている。 ボアホールの形成後にボアホール中にスペーサを導入させることが重要であり、アンカーロッドや注入弁を更に接続させて延長できるにもかかわらず、
アンカーロッドがその全長に亘って均一な直径を有し、
かつ少なくとも位置決め部材の移動に対する抵抗がアンカーロッド全体に沿って均等であるから、そのスペーサーの導入が可能である。 その結果、このスペーサは連続的にアンカーロッドに沿って所定の位置にボアホール中に導入される。 通常の場合において予め設定した間隔で前述の押圧杆を有して困難なく複数のスペーサを導入させることができる。 壁の不均一性のため、スペーサの導入が抵抗に遭遇する場合において、この抵抗は、タイ部材の半径方向の内側変形（その圧力が押圧杆によりボアホールの底部に隣接するガイド部材に伝達された後）によって克服されるので、壁の不均一性、例えば、ボアホールの直径の僅かな減少を、克服できる。 壁の不均一性が例えば過剰掘削から由来する一定の過大寸法を構成する反対の場合に対して、これはスペーサの導入抵抗によって検出できるだけでなく、しかもボアホールの口からのこの“欠陥区域”の距離を最も簡単な方法で決定することができる。 スペーサはその強度の点について掘削作業の機械的に非常に高い要求に関して構成する必要がなく、プラスチック部材として製造できることが特に有利である。 しかしながらスペーサは金属からでも形成することができる。

請求項13の特徴は押圧杆の案内の改良にある。

請求項14の特徴によると位置決め本体は管状部材として形成されている。 必要に応じて、ボアホールの底部に近い管状部材はその先端を丸めた形状にすることができるので、壁にある多数の不規則性の上を摺動できる。

押圧杆は本発明の請求項15によると、収容装置に押圧嵌合できる。 押圧杆はスペーサの前進送り抵抗を克服するに十分な固有の剛性をもたねばならない。 剛性をもつ限りは押圧杆として転動体を使用できる。

本発明の請求項16ないし19の特徴はボアホールの口に隣接する注入掘削ロッドの端部の特別な構成にある。 それは注入掘削アンカーの従来の構成部材の基本的な構造部材からつくられ、即ち管状シリンダは外側と内側にねじ山を備え、少なくとも外側にねじ山を有する管状部材は管状シリンダ中に押し込まれるか或いはねじ込まれるように寸法決めされかつ形成されている。 管状部材は例えばアンカーロッド部材にねじ込まれるように構成されたねじ部分を形成し、管状シリンダの外側ねじ山はアンカーロッドの外側ねじ山の永久延長部を形成する。 その結果、ねじ嵌合されるように寸法決めされた“内側”管状部材のねじ山部分は、管状シリンダがその先端でアンカーロッドの対応接触面と接触するような寸法になっている。 ボアホールの口から部分的に突出する管状部材は注入掘削アンカーの最終組立状態でアンカーヘッド板及び締付けナットと組み合わせて、岩石に対してそのアンカーを締め付けるために使用される。 前述の管状部材は本発明によるとまわりの岩石に対しセメントづけされないボアホールの口の領域でいわゆるアンカーの自由な長さを守るためにプラスチックスリーブを押し込み嵌合するために使用される。 このプラスチックスリーブは、先端と接触するまで隣接管状シリンダに対して押圧されるので、このスリーブによって包囲されている管状部材はセメントとの相互作用に対して保護されている。

以下本発明を添付図面に示した実施例について詳細に説明する。

図１及び図２に示した注入掘削アンカーの重要な構成部材はドリルヘッド１と、アンカーロッド２と、継ぎ手部材３であり、該継ぎ手部材３は互いに２つの同じドリルロッド２を連結するため寸法決めされかつ形成されている。

ドリルヘッド１は板状掘削クラウン４から成り、このクラウン４は軸線方向に比較的短くなっておりまた切断エッジ等を装備している。 このクラウン４に対して管状部材５が溶接されている。 管状部材５はその全長にそって外ねじ山を備えている。 この管状部材５上には管状シリンダ６がねじ締めされかつ管状部材５に対し取付位置で溶接されている。 管状シリンダ６は寸法が管状部材５
より短く、そしてその取付位置は管状部材５が掘削クラウン４から遠く離れている管状シリンダ６の端部において距離７だけシリンダ６から突出することを特徴としている。 管状シリンダ６はその部分に外側ねじ山を備えており、それに対する理由は以下詳しく説明する。

図に示していない掘削クラウン４の出口孔中に延伸している中心長手方向通路は軸線８に沿って延伸している。 他の出口孔を掘削クラウン４の範囲に設けることもできる。

符号６′は管状部材５及びシリンダ６の双方を介して延伸しかつ前述の長手方向通路と連通する横孔を示す。
横孔６′をむ全ての出口孔を通してフラッシング媒体、
例えば、水或いは空気が掘削業中に流通される。 ドリルホールを形成した後、セメント懸濁液或いは他の硬化性材料はこれらの出口孔を通してボアホール中に流し込まれるようになっている。

符号９は管状シリンダ10と管状部材11とから成る中間部材を示す。 管状部材11は管状シリンダ10中に部分的にねじ込まれかつねじ込み位置で例えば溶接によって固定させることができる。 管状シリンダ10は、その一部分を管状部材５に、特にその管状区間12にねじ締めされるように構成されている。

中間部材９は軸線８に沿って延伸している長手方向通路内に配設されている図示していない逆止弁を備えている。 この逆止弁はばね負荷されかつ所定の圧力で作動する。 逆止弁は圧力を受けている状態では矢印13の方向に貫流を通すが、しかし矢印13と反対の方向における逆流を防止するように設けられている。 この逆止弁に対する理由は、以下更に詳しく説明する。

中間部材９がドリルヘッド１に対しねじ締められる位置において、管状シリンダ６と管状シリンダ10とが互いに直接接触させねばならないことが重要である。

符号14は直径が管状シリンダ６及び10に対応し、そして外側と内側に全長に亘って延伸しているねじ山を備えているアンカーロッド部材を示している。 アンカーロッド部材14は、個々に適当な長さを有することができ、組立て状態において、管状シリンダ10から突出する管状部材11の管状区間15上にねじ締めされ、従ってアンカーロッド部材14はその下端において管状シリンダ10と接触する。

符号15は注入弁を示し、該注入弁15は中央範囲に１つ又はそれ以上の横孔17を有する管状部材16から成り、横孔17が１つ以上ある場合これらの横孔17が円周上で等しい間隔で分布されている。 横孔17は、比較的軟質弾性材料の第１スリーブ部材18によって包囲され、第１スリーブ部材18はその一部分が同軸スリーブ部材19によって外側で包囲され、同軸スリーブ部材19は同様の弾性材料から成り、かつ支持機能を果している。 スリーブ部材18及び19は管状部材16が内側に圧力を有していない状態でそれらの横孔17の確実な密封を行う。

符号20及び21は比較的短い管状シリンダを示し、管状シリンダ20,21はスリーブ部材18,19のそれぞれの端部で管状部材16に対し軸線方向にねじ締めされ、またスリーブ部材18,19に対する軸線方向の保持を行う。 管状シリンダ20,21は、最終ねじ締め位置で管状部材16に溶接させることによって固着させることができる。 管状シリンダ20,21とスリーブ部材19は同じ直径を有するように構成されている。 スリーブ部材18,19と組み合わせる管状シリンダ20,21は注入弁15の両端において一方をアンカーロッド部材14中にまた他方をアンカーロッド２中にねじ込むことができる管状部材23及び24が形成されるような軸線方向の寸法を有している。 注入弁15及びその操作方法に対する理由は以下更に詳しく説明する。

注入弁15を取り囲む構成部材は別の中間部材９′を構成する。 前述したような注入弁の構成は、絶対的に必要ではなくまた別の異なる形状を有することができる。 注入弁15は管状シリンダ20,21を越えて半径方向に突出する構成部材を有してはならずまた連続注入に対して必要である圧力をまず最初に開放し、フラッシング工程中に閉鎖状態を維持するばね負荷の逆止弁のように作用することだけが重要である。

図２に示した継ぎ手部材３の重要な特徴は直径が管状部材5,11,16に対応し、ほぼ中間に直径がアンカーロッド２に対応するねじ締め管状シリンダ26を支持する管状部材25である。 管状部材25の管状部分27及び28は管状シリンダ26の両側にほぼ対称的に延伸している。 管状シリンダ26の位置は管状部材25に対してそれを溶接させることによって固着させることができる。

継ぎ手部材３はそれらの管状部分27,28が連結されるアンカーロッド端中にねじ込まれるようにまた実際上連結されるアンカーロッドの端部が管状シリンダ26と直接接触するように別のアンカーロッド２を結合するための作用をなす。

本発明による注入掘削アンカーの基本的な特徴はその全長に亘って内側と外側の両側にねじ山を備えているアンカーロッド２とアンカーロッド部材14とを備えていることにあり、掘削アンカーの個々の部材、即ちドリルヘッド１と、中間部材9,9′と、アンカーロッド部材14
と、アンカーロッド２と、継ぎ手部材３によって連結されている別のアンカーロッド部材２は内ねじによって互いに固定されている。 アンカーロッド２とアンカーロッド部材14がその全長に亘って均一な内側及び外側ねじ山を備えているために、これらは必要に応じて短くすることができまた、特別な要求に適合させることができる。
管状部材12,15,23,24を適当な長さに寸法決めすることによって最終ねじ締め位置がこれらの管状部分の長さ寸法によって決定され、従って別のストップ部材を必要としない構成が非常に簡単に達成することができる。 又継ぎ手部材３についても同様であり、中央の管状シリンダ
26はそれら管状部分27及び28に対してねじ締めされるアンカーロッドの隣接端に対してストップ機能を果す。

上述の説明から既に理解できるように、本発明による注入掘削アンカーは異なる機能部材から構成されているにもかかわらず、組立て状態においては掘削クラウン１
の管状シリンダ６から始まる外側輪郭を有し、この輪郭はボアホール口の範囲まで延伸する均一な特性の外ねじ山を特徴とし、またこの輪郭を越えて突出するいかなる部分も有していない。 アンカーの外側のねじ山構成とは別に、組立てられた注入掘削アンカーは外側の滑らかな表面を有している。

この注入掘削アンカーは主として掘削ロッドとしてそれ自体公知の方法で使用され、即ちフラッシング媒体、
例えば水或いは空気を軸線８の方向に延伸する中央長手通路に流通させる。 このフラッシング媒体は掘削作業中に掘削クラウン４の出口孔及びドリルヘッド１の横孔６′を通してのみ排出され、掘削作業の結果として掘削クラウン４によって掘削させた岩石粒子を運び去り、矢印13の方向と逆の方向に、従ってボアホールの口に向かった方向にこれらの岩石粒子を流出させる。 同時に、フラッシング媒体は掘削クラウン４に冷却作用を与える。
掘削クラウン４の直ぐ後部に、すなわち掘削クラウン４
から矢印13の方向と反対の方向にアンダーカット29を設けるのが特に有利である。 これは釈放された岩石粒子或いは他の掘削された物体の除去に有利となる。

上述したように中間部材９内と長手方向通路内に設けられたばね負荷逆止弁は掘削作業中にフラッシング媒体が存在している時の圧力を受けて開放し、そして矢印13
の方向に貫流させるように構成されている。 これに反して注入弁15はスリーブ部材18及び19に対する適当な材料の使用及び別の手段によって構成され、フラッシング圧を受けて開放するものではないので、この注入弁15が実際上掘削作業中には何の機能も有していない。

複数のアンカーロッド２の全長に亘って延伸する均一な外ねじ山はこの手段によってボアホールから除去させるべき岩石粒子に与えられる搬送作用があるのみならず、また外側突起のない構造部材を有することを特徴とする注入掘削アンカーのほぼ滑らかな表面のために、掘削された物体を有しているフラッシング媒体に対して最適貫流状態が生じる利点がある。

掘削孔の完了後、注入掘削アンカー、特にその長手方向通路はセメント懸濁液或いは他の硬化性材料のために使用され、前記材料が第１段階において、ドリルヘッド１の出口孔及び横孔６′を通してのみ流出し、またボアホールの底部から始まって矢印13の方向と逆方向に上昇しながら徐々にボアホールを充満する。 ボアホールの充満の完了後、長手方向通路中にセメント懸濁液の逆流は中間部材９内の逆止弁によって防止される。

この後、長手方向通路はその中に残るセメント懸濁液を除去するためフラッシング工程を受ける。

最初に導入されたセメントの硬化後、セメント懸濁液の導入を再び行い、そのセメント懸濁液はこの場合に高圧下にあり、そして注入弁15を通して流出する。 圧縮状態で導入されるこのセメント懸濁液の圧力はセメントの初期導入中には実際上何の機能もせずそして横孔17を密封していた注入弁15の開放を生じさせる。 この注入中にドリルヘッド１を通して流出するセメント懸濁液の流通は行われないか、或いはほとんど起こらない。

注入弁15を介して出るセメント懸濁液によって、少なくとも初期段階で硬化工程を受けかつこの範囲における注入掘削アンカーを包囲しているセメント本体に亀裂が生じて、その亀裂が開き、そしてセメント懸濁液が更にボアホールに流入して粒子間に形成しているギャップを詰める。 高圧のセメントのために、セメントは広がり、
岩石内の間隙を著しく補強し、そしてセメント本体は、
部分的にかなり拡大される。

長手方向通路のフラッシング工程と、新しいセメントの導入工程と、セメント本体の破砕の工程は数回反復させることができ、破砕工程はセメントによって行われるか或いはそれと異なって水の使用によっても可能である。 その結果、注入掘削アンカーを取り囲むセメント本体は注入弁の範囲で広げられそして確実なアンカー作用が生じる。 当然のことながらロックアンカーの構造に沿って１つ或いは数個の注入弁を設けることができ、注入掘削アンカーの複数の個々の構造部材のモジュラー式構造のために実際上任意の箇所でこの構造中に注入弁を導入できる。

注入掘削アンカーの確実な機能のために重要な点は特に一定期間に関して考える場合、セメント又は他の硬化性材料の被覆はボアホール内においてできる限り均一でありまたボアホール内の全ての場所に生じさせねばならないことにある。 これは十分な腐食抵抗をも達成しその結果、注入掘削アンカーとそのまわりにあるセメントとから成る全体系の均一な強度特性を達成する作用をなす。 特に、比較的長いボアホール及び多重合式注入掘削アンカーにあっては常に傾斜する欠点の恐れがあるので、アンカーを中心に位置決めするため複数のスペーサを使用することが慣例であり、それらのスペーサがボアホール壁に対して支持され、かつアンカーロッドの位置決め作用を行う。

図３は図１及び図２に示したような注入掘削アンカーと共働させるために特に構成させた本発明によるスペーサの一例を示している。

図３において、スペーサは符号30で示されている。 スペーサ30は軸線方向に一定間隔に配置させた２つの管状部材31及び32又は位置決め本体から成り、該位置決め本体又は管状部材31,32は互いに同軸であり、そして同じ直径のアンカーロッド２と、多数の管状シリンダ6,10,1
4,20及び21上で摺動できるように直径が寸法決めされている。 管状部材31,32は内側及び外側の双方とも滑らかであり、そして半径方向の中心平面33に関して対称的に設けられている４つの弾性タイ部材34によって連結されている。 必要に応じて、このようなタイ部材34は多数設けることができ、また好ましくは円周上で周辺で等間隔に配置することができる。 中心平面33に関し、この中心平面33の上部及び下部に配置されたタイ部材34の部分はそれらの底面が中心平面33内にある円錐形の表面上に位置決めされている。

弛緩した状態ではタイ部材34の傾斜度は中心平面33内にある範囲の最大半径35が掘削クラウン４の半径36に対応する。

管状部材31,32とタイ部材34の装置は図３に示した実施例においてスチールから形成されている。 この実施例において、タイ部材34は管状部材31,32に対して適宜な方法で溶接されるか、又は管状部材31,32に対して別の方法において連結されている。 しかし、変形例としてこれらのスペーサを適当なプラスチック材料から形成することができる。

それらの弾性に関する限り、タイ部材34は、いかなる場合にも管状部材31,32で案内されるアンカーロッドに対して十分な支持機能をもたなければならないけれども、矢印37の方向にある程度の弾性がるように構成され、また実際にこれらのアンカーロッドがボアホール内でできる限り中心に位置決めされて保持されるように構成されている。 以下更にこれについて説明する。

符号38は管状部材31の外側に溶接されたソケット部材を示す。 ソケット部材38は管状部材31の軸線40に対し平行に延伸する盲孔39を備えている。 盲孔39に関して同軸的に管状部材32に溶接されている案内部材42に穿設させた孔41が延伸している。

盲孔39及び透孔41はほぼ同じ直径を有し、そして押圧杆43を収容する作用をなし、押圧杆43は矢印44の方向に移動できないように盲孔39内で阻止され、そしてまた透孔41に関して自由に移動できる。

本発明による注入掘削アンカーの使用について簡単に説明する。

本装置は主としてドリルヘッドを備えたドリルロッドとして使用され、この場合に、中央長手方向通路を通してフラッシング媒体、例えば水または空気を案内する。
フラッシング媒体は掘削作業の結果として発生される岩石粒子を集めそしてボアホールの内壁とアンカーロッドの外側との間の環状室を通してボアホールの口に向う方向にこれらの岩石粒子を運びだす。 ボアホールの形成後、これが最終の深さに到達すると直ちに、ボアホールの口から第１スペーサ30を押圧する。 上述したように、
それらの管状部材31,32はアンカーロッド２と、注入弁1
5と、継ぎ手部材３等上で抵抗なく押し込むことができるように構成されている。 スペーサ30の嵌め込みはソケット部材38を備えている管状部材31をボアホールの底部に隣接する端部に配置されているように行なわれる。

スペーサ30の前進移動は押圧杆43を使用して行われ、
押圧杆43はボアホールの底部に近い管状部材31上で直接作動し、従ってタイ部材34によってボアホールの口に近い端部にある管状部材32に牽引力を生じさせる。 中心平面33におけるタイ部材34の傾斜度は中心平面33でのタイ部材34の最大半径の範囲がボアホール壁に対して弾性的に支えられているので、それらの管状部材31,32とアンカーロッド２とが同様に案内されて中心に位置決めされるように設けられている。 押圧杆43はスペーサの最終位置に対応させるような長さを備えねばならない。 押圧杆
43は例えばロールから巻戻しできるが、しかしそれにもかかわらず前述の牽引力をもたらすことができるように少なくとも十分な剛性を有する弾性材料から形成することができる。

とりわけスペーサの前進を妨げかつ屈曲させたタイ部材34に対して引き留め作用を与えるボアホール壁に凹凸が存在する状況に対しては、管状部材31に対して伝達する圧縮力に基づいてスペーサの長さを若干長くし、従ってドリルロッドに沿うその前進中にこれらボアホール壁の凹凸を克服すべきことが重要である。 特にこの関係において、注入掘削アンカーの外径がドリルロッドと同じ外径であることが有利であり、それによりスペーサの前進移動は外面から突出するいかなる部材によっても妨げられることはない。

矢印37の方向にタイ部材34が弾性ばね力を有するにもかかわらず、スペーサの前進が不可能なような大きいボアホール壁の凹凸が存在する場合、そのときにボアホール壁はその妨げられた特定個所において完全に克服できない状態にあると結論を下さなければならない。 従ってボアホールの状態はスペーサの導入によって検査可能である。

同時にボアホールの全長内のスペーサ30の最終位置は、押圧杆43の長さを用いて設定させることができる。
スペーサ30がこの方法で最終位置に到達した後に、押圧杆43が矢印44の方向と逆方向に除去されるので、タイ部材34の外向きばね作用の結果としてスペーサはその位置に完全に固定される。

続いて同様に注入掘削アンカーの全長に依存して、ボアホールの全長に沿って所定位置に後続スペーサ30を導入してボアホール壁に固定させることができる。 その結果として、注入掘削アンカーはボアホール内でその全長に亘って完全に中心に位置決めされるのでセメント懸濁液をその後導入させることができる。

セメント懸濁液は均一な充満ができるように個々のタイ部材34間には比較的大きい容量の貫流空間が残存するので、スペーサによって妨げられることはない。 前述の逆止弁９或は注入弁15はセメントの導入中には既に上述したように使用される。

最終状態において、注入掘削アンカーは全ボアホールの全長に亘って延伸するセメントの均一層によって被覆され、またその結果適宜に確実な腐蝕抵抗が与えられる。 ボアホール内でアンカーロッドを正確かつ明白に中心に位置決めすることができるため、まわりの岩石に関しての係止に均一な強度特性が達成され、またこの注入掘削アンカーは従来の注入掘削アンカーとして使用され、即ちナット共にアンカー板がボアホールの口から突出するアンカー部分上に設けられる。 しかしながら、添付図面においては、それ自体公知であるこれら２つの構造部材は省略されている。

図４においては、符号45で終端部材を示し、該終端部材45はその外側ねじ山及び内側ねじ山についても又半径方向の寸法についてもアンカーロッド２に対応する管状シリンダ46から構成されている。 この管状シリンダ46中には管状部材47がねじ込まれ、この管状部材47が一端において長手方向距離48だけ管状シリンダ46から突出している。 管状部材47のこの突出部分はアンカーロッド２の一端中にねじ込まれるように構成されているねじ込み部を形成し、管状部材47がねじ込まれた状態では、管状シリンダ46がアンカーロッド２と直接接触し、そしてこのアンカーロッドの延長部を構成する。

ねじ込み部から離れている管状部材47の端部50は管状シリンダ46内に配置され、管状シリンダ46の隣接端から距離49まで配置されている。 従ってこの端部50は、端末部材51に対するストップ部又はねじ締め込み限界部を形成し、該端末部材51はその外側ねじ山ならびに半径方向の寸法に関して管状部材47に対応する。 この端末部材51
はボアホールの口から突出する端部であり、注入掘削アンカーの最終状態において締付けナット及びアンカー板をねじ嵌合するための作用をなす。

本発明により、この端末部材51上にはプラスチックスリーブ52を取付けてある。 このスリーブ52は、例えば塩化ビニール樹脂から形成されている。 端末部材51のねじ込み状態におおいて、プラスチックスリーブ52は、管状シリンダ46の端部と実質的な密封をするように接触する。 プラスチックスリーブ52はこの端末部材51とそのまわりにあるセメントとの間でいかなる接着をも排除するので、このプラスチックスリーブ52の長さ寸法によって、ボアホールの入口に近い端部においてボアホール壁にセメントづけされない注入掘削アンカーの自由長さが決定される。

図面の簡単な説明 （図１） 本発明による注入掘削アンカーの分解正面図である。

（図２） ２つのアンカーロッドを連結する本発明による継ぎ手部材の正面図である。

（図３） 図１による注入掘削アンカーと共に使用する本発明によるスペーサの正面図である。

（図４） ボアホールの口で図１による注入掘削アンカーの端部範囲を示す分解正面図である。

符号の説明 １ ドリルヘッド ２ アンカーロッド ３ 継ぎ手部材 ４ 掘削クラウン 5,11,12,15,16,23,24,25 管状部材 6,10,20,21,26 管状シリンダ ６′ 横孔 ９ 中間部材 14 アンカーロッド部材 15 注入弁 30 スペーサ 45 終端部材

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