特許ウォッチ

公開番号2025097058
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023213115
出願日2023-12-18
発明の名称ロックボルト孔への充填材注入システム及び充填材注入方法
出願人フジモリ産業株式会社
代理人弁理士法人湧泉特許事務所
主分類E21D 20/00 20060101AFI20250623BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】地山に形成されたロックボルト孔に充填材を注入する工程において、注入ポンプによる実際の吐出量と流量計による積算計測流量とのずれを小さくする。
【解決手段】注入ポンプ10から延びる注入管19をロックボルト孔5に挿し入れて、注入ポンプ10からの充填材6をロックボルト孔5に注入する。充填材6の吐出流量qを流量計20で計測する。流量計20による計測流量に基づく積算注入量Qが、ロックボルト孔5の所要充填量Q0から注入ポンプ10の停止後の慣性吐出時間中の充填材6の慣性吐出予測量Q2を差し引いた充填前注入量Q1に達したとき、表示灯40やブザー45で注入ポンプ10の停止指示を行なう。注入ポンプ10の停止後、慣性吐出時間が経過するまで吐出流量の計測を継続する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
地山に形成されたロックボル孔に充填材を注入するシステムであって、
前記充填材を吐出する注入ポンプと、
前記注入ポンプから延びて前記ロックボルト孔に挿し入れられる注入管と、
前記充填材の吐出流量を計測する流量計と、
前記流量計による計測流量に基づく前記ロックボルト孔への前記充填材の注入量が、前記ロックボルト孔の所要充填量から前記注入ポンプの停止後の慣性吐出時間中の充填材の慣性吐出予測量を差し引いた充填前注入量に達したかを判定する判定部と、
前記判定に応じて、前記注入ポンプの停止の指示を行なう停止指示部と、
を備え、前記流量計が、前記注入ポンプの停止後、前記慣性吐出時間が経過するまで計測を継続することを特徴とする充填材注入システム。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記吐出された前記充填材の流速を計測する流速計と、
前記流速計による計測流速に基づき前記慣性吐出予測量を算出する算出部と、
を更に備えた請求項１に記載の充填材注入システム。
【請求項３】
前記停止指示部が、前記停止のための発報部を含む請求項１又は２に記載の充填材注入システム。
【請求項４】
前記停止指示部が、前記注入ポンプを自動停止させる指令信号の出力部を含む請求項１又は２に記載の充填材注入システム。
【請求項５】
地山に形成されたロックボル孔に注入ポンプによって充填材を注入する方法であって、
前記注入ポンプから延びる注入管を前記ロックボルト孔に挿し入れて前記注入を行なう工程と、
前記充填材の吐出流量を流量計で計測する工程と、
前記流量計による計測流量に基づく前記ロックボルト孔への前記充填材の注入量が、前記ロックボルト孔の所要充填量から前記注入ポンプの停止後の慣性吐出時間中の充填材の慣性吐出予測量を差し引いた充填前注入量に達したとき、前記注入ポンプの停止の指示を行なう工程と、
を備え、前記注入ポンプの停止後、前記慣性吐出時間が経過するまで前記吐出流量の計測工程を継続することを特徴とする充填材注入方法。
【請求項６】
前記充填材の吐出流速を流速計で計測する工程と、
前記流速計による計測流速に基づき、前記慣性吐出予測量を算出する工程と、
を更に備えた請求項５に記載の充填材注入方法。
【請求項７】
前記慣性吐出予測量が、前記注入管の長さに応じて設定される請求項５に記載の充填材注入方法。
【請求項８】
前記慣性吐出予測量が、前記注入ポンプと前記ロックボルト孔との高低差に応じて設定される請求項５に記載の充填材注入方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル周辺や法面等の地山に形成したロックボルト孔にロックボルトを挿し込むロックボルト工に関し、特に、挿し込みの前又は後のロックボルト孔に充填材を注入するシステム及び注入方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、山岳トンネルの構築においては、掘削した地山を安定させるために、トンネル掘削面から地山にロックボルトを挿し込むロックボルト工が行われる。ロックボルト工は、地山にロックボルト孔を形成し、そのロックボルト孔にモルタル等の充填材を注入する工程を含む（特許文献１等参照）。
【０００３】
注入工程では、注入ポンプから延びる注入管の先端部をロックボルト孔の奥端まで挿し込んでから、注入ポンプによってモルタル等の充填材を圧送する。これによって、充填材が注入管の先端部から吐出されてロックボルト孔内に注入される。注入しながら、注入管を漸次手元側へ引く。ロックボルト孔におけるトンネル掘削面へ開口する手元側開口から充填材が溢れ出たとき、充填材がロックボルト孔に充填されたと判断して、注入ポンプを停止する。その後、ロックボルト孔にロックボルトを挿入する。
ロックボルト孔にロックボルトを挿入した後、ロックボルト孔の内周とロックボルトとの間隙に充填材を充填する場合もある。
【０００４】
特許文献１には、注入ポンプに流量計を設けて、充填材の充填量を取得することによって、施工不良の有無や周辺地山の状態の判断に役立てることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－０２１４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように注入ポンプに流量計を設けると、その計測値から充填が完了したかを判断するシステムを構築できると考えられる。
一方、発明者の知見によれば、注入ポンプから一定量の充填材を吐出したところ、流量計による積算計測流量は一定量に満たなかった。
本発明は、かかる知見に鑑み、地山に形成されたロックボルト孔に充填材を注入する工程において、注入ポンプによる実際の吐出量と流量計による積算計測流量とのずれを小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、発明者は、鋭意研究を行なった。
注入ポンプによる実際の吐出量と流量計による積算計測流量の間にずれが生じる要因として、注入ポンプから注入管へ押し出された充填材が慣性を有していることが挙げられる。この種の充填材は質量が比較的大きいから慣性も大きく、注入ポンプへの電力供給を停止しても、その後しばらく注入管内を流れ続けて、注入管の先端部から吐き出される。この電力供給停止後の慣性吐出量が、積算計測流量とのずれを惹き起こすと考えられる。
かかる事情に鑑み、本発明システムは、地山に形成されたロックボル孔に充填材を注入する充填材注入システムであって、
前記充填材を吐出する注入ポンプと、
前記注入ポンプから延びて前記ロックボルト孔に挿し入れられる注入管と、
前記充填材の吐出流量を計測する流量計と、
前記流量計による計測流量に基づく前記ロックボルト孔への前記充填材の注入量が、前記ロックボルト孔の所要充填量から前記注入ポンプの停止後の慣性吐出時間中の充填材の慣性吐出予測量を差し引いた充填前注入量に達したかを判定する判定部と、
前記判定に応じて、前記注入ポンプの停止の指示を行なう停止指示部と、
を備え、前記流量計が、前記注入ポンプの停止後、前記慣性吐出時間が経過するまで計測を継続することを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記充填材注入システムは、
前記吐出された前記充填材の流速を計測する流速計と、
前記流速計による計測流速に基づき前記慣性吐出予測量を算出する算出部と、
を更に備えている。
【０００９】
好ましくは、前記停止指示部が、前記停止のための発報部を含む。前記発報部としては、表示灯、ブザー、モニタ等が挙げられる。
【００１０】
好ましくは、前記停止指示部が、前記注入ポンプを自動停止させる指令信号の出力部を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許