エキスパンションシェルロックボルトは、割れた岩塊や緩んだ岩塊を安定させるために、地下工学 (鉱山、トンネル、地下洞窟など) で広く使用されている機械式岩石補強装置の一種です。
核となる動作原理
機械的膨張を利用して、ボルトと岩石のボーリング穴の間に摩擦と締め付け力を生成します。重要なコンポーネントは、ボルトの端に取り付けられた拡張シェル (分割されたくさび形のスリーブ) です。ボルトが締められると (通常は露出した端にナットが取り付けられます)、拡張シェルがくさびによって圧縮され、外側に拡張して試錐孔の内壁にしっかりと押し付けられます。これにより、強い半径方向の摩擦が発生し、ボルトが岩にしっかりと固定され、ボルトは引張荷重に耐えることができ、岩の崩壊や変位を防ぎます。
基本構造
拡張シェルアセンブリ: 分割スチールスリーブと対応するウェッジで構成されるコア固定部品。スリーブの分割数はエンジニアリングのニーズに応じて調整できます。
ボルト本体: ボルトとボルトを接続する鋼棒 (通常はねじ付き鋼)拡張シェルと面固定部品とで張力を伝達する。
表面固定部品:ワッシャー、ナットを含む。ナットを締めるとウェッジが作動して拡張シェルを圧縮し、ワッシャーが圧力を岩の表面に均等に分散します。
主な特徴
迅速な固定: 固定効果は、グラウトの硬化を待たずに (グラウト入りロックボルトとは異なり) ナットを締めた直後に達成できるため、緊急の支援シナリオに適しています。
機械的固定: グラウト材を使用する必要がないため、グラウトが固まりにくい水の多い環境や低温環境での建設に便利です。
固定深さが制限されている: 有効な固定力は主に、拡張シェルおよびボーリング孔壁のため、一般に一時的または短期のサポートとして使用されます。長期にわたる高い安定性の要件には、グラウト入りロックボルトの方が適しています。
簡単な取り付けと取り外し:操作プロセスは簡単で、必要に応じて取り外して再利用できます(構造上の安全性を確保することを前提としています)。
典型的なアプリケーションシナリオ
鉱山の道路や車止め面での一時的なサポート。
トンネル掘削時の岩石破砕部の応急補強。
耐用年数が短い小規模地下工事をサポートします。