JP2000310094A - 地山先受け補強工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固化材の注入効果を高めて先行地山の補強が
確実にできる。 【解決手段】 トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡
部で切羽前方地山内に吐出孔を有する補強管を打設し、
補強管及び吐出孔を介して固化材を注入して地山の補強
を行う地山先受け補強工法において、内部に透水性の固
結用材料を充填してあり、外部から内部へ固結注入材を
注入可能なパッカーを、少なくとも固化材の注入口とな
る端末近傍に取り付けられた補強管を打設し、パッカー
内に浸透性の固結注入材を注入して、固結した固結用材
料及び固結したパッカー周囲の地山領域で隔壁を形成し
た後、補強管及び吐出孔を介して固化材を注入する地山
先受け補強工法。補強管の所定位置にパッカーを複数取
り付ける、或いは補強管を硝子繊維補強樹脂管とすると
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、トンネルや地下空
洞などの掘削時に適用する地山補強工法に係り、特に地
質条件の悪い条件下で先行する地山を補強することがで
きる地山先受け補強工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル工事で地山を補強する場
合、切羽天端の安定性向上のために先受け工としてフォ
アパイリングを行い、切羽鏡部の安定性向上のために短
尺の樹脂製ボルトを打設し、地山の安定性向上を図って
いた。又、近年ではトンネル切羽の前方地山に対して予
め長尺の先受け鋼管を打設する地山先受け工や、長尺の
樹脂製ボルトを打設する鏡部補強工が多く行われてきて
いる。後者の地山先受け工法、鏡部補強工法は、切羽前
方地山を長尺に亘って拘束することにより、地山の先行
ゆるみを抑制することを目的とし、従来の短尺のフォア
パイリング、鏡部補強工に比べ先受け長が長いのが特徴
である。

【０００３】そして、前記のような従来からある先受け
工である短尺フォアパイリング、長尺フォアパイリング
では、補強管（注入管）を通して周囲の地山内に改良剤
（固化材）を注入し、地山の安定性を高めることが行わ
れている。前記注入に際して、先受け工では一般の薬液
注入で必要となるバルクヘッド領域が確保できないにも
かかわらず加圧注入を行う必要があるところから、補強
管が所定位置に設置された後、事前に補強管の軸方向の
端末部周囲に、ウエスとウレタン系樹脂或いは急硬性セ
メントを使ってコーキングシールによる隔壁を形成する
方法や、布袋を使ってウレタン系樹脂或いは急硬性セメ
ントを注入し、布袋を膨張させて隔壁を形成する方法に
より、固化材が補強管の口元部からリークすることを抑
制している。

【０００４】前記工法の具体例として、例えば短尺のフ
ォアパイリング等で所定位置の施工を行う場合、切羽側
鋼製支保工の背面から切羽前方地山に自穿孔式の補強管
を打設し、或いは予め穿孔された孔に鋼製補強管を挿入
し、補強管の軸方向端末部の周囲に、固化材のリークを
防止するコーキングシール或いは布袋の注入パッカーで
隔壁を形成し、固化材の注入を実施している。

【０００５】例えば、図１０は従来のウレタン系樹脂に
よるコーキングシールで行う先受け補強の施工例を示す
縦断面図、図１１（ａ）は従来のウレタン系樹脂による
コーキングシールで行う先受け補強の別の施工例を示す
縦断面図、図１１（ｂ）はその断面図を示す。図１０で
は切羽外周の掘削壁面１に建て込まれた鋼製支保工２の
背面から補強管３が打設され、その口元にコーキングシ
ール４が施され、さらに補強管３の周囲の地山７に固化
領域５が形成されている。打設角度は２０度、切羽鏡部
６からトンネル掘削後の有効先受け長はλ＝１．３ｍで
ある。又、図１１では切羽鏡部６に打設された補強管３
の口元にコーキングシール４が施され、補強管３の周囲
の地山７に固化領域５が形成されている。コーキングシ
ール４の周囲は付着による拘束力を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記コーキン
グシールや布袋を膨張させる隔壁の形成は、孔壁周囲に
大きな地山固結領域を確保するのではなく、単に補強管
軸方向の端末部と地山の接触箇所を付着・拘束し、或い
は僅かな範囲の地山固結領域を確保する程度である。こ
のため、特にシルトや砂質土等の脆弱地山において、固
化材注入時の圧力上昇の程度によっては、補強管の隔壁
周囲の地山側が割裂して空隙が生じ、隔壁周囲から固化
材が逸走して、補強管から地山内への固化材の注入で良
好な注入効果が得られないという難点がある。かような
注入効果が発揮されない場合、地山状況によっては、既
に打設された補強管周囲の地山がゆるんで地山改良程度
に問題を生じ、別途先受け補強が必要となって、補強材
料及び作業量が増加することとなる。かかる難点はボア
ホールから固化材を直接注入して補強する工法の場合で
も同様である。

【０００７】更に、短尺のフォアパイリングで上記具体
例のように隔壁を形成する場合、作業位置が鋼製支保工
の背面で、コーキングシール実施時の施工性が悪く、前
記のような隔壁周囲からの逸走が生じても対応性が悪い
という難点がある。前記難点は、作業量や作業時間の点
から大きな負担となり、注入効果に悪影響を及ぼす要因
ともなる。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みて提案されたも
のであって、上述した従来の技術が有する問題点を解消
し、トンネルや地下空洞等の地山補強工法において、軸
方向の端末部及び中間部の孔壁周囲の地山領域に、高い
施工性で耐圧性が高い隔壁を形成し、確実に地山補強の
ための固化材の注入効果を高めることができる、地山補
強工法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による地山先受け補強工法は、以下の構成と
したものである。

【００１０】本発明による地山先受け補強工法は、トン
ネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部等の所定位置で切
羽前方地山内を削孔すること等で、地山補強を行うため
の吐出孔を有するロックボルト、鋼管、樹脂管等の補強
管を地山内に打設し、該補強管及び該吐出孔を介して固
化材（改良材）を注入して、補強管の周囲の地山補強を
行う地山先受け補強工法において、内部に透水性の固結
用材料を充填してあり、外部から内部へ固結注入材を注
入可能なパッカー、若しくは透水性の固結用材料からな
るパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となる端末
近傍に取り付けられた該補強管を打設し、該パッカー内
に浸透性の固結注入材を注入して、固結した該固結用材
料若しくは固結した該パッカー及び固結した該パッカー
周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該補強管及び該吐
出孔を介して固化材を注入することを特徴とする。

【００１１】上記のように、補強管の軸方向の一端部近
傍位置や複数に区切った所定位置等に、内部に透水性の
固結用材料を充填したパッカー若しくはそれ自体が透水
性の固結用材料として機能するパッカーを設け、パッカ
ー内に浸透性が高い固結注入材を注入することで、固結
注入材が固結用材料若しくはパッカーを固結すると共
に、固結注入材がパッカー及び固結用材料を透過して周
囲の地山内に浸透し、孔壁外周の地山を固結する。従っ
て、単にウレタン系樹脂を布袋に入れ膨張させる場合等
のように固結注入材が逃げてしまうようなことがなく、
補強管の周囲で固結した固結用材料が詰まったパッカー
若しくは固結用材料からなるパッカー及び固結した地山
領域が一体となって、大きな固結領域による隔壁を形成
することになり、後に補強管を介して注入される固化材
の逸走を抑制・防止できる。

【００１２】例えば、短尺のフォアパイリングによる先
受け工で、切羽前方地山内に削孔した孔内に、透水性の
高い固結用材料を詰めた若しくは透水性の固結用材料か
らなる円筒状パッカーを端末に周設された、吐出孔を有
する補強管を打設・挿入し、パッカー内に浸透性が高い
固結注入材を注入し、パッカー内を介して孔壁外周の地
山領域に浸透させて地山を固結させ、パッカー内の固結
した固結用材料若しくは固結した固結用材料からなるパ
ッカー及びパッカーの孔壁外周の地山領域及び補強管を
一体化した大きな固結領域の隔壁を形成する。従って、
固化材の逸走が抑制され、隔壁以奥の孔壁外周の地山部
分に固化材の注入による補強管と一体化した地山改良領
域が効果的に形成され、従来の隔壁形成方法と比べ固化
材の注入効果を飛躍的に高めることができる。

【００１３】また、本発明は上記地山先受け補強工法
で、前記補強管の所定位置に前記パッカーが複数取り付
けられていることを特徴とし、複数箇所に隔壁が形成さ
れ、固化材の注入効果を一層確実にできる。特に、一本
或いは何本かの補強管で行う長尺のフォアパイリングで
は、補強管の軸方向を複数に区切った位置に透水性の固
結用材料を充填したパッカー若しくは透水性の固結用材
料からなるパッカーを設け、各パッカー内に浸透性が高
い固結注入材を注入し、各パッカー内と孔壁外周の地山
領域に浸透させてこれらを固結し、各パッカー内の固結
した固結用材料若しくは固結した固結用材料からなる各
パッカー及び各パッカーの孔壁外周の地山領域及び補強
管を一体化した大きな固結領域の各々の隔壁を形成す
る。従って、各々の隔壁間内の孔壁外周の地山部分に
は、補強管と一体化した改良領域が形成され、固化材を
区間ごとに分割注入する場合等の注入効果を飛躍的に高
めることができる。

【００１４】尚、上記でパッカー内に詰める透水性の固
結用材料若しくは透水性の固結用材料からなるパッカー
としては、浸透固結する砂・発泡スチロール粒材などの
透水性の高い材料や透水性の良いスポンジ等を用い、透
水性の固結用材料の入ったパッカー若しくは透水性の固
結用材料からなるパッカーの両端には、浸透性が高い固
結注入材の注入で固結注入材が補強管の軸方向に逸走す
ることを防止するため遮水性の処理を施すとよい。これ
により、固結注入材はパッカー内の砂や透水性が高い材
料を介して孔壁外周の地山領域にのみ浸透して地山を限
定的に強固に固結させ、より耐圧性の大きな固結領域の
隔壁を形成することができる。

【００１５】また、本発明は上記地山先受け補強工法
で、前記補強管が硝子繊維補強樹脂管であることを特徴
とする。即ち、補強管に硝子繊維補強樹脂管を用いて、
前記補強管の軸方向の一端部近傍位置等に、透水性の高
い固結用材料を充填されるか若しくはパッカー自体がス
ポンジ等の透水性の固結用材料からなり、固結注入材用
のチューブを備えたパッカーを設け、これを切羽鏡部か
ら切羽前方地山に、自穿孔式の打設により或いは予め削
孔された孔に挿入することで打設し、上記と同様固結領
域による隔壁を形成する。これによって、固化材の逸走
を防止できると共に先受け範囲を拡大でき、注入効果の
向上、切羽作業の安全性向上、及び施工時間の短縮が可
能となる。

【００１６】例えば、短尺或いは長尺のフォアパイリン
グで、固結用材料を詰めたパッカー若しくは透水性の高
い固結用材料からなるパッカーを設けた硝子繊維補強樹
脂管を使い、切羽側鋼製支保工の下側の切羽鏡部から切
羽前方地山に向かって、硝子繊維補強樹脂管を所定位置
に自穿孔式の打設または予め削孔された孔に挿入して設
置し、固結注入材をパッカーに注入して隔壁を形成し、
隔壁以奥の孔壁外周の地山領域に固化材を注入する等で
上記工法を行う。

【００１７】また本発明による地山先受け補強工法は、
トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地
山内にボアホールを穿設し、該ボアホールを介して固化
材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法に
おいて、内部に透水性の固結用材料を充填してあり、外
部から内部へ固結注入材を注入可能なパッカーを、少な
くとも該固化材の注入口となるボアホール口元近傍に配
置し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、
固結した該固結用材料及び固結した該パッカー周囲の地
山領域で隔壁を形成した後、該ボアホールを介して固化
材を注入することを特徴とする。

【００１８】更に本発明による地山先受け補強工法は、
トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地
山内にボアホールを穿設し、該ボアホールを介して固化
材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法に
おいて、透水性の固結用材料からなるパッカーを、少な
くとも該固化材の注入口となるボアホール口元近傍に配
置し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、
固結したパッカー及び固結した該パッカー周囲の地山領
域で隔壁を形成した後、該ボアホールを介して固化材を
注入することを特徴とする。

【００１９】上記のようにボアホールを介して固化材を
注入する場合にも、内部に透水性の固結用材料を充填し
てあり外部から内部へ固結注入材を注入可能なパッカー
若しくは透水性の固結用材料からなるパッカーを使用す
ることで、注入効果の高い地山固化領域を確実に形成す
ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による地山先受け補
強工法及びその補強管を、図に示す実施形態に基づいて
具体的に説明するが、本発明はかかる実施形態に限定さ
れるものではない。

【００２１】図１は地山先受け補強工法の第１施工例の
概要を示した縦断面図、図２は図１のトンネル切羽の先
受け補強状態を示した横断面図、図３は図１の施工例の
一部であるトンネル上半断面の先受け補強状態を示した
縦断面図である。

【００２２】本発明の地山先受け補強工法を行う際に
は、図１に示すように、トンネル上部の切羽近傍にドリ
ルジャンボ（削岩機）１０が配置され、ドリルジャンボ
１０のガイドシェル１０ａの先端が、既にトンネル掘削
が済んで掘削壁面２０に建て込まれた鋼製支保工２２の
うち、切羽鏡部２１の直近に建て込まれた鋼製支保工２
２ａの背面にセットされる。

【００２３】ガイドシェル１０ａには、ボアホールを削
孔するための削孔ロッド１０ｂが装着され、ガイドシェ
ル１０ａ及び削孔ロッド１０ｂは、切羽側の鋼製支保工
２２ａの上或いは背面において、フォアパイリングの補
強管（注入管）１１を挿入するためのボアホールを削孔
する仰角で設定されている。

【００２４】打設される或いは既に打設された１本の補
強管１１は外径３２ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ３ｍの鋼
製で、固化材を通すための吐出孔（ストレーナ孔、図示
せず）を所定位置に有し、削孔を行う削孔ロッド１０ｂ
を補強管１１の内部に収容した状態で削孔の進行に伴い
打設、或いは削孔ロッド１０ｂで削孔後に打設（挿
入）、或いは補強管１１自体の先端に削孔ビットを設け
て自削孔させる等で打設される。こうして補強管１１
は、切羽側鋼製支保工２２の背面から切羽前方地山に削
孔された孔に挿入された状態となる（図２、図３参
照）。又、補強管１１には、図３に示すように、軸方向
の略端末位置にパッカー（詰袋）１２が取り付けられ、
パッカー１２内には浸透固結用の砂などの固結用材料と
固結注入材（浸透薬液）を注入するパッカー用チューブ
１３が装填されている。尚、補強管１１としては鋼製補
強管の他、後述する硝子繊維補強樹脂管やロックボルト
なども使用できる。

【００２５】既に打設された補強管１１の端末周囲で
は、端末に周設されたパッカー１２内に浸透性が高い固
結注入材を注入され、パッカー１２の孔壁外周の地山領
域と補強管１１端末で固結したパッカー１２による一体
化した大きな地山固結領域の隔壁３０が形成されてい
る。さらに、補強管１１を通して固化材を注入し、補強
管１１の周囲の地山を固化領域３１として補強・改良し
てある。尚、パッカー１２内に注入する浸透性が高いパ
ッカー用の固結注入材の詳細については後述する。

【００２６】また、本実施形態では、トンネル縦断方向
の切羽鏡部２１から鋼製支保工２２ａ（Ｈ−２００×２
００）の間、鋼製支保工２２ａと２２ｂの間、及び建て
込まれた鋼製支保工２２の外側に位置する掘削壁面２０
は、一次吹き付けコンクリート２３（ｔ＝５０ｍｍ）で
覆われ、さらに１ｍピッチで建て込まれた鋼製支保工２
２（Ｈ−２００×２００）の間は、二次吹き付けコンク
リート２４（ｔ＝２００ｍｍ）で覆われている。

【００２７】そして、本発明による地山先受け補強工法
を行うには、まず、端末部分にパッカー１２を取り付け
た補強管１１を、削孔ロッド１０ｂによる所定位置の掘
削壁面２０の削孔と同時に或いは削孔後に打設する。補
強管１１の打設状態としては、例えば図３に示すよう
に、打設角度が水平方向から２０度程度であり、切羽鏡
部２１からのトンネル掘削後の有効先受け長はλ＝１．
３ｍ程度である。

【００２８】補強管１１の打設が終了した後、浸透性の
高いパッカー用の固結注入材をチューブ１３を通して砂
等の固結用材料をパックしたパッカー１２内に注入し、
固結したパッカー１２及びその周辺の地山固結領域で隔
壁３０を形成する。

【００２９】前記パッカー１２には固結注入材が浸透す
る布製の袋等を用い、パッカー１２内に充填する固結用
材料は、浸透固結する砂や、発泡スチロール粒材、硝子
粒等の粒状物、スチール、樹脂、カーボン、椰子殻等の
繊維状物等の透水性の高い材料を用いる。或いはパッカ
ー１２として、所定長さに成形した連続気孔性のスポン
ジや、綿等の天然植物繊維等からなる透水性の固結用材
料を用いても良い。こうした透水性の固結用材料からな
るパッカー１２を使用する場合には、その軸方向両端部
に塗料等の非浸透性材を塗布して管壁との間を両端位置
でシールしておくことが好ましい。固結用材料として砂
を用いる場合には、後述のようにパッカー１２内に固化
材が注入されたときに砂が骨材として機能し、高強度が
確保される。また、パッカー１２自体が透水性の固結用
材料からなる場合には、軽量で保形性があるため、取り
扱いが楽で、作業性に優れ、安価である。浸透性薬液の
固結注入材は、浸透性が高く、好ましくは５０ｍＰａ・
ｓ以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下の低粘度
で、粘着力、弾性力が高いものであり、且つ前記固結用
材料や地山を固結できるものとし、前記特性条件に当て
はまる（メタ）アクリル酸塩水溶液（ハイドロレジン
系）注入材、ウレタン系樹脂、急硬性セメント、シリカ
レジン等を用いることができるが、特に前記特性条件を
有し、且つ有害成分を含有しない安全性の高い（メタ）
アクリル酸塩水溶液（ハイドロレジン系）注入材（例え
ば、東亞合成株式会社製アロンＭＧ１０００）を使用す
ることが好ましい。

【００３０】上記施工例で、パッカー１２内に浸透性の
固結注入材を注入することにより、隔壁３０が形成され
る詳細状況を図４に示す。図４（ａ）はパッカー１２へ
の浸透薬液注入例を示す縦断面図であり、鋼製支保工２
２ａの背面から切羽前方地山内に補強管１１が挿入され
ている場合である。図４（ｂ）はパッカー１２への浸透
薬液の別の注入例を示す縦断面図で、切羽鏡部２１から
前方地山に補強管１１が挿入されている場合である。前
記のいずれの場合も図４（ｃ）のように、砂等が充填さ
れたパッカー１２内に浸透性が高い固結注入材が注入さ
れ、パッカー１２を固結すると共に、地山側に浸透して
その周囲の地山領域を固結し、広い範囲に亘って地山固
結領域による隔壁３０が形成されることになる。

【００３１】その後、固化材を補強管１１を通して吐出
孔から地山内に注入し、補強管１１周囲に固化領域３１
を形成して地山改良を行う。このように、広範囲且つ強
固な隔壁３０を形成してから固化材を注入し、固化領域
３１を形成することで、先受け工として高い地山注入効
果が期待できる。さらには、注入効果の向上は効率的な
施工に導き、先受け補強工の施工性と経済性を向上する
ことができる。そして、前記の如く地山改良を行って先
行地山が補強された直後には、効率的なトンネル掘削作
業を行うことが可能となる。

【００３２】次に、本発明による地山先受け補強工法の
第２施工例について説明する。図５は地山先受け補強工
法の第２施工例の一部を示した縦断面図である。

【００３３】本施工例では、短尺のフォアパイリングで
先受け補強を行い、打設する仰角を２０度として補強管
１１を打設してある。そして、補強管１１として、外径
３１ｍｍ、内径１４ｍｍ、長さが３ｍの硝子繊維補強樹
脂管１１ａが使用されている。硝子繊維補強樹脂管１１
ａの軸方向端末位置にはパッカー１２が取り付けられ、
パッカー１２内には浸透固結用の砂等の固結用材料が充
填されるか或いはパッカー１２自体がスポンジ等の透水
性材料からなり、そしてパッカー１２内には固結注入材
（浸透薬液）を注入するチューブ１３が装填されてい
る。他の基本的構成は第１施工例と同様である。

【００３４】本工法を実施するときには、硝子繊維補強
樹脂管１１ａを打設した後、チューブ１３からパッカー
１２内に浸透性が高い固結注入材を注入して、固結した
パッカー１２とその周囲の地山固結領域で広範囲且つ強
固な隔壁３０を形成し（図４（ｂ）参照）、その後、硝
子繊維補強樹脂管１１ａの周囲に固化領域３１を形成す
るため、硝子繊維補強樹脂管１１ａを通して吐出孔から
地山内に固化材を注入し、地山を改良している。前記注
入により地山を改良した直後に、トンネル掘削を行うこ
とができる。

【００３５】本施工例では補強管１１として硝子繊維補
強樹脂管１１ａを使用することで、補強管１１が鋼製支
保工２２下の切羽鏡部２１からの施工が可能となって施
工性が良好となると共に、トンネル掘削後の有効先受け
長を図示のようにλ＝２．１ｍ程度とすることができ、
鋼製の補強管１１を使用した第１施工例に比べて有効先
受け長を長く確保することができる。

【００３６】次に、本発明による地山先受け補強工法の
第３施工例について説明する。図６は地山先受け補強工
法の第３施工例の概要を示した縦断面図、図７は図６の
施工例におけるトンネル上半断面の先受け補強状況を示
した縦断面図、図８は図６のトンネル切羽鏡部２１の補
強状態を示した横断面図、図９は図６の切羽鏡部２１の
補強状態の一部を示した縦断面図である。

【００３７】本施工例では図６及び図７に示すように、
打設角度１５度で第１及び第２施工例と同様に補強管１
１（硝子繊維補強樹脂管１１ａ）が打設され、隔壁３０
が形成されている（図７参照）。切羽鏡部２１からトン
ネル掘削後の有効先受け長はλ＝２．３ｍである。尚、
トンネル縦断方向の切羽鏡部２１には吹き付けコンクリ
ート（ｔ＝１００ｍｍ）が施工されている（図示せ
ず）。

【００３８】そして、上述した施工例と基本的構成は同
様であり、トンネル内の切羽近傍にドリルジャンボ１０
が所定位置に配置され、ドリルジャンボ１０のガイドシ
ェル１０ａには、先端に削孔機能を有したリングビット
が取り付けられた硝子繊維補強樹脂管１１ｂが装着さ
れ、同時に削孔を補助する機能を有した削孔ロッド１０
ｂが設けられている。ガイドシェル１０ａの先端は、既
にトンネル掘削が済んだ状態で切羽鏡部２１にセットさ
れ、ガイドシェル１０ａは、切羽鏡部２１の先行削孔位
置から切羽前方地山内に対して、削孔時のスライムの排
出に支障とならない仰角に設定されている。

【００３９】ガイドシェル１０ａの先端がセットされた
切羽鏡部２１の前方の地山内には、すでに４本の硝子繊
維補強樹脂管１１ｂが打設されている（図７、図８、図
９参照）。本施工例では硝子繊維補強樹脂管１１ｂの１
本の長さは３ｍで、全長に亘って硝子繊維補強樹脂管１
１ｂが打設されている。そして、本工法を実施するため
のパッカー１２は、端末管である硝子繊維補強樹脂管１
１ｂの端末位置に設ける、或いは各硝子繊維補強樹脂管
１１ｂの端末位置（所定位置）に設けられている。

【００４０】その後、切羽鏡部２１に対して鏡部補強工
を実施する際には、上記第１及び第２施工例と同様、図
９に示すように、チューブ１３からパッカー１２に固結
注入材を注入して、固結用材料の固結によるパッカー１
２の固結、及び固結注入材の浸透によるパッカー１２周
囲の地山領域の固結により、広範囲且つ強固な隔壁３０
を所定位置に形成し、その後に固化材を硝子繊維補強樹
脂管１１ｂに通し、予め所定位置に形成された吐出孔１
４から地山内に注入して、固化領域３１を形成して地山
改良を行う。尚、補強管１１ｂから固化材を注入する際
には、補強管１１ｂの後端部に注入バルブを取り付け、
固化材が注入装置にセットされた注入ホースから注入バ
ルブに送られ、注入チューブ１５によって補強管１１ｂ
を通り、補強管１１ｂの吐出孔１４から吐き出させる。

【００４１】従って、隔壁３０により、補強管１１ｂの
固化材を注入する口元及び地山内の所定位置からのリー
クが抑制され、固化材は補強管１１ｂの周囲地山内に効
率的に注入される。従って、補強管１１ｂと周囲の地山
が一体となって、切羽鏡部補強の効果が高まることとな
る。

【００４２】又、上記高強度の硝子繊維補強樹脂管１１
により、固化材の逸走を防止する大きな固結領域の隔壁
を形成して注入効果の高い施工をすることができると共
に、補強管１１を切削・湾曲すること等が可能となる。
従って、短尺或いは長尺のフォアパイリングで、トンネ
ル掘削時に掘削領域内にある先受け補強管１１の打設勾
配が抑えられ、先受け有効範囲も拡大される。従って、
施工の安全性と施工費等を抑えることができ作業効率の
向上が可能となる。

【００４３】さらに、本発明の別の施工例として、地山
内に補強管１１を存置させない状態で固結注入材の注入
を行うことがある。即ち、この方法では、トンネル掘削
等の切羽外周或いは切羽鏡部で公知の方法により切羽前
方地山にボアホールを穿設する。その後、先に述べたと
同様の構成の地山改良用の固化材の注入チューブ１５と
パッカー用チューブ１３にパッカー１２を、該ボアホー
ルの口元近傍に配置される形となるようセットして、ボ
アホール内に装填する。そして、まずパッカー１２に固
結注入材を注入し、固結した該パッカー１２及びパッカ
ー１２周囲の地山領域で隔壁３０を形成する。すると、
隔壁３０はボアホール口元近傍位置周辺という限定され
た位置において堅固（耐圧性が高い）に形成された形と
なるため、その後、パッカー１２より奥側のボアホール
を介して固化材を圧力注入すると、注入効果の高い地山
固化領域３１を確実に形成することが出来る。

【００４４】

【発明の効果】本発明による地山先受け補強工法は上記
構成であるから、トンネルや地下空洞等の地山補強工法
において、軸方向の端末部及び中間部の孔壁周囲の地山
領域に、高い施工性で耐圧性が高い隔壁を形成し、固化
材の注入効果を飛躍的に高めて先行地山の補強が確実に
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による地山先受け補強工法の第１施工例
の概要を示した縦断面図。

【図２】図１のトンネル切羽の先受け補強の状態を示し
た横断面図。

【図３】図１の施工例の一部を示した縦断面図。

【図４】（ａ）パッカーへの浸透薬液注入例を示す縦断
面図。 （ｂ）パッカーへの浸透薬液の別の注入例を示す縦断面
図。 （ｃ）浸透薬液注入時のパッカーの縦断面図。

【図５】本発明による地山先受け補強工法の第２施工例
の一部を示した縦断面図。

【図６】本発明による地山先受け補強工法の第３施工例
の概要を示した縦断面図。

【図７】図６の施工例の一部を示した縦断面図。

【図８】図６のトンネル切羽の鏡部補強の状態を示した
横断面図。

【図９】図６の鏡部補強状態の一部を示した縦断面図。

【図１０】従来のウレタン系樹脂によるコーキングシー
ルで行う先受け補強の施工例を示す縦断面図。

【図１１】（ａ）従来のウレタン系樹脂によるコーキン
グシールで行う先受け補強の別の施工例を示す縦断面
図。 （ｂ）前記（ａ）の断面図。

【符号の説明】

１０ ドリルジャンボ １１ 補強管 １１ａ 硝子繊維補強樹脂管 １１ｂ 硝子繊維補強樹脂管 １２ パッカー １３ チューブ １４ 吐出孔 １５ 注入チューブ ２０ 掘削壁面 ２１ 切羽鏡部 ２２ 鋼製支保工 ３０ 隔壁 ３１ 固化領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽馬 徹 大阪府大阪市北区西天満３丁目２番17号 株式会社ケー・エフ・シー内 (72)発明者 武田 晋治 愛知県名古屋市港区船見町１番地の１ 東 亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者 天野 時元 東京都港区西新橋１丁目14番１号 東亞合 成株式会社内 (72)発明者 福島 浩一 愛知県名古屋市港区船見町１番地の１ 東 亞合成株式会社名古屋総合研究所内 Ｆターム(参考） 2D054 AB07 AC15 FA02 FA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡
   部で切羽前方地山内に吐出孔を有する補強管を打設し、
   該補強管及び該吐出孔を介して固化材を注入して該地山
   の補強を行う地山先受け補強工法において、内部に透水
   性の固結用材料を充填してあり、外部から内部へ固結注
   入材を注入可能なパッカーを、少なくとも該固化材の注
   入口となる端末近傍に取り付けられた該補強管を打設
   し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固
   結した該固結用材料及び固結した該パッカー周囲の地山
   領域で隔壁を形成した後、該補強管及び該吐出孔を介し
   て固化材を注入することを特徴とする地山先受け補強工
   法。
2. 【請求項２】 トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡
   部で切羽前方地山内に吐出孔を有する補強管を打設し、
   該補強管及び該吐出孔を介して固化材を注入して該地山
   の補強を行う地山先受け補強工法において、透水性の固
   結用材料からなるパッカーを、少なくとも該固化材の注
   入口となる端末近傍に取り付けられた該補強管を打設
   し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固
   結した該パッカー及び固結した該パッカー周囲の地山領
   域で隔壁を形成した後、該補強管及び該吐出孔を介して
   固化材を注入することを特徴とする地山先受け補強工
   法。
3. 【請求項３】 前記補強管の所定位置に前記パッカーが
   複数取り付けられていることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の地山先受け補強工法。
4. 【請求項４】 前記補強管が硝子繊維補強樹脂管である
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の地山先受け
   補強工法。
5. 【請求項５】 トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡
   部で切羽前方地山内にボアホールを穿設し、該ボアホー
   ルを介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先
   受け補強工法において、内部に透水性の固結用材料を充
   填してあり、外部から内部へ固結注入材を注入可能なパ
   ッカーを、少なくとも該固化材の注入口となるボアホー
   ル口元近傍に配置し、該パッカー内に浸透性の固結注入
   材を注入して、固結した該固結用材料及び固結した該パ
   ッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該ボアホー
   ルを介して固化材を注入することを特徴とする地山先受
   け補強工法。
6. 【請求項６】 トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡
   部で切羽前方地山内にボアホールを穿設し、該ボアホー
   ルを介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先
   受け補強工法において、透水性の固結用材料からなるパ
   ッカーを、少なくとも該固化材の注入口となるボアホー
   ル口元近傍に配置し、該パッカー内に浸透性の固結注入
   材を注入して、固結した該パッカー及び固結した該パッ
   カー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該ボアホール
   を介して固化材を注入することを特徴とする地山先受け
   補強工法。