JP2001295598A

JP2001295598A - 織布矢板とこれを用いた地山支保工法

Info

Publication number: JP2001295598A
Application number: JP2000113467A
Authority: JP
Inventors: Mitsuho Wada; 満穂和田; Kikuo Sakai; 喜久雄酒井; Kenzo Miyamoto; 研三宮本
Original assignee: KANAMORI TOHEI SHOJI KK; Denki Kagaku Kogyo KK; Showa Kde Co Ltd; Japan Foundation Engineering Co Ltd; MCM Co Ltd Japan
Current assignee: KANAMORI TOHEI SHOJI KK; Denka Co Ltd; Showa Kde Co Ltd; Japan Foundation Engineering Co Ltd; MCM Co Ltd Japan
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】トンネル掘削後の支保工と地山の隙間を、短
時間に安全かつ効果的に埋めることができ、これによ
り、地山圧力を支保工で早期に支持してその変形を早期
に抑えることができ、更に、地山荷重を効果的に分散で
き、かつ地山へ内圧を付加することもできる織布矢板と
これを用いた地山支保工法を提供する。【解決手段】高強度の化学繊維の水透過性の織布１１
からなる中空の繊維製袋体１２と、繊維製袋体の一部を
貫通して設けられ内部に硬化性充填材１３を逆流を防止
して注入可能な充填材逆止弁１４とからなる織布矢板１
０を、支保工２と地山３の隙間に挿入し、複数の繊維製
袋体１２に硬化性充填材１３を圧入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可撓性を有する織
布矢板とこれを用いた地山支保工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、上半断面のトンネル
１を掘削する際には、Ｈ型綱を円弧状に曲げた支保工２
が通常用いられる。この支保工２は、掘削したトンネル
の地山３の内側に建て込むため支保工２と地山３の間に
は必ず隙間δが発生する。この隙間δは、掘削性のよい
トンネルでは５０〜１００ｍｍ程度に抑えることもでき
るが、崩壊しやすい地山では数１００ｍｍから１ｍ近く
に達する場合もある。なお、この地山３を保持するため
に、支保工２の代わりに、或いは併用してロックボルト
等を用いる場合もある。

【０００３】図６は、掘削後のトンネルを保持するため
の支持圧力（縦軸）とトンネル変位（横軸）との関係を
示している。一般に掘削後の地山は、その変形特性によ
り弾性、塑性、弾塑性に大別することができる。弾性地
山では、掘削直後の支持圧力Ｐ₀が短時間に低下して支
持圧力が０となる。このような地山は安定しており、支
保工やロックボルトを急いで建て込む必要性は少ない。
逆に塑性地山では、掘削直後の支持圧力Ｐ₀が徐々に低
下するが最終的には０にならず、トンネル変位は長期に
続き、地山の剥離や崩壊が続く。このような地山は、支
保工やロックボルトを早期に建て込み、剥離や崩壊を最
小限に抑える必要がある。弾塑性地山は、弾性地山と塑
性地山の中間の特性であり、支持圧力Ｐ₀が低下速度は
遅いが最終的には０になるものである。

【０００４】図７は、掘削後のトンネルの挙動を示す説
明図である。この図において、中心Ｏから上方向は支持
圧力、右方向はトンネル変位、下方向は時間、左方向は
変位速度を示している。また、図中の曲線は実線が鋼支
保工を用いた場合、破線がロックボルトを用いた場合、
細い破線が支持をしない場合である。

【０００５】この例の地山では、支持をしない場合に
は、トンネル変位が長期にわたっており、上述した塑性
地山に相当する。鋼支保工を用いた場合もロックボルト
を用いた場合も挙動は近似しており、掘削直後に変位速
度が極大値をもった後、徐々に速度が低下し、トンネル
変位が一定値に収束する。この例では、鋼支保工の方が
変位速度が大きく、トンネル変位も大きくなっている
が、これは主に、掘削後に支保工の建て込みが完了する
までの時間が長いためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、トン
ネルは掘削すれば初期の地圧を受け、時間と共に変位
し、ゆるんでくる。その変位は弾性地山では早期に収束
するが塑性地山では時間と共に再び変位が増加する場合
もある。そこで弾性地山を保持するためには、掘削後速
やかに支保工と周辺地山を結ぶつなぎ材が必要になる。

【０００７】また、このようなつなぎ材は、トンネルを
掘削し支保工を建て込んだ後、手作業で行われるため、
安全性が高く、作業性が良く、スムースに作業できるこ
とも要求される。

【０００８】従来、このような目的のために、主とし
て、木製又は鋼製の矢板が用いられていた。矢板は例え
ば長手方向にテーパを有する板状部材であり、これを支
保工と地山の隙間δにハンマ等で挿入し、その隙間を埋
めていた。しかし、かかる矢板は重く、作業性が悪いば
かり問題点があった。また、地山に局部的に当たるた
め、地山をかえって傷め、部分的な崩壊や剥離を引き起
こす場合があった。更に、矢板のテーパを利用して１つ
づつ確実に挿入しないと、矢板の落下等のおそれがある
ため、複数箇所に同時に挿入することは困難であり、そ
の結果、支保工への荷重が偏り、支保工を傷めたり、地
山を傷める場合が多かった。

【０００９】本発明は、上述した問題点を解決するため
に創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、
トンネル掘削後の支保工と地山の隙間を、短時間に安全
かつ効果的に埋めることができ、これにより、地山圧力
を支保工で早期に支持してその変形を早期に抑えること
ができ、更に、地山荷重を効果的に分散でき、かつ地山
へ内圧を付加することもできる織布矢板とこれを用いた
地山支保工法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、高強度
の化学繊維の水透過性の織布（１１）からなる中空の繊
維製袋体（１２）と、該繊維製袋体の一部を貫通して設
けられ内部に硬化性充填材（１３）を逆流を防止して注
入可能な充填材逆止弁（１４）と、を備えたことを特徴
とする織布矢板が提供される。

【００１１】上記本発明の織布矢板は、中空の繊維製袋
体（１２）と充填材逆止弁（１４）からなるので、従来
の木製又は鋼製の矢板に比較して軽量であり、取扱いも
容易である。また、中空の繊維製袋体（１２）が高強度
の化学繊維の水透過性の織布（１１）からなるので、柔
軟性がありトンネル掘削後の支保工と地山の隙間にこの
繊維製袋体を容易に挿入できる。また、挿入後に内部に
硬化性充填材（１３）を注入して硬化させることによ
り、短時間に高い圧縮強度を発揮するので、支保工と地
山の隙間を安全かつ効果的に埋めることができ、地山圧
力を支保工で早期に支持してその変形を早期に抑えるこ
とができる。また、硬化性充填材（１３）を逆流を防止
して注入可能な充填材逆止弁（１４）を備えていること
により、硬化性充填材を圧入することにより、地山へ内
圧を付加することもできる。更に、この織布矢板を複数
の箇所に使用することにより、地山荷重を効果的に分散
させることができる。

【００１２】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
繊維製袋体（１２）は、縫目なしに織成された大径部分
とその両端の小径部分とからなり、該小径部分を縫目で
閉じたものである。この構造により、大径部分には、周
方向及び軸方向の両方に縫目がないため、繊維製袋体
（１２）の周方向及び軸方向の両方の引張強度を高める
ことができ、硬化前の硬化性充填材の変形を繊維製袋体
で保持することができる。

【００１３】また、前記繊維製袋体（１２）は、縫目な
しに織成された中空円筒状の織布の両端を縫目で閉じた
ものであることが好ましい。この構造により、縫目がな
いため繊維製袋体（１２）の周方向の引張強度を高める
ことができ、硬化前の硬化性充填材の変形を繊維製袋体
で保持することができる。

【００１４】更に、前記繊維製袋体（１２）は、矩形の
織布（１１）を２つ折りして３辺を縫目で閉じたもので
もよい。この構造により、繊維製袋体を平織りした織布
から容易に製造することができる。

【００１５】更に本発明の好ましい実施形態によれば、
複数の繊維製袋体（１２）とこれを互いに連結する複数
の繊維製帯体（１６）とを備え、各繊維製袋体にそれぞ
れ充填材逆止弁（１４）が設けられている。

【００１６】この構成により、複数の繊維製袋体（１
２）が複数の繊維製帯体（１６）で連結されているの
で、支保工に沿って地山との隙間に、複数の繊維製袋体
を順次容易に挿入することができる。また、各繊維製袋
体にそれぞれ充填材逆止弁（１４）が設けられているの
で、それぞれの内部に硬化性充填材（１３）を注入して
硬化させることにより、地山荷重を効果的に分散させる
ことができ、短時間に安全かつ効果的に支保工と地山の
隙間を埋めることができる。

【００１７】また、前記繊維製帯体（１６）は、繊維製
袋体（１２）と縫目なしに織成されている。この構成に
より、繊維製袋体（１２）と繊維製帯体（１６）が縫目
なしに織成されているので、縫目による強度低下を防
ぎ、かつ連続的に製造することが可能となる。

【００１８】また、本発明によれば、上述した織布矢板
（１０）を、支保工と地山の隙間に挿入し、複数の繊維
製袋体（１２）に硬化性充填材（１３）を圧入する、こ
とを特徴とする織布矢板を用いた地山支保工法が提供さ
れる。

【００１９】本発明のこの工法によれば、上述した織布
矢板（１０）は中空の繊維製袋体（１２）と充填材逆止
弁（１４）からなるので、軽量であり、かつ柔軟性があ
りトンネル掘削後の支保工と地山の隙間にこの繊維製袋
体を容易に挿入できる。また、複数の繊維製袋体（１
２）に硬化性充填材（１３）を圧入するので、地山へ内
圧を付加することもでき、かつ複数の織布矢板により、
地山荷重を効果的に分散させることができる。更に、圧
入した硬化性充填材は短時間に高い圧縮強度を発揮する
ので、支保工と地山の隙間を安全かつ効果的に埋めるこ
とができ、地山圧力を支保工で早期に支持してその変形
を早期に抑えることができる。

【００２０】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
織布矢板（１０）の挿入は、支保工の建て込みと同時又
は建て込み後に行う。支保工の建て込みと同時に織布矢
板を挿入することにより、織布矢板（１０）に早期に硬
化性充填材（１３）を圧入でき、地山圧力を支保工でよ
り早期に支持してその変形をより小さく抑えることがで
きる。また、支保工の建て込み後に織布矢板を挿入する
ことにより、支保工の建て込み作業を容易にスムースに
行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１（Ａ）（Ｂ）は、本発明による織布矢板の第１実施
形態を示す図である。図１（Ａ）に示すように、本発明
の織布矢板１０は、中空の繊維製袋体１２と充填材逆止
弁１４からなる。繊維製袋体１２は、矢板としての取扱
いが容易なように、０．５ｍ〜２ｍ程度の長さになって
いる。また、中空の繊維製袋体１２は、高強度の化学繊
維の水透過性の織布１１からなり、この例では、縫目な
しに織成された大径部分１２ａとその両端の小径部分１
２ｂとからなる。小径部分１２ｂは縫目１５で閉じられ
ている。

【００２２】高強度の化学繊維には、例えば、ポリアミ
ド繊維、ポリエステル、ナイロン、アラミド等を用いる
ことができる。また、この例では、大径部分１２ａとそ
の両端の小径部分１２ｂを縫目なしに織成しているの
で、大径部分１２ａの周方向及び軸方向の両方に縫目が
なく、繊維製袋体１２の周方向及び軸方向の両方の引張
強度を高め（例えば、共に３００ｋｇｆ／ｃｍ以上）、
耐圧力を高める（例えば３ｋｇｆ／ｃｍ²以上）ことが
できる。

【００２３】充填材逆止弁１４は、繊維製袋体１２の一
部（この例では大径部分１２ａ）を貫通して設けられて
いる。この充填材逆止弁１４は、供給口を内方のみに開
閉可能な複数のベーン１４ａを有し、内部に硬化性充填
材１３を逆流を防止して注入できるようになっている。
硬化性充填材１３には、公知のモルタル、コンクリー
ト、ウレタン、シリカレジン等を用いることができる。
この硬化性充填材１３の繊維製袋体１２の注入又は圧入
は公知のモルタルポンプ、コンクリートポンプ等を使用
する。

【００２４】上述した本発明の織布矢板１０は、中空の
繊維製袋体１２と充填材逆止弁１４からなるので、従来
の木製又は鋼製の矢板に比較して軽量であり、取扱いも
容易である。また、中空の繊維製袋体１２が高強度の化
学繊維の水透過性の織布１１からなるので、柔軟性があ
りトンネル掘削後の支保工と地山の隙間にこの繊維製袋
体を容易に挿入できる。また、挿入後に内部に硬化性充
填材１３を注入して硬化させることにより、短時間に高
い圧縮強度を発揮するので、支保工と地山の隙間を安全
かつ効果的に埋めることができ、地山圧力を支保工で早
期に支持してその変形を早期に抑えることができる。ま
た、硬化性充填材１３を逆流を防止して注入可能な充填
材逆止弁１４を備えていることにより、硬化性充填材を
圧入することにより、地山へ内圧を付加することもでき
る。更に、この織布矢板を複数の箇所に使用することに
より、地山荷重を効果的に分散させることができる。

【００２５】図１（Ｂ）に示す織布矢板１０は、図１
（Ａ）に示した複数の繊維製袋体１２とこれを互いに連
結する複数の繊維製帯体１６とからなる。各繊維製袋体
１２にはそれぞれ充填材逆止弁１４が設けられている。
また、この例において、繊維製帯体１６は、繊維製袋体
１２と縫目なしに織成されている。更に、繊維製袋体１
２の両端部は、図１（Ａ）に示したように、小径部分１
２ｂの縫目１５で閉じられている。

【００２６】この構成により、複数の繊維製袋体１２が
複数の繊維製帯体１６で連結されているので、支保工に
沿って地山との隙間に、複数の繊維製袋体を順次容易に
挿入することができる。また、各繊維製袋体１２にそれ
ぞれ充填材逆止弁１４が設けられているので、それぞれ
の内部に硬化性充填材１３を注入して硬化させることに
より、地山荷重を効果的に分散させることができ、短時
間に安全かつ効果的に支保工と地山の隙間を埋めること
ができる。

【００２７】また、繊維製袋体１２と繊維製帯体１６が
縫目なしに織成されているので、縫目による強度低下を
防ぎ、かつ連続的に製造することが可能となる。

【００２８】図２（Ａ）（Ｂ）は、本発明による織布矢
板の第２実施形態を示す図である。図２（Ａ）におい
て、繊維製袋体１２は、縫目なしに織成された中空円筒
状の織布１１の両端を縫目１５で閉じたものである。ま
た、図２（Ｂ）に示す織布矢板１０は、図２（Ａ）に示
した複数の繊維製袋体１２とこれを互いに連結する複数
の繊維製帯体１６とからなる。各繊維製袋体１２にはそ
れぞれ充填材逆止弁１４が設けられている。また、この
例においても、繊維製帯体１６は繊維製袋体１２と縫目
なしに織成されている。更に、繊維製袋体１２の両端部
は、図２（Ａ）に示すように、小径部分１２ｂの縫目１
５で閉じられている。その他の構成は、図１の第１実施
形態と同様である。

【００２９】この構造により、繊維製袋体１２が縫目な
しに織成されているため繊維製袋体１２の周方向の引張
強度を高めることができ（例えば、３００ｋｇｆ／ｃｍ
以上）、耐圧力を高める（例えば３ｋｇｆ／ｃｍ²以
上）。従って、注入後硬化前の硬化性充填材の変形を繊
維製袋体で抑制することができる。また、第１実施形態
と同様に、従来の木製又は鋼製の矢板に比較して軽量で
あり、取扱いも容易である。更に、柔軟性がありトンネ
ル掘削後の支保工と地山の隙間にこの繊維製袋体を容易
に挿入できる。また、挿入後に内部に硬化性充填材１３
を注入して硬化させることにより、短時間に高い圧縮強
度を発揮するので、支保工と地山の隙間を安全かつ効果
的に埋めることができ、地山圧力を支保工で早期に支持
してその変形を早期に抑えることができる。また、硬化
性充填材１３を逆流を防止して注入可能な充填材逆止弁
１４を備えていることにより、硬化性充填材を圧入する
ことにより、地山へ内圧を付加することもできる。更
に、この織布矢板を複数の箇所に使用することにより、
地山荷重を効果的に分散させることができる。

【００３０】繊維製袋体１２は、上述した実施形態と相
違し、矩形の織布１１を２つ折りして３辺を縫目で閉じ
たものであってもよい。この構造により、繊維製袋体１
２を平織りした織布１１から容易に製造することがで
き、製造コストを下げることができる。

【００３１】図３は本発明の地山支保工法の第１実施形
態を示す図であり、図４は本発明の地山支保工法の第２
実施形態を示す図である。図３及び図４に示すように、
本発明の工法では、トンネル１の掘削後に、上述した織
布矢板１０を支保工２と地山３の隙間に挿入し、複数の
繊維製袋体１２に上述した硬化性充填材１３を圧入す
る。なお、織布矢板１０の挿入は、支保工２の建て込み
と同時に行っても良く、或いは建て込み後に行ってもよ
い。

【００３２】図３の例では、図１（Ａ）又は図２（Ａ）
に示した個々の織布矢板１０をトンネル１の掘削方向、
すなわち支保工２に直角（図で紙面に垂直な方向）に挿
入している。また、この場合に、隣接する２つ以上の支
保工２に跨がして織布矢板１０を挿入してもよい。更
に、支保工２と地山３の隙間の大きさによっては、２つ
或いはそれ以上の織布矢板１０を重ねて挿入してもよ
い。

【００３３】また、図４（Ａ）の例では、図１（Ａ）又
は図２（Ａ）に示した個々の織布矢板１０を支保工２に
沿って地山３との隙間に挿入している。この場合にも、
支保工２と地山３の隙間の大きさによっては、２つ或い
はそれ以上の織布矢板１０を重ねて挿入してもよい。

【００３４】更に、図４（Ｂ）の例では、図１（Ｂ）又
は図２（Ｂ）に示した繊維製帯体１６で連結された繊維
製袋体１２を支保工２に沿って地山３との隙間に挿入し
ている。この場合にも、繊維製帯体１６は適宜折り畳
み、支保工２と地山３の隙間の大きさによっては、２つ
或いはそれ以上の織布矢板１０を重ねて挿入してもよ
い。

【００３５】上述した本発明の工法によれば、織布矢板
１０が中空の繊維製袋体１２と充填材逆止弁１４からな
るので、軽量であり、かつ柔軟性がありトンネル掘削後
の支保工と地山の隙間にこの繊維製袋体を容易に挿入で
きる。また、複数の繊維製袋体１２に硬化性充填材１３
を圧入するので、地山３との隙間の形状にならって繊維
製袋体１２が膨らむので、図３及び図４に破線の矢印で
示すように、地山３へ内圧を付加することもできる。ま
た、複数の織布矢板１０により、複数の箇所で同時に地
山荷重を支保工２に伝達するので、地山荷重を効果的に
分散させることができる。更に、圧入した硬化性充填材
は短時間に高い圧縮強度を発揮するので、支保工と地山
の隙間を安全かつ効果的に埋めることができ、地山圧力
を支保工で早期に支持してその変形を早期に抑えること
ができる。

【００３６】上述した本発明の織布矢板とこれを用いた
地山支保工法により、（１）地山と支保鋼材とを一体化
して剪断強度を持たせて岩塊を保持する、（２）地山荷
重を分散させる、（３）肌落ちを防止し、かつ小岩塊を
保持する、（４）地山への内圧を付与する等の付加的効
果も得ることができる。

【００３７】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】上述したように、本発明の織布矢板とこ
れを用いた地山支保工法は、トンネル掘削後の支保工と
地山の隙間を、短時間に安全かつ効果的に埋めることが
でき、これにより、地山圧力を支保工で早期に支持して
その変形を早期に抑えることができ、更に、地山荷重を
効果的に分散でき、かつ地山へ内圧を付加することもで
きる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による織布矢板の第１実施形態を示す図
である。

【図２】本発明による織布矢板の第２実施形態を示す図
である。

【図３】本発明の地山支保工法の第１実施形態を示す図
である。

【図４】本発明の地山支保工法の第２実施形態を示す図
である。

【図５】トンネルの地山と支保工の関係を示す図であ
る。

【図６】トンネルの支持圧力とトンネル変位の関係図で
ある。

【図７】掘削後のトンネルの挙動を示す説明図である。

【符号の説明】

１トンネル、２支保工、３地山、１０織布矢
板、１１織布、１２繊維製袋体、１３硬化性充填
材、１４充填材逆止弁、１５縫目１６繊維製帯体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500173169 金森籐平商事株式会社東京都中央区八重洲二丁目十一番四号 (71)出願人 595017528 昭和鉱業株式会社東京都渋谷区代々木３丁目１番２号 (72)発明者和田満穂東京都板橋区高島平３丁目10−16−106 (72)発明者酒井喜久雄愛知県名古屋市天白区植田東二丁目1014番地株式会社エムシーエム内 (72)発明者宮本研三愛知県名古屋市天白区植田東二丁目1014番地株式会社エムシーエム内Ｆターム(参考） 2D049 AA07 FB06 FB15 FB20 2D055 DA06 FB04 JA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高強度の化学繊維の水透過性の織布（１
１）からなる中空の繊維製袋体（１２）と、該繊維製袋
体の一部を貫通して設けられ内部に硬化性充填材（１
３）を逆流を防止して注入可能な充填材逆止弁（１４）
と、を備えたことを特徴とする織布矢板。
【請求項２】前記繊維製袋体（１２）は、縫目なしに
織成された大径部分とその両端の小径部分とからなり、
該小径部分を縫目で閉じたものである、ことを特徴とす
る請求項１に記載の織布矢板。
【請求項３】前記繊維製袋体（１２）は、縫目なしに
織成された中空円筒状の織布の両端を縫目で閉じたもの
である、ことを請求項１に記載の織布矢板。
【請求項４】前記繊維製袋体（１２）は、矩形の織布
（１１）を２つ折りして３辺を縫目で閉じたものであ
る、ことを請求項１に記載の織布矢板。
【請求項５】複数の繊維製袋体（１２）とこれを互い
に連結する複数の繊維製帯体（１６）とを備え、各繊維
製袋体にそれぞれ充填材逆止弁（１４）が設けられてい
る、ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の織布矢
板。
【請求項６】前記繊維製帯体（１６）は、繊維製袋体
（１２）と縫目なしに織成されている、ことを特徴とす
る請求項５に記載の織布矢板。
【請求項７】請求項１乃至６の織布矢板（１０）を、
支保工と地山の隙間に挿入し、複数の繊維製袋体（１
２）に硬化性充填材（１３）を圧入する、ことを特徴と
する織布矢板を用いた地山支保工法。
【請求項８】前記織布矢板（１０）の挿入は、支保工
の建て込みと同時又は建て込み後に行う、ことを特徴と
する請求項７に記載の織布矢板を用いた地山支保工法。