JP2017150264A - 鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法を提供する。【解決手段】鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法であって、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で該膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄道トンネルの維持管理における、地圧によるトンネル壁面の押出しを抑制する、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法に関するものである。

トンネル近傍の地山の緩みが激しい箇所において、ロックボルト補強工法を実施する場合、地山の削孔時に孔壁が自立しないため自穿孔ロックボルトを用いる必要がある（下記特許文献１参照）。

自穿孔ロックボルトの中間部にパッカーを配置すると、穿孔時に破損するおそれがある（そのため、１種類の注入材料しか使用できない）（下記特許文献２参照）。

孔壁が自立する地山では、地山削孔後にボルトを挿入するため、ボルト外側に布製等の材料でパッカーを設けることが可能であると考えられる（下記特許文献３参照）。

特開２００９−９７２６０号公報 特開２００３−３５１００号公報 特開２０１０−３７７４３号公報

上記背景技術に記載のとおり、自穿孔ロックボルトの中間部に従来のパッカーを配置すると穿孔時に破損する恐れがある。

本発明は、上記状況に鑑みて、穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法であって、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水でこの膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法において、ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカーとロックボルト内部の布製膨張式パッカーにより、自穿孔ロックボルトでも２種類の注入材料で施工できることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。

（１）ロックボルト外部のパッカーを鋼製かつ膨張式とするため自穿孔削孔時のパッカー破損を防止できる。

（２）「ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカー」と「ロックボルト内部の布製膨張式パッカー」により、自穿孔ロックボルトでも２種類の注入材料で施工できる。

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法による仕上がりの模式図である。 本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法の施工工程を示す図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の他の実施例（リーク確認用パイプを具備する場合）を示す模式図である。 本発明の他の実施例（布製膨張式パッカーを用いない場合）を示す模式図である。

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法は、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で該膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法による仕上がりの模式図である。図２は本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法の施工工程を示す図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２（ｃ）〜（ｅ）は内部構造が分かるように透視図としている。

図１において、１はロックボルト、２は地山、Ａは緩んだ地山、Ｂは安定した地山、Ｃはトンネル覆工、Ｄはモルタルによる定着効果部位、Ｅはウレタンによる地山改良（物性値向上）効果部位である。

図２において、１はロックボルト、２は地山、３は鋼製膨張式パッカー（膨張前）、４は注水パイプ、５はウレタン噴出口, ６はモルタル噴出口、７は布製膨張式パッカー（膨張前）、８はモルタル注入用パイプ、９は鋼製膨張式パッカー（膨張後）、１０は布製膨張式パッカー（膨張後）、Ｄはモルタルによる定着効果部位、Ｅはウレタンによる地山改良（物性値向上）効果部位である。

（１) ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカーは、ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で膨張させることにより、強固なパッカーが形成される。これにより、ボルト外部に「仕切り」を構築できる。

（２) ロックボルト内部の布製膨張式パッカー（モルタル注入用パイプ付き) は、ロックボルト内部に、パイプを取り付けた膨張式布製のパッカー（袋）を挿入し、注入材料により膨張させることで、パッカーが形成される。これにより、ボルト内部に「仕切り」を構築できる。

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法の施工工程について説明する。
（１）ロックボルト１を削岩機にセットし、地山２に打ち込む〔図２（ａ）〕。
（２）鋼製膨張式パッカー３を注水パイプ４で送られる水の水圧で拡張させる。９は鋼製膨張式パッカー（膨張後）であり、ロックボルト１外部（自穿孔によりできたボアホール内部）の「仕切り」として働く。（外部仕切りの完成）〔図２（ｂ）〕。
（３）モルタル注入用パイプ８付きの布製膨張式パッカー７をロックボルト１の中空に挿入する〔図２（ｃ）〕。
（４）布製膨張式パッカー７をモルタル注入用パイプ８で圧送されるモルタルで膨張させる。１０は布製膨張式パッカー（膨張後）であり、ロックボルト１内部の「仕切り」として働く（（内部仕切りの完成）〔図２（ｄ）〕。
（５）そのままモルタルを注入し続けると、モルタル噴出口６からモルタルが噴出し、ボアホールにモルタルが充填される。鋼製膨張式パッカー９により仕切られているので、モルタルは鋼製膨張式パッカー９により先端側にのみ充填される。なお、充填完了後、モルタル注入用パイプ８を覆工の口元で切断する〔図２（ｅ）〕。
（６）モルタル硬化後（材齢１日）に、引抜試験を行うとともに、プレストレスを導入する。
（７）最後に、ロックボルト１の中空を利用して、ウレタンを所定量注入する。布製膨張式パッカー１０により仕切られているので、ウレタンは、布製膨張式パッカー１０より手前側でウレタン噴出口５から噴出されて地山を改良する〔図２（ｆ）〕。

図４は本発明の他の実施例（リーク確認用パイプを具備する場合）を示す模式図である。図２と同じ構成には同じ符号を付している。

モルタル注入用とリーク確認用の２本のパイプを取り付けた布製膨張式パッカーを中空のロックボルト内部に挿入し施工するため、ボアホール内にモルタルが充填されていることをリークによって目視確認することが可能である。

図５は本発明の他の実施例（布製膨張式パッカーを用いない場合）を示す模式図である。図２と同じ構成には同じ符号を付している。

上記における布製膨張式パッカーを用いない場合もモルタルが先端定着部以外に漏出しないような構造とする。すなわち、図２（ａ）、図２（ｂ）と同様の工程を行った後、
（１）ロックボルト１内部にモルタル注入用パイプを挿入し、モルタルの充填を行う。

（２）モルタル硬化後、モルタル注入用パイプの撤去を行う。

（３）ウレタンの注入を行う。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法は、穿孔時にパッカーを破損することがない、鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルトとして利用可能である。

１ ロックボルト
２ 地山
Ａ 緩んだ地山
Ｂ 安定した地山
Ｃ トンネル覆工
Ｄ モルタルによる定着効果部位
Ｅ ウレタンによる地山改良（物性値向上）効果部位
３ 鋼製膨張式パッカー（膨張前）
４ 注水パイプ
５ ウレタン噴出口
６ モルタル噴出口
７ 布製膨張式パッカー（膨張前）
８ モルタル注入用パイプ
９ 鋼製膨張式パッカー（膨張後）
１０ 布製膨張式パッカー（膨張後）

Claims (2)

1. ロックボルト外側の注入材料の境界部としたい部分に膨張式鋼管を扁平に加工したものを巻きつけ、注水ポンプによる注水で該膨張式鋼管を膨張させることにより、強固な鋼製膨張式パッカーを形成することを特徴とする鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法。
2. 請求項１記載の鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法において、ロックボルト外部の鋼製膨張式パッカーとロックボルト内部の布製膨張式パッカーにより、自穿孔ロックボルトでも２種類の注入材料で施工できることを特徴とする鋼製膨張式パッカーを用いた中空自穿孔ロックボルト補強工法。

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