JP3241356B2 - トンネルの補強工法 - Google Patents
トンネルの補強工法Info
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
に関する。更に詳しくは、例えば砂礫地山にロックボル
トを用いることなく建設されたトンネルを補強もしくは
改修補強する場合などに好適な補強工法に関するもので
ある。
合には、ロックボルト打設用の孔壁が自立しない等の理
由から、ロックボルト施工はあまり行われなかった。即
ち、たとえロックボルトを打ち込んで定着材を注入して
も、その定着材が砂礫の間隙中に逃げてしまってボルト
定着が図られず、その結果ロックボルトの適正な地山改
良効果が得られないからである。
の支保は、ロックボルトを用いない支保工やコンクリー
トあるいはレンガ等による覆工のみで行われていた。し
かし、これでは自立性のない砂礫地山を支保工や覆工コ
ンクリートの強度で支えなければならず、支保にかかる
費用が増大し経済性が悪くなることに加えて、地山の安
定性がないために将来的な不安も残る等の問題がある。
従来のトンネルが年月を経て、覆工コンクリート等にク
ラックが発生した場合には、覆工表面からクラック部位
に固結材を注入して補修を行っていたが、可能であれば
覆工周囲の地山そのものを改良補強してトンネルの周囲
にアーチ状の地山補強領域を形成したい、という要求が
あった。
要求に応えるべく提案されたもので、例えば前記のよう
な砂礫地山内に施工されたトンネルにおいても、その周
囲の地山内にロックボルトによるアーチ状の地山補強領
域を簡単・確実に形成することのできる補強工法を提供
することを目的とする。
めに本発明によるトンネルの補強工法は、以下の構成と
したものである。
ーチ状部分の周囲の砂礫地山内にトンネル内から中空の
ロックボルトを放射方向に多数打設し、そのロックボル
トの中空孔を介して該ロックボルト周囲の地山内に定着
材を注入して該地山およびロックボルトを定着固定する
トンネルの補強工法であって、上記アーチ状部分の下段
部に打設されるロックボルトを、ウレタン系定着材を注
入することによって定着した後、それよりも上方に打設
されるロックボルトを、セメント系定着材を注入するこ
とによって定着するようにしたことを特徴とする。
ックボルトのうち、中段部に打設されるロックボルト
を、早強セメント系定着材を注入することによって定着
した後、上段部に打設されるロックボルトを、普通セメ
ント系定着材を注入することによって定着するようにし
たことを特徴とする。
ックボルトを定着するに際して、それぞれ先に高浸透性
のセメント系定着材を一次注入して地山に改良固形体を
形成した後、高粘性のセメント系定着材を二次注入し
て、ロックボルト周囲に固着させるようにしたことを特
徴とする。
て本発明によるトンネルの補強工法を具体的に説明す
る。
ンネルの横断面図であり、そのトンネルＴは砂礫土を掘
り抜いてその内面に支保工（不図示）とレンガもしくは
コンクリート等からなる覆工Ｒとを施工した構成であ
り、その周囲の地山Ｊ内に放射方向に多数のロックボル
ト１を打設すると共に、そのロックボルトを介して地山
内に定着材Ｆを注入することによってトンネル周囲にア
ーチ状の地山補強領域が形成されている。
１の構成および寸法等は適宜であるが、本実施形態にお
いては図３に示すように外周面全長に転造ねじ１１ａを
形成した中空管状のロックボルト本体１１の先端に穿孔
用ビット１２を装着した有効外径３２ｍｍ、長さ４ｍの
自穿孔式の中空ロックボルトが用いられている。
ものでも、あるいは短尺のロックボルト本体１１を複数
本連結接続したものを用いてもよく、本実施形態におい
ては図４に概略構成を示すように、長さ２ｍのロックボ
ルト本体１１をジョイントスリーブ１３によって２本連
結接続した構成である。
１４を設けるもので、その吐出孔はトンネルに対する打
設位置に応じて配置位置や個数を異ならせるとよく、本
実施形態においてはトンネルの下段部に打設するロック
ボルトには図４（ａ）に示すように先端のビット部分と
それから約１．２ｍと約２．４ｍ離れた位置にそれぞれ
吐出孔１４が形成され、中段部に打設させるロックボル
トには同図（ｂ）のようにビット部分とそれから約１．
２ｍ離れた位置に吐出孔１４が形成され、さらに上段部
に打設させるロックボルトには同図（ｃ）のようにビッ
ト部分にのみ吐出孔１４が形成されている。
ようにロックボルト先端の穿孔用ビット１２で穿孔した
孔Ｈの開口部分を、その孔壁内面とロックボルト１との
間に充填したパッカーや口元コーキング材２等で塞ぎ、
ロックボルト１の端部にコネクタ３等を介して図に省略
した定着材注入ホース等を接続し、上記ロックボルト１
の中空孔を介して前記の吐出穴１４から地山内に定着材
を注入するものである。なおウレタン系定着材を注入す
る場合には、図３に示すようにロックボルト1内にスタ
ティックミキサ４等を装填して定着材を撹拌させながら
注入するのが望ましい。
る場合の手順等について具体的に説明する。先ず、トン
ネルが既設のものでこれを改修する必要がある場合に
は、その改修作業を先に行う。例えば既存の覆工レンガ
等に図２に示すようなクラック等の破損個所がある場合
には、地山内に注入した定着材がトンネル内に漏れるお
それがあり、上記の破損個所をシール材５等でコーキン
グ処理を施す。
部の下段部Ａ、中段部Ｂ、上段部Ｃの順に施工する。先
ず、トンネル下段部Ａにロックボルトを施工するに当た
っては、前記図４（ｃ）に示すロックボルト１を用い
て、その先端の穿孔用ビット１２により覆工レンガや地
山を穿孔しつつ打設し、ロックボルトの中空孔を介して
地山内にウレタン系定着材を注入して定着する。そのウ
レタン系定着材は流動性が良いことに加えて、ウレタン
の発泡圧により砂礫間隙中に良好に浸透して即時に硬化
する。これによりトンネル周囲の下部にウレタン固結層
が形成される。
クボルト１を上記と同様に要領で打設し、早強型セメン
ト系定着材を注入して定着する。このとき先ず、一次注
入として早強型セメント系定着材のうちで比較的流動性
に優れたものを注入し、ロックボルト外方の砂礫地山に
浸透させ、改良固形体を形成する。このとき定着材は砂
礫間隙を通って地山下方に流れようとするが、先に下段
部に形成されたウレタン固結層により定着材の逸流は防
止され、トンネル中段部に留まる。
型セメント系定着材を注入し、ロックボルト周囲に固着
させる。すると、一次注入によって形成されたロックボ
ルトを包囲するように改良固形体の内側に粘性セメント
系定着材が密実充填され、それによってロックボルトが
堅固に定着される。
ックボルト１を打設し、普通セメント系定着材を注入し
て定着する。このとき先ず、一次注入としてセメント系
定着材のうちで比較的流動性に優れたものを注入し、ロ
ックボルト外方の砂礫地山に浸透させ、改良固形体を形
成する。このとき定着材は砂礫間隙を通って地山下方に
流れようとするが、先に下段部に形成されたウレタン固
結層と中段部に形成された改良固形体により定着材の逸
流は防止され、トンネル上段部に留まる。
ント系定着材を注入し、ロックボルト周囲に固着させ
る。すると、一次注入によって形成されたロックボルト
を包囲する形の改良固形体の内側に粘性セメント系定着
材が密実充填される形で、ロックボルトが堅固に定着さ
れる。
優れるものの強度発現まで若干時間がかかる。しかし、
定着材の逸流がなく密実充填された状態で硬化するの
で、ロックボルトの定着強度は高くなり、従って、トン
ネルのアーチ上部において、最も良好なロックボルト効
果が適切に得られる。
の逸流を防止する目的で浸透性に優れ即硬化するウレタ
ン系定着材の注入を行い、中段部Ｂおよび上段部Ｃで
は、強度的に優れたセメント系定着材を密実充填するこ
とにより、砂礫地山内に構築したトンネルの周囲にアー
チ状の地山補強領域を短時間で良好に形成することがで
きるものである。
であるが、ウレタン系定着材としては、例えばウレタン
樹脂に各種発泡剤を加えたもの、具体的には例えば４倍
発泡の商品名；ＲＢＳレジンＬＶ−６０（株式会社ケー
・エフ・シー製）等を用いることができる。またセメン
ト系定着材のうち粘性タイプとしては、例えば商品名；
ＩＢＯモルタル（株式会社ケー・エフ・シー製）等、高
流動性タイプとしては、例えば商品名；エスセイバーＫ
Ｔ（新日鐵高炉セメント株式会社製）等を用いることが
でき、早強型としては例えば上記のようなセメント系定
着材に、急結剤として非塩化物系硬化促進用コンクリー
ト混和剤などを加えたものを用いることができる。
ために以下のようなモデル実験を行った。即ち、直径５
００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの筒体内に充填した砂礫モ
デル中に直径３２ｍｍの中空ロックボルトを挿入し、そ
のロックボルトを介して砂礫モデル中に各定着材を注入
したときの各種物性値および固結状況を調べた。その結
果を下記表１に示す。
として４倍発泡の商品名；ＲＢＳレジンＬＶ−６０を用
いた場合、Ｆ２は早強型高流動性セメント系定着材とし
て商品名；エスセイバーＫＴに非塩化物系硬化促進用コ
ンクリート混和剤を加えたものを用いた場合、Ｆ３は高
流動性タイプのセメント系定着材として商品名；エスセ
イバーＫＴを用いた場合、Ｆ４は粘性タイプのセメント
系定着材として商品名；ＩＢＯモルタルを用いた場合で
ある。
験により未硬化定着材の流動性を測定した値である。可
使時間とは、流動性を保有している時間をいう。７日圧
縮強度および２８日圧縮強度は、定着材を練り上げてか
らそれぞれ７日および２８日後の定着材自体の圧縮強度
をサンプル測定したものである。引抜強度は、砂礫モデ
ルからロックボルトを引き抜き試験したときの最大荷重
である。なおウレタン系定着材は、砂礫と混ざって硬化
することによって強度が出るが、定着材自体には強度が
ないので圧縮強度はなしとした。
通りであった。即ち、ウレタン系定着材Ｆ１の場合は、
直径５００ｍｍの砂礫中の全域に浸透して改良固結体を
形成することができた。早強型高流動性セメント系定着
材Ｆ２および高流動性タイプのセメント系定着材Ｆ３の
場合は、それぞれ上記ウレタン系定着材Ｆ１の場合と同
等の浸透性で改良固結体を形成することができた。粘性
タイプのセメント系定着材Ｆ４の場合は、ロックボルト
周囲の直径７０〜１００ｍｍの範囲内で改良固結体を形
成することができた。また重力で注入材が落下した。
した場合を例にして説明したが、既存のトンネルだけで
なく、新設のトンネルを構築する場合にも適用すること
ができる。
ルの補強工法は、上記の構成であるから、砂礫地山内の
トンネルにおいても、その周囲の地山内にロックボルト
によるアーチ状の地山補強領域を簡単・確実に形成する
ことが可能となり、トンネルの耐久性および安定性を大
幅に向上させることができる等の効果がある。
図。
図。
構造を示す側面図。
図。
Claims (3)
- 【請求項１】 トンネルの少なくとも底部を除くアーチ
状部分の周囲の砂礫地山内にトンネル内から中空のロッ
クボルトを放射方向に多数打設し、そのロックボルトの
中空孔を介して該ロックボルト周囲の地山内に定着材を
注入して該地山およびロックボルトを定着固定するトン
ネルの補強工法であって、 上記アーチ状部分の下段部に打設されるロックボルト
を、ウレタン系定着材を注入することによって定着した
後、それよりも上方に打設されるロックボルトを、セメ
ント系定着材を注入することによって定着するようにし
たことを特徴とするトンネルの補強工法。 - 【請求項２】 前記下段部よりも上方に打設されるロッ
クボルトのうち、中段部に打設されるロックボルトを、
早強セメント系定着材を注入することによって定着した
後、上段部に打設されるロックボルトを、普通セメント
系定着材を注入することによって定着するようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載のトンネルの補強工法。 - 【請求項３】 前記セメント系定着材を注入してロック
ボルトを定着するに際して、それぞれ先に高浸透性のセ
メント系定着材を一次注入して地山に改良固形体を形成
した後、高粘性のセメント系定着材を二次注入して、ロ
ックボルト周囲に固着させるようにしたことを特徴とす
る請求項１記載のトンネルの補強工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000097565A JP3241356B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | トンネルの補強工法 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001280098A JP2001280098A (ja) | 2001-10-10 |
| JP3241356B2 true JP3241356B2 (ja) | 2001-12-25 |
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ID=18612175
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3241356B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110792440A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-14 | 中铁二十局集团有限公司 | 一种穿越黄土冲谷的富水黄土隧道施工方法 |
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| KR102610909B1 (ko) * | 2023-06-22 | 2023-12-06 | (주)신승이앤씨 | 침하방지를 위해 강관내부 앵커설치를 이용한 강관추진 공법 및 그 구조물 |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000097565A patent/JP3241356B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN110792440B (zh) * | 2019-11-07 | 2021-02-05 | 中铁二十局集团有限公司 | 一种穿越黄土冲谷的富水黄土隧道施工方法 |
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