JPH04102615A

JPH04102615A - 岩盤固結安定化工法

Info

Publication number: JPH04102615A
Application number: JP2221736A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Matsushita; 伸顕松下; Toshihiro Nakakugi; 俊洋中釘
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-04-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は破砕帯を有する岩盤や地盤の固結安定化、さら
にはコンクリートなどの人工構築物のクラック、空隙な
との充填シール工法に関する。

［従来の技術・発明が解決しようとする課題］従来より
、不安定岩盤や地盤の安定強化、人工構築物のクラック
や空隙の充填方法のひとつとして無機ないし有機系グラ
ウトの注入が行われ、一定の効果をあげている。

しかしながら、これらの方法を詳細をチエツクすると、
必ずしも洟足のゆく結果はえられていない。たとえば、
一般に多用されているセメントミルク系では懸濁液のか
たちとなっているため、岩盤や人工構築物なとのクラッ
クや砂礫などの地盤層への浸透性がわるく、かつ固結速
度が遅く、強度発現が遅いため、短時間に固結して強度
が発現することが要求されるトンネルや地下地盤掘削時
での不安定地山を早期に安定強化させる目的は達しえな
い。さらに、湧水や漏水のみられるばあいはなおさら注
入セメントミルクが希釈、流失してしまう。また代表的
な無機系グラウトである水ガラス系２液システムグラウ
トについても固結体強度か３〜ｌ０ｋｇ／ａｌ＋２程度
と低く、さらに固結体が水と接触すると経時変化が起り
、Ｎａ２Ｏや５ｉ０２などの主成分が溶脱し、アルカリ
汚染や大巾な強度低下が発生するという問題がある。

一方、尿素系などの有機系についても固結強度不足や、
硫酸、ホルマリンなどの硬化成分や助剤成分の溶出が発
生するという問題がある。

また、特公昭６３−６３６８７号公報、特開昭６３−７
４１３号公報、同６３−７４９０号公報、同６３−７４
９１号公報、同６３−８４７７号公報、同６３−３５９
１３号公報なとには、水酸基価２５０〜４５０■ＫＯＨ
／ｇのポリオールとポリイソシアネートを主成分とする
速硬性硬質発泡ウレタンシステムによる岩盤の固結工法
が記載されているが、これらの方法についても注入材料
の粘性が高く、発泡圧による効果は認められるとしても
、なお浸透性が不充分であり、細かいクラックを有する
岩盤層や砂岩、砂質地盤では充分な浸透性かえられず、
したかって所期の安定化かえられない。このため、浸透
性をよくするために有機溶剤を添加し、低粘性化を図っ
ているが、かかる有機溶剤の添加は固結強度が低下し、
また環境衛生上好ましくない。さらに、固結強度不分とはいえない状況であった。また、これら有機系グラ
ウトは必然的に可燃性であり、防火安全面からも改善の
余地か残されていた。

［課題を解決するための手段］本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものである。すなわち、破砕帯を有する岩盤や地盤の固
結安定化、さらにはコンクリートなどの人工構築物のク
ラック、空隙充填シール工法において、以下に示す特殊
な構成成分よりなる２成分系薬液を注入して、無発泡な
いし発泡状の硬質状ポリウレタン固結体を形成すること
により達成するもので、浸透性、固結強度および耐久性
などを大巾に向上させることができるものである。

すなわち、本発明の岩盤固結安定化工法は、岩盤に所定
間隔て複数個の孔を穿設し、前記孔内に中空の一注入ボ
ルトを挿入し、ボルトの開口部より、人水酸基数２個以
上、水酸基当量１２０以下のポリオールおよび（または
）アミン基１個以上、アミン当量２０〜５Ｈの有機ポリ
アミン化合物を必須成分とし、要すればこれに水、発泡
剤、整泡剤、触媒、無機充填剤、改質剤、有機希釈剤、
安定剤などを配合してなる液状成分と、Ｂ）イソンアネ
ート基を２個以上有する有機ポリイソシアネートを必須
成分とし、要すればこれに希釈剤、無機充填剤などを配
合してなる液状成分とを注入することからなる岩盤安定化工法であって、前記人成分と（
Ｂ）成分を混合し、ＮＣＯ基１基量当量する水酸基当量
とアミン当量の合計当量の比率が０５／１〜１０／１の
範囲て混合注入することを特徴としている。

また、難燃化のために、人成分またはＢ）成分中に添加
型または反応型の有機または無機の各種難燃剤を配合し
、これにより月Ｓ　Ａ　９５１４燃焼試験に適合した、
いわゆる自消性グレードとし、火災の危険性を少なくす
ることができる。

さらに、前述した本発明の処方において発泡剤である水
や低沸点希釈溶剤の量を少なくし、発泡倍率を約２倍以
下、すなわち密度を約ｏ５以上の固結体となるようにコ
ントロールすることにより、圧縮強度１００ｋｇ／ａｎ
２以上の固結体とし、とくに強度が要求される既設トン
ネルの背面注入補強や大断面トンネル掘削時の不安定岩
盤層への注入安定化などを可能としたものである。

［実施例］本発明の工法において使用する無発泡ないし発泡状硬質
状ポリウレタン固結体を構成する液状薬液について述べ
る。

まず、囚成分中の必須成分である、水酸基数２個以上、
水酸基当量１２０以下のポリオールとしては、 ■　１，３−または１．４−ブタンジオール、１，３−
または２３−ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジ
オール、ペンチレンゲリコール、ヘキシレングリコール
などの２価アルコール類、またはこれらにエチレンオキ
シド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを
添加重合した水酸基当量１２０以下のジオールや、■　
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコール、トリプロピレングリコール、ジエチレング
リコール、トリブチレングリコール、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、モノ、ジェタノールアミン、トリ
エタノールアミン、ジグリセリン、ソルビトール、砂糖
などやこれらにアルキレンオキシド類を添加重合せしめ
た水酸基当量１２０以下のポリオール類や、 ■　アニリン、エチレンジアミンなどにエチレンオキシ
ド、プロピレンオキシドなどを添加重合せしため水酸基
当量１２０以上のアミンポリオール、さらにアジピン酸
などの二塩基酸とエチレングリコール、トリメチロール
プロパンなどのグリコール、トリオールとの脱水縮合反
応によりえられる各種ポリエステルポリオール、ε−カ
プトラクタムの開環重合によりえられるラクトン系ポリ
エステルポリオール、ポリオールのホスゲン化、シフエ
ニンカーボネートによるエステル交換法により合成され
るポリカーボネートジオール、その他アクリルポリオー
ル、ポリブタジェン系ポリオール、さらにマンニッヒポ
リオール、ノボラック樹脂、レゾール樹脂などにプロピ
ンオキシドまたはエチレンオキシドを付加重合してえら
れるフェノールポリオール、さらに難燃効果を賦与する
含リンポリオール、含ハロゲンポリオール、さらにポリ
オール中でアクリロニトリル、スチレンなどのビニル性
モノマーをラジカル重合させたものや、これらのポリマ
ーをポリオール中に分散溶解させたボッマーポリオール
、テトラハイドロフランのカチオン重合によりえられる
ポリテトラメチレングリコール、あるいはこれらにアル
キレンオキシドを添加重合した変性ポリオールなどで水
酸基当量１２０以下の各種ポリオールなどをあげること
ができる。これらのポリオールはそれぞれ単独で用いて
もよいし、数種類混合して用いてもよい。

また、アミノ基を少なくとも１個以上有し、アミン当量
２０〜５００の有機ポリアミン化合物としては、エチレ
ンジアミン、トリ、テトう、ペンタ、ヘキサメチレンツ
アミンなどのジアミン類、エタノールアミンなとのアル
コールアミン類、トルエンジアミン、ジエチルトルエン
ジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ｍ−フ二二レン
ジアミン、キシリレンジアミン、３．３’−ジクロロ−
４，４′−ジアミノジフェニルメタンなどの芳香族１．
２級アミン類、さらにポリプロピレングリコールの末端
をアミノ化した各種ジエファーミンシリーズ（ンエファ
ーソン・ケミカル・カンパニー製）、ポリテトラメチレ
ングリコールとアミノ安息香酸のジエステル（コダック
社製）なとの各種アミン化合物かあげられる。

これらの有機アミン化合物は単独でまたは［８１成分の
ポリイソシアネートと組み合わせても使用できるが、経
済性、反応硬化時間コントロールまたは作業性の点より
、一般に前述した水酸基当量１２０以下の各種ポリオー
ルと併用して用いられる。

つぎに要すれば前記囚成分に配合される水についてであ
るが、この水は（Ｂ）成分のポリイソシアネートとの反
応において尿素架橋を伴いながら炭酸ガスを発生させ、
有効な発泡剤とし作用する。また発泡固結体を形成させ
るばあいは、発泡剤としてトリクロロモノフルオロメタ
ン、ジクロロフルオロメタン、塩化メチレン、トリクロ
ロエタン、ヘキサンなどの低沸点有機溶媒、ニトロエタ
ン、ホルムアミド、尿素、ホウ酸、ホウ砂などを配合す
ればよい。

さらに界面活性剤、整泡剤としてたとえばシロキサン−
オキシアルキレンコポリマー、オルガノポリシロキサン
、ノニルフェノールエトキシレートなどを配合すること
ができる。

つぎに難燃性の固結体とするために各種難燃剤を配合す
ることができる。

難燃剤としては、添加型および反応型のいずれも使用す
ることができる。添加型にはトリブチルホスフェート、
トリクレジルホスフェート、トリスモノクロロイソプロ
ピルホスフェートなどの含リン含ハロゲン系、塩素化パ
ラフィン、ペンタブロモエチルベンゼン、デカブロモジ
フェニルエーテルなどの含ハロゲン系があげられる。反
応型としては、ジブロモネオペンチルグリコール、テト
ラブロモビスフェノールＡ１００−ジエチルＮ、Ｎ−ジ
ヒドロキシエチルアミノメチルホスホネート、各種含リ
ンポリオールなとの水酸基、アミノ基などを有する含ハ
ロゲン含リン化合物かあげられる。

また、三酸化アンチモン、酸化モリブデン、メタホウ酸
バリウム、ホウ酸亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、メラミン、メラミンイソシアヌレート、赤
リン、リン酸チタン、ポリリン酸アンモニウム、炭酸カ
ルシウム、ケイ酸カルシウムなどもリンやハロゲン系難
燃剤と併用または単独使用でもいわゆる補助剤として用
いられ、難燃効果を高める。

これらの各種難燃剤の配合量については、難燃剤の種類
によっても異なるか、人成分、Ｂ）成分合計ウレタンシ
ステム液中に１０〜５０％（重量％０以下、特記なき限
り同様）であるのが好ましい。とくにウレタン樹脂のば
あい、含リン化合物とハロゲン化合物の併用か難燃効果
が大きく、リンとして最小限０４％、ハロゲン（とくに
臭素、塩素）として最小限３〜８％含有するならば、い
わゆる自己消化性グレートの難燃効果かえられる。当然
のことながらこれに無機系の難燃剤、たとえば三酸化ア
ンチモン、水酸化アルミニウムなどを配合すればさらに
難燃効果は高まる。

また、ポリイソシアネートとの反応を促進するために種
々の触媒、たとえばジブチル錫ラウレート、オクチル酸
第−錫、トリエチレンジアミン、トリエチルアミンなど
を配合することができる。

さらに必要に応してポルトランドセメント、アルミナセ
メント、コロイダルシリカ、炭酸カルシウム、石こう、
ベントナイト、粘土、珪砂などの無機充填剤を配合し、
固結強度、充填効果、経済効果などの向上を図ってもよ
い。

さらにキシレン樹脂、石油樹脂、液状樹脂、インデン・
クマロン樹脂なとの各種改質樹脂を有機希釈剤などに溶
解して配合し、固結体の物性などの改質を図ってもよく
、また各種老化防止剤（たとえば入内新興化学工業■製
ツクラックＮ５−６　（フェノール系）、同ツクラック
ＭＢＣ（ジチオ酸塩系）など）を配合し、耐久性の向上
を図ってもよい。

また、必要に応して作業性や浸透性を向上させる目的で
各種有機希釈剤を配合して系の粘度を下げてもよい。た
とえばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ゲ
ルタール酸メチルエステル、グリコールやセロソルブ類
の酢酸エステルなどの比較的高沸点の希釈剤や、アセト
ン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエン、キシ
レンなどの一般有機溶剤を少量配合してもよい。

このような人成分に配合される各種添加剤は、（Ｂ）成
分のポリイソシアネート側へ配合するようにしでもよい
。

つぎに、回収分と組み合わせる（Ｂ）成分のポリイソシ
アネート類としては、トリレンジイソシアネート、クル
ードトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
トなどの単独または混合物をあげることができる。また
、これらの有機ポリイソシアネートを水や前記■〜■に
示したポリオール類さらには水酸基当量１２０以下のポ
リオール類で変性した、いわゆるＮＣＯ基末端ウレタン
プレポリマーの形として用いてもよい。さらに有機ポリ
イソシアネート単体に触媒を加え、二量体または二量体
としたものを使用してもよい。

まず、回収分の主成分である特定のポリオールの特徴を
述べると、水酸基当量１２０を超えるとポリオールの粘
度が上昇し、目的とする岩盤や人工構築物の微細なりラ
ックや、砂礫、砂岩などの不安定地盤などに対する均等
浸透が不良となる。さらに水酸基当量１２０を超える分
子量が大きいポリオールとなったばあい、（Ｂｌ成分の
ポリイソシアネートとの反応硬化物においていわゆるソ
フトセグメントが多くなり、充分な強度が発現せず所期
の安定強化の目的を達することが不可能となってくる。

また、水酸基数１個のモノオールではいわゆる固結強度
が弱く、安定強化の効果が期待できない。

また、有機ポリアミン化合物を前記特定ポリオールと併
用することにより、（Ｂｌ成分のポリイソシアネートと
組み合わせて反応させたばあい、硬化物の機械的強度や
耐久性が一段と向上し、さらにポリイソシアネートとの
反応活性が大きく冬季低温時の注入工事で硬化時間か大
巾に延びたり、湧水が多い岩盤や地盤などを対象とした
速硬性が要求される注入工事においてとくに効果が大き
い。なおこれらの有機ポリアミン化合物でアミン当量が
５００を超える高分子量アミン化合物となると、ポリイ
ソシアネート化合物との反応による固結物の強度向上効
果が低下してくる。さらに、アミン当量２０未満の低分
子量ポリアミン類では反応速度が早すぎたり、低沸点と
なり臭気なとが強く、取扱上好ましくない。

アミン当量としては２０〜５００かよく、とくに好まし
いのはアミン当量５０〜３００の芳香族系ポリアミン化
合物の併用が効果が大きい。

これらの有機ポリアミン化合物と前記特定のポリオール
との配合比率は、使用目的により任意の割合を選択でき
るが、一般に水酸基当量とアミン当量の比率は０．０５
〜０．９９　：　０．９５〜０．０１、好ましくは０１
〜０．８：０．９〜０．２がよい。

さらにこれらの活性水素化合物の（Ｂ）成分のイソシア
ネートに対する反応比率はＮＣＯ基１基量当量する水酸
基当量とアミン当量の合計当量の比率は前述のごと＜　
　０．５／１〜ｌＯ／１、好ましくは１／１〜２／１の
範囲が反応硬化性、固結強度、耐久性などの点より優れ
ている。

本発明においては、前記回収分と（Ｂ）成分の混合物は
、空隙やクラックの多い軟質ないし不安定な地盤、岩盤
、破砕帯層に注入固結されるが、かかる注入固結する方
法についてはとくに限定はなく、公知の方法を採用しう
る。その−例をあげれば、たとえば前記回収分およびＢ
）成分の注入量、圧力、配合比などをコントロールしう
る比例配合式ポンプを用い、前記回収分と前記（Ｂ）成
分とを別々のタンクに入れ、岩盤の所定箇所に、あらか
しめ固定されたスタチックミキサーや逆止弁などを内装
した有孔のロックボルトを通し、この中に前記タンク内
の各成分を注入圧１〜５０ｋｇ　／　ａｍ　２　・Ｇで
注入し、スタチックミキサーを通して、所定量の回収分
と（Ｂ）成分を均一に混合させ、所定の不安定岩盤ない
し地盤箇所に浸透、硬化させて固定安定化する方法など
がある。

なお、たとえばトンネルの天盤部に注入するばあいには
、注入に先立ち、約２ｍの間隔でたとえば４２ｍｍ’ピ
ットレッグオーガーを用いて削孔し、深さ２ｍ、削孔角
度１０〜３０°の注入孔を設け、この注入孔に第１図に
示すようなスタチックミキサー［Ｆ］および逆止弁（６
）を内挿した有孔の長さ３ｍ、中空炭素鋼鋼管製ロック
ボルト（１）を内挿し、該中空炭素鋼鋼管製ロックボル
ト（１）の口元を、注入薬液の逆流を防ぐために、ウェ
ス、急結セメント、発泡硬質ウレタン樹脂をあらかじめ
含浸させたウェスなどを用いてシールし、薬液を前記し
た方法で注入することが好ましい。注入作業は、注入圧
の急激な上昇または所定注入量よりもさらに約２Ｇ容量
％を増加した分を注入して終了する。一般に、１孔あた
り薬液は３０〜２００ｋｇ注入される。

本発明の岩盤固結工法は、低粘性の薬液が用いられるの
で、破砕帯などへの浸透性がよく、広い範囲にわたって
岩盤などの安定化を図ることができる。また、形成され
た硬化固結物は、高強度を有するものであり、岩盤など
への付着、密着性にすぐれ、かつ難燃性を呈するもので
あり、しかも経済的なものであるので、実用上有利な方
法である。

以下、実施例に基づいて本発明の岩盤固結工法をさらに
詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。

第１表に本発明による製造例１〜７と比較製造例１〜２
を記載した。

まず発泡テストについては、回収分の各所定量を２１の
ポリカップにとり、ついで（Ｂｌ成分の所定量を３００
ｃｃのポリカップに計量し、各々２０℃に液温を調節す
る。つぎに、囚成分中へＢ）成分を全量素早く添加し、
ストップウォッチを押し、Ｔ、　Ｋ、ホモディスバーＬ
型（商品名。特殊機化工業■製撹拌機）で６０１１（１
〜７０００回転で１５秒間撹拌する。撹拌開始よりほぼ
発泡が終了するまでの時間をライズタイムとする。ライ
ズタイムは一般に１０〜１２０秒であり、３０〜８０秒
であるのが好ましい。標準室Ｃ２Ｄ℃、湿度６０％）で
１日養成後パーティカルカッターで４Ｘ４Ｘ４ｃｍ。

および５ａｎ巾Ｘ　１５ａｎ長Ｘｌ３−厚の大きさに切
断し、密度、圧縮強さ（１０％圧縮強度。４×４×Ｊａ
ｎの供試体を島津オートグラフ（ＤＳ−１０型）にて圧
縮スピード５ｍｍ／分で０〜４ｍｍ圧縮し、最大応力を
断面積（４Ｃ１１１Ｘ４ＱＩ＋＝＋５０Ｉ］２）で除し
た値。実用上５　ｋｇ　／　ａｎ　”以上であるのか好
ましい）、燃焼試験を実施した。これらの結果を第１表
に示す。なお第１表における原料名の組成は以下のとお
りである。

ＧＰ−３１１０グリセリンとプロピレンオキシド（以下
、ＰＯと称す）を付前重合した平均分子量３［１０のトリールＴεＧ　　　　　　トリエチレングリコールＧＰＥ−２
６０グリセリン、ＰＯおよびエチレンオキシド（以下、
ＥＯと称す）を付加重合した平均分子量２６０のブロック型トリオール。

ＰＯ／　ＥＯ＝　５０／　５Ｑ　（重量比）ＥＰＥ−２
エチレンジアミン、ＰｏおよびＥＯを付加重合した平均
分子量２７２のテトラオール。ＰＯ，ＥＯなどモル数付加重合ＧＰ　３５０　　　　　グリセリンとＰｏを付加重合し
た平均分子量３５０のトリオ− ［’ＧＧＥ　　３０［１Ｓｏ−１［１（１０プラクセル３［１３Ｒ−ＤプロピレングリコールプロピレングリコールとＰＯを付加重合した平均分子量２２ＧのジオールグリセリンとＥＯを付加重合した平均分子量３００のトリオ− ルソルビトールにＰＯを付加重合した平均分子量１０００のへキサオールグリセリンにＰＯを付加重合した平均分子量１０００のトリオ− ルプロピレングリコールにＰＯを付加重合した平均分子量１０００のジオールラクトン系ポリエステルポリオール（［１１１価＝　５４０　ＫＯＩＩ■／ｇ）ＦＭＣ社製含リンポリオール八ＰＰＭＯＣ＾ＡＭＭＣＰ（ＯＨ価＝４８０　ＫＯＨ■／　ｇ　、　　リン含量１
４％）ＵＣＣ社製無水フタル酸ジエチレングリコール系ポリエステルポリオール（ＯＨ価−３１５ＫＯＨ■／ｇ）３３−ジクロロ−４，４′　　ジアミノジフェニルメタ
ン（全アミン価＝４２０　ＫＯＨ■／ｇ、Ｏ）Ｉ価＝３１５　ＫＯＨ■／′ｇ１分子量２６７．１６、塩素含量２６．６％）４．４ジアミノジフエニルメタン（全アミン価−５７２，６ＫＯＩＩｍｇ　／　ｇ　％分子量１９６）トリスモノクロロイソプロピルホスフェート含ハロゲン縮合酸エステル（リン５５％、ハロゲン（塩素＋臭素）４３％）含ハロゲンアルキルエーテルＤＰＣＥＰシリコンＣＦカオライザーＮｏ　　３］ＴＶＳチンロウミリオネートＲ１００（臭素５１，８％）クレジルジフェニルホスフェートトリスクロロエチルホスフェートポリオキシアルキレンオキシド変性ジメチルポリシロキサン系製泡剤花王■製トリエチレンジアミンを３３重量％濃度でジブロビングリコールに溶解したちのジブチル錫ラウレート日本ポリウレタン工業（掬製ポリメチレンポリフェニルイソシアネート（＋ｙｃｏ基含有量３２％）［以下余白］一般に圧縮強度は密度が大きくなるほど大きくなるが、
本発明による製造例１〜７は、発泡剤の塩化メチレンお
よび水が少ない量で回収分の液粘性が低く、注入作業が
し易く、かつ圧縮強さが大きい。さらに、難燃性であり
、ＪＩＳ　Ａ９５Ｉ４燃焼試験基準に合格し、総合的に
注入作業性、固結体強度、難燃性に優れていることが確
認できた。

一方、比較製造例では、回収分の液粘性が高＜、（Ｂ）
成分との反応固結物強度も低いうえ、可燃性であり、Ｉ
Ｉｓ　Ａ　９５１４燃焼テストでは供試体がすべて全焼
となり、全般に不安定岩盤層の注入固結安定化材として
は不充分であるとの評価となった。

実施例１破砕帯を有するトンネルの天盤部に４２ｍｍ’ピットレ
ッグオーガーにより２ｍ間隔て削孔角度がトンネル掘削
方向に対して２５〜３５となるようにａ　−ｊまで１０
個削孔した。

つぎに削孔に第１図に示された炭素鋼ロックボルト（外
径：３０ｍｍ、内径：１５ｍ＋＋、長さ、３ｍ１材質：
中空炭素鋼鋼管（ＪＩＳ　Ｇ−３４５５のＳＴＫＭ１７
ｃ　）　（３）、先端部（４）・密閉、先端から６０ａ
ｎの部位：’８ｍｍの孔（５）　Ｘ　８個、手前部：ス
タチックミキサー２および逆止弁６）を内装かつ岩盤と
ロックボルトのすき間をシールするための口元部から約
３０ａｎのあいだに布状ウェス■をまきつけてあり、か
つ挿入直前に硬質発泡ウレタン液をウェスにたっぷりと
塗布した）を挿入した。注入薬液として第１表に示され
る処方のものを、注入圧約１０ｋｇ／ａ［１２・６て各
注入孔に５０〜１５０廟ずつ薬液を注入した。

注入後、１日経過したのちに、掘削により地山の改良状
態を調査した。削孔Ｎｏ、　　ａ〜１まての本発明の処
方によるウレタンシステムを注入した部分は、いずれも
固結範囲は奥行き約１゛５〜２５ｍ１厚さ約１，５〜２
６３ｍの半円状に固結安定化していた。

また、注入固結部分をサンプラーで’５ｃｍＸ１０ｃｍ
の円柱状にサンプリングをし、−軸圧縮強度を測定した
。これらの結果を第２表に示す。

比較のため削孔Ｎｏｊには一般的な硬質ウレタン処方を
ベースとしたシステム液を注入したか液粘性が高く、破
砕帯層へ充分浸透せず、安定化できなかった。さらに、
未改良部分についてもサンプリングをしようとしたか、
破砕帯のため、’５ａｎＸ高さ］Ｏａｏの完全なコアー
サンプルの取り出しができなかった。

［以下余白］実施例２および比較例大きな空隙を有する花崗岩破砕帯部のトンネル天盤部の
安定化を図るために、以下の方法により岩盤の固結化を
行った。なお、注入設計時の目標強度としては大きな空
隙部は岩盤補強の目的より圧縮強さ最小値３０ｋｇ　／
　ｃｍ　２とした。

トンネル天盤部に’　４２ｍｍビットレッグオーガーで
約２ｍ間隔で削孔角度４５°で深さ２ｍの注入孔８個（
Ｎａ、に−ｒ）を削孔した。

つぎに、えられた削孔に実施例１で用いたのと同様に炭
素鋼ロックボルトを挿入し、口元を急結セメントでさら
にシールした。

各注入孔に対し、注入薬液として第１表の製造例２．３
．４．５および比較製造例２の処方でえられた注入薬液
をそれぞれ用い、各注入孔に５０〜１５０ｋｇの注入薬
液を注入圧２〜Ｉ　Ｏｋｇ　／’国２で注入し、シール
した。

１日経過したのち、地山の安定化状況を確認するために
、注入孔の周辺を掘削して調査したところ、固結範囲は
奥行的２ｍ、厚さ約２ｍの半円状に固結しており、大き
な空隙部も高密度で充分にシールされていた。

なお、参考までに、とくに大きな空隙部−てシール固結
しているウレタン樹脂単独部分をｇ４５■×高さ１０ｃ
ｍの円柱状にコアーサンプリングを行い、密度、−軸圧
縮強度、燃焼性を調べた。

その結果を第３表に示す。

なお、燃焼性は、Ｉｔｓ＾９５１４に準して厚さ１３１
１長さ約１５０ｍｎ＋の試験片５個をバーチカルカッタ
ーで切断して作製した。

総合的にみて、本発明の処方により調整した注入薬剤に
よる固結体は、圧縮強度も大きく、燃焼試験も川Ｓ　Ａ
　９５＋４に適合した難燃性を示したの対し、比較製造
例２の固結体は、圧縮強度も目標に及ばす、また可燃性
を示し、本発明における薬剤がはるかに適切な注入薬液
であることが確認できた。

［発明の効果］以上説明したとおり、本発明の岩盤固結安定化工法によ
れば、以下のご乏き効果を奏することができる。

（１）　　（Ａｌ成分として水酸基当量１２０以下の低
分子量ポリオールおよび（または）アミノ基１個以上、
アミン当ｆｆ１２（１〜５Ｈの有機ポリアミン化合物を
必須成分とし、要すればこれに水、発泡剤、整泡剤、触
媒、無機充填剤などを配合し、一方ｆＢ）成分として有
機ポリイソシアネートを必要成分とし、要すればこれに
希釈剤を配合し、回収分と（Ｂ）成分を所定の反応当量
比で混合注入されるため、岩盤破砕帯などへの浸透性に
優れ、かつ固結体強度が大きく、きわめて不安定な岩盤
地層であってもその改良、安定化か達成できる。

２　回収分またはＢ）成分中へ添加型または反応型の難
燃剤を配合することにより、前記（１）で述べた特徴に
加えて難燃性の固結体となるため、火災の危険性がより
少なくなり、トンネル掘削工事においてもきわめて有益
な工法である。

（３）回収分、Ｂ）成分の水や発泡剤の添加量を少なく
し、反応固結体の密度を約０５以上とし、反応固結体単
独での圧縮強度がｌＨｋｇ／ａｎ２以上のものを注入す
ることにより、圧縮強度１００ｋｇ／ａｎ２以上で、か
つ難燃性てきわめて高強度の固結体が形成されるため、
既設トンネル背面注入による不安定地山の補強化や大断
面トンネル掘削工事での不安定岩盤層の強化安定化にき
わめて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の岩盤固結工法に用いられるロックボル
トの一実施例を示す概略説明図である。（図面の主要符号）（１）：ロックボルト ■：静止ミキサー

Claims

【特許請求の範囲】１　岩盤に所定間隔で複数個の孔を穿設し、前記孔内に
中空の注入ボルトを挿入し、ボルトの開口部より、（Ａ）水酸基数２個以上、水酸基当量１２０以下のポリ
オールおよび（または）アミノ基１個以上、アミン当量
２０〜５００の有機ポリアミン化合物を必須成分とし、
要すればこれに水、発泡剤、整泡剤、触媒、無機充填剤
、改質剤、有機希釈剤、安定剤などを配合してなる液状
成分と、（Ｂ）イソシアネート基を２個以上有する有機ポリイソ
シアネートを必須成分とし、要すればこれに希釈剤、無
機充填剤などを配合してなる液状成分とを注入すること
からなる岩盤安定化工法であって、前記（Ａ）成分と（
Ｂ）成分を混合し、ＮＣＯ基１当量に対する水酸基当量
とアミン当量の合計当量の比率が０．５／１〜１０／１
の範囲で混合注入することを特徴とする岩盤固結安定化
工法。２　（Ａ）成分または（Ｂ）成分中に添加型または反応
型各種難燃剤を配合し、難燃性の無発泡ないし発泡状硬
質ポリウレタン固結体を形成する請求項１記載の工法。３　反応固結体圧縮強度が１００ｋｇ／ｃｍ＾２以上で
あり、かつ難燃性を示すポリウレタンシステム液を注入
する請求項１記載の工法。