JPH06129800A - トンネル掘削時における崩壊性岩盤地山の安定化工法 - Google Patents

トンネル掘削時における崩壊性岩盤地山の安定化工法

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JPH06129800A
JPH06129800A JP30503992A JP30503992A JPH06129800A JP H06129800 A JPH06129800 A JP H06129800A JP 30503992 A JP30503992 A JP 30503992A JP 30503992 A JP30503992 A JP 30503992A JP H06129800 A JPH06129800 A JP H06129800A
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守 小西
Hikari Takeda
光 武田
Hideaki Akutsu
秀秋 阿久津
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雅彦 田中
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 亀裂や破砕帯を有する崩壊性地盤の崩壊を防
止しながら発破によるトンネルの掘削を可能にする。 【構成】 トンネル1の切羽2に通常の発破孔よりも長
い発破孔3を穿設したのちその先端部内に硬化性材料4
を装填すると共に該硬化性材料4の後方側に比較的爆速
の遅い火薬5を装填し、この火薬5の爆破力により硬化
性材料4を発破孔先端部周囲の崩壊性岩盤部分の亀裂部
9や破砕帯10内に注入させて岩盤安定化層11とし、この
岩盤安定化層11によって切羽部の岩盤の崩壊を防止する
と共に岩盤安定化層11から切羽側の岩盤部分を破砕用火
薬により破砕させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトンネル掘削時におい
て、内部に多数の亀裂や空隙等が生じている崩壊性岩盤
地山を発破により安定的に破砕させる工法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】岩盤地山にトンネルを掘削する場合、切
羽面に所定深さの発破孔をトンネル掘削方向に多数個穿
設したのち、これらの発破孔内に火薬を装填し、しかる
のち爆破させることによって切羽面から所定深さ部分の
岩盤を破砕し、これを排除したのち、再び上記同様にし
て発破孔の穿設、火薬の装填、爆破を繰り返すことによ
って所定長宛、掘進することが行われているが、岩盤が
その内部に地盤変動等によって亀裂や砂層状の破砕帯が
生じている崩壊性岩盤の場合、亀裂を通じて破砕帯が岩
盤中の湧水と共に切羽側に流出して切羽部の岩盤が崩壊
する虞れがある。このため従来から、切羽面にコンクリ
ートを吹き付けたり、或いは切羽面に注入孔を穿設して
該注入孔を通じて亀裂部分に薬液を注入、硬化させるこ
とにより切羽地盤の安定化を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ように切羽面にコンクリートを吹き付けるだけでは掘削
すべき岩盤内部の亀裂部分までも安定させることができ
ず、発破孔を穿設した時に該発破孔を通じて破砕帯が流
出する虞れがあり、その上、コンクリート吹き付け作業
に著しい手間を要するという問題点がある。又、後者の
ように薬液注入孔を穿設するには、別途に注入機器類な
どを必要とする上に、発破孔とは別に注入孔穿設作業を
要してトンネルの掘削能率が低下するという問題点があ
る。本発明はこのような問題点を全面的に解消し得る崩
壊性岩盤地山の安定化工法の提供を目的とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のトンネル掘削時における崩壊性岩盤地山の
安定化工法は、崩壊性岩盤を含むトンネル切羽に穿設し
た発破孔の先端部内に硬化性材料を充填したのち、該硬
化性材料に後続して発破孔内に火薬を装填し、しかるの
ち、火薬を爆破させることにより、硬化性材料を亀裂等
が生じている崩壊性岩盤内に爆破圧力によって注入する
ことを特徴とするものである。
【0005】上記崩壊性岩盤地山の安定化工法におい
て、請求項2に記載した発明は、硬化性材料を火薬の爆
破により崩壊性岩盤内に注入すると同時に該硬化性材料
注入岩盤から切羽側の岩盤部分を火薬の爆破によって破
砕することを特徴とするものであり、また、請求項3に
記載した発明は、硬化性材料を火薬の爆破により崩壊性
岩盤内に注入したのち、直ちに後方側の火薬を爆破させ
て切羽側の岩盤部分を破砕することを特徴とするもので
ある。
【0006】
【作用】発破孔内に硬化性材料と火薬を順次装填したの
ち、該火薬を爆破させると、硬化性材料が火薬の爆破圧
力によってその周囲の崩壊性岩盤中の亀裂部分や破砕帯
の空隙部に注入され、これらの亀裂や空隙部内で固化し
て岩盤中の湧水が発破孔内に浸入するのを防止する。発
破孔はトンネル切羽面に所定間隔毎に穿設されてあり、
従って、全ての発破孔内の先端部に装填した硬化性材料
が火薬の爆破圧力によってその周囲の岩盤中の亀裂や破
砕帯内に注入、充満して固まると、硬化性材料を装填し
ていた各発破孔先端部分周囲の岩盤中に硬化性材料によ
る岩盤安定化層が形成される。
【0007】この岩盤安定化層はトンネル切羽面と平行
に設けられ、該岩盤安定化層と切羽との間の岩盤部分を
発破孔内に装填した火薬の爆破によって破砕すると、岩
盤安定化層が次に掘削すべき切羽部分になると共に該岩
盤安定化層によって切羽面への湧水の漏出が防止される
ものである。この際、火薬の爆破による崩壊性岩盤中へ
の硬化性材料の注入とその注入岩盤から切羽側の岩盤部
分の破砕とは同時に行ってもよく、また、硬化性材料の
注入後、直ちに切羽側の岩盤部分を破砕してもよい。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面について説明す
ると、まず、トンネル1を掘削すべき崩壊性岩盤地山の
切羽2に適宜な穿孔具を使用してトンネル長さ方向に向
かって発破孔3を穿設する。この発破孔3は切羽面に縦
横方向に所定間隔毎に穿設され、その穿孔長さ(深さ)
は通常の発破孔、即ち、爆破のみに使用される装薬孔の
長さよりも0.5 〜1.0 m、長く穿設して図3に示すよう
に、その先端長さ部分を硬化性材料装填孔部3aとし、通
常の発破孔の長さに相当する部分を火薬装填孔部3bに形
成している。
【0009】次いで、図4に示すように、これらの各発
破孔3の硬化性材料装填孔部3aにセメント単体又はセメ
ントと急結剤を混合したものなどの硬化性材料4と、適
量の火薬5とを順次装填し、栓6を挿入して火薬5の後
端面に押し付け、該栓6によって火薬5を発破孔3内に
密封する。
【0010】上記硬化性材料4は、発破孔3内に対する
装填を容易にするために、図5に示すように、円筒形状
の紙袋又は網袋7内に充填されてあり、使用直前に水に
浸して袋内の硬化性材料4に水を滲み込ませたのち装填
孔部3aまで挿入する。なお、硬化性材料4としては、セ
メント等の粉末状硬化材と粉末状の急結材とを混合した
ものなどがある。一方、この硬化性材料4に後続して装
填する火薬5としては爆速の遅い、即ち破壊力の小さい
火薬が使用される。また、硬化性材料4は必ずしも急結
材を混合しなくてもセメントだけでもよく、その他のも
のでもよい。
【0011】このような硬化性材料4と火薬5とを上記
のように各発破孔3の所定部位に装填して密栓したの
ち、火薬5に接続している導線8を通じて該火薬5を爆
破させると、硬化性材料4を装填した孔部3aの周囲の崩
壊性岩盤中に生じている亀裂部9や破砕帯10中に該硬化
性材料4が火薬5の爆破圧力によって注入される。この
際、火薬は岩盤爆破用火薬よりも爆速の遅い爆薬を使用
しているから、硬化性材料4に対する加圧状態が長く続
いて硬化性材料4が装填孔部3aに交叉状に連通している
上記亀裂部9や破砕帯10の深くまで充分に注入される。
【0012】さらに、発破孔3の先端孔部3aに装填され
ている硬化性材料4が、上記のように火薬5の爆破圧力
によって亀裂部9や破砕帯10の空隙内に注入され、隣接
する硬化性材料装填孔部3a、3a間の崩壊性岩盤部分が注
入した硬化性材料4によって空隙部を閉塞されて図6に
示すように岩盤安定化層11に形成される。硬化性材料4
は一定時間経過後に完全に硬化する。
【0013】こうして切羽面から発破孔3の火薬装填孔
部3bに相当する岩盤部分12を残して崩壊性岩盤部分に硬
化性材料4の注入したのち、直ちに各発破孔3の火薬装
填孔部3b内に破壊力の大きい爆速の早い岩盤破壊用火薬
13を適量、図6に示すように装填し、栓14によって発破
孔3を密閉したのち、該火薬13を導線15を通じて爆破さ
せると、切羽面と岩盤安定化層11間の崩壊性岩盤部分12
が該岩盤安定化層11まで破砕されてこの岩盤安定化層11
が次のトンネル掘削切羽部となり、該岩盤安定化層11に
よって崩壊性岩盤内からの切羽側への湧水や岩盤の崩壊
が防止された状態となる。破砕された岩石はトンネル内
を通じて排除する。
【0014】次に、この切羽面からトンネル掘削方向に
上記同様にして硬化性材料装填孔部3aと火薬装填孔部3b
とからなる複数の発破孔3を穿設し、該発破孔3の先端
側の硬化性材料装填孔部3aに硬化性材料4を装填したの
ち、爆速の遅い火薬5を挿入して栓6により発破孔3の
中間部を封止し、火薬5を爆破させることにより硬化性
材料4を装填孔部3aの周囲の岩盤亀裂部9や破砕帯10内
に注入して岩盤安定化層11を形成し、続いて、火薬装填
孔部3b内に爆破力及び爆速の大きい火薬13を装填して栓
14により密封したのち、該火薬13を爆破して切羽2から
岩盤安定化層11間の崩壊性岩盤部分12を破砕し、この作
業工程を繰り返し行って岩盤地山にトンネルを掘削して
いくものである。
【0015】上記実施例においては、まず、硬化性材料
4を火薬5の爆破により崩壊性岩盤の亀裂部9や破砕帯
10に注入したのち、発破孔3の中間部の火薬装填孔部3b
内に爆速の大きい火薬13を装填して該火薬13を爆破させ
ることにより岩盤を破砕させたが、図7に示すように、
予め、発破孔3の硬化性材料装填孔部3aに硬化性材料4
を装填したのち、爆速の遅い火薬5と爆速の速い火薬13
とを火薬装填孔部3b内に順次装填し、栓16をしたのち、
これらの火薬5、13を爆破させることにより、火薬5の
爆破による装填孔部3aの周囲の岩盤亀裂部9や破砕帯10
内への硬化性材料4の注入と、火薬13の爆破による崩壊
性岩盤部分12の破砕とを行ってもよい。
【0016】この場合、火薬5と火薬13とを同時に爆破
させて、硬化性材料4を火薬5の爆破により崩壊性岩盤
内に注入すると同時に該硬化性材料注入岩盤、即ち、岩
盤安定化層11から切羽側の岩盤部分を火薬13の爆破によ
って破砕してもよく、また、硬化性材料4を火薬5の爆
破により崩壊性岩盤内に注入して、直ちに後方側の火薬
13を爆破させて切羽側の岩盤部分を破砕させてもよい。
また、岩質によっては爆速の遅い火薬を用いることな
く、爆速の大きい火薬のみ爆破させて、硬化材の注入と
同時に岩盤を破砕させてもよい。また、硬化性材料は袋
体に入れなくても材料そのものを直接発破孔3内に挿入
してもよい。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明のトンネル掘削時に
おける崩壊性岩盤地山の安定化工法によれば、崩壊性岩
盤を含むトンネル切羽に穿設した発破孔の先端部内に硬
化性材料を充填したのち、該硬化性材料に後続して発破
孔内に火薬を装填し、しかるのち、火薬を爆破させるこ
とにより、硬化性材料を亀裂等が生じている崩壊性岩盤
内に爆破圧力によって注入するものであるから、発破孔
先端部周囲の亀裂や破砕帯を有する崩壊性岩盤部分に硬
化性材料を確実に注入、硬化させることができ、その注
入によって切羽から適宜深さ部分に岩盤安定化層を形成
することができて岩盤中の湧水や発破帯が切羽側に流出
するのを防止することができると共に切羽部の岩盤の崩
壊をなくすることができるものである。
【0018】さらに、上記発破孔内の中間部に爆破力の
大きい火薬を装填して爆破させることにより、岩盤安定
化層と切羽との間の岩盤部分を破砕することができると
共にその破砕によって岩盤安定化層が次に掘削すべき切
羽部分になり、再び切羽から発破孔を穿設して上記同様
に発破孔先端部周囲の崩壊性岩盤内への硬化性材料の注
入、硬化処理と、切羽部分の岩盤の破砕とを繰り返し行
うことにより、岩盤の崩壊を防止しながら円滑且つ能率
よくトンネルを掘進していくことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】発破孔を穿設したトンネル切羽部分の簡略縦断
側面図、
【図2】その正面図、
【図3】発破孔の簡略断面図、
【図4】硬化性材料及び火薬を装填した状態の縦断側面
図、
【図5】硬化性材料を充填した袋の簡略断面図、
【図6】岩盤破砕用火薬を装填した状態の縦断側面図、
【図7】本発明の別な実施例を説明するための縦断側面
図。
【符号の説明】
1 トンネル 2 切羽 3 発破孔 3a 硬化性材料装填孔部 3b 火薬装填孔部 4 硬化性材料 5 爆速の遅い火薬 11 岩盤安定化層 13 爆速の大きい火薬
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿久津 秀秋 大阪市阿倍野区松崎町2丁目2番2号 株 式会社奥村組内 (72)発明者 田中 雅彦 大阪市阿倍野区松崎町2丁目2番2号 株 式会社奥村組内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 崩壊性岩盤を含むトンネル切羽に穿設し
    た発破孔の先端部内に硬化性材料を充填したのち該硬化
    性材料に後続して発破孔内に火薬を装填し、しかるの
    ち、火薬を爆破させることにより、硬化性材料を亀裂等
    が生じている崩壊性岩盤内に爆破圧力によって注入する
    ことを特徴とするトンネル掘削時における崩壊性岩盤地
    山の安定化工法。
  2. 【請求項2】 硬化性材料を火薬の爆破により崩壊性岩
    盤内に注入すると同時に該硬化性材料注入岩盤から切羽
    側の岩盤部分を火薬の爆破によって破砕することを特徴
    とする請求項1記載のトンネル掘削時における崩壊性岩
    盤地山の安定化工法。
  3. 【請求項3】 硬化性材料を火薬の爆破により崩壊性岩
    盤内に注入して硬化させたのち、直ちに後方側の火薬を
    爆破させて切羽側の岩盤部分を破砕することを特徴とす
    る請求項1記載のトンネル掘削時における崩壊性岩盤地
    山の安定化工法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6454359B1 (en) * 1999-10-30 2002-09-24 Dae Woo Kang Method for blasting tunnels using an air bladder
US7331291B2 (en) 2005-03-11 2008-02-19 Dae Woo Kang Self-supporting air tube for blasting
CN112066830A (zh) * 2020-08-27 2020-12-11 中铁三局集团广东建设工程有限公司 一种砂质板岩隧道施工方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0345319A (ja) * 1989-07-13 1991-02-26 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 金属複合積層板の製造方法

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