JPH09303077A - Stabilizing-reinforcing construction method of facing - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、不安定な地山（地
盤，岩盤等を含む）を安定した地山に改良する地山改良
工法であって、特に崩れやすいトンネルの切羽の安定補
強工法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ground improvement method for improving unstable ground (including ground, bedrock, etc.) into a stable ground, and particularly a stable reinforcement method for the face of a tunnel that is easily broken. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】未固結地山等のトンネル工事において、
トンネル切羽周辺が不安定な場合に、これを安定化する
ための補助工法として先受工が主に採用されている。こ
の先受工には、フォアーポーリング，注入式フォアーポ
ーリングのように長さ５ｍ未満のロックボルト３１を用
いるもの（図１４参照）や、長尺フォアーパイリングの
ように長さ１２．５ｍ前後の長尺ボルト３２を用いるも
の（図１５参照）等があるが、最近では長尺フォアーパ
イリングが増えてきている。ところが、このような先受
工により天端部３４等の切羽３３外周部を補強するだけ
では切羽３３周辺が不安定で、特に切羽鏡面（フェー
ス）３５が自立していない場合には、図１６に示すよう
に、フェース３５で崩落等が起こりやすく、フェース３
５およびその前方地山の補強が必要となる。このような
フェース３５およびその前方地山の補強に際しては、図
１７に示すように、フェース３５に穿設した複数の孔に
鏡ボルト（フェースボルト）３６と称するＦＲＰ（ガラ
ス繊維強化プラスチック）ボルトを設置し、各フェース
ボルト３６をモルタル等セメント系薬液で定着させるよ
うにしている。2. Description of the Related Art In tunnel construction of unconsolidated grounds,
When the area around the tunnel face is unstable, pre-construction is mainly used as an auxiliary method to stabilize it. For this preparatory work, one that uses a lock bolt 31 with a length of less than 5 m such as fore polling or injection type fore polling (see FIG. 14), or a long bolt with a length of about 12.5 m such as long fore piling. There are bolts 32 (see FIG. 15) and the like, but recently, long fore piling has been increasing. However, the periphery of the cutting face 33 is unstable only by reinforcing the outer peripheral face of the cutting face 33 such as the top end portion 34 by such preparatory work, and in particular, when the cutting face mirror surface (face) 35 is not self-supporting, FIG. As shown in FIG.
5 and the ground in front of it are required to be reinforced. When reinforcing the face 35 and the front ground thereof, as shown in FIG. 17, FRP (glass fiber reinforced plastic) bolts called mirror bolts (face bolts) 36 are provided in a plurality of holes formed in the face 35. The face bolts 36 are installed and fixed with a cement-based chemical liquid such as mortar.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、セメント系薬液によりフェースボルト３６を
フェース３５に穿設した孔に定着させることはできるも
のの、孔周辺の地山に対するセメント系薬液の浸透が期
待できないことから、未固結地山を固結することは期待
できないという問題がある。また、セメント系薬液は固
まって定着力が発現するまでに長時間（１２〜２４時
間）がかかるという問題もある。しかも、上記孔へのセ
メント系薬液の充填不足がしばしば発生し（セメント系
薬液の未充填の部分ができやすく）、品質の安定に欠け
るという問題もある。However, in the above method, although the face bolt 36 can be fixed in the hole formed in the face 35 with the cement-based chemical solution, the penetration of the cement-based chemical solution into the ground around the hole is possible. However, there is a problem that it cannot be expected to consolidate unconsolidated grounds. Further, there is also a problem that it takes a long time (12 to 24 hours) for the cement-based chemical liquid to solidify and develop the fixing power. Moreover, there is also a problem that insufficient filling of the cement-based chemical liquid into the holes often occurs (a portion not filled with the cement-based chemical liquid is likely to occur), resulting in lack of stable quality.
【０００４】そこで、セメント系薬液に代えて、ウレタ
ン系薬液（通常のシリカレジン薬液を含む）を使用する
ことが試みられた。このウレタン系薬液は、フェースボ
ルト３６の長さが３〜６ｍ程度である場合に、フェース
ボルト３６の早期定着および孔周辺の地山に対する薬液
の浸透固結を図る必要があるときには、よく用いられて
いる。しかしながら、このウレタン系薬液は、その反応
速度が３０秒〜１分程度と速く（速硬性であり）、すぐ
にゲル化してしまう。すなわち、ゲル化時間（流動時
間）が短い。したがって、フェースボルト３６が長尺で
あると、ウレタン系薬液がフェースボルト３６の全周に
行き渡る前にゲル化し、フェースボルト３６の定着およ
び地山の改良はほとんど不可能である。その結果、現状
では、フェースボルト３６が長尺である場合には、モル
タル等セメント系薬液を用いているのが実情である。と
ころが、最近では、フェースボルト３６として長尺なも
のを用いる方が効率も効果も良いため、フェースボルト
３６の長尺化が望まれている。そこで、フェースボルト
３６として長尺なものを用いた場合にも、上記フェース
ボルト３６の早期定着や孔周辺地山への薬液の浸透固結
を図ることのできる工法が強く要望されている。Therefore, it has been attempted to use a urethane type chemical solution (including a normal silica resin chemical solution) instead of the cement type chemical solution. This urethane-based chemical solution is often used when the face bolt 36 has a length of about 3 to 6 m and it is necessary to quickly fix the face bolt 36 and permeate and condense the chemical solution into the ground around the hole. ing. However, the reaction speed of this urethane-based chemical liquid is as fast as about 30 seconds to 1 minute (it is quick-hardening), and gels immediately. That is, the gelation time (flow time) is short. Therefore, if the face bolt 36 is long, the urethane-based chemical liquid gels before it reaches the entire circumference of the face bolt 36, and it is almost impossible to fix the face bolt 36 and improve the ground level. As a result, in the present situation, when the face bolt 36 is long, the actual situation is to use a cement-based chemical liquid such as mortar. However, recently, since it is more efficient and effective to use a long face bolt 36, it is desired to increase the length of the face bolt 36. Therefore, even when a long face bolt 36 is used, there is a strong demand for a construction method capable of early fixing the face bolt 36 and permeating and consolidating the chemical solution into the ground around the hole.
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、長尺のフェースボルトを用いた場合にも、フェ
ースに穿設した孔へのフェースボルトの定着と孔周辺の
地山に対する薬液の浸透固結による地山改良とを同時に
行うことのできる切羽の安定補強工法の提供をその目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when a long face bolt is used, the face bolt is fixed to the hole formed in the face and the chemical solution is applied to the ground around the hole. It is an object of the present invention to provide a stable face reinforcing method for a face that can simultaneously improve the ground by infiltration and consolidation.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の切羽の安定補強工法は、先端部に複数の薬
液吐出口を穿設した中空な長尺ボルトを準備し、トンネ
ル切羽の鏡面にトンネル延長方向に複数の長孔を穿設
し、各長孔内に上記長尺ボルトを挿入し、各長尺ボルト
内に低発泡でかつ遅硬性のシリカ−ウレタン系薬液を圧
入して上記薬液吐出口から長孔内に吐出させ、上記長尺
ボルトを全長にわたり周囲の地盤や岩盤に定着させると
ともに、地盤の間隙や周辺岩盤の亀裂にシリカ−ウレタ
ン系薬液を浸透させて固結領域を形成させ、この固結領
域と上記各長孔内の長尺ボルトによってトンネル切羽を
補強するようにしたという構成をとる。In order to achieve the above-mentioned object, the method for stabilizing and reinforcing the face of a face according to the present invention is to prepare a hollow long bolt having a plurality of chemical solution discharge ports at the tip end thereof, and prepare a tunnel face. A plurality of long holes are drilled in the mirror extension direction of the tunnel in the tunnel extension direction, the above long bolts are inserted into each long hole, and low foaming and slow hardening silica-urethane type chemical solution is press-fit into each long bolt. The above-mentioned long bolts are fixed to the surrounding ground or bedrock over the entire length, and the silica-urethane-based solution is allowed to penetrate into the gaps in the ground or cracks in the surrounding bedrock and solidify. A region is formed, and the tunnel face is reinforced by the consolidation region and the long bolts in each of the long holes.
【０００７】すなわち、本発明の切羽の安定補強工法
は、先端部に複数の薬液吐出口を穿設した中空な長尺ボ
ルトを準備し、トンネル切羽の鏡面にトンネル延長方向
に穿設した複数の長孔内に上記長尺ボルトを挿入し、各
長尺ボルト内に低発泡でかつ遅硬性のシリカ−ウレタン
系薬液を圧入して上記薬液吐出口から長孔内に吐出させ
るようにしている。そして、上記長尺ボルトを全長にわ
たり周囲の地盤や岩盤に確実に定着させるとともに、地
盤の間隙や周辺岩盤の亀裂にシリカ−ウレタン系薬液を
浸透させて固結領域を形成させ、この固結領域と上記各
長孔内の長尺ボルトによってトンネル切羽を補強するよ
うにしている。このように、フェースボルトとして長尺
ボルトを使用する場合に、薬液として遅硬性のシリカ−
ウレタン系薬液を用いると、この薬液のライズライムが
長いことから、このライズライムの間に薬液を充分に流
動させ、長尺ボルトの中空部を通して先端部の薬液吐出
口から長孔内に吐出させたのち、長尺ボルトの全周にわ
たって充填させることができる。また、シリカ−ウレタ
ン系薬液は、低発泡性，高強度であり、かつ早期に発現
するため、長尺ボルトを周囲の地盤や岩盤に確実に，か
つ早期に定着させることができ、施工時間が短縮でき
る。しかも、シリカ−ウレタン系薬液は、地盤の間隙や
周辺岩盤の亀裂への浸透性に優れているため、上記長孔
内へのシリカ−ウレタン系薬液の充填後、さらに圧入す
ることにより、地盤の間隙や周辺岩盤の亀裂に浸透させ
て広範囲の固結領域を形成させることができる。これに
より、フェースおよびその前方地山が完全に安定化す
る。そのうえ、シリカ−ウレタン系薬液は難燃性であ
り、作業時の安全性を確保することができる。また、本
発明において、上記遅硬性のシリカ−ウレタン系薬液
が、水ガラスを主成分とするＡ液と、ポリイソシアネー
ト成分を主成分とするＢ液とからなり、その薬液の流動
時間が５分以上で、発泡倍率が５倍以下である場合に
は、この薬液を用いて、上記優れた工法を簡単に実現す
ることができるうえ、水ガラスを主成分とするＡ液と、
ポリイソシアネート成分を主成分とするＢ液とにより、
流動時間が５分以上で、発泡倍率が５倍以下である薬液
を容易に製造することができる。That is, according to the method for stabilizing and reinforcing the face of a face of the present invention, a hollow long bolt having a plurality of chemical solution outlets at its tip is prepared, and a plurality of holes are formed on the mirror face of the face of the tunnel in the direction of extension of the tunnel. The long bolts are inserted into the long holes, and a low-foaming and slow-hardening silica-urethane type chemical liquid is press-fitted into each long bolt to be discharged from the chemical liquid discharge port into the long holes. Then, while firmly fixing the long bolts to the surrounding ground or rock over the entire length, a silica-urethane-based chemical solution is made to penetrate into the cracks in the ground or cracks in the surrounding rock to form a solidification region, and this solidification region The tunnel face is reinforced by the long bolts in each of the long holes. Thus, when a long bolt is used as the face bolt, a slow-hardening silica-
When a urethane chemical is used, the rise lime of this chemical is long.Therefore, let the chemical flow sufficiently between the rise lime, and discharge it through the hollow part of the long bolt into the long hole from the chemical discharge port at the tip. After that, the entire length of the long bolt can be filled. In addition, since the silica-urethane type chemical liquid has low foaming property, high strength, and develops early, it is possible to reliably and early fix the long bolts to the surrounding ground or rock, and the construction time is long. Can be shortened. Moreover, since the silica-urethane-based chemical solution has excellent permeability to cracks in the ground and cracks in the surrounding rock, by further press-fitting the silica-urethane-based chemical solution into the long holes, the soil can be A wide range of consolidation areas can be formed by infiltrating the voids and cracks in the surrounding rock mass. As a result, the face and the ground in front of it are completely stabilized. In addition, the silica-urethane type chemical liquid is flame retardant, and it is possible to ensure safety during work. Further, in the present invention, the slow-hardening silica-urethane type chemical liquid is composed of a liquid A containing water glass as a main component and a liquid B containing a polyisocyanate component as a main component, and the flow time of the chemical liquid is 5 minutes. As described above, in the case where the expansion ratio is 5 times or less, the above excellent construction method can be easily realized by using this chemical solution, and the solution A containing water glass as a main component,
By the liquid B containing a polyisocyanate component as a main component,
A chemical solution having a flow time of 5 minutes or more and an expansion ratio of 5 times or less can be easily produced.
【０００８】つぎに、本発明を詳しく説明する。Next, the present invention will be described in detail.
【０００９】本発明に用いる遅硬性のシリカ−ウレタン
系薬液は、水ガラスを主成分とするＡ液と、ポリイソシ
アネート成分を主成分とするＢ液とからなる。The slow-hardening silica-urethane type chemical liquid used in the present invention is composed of liquid A containing water glass as a main component and liquid B containing polyisocyanate as a main component.
【００１０】Ａ液の主成分である水ガラス（アルカリ−
ケイ酸系ガラスの濃厚水溶液）は不燃性であり、これに
含まれるケイ酸のアルカリ金属塩が二液混合後の発泡硬
化体中に分散含有されることによって、発泡硬化体に難
燃性を付与する。また、発泡硬化体に対して増量作用を
するとともに、あたかもコンクリート中の骨材のように
作用して発泡硬化体の強度を高める。The main component of liquid A is water glass (alkali-
Concentrated aqueous solution of silicic acid-based glass) is non-flammable, and the alkali metal salt of silicic acid contained in this is dispersedly contained in the foam-cured product after the two-part mixing, thereby making the foam-cured product flame-retardant. Give. In addition to increasing the amount of the foam-hardened material, it acts as if it is an aggregate in concrete, and increases the strength of the foam-hardened material.
【００１１】また、Ａ液には、通常、触媒が配合される
が、このような触媒としては、エチレンジアミン，トリ
エチレンジアミン，トリエチルアミン，エタノールアミ
ン，ジエタノールアミン，ジメチルエタノールアミン等
の脂肪族アミンや、２，４，６−トリス（ジメチルアミ
ノメチル）フェノール−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメ
チルメタンジアミン、４，４′−ジアミノジフェニルア
ミン等の芳香族アミンと、ジブチル錫ビラウレート，オ
クチル酸錫，塩化第二錫，オクテン酸鉛，ナフテン酸鉛
等の有機金属系触媒との併用があげられる。そして、な
かでも、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）
フェノール−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルメタン
ジアミンが好適である。The liquid A is usually blended with a catalyst. Examples of such a catalyst include aliphatic amines such as ethylenediamine, triethylenediamine, triethylamine, ethanolamine, diethanolamine and dimethylethanolamine; Aromatic amines such as 4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol-N, N, N ', N'-tetramethylmethanediamine and 4,4'-diaminodiphenylamine, dibutyltin bilaurate, tin octylate, and chloride It can be used in combination with organometallic catalysts such as stannic acid, lead octenoate and lead naphthenate. And, above all, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl)
Phenol-N, N, N ', N'-tetramethylmethanediamine is preferred.
【００１２】このようなＡ液全体に対し、水は４０〜７
０重量％（以下「％」と略す）含有させるようにし、ケ
イ酸のアルカリ金属塩は６〜１５％含有させるようにす
ることが好適である。水が４０％より少ないと水ガラス
の固形分が析出してしまい、逆に水が７０％を超えると
水ガラスの固形分の割合が低下し難燃性の効果が得られ
にくいからである。Water is 40 to 7 with respect to the entire liquid A.
It is preferable to contain 0% by weight (hereinafter abbreviated as “%”) and to contain 6 to 15% of an alkali metal salt of silicic acid. This is because if the water content is less than 40%, the solid content of the water glass will be precipitated, and conversely if the water content is more than 70%, the proportion of the solid content of the water glass will decrease and the flame retarding effect will be difficult to obtain.
【００１３】一方、Ｂ液の主成分であるポリイソシアネ
ート成分としては、どのようなものを用いても差し支え
はないが、なかでも、ジフェニルメタン−４，４′−ジ
イソシアネート（以下「ＭＤＩ」と略す）を用いるのが
好適である。また、Ｂ液として、ポリイソシアネート成
分にポリオール成分を部分的に重合して得られるイソシ
アネートプレポリマーを用いてもよい。このポリオール
成分としては、どのようなものを用いても差し支えはな
いが、なかでも、ポリエチレングリコール（以下「ＰＥ
Ｇ」と略す）を用いるのが好適である。On the other hand, as the polyisocyanate component which is the main component of the liquid B, any one may be used, but among them, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (hereinafter abbreviated as "MDI"). Is preferably used. Further, as the solution B, an isocyanate prepolymer obtained by partially polymerizing a polyol component with a polyisocyanate component may be used. As the polyol component, any one may be used, but among them, polyethylene glycol (hereinafter referred to as "PE
G) is abbreviated.
【００１４】上記ＭＤＩは、得られる硬化体を硬くする
作用を有し、Ｂ液全体に対し、５０〜１００％配合する
ことが好適である。ただし、上記ＭＤＩには、ピユアＭ
ＤＩ（Ｐ−ＭＤＩ）とクルードＭＤＩ（Ｃ−ＭＤＩ）の
２種類があり、コスト，反応性，粘度，硬化体の強度，
弾性率を考慮しブレンドすることが実用的である。The above MDI has an action of hardening the obtained cured product, and it is preferable to add it in an amount of 50 to 100% with respect to the whole liquid B. However, in the above MDI,
There are two types, DI (P-MDI) and crude MDI (C-MDI). Cost, reactivity, viscosity, strength of cured product,
It is practical to blend in consideration of elastic modulus.
【００１５】さらに、上記ＰＥＧは、上記ＭＤＩ同士，
あるいはＭＤＩとトリレンジイソシアネート（以下「Ｔ
ＤＩ」と略す），あるいはＴＤＩ同士を連結するもので
あって、特に得られるプレポリマーが相溶化しやすい環
境を作る作用を有する。Further, the PEG is used for the MDIs,
Or MDI and tolylene diisocyanate (hereinafter "T
(Abbreviated as “DI”), or connecting TDIs with each other, and particularly has a function of creating an environment in which the obtained prepolymer is easily compatibilized.
【００１６】また、上記Ｂ液には、必要に応じて、トリ
クロロモノフルオロメタン，メチレンクロライド等やペ
ンタン等の不活性溶剤からなる発泡助剤を配合すること
が考えられるが、作業者の安全性確保の観点から、その
使用は最少限に止めるべきである。Further, it is conceivable to add a foaming aid consisting of an inert solvent such as trichloromonofluoromethane, methylene chloride, pentane or the like to the above-mentioned liquid B, if necessary, but it is safe for workers. From a security point of view, its use should be kept to a minimum.
【００１７】このようなシリカ−ウレタン系薬液は、ラ
イズタイムが５分以上に設定され、好適には５分〜１０
分の範囲内に設定されている。このようにライズタイム
が長く設定されていると、フェースボルトとして長尺な
ものを使用しても、長孔内に挿入されるフェースボルト
の全周にわたって薬液を充填することができるうえ、こ
の充填後もさらに圧入し続けることにより、地盤の間隙
や周辺岩盤の亀裂に浸透させることができる。これに対
し、ライズタイムが５分を下回ると、未充填，浸透不足
という問題があり、１０分を超えると、混合後に液が分
離するという問題がある。また、発泡倍率は５倍以下に
設定され、好適には１．５〜５倍の範囲内に設定されて
いる。このように低発泡性であると、長尺ボルトの定着
が確実になる。これに対し、発泡倍率が１．５倍を下回
ると、充填不足という問題があり、５倍を超えると、定
着時の強度不足という問題がある。また、固まって定着
力が発現するまでの時間が３時間以内に設定され、好適
には、１時間以内に設定されている。そして、一軸圧縮
強さが４０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上に設定され、好適には１
００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上に設定されている。このように
早期に定着力が発現し、しかも、この定着力が強いと、
長尺ボルトを早期に、かつ確実に定着させることがで
き、施工時間が短縮化される。これに対し、定着力が発
現するまでの時間が３時間を超えると、つぎの掘削時に
ボルトの定着力が未だ充分発現していないという問題が
あり、一軸圧縮強さが４０ｋｇｆ／ｃｍ2 を下回ると、
ボルト定着力が不充分であるという問題がある。また、
注入後略１時間（通常の作業で、薬液注入後から切削機
がスタートするまでの時間）経過したときの強度が１０
トン以上に設定され、好適には１０〜１５トンの範囲内
に設定されている。このように注入後略１時間経過した
ときにも強度が１０トン以上あると、切削機による掘削
時にもフェースの安定化が維持されている。これに対
し、１０トンを下回ると、鏡面が不安定になる（または
フェースボルトの効果が発揮されなくなる）という問題
がある。また、粘度が２００ｃｐｓ（２５℃）以下に設
定され、好適には１００〜２００ｃｐｓ（２５℃）の範
囲内に設定されている。このように低粘度であると、地
盤の間隙や周辺岩盤の亀裂への浸透性に優れたものにな
る。これに対し、粘度が２００ｃｐｓ（２５℃）を超え
ると、ボルトの定着には問題はないが、地山への浸透が
悪くなり、地山の改良強度が低くなる場合がある。この
ような薬液を浸透させることにより形成される固結領域
は、フェースに穿設される長孔の周囲に略１〜２ｍの範
囲にわたって形成される。The rise time of such a silica-urethane type chemical solution is set to 5 minutes or more, and preferably 5 minutes to 10 minutes.
It is set within the range of minutes. If the rise time is set long in this way, even if a long face bolt is used, it is possible to fill the entire circumference of the face bolt inserted into the long hole with the chemical liquid and By continuing to press-in after that, it is possible to infiltrate into the gaps in the ground and cracks in the surrounding rock. On the other hand, when the rise time is less than 5 minutes, there is a problem of unfilling and insufficient penetration, and when it exceeds 10 minutes, there is a problem that the liquid is separated after mixing. Further, the expansion ratio is set to 5 times or less, and preferably in the range of 1.5 to 5 times. The low foaming property ensures the fixing of the long bolt. On the other hand, when the expansion ratio is less than 1.5 times, there is a problem of insufficient filling, and when it exceeds 5 times, there is a problem of insufficient strength during fixing. In addition, the time until the fixing force is manifested by setting is set within 3 hours, and preferably within 1 hour. The uniaxial compressive strength is set to 40 kgf / cm 2 or more, preferably 1
It is set to 00 kgf / cm 2 or more. In this way, the fixing power is manifested early, and if this fixing power is strong,
The long bolt can be fixed quickly and surely, and the construction time can be shortened. On the other hand, if the time until the fixing force is developed exceeds 3 hours, there is a problem that the fixing force of the bolt is not yet sufficiently developed at the next excavation, and the uniaxial compressive strength is less than 40 kgf / cm 2 . When,
There is a problem that the bolt fixing force is insufficient. Also,
The strength is about 10 hours after injection (the time from the injection of the chemical solution to the start of the cutting machine in normal work).
It is set to a ton or more, and preferably set to a range of 10 to 15 tons. Thus, if the strength is 10 tons or more even after about 1 hour has passed from the injection, the stability of the face is maintained even during excavation by the cutting machine. On the other hand, if it is less than 10 tons, there is a problem that the mirror surface becomes unstable (or the effect of the face bolt is not exerted). Further, the viscosity is set to 200 cps (25 ° C.) or less, and preferably set in the range of 100 to 200 cps (25 ° C.). Such a low viscosity results in excellent permeability into the voids in the ground and cracks in the surrounding rock. On the other hand, when the viscosity exceeds 200 cps (25 ° C.), there is no problem in fixing the bolts, but the penetration into the ground becomes poor and the improvement strength of the ground becomes low in some cases. The solidified region formed by permeating such a chemical solution is formed around a long hole formed in the face over a range of approximately 1 to 2 m.
【００１８】本発明に用いる長尺ボルト（全長は略６ｍ
以上）としては、図１０および図１１に示すような、先
端閉塞部が円錐状に突出形成されているとともに先端部
（先端から１ｍの範囲内の部分）の外周に複数の薬液吐
出孔２１ａ（図面では、４個の薬液吐出孔２１ａが穿設
されている）が穿設されたチューブ２１からなるボルト
や、図１２に示すような、丸棒等の中実棒２２の外周部
に、先端部に複数の薬液吐出孔２３ａが穿設された図１
０のチューブ２１と同様構造のチューブ２３を配設して
これらをバンド２４で締結したボルトや、図１３に示す
ような、丸棒等の中実棒２５の外周部に、先端部に複数
の薬液吐出孔２６ａが穿設された図１０のチューブ２１
と同様構造の複数本のチューブ２６（図面では、３本の
チューブ２６が示されている）を配設して各種長さのバ
ンド２７で締結したボルト等が用いられる。このもので
は、各チューブ２６の薬液吐出孔２６ａの位相がずれる
ように配列されており、薬液の吐出範囲が図１２に示す
ボルトよりも長くなっている。上記各ボルトを構成する
チューブ２１，２３，２６、中実棒２２，２５およびバ
ンド２４，２７は鉄等の金属製でもよいし、樹脂製でも
よい。これら長尺ボルトを樹脂製にすると、切削機でフ
ェースを掘り進める際に、長尺ボルトが切削機の切刃に
当たって簡単に千切れるため、上記切刃を破損させるこ
とがないという利点がある。また、長尺ボルトを図１０
のチューブ２１と同様構造の複数本のチューブだけで構
成してもよい。Long bolt used in the present invention (total length is about 6 m
As described above, as shown in FIG. 10 and FIG. 11, the tip closing portion is formed in a conical shape and a plurality of chemical liquid discharge holes 21a (on the outer periphery of the tip portion (a portion within a range of 1 m from the tip)) are provided. In the drawing, four chemical solution discharge holes 21a are bored), a tip made of a bolt made of a tube 21 or a solid rod 22 such as a round rod as shown in FIG. 1 in which a plurality of chemical liquid discharge holes 23a are formed in the portion
A tube 23 having the same structure as that of the tube 21 of No. 0 and provided with a band 24 for fastening them, or a solid rod 25 such as a round rod as shown in FIG. The tube 21 of FIG. 10 in which the chemical liquid discharge hole 26a is formed.
A bolt or the like in which a plurality of tubes 26 (three tubes 26 are shown in the drawing) having the same structure as described above are arranged and fastened with bands 27 of various lengths is used. In this case, the chemical solution discharge holes 26a of the tubes 26 are arranged so as to be out of phase, and the discharge range of the chemical solution is longer than the bolt shown in FIG. The tubes 21, 23, 26, the solid rods 22, 25, and the bands 24, 27 constituting the above bolts may be made of metal such as iron or resin. When these long bolts are made of resin, when the face is dug by the cutting machine, the long bolts easily come into contact with the cutting edge of the cutting machine and are easily broken, so that the cutting edge is not damaged. In addition, the long bolt is shown in FIG.
The tube 21 may be composed of only a plurality of tubes having the same structure.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２０】本発明の切羽の安定補強工法は、例えば、
つぎのようにして切羽の補強を行うものである。すなわ
ち、まず、図１および図２に示すように、トンネル切羽
１のフェース２およびその前方地山に、図３に示すよう
なジャンボドリル３等の削岩機を用い、複数の長孔４
（全長２０ｍ，直径６０〜８０ｍｍ）を水平方向に穿設
する（この実施の形態では、図２に示すように、１２個
の長孔４が穿設されている）。ついで、図４および図５
に示すように、各長孔４内に長さ２０ｍの樹脂ボルト５
（図１０および図１１に示すような、樹脂製のチューブ
であり、５ａはその先端部に穿設された薬液吐出口であ
る）を根元まで挿入し、位置決めし、長孔４の入口部分
を布等のパッカー６で密封する。このとき、パッカー６
に長孔４内に開口するエアー抜き用およびリターン用の
ホース７を取付けておく。つぎに、図６に示すように、
各樹脂ボルト５の後端部に逆止弁付き継手８を取付け、
この継手８に二股配管１０付き接続ユニット９をワンタ
ッチで装着し、二股配管１０にそれぞれホース１１，１
２を取付ける。つぎに、一方のホース１１に水ガラスを
ポンプ（図示せず）から３〜１０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で
圧入して樹脂ボルト５に供給し、他方のホース１２にイ
ソシアネートピレポリマーを別のポンプ（図示せず）か
ら３〜１０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で圧入して樹脂ボルト５
に供給する。このようにして圧入された両液は樹脂ボル
ト５の中空部で混合され、薬液吐出孔５ａから長孔４内
に吐出される。そして、上記吐出された混合液が長孔４
内に充填されたのち、さらに混合液が圧入されて地盤の
間隙や周辺岩盤の亀裂に浸透される（図７参照）。この
浸透が充分に行われると、上記両ポンプの圧力が急に高
くなるため、薬液の圧入を停止し、接続ユニット９を外
す。そして、長孔４内の混合液および地盤の間隙や周辺
岩盤の亀裂に浸透した混合液が完全に固化すると、硬化
樹脂で長孔４内に樹脂ボルト５が定着され、各長孔４の
周囲の岩盤（地山）が固結される。このようにしてフェ
ースの補強が行われる。１３は得られた固結領域であ
る。その結果、図８および図９に示すように、各樹脂ボ
ルト５の定着とその周囲の固結領域１３との相乗効果に
よりフェース２およびその前方地山の補強が行われる。The stable face reinforcing method of the present invention includes, for example,
The face is reinforced in the following manner. First, as shown in FIGS. 1 and 2, a rock drill such as a jumbo drill 3 as shown in FIG.
(Total length 20 m, diameter 60 to 80 mm) is bored in the horizontal direction (in this embodiment, twelve long holes 4 are bored as shown in FIG. 2). 4 and 5
As shown in the figure, a resin bolt 5 having a length of 20 m is provided in each elongated hole 4.
(A resin tube as shown in FIGS. 10 and 11 and 5a is a chemical liquid discharge port formed at the tip of the resin tube) is inserted up to the base, positioned, and the entrance of the long hole 4 is inserted. Seal with a packer 6 such as a cloth. At this time, Packer 6
A hose 7 for air bleeding and return which is opened in the long hole 4 is attached to the hole. Next, as shown in FIG.
A joint 8 with a check valve is attached to the rear end of each resin bolt 5,
The connection unit 9 with the forked pipe 10 is attached to this joint 8 with one touch, and the hoses 11 and 1 are respectively attached to the forked pipe 10.
Install 2. Next, water glass is press-fitted into one hose 11 from a pump (not shown) at a pressure of 3 to 10 kg / cm 2 and supplied to the resin bolt 5, and the other hose 12 is supplied with an isocyanate pyrepolymer by another pump ( (Not shown) and press-fit with a pressure of 3 to 10 kg / cm 2 so that the resin bolt 5
To supply. The two liquids thus press-fitted are mixed in the hollow portion of the resin bolt 5 and discharged into the elongated hole 4 from the chemical liquid discharge hole 5a. Then, the discharged mixed liquid is elongated hole 4
After being filled inside, the mixed liquid is further press-fitted and penetrates into the gaps in the ground and cracks in the surrounding rock (see FIG. 7). When the permeation is sufficiently performed, the pressures of both pumps suddenly increase. Therefore, the injection of the chemical solution is stopped and the connection unit 9 is removed. When the mixed liquid in the long holes 4 and the mixed liquid penetrating into the gaps between the ground and the cracks in the surrounding rock are completely solidified, the resin bolts 5 are fixed in the long holes 4 with the hardened resin, and the periphery of each long hole 4 is fixed. Bedrock (ground mountain) is consolidated. In this way, the face is reinforced. 13 is the obtained consolidation region. As a result, as shown in FIGS. 8 and 9, the face 2 and its front ground are reinforced by the synergistic effect of the fixing of each resin bolt 5 and the solidified region 13 around it.
【００２１】このようにして得られた固結領域１３は、
フェース２およびその前方地山に薬液による固結がゆき
わたっており、岩盤の粗密にかかわらず均一な固結がな
されている。しかも、樹脂ボルト５を用いているため、
切削機でフェース２を掘り進める際に、樹脂ボルト５が
切削機の切刃に当たっても簡単に千切れて、切削機の切
刃を破損させることがない。さらに、長孔４を横に３列
に並べ、各横列の長孔４の位相を横方向に少しずらして
いるため、各樹脂ボルト５の定着とその周囲の固結領域
１３の形成が広い面積にわたって行え、補強効果が一層
向上し、地山が一層安定化される。The consolidation region 13 thus obtained is
Consolidation due to the chemical solution spreads to the face 2 and the ground in front of it, and even consolidation is achieved regardless of the density of the rock mass. Moreover, since the resin bolt 5 is used,
When the face 2 is dug by the cutting machine, even if the resin bolt 5 hits the cutting edge of the cutting machine, the resin bolt 5 is easily cut off, and the cutting edge of the cutting machine is not damaged. Further, since the long holes 4 are horizontally arranged in three rows and the phases of the long holes 4 in each row are slightly shifted in the horizontal direction, the fixing of each resin bolt 5 and the formation of the solidified region 13 around the resin bolt 5 are large in area. This can be done over a period of time, the reinforcing effect is further improved, and the ground is further stabilized.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上のように、本発明の切羽の安定補強
工法によれば、フェースボルトとして長尺ボルトを使用
する場合にも、薬液として遅硬性のシリカ−ウレタン系
薬液を用いており、この薬液のライズライムが長いこと
から、このライズライムの間に薬液を充分に流動させ、
長尺ボルトの中空部を通して先端部の薬液吐出口から長
孔内に吐出させたのち、長尺ボルトの全周にわたって充
填させることができる。また、シリカ−ウレタン系薬液
は、低発泡性，高強度であり、かつ早期に発現するた
め、長尺ボルトを周囲の地盤や岩盤に確実に，かつ早期
に定着させることができ、施工時間が短縮できる。しか
も、シリカ−ウレタン系薬液は、地盤の間隙や周辺岩盤
の亀裂への浸透性に優れているため、上記長孔内へのシ
リカ−ウレタン系薬液の充填後、さらに圧入することに
より、地盤の間隙や周辺岩盤の亀裂に浸透させて広範囲
の固結領域を形成させることができる。これにより、フ
ェースおよびその前方地山が完全に安定化する。そのう
え、シリカ−ウレタン系薬液は難燃性であり、作業時の
安全性を確保することができる。また本発明において、
上記遅硬性のシリカ−ウレタン系薬液が、水ガラスを主
成分とするＡ液と、ポリイソシアネート成分を主成分と
するＢ液とからなり、その薬液の流動時間が５分以上
で、発泡倍率が５倍以下である場合には、この薬液を用
いて、上記優れた工法を簡単に実現することができるう
え、水ガラスを主成分とするＡ液と、ポリイソシアネー
ト成分を主成分とするＢ液とにより、流動時間が５分以
上で、発泡倍率が５倍以下である薬液を容易に製造する
ことができる。As described above, according to the stable face reinforcing method of the present invention, even when the long bolt is used as the face bolt, the slow-hardening silica-urethane chemical liquid is used as the chemical liquid, Since the rise lime of this chemical is long, let the chemical flow sufficiently between this rise lime,
After the chemical solution is discharged from the distal end through the hollow portion of the long bolt into the long hole, the long bolt can be filled all around the circumference. In addition, since the silica-urethane type chemical liquid has low foaming property, high strength, and develops early, it is possible to reliably and early fix the long bolts to the surrounding ground or rock, and the construction time is long. Can be shortened. Moreover, since the silica-urethane-based chemical solution has excellent permeability to cracks in the ground and cracks in the surrounding rock, by further press-fitting the silica-urethane-based chemical solution into the long holes, the soil can be A wide range of consolidation areas can be formed by infiltrating the voids and cracks in the surrounding rock mass. As a result, the face and the ground in front of it are completely stabilized. In addition, the silica-urethane type chemical liquid is flame retardant, and it is possible to ensure safety during work. In the present invention,
The slow-hardening silica-urethane-based chemical liquid comprises a liquid A containing water glass as a main component and a liquid B containing a polyisocyanate component as a main component, and the flow time of the chemical liquid is 5 minutes or more and the expansion ratio is When the amount is 5 times or less, the above excellent construction method can be easily realized by using this chemical solution, and the solution A containing water glass as the main component and the solution B containing the polyisocyanate component as the main component According to the above, a chemical solution having a flow time of 5 minutes or more and an expansion ratio of 5 times or less can be easily produced.
【図１】本発明の切羽の安定補強工法の一実施の形態を
示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a method for stabilizing and reinforcing a face according to the present invention.
【図２】トンネル切羽のフェースの正面図である。FIG. 2 is a front view of a face of a tunnel face.
【図３】上記フェースに長孔を穿設している状態を示す
拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a long hole is formed in the face.
【図４】上記長孔に樹脂ボルトを位置決めした状態を示
す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a resin bolt is positioned in the elongated hole.
【図５】上記長孔の根元にパッカーを取付けた状態を示
す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a state where a packer is attached to the root of the elongated hole.
【図６】上記樹脂ボルトに継手等を取付けた状態を示す
拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state where a joint or the like is attached to the resin bolt.
【図７】上記樹脂ボルトから薬液を吐出している状態を
示す拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a chemical liquid is being discharged from the resin bolt.
【図８】薬液の固結領域の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a solidification region of a chemical solution.
【図９】薬液の固結領域の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a solidification region of a chemical solution.
【図１０】長尺ボルトを示す部分斜視図である。FIG. 10 is a partial perspective view showing a long bolt.
【図１１】上記長尺ボルトを示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial sectional view showing the long bolt.
【図１２】上記長尺ボルトの変形例を示す部分斜視図で
ある。FIG. 12 is a partial perspective view showing a modification of the long bolt.
【図１３】上記長尺ボルトの他の変形例を示す部分斜視
図である。FIG. 13 is a partial perspective view showing another modified example of the long bolt.
【図１４】先受工の説明図である。FIG. 14 is an explanatory view of pre-completion.
【図１５】先受工の説明図である。FIG. 15 is an explanatory view of pre-completion.
【図１６】フェースで崩落が発生している状態を示す説
明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a state in which collapse has occurred in the face.
【図１７】フェースにフェースボルトを設置している状
態を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory view showing a state in which a face bolt is installed on the face.
１ 切羽 ２ フェース ４ 長孔 ５ 樹脂ボルト ５ａ 薬液吐出孔 １３ 固結領域 1 Face 2 Face 4 Long Hole 5 Resin Bolt 5a Chemical Discharge Hole 13 Consolidation Area
フロントページの続き (72)発明者 宇田 信也 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者 居相 好信 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 守屋 洋一 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 山元 淳 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 野村 雅明 愛知県名古屋市東区東桜１−10−19 株式 会社大林組名古屋支店内 (72)発明者 郡山 和己 愛知県名古屋市東区東桜１−10−19 株式 会社大林組名古屋支店内 (72)発明者 小山 耕治 愛知県名古屋市東区東桜１−10−19 株式 会社大林組名古屋支店内Front page continuation (72) Inventor Shinya Uda 3600, Amamitsu, Oita, Komaki City, Aichi Prefecture Tokai Rubber Industry Co., Ltd. (72) Innovator Yoshinobu Iza 2-3 Kandajicho, Chiyoda-ku, Tokyo Obayashi Tokyo Main Office (72) Inventor Yoichi Moriya 2-3 Kandajimachi, Chiyoda-ku, Tokyo Obayashi Corporation Tokyo Main Office (72) Inventor Jun Yamamoto 2-3, Kandajimachi, Chiyoda-ku, Tokyo Obayashi Corporation Tokyo Main Office (72) Inventor Masaaki Nomura 1-10-19 Higashisakura, Higashi-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Obayashi Corporation Nagoya Branch (72) Inventor Kazumi Koriyama 1-10-19 Higashi-sakura, Higashi-ku, Nagoya City Aichi Prefecture Obayashi Corporation Nagoya Branch (72 ) Inventor Koji Koyama 1-10-19 Higashisakura, Higashi-ku, Nagoya, Aichi Prefecture Obayashi Corporation Nagoya Branch
Claims (2)
空な長尺ボルトを準備し、トンネル切羽の鏡面にトンネ
ル延長方向に複数の長孔を穿設し、各長孔内に上記長尺
ボルトを挿入し、各長尺ボルト内に低発泡でかつ遅硬性
のシリカ−ウレタン系薬液を圧入して上記薬液吐出口か
ら長孔内に吐出させ、上記長尺ボルトを全長にわたり周
囲の地盤や岩盤に定着させるとともに、地盤の間隙や周
辺岩盤の亀裂にシリカ−ウレタン系薬液を浸透させて固
結領域を形成させ、この固結領域と上記各長孔内の長尺
ボルトによってトンネル切羽を補強するようにしたこと
を特徴とする切羽の安定補強工法。1. A hollow elongate bolt having a plurality of chemical solution outlets formed at its tip is prepared, and a plurality of elongated holes are formed in the tunnel face in the tunnel extension direction on the mirror surface of the tunnel face. Insert long bolts, press the low-foaming and slow-hardening silica-urethane chemical into each long bolt and discharge it into the long hole from the chemical discharge port. The silica-urethane-based chemical liquid penetrates into the gaps in the ground and cracks in the surrounding rock to form a solidification area, and the solidification area and the long bolts in each of the above-mentioned long holes form tunnel facets. A stable face reinforcing method for the face, which is characterized in that it is reinforced.
が、水ガラスを主成分とするＡ液と、ポリイソシアネー
ト成分を主成分とするＢ液とからなり、その薬液の流動
時間が５分以上で、発泡倍率が５倍以下である請求項１
記載の切羽の安定補強工法。2. The slow-hardening silica-urethane type chemical liquid is composed of a liquid A containing water glass as a main component and a liquid B containing a polyisocyanate component as a main component, and the flow time of the chemical liquid is 5 minutes or more. And the expansion ratio is 5 times or less.
Stable reinforcement method for the face described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11886596A JPH09303077A (en) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Stabilizing-reinforcing construction method of facing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11886596A JPH09303077A (en) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Stabilizing-reinforcing construction method of facing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09303077A true JPH09303077A (en) | 1997-11-25 |
Family
ID=14747048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11886596A Pending JPH09303077A (en) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Stabilizing-reinforcing construction method of facing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09303077A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009215719A (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | New Japan Development Co | Ground excavation method |
| WO2018233149A1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-12-27 | 中国矿业大学 | Argillaceous soft rock roadway partition multi-granularity grouting reinforcement method |
-
1996
- 1996-05-14 JP JP11886596A patent/JPH09303077A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009215719A (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | New Japan Development Co | Ground excavation method |
| WO2018233149A1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-12-27 | 中国矿业大学 | Argillaceous soft rock roadway partition multi-granularity grouting reinforcement method |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051025 |
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