JPS59203200A - 隧道の補強工法 - Google Patents

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】 本発明け、山腹や地下等を貫いて設けられた鉄道、水路
及び道路等に供せられる防道の補強工法に関し、特に、
老朽化したコンクリート覆工の補強に適用して好適な工
法に関する。

従来、箭道のコンクリート覆工が経年により中性化、脆
弱化した場合の補強工法として、セメント、水及び必要
により骨相を含有するセメント組成物やエポキシ樹脂を
覆工表面に倹布したり、覆工内部の亀裂発生部分に注入
したり或い祉裏工背面と地山との空隙に充填したすする
ことが行われている。

しかし、セメント組成物は一般に長期に亘る乾燥収縮等
の物理的作用や酸類、塩類等の化学的作用による亀裂の
発生が免れないという欠点があり、又エポキシ樹脂は樹
脂自身の硬化強度、耐久性は充分あるものの、コンクリ
ート内部に注入したりコンクリート表面のＶカット部分
に充填すると経年の変化によって周囲のコンクリートに
順次亀裂を発生せしめる傾向があり、更に高価である為
背面への裏込め等大量に使用する工法には使用できない
という欠点があった。

本発明は上記従来の補強工法ＶＣモみ、耐久性にすぐれ
た補強効果の高い随道の補強工法を提供することを目的
とするもので、その要旨Ｆｉ覆工の補強すべき個所に金
属製の網を緊結金具によって直接もしくけ間接的に固定
した後、金属製の網及び上記個所をポリマーセメント組
成物で被覆し、しかる後、覆工内郡又Ｆｉ覆工背面と地
山との空隙にグラフト材を注入することを特徴とする陽
道の補強工法に存する。

木発明け、現場で打設されたコンクリート覆工ケ勿論レ
ンガやコンクリートブロック製覆工からなる障道が老朽
化、脆弱化した場合にも適用され、更にこれら覆工の完
成直後に補強の目的で適用することも可能である。

本発明における金属製の網としてに、鉄製のものが好適
に用いられ、所謂メタルラス（平ラス、リグラス、こぶ
ラス及び波形ラスの内でけ平ラスが多用される）、ワイ
ヤラス及び網目の交叉点が溶接された溶接金網等が広く
用いられる。又、網目粗さや材料の厚さ等は必要に応じ
て用いられる帯鋼の寸法、更にけ緊結金具の種類等によ
り適宜選択されるが、一般に厚さは０４〜２％、巾Ｒ１
〜３ｗ！Ｒ程度とさｈｌ、メタルラスの場合０．８〜１
５＄Ｘ１２〜２．０χ程度のものが好適に用いられ、又
網目粗さは通常２０〜１００χ程度、好ましくけ２０〜
４ｏχ程度とされる。本発明においては、これらの金属
製網を直接緊結金具によって覆工に固定してもよいが、
作業性の点で、厚さ０．５〜６羞、好１しくけ１〜３　
％、巾５〜４０＄、好ましくＨＩＯ〜３０２の平帯鋼板
を介して固定するのが好ましい。

即ち金属製の網の外側に上記帯鋼ｖＩを張設し該帯鋼板
を緊結金具によってＣ工に固定することにより、挾持し
た金属製の網を間接的に固定するのである。打ち込む緊
結金具の使用間隔は特に限定されないが通常１０〜５ｏ
Ｃとされる。

又緊結金具としては、外枠と該外枠の内部に埋込みボル
トの一部が螺看可能にさねた後述する負 ドライブセットアンカー、ム穿式アンカー、クエジット
、建設用鋲打銃等を用するドライブイツトピンアンカー
等のアンカーボルトが好ましい。

本発明において金属製網等を被覆する際に用いられるポ
リマーセメント組成物とけ、水、セメント、セメント用
ポリマー及び必要に応じて骨材を含有するもので従来公
知のものが広く用いられ、骨材の有無、種類等によシボ
リマーセメントペースト、ポリマーセメントモルタル、
ポリマーセメントコンクリート等と称される。セメント
の具体例としては普通ポルトランドセメント、早強ポル
トランドセメント、コロイドセメント等のポルトランド
セメントやフライアッシュセメント、膨張性セメント等
の混合セメント及びアルミナセメント等が挙げられる。

セメント用ポリマーはポリマーセメント硬化物中にポリ
マー七して存在しその耐衝撃性や既設構造体への接着性
等の品質を改善する目的で混。

和されるもので、具体例さしては天然ゴム、タロログレ
ンゴム、ブタジェンゴム、スチレン−ブタジェンゴム、
アクリロニトリル−ブタジェンゴム、メチルメタクリレ
−ドープクジエンゴム等の合成ゴム、ポリ酢酸ビニル、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル系
共重合体ポリアクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリプロピオン酸ビニル等が挙げら
れる。これらは天然ゴムを除いて多くは乳化重合法によ
シ合成され、次いで必要によシ安定剤、消泡剤等が添加
され、通常はエマルジョンもしくけラテックスの形態で
用いられる。

上記ポリマーのうちコンクリート、レンガ等の覆工材料
への接着性、可撓性、衝撃強度、経済性等の面からスチ
レンープクジエンゴム、アクリロニトリルーズタジエン
ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アク
リル系共重合体等が好ましく、特にスチレン−ブタジェ
ンゴム及びエチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。

しかしてこれらポリマーは、セメント１００重量部に対
し固形分で通常５〜５０重を部好ましくは７〜３０重景
部添加される。

必要に応じて用いられる骨材としては、粒径が５Ｘ以下
のものが８５％以上を占める所謂細骨材が多用され、特
に粒径１ｘ以下の無水グイ酸を主成分とするクイ酸が好
適に用いられ、又軽量骨材としてフライアッシュ等が使
用可能である。そして骨材の量は、ポリマーセメント組
成物の流動性、硬化時の収縮性、硬化後の各種強度、経
済性等の面から通常はセメント１００重量部に対して２
０〜３００重量部、好ましくは５０〜２００重量部とさ
れる。

水の量は多過ぎると硬化したポリマーセメント組成物の
強度が不充分となシ更に水分の蒸発に伴う極めて微細な
空隙を残存せしめて耐久性をも低下せしめ、少な過ぎる
とセメントとの水和反応が不充分となり又流動性が悪く
攻る等の傾向があるのでセメント１００重量部に対し通
常３５〜７５重量部、好ましくは４５〜７０重景部とさ
れる。

上記ポリマーセメント組成物においては、上記金属製の
網等を被覆して得られる被覆層の輪度を高める為、剛ア
ルカリ性のガラス繊維を混入せしめてもよい。かかるガ
ラス繊維すしては通常、径が２〜１５／１％長さが３〜
５０ｚ１好ましくは径が７〜１３／ｌ、長さが３〜１０
χ程度のものが用いられる。

ポリマーセメント組成物は後述するように従来のセメン
ト組成物に比して大きな防水（不透水）性能を有するが
、更にすぐれた防水性を付与する目的で各種防水性化剤
をポリマーセメント組成物に添加してもよい。防水性化
剤の好適な例としては酸化アルミニウム対二酸化ケイ素
のモル比が１＝１〜１：１０の非晶質ケイ酸アルミニウ
ムもしくけその水和物が挙げられる。

非晶質ケイ酸アルミニウムとはケイ酸アルミニウムの各
原子の周期的配列即ち結晶格子が殆んど認められないも
のを意味し、例えば、硫酸アルミニウムとケイ酸ナトリ
ウムを夫々適宜量の水に溶解した後肢水溶液を混合し反
応溶液中でＰ　Ｈ及び温度等を調整しながら両者を反応
させて得られる。温度等の反応条件をｍ整することによ
り酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との適宜のモル比の
ものが合成される。アルカリ水溶液への溶解性が良好な
点でけケイ酸アルミニウム中の二酸化ケイ素が多い程、
即ち上記モル比が小さい程好ましいが、製造が容易な点
も考虞すれば酸化アルミニウム対二酸化ケイ素のモル比
が１：９のものが最も好ましい。

本発明は、ポリマーセメント組成物が従来のセメント組
成物に比して、コンクリートやレンガ等の無機質材に対
する接着性にすぐれ且つ金属特に鉄に対する接着性にす
ぐれており、流動性や防水性にすぐれている点に着目し
てなされたものである。

Ｉ’ｌｌち、例えばポリマーセメント組成物中のポリマ
ーとしてスチレン−ブタジェンゴムｘｈエチレンー酢酸
ビニル共重合体を用いた場合、ポリマーセメント組成物
のレンガに対する引張接着強度は従来のセメント組成物
の強度の約３〜ｌＯ倍、同じくコンクリートに対する接
着強度は約４〜７倍、鋼板に対する接着強度は約４〜６
倍であシ久ＪＩＳＡ１４０４１／１ｍ準拠して測定した
該組成物の防水性能は約４０〜６０倍である（接着強度
、防水性能共に中メントとして普通ポルトランドセメン
トを用す、骨材として粒径１％以下のクイ酸を用い、ポ
リマーセメント比や水セメント比及びポリマーの仕様等
が通常の使用範囲内における組成物を比較した値）。

更に同様の条件下で縦軸を水セメント比（約０．３５〜
約α６５）横軸をポリマーセメント比（０〜約０．４）
として等７０−値（ＡＳＴＭＣＩ２４に準拠して測定）
曲線を描けば、同じフロー値を得る為の水セメント比は
ポリマーセメ／−゛ ントモルタルの場合セメントモルタルよりも約１０〜ｂ セメント比であればセメントモルタルよりもポリマーセ
メントモルタルの方が流動性がよいこうが理解される。

本発明において、金属製の網等をポリマーセメント組成
物で被覆した後覆工内部又は覆工背面と他山との空隙に
注入するグラフト相とじて＃ｔ、１）ＩＩＥポリマーセ
メント組成物は勿論、セメントペースト、セメントモル
タル、セメントコンクリート、フライアッシュ等からな
るポリマーを含有しない従来公知のグラフト材が使用可
能である。

グラフト材としてポリマーセメント組成物を用いる場合
は、粒径の小さいコロイドセメントやセメント硬化時に
膨張するかもしくは無収縮の膨張性セメントが特に好ま
しく用いられる。膨張性セメントに混和される膨張材も
しくけ収縮低減材は何等限定されることなく、例えばカ
ルシクムスルホアルミネート系、石こう系、石灰系等の
ものが用いられる。

しかして覆工内部又は覆工背面と地山との空隙にこれら
グラフト材を注入するには、一般にＢ４４χ面を上記ポ
リマーセメント組成物で被覆した後、（該被覆層を含む
）ダニに注入用の孔を穿設し／（イブを挿入しグラフト
ポンプやプランジャーポンプ等でグラフト材を圧送、注
入（注入圧力、通常２〜１０　Ｋｙ　／　ａｄ　、好ま
しくは３〜５　Ｋｇ／ｍ　）　Ｌ、最後に注入孔を閉塞
して終了するのである。ポリマーセメント組成物の被覆
層を設ける前の覆工表面から内部に亘って発生している
ひび割れや覆工内部の空隙にグラフト拐を注入する場合
は上記注入用孔を覆工の適宜深さ迄設ければよく、覆工
背面と地山々の空隙にグラフト材を注入（所謂裏込め注
入）する場合はポリマーセメント被覆層表面から覆工背
面に亘る貫通孔を設ける必要がある。但しこれら注入孔
の穿設及びパイプの挿入はポリマーセメント組成物によ
る被覆以前に行っておいてもよい。

次に本発明工法を、その一実施例を示す図面を参照しな
がら説明する。

＠１図〜第５図において、１は地山２を掘削した後コン
クリートを打設して得た覆工であり、その背面３の天頂
部付近り地山との間には広い空隙４が生じている。５け
厚さ１χ、巾１５χ、網目粗さ３０％×３０χの軟鋼板
製エキスバンドメタルラス、Ａ及びＢｉｄ夫々厚さ２χ
、巾２０１の帯鋼であり互に垂直に交叉するように配設
されている。又、ドライブセット式アンカーボルト６け
、内部側壁の第２図における下端から中央部迄ネジが設
けらねた外筒７と、外筒７のネジ部に一部が螺着され先
端部が末広がりにされたボルト８とワッシャー９及びナ
ツト１０から構成されている。

防道を補強するＫけ先ず、メタルラス５を第２図に示す
如く覆工１に当接し帯鋼Ａ（間隔的１ｍ）及び帯鋼Ｂ（
間隔的８０ｍ）を下から当てがい、アンカーポル）６に
よって帯ｔＲＡ　Ｅｔ−Ｕ　Ｂを覆工ＩＶＣ緊結するこ
とによりメタルラス５を張設する。アンカーボルト６に
より帯ｍＡ　、　Ｂを固定するＫは、ドリルで覆工ｌに
孔をあけ、ボルト８が外筒７に螺着した状態のアンカー
ボルト６を適宜治具等を用いて孔の中に叩き込んでから
ボルトを回転、前進させ、予め小孔が穿設された帯ｍＡ
％Ｂ及びワッシャー９を取り付けた後ナツト１０を締め
つける。

次いて普通ポルトランドセメント１００　ＫＸＸ郡部ス
チレン／ブタジェン共ｆｆｉ　合体エマルジョン（固型
分４５％）３０重量部、粒径ｌλ以下のケイ砂３００重
量部、合成非晶質ケイ酸アルミニクム（酸化アルミニク
ム対二酸化りイ素のモル比１　：９）３重量部、現場混
合水３０重量ｄ；及び適宜量のグラスファイバーからな
るポリマーセメント組成物を攪拌混合してモルタル状と
な　　　□し、エアーモルタルガンを用いて吹き（＝Ｉ
けて、　　　□上記覆工ｌの表面及びメタルラス５、帯
鋼Ａ、Ｂを完全に被覆し、左官ゴテにより押えならして
表面平滑な厚さ約１１χのポリマーセメント層１１を形
成する。

ポリー−セメント層の厚さは５〜１５χ程度と　　　１
することが多い。

尚、建造後３年を経過したコンクリート床に上記配合の
ポリマーセメント組成物を５々／扉の割合で２ｍ’を塗
布し常温気乾賀生にて硬化させ、３日後から撒水装置を
使用して該塗布層全面を含む約５　ｎｆの面積に亘って
昼間６０分間及び夜間６０分間毎日１００１／ｌｒｉ、
時間の割合で撒水しこの撒水を１年間継続したが床表面
と　　　□ポリマーセメントモルタル層とは別離せず、
該ホリマーセメント組成物の防水性がすぐれていること
が確＆もされた。

その後、上記ポリマーセメント層１１表面から覆工背面
３に亘る貫通孔１２を２〜５ｍ程度の間隔で空隙４に接
する背面の全域に且つて穿１役し、内径３５〜５０％程
度のパイプ１３を挿入し、グラフトポンプ、輸送管（図
示せず）及ヒ／（イブ１３を介してグラウト材を空ふ、
１４に注入する。注入は下部のパイプより行って上部の
パイプからグラウト材が出てくるのを確認しつつ順次上
部のパイプに移シ、最後に注入孔を閉塞するのである。

木発ＥＪ４工法は上述の通りの構成になされ、コンクリ
ート、レンガ等の無機質材料及び金ＩＦＡＶｃ対する接
着性にすぐれかつ防水性能にすぐれたホリマーセメント
組成物で、緊結金具によって直接もしくけ間接的に覆工
の補強すべき個所に固定された金属製の網を上記個所と
共に確実に被覆し、その後に覆工内部又は覆工背面と地
山との空隙に勿うクト拐を注入するので、注入圧を高く
してグラウト材を注入しても覆工が破壊されることはな
（、＠！って、４：発明によれば上記ポリマーセメント
被各層と充分に充かγされたグラウト材とが相俟って、
すぐれた防水性及び充分な耐久性を有する防道が彷られ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は木発９１にかかる補強工法の説明図で
あり、＠１図は隨ユ１１の従断面図、第２図は第１図の
押工表面の天頂部にメタルラスを固定した状態の断面図
、第３図−＠２図の底面図（但し縮少倍率は異なる）、
第４図ｔ：Ｉ第２図においてポリマーセメント組成物を
被覆した状態の断面図、第５圀は第４図において注入孔
を穿設しノへイブ全挿入した状態の断面図である。 １・・・ダニ、２・・・地山、３・・・覆工背面、４・
・・空隙、５・・・メタルラス、６・・・アンカーボル
ト牝許出願人 積水化学工業株式会社 代表者　輸　沼　基　利 才　ノ　　−！］ ７　２１１！］ に ゴ１−３Ｑ；Ｊ 才　４　区 １２　　　　　　　１、Ｖ４ ／３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　覆工の補強すべき個所に金属製の網を緊結金具によ
   って直接もしくけ間、接的に固定した後、金属製の網及
   び上記個所をポリマーセメント組成物で被覆し、しかる
   後、覆工内部又Ｖｉ覆工背面と地山との空隙にグラフト
   材を注入することを特徴とする険道の補強工法。 ２、　グラフト材がポリマーセメント組成物である＠１
   項記載の補強工法。 ３、　ポリマーセメント組成物中のポリマーがスチレン
   −ゲタジエンゴムである第１８Ｉ又＃″ｊ：ｉ２項記載
   の補強工法。 ４、　ポリマーセメント組成物中のポリマーがエチレン
   −酢酸ビニル共重合体であるｇＪ１項記載の補強工法。