JPS637490A - Method of consolidation construction of base rock - Google Patents

Method of consolidation construction of base rock

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JPS637490A
JPS637490A JP15235686A JP15235686A JPS637490A JP S637490 A JPS637490 A JP S637490A JP 15235686 A JP15235686 A JP 15235686A JP 15235686 A JP15235686 A JP 15235686A JP S637490 A JPS637490 A JP S637490A
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rock
hole
urethane resin
consolidation
bolt
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宇田 信也
久和 小島
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軟弱あるいは破砕された岩盤等を岩盤固結
用薬液により堅固な岩盤に改善する岩盤固結工法に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a rock consolidation method for improving soft or crushed rock to a solid rock using a rock consolidation chemical.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から軟弱な岩盤(他山)ないしは破砕された地山等
の地層帯では、トンネル切羽の天盤の崩落等の防止のた
めに、トンネル切羽先端の天盤部に、天盤のアーチに沿
って孔を穿設し、この孔内にロックボルトを挿入ないし
はこのボルトをモルタルで固結する先受ボルト工法、あ
るいはバイブルーフ工法、薬液注入工法等の対応方法が
講じられ、地山を強化することが行われている。しかし
ながら、このような従来の対応方法では、設備が大損り
となり、機械の設置や注入の準備に手間がかかり、また
これらの作業のために現場の作業をかなりの期間停止し
なければならないという難点を生じていた。
Conventionally, in geological zones such as soft rock (other mountains) or crushed ground, in order to prevent the top of the tunnel face from collapsing, etc., there is a wall at the top of the tunnel face along the arch of the top. Countermeasures are taken to strengthen the ground, such as the advance bolt method, in which a hole is drilled and a rock bolt is inserted into the hole, or the bolt is solidified with mortar, the vibration roof method, and the chemical injection method. things are being done. However, with this conventional method, there are disadvantages such as major damage to equipment, time-consuming installation of machines and preparation for injection, and the need to stop work at the site for a considerable period of time for these operations. was occurring.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

そこで、本発明者らは、このような難点を解消するため
、中空パイプからなるバッカーの一端側に布等のパツキ
ン(シール材)を配設し、上記パツキンにウレタン樹脂
等の発泡樹脂等を含浸させたのち、予め他山に穿設され
た孔内に上記バッカーを他端側から挿入し、その状態で
パツキンに含浸させたウレタン樹脂を硬化させてバッカ
ーの周囲に発泡層を形成して上記孔の開口を閉塞し、つ
いでこのバッカー内にウレタン樹脂等を圧入してバッカ
ーと孔壁との間隙を埋めると同時にウレタン樹脂を地山
内に浸透させ硬化させることにより、上記孔内にバッカ
ーを残したまま孔周囲の岩盤を固結させる方法を提案し
すでに特許出願している(特願昭58−144024号
)、すなわち、上記方法(以下この方法を「従来法」と
いう)は、第15図および第16図に示すように、トン
ネル切羽先端の天盤部29に天盤のアーチに沿って所定
間隔で斜め上向きに穿設されている孔内にバッカー30
を挿入して根元部のパツキン31で孔の開口を塞ぎ、そ
の状態でバッカー30の先端から、接続ユニット32を
備えたホース33から供給される二液型発泡ウレタン樹
脂を吐出させることによりウレタン樹脂で孔を埋め、さ
らにそのウレタン樹脂を地山内に図示のように浸透させ
硬化させることにより岩盤の固結を行うものである。
Therefore, in order to solve these difficulties, the present inventors provided a packing (sealing material) such as cloth on one end side of a backer made of a hollow pipe, and filled the packing with foamed resin such as urethane resin. After impregnation, the backer is inserted from the other end into a hole previously drilled in the other thread, and in this state, the urethane resin impregnated into the packing is cured to form a foam layer around the backer. The opening of the hole is closed, and then a urethane resin or the like is press-fitted into the backer to fill the gap between the backer and the hole wall, and at the same time, the urethane resin is allowed to penetrate into the ground and harden, thereby placing the backer inside the hole. A patent application has already been filed (Japanese Patent Application No. 144024/1982) for a method of solidifying the rock around the hole while leaving it intact.In other words, the above method (hereinafter referred to as the "conventional method") is As shown in the figure and FIG. 16, backers 30 are inserted into holes that are diagonally upwardly bored at predetermined intervals along the arch of the ceiling in the ceiling section 29 at the tip of the tunnel face.
is inserted and the opening of the hole is closed with the gasket 31 at the base, and in this state, the two-component foamed urethane resin supplied from the hose 33 equipped with the connection unit 32 is discharged from the tip of the backer 30. This method solidifies the rock by filling the holes with urethane resin and then infiltrating the urethane resin into the ground as shown in the figure and hardening it.

図において、34は支保工、35は固結領域である。ト
ンネルの形成は、このようにしてトンネル切羽先端の天
盤部29を天盤のアーチに沿って硬化樹脂で固め、その
状態でトンネル切羽先端を掘削し、−定距離掘削したの
ちさらにトンネル切羽先端の天盤部29を固結するとい
うことを繰返して行われる。この場合、上記従来法によ
れば、天盤部29の固結は、第17図に示すように、孔
内に残したバッカー30とその周囲に分布する固結領域
35の双方によって行われるため極めて強靭な固結が行
われる。そのうえ、施工に大形の機械を要しないため大
損りな設備が不要となり、かつ固結が筒車であるため現
場作業の中断が極めて短期間ですむという利点がある。
In the figure, 34 is the shoring, and 35 is the consolidation area. The tunnel is formed by solidifying the top plate 29 at the tip of the tunnel face with a hardened resin along the arch of the top plate, and in this state, excavating the tip of the tunnel face. After excavating a certain distance, The process of solidifying the top plate portion 29 is repeated. In this case, according to the conventional method, the top plate portion 29 is consolidated by both the backer 30 left in the hole and the consolidated area 35 distributed around it, as shown in FIG. Extremely strong consolidation is achieved. Furthermore, since no large machinery is required for construction, there is no need for costly equipment, and because the consolidation is done with hour wheels, there is an advantage that interruptions in on-site work can be minimized in an extremely short period of time.

しかしながら、上記工法では、使用する二液型発泡ウレ
タン樹脂として、2液混合後の硬化時間が3〜5分のウ
レタン樹脂を使用しているため、上記孔内にバッカー3
0を挿入してウレタン樹脂を圧入すると、他山に浸透す
る樹脂の硬化までに時間がかかつて樹脂の浸透領域が太
き(なる。したがって、第15図に示すように、地山固
結後掘削を行うときには、第15図のAで示す部分が掘
削により除去されるようになり、この部分の樹脂が無駄
になるばかりか、この部分の岩盤が固結されて硬い状態
になっているため、掘削にも手間がかかるという難点を
存している。そのうえ、上記のように、樹脂の浸i3’
BJI域が太き(なることによって、使用樹脂量が多く
なると同時に樹脂の圧入時間も長くなる。すなわち、上
記ウレタン樹脂のバッカー30に対する圧入に際しては
、バッカー30の先端から吐出されたウレタン樹脂が地
山内に浸透して硬化すると、樹脂の圧入に要する圧力が
急に高くなることから、それを目安として樹脂の圧入を
止めるものであり、使用するウレタン樹脂の硬化時間が
長ければその分、樹脂液の圧入量が多くなって浸透領域
が大きくなり、上記のように、無駄な浸透部分が生じる
とともに、樹脂液の圧入時間および使用量が増加するの
である。上記のような無駄な部分Aを少なくするために
は、バッカーの上向き傾斜角を大きくして樹脂の浸透領
域を上向きに大きく傾斜きせればよい。これによって無
駄な浸透部分Aが少なくなる。しかしながら、地山の圧
力の支受のためには、上記浸透領域の傾斜角を小さくし
てできるかぎり水平に近い状態にする方が効果的であり
、上記のように、上向きに傾斜角を大きくすると、地山
の圧力を効果的に支受することができなくなる。したが
って、これらを勘案すると、バッカー30の上向き傾斜
の限界は、第16図に示すように25〜3′0°となる
のであるが、この傾斜角度では、無駄な浸透部分Aが生
じるのである。また、上記ウレタン樹脂の圧入に際して
は、上記バッカー30にいちいちパツキン31を装着し
なければならないためその作業も煩雑である。さらにま
た、従来の岩盤固結工法は硬化時間の長い薬液を用いる
ため、地山を通じての切羽手前への薬液のリークは時と
して避けられず、固結に先立って天盤面にコンクリート
吹き付は処理を行う必要があり、施工に時間がかかると
いう難点がある。
However, in the above construction method, the two-component foamed urethane resin used is a urethane resin that takes 3 to 5 minutes to harden after mixing the two components.
When 0 is inserted and urethane resin is press-fitted, it takes time for the resin that penetrates into other mountains to harden, and the area where the resin penetrates becomes thicker (as shown in Figure 15). When excavating, the part indicated by A in Figure 15 is removed by excavation, and not only is the resin in this part wasted, but the rock in this part is consolidated and hard. However, it has the disadvantage that excavation is time-consuming.In addition, as mentioned above, resin immersion i3'
The BJI region is thick (as a result, the amount of resin used increases and the resin press-fitting time also increases. In other words, when press-fitting the urethane resin into the backer 30, the urethane resin discharged from the tip of the backer 30 is When the urethane resin penetrates into the mountain and hardens, the pressure required for press-fitting the resin suddenly increases, so this is used as a guide to stop press-fitting the resin.The longer the curing time of the urethane resin used, the more the resin liquid As the amount of press-in increases, the permeation area becomes larger, and as mentioned above, wasteful permeation occurs, and the press-in time and amount of resin liquid used increase. In order to do this, the upward inclination angle of the backer can be increased to make the resin infiltration area tilt upward.This will reduce the wasted infiltration area A.However, due to the support of the pressure of the ground, For this reason, it is more effective to reduce the slope angle of the permeable area to make it as close to horizontal as possible.As mentioned above, increasing the slope upward will effectively support the pressure of the ground. Therefore, taking these into consideration, the limit of the upward inclination of the backer 30 is 25 to 3'0° as shown in Fig. 16, but at this inclination angle, unnecessary penetration occurs. Part A is generated.Furthermore, when press-fitting the urethane resin, the work is complicated because the packing 31 must be attached to the backer 30 one by one.Furthermore, in the conventional rock consolidation method, the curing time is short. Because a long chemical solution is used, it is sometimes unavoidable that the chemical solution leaks through the ground to the front of the face, and it is necessary to treat the concrete spraying on the top surface before consolidation, which takes time. There are some difficulties.

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、樹
脂浸透領域内における無駄な部分の発生の防止、施工時
間の短縮、使用樹脂量の低減および施工作業の筒素化を
目的とする。
The present invention was made in view of the above circumstances, and aims to prevent the generation of wasteful parts in the resin permeation area, shorten the construction time, reduce the amount of resin used, and streamline the construction work.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するため、この発明の岩盤固結工法は
、トンネル切羽先端の天盤部に、トンネル掘削方向に延
びるように孔を穿設し、この孔内に、先端側に薬液吐出
孔を有するロックボルトを根元まで挿入した状態で位置
決めし、そのロックボルト内に岩盤固結用薬液を圧入し
、上記孔内に岩盤固結用薬液を充満させたのち岩盤に浸
透させ、上記孔内にロックボルトを残した状態で上記孔
内充満および岩盤浸透の岩盤固結用薬液を硬化させるこ
とにより岩盤固結を行う方法であって、上記ロックボル
トを、上記天盤部天井面のトンネル掘削方向延長面を基
準にし、ロックボルトの中心軸が上記延長面に対して1
0〜゛20度の角度になるように上向き傾斜させ、岩盤
固結用薬液として、速硬性の二液型発泡ウレタン樹脂を
使用するという構成をとる。
In order to achieve the above object, the rock consolidation method of the present invention involves drilling a hole in the ceiling at the tip of the tunnel face so as to extend in the tunnel excavation direction, and in this hole, there is a chemical discharge hole on the tip side. Position the rock bolt with the rock bolt inserted all the way to the base, pressurize the rock solidification chemical into the rock bolt, fill the hole with the rock solidification chemical, allow it to penetrate into the rock, and press the rock solidification chemical into the rock bolt. A method of solidifying rock by hardening a chemical solution for rock solidification that fills the hole and penetrates the rock, with the rock bolt remaining in the hole, the rock bolt is used to excavate a tunnel on the ceiling surface of the roof section. Based on the direction extension surface, the center axis of the lock bolt is 1 point with respect to the above extension surface.
It is tilted upward at an angle of 0 to 20 degrees, and a fast-curing two-component foamed urethane resin is used as the rock solidification chemical.

すなわち、本発明者らは、自らが先に提案した上記従来
法の欠点を解消するためさらに研究を重ねた結果、従来
、硬化速度があまり速い樹脂を使用するとパッカー等の
中空パイプ内で樹脂の硬化が生じるという理由から使用
が不可能視されていた硬化速度の速い特殊な二液型発泡
ウレタン樹脂を使用すると、パッカー等の中空パイプの
周囲に円柱状に形成される樹脂浸透領域の直径が小さく
なり、したがって、これまでのように無駄な部分A(第
15図参照)が著しく少なくなると同時に、施工時間お
よび使用樹脂量の著しい低減を実現できることをつきと
めた。そして、上記樹脂は上記中空パイプの先端から吐
出されて孔の開口近傍に流下したときに丁度硬化して孔
の開口を閉塞することから、従来法のように、パッカー
に予めパツキン等を取付けて孔の開口を閉塞し樹脂の洩
れを防ぐというような煩雑な作業も必要とせず、そのう
え、砂等の軟弱な地山に対してもコンクリート吹き付は
処理をすることなく岩盤固結をなしうることを見いだし
、この発明に到達した。
In other words, as a result of further research in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional method that the present inventors had proposed earlier, the inventors found that conventionally, when using a resin that has an extremely fast curing speed, it is difficult to cure the resin in a hollow pipe such as a packer. When using a special two-component foamed urethane resin with a fast curing speed, which was considered impossible to use due to curing, the diameter of the resin permeation area that is formed in a cylindrical shape around hollow pipes such as packers can be reduced. Therefore, it has been found that the wasted portion A (see FIG. 15), which was conventionally required, is significantly reduced, and at the same time, the construction time and the amount of resin used can be significantly reduced. Then, when the resin is discharged from the tip of the hollow pipe and flows down near the opening of the hole, it hardens exactly and closes the opening of the hole. Therefore, as in the conventional method, a packing etc. is attached to the packer in advance. There is no need for complicated work such as closing hole openings to prevent resin from leaking, and concrete spraying can solidify the rock without any treatment even on soft ground such as sand. We discovered this and arrived at this invention.

この発明は、速硬性の二液型発泡ウレタン樹脂を用い、
これを岩盤に穿設された孔内に挿入されているロックボ
ルトに圧入して″岩盤固結を行う。
This invention uses a fast-curing two-component foamed urethane resin,
This is press-fitted into a rock bolt inserted into a hole drilled in the rock to perform "rock consolidation."

上記速硬性の二液型発泡ウレタン樹脂としては、例えば
、下記のA液とB液とを配合比1:1で使用し、2液混
合後の硬化時間が5〜30秒と極めて短いものが賞用さ
れる。上記A液は、水酸基を二つ以上もつ第一級ポリオ
ールを主体とした混合液で、水酸基価250〜450 
KOHmg/gのポリオール液から構成されている。こ
のようなポリオール液は、通常、水酸基価20〜640
0 Kojimg/g、平均分子量18〜5000で2
官能以上の第一および第二級ポリオールを数種併用して
調製される。また、上記B液はイソシアネート基を二つ
以上有するジフェニルメタン−4,4゛ −ジイソシア
ネート(MDI)、ポリメリック・ポリフェニル・ポリ
イソシアネート(ポリメリックMDI、  クルードM
DI)およびトリレンジイソシアネート(TDI)の少
なくとも一つを主体とした平均分子量174〜2000
. イソシアネート基含有!18〜48重量%(以下「
%」と略す)のイソシアネート液から構成されている。
As the above-mentioned fast-curing two-component foamed urethane resin, for example, one that uses the following components A and B at a mixing ratio of 1:1 and has an extremely short curing time of 5 to 30 seconds after mixing the two components. Awarded. The above liquid A is a mixed liquid mainly composed of a primary polyol having two or more hydroxyl groups, and has a hydroxyl value of 250 to 450.
It is composed of KOHmg/g polyol liquid. Such polyol liquid usually has a hydroxyl value of 20 to 640.
0 Kojimg/g, average molecular weight 18-5000 and 2
It is prepared by using a combination of several types of primary and secondary polyols having higher functionality. In addition, the above B liquid contains diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), polymeric polyphenyl polyisocyanate (polymeric MDI, crude M) having two or more isocyanate groups.
DI) and tolylene diisocyanate (TDI) with an average molecular weight of 174 to 2000.
.. Contains isocyanate groups! 18-48% by weight (hereinafter “
%) isocyanate liquid.

より詳しく説明すると、上記A液のポリオール成分とし
ては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン
、ヘキシレングリコール。
To explain in more detail, the polyol components of the liquid A include polypropylene glycol, polyethylene glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and hexylene glycol.

ヒマシ油等のアルキレングリコールがあげられる。また
、グリセリン、ソルビトールもしくは蔗糖に、エチレン
オキサイドやプロピレンオキサイドを付加した付加物や
、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合物
ならびにエチレンジアミン、ジェタノールアミン、トリ
エタノールアミン、トリエチレンジアミン等のアミン類
にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを付加し
た反応物等があげられる。特に好適なのは下記のポリオ
ール類である。
Examples include alkylene glycols such as castor oil. In addition, ethylene oxide and propylene oxide are added to glycerin, sorbitol, or sucrose, as well as ethylene oxide-propylene oxide copolymers, and amines such as ethylene diamine, jetanolamine, triethanolamine, and triethylene diamine. Examples include reactants to which propylene oxide is added. Particularly suitable are the following polyols.

(1)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、ジプロピレングリコール等の低
分子(分子量60〜1000)、低粘度(500cps
 / 25℃以下)の2官能以上で水酸基価が50〜2
000 gOHmg/gのアルキレングリコール。
(1) Low molecular weight (molecular weight 60-1000) such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, low viscosity (500 cps)
/ 25℃ or below), bifunctional or higher, and a hydroxyl value of 50 to 2
000 gOHmg/g alkylene glycol.

(2)グリセリン、蔗糖に、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイドを付加した分子量500〜6000.
水酸基価20〜1000 KOHmg/gの2官能以上
のポリオール。
(2) Glycerin, sucrose added with ethylene oxide and propylene oxide, with a molecular weight of 500 to 6,000.
A bifunctional or higher functional polyol with a hydroxyl value of 20 to 1000 KOHmg/g.

(3)  エチレンジアミン、トリエタノールアミン、
トリエチレンジアミンに、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイドを付加した分子量100〜s o o 
o、水酸基価20〜1000 KOHmg/ gの2官
能以上のポリオール。
(3) Ethylenediamine, triethanolamine,
Triethylene diamine with ethylene oxide and propylene oxide added, molecular weight 100 to so o
o, a bifunctional or more functional polyol with a hydroxyl value of 20 to 1000 KOHmg/g.

B液のイソシアネート成分としては、イソシアネート基
含有量30〜31.5%のポリメリックMDI、高反応
性であるジフェニルメタン−4,4° −ジイソシアネ
ート(イソシアネート基含有量32〜34%)の二量体
、三量体の配合物やクルードMDIと低分子量(50〜
1000)のポリオール、例えばエチレングリコール、
ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等との
反応生成物(イソシアネート基含有量20〜30%)な
らびに上記ジフェニルメタン−4,4° −ジイソシア
ネートの二量体、三景体と上記低分子量ポリオールとの
反応物があげられる。
The isocyanate components of liquid B include polymeric MDI with an isocyanate group content of 30 to 31.5%, a dimer of highly reactive diphenylmethane-4,4°-diisocyanate (isocyanate group content of 32 to 34%), Trimeric formulations and crude MDI with low molecular weight (50~
1000) polyols, such as ethylene glycol,
Examples include reaction products with diethylene glycol, dipropylene glycol, etc. (isocyanate group content 20 to 30%), dimers of the diphenylmethane-4,4°-diisocyanate, and reaction products of the trikeidome with the above low molecular weight polyols. .

なお、上記A液のポリオール成分は、第一級水酸基をも
ち、イソシアネート基との反応性は非常に速く活発であ
るが、さらに反応速度を速めるため触媒を配合してもよ
い。触媒としては、例えばエチレンジアミン、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、
ジェタノールアミン、ジメチルエタノールアミン等の脂
肪族アミンや、4,4゛ −ジアミノジフェニルメタン
等の芳香族アミンと、ジブチル錫ジ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。また、ウレタン樹
脂発泡体の発泡倍率の向上は、トリクロロモノフルオロ
メタンCCC13F) 、メチレンクロライド(CzH
4CI!z )等やペンタン等の不活性溶剤ならびに水
等の使用が考えられるが、作業員に対する影響等の観点
から発泡剤として水を主体に用いることが望ましい。た
だ、上記メチレンクロライドは発泡剤として作用すると
同時に、ポリオール成分と触媒等の成分との相溶性向上
効果を奏するため、全体の10%以下、好ましくは0.
5〜3%の範囲内で使用することが好適である。発泡剤
として水を使用する場合には水を0゜1〜5%配合する
ことが行われる。発泡倍率15倍にするには1〜4%の
水を添加すればよい。
The polyol component of the liquid A has a primary hydroxyl group, and its reactivity with isocyanate groups is very fast and active, but a catalyst may be added to further speed up the reaction rate. Examples of catalysts include ethylenediamine, triethylenediamine, triethylamine, ethanolamine,
Aliphatic amines such as jetanolamine and dimethylethanolamine, aromatic amines such as 4,4'-diaminodiphenylmethane, and organic amines such as dibutyltin dilaurate, tin octylate, tin chloride, lead octenoate, and lead naphthenate. It can be used in combination with a metal catalyst. In addition, the expansion ratio of urethane resin foam can be improved by using trichloromonofluoromethane CCC13F), methylene chloride (CzH
4CI! Although it is possible to use an inert solvent such as z), pentane, or water, it is preferable to mainly use water as the blowing agent from the viewpoint of the impact on workers. However, since the methylene chloride acts as a blowing agent and at the same time has the effect of improving the compatibility between the polyol component and components such as the catalyst, it accounts for 10% or less of the total, preferably 0.
It is suitable to use within the range of 5 to 3%. When water is used as a blowing agent, it is blended in an amount of 0.1 to 5%. In order to increase the expansion ratio to 15 times, 1 to 4% of water may be added.

上記のA液およびB液からなる二液型発泡ウレタン樹脂
は、A液およびB液の混合後、0〜30℃において5〜
30秒で硬化するものであり、本発明者らが先に提案し
た従来法で使用するパッカーを用いても他山に穿設され
た孔内に注入することが可能であるが、本発明者らが新
たに開発したロックボルトを用いると、ウレタン樹脂を
ロックボルト等の中空パイプの途中で硬化させることな
く、円滑にかつ奥行の長い孔に対しても注入しうるため
好適である。
The above two-component foamed urethane resin consisting of liquid A and liquid B is produced at a temperature of 5 to 30°C at 0 to 30°C after mixing liquid A and liquid B.
It hardens in 30 seconds, and can be injected into holes drilled in other holes using the packer used in the conventional method proposed by the inventors. The use of the newly developed rock bolt by et al. is suitable because the urethane resin can be injected smoothly into a long hole without curing the urethane resin in the middle of the hollow pipe such as the rock bolt.

本発明者らが開発したロックボルトは、ジャンボドリル
等の削岩機で岩盤に穿設された孔に打ち込んだのち、ウ
レタン樹脂を注入する打ち込みタイプのものと、それ自
体が削岩機等のドリルとなる自穿孔タイプのものとがあ
る。
The rock bolts developed by the present inventors are of the driving type, in which urethane resin is injected after the rock bolt is driven into a hole drilled in the rock using a rock drill such as a jumbo drill, and the rock bolt itself is driven by a rock drill such as a jumbo drill. There is also a self-drilling type that can be used as a drill.

第1図は打ち込みタイプのロックボルトを示している。Figure 1 shows a driving type lock bolt.

このロックボルトは、先端閉鎖型中空パイプからなるパ
ッカー部1と、中空パイプからなるロックボルト本体2
をねし継手3で継合してなり、外径271m、内径14
1鳳で全長Aが略3m、パッカー部1の長さBが1m、
ロックボルト本体2の長さCが2mに設定されている。
This rock bolt consists of a packer part 1 made of a hollow pipe with a closed end, and a rock bolt main body 2 made of a hollow pipe.
are joined with threaded joint 3, and the outer diameter is 271 m and the inner diameter is 14 m.
1 piece has a total length A of about 3 m, a packer part 1 length B of 1 m,
The length C of the lock bolt body 2 is set to 2 m.

そして、上記パッカー部1の先端部の外周に直径5 m
sの薬液吐出孔4が10個形成されている。他方、パッ
カー部1の後端のねじ部隣接部分には段部1aが設けら
れており、そこに第2図(a)、  (b)に示す静止
ミキサー5がその根元側リング部6を位置させ、先端側
をパッカー部1の先端側に向けた状態で挿入され固定さ
れている。上記静止ミキサー5には、根元側リング部6
の中心から前方(矢印X方向)に延びる線状中心軸5a
を中心に、左半分にv字状2重羽根5bが一定間隔で傾
斜配設され、右半分には1重羽根5Cが一定間隔で傾斜
配設され、ロックボルト内に圧入されたウレタン樹脂の
A液およびB液をそれぞれ左半分、右半分に受は入れ上
記両液を同方向(矢印A、B方向)に旋回させながら移
送するようになっている。この場合、右半分には1重羽
根5C1左半分にはV字状2重羽根5bが設けられ、ウ
レタン樹脂が右半分から左半分に旋回移行すると、入口
側が広く出口側が狭隘になっているV字状2重羽根5b
の作用によって流速が速められ、左半分から右半分に戻
ると初期速度に戻る。すなわち、A液、B液は左半分、
右半分の流速の差により同方向に旋回しながらミキシン
グされるのであり、従来のようにA液、B液を相互に逆
方向に回転させその交叉部においで両液を衝突させてミ
キシングされるものではないため、注入時の初期流速を
維持したままミキシングされ前方に送られる。すなわち
、上記ロックボルトは、このような特殊な静止ミキサー
5を装備しているのであり、これによって硬化の著しく
速いウレタン樹脂を途中で硬化させることなくミキシン
グ移送し先端から円滑に吐出させうるのである。また、
第1図に示すように、ロックボルト本体2の後端には開
口部にワンタッチ接続機構(図示せず)を備えた逆止弁
付継手7がねし継合されている。そして、このロックボ
ルトは第3図に示すように、トンネル切羽先端の天盤部
8に天盤のアーチに沿って所定間隔で穿設されている孔
9内に、上向き(角度θ=10〜200)の状態で打ち
込み挿入され、後端の逆止弁付継手7に、接続ユニット
10付ホース11がワンタッチで取付けられるようにな
っている。第3図において、12は上記ホース11に二
液型発泡ウレタン樹脂のA液およびB液を送り込むウレ
タン圧入ポンプである。
A diameter of 5 m is attached to the outer periphery of the tip of the packer part 1.
Ten chemical liquid discharge holes 4 of s are formed. On the other hand, a stepped portion 1a is provided at the rear end of the packer portion 1 adjacent to the threaded portion, and the stationary mixer 5 shown in FIGS. It is inserted and fixed with the distal end facing toward the distal end of the packer portion 1. The stationary mixer 5 includes a root side ring portion 6.
A linear central axis 5a extending forward (in the direction of arrow X) from the center of
Centering on , V-shaped double blades 5b are tiltedly arranged at regular intervals in the left half, and single blades 5C are tiltedly arranged at regular intervals in the right half. Liquid A and liquid B are received in the left and right halves, respectively, and both liquids are transferred while being rotated in the same direction (direction of arrows A and B). In this case, the right half is provided with a single blade 5C1 and the left half is provided with a V-shaped double blade 5b, and when the urethane resin rotates from the right half to the left half, the inlet side is wide and the outlet side is narrow. Letter-shaped double blade 5b
The flow speed increases due to the action of , and returns to the initial speed when returning from the left half to the right half. In other words, liquid A and liquid B are on the left half,
Mixing occurs while rotating in the same direction due to the difference in flow velocity between the right halves, and mixing occurs by rotating liquids A and B in opposite directions and colliding them at the intersection, as in the past. Since it is not a liquid, it is mixed and sent forward while maintaining the initial flow rate at the time of injection. In other words, the rock bolt is equipped with such a special static mixer 5, which allows the urethane resin, which hardens extremely quickly, to be mixed and transferred without curing in the middle, and to be smoothly discharged from the tip. . Also,
As shown in FIG. 1, a joint 7 with a check valve is screw-jointed to the rear end of the lock bolt main body 2 and has a one-touch connection mechanism (not shown) in its opening. As shown in FIG. 3, the rock bolts are inserted upward (angle θ=10~ 200), and the hose 11 with the connection unit 10 can be attached to the joint 7 with a check valve at the rear end with a single touch. In FIG. 3, reference numeral 12 denotes a urethane press-in pump that feeds liquids A and B of two-component foamed urethane resin into the hose 11.

第4図は自穿孔タイプのロックボルトを2種顕示してい
る。第4図(a)のロックボルトはバッカー部1および
ロックボルト本体2をねし継手3で継合することにより
構成されているが、バッカー部1の先端が開放しており
、その開放部にドリル部(第5図参照)13を嵌合して
構成されている。このドリル部13は先端の端面に4枚
の刃14が円周方向に90°間隔で設けられており、端
面の中央部に中心孔15が形成されているとともに、刃
と刃の間にそれぞれ外周孔16が形成されている。なお
、逆止弁付継手は、ウレタン樹脂圧入時に取付けられる
。それ以外の部分は第1図のロックボルトと同じである
から同一部分に同一符号を付している。第4図(b)の
ロックボルトは、パッカー部1の先端に、ドリル部17
が一体形成されている。この場合、ドリルの刃部18は
、根元から2叉に分岐して形成されており、その分岐部
分の先端がそれぞれ刃19に形成されている。上記分岐
している刃の根元部には、外周孔20が形成されている
。それ以外の部分は第1図のロックボルトと同じである
Figure 4 shows two types of self-drilling type lock bolts. The lock bolt shown in Fig. 4(a) is constructed by joining a backer part 1 and a lock bolt main body 2 with a screw joint 3, but the tip of the backer part 1 is open, and the open part A drill portion (see FIG. 5) 13 is fitted into the drill portion. This drill part 13 has four blades 14 provided at 90° intervals in the circumferential direction on the end face of the tip, a center hole 15 is formed in the center of the end face, and each blade has a center hole 15 between the blades. An outer peripheral hole 16 is formed. Note that the joint with a check valve is installed when the urethane resin is press-fitted. Since the other parts are the same as the lock bolt shown in FIG. 1, the same parts are given the same reference numerals. The lock bolt shown in FIG. 4(b) has a drill part 17 at the tip of the packer part 1.
are integrally formed. In this case, the blade portion 18 of the drill is formed to be bifurcated from the base, and the tips of the bifurcated portions are each formed into a blade 19. An outer circumferential hole 20 is formed at the base of the branching blade. The other parts are the same as the lock bolt shown in Figure 1.

この発明は、上記ロックボルトを用い、第6図に示すよ
うに、ロックボルトを、トンネル切羽先端の天盤部天井
面のトンネル掘削方向延長面Aを基準にし、ロックボル
トの中心軸がその延長面Aに対して10〜20@の角度
θになるように上向き状態でロックボルトを天盤部8内
に挿入して岩盤固結を行う。第6図において、26は浸
透樹脂の硬化により形成された固結領域である。より詳
しく説明すると、打ち込みタイプのロックボルトを使用
するときは、トンネル切羽先端の天盤部8に、天盤に沿
って所定間隔で、第7図に示すように、ジャンボドリル
等の削岩機21によって孔22を穿設(上向きに10〜
20″の角度)する。
This invention uses the above-mentioned rock bolt, and as shown in FIG. A rock bolt is inserted into the ceiling part 8 in an upward direction so as to form an angle θ of 10 to 20@ with respect to the surface A, and rock consolidation is performed. In FIG. 6, 26 is a consolidated region formed by hardening of the penetrating resin. To explain in more detail, when using a driving type rock bolt, insert a rock drill such as a jumbo drill into the ceiling part 8 at the tip of the tunnel face at predetermined intervals along the ceiling as shown in Figure 7. Hole 22 is drilled by hole 21 (upwards from 10 to
20″ angle).

そして、穿設された孔22内に第1図に示すロックボル
トを、ロックボルト本体2の後端に、第8図に示すよう
に打ち込み用アダプター23を取付けて削岩機・コール
ビック24等で打ち込み、ついで打ち込まれたロックボ
ルトの後端に第9図に示すように逆止弁付継手25を取
付け、これに、接続ユニット10付ホース11を、その
接続ユニット10を逆止弁付継手25にワンタッチで装
着することにより取付ける。ついでそのホース11から
ウレタン樹脂のA液およびB液をロックボルト内に15
〜20kg/cnlの圧力で圧入する。このようにして
圧入されたA液およびB液はねし継手3まではA液およ
びB液の層流状態で到達し、パッカー部1に到達したの
ちは静止ミキサー5 (第1図参照)により混合されそ
の状態でロックボルト先端の薬液吐出孔4から吐出され
る。この場合、最初に吐出されたウレタン樹脂液は孔2
2の先端側から開口方向に流れ、その過程で硬化し、孔
22の開口に到達するまでに完全硬化状態になって開口
を閉塞し後から吐出される樹脂の洩れを防ぐ。したがっ
て、従来法のようにパツキンを使用して孔22の開口を
閉塞する必要はない。そして、上記浸透樹脂が硬化する
と、ウレタン圧入ポンプの圧入圧力が急に高くなるため
、樹脂の圧入を止め、接続ユニット10をワンタッチで
外す。このようにしてロックボルトが孔22内に固定7
され、かつ孔22の周囲の他山が硬化樹脂で固結される
。この状態を第10図に示す。このようにしてトンネル
切羽先端の天盤部8に所定間隔で穿設された孔22にロ
ックボルトが挿入され岩盤固結が行われる。26は固結
領域である。その結果、第11図に示すように、複数の
ロックボルトとそれぞれの周囲の固結領域26との相乗
効果により天盤部8全体の補強が行われる。
Then, a rock bolt shown in FIG. 1 is inserted into the drilled hole 22, and a driving adapter 23 is attached to the rear end of the rock bolt main body 2 as shown in FIG. Then, attach the check valve fitting 25 to the rear end of the driven lock bolt as shown in FIG. It can be installed by attaching it to 25 with one touch. Next, pour urethane resin liquids A and B from the hose 11 into the lock bolt.
Inject at a pressure of ~20 kg/cnl. The A and B liquids press-fitted in this way reach the splash joint 3 in a laminar flow state, and after reaching the packer part 1, the static mixer 5 (see Figure 1) The mixture is mixed and in that state is discharged from the chemical discharge hole 4 at the tip of the rock bolt. In this case, the urethane resin liquid discharged first is
The resin flows from the tip side of the hole 22 toward the opening, hardens in the process, and reaches a completely hardened state by the time it reaches the opening of the hole 22, closing the opening and preventing leakage of the resin to be discharged later. Therefore, there is no need to use a gasket to close the opening of the hole 22 as in the conventional method. When the penetrating resin hardens, the press-fitting pressure of the urethane press-fitting pump suddenly increases, so the press-fitting of the resin is stopped and the connection unit 10 is removed with one touch. In this way, the lock bolt is fixed in the hole 22 7
In addition, the other ridges around the hole 22 are solidified with a cured resin. This state is shown in FIG. In this way, rock bolts are inserted into the holes 22 drilled at predetermined intervals in the ceiling portion 8 at the tip of the tunnel face, and rock consolidation is performed. 26 is a consolidation area. As a result, as shown in FIG. 11, the entire top panel 8 is reinforced by the synergistic effect of the plurality of lock bolts and the consolidated regions 26 around them.

上記固結領域は、第6図に示すように、θが10〜20
″と小さい傾斜角で上向き傾斜され水平状態に近くなっ
ているロックボルトの周囲に形成されており、地山の圧
力を効果的に支受することができる。しかも、上記ロッ
クボルトの周囲に形成された円柱状固結領域は、硬化の
著しく速い樹脂によって形成されているため、直径が小
さく、したがって、その固結領域26を超えてさらに前
方に掘削する際、従来のように無駄になる部分A(第1
5図参照)を生じない。したがって、掘削時に樹脂で固
まった部分を、さらに掘削除去するというような事態を
招かず、掘削を効果的に行うことができるようになる。
As shown in FIG. 6, the solidified region has a θ of 10 to 20.
It is formed around a rock bolt that is tilted upward at a small inclination angle of 200 cm and is nearly horizontal, and can effectively support the pressure of the ground. The cylindrical consolidation area 26 is formed by a resin that hardens very quickly, so it has a small diameter, and therefore, when drilling further forward beyond the consolidation area 26, there is no conventional wasted part. A (first
(See Figure 5). Therefore, it is possible to effectively perform excavation without causing a situation in which a portion hardened with resin is further excavated and removed during excavation.

なお、第6図では、ロックボルトを、天盤部天井面とト
ンネル切羽先端の壁面Bとがつくる角部から斜め上方に
挿入しているが、角部より下側の部分から上記の角度を
保った状態で、斜め上方に挿入してもよいし、角部より
やや上方の天盤部8の部分から斜め上方に挿入するよう
にしても差し支えはない。
In Fig. 6, the rock bolt is inserted diagonally upward from the corner formed by the ceiling surface of the top panel and wall surface B at the tip of the tunnel face, but the above angle is inserted from the part below the corner. It may be inserted diagonally upward in the same state, or it may be inserted diagonally upward from a portion of the top plate 8 slightly above the corner.

また、第4図(a)、  (b)の自穿孔タイプのロッ
クボルトを使用するときにも、第6図に示すようにロッ
クボルトの中心軸と延長面Aと成す角θが10〜20″
になるように行う必要がある。
Also, when using the self-drilling type lock bolts shown in Figures 4(a) and (b), the angle θ between the central axis of the lock bolt and the extension surface A is 10 to 20, as shown in Figure 6. ″
It is necessary to do so so that

より詳しく述べると、ロックボルトを第12図に示すよ
うに、削岩機28にドリルとして取付け、孔穿設時に、
削岩機28に設けられた水、エアー送入パイプ29aか
らロックボルト内に水、エアーを圧入してロックボルト
先端の中心孔15.外周孔16から吐出させ、ロックボ
ルトの刃が削り出す土、砂等を、ロックボルトの外周に
沿って孔22内を後方に移行させ孔22の開口から外部
に排出しながら孔22の穿孔を行う。このようにロック
ボルトをドリルとして使用して孔22を形成し、その孔
22の中にロックボルトを残し、ついでロックボルトの
後端に逆止弁付継手25を接続し、第13図に示すよう
に接続ユニット10付ホース11をワンタッチで接続し
、二液型発泡ウレタン樹脂のA液およびB液を注入し、
ロックボルト先端の刃部に設けられた中心孔15.外周
孔16から吐出させ、打ち込みタイプと同様にして岩盤
固結(第6図参照)を行う。
More specifically, as shown in FIG. 12, the rock bolt is attached to the rock drill 28 as a drill, and when drilling a hole,
Water and air are press-fitted into the rock bolt from the water and air supply pipe 29a provided in the rock drill 28 to form the center hole 15 at the tip of the rock bolt. The hole 22 is drilled while being discharged from the outer circumferential hole 16 and dirt, sand, etc. scraped by the blade of the rock bolt are moved backward inside the hole 22 along the outer periphery of the rock bolt and discharged to the outside from the opening of the hole 22. conduct. In this way, the hole 22 is formed using the rock bolt as a drill, the rock bolt is left in the hole 22, and the joint 25 with a check valve is connected to the rear end of the rock bolt, as shown in FIG. Connect the hose 11 with the connection unit 10 with one touch, inject the two-component foamed urethane resin liquids A and B, and
Center hole 15 provided in the blade at the tip of the lock bolt. It is discharged from the outer peripheral hole 16 and solidified into rock (see Fig. 6) in the same manner as the driving type.

このようにして、トンネル切羽先端の天盤部に、第11
図に示すように、天盤部8のアーチに沿って所定間隔で
ロックボルトが打ち込まれ、その周囲にウレタン樹脂の
固結領域26が形成され天盤部8の補強がなされる。さ
らに、第12図ではロックボルトを90°の範囲内に分
布させているが、それに限らず、90〜1200の範囲
内であれば任意の角度に分布させることができ、場合に
よってはそれ以上の角度に分布させることができる。
In this way, the 11th
As shown in the figure, lock bolts are driven at predetermined intervals along the arch of the top plate 8, and a solidified area 26 of urethane resin is formed around the lock bolts, thereby reinforcing the top plate 8. Furthermore, although the rock bolts are distributed within a range of 90 degrees in Figure 12, they are not limited to this, and can be distributed at any angle within the range of 90 to 1200 degrees, and in some cases even more. Can be distributed angularly.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明は、ロックボルトの中心軸が天
盤部天井面のトンネル掘削方向延長面に対して、10〜
20°の角度になるようにロックボルトを上向き傾斜さ
せ、かつ岩盤固結用薬液として2液混合後の硬化時間が
短い二液型発泡ウレタン樹脂を用い、これを上記ロック
ボルトに圧入するため、ロックボルトの周囲に、固結領
域が地山の圧力を支受するのに効果的な角度で形成され
るようになる。しかも、従来法のように、トンネル切羽
の掘削予定部分に上記固結領域の一部が入ってその部分
が掘削されるという事態を生じないため、ウレタン樹脂
の無駄がなくなると同時に固結領域による掘削の障害が
な(なり、効率良くトンネル掘削を行うことができるよ
うになる。そのうえ、上記ウレタン樹脂の圧入の際、硬
化時間の短い二液型発泡ウレタン樹脂が、ロックボルト
の先端側の薬液吐出孔から吐出され、岩盤に穿設された
孔の先端から開口方向に流れる過程で硬化し、孔の開口
近傍を閉塞してそれ以降吐出されるウレタン樹脂の洩れ
を防ぐ。したがって、従来のように、ロックボルトにパ
ツキンを設けて孔を閉塞するという煩雑な作業が不要に
なる。しかも注入樹脂が岩盤に適正に浸透して速やかに
硬化するため、従来のように多量のウレタン樹脂を岩盤
に必要量以上浸透させるという無駄がなくなり、使用樹
脂の大幅な節約を実現できると同時に作業時間の大幅な
短縮を実現しうるようになる。ただし、この発明によれ
ば、ロックボルトの周囲に形成される固結領域の幅が狭
くなるため、第11図と第17図との対比から明らかな
ように、−定の範囲の天盤部を固化するに当たり、従来
法よりも穿設する孔の数およびそれに配挿するロックボ
ルトの数も多くなるが、この発明では、ロックボルト1
本当たりのウレタン樹脂の硬化時間が、従来法よりも短
いため、全体の施工時間の大幅な短縮を実現しうるよう
になる。また、ロックボルト1本当たりの樹脂の使用量
が著しく少ないため、ロックボルト数が増加しても使用
薬液量は従来法よりも著しく少なくなる。なお、第11
図と第17図との対比かられかるように、ロックボルト
の周囲に形成される円柱状の固結領域の直径はこの発明
の方が従来法より小さくなるのであるが、補強効果はこ
れで充分である。すなわち、従来法では、ウレタン樹脂
の硬化が遅いために自ずと樹脂液の浸透量が多くなって
ロックボルトの周囲に形成される固結領域の直径が大き
くなるのであり、無駄にウレタン樹脂を消費していたと
いいうるちのである。また、この発明の方法によれば、
ウレタン樹脂の硬化が極めて速く行われるため、他山を
通じての切羽手前への薬液のリークがなく、したがって
、砂等の軟弱な岩盤であっても従来のようにコンクリー
ト吹き付は処理を行うことなく、岩盤固結を行うことが
でき、軟弱な岩盤に対する施工性の向上効果をも奏する
ようになる。
As described above, in the present invention, the central axis of the rock bolt is 10 to
The rock bolt is tilted upward at an angle of 20°, and a two-component foamed urethane resin is used as the rock solidification chemical that takes a short curing time after mixing the two components, and is press-fitted into the rock bolt. Around the rock bolt, a consolidation zone becomes formed at an effective angle to support the pressure of the earth. Moreover, unlike the conventional method, a part of the consolidated area does not enter the planned excavation area of the tunnel face and that part is excavated, so there is no waste of urethane resin, and at the same time, the consolidation area There will be no obstacles to excavation, and tunnel excavation can be carried out efficiently.In addition, when press-fitting the urethane resin, the two-component foamed urethane resin, which has a short curing time, is used as a chemical solution on the tip side of the rock bolt. The urethane resin is discharged from the discharge hole and hardens as it flows from the tip of the hole drilled in the rock in the direction of the opening, blocking the vicinity of the opening of the hole and preventing leakage of the urethane resin discharged thereafter. This eliminates the need for the complicated work of installing a gasket on the rock bolt to block the hole.Furthermore, the injected resin properly penetrates into the rock and hardens quickly, so it is not necessary to apply a large amount of urethane resin to the rock as in the past. This eliminates the waste of infiltrating more than the necessary amount, and it is possible to achieve a significant saving in the amount of resin used, and at the same time, a significant reduction in working time.However, according to this invention, the As is clear from the comparison between Fig. 11 and Fig. 17, the number of holes to be drilled is reduced compared to the conventional method when solidifying a certain area of the ceiling. Although the number of lock bolts inserted therein also increases, in this invention, the lock bolt 1
Since the curing time of the urethane resin per book is shorter than that of conventional methods, the overall construction time can be significantly shortened. Furthermore, since the amount of resin used per lock bolt is significantly smaller, even if the number of lock bolts increases, the amount of chemical liquid used is significantly smaller than in the conventional method. In addition, the 11th
As can be seen from the comparison between the figure and Fig. 17, the diameter of the cylindrical consolidation area formed around the rock bolt is smaller in this invention than in the conventional method, but the reinforcing effect is That's enough. In other words, in the conventional method, since the urethane resin cures slowly, the amount of resin liquid that permeates naturally increases, and the diameter of the solidified area that is formed around the rock bolt increases, which wastes the urethane resin. It is said that it was in Uruchino. Further, according to the method of this invention,
Since the urethane resin hardens extremely quickly, there is no leakage of the chemical solution to the front of the face through other piles, and therefore, there is no need for conventional concrete spraying treatment even on soft rock such as sand. , it is possible to perform rock consolidation, and it also has the effect of improving workability on soft rock.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。Next, examples will be described together with comparative examples.

まず、二液型発泡ウレタン樹脂のA液(ポリオール成分
)としてつぎの第1表に示す3種類のA液1.n、I[
Iを準備した。
First, as the A liquid (polyol component) of the two-component foamed urethane resin, three types of A liquid 1. n, I[
I prepared I.

上記3種類のA液1.  n、 I[の特性は第2表の
とおりである。
The above three types of A liquid 1. The characteristics of n, I[ are shown in Table 2.

また、B液(イソシアネート成分)として、第3表に示
す3種類のB液1.  ff、  IIIを準備した。
In addition, as B liquid (isocyanate component), three types of B liquid 1. shown in Table 3 were used. ff, III was prepared.

体を配合したイソシア第一トa つぎに、上記A液およびB液を用い、つぎのようにして
岩盤固結を行った。
Next, using the above-mentioned liquids A and B, rock consolidation was performed in the following manner.

〔実施例工〕[Example work]

トンネル切羽先端の天盤部に天盤のアーチに沿って70
cm間隔で13個の孔を上向き(水平面との傾斜角θが
10〜20°)に穿設し、これらの孔のうち、アーチ状
の一端側にあるものから他端側にあるものに向かって順
次第1図に示す打ち込みタイプのロックボルトを挿入し
、アーチ状の一端側のロックボルトから接続ユニット付
のホースを用いて上記A液■およびB液Iを、配合比1
:1、圧力20kg/cntで圧入し岩盤固結を行った
70 along the arch of the ceiling at the top of the tunnel face.
Thirteen holes were drilled upward at cm intervals (with an inclination angle θ of 10 to 20 degrees with respect to the horizontal plane), and among these holes, holes were drilled from one end of the arch shape to the other end. Insert the drive-in type lock bolts shown in Figure 1 in order, and add the above A liquid ■ and B liquid I from the lock bolt at one end of the arch using a hose with a connecting unit.
: 1. Rock consolidation was performed by press-fitting at a pressure of 20 kg/cnt.

この固結状態は第11図のようになった。This solidified state was as shown in FIG.

〔比較例〕[Comparative example]

従来法に従い、切刃先端の天盤に天盤のアーチに沿って
140cm間隔で合計7個の孔をあけ、その孔に、根元
にパツキンを装着したバッカーを送太し、2液混合後3
〜5分で硬化する二液型発泡ウレタン樹脂を注入し岩盤
固結を行った。その固結状態は第17図のようになった
According to the conventional method, a total of 7 holes were made in the top plate at the tip of the cutting blade at 140 cm intervals along the arch of the top plate, a backer with a packing attached to the base was sent into the holes, and after mixing the two liquids,
Rock consolidation was performed by injecting a two-part urethane foam resin that hardens in ~5 minutes. The solidified state was as shown in Fig. 17.

上記実施例1と比較例における孔の穿孔時間および二液
型発泡ウレタン樹脂の圧入時間ならびに総薬液(ウレタ
ン樹脂)量を対比して第4表に示した。
Table 4 shows a comparison of the hole drilling time, the two-component foam urethane resin injection time, and the total chemical solution (urethane resin) amount in Example 1 and Comparative Example.

(以下余白) 第  4  表 (以下余白) 第4表から明らかなように、実施例1では孔の数が多い
ため、穿孔時間は比較例よりも多くなっているが、樹脂
液の圧入時間が極めて短時間で足りるため、圧入時間は
大幅に短縮でき、その結果、孔の穿孔から圧入に要する
総時間が、比較例の210分に対し、実施例1では11
7分になり、44%の短縮となっている。しかも総薬液
量は比較例が700 kgであるのに対し実施例1では
208 kgで68%の減少となっている。このことか
ら、実施例1によれば従来法よりも施工時間の大幅な短
縮および使用薬液量の大幅な節約を実現しうろことがわ
かる。しかも、実施例1によれば孔内にロックボルトを
挿入して薬液を注入する際、比較例のようにロックボル
トにいちいちパツキンを装着する必要がないため、パツ
キン装着の施工の煩雑さもなくなり、施工性の向上効果
も得られるようになる。また、実施例1によれば、岩盤
固結の際に形成される固結領域26が第6図に示すよう
な水平に近い角度になっており、しかも掘削予定路に固
結領域がかかつていないため、地山の圧力を効果的に支
受しうるとともに、上記固結領域の下側部分が掘削の邪
魔になることがない。これに対して比較例では、第15
図に示すように、固結領域が広く上向きになっていると
同時に、掘削予定路に固結領域の下側部分Aがかかつて
いるため、地山の圧力の支受の点で効果的ではなく、し
かも掘削の際に、上記部分Aが邪魔になるという難点を
生じる。
(The following is a margin) Table 4 (The following is a margin) As is clear from Table 4, since the number of holes is large in Example 1, the drilling time is longer than that of the comparative example, but the time required to press in the resin liquid is Since the press-fitting time is extremely short, the press-fitting time can be significantly shortened. As a result, the total time required from drilling the hole to press-fitting is 11 minutes in Example 1, compared to 210 minutes in the comparative example.
It now takes 7 minutes, a 44% reduction. Moreover, the total amount of chemical solution was 700 kg in the comparative example, whereas it was 208 kg in Example 1, which was a decrease of 68%. From this, it can be seen that according to Example 1, it is possible to realize a significant reduction in construction time and a significant saving in the amount of chemical liquid used compared to the conventional method. Moreover, according to Example 1, when inserting a lock bolt into a hole and injecting a chemical solution, there is no need to attach a seal to the lock bolt each time as in the comparative example, so the complexity of installing the seal is eliminated. The effect of improving workability can also be obtained. Further, according to Example 1, the consolidated area 26 formed during rock consolidation is at an angle close to horizontal as shown in FIG. Therefore, the pressure of the ground can be effectively supported, and the lower part of the consolidation area does not get in the way of excavation. On the other hand, in the comparative example, the 15th
As shown in the figure, the consolidated area is wide and upward, and at the same time, the lower part A of the consolidated area is over the planned excavation path, so it is not effective in bearing the pressure of the ground. Moreover, the above-mentioned portion A becomes an obstacle during excavation.

〔実施例2〕 薬液として、A液■およびB液■を用いた。それ以外は
実施例1と同様にして岩盤固結を行った。その結果も、
実施例1と殆ど同様であり、実施例1と同様の極めて優
れた効果が得られた。
[Example 2] Solution A and Solution B were used as chemical solutions. Rock consolidation was performed in the same manner as in Example 1 except for the above. As a result,
This was almost the same as in Example 1, and the same extremely excellent effects as in Example 1 were obtained.

〔実施例3〕 薬液として、A液■およびB液■を用いた。それ以外は
実施例1と同様にして岩盤固結を行った。この場合にも
実施例1とほぼ同様の極めて優れた効果が得られた。
[Example 3] As the chemical solutions, A solution (■) and B solution (■) were used. Rock consolidation was performed in the same manner as in Example 1 except for the above. In this case as well, extremely excellent effects substantially similar to those in Example 1 were obtained.

このように、この発明の方法によれば無駄な固結領域を
つくることなく、かつ施工時間の大幅な短縮および使用
ウレタン樹脂液の大幅な低減を実現でき、しかも施工作
業の簡素化をも達成しうろことがわかる。
As described above, the method of the present invention makes it possible to significantly shorten the construction time and the amount of urethane resin liquid used without creating wasteful consolidation areas, and also to simplify the construction work. I understand Shiuro.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明に用いる打ち込みタイプのロックボル
トの縦断面図、第2図(a)はそのロックボルト内に装
着する静止ミキサーの斜視図、第2図(b)はその側面
図、第3図はそのロックボルトに樹脂を圧入する説明図
、第4図(a)は自穿孔タイプのロックボルトの縦断面
図、第4図(b)は他の自穿孔タイプのロックボルトの
縦断面図、第5図は第4図(a)の要部拡大斜視図、第
6図はこの発明の施工の一例を示す説明図、第7図、第
8図、第9図および第10図は第1図のロックボルトの
使用説明図、第11図はこの発明の一実施例の施工状態
を示すためトンネル切羽の先端の天盤部を眺めた状態図
、第12図、第13図および第14図は第4図(a)、
  (b)のロックボルトの使用説明図、第15図は従
来例の施工状態を示す縦断面図、第16図はその横断面
図、第17図は第16図における固結領域を個別に示す
ための説明図である。 ■・・・パッカー部 2・・・ロックボルト本体 3・
・・ねじ継手 4・・・薬液吐出孔 22・・・孔 2
6・・・固結領域 第2図(a) 第3図 第6図 第11図 zb 第14図 fxis図 第16図 第17図
Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a driving type rock bolt used in the present invention, Fig. 2 (a) is a perspective view of a stationary mixer installed in the lock bolt, Fig. 2 (b) is a side view thereof, and Fig. 2 (b) is a side view thereof. Figure 3 is an explanatory diagram of press-fitting resin into the lock bolt, Figure 4 (a) is a vertical cross-sectional view of a self-drilling type lock bolt, and Figure 4 (b) is a vertical cross-section of another self-drilling type lock bolt. 5 is an enlarged perspective view of the main part of FIG. 4(a), FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of construction of the present invention, and FIGS. 7, 8, 9, and 10 are Fig. 1 is an explanatory diagram of the use of rock bolts, Fig. 11 is a state diagram showing the construction state of an embodiment of the present invention, looking at the top plate at the tip of the tunnel face, Figs. 12, 13, and 11. Figure 14 is Figure 4(a),
(b) is an explanatory diagram of the use of the rock bolt, Fig. 15 is a vertical cross-sectional view showing the construction state of the conventional example, Fig. 16 is its cross-sectional view, and Fig. 17 shows the consolidation area in Fig. 16 individually. FIG. ■...Packer part 2...Rock bolt body 3.
...Threaded joint 4...Medical solution discharge hole 22...Hole 2
6... Consolidation area Fig. 2 (a) Fig. 3 Fig. 6 Fig. 11 zb Fig. 14 fxis Fig. 16 Fig. 17

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)トンネル切羽先端の天盤部に、トンネル掘削方向
に延びるように孔を穿設し、この孔内に、先端側に薬液
吐出孔を有するロックボルトを根元まで挿入した状態で
位置決めし、そのロックボルト内に岩盤固結用薬液を圧
入し、上記孔内に岩盤固結用薬液を充満させたのち岩盤
に浸透させ、上記孔内にロックボルトを残した状態で上
記孔内充満および岩盤浸透の岩盤固結用薬液を硬化させ
ることにより岩盤固結を行う方法であつて、上記ロック
ボルトを、上記天盤部天井面のトンネル掘削方向延長面
を基準にし、ロックボルトの中心軸が上記延長面に対し
て10〜20度の角度になるように上向き傾斜させ、岩
盤固結用薬液として、速硬性の二液型発泡ウレタン樹脂
を使用することを特徴とする岩盤固結工法。
(1) A hole is drilled in the top plate at the tip of the tunnel face so as to extend in the tunnel excavation direction, and a rock bolt having a chemical discharge hole on the tip side is inserted to the base and positioned in this hole, A chemical solution for rock consolidation is press-fitted into the rock bolt, and after the hole is filled with the chemical solution for rock consolidation, it is allowed to penetrate into the rock. A method of solidifying rock by hardening a penetrating rock solidifying chemical solution, the rock bolt is set so that the central axis of the rock bolt is A rock consolidation method characterized by tilting upward at an angle of 10 to 20 degrees with respect to an extended surface and using a fast-curing two-component foamed urethane resin as a rock consolidation chemical.
(2)速硬性の二液型発泡ウレタン樹脂が、2液混合後
の硬化時間が5〜30秒のものである特許請求の範囲第
1項記載の岩盤固結工法。
(2) The rock consolidation method according to claim 1, wherein the fast-curing two-component foamed urethane resin has a curing time of 5 to 30 seconds after mixing the two components.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0578668A (en) * 1991-09-19 1993-03-30 Tokai Rubber Ind Ltd Isocyanate composition

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JPS6033925A (en) * 1983-08-06 1985-02-21 Tokai Rubber Ind Ltd Rockbed solidifying work and packer thereof
JPS6043516A (en) * 1983-08-18 1985-03-08 Tokai Rubber Ind Ltd Solidifying rockbed

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