JPH02232500A - 地山の補強方法と装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は穿孔ロッドを用いて地山にロック孔を穿削し
、ロック孔が完成した後穿孔ロツドを後退させ、後退の
際に硬化性注入材をロック孔に圧入して行なう、不安定
又は低安定な無粘着乃至は僅かに粘着性を有する地山を
補強する方法と装置に関する． 地中に空間を有する構造物、特にトンネルを建設する工
事Ｋおいては，軟質又は脆弱な地山の中に長い空間を形
成するため掘進は回避するか、又は高価な機械設備を用
いる工法、例えばシールド、液圧支保切羽等又は広範囲
の注入処理法又は凍結法等の工法を用いて施行される。

又工事の諸条件に基づいて、採用される複雑かつ高価な
工法は、圧縮空気を用いる工法とオーストリアで採用さ
れた新トンネル工法を組合わせたものである。しかしこ
の方法は多額の設備費を必要とする欠点があシ、特に短
いトンネルの場合、又は長いトンネルを掘削する際に、
一部の区間に脆弱の区間があウて、この区間に対する補
強対策が必要な場合に、も同様の欠点が生ずる。

トンネル建設の際に行なわれる地山補強のもう一″）の
公知の工法は、ロック棒を全面接着する法及び矢板、保
持棒（ＶｏｒｐｆａｎｄａｐｌａＢｓ＋ｎ）等を用いた
縫い付け効果を利用する工法であシ、該工法にし上記の
全面接着法では穿孔ヘッドがロック捧とともに穿孔の中
に残り、回収できないのが欠点である。その結果高価な
材料を多量に使用することとなク、その費用は高額と々
る。

挿入し、硬化性注入材で穿孔孔の中に埋め込む保持棒の
注入固定法すなわちアルビアルランス（ａｌ．ｕｖｌａ
ｌｓｐ１ａｂ）法が知られている．しかしこの方法は、
複数の工程を行なうことが必要なので、作業の急速化が
できないという欠点がある。また穿孔用の工具の除去と
上記アルピアルランスエ法との間に、穿孔の壁が崩落し
てふさがることがあるので、更にくずれた工法が望まれ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の謀題は，上述の欠点を回避し、単一の工程で容
易かつ経済的に実施できる、地山に設ける空洞及び斜面
の補強方法と装置を提供することでおる。

〔課題を解決するための手段、作用、発明の効果〕上記
謀題を解決する丸めに、この発明の方法及び装置では、
穿孔ロッドと共にロック棒を用いて穿孔を形成し，該ロ
ック棒がロック孔から引抜かれる時に，該ロック棒が該
孔の中Ｋ残シ、注入材によって地山に固く把持される。

この方法を用いれば，穿孔作業と穿孔ロッドの引抜き作
業のほかに格別の補助工程を全く不要にすることができ
、しかも高価な穿孔ヘッドを回収して、使用可能な限フ
長く穿孔に用いることができる。穿孔ロッドの引抜きの
時に該穿孔ロッドを通クて圧入される注入材はロック棒
を、挿入された位置に固定し、該ロック棒による周囲の
地山の補強を行なうことができる。またこのようにして
、ロック棒の確実な防食を行なうことができる。この発
明に使用する穿孔ロッドは、ロック棒を収容のために直
径の大きい軸方向孔が設けられていること以外は公知の
穿孔ロッドとほぼ同じ構造を有している．硬化性材料の
注入は穿孔ロッドの洗浄路を介して行なうのが便利であ
る．それは注入材の送大のために、補助通路の必要が全
くないからであシ、穿孔ロッドの構造も簡単となるから
である。

この発明の方法を実際に実施する場合、たとえばトンネ
ル掘進の方向と斜め、外側に傾斜して挿入し九ロック棒
を、ソ化する注入材を用いて穿孔の中に固股し、地山補
強のための遮蔽領域を形成し、次に上記遮蔽領域の下で
掘削を行ない、掘削後に周囲の地山にロック棒を挿入し
、注入材で固設して補強する方法をとるのがよい方法で
ある．トンネルの周囲の地山に上述の遮蔽領域を形成す
ることによシ、トンネルの周囲の地山の負荷担持能力を
予め高いものに形成し、その後の通常のロック棒の固股
による補強効果と併せて地山の補強を極めて高度のもの
にすることができる。

また本発明Ｋは、軸方向の流路が設けられ、前端に穿孔
ヘッドを備え九穿孔ロッド備え九装置の発明も含まれて
いる。この装置によれば、上記流路に挿入されたロック
棒は、前方に穿孔ヘッドを通して抜き出せるように形成
されている．このような構造をとることにより、穿孔ロ
ッドと穿孔ヘッドを共に後退させ九とき、ロック棒は穿
孔の中に残留することが可能である。ま九挿入され九は
ック棒は、上記流路の横断面の一部だけを占めるように
形成されるのが有利である。それはこのよクな構造をと
ることによシ，洗浄液又は，注入材を、上記流路の横断
面の残部を通って穿孔ヘッドに圧送できるからである。

また上記ロック棒は、穿孔ヘット゛と嵌合する少くとも
一部に非円形横断を有する部分を形成され、該部分は穿
孔ヘッドの円側を貫通する流路に形成され九非円形横断
面部と嵌合して、相対的に回転不可能に形成されるのが
好ましい。又ロック棒の前端穿孔用の工具を設ければ、
ロック棒と穿孔ヘッドは相対的に回転できず、一緒に回
転するので、穿孔ヘッドによる穿孔動作はロック棒によ
って助力される。このようにしてポーリング中にこのタ
イロッドに働く圧力を大幅に減少することができる． 〔実施例〕 次に実施例に基づいて本発明を詳述する。

本発明の地山の補強装置は、穿孔ロッド３に固着した穿
孔ヘッド１から成る。穿孔ロッド３は円環状の横断間を
有する。穿孔ヘッド１の前側に掘進用超硬合金刃先２が
設けられている。穿孔ヘツドＪＶｉほぼだ円形の外側横
断面を有し，該だ円形の長径に相当する寸法１１ａは穿
孔ロッド３の外径１３を超過し、短径に対応する寸法１
１ｂｌ−Ｊ穿孔ロッドの外径１３にほぼ相当する。この
ようにして掘進の際に円形横断面の穴が明けられ、その
直径は穿孔ヘッド１の上記長径の寸法１１ａにほぼ相当
する。円筒形断面を有する胴体５＆と太く形成されほｔ
２だ円形断面を有する頃部５ｂから成るロック棒５はラ
ンスとも呼ばれる部材で、穿孔ロッド３の内部に挿入さ
れている。その場合胴体５ａは穿孔ロッド３の内１１４
よシ著しく小さな直径１５を有する。このようにしてロ
ッノ棒５と穿孔ロッド３の間に＃ｉ環状璽すなわち流路
４が形成され、該環状室を通って洗浄液等を穿孔ヘッド
１に圧送するζとができる．太〈なクたロック棒の頭部
５ｂはほぼだ円形の横断面を有し、上記だ円形の長径に
相当する寸法１５ｂは円筒形胴体５ａの直径１５よシ大
きいが、短径に相当する寸法１５１Ｌは円筒形胴体ｓ＆
の直径１５ｆほぼ相当する。ロック棒５の太くなクた領
部５ｂは穿孔ヘッド１の対応する開口部て通され、洗浄
液の通過は可能であるが、穿孔ヘッド３Ｋ対するロック
棒５０相対的回転運動は不可能に形成され九間隙が設け
られている．ロック棒５の先端には、穿孔の時、穿孔ヘ
ッドと−１１Ｋ働く刃先１６が設けられている． 本発明に基づく装置を使用するときは、次の作業段階が
行なわれる。即ち穿孔ロッド３にロック棒５を挿入する
．この挿入は必要に応じて、前側からも後側からも行な
うことができる．続いて穿孔ロッド３をたとえば衝撃式
Ｈ　　ＩＪング機械（図示せず）と公知のようにして連
結し、補強するべき地山に穿孔ヘッド１を掘進させる。

掘進中に岩石細片を洗い流すために、環状室４を経て穿
孔ヘット０１に、洗浄液が圧送され、穿孔ヘッド１のだ
円形の短径方向の扁平部と穿孔の壁面との間に形成され
た流路９を経て排出される．穿孔された孔が所定の深さ
に達すると、直ちに穿孔動作は中止され、洗浄液の代わ
りに硬化性注入材、例えば特殊セメントモルタル、合成
樹脂、プラスチック天然材料混合物等が、環状寛４を遇
して圧入され、同時に穿孔ロッド３は穿孔ヘッド１と共
に穿孔孔から後退される。このときロック俸５は、頭部
５ｂに作用する注入材の圧力によって前方に押されて、
後退できずそのままの位置に残留することとなる。その
状態では、ロック俸５は注入材によって完全に取囲まれ
るため、注入材の硬化の後には、タイロッド５は〆−リ
ング穴の中に埋込まれて固定される。

第４図及び第５図に示すトンネル掘進においては、衝撃
式ゲーリング装置７を旋回自在に搭載した穿孔車輛６０
作用により、ロックｗｌ５′による前上方の地山の補強
が行なわれ、ロック棒５′は切羽の外周部から放射状に
前方に向かい、かつ先端方向に進む糧深く地山の中に進
入するように形成されている．上記のようなロック棒５
′を複数本打込んだ後、次の順序即ち８ｈ，８ｂ．８ｅ
，Ｉｊｄ，８ａで示された領域の順に掘削が行なわれる
。トンネルの最終的な補強のために、更に複数側のロッ
ク捧５′がトンネル内空の表面から半径方向に外周の地
山の中に注入材を用いて固定される。上記のように固定
されたロツド５′は周囲の地山の中にる． また本発明Ｋ基づく方法は、第６図に示すように、地表
から切取り部１８１を除去し、傾斜面１９１にロック棒
５Ｍを本発明の方法に従って固設することによシ斜面の
補強を行なうことができる．上記作業は以後引続き段階
的に切取り部、１８ｂ，１８ｅ及び１８ｄＣ）鷹に行な
われ、それぞれの傾斜面１９ｂ，１９ｅ，１９ｄにロツ
ク棒が固股される． また第７図に示すように、本発明によシ斜面に生ずろ地
すべ）ｔ−回避することができる．脆弱な地山２１が斜
面２０から滑脱する恐れがある場合は、ロック棒５！■
をＸ形に固設することによりてこのような地すべ夛を阻
止することができるのである。

本発明方法はトンネル工事及びこれと類似の技術分野で
脆弱地山を確実かつ簡単に補強することを可能にする。

従って工事を促進すると共Ｋ，トンネル工事の質的改善
を達成することもできる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の正面図、第２図は第１図■一■
線による断面区、第３図は第１図■一■線による断面図
、第４図はトンネルの掘進での本発明の方法及び本発明
装置の応用を示す図、第５図は第４図Ｖ−Ｖ線による断
面図、第６図は斜面掘削に於ての地山の補強を説明する
、第７図は斜面の地すベシ防止の断面説明図である．出
願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）穿孔ロッドを用いて地山にロック孔を穿削し、ロッ
   ク孔が完成した後穿孔ロッドを後退させ、後退の際に硬
   化性注入材をロック孔に圧入して行なう、不安定又は低
   安定な無粘着乃至は僅かに粘着性を有する地山を補強す
   る方法において、穿孔ロッド（３）と共にロック棒（５
   ）を用いて上記孔を形成し、該ロック棒（５）がロック
   孔から引抜かれる時に、該ロック棒（５）が該孔の中に
   残り、上記注入材によって地山に固く把持されることを
   特徴とする地山の補強方法。 ２）穿孔ロッド（３）の環状室（４）を経て硬化性注入
   材を圧入することを特徴とする請求項１に記載の地山の
   補強方法。 ３）地山を掘進する方向と斜め外側に傾斜して明けられ
   たロック孔（５′）の中に、ロック棒（５）を硬化性を
   有する注入材を用いて固設して補強した地山に対し、周
   囲の地山を、更に設けたロック孔（５″）の中に、ロッ
   ク棒（５）を硬化性を有する注入材を用いて固設するこ
   とにより補強すること、を特徴とする地山の補強方法。 ４）軸方向に向かう流路を有し、該流路の前端には穿孔
   ヘッド（１）を有する穿孔ロッド（３）を備えた地山の
   補強装置に於て、上記流路にロック棒（５）を前方へ突
   出し得るように挿入したことを特徴とする地山の補強装
   置。 ５）挿入されたロック棒（５）は上記流路の横断面の一
   部だけを占めること、を特徴とする請求項４に記載の装
   置。 ６）挿入されたロック棒（５）と上記流路の壁面の間に
   ポンプ装置と連通する環状室（４）が設けられ、該環状
   室（４）を経て洗浄媒質及び注入材を圧入可能であるこ
   と、を特徴とする請求項５に記載の装置。 ７）ロック棒（５）が少くとも一部に非円形横断面を有
   し、この非円形横断面が穿孔ヘッド（１）の区域に配設
   され、当該の通路部分によって回転不能に収容されるこ
   と、を特徴とする請求項４ないし６のいずれか１に記載
   の装置。 ８）ロック棒（５）の前端部は穿孔用工具を備えている
   こと、を特徴とする請求項７に記載の装置。 ９）穿孔ヘッド（１）が外側にスロット又は偏平部を有
   し、ここに岩石細片を排出することができることを特徴
   とする請求項４ないし８のいずれか１に記載の装置。