JPH0345319B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0345319B2 JPH0345319B2 JP61136095A JP13609586A JPH0345319B2 JP H0345319 B2 JPH0345319 B2 JP H0345319B2 JP 61136095 A JP61136095 A JP 61136095A JP 13609586 A JP13609586 A JP 13609586A JP H0345319 B2 JPH0345319 B2 JP H0345319B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection material
- tunnel
- rock
- aerated
- cement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明はトンネル掘削工に於て、発破により岩
石を破砕すると同時に、発破時の放出エネルギー
を利用して周囲の岩盤へ補強用の注入剤を圧入浸
透させ、ゆるんだ岩盤を補強する発破補強工法に
関する。 [従来の技術] 岩盤地山を掘削してトンネルを構築する場合、
切羽に削孔してこの孔に爆薬を装填し、この爆薬
の爆発力でトンネルを掘削している。しかし岩盤
中に爆薬を装填して爆発させると、その周辺にク
ラツクが発生したり、岩盤がゆるんだりして落盤
したり、ゆるんだ岩盤を支保するために重量の大
きい高価な支保材を用いて補強する必要性が生じ
たりしていた。 クラツクや節理の多い岩盤にトンネルを構築す
る場合は、発破によつて生じたゆるみが大きく影
響してトンネルの安全性が低下して施工期間が長
期化したり、また崩落した地盤の復旧および補修
のための出費が増大する等の問題を生じていた。 これらの問題点を解決するために従来より合成
樹脂系またはセメント系填充材を孔の中心部に装
填した火薬類のまわりに填充したのち、火薬を爆
発させ、その爆発のエネルギーで前記填充材を岩
盤中のクラツクに注入させると同時に、該填充材
を介して発破時の放出エネルギーを瞬時に岩盤地
山に伝達させて爆破効率を向上させ、またクラツ
クに注入された填充材の固結作用により岩盤のゆ
るみや落盤を防止する方法がとられていた。 [発明が解決しようとする問題点] ところで上記の従来技術においては、填充材と
して、合成樹脂系填充材およびセメント系填充材
(セメントペーストやモルタル等)が一般に使用
されている。しかるに、合成樹脂系填充材に於て
は、主剤、硬化剤、重合開始剤、促進剤、遅延
剤、助剤、安定剤等の組成物をカプセル化して注
入させるで、填充不足を生じやすい。また2液混
合タイプのものは主剤と硬化剤とを混合して反応
させないと硬化せず、また1液タイプのものは硬
化するまでに時間がかかりすぎるなどの問題があ
る。 他方、セメントペーストは填充がよすぎるた
め、かえつて火薬類の爆発が制限されやすく、死
圧現象を生じるという危険性を有していた。さら
にセメントモルタルでは、材料すなわちセメント
と水分が分離しやすいのでクラツクへの浸透が不
足しがちとなるなどの欠点があつた。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、上記諸問題を解消しようとするもの
であつて、この目的を達成するために本発明は、
セメントと水とを適量混合してなる混合物中に微
細な気泡を分散状態に混入させて気泡入り注入材
をつくり、一方地耐力の弱い岩盤地山に一定間隔
を置いて削孔を掘設し、当該削孔に気泡入り注入
材を充填したのち爆薬を装填し、次いで孔口を込
め物で閉塞して前記爆薬を起爆させることによ
り、その爆破エネルギーで岩石を破砕してトンネ
ルを掘削すると同時に、トンネル周辺の岩盤の亀
裂または節理へ前記気泡入り注入材を注入してト
ンネル外周および切羽岩面を注入材浸透ゾーンで
補強することを要旨とするものである。 [実施例] セメントと水との混合物に対しては、公知の保
水剤または減水剤及び分散剤を混和させることが
でき、またこれらのセメントペーストに例えば
SBRラテツクス、エチレン酢酸ビニール、ポリ
アクリル酸エステル、エポキシ、セルロース誘導
体などの各種合成高分子材料を粉末または溶液と
して混和させることも可能である。 セメントはどのような種類でもよいが粒子径は
小さいものの方がクラツクへの浸透性がよいため
好ましい。 上記のようなセメントと水とを適量混合したも
のを用いて、エアレーシヨンにより微細な気泡を
有する注入材を調製する。注入材の調製に当つて
は、適宜な発泡剤と粉状セメントとをホツパーに
投入し加水したのち、攪拌翼で攪拌して気泡入り
注入材を調製してもよい。この場合において、発
泡剤としてはアルミ粉末の如き自己発泡性の発泡
剤を用いることを可とするが、本発明はこれに限
るものではなく、例えば蛋白質系発泡剤などを用
いてよい。 なお、下表に気泡入り注入剤(1m3/当り)の
好適な配合例を示す。
石を破砕すると同時に、発破時の放出エネルギー
を利用して周囲の岩盤へ補強用の注入剤を圧入浸
透させ、ゆるんだ岩盤を補強する発破補強工法に
関する。 [従来の技術] 岩盤地山を掘削してトンネルを構築する場合、
切羽に削孔してこの孔に爆薬を装填し、この爆薬
の爆発力でトンネルを掘削している。しかし岩盤
中に爆薬を装填して爆発させると、その周辺にク
ラツクが発生したり、岩盤がゆるんだりして落盤
したり、ゆるんだ岩盤を支保するために重量の大
きい高価な支保材を用いて補強する必要性が生じ
たりしていた。 クラツクや節理の多い岩盤にトンネルを構築す
る場合は、発破によつて生じたゆるみが大きく影
響してトンネルの安全性が低下して施工期間が長
期化したり、また崩落した地盤の復旧および補修
のための出費が増大する等の問題を生じていた。 これらの問題点を解決するために従来より合成
樹脂系またはセメント系填充材を孔の中心部に装
填した火薬類のまわりに填充したのち、火薬を爆
発させ、その爆発のエネルギーで前記填充材を岩
盤中のクラツクに注入させると同時に、該填充材
を介して発破時の放出エネルギーを瞬時に岩盤地
山に伝達させて爆破効率を向上させ、またクラツ
クに注入された填充材の固結作用により岩盤のゆ
るみや落盤を防止する方法がとられていた。 [発明が解決しようとする問題点] ところで上記の従来技術においては、填充材と
して、合成樹脂系填充材およびセメント系填充材
(セメントペーストやモルタル等)が一般に使用
されている。しかるに、合成樹脂系填充材に於て
は、主剤、硬化剤、重合開始剤、促進剤、遅延
剤、助剤、安定剤等の組成物をカプセル化して注
入させるで、填充不足を生じやすい。また2液混
合タイプのものは主剤と硬化剤とを混合して反応
させないと硬化せず、また1液タイプのものは硬
化するまでに時間がかかりすぎるなどの問題があ
る。 他方、セメントペーストは填充がよすぎるた
め、かえつて火薬類の爆発が制限されやすく、死
圧現象を生じるという危険性を有していた。さら
にセメントモルタルでは、材料すなわちセメント
と水分が分離しやすいのでクラツクへの浸透が不
足しがちとなるなどの欠点があつた。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、上記諸問題を解消しようとするもの
であつて、この目的を達成するために本発明は、
セメントと水とを適量混合してなる混合物中に微
細な気泡を分散状態に混入させて気泡入り注入材
をつくり、一方地耐力の弱い岩盤地山に一定間隔
を置いて削孔を掘設し、当該削孔に気泡入り注入
材を充填したのち爆薬を装填し、次いで孔口を込
め物で閉塞して前記爆薬を起爆させることによ
り、その爆破エネルギーで岩石を破砕してトンネ
ルを掘削すると同時に、トンネル周辺の岩盤の亀
裂または節理へ前記気泡入り注入材を注入してト
ンネル外周および切羽岩面を注入材浸透ゾーンで
補強することを要旨とするものである。 [実施例] セメントと水との混合物に対しては、公知の保
水剤または減水剤及び分散剤を混和させることが
でき、またこれらのセメントペーストに例えば
SBRラテツクス、エチレン酢酸ビニール、ポリ
アクリル酸エステル、エポキシ、セルロース誘導
体などの各種合成高分子材料を粉末または溶液と
して混和させることも可能である。 セメントはどのような種類でもよいが粒子径は
小さいものの方がクラツクへの浸透性がよいため
好ましい。 上記のようなセメントと水とを適量混合したも
のを用いて、エアレーシヨンにより微細な気泡を
有する注入材を調製する。注入材の調製に当つて
は、適宜な発泡剤と粉状セメントとをホツパーに
投入し加水したのち、攪拌翼で攪拌して気泡入り
注入材を調製してもよい。この場合において、発
泡剤としてはアルミ粉末の如き自己発泡性の発泡
剤を用いることを可とするが、本発明はこれに限
るものではなく、例えば蛋白質系発泡剤などを用
いてよい。 なお、下表に気泡入り注入剤(1m3/当り)の
好適な配合例を示す。
【表】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、実施例は発電所導水路の断面40m2、岩
質は頁岩チヤート混り瓦層で、弾性波2〜3Kmで
あるトンネルでの施工による。 第1図及び第2図に示すように、まずトンネル
11の切羽岩面12に対して垂直に一定間隔を置
いて多数の削孔1を掘設する。削孔1は、一例と
して4ブームクローラジヤンホでロツド長2.7m、
直径38mmビツトを使用して掘設し、削孔長は
2.4mとした。また削孔数は1段12本、2段8本、
3段10本、4段8本、5段10本、6段10本、7段
7本、8段6本、9段5本、10段5本、11段18本
の全99本であり、外周孔には気泡入り注入材2を
第1図ロに示すように注入パイプ3を用いて填充
した。次に爆薬4を削孔1に挿入して、孔口を込
め物5で閉塞する。爆薬量は1孔当り、1段0.8
Kg、2段0.7Kg、3段0.5Kg、4段0.3Kg、5段0.3
Kg、6段0.7Kg、7段0.3Kg、8段0.3Kg、9段0.3
Kg、10段0.3Kg、11段0.2Kgであり、装薬全量42.4
Kg、掘削1m3当りの火薬量は、0.48Kgである。因
みに、従来法での掘削1m3当りの火薬量は0.6〜
0.65Kgであつた。 爆薬4は電気雷管を設けた親ダイ6を電気発火
装置7によつて起爆させることにより発破させ
た。 なお、使用火薬は2号榎ダイナマイト25m/
m100gを使用し、電気雷管はDS1段から11段ま
で使用した。 発破後の地山の状態は次のとおりである。 第3図に示すように、掘削面の状態は削孔1の
ノミ跡14が残り、外周孔に添つてきれいなアー
チ状の掘削面が形成された。そして気泡入り注入
材がトンネル外周13および切羽岩面12のクラ
ツクまたは節理に発破時の圧力によつて注入さ
れ、注入材浸透ゾーン15により前記トンネル外
周および切羽岩面が補強されるから岩盤のゆるみ
に起因する落石部がなく良好な状態であつた。 前記のクラツクまたは節理に対する気泡入り注
入材の浸透の程度は、フエノールフタリンによる
着色状況や目視で観察する限り20〜30cmの深さに
達し、部分的には30〜40cmの浸透深さを有するこ
とが確認された。 以上述べたように本発明によればトンネル周辺
の岩盤のクラツクまたは節理に、前記気泡入り注
入材が発破注入され、トンネルの掘削面が充分に
補強されていることが確認された。 [発明の効果] 上述のように本発明の方法によれば、 (i) 削孔に充填する注入材は、多量の気泡を含有
しているため、削孔が注入材で完全に填充され
ても火薬類の点火による化学反応が生じる空隙
が確保されるために死圧現象が生じず、安全で
ある。 (ii) 前記注入材は適度な量と微細な気泡を有して
いるため、セメントと水などの混合物が分離し
にくい。 (iii) 前記注入材は微細な気泡を有しているため、
流動性が増し施工が容易に行える。 (iv) 前記注入材は流動性が良いため、クラツクな
どのスキ間に流入しやすい。 (v) 前記注入材は気泡で増量されるために施工時
の使用量が少なくてすみ、したがつて安価であ
る。 (vi) 前記注入材はガス圧のエネルギーを伝達しや
すく、発破時に削孔全周に瞬時に圧力を伝達
し、かつクラツク等への浸透により抵抗が大き
く高圧ガスの岩盤破壊効果が高いために火薬の
使用量が少量ですみ、発破による振動を減じ
る。 (vii) クラツクまたは節理などに爆発によつて注入
された注入材は、クラツクや節理面において吸
水されて水分を減じるから注入材として強度が
高まり、短時に岩盤地山を補強することができ
る。したがつてトンネルの掘削面を早期に安定
に保持することができる。 (viii) 前記注入材は、微細な気泡を有しているため
注入材中の水分を減じることができ、クラツク
に注入された注入材は、爆破によりトンネル外
周に向つて放置されたエネルギーが、岩盤安定
のためにトンネルに向つて解消されるためにク
ラツクが閉合かつ岩盤が安定のために動く。こ
の短時の挙動時に注入材中の水分が多く、かつ
流動性があると、注入材の硬化が充分に進行し
ていないときにあつては岩盤がすべり出し、岩
盤の崩壊につながるが、本発明によれば気泡入
り注入材は、水分が少ないため、クラツクや節
理面での硬化が早く岩盤地山が早期に安定す
る。 (ix) トンネルの切羽岩面に沿い、一定の間隔を置
いて掘設した削孔内に気泡入り注入材を填充し
て発破注入されるので、注入材浸透ゾーンがト
ンネル外周に沿つて形成され、トンネルの掘削
面全面を補強できる。 等の種々の優れた効果を発揮する。
る。なお、実施例は発電所導水路の断面40m2、岩
質は頁岩チヤート混り瓦層で、弾性波2〜3Kmで
あるトンネルでの施工による。 第1図及び第2図に示すように、まずトンネル
11の切羽岩面12に対して垂直に一定間隔を置
いて多数の削孔1を掘設する。削孔1は、一例と
して4ブームクローラジヤンホでロツド長2.7m、
直径38mmビツトを使用して掘設し、削孔長は
2.4mとした。また削孔数は1段12本、2段8本、
3段10本、4段8本、5段10本、6段10本、7段
7本、8段6本、9段5本、10段5本、11段18本
の全99本であり、外周孔には気泡入り注入材2を
第1図ロに示すように注入パイプ3を用いて填充
した。次に爆薬4を削孔1に挿入して、孔口を込
め物5で閉塞する。爆薬量は1孔当り、1段0.8
Kg、2段0.7Kg、3段0.5Kg、4段0.3Kg、5段0.3
Kg、6段0.7Kg、7段0.3Kg、8段0.3Kg、9段0.3
Kg、10段0.3Kg、11段0.2Kgであり、装薬全量42.4
Kg、掘削1m3当りの火薬量は、0.48Kgである。因
みに、従来法での掘削1m3当りの火薬量は0.6〜
0.65Kgであつた。 爆薬4は電気雷管を設けた親ダイ6を電気発火
装置7によつて起爆させることにより発破させ
た。 なお、使用火薬は2号榎ダイナマイト25m/
m100gを使用し、電気雷管はDS1段から11段ま
で使用した。 発破後の地山の状態は次のとおりである。 第3図に示すように、掘削面の状態は削孔1の
ノミ跡14が残り、外周孔に添つてきれいなアー
チ状の掘削面が形成された。そして気泡入り注入
材がトンネル外周13および切羽岩面12のクラ
ツクまたは節理に発破時の圧力によつて注入さ
れ、注入材浸透ゾーン15により前記トンネル外
周および切羽岩面が補強されるから岩盤のゆるみ
に起因する落石部がなく良好な状態であつた。 前記のクラツクまたは節理に対する気泡入り注
入材の浸透の程度は、フエノールフタリンによる
着色状況や目視で観察する限り20〜30cmの深さに
達し、部分的には30〜40cmの浸透深さを有するこ
とが確認された。 以上述べたように本発明によればトンネル周辺
の岩盤のクラツクまたは節理に、前記気泡入り注
入材が発破注入され、トンネルの掘削面が充分に
補強されていることが確認された。 [発明の効果] 上述のように本発明の方法によれば、 (i) 削孔に充填する注入材は、多量の気泡を含有
しているため、削孔が注入材で完全に填充され
ても火薬類の点火による化学反応が生じる空隙
が確保されるために死圧現象が生じず、安全で
ある。 (ii) 前記注入材は適度な量と微細な気泡を有して
いるため、セメントと水などの混合物が分離し
にくい。 (iii) 前記注入材は微細な気泡を有しているため、
流動性が増し施工が容易に行える。 (iv) 前記注入材は流動性が良いため、クラツクな
どのスキ間に流入しやすい。 (v) 前記注入材は気泡で増量されるために施工時
の使用量が少なくてすみ、したがつて安価であ
る。 (vi) 前記注入材はガス圧のエネルギーを伝達しや
すく、発破時に削孔全周に瞬時に圧力を伝達
し、かつクラツク等への浸透により抵抗が大き
く高圧ガスの岩盤破壊効果が高いために火薬の
使用量が少量ですみ、発破による振動を減じ
る。 (vii) クラツクまたは節理などに爆発によつて注入
された注入材は、クラツクや節理面において吸
水されて水分を減じるから注入材として強度が
高まり、短時に岩盤地山を補強することができ
る。したがつてトンネルの掘削面を早期に安定
に保持することができる。 (viii) 前記注入材は、微細な気泡を有しているため
注入材中の水分を減じることができ、クラツク
に注入された注入材は、爆破によりトンネル外
周に向つて放置されたエネルギーが、岩盤安定
のためにトンネルに向つて解消されるためにク
ラツクが閉合かつ岩盤が安定のために動く。こ
の短時の挙動時に注入材中の水分が多く、かつ
流動性があると、注入材の硬化が充分に進行し
ていないときにあつては岩盤がすべり出し、岩
盤の崩壊につながるが、本発明によれば気泡入
り注入材は、水分が少ないため、クラツクや節
理面での硬化が早く岩盤地山が早期に安定す
る。 (ix) トンネルの切羽岩面に沿い、一定の間隔を置
いて掘設した削孔内に気泡入り注入材を填充し
て発破注入されるので、注入材浸透ゾーンがト
ンネル外周に沿つて形成され、トンネルの掘削
面全面を補強できる。 等の種々の優れた効果を発揮する。
第1図は本発明における工程の一部を示す縦断
面図、第2図はトンネル切羽部分を示す説明図、
第3図は爆破後のトンネル外周の注入材浸透状態
を示す概要縦断面図である。 1……削孔、2……気泡入り注入材、3……注
入パイプ、4……爆薬、5……込め物、6……親
ダイ、11……トンネル、12……切羽岩面、1
3……トンネル外周、14……ノミ跡、15……
注入材浸透ゾーン。
面図、第2図はトンネル切羽部分を示す説明図、
第3図は爆破後のトンネル外周の注入材浸透状態
を示す概要縦断面図である。 1……削孔、2……気泡入り注入材、3……注
入パイプ、4……爆薬、5……込め物、6……親
ダイ、11……トンネル、12……切羽岩面、1
3……トンネル外周、14……ノミ跡、15……
注入材浸透ゾーン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 セメントと水とを適量混合してなる混合物中
に微細な気泡を分散状態に混入させて気泡入り注
入材をつくり、一方、地耐力の弱い岩盤地山に削
孔を一定間隔を置いて掘設し、当該削孔に前記気
泡入り注入材を充填したのち爆薬を装填し、次い
で孔口を込め物で閉塞して前記爆薬を起爆させる
ことによりその爆破エネルギーで岩石を破砕して
トンネルを掘削すると同時に、トンネル周辺の岩
盤の亀裂または節理へ前記気泡入り注入材を注入
して、トンネル外周および切羽岩面を注入材浸透
ゾーンで補強することを特徴とする発破補強工
法。 2 気泡入り注入材は、セメントと水とを適量混
合したものに発泡剤を配合したものからなる特許
請求の範囲第1項記載の発破補強工法。 3 気泡入り注入材は、少なくともトンネルの切
羽外周に沿つて一定の間隔を置いて掘設された削
孔内に充填される特許請求の範囲第1項記載の発
破補強工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13609586A JPS62294900A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 発破補強工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13609586A JPS62294900A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 発破補強工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62294900A JPS62294900A (ja) | 1987-12-22 |
| JPH0345319B2 true JPH0345319B2 (ja) | 1991-07-10 |
Family
ID=15167142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13609586A Granted JPS62294900A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 発破補強工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62294900A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6854115B2 (ja) * | 2016-11-30 | 2021-04-07 | 前田建設工業株式会社 | 充填材を用いた発破装薬方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841397A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-10 | 株式会社東芝 | 放射性廃棄物処理装置 |
| JPS5895200A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-06 | 電気化学工業株式会社 | 爆薬の装薬孔填塞用込め物およびその使用法 |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP13609586A patent/JPS62294900A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62294900A (ja) | 1987-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3791255A (en) | Method of filling boreholes with viscous slurried explosives | |
| US4036137A (en) | Method and means of extracting a soil anchor consisting of a prestressed steel tendon | |
| US20100032206A1 (en) | Device and method for explosive drilling | |
| US6375271B1 (en) | Controlled foam injection method and means for fragmentation of hard compact rock and concrete | |
| JP2017503993A (ja) | エアギャップを有する爆薬チューブ管、及びこれを用いた岩盤発破工法 | |
| CN101196117A (zh) | 隧道及地下工程非爆破开挖方法 | |
| CN108518225A (zh) | 干冰粉动态破岩装置、干冰粉动态破岩系统及干冰粉动态破岩方法 | |
| CN106243307A (zh) | 一种矿用高分子加固材料、加注设备及加固方法 | |
| US3618520A (en) | Method of cracking concrete | |
| KR102252307B1 (ko) | 전단농화유체 전색제 및 이를 이용한 발파 방법 | |
| CN215810502U (zh) | 聚能水压爆破的炮眼装药结构 | |
| JPH0345319B2 (ja) | ||
| CN101942831A (zh) | 一种爆扩旋喷桩方法 | |
| Kazemian et al. | Assessment of stabilization methods for soft soils by admixtures | |
| KR101620876B1 (ko) | 지반 굴착 장치 | |
| King et al. | Symposium on Grouting: Grouting of granular materials | |
| JP2001152448A (ja) | 地中コンクリート構造体の構築工法 | |
| US11788249B2 (en) | Cutting tool adapter and method of underpinning structures using cutting tool adapter for soil mixing | |
| CN112325721B (zh) | 一种用于静态气爆破岩顺层孔的增强型封孔结构及方法 | |
| CN213748127U (zh) | 一种用于静态气爆破岩顺层孔的增强型封孔结构 | |
| US4103618A (en) | Means for extracting a soil anchor consisting of a prestressed steel tendon | |
| KR102703596B1 (ko) | 에어함마비트가 장착된 지반굴착장치 및 그 장치를 이용한 지반 보강 방법 | |
| CN113739658A (zh) | 聚能水压爆破的施工方法 | |
| JP2787180B2 (ja) | トンネル掘削時における崩壊性岩盤地山の安定化工法 | |
| CN208419758U (zh) | 一种爆破管 |