JPH04318096A - トンネル掘削用の岩盤または地盤安定化用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化工法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は破砕帯を有する岩盤や不
安定軟弱地盤、漏水・湧水のある岩盤ないし地盤の固結
安定化、さらにコンクリートなどの人工構造物のクラッ
ク、空隙などの安定強化工法およびそれに用いる注入薬
液組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、不安定岩盤や地盤の安定強化、人工構造物のクラ
ックや空隙の充填法の一つとして無機ないし有機系グラ
ウトの注入が行なわれ、ある程度の効果をあげている。

【０００３】しかしながら、これらの方法を詳細にチェ
ックすると、必ずしも満足しうる結果はえられていない
。たとえば、一般に多用されているセメントミルク系で
は懸濁液の形態であるため、岩盤や人工構造物などのク
ラックや砂礫などの地盤層への浸透性がわるく、かつ固
結速度が遅く、強度発現が遅いため、短時間に固結して
強度が発現することが要求されるトンネルや地下地盤掘
削時での不安定地山を早期に安定強化させる目的は達し
えない。さらに、湧水や漏水のみられるばあいはなおさ
ら注入セメントミルクが希釈、流失してしまう。また代
表的な無機系グラウトである水ガラス系２液システムグ
ラウトについても固結体強度が３〜１０ｋｇ／ｃｍ２　
程度と低く、さらに固結体が水と接触すると経時変化が
起り、Ｎａ２　ＯやＳｉＯ２　などの主成分が溶脱し、
アルカリ汚染や大幅な強度低下に至るという問題がある
。

【０００４】一方、尿素系などの有機系グラウトについ
ても固結強度不足や、硫酸、ホルマリンなどの硬化成分
や助剤成分の溶出が発生するという問題がある。また、
特公昭６３−６３６８７号公報、同６３−６３６８８号
公報、特開昭６３−７４１３　号公報、同６３−７４９
０　号公報、同６３−７４９１　号公報、同６３−８４
７７　号公報、同６３−３５９１３号公報などには、ポ
リオールとポリイソシアネートを主成分とする速硬性硬
質発泡ウレタンシステム注入による岩盤の固結工法が記
載されているが、固結効果は期待できるもののきわめて
高価なうえ、可燃性であり、経済性や安全性の面で改善
の必要がある。

【０００５】さらに特開昭６１−９４８２　号公報およ
び特開昭５５−１６００７９　号公報には、ポリイソシ
アネートと水ガラス（ケイ酸ソーダ水溶液）とを用い、
水ガラス側にポリイソシアネートの三量化触媒として特
定の３級アミンまたはアミノアルコールなどのマンニッ
ヒ塩基を配合してなる注入薬液組成物が記載されている
。この組成物は難燃性であるが高価な三量化触媒を必要
とし、また、ポリイソシアネートの流動性を高めるため
に多量の有機溶媒などで希釈する必要があるうえ、ポリ
イソシアネートと水ガラスとの相溶性がわるいとの問題
がある。相溶性を高めるためには、シリコーンポリオー
ルなどのような高価な薬剤が必要となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の課題に着目してなされたもので、特定成分より
なる注入薬液組成物を注入し、発泡状の無機−有機複合
固結体を形成することにより、固結強度が大きく、安定
強化効果、耐久性、注入作業性、安全性および経済性に
優れた岩盤ないし地盤および人工構造物の安定強化を可
能ならしめたものである。

【０００７】すなわち、本発明は、（Ａ）　ケイ酸ソー
ダ水溶液および（Ｂ）　オキシエチレン鎖と遊離のイソ
シアネート基を有する親水性ウレタンプレポリマーから
なる土質または人工構造物などの安定化用注入薬液組成
物を第１の発明とし、岩盤ないし地盤に所定間隔で数個
の孔を穿設し、前記孔内に中空の注入ボルトを挿入し、
ボルトの開口部より前記注入薬液組成物を注入固結する
ことを特徴とする岩盤ないし地盤の安定強化工法を第２
の発明とし、さらに人工構造物に注入パイプを挿入し、
該注入パイプ内に前記注入薬液組成物を注入し固結させ
ることを特徴とする人工構造物の安定強化工法を第３の
発明とするものである。

【０００８】

【実施例】本発明における固結反応は極めて複雑であり
明確ではないが、ケイ酸ソーダ水溶液（Ａ）　とウレタ
ンプレポリマー（Ｂ）　とを混合すると、（Ａ）　成分
の一部に形成されているシラノール基と（Ｂ）　成分中
のイソシアネート基が反応して無水ケイ酸−ウレタン複
合体を形成し、また（Ｂ）　成分が水と反応して炭酸ガ
スを発生すると共に尿素結合して多量体や無水ケイ酸−
　尿素架橋複合体を形成し、さらに発生した炭酸ガスが
（Ａ）　成分中のアルカリ水溶液中に吸収されケイ酸ソ
ーダをゲル化して無水ケイ酸ゲルを形成しているものと
推定される。

【０００９】以下、本発明の注入薬液組成物（以下、注
入薬液ともいう）について述べる。

【００１０】まず、（Ａ）　成分のケイ酸ソーダ水溶液
としては、前記のとおり、通常市販されているケイ酸ソ
ーダの水溶液を主成分として用いる。このケイ酸ソーダ
は式：Ｎａ２　Ｏ・ｘＳｉＯ２　・ｎＨ２　Ｏで表わさ
れ、Ｎａ２　ＯとＳｉＯ２　のモル比は２：１〜１：４
である。水溶液の固形分濃度としては、通常１０〜７０
重量％、なかんづく２０〜４０重量％となるように調整
するのが好ましい。

【００１１】（Ｂ）　成分は、（イ）オキシアルキレン
鎖中に５重量％以上のオキシエチレン鎖を有するポリオ
キシアルキレンモノまたはポリオールと（ロ）有機ポリ
イソシアネートとを反応させてえられる遊離のイソシア
ネート基を含有する親水性ウレタンプレポリマーである
。このウレタンプレポリマーの骨格中にオキシエチレン
鎖を導入することにより、親水性を付与することができ
、（Ａ）　成分のケイ酸ソーダ水溶液との相溶性を格段
に向上させることができる。したがって、施工現場でし
ばしば生じていた注入装置内での混合不良が発生せず、
均一な固結体を形成させることができる。また、漏水の
多い現場で湿潤状態の岩盤ないし地盤や人工構造物に対
する薬液のなじみが良好であり、固結体の岩盤ないし地
盤や人工構造物への密着性がよい。

【００１２】（Ｂ）　成分のモノオールまたはポリオー
ル（イ）としては、たとえばメタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノール、オクタノール、ラウリルア
ルコールなどのモノオール；エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−
ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどのジオ
ール；グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトールなどのポリオール；そのほかモノ、ジまた
はトリエタノールアミン、ジグリセリン、ソルビトール
、蔗糖などの単独もしくは混合物にエチレンオキシドの
単独もしくはプロピレンオキシドやブチレンオキシドを
併用し公知の方法で付加重合してえられるモノオールま
たはポリオールなどがあげられ、オキシアルキレン鎖中
にオキシエチレン鎖を５重量％以上、好ましくは１０〜
１００　重量％含有するものである。

【００１３】（イ）成分のモノオールまたはポリオール
と反応させる有機ポリイソシアネート（ロ）としては、
たとえばポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート
、液状ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジ
イソシアネート、クルードトリレンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート、ナフタレンジイソシアネート、水添ジフェニルメ
タンジイソシアネートなどの単独または混合物などが好
ましく用いられる。

【００１４】（Ｂ）　成分のウレタンプレポリマーは、
（イ）成分と（ロ）成分をＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．５
　〜１００　、好ましくは２．０〜５０の範囲で公知の
方法により反応させてえられる。えられるウレタンプレ
ポリマーは実質的に未反応のイソシアネート基を通常末
端に有するものである。

【００１５】本発明の組成物に（Ｂ）　成分と混合して
もイソシアネート基とは反応せず、したがって（Ｂ）　
成分の貯蔵安定性や減粘に優れた効果を奏し、一方、（
Ａ）　成分と混合接触したばあいは前記のごとく直ちに
反応して硬化するため環境への影響も少ないケイ酸ソー
ダの反応性希釈剤を配合してもよい。

【００１６】ここに、反応性希釈剤を配合しないばあい
と比較すると、 ■（Ｂ）　成分の低粘度化による岩盤や地盤への浸透性
を大きく向上させる■揮発性が少なく労働安全環境衛生
上好ましい ■（Ｂ）　成分の貯蔵安定性が向上する■反応によって
複合的な反応固結構造物がえられ、固結体強度が大幅に
向上するなどの効果が奏される。

【００１７】反応性希釈剤は、前記のごとく、使用環境
温度（約−５〜４０℃）で低粘性の液状であり揮発性が
小さいこと、（Ｂ）　成分に不活性であること、（Ａ）
　成分により加水分解されること、加水分解生成物が（
Ａ）　成分および／または（Ｂ）　成分と反応すること
を満たすものが好ましい。加水分解生成物の反応性基と
しては水酸基、カルボキシル基、１級または２級アミノ
基、チオール基などがあげられ、それらを１個または２
個以上もつものが好ましい。

【００１８】反応性希釈剤の代表例としては、たとえば
低分子量二塩基酸のジエステル類、モノまたは多価アル
コール類の酢酸エステル類、アルキレンカーボネート類
、エーテル類、環状エステル類、酸無水物、各種のアク
リル酸エステル、メタクリル酸エステルなどがあげられ
る。

【００１９】低分子量二塩基酸のジエステル類としては
、たとえばグルタール酸、コハク酸、アジピン酸、マロ
ン酸、シュウ酸、ピメリン酸などのジメチルエステル、
ジエチルエステルなどのジアルキルエステルがあげられ
る。

【００２０】アルコール類の酢酸エステル類としては、
たとえばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチル
セロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテル、エ
チルカルビトール、ブチルカルビトールなどのグリコー
ルエーテル類のアセテート；３−メトキシブチルアルコ
ール、３−メチル−３−　メトキシブチルアルコールな
どのアルコキシアルキルアルコール類のアセテート；エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコールなどのグリコール類のジアセテート：など
があげられる。

【００２１】アルキレンカーボネート類としては、たと
えばプロピレンカーボネートなどがあげられる。

【００２２】エーテル類としてはテトラヒドロフラン、
ジオキサン、脱水ヒマシ油などの環状エーテルなどがあ
げられる。

【００２３】環状エステル類としてはγ−　ブチルラク
トンなどのラクトン類；ε−　カプロラクタムなどのラ
クタム類があげられる。

【００２４】各種のアクリル酸エステルまたはメタクリ
ル酸エステルとしては、アクリル酸またはメタクリル酸
のメチル、エチル、ブチルなどのアルキルエステルのほ
か、アクリル酸またはメタクリル酸とエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、分子量１００　〜１０００
のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、分子量１００　〜１０００のポ
リプロピレングリコール、分子量１００　〜５０００の
エチレンオキシド、プロピレンオキシド共重合ジオール
またはトリオールなどのアルコール類とのエステルなど
があげられる。

【００２５】酸無水物としては、無水マレイン酸などが
あげられる。

【００２６】また汎用樹脂に用いられる可塑剤、たとえ
ばジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオク
チルアジペート、塩素化パラフィン、プロセスオイルな
どを併用してもよい。

【００２７】反応性希釈剤や可塑剤は（Ａ）　成分と（
Ｂ）　成分の合計量の０〜１００　重量％配合するのが
好ましい。

【００２８】さらに本組成物に、セメント、高炉スラグ
、石こう、炭酸カルシウム、粘土、水酸化アルミニウム
、三酸化アンチモン、生石灰、消石灰、ベントナイトな
どの無機充填剤を配合してもよい。これらの無機充填剤
は、（Ａ）　成分と混合されると硬化し、複合固結体を
形成する性質を有し、その結果固結強度が向上し、クラ
ックや空隙充填シール効果も向上する。これらの無機充
填剤の配合量は、（Ｂ）　成分に対し０〜８０重量％、
好ましくは０〜５０重量％であるのが好ましい。

【００２９】注入薬液中には、（Ｂ）　成分のウレタン
プレポリマーとの反応を促進させるための硬化促進触媒
を配合することができる。かかる硬化促進触媒としては
触媒活性や貯蔵安定性の点から、とくに３級アルキルア
ミンや環状アミンが好ましく、たとえばジメチルオクチ
ルアミン、ジメチルラウリルアミン、モリホリン、ピペ
ラジンなどがあげられる。そのほか、たとえばジブチル
錫ジラウレート、トリエチレンジアミン、イミダゾール
、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエ
タノールアミンなどがある。硬化促進触媒の配合量は、
（Ｂ）　成分に対して０．１　〜２０重量％、好ましく
は０．５〜１５重量％である。

【００３０】また、要すれば硬化促進触媒を注入薬液中
に乳化分散させるために界面活性剤を用いてもよい。た
とえば硬化促進触媒として３級アルキルアミンを用いる
ばあい、アニオン系、非イオン系、カチオン系、両性系
のいずれの界面活性剤も使用でき、具体例としてはたと
えばアルキルサルフェート、アルキルベンゼンスルホネ
ート、エトキシアルキルサルフェート、エトキシアルキ
ルベンゼンサルフェートなどのナトリウム塩、アミン塩
、アンモニウム塩などの水溶液、さらにアルキルリン酸
塩のほかアルコールやアルキルフェノールにエチレンオ
キシドを数モル付加重合させた非イオン系界面活性剤な
どがあげられる。これらの界面活性剤の量は硬化促進触
媒の１〜１００　重量％、好ましくは１０〜２０重量％
である。

【００３１】またオルガノポリシロキサンなどのシリコ
ーン系整泡剤などを（Ａ）　成分および／または（Ｂ）
　成分中に配合してもよい。

【００３２】また、固結体の弾力性や機械的強度を向上
させるために各種高分子材料、たとえば溶剤タイプの加
硫または未加硫ゴム、すなわちブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、スチレン−　ブタジエンゴム、エチレン−
　プロピレンゴムやこれらのエマルジョン、各種ポリア
クリル樹脂エマルジョン、ポリビニルアルコール、エチ
レン−　酸酸ビニルエマルジョン、ポリウレタン樹脂デ
ィスパージョン、ポリエチレンオキシド、アスファルト
乳剤などを注入時に（Ａ）　成分および／または（Ｂ）
　成分に必要量配合することもできる。

【００３３】さらに要すれば、（Ｂ）　成分中に各種老
化防止剤、耐熱性付与剤、抗酸化剤などの安定化剤を配
合することもできる。これらの安定化剤の配合量は一般
に（Ｂ）　成分中０〜２重量％でよい。

【００３４】（Ａ）　成分と（Ｂ）　成分の配合割合（
（Ａ）　成分／（Ｂ）　成分）は、（Ａ）　成分に含ま
れるＮａ２　ＯとＳｉ２　Ｏの組成比などによって異な
るので一概には決定することができないが、通常重量比
で１０／１００　〜　１００／１０、好ましくは２０／
１００　〜１００　／２０となるように調整するのが望
ましい。かかる割合が１０／１００　よりも小さいばあ
いには、注入薬液コストが高価なものとなり不経済とな
るうえ比例式注入ポンプでの配合比のコントロールが極
めて困難となり、効果も遅くなる。また　１００／１０
を超えるばあいには、固化が不充分で未硬状となり、た
とえ硬化しても非常に弱く、もろくて実用に供しえなく
なる。

【００３５】本発明の注入薬液組成物はケイ酸ソーダ水
溶液（Ａ）　と、ウレタンプレポリマー（Ｂ）　との２
液の形で使用に供するのが好ましく、岩盤などへの注入
直前に両成分を混合する。混合方法については後述する
方法や、ゲル化時間が長いばあいや小規模注入のばあい
は（Ａ）　成分と（Ｂ）　成分とを予め混合してワンシ
ョット法で注入するなどの公知の方法が採用できる。

【００３６】（Ａ）　成分の調製は、ケイ酸ソーダ水溶
液単独使用のばあいは前記のとおり固形分濃度約１０〜
７０重量％にすればよいが、他の成分、たとえば硬化促
進触媒を配合するときは必要に応じて界面活性剤を用い
て撹拌下に充分分散させる。

【００３７】本発明における特殊な注入薬液である（Ａ
）　成分および（Ｂ）　成分からなる注入薬液組成物は
、空隙やクラックの多い軟質ないし不安定な地盤、岩盤
、破砕帯層、さらにはクラックや空隙を有する人工構造
物などに注入固結されるが、かかる注入固結する方法に
ついてはとくに限定はなく、公知の方法を採用しうる。 その一例をあげれば、たとえば（Ａ）　成分および（Ｂ
）　成分の注入量、圧力、配合比などをコントロールし
うる比例配合式ポンプを用い、（Ａ）　成分と（Ｂ）　
成分とを別々のタンクに入れ、岩盤などの所定箇所（た
とえば　０．５〜３ｍ　程度の間隔で穿設された複数個
数の孔）に、あらかじめ固定されたスタチックミキサー
や逆止弁などを内装した有孔のロックボルトや注入ロッ
ドを通し、この中に前記タンク内の各成分を注入圧　０
．５〜５０ｋｇ／ｃｍ２　・Ｇ　で注入し、スタチック
ミキサーを通して、所定量の（Ａ）　成分と（Ｂ）　成
分を均一に混合させ、所定の不安定岩盤ないし地盤箇所
に注入浸透、硬化させて固結安定化する方法などがある
。

【００３８】なお、たとえばトンネルの天盤部に注入す
るばあいには、注入に先立ち、たとえば約２ｍ　の所定
の間隔でたとえば４２ｍｍφビットのレッグオーガーを
用いて削孔し、深さ２ｍ　、削孔角度１０〜３０°の注
入孔を設け、この注入孔に図１に示すようなスタチック
ミキサー２および逆止弁３を内挿した孔４を有する長さ
３ｍ　の中空炭素鋼管製ロックボルト１を挿入し、該ロ
ックボルト１の口元を、注入薬液の逆流を防ぐために、
ウエス、急結セメント、発泡硬質ウレタン樹脂をあらか
じめ含浸させたウエスなどを用いてシールし、薬液５を
前記した方法で注入することが好ましい。注入作業は、
注入圧が急激に上昇した時点、または所定注入量よりも
さらに約２０容量％を増加した分を注入した時点で終了
する。一般に、注入孔１個あたり薬液は３０〜２００ｋ
ｇ　注入すればよい。

【００３９】また、人工構造物のクラックなどの安定強
化止水は、たとえば該クラック面に対し２０〜５０ｃｍ
間隔で直径１０ｍｍ深さ５〜１０ｃｍにドリルで削孔し
、孔内の削りくずや粉塵を圧縮空気で吹きとばし、削孔
上に脱脂綿を約５ｍｍ厚にのせ、その上から直径約１０
ｍｍ長さ２０〜３０ｍｍの注入パイプを打ち込み、注入
薬液のリークのない状態にセットする。また、クラック
や漏水などの発生箇所に対し約３０ｃｍピッチでＵ字ま
たはＶ字カットし、注入パイプを急結セメントで固定す
る。つぎにスタチックミキサーなどを内装したＹ字管ま
たはＴ字管を通し、本発明の（Ａ）　成分と（Ｂ）　成
分を比例配合ポンプまたは手押しポンプなどを用いて所
定の配合比で注入圧　０．５〜２０ｋｇ／ｃｍ２　・Ｇ
　、好ましくは　０．５〜２ｋｇ／ｃｍ２　・Ｇ　で所
定量注入する。注入量は、一般に、推定空隙体積量プラ
スαでよい。

【００４０】本発明の安定強化工法は、薬液の粘性が低
く、不安定地盤、クラックおよび破砕帯などへの浸透性
がよく、広い範囲にわたって不安定岩盤や地盤、さらに
は人工構造物などの安定化を図ることができる。また、
形成された硬化固結物は、高強度で耐久性を有するもの
であり、岩盤などへの付着、密着性にすぐれ、かつ不燃
性ないし難燃性を呈するものであり、しかも経済的なも
のであるので、実用上有利な方法である。

【００４１】以下、製造例と実施例に基づいて本発明を
さらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。なお、製造例中の部は重量部
である。

【００４２】製造例１〜４ 表１に示す（Ｂ）　成分と添加剤と触媒とを予め混合し
、これと（Ａ）　成分とを長さ１５ｃｍ、直径１ｃｍの
静止ミキサー付ポンプによって混合し、圧力５〜１０ｋ
ｇ／ｃｍ２　・Ｇ　で吐出量７ｋｇ／ｍ２　で吐出した
。

【００４３】吐出時からのゲル化するまでの時間、薬液
の均一性、えられた固結体の曲げおよび圧縮試験（ＪＩ
Ｓ　Ｒ　５２０１）、密度（ＪＩＳ　Ｋ　５４００）、
燃焼性試験（燃焼時間と燃焼距離。ＪＩＳ　Ａ　９５１
４）の結果を表１に示す。

【００４４】薬液の均一性は、吐出薬液が硬化するまで
に層分離するか否かを調べた。

【００４５】（Ａ）　成分にはケイ酸ソーダ３号（Ｎａ
２　Ｏ／ＳｉＯ２　＝１／３、モル比）４０％水溶液を
用いた。

【００４６】比較例１および２ （Ｂ）　成分としてポリメチレンポリフェニルポリイソ
シアネートのみを用いた組成物（比較例１）と（Ｂ）　
成分の（イ）にオキシエチレン鎖を有しないポリオール
を用いた組成物（比較例２）を製造例１と同様にして調
製し、各特性を調べた。結果を表２に示す。

【００４７】なお、表１および表２中の各略号はつぎの
とおりである。

【００４８】Ｃ−ＭＤＩ ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートＭｅ７０
０　・Ｃ−ＭＤＩ メタノールにエチレンオキシドを６モル付加したモノオ
ールとＣ−ＭＤＩ　とのウレタンプレポリマーＧ５００
０−２０・Ｃ−ＭＤＩ オキシプロピレン鎖８０重量％とオキシエチレン鎖２０
重量％よりなる平均分子量５０００のポリオキシアルキ
レントリオールとＣ−ＭＤＩ　とのウレタンプレポリマ
ーＧ３０００−３０・Ｃ−ＭＤＩ オキシプロピレン鎖７０重量％とオキシエチレン鎖３０
重量％よりなる平均分子量３０００のポリオキシアルキ
レントリオールとＣ−ＭＤＩ　とのウレタンプレポリマ
ーＮ４０００−５０・Ｃ−ＭＤＩ トリエタノールアミンにプロピレンオキシド５０重量％
とエチレンオキシド５０重量％を付加してえられた平均
分子量４０００のポリオキシアルキレントリオールとＣ
−ＭＤＩ　とのウレタンプレポリマー Ｄ２０００　・Ｃ−ＭＤＩ 平均分子量２０００のポリオキシプロピレングリコール
とＣ−ＭＤＩ　とのウレタンプレポリマー

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】実施例１ 破砕帯を有するトンネル天盤部に４２ｍｍφビットのレ
ッグオーガーにより２ｍ　間隔で削孔角度２５〜３５°
（トンネル掘削方向に対しての角度）で５個削孔し、え
られた孔内に図１に示される炭素鋼製（ＪＩＳ　Ｇ　３
４４５、ＳＴＫＭ　１７Ｃ）の注入ボルト（外径２７．
２ｍｍ、内径１５ｍｍ、長さ３ｍ　、静止ミキサーおよ
び逆止弁内装）を挿入し、口元部分約３０ｃｍに２液硬
質発泡ウレタン樹脂を含浸させたメリヤス製ウエスを鉄
棒で押し込みシールした。

【００５２】ついで固定した各注入孔に対し、表１にお
ける製造例１の薬液を注入圧約２０〜５０ｋｇ／ｃｍ２
　・Ｇ　で、１孔あたり約８０〜１２０ｋｇ　注入した
。

【００５３】薬液を注入してから約　１２０分後に、掘
進により地山の改良状態を調査したところ、固結範囲は
半径３ｍ　の半球状であり、固結安定化していた。

【００５４】注入固結部分をサンプラーで５ｃｍφ×１
０ｃｍの円柱形状にサンプリングし、一軸圧縮強度を測
定すると　１２０ｋｇ／ｃｍ２　であった。なお、未改
良部は破砕帯のためサンプリングが不可能であった。こ
の結果、本発明の薬液の有効性が充分証明され、固結安
定化層が形成されることが判明した。

【００５５】実施例２ 大きな空隙を有する花崗岩破砕帯部のトンネル天盤部の
安定化を図るために、表１における製造例２の薬液注入
による安定化を行なった。施工方法は実施例１と同様に
行なった。

【００５６】すなわち、天盤部に４２ｍｍφビットのレ
ッグオーガーにより約２ｍ　間隔で深さ２ｍ　の注入孔
を１０個削孔した。削孔角度は２０°であった。えられ
た孔内に実施例１と同様の炭素鋼製ロックボルト（ＪＩ
Ｓ　Ｇ　３４５５、ＳＴＫＭ　１７Ｃ）を挿入し、口元
部を実施例１と同様にしてシールした。

【００５７】各注入孔に対して表１における製造例２の
薬液を７０〜１１０ｋｇ　（注入圧１０〜２０ｋｇ／ｃ
ｍ２　・Ｇ　）注入した。薬液を注入してから約　１５
０分後に地山の安定化状況を確認するために注入孔周辺
を掘進し調査したところ、固結範囲は半径約２．５ｍの
半球状に固結しており、かつ、大きな空隙部も高密度で
よくシールされていた。なお、参考のためにとくに大き
な空隙部でシール固結している製造例２の薬液の単独固
結部分をサンプラーで５ｃｍφ×１０ｃｍの円柱形状に
コアサンプリングして一軸圧縮強度を測定するとともに
燃焼テストを実施した。結果を表３に示す。

【００５８】

【表３】

【００５９】実施例２の結果より、本発明の薬液を注入
ボルトよりも大きな空隙を有する花崗岩破砕帯部に注入
することにより空隙を完全にシールしかつ破砕帯部にも
よく浸透固結し、岩盤の安定化を図ることができ、トン
ネル掘削工事において非常に有益であることが立証され
た。

【００６０】実施例３ 鉄筋コンクリート３階建ビルの屋上スラブのコーナー部
にクラックが発生し、降雨時に階下に漏水していた。こ
のクラックに対し、直径１０ｍｍのドリルを用い約２０
ｃｍピッチで深さ約５ｃｍの孔を１５個削孔し、孔内の
削りくずや粉塵を圧縮空気で吹き飛ばしたのちに削孔上
に脱脂綿を約５ｍｍ厚にのせ、その上から外径約１０ｍ
ｍの注入パイプを木製ハンマーで打ち込んだ。静止ミキ
サーを内装したＹ字管を注入パイプにセットし、表１に
おける製造例１の（Ａ）　、（Ｂ）　成分を（Ａ）／（
Ｂ）　の容量比が約１／１．５となるような割合で手押
し注入ポンプにより１孔あたり約２〜３リットル注入し
た。

【００６１】注入後、注入パイプを取り除き、コルク栓
を打ち込み、モルタルを塗布して仕上げた。約２週間後
に激しい降雨があったが、以前のような漏水はまったく
発生せず、クラックシールおよび止水に大変有効なこと
が立証された。

【００６２】

【発明の効果】本発明の注入薬液組成物およびそれを用
いた安定強化工法は、以下に述べる■〜■の効果を奏す
る。

【００６３】■　　（Ａ）　成分のケイ酸ソーダ水溶液
と（Ｂ）　成分のウレタンプレポリマーとは非常に相溶
性がよく、確実な尿素−　無水ケイ酸複合体、ウレタン
−　無水ケイ酸複合体および無水ケイ酸の複合固結体が
形成され、さらに岩盤や地盤ないし人工構造物とのなじ
みが良好で、接着性が向上する。したがって、固結硬化
性能が非常に高く確実に岩盤ないし地盤の安定強化を達
成することができ、かつ漏洩部では確実な止水効果が奏
される。

【００６４】■　　（Ａ）　成分、（Ｂ）　成分の混合
液は粘性が低く、浸透性に優れている。

【００６５】■　　（Ａ）　成分としてケイ酸ソーダ水
溶液を用いているのでコストが低く、経済的である。

【００６６】■　　固結体強度が大きく、強度の要求さ
れる不安定岩盤ないし地盤の安定強化に有効である。

【００６７】■　　耐久性に優れ、かつ難燃性ないし不
燃性であり、火災の心配が少ない。また、労働安全衛生
上でも優れている。

【００６８】このように本発明の工法は優れた特徴を有
しており、一般山岳トンネルはもちろんのこと、大断面
トンネル掘削工事や大深度地下土木工事などにおいて要
求される、より確実かつ高強度で、経済的であり、安全
性に優れた不安定岩盤ないし地盤の安定強化を達成する
のにきわめて有効な工法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工法に用いられるロックボルトの一例
の概略断面図である。

【符号の説明】

１　　ロックボルト ５　　注入薬液

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（Ａ）　ケイ酸ソーダ水溶液、および
   （Ｂ）（イ）　オキシアルキレン鎖中に５重量％以上の
   オキシエチレン鎖を有するポリオキシアルキレンモノま
   たはポリオールと （ロ）有機ポリイソシアネートを反応させてえられる遊
   離のイソシアネート基を含有する親水性ウレタンプレポ
   リマーからなる土質または人工構造物などの安定化用注
   入薬液組成物。
2. 【請求項２】　　岩盤ないし地盤に所定間隔で複数個の
   孔を穿設し、前記孔内に中空の注入ボルトを挿入し、ボ
   ルトの開口部より請求項１記載の注入薬液組成物を岩盤
   ないし地盤に注入し、固結させることを特徴とする岩盤
   ないし地盤の安定強化止水工法。
3. 【請求項３】　　人工構造物に注入パイプを挿入し、該
   注入パイプを介して請求項１記載の注入薬液組成物を人
   工構造物に注入し、固結させることを特徴とする人工構
   造物の安定強化止水工法。