JPH0658039B2 - 岩盤の補強方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は、表層に割れ目が生じた岩盤の補強方法に関
する。

≪従来の技術≫ 例えば、岩盤に掘削形成されたトンネル空洞部の内壁面
や、岩盤に切り取り形成された斜面等の岩盤の表層に
は、発破や掘削等に伴う岩盤の緩みによって、割れ目が
生じる場合がある。

一方、周知のように、岩盤に掘削形成されたトンネルな
どの空洞部等の補強方法の一つとして、ロックボルト工
法が知られている。

このロックボルト工法は、通常、２〜６ｍ程度の剛性部
材を地山に打ち込み、その全面ないしは先端部分をモル
タルなどにより定着する工法である。

この種の工法では、発破などで緩んだ部分を緩んでいな
い地山に固定し、落下を防止する縫付け効果と、地山中
に剛性部材を挿入することで、地山の剪断抵抗が増加
し、地山の載荷力が大きくなる地山改良効果などにより
岩盤が補強される。

しかしながら、このようなロックボルト工法による岩盤
の補強方法には、以下に説明する課題があった。

≪発明が解決しようとする課題≫ すなわち、前述した岩盤の緩みを補強するためのロック
ボルト工法では、比較的長尺な剛性部材が多数使用され
るため、不経済であるとともに、空洞を掘削している切
羽に近接して長尺な剛性部材を打設することが難しく、
その上、定着用のモルタルが硬化するまでに時間がかか
り、ロックボルトとしての硬化が発揮される間に岩盤が
変位して、変位の増大や緩み領域の拡大を招く恐れがあ
った。

この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、岩盤の緩みを迅速に補強するこ
とができ、しかも、経済的な岩盤の補強方法を提供する
ことにある。

≪課題を解決するための手段≫ 上記目的を達成するために、本発明は、表層に割れ目が
生じた岩盤の補強方法であって、楔部材を前記割れ目に
挿入打設し、前記岩盤に、該岩盤の表面に沿った方向に
作用する圧縮応力を付加することを特徴とする。

本発明の補強方法は、割れ目などの力学的不連続面にお
ける岩塊の剥落や移動などの不安定性が問題となるよう
に地山に適用され、節理や層理の発達した中硬岩から硬
岩の地山がその主対象となる。

このような地山では、岩盤の深部まで補強する必要はな
く、空洞や斜面の表面のごく近傍のみ補強すれば、岩塊
の剥落や移動が防止され、地山の安定を保つことができ
るからである。

≪作用≫ 上記構成の岩盤の補強方法によれば、岩盤の割れ目に沿
って楔部材を挿入打設するので、岩盤の表面には、該表
面に沿った方向に作用する圧縮応力が付加される。

また、トンネル空洞部の内壁面を補強する場合、楔部材
を空洞部の断面方向に沿ったほぼ線上または、所定の幅
内の打設すれば、空洞周辺部に圧縮力が付加されたアー
チ領域が形成され、これにより空洞部を効果的に補強す
ることもできる。

そして、打設された楔部材間に位置する微小な割れ目
は、楔部材の挿入打設による前記表面に沿った方向に作
用する圧縮応力によって割れ目が閉じるため、これによ
っても岩盤の剪断力が増強される。

≪実施例≫ 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして詳細に説明する。

第１図から第３図は、この発明にかかる岩盤の補強方法
の一実施例を示している。

同図に示す補強方法は、この発明を岩盤に掘削形成され
た空洞部１０に適用した場合を例示している。

空洞部１０は、例えば、発破工法やトンネルボーリング
マシンなどで馬蹄形状に形成され、掘削直後に岩盤の緩
みにより掘削面１２に発生した割れ目１４には、直ちに
楔部材としての楔ボルト１６が挿入打設される。

このとき、実施例に示す補強方法では、楔ボルト１６
は、空洞部１０の垂直断面に沿った直線上にほぼ等間隔
をおいて、掘削面１２の上部側に複数打設される。

楔ボルト１６の形状の一例を第２図に示している。

楔ボルト１６は、先端が尖ったいわゆる楔形になってい
て、例えば、鉄あるいは鉄合金などの金属ないし金属と
同等の剛性などを備えたＦＲＰなどが使用され、その長
さｌおよび先端角度θは、岩盤の性状や割れ目１４の幅
などによって適宜最適なものが選択される。

以上のようにして、空洞部１０の掘削面１２の垂直断面
に沿ったほぼ直線上に位置する割れ目１４に、楔ボルト
１６を周方向および軸方向に間隔をおいて複数挿入打設
すると、割れ目１４が拡開されて、ボルト１６に挟まれ
た部分の岩盤には、該岩盤の表層に沿った方向、すなわ
ち第１図に矢印で示す方向に作用する圧縮応力が付加さ
れる。

なお、本実施例では、楔ボルト１６は、空洞部１０の掘
削面１２の垂直断面方向に沿ったほぼ線上に挿入打設さ
れているので、掘削面１２の上部側には該岩盤の表面に
沿った方向に圧縮応力が付加されたアーチ領域が形成さ
れ、これにより掘削直後の空洞部１０を積極的に補強
し、不必要な岩盤の緩みを防止する同時に、掘削面１２
の変位の拡大を制御することができる。

また、挿入打設された楔ボルト１６間に位置する微小な
割れ目１４ａは、第３図にその詳細を示すように、楔ボ
ルト１６の挿入打設による圧縮応力によって割れ目１４
ａが閉じるため、これによっても岩盤の剪断力が増強さ
れる。

なお、上記実施例では、楔ボルト１６を空洞部１０の垂
直断面に沿った直線上に打設する場合を例示したが、楔
ボルト１６は発生した割れ目１４にランダムに挿入打設
しても良い。

また、本発明の補強方法は、掘削形成される空洞部１０
だけでなく、岩盤に切取り形成された斜面等の補強にも
適用できる。

≪発明の効果≫ 以上実施例で説明したように、この発明にかかる岩盤の
補強方法によれば、楔部材を岩盤の割れ目に沿って挿入
打設することにより、楔部材の挟まれた岩盤に、該岩盤
に沿った方向に作用する圧縮応力を付加して緩んだ岩盤
を容易に補強することができるとともに、楔部材を挿入
打設するだけの簡単な作業により迅速かつ経済的に岩盤
を補強することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる岩盤の補強方法の実施状態の説
明図、第２図は同補強方法に用いるボルトの平面図、第
３図は第１図の要部拡大図である。 １０……空洞部 １２……掘削面 １４……割れ目 １６……楔ボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表層に割れ目が生じた岩盤の補強方法であ
   って、楔部材を前記割れ目に挿入打設し、前記岩盤に、
   該岩盤の表面に沿った方向に作用する圧縮応力を付加す
   ることを特徴とする岩盤の補強方法。