JPH0515880B2 - - Google Patents
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- JPH0515880B2 JPH0515880B2 JP61152355A JP15235586A JPH0515880B2 JP H0515880 B2 JPH0515880 B2 JP H0515880B2 JP 61152355 A JP61152355 A JP 61152355A JP 15235586 A JP15235586 A JP 15235586A JP H0515880 B2 JPH0515880 B2 JP H0515880B2
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
〔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。
〔従来の技術〕
従来から軟弱な岩盤(地山)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、天盤のアーチに沿つて孔を穿設し、この孔内
にロツ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、あるいはパイプ
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
大掛りとなり、機械の設備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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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パツカーの一端側
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、予め地山に穿設された孔内に上記パツカ
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パツカーの周
囲に発泡層を形成して上記孔の開口を閉塞し、つ
いでこのパツカー内にウレタン樹脂等を圧入して
パツ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、上記孔内にパツ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〔特開昭60−33925号
公報〕)。すなわち、上記方法(以下この方法「従
来法」という)は、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つ
て所定間隔(例えば140cm)で複数の孔を斜め上
向きに穿設し、これらの孔内にパツカー30を順
次挿入し、第17図に示すように、根元部のパツ
キン31で孔の開口を塞ぎ、その状態でパツカー
30の先端から、接続ユニツト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。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
してトンネル切羽端の天盤部29を天盤のアーチ
に沿つて硬化樹脂で固め、その状態でトンネル切
羽先端を掘削し、一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18図に示すよ
うに、孔内に残したパツカー30とその周囲に分
布する固結領域35の双方によつて行われるため
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掛りな設備が不要と
なり、かつ固結が簡単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。
しかしながら、上記工法は、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
記孔内にパツカー30を挿入してウレタン樹脂を
圧入すると、地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大きくなり、浸透
樹脂全体が完全硬化するまでの間、未硬化状態で
存在する樹脂量が多くなるため、天盤の崩落が生
じやすくなる。すなわち、上記のように地山内に
浸透したウレタン樹脂の硬化は、樹脂浸透領域の
外周側から行われ、内部は未硬化状態となつてお
り、樹脂浸透領域の内部は、未硬化樹脂によつて
いわば水を含んだような状態となつている。その
ため、地山が砂のような特に柔軟な場合には、崩
落現象を生じやすい。したがつて、上記のような
軟弱地山に対しては、固結に先立つて天盤面にコ
ンクリート吹き付け処理が行われるが、そのよう
な補強にも限界があり実質的に特に軟弱な地山に
対する施工は困難である。また、上記工法によれ
ば、使用樹脂量が多くなり、樹脂の圧入にかなり
の時間を要する。すなわち、上記ウレタン樹脂の
パツカー30に対する圧入に際しては、パツカー
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
が多くなつて浸透領域が大きくなり、樹脂液の圧
入時間および使用量が増加するのである。また、
上記ウレタン樹脂の圧入に際しては、上記パツカ
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、固結に先立つて天
盤面にコンクリート吹き付け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。
この発明は、このような事情に鑑みなされたも
ので、砂質等の特に軟弱な岩盤に対しても施工で
き、かつ施工時間の短縮、使用樹脂量の低減を実
現でき、しかも施工の簡単な岩盤固結工法の提供
をその目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、この発明の岩盤固
結工法は、トンネル切羽の天盤部に天盤のアーチ
に沿つて所定間隔で複数個の孔を穿設し、上記孔
内に、先端側に薬液吐出孔を有するロツクボルト
を根元まで挿入した状態で位置決めし、そのロツ
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、上記孔内にロツ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、
上記複数個の孔の穿設とそれに付随する薬液の注
入を数次に分けて行い、第一次では複数個の孔の
うちの所定数の孔を相互に大きな間隔を保つた状
態で穿設して薬液の注入を行い、第二次では上記
第一次で穿設された孔と孔との間にそれぞれ別個
の孔を穿設して薬液の注入を行うようにし、かつ
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。
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
使用するとパツ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
ていた硬化速度の著しく速い特殊な二液型発泡ウ
レタン樹脂を使用し、かつ天盤のアーチに沿つて
複数の孔を穿設し薬液を注入するに当たり、これ
を数次に分け、第一次で所定数の孔を広い間隔で
穿設して薬液注入し、第二次で上記孔と孔の間に
別個の孔を穿設して薬液注入するようにすると、
砂質等の特に軟弱な岩盤に対しても施工が可能に
なることをつきとめた。そのうえ、上記のような
特殊な二液型発泡ウレタン樹脂を使用すると、施
工時間の著しい短縮を実現できると同時に使用樹
脂量の低減を実現でき、しかも上記樹脂は上記中
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、パツカーに予めパツキ
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しなくなるこ
とを見いだし、この発明に到達した。
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
ているロツクボルトに圧入して岩盤固結を行う。
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成分とす
る混合液で水酸基価250〜450KOHmg/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20〜6400KOHmg/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
るジフエニルメタン−4,4′−ジイソシアネート
(MDI)、ポリメチレン・ポリフエニル・ポリイ
ソシアネート(ポリメリツクMDI、クルード
MDI)およびトリレンジイソシアネート(TDI)
の少なくとも一つの主成分とする平均分子量174
〜2000、イソシアネート基含有量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。
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、
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ープ
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、ジエタノールアミン、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。
(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50〜2000KOHmg/gのアルキレングリコ
ール。
(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20〜1000KOHmg/gの2官能
以上のポリオール。
(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
100〜5000、水酸基価20〜1000KOHmg/gの2
官能以上のポリオール。
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%のポリメリツクMDI、
高反応性であるジフエニルメタン−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%)ならびに上記ジフエニ
ルメタン−4,4′−ジイソシアネートの二量体、
三量体と上記低分子量ポリオールとの反応物があ
げられる。
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、ジエタノール
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′−ジアミノジフエニルメタン等の
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(CCl3F)、メチ
レンクロライド(C2H4Cl2)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。
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ツカーを
用いても地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ツ
クボルトを用いると、ウレタン樹脂をロツクボル
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。
本発明者らが開発したロツクボルトは、ジヤン
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。
第1図は打ち込みタイプのロツクボルトを示し
ている。このロツクボルトは、先端閉鎖型中空パ
イプからなるパツカー部1と、中空パイプからな
るロツクボルト本体2をねじ継手3で継合してな
り、外径27mm、内径14mmで全長Aが略3m、パツ
カー部1の長さBが1m、ロツクボルト本体2の
長さCが2mに設定されている。そして、上記パ
ツカー部1の先端部の外周に直径5mmの薬液吐出
孔4が10個形成されている。他方、パツカー部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
パツカー部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、ロツク
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、右半分に受け入れ上記両
液を同方向(矢印A,B方向)に旋回させながら
移送するようになつている。この場合、右半分に
は1重羽根5c、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
つているV字状2重羽根5bの作用によつて流速
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、その交叉部において両
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、上記ロツクボル
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、これによつ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、ロツクボルト本
体2の後端には開口部にワンタツチ接続機構(図
示せず)を備えた逆止弁付継手7がねじ継合され
ている。そして、このロツクボルトは第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
アーチに沿つて所定間隔で穿設されている孔9内
に、上向き(角度θ=10〜20゜)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
ツト10付ホース11がワンタツチで取付けられ
るようになつている。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。
第4図は自穿孔タイプのロツクボルトを2種類
示している。第4図aのロツクボルトは、パツカ
ー部1およびロツクボルト本体2をねじ継手3で
継合することにより構成されているが、パツカー
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1
4が円周方向に90゜間隔で設けられており、端面
が中央部に中心孔15が形成されているととも
に、刃14と刃14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7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図のロツ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のロツクボ
ルトは、パツカー部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1
8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19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図のロツクボルトと同じである。
この発明は、上記ロツクボルトを用い、つぎの
ようにして岩盤固結を行う。例えば、トンネル切
羽先端の天盤部に天盤のアーチに沿つて70cm間隔
で合計13個の孔を穿設し薬液を注入する予定のと
きは、まず第6図に示すように、天盤部8に穿設
する合計13個の孔のうち7個の孔a,c,e,
g,i,k,mを140cm間隔で穿設し、薬液を注
入してその周囲の地山を固結し、つぎに、第7図
に示すように、上記孔a,c,g,i,k,mの
間にそれぞれ6個の孔b,d,f,h,j,l
を、隣接する孔a,c,e,g,i,k,mとの
間隔が70cmになるように穿設し薬液を注入してそ
の周囲の地山を固結するということにより岩盤固
結を行う。より詳しく説明すると、例えば打ち込
みタイプのロツクボルトを使用するときは、まず
トンネル切羽先端の天盤部8に、天盤に沿つて
140cm間隔で、第8図に示すように、ジヤンボド
リル等の削岩機21によつて、第6図のa,c,
e,g,i,k,mに相当する合計7個の孔22
を穿設(上向きに10〜20゜の角度)する。そして、
穿設された孔22内に、それぞれ第1図に示すロ
ツクボルトを、ロツクボルト本体2の後端に、第
9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・コールビツク24等で打ち込
み、ついで打ち込まれたロツクボルトの後端に、
第10図に示すように、逆止弁付継手25を取付
け、これに、接続ユニツト10付ホース11を、
その接続ユニツト10を逆止弁付継手25にワン
タツ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
液をロツクボルト内に15〜20Kg/cm2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
はねじ継手3まではA液およびB液の層流状態で
到達し、パツカー部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
でロツ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22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
化状態になつて開口を閉塞し後から吐出される樹
脂の洩れを防ぐ。したがつて、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、接続ユニツト10をワンタツ
チで外す。このようにしてロツクボルトが孔22
内に固定され、かつ孔22の周囲の地山が硬化樹
脂で固結される。この状態を第11図に示す。図
において、26は固結領域である。このようにし
て、第6図に示す7個の孔a,c,e,g,i,
k,mにロツクボルトを挿入し薬液を注入して岩
盤固結を行つたのち、つぎに同様にして上記7個
の孔a,c,e,g,i,k,mの間に、第7図
に示すように、6個の孔b,d,f,h,j,l
を穿設しロツクボルトを挿入し薬液注入して岩盤
固結を行う。その結果、第12図に示すように、
砂質等の特に軟弱な地山であつても天盤の崩落を
起こすことなく、複数のロツ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。
また、第4図a,bの自穿孔タイプのロツクボ
ルトを使用するときは、ロツクボルトを第13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からロツクボルト内に水、
エアーを圧入してロツクボルト先端の中心孔1
5、外周孔16から吐出させ、ロツクボルトの刃
が削り出す土、砂等を、ロツクボルトの外周に沿
つて孔内を後方に移行させ孔の開口から外部に排
出しながら、第6図のa,c,e,g,i,k,
mに相当する孔22の穿孔を行う。このようにロ
ツクボルトをドリルとして使用して孔を形成し、
その孔の中にロツクボルトを残し、ついでロツク
ボルト後端に逆止弁付継手25を接続し、第14
図に示すように、接続ユニツト10付ホース11
をワンタツチで接続し、二液型発泡ウレタン樹脂
のA液およびB液を圧入し、ロツクボルト先端の
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15図参照)を行う。つぎに、上記と同様に
して第6図のb,d,,f,h,j,lに相当す
る孔を穿設し、ロツクボルト内に薬液を圧入し岩
盤固結を行う。
このようにして、特に軟弱な地山であつても天
盤の崩落を招くことくトンネル切羽先端の天盤部
に、第12図に示すように、天盤部8にアーチに
沿つて所定間隔でロツ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。
なお、上記の説明は複数個の孔a〜mの穿設を
2次に分けて行つているが、3次以上に分けて行
つてもよい。また複数の孔の穿設を数次に分けて
行う場合、上記のように1つ飛びで行うのではな
く、2つ飛び3つ飛び等でもよく、またランダム
に飛ばすようにしてもよい。さらに、第12図で
はロツクボルトを90゜の範囲内に分布させている
が、それに限らず、90〜120゜の範囲内であれば任
意の角度に分布させることができ、場合によつて
はそれ以上の角度に分布させることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明は、トンネル切羽先端
の天盤部に天盤のアーチに沿つて複数の孔を穿設
するに当たり、その孔の穿設を数次に分け、第一
次では上記複数個の孔のうちの所定数の孔を広い
間隔を保つた状態で穿設するようにして孔穿設時
に相互に悪影響を及ぼさないようにし、かつロツ
クボルトに圧入する薬液として、硬化が速くした
がつて薬液全体が完全硬化するまでの間、未硬化
状態で存在する樹脂量が極めて少なく未硬化樹脂
の存在による一種の水含み状態を生じない岩盤固
結用薬液を使用して第一次の岩盤固結を行い、つ
ぎに、第一次で穿設され周囲が固結されている孔
と孔の間に、それぞれ別個の孔を穿設し第一次と
同様にして岩盤固結を行うため、砂質等の特に軟
弱な岩盤に対しても崩落現象を生じることなく岩
盤固結を行うことができる。また、この発明は、
岩盤固結用薬液として、上記のように硬化時間が
短い二液型発泡ウレタン樹脂を用い、これを、ロ
ツクボルトに圧入するため、ロツクボルトの先端
側の薬液吐出孔から吐出された上記ウレタン樹脂
が、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
がつて、従来法のように、ロツクボルトにパツキ
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
きると同時に樹脂圧入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
ツ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12図と第18図との対比から明
らかなように、一定の範囲の天盤部を固結するに
当たり、従来法よりも穿設する孔の数およびそれ
に配挿するロツクボルトの数も多くなるが、この
発明では、ロツクボルト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、ロツクボルト1本当たりの樹脂の使用量が
著しく少ないため、ロツ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、上記第12図と第18図との対比からわかる
ように、ロツ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つて
ロツ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ものである。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、地山を通じての切羽手前への
薬液のリークがなく、したがつて、従来のように
コンクリート吹き付け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。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明す
る。
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、、を準備した。
[Industrial Field of 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. [Conventional technology] Conventionally, in geological zones such as soft rock (ground) or crushed ground, a roof is installed at the top of the tunnel face to prevent the top of the tunnel face from collapsing. Countermeasures have been taken such as the advance bolt method in which a hole is drilled along the arch of the board and a locking bolt is inserted into the hole or the bolt is solidified with mortar, the pipe roof method, and the chemical injection method. The mountain is being strengthened. However, this conventional method requires large-scale equipment, takes time to prepare machinery and injection, and has the disadvantage that on-site operations must be stopped for a considerable period of time for these operations. was occurring. [Problems to be Solved by the Invention] Therefore, in order to solve these difficulties, the present inventors installed a sealant (sealing material) such as cloth on one end side of the sealer made of a hollow pipe, and solved the problem described above. After impregnating the gasket with foamed resin such as urethane resin, the gasket is inserted from the other end into a hole previously drilled in the ground, and in this state, the urethane resin impregnated into the gasket is cured. A foam layer is formed around the packer to close the opening of the hole, and then urethane resin, etc. is press-fitted into the packer to fill the gap between the packer and the hole wall, and at the same time, the urethane resin is allowed to penetrate into the ground and harden. We have already proposed a method of solidifying the rock around the hole while leaving the pack car in the hole, and have already filed a patent application (Japanese Patent Application No. 58-144024 [Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-33925]). . That is, in the above method (hereinafter referred to as the "conventional method"), as shown in FIG. The holes are drilled diagonally upward, and the packers 30 are sequentially inserted into these holes. As shown in FIG. By discharging two-component foamed urethane resin supplied from the hose 33 equipped with the unit 32, the holes are filled with urethane resin,
Furthermore, the urethane resin is infiltrated into the ground as shown in the figure and hardened to solidify the bedrock. In the figure, 34 is the shoring, and 35 is the consolidation area. To form a tunnel, the top plate 29 at the end of the tunnel face is hardened with hardened resin along the arch of the top plate, and in this state, the tip of the tunnel face is excavated, and 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 packer 30 left in the hole and the consolidated area 35 distributed around it, as shown in FIG. Because of this, extremely strong consolidation is achieved. Furthermore, it has the advantage that large-scale equipment is not required because it does not require large machinery for construction, and because it is easy to consolidate, on-site work can be interrupted in an extremely short period of time. However, the above method uses a two-component foamed urethane resin that takes 3 to 5 minutes to harden after mixing the two components, so the packer 30 is inserted into the hole and the urethane resin is When press-fitting, it takes time for the resin that penetrates into the ground to harden, and the area where the resin penetrates becomes larger, and the amount of resin that remains uncured until the entire infiltrated resin is completely cured. The roof is more likely to collapse. That is, as mentioned above, the urethane resin that has penetrated into the ground is cured from the outer circumferential side of the resin infiltrated area, and the inside is in an uncured state, and the inside of the resin infiltrated area is cured by the uncured resin. In other words, it is in a state that contains water. Therefore, if the ground is particularly flexible, such as sand, it is likely to cause a collapse phenomenon. Therefore, for soft ground like the one mentioned above, concrete is sprayed on the roof surface before consolidation, but there are limits to such reinforcement, and it is practically impossible to strengthen especially soft ground. Construction is difficult. Further, according to the above construction method, the amount of resin used is large and it takes a considerable amount of time to press-fit the resin. That is, when press-fitting the urethane resin into the packer 30, if the urethane resin discharged from the tip of the packer 30 penetrates into the ground and hardens, the pressure required for press-fitting the resin will suddenly increase, so use this as a guideline. The longer the curing time of the urethane resin used, the greater the amount of resin liquid press-in and the larger the permeation area, which increases the injection time and amount of resin liquid used. be. Also,
When press-fitting the urethane resin, the packing 31 must be attached to the packing car 30 one by one, which is a complicated operation. Furthermore, since conventional rock consolidation methods use chemicals that take a long time to harden, leakage of chemicals through the ground to the front of the face is sometimes unavoidable, so concrete is sprayed onto the top surface prior to consolidation. The problem is that it takes a long time to construct. This invention was made in view of the above circumstances, and can be applied even to particularly soft rock such as sand, shortens the construction time, reduces the amount of resin used, and is easy to install. Its purpose is to provide a rock consolidation method. [Means for solving the problem] In order to achieve the above object, the rock consolidation method of the present invention involves drilling a plurality of holes at predetermined intervals in the ceiling part of the tunnel face along the arch of the ceiling. A lock bolt having a chemical discharge hole on the tip side is inserted into the hole up to the base and positioned, and a rock consolidation chemical is press-fitted into the lock bolt. A method of solidifying rock by filling the hole and infiltrating the rock, and hardening the rock solidifying chemical solution that fills the hole and permeates the rock while leaving a rock bolt in the hole,
The drilling of the multiple holes and the associated injection of the chemical solution are performed in several stages, and in the first stage, a predetermined number of the multiple holes are drilled at a large distance from each other. In the second step, separate holes are drilled between the holes drilled in the first step to inject the chemical solution, and for rock consolidation. The structure uses a fast-curing two-component foamed urethane resin as the chemical solution. In other words, in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional method that we had proposed earlier, the inventors conducted further research and found that conventionally, if a resin with a too fast curing speed is used, the resin will deteriorate in a hollow pipe such as a car. We used a special two-component foamed urethane resin that had an extremely fast curing speed, which had been considered impossible to use due to the curing of When injecting, this is divided into several steps, and in the first step, a predetermined number of holes are drilled at wide intervals and the chemical solution is injected, and in the second step, separate holes are drilled between the holes. If you try to inject the drug,
It was discovered that construction is possible even on particularly soft rock such as sand. Furthermore, by using the special two-component foamed urethane resin mentioned above, it is possible to significantly shorten the construction time and at the same time reduce the amount of resin used.Moreover, the resin is discharged from the tip of the hollow pipe. When resin flows down near the opening of a hole, it hardens and closes the opening of the hole, so unlike the conventional method, a packing material, etc. is attached to the packer in advance to close the opening of the hole and prevent the resin from leaking. This invention was achieved by discovering that there is no need for complicated work. This invention uses a fast-curing two-component foamed urethane resin to solidify the rock by press-fitting it into a lock bolt inserted into a hole drilled in the rock. As the above-mentioned fast-curing two-component foam urethane resin, for example, the following liquids A and B may be mixed at a ratio of 1:1.
Products that are used in the industry and have an extremely short curing time of 5 to 30 seconds after mixing the two components are prized. The liquid A is a mixed liquid mainly containing a primary polyol having two or more hydroxyl groups, and is composed of a polyol liquid having a hydroxyl value of 250 to 450 KOHmg/g. Such polyol liquid usually has a hydroxyl value of 20 to 6400 KOHmg/g,
It is prepared by using a combination of several types of primary and secondary polyols having an average molecular weight of 18 to 5,000 and having two or more functionalities. In addition, the above B liquid is diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenyl polyisocyanate (polymeric MDI, crude
MDI) and tolylene diisocyanate (TDI)
Average molecular weight of at least one main component of 174
~2000, isocyanate group content 18~48% by weight
(hereinafter abbreviated as "%") of isocyanate liquid. To explain in more detail, the polyol components of the liquid A include polypropylene glycol, polyethylene glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, hexylene glycol,
Examples include alkylene glycols such as castor oil. Additionally, 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, diethanolamine, triethanolamine, and triethylene diamine. Examples include reactants with added . Particularly suitable are the following polyols. (1) Low molecular weight (molecular weight 60-1000), low viscosity (500 cps/25℃ or less), bifunctional or higher alkylene with a hydroxyl value of 50-2000 KOHmg/g, such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and dipropylene glycol. glycol. (2) Glycerin, sucrose, ethylene oxide,
Molecular weight with propylene oxide added: 500~
6000, a bifunctional or higher functional polyol with a hydroxyl value of 20 to 1000 KOHmg/g. (3) Ethylenediamine, triethanolamine,
Molecular weight of triethylenediamine with ethylene oxide and propylene oxide added
100-5000, hydroxyl value 20-1000KOHmg/g2
Polyols that are more than sensual. The isocyanate component of liquid B is polymeric MDI with an isocyanate group content of 30 to 31.5%,
Highly reactive diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (isocyanate group content 32-34
%) of dimer, trimer formulations and crude MDI
and a low molecular weight (50-1000) polyol, such as ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, etc. (isocyanate group content 20-30%), and a dimer of the above diphenylmethane-4,4'-diisocyanate. ,
Examples include reactants of trimers and the above-mentioned low molecular weight polyols. 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 aliphatic amines such as ethylenediamine, triethylenediamine, triethylamine, ethanolamine, diethanolamine, and dimethylethanolamine, aromatic amines such as 4,4'-diaminodiphenylmethane, dibutyltin dilaurate, and tin octylate. , tin chloride, lead octate, lead naphthenate, and other organometallic catalysts.
In addition, the improvement in the expansion ratio of urethane resin foam
Inert solvents such as trichloromonofluoromethane (CCl 3 F), methylene chloride (C 2 H 4 Cl 2 ), pentane, and water may be used, but from the viewpoint of the impact on workers, water is not recommended as a blowing agent. It is desirable to mainly use However, the methylene chloride mentioned above acts as a blowing agent, and at the same time,
10% or less of the total, preferably
It is preferable to use it within the range of 0.5 to 3%.
When using water as a foaming agent, add 0.1~
5% blending is performed. To increase the expansion ratio to 15 times, 1 to 4% water may be added. The above two-component foamed urethane resin consisting of liquid A and liquid B is heated at 0 to 30°C after mixing liquid A and liquid B.
It hardens in 5 to 30 seconds, and can be injected into a hole drilled in the ground using the conventional method proposed by the present inventors. When the lock bolt newly developed by the present inventors is used, the urethane resin does not harden in the middle of the hollow pipe such as the lock bolt.
This is suitable because it can be injected smoothly even into holes with a long depth. The rock bolts developed by the present inventors are of the driving type, in which urethane resin is injected after driving into a hole drilled in the rock with a rock drill such as a jumbo drill, and the rock bolt itself is a rock bolt that can be used with a rock drill such as a rock drill. There is also a self-drilling type. FIG. 1 shows a drive-in type lock bolt. This lock bolt consists of a lock bolt part 1 made of a hollow pipe with a closed end and a lock bolt main body 2 made of a hollow pipe, which are joined by a threaded joint 3. The length B of the lock bolt body 2 is set to 1 m, and the length C of the lock bolt body 2 is set to 2 m. Ten chemical liquid discharge holes 4 each having a diameter of 5 mm are formed on the outer periphery of the tip of the packer portion 1. On the other hand, police car part 1
A stepped portion 1a is provided at the rear end adjacent to the threaded portion, on which the stationary mixer 5 shown in FIGS. It is inserted and fixed with the tip facing toward the tip. The stationary mixer 5 has V-shaped double blades 5b tilted at regular intervals on the left half of the center about a linear central axis 5a extending forward (in the direction of arrow X) from the center of the root side ring portion 6. On the right half, single-layer blades 5c are tilted at regular intervals, and the urethane resin liquids A and B press-fitted into the lock bolt are received in the left and right halves, respectively, and both liquids are directed in the same direction (arrow A). , B directions). In this case, the right half has a single blade 5c, and the left half has a V-shaped double blade 5b.
is provided, and when the urethane resin rotates from the right half to the left half, the flow speed is increased by the action of the V-shaped double vane 5b, which is wide on the inlet side and narrow on the outlet side, and the urethane resin is transferred from the left half to the right half. When you return, it returns to its initial speed. In other words, liquids A and B are mixed while rotating in the same direction due to the difference in flow velocity between the left and right halves. Since both liquids are not mixed by colliding with each other at the intersection, they are mixed and sent forward while maintaining the initial flow velocity at the time of injection. In other words, the Rockvolt is equipped with such a special static mixer 5, which allows the extremely fast-curing urethane resin to be mixed and transferred without curing in the middle, and to be smoothly discharged from the tip. be. Further, as shown in FIG. 1, a joint 7 with a check valve is screwed 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 lock bolts are inserted upward (angle θ = 10 to 20 The hose 11 with the connecting unit 10 can be attached to the joint 7 with a check valve at the rear end with one 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. Figure 4 shows two types of self-drilling type lock bolts. The lock bolt shown in Fig. 4a is constructed by joining a packer part 1 and a lock bolt main body 2 with a threaded joint 3, but the tip of the packer part 1 is open, and a drill part (a drill part) (see Figure 5) 13 are fitted together. This drill part 13 has four blades 1 on the end surface of the tip.
4 are provided at 90° intervals in the circumferential direction, and a center hole 15 is formed in the center of the end face, and outer peripheral holes 16 are formed between the blades 14, respectively. Note that the joint 7 with a check valve is attached 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. In the lock bolt shown in FIG. 4b, a drill part 17 is integrally formed at the tip of the packer part 1. In this case, the drill bit 1
8 is formed by bifurcating from the root,
The tips of the branched portions are each formed into a blade 19. An outer peripheral hole 20 is formed at the base of the branched blade 19. The other parts are the same as the lock bolt shown in Figure 1. This invention uses the above-mentioned rock bolt to solidify rock in the following manner. For example, if you are planning to drill a total of 13 holes at 70 cm intervals along the arch of the ceiling in the ceiling at the tip of the tunnel face and inject the chemical solution, first drill the holes in the ceiling as shown in Figure 6. Of the total 13 holes drilled in 8, 7 holes a, c, e,
Holes a, c, g, and m are drilled at intervals of 140 cm, and a chemical solution is injected to solidify the surrounding ground. Next, as shown in Figure 7, holes a, c, g, and i are drilled. , k, m, respectively six holes b, d, f, h, j, l
The rock is consolidated by drilling the adjacent holes a, c, e, g, i, k, and m so that the distance between them is 70 cm, and injecting a chemical solution to solidify the surrounding ground. I do. To explain in more detail, for example, when using a driving type lock bolt, first insert it into the top plate part 8 at the tip of the tunnel face along the top plate.
At intervals of 140 cm, as shown in Fig. 8, a, c,
A total of 7 holes 22 corresponding to e, g, i, k, m
(upwards at an angle of 10 to 20 degrees). and,
The lock bolts shown in FIG. 1 are inserted into the drilled holes 22, and a driving adapter 23 is attached to the rear end of the lock bolt main body 2 as shown in FIG. , then on the rear end of the lock bolt that was driven in,
As shown in FIG. 10, a fitting 25 with a check valve is attached, and a hose 11 with a connecting unit 10 is connected to it.
The connecting unit 10 is attached to the joint 25 with a check valve with one touch. Then,
From the hose 11, urethane resin liquid A and B
Inject the liquid into the lock bolt at a pressure of 15 to 20 kg/cm 2 . The A and B liquids press-fitted in this way reach the threaded joint 3 in a laminar flow state, and after reaching the packer part 1, they are mixed by a static mixer 5 (see Figure 1). In this state, the chemical liquid is discharged from the chemical liquid discharge hole 4 at the tip of the lock bolt. In this case, the urethane resin liquid that is first discharged 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. Prevents leakage of discharged resin. 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 injection pressure of the urethane injection pump suddenly increases.
Stop press-fitting the resin and remove the connection unit 10 with one touch. In this way, the lock bolt is inserted into hole 22.
The ground around the hole 22 is fixed with a hardened resin. This state is shown in FIG. In the figure, 26 is a consolidation area. In this way, the seven holes a, c, e, g, i, shown in FIG.
After inserting lock bolts into holes k and m and injecting a chemical solution to solidify the rock, next, in the same manner, hole No. As shown in the figure, six holes b, d, f, h, j, l
The rock is solidified by drilling a hole, inserting a lock bolt, and injecting a chemical solution. As a result, as shown in Figure 12,
Even if the ground is particularly soft, such as sandy ground, the top plate does not collapse, and the entire top plate part 8 is reinforced by the synergistic effect of the plurality of lock bolts and the surrounding consolidated areas 26. In addition, when using the self-drilling type rock bolts shown in FIGS. 4a and 4b, the lock bolts are attached to the rock drill 28 as a drill as shown in FIG. water from the air supply pipe 29a into the lock bolt,
Press the air into the center hole 1 at the tip of the lock bolt.
5. Discharge soil, sand, etc. from the outer circumferential hole 16, and move the soil, sand, etc. scraped by the blade of the lock bolt backwards along the outer circumference of the lock bolt, and discharge it to the outside from the opening of the hole. c, e, g, i, k,
A hole 22 corresponding to m is bored. In this way, use the rock bolt as a drill to form the hole,
Leave the lock bolt in the hole, then connect the check valve fitting 25 to the rear end of the lock bolt, and
As shown in the figure, a hose 11 with a connection unit 10
Connect the two-component foamed urethane resin with one touch, and press-fit liquids A and B of the two-component foamed urethane resin, and discharge them from the center hole 15 and outer hole 16 provided in the blade at the tip of the rock bolt, and solidify the rock in the same way as the driving type. Perform the knot (see Figure 15). Next, in the same manner as above, holes corresponding to b, d, , f, h, j, and l in FIG. 6 are drilled, and a chemical solution is forced into the rock bolt to solidify the rock. In this way, even if the ground is particularly soft, the roof section 8 at the tip of the tunnel face can be placed at predetermined intervals along the arch without causing the roof to collapse, as shown in Figure 12. A lock bolt is driven in, and a solidified region 26 of urethane resin is formed around the lock bolt, thereby reinforcing the top plate portion 8. In addition, although the above description describes the drilling of the plurality of holes a to m in two stages, the drilling may be performed in three or more stages. Further, when drilling a plurality of holes in several steps, instead of drilling one hole at a time as described above, it may be two holes, three holes at a time, or randomly. Furthermore, although the lock bolts are distributed within a range of 90° in Figure 12, they are not limited to this, but can be distributed at any angle within the range of 90 to 120°, and in some cases It is possible to distribute the angle at the angles above. [Effects of the Invention] As described above, the present invention divides the drilling of the holes into several stages when drilling a plurality of holes in the ceiling part at the tip of the tunnel face along the arch of the ceiling. In the first step, a predetermined number of holes among the plurality of holes are drilled at wide intervals so as not to have an adverse effect on each other when drilling the holes, and as a chemical solution to be press-fitted into the lock bolt, Since the curing process is fast, the amount of resin remaining in an uncured state is extremely small until the entire chemical solution is completely cured, so a chemical solution for rock consolidation is used that does not create a type of water-containing state due to the presence of uncured resin. The first stage of rock consolidation is performed, and then separate holes are drilled between the holes that were drilled in the first stage and the surroundings are solidified, and the rock is solidified in the same manner as the first stage. Since it performs consolidation, rock consolidation can be performed even on particularly soft rock such as sandy rock without causing a collapse phenomenon. Moreover, this invention
A two-component foamed urethane resin with a short curing time is used as the rock solidification chemical as described above, and in order to press-fit it into the rock bolt, the urethane resin discharged from the chemical discharge hole on the tip side of the rock bolt is It hardens as it flows from the tip of a hole drilled in the rock toward the opening, closing the vicinity of the opening of the hole and preventing leakage of the urethane resin that is subsequently discharged. Therefore, the complicated work of providing a packing on the lock bolt to close the hole, which is required in the conventional method, is no longer necessary. Moreover, since the injected resin properly penetrates into the bedrock and hardens quickly, there is no need to infiltrate a large amount of urethane resin into the bedrock in excess of the required amount, which was the case in the past, resulting in significant savings in the amount of resin used. It becomes possible to realize a significant reduction in resin press-fitting time. However, according to this invention, the width of the solidified area formed around the lock bolt becomes narrower, so as is clear from the comparison between FIG. 12 and FIG. Although the number of holes to be drilled and the number of lock bolts to be inserted into the holes are larger than in the conventional method, in this invention, the curing time of the urethane resin per lock bolt is shorter than in the conventional method. This makes it possible to significantly shorten the overall construction time.
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. As can be seen from the comparison between Fig. 12 and Fig. 18 above, the diameter of the cylindrical solidified region formed around the lock bolt is smaller in this invention than in the conventional method, but the reinforcing effect is This is sufficient. 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 formed around the lock bolt increases, which wastes the urethane resin. It can be said that In addition, according to the method of the present invention, the urethane resin cures extremely quickly, so there is no leakage of the chemical solution through the ground to the front of the face, and therefore there is no need for concrete spraying as in the conventional method. It is possible to consolidate the rock mass, and it also has the effect of improving workability on soft rock mass. Next, examples will be described together with comparative examples. First, three types of A shown in Table 1 below were used as the A solution (polyol component) of the two-component foam urethane resin.
A liquid was prepared.
【表】【table】
【表】
レンオキサイド
上記3種類のA液、、の特性は第2表の
とおりである。[Table] Ren oxide The properties of the above three types of liquid A are shown in Table 2.
【表】
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、、を準備した。[Table] In addition, three types of B liquids shown in Table 3 were prepared as B liquids (isocyanate components).
実施例1と同様な砂質軟弱天盤部を施工対象と
すると天盤崩落の危険があるため、比較的強度の
大な天盤部を施工対象とし、その天盤部に、従来
法に従い天盤のアーチに沿つて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
着したパツカーを送入し、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
結を行つた。その固結状態は第18図のようにな
つた。
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。
If the construction target is a soft sandy ceiling part similar to that in Example 1, there is a risk of the roof collapsing. Therefore, a relatively strong ceiling part is targeted for construction, and the roof part is coated according to the conventional method. A total of 7 holes are drilled at 140cm intervals along the arch of the board, and a packer with a packer attached to the base is inserted into the hole to create a two-part urethane foam resin that hardens in 3 to 5 minutes after mixing the two parts. was injected to solidify the rock. The solidified state was as shown in Fig. 18. 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.
【表】
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つ
ているが、樹脂液の圧入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117分になり、44%の短
縮となつている。しかも総薬液量は、比較例が
700Kgであるのに対し実施例1では208Kgで68%の
減少となつている。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ることがわか
る。しかも、実施例1によれば孔内にロツクボル
トを挿入して薬液を注入する際、比較例のように
ロツ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。
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つ
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。
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つ
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。
このように、この発明の方法によれば、従来法
では施工が困難ないし不可能な砂質等の特に軟弱
な天盤部を施工対象とすることができ、かつ施工
時間の大幅な短縮および使用岩盤固結用薬液の大
幅な低減を実現でき、しかも施工の簡素化をも達
成しうることがわかる。[Table] As is clear from Table 4, in Example 1, the number of holes is large, so the drilling time is longer than in the comparative example. As a result, the total time required from drilling the hole to press-fitting was reduced to 210 mm compared to the comparative example.
117 minutes in Example 1, which is a 44% reduction. Moreover, the total amount of chemical solution is lower than that of the comparative example.
The weight was 700Kg, whereas in Example 1 it was 208Kg, 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 gasket to the lock bolt each time as in the comparative example, which eliminates the complexity of installing the gasket and improves workability. It is also possible to obtain the improvement effect of Example 2 Liquid A and Liquid B were used as chemical solutions. Rock consolidation was performed in the same manner as in Example 1 except for this. The results were almost the same as in Example 1, and extremely excellent effects similar to those in Example 1 were obtained. Example 3 Liquid A and Liquid B were used as chemical solutions. Rock consolidation was performed in the same manner as in Example 1 except for this. In this case as well, extremely excellent effects substantially similar to those in Example 1 were obtained. As described above, according to the method of the present invention, it is possible to target particularly soft top panels such as those made of sand, which are difficult or impossible to construct using conventional methods, and the construction time can be significantly shortened and the use of the material can be greatly reduced. It can be seen that it is possible to achieve a significant reduction in the amount of chemicals used for rock consolidation, and also to simplify the construction process.
第1図はこの発明に用いる打ち込みタイプのロ
ツクボルトの縦断面図、第2図aはそのロツクボ
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図はそのロツクボルトに樹
脂を圧入する説明図、第4図aは自穿孔タイプの
ロツクボルトの縦断面図、第4図bは他の自穿孔
タイプのロツ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図および第7図はこ
の発明の施工の一例を示す説明図、第8図、第9
図、第10図および第11図はその施工の手順説
明図、第12図はこの発明の一実施例の施工状態
を示すためのトンネル切羽の先端の天盤部を眺め
た状態図、第13図、第14図および第15図は
第6図および第7図の施工の他の例を説明図、第
16図は従来例の施工状態を示す横断面図、第1
7図はその縦断面図、第18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。
1……パツカー部、2……ロツクボルト本体、
3……ねじ継手、4……薬液吐出孔、22……
孔、26……固結領域。
Fig. 1 is a vertical sectional view of a driving type lock bolt used in this 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. 3 is a view of the lock bolt. An explanatory diagram of press-fitting resin, Fig. 4a is a longitudinal sectional view of a self-drilling type lock bolt, Fig. 4b is a longitudinal sectional view of another self-drilling type lock bolt, and Fig. 5 is a longitudinal sectional view of a self-drilling type lock bolt.
Fig. 6 and 7 are explanatory diagrams showing an example of construction of the present invention; Figs.
10 and 11 are explanatory diagrams of the construction procedure, FIG. 12 is a state diagram looking at the top plate at the tip of the tunnel face to show the construction state of one embodiment of the present invention, and FIG. 14 and 15 are explanatory diagrams of other examples of the construction shown in FIGS. 6 and 7, and FIG. 16 is a cross-sectional view showing the construction state of the conventional example.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 18 is an explanatory diagram for individually showing the consolidated regions in FIG. 16. 1...Pack car part, 2...Lock bolt body,
3... Threaded joint, 4... Chemical liquid discharge hole, 22...
Hole, 26... Consolidation area.
Claims (1)
て所定間隔で複数個の孔を穿設し、上記孔内に、
先端側に薬液吐出孔を有するロツクボルトを根元
まで挿入した状態で位置決めし、そのロツクボル
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
記孔内にロツ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、上記複
数個の孔の穿設とそれに付随する薬液の注入を数
次に分けて行い、第一次では複数個の孔のうちの
所定数の孔を相互に大きな間隔を保つた状態で穿
設して薬液の注入を行い、第二次では上記第一次
で穿設された孔と孔との間にそれぞれ別個の孔を
穿設して薬液の注入を行うようにし、かつ岩盤固
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。 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。[Claims] 1. A plurality of holes are bored at predetermined intervals along the arch of the ceiling in the ceiling of the tunnel face, and in the holes,
A rock bolt with a chemical discharge hole on the tip side is inserted all the way to the base and positioned, and a rock consolidation chemical is press-fitted into the rock bolt, and after filling the hole with the rock consolidation chemical, it is allowed to penetrate into the rock. , a method of solidifying rock by hardening a rock solidification chemical solution that fills the hole and penetrates the rock while leaving a lock bolt in the hole, which method includes drilling the plurality of holes and accompanying thereto. The chemical solution is injected in several steps, and in the first step, a predetermined number of holes are drilled at a large distance from each other to inject the chemical solution, and in the second step Then, separate holes were drilled between the holes drilled in the first step above to inject the chemical solution, and fast-setting two-component urethane foam was used as the rock solidification chemical solution. A rock consolidation method characterized by the use of resin. 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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15235586A JPS637413A (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Solidifying work of rockbed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15235586A JPS637413A (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Solidifying work of rockbed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS637413A JPS637413A (en) | 1988-01-13 |
| JPH0515880B2 true JPH0515880B2 (en) | 1993-03-02 |
Family
ID=15538731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15235586A Granted JPS637413A (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Solidifying work of rockbed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS637413A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7512214B2 (en) * | 2021-01-20 | 2024-07-08 | 株式会社イノアック住環境 | Anchor installation method, rope laying method, and anchor structure |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033925A (en) * | 1983-08-06 | 1985-02-21 | Tokai Rubber Ind Ltd | Rockbed solidifying work and packer thereof |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP15235586A patent/JPS637413A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS637413A (en) | 1988-01-13 |
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