(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山にボアホールを削孔する工程と、
先端と基端との間に第１のパッカーを取り付け、基端側に第２のパッカーを取り付けるとともに、モルタル注入パイプ及びウレタン注入パイプを取り付けたロックボルトを前記ボアホールに挿入する工程と、
前記モルタル注入パイプを介してモルタルを注入し、前記第１のパッカーを膨張させる工程と、
前記モルタル注入パイプを介してモルタルを注入し、膨張した第１のパッカーよりもロックボルトの先端側のボアホール内にモルタルを充填する工程と、
前記モルタルの硬化後に前記ロックボルトに対してプレストレスを導入した後、前記ウレタン注入パイプを介してウレタンを注入し、前記第２のパッカーを膨張させる工程と、
前記ウレタン注入パイプを介してウレタンを注入し、膨張した第２のパッカーと第１のパッカーとの間のボアホール内に所定量のウレタンを注入する工程と、を備えることを特徴とする地山改良型ロックボルト補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道トンネルの維持管理における、地圧によるトンネル壁面の押出しを抑制する地山改良型ロックボルト補強工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的なロックボルト補強工法は、トンネル壁面から地山に削孔し、その孔内にモルタルを充填し、ロックボルトを挿入し、地山とボルトを定着させるものである（下記特許文献１参照）。
【０００３】
１本のロックボルトで、例えば、先端をモルタル系の充填材料で定着させ、中間部（地山の緩み領域）をウレタン系の注入材料で地山改良させるという工法は見当たらない（下記特許文献２参照）。
【０００４】
なお、１本のロックボルトで、先端を速硬性のセメントカプセル、中間部を遅延性のセメントカプセルで定着させた事例がある。ただし、この事例は、プレストレス導入時の軸力分布の改善を図ったものであり、地山を改良することを目的としていない（下記非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０８０９７号公報
【特許文献２】特許第３６７５７０５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】鉄道総研：変状トンネル対策工設計マニュアル、ｐ９３、平成１０年２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に、壁面の押出しといった変状が発生するトンネルでは、トンネルから離れた地山は比較的健全であるものの、トンネル近傍の地山は劣化して緩んでいる。
【０００８】
しかしながら、上記に記載のとおり、１本のロックボルトで、先端をモルタル系の充填材料で定着させるとともに、緩み領域をウレタン系の注入材料で改良させるといった複合的なロックボルト補強工法は見当たらない。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みて、１本のロックボルトで、地山の先端部と緩み領域との定着を異ならせて適切に施工する複合的な地山改良型ロックボルト補強工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、地山にボアホールを削孔する工程と、先端と基端との間に第１のパッカーを取り付け、基端側に第２のパッカーを取り付けるとともに、モルタル注入パイプ及びウレタン注入パイプを取り付けたロックボルトを前記ボアホールに挿入する工程と、前記モルタル注入パイプを介してモルタルを注入し、前記第１のパッカーを膨張させる工程と、前記モルタル注入パイプを介してモルタルを注入し、膨張した第１のパッカーよりもロックボルトの先端側のボアホール内にモルタルを充填する工程と、前記モルタルの硬化後に前記ロックボルトに対してプレストレスを導入した後、前記ウレタン注入パイプを介してウレタンを注入し、前記第２のパッカーを膨張させる工程と、前記ウレタン注入パイプを介してウレタンを注入し、膨張した第２のパッカーと第１のパッカーとの間のボアホール内に所定量のウレタンを注入する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００１４】
１本のロックボルトで、地山の先端部と緩み領域との定着を異ならせて適切に施工する複合的な地山改良型ロックボルト補強工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の地山改良型ロックボルト補強工法の模式図である。
【図２】本発明の第１の地山改良型ロックボルト補強工法の説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第２の地山改良型ロックボルト補強工法の模式図である。
【図５】本発明の第２の地山改良型ロックボルト補強工法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の地山改良型ロックボルト補強工法は、中空ボルトの外側に膨張式布製のパッカー及び材料注入用のパイプを取り付け、１本のロックボルトで、地山の先端部と緩み領域との定着を異ならせて施工する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の地山改良型ロックボルト補強工法の模式図、図２は本発明の第１の地山改良型ロックボルト補強工法の説明図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００１９】
図１において、１はトンネル覆工、２は地山、Ａは緩んだ地山、Ｂは安定した地山、Ｃはロックボルト、Ｄは膨張モルタルによる定着効果部位、Ｅはウレタンによる地山改良効果部位である。
【００２０】
図２及び図３において、２Ａは予め削孔してできたボアホール、３は口元膨張式布製の袋（パッカー）、４は膨張モルタル注入パイプ、５及び１３はウレタン注入パイプ、６は付着力の高いボルト又は付着力の低いボルトで、かつ中空のボルト、ここで、付着力の高いボルトの場合にはプレストレス導入後にウレタン注入し、付着力の低いボルトの場合にはプレストレス導入は、全ロックボルトの施工後に一括して実施可能である。７はボルト連結用スリーブ、８は膨張式布製の袋（パッカー）、９は付着力が高く、かつ中空のボルト、１０はモルタルリーク確認用の孔（フラッシングホール）である。
【００２１】
ここで、本発明の第１の地山改良型ロックボルト補強工法の施工方法について説明する。
（１）ボーリングマシン等により地山を削孔し、ボアホール２Ａをつくる。
（２）ボアホール２ＡにロックボルトＣを挿入する。
（３）パッカー（奥）８をモルタル注入パイプ４で圧送されるモルタルで膨張させる。
（４）そのままモルタルを注入し続けると、ボアホール２Ａにモルタルが充填される。充填したかどうかは、ボルト先端部の孔（モルタルリーク確認用の孔) １０を通じて、モルタルが口元で吐露されることにより確認できる。
（５）モルタル硬化後（材齢１日）に、引抜試験を行うとともに、プレストレスを導入する。
（６）パッカー（手元）３をウレタン注入パイプ５で圧送されるウレタンで膨張させる。
（７）ウレタン注入パイプ１３で所定量のウレタンを注入して地山を改良する。
【００２２】
図４は本発明の第２の地山改良型ロックボルト補強工法の模式図、図５（ａ）、図５（ｂ）は本発明の第２の地山改良型ロックボルト補強工法の説明図である。
【００２３】
これらの図において、Ａは緩んだ地山、Ｆは湧水が多いが安定した地山、２１は付着力の高いボルト又は付着力の低いボルトで、かつ中空のボルト、Ｅはウレタンによる地山改良（物性値向上）効果部位、２３は鋼管拡張型ボルト、２４（Ｇ）は鋼管拡張型ボルトによる定着効果部位である。
【００２４】
図５（ａ）において、３１は注水管、３２は口元膨張式布製の袋（パッカー）、３３はボルト連結用スリーブ、３４は注水により膨張する鋼管膨張型ボルト、３５はウレタン注入パイプ（パッカー拡張用）、３６はウレタン噴出口である。
【００２５】
図５（ｂ）において、注水管３１を抜いた後、中空のボルト内にウレタンを注入することで、ウレタン噴出口３６からウレタンが噴出され、緩み領域３９を改良することができる。
【００２６】
ここで、本発明の第２の地山改良型ロックボルト補強工法の施工方法について説明する。
（１）ボーリングマシン等により地山を削孔し、ボアホールをつくる。
（２）ボアホールにロックボルトＣを挿入する。
（３）鋼管膨張式ボルト３４を水圧で膨張させるため、注水管３１をボルト内部に挿入する。
（４）注水し鋼管膨張式ボルト３４を膨張させ、地山に定着させる。その後注水管３１を引抜く。
（５）引抜試験を行うとともに、プレストレスを導入する。なお、鋼管膨張式ボルト３４の場合は膨張後直ちに定着力が出現するため、養生期間は不要である。
（６）口元膨張式布製の袋（パッカー）３２をウレタン注入パイプ３５で圧送されるウレタンで膨張させる。
（７）ウレタンを所定量注入する。ウレタンは、ボルトに配置したウレタン噴出口から噴出されて地山を改良する。
【００２７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の地山改良型ロックボルト補強工法は、１本のロックボルトで、地山の先端部と緩み領域との定着を異ならせて適切に施工する複合的な地山改良型ロックボルト補強工法として利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  トンネル覆工
２  地山
Ａ  緩んだ地山
Ｂ  安定した地山
Ｃ  ロックボルト
Ｄ  膨張モルタルによる定着効果部位
Ｅ  ウレタンによる地山改良効果部位
２Ａ  予め削孔してできたボアホール
３  口元膨張式布製の袋（パッカー）
４  膨張モルタル注入パイプ
５、１３  ウレタン注入パイプ
６  付着力の高いボルト又は付着力の低いボルト
７  ボルト連結用スリーブ
８  膨張式布製の袋（パッカー）
９  付着力が高く、かつ中空のボルト
１０  モルタルリーク確認用の孔（フラッシングホール）
Ｆ  湧き水が多いが安定した地山
２１  付着力の高いボルト又は付着力の低いボルト
２３  鋼管拡張型ボルト
２４（Ｇ）  鋼管拡張型ボルトによる定着効果部位
３１  注水管  
３２  口元膨張式布製の袋（パッカー）
３３  ボルト連結用スリーブ
３４  注水により膨張する鋼管膨張型ボルト
３５  ウレタン注入パイプ（パッカー拡張用）
３６  ウレタン噴出口
３９  緩み領域  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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