rock support and...

ROCK SUPPORT AND REINFORCEMENT

岩盤支保と補強

掘削システム

穿孔＆発破

発破工

発破工

機械化掘削（ドラッグ・ピック）

Roadheader

Roadheader

Continuous Miner

機械化掘削（ディスク・

カッター＆ボタン・カッ

ター）

TBM（tunnel boring Machine）

TBM（tunnel boring Machine）

Performance of roadway drivage

支保（Support）－地下空間の維持

①周辺岩盤が崩壊したとき、岩片の空間への進入防止②本来作用していた応力を支える。③掘削された空洞の断面積を確保する。

地山応答曲線

天盤

側壁

支保

支保 地山と支保がつり合う

地盤応答曲線

鋼製枠（steel support）

剛性枠（rigid arch）可縮枠（yield arch）

地山応答曲線

・・・H鋼による三つ組枠

半径方向の支保圧力

半径方向の変位

剛性枠

可縮枠

slide

支保工

Support Systems

支保・補強システムに関する原理・原則

(a) 空洞開削後、切羽近くに支保を打設する。(b) 岩盤に対し、しっかりと接触させて補強する。(c) 支保の変形性はできる限り掘削面の変形に追従できるようにする。(d) 時間の経過とともに岩盤が風化しないようにする。(e) 補強用の部材のくり返し除去、再配置を避ける。(f) 様々な岩盤状態や掘削断面、形状に適合できる支保を施す。(g) できる限り切羽面の作業の障害にならないようにする。(h) 掘削時に、できる限り周辺岩盤を損傷させないように掘削する。

木枠（wooden support）

丸太

木枠の特徴

鋼枠の特徴

鋼製枠（steel arch）

・材料が均質・ヤング率 200GPa・温度・湿度に影響はない。・再利用できる。・高価

・剛性枠（rigid arch）・接合アーチ枠（articulated arch）・可縮枠（yielding arch）

アーチ型坑道 馬てい型坑道

剛性枠

連結枠

連結アーチ支保の連結部材

可縮枠

Toussaint-Heinzmann可縮枠

Yielding Arches(Toussaint-Heinzmann)

ボルト支保（Bolt support）

木製ダウェル（wooden dowel）

短所視覚的に予兆なし地山条件により支保効果が得られない。

長所

掘削後すぐに打設可能空洞の通行の妨げにならない。通気抵抗の増大を抑制安価

鋼製ダウェルパーフォボルトウォリーボルトスプリットセット

機械式定着型ボルト（アンカー型、全面接着型）

レジンボルトグラウトボルトみぞ付ボルト

ルーフボルト

(A) Slot-and-wedge bolt, (B) Expansion-shell bolt, (C) Grouted anchorage bolt

レジンボルトの打設方法

COAL

HORIZONTAL STRESS

SILTSTONE

MUDSTONE

SEATEARTH

Roof shear and bulking

Floor heave

TYPICAL ROOF FAILURE MECHANISM ASSOCIATED WITHHORIZONTAL STRESS AND WEAK GEOLOGY.

HORIZONTAL STRESS

CONFINED

UNCONFINED

CONFINEDUNCONFINED

Load

Displacement

100

200

300

400

500

600

700

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 300

Displacement (mm)

Loa

d (k

N)

Point Anchored Bolt

Full ResinBolt

BirdcagedCable

LOAD DEFORMATIONCHARACTERISTICS

OF DIFFERENT BOLTS

LOAD DEFORMATIONCHARACTERISTICS

OF DIFFERENT BOLTS

Swellex dowel

Anchorage capacity(緊締容量)

岩盤分類と必要なルーフボルト密度

ルーフボルトの打設方法

ルーフボルトの設計方法

ルーフボルトの打設方法

ルーフボルトの打設方法

2.4m STRAIN GAUGED ROOFBOLTS

RIB BOLTS

SONIC PROBE

DIGITAL READOUT

SONIC EXTENSOMETER UP TO 7.5m INTO ROOF

RIB EXTENSOMETER

A TYPICAL ROOFBOLTED ROADWAY MONITORING STATION

2 22/ JAN 98 1m3 23/ JAN 98 1m4 26/ JAN 98 8m5 5/ FEB 98 64m6 2/ MAR 98 124m7 4/ APR 98 222m

0 50 100

8

0 50 100

8

DISPLACEMENT (mm)STRAIN (mm / m)

TYPICAL EXAMPLE OF SONIC EXTENSOMETER DATA

Intinsically safe Magnesonic Extensometer

Underground Extensometry

Dual Height TelltaleDual Height Telltale

コンクリート枠コンクリート

長所

コンクリート枠（短所）

一体化して硬化させたコンクリート枠

ショットクリート（Shotcreting）

吹付けコンクリート 湿式ショットコンクリート乾式ショットコンクリート

セメント骨材水急結材

・吹きつけやすさ・初期強度・耐久性・経済性

繊維補強ショットクリート（fiber reinforced shotcrete）

乾式と湿式の相違

NATM工法（New Austrian Tunneling Method）

ロックボルトと吹き付けコンクリートによる支保 情報化施工

重要

NATM（New Austrian Tunneling Method）

長壁式採掘法

世界で最も深い炭鉱での地圧制御対策