長尺鏡止めボルトの地山補強効果に関する研究
地表面沈下の抑制効果について
山岳トンネルの補助工法である長尺鏡止めボルトは、`鏡面（切羽）の安定対策のみならず、地表面沈下の抑制対策としても採用されているが、地表面沈下の抑制効果と地盤条件との関係については十分な検討が行われていないのが現状である。本論文では、土被りの浅いトンネルを対象に、三次元数値解析によって、長尺鏡止めボルトによる地表面沈下の抑制効果について検討した結果、内部摩擦角が大きく粘着力の小さい地山でその効果が大きく、長尺鏡止めボルトは、切羽前方だけでなく切羽から地表面に向かう領域にも最小主応力の低下を抑制し、地表面沈下を低減する効果があることがわかった。また、地山の弾性係数や初期地圧、地山とボルトとの付着特性および掘削工法が、長尺鏡止めボルトの地表面沈下抑制効果に及ぼす影響について検討を加えた。
キーワード： 鏡止めボルト，地山補強効果，地表面沈下，三次元掘削解析，地山の強度定数
＊１ 土木本部土木設計部トンネル地下設計室
＊２ 技術センター土木技術研究所地盤・岩盤研究室
The Effects of Ground Reinforcement by Means of Long Face Bolts
Using Long Face Bolts to Prevent Ground Surface Settlement
Face bolting is an auxiliary method in mountain tunneling that is used not only to stabilize the tunnel face but also to prevent surface settlement. In this paper, three-dimensional numerical analysis is used to examine the relationships between the suppression of ground surface settlement by means of long face bolts and the various ground conditions in shallow tunnels. Face bolts are found to be effective in ground with a high angle of internal friction and low cohesion. This is due to the conserved confining stress in the ground ahead of and above the face. This paper also examines the influences of the deformation moduli of the ground, the in-situ stresses, the cohesion properties between the face bolt and the borehole, and the excavation methods on the prevention of ground surface settlement.
Keywords: Face bolting, ground reinforcement, surface settlement, three-dimensional excavation analysis, strength parameters
*1 Tunnel & Underground Design Section, Design Dept., Civil Engineering Div.
*2 Rock Engineering Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center