ロックボルトとはトンネルを支える縫い付け補強技術

ロックボルトとはトンネルを支える地山補強の技術

ロックボルトとは？3つのポイント

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地山を「縫い付ける」補強材

トンネル掘削後に周囲の岩盤・地山に数メートルの鉄棒を差し込み、モルタルで固定して崩落を防ぐ工法です。

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NATM工法の主役

現代の山岳トンネル掘削の主流であるNATM工法では、数メートル掘るごとにロックボルトを打設して地山を安定させます。

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既設トンネルの補修にも活躍

新設工事だけでなく、経年劣化したトンネルのひび割れ補修や変形抑制にも使われ、道路・鉄道インフラを支えています。

このページの目次

ロックボルトとはトンネルを支える地山補強の技術

ロックボルトの長さは最長で6m、重さは約20kgにもなります。これはおよそ大人1人分の体重に相当します。 xtech.nikkei(https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00142/00185/)

ロックボルトとはトンネル工事で何をする部材なのか

ロックボルトとは、トンネルを掘削した後に周囲の地山（岩盤・土）が崩れないよう、内側から鉄棒（鋼材）を差し込んで固定する補強材のことです。イメージとしては、崖や地山に長い「縫い針」を刺して、地山がバラバラになるのを防ぐ構造です。 mituyoshi.co(https://www.mituyoshi.co.jp/blog/koramu/154597)

穴の直径は約10cm程度で、はがきの横幅ほどのサイズです。その穴に長さ数メートルの異形棒鋼を挿入し、隙間にモルタル（セメントと砂の混合材）を注入して固定します。シンプルに見えますが、これがトンネル安全性の根幹を担う工法です。 mituyoshi.co(https://www.mituyoshi.co.jp/blog/koramu/154597)

法面（のり面）工事においては「鉄筋挿入工」「地山補強土工」「切土補強土工」とも呼ばれ、元々は鉱山の安定対策として開発されました。その後、NATM工法の普及とともにトンネル分野にも急速に広がっています。 mituyoshi.co(https://www.mituyoshi.co.jp/blog/koramu/154597)

ロックボルトのトンネルにおける種類と材料の違い

ロックボルトには用途や地質条件に応じていくつかの種類があります。主な分類は以下のとおりです。 fujimori.co(https://www.fujimori.co.jp/products/civil_engineering/107)

🔩 UNボルト（180kN耐力ツイスト）：標準的なトンネル掘削に使われる汎用タイプ
🔩 異形棒鋼ロックボルト：表面に凹凸があり、モルタルとの定着力が高いタイプ
🔩 高耐力ロックボルト（297kN耐力）：大きな荷重がかかる箇所や軟弱地盤向け
🔩 UND自穿孔ロックボルト：ボルト自体が穿孔（穴あけ）も行う一体型タイプ

耐力の単位「kN（キロニュートン）」で比較すると、高耐力タイプは標準タイプの約1.65倍の引張力に耐えられます。つまり地質が悪ければ悪いほど、高耐力タイプが選ばれるということですね。 fujimori.co(https://www.fujimori.co.jp/products/civil_engineering/107)

材料となる異形棒鋼には、ねじり加工・切断・転造ねじ加工などが施され、定着性能を高めています。鋼材の素材選択は、トンネルの設計耐用年数や地山の腐食リスクにも大きく影響します。 nagai-kk(https://nagai-kk.jp/rockbolt/)

ロックボルトのトンネル施工手順とNATM工法での役割

NATM（New Austrian Tunnelling Method）工法では、ロックボルトの施工は大きく3つのステップに分かれます。 xtech.nikkei(https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00142/00185/)

削孔：ドリルジャンボと呼ばれる機械で地山に穴を開ける
モルタル注入：穴の内部に定着材（膨張モルタルなど）を充填する
ロックボルト挿入：鋼棒を穴に差し込み固定する

この一連の作業は、トンネル掘削工事全体の作業時間のうち約40%を占めます。数メートル掘り進めるごとに繰り返されるため、工期全体への影響が極めて大きい工程です。 xtech.nikkei(https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00142/00185/)

ロックボルトは1本で長さ最大6m、重さ約20kgあるため、従来は2人がかりの人力作業でした。近年は3本のブームを持つドリルジャンボで削孔・モルタル注入・挿入のすべてを機械化し、施工時間を25%短縮した実績もあります。機械化は安全性向上にも直結します。 xtech.nikkei(https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00142/00185/)

参考：NATMにおけるロックボルト機械化施工の詳細（日経クロステック）
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00142/00185/

既設トンネル補修でのロックボルトの活用と補強設計

新設トンネルだけでなく、経年劣化した既設トンネルの補修にもロックボルトは使われます。これが、住まいのリフォームとも通じる「補強・長寿命化」の考え方です。 rtri.or(https://www.rtri.or.jp/rd/news/structure/structure_201703.html)

鉄道総研が開発した「地山改良型ロックボルト補強工法」は、1本のボルトで2つの機能を同時に果たします。 rtri.or(https://www.rtri.or.jp/rd/news/structure/structure_201703.html)

🛡️ 先端側：膨張モルタルで健全な地山にしっかり定着
💉 口元側：ウレタン系注入材で緩んだ地山を改良・補強

つまり「固める＋改良する」の二刀流ということですね。これにより、トンネルの長寿命化と維持管理コスト削減が同時に図れます。 rtri.or(https://www.rtri.or.jp/rd/news/structure/structure_201703.html)

参考：供用中トンネルへのロックボルト補強の実例（日本建設業連合会）

参考：地山改良型ロックボルト補強工法の詳細（鉄道総研）
https://www.rtri.or.jp/rd/news/structure/structure_201703.html

ロックボルトとトンネル補修をリフォームの視点で考える独自解説

住宅リフォームとトンネル補修には、実は共通する考え方があります。それは「壊してから作り直すより、補強して使い続けるほうがコスト・環境・安全性のすべてで有利」という発想です。

住宅でいえば、古い壁を全撤去して新築するよりも、構造用合板や金物で補強するほうが短工期・低コスト・廃材削減になることと同じです。トンネルでも、既設覆工コンクリートのひび割れにロックボルトを「縫い付け補強」として打設することで、解体・再築なしに耐久性を回復できます。 smcon.co(https://www.smcon.co.jp/company/assets/uploads/development-center/report-2008/no6-08-r03.pdf)

nagai-kk(https://nagai-kk.jp/rockbolt/)

rtri.or(https://www.rtri.or.jp/rd/news/structure/structure_201703.html)

項目	住宅リフォーム	トンネル補修（ロックボルト）
補強方法	金物・合板による補強	鋼棒挿入による縫い付け補強
使用中の工事	居住しながら施工可能	供用中（交通を通しながら）施工可能
コスト	全解体より大幅に安い	トンネル再築より大幅に安い
目的	耐震性・耐久性の向上	変形抑制・長寿命化