いさぼうネット／土木技術者の地質屋への道／岩盤分類

　設計へのアプローチ－岩盤分類

地質屋のつとめは、単に調査するだけではなく、設計に使用できる評価を下すことも大きな仕事です。ここでは岩盤の評価について説明します。ダム、トンネルなど岩盤の評価が必需な現場の他、様々な岩盤分布域において使用されます。

まず最も広く使用されているのがいわゆる「田中の分類」です。これは最低限覚えておきましょう。逆にこれさえ覚えておけばなんとかなるかも。

　　　○電研式岩盤等級区分（田中）

記号	特　　　　　　　　　　　　　　徴
Ａ	きわめて新鮮なもので、造岩鉱物および粒子は風化、変質を受けていない。亀裂・節理はほとんどなく、あってもよく密着し、それらの面に従って風化の跡は見られないもの。岩質はきわめて堅硬でハンマーによって打診すれば、澄んだ音を出す。
Ｂ	岩質堅硬で開口した（たとえ１㎜でも）亀裂あるいは節理はなく、よく密着している。ただし造岩鉱物および粒子は部分的に多少風化･変質が見られる。ハンマーによって打診すれば、澄んだ音を出す。
ＣH	造岩鉱物および粒子は石英を除けば風化作用を受けてはいるが、岩質は比較的堅硬である。一般的に褐鉄鉱などに汚染され、節理あるいは亀裂間の粘着力はわずかに減少しており、ハンマーの強打によって割れ目に沿って岩塊がはく脱し、剥奪面には粘土質の薄層が残留することがある。ハンマーによって打診すれば多少濁った音を出す。
ＣM	造岩鉱物および粒子は石英を除けば風化作用を受けて多少軟質化しており、岩質も多少軟らかくなっている。節理あるいは亀裂間の粘着力は多少減少しており、ハンマーの普通程度の打撃によって割れ目に沿って岩塊がはく脱し、はく脱面には粘土質物質の薄層が残留することがある。ハンマーによって打診すれば、多少濁った音を出す。
ＣL	造岩鉱物および粒子は風化作用を受けて軟化しており、岩質も軟らかくなっている。節理あるいは亀裂間の粘着力は減少しており、ハンマーの軽打によって割れ目に沿って岩塊がはく脱し、はく脱面には粘土質物質が残留する。ハンマーによって打診すれば、濁った音を出す。
Ｄ	造岩鉱物および粒子は風化作用を受けて軟質化しており、岩質も著しく軟らかい。節理あるいは亀裂間の粘着力はほとんどなく、ハンマーによってわずかな打撃を与えるだけで崩れ落ちる。剥脱面には粘土質物質が残留する。ハンマーによって打診すれば著しく濁った音を出す。

次にダムの基準として以下のものがある。

○ダムの種類と岩盤等級

岩盤等級
コンクリートアーチダムとしての適正コンクリート重力式ダム基礎としての適正（堤高60m以上のものを対象とする）ロックフィルダムコア基礎としての適性（堤高60m以上のものを対象とする）

ＡＢきわめて良好であるきわめて良好であるきわめて良好である

ＡＢきわめて良好であるきわめて良好であるきわめて良好である

ＣＣＣH おおむね良好であるおおむね良好であるおおむね良好である

ＤＣM 不良ではあるが堅硬岩および中硬質岩のCH級に近いものについては検討の余地がある。ただし、軟質岩についてはダム基礎としては不適当である
　不良ではあるが硬質岩および中硬質岩については、改良の余地がある。ただしこの場合、軟質岩についてはハイダムの基礎としてはあまり適当ではない
　耐荷力に関してはおおむね良好である。
　

ＥＣL きわめて不良である不良ではあるが、ダム天端付近などの作用力の小さな部分については基礎処理を行って、ダム基礎とする場合もあるこのクラス全体としてはダム基礎として適しているとはいえない。しかし岩盤改良の可能なもの、CM級に近く水密性のものについては築造が不可能ではない

ＦＤきわめて不良であるきわめて不良である不良である

さらにトンネルとしては以下の基準が多い。

○RMR法による岩盤分類のためのパラメータと点数

パラメータ

値　の　範　囲

１

岩盤基質部の強度

点載荷強度指数(MPa)

＞10

4-10

2-4

1-2

この範囲では一軸圧縮試験が薦められる

一軸圧縮強度(MPa)

＞250

100-250

50-100

25-50

5-25

1-5

＜1

点数

２

RQD (%)

90-100

75-90

50-75

25-50

＜25

点数

３

不連続面の間隔

＞2m

0.6-2m

200-600mm

60-200mm

＜60mm

点数

４

不連続面の状態

極めて粗い

連続していない。開口していない。面が風化していない

やや粗い

開口量＜1mm

面はやや風化

やや粗い

開口量＜1mm

面は極めて風化

鏡面またはグージ厚＜5mm

または

開口量1-5mm

柔らかいグージ厚＞5mm

または

開口量75mm

点数

５

地下水

ﾄﾝﾈﾙ長10m間の流入量(L/分)

なし

＜10

10-25

25-125

＞125

節理水の水圧

最大主応力

＜0.1

0.1-0.2

0.2-0.5

＞0.5

一般的な状態

完全に乾燥

湿り気

ぬれた状態

水

流水状態

点数

注）第１項目の岩石の強度値における点載荷指標Ｉ_sは、径がＤ、長さが約1.4Ｄの円柱形コアを用いて点載荷（直径両端の２点で直径方向に圧縮）し、破断時の荷重Ｐを用いて、次式で評価される:Is=P/D²。一軸圧縮強度σ_cとは次のような相関がある:σ_c=24Is

○RMR値とトンネル施行法および支保

岩盤クラス	掘削	支保
岩盤クラス	掘削	ロックボルト (20mm径、全面接着)	吹付コンクリート		鋼枠
Ⅰ極めて良好　RMR：81-100	全断面掘進長3m	局部的なボルト打設以外は一般に支保は不要
Ⅱ良好　RMR：61-80	全断面掘進長1.0-1.5m 切羽から20m後方まで支保完了	局部的に天盤に長さ3mのボルトを2.5m間隔で打設金網は必要に応じて使用		必要に応じて天盤は50mm厚さで吹付	不要
Ⅲやや良好　RMR：41-60	上半を1.5-3m先行させるベンチ方式各掘進発破後に支保打設切羽から10m後方まで支保完了	長さ4mのボルトを1.5-2m間隔で天盤・側壁に全面打設。天盤には金網使用		天盤は50-100mm厚さ、側壁は30mm厚さで吹付	不要
Ⅳ不良　RMR：21-40	上半を1.0-1.5m先行させるベンチ方式掘進と同時に切羽から10m後方で支保打設	長さ4-5mのボルトを1-1.5m間隔で天盤・側壁に全面打設。金網も使用		天盤は100-150mm厚さ、側壁は100mm厚さで吹付	必要に応じ1.5m間隔で軽量鋼を使用
Ⅴ極めて不良　RMR：＜20	上半は0.5-1.5m先行させる多段ベンチ方式掘進と同時に支保打設掘進発破後速やかにｺﾝｸﾘｰﾄ吹付	長さ5-6mのボルトを1-1.5m間隔で天盤・側壁に全面打設金網も使用下盤にもボルト打設		天盤は150-200mm厚さ、側壁は150mm、切羽は50mm厚さで吹付	0.75m間隔で重量鋼を鉄切梁とともに使用必要に応じて先受け使用インバートで打設

＊幅10mの馬蹄形断面、鉛直圧＜25MPa、掘削は発破