JP2001107352A - 地下空洞充填工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取扱いが良好で、流動性の高い石粉体に着目
し、これを充填材とした充填工法を提供する。 【解決手段】 石粉または石粉を主成分とする石粉体を
地下空洞に充填した後、この充填石粉体に水を添加して
固化させる。充填石粉体は、地下水あるいは空気に含ま
れる水分により自然固化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス・電気・通信
・上下水道などの地下埋設物の工事において、地下空洞
に設置した配管などを安定させるために空洞部分を石粉
あるいは石粉混合物で充填する工法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガス・電気・通信・上下水道など
の地下埋設物は路面交通の過密化や、長距離幹線化など
によって、鞘管を用いた非開削による施工方式が増加し
ている。そこで、敷設管の固定や保護を目的とした中詰
め工事が必要となる。また、都市開発などに伴う廃止管
の中詰めや、点在する不要地下空洞の充填など、多種多
様な空洞充填技術が求められている。

【０００３】ところで、現在は鞘管や廃止管の断面、延
長や埋設管の種類や特徴、および空洞の規模などを考慮
して、主に砂充填工、セメントミルクやエアーモル
タル充填工、およびフライアッシュ（石炭灰）にセメ
ントと特殊な添加剤を加えたスラリー状の充填工を選択
実施しているのが実情である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、次のような問題がある。即ち、砂
充填工では施工可能延長が短く、密実な充填が困難であ
るばかりか、鞘管方式によるガス・電力・通信等の管路
の中詰め工では、狭鎖空間における苦渋作業や充填材お
よび充填方法によって管塗覆装の破損の発生が懸念され
ている。また、中詰め工に最適な圭砂または粒度調整し
た海砂は、環境保護の見地から社会問題化されており、
海洋保全の観点からも使用を抑制することが好ましい。

【０００５】一方、セメントミルクやエアーモルタル
充填工は、砂充填工における問題の解決には効果的であ
る。しかし、鞘管方式におけるガス・電力・通信等の管
路の中詰め工では、硬化熱による管塗覆装の劣化や、経
時的に材料強度が高くなるので管路の更新が不可能にな
るという問題がある。しかも、管路の撤去が必要になっ
た場合でも、廃止管材と充填済みのセメントミルクやエ
アーモルタルが時間の経過と共に材料強度が高くなるの
で、分離分別回収が困難であり、産業廃棄物として処理
しなければならないのが現状である。ただ、ガス管など
の廃止管路の充填には、施工延長の長距離、小断面、多
彩な管路線形等に対応できるので、経済的に高価である
にもかかわらず採用されることが多い。

【０００６】次に、フライアッシュにセメントと特殊
な添加剤を加えたスラリー状の充填工は、上述したセメ
ントミルクやエアーモルタル充填工に比べると流動性が
高く、発熱量が低く、長期的に必要な強度を確保できる
ように改善されたが、これらの点についても未だに十分
ではない。言い換えると、鞘管方式におけるガス・電力
・通信等の管路の中詰め工ではセメントを使用するの
で、硬化熱による管塗覆装の劣化は改善されたが、完全
に防止することができるものではなく、経時的に材料強
度が高くなる点についても作業が困難であるという問題
が残っている。また、セメントを使用するので産業廃棄
物として処理しなければならない。

【０００７】さらに上記〜の充填工の何れもが、材
料の設置のためプラント基地を確立する必要があるが、
現在の都市事情を考慮するとプラント基地の確立に困難
な場合が多く、結果、充填工可能場所に大きな制約があ
る。

【０００８】上記課題を解決するために鋭意研究・実験
した結果、取扱いが良好で、流動性の高い石粉体に着目
し、これを充填材とした充填工法を完成させたものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そして本発明が講じた技
術手段は、石粉または石粉を主成分とする石粉体を地下
空洞に充填した後、この充填石粉体に水を添加して固化
させるというものである。石粉体はその流動性の高さか
ら従来公知の粉体運搬車により現場に搬送され、空気圧
送（請求項３）または安息角を越える供給管を介して地
下空洞に充填される。また、充填後に固化のため水を添
加するようにしたので、充填時の流動性は確保される。
ここで地下空洞とは、自然発生した地下空洞の他、地下
に埋設された鞘管や既に不使用状態となった廃棄管等の
管体が該当する。

【００１０】なお、本発明でいう「充填」とは、空洞全
てを密実とすることのみならず、例えば地下空洞が管体
であれば、その中に収容される通管の設置高さまでとす
ることも含まれる。即ち、通管の設置高さまで充填すれ
ば、当該通管の撓みを防止でき、充填の目的は達成され
るからである。

【００１１】請求項２に係る発明では、地下水あるいは
空気に含まれる水分により充填石粉体を自然固化させる
という手段を用いた。この手段によれば水を添加するた
めの特別の装置を必要としない。

【００１２】請求項３に係る発明では、石粉体を空気圧
送管を介して地下空洞に充填するという手段を用いた。
また、請求項４に係る発明では、空気圧送管に複数の石
粉体の吹出孔を設けた。従って、石粉体を地下空洞の何
れの箇所においても均一に充填することができる。

【００１３】請求項５に係る発明では、地下空洞に排気
管を接続すると共に、この排気管を水槽に接続して、排
気中の石粉体を水槽に沈殿させるという手段を用いた。

【００１４】請求項６に係る発明では、地下空洞が管体
である場合には、その管端を通水性を有するが、石粉体
が不透過の被覆体により閉塞するという手段を用いた。
被覆体は地下水等の通水路を確保して当該地下水等によ
る充填石粉体の自然固化を促すと共に、充填石粉体が管
体から漏出することを防止する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を添付した図面に従って説明する。図１は本発明工法
の一実施形態に係る説明図であって、図中、１は地下に
埋設された鞘管、２は鞘管１に挿通された通管である。
通管２はガス管、水道管などが該当し、その敷設にあた
って鞘管工法を採用したものである。そして、この実施
形態は鞘管１と通管２の間隙に係る空洞部３を充填する
ものである。

【００１６】而して、石粉あるいは石粉を主成分とする
石粉体は空気圧送機を備えた粉体搬送車Ｃにより現場ま
で搬送される。粉体搬送車Ｃには圧送管３が接続され、
圧送管３は鞘管１に挿入される。圧送管３の複数箇所に
は石粉体の吹出孔４…４が設けられている。

【００１７】当該構成において石粉体は粉体搬送車Ｃに
備えた空気圧送機の駆動により圧送管３を介して吹出孔
４…４から噴出される。噴出された石粉体は、その流動
性により鞘管１に均一且つ密実に充填される。なお、充
填量は、図２に示すように、少なくとも通管２の設置高
さまで充填されればよく、これにより通管２の撓みを防
止して、この種充填工法の一般的な目的は達成される。
ただし、空洞部の全てを充填することであってもよく、
この場合は廃棄管の中詰めに好適である。

【００１８】石粉体の充填完了後、これに水を添加する
ことにより充填石粉体Ｆを固化させる。つまり、水の添
加によって本発明の工法は終了する。充填石粉体Ｆの固
化にあっては、外部からポンプ等を介して強制的に水を
添加・散布してもよいが、この実施形態では、鞘管１の
管端は被覆体５・５により閉塞されており、この被覆体
は、通水性を有するが、石粉体を透過させない材質から
なる。これにより、鞘管１に充填した石粉体Ｆの漏出を
防止すると共に、その通水性により地下水を鞘管１内に
供給して、当該地下水により充填石粉体Ｆを自然固化さ
せるという手段を用いている。このとき石粉体Ｆは毛管
現象により自然吸水を行う。６は被覆体５を鞘管１に固
定するためのアンカーである。

【００１９】ところで石粉体の充填を空気圧送により行
う場合、地下空洞には排気部分を設ける必要があるが、
石粉体は軽量で舞いやすいため、排気中に混ざり、この
ことは作業環境の悪化に影響する。そこで、本実施形態
では鞘管１の後端に排気管７を接続すると共に、この排
気管７を水槽８に接続している。こうした構成により、
排気中に混ざった石粉体は水槽８に沈殿させることにな
り、作業環境の悪化を防止することができる。

【００２０】なお、上記実施形態では石粉体の充填を空
気圧送による手段を用いて行ったが、この手段では、場
合によって圧送空気により石粉体が舞い上がり、石粉体
を均一に充填することができないことがある。これを回
避するために上記実施形態では圧送管３に吹出孔４を複
数設けたものであるが、その他の充填手段としては次の
ようなものがある。

【００２１】その一つは、図３に示したように、傾斜し
た供給管９により石粉体を鞘管１に充填する方法であ
る。供給管９は安息角を越えて傾斜させることにより、
石粉体を流出するものである。そして、この供給管９を
後方に移動させながら石粉体を流出することで、鞘管１
に石粉体を均一に充填することができる。なお、傾斜部
分は供給管９のうち、鞘管１に挿入される部分のみでも
よく、この先端部分へは上記実施形態と同様、空気圧送
により石粉体を送出してもよい。その反面、供給管９の
先端が鞘管１内において水平であっても、鞘管１の外部
において粉体搬送車Ｃからの傾斜角を安息角以上とすれ
ば、別途空気圧送機によらずとも石粉体を自然充填させ
ることができ、より簡便で労力のない方法とすることが
できる。

【００２２】ただし、石粉体の充填方法は、上記に限ら
ず、地下空洞に充填できるものであれば、従来公知の方
法も含まれる。本発明で最も重要な要件は、石粉体の充
填後に水を添加して石粉体を固化させることだからであ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、流動性が高く、また搬送等の取扱いが容易な石粉体
を用いて地下空洞を充填するようにしたので、地下空洞
の大小や距離に関係なく、短時間で、しかも省設備で地
下空洞を密実に充填することができる。特に従来必要で
あったプラント設備を必要としないから、都市部での利
用価値は絶大なものである。

【００２４】また、充填した石粉体を自然吸水等により
固化させることとしたので、セメント等のように経時的
に強度が増加することがなく、適当な硬度に保持される
から、再掘削も可能で、しかも本発明工法は経済的であ
る。

【００２５】さらに、地下空洞が管体である場合は、石
粉体は微粉末であるので管体を損傷することはなく、ま
た自硬化性を有しないので硬化熱による管塗覆装の劣化
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示した説明図

【図２】同実施形態における鞘管の断面図

【図３】石粉体の別充填方法を示した説明図

【符号の説明】

１ 鞘管 ２ 通管 ３ 圧送管 ４ 吹出孔 ５ 被覆体 ６ アンカー ７ 排気管 ８ 水槽 ９ 供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 和成 大阪府枚方市香里園山之手町８−８ (72)発明者 三浦 邦章 大阪府高槻市須賀町52−13 (72)発明者 土田 政男 奈良県奈良市六条１−９−12 Ｆターム(参考） 2D040 AA06 BA02 BB01 CA10 CD01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石粉または石粉を主成分とする石粉体を地
   下空洞に充填した後、この充填石粉体に水を添加して固
   化させることを特徴とした地下空洞充填工法。
2. 【請求項２】充填石粉体は、地下水あるいは空気に含ま
   れる水分により自然固化させることとした請求項１記載
   の地下空洞充填工法。
3. 【請求項３】石粉体は、空気圧送管を介して地下空洞に
   充填される請求項１または２記載の地下空洞充填工法。
4. 【請求項４】空気圧送管には複数の石粉体の吹出孔を設
   けた請求項３記載の地下空洞充填工法。
5. 【請求項５】地下空洞には排気管が接続され、この排気
   管は水槽に接続されて、排気中の石粉体を前記水槽に沈
   殿させる請求項３または４記載の地下空洞充填工法。
6. 【請求項６】地下空洞が管体である場合、その管端を通
   水性を有するが、石粉体が不透過の被覆体により閉塞す
   ることとした請求項１から５のうち何れか一項記載の地
   下空洞充填工法。