JP2002081054A - 地下空洞の充填工法 - Google Patents
地下空洞の充填工法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地下空洞Ｃ内の任意の領域を、地下水の有無
に拘らず限定的に充填可能とし、低コストで、しかも施
工の容易な充填工法を提供する。 【解決手段】 地中空洞Ｃの充填領域の外周部を、相対
的に流動性の低いゲル状の外周充填材１の注入により閉
鎖し、その内周側の空間に、外周充填材１よりも相対的
に初期流動性の高い中詰充填材２を充填する。外周充填
材１は、水ガラス、セメント系固化材、土質材料及び水
を構成材料とし、水ガラス含む第一の充填液１０と、セ
メント系固化材を含む第二の充填液２０とを、地下空洞
Ｃへの供給過程で連続的に合流・混合させることにより
ゲル化させたもので、外周充填材１初期流動性は、前記
構成材料の配合比率により制御する。
に拘らず限定的に充填可能とし、低コストで、しかも施
工の容易な充填工法を提供する。 【解決手段】 地中空洞Ｃの充填領域の外周部を、相対
的に流動性の低いゲル状の外周充填材１の注入により閉
鎖し、その内周側の空間に、外周充填材１よりも相対的
に初期流動性の高い中詰充填材２を充填する。外周充填
材１は、水ガラス、セメント系固化材、土質材料及び水
を構成材料とし、水ガラス含む第一の充填液１０と、セ
メント系固化材を含む第二の充填液２０とを、地下空洞
Ｃへの供給過程で連続的に合流・混合させることにより
ゲル化させたもので、外周充填材１初期流動性は、前記
構成材料の配合比率により制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地下空洞のうち、
限定された領域を埋戻すための技術に関するものであ
る。
限定された領域を埋戻すための技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】各地の地中に存在する亜炭廃坑、防空
壕，採石場、石灰岩やシラスによる自然空洞等、比較的
大規模な地下空洞は、しばしば地盤沈下や地盤陥没等の
事故を引き起こしており、その対策としては、前記地下
空洞を埋め戻す充填工法が有効である。
壕，採石場、石灰岩やシラスによる自然空洞等、比較的
大規模な地下空洞は、しばしば地盤沈下や地盤陥没等の
事故を引き起こしており、その対策としては、前記地下
空洞を埋め戻す充填工法が有効である。
【０００３】従来技術による典型的な充填工法において
は、充填材としてセメントミルク、モルタル、コンクリ
ート等を用いる工法や、エアモルタルを用いる工法や、
土質材料に石灰系あるいはセメント系の固化材及び水を
混合した流動性の高いスラリーを用いる工法が知られて
いる。しかしながら、これら従来工法によれば、それぞ
れ次のような問題が指摘される。
は、充填材としてセメントミルク、モルタル、コンクリ
ート等を用いる工法や、エアモルタルを用いる工法や、
土質材料に石灰系あるいはセメント系の固化材及び水を
混合した流動性の高いスラリーを用いる工法が知られて
いる。しかしながら、これら従来工法によれば、それぞ
れ次のような問題が指摘される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】まず、充填材としてセ
メントミルク、モルタル、コンクリート等の固化材を用
いる工法の場合は、材料コストが高価になり、しかも充
填材の発現する強度が周囲の地盤よりも著しく大きいた
め、オーバースペックとなってしまう。また、充填後の
流動性の制御や、限定された領域への充填が困難であ
り、しかも地下水が充満した空洞への充填では、材料分
離による地下水汚染を防止するための増粘剤を配合する
といった対策が必要であり、この場合は流動性の低下に
よって、ポンプによる長距離の圧送が困難になる。
メントミルク、モルタル、コンクリート等の固化材を用
いる工法の場合は、材料コストが高価になり、しかも充
填材の発現する強度が周囲の地盤よりも著しく大きいた
め、オーバースペックとなってしまう。また、充填後の
流動性の制御や、限定された領域への充填が困難であ
り、しかも地下水が充満した空洞への充填では、材料分
離による地下水汚染を防止するための増粘剤を配合する
といった対策が必要であり、この場合は流動性の低下に
よって、ポンプによる長距離の圧送が困難になる。
【０００５】次に、充填材としてエアモルタルを用いる
工法の場合は、ポンプによる地下空洞への圧送過程や地
下水中でエアの損失を起こす可能性がある。しかも地下
水中下では、高い水圧が作用することによって、混入さ
れたエアの容積が地上に比較して著しく減少し、所定の
充填形状を確保することが困難である。
工法の場合は、ポンプによる地下空洞への圧送過程や地
下水中でエアの損失を起こす可能性がある。しかも地下
水中下では、高い水圧が作用することによって、混入さ
れたエアの容積が地上に比較して著しく減少し、所定の
充填形状を確保することが困難である。
【０００６】また、流動性の高いスラリーを用いる工法
の場合は、地下空洞中の限定された領域に充填する工法
としては不向きであり、充填対象外の広い領域まで充填
材が流出してしまうといったロスを見込む必要があり、
充填材の量が徒らに多くなって、充填に要する時間も長
大化する等の問題がある。
の場合は、地下空洞中の限定された領域に充填する工法
としては不向きであり、充填対象外の広い領域まで充填
材が流出してしまうといったロスを見込む必要があり、
充填材の量が徒らに多くなって、充填に要する時間も長
大化する等の問題がある。
【０００７】本発明は、上述のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その主な技術的課題とするところは、地下
空洞内の任意の領域を地下水の有無に拘らず限定的に充
填可能とし、低コストで、しかも施工の容易な充填工法
を提供することにある。
れたもので、その主な技術的課題とするところは、地下
空洞内の任意の領域を地下水の有無に拘らず限定的に充
填可能とし、低コストで、しかも施工の容易な充填工法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するための手段として、本発明に係る地下空洞
の充填工法は、地中空洞の充填領域の外周部を、相対的
に流動性の低いゲル状の外周充填材の注入により閉鎖
し、その内周側の領域に、前記外周充填材よりも相対的
に初期流動性の高い中詰充填材を充填するものである。
好ましくは、例えば前記外周充填材は、水ガラス、セメ
ント系固化材及び土質材料を構成材料とし、水ガラスを
含む第一の充填液と、セメント系固化材を含む第二の充
填液とを、地下空洞への供給過程で連続的に合流・混合
させることによりゲル化させる。また、前記外周充填材
の初期流動性は、前記構成材料の配合比率により制御す
るものである。
効に解決するための手段として、本発明に係る地下空洞
の充填工法は、地中空洞の充填領域の外周部を、相対的
に流動性の低いゲル状の外周充填材の注入により閉鎖
し、その内周側の領域に、前記外周充填材よりも相対的
に初期流動性の高い中詰充填材を充填するものである。
好ましくは、例えば前記外周充填材は、水ガラス、セメ
ント系固化材及び土質材料を構成材料とし、水ガラスを
含む第一の充填液と、セメント系固化材を含む第二の充
填液とを、地下空洞への供給過程で連続的に合流・混合
させることによりゲル化させる。また、前記外周充填材
の初期流動性は、前記構成材料の配合比率により制御す
るものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る水中充填工
法の好ましい実施の形態を概略的に示すもので、参照符
号Ｇは地盤、Ｃはこの地盤Ｇ中に存在する亜炭廃坑等の
平面的な広がりを持つ大規模な地下空洞である。
法の好ましい実施の形態を概略的に示すもので、参照符
号Ｇは地盤、Ｃはこの地盤Ｇ中に存在する亜炭廃坑等の
平面的な広がりを持つ大規模な地下空洞である。
【００１０】地下空洞Ｃは、高さｈが例えば１〜２ｍ程
度であり、地上までの土被り深さｄが１００ｍ前後まで
である。また、亜炭廃坑からなる地下空洞Ｃの場合、亜
炭の採掘方法によって、図２（Ａ）に示されるような柱
房式のものと、図２（Ｂ）に示されるような残柱式のも
のがあり、内部は、地下水ＧＷで満たされている場合が
多い。
度であり、地上までの土被り深さｄが１００ｍ前後まで
である。また、亜炭廃坑からなる地下空洞Ｃの場合、亜
炭の採掘方法によって、図２（Ａ）に示されるような柱
房式のものと、図２（Ｂ）に示されるような残柱式のも
のがあり、内部は、地下水ＧＷで満たされている場合が
多い。
【００１１】本工法においては、まず図３（Ａ）に示さ
れるように、地下空洞Ｃの充填領域Ｃａの外周部へ向け
て地盤Ｇのボーリングを行い、次に図３（Ｂ）に示され
るように、そのボーリング孔に挿入した注入管１０１を
介して、前記充填領域Ｃａの外周部へ、初期流動性が低
い外周充填材１を充填する。
れるように、地下空洞Ｃの充填領域Ｃａの外周部へ向け
て地盤Ｇのボーリングを行い、次に図３（Ｂ）に示され
るように、そのボーリング孔に挿入した注入管１０１を
介して、前記充填領域Ｃａの外周部へ、初期流動性が低
い外周充填材１を充填する。
【００１２】外周充填材１は、水ガラス、セメント系固
化材、砂キラや粘土キラ等の土質材料及び水を構成材料
とし、図４に示されるように、水ガラスを含む第一の充
填液１０と、セメント系固化材を含む第二の充填液２０
とを、地下空洞Ｃへ送る過程で合流・混合することによ
ってゲル化させたものである。
化材、砂キラや粘土キラ等の土質材料及び水を構成材料
とし、図４に示されるように、水ガラスを含む第一の充
填液１０と、セメント系固化材を含む第二の充填液２０
とを、地下空洞Ｃへ送る過程で合流・混合することによ
ってゲル化させたものである。
【００１３】なお、上述した砂キラ及び粘土キラは、珪
砂や、耐火煉瓦等の窯業原料として使用される耐火粘土
の製造過程で副産物として生じる、石英、長石、カオリ
ンを構成鉱物とする粘土混じりの微粒珪砂であって、
「キラ」と総称され、微粒珪砂と粘土の混合比率によっ
て砂キラと粘土キラに分類されたものである。そして、
これらのキラ材は有害物質を含まず、他の土質材料に比
較して安価に入手でき、ブリーディングが少なく，材料
分離抵抗性に優れるため、本発明の工法において使用さ
れる充填材として極めて有用である。しかもキラ材はか
つては廃棄物として河川に放流されていたものであり、
河川の汚濁防止の観点で放流が禁止されて以来、有効利
用が検討されて来たが、本工法は、このようなキラ材の
有効利用を促進するものである。
砂や、耐火煉瓦等の窯業原料として使用される耐火粘土
の製造過程で副産物として生じる、石英、長石、カオリ
ンを構成鉱物とする粘土混じりの微粒珪砂であって、
「キラ」と総称され、微粒珪砂と粘土の混合比率によっ
て砂キラと粘土キラに分類されたものである。そして、
これらのキラ材は有害物質を含まず、他の土質材料に比
較して安価に入手でき、ブリーディングが少なく，材料
分離抵抗性に優れるため、本発明の工法において使用さ
れる充填材として極めて有用である。しかもキラ材はか
つては廃棄物として河川に放流されていたものであり、
河川の汚濁防止の観点で放流が禁止されて以来、有効利
用が検討されて来たが、本工法は、このようなキラ材の
有効利用を促進するものである。
【００１４】また、第一の充填液１０に配合される水ガ
ラスは、よく知られているように、二酸化珪素ＳＩＯ２
及び酸化ナトリウムＮａ２Ｏからなるものであるが、充
填領域外への充填材の流出を抑えるために、第二の充填
液２０のセメント系固化材との反応によって瞬時にゲル
化を起こし、ゲル化後は、地下空洞Ｃの天端へ密着した
状態に充填されるように、適度な塑性流動特性を保持
し、主な劣化要因であるＮａ２Ｏの含有量の少ないもの
が選択される。
ラスは、よく知られているように、二酸化珪素ＳＩＯ２
及び酸化ナトリウムＮａ２Ｏからなるものであるが、充
填領域外への充填材の流出を抑えるために、第二の充填
液２０のセメント系固化材との反応によって瞬時にゲル
化を起こし、ゲル化後は、地下空洞Ｃの天端へ密着した
状態に充填されるように、適度な塑性流動特性を保持
し、主な劣化要因であるＮａ２Ｏの含有量の少ないもの
が選択される。
【００１５】第二の充填液２０に用いられるセメント系
固化材としては、早期に固結強度を発現し、しかも地下
水ＧＷへのアルカリ溶出が少ないものが望ましく、この
ような観点から、水ガラス中のアルカリ成分（Ｎａ
２Ｏ）を消費するスラグ−セメント系固化材が好適に使
用される。
固化材としては、早期に固結強度を発現し、しかも地下
水ＧＷへのアルカリ溶出が少ないものが望ましく、この
ような観点から、水ガラス中のアルカリ成分（Ｎａ
２Ｏ）を消費するスラグ−セメント系固化材が好適に使
用される。
【００１６】第一の混合プラント１０２からポンプ１０
６によって供給される第一の充填液１０と、第二の混合
プラント１０３からポンプ１０７によって供給される第
二の充填液２０は、いずれも高い流動性を有する。した
がって、これら第一及び第二の充填液１０，２０は、そ
れぞれ配管１０４，１０５内を円滑に送られるが、混合
器１０８で合流してスタティックミキサ１０９で混合さ
れることによって、第一の充填液１０における水ガラス
１３と第二の充填液２０におけるセメント系固化材２１
が反応し、地盤Ｇに挿入した注入管１０１から地下空洞
Ｃへ送られる過程で短時間（１０秒程度）でゲル化す
る。
６によって供給される第一の充填液１０と、第二の混合
プラント１０３からポンプ１０７によって供給される第
二の充填液２０は、いずれも高い流動性を有する。した
がって、これら第一及び第二の充填液１０，２０は、そ
れぞれ配管１０４，１０５内を円滑に送られるが、混合
器１０８で合流してスタティックミキサ１０９で混合さ
れることによって、第一の充填液１０における水ガラス
１３と第二の充填液２０におけるセメント系固化材２１
が反応し、地盤Ｇに挿入した注入管１０１から地下空洞
Ｃへ送られる過程で短時間（１０秒程度）でゲル化す
る。
【００１７】ゲル化した外周充填材１は、自らの重量に
よる広がりが少なく、注入位置の近傍で地下空洞Ｃの天
端に達して、この地下空洞Ｃを閉鎖するのに十分な粘度
を有するものである。このため、外周充填材１を、充填
領域Ｃａの外周に沿って所定間隔で地盤Ｇに挿入した各
注入管１０１から継続的に充填して行くことによって、
その頂部がやがて地下空洞Ｃの天端に達し、前記充填領
域Ｃａの外周を閉鎖した状態で経時的に固結して行く。
よる広がりが少なく、注入位置の近傍で地下空洞Ｃの天
端に達して、この地下空洞Ｃを閉鎖するのに十分な粘度
を有するものである。このため、外周充填材１を、充填
領域Ｃａの外周に沿って所定間隔で地盤Ｇに挿入した各
注入管１０１から継続的に充填して行くことによって、
その頂部がやがて地下空洞Ｃの天端に達し、前記充填領
域Ｃａの外周を閉鎖した状態で経時的に固結して行く。
【００１８】次に、外周充填材１の充填完了後は、これ
によって閉鎖された空間Ｓに、図３（Ｃ）に示されるよ
うに、前記外周充填材１よりも初期流動性の高い中詰充
填材２を充填する。
によって閉鎖された空間Ｓに、図３（Ｃ）に示されるよ
うに、前記外周充填材１よりも初期流動性の高い中詰充
填材２を充填する。
【００１９】中詰充填材２も、上述の外周充填材１と同
様に、水ガラス、セメント系固化材、砂キラや粘土キラ
等の土質材料及び水を構成材料とし、図４に示されるよ
うに、水ガラスを含む第一の充填液１０と、セメント系
固化材を含む第二の充填液２０とを、地下空洞Ｃへ送る
過程で合流・混合することによってゲル化させたもので
あるが、水ガラス、セメント系固化材、砂キラや粘土キ
ラ等の土質材料及び水の配合比率によって、ゲル化後の
初期粘度が外周充填材１より低く（流動性が高く）調整
されている。
様に、水ガラス、セメント系固化材、砂キラや粘土キラ
等の土質材料及び水を構成材料とし、図４に示されるよ
うに、水ガラスを含む第一の充填液１０と、セメント系
固化材を含む第二の充填液２０とを、地下空洞Ｃへ送る
過程で合流・混合することによってゲル化させたもので
あるが、水ガラス、セメント系固化材、砂キラや粘土キ
ラ等の土質材料及び水の配合比率によって、ゲル化後の
初期粘度が外周充填材１より低く（流動性が高く）調整
されている。
【００２０】なお、中詰充填材２は外周充填材１で閉鎖
された空間Ｓに充填されるものであるため、必ずしも外
周充填材１のようにゲル化させる必要はない。したがっ
て、中詰充填材２には構成材料として水ガラスを含まな
いもの、例えば従来工法において用いられていたスラリ
ー充填材等を用いることもできる。また、この場合は圧
送過程での第一及び第二の充填液１０，２０の合流・混
合といった手法も不要である。
された空間Ｓに充填されるものであるため、必ずしも外
周充填材１のようにゲル化させる必要はない。したがっ
て、中詰充填材２には構成材料として水ガラスを含まな
いもの、例えば従来工法において用いられていたスラリ
ー充填材等を用いることもできる。また、この場合は圧
送過程での第一及び第二の充填液１０，２０の合流・混
合といった手法も不要である。
【００２１】上述のように、地下空洞Ｃ（閉鎖空間Ｓ）
に放出された中詰充填材２は、外周充填材１よりも粘度
が低く、高流動性であるため、外周充填材１による閉鎖
空間Ｓ内を流動して平面的に広がろうとする。このた
め、充填孔のボーリング本数を少なくすることができ
る。しかも、その広がりは外周充填材１による連続壁で
制限されるので、この外周充填材１によって閉鎖された
空間Ｓに、その天端まで確実に充填されていく。したが
って、本発明の充填工法によれば、流動性の高い中詰充
填材２の地下空洞Ｃでの広がりが外周充填材１によって
阻止されるので、材料ロスを生じることなく、限定した
領域の充填を確実にかつ短時間で行うことができる。
に放出された中詰充填材２は、外周充填材１よりも粘度
が低く、高流動性であるため、外周充填材１による閉鎖
空間Ｓ内を流動して平面的に広がろうとする。このた
め、充填孔のボーリング本数を少なくすることができ
る。しかも、その広がりは外周充填材１による連続壁で
制限されるので、この外周充填材１によって閉鎖された
空間Ｓに、その天端まで確実に充填されていく。したが
って、本発明の充填工法によれば、流動性の高い中詰充
填材２の地下空洞Ｃでの広がりが外周充填材１によって
阻止されるので、材料ロスを生じることなく、限定した
領域の充填を確実にかつ短時間で行うことができる。
【００２２】なお、本発明の工法は、亜炭廃坑による地
下空洞以外にも、大谷石等の採石場、防空壕、地盤が石
灰石からなる地域やシラス台地等における自然の地下空
洞等の充填工法に適用することができ、外周充填材の流
動性の調整によって、地下水の存在しない空洞の充填も
可能であり、地下空洞に起因する地盤陥没事故の防止対
策として有効である。
下空洞以外にも、大谷石等の採石場、防空壕、地盤が石
灰石からなる地域やシラス台地等における自然の地下空
洞等の充填工法に適用することができ、外周充填材の流
動性の調整によって、地下水の存在しない空洞の充填も
可能であり、地下空洞に起因する地盤陥没事故の防止対
策として有効である。
【００２３】
【実施例】次に、本発明による地下空洞の充填工法によ
って試験施工を実施した結果について説明する。
って試験施工を実施した結果について説明する。
【００２４】この試験施工において充填対象とする地下
空洞の地上部には、土工及び橋梁等の構造物の構築が計
画されており、これらの構造物によって、要求される充
填材の品質が異なり、また、充填過程での外周充填材及
び中詰充填材の流動性を適切に設定する必要がある。し
たがって、この試験施工においては、橋梁部外周用及び
中詰用、土工部外周用及び中詰用の各充填材に、想定さ
れる要求品質（例えば材齢２８日の一軸圧縮強度）を次
の表１のように設定した。
空洞の地上部には、土工及び橋梁等の構造物の構築が計
画されており、これらの構造物によって、要求される充
填材の品質が異なり、また、充填過程での外周充填材及
び中詰充填材の流動性を適切に設定する必要がある。し
たがって、この試験施工においては、橋梁部外周用及び
中詰用、土工部外周用及び中詰用の各充填材に、想定さ
れる要求品質（例えば材齢２８日の一軸圧縮強度）を次
の表１のように設定した。
【表１】
【００２５】また、上記橋梁部外周用及び中詰用、土工
部外周用及び中詰用の各充填材を得るための第一及び第
二の充填液は、それぞれ上記表１に示される要求品質に
合致させるため、次の表２に示されるような配合を選定
した。そしてこのうち、橋梁部外周用に配合した外周充
填材と、土工部中詰用に配合した中詰充填材を試験施工
に用いた。
部外周用及び中詰用の各充填材を得るための第一及び第
二の充填液は、それぞれ上記表１に示される要求品質に
合致させるため、次の表２に示されるような配合を選定
した。そしてこのうち、橋梁部外周用に配合した外周充
填材と、土工部中詰用に配合した中詰充填材を試験施工
に用いた。
【表２】
【００２６】試験施工対象の亜炭廃坑は、残柱式で採掘
されたもの（図２Ｂ参照）であることは事前に明らかで
あった。しかし、本工法の適用性を適切に評価するため
には、事前に空洞Ｃ及び残柱Ｇａの状況を正確に把握し
ておく必要があり、これらの状況の調査結果は充填量の
推定や充填順序を決定するための有用な資料となる。し
たがって、この試験施工においては、ボーリング調査及
び音響探査によって空洞状況の事前調査を行った。
されたもの（図２Ｂ参照）であることは事前に明らかで
あった。しかし、本工法の適用性を適切に評価するため
には、事前に空洞Ｃ及び残柱Ｇａの状況を正確に把握し
ておく必要があり、これらの状況の調査結果は充填量の
推定や充填順序を決定するための有用な資料となる。し
たがって、この試験施工においては、ボーリング調査及
び音響探査によって空洞状況の事前調査を行った。
【００２７】ボーリング調査では合計９９本のボーリン
グを行い、そのうち６９本（約７０％）で地下空洞が確
認された。この地下空洞は、地表から約２５ｍの深度に
位置し、北から南へ５〜１０％程度の勾配で傾斜してお
り、空洞の高さは殆どが０．８〜１．４ｍの範囲で、平
均１．２ｍ程度であった。なお、ボーリング孔は、事
後、音響測深探査や充填管理のための観測孔及び充填用
の孔としても利用した。
グを行い、そのうち６９本（約７０％）で地下空洞が確
認された。この地下空洞は、地表から約２５ｍの深度に
位置し、北から南へ５〜１０％程度の勾配で傾斜してお
り、空洞の高さは殆どが０．８〜１．４ｍの範囲で、平
均１．２ｍ程度であった。なお、ボーリング孔は、事
後、音響測深探査や充填管理のための観測孔及び充填用
の孔としても利用した。
【００２８】次に音響測深探査では、地上に突出するロ
ッドの上端に方位センサを取り付けた超音波ゾンデを、
地下空洞が確認されたボーリング孔に挿入し、前記ロッ
ドを介して、超音波ゾンデを空洞内の底盤付近、中間高
さ位置及び天端付近で回転走査し、出射した超音波の反
射波によって空洞Ｃの内壁面Ｇｂ（図２Ｂ参照）までの
距離や残柱Ｇａの位置及び距離等を測定し、測定データ
を次のボーリング孔の削孔位置決定に利用した。そし
て、この探査の結果、空洞Ｃ内の残柱Ｇａはほぼ均等に
分布し、各残柱Ｇａは数ｍ〜十数ｍの断面寸法を有する
ものと推定された。
ッドの上端に方位センサを取り付けた超音波ゾンデを、
地下空洞が確認されたボーリング孔に挿入し、前記ロッ
ドを介して、超音波ゾンデを空洞内の底盤付近、中間高
さ位置及び天端付近で回転走査し、出射した超音波の反
射波によって空洞Ｃの内壁面Ｇｂ（図２Ｂ参照）までの
距離や残柱Ｇａの位置及び距離等を測定し、測定データ
を次のボーリング孔の削孔位置決定に利用した。そし
て、この探査の結果、空洞Ｃ内の残柱Ｇａはほぼ均等に
分布し、各残柱Ｇａは数ｍ〜十数ｍの断面寸法を有する
ものと推定された。
【００２９】上述のボーリング調査及び超音波測深探査
結果を考慮して、外周充填材１及び中詰充填材２の材料
配分を決定し、先に説明した図１、図３及び図４に示さ
れる方法によって、外周充填材１の充填を行った。
結果を考慮して、外周充填材１及び中詰充填材２の材料
配分を決定し、先に説明した図１、図３及び図４に示さ
れる方法によって、外周充填材１の充填を行った。
【００３０】外周充填材１の充填過程では、観測孔から
のテープによる充填高さ計測により、空洞Ｃ内の充填材
流動状況を確認した。また、充填形状の自動管理の可能
性を検証するために、歪み計によるリアルタイムモニタ
リングも試行した。
のテープによる充填高さ計測により、空洞Ｃ内の充填材
流動状況を確認した。また、充填形状の自動管理の可能
性を検証するために、歪み計によるリアルタイムモニタ
リングも試行した。
【００３１】外周充填材１の充填終了時は、観測孔位置
での外周充填材１の天端到達を確認すると共に、音響測
深探査による充填形状の把握も実施した。また、充填法
線方向に２測線を設定し、約２ｍピッチで設けた観測孔
から、空洞Ｃ内の外周充填材１の充填勾配（外側面の勾
配）を測定したところ、各測線での充填勾配はそれぞれ
２４％、１７％であり、すなわち平面的な広がりが少な
く、外周充填材１による充填領域の閉鎖が可能であるこ
とが確認された。
での外周充填材１の天端到達を確認すると共に、音響測
深探査による充填形状の把握も実施した。また、充填法
線方向に２測線を設定し、約２ｍピッチで設けた観測孔
から、空洞Ｃ内の外周充填材１の充填勾配（外側面の勾
配）を測定したところ、各測線での充填勾配はそれぞれ
２４％、１７％であり、すなわち平面的な広がりが少な
く、外周充填材１による充填領域の閉鎖が可能であるこ
とが確認された。
【００３２】外周充填材１による充填領域の閉鎖が完了
した後、引き続き、中詰充填材２の充填を約１０時間行
った。その充填過程では充填領域に対応する各観測孔か
ら地下水や充填材の噴出が認められたが、これは、空洞
の天端までの確実な充填を裏付ける現象である。更に、
充填完了後に行った合計８箇所の確認ボーリングにおい
ても、全箇所で天端までの充填が確認された。
した後、引き続き、中詰充填材２の充填を約１０時間行
った。その充填過程では充填領域に対応する各観測孔か
ら地下水や充填材の噴出が認められたが、これは、空洞
の天端までの確実な充填を裏付ける現象である。更に、
充填完了後に行った合計８箇所の確認ボーリングにおい
ても、全箇所で天端までの充填が確認された。
【００３３】なお、スタティックミキサ１０９で第一の
充填液１０と第二の充填液２０を混合することによって
ゲル化した外周充填材及び中詰充填材をそれぞれサンプ
リングし、所定の材齢（３日，７日，２８日）までの水
中養生後、一軸圧縮強度試験を行った。試験結果によれ
ば、橋梁部外周用配合による外周充填材は、先の表１に
示した要求強度の下限値である４ｋｇｆ／ｃｍ２（０．
３９Ｎ／ｍｍ２）を満足し、平均で７．３ｋｇｆ／ｃｍ
２（０．７２Ｎ／ｍｍ２）であった。また、土工部中詰
用配合による中詰充填材の一軸圧縮強度は、試験結果、
１．７ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１７Ｎ／ｍｍ２）であり、
表１に示した要求強度１ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０９８Ｎ
／ｍｍ２）を満足するものであった。
充填液１０と第二の充填液２０を混合することによって
ゲル化した外周充填材及び中詰充填材をそれぞれサンプ
リングし、所定の材齢（３日，７日，２８日）までの水
中養生後、一軸圧縮強度試験を行った。試験結果によれ
ば、橋梁部外周用配合による外周充填材は、先の表１に
示した要求強度の下限値である４ｋｇｆ／ｃｍ２（０．
３９Ｎ／ｍｍ２）を満足し、平均で７．３ｋｇｆ／ｃｍ
２（０．７２Ｎ／ｍｍ２）であった。また、土工部中詰
用配合による中詰充填材の一軸圧縮強度は、試験結果、
１．７ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１７Ｎ／ｍｍ２）であり、
表１に示した要求強度１ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０９８Ｎ
／ｍｍ２）を満足するものであった。
【００３４】更に、本発明の充填工法による地下水の水
質及び空洞内水質への影響を明らかにするために、近隣
の水質調査した。調査箇所は充填領域から２０〜２２０
ｍ（殆どは６０ｍ以内）に位置する既設の井戸２箇所、
地表から３〜５ｍの沖積層に滞水している地下水を３箇
所、地下空洞内３箇所、及び近隣の河川水１箇所、合計
９箇所である。
質及び空洞内水質への影響を明らかにするために、近隣
の水質調査した。調査箇所は充填領域から２０〜２２０
ｍ（殆どは６０ｍ以内）に位置する既設の井戸２箇所、
地表から３〜５ｍの沖積層に滞水している地下水を３箇
所、地下空洞内３箇所、及び近隣の河川水１箇所、合計
９箇所である。
【００３５】調査の結果、飲料水基準に沿った水質試験
では、充填工事による水質変化は認められなかった。ま
た、充填中に日常管理として行ったｐＨの調査では、ア
ルカリの溶出によるｐＨの上昇は認められず、浮遊物質
（ＳＳ）も、充填による影響は認められなかった。
では、充填工事による水質変化は認められなかった。ま
た、充填中に日常管理として行ったｐＨの調査では、ア
ルカリの溶出によるｐＨの上昇は認められず、浮遊物質
（ＳＳ）も、充填による影響は認められなかった。
【００３６】
【発明の効果】本発明に係る地下空洞の充填工法によれ
ば、先行注入される外周充填材によって充填領域の外周
部を閉鎖してから、流動性の高い中詰充填材を充填する
ため、材料ロスを生じることなく、地下空洞への限定的
な充填を確実に行うことができる。また、この工法は、
地下空洞における地下水の有無に関係なく採用可能であ
る。しかも、外周充填材は、地下空洞への直前位置まで
は流動性の高い第一の充填液と第二の充填液として供給
するため、圧送過程で管路が閉塞することなく円滑に供
給することができ、地下空洞への直前位置で混合されて
ゲル化した状態で充填されるため、材料分離による地下
水汚染も有効に防止することができる。
ば、先行注入される外周充填材によって充填領域の外周
部を閉鎖してから、流動性の高い中詰充填材を充填する
ため、材料ロスを生じることなく、地下空洞への限定的
な充填を確実に行うことができる。また、この工法は、
地下空洞における地下水の有無に関係なく採用可能であ
る。しかも、外周充填材は、地下空洞への直前位置まで
は流動性の高い第一の充填液と第二の充填液として供給
するため、圧送過程で管路が閉塞することなく円滑に供
給することができ、地下空洞への直前位置で混合されて
ゲル化した状態で充填されるため、材料分離による地下
水汚染も有効に防止することができる。
【図１】本発明に係る地下空洞の充填工法の好ましい実
施の形態を概略的に示す説明図である。
施の形態を概略的に示す説明図である。
【図２】亜炭廃坑による地下空洞の形状を示す部分的な
水平断面図である。
水平断面図である。
【図３】本発明に係る地下空洞の充填工法の施工手順を
概略的に示す説明図で、（Ａ）は施工前の状態、（Ｂ）
は外周充填材を充填した状態、（Ｃ）は中詰充填材を充
填した状態を示すものである。
概略的に示す説明図で、（Ａ）は施工前の状態、（Ｂ）
は外周充填材を充填した状態、（Ｃ）は中詰充填材を充
填した状態を示すものである。
【図４】本発明の作業フローを示す説明図である。
１ 外周充填材 ２ 中詰充填材 １０ 第一の充填液 ２０ 第二の充填液 Ｃ 地下空洞 Ｇ 地盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ２１Ｆ 15/00 Ｅ２１Ｆ 15/00 //(Ｃ０４Ｂ 28/26 (Ｃ０４Ｂ 28/26 18:16） 18:16） 111:70 111:70 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (71)出願人 000112668 株式会社フジタ 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目25番２号 (72)発明者 原 義文 岐阜県多治見市坂上町６番34号 建設省中 部地方建設局多治見工事事務所内 (72)発明者 松田 哲夫 東京都文京区大塚２丁目15番６号 ニッセ イ音羽ビル３・４階 財団法人先端建設技 術センター内 (72)発明者 杉浦 乾郎 東京都千代田区三番町二番地 飛島建設株 式会社内 (72)発明者 時任 正人 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 Ｆターム(参考） 2D040 AA06 AB03 CA01 CA02 CB03 4G012 PA30 4H026 CA01 CA03 CA06 CC06
Claims (3)
- 【請求項１】 地中空洞の充填領域の外周部を、相対的
に流動性の低いゲル状の外周充填材の注入により閉鎖
し、その内周側の領域に、前記外周充填材よりも相対的
に初期流動性の高い中詰充填材を充填することを特徴と
する地下空洞の充填工法。 - 【請求項２】 外周充填材は、水ガラス、セメント系固
化材及び土質材料を構成材料とし、水ガラスを含む第一
の充填液と、セメント系固化材を含む第二の充填液と
を、地下空洞への供給過程で連続的に合流・混合させる
ことによりゲル化させることを特徴とする請求項１に記
載の地下空洞の充填工法。 - 【請求項３】 外周充填材の初期流動性を、各構成材料
の配合比率により制御することを特徴とする請求項１又
は２に記載の地下空洞の充填工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272757A JP3807658B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 地下空洞の充填工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272757A JP3807658B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 地下空洞の充填工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081054A true JP2002081054A (ja) | 2002-03-22 |
| JP3807658B2 JP3807658B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=18758818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000272757A Expired - Lifetime JP3807658B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | 地下空洞の充填工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3807658B2 (ja) |
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- 2000-09-08 JP JP2000272757A patent/JP3807658B2/ja not_active Expired - Lifetime
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