JP2002294687A

JP2002294687A - 地山補強工法

Info

Publication number: JP2002294687A
Application number: JP2001100550A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sato; 敦佐藤
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】注入機，ホース等の副資材が必要でなく、ま
た、ポンプ操作員，薬液投入員等の人手や多数の注入管
が必要でなく、しかも、注入準備のための作業スペース
を確保する必要がない地山補強工法を提供する。【解決手段】トンネルの天端および切羽の少なくとも一
方に穿設された削孔６に、Ａ液とＢ液とを混合して得ら
れる２液混合型の高分子系材料を供給して地山に注入す
るようにした地山補強工法であり、Ａ液を収容する第１
の容器とＢ液を収容する第２の容器とを有するカプセル
型注入容器１を準備し、上記削孔６にカプセル型注入容
器１を配設し、その状態で、フォアパイボルト８でカプ
セル型注入容器１を押圧して壊し、上記Ａ液とＢ液とを
カプセル型注入容器１外に流出させながら互いに混合さ
せて地山に注入するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地山補強工法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、トンネル工事等において、軟
弱地山区間を掘削する場合には、速硬性の２液混合型の
高分子系材料（例えば、ポリウレタン。以下、「注入
材」という）を天端および切羽に注入して地山を改良す
るようにしている。また、注入材を天端および切羽に注
入する場合には、まず、注入を予定している地山１０の
部分に多数の注入管１１を挿入し（図７参照）、つぎ
に、注入機１２を用い、注入材（２液混合型であるた
め、２種類の薬液がある）を別々のホース１３ａ，１３
ｂに通して各注入管１１に流し込み、各注入管１１内で
合流した注入材を各注入管１１内に配設したミキシング
ユニット（図示せず）で攪拌混合したのち、各注入管１
１から地山１０へ吐出し硬化させることを行う。これに
より、軟弱地盤を補強することができる。図において、
１４は鏡吹き付けコンクリート、１５はホイールジャン
ボ、１６は注入機１２や資材の搭載車、１７は薬液Ａを
収容する多数の容器、１８は薬液Ｂを収容する多数の容
器、１９はポンプ操作員、２０は薬液投入員である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、注入材の他に、注入機１２，２本のホース１
３ａ，１３ｂ（両ホース１３ａ，１３ｂの長さ：２０〜
３０ｍ），各注入管１１内に配設されるミキシングユニ
ット，ストップバルブ（注入材の注入量が多くなると、
注入材が逆流するおそれがあるため、注入材の逆流防止
用として、各注入管１１内に配設されている）等の副資
材が必要となる。また、ポンプ操作員１９，薬液投入員
２０等の人手を要するうえ、中空鋼管からなる多数の注
入管１１が必要になる。しかも、注入を行う前に、上記
の副資材を現場へ搬入し、注入準備をする必要がある。
この注入準備は、作業スペースが確保される大規模な現
場では可能であるが、小規模なトンネル（導水路）等で
は作業スペースの確保が難しい。また、都市トンネルで
も、制約された条件下での工事であるため、作業スペー
スの確保が困難な状況にある。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、注入機，ホース等の副資材が必要でなく、ま
た、ポンプ操作員，薬液投入員等の人手や多数の注入管
が必要でなく、しかも、注入準備のための作業スペース
を確保する必要がない地山補強工法の提供をその目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の地山補強工法は、トンネルの天端および切
羽の少なくとも一方に穿設された削孔に、Ａ液とＢ液と
を混合して得られる２液混合型の高分子系材料を供給し
て地山に注入するようにした地山補強工法であって、Ａ
液を収容する第１の容器とＢ液を収容する第２の容器と
を有する密封容器を準備し、地山に穿設された削孔に上
記密封容器を配設し、その状態で、上記削孔外から挿入
した押圧具で上記第１および第２の容器を押圧して壊
し、上記密封容器内のＡ液とＢ液とを上記密封容器外に
流出させながら互いに混合させて地山に注入するように
したという構成をとる。

【０００６】すなわち、本発明の地山補強工法は、トン
ネルの天端および切羽の少なくとも一方に穿設された削
孔に、Ａ液とＢ液とを混合して得られる２液混合型の高
分子系材料を供給して地山に注入するようにした地山補
強工法であり、まず、Ａ液を収容する第１の容器とＢ液
を収容する第２の容器とを有する密封容器を準備してお
く。つぎに、地山に穿設された削孔に上記密封容器を配
設し、その状態で、上記削孔外から挿入した押圧具で上
記第１および第２の容器を押圧して壊す。これにより、
上記密封容器内のＡ液とＢ液とが上記密封容器外に流出
しながら互いに混合して地山に注入される。このよう
に、本発明の地山補強工法では、多数の密封容器を作製
して現場に搬入しておき、地山に複数の削孔に穿設した
のち、棒等の押し込み具や手指を利用して上記各削孔に
所定数の密封容器を配設し、上記削孔外から棒等の押圧
具を挿入し、この押圧具の先端等で上記第１および第２
の容器を押圧して壊すことで、２液混合型の高分子系材
料を地山に注入することができる。したがって、本発明
の地山補強工法では、上記密封容器の他に、従来例では
必要であった注入機１２，２本のホース１３ａ，１３
ｂ，各注入管１１内に配設されるミキシングユニット，
ストップバルブ等の副資材が必要でなくなる。また、ポ
ンプ操作員１９，薬液投入員２０等の人手や、中空鋼管
からなる多数の注入管１１も必要でなくなる。しかも、
注入を行う前に、注入準備をする必要がないうえ、注入
の際に使用する押し込み具，押圧具等は現場機材を利用
することができる。

【０００７】本発明において、上記第１の容器が合成樹
脂製袋体で構成され、上記第２の容器がガラス製管体で
構成され、上記第１の容器内に第２の容器が収容され、
上記密封容器がカプセル型に形成されている場合には、
地山に穿設された削孔に、カプセル型に形成された密封
容器を挿入して配設しやすくなる。また、第１の容器が
合成樹脂製袋体で構成されているとともに、上記第２の
容器がガラス製管体で構成され、かつ、上記第１の容器
内に第２の容器が収容されているため、両容器を押圧具
で押圧して壊しやすくなるうえ、両容器が壊れたのち
は、第１の容器内のＡ液と第２の容器内のＢ液とが互い
に混合しやすくなる。

【０００８】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【０００９】本発明は、Ａ液を収容する第１の容器とＢ
液を収容する第２の容器とを有する密封容器を用いてい
る。

【００１０】上記第１の容器としては、筒状に形成され
たカプセル型容器等を用いることができ、円筒形状に形
成された合成樹脂製袋体（例えば、柔らかいビニール
袋）等が好適に用いられる。このような第１の容器は、
その長さが３００〜６００ｍｍに、その外径がφ３０〜
４０ｍｍ（地山に穿設される削孔の孔径が、φ３０〜４
０ｍｍである）に、その内径がφ２０〜３０ｍｍにそれ
ぞれ設定されている。

【００１１】上記Ａ液としては、通常、２液混合型の高
分子系材料の主材（高分子系材料）が用いられ、ポリオ
ール，エポキシ，水ガラス等が挙げられる。また、上記
Ａ液は、その収容量が２００〜５００ｇに、その粘度が
４０〜２００ｍＰａ・ｓにそれぞれ設定されている。こ
のようなＡ液を上記第１の容器に封入したのち、漏れ防
止のため、上記第１の容器の両端開口部が密栓される。

【００１２】また、上記第２の容器としては、筒状に形
成されたカプセル型容器等を用いることができ、円筒形
状に形成されたガラス製管体（例えば、ガラス管）等が
好適に用いられる。このような第２の容器は、その長さ
が３００〜６００ｍｍに、その外径がφ２０〜３０ｍｍ
に、その内径がφ５〜２０ｍｍにそれぞれ設定されてい
る。なお、上記第２の容器の構成材料としては、合成樹
脂材料でもよい。

【００１３】上記Ｂ液としては、通常、２液混合型の高
分子系材料の硬化材（高分子系材料）が用いられ、イソ
シアネート等が挙げられる。また、上記Ｂ液は、その収
容量が２００〜５００ｇに、その粘度が４０〜２００ｍ
Ｐａ・ｓそれぞれ設定されている。このようなＢ液を上
記第２の容器に封入したのち、漏れ防止のため、上記第
２の容器の両端開口部が密栓される。また、上記第２の
容器を第１の容器の内部に収容することが好ましい。こ
の場合には、両容器を一緒に壊すことができ、両容器か
ら流出するＡ液，Ｂ液が互いに混合しやすくなる。

【００１４】本発明において、トンネルの天端および切
羽の少なくとも一方に穿設された削孔は、その削孔径が
φ３０〜４０ｍｍで、その削孔長さが１〜６ｍであるこ
とが好ましい。

【００１５】また、本発明は、地山の間隔が小さく、上
記高分子系材料の適用が困難であるにもかかわらず、地
山自体が脆い軟弱地盤（風化泥岩や風化した粘土層等）
に好適に適用することができる。すなわち、本発明は、
用水路，下水路，導水路等の小断面トンネル（例えば、
断面積：２〜３ｍ²のトンネル）に好適に適用すること
ができる。また、風化泥岩や風化した粘土層等は、脆い
軟弱地盤であるが、土質の粒子が緻密であるため、粒子
間に上記高分子系材料があまり浸透しない。したがっ
て、風化泥岩や風化した粘土層等では、上記高分子系材
料の注入量が少量でよいため、大掛かりな注入設備は必
要でなく、本発明の方式で充分である。

【００１６】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて説明する。

【００１７】図１および図２は本発明の地山補強工法の
一実施の形態に用いるカプセル型注入容器１を示してい
る。このカプセル型注入容器１は、注入材の主材４が封
入された主材封入カプセル２と、注入材の硬化剤５が封
入された硬化材封入カプセル３とからなり、上記主材封
入カプセル２の内部に硬化材封入カプセル３が配設され
ている。

【００１８】上記主材封入カプセル２は、円筒形状に形
成された柔らかいビニール袋２ａと、このビニール袋２
ａの両端開口部を密栓する柔らかいビニール製シート２
ｂとで構成されており、内部に配設される硬化材封入カ
プセル３のクッション材の作用をしている。また、主材
封入カプセル２に封入される主材４は、この実施の形態
では、ポリオール（高分子系材料）が用いられている。

【００１９】一方、上記硬化材封入カプセル３は、円筒
形状に形成されたガラス管３ａと、このガラス管３ａの
両端開口部を密栓するガラス板３ｂとで構成されてい
る。また、硬化材封入カプセル３に封入される硬化剤５
は、この実施の形態では、イソシアネート（高分子系材
料）が用いられている。

【００２０】上記構成において、カプセル型注入容器１
を用い、トンネルの切羽１０ａ（図３参照）を補強する
場合には、まず、地山補強を予定している個所に多数の
削孔６（図３では、１個の削孔６しか図示せず）をレッ
グドリル，ドリルジャンボ等で穿設する。ついで、上記
削孔６に必要な本数のカプセル型注入容器１（図４参
照。この図４では、２本のカプセル型注入容器１しか図
示せず）を挿入して配設する。つぎに、上記削孔６の口
元部にウエス７等を詰めた状態で、上記削孔６に中実な
合成樹脂製のフォアパイボルト８（このフォアパイボル
ト８は現場機材を使用している）を挿入し（図５参
照）、前後に２〜３回押し引き操作してカプセル型注入
容器１を壊す。これにより、主材封入カプセル２に封入
されていた主材４と、硬化材封入カプセル３に封入され
ていた硬化剤５とがカプセル型注入容器１から流出しな
がら混合し、互いに攪拌して反応を開始する。そのの
ち、反応した注入材９が切羽１０ａ（図６参照）へ浸透
して、軟弱地盤を改良する。なお、フォアパイボルト８
は芯材として、削孔６に残しておく。

【００２１】このように、上記実施の形態では、従来例
では必要であった、注入機１２等の副資材やポンプ操作
員１９等の人手や多数の注入管１１が必要でなくなる。
しかも、注入を行う前に、注入準備等をする必要がな
い。

【００２２】なお、上記実施の形態では、主材封入カプ
セル２の内部に硬化材封入カプセル３を収容している
が、これに限定するものではなく、主材封入カプセル２
と硬化材封入カプセル３とを並設する等して一体化して
もよい。また、上記実施の形態では、合成樹脂製のフォ
アパイボルト８を用いてカプセル型注入容器１を壊して
いるが、木製，竹製，金属製等の棒材を用いてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明の地山補強工法に
よれば、上記密封容器の他に、従来例では必要であった
注入機１２，２本のホース１３ａ，１３ｂ，各注入管１
１内に配設されるミキシングユニット，ストップバルブ
等の副資材が必要でなくなる。また、ポンプ操作員１
９，薬液投入員２０等の人手や、中空鋼管からなる多数
の注入管１１も必要でなくなる。しかも、注入を行う前
に、注入準備をする必要がないうえ、注入の際に使用す
る押し込み具，押圧具等は現場機材を利用することがで
きる。

【００２４】本発明において、上記第１の容器が合成樹
脂製袋体で構成され、上記第２の容器がガラス製管体で
構成され、上記第１の容器内に第２の容器が収容され、
上記密封容器がカプセル型に形成されている場合には、
地山に穿設された削孔に、カプセル型に形成された密封
容器を挿入して配設しやすくなる。また、第１の容器が
合成樹脂製袋体で構成されているとともに、上記第２の
容器がガラス製管体で構成され、かつ、上記第１の容器
内に第２の容器が収容されているため、両容器を押圧具
で押圧して壊しやすくなるうえ、両容器が壊れたのち
は、第１の容器内のＡ液と第２の容器内のＢ液とが互い
に混合しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地山補強工法の一実施の形態に用いる
カプセル型注入容器の断面図である。

【図２】上記カプセル型注入容器の要部の断面図であ
る。

【図３】上記地山補強工法を示す説明図である。

【図４】上記地山補強工法を示す説明図である。

【図５】上記地山補強工法を示す説明図である。

【図６】上記地山補強工法を示す説明図である。

【図７】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１カプセル型注入容器６削孔８フォアパイボルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネルの天端および切羽の少なくとも
一方に穿設された削孔に、Ａ液とＢ液とを混合して得ら
れる２液混合型の高分子系材料を供給して地山に注入す
るようにした地山補強工法であって、Ａ液を収容する第
１の容器とＢ液を収容する第２の容器とを有する密封容
器を準備し、地山に穿設された削孔に上記密封容器を配
設し、その状態で、上記削孔外から挿入した押圧具で上
記第１および第２の容器を押圧して壊し、上記密封容器
内のＡ液とＢ液とを上記密封容器外に流出させながら互
いに混合させて地山に注入するようにしたことを特徴と
する地山補強工法。
【請求項２】上記第１の容器が合成樹脂製袋体で構成
され、上記第２の容器がガラス製管体で構成され、上記
第１の容器内に第２の容器が収容され、上記密封容器が
カプセル型に形成されている請求項１記載の地山補強工
法。