JP2002309893A - 掘削孔と埋設管との間隙の止水方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削孔とその内部の埋設管との間隙をウレタ
ン注入工法により充填、止水し、坑道掘削後の止水装置
を安全に撤去できる方法を提供する。 【解決手段】 管推進工法により坑道削を行う際の掘削
孔２１と埋設管５との間隙２３の止水方法であって、予
め形成された立坑２０の外周面から止水装置３を有する
推進装置により地盤を掘削して掘削孔２１を形成した後
に、この推進装置に追随させて埋設管５を推進させ、掘
削孔２１と埋設管５との間に残る間隙２３に対して二液
型発泡ウレタン樹脂からなる薬液を立坑２０内より注入
し、このウレタン薬液を間隙２３内で発泡させることに
より間隙２３をウレタン薬液にて充填し、立坑内への泥
土や地下水の流入を防止するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は掘削孔と埋設管との
間隙の止水方法に関し、特に、立坑から外側に地中を掘
削して掘削孔を形成し、掘削孔中に管路を敷設する非開
削による管推進工法における坑口への泥土や地下水等の
流入を防止する止水方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の非開削による管推進工法による坑
道掘削時の一般的な止水方法としては、管推進装置の発
進前に坑口に薬液を注入する工法が用いられている。図
１は従来の推進工法において、立坑２０から埋設管５を
推進敷設する場合の、立坑２０の外周部にある立坑土留
め２に設けた坑口２２の止水方法を示すものである。

【０００３】立坑２０から埋設管５を推進敷設する場合
は、図示しない推進装置によって立坑土留め２に設けた
坑口２２から掘削孔２１が掘削される。埋設管５はこの
掘削孔２１内に敷設されるが、掘削孔２１の外径の方が
埋設管５の外径よりも大きいために、掘削孔２１と埋設
管５の間には間隙２３が生じる。このため、掘削孔２１
の周囲の地盤１からは泥土や地下水が間隙２３内に漏れ
出し、これらが立坑２０内に流入する虞がある。

【０００４】立坑土留め２にゴムパッキン４等を用いた
止水装置３を設けるのは、立坑２０内への泥土や地下水
の流入を防止するためである。

【０００５】このため、埋設管５の敷設後に止水装置３
を取り外すと、立坑２０内に泥土や地下水が流入してく
ることから、図２に示すように、立坑２０内に破線で示
す人孔６等の地下構造物を築造するに当たっては、築造
する人孔６等より大きな立坑２０を当初から築造してお
き、管推進が完了した後も止水装置３を取り外さずに残
しておかなければならなかった。

【０００６】これに対して、管推進が完了した後に止水
装置３を取り外すことを可能にし、立坑２０の小型化及
び立坑２０と人孔６の兼用を可能とするため、図３に示
すように、掘削孔２１と埋設管５との間隙２３をウレタ
ン注入管７より注入したウレタンによって充填して止水
を行うウレタン注入工法が行われることがある。このウ
レタン注入工法は、主に山岳トンネル工法においてトン
ネル切羽周辺の地山の安定を図るための応急措置として
用いられるものである。ウレタンとして注入する注入剤
には、イソシアネート及びポリオールを主成分とする一
般的な薬液が使用される。

【０００７】この従来のウレタン注入工法について図４
を用いて説明する。図４(a) に示すように、ウレタン注
入工法を立坑２０において実施する場合は、立坑土留め
２から地盤１を掘削してウレタン注入孔９を形成し、こ
のウレタン注入孔９の中にウレタン注入管７を挿入す
る。次に、ウレタン注入孔９の立坑土留め２の近傍にコ
ーキングチューブ１０を、膨張させない状態で挿入す
る。そして、図４(b) に示すようにコーキングチューブ
１０を膨張させ、ウレタン注入孔９とウレタン注入管７
との間に生じる隙間を閉塞する。従来のウレタン注入工
法ではこの閉塞状態でウレタン注入管７からウレタンを
ウレタン注入孔９内に流出させ、ウレタン注入孔９内を
ウレタンで充填するのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
に従来のウレタン注入工法は閉塞空間へのウレタン注入
方法であるために、このようなウレタン注入工法を図３
で説明した掘削孔２１と埋設管５との間隙２３の止水方
法として行う場合、間隙２３をウレタン薬液が符号８で
示すように、埋設管５の推進方向に逸走してしまい、坑
口２２の近傍に固結体を形成することができないという
問題点がある。

【０００９】また、埋設管５が地盤１に貫入され、立坑
２０の坑口２２にゴムパッキン４等を用いた止水装置３
が設置されているような一般的な推進工法においてウレ
タン注入工法を使用する場合には、図５(a) に示すよう
なゴムパッキン４にウレタン注入管７とコーキングチュ
ーブ１１とを挿通すると、図５(b) に示すように、ゴム
パッキン４にウレタン注入管７とコーキングチューブ１
１とを挿通した後に、ゴムパッキン４が符号１７で示す
ように捩れるのでウレタンの注入位置を完全に閉塞する
のは困難であり、間隙２３内に充填されたウレタンが止
水装置３の代用にならない場合があった。

【００１０】そこで、本発明は、推進装置により掘削さ
れた掘削孔とこの掘削孔内に敷設された埋設管との間の
間隙をウレタン注入工法により充填、止水し、立坑内に
泥土や地下水が流入してくるのを防止しつつ、管推進工
法における止水装置を最終的に安全に撤去することがで
きる掘削孔と埋設管との間隙の止水方法を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の掘削孔と埋設管との間隙の止水方法は、管推進工法
により坑道削を行う際の掘削孔と埋設管との間隙の止水
方法であって、予め形成された立坑の外周面から止水装
置を有する推進装置により地盤を掘削して掘削孔を形成
した後に、この推進装置に追随させて埋設管を推進さ
せ、掘削孔と埋設管との間に残る間隙に対して発泡性薬
剤を立坑内より注入し、発泡性薬剤を間隙内で発泡させ
ることにより間隙を発泡性薬剤にて充填し、立坑内への
泥土や地下水の流入を防止するようにしたことを特徴と
している。

【００１２】この方法において、掘削孔及び埋設管を円
筒状に形成し、発泡性薬剤には二液型発泡ウレタン樹脂
からなるウレタン薬液を使用して、この薬液を混合しな
がら立坑内より円筒状間隙に注入することができる。

【００１３】また、ウレタン薬液を間隙に注入するに際
して、ウレタン薬液の触媒、注入量、注入時間、注入速
度、注入位置、注入箇所を制御することにより、間隙を
通って推進方向へウレタン薬液が逸走するのを防止する
と共に、立坑の坑口に泥土圧調整装置を設置して泥土圧
を制御することにより、立坑の坑口の近傍においてウレ
タン薬液を急速固結させ、円筒状間隙を確実に充填する
ことができる。

【００１４】更に、ウレタン薬液を間隙に注入するに際
して、推進装置により掘削された掘削孔と同じ外径を持
ち、かつ同時にウレタン薬液の注入管を備えたウレタン
注入用推進管を、止水装置を設置している状態で埋設管
に続けて推進し、このウレタン注入用推進管の前面はウ
レタン注入孔以外は完全に閉塞して、ウレタン注入用推
進管側にウレタン薬液が逆流して噴出することを防止す
ることができる。

【００１５】本発明の掘削孔と埋設管との間隙の止水方
法によれば、推進装置による坑道掘削後、立坑坑口近傍
の掘削坑と埋設管との円筒状の間隙をウレタン注入によ
り充填することで坑口の止水性を確保し、立坑内に設置
されているゴムパッキン等を用いた止水装置の撤去を可
能とすることができ、立坑の小型化、及び立坑と人孔の
兼用を可能とすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明す
る。なお、実施例は１つの例示であって、本発明の精神
を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは改良をし得るこ
とは言うまでもない。また、以下の説明において、図１
から図５で説明した従来例と同じ構成部材については、
同じ符号を付して説明する。

【００１７】図６は本発明の掘削孔と埋設管との間隙の
止水方法の第１の実施例を説明するものであり、(a) は
立坑２０の外周部分の要部を示しており、(b) は(a) に
おいてウレタンの固結体によって間隙が充填された状態
を示すものである。

【００１８】図６(a) に示すように、本発明の第１の実
施例の掘削孔と埋設管との間隙の止水方法では、立坑２
０から埋設管５を推進敷設する場合に、従来の推進工法
と同様に図示しない推進装置によって立坑土留め２に設
けた坑口２２から掘削孔２１が掘削される。埋設管５は
この掘削孔２１内に敷設されるが、掘削孔２１の外径の
方が埋設管５の外径よりも大きいために、掘削孔２１と
埋設管５の間には間隙２３が生じる。掘削孔２１および
埋設管５は円筒状であるので、間隙２３は円筒状であ
る。一方、掘削孔２１の周囲の地盤１からは泥土や地下
水が間隙２３内に漏れ出し、これらが立坑２０内に流入
する虞がある。

【００１９】立坑土留め２にゴムパッキン４等を用いた
止水装置３は、埋設管５を締め上げることで立坑２０内
への泥土や地下水の流入を防止する。次いで、坑口２２
側からウレタン注入管７を２本挿入し、掘削孔２１と埋
設管５との間に残る間隙２３に対して発泡性薬剤をこの
ウレタン注入管７を通じて注入し、この発泡性薬剤を間
隙２３内で発泡させ、間隙２３を発泡性薬剤にて充填
し、立坑２０内への泥土や地下水の流入を防止する。

【００２０】この実施例では、発泡性薬剤には二液型発
泡ウレタン樹脂からなるウレタン薬液を使用しており、
この薬液を混合しながら立坑２０内より円筒状間隙２３
に注入する。

【００２１】この際、ウレタン薬液は抵抗の少ないとこ
ろ（間隙の大きな部分）へ集中的に逸走することから、
推進装置により掘削された掘削孔２１と、推進装置に追
随して推進された埋設管５との円筒状の間隙２３にウレ
タン薬液を単純に注入した場合は、ウレタン薬液は間隙
２３を通り地盤１の奥へ奥へと逸走し続け、止水が必要
な坑口近２２傍に固結体が形成しない。

【００２２】このため、ウレタン薬液の注入に当たって
は、所定の範囲を効果的に充填し、確実に固結体を形成
するために、ウレタン薬液の触媒、注入量、注入時間、
注入速度、注入位置、注入箇所を制御することにより、
発泡時間及び発泡形態を制御する。これに加えて、この
実施例では、同時に立坑２０の坑口２２に泥土圧調整装
置１５を設置した。この泥土圧調整装置１５を用いて泥
土圧を制御することにより、図６(b) に示すように、ウ
レタン薬液の流れ８を坑口２２に向かわせることがで
き、坑口２２の近傍に円筒形のウレタン固結体１２を形
成することができる。

【００２３】確実なウレタン固結体１２を形成するのに
必要なウレタン薬液の最適発泡時間は１０〜１５秒であ
り、この発泡時間は触媒の添加量で調整を行うことがで
きる。間隙２３を完全に閉塞するために必要なウレタン
薬液の注入量は２０ｋｇである。ウレタン薬液の注入位
置は円筒状の間隙２３の上下２箇所とし、かつ２本のウ
レタン注入管７から同時に注入することで、ウレタン薬
液の発泡圧による埋設管５のぶれを無くし、均等な固結
体１２の形成を可能とする。

【００２４】ウレタン薬液の注入時間が経過すると、ウ
レタン薬液の発泡圧により立坑２０の坑口２２付近の泥
土圧が上昇し、益々ウレタン薬液が地盤の奥へ逸走し易
くなる。そこで、この実施例では、ウレタン薬液の注入
量が１１〜１３ｋｇになった時点で泥土圧調整装置１５
により立坑２０の坑口２２付近の泥土圧を低下させる。
この結果、逆に坑口２２の付近の泥土圧が地盤の奥の泥
土圧より低圧になるので、ウレタン薬液の発泡方向が坑
口２２の方向へ矯正され、確実に坑口２２付近の充填が
達成される。

【００２５】一方、図６(a) ，(b) で説明した実施例の
ように、ウレタン薬液の注入管理を確実に行うために
は、注入孔の確実な閉塞が必要であり、埋設管５の周り
のゴムパッキン４等を取り外すことなく注入孔を閉塞す
るのは困難である。そこで、本発明の第２の実施例で
は、図７に示すようなウレタン注入用推進管１５を使用
する。ウレタン注入用推進管１５は、掘削坑２１と同一
の外径を持ち、かつウレタン注入管７を２本備えてい
る。２本のウレタン注入管７はウレタン注入用推進管１
５の直径の両端部に接続され、このウレタン注入管７に
続くウレタン注入孔２７がウレタン注入用推進管１５の
内部に形成されている。ウレタン注入用推進管１５の前
面１５Ｆは、ウレタン注入孔２７以外には開口部はな
く、完全に閉塞された状態となっている。

【００２６】第２の実施例では、図８に示すように、埋
設管５の掘削孔２１内への敷設の完了後、ウレタン注入
用推進管１５を続けて推進し、ウレタン注入用推進管１
５の前面が僅かに掘削孔２１の内部に侵入するところで
止める。ウレタン注入用推進管１５の前面１５Ｆは、図
７で説明したように、ウレタン注入孔２７以外は完全に
閉塞されている。よって、ウレタン注入孔２７の周りの
隙間２３から立坑２０内への泥土、地下水、更にはウレ
タン薬液の流入は、ウレタン注入用推進管１５の前面１
５Ｆとゴムパッキン４等による止水装置３により防止す
ることができ、効果的な注入が可能となる。

【００２７】次に、推進装置により掘削された掘削孔２
１と、推進装置に追随して推進された埋設管５との円筒
状の間隙２３を充填するため、ウレタン薬液をウレタン
注入管７とウレタン注入孔２７を通じて間隙２３に注入
する。ウレタン注入孔２７は間隙２３の上部と下部の２
箇所に設けられている。このとき、触媒を用いてウレタ
ンの発泡速度を最適に調整したウレタン薬液を注入すれ
ば、ウレタンは注入後速やかに坑口２２の近傍で発泡
し、図９に示すように、円筒状に固結体１２が形成され
る。

【００２８】このように、第２の実施例では、埋設管５
の推進が完了した後に、掘削孔２１と同径のウレタン注
入用推進管１５を立坑２０から推進するので、この状態
でウレタン薬液の注入が可能であり、従来のウレタン止
水工法では必要不可欠であったウレタン注入管とウレタ
ン注入孔の隙間の閉塞が不要となる。

【００２９】また、第２の実施例においても、ウレタン
薬液の注入中は、坑口２２に設置した泥土圧調整装置１
３により泥土圧を制御すれば、ウレタンの固結体１２は
発泡圧力により自然に坑口２２側に向かって形成を続け
る。

【００３０】ウレタン薬液の固結が完了した後、立坑２
０の坑口２２に設置されていたウレタン注入用推進管１
５及び止水装置３を撤去すれば、埋設管５が剥き出しで
あるにも係わらず、止水が担保されているため、立坑２
０を兼用した人孔６であっても、容易に埋設管５の最終
取り付け作業を行うことができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
推進装置の掘削孔と埋設管との間隙を発泡性の薬剤によ
り確実に充填し、立坑坑口の止水を行うことができるの
で、従来大がかりであった止水装置が簡便化できる。そ
して、埋設管推進中に立坑坑口に取り付けられている止
水装置を、推進完了後に安全に撤去することができ、最
終的な埋設管の人孔への取り付け作業を容易にすると共
に、立坑の小型化及び立坑と人孔との兼用が可能となる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の推進工法における坑口の止水方法を示す
立坑の外周部分の要部の部分拡大断面図である。

【図２】従来の推進工法における人孔と立坑との関係を
示す断面図である。

【図３】従来の推進工法において掘削孔と埋設管との間
隙にウレタンを注入した場合のウレタン薬液の推進方向
への逸走を説明する説明図である。

【図４】(a) は従来のウレタン注入工法におけるコーキ
ングチューブの膨張前の状態を示す図、(b) は従来のウ
レタン注入工法におけるコーキングチューブの膨張後の
状態を示す図である。

【図５】(a) ,（b)はゴムパッキンを使用した止水装置
にウレタン注入管を挿入した場合の注入孔閉塞における
問題点を説明する図である。

【図６】本発明の掘削孔と埋設管との間隙の止水方法の
第１の実施例を示し、(a) は立坑の外周部分の要部の部
分拡大断面図、(b) は(a) においてウレタンの固結体に
よって間隙が充填された状態を説明する説明図である。

【図７】本発明の掘削孔と埋設管との間隙の止水方法の
第２の実施例に使用するウレタン注入用推進管の構成を
示す斜視図である。

【図８】本発明の掘削孔と埋設管との間隙の止水方法に
おけるウレタン注入用推進管による注入方法を示す図で
ある。

【図９】本発明の掘削孔と埋設管との間隙の止水方法に
おけるウレタン注入用推進管における注入位置とウレタ
ン薬液の流れを説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 立坑土留め ３ 止水装置 ４ ゴムパッキン ５ 埋設管 ６ 人孔 ７ ウレタン注入孔 １２ ウレタン固結体 １３ 泥土圧調整装置 １５ ウレタン注入用推進管 １７ ウレタン注入孔 ２０ 立坑 ２１ 掘削孔 ２２ 坑口 ２３ 間隙 ２７ ウレタン注入孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日野 英則 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 宮武 昌志 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2D054 AC18 EA07 FA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管推進工法により坑道削を行う際の掘削
   孔(21)と埋設管(5)との間隙の止水方法であって、 予め形成された立坑(20)の外周面から止水装置(3) を有
   する推進装置により地盤(1) を掘削して掘削孔(21)を形
   成した後に、この推進装置に追随させて埋設管(5) を推
   進させ、前記掘削孔(21)と前記埋設管(5) との間に残る
   間隙(23)に対して発泡性薬剤を前記立坑(20)内より注入
   し、前記発泡性薬剤を前記間隙(23)内で発泡させること
   により前記間隙(23)を前記発泡性薬剤にて充填し、立坑
   (20)内への泥土や地下水の流入を防止するようにしたこ
   とを特徴とする掘削孔と埋設管との間隙の止水方法。
2. 【請求項２】 前記掘削孔(21)および前記埋設管(5) が
   円筒状であり、前記発泡性薬剤には二液型発泡ウレタン
   樹脂からなるウレタン薬液を使用して、この薬液を混合
   しながら前記立坑(20)内より円筒状間隙(23)に注入する
   ことを特徴とする請求項１に記載の掘削孔と埋設管との
   間隙の止水方法。
3. 【請求項３】 前記ウレタン薬液を前記間隙(23)に注入
   するに際して、前記ウレタン薬液の触媒、注入量、注入
   時間、注入速度、注入位置、注入箇所を制御することに
   より、前記間隙(23)を通って推進方向へウレタン薬液が
   逸走するのを防止すると共に、前記立坑(20)の坑口(22)
   に泥土圧調整装置(13)を設置して泥土圧を制御すること
   により、前記立坑(20)の坑口(22)の近傍においてウレタ
   ン薬液を急速固結させ、前記円筒状間隙(23)を確実に充
   填するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の掘
   削孔と埋設管との間隙の止水方法。
4. 【請求項４】 前記ウレタン薬液を前記間隙(23)に注入
   するに際して、前記推進装置により掘削された掘削孔(2
   1)と同じ外径を持ち、かつ同時にウレタン薬液の注入管
   (7) を備えたウレタン注入用推進管(15)を、前記止水装
   置(3) を設置している状態で前記埋設管(5) に続けて推
   進し、このウレタン注入用推進管(15)の前面はウレタン
   注入孔(27)以外は完全に閉塞して、前記ウレタン注入用
   推進管(15)側にウレタン薬液が逆流して噴出することを
   防止するようにしたことを特徴とする請求項２又は３に
   記載の掘削孔と埋設管との間隙の止水方法。