JP2004169410A - 二液混合滑材の注入方法 - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は、推進工事において推進力を小さくして容易に推進施工が行える二液混合滑材の注入方法を提供するものである。
【構成】本発明は、主材と副材を、別々の配管を経て、先導体の後方の第１次滑材注入孔または前記注入孔から後方に向かって所定の間隔を置いて設けられた複数箇所の第２次滑材注入孔の近傍まで供給し、第１次滑材注入孔では、主材と副材とを合流させてスタティックミキサ−を通過させ、主材と副材とを均等に混合し、複数箇所の第２次滑材注入孔では主材と副材とを各配管に設置された切替弁を介して合流させスタティックミキサ−を通過させ、主材と副材とを均等に混合し、主材と副材とが均一に混合された混合滑材を、第１次滑材注入孔または第２次滑材注入孔から、管と地盤の空隙に注入する二液混合滑材の注入方法である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推進工法において先導体や推進管列を地中に押し込むための推進力を小さくして容易に推進施工が行えるように、推進管内より管外周面と地盤の空隙に主材と副材とを混合して用いる二液混合滑材を注入する方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
推進工法は、先端に掘削機構を装備した先導体を推進管の先頭に取り付け、発進立坑側から掘削機構により地盤を掘削しながら、先導体に後続した推進管列の後端を、発進立孔内に設置した元押しジャッキによって、地中に押し込みながら推進埋設していく方法である。先導体及び推進管列を地中に押し込むための推進力は、先導体にかかる先端抵抗力と先導体や推進管列の外周面と地盤の摩擦力による管周面抵抗力より構成される。先端にかかるを先端抵抗力は、土質条件等が変化しない場合はほぼ一定の値であるが、管周面抵抗力は推進距離に比例して増大する。このため、長距離の推進施工では推進力が非常に大きなものとなり、管の耐荷力よりも大きくなって管の破損を招来する。このため、先導体を推進管外径よりやや大きめに製作しておくことによって、推進管外周面と地盤の間に空隙を形成させ、この空隙に一液状の滑材を注入して管外周面と地盤の摩擦力を低減させる滑材注入方法が採用されていた。
【０００３】
この滑材注入方法により、通常の普通土の推進施工では、管外周面と地盤の摩擦力を低減させることが可能となったが、土質が地下水の多い土質では、滑材が地下水によって希釈されたりしてその効果が期待できないという問題があった。
【０００４】
そこで、一液状の滑材に比べて、推進施工中に摩擦抵抗が低く、高粘性で圧縮強度の大きい主材と副材とを混合する二液混合滑材が開発されている。このような二液混合滑材は、主材と副材が混合されると高粘性や固化の反応が始まるため、一系統の配管材では圧送が困難となっていた。このため、本件特許出願人が先に出願している特願２００１−１３２５４４号の技術が開発されている。この技術は、図−２に示すように主材と副材を、別々の配管材を経て先導体の後方まで配管し、そして別々の配管で供給された主材と副材とを合流させ、この合流物をスタティックミキサーを通過させて主材と副材を均一に混合し、混合された混合滑材を滑材注入口から管外周面と地盤の間の空隙に注入する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した二液混合滑材の注入方法により、別々で供給された主材と副材は、滑材注入口手前のスタティックミキサ−によって均一に攪拌・混合され、滑材注入口から管外周面の空隙に注入された付近で高粘性を増し、管外周面に充填される。このため、二液混合滑材が地下水に希釈されたりすることがなくなり、管外周面と地盤の摩擦力を低減させる効果が発揮される。しかし、長距離の推進施工や土質が地下水の多い礫層、玉石層の場合には、希釈されにくい高粘性の混合滑材といっても、管外周面と絶えず摺動する悪条件下や長期間の地下水内で、滑材の劣化や希釈が進行する。また、地下水の多い緩い礫層や玉石層では、礫や玉石間の間隙が大きく、混合滑材が高粘性の滑材でも地下水とともに逸失されてその効果が持続しないという問題がある。
【０００６】
このため、本発明は、推進工法において長距離の推進工事や土質条件の悪い推進工事でも、確実に管外周面と地盤の摩擦力を低減できる二液混合滑材の注入方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、推進工法において先導体や推進管外周面と地盤との摩擦力を低減させるために、推進管内より管外周面と地盤の間の空隙に主材と副材とを混合して用いる二液混合滑材を注入する方法であって、
主材と副材を、別々の配管を経て、先導体の後方の推進管内面の第１次滑材注入孔または前記推進管から後方に向かって所定の間隔を置いて設けられた推進管内面の複数箇所の第２次滑材注入孔の近傍まで供給する工程と、
第１次滑材注入孔では、別々の配管で供給された前記主材と副材とを合流させ、この合流物をスタティックミキサ−を通過させて、主材と副材とを均等に混合する工程と、
複数箇所の第２次滑材注入孔では、別々の配管で供給された前記主材と副材とを各配管に設置された切替弁を介して合流させ、この合流物をスタティックミキサ−を通過させて、主材と副材とを均等に混合する工程と、
前記主材と副材とが均一に混合された混合滑材を、前記第１次滑材注入孔または第２次滑材注入孔から、管外周面と地盤の間の空隙に注入する工程と、
とによりなる二液混合滑材の注入方法である。
【０００８】
二液混合滑材の主材としては、滑材として主要な機能を果たす成分を含んでいれば良く、具体的な成分は、ベントナイトなどの粘土材料や増粘機能のある高分子材料が用いられる。主材は、これらの成分を水に溶解させたスラリー状の液体である。副材は、主材に添加することで、主材と副材とから成る混合滑材に必要な機能を発現させる成分である。粘土調整材や増粘材、ゲル化材などが用いられる。
【０００９】
主材と副材を混合すると、主材と副材との反応あるいは相互作用で、混合滑材の粘性や摩擦係数、圧縮強度などが変化する。
【００１０】
第１次滑材注入孔は、先導体の後方の先頭の推進管、または構造上可能であれば先導体本体の後方に設けることも可能である。さらに２番目の推進管に設けることも可能であるが、先導体が造成した推進管外周面との空隙を確実に維持させるためには、空隙の造成後できるだけ早く滑材を注入することが重要となる。
【００１１】
後方に所定の間隔をおいて推進管に設けられる複数個の第２次滑材注入孔の間隔は、土質条件や管径によって変化するが、通常、４０ｍから１００ｍの間隔で設定される。注入孔としては、推進管の内面に設けられている裏込注入孔が一般に利用されている。
【００１２】
主材及び副材を各滑材注入孔近傍まで供給する配管は、通常の手段である鋼管や合成樹脂製のホースなどが利用される。
【００１３】
スタティックミキサーは、配管の途中で、主材と副材との合流部と各滑材注入口との間に設けられる。スタティックミキサーの基本的な構造は、筒状の本体内に板材を捻ったような攪拌片あるいは攪拌エレメントと呼ばれる部品が配置されている。
【００１４】
複数箇所の第２次滑材注入孔近傍の主材及び副材の配管には、切替弁が設置されて、主材及び副材の流れが制御される。切替弁の制御は、電動でも良いし手動で行うことも可能であるが、電動の方が効率の良い切り替えが行える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を基に説明する。図１は、本発明の二液混合滑材の注入方法を説明する縦断面図である。地上または発進立坑内には、主材供給ポンプなどを備えた主材供給装置（図示省略）及び副材供給ポンプなどを備えた副材供給装置（図示省略）が設置されている。主材供給ポンプの吐出側は主材配管Ａに接続され、発進立坑を経て推進管２内を通して先導体１の後方まで延長されている。副材供給ポンプの吐出側は副材配管Ｂに接続され、発進立坑を経て推進管２内を通して先導体１の後方まで延長されている。先導体１の前進及び推進管２の延長にしたがって、鋼管などからなる配管Ａ、Ｂを順次継ぎ足すことで、主材及び副材の配管Ａ、Ｂを延ばしていく。
【００１６】
先導体１の後方の推進管２の内面には、第１次滑材注入孔３が設けられ、壁面を貫通して外周面と連通している。注入孔３の内面には地中からの土砂や地下水が推進管２内に噴出しないように、逆止弁が設置されている。第１次滑材注入孔３から後方に所定の間隔をおいて、推進管２の内面の複数箇所に第２次滑材注入孔４が設置されている。第２次滑材注入孔４の内面には、第１次滑材注入孔３と同様に逆止弁が設置されている。主材配管Ａと副材配管Ｂの先端は、Ｙ字をなす合流管８を経て、主材と副材が合流している。図示省略するが、合流管８の上流側で、主材配管Ａ及び副材配管Ｂに他方の液体が逆流しないように、逆止弁が設けられている。複数箇所の各第２次滑材注入孔４近傍の主材配管Ａには、主材切替弁６が設置されて、主材の方向が前方の主材配管Ａと第２次滑材注入孔４に向かう主材接続管９とに切り替えられる。また、副材配管Ｂには、副材切替弁７が設置されて、副材の方向が前方の副材配管Ｂと第２次滑材注入孔４へと向かう副材接続管１０とに切り替えられる。各第２次滑材注入孔４付近での主材と副材の合流は、前記した主材切替弁６及び副材切替弁７を介してＹ字をなす合流管８によって行われる。 の上流側の主材接続管９と副材接続管１０には、同様に逆止弁が設置されている。
【００１７】
各合流管８の下流側には、スタティックミキサー５が接続されている。スタティックミキサー５の下流側は混合管によって各滑材注入孔３、４に接続されている。スタティックミキサー５の筒体本体の内部には、板片を捻った形状の混合片が収容されている。混合片の各位置における断面は線状であり、混合片の両側を流体が流れるようになっている。スタティックミキサー５の長さ方向に沿って、混合片の断面軸が徐々に旋回していたり断続的に変化していたりするので、スタティックミキサー５を流れる流体は、混合片に沿って流れながら方向を変えられたり分流されたり合流されたりして攪拌されることになる。
【００１８】
次ぎに、滑材の注入方法について説明する。先導体１が地盤を掘進している間は、主材配管Ａに設置された全ての切替弁６は前方の主材配管Ａ側に開放させ、副材配管Ｂに設置した全ての切替弁７も前方の副材配管Ｂ側に開放させて、主材と副材を先導体後方の合流管８まで圧送させる。合流管８で合流された主材と副材は、スタティックミキサー５を流れながら互いに攪拌される。スタティックミキサー５をでて混合管に入る流れは主材と副材が均一に攪拌混合された混合滑材となっている。混合滑材は混合管から第１滑材注入孔３を通って推進管２の外周に注入される。混合滑材となることで、主材に対する副材の反応が始まり、推進管２外周面と地盤の空隙に注入された時点で高粘性の混合滑材となって、地山を保持するとともに、推進管２殿摩擦力も低減させる。
【００１９】
前記注入によって推進管２の外周に注入された高粘性の混合滑材が、時間の経過とともに希釈されたり劣化したり逸失した場合は、推進管２外周で滑材の不足した付近の主材切替弁６を主材接続管９側に切り替え、また、副材切替弁７も副材接続管１０側に切り替えて、主材と副材を主材接続管９及び副材接続管１０を通じて合流管８まで圧送させる。さらに、合流管８で合流された主材と副材は、スタティックミキサー５を経て混合攪拌されて混合管から第２滑材注入孔４を経て推進管２の外周に補足注入される。
【００２０】
主材切替弁６と副材切替弁７の切り替えは、手動で行うことも可能であるが、遠隔操作によって電動切替弁を用いることで、効率の良い滑材注入が行える。
【００２１】
【発明の効果】
上記したように、本発明の二液混合滑材の注入方法により、長距離推進や土質条件の悪い施工で、先導体の後方から注入した混合滑材が、逸失したり、劣化したり希釈されても、切替弁の切り替えによって注入したい箇所に直ぐに補足注入することが可能となった。このため、推進施工が、確実に推進力を低減させて行えるようになった。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二液混合滑材の注入方法を説明する縦断面図である。
【図２】従来技術による二液混合滑材注入方法を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
１ 先導体
２ 推進管
３ 第１滑材注入孔
４ 第２滑材注入孔
５ スタティックミキサー
６ 主材切替弁
７ 副材切替弁
８ 合流管
９ 主材接続管
１０ 副材接続管
Ａ 主材配管
Ｂ 副材配管

Claims (1)

1. 推進工法において先導体や推進管外周面と地盤との摩擦力を低減させるために、推進管内より管外周面と地盤の間の空隙に主材と副材とを混合して用いる二液混合滑材を注入する方法であって、
   主材と副材を、別々の配管を経て、先導体の後方の推進管内面の第１次滑材注入孔または前記推進管から後方に向かって所定の間隔を置いて設けられた推進管内面の複数箇所の第２次滑材注入孔の近傍まで供給する工程と、
   第１次滑材注入孔では、別々の配管で供給された前記主材と副材とを合流させ、この合流物をスタティックミキサ−を通過させて、主材と副材とを均等に混合する工程と、
   複数箇所の第２次滑材注入孔では、別々の配管で供給された前記主材と副材とを各配管に設置された切替弁を介して合流させ、この合流物をスタティックミキサ−を通過させて、主材と副材とを均等に混合する工程と、
   前記主材と副材とが均一に混合された混合滑材を、前記第１次滑材注入孔または第２次滑材注入孔から、管外周面と地盤の間の空隙に注入する工程と、
   とによりなる二液混合滑材の注入方法。

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