JP2005350959A - トンネル補強材料堰止め方法、装置及び堰止め材料注入管 - Google Patents

Abstract

【課題】 補強管と削孔との間の開口の手前に障害物があってもこの開口に堰止め材料を容易に詰めることができる。
【解決手段】 地中に削孔１２を形成しながら補強管１０を敷設した後、補強管１０と削孔１２との間の隙間の開口付近で補強管１０のまわりに２つの堰止め材料注入管１４を差し込み、この堰止め材料注入管１４に２液混合型発泡ウレタンの如き発泡性堰止め材料を注入し、この発泡性堰止め材料を注入管１４の注出孔１４Ｈを通して注出して削孔１２の開口付近を堰止めする。
【選択図】 図１

Description

地中削本発明は、例えば、トンネルを掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化するために埋設される補強管内に注入され補強管の外部に漏出させて補強管のまわりを補強する補強材料が削孔の開口から漏出するのを防止する方法、装置及びこれらの用いられる注入管に関するものである。

トンネル等を掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化する目的で注入式長尺先受け工法が採用されている。この工法は、補強管（埋設管又は外管）の内部に削孔ロッドを配置し、この削孔ロッドの先端に接続された削孔ビットを補強管の先端から露出してドリルジャンボ等によって削孔ロッドを介して削孔ビットに回転力と打撃力とを与えて地山を削孔しつつ補強管を前進し、この際、削岩機からの水を削孔ロッドの内部中空部を介して削孔ビットから削孔水を噴射して地山を砕き、その際に発生するスライムを補強管と削孔ロッドとの空間から外部に排出し、このようにして補強管を打設した後、補強管を地中に残して削孔ロッドと削孔ビットとを回収し、残された補強管内に樹脂等の補強材料を注入して固化する方法である。

この工法において、補強管内に注入された補強材料は、補強管に設けられた多数の注出孔から補強管の外側に流出して補強管のまわりも同時に補強材料で固めて補強管の埋設を強化している。

この補強材料は、削孔の開口付近でトンネル内に漏出すると、補強が不完全となるので、補強管と削孔との間の開口付近を堰止め材料で閉じて補強材料がこの開口から漏出することがないようにしている。

従来技術では、この堰止め材料は、作業者が補強管と削孔との間の開口の手前まで入り込んでウエスに発泡ポリウレタン物質を浸み込ませて手で詰めていたが、この開口の手前に支保工の如き障害物があると、作業者が削孔の開口付近に近づくことができないため、手作業で堰止め材料を詰めることが難しく、補強管と削孔との間の隙間の開口を閉じることができない。

本発明が解決しようとする１つの課題は、補強管と削孔との間の開口の手前に障害物があってもこの開口に堰止め材料を容易に詰めることができるトンネル補強材料堰止め方法を提供することにある。

本発明が解決しようとする他の課題は、補強管と削孔との間の開口の手前に障害物があってもこの開口に堰止め材料を容易に詰めることができるトンネル補強材料堰止め装置及びこの装置に用いられる堰止め材料注入管を提供することにある。

本発明の第１の課題解決手段は、削孔内に埋め込まれる補強管に注入され次いで補強管の外側に流出して補強管のまわりを補強する補強注入材が削孔の入口側からトンネル内に漏れ出すのを防止するトンネル補強材料堰止め方法において、補強管と削孔との間でその開口付近で補強管のまわりに複数の堰止め材料注入管を差し込み、この堰止め材料注入管に発泡性堰止め材料を注入し注入管の注出孔を通して発泡性堰止め材料を注出して削孔の開口を堰止めることを特徴とするトンネル補強材料堰止め方法を提供することにある。

本発明の第１の課題解決手段において、発泡性堰止め材料は、２液混合型発泡材料であり、２液タンクから注入ポンプを介して供給される２液をミキシングユニットで混合しながら堰止め材料注入管に注入されるのが望ましい。

本発明の第２の課題解決手段は、削孔内に埋め込まれる補強管に注入され次いで補強管の外側に流出して補強管のまわりを補強する補強材料が削孔の開口からトンネル内に漏出するのを防止するトンネル補強材料堰止め装置において、補強管と削孔との間で補強管のまわりに差し込まれるべき複数の堰止め材料注入管と、これらの堰止め材料注入管に発泡性堰止め材料を注入すべき堰止め材料供給源と、この堰止め材料供給源を堰止め材料注入管に接続する接続手段とを備え、堰止め材料注入管は、この注入管に注入された発泡性堰止め材料を削孔の開口を閉じるように補強管と削孔との間に注出する注出孔を有することを特徴とするトンネル補強材料堰止め装置を提供することにある。

本発明の第３の課題解決手段は、削孔内に埋め込まれる補強管に注入され次いで補強管の外側に流出して補強管のまわりを補強する補強材料が削孔の開口からトンネル内に漏出するのを防止するために、補強管と削孔との間で補強管のまわりに差し込まれて発泡性堰止め材料が注入されるべき管本体から成り、この管本体は、管本体に注入された発泡性堰止め材料を削孔の開口を閉じるように補強管と削孔との間に注出する注出孔を有することを特徴とするトンネル補強材料堰止め用堰止め材料注入管を提供することにある。

本発明は、上記のように、補強管と削孔との間でその開口付近で補強管のまわりに複数の堰止め材料注入管を差し込んで、この堰止め材料注入管に発泡性堰止め材料を注入し注入管の注出孔を通して発泡性堰止め材料を注出して削孔の開口を堰止めるので、補強管と削孔との間の開口の手前に支保工の如き障害物があっても、この障害物に干渉されることなく、この開口に堰止め材料を容易に詰めることができる。

また、堰止め材料を手作業で詰める場合に比べて、開口の奥深くまで詰めることができる上に、補強管と削孔との間の隙間を確実に密封することができるので、補強材料の堰止め機能を確実に確保することができる。

堰止め材料注入管の差し込み作業と堰止め材料の注入作業とは、従来技術の堰止め材料の手作業による詰め込みに比べて短時間で容易に行うことができるので作業性が向上する。

本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、本発明のトンネル補強材料堰止め方法が図１に示されており、この方法に先立って、地中補強用補強管１０は、トンネル１を掘削する際に予め坑内の奧の地盤を補強する目的で地山２を先受けするために切羽３の上縁３ａに沿ってその上方の地山部分２ａに斜めに削孔１２を形成しながら打設される。図１には詳細に示されていないが、複数の補強管ユニットがトンネル１の天井に沿って並べて打設される。なお、図１及び図２において、符号１６は、補強管１０を敷設する際にこの補強管を案内するために支保工１８に取付けられたガイド管である。

補強管１０は、その管壁に多数の補強材料注出用の図示しない注出孔を有し、補強管１０の打設後に、この補強管１０内に樹脂、モルタル等の流動状態の補強材料を注入し、この補強材料は、補強管１０の図示しない注出孔から補強管１０の外側に流出させ、この補強材料の固化によって補強管１０の内部とその外側とを補強材料で補強する。

本発明の方法は、この補強材料の注入に先立って、補強管１０と削孔１２との間の隙間１３でトンネル１側の開口を閉じるために行われる。

本発明の方法の実施に用いられるトンネル補強材料堰止め装置は、図１乃至図３に示すように、補強管１０と削孔１２との間でその開口付近で補強管１０のまわりに差し込む複数の堰止め材料注入管１４を備えている。

これらの注入管１４は、図４に示すように、例えば直径が８−１０ｍｍで長さが５００〜２０００ｍｍ程度の鋼管製の管本体１４Ｂから成り、この管本体１４Ｂの先端は、鋼鉄製のめくら蓋１４Ｃをねじ込みろう付けして閉じられ、管本体１４Ｂの後端には後に述べる接続手段の一部であるカプラーをねじ接続するための口金１４Ｍがろう付けされている。

また、注入管１４は、後に述べるように、この注入管１４に注入された発泡性堰止め材料を削孔１２の開口を閉じるように補強管１０と削孔１２との間に注出する複数の注出孔１４Ｈを有する。図示の形態では、複数の注出孔１４Ｈが注入管１４の先端に近いめくら蓋１４Ｃ付近で管本体１４Ｂの管壁に設けられているが、管本体１４Ｂの先端だけでなく、中間や後端付近にも設けてもよい。

また、このトンネル補強材料堰止め装置は、図５に示すように、これらの堰止め材料注入管１４に発泡性堰止め材料を注入すべき堰止め材料供給源２０と、この堰止め材料供給源１６を堰止め材料注入管１４に接続する接続手段３０とを備えている。

堰止め材料は、注入時には液状であるが、注入後膨張しながら固化する適宜の材料とすることができるが、最も適当な材料は、２液混合型の発泡性材料であり、例えば２液混合型発泡ウレタンとすることができる。

堰止め材料供給源２０は、図５に示すように、発泡性堰止め材料の２液であるＡ液とＢ液との各液タンク２１Ａ、２１Ｂと、これらの液を圧送する注入ポンプ２２と、この注入ポンプ２２によってＡ液及びＢ液を圧送するデリバリーホース２３Ａ、２３Ｂと、デリバリーホース２３Ａ、２３Ｂにそれぞれバルブ２４Ａ、２４Ｂを介して接続されたミキシングユニット２５とから成っている。

接続手段３０は、注入管１４の口金１４Ｍにねじ接続されミキシングユニット２５の出口２５Ｈに接続されるカプラー３１から成っている。

次に、本発明の方法を図１、図２及び図５を参照して述べると、先に述べたように、削孔１２を形成しながら補強管１０を敷設した後、補強管１０と削孔１２との間の開口付近で補強管１０のまわりに複数（図示の例では２つ）の堰止め材料注入管１４を間隔（１８０度間隔）をあけ差し込み、この堰止め材料注入管１４にカップラー３１を介して堰止め材料供給源２０のミキシングユニット２５を接続し、注入ポンプ２２を運転して注入管１４に発泡性堰止め材料を注入する。

このようにして注入管１４に注入された発泡性堰止め材料は、その注入圧力で注入管１４の注出孔１４Ｈを通して注入管１４の外側に注出して補強管１０と削孔１２との間の隙間の開口部を埋めるので、注入管１４とその内外で発泡膨張し固化した堰止め材料によって隙間が堰止めされる。

その後、補強管１０に樹脂、モルタルの如き補強材料が注入され、その一部は補強管１０の図示しない注出孔から削孔１２と補強管１０との隙間に流出するが、この補強管１０の外側に流出した補強材料が削孔１２と補強管１０との隙間のトンネル側の開口から漏出することがなく、補強材料を確実に充填することができる。注入管１４は、補強材料と共にそのまま地中に残したままとするが、これは、回収してもよい。

補強管は、５〜６ｍｍの厚みで８８．９〜１１４．３ｍｍの外径と１２５００ｍｍの長さを有し、この補強管のまわりに２つの注入管を１８０度間隔で差し込んだ。注入管は、８ｍｍの外径と１０００ｍｍの長さを有し、２つの注出孔は注入管の先端から１０ｍｍの位置に設けられていた。この注入管に２液混合型発泡ウレタンを注入して注入管の内外に発泡ウレタンを膨張固化して補強管と削孔との間の隙間を約１０００ｍｍに亘って堰き止めした。この方法で堰き止めされた状態で補強管内に補強材料を充填し、その一部を補強管の注出孔から流出して補強管の内外を補強材料で補強した。この際、補強材料が補強管と削孔との間から漏出することはなかった。

本発明によれば、補強管と削孔との間の隙間の開口の手前に障害物があってもこの開口に堰止め材料を容易に詰めることができるので、補強管と削孔との間の隙間の開口を確実に密封することができ、産業上の利用性が向上する。

本発明の方法によって補強管と削孔との間の隙間の開口部を閉じる状態を説明する概略側断面図である。 本発明の要部の拡大断面図である。 図２の状態を正面から示す概略正面図である。 本発明に用いられる堰き止め材料注入管の縦断面図である。 本発明の方法に用いられるトンネル補強材料堰止め装置の系統図である。

符号の説明

１ トンネル
２ 地山
２ａ 地山部分
３ 切羽
３ａ 上縁
１０ 補強管
１２ 削孔
１４ 堰止め材料注入管
１４Ｂ 管本体
１４Ｃ めくら蓋
１４Ｈ 注出孔
１４Ｍ 口金
１６ ガイド管
１８ 支保工
２０ 堰止め材料供給源
２１Ａ、２１Ｂ 各液タンク
２２ 注入ポンプ
２３Ａ、２３Ｂ デリバリーホース
２４Ａ、２４Ｂ バルブ
２５ ミキシングユニット
３０ 接続手段
３１ カプラー

Claims (4)

1. 削孔内に埋め込まれる補強管の後端付近のまわりに前記補強管に注入され次いで前記補強管の注出孔から外側に流出して前記補強管のまわりを補強する補強材料が削孔の開口からトンネル内に漏出するのを防止するトンネル補強材料堰止め方法において、前記補強管と前記削孔との間で前記補強管のまわりに複数の堰止め材料注入管を差し込み、前記堰止め材料注入管に発泡性堰止め材料を注入し前記注入管の注出孔を通して前記発泡性堰止め材料を注出して前記削孔の開口を堰止めることを特徴とするトンネル補強材料堰止め方法。
2. 請求項１に記載のトンネル補強材料堰止め方法であって、前記発泡性堰止め材料は、２液混合型発泡材料であり、２液タンクから注入ポンプを介して供給される２液をミキシングユニットで混合しながら前記堰止め材料注入管に注入されることを特徴とするトンネル補強材料堰止め方法。
3. 削孔内に埋め込まれる補強管の後端付近のまわりに前記補強管に注入され次いで前記補強管の注出孔から外側に流出して前記補強管のまわりを補強する補強材料が前記削孔の開口からトンネル内に漏出するのを防止するトンネル補強材料堰止め装置において、前記補強管と前記削孔との間で前記補強管のまわりに差し込まれるべき複数の堰止め材料注入管と、前記堰止め材料注入管に接続して発泡性堰止め材料を注入すべき堰止め材料供給源とを備え、前記堰止め材料注入管は、前記注入管に注入された発泡性堰止め材料を前記削孔の開口を閉じるように前記補強管と削孔との間に注出する注出孔を有することを特徴とするトンネル補強材料堰止め装置。
4. 削孔内に埋め込まれる補強管の後端付近のまわりに前記補強管に注入され次いで前記補強管の注出孔から外側に流出して補強管のまわりを補強する補強材料が前記削孔の開口からトンネル内に漏出するのを防止するために、前記補強管と前記削孔との間で前記補強管のまわりに差し込まれて発泡性堰止め材料が注入されるべき管本体から成り、前記管本体は、前記管本体に注入された発泡性堰止め材料を前記削孔の開口を閉じるように前記補強管と削孔との間に注出する注出孔を有することを特徴とするトンネル補強材料堰止め用堰止め材料注入管。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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