JP2006322262A

JP2006322262A - 注入材の注入工法及び注入材の注入用パッカー、並びに注入用パッカーの移動防止装置

Info

Publication number: JP2006322262A
Application number: JP2005147995A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Yasuo; 知也安尾; Nizaemon Kosaka; 仁左衛門小坂
Original assignee: TMC KK
Current assignee: TMC KK
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-11-30

Abstract

【課題】注入材を圧入した後に有孔管内から回収可能なパッカーを用い、地山の補強に有効な部分のみに注入材を注入する注入工法及び注入材の圧入によるパッカーの移動を容易に防止する移動防止装置を提供する。
【解決手段】注入用パッカー１４は、パッカー本体部１８とシールブッシュ２０とから構成される。パッカー本体部１８は、複数の注入管２２と、膨張体２４が外周面に周着される筒状体２６と、圧力支持管２８と、筒状体の他端を閉塞する蓋３０とを備える。シールブッシュ２０の外形はテーパー状で、内部に注入管２２が挿通されるとともに、蓋３０のブッシュ取り付け孔３０ａに緩挿される。シールブッシュ２０はゴムからなり、テーパー状の狭閉側がブッシュ取り付け孔３０ａに緩挿されるために、容易にシールブッシュ２０を蓋３０から離脱させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟弱な地質の地山に打設した有孔管の内部から注入材を圧入し、地山を補強する注入工法に関し、特にトンネル掘削中の切羽に有孔管を打設して地山を補強するための注入材の注入工法及び注入材の注入用パッカー、並びに注入用パッカーの移動防止装置に関するものである。

従来より、軟弱な地質のトンネル掘削工事においては、切羽外周に形成された掘削孔内に所定の深さまで挿入した有孔管の口元にパッカーを設置し、このパッカーよりも孔底側の有孔管内に注入材を圧入し、有孔管の孔を介して地山内に注入材を注入し、地山を補強する方法、例えば、ＡＧＦ工法が採用されている。この方法では、圧入された注入材の圧力を維持するためにパッカーを長時間有孔管内に設置しなければならず、注入材が硬化すると注入材とパッカーとが強固に接着する。この場合、パッカーを回収することができないために、パッカーは使い捨てとなり、１本の有孔管に対して１本のパッカーが必要となる。また、注入材を注入して切羽外周部一帯を補強した後に、補強した内側の切羽は掘削され、この掘削にともない注入材及びパッカーを内包する有孔管の端部が露出する。露出した部分は掘削と同時に切断して除去される。

また、例えば、特許文献１には、軟弱な地質のトンネル掘削工事において、地山内に形成された掘削孔内に有孔管を挿入し、有孔管の断面積を減少させるための棒状のスペ−サを有孔管内に挿入して注入材の注入量を減少させ、効率的に注入材を注入する方法が開示されている。この方法は、棒状のスペ−サの外周部に、膨張可能で径方向に薬液が浸出可能な仕切り用袋を巻き付け、この仕切り用袋内に薬液を注入して膨張させて有孔管内を仕切るとともに、この仕切り用袋内に注入された薬液を浸出させて有孔管の孔から外部の地山に圧入し、注入材注入用チュ−ブを通して仕切り用袋で仕切られた各区間内に注入材を注入するものである。
特開平７−３００８５０号公報

従来のＡＧＦ工法では、掘削により切断された有孔管内には注入材が充填されているために、有孔管を長手方向に溶断して分解し、有孔管と注入材とに分離し、それぞれを分別して産業廃棄物として処分している。しかしこの方法では、有孔管の溶断、分別に手間がかかるうえに、有孔管及び注入材の産業廃棄物処理代がかかるという問題点があった。
また、パッカーが使い捨てとなるために、コストがかかるという問題点があった。
さらに、従来のＡＧＦ工法及び特許文献１に記載されている方法では、注入材を圧入する際に、有孔管内の圧力が上昇してパッカー及びスペーサが有孔管内から押し出されて所定の位置に固定しておくことができない場合があるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、注入材を圧入した後に有孔管内から回収可能なパッカーを用い、地山の補強に有効な部分のみに注入材を注入する注入工法及び注入材の圧入によるパッカーの移動を容易に防止する移動防止装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明の注入材の注入工法は、地山に形成した掘削孔内に挿入する有孔管の内部にパッカーを設置し、該パッカーよりも孔底側の前記有孔管内に地山補強用の注入材を圧入することにより前記有孔管の孔を介して前記注入材を地山内に注入する注入材の注入工法であって、前記掘削孔内に前記有孔管を挿入する工程と、パッカーを前記有孔管内に挿入して所定の位置に設置する工程と、該パッカーよりも孔底側の有孔管内に注入材を圧入して前記有孔管の孔を介して地山に注入する工程と、前記注入材が所定の強度に達した後に前記パッカーを回収する工程とを有することを特徴とする（第１の発明）。

第２の発明は、第１の発明において、前記パッカーは、パッカー本体部と、該パッカー本体部に脱着可能な残置部とから構成され、前記パッカー本体部は、注入材を送給するための注入管と、該注入管の外周側に配設され、作動流体圧により膨縮可能な円筒形状の膨張体が外周面に周着される筒状体と、該筒状体の一端に接続され、前記筒状体の前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止するための圧力支持管とを備え、前記残置部は、前記筒状体の他端側に脱着可能に取り付けられ、該パッカー本体部を回収する際に前記筒状体から脱離されて前記掘削孔内に残置されることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記パッカー本体部は、さらに前記筒状体の他端を閉塞する円板状の蓋を備え、前記残置部は前記蓋に緩挿され、前記注入材が硬化する際に前記残置部が注入材に固着されることを利用して、前記圧力支持管を孔口側に移動させることにより前記残置部を前記蓋から脱離させて、前記パッカー本体を回収することを特徴とする。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記残置部は、前記筒状体の他端面を閉塞するように緩結合され、前記注入材が硬化する際に、前記残置部が注入材に固着されることを利用して、前記圧力支持管を孔口側に移動させることにより前記残置部を前記筒状体から脱離させて、前記パッカー本体を回収することを特徴とする。

第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記有孔管の孔口側の端部と前記圧力支持管の孔口側の端部とを係合具にて係合し、前記注入材を圧入する際に、前記パッカーの前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、前記係合具は、円筒形状を有し、前記圧力支持管のねじ部に螺合して接続され、外周に突起部を備える雄部材と、円筒形状を有し、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端は前記突起部を係合するための切り欠き部を備える雌部材とから構成されることを特徴とする。

第７の発明は、第５の発明において、前記係合具は、円筒形状を有し、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端の外周に突起部を備える反力材と、前記圧力支持管の孔口側端面及び前記反力材の他端側面に当接するように配設されるキャップ材と、前記突起部と前記キャップ材とを挟持する挟持具とから構成されることを特徴とする。

第８の発明の注入材の注入用パッカーは、地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入するためのパッカーであって、注入材を送給する注入管と、該注入管の外周側に配設され、作動流体圧により膨縮可能な円筒形状の膨張体が外周面に周着される筒状体と、該筒状体の一端に接続され、前記筒状体の前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止するための圧力支持管と、前記筒状体の他端を閉塞する円板状の蓋とを備えるパッカー本体部と、前記蓋に脱着可能に緩挿される残置部とから構成されることを特徴とする。

第９の発明の注入材の注入用パッカーは、地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入するためのパッカーであって、注入材を送給する注入管と、該注入管の外周側に配設され、作動流体圧により膨縮可能な円筒形状の膨張体が外周面に周着される筒状体と、該筒状体の一端に接続され、前記筒状体の前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止するための圧力支持管とを備えるパッカー本体部と、前記筒状体の他端面を閉塞するように、脱着可能に緩結合される残置部とから構成されることを特徴とする。

第１０の発明の移動防止装置は、第８又は第９の発明のにおいて、地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入する際に使用されるパッカーの孔軸方向の移動を防止するための装置であって、円筒形状で、前記圧力支持管のねじ部に螺合して接続され、外周に突起部を備える雄部材と、円筒形状で、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端は前記突起部を係合するための切り欠き部を備える雌部材とから構成されることを特徴とする。

第１１の発明の移動防止装置は、第８又は第９の発明のにおいて、地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入する際に使用されるパッカーの孔軸方向の移動を防止するための装置であって、円筒形状で、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端の外周に突起部を備える反力材と、板状で前記有孔管の径より長く、前記圧力支持管の孔口側端面及び前記雄部材の他端側端面に当接するように配設されるキャップ材と、前記突起部と前記キャップ材とを挟持する挟持具とから構成されることを特徴とする。

本発明による注入材の注入工法によれば、注入材が所定の強度に達した後に、残置部を有孔管内に残置してパッカー本体部を回収するために、パッカー本体部を再利用することが可能となる。そして、回収したパッカー本体部を再利用するために、コストを削減することが可能となる。

また、回収可能なパッカー本体部を利用することにより、切羽外周部一帯を補強した後の掘削にともない露出する有孔管の端部には注入材を注入しない施工が可能となる。そして、この施工を行うことにより、注入材の注入量を減少でき、かつ、産業廃棄物量が減少するために、注入材代及び産業廃棄物処理代等のコストを削減することが可能となる。

また、注入用パッカーの移動防止装置を用いることにより、注入材を圧入する際に注入用パッカーの孔口方向への移動が阻止されるために、注入材の注入圧力が低下することなく圧入を確実に行うことが可能となる。また、注入用パッカーの飛び出しも防止されるために、圧入作業を安全に行うことが可能となる。

また、注入用パッカーの移動防止装置は、軽量で、かつ、容易に脱着することができるために、ドリルジャンボ等のマンケージ内での脱着作業も短時間で、かつ、安全に行うことが可能である。

注入材の注入工法は、軟弱な地質の地山等におけるトンネル掘削に際し、自立しない切羽や天盤等の地山を補強して地盤の緩みを防止するものであり、以下、本発明に係る注入材の注入工法及び注入材の注入用パッカー、並びに注入用パッカーの移動防止装置の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

なお、発明の理解の便宜上、すべての実施形態において、トンネル掘削時の切羽から切羽前方までの地山を補強する方法について説明するが、本発明の適用対象はトンネル掘削工事に限定されるものではなく、地山を補強する工事一般に広く適用が可能である。

図１は、本発明の第一実施形態に係る注入材の注入状況を示す概念図である。図１に示すように、トンネル２の切羽面４の外周に沿って注入材を注入するための掘削孔６を地山８に向かって斜め上向きにドリルジャンボ１０により掘削するとともに掘削孔６内に有孔管１２を挿入する。そして、注入用パッカー１４を有孔管１２内の所定の位置に設置し、この注入用パッカー１４と掘削孔６の孔底６ａとの間に注入材を圧入し、有孔管１２の孔を介して注入材を地山８に圧入することにより地山８を補強する。

次に、注入用パッカー１４を用いた注入材の注入方法について施工手順にしたがって説明する。
図２は、本実施形態における注入用パッカー１４及び注入用パッカーの移動防止装置１６を有孔管１２内に設置した状態を示す図である。図２に示すように、トンネル２の切羽面４の外周に沿って有孔管１２を挿入し、地山８と有孔管１２の口元との隙間をコーキング１７を設けてシールする。そして、有孔管１２内の所定の位置に注入用パッカー１４を設置し、注入材を圧入する際に注入用パッカー１４の飛び出しを防止するための移動防止装置１６を有孔管１２の口元に設置する。

注入用パッカー１４は、パッカー本体部１８と残置部としてのシールブッシュ２０とから構成される。パッカー本体部１８は、注入材を送給する複数の注入管２２と、これらの注入管２２の外周側に配設され、作動流体圧により膨縮可能な円筒形状のゴムからなる膨張体２４が外周面に周着される筒状体２６と、該筒状体２６の一端に接続され、筒状体２６の孔軸方向への移動を防止するとともに、筒状体２６を有孔管１２内に挿入するための圧力支持管２８と、筒状体の他端を閉塞する蓋３０とを備える。シールブッシュ２０の外形はテーパー状で、内部に注入管２２が挿通されるとともに、蓋３０のブッシュ取り付け孔３０ａに緩挿される。シールブッシュ２０はゴムからなり、テーパー状の狭閉側がブッシュ取り付け孔３０ａに緩挿されるために、容易にシールブッシュ２０を蓋３０から離脱させることができる。

例えば、ＡＧＦ工法においては、注入材を圧入した後に切羽を掘削すると有孔管１２の端部が露出する。有孔管１２のうち、この露出部分は掘削と同時に切断されて廃棄され、地山内に残置している部分のみが地山の崩落を防ぐ機能を有する。したがって、注入用パッカー１４は、切羽掘削の際に切断される露出部分には注入材が注入されず、かつ、地山８内に残置される残置部分には注入材が注入されるような有孔管１２内の位置に設置されることが望ましい。つまり、有孔管１２の露出部分と残置部分との境界位置に、注入用パッカー１４の膨張体２４の孔底側端面が配設されるように注入用パッカー１４を設置する。本実施形態においては、例えば、径７６ｍｍの有孔管１２を複数本連結して全長１２ｍとし、注入用パッカー１４は、膨張体２４の孔底側端面が有孔管１２の口元から３ｍの位置となるように複数の圧力支持管２８を連結して有孔管１２内に挿入し、膨張体２４内に水を圧入して膨張させ、設置する。

注入材を圧入する際の注入用パッカー１４の孔軸方向への移動を防止するための移動防止装置１６は、反力材３４と、リング付きキャップ材３６と、反力材３４とリング付きキャップ材３６とを挟持する挟持具としてのクランプ３８とから構成される。

図３は、本実施形態における反力材３４の概略図である。図３に示すように、反力材３４は、略円筒形状で、一端は有孔管１２のねじ部に螺合して接続するためにねじ切りされ、他端の外周にはリング状の突起部３４ａを有する。

図４は、本実施形態におけるリング付き圧力支持３６具の概略図である。図４に示すように、リング付きキャップ材３６は、略円筒形状で、一端の外周に反力材３４のリング状の突起部３４ａと同じ外径のリング状の突起部３６ａを有し、内周には、圧力支持管２８の孔口側端面に当接して圧力支持管２８の移動を防止するための押さえ板３６ｂが嵌め込まれ、他端の外周には、内包される防護ゴム４０の位置決め用ストッパー４２を貫通させるための孔３６ｃを有する。また、押さえ板３６ｂは、膨張体２４に水を供給する水用チューブ４３が挿通するための挿通孔３６ｄを備える。そして、リング付きキャップ材３６の一端側の面は、押さえ板３６ｂが嵌め込まれている部分以外は、開放されており注入管２２をリング付きキャップ材３６に挿通することができる。

図５は、本実施形態における防護ゴム４０の概略図である。図５に示すように、防護ゴム４０は、円盤形状で、注入管２２及び水用チューブ４３を挿通するための複数の貫通孔４１を有する。防護ゴム４０は、リング付きキャップ材３６内に配設され、注入材等の突発的な漏れがあった場合において、注入材が有孔管１２外に直接漏れることを防止する。

リング付きキャップ材３６の突起部３６ａを有する一端側の面と反力材３４の突起部３４ａを有する他端側の面とを当接し、かつ、押さえ板３６ｂが圧力支持管２８の孔口側端面に当接するように設置する。そして、リング付きキャップ材３６の突起部３６ａと反力材３４の突起部３４ａとをクランプにて挟持する。

注入管２２は、有孔管１２内における注入材の注入深度位置から、蓋３０のブッシュ取り付け孔３０ａを貫通し、有孔管１２内及びリング付きキャップ材３６内を挿通して、さらに防護ゴム４０を貫通し、ストップバルブ４４を介して注入装置（図示しない）に接続される。注入管２２は、注入材を効果的に注入するために注入深度位置の異なる複数の所定の長さのものが配設される。

水用チューブ４３は、膨張体２４からパッカー本体部１８内及び圧力支持管２８内を挿通し、押さえ板３６ｂを貫通して、さらにリング付きキャップ材３６内を挿通して防護ゴム４０を貫通し、ストップバルブ４６を介して水ポンプ（図示しない）に接続される。

図６は、本実施形態に係る有孔管１２内に注入材を圧入した状態を示す図である。図６に示すように、注入材は、所望の強度及び硬化時間に応じて、主材と硬化材とが配合され、注入用パッカー１４よりも孔底側の有孔管１２内に圧入され、有孔管１２の孔を介して地山８に注入される。

注入材の注入圧により注入用パッカー１４が掘削孔６外に押し出され、注入用パッカー１４に接続されている反力支持管２８が掘削孔６外へ移動しようとしても、有孔管１２の外周面と地山８との間で生じる摩擦力を反力とする押さえ板３６ｂにより圧力支持管２８の移動が阻止され、注入用パッカー１４の移動が阻止される。

図７は、本実施形態に係る有孔管１２内からパッカー本体部１８を引き抜く状態を示す図である。図７に示すように、注入材を圧入後、所定の時間が経過して注入材が略硬化して注入材の流動性が無くなると、水用チューブ４３に接続されているストップバルブ４６を開放し、膨張体２４を縮径させる。また、注入管２２をストップバルブ４６から取り外し、注入管２２及び水用チューブ４３をリング付きキャップ材３６内、反力材３４内を挿通させるとともに、リング付きキャップ材３６及び反力材３４を有孔管１２から取り外す。

注入材が略硬化すると、注入材と注入管２２と、注入材と蓋３０とがそれぞれ接着しているために、注入用パッカー１４は有孔管１２内に固定された状態となる。ここで、シールブッシュ２０と蓋３０との挿着力及び注入材と蓋３０との接着力は、注入材と注入管２２との接着力よりも小さいために、圧力支持管２８を孔口側に移動させることにより、シールブッシュ２０が蓋３０から脱離して注入管２２がブッシュ取り付け孔３０ａに対して遊挿状態になるとともに、蓋３０も注入材から剥離して、パッカー本体部１８が有孔管１２内にて遊挿状態となる。この状態で圧力支持管２８の連結を徐々に短くし、パッカー本体部１８を回収する。ここで、シールブッシュ２０及び注入管２２は有孔管１２内に残置される。

本実施形態における注入用パッカー１４を用いることにより、注入材が所定の強度に達した後に、シールブッシュ２０及び注入管２２を有孔管１２内に残置してパッカー本体部１８を回収するために、パッカー本体部１８を再利用することが可能となる。さらに、回収したパッカー本体部１８を再利用することにより、コストを削減することが可能となる。

また、回収可能な注入用パッカー１４を用いることにより、切羽外周部一帯を補強した後の掘削により露出し、切断されて廃棄される有孔管１２の端部には注入材を注入しない施工が可能となる。そして、この施工を行うことにより、注入材の注入量を減少でき、かつ、産業廃棄物量が減少するために、注入材代及び産業廃棄物処理代等のコストを削減することが可能となる。

また、注入材を圧入する際に、注入用パッカーの移動防止装置１６にて注入用パッカー１４の孔口方向への移動を防止するために、注入材の圧力が低下せず、注入材の注入を確実に行うことが可能となる。また、注入用パッカー１４の飛び出しも防止できるために、注入作業を安全に行うことが可能となる。

また、注入用パッカーの移動防止装置１６は、軽量で、かつ容易に脱着することができるために、マンケージ内においても脱着作業を容易に、かつ安全に行うことが可能である。

次に、本発明における注入用パッカー及び注入用パッカー移動防止装置の異なる実施形態について説明する。下記に示す説明において、第一実施形態と同様の技術を用いたものと対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

図８は、本発明の第二実施形態に係る注入用パッカー及び注入用パッカーの移動防止装置を有孔管内に設置した状態を示す図である。
第一実施形態と同様に、トンネル２の切羽面４の外周に沿って有孔管１２を挿入し、地山８と有孔管１２の口元との隙間をコーキング１７を設けてシールする。そして、有孔管１２内の所定の位置に注入用パッカー５０を設置し、注入材を圧入する際に注入用パッカー５０の飛び出しを防止するための移動防止装置５２を有孔管１２の口元に設置する。

注入用パッカー５０は、パッカー本体部５４と残置部としての耐圧板５６とから構成される。パッカー本体部５４は、複数の注入管２２と、膨張体２４が外周面に周着される筒状体２６と、圧力支持管２８とを備える。

図９は、本実施形態に係る耐圧板５６を示す図である。図９に示すように、耐圧板５６は、略円板状で、注入管２２を連結する接続具５７を螺合するための注入管用孔５８と、筒状体の他端面を閉塞するようにピン５９を介して緩結合するためのピン用孔６０とを有している。耐圧板５６は筒状体２６に緩結合されているために、容易に耐圧板５６を筒状体２６から離脱させることができる。

本実施形態においても、第一実施形態と同様に、径７６ｍｍの有孔管１２を複数本連結して全長１２ｍとし、注入用パッカー５０は、膨張体２４の孔底側端面が有孔管１２の口元から３ｍの位置となるように複数の圧力支持管２８を連結して有孔管１２内に挿入し、膨張体２４内に水を圧入して膨張させ、設置する。

図１０は、本実施形態に係るパッカーの移動防止装置の雄部材を示し、図１１は、本実施形態に係るパッカーの移動防止装置の雌部材を示す図である。
図１０、１１に示すように、注入材を圧入する際の注入用パッカー５０の孔軸方向への移動を防止するための移動防止装置５２は、円筒形状で、一端は圧力支持管２８のねじ部に螺合して接続され、外周にピン状の突起部６２ａを備える雄部材６２と、円筒形状で、一端は有孔管１２のねじ部に螺合して接続され、他端は雄部材６２の突起部６２ａを係合するためのＬ字状の切り欠き部６４ａを備える雌部材６４とから構成される。ピン状の突起部６２ａを切り欠き部６４ａ内の長手方向に挿入し、切り欠き部６４ａの形状に沿って反時計方向に回転させることにより雄部材６２と雌部材６４とを係合して接続する。

注入管２２は、有孔管１２内における注入材の注入深度位置から、耐圧板５６の接続具５７を介して連通し、有孔管１２内及び雌部材６４内を挿通して、さらに防護ゴム４０を貫通し、ストップバルブ４４を介して注入装置（図示しない）に接続される。
水用チューブ４３は、膨張体２４からパッカー本体部５４内及び雄部材６２内を挿通して防護ゴム４０を貫通し、ストップバルブ４６を介して水ポンプ（図示しない）に接続される。

図１２は、本実施形態に係る有孔管１２内に注入材を圧入した状態を示す図である。
図１２に示すように、注入材の注入圧により注入用パッカー５０が掘削孔６外に押し出され、注入用パッカー５０に接続されている反力支持管２８が掘削孔６外へ移動しようとしても、有孔管１２の外周面と地山８との間で生じる摩擦力を反力とする雄部材６２により圧力支持管２８の移動が阻止され、注入用パッカー５０の移動が阻止される。

図１３は、本実施形態に係る有孔管１２内からパッカー本体部５４を引き抜く状態を示す図である。図１３に示すように、注入材を圧入後、所定の時間が経過して注入材が略硬化して注入材の流動性が無くなると、水用チューブ４３に接続されているストップバルブ４６を開放し、注入用パッカー５０の膨張体２４を縮径させる。また、注入管２２をストップバルブ４４から取り外し、水用チューブ４３を雄部材６２内に挿通させるとともに、雄部材６２を圧力支持管２８から取り外し、次に、注入管２２を雌部材６４内に挿通させるとともに、雌部材６４を有孔管１２から取り外す。

注入材が略硬化すると、注入材と注入管２２と、注入材と耐圧板５６とがそれぞれ接着しているために、注入用パッカー５０は有孔管１２内に固定された状態となる。ここで、耐圧板５６と筒状体２６との挿着力は、注入材と耐圧板５６の接着力及び注入材と注入管２２との接着力よりも小さいために、圧力支持管２８を孔口側に移動させることにより、耐圧板５６が筒状体２６から脱離して、パッカー本体部５４が有孔管１２内にて遊挿状態となる。この状態で圧力支持管２８の連結を徐々に短くし、パッカー本体部５４を回収する。ここで、耐圧板５６及び注入管２２は有孔管１２内に残置される。

本実施形態においても、第一実施形態と同様に、注入材が所定の強度に達した後に、耐圧板５６及び注入管２２を有孔管１２内に残置してパッカー本体部５４を回収するために、パッカー本体部５４を再利用することが可能となる。そして、回収したパッカー本体部５４を再利用することにより、コストを削減することが可能となる。

さらに、回収可能な注入用パッカー５０を用いることにより、切羽外周部一帯を補強した後の掘削により露出し、切断されて廃棄される有孔管１２の端部には注入材を注入しない施工が可能となる。そして、この施工を行うことにより、注入材の注入量を減少でき、かつ、産業廃棄物量が減少するために、注入材代及び産業廃棄物処理代等のコストを削減することが可能となる。

また、注入材を圧入する際に、注入用パッカーの移動防止装置５２にて注入用パッカー５０の孔口方向への移動を防止するために、注入材の圧力が低下せず、注入材の注入を確実に行うことが可能となる。また、注入用パッカー５０の飛び出しも防止できるために、注入作業を安全に行うことが可能となる。

また、注入用パッカーの移動防止装置５２は、軽量で、かつ容易に脱着することができるために、マンケージ内においても脱着作業を容易に、かつ安全に行うことが可能である。

なお、第一及び第二実施形態においてそれぞれ説明した注入用パッカー１４、５０は、いずれも他の実施形態においても使用することが可能である。

また、第一及び第二実施形態においてそれぞれ説明した注入用パッカーの移動防止装置１６、５２は、いずれも他の実施形態においても使用することが可能である。

さらに、上述した実施形態において、水用チューブ４３を圧力支持管２８内に挿通させる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１４に示すように、圧力支持管２８の外周面を螺旋状に巻回させて、圧力支持管２８と有孔管１２との間を挿通させる方法でもよい。

本発明の第一実施形態に係る注入材の注入状況を示す概念図である。本実施形態における注入用パッカー及び注入用パッカーの移動防止装置を有孔管内に設置した状態を示す図である。本実施形態における反力材の概略図である。本実施形態におけるリング付きキャップ材の概略図である。本実施形態における防護ゴムの概略図である。本実施形態に係る有孔管内に注入材を圧入した状態を示す図である。本実施形態に係る有孔管内からパッカー本体部を引き抜く状態を示す図である。本発明の第二実施形態に係る注入用パッカー及び注入用パッカーの移動防止装置を有孔管内に設置した状態を示す図である。本実施形態に係る耐圧板を示す図である。本実施形態に係るパッカーの移動防止装置の雄部材を示す図である。本実施形態に係るパッカーの移動防止装置の雌部材を示す図である。本実施形態に係る有孔管内に注入材を圧入した状態を示す図である。本実施形態に係る有孔管内からパッカー本体部を引き抜く状態を示す図である。水用チューブの他の配設方法を示す図である。

符号の説明

２トンネル４切羽面
６掘削孔８地山
１０ドリルジャンボ
１２有孔管１４注入用パッカー
１６注入用パッカーの移動防止装置１７コーキング
１８パッカー本体部２０シールブッシュ（＝残置部）
２２注入管２４膨張体
２６筒状体２８圧力支持管
３０蓋３０ａブッシュ取り付け孔
３２注入管
３４反力材３４ａ突起部
３６リング付きキャップ材
３６ａ突起部３６ｂ押さえ板
３６ｃ孔３６ｄ挿通孔
３８クランプ
４０防護ゴム４１貫通孔
４２位置決め用ストッパー４３水用チューブ
４４ストップバルブ４６ストップバルブ
５０注入用パッカー５２注入用パッカーの移動防止装置
５４パッカー本体部５６耐圧板
５７接続具５８注入管用孔
５９ピン６０ピン用孔
６２雄部材６２ａ突起部
６４雌部材６４ａ切り欠き部

Claims

地山に形成した掘削孔内に挿入する有孔管の内部にパッカーを設置し、該パッカーよりも孔底側の前記有孔管内に地山補強用の注入材を圧入することにより前記有孔管の孔を介して前記注入材を地山内に注入する注入材の注入工法であって、
前記掘削孔内に前記有孔管を挿入する工程と、
パッカーを前記有孔管内に挿入して所定の位置に設置する工程と、
該パッカーよりも孔底側の有孔管内に注入材を圧入して前記有孔管の孔を介して地山に注入する工程と、
前記注入材が所定の強度に達した後に前記パッカーを回収する工程とを有することを特徴とする注入材の注入工法。
前記パッカーは、パッカー本体部と、該パッカー本体部に脱着可能な残置部とから構成され、
前記パッカー本体部は、注入材を送給するための注入管と、該注入管の外周側に配設され、作動流体圧により膨縮可能な円筒形状の膨張体が外周面に周着される筒状体と、該筒状体の一端に接続され、前記筒状体の前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止するための圧力支持管とを備え、
前記残置部は、前記筒状体の他端側に脱着可能に取り付けられ、該パッカー本体部を回収する際に前記筒状体から脱離されて前記掘削孔内に残置されることを特徴とする請求項１に記載の注入材の注入工法。
前記パッカー本体部は、さらに前記筒状体の他端を閉塞する円板状の蓋を備え、
前記残置部は前記蓋に緩挿され、
前記注入材が硬化する際に前記残置部が注入材に固着されることを利用して、前記圧力支持管を孔口側に移動させることにより前記残置部を前記蓋から脱離させて、前記パッカー本体を回収することを特徴とする請求項１又は２に記載の注入材の注入工法。
前記残置部は、前記筒状体の他端面を閉塞するように緩結合され、
前記注入材が硬化する際に、前記残置部が注入材に固着されることを利用して、前記圧力支持管を孔口側に移動させることにより前記残置部を前記筒状体から脱離させて、前記パッカー本体を回収することを特徴とする請求項１又は２に記載の注入材の注入工法。
前記有孔管の孔口側の端部と前記圧力支持管の孔口側の端部とを係合具にて係合し、前記注入材を圧入する際に、前記パッカーの前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の注入材の注入工法。
前記係合具は、
円筒形状を有し、前記圧力支持管のねじ部に螺合して接続され、外周に突起部を備える雄部材と、
円筒形状を有し、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端は前記突起部を係合するための切り欠き部を備える雌部材とから構成されることを特徴とする請求項５に記載の注入材の注入工法。
前記係合具は、
円筒形状を有し、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端の外周に突起部を備える反力材と、
前記圧力支持管の孔口側端面及び前記反力材の他端側面に当接するように配設されるキャップ材と、
前記突起部と前記キャップ材とを挟持する挟持具とから構成されることを特徴とする請求項５に記載の注入材の注入工法。
地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入するためのパッカーであって、
注入材を送給する注入管と、該注入管の外周側に配設され、作動流体圧により膨縮可能な円筒形状の膨張体が外周面に周着される筒状体と、該筒状体の一端に接続され、前記筒状体の前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止するための圧力支持管と、前記筒状体の他端を閉塞する円板状の蓋とを備えるパッカー本体部と、
前記蓋に脱着可能に緩挿される残置部とから構成されることを特徴とする注入材の注入用パッカー。
地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入するためのパッカーであって、
注入材を送給する注入管と、該注入管の外周側に配設され、作動流体圧により膨縮可能な円筒形状の膨張体が外周面に周着される筒状体と、該筒状体の一端に接続され、前記筒状体の前記掘削孔の孔軸方向への移動を防止するための圧力支持管とを備えるパッカー本体部と、
前記筒状体の他端面を閉塞するように、脱着可能に緩結合される残置部とから構成されることを特徴とする注入材の注入用パッカー。
地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入する際に使用されるパッカーの孔軸方向の移動を防止するための装置であって、
円筒形状で、前記圧力支持管のねじ部に螺合して接続され、外周に突起部を備える雄部材と、
円筒形状で、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端は前記突起部を係合するための切り欠き部を備える雌部材とから構成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の注入用パッカーの移動防止装置
地山に形成された掘削孔内に挿入される有孔管の外周部に設けられた孔を介して地山補強用の注入材を圧入する際に使用されるパッカーの孔軸方向の移動を防止するための装置であって、
円筒形状で、一端は前記有孔管のねじ部に螺合して接続され、他端の外周に突起部を備える反力材と、
板状で前記有孔管の径より長く、前記圧力支持管の孔口側端面及び前記雄部材の他端側端面に当接するように配設されるキャップ材と、
前記突起部と前記キャップ材とを挟持する挟持具とから構成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の注入用パッカーの移動防止装置。