JP2007077728A - 口元コーキング方法、それに用いられる口元コーキング用部材及びこの口元コーキング用部材を備えた挿入内管 - Google Patents

Abstract

【課題】口元側での注入材のリークを確実に防止する口元コーキング方法、それに用いられる口元コーキング用部材及びこの口元コーキング用部材を備えた挿入内管を提供する。
【解決手段】相互に間隔を置いて鋼管２を地山に挿入し、当該鋼管２の周囲の地山に注入材を注入し、地山を鋼管の支持力及び注入材の注入による改良体により、地山を補強するトンネル地山補強工法に用いられる、口元側からの前記注入材の流出を防止する口元コーキング方法である。記鋼管２の口元側に、外周に複数の注出孔１Ａ，１Ａ，…を有する多孔管を挿入し、この多孔管の口元側から内部に口元リーク防止用薬液を供給して、前記薬液を注出孔１Ａ，１Ａ，…から口元側の鋼管２Ａ内に注出させ、鋼管２Ａに形成された口元側注入孔２０，２０，…より地山の孔壁Ｋと鋼管２との隙間に前記薬液を供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、本発明は、トンネル地山補強工法に係り、いわゆるＮＡＴＭ工法と併用されるトンネル地山補強工法に用いられる鋼管の口元側における口元コーキング方法、それに用いられる口元コーキング用部材及びこの口元コーキング用部材を備えた挿入内管に関するものである。

現在、ＮＡＴＭ工法はトンネル掘削の標準工法として確立している。しかし、近年の路線計画では、軟弱地山や土被りの浅い未固結地山などＮＡＴＭ工法のみでは対応しきれないトンネル掘削条件となっている。

そこで、地質が悪い地山に対しては、いわゆるパイプルーフ工法、ＲＪＦＰ工法、ＭＪＳ工法、ＡＧＦ工法、トレヴィチューブ工法、ミニパイプルーフ工法などのアンブレラ工法などが採用されている。この中でも、特にＡＧＦ工法が施工の確実性及びコストが安価である点で施工実績が高い。

ＡＧＦ工法は、トンネル外周部に相互に間隔を置いて鋼管を地山に挿入し、当該鋼管の周囲の地山に注入材、たとえばシリカゾル系のウレタン注入材、あるいはセメント系注入材を注入することにより、地山を鋼管の支持力及び注入材の注入による改良体により、地山を補強する方法に属し、特にフォアパイリングをドリルジャンボにより行うものであり、使用鋼管は１００ｍｍφ程度の長尺鋼管を使用するものである。（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３７０７８号公報

上記発明のものは、注入材としてシリカゾル系のウレタン注入材を使用しているため、口元側における地山の孔壁と鋼管との隙間に、ウエスを詰めるだけで口元側から注入材が溢れることを防止できている。しかしながら、同じ水ガラス系溶液型注入材であるが、シリカゾル系のウレタン注入材よりも浸透性が早い注入材（例えば、Ａ液を特殊水ガラス、Ｂ液をＮＧＡとした２液混合型の注入材）では、シリカゾル系のウレタン注入材に比べて粘性が低い状態であるため、ウエスのみでは口元から注入材が溢れ出てきてしまう（リーク）という問題があった。

そこで、本発明の主たる課題は、口元側での注入材のリークを確実に防止する口元コーキング方法、それに用いられる口元コーキング用部材及びこの口元コーキング用部材を備えた挿入内管を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、相互に間隔を置いて鋼管を地山に挿入し、当該鋼管の周囲の地山に注入材を注入し、地山を鋼管の支持力及び注入材の注入による改良体により、地山を補強するトンネル地山補強工法に用いられる、口元側からの前記注入材の流出を防止する口元コーキング方法であって、前記鋼管の口元側に、外周に複数の注出孔を有する多孔管を挿入し、この多孔管の口元側から内部に口元リーク防止用薬液を供給して、前記薬液を前記注出孔から口元側の前記鋼管内に注出させ、前記鋼管に形成された口元側注入孔より地山の孔壁と鋼管との隙間に前記薬液を供給する、ことを特徴とする口元コーキング方法である。

＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、地山の孔壁と鋼管との隙間に、前記薬液を地山の口元側から先端側に向けて０．５〜２ｍの範囲で供給する、請求項１記載の口元コーキング方法である。

（作用効果）
鋼管の口元側に、外周に複数の注出孔を有する多孔管を挿入し、この多孔管の口元側から内部に口元リーク防止用薬液を供給して、前記薬液を注出孔から口元側の前記鋼管内に注出させ、鋼管に形成された口元側注入孔より地山の孔壁と鋼管との隙間に前記薬液を供給することにより、地山の口元より内部である先端側で注入材の流出を堰き止めることができ、口元側での注入材のリークを確実に防止することができる。
具体的に、地山の孔壁と鋼管との隙間に、前記薬液を地山の口元側から先端側に向けて０．５〜２ｍの範囲で供給すれば、口元側での注入材のリークを確実に防止することができる。

＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、相互に間隔を置いて鋼管を地山に挿入し、当該鋼管の周囲の地山に注入材を注入し、地山を鋼管の支持力及び注入材の注入による改良体により、地山を補強するトンネル地山補強工法に用いられる、前記鋼管の口元側に挿入される口元コーキング用部材であって、該口元コーキング用部材は、外周に複数の注出孔を有する多孔管で形成され、この多孔管の口元側から内部に供給された口元リーク防止用薬液が、前記注出孔から口元側の前記鋼管内に注出され、この鋼管に形成された口元側注入孔より地山の孔壁と鋼管との隙間に前記薬液が供給されるように構成された、ことを特徴とする口元コーキング用部材である。

（作用効果）
口元コーキング用部材は、外周に複数の注出孔を有する多孔管で形成され、この多孔管の口元側から内部に供給された口元リーク防止用薬液が、注出孔から口元側の鋼管内に注出され、この鋼管に形成された口元側注入孔より地山の孔壁と鋼管との隙間に前記薬液が供給されるように構成することにより、地山の口元より内部である先端側で注入材の流出を堰き止めることができ、口元側での注入材のリークを確実に防止することができる。

＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、トンネル地山補強工法に用いられる鋼管内に挿入される挿入内管であって、請求項３記載の口元コーキング用部材と、この口元コーキング用部材の先端部分に取付けられた芯部材と、口元側では前記口元コーキング用部材の外周を軸方向に沿うと共に、先端側では前記芯部材に沿って取付けられた、注入材を搬送するための注入管と、を備えた、ことを特徴とする挿入内管である。

（作用効果）
請求項３記載の口元コーキング用部材と、この口元コーキング用部材の先端部分に取付けられた芯部材と、口元側では前記口元コーキング用部材の外周を軸方向に沿うと共に、先端側では前記芯部材に沿って取付けられた、注入材を搬送するための注入管と、を備えた構成とすることにより、口元のコーキング作業と注入材の注入作業とを連続して行うことができ、作業効率が向上する。

本発明によれば、口元側での注入材のリークを確実に防止することができる等の利点がもたらされる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る口元コーキング用部材は、図１に示すように、削孔機械、たとえばドリルジャンボ５０のブームに取付けられた削孔機５０Ａにより地山に挿入された鋼管２，２，…の口元側に挿入されるものである。この口元コーキング用部材の内部に、地山の孔壁Ｋと鋼管２との隙間をコーキングする口元リーク防止用薬液を供給することによって、図１３に示すように、孔壁Ｋとの隙間を埋めて注入材のリークを確実に防止するものである。

この口元コーキング用部材１は、図２に示すように、外周に複数の注出孔１Ａ，１Ａ，…を有する円筒形の多孔管である。この注出孔１Ａ，１Ａ，…は、内部と連通していることにより、発泡する薬液を外部に注出することができるようになっている。多孔管の両端のうち、口元側は開放されており、ここから口元コーキング用部材１の内部に向けて口元リーク防止用薬液を供給することができるようになっている。他方、先端側には、後述する封止部材１Ｂが取付けられ、供給された口元リーク防止用薬液がこれ以上先端側にいかないようにしてある。

口元コーキング用部材１は、塩化ビニルパイプ製又は金属製であり、軸方向の長さも０．５〜２ｍ程度が好適で、１．５ｍ程度がより好ましい。

この口元コーキング用部材１内に、外部に設置した電動式又はエア駆動式注入機（図示せず）により口元リーク防止用薬液を供給してもよいが、その場合には、設備が大掛かりになり、施工コストを押し上げる結果となる。そのため、チューブ内に口元リーク防止用薬液が収納されたコーキング剤３を用いることが好ましい。このコーキング剤３は、チューブ内にＡ液とＢ液とがチューブ内で混合しないようにチューブの一方側と他方側にそれぞれ入れてあると共に、両液が混ざらないように中央部がクリップ（図示せず）で留めてあるものである。使用する場合には、クリップを取外し、チューブを手でしごいて両液を混合させ、そのまま口元コーキング用部材１内に入れればよい。両液を混合させると約９０秒でチューブが破裂し、薬液が発泡するものである。このコーキング剤３を用いることにより、外部に電動式又はエア駆動式注入機等の設備を設置する必要がなくなり、施工手間や施工コストを低減させることができる。

なお、口元リーク防止用薬液としては、ゲルタイムが数秒程度の瞬結注入材も用いることができるが、ウレタン系発泡薬液等のゲルタイムが１０分程度中結注入材を用いることが好適である。

口元コーキング用部材１に形成された複数の注出孔１Ａ，１Ａ，…に対向するように、口元側の鋼管２Ａの外周にも複数の口元側注入孔２０，２０，…が形成されており、口元コーキング用部材１内で薬液が、注出孔１Ａ，１Ａ，…から口元側の鋼管２Ａ内に注出され、鋼管の口元側注入孔２０，２０，…より地山の孔壁Ｋと鋼管２との隙間に薬液が注入されるようになっている。

口元コーキング用部材１の先端側に設けられた封止部材１Ｂには、注入材を供給する注入管１１を鋼管先端側まで案内するための芯部材１２が取付けられている。これら口元コーキング用部材１と、芯部材１２と、注入管１１とで外管である鋼管２に挿入される挿入内管１０を構成している。図５に示す実施の形態では、口元コーキング用部材１の先端部分の１箇所と、芯部材の２箇所とに計３つのスペーサー１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが取付けられており、鋼管２内を３つの空間で仕切るようになっている。この３つの空間に対応するように、注入管１１は３本設けられており、それぞれ長、中、小の長さ関係になっている。一番長い注入管１１Ａは、鋼管２の先端部分の空間内に注入し、二番目に長い注入管１１Ｂは中間部分の空間内に注入し、一番短い注入管１１Ｃは口元側の空間内に注入するものである。注入管１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）は、図４に示すように、口元側では多孔管の外周を沿うようにテープ等で固定され、先端側では芯部材１２の外周にテープ等で固定されている。そして、注入管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは芯部材１２に案内されながら、鋼管２内に容易に挿入されるようになっている。上記のような挿入内管１０を使用することにより、口元のコーキング作業と注入材の注入作業とを連続して行うことができ、作業効率を向上させることができる。なお、注入管の本数や、スペーサーの数について本発明は限定されるものではない。

＜口元コーキング方法＞
鋼管２として例えば１２．８ｍ程度の長尺ものを使用し、これをドリルジャンボ５０のブームに削孔機５０Ａを取り付けて、図１に示すように、鋼管２を地山に挿入する。削孔に際しては別途用意した先端に削孔ビットを有する削孔ロッド（図示せず）により穿孔し、この穿孔の進行に伴い当該鋼管２を前進させることで挿入できる。鋼管２は、継ぎ足しにより所定長さとすることができる。

鋼管２は、図示はしないが、トンネル外周部に相互に間隔を置きながら、小さい仰角をもって地山に挿入する。鋼管２の挿入領域は適宜選択できるが、ほぼ開き角度で１２０度程度でよい。図１に示すように、先に打設した鋼管２群とは、ラップ代Ｌをたとえば３．５ｍ程度取ることができる。

外管としての鋼管２が地山内に打設された状態で、図６及び図７に示すように、その内部に、口元コーキング用部材１と、芯部材１２と、注入管１１とで構成される挿入内管１０を挿入し、図８に示すように、口元側の地山の孔壁Ｋと鋼管２との隙間にウエスＷを詰めて、薬液が口元側に流出しないようにする。

次に、コーキング剤３のクリップを取外し、チューブを手でしごいて両液を混合させ、図１０に示すように、そのまま口元コーキング用部材１内に２本投入し、図１０に示すように、まず、一番先端側の部分でコーキング部分Ｕを形成する。両液を混合させると約９０秒でチューブが破裂し、薬液が発泡するので、図１１に示すように、順次、チューブを手でしごいてコーキング剤３を投入して、コーキング部分Ｕ，Ｕ，…を形成していく。コーキング剤３を投入していく際には、突き棒（図示せず）で押し込みながら投入すると良い。そして、図１２に示すように、最も口元側の部分にコーキング剤３を投入した後に、薬液が口元側から噴出さないように、口元コーキング用部材１の口元側に内管用押えキャップ１４を装着し、その状態で外管用押えキャップ１５を装着する。なお、内管用押えキャップ１４や外管用押えキャップ１５に換えて、ウエス等を詰めてもよい。

上記のようにすることにより、口元より内部である先端側において口元コーキング用部材１の長さの分だけ、口元側の地山の孔壁Ｋと鋼管２との隙間をコーキングすることができる。このコーキングの長さ（口元コーキング用部材１の長さ）は、注入材のリークを防止する観点から、０．５〜２ｍ程度が好適で、１．５ｍ程度がより好ましい。

なお、本実施の形態では、コーキング剤３を用いたが、それに換えて、薬液用注入管（図示せず）を口元コーキング用部材１内に挿入し、外部に設置した電動式又はエア駆動式注入機（図示せず）により口元リーク防止用薬液を供給してもよい。

この口元側のコーキングがなされた後に、図示はしないが、注入管（図６乃至図１２では図示せず）を通してシールグラウトを圧送し、鋼管２の注入孔２１，２１，…を通し地山に対して注入をすればよい。この注入方法については、公知の方法で行なえばよい。

鋼管の挿入配置形態の縦断面図である。 口元側の鋼管と口元コーキング用部材の正面図である。 注入管の正面図である。 注入管を口元コーキング用部材に取付けた状況を説明する概略図である。 鋼管と挿入内管の構成を説明する概略図である。 口元コーキング方法を説明する縦断面図（１）である。 口元コーキング方法を説明する縦断面図（２）である。 口元コーキング方法を説明する縦断面図（３）である。 口元コーキング方法を説明する縦断面図（４）である。 口元コーキング方法を説明する縦断面図（５）である。 口元コーキング方法を説明する縦断面図（６）である。 口元コーキング方法を説明する縦断面図（７）である。

符号の説明

１…口元コーキング用部材、１Ａ…注出孔、１Ｂ…封止部材、２…鋼管、２Ａ…口元側の鋼管、３…コーキング剤、１０…挿入内管、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…注入管、１２…芯部材、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…スペーサー、１４…内管用押えキャップ、１５…外管用押えキャップ、２０…口元側注入孔、２１…注入孔。

Claims (4)

1. 相互に間隔を置いて鋼管を地山に挿入し、当該鋼管の周囲の地山に注入材を注入し、地山を鋼管の支持力及び注入材の注入による改良体により、地山を補強するトンネル地山補強工法に用いられる、
   口元側からの前記注入材の流出を防止する口元コーキング方法であって、
   前記鋼管の口元側に、外周に複数の注出孔を有する多孔管を挿入し、
   この多孔管の口元側から内部に口元リーク防止用薬液を供給して、前記薬液を前記注出孔から口元側の前記鋼管内に注出させ、
   前記鋼管に形成された口元側注入孔より地山の孔壁と鋼管との隙間に前記薬液を供給する、
   ことを特徴とする口元コーキング方法。
2. 地山の孔壁と鋼管との隙間に、前記薬液を地山の口元側から先端側に向けて０．５〜２ｍの範囲で供給する、請求項１記載の口元コーキング方法。
3. 相互に間隔を置いて鋼管を地山に挿入し、当該鋼管の周囲の地山に注入材を注入し、地山を鋼管の支持力及び注入材の注入による改良体により、地山を補強するトンネル地山補強工法に用いられる、
   前記鋼管の口元側に挿入される口元コーキング用部材であって、
   該口元コーキング用部材は、外周に複数の注出孔を有する多孔管で形成され、
   この多孔管の口元側から内部に供給された口元リーク防止用薬液が、前記注出孔から口元側の前記鋼管内に注出され、この鋼管に形成された口元側注入孔より地山の孔壁と鋼管との隙間に前記薬液が供給されるように構成された、
   ことを特徴とする口元コーキング用部材。
4. トンネル地山補強工法に用いられる鋼管内に挿入される挿入内管であって、
   請求項３記載の口元コーキング用部材と、この口元コーキング用部材の先端部分に取付けられた芯部材と、口元側では前記口元コーキング用部材の外周を軸方向に沿うと共に、先端側では前記芯部材に沿って取付けられた、注入材を搬送するための注入管と、を備えた、
   ことを特徴とする挿入内管。

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