JP2008081990A - Shield tunnel construction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、Ｐ＆ＰＣセグメント工法と呼ばれるシールドトンネル工法であって、シース内へのグラウト注入性を改善し、特にシールド径の比較的大きいトンネルの施工に適したシールドトンネル工法に関する。 The present invention relates to a shield tunneling method called a P & PC segment method, which improves grout injection into a sheath and particularly relates to a shield tunneling method suitable for construction of a tunnel having a relatively large shield diameter.
シールドトンネル工法において、Ｐ＆ＰＣ（Prestressed & Precast Concrete）セグメント工法が実用化されてきた。これは、シールドマシンの後部に施工されるセグメントとして予めシースを埋め込んだコンクリート製のセグメントを用い、これらを１リング組み立てた後、セグメントの１つに設けた切り欠きからＰＣ鋼材（プレストレスコンクリート用鋼材）を挿入し、緊張定着することによってセグメントにプレストレスを導入する工法である。 In the shield tunnel method, a P & PC (Prestressed & Precast Concrete) segment method has been put into practical use. This is a concrete segment with a sheath embedded in advance as a segment to be constructed at the rear of the shield machine. After assembling one of these rings, the PC steel (for prestressed concrete) is cut from the notch provided in one of the segments. This is a method of introducing pre-stress into the segment by inserting (steel) and fixing the tension.
図１にＰ＆ＰＣ工法において、ＰＣ鋼材を緊張定着するまでの手順を模式的に示す。図１は、シールドマシンの推進方向（トンネルの長さ方向）に対して垂直なトンネル断面（以下「横断面」という）を示したものである。掘削しながら推進するシールドマシンの工法において、まず図１（ａ）に示すように、各セグメントを組み立ててトンネル本体を構築する。各セグメントにはＰＣ鋼材を通すためのシース（鞘管）が埋め込まれており、隣り合うセグメントの間でシースがつながるようにして１リングの組み立てが行われる。次に図１（ｂ）に示すようにセグメントの１つに設けた切り欠きから、ＰＣ鋼材を挿入する。その後図１（ｃ）に示すように、１リングのセグメントの中に通されたＰＣ鋼材をセンターホールジャッキなどによって緊張し、張力が付与された状態で定着する。定着の仕方としては、例えばＰＣ鋼材が環状に配置される場合、その環状のＰＣ鋼材のクロスする部分同士をＸアンカーと呼ばれる締結治具で同時に拘束する手法が採用できる。図２にはＰＣ鋼材（横断面方向のＰＣ鋼材）を緊張定着する段階のセグメント横断面図（ａ）および定着部セグメントの平面図（ｂ）を模式的に示してある。この例は１つのセグメントにほぼ並行に２本のＰＣ鋼材を通す例である。 FIG. 1 schematically shows a procedure for fixing the tension of PC steel in the P & PC method. FIG. 1 shows a tunnel cross section (hereinafter referred to as “transverse cross section”) perpendicular to the propulsion direction (tunnel length direction) of the shield machine. In the construction method of a shield machine propelled while excavating, first, as shown in FIG. 1A, each segment is assembled to construct a tunnel body. Each segment is embedded with a sheath (sheath tube) through which the PC steel material passes, and one ring is assembled so that the sheath is connected between adjacent segments. Next, as shown in FIG.1 (b), PC steel material is inserted from the notch provided in one of the segments. Thereafter, as shown in FIG. 1 (c), the PC steel material passed through the segment of one ring is tensioned by a center hole jack or the like, and is fixed in a state where tension is applied. As a method of fixing, for example, when PC steel materials are arranged in an annular shape, a method of simultaneously constraining the intersecting portions of the annular PC steel materials with a fastening jig called an X anchor can be employed. FIG. 2 schematically shows a segment cross-sectional view (a) and a plan view (b) of the fixing portion segment at a stage where PC steel (PC steel in the cross-sectional direction) is tension-fixed. In this example, two PC steel materials are passed through one segment almost in parallel.
図３には、ＰＣ鋼材をらせん状に配置した場合のセグメントの組み立て状態を模式的に示す。図中、点線で表示した部分がＰＣ鋼材の配置箇所である。 In FIG. 3, the assembly state of the segment at the time of arrange | positioning PC steel materials helically is shown typically. In the figure, the portion indicated by the dotted line is the place where the PC steel material is arranged.
図４には、セグメント内のシースにＰＣ鋼材が挿入された段階のシースの断面を模式的に示す。図４（ａ）はシースに平行な断面、図４（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面である。シース１０はセグメントを構成するコンクリート１２の内部に埋め込まれており、シース１０の内部にはＰＣ鋼材１１が挿入されている。ＰＣ鋼材１１の周囲には、シース内面１３との間に空隙１４が存在する。すなわち、ＰＣ鋼材はシース内に残存する空気に曝された状態となり、このままでは鋼が腐食しやすい。そこで、この空隙１４をグラウト材で充填することによって、ＰＣ鋼材を防食する処理が施される。 FIG. 4 schematically shows a cross section of the sheath at the stage where the PC steel material is inserted into the sheath in the segment. 4A is a cross section parallel to the sheath, and FIG. 4B is an A-A ′ cross section of FIG. The sheath 10 is embedded in the concrete 12 constituting the segment, and a PC steel material 11 is inserted into the sheath 10. There is a gap 14 between the PC steel material 11 and the sheath inner surface 13. That is, the PC steel is exposed to the air remaining in the sheath, and the steel is easily corroded as it is. Therefore, a treatment for preventing corrosion of the PC steel material is performed by filling the gap 14 with a grout material.
シース内のＰＣ鋼材を防食するには、グラウト材の確実な充填が必要となる。従来、Ｐ＆ＰＣセグメント工法はトンネル系が３ｍクラスの比較的小口径のトンネルについて実証試験が進められ、セメントグラウト材を使用することにより未充填部のない良好な充填が可能であることが確認されている。 In order to prevent corrosion of the PC steel material in the sheath, it is necessary to reliably fill the grout material. Conventionally, the P & PC segment construction method has been verified for a tunnel with a 3 m class tunnel and a relatively small diameter tunnel, and it has been confirmed that the use of cement grout material allows for good filling without unfilled parts. Yes.
しかし、より大口径のトンネルになると、必要なプレストレスが増大することに対応して、使用するＰＣ鋼材の径を太くする必要がある。これに伴い、シースについても内径がより大きいものを採用しなければならない。すなわち、より口径の大きいトンネルにＰ＆ＰＣセグメント工法を適用するには、ＰＣ鋼材の外径とシースの内径が共に増大することによって、結果的にグラウト材を充填すべきシース内の空隙断面積が増大する。空隙断面積は下記（１）式で与えられる。
［空隙断面積］＝［シース内空の断面積」−［ＰＣ鋼材の断面積］ ……（１）
However, when the tunnel has a larger diameter, it is necessary to increase the diameter of the PC steel material to be used in response to an increase in necessary prestress. Along with this, a sheath having a larger inner diameter must be adopted. That is, in order to apply the P & PC segment method to tunnels with larger diameters, both the outer diameter of the PC steel material and the inner diameter of the sheath increase, resulting in an increase in the cross-sectional area of the void in the sheath to be filled with the grout material. To do. The gap cross-sectional area is given by the following equation (1).
[Cross sectional area] = [Cross sectional area in sheath]-[Cross sectional area of PC steel] (1)
空隙断面積が増大すると、グラウト材の未充填部を形成させないようにグラウト材を注入することが難しくなる。これは、通常のセメントグラウト材を使用すると、注入方向が下り勾配となるところでグラウト材の流動先端にいわゆる「先流れ現象」が発生し、未充填部が生じやすいからである。
図５に先流れ現象の様子を模式的に示す。この図ではＰＣ鋼材は省略してある。
When the gap cross-sectional area increases, it becomes difficult to inject the grout material so as not to form an unfilled portion of the grout material. This is because when a normal cement grout material is used, a so-called “pre-flow phenomenon” occurs at the flow front of the grout material when the pouring direction becomes a downward slope, and an unfilled portion is likely to occur.
FIG. 5 schematically shows the state of the pre-flow phenomenon. In this figure, the PC steel material is omitted.
この先流れ現象に対処するには、これまで、以下のいずれかの手段が有効であるとされてきた。
［１］頂部付近のセグメントにシース内の空気を排出するための穴を設け、最下部付近の注入口から注入した低粘性のグラウト材の先端がシース内部を通って最下部付近の排出口に届いた後、その排出口を塞ぎ、その後、グラウト材を再注入することにより頂部付近の穴からシース内部の残留空気を追い出す手法。
［２］高粘性のグラウト材を使用して注入速度を非常に速くすることにより流動先端角度θ（図６参照、θは０°＜θ＜９０°の範囲）を大きくし、一方向から注入する手法。
In order to cope with this pre-flow phenomenon, one of the following means has been considered effective so far.
[1] A hole for discharging the air in the sheath is provided in the segment near the top, and the tip of the low-viscosity grout material injected from the inlet near the bottom passes through the inside of the sheath to the outlet near the bottom. After it arrives, the exhaust port is closed, and then the grout material is reinjected to expel residual air inside the sheath from the hole near the top.
[2] The flow tip angle θ (see FIG. 6, θ is in the range of 0 ° <θ <90 °) is increased by using a highly viscous grout material and the injection speed is very high, and injection is performed from one direction. Technique to do.
しかし、上記［１］のように内部の空気を頂部付近の穴から追い出す手法では、セグメントの外側は地盤であるから、残留空気を内空に向けて排出する必要がある。この空気抜きの作業は現場トンネル内の限られたスペースで足場を設置し、専用治具を使用して行う必要があり、労力の増大および作業性の低下を招く。また、シールドセグメントは施工時に設置位置の誤差を伴うため、最頂部を想定して設定された空気抜きの穴の位置が最頂部からずれるのが実情である（セグメントの設計にもよるが、例えば最大で６７.５°のずれが想定される場合がある）。空気抜きの穴が最頂部から大きくずれると、充填性に疑問が残るようになる。 However, in the method of expelling the internal air from the hole near the top as in [1] above, since the outside of the segment is the ground, it is necessary to discharge the residual air toward the inner space. This air venting work needs to be performed by installing a scaffold in a limited space in the site tunnel and using a dedicated jig, resulting in an increase in labor and workability. In addition, since the shield segment is accompanied by an error in the installation position at the time of construction, the actual situation is that the position of the air vent hole set assuming the topmost part is shifted from the topmost part (depending on the design of the segment, for example, the maximum A deviation of 67.5 ° may be assumed). When the air vent hole deviates greatly from the top, the question of filling properties remains.
また、上記［２］のように高粘性のグラウト材を使用する手法では、例えば３０リットル／ｍｉｎといった非常に高い注入速度でグラウト材を注入することによって先流れ現象を防止することができる。しかし、このような高い注入速度で注入することは、注入負荷を増大させ、ポンプの能力や注入ホースの耐圧力にも限界があるため、現場への適用は困難である。 Further, in the method using a highly viscous grout material as described in [2] above, the pre-flow phenomenon can be prevented by injecting the grout material at a very high injection speed of, for example, 30 liters / min. However, injecting at such a high injection rate increases the injection load and limits the capacity of the pump and the pressure resistance of the injection hose, making it difficult to apply in the field.
シールドトンネル工法では、環状（リング状）あるいはらせん状のシース配置をとることから、先流れ現象の防止に関して非常に厳しい条件にある。特にトンネル口径が大きくなった場合などにおいて良好なグラウトの充填を実現することは容易でない。 In the shield tunnel method, an annular (ring-shaped) or spiral sheath arrangement is used, and therefore there are very strict conditions for preventing the pre-flow phenomenon. In particular, when the tunnel diameter becomes large, it is not easy to achieve good grout filling.
本発明はこのような現状に鑑み、口径が例えば３ｍを超えるような中口径クラスあるいは大口径クラスのシールドトンネル工法に適用可能な、先流れ現象の問題が生じないグラウト材注入技術を提供しようというものである。 In view of such a current situation, the present invention intends to provide a grout material injection technique that can be applied to a shield tunneling method of a medium diameter class or a large diameter class having a diameter exceeding 3 m, for example, and does not cause a problem of a pre-flow phenomenon. Is.
上記目的を達成するために、本発明では特定の性質を有する可塑性のグラウト材を使用する。すなわち本発明では、予めシースを埋め込んだコンクリート製セグメントを、隣り合うセグメント間のシースがつながるようにして１リング組み立てた後、セグメントの１つに設けた切り欠き部からシース内にＰＣ鋼材を挿入し、各セグメント内を通って環状またはらせん状に配置された前記ＰＣ鋼材を緊張定着することにより、トンネルの円周方向にプレストレスを導入するとともに、ＰＣ鋼材が挿入されたシース内の空隙にグラウト材を注入するシールドトンネル工法において、
グラウト材として、ＪＡＳＳフロー試験（φ５０×ｈ５０ｍｍ）における無振動時のフローが６０ｍｍ以上〜１００ｍｍ未満であり、ＪＰ漏斗試験では流下時間が測定できない（閉塞してしまう）性状を有し、かつ材齢７日の圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ2以上である水硬性グラウトを使用することを特徴とするシールドトンネル工法が提供される。
In order to achieve the above object, the present invention uses a plastic grout material having specific properties. That is, in the present invention, a concrete segment in which a sheath is embedded beforehand is assembled so that the sheath between adjacent segments is connected, and then a PC steel material is inserted into the sheath from a notch provided in one of the segments. In addition, by pre-stressing the PC steel material arranged in a ring shape or a spiral shape through each segment, the prestress is introduced in the circumferential direction of the tunnel, and the void in the sheath in which the PC steel material is inserted is introduced. In the shield tunnel method of injecting grout material,
As a grout material, the flow at the time of no vibration in the JASS flow test (φ50 × h50mm) is 60 mm or more and less than 100 mm, and the JP funnel test has a property that the flow-down time cannot be measured (clogged), and the material age Provided is a shield tunnel construction method using a hydraulic grout having a compressive strength of 7 days or more of 30 N / mm 2 or more.
ＰＣ鋼材が挿入された上記シースとして、下記（１）式で定義されるシース内の空隙断面積が５００ｍｍ2以上であるものが、本発明の好適な対象となる。
［空隙断面積］＝［シース内空の断面積」−［ＰＣ鋼材の断面積］ ……（１）
また、そのシースは、１箇所のグラウト材注入口と、１箇所の排出口を有し、前記排出口の他にはグラウト材注入時にシース内部の気体を排出する穴が設けられていないものが、好適な対象となる。
注入作業においては、１方向からの連続注入によってグラウト材の注入作業を終了させる手法、すなわち、再注入を行わない手法が採用される。あるいはまた、１方向からの連続注入によって前記排出口からグラウト材の排出が確認された後、注入を中断し、注入を中断してから５分以上経過した後に再度１方向から注入し、未充填部が存在しないことが注入圧力の変化や排出口からの空気の流出の有無などにより確認された後にグラウト材の注入作業を終了させる手法が採用される。「先流れ現象」とは別に、巻き込まれた空気があとから上方に移動して空気溜りとなることがあるので、これを防止するためには再注入の手法が有効である。
As the sheath into which the PC steel material is inserted, a sheath having a gap cross-sectional area in the sheath defined by the following formula (1) of 500 mm 2 or more is a preferable object of the present invention.
[Cross sectional area] = [Cross sectional area in sheath]-[Cross sectional area of PC steel] (1)
Further, the sheath has one grout material injection port and one discharge port, and other than the discharge port, a hole for discharging gas inside the sheath when the grout material is injected is not provided. It becomes a suitable target.
In the injection work, a technique of terminating the grout material injection work by continuous injection from one direction, that is, a technique in which re-injection is not performed is employed. Alternatively, after the grouting material has been confirmed to be discharged from the outlet by continuous injection from one direction, the injection is interrupted, and after 5 minutes or more have elapsed since the injection was interrupted, the injection is performed again from one direction and is not filled. A method is adopted in which the grout material injection operation is terminated after it is confirmed that there is no portion by the change in injection pressure or the presence or absence of air outflow from the discharge port. Apart from the “pre-flow phenomenon”, the entrained air may later move upward and become an air reservoir, and a re-injection technique is effective to prevent this.
本発明によれば、中口径・大口径のトンネル施工にＰ＆ＰＣセグメント工法を適用する場合でも、シース内へのグラウト注入時に、円弧状の下り勾配において先流れ現象を生じることなく、グラウト材の注入が可能になる。これにより、空気抜きの作業が不要になり、特に中口径・大口径のシールドトンネル工法にＰ＆ＰＣセグメント工法を適用する場合の作業性の向上およびコスト低減に寄与しうる。 According to the present invention, even when the P & PC segment construction method is applied to tunnel construction with a medium diameter and a large diameter, the grout material can be injected without causing a pre-flow phenomenon in an arc-shaped downward gradient when the grout is injected into the sheath. Is possible. This eliminates the need for air venting, and can contribute to improvement in workability and cost reduction particularly when the P & PC segment construction method is applied to the medium diameter / large diameter shield tunnel construction method.
本発明では、グラウト材として可塑性を有する水硬性グラウト材を使用する。 In the present invention, a hydraulic grout material having plasticity is used as the grout material.
図７に、低粘性型グラウト材、高粘性型グラウト材、および可塑性グラウト材について、せん断速度とせん断応力の関係を模式的に対比したグラフを例示する。低粘性型、高粘性型ともに、せん断応力が低い状態から、せん断応力の増大に伴ってせん断速度が上昇する。そして、低粘性型は流動性が高く（すなわちグラフの傾きが小さく）、高粘性型は流動性が低い（すなわちグラフの傾きが大きい）。これに対し、可塑性グラウト材では、せん断応力の低い段階では非常に流動性が低いが（すなわちグラフの傾きが非常に大きいが）、せん断応力がある程度以上に大きくなった段階で急激に流動性が高くなる（すなわち急激にグラフの傾きが小さくなる）。 FIG. 7 illustrates a graph schematically comparing the relationship between the shear rate and the shear stress for the low-viscosity grout material, the high-viscosity grout material, and the plastic grout material. In both the low-viscosity type and the high-viscosity type, the shear rate increases as the shear stress increases from a state where the shear stress is low. The low-viscosity type has high fluidity (that is, the slope of the graph is small), and the high-viscosity type has low fluidity (that is, the slope of the graph is large). In contrast, plastic grout materials have very low fluidity when shear stress is low (that is, the slope of the graph is very large), but suddenly fluidity when shear stress increases beyond a certain level. Increased (ie, the slope of the graph suddenly decreases).
このようなグラウト材の流動特性を、シース内へのグラウト注入時におけるグラウト注入挙動に当てはめてみると、定性的には以下のようになる。
低粘性型グラウト材では、流動性が高いために下り勾配で先流れ現象が生じやすい。
高粘性型グラウト材では、流動性が低いためにシース内での流動抵抗が大きくなり、充填には大きな加圧力が必要となる。その反面、流動先端角θ（図６）もあまり大きくはなく、下り勾配での先流れ現象を防止するには非常に大きな注入速度での注入が必要となる。
可塑性グラウト材では、シース内壁等から受けるせん断応力によって流動抵抗が小さくなり（図７のグラフの傾きが小さい部分に相当）、流動先端部では大きなせん断抵抗を受けないので変形しにくく（図７のグラフの傾きが非常に大きい部分に相当）、流動先端角θは９０°に近い大きな値となる。このため、あまり大きな加圧力を必要とせずにグラウト材の注入が可能であるとともに、下り勾配での先流れ現象も効果的に防止できる。
When such flow characteristics of the grout material are applied to the grout injection behavior at the time of grout injection into the sheath, the following is qualitative.
The low-viscosity type grout material has a high fluidity, so that a pre-flow phenomenon is likely to occur on a downward slope.
In the high-viscosity type grout material, since the fluidity is low, the flow resistance in the sheath increases, and a large pressure is required for filling. On the other hand, the flow front angle θ (FIG. 6) is not so large, and injection at a very high injection speed is required to prevent the downstream flow phenomenon in the downward gradient.
In the plastic grout material, the flow resistance is reduced by the shear stress received from the inner wall of the sheath or the like (corresponding to a portion where the inclination of the graph of FIG. This corresponds to a portion where the slope of the graph is very large), and the flow front angle θ is a large value close to 90 °. For this reason, it is possible to inject the grout material without requiring a very large pressing force, and it is also possible to effectively prevent a downstream phenomenon in a downward gradient.
しかしながら、Ｐ＆ＰＣセグメント工法ではシース内部にＰＣ鋼材が挿入されており、シース内の空隙断面の形状は単純な円形ではない。また、シースの配置がリング状であるためＰＣ鋼材はシース内で常にリングの内側に沿って位置することになるという、特殊性もある。このため、可塑性を有するグラウト材であっても、小さな変形抵抗を有しながら先流れ現象を確実に防止することは必ずしも容易ではない。
また、一般に可塑性を有する材料（例えば水ガラスを主成分とするものなど）は、ひとたび流動をとめると硬化してしまうような現象も見られるため、単に可塑性を有するグラウト材を選択するだけでは一方向から再びグラウトを注入することが困難となる。
However, in the P & PC segment method, a PC steel material is inserted inside the sheath, and the shape of the gap cross section in the sheath is not a simple circle. Further, since the sheath is arranged in a ring shape, the PC steel material has a special feature that it is always located along the inside of the ring in the sheath. For this reason, even if it is a grout material which has plasticity, it is not necessarily easy to prevent a forward flow phenomenon reliably, having small deformation resistance.
In general, plastic materials (such as those containing water glass as the main component) may be cured once they stop flowing, so it is not enough to simply select a grout material that has plasticity. It becomes difficult to inject grout again from the direction.
発明者らは詳細な検討の結果、ＪＡＳＳフロー試験（φ５０×ｈ５０ｍｍ）における無振動時のフローが６０ｍｍ〜１００ｍｍ未満、好ましくは６０〜９０ｍｍ、さらに好ましくは６０ｍｍ〜７０ｍｍ未満であり、ＪＰ漏斗試験では流下時間が測定できない（閉塞してしまう）性状を有し、シース内充てん完了後5分以上経過しても再度注入が可能で，かつ，材齢7日の圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ2以上である水硬性グラウトを使用することが極めて有効であることを見出した。このグラウト材を注入圧力０.６５〜１.３ＭＰａでシース内に１方向に注入することにより、良好な施工性と充填性が実現される。５分経過して、再び一方向から注入することにより、さらに確実な充てん性が実現される。 As a result of detailed studies, the inventors have found that the flow without vibration in the JASS flow test (φ50 × h50 mm) is 60 mm to less than 100 mm, preferably 60 to 90 mm, more preferably 60 mm to less than 70 mm. In the JP funnel test, It has the property that the flow time cannot be measured (clogged), it can be injected again even after 5 minutes have passed since the filling of the sheath, and the compressive strength at 7 days of age is 30 N / mm 2 or more. It has been found that using a hydraulic grout is extremely effective. By injecting this grout material in one direction into the sheath at an injection pressure of 0.65 to 1.3 MPa, good workability and filling properties are realized. By filling again from one direction after 5 minutes, a more reliable filling property is realized.
トンネル口径が５ｍ級のシールドトンネル工法を模して、図８に示すように環状にシースを組み立て、そのシースの内部にＰＣ鋼材を模擬した高弾性樹脂ホースを通し、高弾性樹脂ホースがシース内でリング内側のシース内面に沿って位置するように、高弾性樹脂ホースに適度な張力（人力による）を付与した状態でＸアンカーにより定着した。シースとしては、内部が観察できる透明シース（材質：透明塩化ビニル）と、実際の施工に使用する実シース（材質：ポリエチレン）を用意した。一部の試験ケースでは、頂部からの下り勾配部にシース内部の気体を排出する穴（エア抜き穴）を設けたシースを適用した。この試験装置の仕様を表１に示す。 Simulate the shield tunnel method with a tunnel diameter of 5m class, assemble a sheath in an annular shape as shown in Fig. 8, and pass a high elastic resin hose simulating PC steel inside the sheath, and the high elastic resin hose is inside the sheath The high-elasticity resin hose was fixed with an X anchor in a state where an appropriate tension (by human power) was applied so as to be positioned along the inner surface of the sheath inside the ring. As the sheath, a transparent sheath (material: transparent vinyl chloride) in which the inside can be observed and an actual sheath (material: polyethylene) used for actual construction were prepared. In some test cases, a sheath provided with a hole (air vent hole) for discharging the gas inside the sheath in a descending slope part from the top part was applied. Table 1 shows the specifications of this test apparatus.
グラウト材として表２に示すものを用意した。ＪＩＳフローはＪＩＳ Ａ１１０１に準拠したフロー試験、ＪＡＳＳフローは日本建築学会で標準化されたフロー試験（φ５０×ｈ５０ｍｍ、無振動時）による結果であり、［最大流れ方向のフロー値］×［その直角方向におけるフロー値］を表示した。ＪＰ漏斗流下時間は土木学会で標準化された試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ ５３１−１９９９）において、計測された値を示した。ブリーディング率および体積変化は土木学会で標準化された試験方法（ＪＳＣＥ−Ｆ ５２２−１９９９）に準拠して求めた。表２中、「可塑性Ａ」と称するものが本発明の対象である。σ７は材令７日における圧縮強度である。 The grout materials shown in Table 2 were prepared. The JIS flow is the result of a flow test in accordance with JIS A1101, and the JASS flow is the result of a flow test standardized by the Architectural Institute of Japan (φ50 × h50mm, no vibration), [flow value in the maximum flow direction] × [perpendicular direction] The flow value] was displayed. The JP funnel flow-down time is a value measured in a test method (JSCE-F 531-1999) standardized by the Japan Society of Civil Engineers. The bleeding rate and volume change were determined in accordance with a test method standardized by the Japan Society of Civil Engineers (JSCE-F 522-1999). In Table 2, what is referred to as “plasticity A” is the subject of the present invention. σ7 is the compressive strength at the age of 7 days.
これらのグラウト材を用いて、表３に示す条件で各試験Ｎｏ.の試験を行った。グラウト材注入口と排出口の機能を併せ持つＸアンカーを使用し、その注入口から１方向にグラウト材を注入した。そして、注入されたグラウト材の先端が排出口に到達した時点で一旦注入操作を中断した。その後、必要に応じて再注入を行った。表３の最終排出手段の欄に「排出せず」と記載したものは、注入されたグラウト材の先端が排出口に到達した時点ですべての注入操作を終了したものである。充填状況の評価は、グラウト材が硬化した後、シースを破壊することにより、目視で行った。表４に試験結果を示す。なお、試験Ｎｏ.２、３、６、７、１４は、試験中にグラウト材の漏出が発生したので、その時点で試験を中止した。 Using these grout materials, each test No. was tested under the conditions shown in Table 3. An X anchor having the functions of a grout material injection port and a discharge port was used, and the grout material was injected in one direction from the injection port. The injection operation was once interrupted when the tip of the injected grout material reached the discharge port. Thereafter, reinjection was performed as necessary. In the case of “not discharged” in the column of final discharging means in Table 3, all injection operations are completed when the tip of the injected grout material reaches the discharge port. The filling condition was evaluated visually by breaking the sheath after the grout material was cured. Table 4 shows the test results. In Test Nos. 2, 3, 6, 7, and 14, since the leakage of the grout material occurred during the test, the test was stopped at that time.
可塑性Ａを使用した本発明例では、注入速度が１〜１５Ｌ／ｍｉｎの広い範囲で先流れ現象が発生せず、良好な充填結果が得られた。注入圧力も０.６５〜１.３ＭＰａの範囲に収まり、装置に対する負荷が過大になることはない。また、充填性を確保するために多量のグラウト材を過剰に再注入する必要がない。エア抜き穴も必要ない。 In the present invention example using the plasticity A, the pre-flow phenomenon did not occur in a wide range of the injection rate of 1 to 15 L / min, and a good filling result was obtained. The injection pressure is also in the range of 0.65 to 1.3 MPa, and the load on the apparatus does not become excessive. Moreover, it is not necessary to reinject a large amount of grout material excessively in order to ensure the filling property. There is no need for air vent holes.
これに対し、低粘性タイプのグラウト材を使用した比較例では、注入速度を速くしても先流れ現象を防止することは困難であり、エア抜き穴を設けないと未充填部が生じる。また、再注入により過剰のグラウト材を注入する必要がある。 On the other hand, in the comparative example using the low-viscosity type grout material, it is difficult to prevent the pre-flow phenomenon even if the injection speed is increased, and an unfilled portion is generated unless an air vent hole is provided. Moreover, it is necessary to inject excess grout material by reinjection.
可塑性Ｃは可塑性を有する材料ではあるが、充分な流動先端角度が形成されなかったため、先流れ現象を安定して防止することができず、未充填部が生じた。また、再注入を試みたが、注入圧が急激に上昇したため、再注入が不可能であった。 Although plasticity C is a material having plasticity, a sufficient flow tip angle was not formed, so that the preflow phenomenon could not be stably prevented, and an unfilled portion was generated. In addition, reinjection was attempted, but reinjection was impossible because the injection pressure increased rapidly.
１０ シース
１１ ＰＣ鋼材
１２ コンクリート
１３ シース内面
１４ 空隙
10 Sheath 11 PC steel 12 Concrete 13 Sheath inner surface 14 Void
Claims (6)
グラウト材として、ＪＡＳＳフロー試験（φ５０×ｈ５０ｍｍ）における無振動時のフローが６０ｍｍ以上〜１００ｍｍ未満であり、ＪＰ漏斗試験では流下時間が測定できない（閉塞してしまう）性状を有する水硬性グラウトを使用することを特徴とするシールドトンネル工法。 After assembling one concrete segment with a sheath embedded in advance so that the sheaths between adjacent segments are connected, PC steel material is inserted into the sheath from the notch provided in one of the segments. The pre-stress is introduced in the circumferential direction of the tunnel by fixing the PC steel material arranged annularly or spirally through the tunnel, and the grout material is injected into the gap in the sheath in which the PC steel material is inserted. In the shield tunnel method,
As a grout material, hydraulic grout having a property that the flow at no vibration in the JASS flow test (φ50 × h50mm) is 60 mm or more and less than 100 mm, and the flow down time cannot be measured (clogged) in the JP funnel test. A shield tunnel construction method characterized by
グラウト材として、ＪＡＳＳフロー試験（φ５０×ｈ５０ｍｍ）における無振動時のフローが６０ｍｍ以上〜１００ｍｍ未満であり、ＪＰ漏斗試験では流下時間が測定できない（閉塞してしまう）性状を有し、かつ材齢７日の圧縮強度が３０Ｎ／ｍｍ2以上である水硬性グラウトを使用することを特徴とするシールドトンネル工法。 After assembling one concrete segment with a sheath embedded in advance so that the sheaths between adjacent segments are connected, PC steel material is inserted into the sheath from the notch provided in one of the segments. The pre-stress is introduced in the circumferential direction of the tunnel by fixing the PC steel material arranged annularly or spirally through the tunnel, and the grout material is injected into the gap in the sheath in which the PC steel material is inserted. In the shield tunnel method,
As a grout material, the flow at the time of no vibration in the JASS flow test (φ50 × h50mm) is 60 mm or more and less than 100 mm, and the JP funnel test has a property that the flow-down time cannot be measured (clogged), and the material age A shield tunnel construction method using a hydraulic grout having a compression strength of 30 N / mm 2 or more for 7 days.
［空隙断面積］＝［シース内空の断面積」−［ＰＣ鋼材の断面積］ ……（１） The shield tunneling method according to claim 1 or 2, wherein the sheath into which the PC steel material is inserted has a gap cross-sectional area in the sheath defined by the following formula (1) of 500 mm 2 or more.
[Cross sectional area] = [Cross sectional area in sheath]-[Cross sectional area of PC steel] (1)
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