JP2009249919A - Method for filling gap in tunnel - Google Patents

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淳 松尾
Masatora Kyono
将虎 京野
Hiroki Kodama
浩樹 児玉
Kenichi Kojima
賢一 小嶋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for filling a gap in tunnel over long distance by using air mortar efficiently. <P>SOLUTION: This method for filling the gap in tunnel by using air mortar comprises a mortar force-feeding step for force-feeding mortar into the tunnel by producing the mortar 14 outside the tunnel, a step for generating air bubbles in the tunnel, an air mortar producing step for mixing the air bubbles generated in the tunnel with the mortar 14 force-fed into the tunnel to produce the air mortar in the tunnel, and a step for filling the gap in the tunnel by using the air mortar. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、トンネル内の間隙を中詰めする方法に関するものである。   The present invention relates to a method for filling a gap in a tunnel.

従来、エアーモルタルを用いて目的個所を充填固結する工法に関し、『炭酸カルシウムを主成分とした岩石粉MPグラウトでエアーモルタルを製造し、単位当たりのセメント量とMPグラウト量を出来るだけ少量にて基準強度を確保しながら1000m以上の長距離圧送においても容積減少を起こさず安定した性状を保持して所定個所を充填固結させる事。』を目的とした技術として、『セメントとMPグラウト及び水にてスラリー状とし、APフォームと水及び圧縮空気にて泡沫となった気泡群とを混合してMPグラウトエアーモルタルを混練製造し、所定個所を充填固結させる』というものが提案されている(特許文献1)。   Conventionally, regarding the method of filling and consolidating the target site using air mortar, “Manufacturing air mortar with rock powder MP grout with calcium carbonate as the main component and reducing the amount of cement and MP grout as small as possible. In order to maintain the standard strength and maintain a stable property without causing volume reduction even in long-distance pumping of 1000 m or more, it is possible to fill and consolidate a predetermined portion. As a technology for the purpose of ‘Mixing and manufacturing MP grout air mortar by mixing the foam with AP foam and water and compressed air into a slurry with cement and MP grout and water, A method of “filling and consolidating a predetermined portion” has been proposed (Patent Document 1).

また、中詰め材に関し、『高流動性を長時間保持して、輸送可能距離を倍程度に延ばすことができ、高い充填性を確保することができ、十分な作業時間を確保することができる中詰め材を提供する。』ことを目的とした技術として、『セメント・ベントナイトを主材とする中詰め材に、ポリカルボン酸塩、リグニンスルホン酸カルシウムを加えることで、流動性を確保することができ、また、十分な作業時間を確保するために遅延型分散剤(遅延剤としてリグニンスルホン酸カルシウム)を使用することで、十分な作業時間を確保することができ、さらには、金属アルミニウムを添加して水酸化カルシウムとの反応により水素ガスを発生させて発泡・膨潤させるように構成した中詰め材。』というものが提案されている(特許文献2)。   In addition, regarding the filling material, “high fluidity can be maintained for a long time, the transportable distance can be extended by about twice, high filling property can be secured, and sufficient working time can be secured. Provide filling material. As a technology for the purpose of, "fluidity can be secured by adding polycarboxylate and calcium lignin sulfonate to the filling material mainly composed of cement and bentonite, and sufficient By using a retarding dispersant (calcium lignin sulfonate as a retarding agent) to secure working time, sufficient working time can be secured, and furthermore, by adding metallic aluminum and calcium hydroxide Filling material that is configured to generate hydrogen gas by the reaction of the above to foam and swell. Is proposed (Patent Document 2).

また、外管と内管との空隙充填工法に関し、『外管と内管との空隙にセメントを主成分とする中詰め材を2サイクル以上の施工サイクルにわたって注入し、中詰め材を硬化させる工法において、配管を洗浄することなく、注入作業に必要な配管を最小限とし、配管内で放棄される中詰め材の無駄をなくし、配管の空隙内への設置や接続の作業を軽減する。』ことを目的とした技術として、『外管1の長さと内管2の長さとが1サイクル分の施工距離A、B、Cよりも長い。中詰め材を注入するための配管4を空隙3に挿入し、同一の配管4から中詰め材を空隙へと注入する作業を、配管を洗浄および置換することなく2サイクル以上にわたって行い、この間少なくとも各施工サイクルの終わりに中詰め材の注入を終了する際には、凝結遅延剤を含有する中詰め材を配管の内部に充填する。』というものが提案されている(特許文献3)。   In addition, regarding the gap filling method between the outer pipe and the inner pipe, “the filling material mainly composed of cement is injected into the gap between the outer pipe and the inner pipe over two or more construction cycles, and the filling material is cured. In the construction method, the piping required for the injection work is minimized without washing the piping, the waste of the filling material abandoned in the piping is eliminated, and the installation and connection work in the gap of the piping is reduced. As a technique for the purpose, “the length of the outer tube 1 and the length of the inner tube 2 are longer than the construction distances A, B, C for one cycle. The operation of inserting the pipe 4 for injecting the filling material into the gap 3 and injecting the filling material from the same pipe 4 into the gap is performed over two cycles or more without cleaning and replacing the pipe. When the filling of the filling material is finished at the end of each construction cycle, the filling material containing the setting retarder is filled into the pipe. Is proposed (Patent Document 3).

特開平7−3771号公報(要約)Japanese Patent Laid-Open No. 7-3771 (Summary) 特開2007−169974号公報(要約)JP 2007-169974 A (summary) 特開2000−274187号公報(要約)JP 2000-274187 A (summary)

シールド工法を用いたトンネル施工では、シールド堀進機を推進させてトンネルを構築し、シールド堀進機の後部でシールドセグメントを組み立てて一次覆工とする。
上記特許文献3に記載の技術は、一次覆工が完了した後、内管とシールドセグメントとの空隙に充填用の配管を挿入し、中詰め材を注入して硬化させて二次覆工とする場合の中詰め工法に関するものである。
例えば、セグメント内径より若干小さい強化プラスチック複合管を内管としてシールドセグメント内に搬入・接合・固定する場合や、セグメント径より相当小さい、ガス管や水道管のようなライフラインを収容する管を内管とする場合において、上記特許文献3に記載の技術が適用される。
In tunnel construction using the shield construction method, a tunnel is constructed by propelling the shield excavator, and the shield segment is assembled at the rear of the shield excavator for primary lining.
After the primary lining is completed, the technique described in the above-mentioned Patent Document 3 inserts a filling pipe into the gap between the inner pipe and the shield segment, injects and cures the filling material, and forms a secondary lining. This is related to the filling method.
For example, when a reinforced plastic composite pipe slightly smaller than the segment inner diameter is used as an inner pipe for carrying, joining, and fixing into the shield segment, a pipe that accommodates a lifeline such as a gas pipe or a water pipe that is considerably smaller than the segment diameter is used. In the case of a pipe, the technique described in Patent Document 3 is applied.

この内管と外管の空洞については、セメントを主体とする中詰め材を充填・固化して保護する目的でエアモルタルが用いられていた。
エアモルタルを用いるのは、上記特許文献2に記載のように、経済的に体積を確保できること、単位体積重量を低くすること、等が理由である。
Air mortar has been used for the purpose of filling and solidifying and protecting the inner and outer pipe cavities with a filling material mainly composed of cement.
The reason why the air mortar is used is that, as described in Patent Document 2, the volume can be secured economically, the unit volume weight is lowered, and the like.

上記特許文献2に記載のように、エアモルタルは、混練時に起泡剤を添加し、気泡の入った状態で圧送するもので、輸送中の気泡を安定させる必要から、高い粘性を要する。
このため、輸送距離が1000〜1500mしか確保できず、長距離輸送を行うには、中継設備を設置しなければならないという課題がある。
As described in Patent Document 2, the air mortar is one that adds a foaming agent at the time of kneading and pumps it in a state of bubbles, and requires high viscosity because it is necessary to stabilize the bubbles being transported.
For this reason, only a transport distance of 1000 to 1500 m can be secured, and there is a problem that a relay facility must be installed in order to perform long distance transport.

上記特許文献2では、これらの問題に対応すべく、エアモルタルまたはベントナイト中詰めエアモルタルの発泡剤として金属アルミニウム粉末を用いている。モルタルに金属アルミニウム粉末、高分子分散材、遅延材を添加して、モルタル状態で圧送する。
圧送したモルタルを中詰め充填した後、シールド内でアルミニウムが水酸化カルシウムと反応することにより水素ガスが発生し、発泡する。
モルタルを圧送する時は、モルタルに気泡が含まれていないので、高い流動性を長時間保持して輸送可能距離が延びる。
In the said patent document 2, in order to cope with these problems, metal aluminum powder is used as a foaming agent of air mortar or bentonite filling air mortar. Add metal aluminum powder, polymer dispersion and retarder to mortar and pump in mortar state.
After filling and filling the mortar that has been pumped, hydrogen reacts with calcium hydroxide in the shield to generate hydrogen gas and foam.
When the mortar is pumped, bubbles are not included in the mortar, so that high fluidity is maintained for a long time and the transportable distance is extended.

ただし、通常の起泡剤を用いたエアモルタルは、空気量が全体積に対して30〜70%であるが、アルミニウム粉末による発泡モルタルは気泡含有量が数%以下と小さいものであり、経済的に体積を確保させることや単位体積重量を低くすることよりも、充填後のブリージング量を抑制するために用いるものである。
したがって、上記特許文献2に記載の技術では、十分な体積確保や単位体積重量を抑えることができないという課題がある。
However, air mortar using a normal foaming agent has an air content of 30 to 70% with respect to the total volume, but foam mortar made of aluminum powder has a low bubble content of several percent or less and is economical. In particular, it is used for suppressing the amount of breathing after filling, rather than securing the volume or reducing the unit volume weight.
Therefore, the technique described in Patent Document 2 has a problem that sufficient volume cannot be secured and unit volume weight cannot be suppressed.

一方、配管敷設専用のシールドや山岳トンネルは、近年長距離化(例えば10km以上)してきており、エアモルタルをトンネル内に輸送するには、多段の中継設備を設置する必要がある。
そのため、中継設備を多数経由することに伴うエアモルタルの品質劣化、および輸送に係るコストの観点から課題がある。
On the other hand, shields dedicated to pipe laying and mountain tunnels have become longer distances (for example, 10 km or more) in recent years, and in order to transport air mortar into the tunnel, it is necessary to install a multistage relay facility.
Therefore, there is a problem from the viewpoint of the quality deterioration of air mortar due to passing through a large number of relay facilities and the cost related to transportation.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エアモルタルを用いて長距離トンネル内の間隙を効率良く中詰めすることのできるトンネル内の間隙中詰め方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a gap filling method in a tunnel capable of efficiently filling a gap in a long distance tunnel using an air mortar. With the goal.

本発明に係るトンネル内の間隙中詰め方法は、エアモルタルを用いてトンネル内の間隙を中詰めする方法であって、前記トンネル外でモルタルを製造して前記トンネル内に圧送するモルタル圧送ステップと、前記トンネル内で気泡を生成するステップと、前記トンネル内に圧送されたモルタルに前記トンネル内で生成された気泡を混合して前記トンネル内でエアモルタルを製造するエアモルタル製造ステップと、前記エアモルタルを用いて前記間隙を中詰めするステップと、を有するものである。   A gap filling method in a tunnel according to the present invention is a method of filling a gap in a tunnel using air mortar, and a mortar pumping step of manufacturing mortar outside the tunnel and pumping it into the tunnel; Generating air bubbles in the tunnel; mixing air bubbles generated in the tunnel into mortar pumped into the tunnel to produce air mortar in the tunnel; and the air Filling the gap with mortar.

本発明に係るトンネル内の間隙中詰め方法によれば、モルタルをトンネル外で製造してトンネル内に圧送し、トンネル内でエアモルタルを製造して中詰めを実施するので、エアモルタルを長距離輸送する必要がなく、エアモルタルの品質や輸送コストの観点から有利である。   According to the gap filling method in the tunnel according to the present invention, the mortar is manufactured outside the tunnel and is pumped into the tunnel, and the air mortar is manufactured in the tunnel and the filling is performed. There is no need for transportation, which is advantageous in terms of air mortar quality and transportation costs.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るトンネル内の間隙中詰め方法を実施する様子を示す図である。ここでは、シールド工法を用いたトンネル施工において、本実施の形態1に係るトンネル内の間隙中詰め方法を実施する場合を例にする。なお、シールドの径が小さく、シールド内に大型の機材を設置することができる程度のスペースが存在しない環境を想定する。
図1の上図は地上設備に設置される各機材、下図はシールド内に設置される各機材の配置と接続関係を示す。以下、図1に示す各機材等について説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a state in which a gap filling method in a tunnel according to Embodiment 1 of the present invention is performed. Here, in the tunnel construction using the shield method, a case where the gap filling method in the tunnel according to the first embodiment is performed is taken as an example. It is assumed that the shield has a small diameter and does not have enough space to install large equipment in the shield.
The upper diagram of FIG. 1 shows the arrangement and connection relationship of each equipment installed in the ground equipment, and the lower diagram shows each equipment installed in the shield. Hereinafter, each equipment shown in FIG. 1 will be described.

モルタルミキサー10は、高炉セメント11、細骨材12、混練水13を自動計量・混合してモルタル14を製造する。
圧送ポンプ20は、モルタルミキサー10が製造したモルタル14を、圧送管30を介してトンネル内のミキシング装置100へ圧送する。圧送管30の長さは、モルタルミキサー10とミキシング装置100の距離に応じて定められる(例えば数km)。
モルタルはエアモルタルと異なり非圧縮性のため、圧送ポンプはピストンポンプやモーノポンプが好適である。
なお、圧送管30端末に流量調整弁を設け、ミキシング装置100へのモルタル流入量を調整してもよい。
The mortar mixer 10 produces mortar 14 by automatically measuring and mixing blast furnace cement 11, fine aggregate 12, and kneaded water 13.
The pressure feed pump 20 pressure-feeds the mortar 14 manufactured by the mortar mixer 10 to the mixing device 100 in the tunnel via the pressure feed pipe 30. The length of the pressure feeding pipe 30 is determined according to the distance between the mortar mixer 10 and the mixing apparatus 100 (for example, several km).
Since the mortar is incompressible unlike the air mortar, a piston pump or a mono pump is suitable for the pump.
Note that a flow rate adjusting valve may be provided at the terminal of the pressure feeding pipe 30 to adjust the amount of mortar flowing into the mixing device 100.

気泡を生成するための希釈液43は、地上設備において起泡剤41と希釈水42を混合することで製造される。希釈倍率は、起泡剤の種類により20〜100倍に設定されている。
圧送ポンプ50は、地上設備で製造された希釈液43を、圧送管70を介してトンネル内の発泡筒90に圧送する。
圧送管70の大きさは、希釈液43の圧送量が少ないことより例えば1インチ管のような小径管を用いる。また、圧送管70の長さは、希釈液43の製造場所と発泡筒90の距離に応じて定められる(例えば数km)。
Dilution liquid 43 for generating bubbles is manufactured by mixing foaming agent 41 and dilution water 42 in the ground facility. The dilution factor is set to 20 to 100 times depending on the type of foaming agent.
The pressure-feed pump 50 pressure-feeds the diluent 43 manufactured by the ground facility to the foam cylinder 90 in the tunnel via the pressure-feed pipe 70.
For the size of the pressure feeding pipe 70, a small diameter pipe such as a 1 inch pipe is used because the amount of the diluent 43 fed is small. In addition, the length of the pressure feeding pipe 70 is determined according to the distance between the manufacturing location of the diluent 43 and the foamed cylinder 90 (for example, several km).

コンプレッサー60は、圧送エアホース80で発泡筒90と接続され、発泡筒90に圧縮空気を供給する圧縮機である。圧送エアホース80の長さは、コンプレッサー60と発泡筒90の距離に応じて定められる(例えば数km)。
発泡筒90は、コンプレッサー60より供給される圧縮空気を用いて希釈液43を発泡させ、生じた気泡をミキシング装置100に供給する。
ミキシング装置100は、圧送管30から供給されるモルタル14と、発泡筒90から供給される気泡とを混合し、エアモルタルを製造する。
例えば、図示したミキシング装置100は圧送管30の終点近傍で圧送管30と直結するもので、大きさはモルタル圧送管30と同径以上であり、モルタルと気泡を合流させ、モルタルの流動を利用して混合攪拌するものであり、ミキシング装置100の終点には充填ホース110を取り付けてエアモルタルを所定の位置に充填する。
The compressor 60 is a compressor that is connected to the foam cylinder 90 by a pressure-feed air hose 80 and supplies compressed air to the foam cylinder 90. The length of the pressure air hose 80 is determined according to the distance between the compressor 60 and the foamed cylinder 90 (for example, several km).
The foaming cylinder 90 foams the diluent 43 using compressed air supplied from the compressor 60 and supplies the generated bubbles to the mixing device 100.
The mixing apparatus 100 manufactures an air mortar by mixing the mortar 14 supplied from the pressure feeding tube 30 and the bubbles supplied from the foaming cylinder 90.
For example, the illustrated mixing apparatus 100 is directly connected to the pressure feeding pipe 30 in the vicinity of the end point of the pressure feeding pipe 30, and the size is equal to or larger than the diameter of the mortar pressure feeding pipe 30, and the mortar and bubbles are merged to use the flow of the mortar. The mixing hose 110 is attached to the end point of the mixing apparatus 100 to fill the air mortar at a predetermined position.

モルタルミキサー10、圧送ポンプ20と50、およびコンプレッサー60は、地上設備に設置される。発泡筒90およびミキシング装置100は、シールド内の充填位置近傍に設置される。   The mortar mixer 10, the pressure pumps 20 and 50, and the compressor 60 are installed in the ground facility. The foam cylinder 90 and the mixing apparatus 100 are installed near the filling position in the shield.

本発明における「製造手段」は、発泡筒90およびミキシング装置100がこれに相当する。製造手段の構成はこれに限られるものではなく、エアモルタルを製造することができる手段であれば、任意の構成とすることができる。
ただし、シールド内の空間が狭溢である場合には、発泡筒90およびミキシング装置100のように比較的小型の装置のみを分離してシールド内に設置し、残りの必要な構成はシールド外に設置することが好ましい。
The “manufacturing means” in the present invention corresponds to the foamed cylinder 90 and the mixing apparatus 100. The configuration of the manufacturing means is not limited to this, and any configuration can be used as long as it can manufacture air mortar.
However, when the space in the shield is narrow, only relatively small devices such as the foam cylinder 90 and the mixing device 100 are separated and installed in the shield, and the remaining necessary components are outside the shield. It is preferable to install.

以上、図1に示す各機材の役割と接続関係について説明した。
次に、図1に示す各機材の構成の下、トンネル内の間隙を中詰めする手順を、ステップ(1)〜(6)で説明する。
In the above, the role and connection relationship of each equipment shown in FIG. 1 were demonstrated.
Next, a procedure for filling the gap in the tunnel with the configuration of each equipment shown in FIG. 1 will be described in steps (1) to (6).

(1)地上の作業者は、モルタルミキサー10を用いてモルタル14を製造し、圧送ポンプ20〜圧送管30を介してミキシング装置100に圧送する。モルタル14の粘性は、圧送を要する距離と要求仕様に応じて適宜定める。
(2)地上の作業者は、モルタル14を製造する際に、必要に応じて混和剤を添加し、製造されるモルタル14に流動性と硬化遅延性を付加する。
(1) The worker on the ground manufactures the mortar 14 using the mortar mixer 10 and pumps it to the mixing device 100 via the pumping pump 20 to the pumping tube 30. The viscosity of the mortar 14 is appropriately determined according to the distance that requires pressure feeding and the required specifications.
(2) When the worker on the ground manufactures the mortar 14, an admixture is added as necessary to add fluidity and cure retardance to the manufactured mortar 14.

(3)地上の作業者は、起泡剤41と希釈水42を混合して希釈液43を製造し、圧送ポンプ50〜圧送管70を介して発泡筒90に圧送する。また、必要に応じて圧送ポンプ50と発泡筒90の間に流量調整弁を設け、希釈液の発泡筒90への供給量を調整する。 希釈液43はモルタルと異なり硬化しないため、圧送管70内に貯留することとし、作業終了後の毎日の圧送管70の清掃は行わない。これは、シールド内に希釈液43を貯留するタンクを置くためのスペースを確保しなくてよいようにするためである。 (3) An operator on the ground mixes the foaming agent 41 and the diluting water 42 to produce the diluting solution 43, and pumps it to the foaming cylinder 90 via the pumping pump 50 to the pumping tube 70. Further, if necessary, a flow rate adjusting valve is provided between the pressure pump 50 and the foaming cylinder 90 to adjust the supply amount of the diluent to the foaming cylinder 90. Since the diluent 43 does not harden unlike mortar, it is stored in the pressure feeding tube 70 and the daily pressure feeding tube 70 is not cleaned after the work is completed. This is because it is not necessary to secure a space for placing a tank for storing the diluent 43 in the shield.

(4)地上の作業者は、コンプレッサー60を稼動させて発泡筒90に圧縮空気を供給し、希釈液43をシールド内で発泡させる。発泡筒90から発生した気泡は、ミキシング装置100に供給される。なお、必要に応じてコンプレッサー60と発泡筒90の間にエアレギュレータを設け、圧縮空気の圧力を調整する。 (4) An operator on the ground operates the compressor 60 to supply compressed air to the foaming cylinder 90 and causes the diluent 43 to foam within the shield. Bubbles generated from the foam cylinder 90 are supplied to the mixing apparatus 100. If necessary, an air regulator is provided between the compressor 60 and the foam cylinder 90 to adjust the pressure of the compressed air.

(5)ミキシング装置100は、圧送管30から供給されるモルタル14と、発泡筒90から供給される気泡とを混合し、シールド内でエアモルタルを製造する。
(6)シールド内の作業者は、ミキシング装置100が製造したエアモルタルを打設してシールド内の間隙を中詰めする。
(5) The mixing apparatus 100 mixes the mortar 14 supplied from the pressure feeding tube 30 and the bubbles supplied from the foaming cylinder 90 to produce air mortar in the shield.
(6) An operator in the shield places an air mortar manufactured by the mixing apparatus 100 to fill the gap in the shield.

以上、図1に示す各機材の構成の下、シールド内の間隙を中詰めする手順を説明した。
なお、必要に応じてモルタル14や希釈液43の圧送を中継するための中継ポンプを圧送経路に設けてもよい。
The procedure for filling the gap in the shield with the configuration of each equipment shown in FIG. 1 has been described above.
In addition, you may provide the relay pump for relaying the pumping of the mortar 14 and the dilution liquid 43 in a pumping path as needed.

本発明に係るトンネル内の間隙中詰め方法は、トンネル内の任意の間隙を対象とすることができる。
即ち、大型の機材を設置するだけの空間的余裕がトンネル内になく、トンネルが長距離である等の理由により長距離のモルタル輸送を必要とする環境下における任意の間隙に対して、本発明に係るトンネル内の間隙中詰め方法が奏功する。
The method for filling gaps in a tunnel according to the present invention can target any gap in the tunnel.
That is, the present invention can be applied to any gap in an environment that requires long-distance mortar transportation due to the fact that there is not enough space in the tunnel to install large equipment and the tunnel is long distance. The method for filling the gap in the tunnel according to the above works.

以上のように、本実施の形態1によれば、シールド外でモルタル14と希釈液43を製造してシールド内に圧送し、シールド内で発泡筒90を用いて気泡を生成し、ミキシング装置100を用いてモルタル14と気泡を混合してエアモルタルを製造する。
そのため、エアモルタルをシールド内に圧送する必要がなく、エアモルタルと比較して低粘性かつ非圧縮性のモルタルをシールド内に圧送すればよいので、エアモルタルを圧送する場合と比較して長距離の輸送が可能である。
As described above, according to the first embodiment, the mortar 14 and the dilution liquid 43 are manufactured outside the shield and are pumped into the shield, and bubbles are generated using the foaming cylinder 90 inside the shield. The mortar 14 and air bubbles are mixed using an air to produce an air mortar.
Therefore, it is not necessary to pump air mortar into the shield, and it is only necessary to pump low-viscosity and incompressible mortar into the shield compared to air mortar, so it is longer than when air mortar is pumped. Can be transported.

また、本実施の形態1によれば、シールド内でエアモルタルを製造するので、エアモルタルを長距離輸送する場合と比較して、輸送に伴いエアが消泡してエアモルタルの品質が低下する懸念がなく、品質の安定したエアモルタルを用いて中詰めを行うことができる。   Moreover, according to this Embodiment 1, since air mortar is manufactured in a shield, compared with the case where air mortar is transported for a long distance, air defoams with transportation and the quality of air mortar falls. There is no concern, and filling can be performed using air mortar with stable quality.

また、本実施の形態1によれば、モルタル14を圧送してシールド内で気泡を混合するので、モルタル14そのものの圧送量は少なくて済む。
即ち、エアモルタルは例えば体積の半分程度が気泡であるので、同量のエアモルタルを打設地点に輸送する場合でも、エアモルタルそのものを輸送する場合と、モルタル14を輸送して打設地点近傍でエアモルタルを製造する場合とでは、モルタルの輸送量を半分程度に抑えることができる。
したがって、シールド内でエアモルタルを製造する方が、より効率的にエアモルタルを打設地点へ届けることができ、同時間内でより大量の打設作業を実施することができる。
Further, according to the first embodiment, since the mortar 14 is pumped and bubbles are mixed in the shield, the pumping amount of the mortar 14 itself can be small.
That is, since air mortar is, for example, about half of the volume of air bubbles, even when the same amount of air mortar is transported to the placement point, the air mortar itself is transported, and the mortar 14 is transported and the vicinity of the placement point. In the case of producing air mortar, the transport amount of mortar can be reduced to about half.
Therefore, if the air mortar is manufactured in the shield, the air mortar can be more efficiently delivered to the placement point, and a larger amount of placement work can be performed within the same time.

また、本実施の形態1によれば、コンプレッサー60をシールド外に設置して発泡筒90と接続しているので、シールド内の空間が狭溢でコンプレッサー60を設置する空間的余裕がない場合でも、支障なくエアモルタルを製造して中詰め作業を実施することができる。   Further, according to the first embodiment, since the compressor 60 is installed outside the shield and connected to the foamed cylinder 90, even when the space in the shield is narrow and there is no room to install the compressor 60, The air mortar can be manufactured without any hindrance and the filling operation can be carried out.

実施の形態2.
実施の形態1では、コンプレッサー60をシールド外に設置して発泡筒90と接続した例を説明したが、コンプレッサー60を十分に小型化できる場合や、シールド内に空間的余裕がある場合には、コンプレッサー60をシールド内に設置してもよい。
この場合でも、エアモルタルをシールド外からシールド内に圧送する必要がない点で、実施の形態1と同様の効果を発揮することができる。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the example in which the compressor 60 is installed outside the shield and connected to the foamed cylinder 90 has been described. However, when the compressor 60 can be sufficiently downsized, or when there is a space in the shield, The compressor 60 may be installed in the shield.
Even in this case, the same effect as in the first embodiment can be exhibited in that it is not necessary to pump the air mortar from the outside of the shield into the shield.

実施の形態1〜2では、モルタル14を地上設備で製造してシールド内に圧送することを説明した。モルタル14は、エアモルタルよりも低粘性であり、長距離の輸送に適しているが、モルタル14を製造する際の配合を工夫することにより、モルタル14そのものの輸送可能距離を長くすることができる。
そこで、本発明の実施例では、モルタル14の最適な配合について実証した結果を説明する。
In the first and second embodiments, it has been described that the mortar 14 is manufactured with ground equipment and is pumped into the shield. The mortar 14 has a lower viscosity than the air mortar and is suitable for long-distance transportation. However, the transportable distance of the mortar 14 itself can be increased by devising the formulation when producing the mortar 14. .
Therefore, in the examples of the present invention, the results of demonstrating the optimum blending of the mortar 14 will be described.

まず、シールド内間隙の中詰めに用いるエアモルタルに必要な条件として、以下の(1)〜(6)を設定した。以下、各条件とその理由について説明する。   First, the following (1) to (6) were set as conditions necessary for air mortar used for filling the gap in the shield. Hereinafter, each condition and its reason will be described.

(1)再掘削可能な強度:圧縮強度q=5kg/cm2以下
将来、再掘削が必要となった場合、固まったエアモルタルを取り除く際に、掘削し易いように一軸圧縮強度を定めた。また、エアモルタルを打設する目的は配管の保護であるため、エアモルタル自体に大きな強度は不要である。そこで、上述の通り強度を定めることとした。
(1) Strength capable of re-digging: Compressive strength q = 5 kg / cm 2 or less When re-digging is required in the future, the uniaxial compressive strength was determined so as to facilitate excavation when removing the solid air mortar. In addition, since the purpose of placing the air mortar is to protect the piping, the air mortar itself does not require great strength. Therefore, the strength was determined as described above.

(2)ガス検知が可能な透気性を有すること:透気係数k=1.0×10−1cm/sec以上
ガス管とトンネルの間隙を中詰めした後に、万が一ガス管よりガスが漏洩した際に、いち早くガス漏洩を検出することができるように、エアモルタルは通気性を確保しておく必要がある。そのために必要な透気係数として、上述の値を設定した。
(2) Gas permeability capable of gas detection: Air permeability coefficient k = 1.0 × 10-1 cm / sec or more When gas leaks from the gas pipe after filling the gap between the gas pipe and the tunnel In addition, the air mortar needs to ensure air permeability so that gas leakage can be detected promptly. The above-mentioned value was set as a necessary air permeability coefficient.

(3)硬化による発熱量を低く抑えること:60℃以下
エアモルタルの硬化発熱温度のピークをPLP被覆鋼管の鋼管面とプラスチックの間のアンダーコートの軟化点である60℃より低い温度に設定してプラスチック被覆のズレを防止する必要がある。また、配管時の鋼管の伸びを抑えることも考慮した。
(3) Keeping the amount of heat generated by curing low: 60 ° C or less The peak of the heat generation temperature of air mortar is set to a temperature lower than 60 ° C, which is the softening point of the undercoat between the steel pipe surface of the PLP coated steel pipe and the plastic. Therefore, it is necessary to prevent the plastic coating from shifting. It was also considered to suppress the elongation of the steel pipe during piping.

(4)導電性を有し、析出物を生じないこと
検出プローブ表面にエレクトロコーティングと呼ばれる電気抵抗の高い析出物が付着した場合には、プローブに電流が流れにくくなり、プローブを用いた電気防食管理に支障をきたす。
そこで、エレクトロコーティングが生成しないようなエアモルタル配合を選定する必要がある。なお、細骨材の中でも、石灰石はエレクトロコーティングが生じやすく、不向きであるとされる。
(4) Conductivity and no generation of precipitates When deposits with high electrical resistance called electrocoating adhere to the surface of the detection probe, it becomes difficult for current to flow through the probe, and anticorrosion using the probe It interferes with management.
Therefore, it is necessary to select an air mortar formulation that does not generate electrocoating. Of the fine aggregates, limestone is likely to be electrocoated and unsuitable.

(5)充填性に優れ、空隙を生じないこと
ブリージング、消泡等が発生しない安定した材料を用いることが好ましいからである。
(6)材料分離が生じないこと
貧配合にならない安定した材料を用いることが好ましいからである。
(5) It is preferable to use a stable material which is excellent in filling property and does not generate voids and does not generate breathing, defoaming and the like.
(6) No material separation occurs because it is preferable to use a stable material that does not result in poor blending.

図2は、上述の条件を満たすモルタル14の配合を実証した結果を示す表である。図2(A)〜(C)は条件を満たした配合、(D)は従来の配合を示す。以下、図2の各配合について説明する。   FIG. 2 is a table showing the results of demonstrating the blending of mortar 14 that satisfies the above-described conditions. 2 (A) to (C) show blends that satisfy the conditions, and (D) shows a conventional blend. Hereinafter, each formulation in FIG. 2 will be described.

従来は、図2(D)の配合を基準配合としてエアモルタルを地上設備で製造し、圧送ポンプでシールド内に圧送していた。エアモルタルの粘性は高いので、1回の圧送で最大1000m程度の圧送が目安であった。これ以上の圧送を行う場合は、中継ポンプを相当数設置する必要があった。   Conventionally, air mortar was manufactured with ground equipment using the formulation shown in FIG. 2D as a reference formulation, and was pumped into the shield with a pump. Since the viscosity of air mortar is high, a maximum pressure of about 1000 m was a standard for one time. When pumping more than this, it was necessary to install a considerable number of relay pumps.

そこで、実施の形態1〜2で説明したようにエアモルタルをシールド内で製造することに加え、モルタルそのものの粘性を低く抑えて圧送可能距離を長くするため、図2(A)〜(C)のモルタル配合を開発した。これらの配合は、上述の条件を全て満足することを確認済みである。   Therefore, in addition to manufacturing the air mortar in the shield as described in the first and second embodiments, the mortar itself has a low viscosity to increase the pumpable distance. A mortar formulation was developed. These formulations have been confirmed to satisfy all of the above conditions.

図2(A)〜(C)の配合では、高炉セメントB種を140〜150kg/m3として硬化発熱温度を抑制する。細骨材は、析出物が生じないようにシリカ系の細骨材を200〜250kg/m3混合する。
空気量は目標55%とし、界面活性剤系の起泡剤を用いる。
長距離圧送を行うため、流動性の維持と硬化遅延性確保の観点から、必要に応じて混和剤を添加する。
2A to 2C, the blast furnace cement type B is set to 140 to 150 kg / m 3 to suppress the heat generation temperature. As for the fine aggregate, 200 to 250 kg / m 3 of silica-based fine aggregate is mixed so that precipitates are not generated.
The amount of air is set to 55%, and a surfactant foaming agent is used.
In order to perform long-distance pumping, an admixture is added as necessary from the viewpoint of maintaining fluidity and ensuring retarding curing.

起泡剤は、希釈倍率100倍、発泡倍率20倍の界面活性剤系を使用したが、希釈倍率、発泡倍率が変わっても、エアモルタルの性状に大きな変化はない。また、動物タンパク系の起泡剤を使っても支障はない。   As the foaming agent, a surfactant system having a dilution ratio of 100 times and an expansion ratio of 20 times was used, but even if the dilution ratio and the expansion ratio were changed, there was no significant change in the properties of the air mortar. There is no problem even if animal protein foaming agents are used.

実施の形態1〜2で説明したように、高炉セメント、細骨材、混練水、混和剤のみを地上設備で混合攪拌してモルタル14を製造し、シールド内の打設位置近傍に設置されたミキシング装置100に圧送する。
また、希釈液43を発泡させてミキシング装置100に供給する。
ミキシング装置100は、モルタル14と気泡を混合してエアモルタルを製造する。
As explained in the first and second embodiments, only blast furnace cement, fine aggregate, kneaded water, and admixture were mixed and stirred with ground equipment to produce mortar 14, which was installed in the vicinity of the placement position in the shield. Pumped to the mixing device 100.
Further, the diluent 43 is foamed and supplied to the mixing apparatus 100.
The mixing apparatus 100 manufactures an air mortar by mixing the mortar 14 and bubbles.

図2(A)〜(C)の配合のモルタル14の流動性は高く、2000m×2B管×200リットル/minの圧送圧力は約P=8kg/cm2前後で、モルタルの物性値も安定していることを実験により確認した。このことより、圧送圧力の観点からは3000mの圧送も可能である。   The fluidity of the mortar 14 having the composition shown in FIGS. 2A to 2C is high, and the pressure of 2000 m × 2B tube × 200 liter / min is about P = 8 kg / cm 2, and the physical property value of the mortar is also stable. It was confirmed by experiment. From this, 3000 m can be pumped from the viewpoint of pumping pressure.

以上、本発明の実施例では、流動性の高いモルタル14の配合の実証結果を説明した。   As mentioned above, the Example of this invention demonstrated the verification result of the mixing | blending of the mortar 14 with high fluidity | liquidity.

実施の形態1に係るトンネル内の間隙中詰め方法を実施する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the gap filling method in the tunnel which concerns on Embodiment 1 is implemented. 所定の条件を満たすモルタル14の配合を実証した結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of having verified the mixing | blending of the mortar 14 which satisfy | fills a predetermined condition.

符号の説明Explanation of symbols

10 モルタルミキサー、11 高炉セメント、12 細骨材、13 混練水、14 モルタル、20 圧送ポンプ、30 圧送管、41 起泡剤、42 希釈水、43 希釈液、50 圧送ポンプ、60 コンプレッサー、70 圧送管、80 圧送エアホース、90 発泡筒、100 ミキシング装置、110 充填ホース。   10 Mortar mixer, 11 Blast furnace cement, 12 Fine aggregate, 13 Kneaded water, 14 Mortar, 20 Pressure feed pump, 30 Pressure feed pipe, 41 Foaming agent, 42 Dilution water, 43 Diluent, 50 Pressure feed pump, 60 Compressor, 70 Pressure feed Pipe, 80 pressure air hose, 90 foam cylinder, 100 mixing device, 110 filling hose.

Claims (3)

エアモルタルを用いてトンネル内の間隙を中詰めする方法であって、
前記トンネル外でモルタルを製造して前記トンネル内に圧送するモルタル圧送ステップと、
前記トンネル内で気泡を生成するステップと、
前記トンネル内に圧送されたモルタルに前記トンネル内で生成された気泡を混合して前記トンネル内でエアモルタルを製造するエアモルタル製造ステップと、
前記エアモルタルを用いて前記間隙を中詰めするステップと、
を有することを特徴とするトンネル内の間隙中詰め方法。
A method of filling a gap in a tunnel using air mortar,
A mortar pumping step for producing mortar outside the tunnel and pumping it into the tunnel;
Generating bubbles in the tunnel;
An air mortar production step for producing air mortar in the tunnel by mixing bubbles generated in the tunnel with mortar pumped into the tunnel;
Filling the gap with the air mortar;
A method for filling a gap in a tunnel, comprising:
前記気泡を前記モルタルに混合してエアモルタルを製造するための製造手段を前記トンネル内に配設しておき、
前記モルタル圧送ステップでは、前記モルタルを前記製造手段に圧送し、
前記エアモルタル製造ステップは、
前記気泡を生成するための希釈液を前記製造手段に圧送するステップと、
前記希釈液に圧縮空気を供給して気泡を生成し前記製造手段を用いて前記モルタルに混合してエアモルタルを製造するステップと、
を有することを特徴とする請求項1記載のトンネル内の間隙中詰め方法。
Production means for producing air mortar by mixing the bubbles with the mortar is disposed in the tunnel,
In the mortar pumping step, the mortar is pumped to the manufacturing means,
The air mortar manufacturing step includes:
Pumping a diluent for generating the bubbles to the manufacturing means;
Supplying compressed air to the diluent to produce bubbles and mixing with the mortar using the manufacturing means to produce an air mortar;
The method for filling a gap in a tunnel according to claim 1, comprising:
圧縮空気を供給する圧縮機を前記トンネル外に配設しておき、
前記圧縮機と前記製造手段をエアホースで接続して前記製造手段に圧縮空気を供給することで前記希釈液を前記トンネル内で発泡させる
ことを特徴とする請求項2記載のトンネル内の間隙中詰め方法。
A compressor for supplying compressed air is disposed outside the tunnel,
3. The gap filling in the tunnel according to claim 2, wherein the compressor and the manufacturing means are connected by an air hose, and compressed air is supplied to the manufacturing means to foam the diluent in the tunnel. Method.
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