JP2015001109A - 探査孔の形成方法および保護管 - Google Patents

Abstract

【課題】受振感度の低下を抑制することを可能とした探査孔の形成方法および保護管を提案する。
【解決手段】地盤Ｇを削孔して掘削孔２を形成する削孔工程と、掘削孔２に保護管３を挿入する保護管挿入工程と、掘削孔２の孔壁と保護管３の外面との間に充填材４を充填する充填工程とを備える探査孔の形成方法であって、保護管３の先端には貫通孔３４が形成されており、充填工程では保護管３に挿入された注入管５により貫通孔３４から充填材４を注入する。
【選択図】図３

Description

本発明は、探査孔の形成方法および保護管に関する。

トンネル坑内から切羽前方の地山状況を探査することを目的として、トンネルの側壁等に探査孔を形成し、この探査孔内に配設された複数の測定器により地山状況の測定を行う場合がある。

探査孔は、地盤を掘削することにより形成されるが、掘削孔をそのまま（裸孔のまま）使用すると、孔壁が崩落して測定器を設置できない場合がある。
そのため、掘削孔に保護管を設置する探査孔の形成方法が採用されている。

ところが、掘削孔に保護管を挿入するのみで形成された従来の探査孔は、地盤と保護管との密着性が悪い場合がある。地盤と保護管との密着性が悪いと、測定器による受振感度が低下してしまう。

一方、特許文献１には、高精度に探査することが可能な探査孔の作成方法として、地盤に鉛直方向で掘削孔を削孔するとともに内部に孔壁保護袋体を挿入し、掘削孔の下部からセメント混合物を注入し、孔壁保護袋体の内部に水を注入することにより孔壁保護袋体を拡径させて、掘削孔の内壁面に均一な厚さのセメント混合物を配設させる方法が開示されている。

特開２００３−１７１９５０号公報

特許文献１の探査孔の作成方法は、下向きに形成された探査孔に関するものであって、横向きに探査孔を形成する場合には、空気だまりが形成されて、受振感度が低下するおそれがある。

本発明は、前記問題点を解決するものであって、受振感度の低下を抑制することを可能とした探査孔の形成方法および保護管を提案することを課題とする。

このような課題を解決する本発明の探査孔の形成方法は、地盤を削孔して掘削孔を形成する削孔工程と、前記掘削孔に保護管を挿入する保護管挿入工程と、前記掘削孔の孔壁と前記保護管の外面との間に充填材を充填する充填工程とを備えており、前記保護管の先端には貫通孔が形成されており、前記充填工程では、前記保護管に挿入された注入管により前記貫通孔から充填材を注入することを特徴としている。

かかる探査孔の形成方法によれば、掘削孔の底部（深部）から充填材を充填するため、空気だまりが発生しにくく、充填材を密実に充填することができる。そのため、保護管と掘削孔の孔壁との密着性に優れ、受振感度の低下を抑制することができる。
また、保護管により孔壁の崩落が防止されているため、探査孔内への測定器の設置や探査孔からの測定器の回収を容易に行うことができる。

また、本発明の保護管は、掘削孔内に配設されて探査孔の孔壁を保護する保護管であって、管本体と前記管本体の先端に固定された蓋材とを備え、前記蓋材には前記管本体に挿入された注入管の先端を挿入可能な貫通孔が形成されていることを特徴としている。

かかる保護管によれば、保護管の先端の貫通孔に挿入された注入管により、掘削孔の底部から充填材を注入することができる。こうすることで、保護管と掘削孔との隙間に、充填材を密実に充填することができる。

前記貫通孔の内面には雌ネジが形成されているとともに前記注入管の先端部には雄ネジが形成されていて、前記蓋材と前記注入管とが螺合可能であれば、注入管の着脱が容易なため、充填材の注入後に注入管を回転させるのみで注入管を回収することができる。

本発明の探査孔の形成方法および保護管によれば、受振感度の低下を抑制することが可能となる。

本実施形態に係る探査孔を示す縦断面図である。 （ａ）は保護管の一部を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 探査孔の施工状況を示す図であって、（ａ）は削孔工程、（ｂ）は保護管挿入工程、（ｃ）は充填工程、（ｄ）は注入管撤去工程を示し断面図である。

本実施形態の探査孔１は、トンネル坑内から切羽前方の地山状況を探査することを目的として、トンネルの側壁から周辺の地山に向けて延設されている。探査孔１には、図１に示すように、複数の測定器Ｍが配設される。なお、測定器Ｍは、必ずしも複数である必要はない。

探査孔１は、地盤Ｇを削孔することにより形成された掘削孔２内に保護管３を配設することにより形成されている。
掘削孔２と保護管３との間には、充填材４が充填されている。

保護管３は、掘削孔２の孔壁の崩落を抑制する。
保護管３は、図２に示すように、管本体３１と、管本体３１の先端に固定された蓋材３２とを備えている。

管本体３１は、複数の測定器Ｍを設置可能な長さと内径を有している。
管本体３１を構成する材料は限定されないが、本実施形態では塩化ビニール管を使用する。

管本体３１の基端は、図１に示すように、トンネル坑内からの測定器Ｍの挿入や回収が可能となるように、トンネルの坑内側に開口している。

蓋材３２は、合成樹脂製の円柱状部材である。蓋材３２は、図２の（ａ）に示すように、管本体３１の外径と同等の外径を有した大径部分３２ａと、管本体３１の内径と同等の外径を有した小径部分３２ｂとを有しており、断面視凸字状を呈している。

蓋材３２は、小径部分３２ｂを管本体３１の先端に挿入し、大径部分３２ａを管本体３１の先端に係止させた状態で、管本体３１の先端に固定されている。

蓋材３２の管本体３１への固定は、管本体３１の先端に配設された留め具（ビス等）により行う。なお、蓋材３２の管本体３１への固定方法は限定されるものではなく、例えば、接着剤により固定してもよい。

本実施形態では、図２の（ｂ）に示すように、４本の留め具３３が、管本体３１の周方向に対して等間隔で配設されている。各留め具３３は、管本体３１を貫通して、先端が蓋材３２に差し込まれている。

蓋材３２の断面中央には、注入管５（図３参照）の先端を挿入可能な貫通孔３４が形成されている。
貫通孔３４の内面には、図２の（ａ）に示すように、雌ネジが形成されている。

充填材４は、掘削孔２と保護管３との隙間に充填されている。充填材４は、注入管５を介して保護管３の先端から注入する。
充填材４を構成する材料は限定されないが、本実施形態ではモルタルを使用する。

注入管５は、保護管３よりも長く、貫通孔３４の内径と同等の外径を有した金属製の管材（例えば、炭素鋼管）により構成されている。注入管５の先端部５１には、貫通孔３４の雌ネジに螺合する雄ネジが形成されている。
なお、注入管５を構成する材料は限定されない。また、注入管５の貫通孔３４への固定方法も限定されない。

次に、本実施形態の探査孔１の形成方法について説明する。
探査孔１の形成方法は、削孔工程と、保護管挿入工程と、充填工程とを備えている。

削孔工程は、図３の（ａ）に示すように、地盤Ｇを削孔して掘削孔２を形成する工程である。
掘削孔２の削孔は、ボーリングマシンを利用してトンネルの側壁から地盤Ｇに向けて行う。本実施形態では、掘削孔２を水平に形成しているが、掘削孔２の角度は限定されない。また、掘削孔２の内径や深さは、探査範囲や、測定器Ｍの形状寸法、設置数および設置間隔等に応じて適宜設定すればよい。

保護管挿入工程は、図３の（ｂ）に示すように、掘削孔２に保護管３を挿入する工程である。
掘削孔２への保護管３の挿入は、蓋材３２の貫通孔３４に注入管５の先端部５１を螺合させた状態で行う。

保護管３を掘削孔２に挿入したら、図３の（ｃ）に示すように、掘削孔２の孔口の開口部分２１（掘削孔２と保護管３との隙間）を遮水材６により遮蔽する。なお、保護管３は掘削孔２の孔径より小径であるため、掘削孔２の孔壁と保護管３の外面との間には、充填材４を流し込むことが可能な隙間が形成される。また、保護管３は、掘削孔２の底部（深部）と保護管３の先端（蓋材３２の先端面）との間に、充填材４を流し込むことが可能な程度の隙間２２を開けた状態で配置する。

なお、遮水材６には、充填材４の充填時に、掘削孔２内の空気を逃すための空気抜き孔６１が、上部に形成されている。空気抜き孔６１は、遮水材６の上部に形成された溝であってもよいし、遮水材６を貫通する孔であってもよい。
遮水材６を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態ではゴム等の樹脂製の部材により構成する。

充填工程は、図３の（ｃ）に示すように、掘削孔２の孔壁と保護管３の外面との間に充填材４を充填する工程である。

注入管５の基端は、図示しない注入ポンプに連結されている。
充填材４の注入は、注入管５の先端部５１を蓋材３２の貫通孔３４に螺合させた状態で行う。

注入ポンプから注入管５を介して送り込まれた充填材４は、掘削孔２の底部（蓋材３２の貫通孔３４）から掘削孔２内全体に回り込むことで、掘削孔２と保護管３との隙間に充填される。

充填材４の注入は、遮水材６の空気抜き孔６１から、充填材４が排出されるまで行う。
充填材４の注入が完了したら、注入管５の口元（基端）に止水材（図示せず）を詰めて、充填材４の逆流を防止する。

充填材（モルタル）４の硬化が確認されたら、注入管５を回転させて蓋材３２から取り外し、図３（ｄ）に示すように、保護管３から抜き出す。

本実施形態の探査孔１の形成方法によれば、掘削孔２の底部から充填材４を充填するため、空気だまりが発生しにくい。そのため、充填材４を密実に充填することができ、掘削孔２と保護管３との密着性が優れた探査孔１を形成することができる。
ゆえに、本実施形態の探査孔１によれば、受振振動の減衰を低減させることが可能である。

探査孔１は、保護管３により保護されているため、掘削孔２の孔壁の崩落が防止されている。そのため、探査孔１内への測定器Ｍの設置や探査孔１からの測定器Ｍの回収を容易に行うことができる。

探査孔１を利用することで、測定器Ｍによる探査を地中で行うことができるため、地表からのノイズを低減することが可能となり、より、高精度な探査をおこなうことが可能となる。

保護管３の先端に配置した蓋材３２に貫通孔３４が形成されているため、この貫通孔３４を利用することで、掘削孔２の底部からの充填材４の注入が可能となる。
注入管５に雄ネジが形成され、蓋材３２に雌ネジが形成されているため、注入管５の配管および回収が容易である。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、トンネル坑内から形成された探査孔について説明したが、探査孔はトンネル内から形成されるものに限定されない。

また、保護管挿入工程において、注入管を蓋材に固定した状態で保護管を掘削孔に挿入する場合について説明したが、注入管は保護管を掘削孔に挿入してから蓋材に固定してもよい。

また、貫通孔の内面には、必ずしも雌ネジ加工が施されている必要はない。
同様に、注入管の先端部も、必ずしも雄ネジ加工が施されている必要はない。

蓋材には、掘削孔底部と保護管先端との間に隙間を形成するためのスペーサーが突設されていてもよい。
同様に、管本体の側面にも掘削孔の孔壁との間に所望の隙間を確保するためのスペーサーが設けられていてもよい。

１ 探査孔
２ 掘削孔
３ 保護管
３１ 管本体
３２ 蓋材
３２ａ 蓋材（大径部分）
３２ｂ 蓋材（小径部分）
３３ 留め具
３４ 貫通孔
４ 充填材
５ 注入管
５１ 先端部
Ｍ 測定器
Ｇ 地盤

Claims (3)

1. 地盤を削孔して掘削孔を形成する削孔工程と、
   前記掘削孔に保護管を挿入する保護管挿入工程と、
   前記掘削孔の孔壁と前記保護管の外面との間に充填材を充填する充填工程と、を備える探査孔の形成方法であって、
   前記保護管の先端には貫通孔が形成されており、
   前記充填工程では、前記保護管に挿入された注入管により前記貫通孔から充填材を注入することを特徴とする、探査孔の形成方法。
2. 掘削孔内に配設されて探査孔の孔壁を保護する保護管であって、
   管本体と、前記管本体の先端に固定された蓋材と、を備え、
   前記蓋材には、前記管本体に挿入された注入管の先端を挿入可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする、保護管。
3. 前記貫通孔の内面には雌ネジが形成されているとともに、前記注入管の先端部には雄ネジが形成されており、
   前記蓋材と前記注入管とが螺合可能であることを特徴とする、請求項２に記載の保護管。
   

Images