JP2016169516A - Back-filling material for segment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セグメントの裏込め材に関するものである。 The present invention relates to a segment backfill material.
一般に、シールドトンネル工事において、地中拡幅部等の防護工として凍結工法を採用することがある。凍結工法は、地盤内に冷媒を供給することで、地中の水を凍結させて凍結地盤を作り、地盤の止水性等を向上させるものである。 In general, in shield tunnel construction, a freezing method may be employed as a protective work for the underground widening portion or the like. In the freezing method, a coolant is supplied into the ground to freeze the underground water to create a frozen ground, thereby improving the water stoppage of the ground.
シールド掘削機の後方で構築されるセグメントには、凍結地盤から凍結膨張圧が作用する。このため、凍結地盤とセグメントとの間に裏込め材を注入することにより、セグメントを補強したり、凍結膨張圧を低減したりする技術が知られている(下記特許文献1参照)。
このような裏込め材としては、例えば、セメントと、水と、AE減水剤と、増粘剤とを、水・セメント比が30〜60%になるように、配合したものが使用されている。
The segment constructed behind the shield excavator is subjected to freezing expansion pressure from the frozen ground. For this reason, a technique for reinforcing a segment or reducing a freezing expansion pressure by injecting a backfilling material between the frozen ground and the segment is known (see
As such a backfilling material, for example, a mixture of cement, water, an AE water reducing agent, and a thickener so that the water / cement ratio is 30 to 60% is used. .
しかしながら、上記の特許文献1に記載のような裏込め材は、0℃以下の凍結地盤ではセメントの水和反応で生じる余剰水分がアイスレンズ状に凍結してしまうため、裏込め材の強度が低下してしまうという問題点がある。一方、強度低下の要因である余剰水分を削減するために水・セメント比を下げると、裏込め材の粘性が増大するため、裏込め材の注入の際にポンプでの圧送が困難になるという問題点がある。
However, the backfill material as described in the above-mentioned
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、適切な粘性を確保しつつ、凍結土に対する強度の大きいセグメントの裏込め材を提供する。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a segment backing material having a high strength against frozen soil while ensuring an appropriate viscosity.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るセグメントの裏込め材は、凍結土とセグメントとの間に配置される裏込め材であって、セメントと、水と、尿素とを混合してなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the segment backing material according to the present invention is a backing material disposed between the frozen soil and the segment, and is characterized by mixing cement, water, and urea.
本発明のセグメントの裏込め材は、凍結土とセグメントとの間に配置され、セメントと、水と、尿素とを混合して構成されている。よって、一般的な尿素を加えない裏込め材と比較して、本発明では尿素を加えたことにより、加えた尿素に相当する分の水の体積を減らすことができる。つまり、水の一部を尿素に置換することで、裏込め材の強度を増大させることができる。また、尿素を加えても、尿素を加えない場合と比較して粘性係数がほとんど変化しないため、適切な粘性を確保とすることができる。 The segment backing material of the present invention is disposed between the frozen soil and the segment, and is configured by mixing cement, water, and urea. Therefore, as compared with a general backfilling material to which no urea is added, in the present invention, by adding urea, the volume of water corresponding to the added urea can be reduced. That is, the strength of the backfilling material can be increased by replacing part of the water with urea. In addition, even when urea is added, the viscosity coefficient hardly changes compared to the case where urea is not added, so that appropriate viscosity can be ensured.
また、本発明に係るセグメントの裏込め材では、前記尿素の容積が、下記の条件式(1)を満たすように設定されていることが好ましい。
W1:尿素を配合しない場合の裏込め材における水の容積
C1:セメントの容積
W2:本発明の裏込め材において、ポンプでの圧送可能な粘性を確保できる水の最低限の容積
B2:本発明の裏込め材における尿素の容積
In the segment backfill material according to the present invention, it is preferable that the volume of the urea is set so as to satisfy the following conditional expression (1).
W1: Volume of water in the backfilling material when urea is not blended C1: Cement volume W2: Minimum volume of water B2 that can ensure viscosity that can be pumped by the pump in the backfilling material of the present invention B2: Present invention Volume of urea in backfill materials
このように構成されたセグメントの裏込め材では、水の容積は、ポンプでの圧送可能な粘性を確保できる量とされている。よって、一般的な尿素を加えない裏込め材の一部を尿素に置換して、粘性を確保しつつ、強度を増大させることができる。 In the backfill material of the segment configured in this way, the volume of water is set to an amount that can ensure viscosity that can be pumped by the pump. Therefore, it is possible to increase the strength while securing viscosity by replacing a part of the general backfilling material to which urea is not added with urea.
また、本発明に係るセグメントの裏込め材は、珪酸ナトリウムがさらに配合され、ゲル状を呈することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the backfill material of the segment which concerns on this invention is further mix | blended with sodium silicate, and exhibits a gel form.
このように構成されたセグメントの裏込め材に珪酸ナトリウムを配合することにより、注入直後から所定時間の間、裏込め材をゲル状に保持することができるとともに、固化時間を短縮することができ、施工性を向上することができる。 By blending sodium silicate into the backfill material of the segment thus configured, the backfill material can be held in a gel state for a predetermined time immediately after injection, and the solidification time can be shortened. The workability can be improved.
本発明に係るセグメントの裏込め材によれば、適切な粘性を確保しつつ、凍結土に対する強度の大きくすることができる。 According to the segment backing material according to the present invention, it is possible to increase the strength against the frozen soil while ensuring an appropriate viscosity.
本発明の一実施形態に係るセグメントの裏込め材について説明する。
図1に示すように、裏込め材(セグメントの裏込め材)1は、凍結土2と、シールド掘進機(不図示。以下同じ。)の後方で構築されるセグメント3との間の隙間Sに注入して配置されるものである。この裏込め材1は、シールド掘進機の後部に設けられたセグメント3に設けられた注入管(不図示)等から隙間Sに注入される。
A segment backfill material according to an embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a backfill material (segment backfill material) 1 is a gap S between a frozen soil 2 and a segment 3 constructed behind a shield machine (not shown; the same applies hereinafter). It is arranged by being injected. The
裏込め材1は、セメントと、水と、尿素とが混合されて構成されている。
配合する尿素量は、以下の方法により算出する。
まず、尿素を配合しない場合を想定して、必要な強度を実現する水・セメント比を例えば30〜60%の所定値に決定する。これに基づいて水量(容積W1)、セメント量(容積C1)をそれぞれ算出する。
次に、ポンプでの圧送可能な粘性を確保できる最低限の水量(容積W2)を決定する。本実施形態の(尿素が配合された)裏込め材1におけるセメント量を上記の(容積C1)とし、水量を上記の(容積W2)とする。そして、下記の式(2)に示すように、セメント量(容積C1)に対する水量(容積W2)と尿素量(容積B2)との和の容積比が、(容積C1)に対する(容積W1)の容積比とほぼ同一となるように、配合する尿素量(容積B2)を決定する。
The
The amount of urea to be blended is calculated by the following method.
First, assuming that urea is not blended, the water / cement ratio that achieves the required strength is determined to be a predetermined value of, for example, 30 to 60%. Based on this, the amount of water (volume W1) and the amount of cement (volume C1) are respectively calculated.
Next, a minimum amount of water (volume W2) that can ensure viscosity that can be pumped by the pump is determined. The amount of cement in the backfill material 1 (containing urea) of the present embodiment is defined as the above (volume C1), and the amount of water is defined as the above (volume W2). Then, as shown in the following formula (2), the volume ratio of the sum of the water amount (volume W2) and the urea amount (volume B2) to the cement amount (volume C1) is (volume W1) to (volume C1). The urea amount (volume B2) to be blended is determined so as to be substantially the same as the volume ratio.
(実施例、比較例)
以下に、上記に示す裏込め材1の配合例の実施例と、比較例として尿素を含まない裏込め材の配合例を、表1に示す。
(Examples and comparative examples)
Table 1 shows an example of the blending example of the
表1に示すように、尿素を含まない一般的な裏込め材は、水165kg/m3、セメント352kg/m3、細骨材766kg/m3、粗骨材1037kg/m3で配合されるところ、本発明の実施例である裏込め材は、例えば、水150kg/m3、セメント352kg/m3、尿素20kg/m3、細骨材766kg/m3、粗骨材1037kg/m3で配合されている。このように、尿素を加えたことにより、水量を減らすことができる。 As shown in Table 1, a typical back-filling material containing no urea, water 165 kg / m 3, cement 352 kg / m 3, fine aggregates 766kg / m 3, it is blended with coarse aggregate 1037kg / m 3 where, back-filling material according to an embodiment of the present invention, e.g., water 150 kg / m 3, cement 352 kg / m 3, urea 20 kg / m 3, fine aggregates 766kg / m 3, with coarse aggregate 1037kg / m 3 It is blended. Thus, the amount of water can be reduced by adding urea.
また、固化時間の短縮や注入直後をゲル状とするために、濃度50%以下の珪酸ナトリウムを、注入管の入口(不図示)等で混合しながら注入してもよい。 Further, in order to shorten the solidification time or make the gel immediately after injection, sodium silicate having a concentration of 50% or less may be injected while mixing at the inlet (not shown) of the injection tube.
このように構成されたセグメントの裏込め材1は、凍結土2とセグメント3との間に配置され、セメントと、水と、尿素とを混合して構成されている。水の容積は、ポンプでの圧送可能な粘性を確保できる量とされている。よって、一般的な尿素を加えない裏込め材と比較して、本発明では尿素を加えたことにより、加えた尿素に相当する分の水の体積を減らすことができる。つまり、水の一部を尿素に置換することで、裏込め材1の強度を増大させることができる。また、尿素を加えても、尿素を加えない場合と比較して粘性係数がほとんど変化しないため、良好な粘性を保持することができる。
また、一般的に、AE減水剤の代わりに高性能AE減水剤を使用した場合には、配合する水量を7%程度減水できるが、尿素を用いることによりこれ以上の減水効果がある。
The segment back-filling
In general, when a high-performance AE water reducing agent is used instead of the AE water reducing agent, the amount of water to be blended can be reduced by about 7%, but the use of urea has a further water reducing effect.
また、珪酸ナトリウムが配合されたセグメントの裏込め材1は、注入直後から所定時間の間ゲル状とされているため、固化時間を短縮でき、施工性を向上することができる。
Moreover, since the segment back-filling
なお、上述した実施形態は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The above-described embodiment is an example, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
1…裏込め材(セグメントの裏込め材)
2…凍結土
3…セグメント
1 ... Backfilling material (segment backing material)
2 ... Frozen soil 3 ... Segment
Claims (3)
セメントと、水と、尿素とを混合してなることを特徴とするセグメントの裏込め材。 Backing material placed between the frozen soil and the segment,
A segment backing material characterized by a mixture of cement, water and urea.
前記尿素の容積が、下記の条件式(1)を満たすように設定されていることを特徴とするセグメントの裏込め材。
W1:尿素を配合しない場合の裏込め材における水の容積
C1:セメントの容積
W2:本発明の裏込め材において、ポンプでの圧送可能な粘性を確保できる水の最低限の容積
B2:本発明の裏込め材における尿素の容積 In the segment backing material according to claim 1,
The segment backfill material, wherein the volume of urea is set so as to satisfy the following conditional expression (1).
W1: Volume of water in the backfilling material when urea is not blended C1: Cement volume W2: Minimum volume of water B2 that can ensure viscosity that can be pumped by the pump in the backfilling material of the present invention B2: Present invention Volume of urea in backfill materials
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