JP2769792B2 - 裏込注入材の注入度合検知装置および検知方法 - Google Patents

裏込注入材の注入度合検知装置および検知方法

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JP2769792B2 JP6262150A JP26215094A JP2769792B2 JP 2769792 B2 JP2769792 B2 JP 2769792B2 JP 6262150 A JP6262150 A JP 6262150A JP 26215094 A JP26215094 A JP 26215094A JP 2769792 B2 JP2769792 B2 JP 2769792B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド工事で構築し
た隧道の裏込注入工、開削等で築造した建屋や立坑の埋
戻し工、ケーソン工の周囲充填工、あるいはニューマチ
ックケーソンの中詰め工等の板状部材の裏面に注入した
スラリー状をなした裏込注入材の注入度合を検出する方
法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばシールド工事において、従来、組
立てたセグメントの裏側に注入した水・セメント系のグ
ラウト材などの裏込注入材の充填度合いを確認するに
は、セグメントに予め設けてある裏込注入孔(グラウト
ホール)を利用して、この裏込注入孔から、2つ割りが
できる試料容器を打ち込み、直接、注入材を採取する方
法が取られていた。
【0003】あるいは、裏込注入孔に圧力計を取り付け
て、注入時の圧力増加をこの圧力計で測定することによ
り、裏込注入材の充填度合いを測定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし試料容器を打ち
込む方法は、裏込注入孔の止水栓を外して行うので、打
込時や引き抜き時に湧水が伴うことがあり、砂層ではあ
まり利用されていなかった。
【0005】また、圧力計による方法は測定対象が圧力
であり、圧力は水や泥水にも伝播するので、かならずし
も注入材がその測定位置になくても圧力増加を生じるこ
とがあり、精度が劣るものである。
【0006】また、前記両方法とも裏込注入孔を利用す
るものであり、測定できる位置がこの裏込注入孔がある
個所に限定されてしまうので平面的に連続した情報が得
られない。
【0007】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、表面側から平面的に連続してリアルタイムにしかも
精度よく検知できる裏込注入材の注入度合検知装置およ
び検知方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、裏込注入材の注入度合検知装置としては、板
状部材の裏込注入材の注入度合いを検知したい個所に貫
通孔を設け、この貫通孔の裏側開口を板状部材の裏側か
ら金属製板で閉塞するとともに、貫通孔内に裏込注入材
の有無を検知する検知手段を設けたこと、および、検知
手段は、金属製板に取り付ける超音波振動子とその反射
波を受ける超音波受信子であること、もしくは、検知手
段は、裏込注入材に予め添加した熱中性子を吸収するト
レーサー物質に対して放射される中性子源と熱中性子の
数をカウントする計数管とを備えた中性子水分計である
ことを要旨とするものである。
【0009】また、裏込注入材の注入度合検知方法とし
ては、板状部材の裏込注入材の注入度合いを検知したい
個所に貫通孔を設け、この貫通孔の裏側開口を板状部材
の外側から金属製板で閉塞するとともに、貫通孔内に裏
込注入材の有無を検知する検知手段を設け、該検知手段
による裏込注入材の有無の検知後は貫通孔内を充填して
補強することを要旨とするものである。
【0010】
【作用】請求項1記載の本発明によれば、貫通孔を閉塞
する金属製板の背面側に空洞が生じる場合には、この空
洞の存在を検知手段が検知し、裏込注入材が充分充填さ
れていないことが判明する。また、検知手段は板状部材
に設けた貫通孔内に設置するので、板状部材の裏側に極
力近づけて設置できる。
【0011】請求項2記載の本発明によれば、検知手段
は超音波振動子により金属製板に振動を与え、この振動
による反射波を超音波受信子で測定することにより裏側
の状況を知ることができる。すなわち、裏側に空洞が存
在する場合には空洞上面において反射波が生じるととも
にその規模により反射波の振幅が異なる。
【0012】請求項3記載の本発明によれば、検知手段
は中性子水分計の中性子源から放出された高速の中性子
は金属製板を通過して裏側の裏込注入材に入り、裏込注
入材中の水素原子に当たり散乱し、熱中性子となり、さ
らにその一部は裏込注入材に添加してあるトレーサーに
吸収される。吸収されなかった熱中性子は散乱を繰返
し、その一部は計数管でカウントされて熱中性子の数
(計測比)が求められる。
【0013】板状部材の裏側は一般に、水、泥水、ある
いは水分を含んだ地盤であり、放出された中性子は水素
原子に当たり散乱し、熱中性子となるので、高い熱中性
子の数が検出される。これに対して、トレーサーを添加
した裏込注入材を注入した場合は、中性子は注入材中の
水素原子に当たり熱中性子に変わると同時に、トレーサ
ーに吸収されて減少する。すなわち、裏込注入材の量、
すなわち、トレーサーの量に比例して熱中性子の数は減
少する。従ってこの数の減少から裏込注入材の注入度合
を検知できる。
【0014】請求項4記載の本発明によれば、請求項1
記載の本発明の作用に加えて、貫通孔を設けることによ
り強度が低下した分を充填して補強することができる。
【0015】
【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図1は本発明の裏込注入材の注入度合検知装
置の第1実施例を示す縦断側面図で、図中1は板状部材
としてのシールドセグメントを示す。
【0016】シールド工法により掘削し、板状部材でセ
グメント1を組立てその裏面側の地山2との間に裏込注
入材3を注入するトンネルの施工において、セグメント
1には裏込注入材の注入度合いを検知したい個所に貫通
孔4を設けた。この貫通孔4は裏込注入材3の注入孔と
は別のものとして適宜間隔で設ける。
【0017】この貫通孔4の裏側開口をセグメント1の
裏側から鉄系材料の板すなわち鋼板5等で閉塞する。こ
の鋼板5は50×50mmの四角形もしくは直径50mm程度の円
形で、厚さ数mm〜十数mm程度の大きさのものである。
【0018】前記セグメント1の材質は鉄筋コンクリー
ト製もしくは鋼製もしくは、コンクリートと鋼の複合構
造であるが、コンクリート製のセグメント1では鋼板5
は埋込み設置し、鋼製のセグメント1では溶接などで取
り付ける。
【0019】そして、裏込注入材3の有無を検知する検
知手段を前記貫通孔4内に設けるが、この検知手段は鋼
板5に取り付ける超音波振動子6とその反射波を受ける
超音波受信子7からなるものとし、これら超音波振動子
6と超音波受信子7は計測器本体8に接続する。
【0020】裏込注入材3を注入した後で、超音波振動
子6により鋼板5に振動を与え、この振動による反射波
を超音波受信子7で測定する。
【0021】図2、図3に計測器本体8で表示される計
測波を示すと、図2は裏込注入材3の充填状況が良好で
空隙12がない場合、図3は裏込注入材3の未充填部分で
ある空隙12がある場合で、裏側に空隙12が存在する場合
にはこの空隙12の上面において反射波が生じるとともに
その規模により反射波の振幅が異なるものとなる。
【0022】計測後は超音波振動子6と超音波受信子7
を撤去し、このセグメント1の貫通孔4としてくり抜い
た部分は、構造物の強度を低下させることになるため、
必要に応じ、他の材料を充填して補強する。
【0023】図4は本発明の第2実施例を示すもので、
セグメント1には裏込注入材の注入度合いを検知したい
個所に貫通孔4を設け、この貫通孔4の裏側開口をセグ
メント1の裏側から鉄系材料の板すなわち鋼板5等で閉
塞する点は前記実施例と同じであるが、この貫通孔4内
に設ける裏込注入材3の有無を検知する検知手段は、裏
込注入材3に予め添加した熱中性子を吸収するトレーサ
ー物質に対して放射される中性子源9と熱中性子の数を
カウントする計数管10とを備えた中性子水分計11である
とした。
【0024】前記中性子水分計11の中性子源9から放出
された高速の中性子は鋼板5を通過して裏側の裏込注入
材3に入り、裏込注入材3中の水素原子に当たり散乱
し、熱中性子となり、さらにその一部は裏込注入材3に
添加してあるトレーサーに吸収される。
【0025】吸収されなかった熱中性子は散乱を繰返
し、その一部は計数管11でカウントされて熱中性子の数
(計測比)が求められる。
【0026】セグメント1の裏側は一般に、水、泥水、
あるいは水分を含んだ地盤であり、放出された中性子は
水素原子に当たり散乱し、熱中性子となるので、高い熱
中性子の数が検出される。これに対して、トレーサーを
添加した裏込注入材を注入した場合は、中性子は注入材
中の水素原子に当たり熱中性子に変わると同時に、トレ
ーサーに吸収されて減少する。すなわち、裏込注入材3
の量、すなわち、トレーサーの量に比例して熱中性子の
数は減少する。従ってこの数の減少から裏込注入材3の
注入度合を検知できる。
【0027】裏込注入材の注入に先立ちバックグランド
の熱中性子の数すなわち計測比を測定しておき、注入後
の計数比との差から、その注入度合をより一層正確に検
出できる。
【0028】計測後は中性子水分計11を撤去し、貫通孔
4に他の材料を充填して補強する点は前記第1実施例と
同様である。
【0029】なお、前記実施例はシールド工事で構築し
た隧道の裏込注入工として板状部材がセグメントの場合
について説明したが、開削等で築造した建屋や立坑の埋
戻し工やケーソン工の周囲充填工、あるいはニューマチ
ックケーソンの中詰め工等で、板状部材の裏面に注入し
たスラリー状をなした裏込注入材の注入度合を検出する
場合にも適用できるものである。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように本発明の裏込注入材の
注入度合検知装置および検知方法は、板状部材の表面側
から平面的に連続してリアルタイムにしかも精度よく検
知できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の裏込注入材の注入度合検知装置の第1
実施例を示す縦断側面図である。
【図2】計測器本体で表示される計測波の1例を示す波
形図である。
【図3】計測器本体で表示される計測波の他例を示す波
形図である。
【図4】本発明の裏込注入材の注入度合検知装置の第2
実施例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
1…セグメント 2…地山 3…裏込注入材 4…貫通孔 5…鋼板 6…超音波振動
子 7…超音波受信子 8…計測器本体 9…中性子源 10…計数管 11…中性子水分計 12…空隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 浩司 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−37331(JP,A) 特開 昭60−49260(JP,A) 実開 平4−130398(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 11/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板状部材の裏込注入材の注入度合いを検
    知したい個所に貫通孔を設け、この貫通孔の裏側開口を
    板状部材の裏側から金属製板で閉塞するとともに、貫通
    孔内に裏込注入材の有無を非接触で検知する検知手段を
    設けたことを特徴とする裏込注入材の注入度合検知装
    置。
  2. 【請求項2】 検知手段は、金属製板に取り付ける超音
    波振動子とその反射波を受ける超音波受信子である請求
    項1記載の裏込注入材の注入度合検知装置。
  3. 【請求項3】 検知手段は、裏込注入材に予め添加した
    熱中性子を吸収するトレーサー物質に対して放射される
    中性子源と熱中性子の数をカウントする計数管とを備え
    た中性子水分計である請求項1記載の裏込注入材の注入
    度合検知装置。
  4. 【請求項4】 板状部材の裏込注入材の注入度合いを検
    知したい個所に貫通孔を設け、この貫通孔の裏側開口を
    板状部材の外側から金属製板で閉塞するとともに、貫通
    孔内に裏込注入材の有無を非接触で検知する検知手段を
    設け、該検知手段による裏込注入材の有無の検知後は貫
    通孔内を充填して補強することを特徴とした裏込注入材
    の注入度合検知方法。
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