JP3071501B2 - 地山補強工法及び地山補強装置 - Google Patents
地山補強工法及び地山補強装置Info
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- JP3071501B2 JP3071501B2 JP3172588A JP17258891A JP3071501B2 JP 3071501 B2 JP3071501 B2 JP 3071501B2 JP 3172588 A JP3172588 A JP 3172588A JP 17258891 A JP17258891 A JP 17258891A JP 3071501 B2 JP3071501 B2 JP 3071501B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、山岳トンネルや都市ト
ンネル、地下坑道等の掘削に際し、軟質地山や軟弱地盤
等で崩落や崩壊、及び地表面沈下等の発生し易いところ
で有効であり、安全性を向上させる地山補強工法及びこ
れに使用される地山補強装置に関するものである。
ンネル、地下坑道等の掘削に際し、軟質地山や軟弱地盤
等で崩落や崩壊、及び地表面沈下等の発生し易いところ
で有効であり、安全性を向上させる地山補強工法及びこ
れに使用される地山補強装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トンネル工等における地山の掘削は、従
来、切羽の掘削断面をいくつかの部分に分割し、各分割
断面の一つ一つを、目視観察しながら経験的な技術によ
って崩落、崩壊を防止しつつ掘削し、支保工を施し、掘
進する施工法が採られており、切羽面から地山の奥深く
まで計画的に安定化対策を講ずる工法は、一般に実施さ
れておらず、特に軟弱な地山では掘削断面上部を矢板又
は浸透圧注入工法等によって補強していた。
来、切羽の掘削断面をいくつかの部分に分割し、各分割
断面の一つ一つを、目視観察しながら経験的な技術によ
って崩落、崩壊を防止しつつ掘削し、支保工を施し、掘
進する施工法が採られており、切羽面から地山の奥深く
まで計画的に安定化対策を講ずる工法は、一般に実施さ
れておらず、特に軟弱な地山では掘削断面上部を矢板又
は浸透圧注入工法等によって補強していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般的な掘削工法で
は、崩落防止や崩壊防止、切羽の安定化対策、地表面沈
下防止、止水対策等が個別的な対応策として実施されて
いたため、掘削から次の掘削までの作業時間をできるだ
け短縮すること以外に安全性を高めるものがなく、掘削
中の地山崩落や崩壊が多発し、坑内作業者には環境心理
的に大きな不安を与えている。
は、崩落防止や崩壊防止、切羽の安定化対策、地表面沈
下防止、止水対策等が個別的な対応策として実施されて
いたため、掘削から次の掘削までの作業時間をできるだ
け短縮すること以外に安全性を高めるものがなく、掘削
中の地山崩落や崩壊が多発し、坑内作業者には環境心理
的に大きな不安を与えている。
【０００４】また、このような地山への個別的な対応工
を行うのは面倒で掘削作業の能率が低下する。浸透圧に
注入工法は、一般的に強度が低く、地山の補強効果判定
が困難であるため、掘削時の安全を確保するため大量の
注入が行われることが多く工費が嵩む。
を行うのは面倒で掘削作業の能率が低下する。浸透圧に
注入工法は、一般的に強度が低く、地山の補強効果判定
が困難であるため、掘削時の安全を確保するため大量の
注入が行われることが多く工費が嵩む。
【０００５】本発明は、トンネル掘削工事における上記
課題を解決するものであって、トンネル等の切羽の天端
や周囲に予め補強パイルを連続造成して掘削作業の安全
性を向上させるための地山補強工法及びこの工法に使用
する地山補強装置を提供することを目的とする。
課題を解決するものであって、トンネル等の切羽の天端
や周囲に予め補強パイルを連続造成して掘削作業の安全
性を向上させるための地山補強工法及びこの工法に使用
する地山補強装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、トンネル等
の掘削断面の周辺に沿って、切羽から掘進方向へ注入孔
を削孔した後、ストレーナとこのストレーナを覆うスリ
ーブとを所定ピッチで設けた補強管、及び側面にストレ
ーナのピッチに合わせて開口を配設し且つ同じピッチで
開口間にパッカを取付けた外管と先端にノズルを設けた
内管とからなり前記補強管内に装着される二重管式の注
入管を、前記注入孔に挿入し、外管へ送水して補強管内
に水を満たしてから、内管へ硬化剤を圧送し、ノズルか
ら地山へ所定量の硬化剤を噴射注入して前記ピッチだけ
内管を引出し、以後硬化剤の噴射注入と内管の引出しと
を交互に繰り返して所定長の注入が終了した後、注入管
を補強管から抜き出すことにより補強管を芯材とし、外
形が凹凸を有する補強パイルを造成して地山を補強す
る。
の掘削断面の周辺に沿って、切羽から掘進方向へ注入孔
を削孔した後、ストレーナとこのストレーナを覆うスリ
ーブとを所定ピッチで設けた補強管、及び側面にストレ
ーナのピッチに合わせて開口を配設し且つ同じピッチで
開口間にパッカを取付けた外管と先端にノズルを設けた
内管とからなり前記補強管内に装着される二重管式の注
入管を、前記注入孔に挿入し、外管へ送水して補強管内
に水を満たしてから、内管へ硬化剤を圧送し、ノズルか
ら地山へ所定量の硬化剤を噴射注入して前記ピッチだけ
内管を引出し、以後硬化剤の噴射注入と内管の引出しと
を交互に繰り返して所定長の注入が終了した後、注入管
を補強管から抜き出すことにより補強管を芯材とし、外
形が凹凸を有する補強パイルを造成して地山を補強す
る。
【０００７】本発明の地山改良装置は、ボーリング駆動
機構を前後進可能に搭載した水平リーダーを、前後及び
左右に傾動し、且つ伸縮可能な位置設定機構で台車上に
支持した掘削装置であって、ボーリング駆動機構が、削
孔用ロッド、ストレーナとこのストレーナを覆うスリー
ブとを所定ピッチで設けた補強管、及び側面に前記スト
レーナのピッチに合わせて開口を配設し、且つ同ピッチ
で開口間にパッカを取付けた外管と、先端にノズルを設
けた内管とからなり、外管に給水管、内管に硬化剤供給
管が接続される二重管式の注入管を装着可能に構成して
いる。
機構を前後進可能に搭載した水平リーダーを、前後及び
左右に傾動し、且つ伸縮可能な位置設定機構で台車上に
支持した掘削装置であって、ボーリング駆動機構が、削
孔用ロッド、ストレーナとこのストレーナを覆うスリー
ブとを所定ピッチで設けた補強管、及び側面に前記スト
レーナのピッチに合わせて開口を配設し、且つ同ピッチ
で開口間にパッカを取付けた外管と、先端にノズルを設
けた内管とからなり、外管に給水管、内管に硬化剤供給
管が接続される二重管式の注入管を装着可能に構成して
いる。
【０００８】
【作用】注入時には、ノズルから噴射された硬化剤は、
注入管の外管側面の開口を通り補強管のストレーナに到
る。そこで硬化剤の圧力によりストレーナを覆うスリー
ブが破壊され、硬化剤は地山へ注入される。このとき、
外管の前後の各開口はパッカで遮断され、後方の補強管
内には水が満たされているので、地山への硬化剤の注入
は、ノズルの位置に対応するストレーナからだけで行わ
れる。従って、内管の所定ピッチの引出しと、硬化剤の
噴射注入を交互に繰返すことにより、ストレーナの位置
が大径となり、ストレーナとストレーナとの中間位置が
小径となって、外形が掘進方向に波形の凹凸を有する補
強パイルが造成される。
注入管の外管側面の開口を通り補強管のストレーナに到
る。そこで硬化剤の圧力によりストレーナを覆うスリー
ブが破壊され、硬化剤は地山へ注入される。このとき、
外管の前後の各開口はパッカで遮断され、後方の補強管
内には水が満たされているので、地山への硬化剤の注入
は、ノズルの位置に対応するストレーナからだけで行わ
れる。従って、内管の所定ピッチの引出しと、硬化剤の
噴射注入を交互に繰返すことにより、ストレーナの位置
が大径となり、ストレーナとストレーナとの中間位置が
小径となって、外形が掘進方向に波形の凹凸を有する補
強パイルが造成される。
【０００９】補強パイルを、トンネル等の掘削断面に沿
って連設することにより、アーチ状の改良体が形成され
掘進方向へ奥深くまで先受け状態となって切羽の安定が
確保され、地山の崩落や崩壊が防止される。この補強パ
イルは、上記形状を有するため、特に軸線方向への地山
の変位に対し、大きな強度が得られる。
って連設することにより、アーチ状の改良体が形成され
掘進方向へ奥深くまで先受け状態となって切羽の安定が
確保され、地山の崩落や崩壊が防止される。この補強パ
イルは、上記形状を有するため、特に軸線方向への地山
の変位に対し、大きな強度が得られる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の地山補強工法の側面図、図２
は、その背面図である。ここで地山補強装置１０は、台
車１１上の前後部に、ユニバーサルジョイント１２とこ
のユニバーサルジョイント１２で前後及び左右に傾動さ
れる油圧シリンダ１３とからなる位置設定機構１４を備
えており、この油圧シリンダ１３の上端で、ボーリング
駆動機構１５を前後進可能に搭載した水平リーダー１６
を支持している。ボーリング駆動機構１５には、内径可
変のチャック（図示略）を内蔵しており、削孔用ロッド
（図示略）、補強管１８、及び注入管１７が装着可能で
ある。台車１１には作業時の安定を図るためのアウトリ
ガ４０と、作業用の移動式足場４１とが設けられてい
る。
は、その背面図である。ここで地山補強装置１０は、台
車１１上の前後部に、ユニバーサルジョイント１２とこ
のユニバーサルジョイント１２で前後及び左右に傾動さ
れる油圧シリンダ１３とからなる位置設定機構１４を備
えており、この油圧シリンダ１３の上端で、ボーリング
駆動機構１５を前後進可能に搭載した水平リーダー１６
を支持している。ボーリング駆動機構１５には、内径可
変のチャック（図示略）を内蔵しており、削孔用ロッド
（図示略）、補強管１８、及び注入管１７が装着可能で
ある。台車１１には作業時の安定を図るためのアウトリ
ガ４０と、作業用の移動式足場４１とが設けられてい
る。
【００１１】補強管１８は、図３，図４に示すように、
ストレーナ２０とこのストレーナ２０を覆うスリーブ２
１とが所定ピッチＰで設けられ、後端にはキャップ１８
０が螺着されている。注入管１７は、外管２２と内管２
３とからなる二重管である。外管２２には、ストレーナ
２０のピッチＰに合わせて開口２４が配設され、且つ同
ピッチＰで開口２４の間に図５に示すパッカ２５が取付
けられている。この外管２２の後端には外管用スイベル
２６を介して給水管２７が接続されている。内管２３の
先端にはノズル２８が設けられており、後端には内管用
スイベル２９を介して硬化剤供給管３０が接続されてい
る。
ストレーナ２０とこのストレーナ２０を覆うスリーブ２
１とが所定ピッチＰで設けられ、後端にはキャップ１８
０が螺着されている。注入管１７は、外管２２と内管２
３とからなる二重管である。外管２２には、ストレーナ
２０のピッチＰに合わせて開口２４が配設され、且つ同
ピッチＰで開口２４の間に図５に示すパッカ２５が取付
けられている。この外管２２の後端には外管用スイベル
２６を介して給水管２７が接続されている。内管２３の
先端にはノズル２８が設けられており、後端には内管用
スイベル２９を介して硬化剤供給管３０が接続されてい
る。
【００１２】注入管１７は、パッカ２５の周縁２５０が
補強管１８の内壁１８１に圧接するように補強管１８内
に装着される。補強管１８のキャップ１８０からは計測
用のゲージ管３１が導出されており、このゲージ管３１
には圧力計３２が接続されている。地山１にトンネルを
掘削する場合、地山の状態によって予め地山改良域を定
め、掘削断面の周辺に沿って切羽面２から掘進方向へ所
定長の注入孔３を削孔し、硬化剤を注入する。
補強管１８の内壁１８１に圧接するように補強管１８内
に装着される。補強管１８のキャップ１８０からは計測
用のゲージ管３１が導出されており、このゲージ管３１
には圧力計３２が接続されている。地山１にトンネルを
掘削する場合、地山の状態によって予め地山改良域を定
め、掘削断面の周辺に沿って切羽面２から掘進方向へ所
定長の注入孔３を削孔し、硬化剤を注入する。
【００１３】削孔時には、台車１１をアウトリガ４０で
固定し、位置設定機構１４で水平リーダー１６を移動さ
せて削孔用ロッドの位置と方向を設定し、ボーリング駆
動機構１５を始動させる。注入孔３の削孔が終了する
と、ボーリング駆動機構１５を後退させて削孔用ロッド
を抜出し、補強管１８と注入管１７とを注入孔３に挿入
する。挿入後、給水管２７から外管用スイベル２６を介
して外管２２内へ送水して補強管１６内に水を満たし、
硬化剤供給管３０から内管用スイベル２９を介して内管
２３へ高圧の硬化剤を供給する。硬化剤はノズル２８か
ら噴射され、外管２２の開口２４を通り、補強管１８の
ストレーナ２０に到る。そこで、硬化剤の圧力によりス
リーブ２１が破壊され、硬化剤は地山１へ注入される。
このとき、パッカ２５により前後の開口間は遮断されて
おり、後方の補強管１８内には水が満たされているの
で、地山１への硬化剤の注入は、ノズル２８の位置に対
応するストレーナ２０からだけで行われる。注入管３の
前端から、内管２３の所定のピッチＰの引出しと、硬化
剤の噴射注入とを交互に繰返し行って、所定長の注入が
終了したら、ボーリング駆動機構１５で注入管１７全体
を注入孔３から抜出す。地山１内には補強管１８を芯材
とし、外形が掘進方向に波形の凹凸を有する補強パイル
Ａが造成される。１回のパイル造成が終わると、位置設
定機構１４で水平リーダー１６を移動させ削孔用ロッド
をボーリング駆動機構１５に装着し、次の注入孔を削孔
後、再び同様にして硬化剤を注入する。このようにして
所定の範囲の補強パイルを連続造成すれば、アーチ状の
補強体を形成することができる。
固定し、位置設定機構１４で水平リーダー１６を移動さ
せて削孔用ロッドの位置と方向を設定し、ボーリング駆
動機構１５を始動させる。注入孔３の削孔が終了する
と、ボーリング駆動機構１５を後退させて削孔用ロッド
を抜出し、補強管１８と注入管１７とを注入孔３に挿入
する。挿入後、給水管２７から外管用スイベル２６を介
して外管２２内へ送水して補強管１６内に水を満たし、
硬化剤供給管３０から内管用スイベル２９を介して内管
２３へ高圧の硬化剤を供給する。硬化剤はノズル２８か
ら噴射され、外管２２の開口２４を通り、補強管１８の
ストレーナ２０に到る。そこで、硬化剤の圧力によりス
リーブ２１が破壊され、硬化剤は地山１へ注入される。
このとき、パッカ２５により前後の開口間は遮断されて
おり、後方の補強管１８内には水が満たされているの
で、地山１への硬化剤の注入は、ノズル２８の位置に対
応するストレーナ２０からだけで行われる。注入管３の
前端から、内管２３の所定のピッチＰの引出しと、硬化
剤の噴射注入とを交互に繰返し行って、所定長の注入が
終了したら、ボーリング駆動機構１５で注入管１７全体
を注入孔３から抜出す。地山１内には補強管１８を芯材
とし、外形が掘進方向に波形の凹凸を有する補強パイル
Ａが造成される。１回のパイル造成が終わると、位置設
定機構１４で水平リーダー１６を移動させ削孔用ロッド
をボーリング駆動機構１５に装着し、次の注入孔を削孔
後、再び同様にして硬化剤を注入する。このようにして
所定の範囲の補強パイルを連続造成すれば、アーチ状の
補強体を形成することができる。
【００１４】硬化剤の圧力や注入量、ストレーナのピッ
チ等は地山の強度や設計条件等により設定される。一般
に硬化剤の注入は、２００〜９００kgf/cm2 で行われる
ので、スリーブはこれより低圧で破壊されるように構成
されている。
チ等は地山の強度や設計条件等により設定される。一般
に硬化剤の注入は、２００〜９００kgf/cm2 で行われる
ので、スリーブはこれより低圧で破壊されるように構成
されている。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の地山補強
工法は、トンネル切羽の天端や周囲に効率的に強度の大
きい補強パイルを造成することにより、切羽から掘進方
向へ奥深くまで先受けする地山補強体を形成することが
でき、切羽を安定化し、崩落や崩壊，出水を防止して安
全性を向上させることができる。
工法は、トンネル切羽の天端や周囲に効率的に強度の大
きい補強パイルを造成することにより、切羽から掘進方
向へ奥深くまで先受けする地山補強体を形成することが
でき、切羽を安定化し、崩落や崩壊，出水を防止して安
全性を向上させることができる。
【００１６】本発明の地山補強装置は、削孔用ロッド、
補強管及び注入管の何れも装着でき、本装置を用いるこ
とにより、補強管を芯材とし、外形が凹凸を有する補強
パイルを容易に造成することができる。
補強管及び注入管の何れも装着でき、本装置を用いるこ
とにより、補強管を芯材とし、外形が凹凸を有する補強
パイルを容易に造成することができる。
【図１】本発明の一実施例の側面図である。
【図２】図１の実施例の背面図である。
【図３】補強管及び注入管の縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】パッカの側面図である。
１ 地山 ２ 切羽 ３ 注入孔 １０ 地山補強装置 １１ 台車 １２ ユニバーサルジョイント １３ 油圧シリンダ １４ 位置設定機構 １５ ボーリング駆動機構 １６ 水平リーダー １７ 注入管 １８ 補強管 ２０ ストレーナ ２１ スリーブ ２２ 外管 ２３ 内管 ２４ 開口 ２５ パッカ ２６ 外管用スイベル ２７ 給水管 ２８ ノズル ２９ 内管用スイベル ３０ 硬化剤供給管 Ａ 補強パイル
Claims (2)
- 【請求項１】 トンネル等の掘削断面の周辺に沿って、
切羽から掘進方向へ注入孔を削孔した後、ストレーナと
該ストレーナを覆うスリーブとを所定ピッチで設けた補
強管、及び側面に前記ストレーナのピッチに合わせて開
口を配設し且つ同じピッチで開口間にパッカを取付けた
外管と先端にノズルを設けた内管とからなり前記補強管
内に装着される二重管式の注入管を、前記注入孔に挿入
し、前記外管へ送水して補強管内に水を満たしてから、
前記内管へ硬化剤を圧送し、ノズルから地山へ所定量の
硬化剤を噴射注入して前記ピッチだけ内管を引出し、以
後硬化剤の噴射注入と内管の引出しとを交互に繰返して
所定長の注入が終了した後、注入管を補強管から抜出す
ことにより補強管を芯材とし、外形が凹凸を有する補強
パイルを造成する地山補強工法。 - 【請求項２】 ボーリング駆動機構を前後進可能に搭載
した水平リーダーを、前後及び左右に傾動し、且つ伸縮
可能な位置設定機構で台車上に支持した削孔装置であっ
て、前記ボーリング駆動機構が、削孔用ロッド、ストレ
ーナと該ストレーナを覆うスリーブとを所定ピッチで設
けた補強管、及び側面に前記ストレーナのピッチに合わ
せて開口を配設し、且つ同ピッチで開口間にパッカを取
り付けた外管と、先端にノズルを設けた内管とからな
り、外管に給水管、内管に硬化剤供給管が接続される二
重管式の注入管を装着可能である地山補強装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172588A JP3071501B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 地山補強工法及び地山補強装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3172588A JP3071501B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 地山補強工法及び地山補強装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579275A JPH0579275A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3071501B2 true JP3071501B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=15944632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3172588A Expired - Fee Related JP3071501B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 地山補強工法及び地山補強装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071501B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003176530A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-24 | Tokai Rubber Ind Ltd | 薬液注入装置およびそれを用いた地山補強工法 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP3172588A patent/JP3071501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579275A (ja) | 1993-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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