JP3121553B2 - 高圧噴射撹拌工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧噴射撹拌工法
に関し、特に、造成される円柱状パイルの品質を改良す
る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネルなどの空洞部を形成する工法の
一種として、削孔ビットと硬化材の噴射ノズルとが設け
られた内管と、この内管を内部に収納する外管とを備え
た二重管構造の削孔装置を用いて、地山を削孔した後
に、削孔装置を後退させながら硬化材を噴射させて、ト
ンネルなどの空洞部の掘削に先行して、掘削断面の周縁
に沿って、切羽側から掘削方向に延びる円柱状パイルを
造成する高圧噴射撹拌工法が知られている。

【０００３】このような高圧噴射撹拌工法では、例え
ば、特開平３ー２０８９８６号公報に開示されているよ
うに、内管を外管の前方に先行突出させて、地山を前進
削孔する際に、硬化材を噴射させて、円柱状パイルを形
成する方法も提案されている。

【０００４】この公報に示されている高圧噴射撹拌工法
では、円柱状パイル内に外管を残置させることで、これ
を芯材とするので、パイルの強度が向上するという利点
がある。

【０００５】しかしながら、このような高圧噴射撹拌工
法には、以下に説明する技術的な課題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、前述したよ
うな高圧噴射撹拌工法では、硬化材の逸出やブリージン
グなどにより、造成された円柱状パイルの頂部に空隙が
生じ易く、地盤の緩みや沈下の原因となっていた。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、空
隙のない円柱状パイルの造成が可能な高圧噴射撹拌工法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、削孔ビットと硬化材の噴射ノズルとが設
けられた内管と、この内管を内部に収納する外管とを備
えた二重管構造の削孔装置を用いて、トンネルなどの空
洞部の掘削に先行して、地山を前進削孔しながら前記噴
射ノズルから前記硬化材を噴射させて、掘削断面の周縁
に沿って、切羽側から掘削方向に延びる円柱状パイルを
形成する高圧噴射撹拌工法において、前記外管を多孔性
とするとともに、前記内，外管を所定長さまで前記地山
中に埋設した後に、前記内管を抜出して、前記外管を前
記地山中に残置させ、噴射した硬化材の硬化前に、前記
外管内に前記硬化材を直接二次注入するようにした。こ
のように構成された高圧噴射撹拌工法によれば、地山に
噴射された硬化材で造成する円柱状パイルに空隙が生じ
ても、地山中に残置させた多孔性の外管内に、噴射した
硬化材が硬化する前に、硬化材を直接二次注入するの
で、注入した硬化材により空隙を埋めることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１
は、本発明にかかる高圧噴射撹拌工法の一実施例を示し
ており、この図には、施工工程が順に示されている。

【００１０】同図に示す高圧噴射撹拌工法では、トンネ
ルなどの空洞部を掘削形成する際に、掘削に先行して、
掘削断面の周縁に沿って、切羽側から掘削方向に延びる
円柱状パイルＡを地山Ｂ中に形成することを基本構成と
している。

【００１１】円柱状パイルＡを形成する際には、図２，
３に示す削孔装置が使用される。これらの同図に示した
削孔装置は、図示省略のブームに支持されるものであっ
て、二重管構造の内管１０と外管１２とを備えている。

【００１２】内管１０は、両端が開口した円筒状の内管
本体１０ａと、この内管本体１０ａの先端に固設され、
外管１２から前方に突出した位置に配置される円筒状の
噴射アダプタ１０ｂと、噴射アダプタ１０ｂの先端に固
設された削孔ビット１０ｃとを有している。

【００１３】噴射アダプタ１０ｂは、内管本体１０ａの
内部と連通する貫通孔１００ｂが設けられた本体１０１
ｂと、本体１０１ｂの径方向に設けられた貫通孔に装着
された複数の噴射ノズル１０２ｂとを有している。

【００１４】噴射ノズル１０２ｂは、本体１０１ｂの軸
方向に沿って所定の間隔を隔てて配置され、周方向に１
８０度の間隔が設けられている。削孔ビット１０ｃは、
噴射アダプタ１０ｂの本体１０１ｂの先端外周に設けら
れたリーマビット１００ｃと、最先端に配置されたパイ
ロットビット１０１ｃとを有していて、噴射アダプタ１
０ｂの貫通孔１００ｂと連通する孔部に噴射ノズル１０
２ｃが装着されている。

【００１５】内管本体１０ａの後端側には、図３に示す
ように、内管本体１０ａを回転駆動するダブルロータリ
ー１４と、内管本体１０ａ内に硬化材Ｃを供給する高圧
スイベル１６とが配置されており、継手部１４ａを介し
て、ダブルロータリー１４が内管本体１０ａに分離可能
に接続されている。

【００１６】一方、外管１２は、内管本体１０ａの外径
よりも大きな内径を有し、両端が開口した円筒状の外管
本体１２ａを有していて、この外管本体１２ａ内に内管
本体１０ａを同心上に挿入すると、外管本体１２ａの内
周面と内管本体１０ａの外周面とで囲まれた排土通路１
８が形成される。

【００１７】この排土通路１８の一端側は、外管本体１
２ａの先端部で外部に開口している。また、外管本体１
２ａの先端外周には、リングビット１２ｂが固設されて
いるとともに、その外周壁面には、多数の貫通孔１２ｃ
が穿設されていて、外管本体１２ａは、多孔性となって
いる。

【００１８】外管本体１２ａの後端側には、外管本体１
２ａを回転駆動するダブルロータリー２０と、排土通路
１８と連通し、排土Ｄを外部に取り出す排土スイベル２
２とが配置されており、継手部２０ａを介して、ダブル
ロータリー２０が外管本体１２ａに分離可能に接続され
ている。

【００１９】排土スイベル２２の外周には、内部と連通
する排出口２４が設けられていて、この排出口２４に
は、排土ホース２６が接続されている。排土ホース２６
の接続部は、Ｙ字状に分岐されていて、分岐管２８から
排土ホース２６の下流側に向けて、高圧エアＥが噴射さ
れる。

【００２０】以上のように構成された削孔装置を用い
て、地山Ｂ中に円柱状のパイルＡを形成する際には、図
１（Ａ）に示すように、内管本体１０ａおよび外管本体
１２ａをそれぞれダブルロータリー１４，２０で回転駆
動し、削孔ビット１０ｃおよびリングビット１２ｂで地
山Ｂを前進削孔しながら、削孔された部分に内管および
外管本体１０ａ，１２ａが挿入される。

【００２１】このとき、本実施例の場合には、高圧スイ
ベル１６を介して、内管本体１０ａ内に硬化材Ｃ、例え
ば、セメントミルク，セメントペーストを供給し、硬化
材Ｃの供給圧により噴射アダプタ１０ｂと削孔ビット１
０ｃに設けられている噴射ノズル１０２ｂ，１０２ｃか
ら、硬化材Ｃを前方および側方の地山Ｂに向けて噴射さ
せる。

【００２２】噴射ノズル１０２ｂ，１０２ｃから噴射さ
れた硬化材Ｃは、周辺の地山Ｂを削孔するようにして、
地山Ｂの前方および側方の広い範囲に拡散浸透する。こ
の場合、内管本体１０ａが回転駆動されているので、噴
射ノズル１０２ｂの噴射方向も周方向に移動し、この結
果、硬化材Ｃの拡散浸透の範囲が円柱状になる。

【００２３】このとき、削孔ビット１０ｃおよびリング
ビット１２ｂの前進削孔に伴う排土Ｄは、排土通路１８
の一端側から取り込まれ、排土スイベル２２の排出口２
４を介して、排土ホース２６へと導かれる。

【００２４】この場合、排土Ｄには、噴射された硬化材
Ｃが含まれているので、排出通路１８内などに停滞する
と詰まり易い。そこで、本実施例では、排土通路１８の
排出口２４の近傍で、排土ホース２６の下流側に向け
て、分岐管２８を介して高圧エアＥを噴出させている。

【００２５】このようにして、高圧エアＥを噴出させる
と、高圧エアＥにより排土が促進されるとともに、高圧
エアＥを噴射すると、内，外管１０ａ，１２ａ間の排土
通路１８や排土スイベル２２側に負圧が作用するので、
この負圧によっても排土が促され、その結果、排土Ｄの
詰まりを防ぐことができる。

【００２６】以上のようにして、排土を行いながら削孔
を行い、内，外管１０，１２が所定の長さまで地山Ｂ中
に挿入されると、内管１０の抜き出しが行われる。内管
１０を抜出す際には、内管１０および外管１２に装着さ
れているダブルロータリー１４，２０や、高圧スイベル
１６，排土スイベル２２が継手部１４ａ，２０ａを介し
て取り外され、外管１２だけを地山Ｂ中に残置させる。

【００２７】この抜出工程においては、外管１２と内管
１０との間に適宜スペーサなどが介装されていて、外管
１２が内管１０と共回りして両者の分離が難しい。そこ
で、両者を分離するために、まず、内管１０を１〜２ｍ
程度抜出した状態で、外管１２の突出端から衝撃を加
え、外管１２を地山Ｂに５０ｃｍ程度打ち込み、外管１
２に抵抗を持たせると内管１０の抜出しが簡単に行われ
る。

【００２８】図１（Ｂ）には、外管１２を前方に打ち込
んで、内管１０を抜出した状態が示されている。そし
て、内管１０の抜出しが終了すると、外管１２内に直接
硬化材Ｃを注入する二次注入が行われる。

【００２９】この二次注入は、外管１２の外周側の地山
Ｂに噴射された硬化材Ｃの硬化が終了する前に行われ、
硬化材Ｃを外管１２内に注入すると、外管本体１２ａに
多数の貫通孔１２ｃが設けられているので、硬化材Ｃ
は、貫通孔１２ｃから地山Ｂ中に放出される。

【００３０】硬化材Ｃの二次注入時の圧力は、低圧で行
われ、放出された硬化材Ｃが硬化すると、外管１２の外
周に一体化された円柱状パイルＡが形成され、以後は、
同様な工程が繰り返される。

【００３１】さて、以上のようにして行われる高圧噴射
撹拌工法では、地山に噴射された硬化材Ｃで造成する円
柱状パイルＡに空隙が生じても、地山Ｂ中に残置させた
外管１２内に、噴射した硬化材Ｃが硬化する前に、硬化
材Ｃを直接二次注入するので、注入した硬化材Ｃにより
空隙を埋めることができ、高品質の円柱状パイルＡを造
成することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる高圧噴射撹拌工法によれば、空隙のない
高品質のパイルを造成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる高圧噴射撹拌工法の施工工程を
示す断面説明図である。

【図２】図１の工法で使用する削孔装置の要部説明図で
ある。

【図３】図１の工法で使用する削孔装置の要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 内管 １０ａ 内管本体 １０ｂ 噴射アダプタ １０２ｂ 噴射ノズル １０ｃ 削孔ビット １０２ｃ 噴射ノズル １２ 外管 １４ ダブルロータリー １６ 高圧スイベル １８ 排土通路 ２２ 排土スイベル ２４ 排出口 ２６ 排土ホース ２８ 分岐管 Ａ 円柱状パイル Ｂ 地山 Ｃ 硬化材 Ｄ 排土 Ｅ 高圧エア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 利宣 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会 社大林組東京本社内 (72)発明者 藤井 剛 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会 社大林組東京本社内 (72)発明者 二宮 正 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会 社大林組東京本社内 (72)発明者 中原 巖 東京都渋谷区桜丘町15−17 日本基礎技 術株式会社内 (72)発明者 箕井 伸 東京都渋谷区桜丘町15−17 日本基礎技 術株式会社内 (72)発明者 加藤 潤 東京都渋谷区桜丘町15−17 日本基礎技 術株式会社内 (72)発明者 高田 徹 東京都渋谷区桜丘町15−17 日本基礎技 術株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−279577（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/04 E21D 20/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 削孔ビットと硬化材の噴射ノズルとが設
   けられた内管と、この内管を内部に収納する外管とを備
   えた二重管構造の削孔装置を用いて、トンネルなどの空
   洞部の掘削に先行して、地山を前進削孔しながら前記噴
   射ノズルから前記硬化材を噴射させて、掘削断面の周縁
   に沿って、切羽側から掘削方向に延びる円柱状パイルを
   形成する高圧噴射撹拌工法において、 前記外管を多孔性とするとともに、前記内，外管を所定
   長さまで前記地山中に埋設した後に、前記内管を抜出し
   て、前記外管を前記地山中に残置させ、噴射した硬化材
   の硬化前に、前記外管内に前記硬化材を直接二次注入す
   ることを特徴とする高圧噴射撹拌工法。