JP3357312B2 - 支保工と地山との密着方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、支保工と地山と
の密着方法に関し、特に、トンネルなどの空洞部の掘削
面に沿って設置される支保工と掘削面との間の密着方法
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掘削する際に
は、Ｈ型鋼などで形成した支保工を掘削された掘削面に
沿って設置し、地山の緩みや切羽,掘削面の天端崩壊を
防止しており、このような目的に用いられる支保工は、
掘削面に密着していないと意図する機能が発揮されな
い。

【０００３】そこで、従来は、図５に示すように、トン
ネルの掘削面１に沿って、アーチ状の支保工２を設置
し、掘削面１と支保工２との間に袋体３を挿入し、袋体
３内にモルタルなどの硬化性充填材４を注入して、袋体
３を拡開させて、支保工２と掘削面１とを密着させてい
た。

【０００４】袋体３は、掘削面１と支保工２との間だけ
でなく、支保工２の両端と底面５との間にもそれぞれ設
置される。充填材４は、通常、モルタルなどを用い、ポ
ンプ６により注入するが、このときに、袋体３内に注入
した充填材４は、硬化するまでに時間がかかり、充填材
４が硬化するまでの間の地山の安定,沈下抑制が不充分
になる。

【０００５】そこで、充填材４が硬化するまでの間も地
山の安定,沈下抑制を図るため、充填材４を袋体３内に
加圧注入して、袋体３を膨張させることにより、掘削面
１と支保工２との間の密着を強化することも行われてお
り、このような加圧注入を行うと、袋体３の膨張によ
り、掘削面１および支保工２の双方にプレロードが加え
られる。

【０００６】しかしながら、このような支保工１と地山
との密着方法には、以下に説明する技術的な課題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、袋体３内に
充填材４を加圧注入して、プレロードを加えることを可
能にするためには、注入された充填材４の漏出を防止す
るために設けた逆止弁は、確実に加圧力を維持すべく強
固な構造にする必要がある。

【０００８】また、袋体３内に充填材４を加圧注入し
て、プレロードを加えることを可能にするためには、袋
体３自体も加圧に絶えうる強度が必要になり、強固で確
実性のある逆止弁を設けることも含めて、袋体３が大幅
なコストアップになる。

【０００９】さらに、支保工２にプレロードを加える
と、プレロードの不均一などにより支保工２が移動した
り変形するなどの悪影響を及ぼす恐れがあり、施工の安
全性が低下するだけでなく、このような悪影響を排除す
るためには、厳重な加圧管理が必要になる。

【００１０】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、袋
体内に充填材を加圧することなく注入することにより、
コストの低減を図り、かつ、面倒な加圧管理や支保工へ
の悪影響を防止することができる支保工と地山の密着方
法を提供することにある。

【００１１】

【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、トンネルなどの空洞部の掘削面に沿って
設置される支保工と当該掘削面との間に、逆流防止用逆
止弁が設けられた袋体を介装して、前記袋体内に前記逆
止弁を介して、モルタルなどの硬化性充填材を注入し
て、前記充填材の注入により前記袋体を拡開させ、この
拡開状態で前記充填材を硬化させることで前記支保工と
前記掘削面とを密着させる支保工と地山との密着方法で
あって、前記袋体および前記逆止弁は、透水性布から形
成され、前記充填材にセメントの硬化を促進する速硬材
を添加するとともに、前記支保工と前記掘削面の双方に
プレロードとなる圧力を加えることなく、前記充填材を
前記袋体に注入するようにした。このように構成した支
保工と地山との密着方法によれば、充填材にセメントの
硬化を促進する速硬材を添加する。このため、袋体内に
注入した充填材は、早期に硬化し、初期強度が短時間に
確保されるので、支保工と掘削面の双方にプレロードを
加えるほどに袋体を膨張させる必要がなくなる。したが
って、袋体の強度も従来のように大きくする必要がなく
なり、逆止弁の構造も簡単になる。また、プレロードを
加えることなく充填材を袋体内に注入すると、支保工へ
の悪影響が全くなくなり、加圧管理も不要になり、より
一層のコスト低減が図れる。前記逆止弁は、前記袋体と
同じ布製材料で形成した端部が開口した扁平な筒状注入
口部と逆止弁部とを備え、前記注入口部を前記袋体内と
連通させて縫着するとともに、前記袋体内に設けられた
前記逆止弁部を前記注入口部と連通するように縫着する
ことで構成することができる。この構成によれば、袋体
と同じ布を用いることで簡便な逆止弁を簡単に作製する
ことができる。

【００１２】

【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、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図４は、本発明にかかる支保工と地山との密着方法の
一実施例を示している。

【００１３】同図に示した密着方法は、本発明をトンネ
ルの構築に適用した場合であって、前述した従来例と同
一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説
明を省略するとともに、以下に本発明の特徴点について
のみ詳細に説明する。

【００１４】本実施例の密着方法では、図３に示した従
来例と同様に、トンネルを構築するためにアーチ状に掘
削した掘削面１に沿って、同じアーチ形状の支保工２を
設置する。

【００１５】この支保工２は、例えば、H型鋼などから
構成され、分割したものを連結することによりアーチ形
状にして、掘削面１に沿って設置するが、凹凸などがあ
って掘削面１にそのまま密着することができない。

【００１６】そこで、従来と同様に、掘削面１と支保工
２との間に袋体３を挿入し、袋体３内にモルタルなどの
硬化性充填材４ａを注入して、袋体３を拡開させて、支
保工２と掘削面１とを密着させる。

【００１７】袋体３は、掘削面１と支保工２との間に挿
入される長尺袋体３ａと、支保工２の両端と底面５との
間の着底部に介装される着底部用袋体３ｂとを備えてお
り、これらの各袋体３ａ,３ｂには、注入した充填材４
ａが逆流して外部に漏出することを防止するための逆止
弁１０,１２がそれぞれ設けられている。

【００１８】このような密着方法としての基本的な構成
は、図３に示した従来例と同じであるが、本実施例の密
着方法は、以下に説明する点に顕著な特徴がある。

【００１９】すなわち、本実施例の支保工２と地山(掘
削面１,底面５)との密着方法では、硬化性充填材４ａに
セメントの硬化を促進する速硬材を添加している。この
ような充填材４ａは、例えば、三菱マテリアル株式会社
から商品名TSG-Mとして発売されているプレミックスモ
ルタルを用いることができる。

【００２０】このプレミックスモルタルには、速硬材と
してコーカエース(商品名)が添加されており、材齢３時
間で３．５Ｎ/ｍｍ²以上の強度が得られ、短時間に強度
が発現される。

【００２１】また、このプレミックスモルタルは、水と
練り混ぜるだけで安定した性能の充填材４ａとして用い
ることができ、４０〜６０分間程度は、注入可能な流動
性を備えている。

【００２２】そして、袋体３(長尺袋体３ａ,着底部用袋
体３ｂ)も以下の特徴を有している。本実施例の長尺袋
体３ａ,着底部用袋体３ｂは、水を透過する透水性布(透
水係数が２．０×１０^-2)から形成されている。

【００２３】図１,２は、掘削面１の内面と支保工２の
外周面との間に挿入される長尺袋体３ａの詳細図であ
り、この長尺袋体３ａは、例えば、支保工２の周方向に
沿って複数が相互に隣接するように設置される。

【００２４】図１,２に示した長尺袋体３ａは、細長く
形成された本体３０ａを有していて、この本体３０ａ
は、長方形の布を２つに折り畳んで、外周の３辺を縫製
することにより四周が閉塞されている。

【００２５】この長尺袋体３ａに設けられた逆支弁１０
は、本体３０ａと同じ透水性布で形成され、両端が開口
した扁平な筒体からなる注入口部１０ａと、逆止弁部１
０ｂとから構成されている。注入口部１０ａは、一端側
が本体３０ａの側部に設けられた貫通孔３０ｂの内周縁
に縫着され、他端側が本体３０ａの長手方向と直交する
ように、外方に向けて延設されている。

【００２６】逆止弁部１０ｂは、両端側の開口が本体３
０ａの長手方向に位置するようにして、その内部に配置
され、２つに折り畳んだ側面側が、本体３０ａの長手方
向の一辺上に設けられた貫通孔３１ａの内周縁に縫着さ
れた注入口部１０ａと重ね合せて縫着され、注入口部１
０ａと逆止弁部１０ｂとが相互に連通するように構成さ
れている。

【００２７】このように構成した逆止弁１０によれば、
注入口部１０ａに充填材４ａの注入用パイプを挿入し
て、充填材４ａを注入口部１０ａ内に送りこむと、充填
材４ａの注入圧により、扁平な注入口部１０ａおよび逆
止弁部１０ｂを拡開させて、逆止弁部１０ｂの両端開口
から、充填材４ａを本体３０ａ内に注入することができ
る。

【００２８】一方、注入口部１０ａからの充填材４ａの
供給を停止すると、注入口部１０ａおよび逆止弁部１０
ｂは、元の扁平な状態に戻るので、本体３０ａ内に注入
された充填材４ａが逆止弁部１０ｂから逆流して、外部
に漏出することは、防止される。

【００２９】図３,４は、支保工２の両端と底面５との
間の着底部に介装される着底部用袋体３ｂの詳細図であ
る。これらの図に示した着底部用袋体３ｂは、ほぼ正方
形状に形成された本体３０ｂを有していて、この本体３
０ｂは、所定形状の布を２つに折り畳んで、外周の３辺
を縫製することにより四周が閉塞されている。

【００３０】この着底部用袋体３ｂに設けられた逆支弁
１２は、本体３０ｂと同じ透水性布で形成され、両端が
開口した扁平な筒体からなる注入口部１２ａと、逆止弁
部１２ｂとから構成されている。

【００３１】注入口部１２ａは、一端側が本体３０ｂの
角に隣接して設けられた貫通孔３１ｂの内周縁に縫着さ
れ、他端側が本体３０ｂの一辺と直交するように、外方
に向けて延設されている。

【００３２】逆止弁部１２ｂは、一端側の開口が本体３
０ｂの角と重なるようにして、その内部に配置され、２
つに折り畳んだ側面側が、貫通孔の内周縁に縫着された
注入口部１２ａと重ね合せて縫着され、注入口部１２ａ
と逆止弁部１２ｂとが相互に連通するように構成されて
いる。

【００３３】本実施例の逆止弁１２は、袋体３ｂと同じ
布製材料で形成した端部が開口した扁平な筒状注入口部
１２ａと逆止弁部１２ｂとを備え、注入口部１２ａを袋
体３ｂ内と連通させて縫着するとともに、袋体３ｂ内に
設けられた逆止弁部１２ｂを注入口部１２ａと連通する
ように縫着することで構成している。

【００３４】この構成によれば、袋体３ｂと同じ布を用
いることで簡便な逆止弁１２を簡単に作製することがで
きる。

【００３５】このように構成した逆止弁１２によれば、
注入口部１２ａに充填材４ａの注入用パイプを挿入し
て、充填材４ａを注入口部１２ａ内に送りこむと、前記
長尺袋体３ａの場合と同様に、逆止弁部１２ｂを拡開さ
せて、逆止弁部１２ｂの一端開口から、充填材４ａを本
体３０ｂ内に注入することができるとともに、注入され
た充填材４ａが逆止弁部１２ｂから逆流して、外部に漏
出することも防止される。

【００３６】以上のように構成された長尺袋体３ａ,着
底部用袋体３ｂが、支保工２と掘削面１との間および支
保工２と底面５との間にそれぞれ介装されると、各長尺
袋体３ａ,着底部用袋体３ｂ内に、セメントの硬化を促
進する速硬材が添加された充填材４ａが注入される。

【００３７】この場合、充填材４ａは、掘削面１と支保
工２の双方にプレロードとなる圧力を加えることなく、
すなわち、加圧することなく注入して、各長尺袋体３
ａ,着底部用袋体３ｂを拡開させる。

【００３８】この場合の拡開状態は、各各長尺袋体３
ａ,着底部用袋体３ｂが、掘削面１,支保工２,底面５に
膨らんで当接する程度まで行われる。そして、この状態
で注入された充填材４ａが硬化すると、支保工２と地山
との密着が終了する。

【００３９】さて、以上のようにして行われる支保工１
と地山との密着方法によれば、充填材４ａにセメントの
硬化を促進する速硬材を添加する。

【００４０】このため、袋体３ａ,３ｂ内に注入した充
填材は、早期に硬化し、初期強度が短時間に確保される
ので、支保工２と掘削面１の双方にプレロードを加える
ほどに袋体３ａ,３ｂを膨張させる必要がなくなる。

【００４１】したがって、袋体３ａ,３ｂの強度も従来
のように大きくする必要がなくなり、逆止弁１０,１２
の構造も簡単になる。

【００４２】また、プレロードを加えることなく充填材
４ａを袋体３ａ,３ｂ内に注入すると、支保工２への悪
影響が全くなくなり、加圧管理も不要になり、より一層
のコスト低減が図れる。

【００４３】さらに、本実施例の場合には、逆止弁１
０,１２は、袋体３と同じ布製材料で形成した端部が開
口した扁平な筒状注入口部１０ａ,１２ａと逆止弁部１
０ｂ,１２ｂとを備え、注入口部１０ａ,１２ａを袋体３
内と連通させて縫着するとともに、袋体３内に設けられ
た逆止弁部１０ｂ,１２ｂを注入口部１０ａ,１２ａと連
通するように縫着することで構成している。

【００４４】このため、袋体３と同じ布を用いることで
簡便な逆止弁１０,１２を簡単に作製することができ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる支保工と地山との密着方法によれば、袋
体内に充填材を加圧することなく注入することにより、
コストの低減を図り、かつ、面倒な加圧管理や支保工へ
の悪影響を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる支保工と地山との密着方法で用
いる袋体の一例を示す平面図である。

【図２】図１の要部断面説明図である。

【図３】本発明にかかる支保工と地山との密着方法で用
いる袋体の他の例を示す平面図である。

【図４】図３の要部断面説明図である。

【図５】従来の支保工と地山との密着方法の一例を示す
側面図である。

【符号の説明】

１ 掘削面 ２ 支保工 ３ 袋体 ３ａ 長尺袋体 ３ｂ 着底部用袋体 ４,４ａ 充填材 ５ 底部 １０,１２ 逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢 郁夫 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会 社大林組東京本社内 (72)発明者 玉井 昭雄 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会 社大林組東京本社内 (72)発明者 藤井 剛 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会 社大林組東京本社内 (72)発明者 松島 博之 愛知県名古屋市東区東桜１−10−19 株 式会社大林組名古屋支店内 (72)発明者 地頭薗 博 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三 菱マテリアル株式会社 セメント研究所 内 (72)発明者 木下 克己 福井県坂井郡春江町沖布目第38号３番地 前田工繊株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−40499（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−293195（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−277807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−61934（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルなどの空洞部の掘削面に沿って
   設置される支保工と当該掘削面との間に、逆流防止用逆
   止弁が設けられた袋体を介装して、前記袋体内に前記逆
   止弁を介して、モルタルなどの硬化性充填材を注入し
   て、前記充填材の注入により前記袋体を拡開させ、この
   拡開状態で前記充填材を硬化させることで前記支保工と
   前記掘削面とを密着させる支保工と地山との密着方法で
   あって、前記袋体および前記逆止弁は、透水性布から形成され、 前記充填材にセメントの硬化を促進する速硬材を添加す
   るとともに、前記支保工と前記掘削面の双方にプレロー
   ドとなる圧力を加えることなく、前記充填材を前記袋体
   に注入することを特徴とする支保工と地山との密着方
   法。
2. 【請求項２】 前記逆止弁は、前記袋体と同じ布製材料
   で形成した端部が開口した扁平な筒状注入口部と逆止弁
   部とを備え、 前記注入口部を前記袋体内と連通させて縫着するととも
   に、前記袋体内に設けられた前記逆止弁部を前記注入口
   部と連通するように縫着したことを特徴とする請求項１
   記載の支保工と地山との密着方法。