JP3447529B2 - How to fill the cavity - Google Patents

How to fill the cavity

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JP3447529B2
JP3447529B2 JP24728697A JP24728697A JP3447529B2 JP 3447529 B2 JP3447529 B2 JP 3447529B2 JP 24728697 A JP24728697 A JP 24728697A JP 24728697 A JP24728697 A JP 24728697A JP 3447529 B2 JP3447529 B2 JP 3447529B2
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filling
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健二 名倉
澄夫 堀内
善彦 増田
勲 太田
文裕 宮瀬
博 小田中
雅雄 岸本
勉 木内
大介 橘
重行 河野
正夫 空西
憲資 角永
恒久 野口
Original Assignee
ラサ工業株式会社
株式会社日本触媒
清水建設株式会社
財団法人鉄道総合技術研究所
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、地山内に存在する
空洞や空隙を埋めるときや、トンネル構築に際してセグ
メントに裏込材を充填するとき等に用いて好適な空洞の
充填方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for filling voids suitable for filling voids and voids existing in the ground, or for filling backing material into segments during tunnel construction. .
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、地山内には空洞(水洞)
や空隙が存在している場所がある。また山岳にトンネル
を掘削するに際しては、地山を構成する岩盤に孔を掘削
していくが、このとき掘削した孔の内周面の、特に天端
部に小規模な崩落による空洞やクラックが発生すること
がある。これらの空洞(以下、窪地、水洞、空隙、クラ
ック、隙間等を含む)は、地山の安定性にとって好まし
くないため、充填材を充填して埋めることが求められ
る。このような場合に用いる空洞充填材としては、空洞
内に送給した後、内部で膨張硬化する、例えば発泡ポリ
ウレタンやエアモルタル等が用いられていた。
2. Description of the Related Art As is well known, there are cavities (water tunnels) in the ground.
There are places where there are gaps. When excavating tunnels in mountains, holes are excavated in the rocks that make up the ground. At this time, there are cavities and cracks due to small-scale collapses on the inner peripheral surface of the excavated holes, especially at the top end. May occur. Since these cavities (hereinafter, including depressions, water cavities, voids, cracks, gaps, etc.) are not preferable for the stability of the ground, it is necessary to fill them with a filling material. As the cavity filling material used in such a case, for example, foamed polyurethane or air mortar, which is expanded and hardened inside after being fed into the cavity, has been used.
【0003】また、トンネルボーリングマシンやシール
ド掘削機等を用いてトンネルを掘削する場合、覆工材と
して、掘削した孔内にセグメントを組み立てることがあ
る。この場合、組み立てたセグメントの外周面と孔の内
周面との隙間の空洞をうめるため、モルタルやセメント
ミルク等のセメント系材料を裏込材(充填材)として充
填していた。
When excavating a tunnel using a tunnel boring machine, a shield excavator, or the like, a segment may be assembled in the excavated hole as a lining material. In this case, a cement material such as mortar or cement milk is filled as a backfill material (filling material) in order to fill a void in the gap between the outer peripheral surface of the assembled segment and the inner peripheral surface of the hole.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような掘削時に生じた空洞や、セグメントと周囲地山
との隙間等の空洞の充填方法には以下のような問題があ
った。まず、空洞を埋めるための充填材として、発泡ポ
リウレタンは高価にすぎる。一方、エアモルタルは流動
性が大きいため、特定の送給箇所に定着させる、いわゆ
る限定充填ができず、また、湧水がある空洞内では充填
材が流失し充填固化が困難であった。
However, the following problems have been encountered in the method of filling cavities created during excavation as described above and cavities such as gaps between segments and surrounding ground. First, foamed polyurethane is too expensive as a filler to fill cavities. On the other hand, since air mortar has a high fluidity, it is not possible to perform so-called limited filling in which it is fixed at a specific feeding point, and it is difficult to fill and solidify the filling material because it is washed away in the cavity with spring water.
【0005】また、セグメントの裏込材として用いるモ
ルタル等のセメント系材料では、特に掘削にトンネルボ
ーリングマシンを用いた場合、裏込材をセグメントの頂
部側に充填しようとしても、トンネルボーリングマシン
にはセグメントと周囲地山との隙間を塞ぐテールシール
が通常備えられていないので、充填した裏込材がセグメ
ント端部と周囲地山との隙間から流出してしまうため、
トンネルボーリングマシン直後のセグメントまで充填で
きなかった。
With cement-based materials such as mortar used as a backfill material for a segment, especially when a tunnel boring machine is used for excavation, even if the backfill material is tried to be filled on the top side of the segment, the tunnel boring machine will not. Since a tail seal that closes the gap between the segment and the surrounding ground is not normally provided, the filled backing material will flow out from the gap between the end of the segment and the surrounding ground,
We couldn't fill the segment right after the tunnel boring machine.
【0006】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、地山や掘削時に生じた空洞を埋めるとき
や、トンネル構築に際してセグメントに裏込材を充填す
るとき等にも、空洞を確実に埋めることができる空洞の
充填方法を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above points, and when filling the ground or cavities generated during excavation, or when filling the segments with backing material during tunnel construction, etc. An object of the present invention is to provide a method of filling a cavity that can surely fill the cavity.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明は請求項1において、地山等に存在する空洞
に、少なくとも吸水性樹脂とセメントとベントナイトと
を含む組成物からなる空洞充填材を送給すると共に、こ
の空洞に水を注入し、空洞充填材を前記空洞内で吸水・
膨張させ、かつ硬化させることとし、空洞充填材の配合
を、重量比で水100に対し、吸水性樹脂0.1〜5,
セメント10〜50、ベントナイト20〜80とした
洞の充填方法を提供する。請求項2の発明は、前記請求
項1に記載の空洞の充填方法において、前記空洞充填材
が更に水溶性有機溶剤を含むペースト状またはウエット
パウダー状の組成物からなることを特徴とする。請求項
の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の空洞の
充填方法において、2本の送給管と1本の注出管とが連
結された二股ノズルを用い、この二股ノズルの一方の送
給管から前記空洞充填材を送給し、他方の送給管から水
を送給し、二股ノズル内でこれらを合流・混合し、混合
物を前記注出管から前記空洞内に送給することを特徴と
する。また、前記の課題を解決するため本発明は請求項
において、地山内に存在する空洞に、少なくとも吸水
性樹脂とセメントとベントナイトと水とを含む流動性の
組成物からなり、この組成物の配合が、重量比で水10
0に対し、吸水性樹脂0.1〜5,セメント10〜6
0、ベントナイト20〜80とされ、この組成物中で吸
水性樹脂が少なくとも部分的に吸水・膨張した空洞充填
材を送給し、前記空洞内で硬化させる空洞の充填方法を
提供する。請求項5の発明は、前記請求項4に記載の空
洞の充填方法において、組成物の吸液指数が1〜3の範
囲内であることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a composition according to claim 1, wherein at least the water-absorbent resin, cement and bentonite are contained in the cavities present in the ground or the like. along with the feed Kyusuru the cavity filling material made of, this
Water is injected into the cavity and the cavity filler absorbs water in the cavity.
Expanding and curing , compounding the cavity filler
In a weight ratio of 100 to water, the water-absorbent resin 0.1-5,
Provided is a method for filling an empty cavity with cement 10 to 50 and bentonite 20 to 80 . According to a second aspect of the present invention, in the method for filling a cavity according to the first aspect, the cavity filler further contains a water-soluble organic solvent in a paste form or a wet state.
It is characterized by comprising a powdery composition. Claim
In a third aspect of the present invention, in the method for filling a cavity according to the first or second aspect, a bifurcated nozzle in which two supply pipes and one pouring pipe are connected is used, and one of the bifurcated nozzles is used. The cavity filling material is fed from the feeding pipe, the water is fed from the other feeding pipe, these are joined and mixed in the forked nozzle, and the mixture is fed from the pouring pipe into the cavity. It is characterized by doing. In order to solve the above problems, the present invention claims
4 , the cavity existing in the ground is composed of a fluid composition containing at least a water-absorbent resin, cement, bentonite, and water, and the composition contains 10 parts by weight of water.
0 to water-absorbent resin 0.1-5, cement 10-6
0, bentonite 20 to 80, and a method for filling a cavity, in which a cavity-filling material in which a water-absorbent resin is at least partially absorbed and expanded in the composition is fed and cured in the cavity. The invention according to claim 5 is the empty space according to claim 4.
In the cavern filling method, the liquid absorption index of the composition is in the range of 1 to 3.
It is characterized by being in the enclosure.
【0008】[0008]
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空洞の充填方
法の実施の形態について、施工例(本発明に関連する参
考例を含む)によって詳しく説明する。 (施工例1) 本発明の請求項1に係わる一施工例を、図1により説明
する。図1では、地山Gに形成された空洞Aを本発明の
充填方法により充填する。先ず、少なくとも吸水性樹脂
とセメントとを含む粉状組成物からなる空洞充填材F1
を調製する。この空洞充填材F1は、所定量の粉末状又
は砕粒状の吸水性樹脂と、セメントと、必要なら他の骨
材や混和材とを粉体混合器中で均一に混合することによ
り安価かつ容易に調製することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the method of filling a cavity according to the present invention, relating to construction cases (present invention ginseng
(Including consideration examples) . (Construction Example 1) A construction example according to claim 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the cavity A formed in the natural ground G is filled by the filling method of the present invention. First, a cavity filler F1 made of a powdery composition containing at least a water-absorbent resin and cement.
To prepare. This cavity filling material F1 is inexpensive and easy by uniformly mixing a predetermined amount of powdery or crushed water-absorbent resin, cement and, if necessary, other aggregate or admixture in a powder mixer. Can be prepared.
【0010】図1に示すように、この空洞充填材F1の
所定量を空洞A内に配置する。配置は、手作業で行って
もよく、また例えばホース1を用いる空気圧送等により
送給してもよい。このとき、この空洞Aに自然湧水があ
れば、この湧水が空洞充填材F1に浸透し、これを浸潤
する。すると空洞充填材F1に含まれている吸水性樹脂
が先ず吸水し、膨張する。これによって空洞充填材F1
全体が体積を増大させると共に吸水性樹脂の粘着力によ
って塊化し、空洞A内に充満するに到る。その後、時間
の経過と共に、配合されているセメントが吸水して硬化
し、空洞Aが硬化物FFによって充填されることにな
る。
As shown in FIG. 1, a predetermined amount of the cavity filling material F1 is placed in the cavity A. The placement may be done manually or may be delivered, for example, by pneumatic delivery using the hose 1. At this time, if there is natural spring water in this cavity A, this spring water permeates and infiltrates the cavity filler F1. Then, the water absorbent resin contained in the cavity filling material F1 first absorbs water and expands. Thereby, the cavity filling material F1
The whole increases in volume and agglomerates due to the adhesive force of the water-absorbent resin to fill the cavity A. After that, with the passage of time, the mixed cement absorbs water and hardens, and the cavity A is filled with the hardened material FF.
【0011】空洞Aに自然湧水がないか、又はあっても
僅少な場合は、空洞充填材F1の送給と同時に、又は送
給後に、空洞A内に散水器付きのホース2で散水する。
すると、空洞充填材F1は前記と同様に、吸水性樹脂が
吸水・膨張することによって全体が膨張し、含水膨張し
た空洞充填材F1が空洞A内に充満するに到る。空洞充
填材F1の送給と散水とを止め、放置すると、空洞充填
材F1中のセメントが硬化することにより含水した空洞
充填材全体が硬化するので、この硬化物FFで空洞を充
填することができる。この方法によれば、空洞Aの全体
又は所望の部分、例えば底部や側部のみを限定して充填
することができる。
If there is no natural spring in the cavity A, or if there is a slight amount of natural spring water, water is sprinkled in the cavity A with the hose 2 having a sprinkler at the same time as or after the cavity filler F1 is fed. .
Then, in the same manner as described above, the cavity-filling material F1 is entirely expanded by absorbing and expanding the water-absorbent resin, and the cavity-filling material F1 that has expanded with water is filled in the cavity A. When the feeding and water sprinkling of the cavity filling material F1 are stopped and left to stand, the cement in the cavity filling material F1 hardens and the entire cavity filling material that contains water hardens. Therefore, it is possible to fill the cavity with this cured product FF. it can. According to this method, the entire cavity A or a desired portion thereof, for example, only the bottom portion or the side portion can be limitedly filled.
【0012】この充填方法に用いる粉体空洞充填材F1
は、空洞の状態や湧水の有無、膨張倍率、要求される硬
化物FFの物性等を考慮して吸水性樹脂とセメントとの
配合割合を決定することが好ましい。一般には、加えら
れる水を100とするときの重量比で、吸水性樹脂が
0.1〜5の範囲内、セメントが10〜50の範囲内と
なるような割合で混合使用することが好ましい。ここで
用いる吸水性樹脂は、耐塩性が良好なもの、例えば日本
触媒社製「アクアリックCS」等が好適である。
Powder cavity filler F1 used in this filling method
It is preferable to determine the mixing ratio of the water-absorbent resin and cement in consideration of the state of cavities, the presence or absence of spring water, the expansion ratio, the required physical properties of the cured product FF, and the like. Generally, it is preferable to mix and use the water-absorbent resin within a range of 0.1 to 5 and the cement within a range of 10 to 50 in a weight ratio when the added water is 100. The water-absorbent resin used here is preferably one having good salt resistance, for example, “AQUALIC CS” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
【0013】前記の粉体空洞充填材は、吸水性樹脂とセ
メントに加えて、更にベントナイトを含むことが好まし
い。ベントナイトは、比重が比較的小さいので、組成物
中に均一に混合することが容易であり、また分離し難い
ので安定した空洞充填材が得られる。更にベントナイト
は、無機塩を含有する水を吸収して膨潤しゲル化する性
質を有するので、これを含む空洞充填材は、充填後硬化
するまでに流水にさらされても流失し難く、また、重力
に抗して盛り上げ充填が可能になり、施工領域を広げる
ことができる。ベントナイトの使用量は、空洞充填材に
加えられる水に対する重量比で2/10〜8/10とす
ることが好ましい。
It is preferable that the powder cavity filler further contains bentonite in addition to the water absorbent resin and cement. Bentonite has a relatively small specific gravity, so it is easy to mix it uniformly in the composition, and it is difficult to separate it, so that a stable cavity filler can be obtained. Further, bentonite has a property of absorbing water containing an inorganic salt and swelling and gelling, so that the cavity filler containing the same is unlikely to be washed away even when exposed to running water until it hardens after filling, and It is possible to increase the filling area against the gravity and expand the construction area. The amount of bentonite used is preferably 2/10 to 8/10 by weight ratio with respect to the water added to the cavity filler.
【0014】前記の粉体空洞充填材は、空洞へ送給する
とき等の粉塵飛散を防止するために、請求項2に示した
ように、例えばプロピレングリコール等の水溶性有機溶
剤を添加して湿潤させ、ウエットパウダー状又はペース
ト状としてもよい。添加された水溶性有機溶剤は吸水性
樹脂を膨潤させず、セメントを硬化させないので、保管
中等に空洞充填材が膨張したり固化したりすることはな
い。水溶性有機溶剤を含む空洞充填材を空洞に送給し、
水を加えれば直ちに膨張が始まり、次いで硬化する。
In order to prevent dust scattering when the powder cavity filler is fed to the cavity, a water-soluble organic solvent such as propylene glycol is added as described in claim 2. It may be wetted into a wet powder form or a paste form. Since the added water-soluble organic solvent does not swell the water-absorbent resin and does not harden the cement, the cavity filler does not expand or solidify during storage. Deliver a cavity filling material containing a water-soluble organic solvent to the cavity,
Swelling begins immediately upon addition of water and then hardens.
【0015】(施工例2)第二の施工例を図2,図3に
より説明する。図2に示すように、山岳等にトンネルを
掘削するに際しては、先ず各種工法で地山Gに孔3を掘
削する。このとき地山(岩盤)Gの崩落によって孔3の
天端部等に空洞Aが発生する場合がある。この空洞Aを
本発明の充填方法で充填する。
(Working Example 2) A second working example will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, when excavating a tunnel in a mountain or the like, first, the hole 3 is excavated in the natural ground G by various methods. At this time, a hollow A may be generated at the top end portion of the hole 3 due to the collapse of the natural ground (rock mass) G. This cavity A is filled with the filling method of the present invention.
【0016】図2に示すように、先ずリング状の支保工
4を、孔3の進行方向に所定間隔を隔てて複数設置す
る。各支保工4は、孔3の内径よりも所定寸法だけ小径
とされており、例えば、所定の曲率に湾曲形成されたH
型鋼材を複数本接続することによってリング状に形成さ
れている。次いで、矢板5を、前記設置した支保工4,
4,…上と、孔3の天端部との間に挿入して設置し、空
洞Aの下方全体を覆うようにする。この矢板5には、例
えば鋼製のキーストンプレートが用いられる。
As shown in FIG. 2, first, a plurality of ring-shaped supporting members 4 are installed at predetermined intervals in the traveling direction of the hole 3. Each supporting member 4 has a diameter smaller than the inner diameter of the hole 3 by a predetermined dimension, for example, an H shape curved to a predetermined curvature.
It is formed in a ring shape by connecting a plurality of shaped steel materials. Next, the sheet pile 5 is attached to the support work 4,
4, the upper part of the hole 3 is inserted and installed so as to cover the entire lower part of the cavity A. For the sheet pile 5, for example, a steel keystone plate is used.
【0017】施工例2では、図3に示すように、まず孔
3内に複数の支保工4を設置する。次に、設置した支保
工4上に矢板5を設置するが、この矢板5の外側表面に
は、空洞Aと対応した位置にペースト状の空洞充填材F
2を塗布又は載置しておく。この空洞充填材F2は、吸
水性樹脂とセメントと必要なら他の混和剤とを所定の配
合割合で混合し、これに少量(例えば吸水性樹脂1gに
対して5ml)の水溶性有機溶剤(プロピレングリコール
等)を添加しペースト状に混練したものである。
In Construction Example 2, as shown in FIG. 3, first, a plurality of supporters 4 are installed in the holes 3. Next, the sheet pile 5 is placed on the installed supporter 4. On the outer surface of the sheet pile 5, a paste-like cavity filler F is provided at a position corresponding to the cavity A.
2 is applied or placed. The cavity filler F2 is prepared by mixing a water-absorbent resin, cement and, if necessary, another admixture in a predetermined mixing ratio, and adding a small amount (for example, 5 ml to 1 g of the water-absorbent resin) of a water-soluble organic solvent (propylene). (Eg glycol) and kneaded into a paste.
【0018】この空洞充填材F2は高粘性であるから、
矢板5の表面に塗布又は載置すると、その付着した状態
を維持する。この矢板5を、支保工4上と孔3の天端部
との間に挿入設置した後、放置すると、空洞Aの地山
(岩盤)Gの表面から滲み出した地下水wが、矢板5に
塗布された空洞充填材F2上に滴下し、これを浸潤す
る。このとき空洞充填材F2は、これに配合されている
吸水性樹脂が先ず吸水し、膨張して空洞Aに充満し、時
間の経過と共に配合されているセメントが吸水し硬化す
ることによって空洞充填材F2の膨張体が硬化し、空洞
Aが硬化物によって充填される。
Since the cavity filling material F2 has a high viscosity,
When applied or placed on the surface of the sheet pile 5, the attached state is maintained. When this sheet pile 5 is inserted and installed between the supporting structure 4 and the top end of the hole 3 and then left standing, groundwater w that has exuded from the surface of the ground (rock bed) G of the cavity A is deposited on the sheet pile 5. It is dripped on the applied cavity filling material F2 and infiltrated. At this time, the cavity-filling material F2 is the cavity-filling material because the water-absorbent resin contained therein absorbs water first, expands and fills the cavity A, and the cement contained therein absorbs water and cures over time. The expandable body of F2 hardens, and the cavity A is filled with the hardened material.
【0019】施工例2の充填方法は、空洞Aの規模が比
較的小さく、かつ岩盤Gから地下水が滲み出てくる場合
に便利に適用できる。またこの施工法は、空洞Aの充填
だけでなく、トンネルの覆工材としてセグメントを用い
る場合のセグメントの裏込め等にも適用することができ
る。特に、テールシールを備えないトンネルボーリング
マシン等を用いる場合、粉体の空洞充填材に水溶性有機
溶剤として少量のプロピレングリコール等を添加する
と、空洞充填材をペースト化することができ、天端側に
おいてもセグメント端部から空洞充填材が流れ出すこと
もなく、円滑に充填作業を行うことが可能となる。
The filling method of construction example 2 can be conveniently applied when the size of the cavity A is relatively small and groundwater seeps out from the bedrock G. Further, this construction method can be applied not only to filling the cavity A but also to backfilling the segment when the segment is used as the lining material of the tunnel. Especially when using a tunnel boring machine without a tail seal, adding a small amount of propylene glycol, etc. as a water-soluble organic solvent to the powder cavity filler makes it possible to make the cavity filler into a paste. Also in this case, the cavity filling material does not flow out from the end portion of the segment, and the filling operation can be smoothly performed.
【0020】(施工例3) 前記において、空洞Aに地下水の湧出がないか、又は少
ない場合は、請求項1に示したように、空洞充填材を空
洞に送給すると共に、この空洞に水を注入することが好
ましい。この方法に基づく施工例を図4によって説明す
る。この施工例3では先ず、トンネルの孔3内に前記の
施工例2と同様に支保工4と矢板5とを設置する。次い
で、図4に示すように、矢板5の外側から空洞A内に第
一のホース7を挿入し、このホース7から、施工例1で
用いたと同様に少なくとも吸水性樹脂とセメントとを含
む粉状の空洞充填材F3を空洞A内に空気圧送等で送給
する。これと同時に、又は空洞充填材F2の送給後に、
矢板5の外側から挿入した第二のホース8で水を空洞A
内に注入する。このホース8は、その周面に多数の細孔
8aが形成されていて、この細孔8aから散布された水
が、空洞A内に送給された空洞充填材F4に浸透する。
(Execution example 3) In the above, when there is no or little groundwater seepage in the cavity A, as described in claim 1 , the cavity filler is fed to the cavity and water is supplied to this cavity. Is preferably injected. An example of construction based on this method will be described with reference to FIG. In this construction example 3, first, the support work 4 and the sheet pile 5 are installed in the hole 3 of the tunnel as in the construction example 2. Then, as shown in FIG. 4, a first hose 7 is inserted into the cavity A from the outside of the sheet pile 5, and a powder containing at least a water-absorbent resin and cement is used from this hose 7 in the same manner as in Working Example 1. The hollow cavity filler F3 is fed into the cavity A by air pressure feeding or the like. At the same time, or after feeding the cavity filler F2,
The second hose 8 inserted from the outside of the sheet pile 5 is used to evacuate water into the cavity A.
Inject into. The hose 8 has a large number of pores 8a formed on its peripheral surface, and the water sprinkled from the pores 8a permeates the cavity filling material F4 fed into the cavity A.
【0021】この後は、前記施工例1と同様、空洞充填
材F3は、散布された水を吸水性樹脂が吸収することに
より急速に膨張して空洞Aに充満し、セメントの硬化に
より強度が発現し、空洞Aが硬化物により充填されるこ
とになる。
Thereafter, as in the case of the construction example 1, the cavity filling material F3 is rapidly expanded by the water-absorbent resin absorbing the sprinkled water to fill the cavity A, and the strength of the cement is increased by hardening the cement. It develops, and the cavity A is filled with the cured product.
【0022】この場合も空洞充填材は、粉塵飛散を抑制
するために、水溶性有機溶剤を添加して湿潤させ、ウエ
ットパウダー状として用いてもよい。また、比較的多量
の水溶性有機溶剤及び/又は水を混合し、流動性として
ポンプ圧送により空洞A内に送給してもよいことはいう
までもない。
Also in this case, the cavity filler may be used in the form of a wet powder by adding a water-soluble organic solvent and moistening it in order to suppress dust scattering. It goes without saying that a relatively large amount of a water-soluble organic solvent and / or water may be mixed and fluidized to be fed into the cavity A by pumping.
【0023】(施工例4) この施工例は、図2に示したトンネルの孔3を掘削する
ときに、地山(岩盤)Gに生じた天端部の空洞Aを、本
発明の請求項3の方法に基づき充填する施工例である。
この施工例で用いる空洞充填材は、吸水性樹脂とセメン
トと必要なら他の混和剤とを所定の配合割合で混合した
粉体空洞充填材F4である。
[0023] (Construction Example 4) This construction example, when drilling a tunnel hole 3 shown in FIG. 2, the cavity A of the top end portion occurring in the natural ground (bedrock) G, the claims of the invention It is a construction example of filling based on the method of 3 .
The cavity filling material used in this construction example is a powder cavity filling material F4 in which a water absorbent resin, cement and, if necessary, other admixture are mixed in a predetermined mixing ratio.
【0024】先ず、図2に示すように、リング状の支保
工4を、孔3に複数設置し、支保工4,4,…上と孔3
の天端部との間に、矢板5を挿入設置して空洞Aの下方
全体を覆う。次に、図5に示すように、2本の送給管6
a,6bと1本の注出管6cとが連結された二股ノズル
6を用い、この二股ノズル6の一方の送給管6aから前
記の粉体空洞充填材F4を空気圧送により送給し、他方
の送給管6bから水を送給し、二股ノズル6内でこれら
を合流させて混合し、混合物を注出管6cから前記空洞
A内に注出する。
First, as shown in FIG. 2, a plurality of ring-shaped supporting members 4 are installed in the holes 3, and the supporting members 4, 4, ...
The sheet pile 5 is inserted and installed between the upper end portion and the lower end of the cavity A to cover the entire lower portion of the cavity A. Next, as shown in FIG. 5, the two feeding pipes 6
A bifurcated nozzle 6 in which a and 6b and one pouring pipe 6c are connected is used, and the powder cavity filling material F4 is fed by pneumatic feeding from one feeding pipe 6a of the bifurcated nozzle 6. Water is fed from the other feed pipe 6b, these are merged in the bifurcated nozzle 6 and mixed, and the mixture is poured into the cavity A from the pouring pipe 6c.
【0025】空洞A内に注入された空洞充填材F4は、
これに配合されている吸水性樹脂が水を吸収することに
よって体積が急速に膨張し、空洞Aに充満する。この状
態で、時間が経過すると、空洞充填材F4中に配合され
たセメントが硬化することにより強度が発現し、空洞A
が硬化物により充填される。
The cavity filling material F4 injected into the cavity A is
The water-absorbent resin blended therein absorbs water to rapidly expand the volume and fill the cavity A. In this state, with the passage of time, the cement mixed in the cavity filling material F4 hardens to develop strength and the cavity A
Is filled with a cured product.
【0026】この施工例4によれば、空洞充填材F4が
粉体組成物であるから、製造に際して混練等の作業が省
略され、また、搬送も空気圧送により容易に行うことが
でき、簡単な器具である二股ノズル6を用いるのみで粉
状の空洞充填材F4と水との急速かつ均一な混合が可能
であり、水と混合後直ちに空洞A内に送給されるので、
空洞充填材が送給途中で膨張したり硬化したりして詰ま
りを起こすこともなく、容易かつ円滑に充填作業を完了
することができる。
According to this construction example 4, since the cavity filling material F4 is a powder composition, the work such as kneading is omitted in the manufacturing process, and the transportation can be easily carried out by pneumatic feeding. Since the powdery cavity filler F4 and water can be rapidly and uniformly mixed only by using the bifurcated nozzle 6 which is an instrument, and the mixture is immediately fed into the cavity A after mixing with water,
The filling operation can be completed easily and smoothly without the hollow filler expanding or hardening during the feeding and causing a clogging.
【0027】前記施工例4において、粉体空洞充填材F
4は、吸水性樹脂とセメントに加えて、更にベントナイ
トを含むことが好ましい。ベントナイトは、比重が比較
的小さいので粉体組成物中に均一に分散し、空気圧送等
によっても分離しないので安定した空洞充填材が得られ
る。ベントナイトは、無機塩を含有する水を吸収して膨
潤しゲル化する性質があるので、これを含む空洞充填材
は、含水しても重力に抗して盛り上げ充填が可能とな
り、孔3の側壁部へ流失することなく天端部空洞Aの天
部にまで達する充填が可能となる。
In the construction example 4, the powder cavity filler F
In addition to water-absorbent resin and cement, 4 preferably further contains bentonite. Bentonite has a relatively small specific gravity, so it is uniformly dispersed in the powder composition and does not separate even by air pressure feeding or the like, so that a stable cavity filler can be obtained. Since bentonite has a property of absorbing water containing an inorganic salt, swelling and gelling, the cavity filling material containing the bentonite can be raised and filled against the gravity even if it contains water, and the side wall of the hole 3 can be filled. It is possible to fill up to the top of the top end cavity A without being washed away.
【0028】また粉体空洞充填材F4は、粉塵飛散を軽
減するために、例えばプロピレングリコール等の水溶性
有機溶剤を添加して湿潤させ、ウエットパウダー状とし
て用いてもよい。または、粉体空洞充填材F4に比較的
多量の水溶性有機溶剤及び/又は水を混合し、流動性と
してもよい。この場合は、ポンプ等を用いて二股ノズル
6の送給管6aからこの流動性空洞充填材を供給し、他
方の送給管6bから水を送給することによって、施工例
4と同様な結果が得られる。
The powder cavity filler F4 may be used as a wet powder by adding a water-soluble organic solvent such as propylene glycol and moistening it in order to reduce dust scattering. Alternatively, the powder cavity filler F4 may be mixed with a relatively large amount of a water-soluble organic solvent and / or water so as to have fluidity. In this case, by using a pump or the like to supply the fluid cavity filling material from the feed pipe 6a of the bifurcated nozzle 6 and to feed water from the other feed pipe 6b, the same result as in the construction example 4 is obtained. Is obtained.
【0029】前記施工例4に用いた二股ノズル6は、要
は粉体と水とを混合して送給できるものであればよいの
で、例えばこの二股ノズル6に代えて乾式吹付け機を用
い、そのノズルガンを空洞Aに挿入し、前記の粉体空洞
充填材と水とを送給し、双方を合流させて空洞A内に噴
射充填してもよい。従って、二股ノズル6に代えて乾式
吹付け機を用いる充填方法も本発明に含まれるものであ
る。
The bifurcated nozzle 6 used in the construction example 4 may be of any type as long as it can feed the powder and water in a mixed manner. For example, a dry spraying machine is used instead of the bifurcated nozzle 6. Alternatively, the nozzle gun may be inserted into the cavity A, the powder cavity filler and the water may be fed, and both may be combined to be injected and filled into the cavity A. Therefore, a filling method using a dry spraying machine instead of the bifurcated nozzle 6 is also included in the present invention.
【0030】(施工例5) この施工例5は、図2に示したトンネルの孔3を掘削す
るときに、地山(岩盤)Gに生じた天端部の空洞Aを、
本発明の請求項4に関連した方法を用いて充填する例で
ある。この施工例5では、空洞充填材を空洞に充填した
後に、必ずしも水により体積を膨張させる操作を必要と
しない。
(Working Example 5) In Working Example 5, when the tunnel hole 3 shown in FIG.
It is an example of filling using the method related to claim 4 of the present invention. In this construction example 5, after the cavity is filled with the cavity filling material, it is not always necessary to expand the volume with water.
【0031】この施工例においては、基本的に吸水性樹
脂とセメントと水とが予め混合され、流動性とされた空
洞充填材F5が用いられる。この空洞充填材F5は、吸
水性樹脂、セメント及び水を必須成分として含む組成物
あって、この組成物の水への流出率は40%以下、好
ましくは30%以下、更に好ましくは10%以下に調整
され、かつフロー値は140〜210の範囲内に調整さ
れている。
In this construction example, basically, the cavity-filling material F5 in which the water-absorbent resin, the cement and the water are mixed in advance to make them fluid is used. The cavity filler F5 is a composition containing a water absorbent resin, cement and water as essential components, and the outflow rate of this composition to water is 40% or less, preferably 30% or less, and more preferably 10%. The flow values have been adjusted below and within the range of 140-210.
【0032】この施工例5においては、図6に示すよう
に、矢板5の外側から空洞A内にホース9を挿入し、こ
のホース9から前記の流動性空洞充填材F5を空洞A内
にポンプ圧送等で送給し、空洞Aを充填する。この空洞
充填材F5は、予め水が配合されフロー値が140〜2
10の範囲内とされているので流動性であり、1本のホ
ース9で空洞に注入充填するだけで別途に水を供給しな
くてもセメントが硬化し、硬化物による充填が完了す
る。
In this construction example 5, as shown in FIG. 6, a hose 9 is inserted into the cavity A from the outside of the sheet pile 5, and the fluid cavity filling material F5 is pumped from the hose 9 into the cavity A. It is fed by pressure or the like to fill the cavity A. The cavity filling material F5 has a flow value of 140 to 2 in which water is previously mixed.
Since it is within the range of 10, it is fluid, and the cement is hardened by only injecting and filling the cavity with one hose 9 without supplying water separately, and the filling with the hardened material is completed.
【0033】この空洞充填材F5は、流出率が40%以
下に調整されているので、地下水や湧水の存在下での空
隙充填においても、硬化完了までの期間に水中への流失
が抑制でき、その結果、湧水の存在するトンネル等の人
工構造物と岩盤等との間に空洞が発生した天端部にも、
注入時の流失が著しく少なく、地下水や工事現場周辺へ
の粉塵等の環境汚染を起こさず、確実かつ効率的に限定
注入することが可能になる。また、フロー値が140〜
210に調整されているので可塑性があり、ポンプによ
る送給が可能であり、しかも送給した後は打設場所に留
まるので空洞の特定な箇所のみを充填する限定充填も可
能になる。更に、重力に抗した盛り上げ充填が容易にな
り、その結果、トンネル等での人工構造物と岩盤や地盤
との間に発生した空隙の天端部にも届くようになり、確
実かつ効率的に充填作業を完了することができる。
Since the outflow rate of the cavity filling material F5 is adjusted to 40% or less, even when the voids are filled in the presence of groundwater or spring water, it is possible to suppress the runoff into water during the period until the curing is completed. , As a result, even at the top end where a cavity is generated between an artificial structure such as a tunnel where spring water exists and bedrock,
It is possible to reliably and efficiently carry out limited injection without causing environmental pollution such as dust in the groundwater or around the construction site, because there is extremely little loss during injection. Also, the flow value is 140 ~
Since it is adjusted to 210, it has plasticity and can be fed by a pump, and after feeding, it stays at the pouring place, so that limited filling for filling only a specific portion of the cavity is also possible. Furthermore, it becomes easy to fill up the pile against gravity, and as a result, it reaches the top of the void created between the artificial structure in the tunnel etc. and the rock or ground. The filling operation can be completed.
【0034】前記の空洞充填材F5は、少なくとも吸水
性樹脂、セメント及び水を含んでいればよい。この吸水
性樹脂は、空洞内に送給する以前に吸水性樹脂が飽和状
態まで吸水して膨潤を完了していてもよいが、加える水
量を調節するか、又は調製時点から空洞内注入までの時
間を調節することによって、吸水性樹脂の膨張が未完了
の状態で空洞内に注入してもよい。膨張が未完了の状態
で注入した場合には、空洞内で更に膨張が進行するの
で、空洞内の狭いすき間等にも進入し、更に緻密な充填
施工が行えるようになる。いずれにしても空洞充填材F
5は、充填後に必ずしも水を供給する必要がないので、
充填するためのポンプは一つで充分であり、全体の設備
をコンパクトにすることができる。このため短時間での
施工や小規模の空洞の充填にも容易に適用することがで
きる。
The cavity filler F5 may contain at least a water absorbent resin, cement and water. This water-absorbent resin may absorb water until the water-absorbent resin is saturated and complete swelling before being fed into the cavity, but the amount of water to be added is adjusted, or the time from the preparation time to the cavity injection is adjusted. By adjusting the time, the water absorbent resin may be injected into the cavity in a state where the expansion of the water absorbent resin is incomplete. When the injection is performed in a state where the expansion is not completed, the expansion further progresses in the cavity, so that it is possible to enter a narrow gap or the like in the cavity and perform more precise filling work. In any case, the cavity filling material F
No. 5 does not necessarily need to supply water after filling,
One pump for filling is sufficient, and the whole equipment can be made compact. Therefore, it can be easily applied to construction in a short time and filling of small-scale cavities.
【0035】(施工例6)この施工例6は、前記施工例
5における空洞充填材F5の代わりに、吸水性樹脂とベ
ントナイトとセメントと水とが予め混合され流動性とさ
れた空洞充填材F6を用いる以外は施工例5と同様であ
る。この空洞充填材F6も空洞充填材F5と同様に、水
への流出率が40%以下、好ましくは30%以下、更に
好ましくは10%以下に調整され、かつフロー値が14
0〜210の範囲内に調整されている。
(Working Example 6) In Working Example 6, instead of the cavity filling material F5 in Working Example 5, a water-absorbent resin, bentonite, cement and water are mixed beforehand to make the cavity filling material F6 fluid. The same as Example 5 except that is used. Similar to the cavity filler F5, the cavity filler F6 is adjusted so that the outflow rate to water is 40% or less, preferably 30% or less, more preferably 10% or less, and the flow value is 14% or less.
It is adjusted within the range of 0 to 210.
【0036】この施工例6においては、図6において、
矢板5の外側から空洞A内にホース9を挿入し、このホ
ース9から前記の空洞充填材F5に代えて空洞充填材F
6を空洞A内にポンプ圧送等で送給し、空洞Aを充填す
る。これによって、空洞充填材F6は予め水が配合され
ているので別途に水を供給しなくてもセメントが硬化
し、硬化物による充填が完了する。
In this construction example 6, as shown in FIG.
The hose 9 is inserted into the cavity A from the outside of the sheet pile 5, and the cavity filling material F is replaced with the hose 9 from the hose 9.
6 is fed into the cavity A by pumping or the like to fill the cavity A. With this, since the cavity filler F6 is preliminarily mixed with water, the cement is hardened without supplying water separately, and the filling with the hardened material is completed.
【0037】この空洞充填材F6はベントナイトを含ん
でいる。ベントナイトは空洞充填材の骨材として用いら
れるものであるが、骨材としては比較的比重が小さいの
で、組成物中に均一に混合することが容易である。更に
ベントナイトは、無機塩を含有する水を吸収して膨潤
し、ゲル化する性質があるので、水を含んだ状態では比
重が更に小さく水の比重に近づき、組成物中に一層均一
に分布して分離し難くなると共に、流動性が改善され、
空洞充填に好適な140〜210の範囲内のフロー値が
達成し易くなる。また、ベントナイトのゲル化性によっ
て、この空洞充填材F6は、含水状態で重力に抗して盛
り上げ充填が可能となり、孔3の側壁部へ流失すること
なく天端部空洞Aの天部にまで達する充填ができるよう
になる。従ってベントナイトを含む空洞充填材F6を充
填後に硬化させると、得られた硬化物は緻密で均質とな
り、強度も大となる。
The cavity filling material F6 contains bentonite. Bentonite is used as an aggregate of the cavity filler, but since it has a relatively low specific gravity as an aggregate, it is easy to mix it uniformly in the composition. Further, bentonite has a property of absorbing water containing an inorganic salt, swelling, and gelling, so that the specific gravity is smaller in the state of containing water and approaches the specific gravity of water, and is more evenly distributed in the composition. It becomes difficult to separate and the fluidity is improved,
Flow values in the range of 140-210 suitable for cavity filling are easier to achieve. Also, due to the gelling property of bentonite, this cavity filling material F6 can be piled up and filled against the gravity in a water-containing state, and can reach the top of the top cavity A without being washed away to the side wall of the hole 3. You will be able to reach the filling. Therefore, when the cavity filler F6 containing bentonite is filled and then cured, the obtained cured product becomes dense and homogeneous, and the strength also becomes large.
【0038】前記の空洞充填材F6における吸水性樹
脂、ベントナイト、セメント及び水の配合割合は、水を
100とするときの重量比で、吸水性樹脂:ベントナイ
ト:セメントが0.1〜5:20〜80:10〜60の
範囲内であることが好ましい。この配合比とすることに
よって、水への流出率を40%以下、好ましくは30%
以下、更に好ましくは10%以下に調整し、かつフロー
値を140〜210の範囲内に調整することが一層容易
になる。
The mixing ratio of the water absorbent resin, bentonite, cement and water in the cavity filling material F6 is a weight ratio when water is 100, and the water absorbent resin: bentonite: cement is 0.1 to 5:20. It is preferably in the range of -80: 10 to 60. With this blending ratio, the outflow rate to water is 40% or less, preferably 30%.
Hereafter, it becomes easier to adjust to 10% or less, and to adjust the flow value within the range of 140 to 210.
【0039】前記の施工例2〜施工例6は、トンネル掘
削の際、孔3に生じた空洞Aを空洞充填材で充填する場
合について説明したが、本発明の空洞充填方法はこれら
に限定されるものではなく、適宜他の施工法と組み合わ
せて、地山の様々な空洞の充填に採用することが可能で
ある。この場合、例えば地表や切羽面、法面等からボー
リング孔を設ける等の前処理を施してから施工すること
もできる。
The above-mentioned construction examples 2 to 6 have been described with respect to the case where the cavity A generated in the hole 3 is filled with the cavity filling material during the tunnel excavation, but the cavity filling method of the present invention is not limited thereto. However, it is possible to use it for filling various cavities in the natural ground by appropriately combining it with other construction methods. In this case, for example, it is possible to perform a pretreatment such as providing a boring hole from the surface of the earth, a face of a face, a slope, etc. before the construction.
【0040】さらに、上記空洞充填材Fは、空洞の充填
だけでなく、トンネルの覆工材としてセグメントを用い
る場合のセグメントの裏込材としても用いることができ
る。特に、テールシールを備えないトンネルボーリング
マシン等を用いる場合、ベントナイト又は水溶性有機溶
剤としてプロピレングリコール等を用いることによっ
て、空洞充填材の粘度を高めることができるので、天端
側においてもセグメント端部から空洞充填材が流れ出す
こともなく、充填作業を良好に行うことが可能となる。
これ以外にも、上記空洞充填材Fは、例えば地中に構築
する杭と、杭孔との間隙(空洞)に充填する場合等にも
適用することが可能である。
Further, the cavity filling material F can be used not only for filling the cavity but also as a backing material for the segment when the segment is used as the lining material for the tunnel. Especially when using a tunnel boring machine without a tail seal, it is possible to increase the viscosity of the cavity filling material by using propylene glycol or the like as bentonite or a water-soluble organic solvent. It is possible to perform the filling work satisfactorily without the hollow filler flowing out from the inside.
In addition to this, the cavity filler F can be applied to, for example, the case of filling a gap (cavity) between a pile constructed in the ground and a pile hole.
【0041】以下、本発明の構成要素について更に詳し
く説明する。本発明に用いられる吸水性樹脂は、親水性
ポリマーの架橋構造体であり、自重の10〜1000倍
の水を吸収し膨潤する性質を持つものである。通常は、
架橋剤の存在下に水溶性のエチレン性不飽和モノマーを
重合させて得られるものと、水溶性のエチレン性不飽和
モノマーを重合し水溶性ポリマーとしたものを架橋処理
して得られるものとがある。
The components of the present invention will be described in more detail below. The water-absorbent resin used in the present invention is a cross-linked structure of a hydrophilic polymer and has a property of absorbing 10 to 1000 times its own weight of water and swelling. Normally,
Those obtained by polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in the presence of a cross-linking agent, and those obtained by polymerizing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer into a water-soluble polymer and subjecting it to a crosslinking treatment. is there.
【0042】前記吸水性樹脂の例としては、例えば、ポ
リ(メタ)アクリル酸またはポリ(メタ)アクリル酸塩
架橋体、スルホン酸基を有するポリ(メタ)アクリル酸
エステル架橋体、ポリアルキレン鎖を有するポリ(メ
タ)アクリル酸エステル架橋体、ポリ(メタ)アクリル
アミド架橋体、ポリジオキソラン架橋体、架橋ポリエチ
レンオキシド、架橋ポリビニルピロリドン、スルホン化
ポリスチレン架橋体、架橋ポリビニルピリジン、デンプ
ン−ポリ(メタ)アクリロニトリルグラフト共重合体の
ケン化物、デンプン−ポリ(メタ)アクリル酸(および
その塩)グラフト架橋共重合体、ポリビニルアルコール
と無水マレイン酸(塩)の反応物、架橋ポリイソブチレ
ン−マレイン酸塩共重合体、ポリビニルアルコールスル
ホン酸塩、ポリビニルアルコール−アクリル酸グラフト
共重合物等の吸水性ポリマー等を挙げることができる。
Examples of the water absorbent resin include crosslinked poly (meth) acrylic acid or poly (meth) acrylic acid salt, crosslinked poly (meth) acrylic acid ester having a sulfonic acid group, and polyalkylene chain. Poly (meth) acrylic acid ester crosslinked product, poly (meth) acrylamide crosslinked product, polydioxolane crosslinked product, crosslinked polyethylene oxide, crosslinked polyvinylpyrrolidone, sulfonated polystyrene crosslinked product, crosslinked polyvinylpyridine, starch-poly (meth) acrylonitrile graft Saponified copolymer, starch-poly (meth) acrylic acid (and its salt) graft cross-linked copolymer, reaction product of polyvinyl alcohol and maleic anhydride (salt), cross-linked polyisobutylene-maleate copolymer, Polyvinyl alcohol sulfonate, polyvinyl chloride Alcohol - can be mentioned water-absorbing polymers such as acrylic acid graft copolymers and the like.
【0043】特にセメントを含む組成物中で高い吸液膨
潤性を付与するためには、好ましくはアクリル酸、メタ
クリル酸、又はそれらのアルカリ金属塩やアンモニウム
塩と、例えばアクリルアミド、メタアクリルアミド、N
−ビニルアセトアミド、メトキシポリエチレングリコー
ル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)
アクリレート、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸、又はそれらのアルカリ金属塩等
の耐塩性の吸液性ポリマーを与えるモノマー(耐塩性モ
ノマー)とを共重合させることが好ましい。
In order to impart a high liquid-absorption swelling property especially to a composition containing cement, acrylic acid, methacrylic acid or their alkali metal salts or ammonium salts are preferably used together with, for example, acrylamide, methacrylamide or N.
-Vinylacetamide, methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth)
It is preferable to copolymerize with a monomer (salt-resistant monomer) that gives a salt-resistant liquid-absorbent polymer such as acrylate, 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, or an alkali metal salt thereof.
【0044】空洞充填材に用いることができる吸水性樹
脂の好ましい市販品としては、例えば、商品名「アクア
リックCA」、「アクアリックCS」(いずれも日本触
媒社製)等を挙げることができる。アクアリックCS
は、耐塩性が優れているので、特に好ましい吸水性樹脂
である。
Preferred commercial products of the water-absorbent resin that can be used as the cavity filling material include, for example, trade names "AQUALIC CA" and "AQUALIC CS" (both manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.). . Aquaric CS
Is a particularly preferable water-absorbent resin because it has excellent salt resistance.
【0045】本発明に用いられるセメントは、一般的に
はポルトランドセメントであるが、その他のセメント、
例えば白色セメント、アルミナセメント、高炉セメント
等も単独で、又は他のセメントと混合して用いることが
できる。通常、セメントと共に用いられる混和剤につい
ても、公知の混和剤を適宜用いることができる。
The cement used in the present invention is generally Portland cement, but other cements,
For example, white cement, alumina cement, blast furnace cement or the like can be used alone or in a mixture with other cement. As the admixture usually used together with cement, a known admixture can be appropriately used.
【0046】本発明に用いられるベントナイトは、シリ
カとアルミナとを主成分とするモンモリロナイトを主と
した粘土であり、その平均粒子径が10〜100μm、
好ましくは30〜50μmの微粉末であり、吸水性およ
び膨潤性に富んでいる。ベントナイトは産地や粒径等に
より物性や膨潤力が異なるため、これらを考慮して選択
されるべきである。好ましいベントナイトの例として
は、例えば米国ワイオミング州産(吸液倍率は7.5g
/g)、栃木産(4.6g/g)等を挙げることができ
る。
The bentonite used in the present invention is a clay composed mainly of montmorillonite whose main components are silica and alumina, and its average particle size is 10 to 100 μm.
It is preferably a fine powder having a particle size of 30 to 50 μm and is rich in water absorption and swelling. Bentonite has different physical properties and swelling power depending on the production area, particle size, etc., and should be selected in consideration of these. Examples of preferable bentonites include those produced in Wyoming, USA (absorption capacity of 7.5 g).
/ G), Tochigi products (4.6 g / g) and the like.
【0047】本発明に用いる空洞充填材で、少なくとも
吸水性樹脂とセメントと水とを含み、必要に応じてベン
トナイトを含むものについては、セメントの水に対する
重量比が1/10〜6/10の範囲内であり、かつこの
組成物の下記式2で示される吸液指数が1〜3の範囲内
であることが好ましい。吸液指数=(吸水性樹脂配合量
(g)×吸水性樹脂の吸液倍率+ベントナイト 配合量(g)×ベントナイトの吸液倍率)/水の配合量(g) …式2
Cavity fillers used in the present invention containing at least water-absorbent resin, cement and water, and optionally bentonite, have a weight ratio of cement to water of 1/10 to 6/10. It is preferable that the liquid absorption index is within the range and the liquid absorption index of the composition represented by the following formula 2 is within the range of 1 to 3. Liquid absorption index = (water-absorbing resin compounding amount (g) × water-absorbing resin liquid absorbing capacity + bentonite compounding amount (g) × bentonite liquid absorbing ratio) / water compounding amount (g) Equation 2
【0048】ここで、吸水性樹脂及びベントナイトの吸
液倍率は、下記の方法で測定することができる。先ず、
脱イオン水80重量部に普通ポルトランドセメント(ト
クヤマ社製)20重量部を添加し2時間攪拌する。次い
で、東洋濾紙社製No.2濾紙で濾過して20%セメン
ト水ろ液を調製する。ティーバッグに吸水性樹脂粉末ま
たはベントナイト約0.1gをとり、前記の20%セメ
ント水ろ液100gに1時間浸漬した後、ティーバッグ
を引き上げ重量を測定し、次式3に従って算出する。 吸液倍率=(B−C)/A …式3 A:採取した吸水性樹脂粉末またはベントナイトの重量
(g) B:吸水後のティーバッグを含めた全重量(g) C:空試験におけるティーバッグを含めた重量(g)
Here, the liquid absorption capacity of the water absorbent resin and bentonite can be measured by the following method. First,
To 80 parts by weight of deionized water, 20 parts by weight of ordinary Portland cement (manufactured by Tokuyama Corporation) was added and stirred for 2 hours. Next, No. 1 manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd. 2 Filter with a filter paper to prepare a 20% cement water filtrate. About 0.1 g of the water-absorbent resin powder or bentonite is placed in a tea bag and immersed in 100 g of the 20% cement water filtrate for 1 hour, and then the tea bag is pulled up and the weight is measured and calculated according to the following formula 3. Liquid absorption ratio = (B−C) / A Formula 3 A: Weight of collected water-absorbent resin powder or bentonite (g) B: Total weight including tea bag after water absorption (g) C: Tea in blank test Weight including bag (g)
【0049】本発明の方法に用いる空洞充填材は、前記
の各成分の他にも、この分野で一般に用いられている添
加材、例えば骨材として使用される砂、磔、土、粘土、
フライアッシュ、パーライト、バーミュキュライト等や
炭酸カルシウム、微粉末シリカ、アルミナなどの無機粉
末、或いは木粉、パルプ、吸水性繊維、ガラス繊維など
の無機あるいは有機の繊維質物質やカルボキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルア
ルコール、ポリアクリルアミド等の天然あるいは合成増
粘剤、および/または水溶性有機溶剤を含有していても
よい。
The cavity filling material used in the method of the present invention includes, in addition to the above-mentioned respective components, additives generally used in this field, such as sand, rock, clay, clay used as an aggregate.
Inorganic powder such as fly ash, perlite, vermiculite, etc., calcium carbonate, finely powdered silica, alumina, etc., or inorganic or organic fibrous substances such as wood flour, pulp, water absorbent fiber, glass fiber, etc. and carboxymethyl cellulose, hydroxy It may contain a natural or synthetic thickener such as ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, and / or a water-soluble organic solvent.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に係る空洞の充填方法は、地山等に存在する空洞に、少
なくとも吸水性樹脂とセメントとベントナイトとを含む
組成物からなる空洞充填材を送給すると共に、この空洞
に水を注入し、空洞充填材を前記空洞内で吸水・膨張さ
せ、かつ硬化させることとし、空洞充填材の配合を、重
量比で水100に対し、吸水性樹脂0.1〜5,セメン
ト10〜50、ベントナイト20〜80としたので、
体混合器中で安価な粉体原料を均一に混合するだけで空
洞充填材が得られ、空洞への送給はホース等を用いる空
気搬送等によればよいので簡便かつ効率的であるし、空
洞に湧水がなくても容易に膨張・硬化して空洞を充填す
ることができ、ベントナイトを含むものであるから充填
後硬化するまでに流水にさらされても流失し難くまた重
力に抗して盛り上げ充填が可能である。このとき、必要
なら請求項2に基づき、前記空洞充填材に更に水溶性有
機溶剤を添加してペースト状またはウエットパウダー状
すれば、粉塵等の発生を抑制することができる。 請求
項3に係る空洞の充填方法は、二股ノズルの一方の送給
管から前記空洞充填材を送給し、他方の送給管から水を
送給し、二股ノズル内でこれらを合流、混合し、混合物
を前記注出管から前記空洞内に送給するものであるの
で、簡単な器具を用いるのみで粉体空洞充填材と水との
急速かつ均一な混合が可能であり、水と混合後直ちに空
洞内に送給されるので、空洞充填材が送給途中で膨張し
たり硬化したりして詰まりを起こすこともなく、容易か
つ円滑に充填作業を完了することができる。請求項4
係る空洞の充填方法は、空洞充填材が少なくとも吸水性
樹脂とセメントとベントナイトと水とを含む流動性の組
成物からなり、この組成物の配合が、重量比で水100
に対し、吸水性樹脂0.1〜5,セメント10〜60、
ベントナイト20〜80とされ、この組成物中で吸水性
樹脂が少なくとも部分的に吸水、膨張したものを空洞内
に送給し、空洞内で硬化させるものであるので、1本の
ホースで空洞充填材を空洞に注入充填するだけで別途に
水を供給しなくてもセメントが硬化し、極めて容易に充
填が完了する。また、組成物がベントナイトを 含むもの
であるので、充填後硬化するまでに流水にさらされても
流失し難く、また、重力に抗して盛り上げ充填が可能に
なり、施工領域を広げることができる。このとき、必要
なら請求項5に基づき、組成物の吸液指数を1〜3の範
囲内とすることが好ましい。
As described above, according to the first aspect of the present invention.
The method for filling a cavity according to the method, the cavity filling material made of a composition containing at least a water-absorbent resin, cement, and bentonite is fed to the cavity existing in the ground, etc.
Water is injected into the cavity to absorb and expand the cavity filling material in the cavity , and to cure it.
Amount ratio of water-absorbent resin 0.1-5, cement to water 100
10 to 50 and bentonite 20 to 80 , the cavity filler can be obtained only by uniformly mixing the inexpensive powder raw material in the powder mixer, and the cavity is supplied by air transfer using a hose or the like. since it according to the equal to a simple and efficient, empty
Even if there is no spring in the cave, it easily expands and hardens to fill the cavity.
Can be filled because it contains bentonite
Even if it is exposed to running water until it is post-cured, it does not easily wash away and is heavy.
It is possible to fill up against the force. At this time, if necessary, a water-soluble organic solvent may be further added to the cavity filling material according to claim 2 to form a paste or a wet powder.
Then, the generation of dust and the like can be suppressed . Claim
The method for filling a cavity according to Item 3 , the cavity filling material is fed from one feed pipe of the bifurcated nozzle, water is fed from the other feed pipe, and these are joined and mixed in the bifurcated nozzle. Since the mixture is fed from the pouring pipe into the cavity, the powder cavity filler and water can be rapidly and uniformly mixed with only a simple device, and after mixing with water. Since it is immediately fed into the cavity, the filling operation can be completed easily and smoothly without causing the cavity filler to expand or harden during feeding to cause clogging. In the method for filling a cavity according to claim 4 , the cavity filler is composed of a fluid composition containing at least a water absorbent resin, cement, bentonite, and water, and the composition of the composition is water 100 by weight.
In contrast, water-absorbent resin 0.1-5, cement 10-60,
Bentonite 20 to 80 , which absorbs and at least partially absorbs water and expands in this composition is fed into the cavity and cured in the cavity, so that the cavity is filled with one hose. The cement is hardened by pouring and filling the material into the cavity without supplying water separately, and the filling is extremely easy. Further, those compositions containing bentonite
Therefore, even if it is exposed to running water until it hardens after filling
Difficult to wash away, and can be piled up and filled against gravity.
Therefore, the construction area can be expanded. At this time, necessary
Then, according to claim 5, the liquid absorption index of the composition is in the range of 1 to 3.
It is preferable to set it within the enclosure.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 本発明に係る空洞の充填方法の一施工例を示
す立断面図。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing one construction example of a method for filling a cavity according to the present invention.
【図2】 本発明に係る空洞の充填方法を実施する施工
現場の一例を示す立断面図。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing an example of a construction site for carrying out the cavity filling method according to the present invention.
【図3】 図2に示す施工現場における、本発明の空洞
の充填方法の一施工例を示す立断面図。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing one construction example of the method for filling a cavity of the present invention at the construction site shown in FIG.
【図4】 図2に示す施工現場における、本発明の空洞
の充填方法の他の一施工例を示す立断面図。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing another construction example of the method for filling a cavity of the present invention at the construction site shown in FIG.
【図5】 図2に示す施工現場における、本発明の空洞
の充填方法の更に他の一施工例を示す立断面図。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing still another construction example of the method for filling a cavity of the present invention at the construction site shown in FIG.
【図6】 図2に示す施工現場における、本発明の空洞
の充填方法の更に他の一施工例を示す立断面図。
6 is a vertical cross-sectional view showing still another construction example of the cavity filling method of the present invention at the construction site shown in FIG. 2. FIG.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
G…地山 A…空洞 F1,F2,F3,F4,F5…空洞充填材 FF…硬化物 w…地下水 1,7,8,9…ホース 2…散水器付きホース 3…孔 4…支保工 5…矢板 6…二股ノズル 6a,6b…送給管 6c…注出管 8a…細孔 G ... Ground A ... cavity F1, F2, F3, F4, F5 ... Cavity filler FF ... Cured product w ... groundwater 1, 7, 8, 9 ... Hose 2 ... Hose with sprinkler 3 ... hole 4 ... Support work 5 ... sheet pile 6 ... Bifurcated nozzle 6a, 6b ... Supply pipe 6c ... Pour pipe 8a ... Pores
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000115500 ラサ工業株式会社 東京都中央区京橋1丁目1番1号 (74)上記3名の代理人 100064908 弁理士 志賀 正武 (外1名) (72)発明者 太田 勲 東京都中央区京橋一丁目1番1号 ラサ 工業株式会社内 (72)発明者 岸本 雅雄 東京都中央区京橋一丁目1番1号 ラサ 工業株式会社内 (72)発明者 空西 正夫 東京都中央区京橋一丁目1番1号 ラサ 工業株式会社内 (72)発明者 小田中 博 東京都千代田区内幸町一丁目2番2号 株式会社日本触媒内 (72)発明者 増田 善彦 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会 社日本触媒内 (72)発明者 角永 憲資 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会 社日本触媒内 (72)発明者 河野 重行 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 木内 勉 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 橘 大介 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 堀内 澄夫 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 名倉 健二 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 宮瀬 文裕 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 野口 恒久 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−206503(JP,A) 特開 平6−221088(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (73) Patent holder 000115500 Lhasa Industrial Co., Ltd. 1-1-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo (74) The above three agents 100064908 Attorney Masatake Shiga (one outside) (72) ) Inventor Isao Ota 1-1-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Lhasa Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masao Kishimoto 1-1-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Lasa Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Sky Nishio Masao 1-1-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Lhasa Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Odanaka 1-2-2 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Shokubai Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiko Masuda Osaka No. 5-8 Nishiomitabi-cho, Suita-shi (72) Inventor, Nippon Shokubai Co., Ltd. Kensuke Suenaga 5-8 Nishimi-tabi-cho, Suita-shi, Osaka (72) Inventor, Shigeru Kono Shimizuura 1-3-2 Shibaura Co., Ltd. Minato-ku, Tokyo (72) Inventor Tsutomu Kiuchi Tokyo Shibaura 1-3-2 Shimizu Corp. (72) Inventor Daisuke Tachibana Tokyo 1 2-3 Shibaura, Minato-ku Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Sumio Horiuchi 1 2-3 Shibaura, Minato-ku Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Kenji Nagura Minato-ku, Tokyo Shibaura 1-32 Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Fumihiro Miyase 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Tsunehisa Noguchi Shibaura, Minato-ku, Tokyo C. 2-3 No. 3 in Shimizu Construction Co., Ltd. (56) Reference JP-A-7-206503 (JP, A) JP-A-6-221088 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7) , DB name) E21D 11/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 地山内に存在する空洞、トンネル構築時
    のセグメントと周囲地山との隙間等の各種空洞を埋める
    ため、この空洞に、少なくとも吸水性樹脂とセメントと
    ベントナイトとを含む組成物からなる空洞充填材を送給
    すると共に、この空洞に水を注入し、空洞充填材を前記
    空洞内で吸水・膨張させ、かつ硬化させることとし、空
    洞充填材の配合を、重量比で水100に対し、吸水性樹
    脂0.1〜5,セメント10〜50、ベントナイト20
    〜80としたことを特徴とする空洞の充填方法。
    1. To fill various cavities such as cavities existing in the ground and gaps between a segment and surrounding ground at the time of tunnel construction, at least a water absorbent resin and cement are filled in the cavities.
    Feeding a cavity filling material made from a composition comprising bentonite
    While water was injected into the cavity, and the cavity filler water-inflated in the cavity, and cured, empty
    Mixing of the filler in the cave is a water-absorbing resin to 100 parts by weight of water.
    Fat 0.1-5, cement 10-50, bentonite 20
    The method for filling a cavity is characterized in that
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の空洞の充填方法におい
    て、前記空洞充填材が更に水溶性有機溶剤を含むペース
    ト状またはウエットパウダー状の組成物からなることを
    特徴とする空洞の充填方法。
    2. A filling method of the cavity according to claim 1, wherein the cavity filler pace further contain a water-soluble organic solvent
    A method for filling cavities, which comprises a composition in the form of a dough or a wet powder .
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の空洞の充
    填方法において、2本の送給管と1本の注出管とが連結
    された二股ノズルを用い、この二股ノズルの一方の送給
    管から前記空洞充填材を送給し、他方の送給管から水を
    送給し、二股ノズル内でこれらを合流・混合し、混合物
    を前記注出管から前記空洞に送給することを特徴とする
    空洞の充填方法。
    3. The method for filling a cavity according to claim 1, wherein a bifurcated nozzle in which two feed pipes and one pouring pipe are connected is used, and one of the bifurcated nozzles is used. Feeding the cavity filling material from a feeding pipe, feeding water from the other feeding pipe, joining and mixing these in a bifurcated nozzle, and feeding the mixture from the pouring pipe to the cavity. A method for filling a cavity characterized by:
  4. 【請求項4】 地山内に存在する空洞、トンネル構築時
    のセグメントと周囲地山との隙間等の各種空洞を埋める
    ため、この空洞に、少なくとも吸水性樹脂とセメントと
    ベントナイトと水とを含む流動性の組成物からなり、
    の組成物の配合が、重量比で水100に対し、吸水性樹
    脂0.1〜5,セメント10〜60、ベントナイト20
    〜80とされ、この組成物中で吸水性樹脂が少なくとも
    部分的に吸水・膨張した空洞充填材を送給し、前記空洞
    内で硬化させることを特徴とする空洞の充填方法。
    4. In order to fill various cavities such as cavities existing in the ground and gaps between the segment and the surrounding ground at the time of tunnel construction, at least a water absorbent resin and cement are filled in the cavities.
    It consists fluidity of a composition comprising a bentonite and water, this
    The composition of the above composition is a water-absorbing resin to 100 parts by weight of water.
    Fat 0.1-5, cement 10-60, bentonite 20
    Is a 80, the water-absorbent resin composition is feeds feed at least partially water-expanded hollow filler, filling method of the cavity, characterized in that curing in the cavity.
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の空洞の充填方法におい
    て、組成物の吸液指数が1〜3の範囲内であることを特
    徴とする空洞の充填方法。
    5. The method for filling a cavity according to claim 4,
    And a liquid absorption index of the composition is in the range of 1 to 3 .
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