JP3515014B2

JP3515014B2 - 空洞部の充填工法

Info

Publication number: JP3515014B2
Application number: JP14198799A
Authority: JP
Inventors: 芳範松田; 安志面高; 司内沢; 裕明鈴木
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; East Japan Railway Co
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2004-04-05
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: JP2000328886A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空洞部の充填工法
に係り、特に空洞部の特定領域に、可塑性を備える第１
の注入材料を充填し、空洞部の残余の充填領域に流動性
を備える第２の注入材料を充填し、空洞部に第１の注入
材料と、第２の注入材料とを打ち継いで充填する空洞部
の充填工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような空洞部の充填工法は、例えば
既設トンネルにおいて、トンネル供用後に地下水の流入
等の理由によって、トンネル導坑背面部等に発生した空
洞部等を充填するために用いられる。

【０００３】このような、トンネル導坑背面部の空洞部
は、山岳トンネルのように岩盤肌面が露出しているトン
ネルや、コンクリート覆工がなされているトンネルに発
生することがある。この空洞部は、非破壊検査等により
さまざまな個所で確認されている。

【０００４】空洞部では、車両通過時に発生する風圧、
振動等により、トンネルの肌面を剥落させる危険性があ
り、車両の運行上の安全面の確保のため補修を行なう必
要がある。

【０００５】上記トンネルの補修は、トンネル空洞部に
固化体を充填することによりおこなわれている。そし
て、この充填される固化体を形成する材料として、セメ
ントミルクの如きセメント系注入材料が知られている。
この従来の工法は、固化前のセメント系注入材料を空洞
部に注入し該注入材を空洞部内で硬化させて、空洞部に
硬化体を形成するものである。

【０００６】ところで、このような注入材が充填される
べき空洞部に、地下水等の流水がある場合には、注入材
が分散され、注入材が空洞部に有効に充填できないとい
う事態が発生するという問題がある。

【０００７】また、坑壁面に空洞部に通じるクラックや
ピンホール等の間隙があると、漏洩した注入材は、その
間隙よりトンネル内部や地盤に漏れ出していき、確実に
空洞部に注入材を充填することができないという問題が
発生する。

【０００８】このような注入材料の周辺への逸脱を防止
するため、注入材料をゲル化して地下水や流水に分散さ
れることなく、その形状付与性により周囲に逸脱が生じ
にくい性状の凝集体となること、即ち、可塑性を備えた
凝集体となることが求められており、注入材料に斯る性
状を付与するため、セメントミルクに水ガラス系薬液ま
たはアルミニウム塩類を添加して、注入材に可塑性を付
与する技術が用いられることがある。

【０００９】また、本願出願人は、セメントミルクにベ
ントナイトミルクを混合させると、上記カルシウムイオ
ンによるベントナイトの凝集の作用により、強い凝集体
を作ることができ、フロー値をコントロールした可塑状
態の注入材料に変質させることができ、この混合物を注
入材料として注入することにより上記課題を解決するこ
とができることを見い出し、特願平１０−１３０１４３
号として特許出願している。

【００１０】しかしながら、このような可塑状態の注入
材材料を空洞部の全ての部分に注入するようにすると、
可塑性注入材料の価格がセメントミルクだけからなる注
入材料より高価なものであることから、注入材料の材料
費が嵩み、施工費用が高価になってしまうという問題が
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、空洞
部に通じる間隙があっても、注入材がその間隙より漏れ
出すことなく確実に空洞部に注入材料を充填でき、また
地下水、流水下でも注入材を充填でき、且つ、充填に用
いる注材料の材料費をできるだけ低減することができる
空洞の充填工法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、空洞部の特
定領域に、セメント及び水、又はセメント、水、及び気
泡を含有するセメントミルク（Ａ液）と、ベントナイト
及び水、又はベントナイト、水、及び気泡とを含有する
ベントナイトミルク（Ｂ液）とを混合して可塑性を備え
るものとして形成した第１の注入材料を充填し（ＳＴ
１）、次いで、空洞部の残余の充填領域に、セメント及
び水、又はセメント、水、及び気泡を含有するセメント
ミルク（Ａ液）からなり流動性を備えるものとして形成
した第２の注入材料を充填し（ＳＴ２）空洞部に第１の
注入材料と、第２の注入材料とを打ち継いで充填するこ
とを特徴とする空洞部の充填工法をその手段とする。

【００１３】即ち、発明者は注入材料のフロー値をコン
トロールするに際して水ガラス系薬液やアルミニウム塩
類を用いることなく、化学的に安定した無機系材料を使
用して、セメントミルクをゲル化させ、可塑性を備える
ものにできるかを鋭意検討した結果、ベントナイトを水
で十分撹拌して調製したベントナイトミルク中の膨潤し
たベントナイトが陽イオンの作用で凝集されることに着
目し、ベントナイト凝集のための陽イオンとしてセメン
トミルク中のカルシウムイオンを使用できることを見出
した。

【００１４】また、この発明によれば、予め調製したセ
メントミルクとベントナイトミルクとを混合して注入材
料を調製するものとしているので、容易に混合でき、可
塑性が速やかに発生する。従って、この発明によれば、
空洞部の特定領域に注入材料を充填する前にセメントミ
ルクとベントナイトミルクとを混合して注入材料を調製
し、この注入材料を空洞部へ充填するので、充填される
注入材料が十分混練調製された状態で空洞部に充填さ
れ、また、充填された注入材料は、空洞充填に最適な可
塑性を備えた状態で空洞部に充填され、空洞部に空隙が
発生したり逸脱が生じることはない。

【００１５】そして、第１及び第２の注入材に共通して
使用でき、またその材料費が安価であるセメントミルク
（Ａ液）は、漏洩や流水等による分散がない場合には、
空洞部を充填するのに充分な性能を有していることを考
慮すると、上記可塑性を備えた第１の注入材料で、空洞
部の特定領域に充填した後、Ａ液だけからなる第２の注
入材料を空洞の残りの部分に注入すれば、第２の注入材
料は硬化して、空洞の充填に必要な充分な性能を発揮す
ることを見出した。つまり、第１の注入材料と第２の注
入材料とを空洞部に時間的、空間的に選択的に注入する
ことにより、上記課題を解決することができることを見
い出し本発明を完成するに至ったのである。

【００１６】また、本発明では、前記第１の注入材料が
充填される空洞部の特定領域は、前記第２の注入材料を
注入した場合に該第２の注入材料が漏洩するか、又は分
散するか、若しくはそれらのおそれのある個所であり、
前記第２の注入材料は、前記第１の注入材料が空洞部の
特定領域に充填されたことにより、第２の注入材料が漏
洩又は分散することがなくなるか、若しくはそれらのお
それがなくなってから空洞部の残余の充填領域に打ち継
いで充填されることを特徴とする空洞部の充填工法をそ
の手段とする。

【００１７】このように、空洞部の第２の注入材料が漏
洩するか、又は分散するか、若しくはそれらのおそれの
ある特定領域に先ず可塑性のある第１の注入材料を注入
すると、該第１の注入材料は、可塑性を備えているか
ら、隙間から漏洩したり、水によって分散することな
く、該領域内を確実に充填する。この後、残りの領域に
第２の注入材料が注入されても、該第２の注入材料が漏
洩したり分散されたりすることががなくなり、良好に空
洞部内を充填し硬化する。

【００１８】従って、費用が嵩む第１の注入材料を空洞
部の全領域に注入する必要がなくなり、空洞部の大部分
を占める領域には安価な第２の注入材料を注入すること
ができ、空洞の充填に使用する充填材の材料費を全体と
して低減させることができる。また、第２の注入材料と
して、第１の注入材料を作製するために使用したセメン
トミルクをそのまま使用するものとできるから、注入材
料作製及び注入のための設備を増設する必要はない。ま
た、施工場所の状況に合わせて、適切に各注入材料の特
性、注入位置、注入量を選択して注入することができ
る。さらに第１の注入材料の注入を完了させ、ベントナ
イトミルク（Ｂ液）を注入する機械を早期に撤去するこ
とができ、施行費用を低減させることができる。

【００１９】本発明では、前記第１の注入材料が、ＪＩ
ＳＲ５２０１に定められられたフロー試験で、１４０
ｍｍから２００ｍｍのフロー値を有することを特徴とす
る空洞部の充填工法をその手段とする。

【００２０】即ち、第１の注入材料のフロー値が１４０
mm未満であると、凝集力が強すぎるため、注入材料とし
ては流動性に欠け、空洞部に充填した場合、充填部に未
充填部（空洞部）を残してしまう可能性がある。また、
フロー値が２００mmを超えると、逆に凝集力が弱すぎ、
注入材料が流水や地下水で洗われ、分離する可能性があ
り、また坑壁のクラックやピンホールから注入材料が逸
脱する可能性がある。

【００２１】さらに、本発明では、前記気泡を含有した
第１の注入材料は、全容積に対して６０％以下の気泡混
入量を有することを特徴とする空洞部の充填工法をその
手段とする。

【００２２】注入材料の全容積に対する気泡混入量が６
０％を越えると、気泡混入量が多くなるので、セメント
およびベントナイトの使用量が少なくなり、注入材料の
可塑性および注入材料の硬化体の強度発現が難しくな
る。

【００２３】空洞部の特定領域に第１の注入材料を注入
するに際して、セメントミルクからなるＡ液及びベント
ナイトミルクからなるＢ液をそれぞれ別に注入しても、
空洞内では各ミルクが良好な状態で混合されず、所望の
フロー値の注入材料が調製されない。このため空洞部の
特定領域に注入する前にセメントミルク及びベントナイ
トミルクは混合され、注入材料として調製される必要が
ある。

【００２４】そして、本発明では、第１の注入材料はセ
メントミルクとベントナイトミルクとの混合比が、１：
１から１：２. ５の範囲であることを特徴とする空洞部
の充填工法をその手段とする。

【００２５】セメントミルクとベントナイトミルクを混
合した第１の注入材料において、ベントナイトミルクの
混合比率を高めると、混合物の凝集がより強くなり、フ
ロー値が小さくなり、逆にセメントミルクの混合比率を
高めると、フロー値が大きくなる。よって、上記１４０
ｍｍから２００ｍｍの範囲のフロー値を確保するため、
セメントミルクとベントナイトミルクの混合割合は、
１：１から１：２. ５の範囲が好適である。従って、本
発明によれば、空洞の特定部を先ず充填するのに最適な
可塑性を備えた注入材料を得ることができ、空洞部を確
実かつ容易に充填することができる。

【００２６】さらに、本発明に注入材料の原料であるベ
ントナイトミルクに使用するベントナイトとしては、よ
り膨潤力の大きなものが良好である。大きい膨潤力のベ
ントナイトを使用するとベントナイト使用量が低減で
き、注入材料の軽量化、サイロ等の備蓄設備の小型化、
ハンドリング等の面で良好となる。

【００２７】

【発明実施の形態】以下、本発明に係る空洞部の充填工
法の実施の形態について説明する。

【００２８】本実施の形態に係る空洞部の充填工法は、
図１に示すとおり、まず可塑性を備えた第１の注入材料
を空洞部の特定領域に充填する。第１の注入材料は、図
２に示すように、Ａ液がＡ液作液部１で作製され、Ｂ液
がＢ液作液部５で作製され、これらの両液が空洞部直前
でスタティックミキサ等の混合器２０で混合され空洞部
に注入される。

【００２９】Ａ液は、Ａ液作液部１でセメントと水（必
要により気泡及び各種混和材料等をを配合する。以下同
じ。）とが混合されて作液される。また、Ｂ液は、Ｂ液
作液部５でベントナイトと、水（必要により各種混和材
を配合する。以下同じ）とが混合されて作液される。

【００３０】そして、Ａ液とＢ液とは充填されるべき空
洞部の直前まで、ポンプ３，７で圧送され上記スタティ
ックミキサ２０で混合される。このとき、注入材料のフ
ロー値を１４０mmから２００mmにコントロールするため
に、Ａ液とＢ液の混合割合を１：１〜１〜２. ５の範囲
内とするものとする。そして、このＡ液とＢ液との混合
物を第１の注入材料として、空洞部の所定領域に注入す
る。

【００３１】このＡ液とＢ液とは、図２に示すように、
Ａ液作液部１とＢ液作液部５からＹ字状の分岐管１０の
それぞれの枝管１１，１２にポンプ３，７によって圧送
され、分岐管１０の合流管１３の先端に設けられたスタ
ティックミキサ２０により混合される。尚、図２中符号
２，４，６，８は、管路の所定個所に設けられた開閉弁
を示している。

【００３２】また、混合器２０は筒状の器機で、図３に
示すように、その内側に圧入されたＡ液及びＢ液をその
圧送過程で混合する混合翼２１が具備されてなるもので
ある。

【００３３】そして、混合され所定のフロー値となった
可塑性の第１の注入材料が空洞部の特定領域に注入され
る。可塑性の第１の注入材料の注入が終了し、特定領域
に第１の注入材料が確実に充填された後、Ｂ液作液部５
と、Ｂ液を圧送するポンプ７の作動を停止し、又、開閉
弁６，８を閉状態とする。一方、Ａ液作液部１と、Ａ液
を圧送するポンプ３とは作動状態のまま、又開閉弁２，
４は開状態のままで、Ａ液だけからなる第２の注入材料
が空洞部の残余の部分に注入される。

【００３４】ここで、Ａ液の調製に用いるセメントは、
普通、早強、超早強、白色、耐硫酸塩、中庸熱、低熱な
どの各種ポルトランドセメント、前記ポルトランドセメ
ントの少なくとも１種と高炉スラグ、フライアッシュな
どの少なくとも１種とを混合した混合セメント、ジェッ
トセメント、アルミナセメントなどの特殊セメント、お
よびセメント系固化材から選ぶことができる。

【００３５】Ａ液は、必要に応じて起泡剤を発泡処理し
た気泡を混合したセメントエアミルクとしてもよい。気
泡の混入量は注入材料の全体量の６０容量％以下が好ま
しく、気泡量に応じて密度０．６ｇ／ｃｍ³〜１．２ｇ
／ｃｍ³程度の任意の密度設定が可能である。密度０．
６ｇ／ｃｍ³程度以下にするためには、気泡を６０％を
越えて混入すると、気泡混入量が多すぎる結果、セメン
トおよびベントナイトの使用量が過小となり、注入材料
の可塑化及び注入材料の硬化体の強度発現が難しくな
る。

【００３６】Ａ液のセメントミルクには必要に応じて、
減水剤などの混和剤を添加してもよい。また、Ａ液のセ
メントミルクに、材料分離の可能性がある場合、材料分
離防止を目的として、Ａ液にも少量のベントナイトを必
要に応じて添加するようにしてもよい。

【００３７】Ｂ液に用いるベントナイトの品位は特に制
限されないが、膨潤力の低いベントナイトであると、ベ
ントナイトの添加量を増加させる必要があり、また、材
料分離が生じやすくなるので、好ましくない。また、注
入材料の軽量化が必要な場合、ベントナイトの使用量を
少なくする必要があり、その目的においても、より膨潤
力の高いベントナイトの使用が最適である。

【００３８】調製された第１の注入材料のフロー値はＪ
ＩＳＲ５２０１に定められた試験で１４０ｍｍから２
００ｍｍが好ましい。注入材料のフロー値が１４０mm未
満であると、凝集力が強すぎるため、注入材料としては
流動性に欠け、空洞部の特定領域に充填した場合、クラ
ックやピンホール等の間隙が充填されない可能性があ
る。また、フロー値が２００mmを超えると、逆に凝集力
が弱すぎ、注入材料が流水や地下水で洗われ、分離する
可能性があり、また坑壁のクラックやピンホールから注
入材料が逸脱する可能性がある。

【００３９】なお、Ａ液のセメントミルクの材料分離抵
抗性を高めるためには、均一なセメントミルクの調整可
能な範囲（減水剤等を利用する場合を含めて、セメン
ト：水＝１：０．３〜１：１程度）でＡ液の水をできる
だけ少なくすべきであり、また、Ａ液とＢ液を混合した
注入材料の可塑性を高めるには、Ｂ液のベントナイトミ
ルク中のベントナイトをより均一に分散させる必要があ
り、そのためには、Ｂ液の水量をより多くする必要があ
る。すなわち、全水量を一定とする場合、均一混合性能
の低下しない範囲で、Ａ液の水量を極力少なく、Ｂ液の
水量を極力多くする配合が最適である。

【００４０】〔第１の施行例〕本例において、注入材料
が充填される空洞部は、例えば図４及び図５に示すトン
ネル３０の導坑背面３１と地盤３３との間に存在する空
洞部３２である。このような、トンネル３０の導孔背面
３１側の地盤中に存在する空洞部３２は非破壊検査等に
よりその位置、大きさ、注入材料の漏洩可能性位置、地
下水の漏出位置が確認される。

【００４１】このような場合には、空洞部３２の端部に
位置する個所３２ａ、３２ｂには地盤３３への流出個所
があることがある。また、図５に示すように、空洞３２
のトンネル導孔背面３１に沿う最下端部３２ｃ，３２ｄ
にも地盤３３への流出個所があることがある。このよう
な個所が、流動性のある注入材料を注入した場合に注入
材料が漏洩するかまたは漏洩するおそれのある個所であ
る。このような個所は、空洞部３２のトンネル縦方向の
端部３２ａ，３２ｂ、横方向の端部３２ｃ，３２ｄの他
にも発生することがあり、これらの個所は非破壊検査等
によりその個所が確かめられる。

【００４２】また、地下水の洩れ出し個所は、このよう
な空洞の端部に限らず空洞の頂点やその他の場所にあ
り、このような個所に先ず第１の注入材料を充填し、こ
の第１の注入材料を当該場所で硬化させる（図４，５中
符号３４）。

【００４３】本発明に係る第１の注入材料は可塑性を備
えているので、両端部３２ａ、３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ
の隙間から漏洩することなくこの隙間を閉塞する。また
地下水等の洩れだし個所に第１の注入材料を注入した場
合には、注入材料が分散されることなく注入されて、地
下水等の漏出個所を閉塞する。

【００４４】次にこの空洞の残りの部分に第２の注入材
料を注入して打ち継ぐ（図４，５中符号３５）。この第
２の注入材料はセメントミルクであり、流動性に富むも
のであるので、充填すべき空洞部３２内に隙間なく行き
渡り、硬化後において所定の強度を有し、注入材料充填
の目的をはたす。そして、注入時においては、充填され
るべき空洞３２は、第１の注入材料の充填によって、第
２の注入材料が漏洩する個所がなくなり、又第２の注入
材料が希釈されるような漏水は発生しないようになって
いるため、第２の注入材料が漏洩したり分散されること
なく、空洞内に確実に充填される。

【００４５】また、第２に注入材料に使用されるＡ液
（セメントミルク）は、第１の注入材料のＡ液（セメン
トミルク）と同一のものを使用することができるほか、
セメントミルクを製造する原料のセメント及び水は、第
１の注入材料にＡ液と共に混入されるＢ液（ベントナイ
トミルク）に比して安価であるので、同一の内容積の空
洞をより安価な材料費で充填できることとなる。

【００４６】〔第２の施工例〕本例では、図６に示すよ
うに、地盤４２に空洞部４１が下方に向いた凹部が形成
されており、この空洞部４１の底部には、地下水脈の水
位４３まで地下水４４が滞留している。

【００４７】このような場合、先ず地下水４４を水中ポ
ンプ等でくみ出しながら、速やかに第１の注入材料４５
を、図７に示すように、上記地下水の水位４３より上ま
で注入する。

【００４８】本発明に係る第１の注入材料は可塑性を備
えているので、地下水によって注入材料が分散されるこ
となく注入され地下水の湧出個所を閉塞する。

【００４９】次にこの空洞の残りの部分に第２の注入材
料４６を注入して打ち継ぐ。この第２の注入材料はセメ
ントミルクであり、流動性に富むものであるので、充填
すべき空洞部４１内に隙間なく行き渡り、充填されて硬
化した後において所定の強度を有し、注入材料充填の目
的をはたす。

【００５０】この際、また、第２に注入材料に使用され
るＡ液（セメントミルク）は、第１の注入材料のＡ液
（セメントミルク）と同一のものを使用することができ
るほか、セメントミルクを製造する原料のセメント及び
水は、第１の注入材料にＡ液と共に混入されるＢ液（ベ
ントナイトミルク）に比して安価であるので、同一の内
容積の空洞をより安価な材料費で充填できることとな
る。

【００５１】

【実施例】以下、本発明に係る空洞部の充填工法を実施
例によりさらに詳細に説明する。以下の各実施例におい
て、第１の注入材料の調製方法、試験材料、および試験
方法は次の通りである。

【００５２】（調製方法）Ａ液は、セメント系固化材と
水をハンドミキサーで２分間混練して調製した。気泡を
混合する場合は、さらに、所定の混入量となるように気
泡（起泡剤を水で２５倍希釈後、２５倍発泡させたも
の）を投入し、ミキサーで３０秒混合し作液した。Ｂ液
は、ベントナイトと水を往復攪拌ミキサーで５分間混練
した。Ａ液とＢ液とは、ハンドミキサーで１０〜１５秒
程度混合して注入材料を調製した。

【００５３】（試験材料）試験に使用した材料は以下の
通りである。セメント：住友大阪セメント（株）製セメント系固化材
「タフロック」（商標）可塑化材：高膨潤ベントナイト（試作品）起泡剤：住友大阪セメント（株）製「スミシールド
Ａ」（商標）混和剤：花王（株）製高性能減水剤「マイティ１５
０」（商標）

【００５４】（試験方法）「フロー値」、「強度」及び
「可塑化判定」について以下の基準で試験を行った。

【００５５】・フロー値セメントの物理試験方法、フロー試験（ＪＩＳＲ５２
０１）により行った。即ち、フローコーンに注入材料を
詰め、フローコーンを取り去った後、１５秒間に１５回
落下運動を与え、試料の広がりの径を測定した。なお、
落下運動を与えるフローテーブルの直径は３００mmであ
り、３００mm以上は測定不可とした。

【００５６】・強度注入材料の硬化体の強度を以下により測定した。地盤工学会基準「土の一軸圧縮強度試験（ＪＩＳＡ１
２１６）」供試体寸法及び本数 φ５×Ｈ１０cm、３本供試体材齢２８日

【００５７】・可塑化判定注入材料の可塑性を土木学会水中不分離コンクリート設
計施工指針付属書２水中不分離コンクリート水中分離度
試験方法によって判定した。即ち、１０００ccのビーカ
ーにあらかじめ８００ccの水を入れ、試料５００ｇを１
０分割し、１分割分づつヘラを用いて水面上より投入
し、懸濁状況を目視し、以下の基準に従って判定した。

【００５８】記号判定内容 ○ … 全く懸濁なし。 △ … やや懸濁あり。 × … 懸濁あり。 − … 調製直後より材料分離し、本試験せず。

【００５９】以下本発明の実施例について説明する。〔実施例１〕本例は、Ａ液とＢ液との混合比を変更し
て、フロー値、強度、可塑化判定を行ったものである。
Ａ液とＢ液の混合比（重量比）に対応する物性値を表１
に示す。本例では、Ａ液としてｗ／ｃ＝５０％、気泡３
８％のセメントエアミルクを、Ｂ液としてベントナイ
ト：水＝１：７. １（重量比）のベントナイトミルクを
使用した。

【００６０】

【表１】

【００６１】表１より、Ａ液とＢ液の混合割合を変える
ことより、フロー値を変化させることができ、ＪＩＳフ
ロー値２００mm程度以下で分離抵抗性のある注入材料を
得ることができることが分かる。

【００６２】〔実施例２〕本例は、実施例１に示した配
合３（Ａ液：Ｂ液＝１：１．４３）のＡ液の水セメント
比を変え、水セメント比を大きくした場合のフロー値、
強度、可塑化判定を行ったものである。水セメント比の
変化に対応する注入材料の物性値を表−２に示す。

【００６３】

【表２】

【００６４】表２より、水セメント比を変化させても同
程度の可塑性となり、強度を任意に変更が可能であるこ
とが分かる。

【００６５】〔実施例３〕本例は、空洞充填時の最適な
流動性を把握するために、フロー値と充填性および周辺
への逸脱性を評価した。本例の試験は、図８に示すよう
に、透明パイプ５０（内径１５cm、高さ１００〜２００
cm）に底部から砕石５１を３０cmの高さまで詰め砕石充
填部５２とし、パイプ５０上部よりスネークポンプによ
りホース５３から流速２０ｌ（リットル）／分で試料を
注入した（高さ７０〜１７０cm）。この試験で、試料の
逸脱性の指標として、試料の砕石充填部分５２の上面部
から下方への浸透高さ（図８中ｈ）を計測した。

【００６６】本例では、注入材料の逸脱の基準として、
実際のトンネル構造及び空洞内部の状態を考慮し、砕石
充填部５２への浸透が２０ｃｍ以内であれば、空洞から
トンネル内への逸脱はないものと推定した。また、試料
の充填状況を目視により確認した。注入材料の配合は表
１に示したものと同じであり、表３にフロー値と充填性
・浸透性の判定結果を示す。なお、使用砕石は鉄道線路
敷設用砕石（バラスト）であり、粒径は２０〜６０ｍｍ
程度である。

【００６７】

【表３】

【００６８】なお、充填性及び浸透（逸脱）性の判定基
準は以下の通りである。 ○ 試料が完全充填され、かつ、砕石充填部分へ浸透が
２０ｃｍ未満である。 ×１試料の空隙あり。 ×２２０ｃｍ以上の砕石充填部分へ浸透あり。

【００６９】表３より、注入高さに影響なく、ＪＩＳフ
ロー値１４０〜２００ｍｍ程度の場合、試料が完全充填
され、周辺への逸脱の可能性が低いことがわかる。

【００７０】〔実施例４〕本例は、セメントとベントナ
イトの調整後の単位配合量を同一とし、注入材料調製の
手順を変更して試験を行ったものである。表４に試験の
結果を示す。

【００７１】

【表４】

【００７２】表４より、エアミルクにベントナイト粉体
を混合する方法では分離抵抗性が低く、分離抵抗性のた
めにはエアミルクに水によって膨潤されたベントナイト
懸濁液を混合する必要がある。

【００７３】〔実施例５〕本例は、水セメント比を同一
としたセメントミルクに異なる割合で気泡を配合したＡ
液に、同一のベントナイトミルクを混合して調製した注
入材料のフロー値と硬化後の注入材料の強度を測定した
ものである。表５に調製後の気泡量とフロー値、強度の
関係を示す。ただし、本例では、Ａ液として、Ｗ/ Ｃ＝
４０％、高性能減水剤２kg/m³、またＢ液としてベント
ナイト：水＝１：６〜１：７のものを使用した。

【００７４】

【表５】

【００７５】表５から、単位気泡量が６０％を超えた場
合、単位セメント量および単位ベントナイト量が減少す
ることより強度発現が困難なことがわかる。

【００７６】

【発明の効果】従って、本発明に係る空洞部の充填工法
によれば、空洞部に通じる間隙があっても、注入材がそ
の間隙より漏れ出すことなく確実に空洞部に注入材料を
充填でき、また地下水、流水下でも注入材を充填でき、
且つ、費用が嵩む第１の注入材料を空洞部の全領域に注
入する必要がなくなり、空洞部の大部分を占める領域に
は安価な第２の注入材料を注入することができ、空洞の
充填に使用する充填材の材料費を全体として低減させる
ことができ、さらに第１の注入材料の注入を先に完了さ
せ、ベントナイトミルクを注入する機械を早期に撤去す
ることができ、施行費を低減させることができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空洞部の充填工法の手順を示すフ
ローチャートである。

【図２】図１に示した空洞部の充填工法を示すブロック
図である。

【図３】図２に示したスタティックミキサの構造を示す
断面図である。

【図４】図１に示した空洞部の充填工法をトンネルの空
洞部に適用した場合を示すトンネル部分の概略縦断面図
である。

【図５】図１に示した空洞部の充填工法をトンネルの空
洞部に適用した場合を示すトンネル部分の概略横断面図
である。

【図６】図１に示した空洞部の充填工法が適用される地
下水が蓄留した空洞部をを示す空洞部の概略断面図であ
る。

【図７】図１に示した空洞部の充填工法を図６に示した
空洞部に適用した場合を示す図６と同様の概略断面図で
ある。

【図８】フロー値と充填性及び周辺への逸脱性を評価す
るための装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１Ａ液作液部２，４，６，８開閉弁３，７ポンプ５Ｂ液作液部１０Ｙ字管２０スタティックミキサ（混合器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内沢司千葉県船橋市豊富町585番地住友大阪セメント株式会社セメント・コンクリート研究所関東技術センター内 (72)発明者鈴木裕明東京都千代田区神田美土代町１番地住友大阪セメント株式会社内 (56)参考文献特開平７−34442（ＪＰ，Ａ) 特開平４−146321（ＪＰ，Ａ) 特開平11−92760（ＪＰ，Ａ) 特開平10−237446（ＪＰ，Ａ) 特開平４−153406（ＪＰ，Ａ) 特開平11−310779（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空洞部の特定領域に、セメント及び水、又
はセメント、水、及び気泡を含有するセメントミルク
と、ベントナイト及び水、又はベントナイト、水、及び
気泡を含有するベントナイトミルクとを混合して、可塑
性を備えるものとして形成した第１の注入材料を充填
し、次いで、空洞部の残余の充填領域に、セメント及び水、
又はセメント、水、及び気泡を含有するセメントミルク
からなり流動性を備えるものとして形成した第２の注入
材料を充填し、空洞部に第１の注入材料と、第２の注入材料とを打ち継
いで充填することを特徴とする空洞部の充填工法。
【請求項２】前記第１の注入材料が充填される空洞部の
特定領域は、前記第２の注入材料を注入した場合に該第
２の注入材料が漏洩するか、又は分散するか、若しくは
それらのおそれのある個所であり、前記第２の注入材料は、前記第１の注入材料が空洞部の
特定領域に充填されたことにより、第２の注入材料が漏
洩又は分散することがなくなるか、若しくはそれらのお
それがなくなってから空洞部の残余の充填領域に打ち継
いで充填されることを特徴とする請求項１記載の空洞部
の充填工法。
【請求項３】前記第１の注入材が、ＪＩＳＲ５２０１
に定められられたフロー試験で、１４０ｍｍから２００
ｍｍのフロー値を有することを特徴とする請求項１又は
請求項２記載の空洞部の充填工法。
【請求項４】前記気泡を含有した第１の注入材料は、全
容積に対して６０％以下の気泡混入量を有することを特
徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載の空洞部の
充填工法。
【請求項５】前記第１の注入材料はセメントミルクとベ
ントナイトミルクとの混合比が、１：１から１：２. ５
の範囲である請求項１〜請求項４いずれかに記載の空洞
部の充填工法。