JP3833165B2 - 水抜き管及び水抜き方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地山の地下水位を下げるための水抜き管及び水抜き方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
トンネル掘削作業に際し、切羽前方の脆弱地山の崩落を防止したり、地山から湧水が予想される場合には地下水位を下げるために水抜き工が行われる。
水抜き工は、掘進に先立って切羽前方にボーリング孔を形成し、地中の水を抜く方法が広く知られている(例えば特許文献1、2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−98882号公報(第2−3頁、図2)
【特許文献2】
特開2001−82074号公報(第3−4頁、図1−4)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水抜き方法には次のような問題があった。
<イ>特に地質が砂層の場合、長尺なボーリングを行なうと途中で削孔できなくなったり、あるいは水抜きパイプの穴から湧水混じりの土砂が水抜きパイプ内に流れ込んで穴を塞ぎ、十分な湧水抑制効果が期待できない。
<ロ>また、水抜き作業を行うための導坑を先行させる必要があったり、切羽部分から掘進に先立って長尺な(30〜40メートル程度)ボーリング孔を形成していた。このため、煩雑で多大な労力を必要とし、その分工期が長くなるものであった。
【0005】
【発明の目的】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、地質を問わずに効果的な湧水抑制を可能とした水抜き管及び水抜き方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡便に水抜きを行なうことのできる水抜き管及び水抜き方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的のうち少なくとも一つを達成するようにしたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の水抜き管は、短く分割した短尺管を継ぎ足してしてなる水抜き管であって、複数の短尺管と、前記短尺管に開口した複数の孔と、前記孔に配置したフィルタ部材とからなり、前記孔の短尺管外側から、前記孔より径の大きな穴を所定深さまで開口して段部を形成し、前記段部に前記フィルタ部材を嵌合したものである。
【0007】
また、本発明は、地山の地下水位を下げるための水抜き方法において、前記した水抜き管を使用し、削孔時には、ビットを先端に備えた削孔ロッドを水抜き管に挿通し、前記ビットで地山を削孔しながら前記水抜き管を打設し、前記削孔ロッドを回収し、前記フィルタ部材を通過した地山の水を水抜き管内部から水抜き管後端側へ排出して行うものである。
【0008】
ここで、フィルタ部材を有することにより水抜き管内への土砂の流入を妨げ、水抜き管後端より吸引排水を行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0010】
<イ>水抜き管(図1、図5)
水抜き管1は地山50からの湧水を抜き取るもので、短く分割した短尺管10を接続しながらトンネル3の掘削切羽前方の地山50に打設する。
この水抜き管1を地山50に打設していくには、後述するように水抜き管1の内部に削孔ロッド20を挿通して二重管削孔工具2を構成し、水抜き管1の先端から突出するビットによって地山50を削孔しながら行なう。
【0011】
<ロ>短尺管(図2、図3、図4)
短尺管10は、鋼管や、塩化ビニル管などからなり、例えば長さを3メートル程度、外径を80ミリメートル程度に形成してある。
短尺管10を複数本接続して所定長さの水抜き管1を構成するもので、本例では、この短尺管10を5本接続して15メートルの水抜き管1としている。
短尺管10には、径方向に複数の孔11を開口してある。本例では、短尺管10の周方向に、例えば90度毎に4個の孔11を開口してある(図4参照)。この孔11は軸方向にも等間隔に例えば9箇所にわたって開口してあり(図2参照)、1本の短尺管10には全部で36個の孔11が開口してある。
各孔11の短尺管外側から一回り大きな穴を所定深さまで開口して段部12を形成し、この段部12に孔11を塞ぐ形で円形状のフィルタ部材13を嵌め込む。フィルタ部材13の上から環状のワッシャ14を被せ、ワッシャ14を溶接などで段部12に固定してフィルタ部材13が孔11から外れないように取り付けてある(図3参照)。
なお、フィルタ部材13は、例えばスチールメッシュなどで構成することができる。
【0012】
短尺管10の両側にねじ部15を形成する。ねじ部15にカプラ16を取り付けて短尺管10を継ぎ足していくことができる。
あるいは、短尺管10の一端部の外周面に雄ねじを形成し、他端部の内周面に雌ねじを形成し、この雄ねじと雌ねじを螺合して短尺管10を継ぎ足してもよい。この場合はカプラ16を省略できる。
なお、ねじ部15にシリコンのコーティング材を塗布し、ねじ部15の止水性及び弛み止め効果をもたせるようにしてもよい。
【0013】
<ハ>水抜き管の使用形態(図1)
本発明では、水抜き管1を二重管削孔工具2の外管として使用するもので、前記したように地山50を削孔しながら水抜き管1を打設していく。
短尺管10の先端(水抜き管1の打設先端)にケーシングシュー23を介してリングビット22を装着してあり、先端にセンタービット21を装着した削孔ロッド20を水抜き管1内にセットして二重管削孔工具2を構成する。
セットした状態では、センタービット21がリングビット22と嵌合しており、削孔ロッド20の打撃力と回転力がセンタービット21を介してリングビット22にも伝達され、地山50の削孔と水抜き管1の打設を同時に行なう。
なお、リングビット22とケーシングシュー23は、互いに凹部と凸部とで係止し、打撃力は伝達するが、回転力は伝達しない構造となっており、水抜き管1が回転することはない。
リングビット22を水抜き管1の打設先端に装着することなく、削孔ロッド20にアダプターを介してセンタービット21とリングビット22を装着してもよい。
【0014】
次に、図1、図5、図6を参照して、水抜き管を使用して地山から水抜きを行う方法について説明する。
【0015】
<イ>水抜き管のセット
本発明は、ドリルジャンボ4で施工可能な二重管削孔方式によって、切羽前方の地山50を削孔しつつ水抜き管1を打設していく。
先ず、水抜き管1の打設先端に、ケーシングシュー23を介してリングビット22を装着する。
次にトンネル空間3に設置したドリルジャンボ4の削孔ロッド20に水抜き管1を嵌挿し、センタービット21にリングビット22を嵌合する。
なお、削孔ロッド20にアダプターを介してセンタービット21とリングビット22が装着されている場合は、アダプターに水抜き管1の打設先端を係合する。
【0016】
<ロ>水抜き管の打設
ドリルジャンボ4を駆動し、削孔ロッド20からの回転力と打撃力によりセンタービット21及びリングビット22で地山50を削孔する。
水抜き管1がリングビット22に係合しているので、水抜き管1は削孔の進行に伴って牽引されながら打設されていく。
水抜き管1の打設が進行し、その全長が打設される前に水抜き管1の後端に次の短尺管10、削孔ロッド20を接続する。
このようにして短尺管10、削孔ロッド20を順次継ぎ足しながら次の水抜き管を打設する切羽位置51に至るまで(本例では15メートル)削孔すると同時に水抜き管1を打設していく。
その後、削孔ロッド20とセンタービット21を引き抜いて回収し、水抜き管1を地山50に設置する。なお、リングビット22とケーシングシュー23はそのまま残置する。
【0017】
<ハ>水抜き管による水抜き
フィルタ部材13から孔11を通して周囲の地山50内の地下水を引き抜いて地下水位を下げ(図6参照)、これから掘削するトンネル前方地山30の地山領域の湧水を抑制する。フィルタ部材13を有することにより水抜き管1内への土砂の流入を妨げ、水抜き管1後端より吸引排水を行うことができる。
対象地山50が火山灰質砂層であっても、フィルタ部材13を介して孔11から砂を除く水だけが水抜き管1内に取り込まれ、孔11及び水抜き管1内が水混じり土砂によって塞がることがなく、確実に水抜きを行なうことができる。
このように掘削予定のトンネル前方地山30の水位を、次の水抜き管打設切羽51までの限定した範囲を湧水抑制した状態にし、この状態でトンネル前方地山30をトンネル掘削機械(図示せず)で掘削していく。
【0018】
【発明の効果】
本発明は以上のようになるため、つぎのような効果を得ることができる。
<イ>対象地山が火山灰質砂層であっても、フィルタ部材を介して孔から砂を除く水だけを水抜き管内に取り込むことができ、地質を問わずに効果的な湧水抑制が可能となる。
<ロ>二重管削孔工具の外管として使用できるので、専用機が不要であり、ドリルジャンボでの施工が可能で簡便に水抜きを行なうことができる。
<ハ>吸引排水も可能のため効果的に湧水抑制が行なわれるので、安全かつ効率よくトンネル掘削作業を行うことができる。
<ニ>短尺であるため削孔が容易で、従来のように途中で削孔できなくなることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一部を断面した水抜き管の側面図。
【図2】 短尺管の側面図。
【図3】 短尺管の孔の断面図。
【図4】 短尺管の断面図。
【図5】 水抜きの状態を示す説明図。
【図6】 トンネル断面を示す説明図。
【符号の説明】
1・・・・水抜き管
10・・・短尺管
11・・・孔
12・・・段部
13・・・フィルタ部材
14・・・ワッシャ
15・・・ねじ部
2・・・・二重管削孔工具
20・・・削孔ロッド
21・・・センタービット(またはアダプター)
22・・・リングビット
3・・・・トンネル
50・・・地山
51・・・次の水抜き管打設切羽
Claims (3)
- 短く分割した短尺管を継ぎ足ししてなる水抜き管であって、
複数の短尺管と、
前記短尺管に開口した複数の孔と、
前記孔に配置したフィルタ部材と、からなり、
前記孔の短尺管外側から、前記孔より径の大きな穴を所定深さまで開口して段部を形成し、
前記段部に前記フィルタ部材を嵌合したことを特徴とする、
水抜き管。 - 地山の地下水位を下げるための水抜き方法において、
請求項1に記載する水抜き管を使用し、
削孔時には、ビットを先端に備えた削孔ロッドを水抜き管に挿通し、
前記ビットで地山を削孔しながら前記水抜き管を打設し、
前記削孔ロッドを回収し、
前記フィルタ部材を通過した地山の水を水抜き管内部から水抜き管後端側へ排出して行う、
水抜き方法。 - 請求項2に記載する水抜き方法において、フィルタ部材を有することにより水抜き管内への土砂の流入を妨げ、水抜き管後端より吸引排水を可能とする、水抜き方法。
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