JP4009083B2 - 地山固結用樹脂材料の吐出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえばトンネルの掘削等に当たって崩落のおそれのある軟弱な地山を、そこへの樹脂材料の浸透硬化によって堅牢な地山に改質するに用いて好適な、地山固結用樹脂材料の吐出装置およびそれを用いた地山固結方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、特公平７−９９７号公報、特公平７−４８９９７号公報等に開示されているように、軟弱地山、破砕地山等の地層帯でのトンネル掘削に当たり、トンネルの切羽先端で、天盤に複数個の孔を穿設し、各孔内へ注入した樹脂材料を地山に浸透させて硬化させることで天盤を固結強化することは従来から広く行なわれている。
【０００３】
しかるに、この従来技術では、天盤に斜め前方に向けて穿設されて、トンネルの正面視でほぼ放射状に延びる比較的浅い深さのそれぞれの孔内へ各一本の吐出パイプを挿入して樹脂液を注入していることから、一回の固結作業工程によって固結される、トンネル掘削方向の範囲が狭いという不都合があった。
【０００４】
そこで、一回の固結作業工程にて固結される、トンネル掘削方向の範囲を十分大ならしめるべく、特公平７−９８７号公報、特公平７−９８８号公報等に開示されているように、地山のトンネル掘削予定面の外周に沿って、たとえば、３０ｍ程度の長さの、周壁に穿孔した長尺管の複数本を地山の奥部に向かってほぼ水平に埋め込んだ状態の下で、その長尺管内に、長手方向に所定間隔で設けた隔壁によって内部が複数の空間に区切られ、複数本の吐出管のそれぞれの先端が、複数の空間のそれぞれに開口している周壁孔あき中管を挿嵌固定し、そこで、中管内の吐出管の先端開口から固結用薬液を吐出して上記各空間内に充満させたのち、その固結用薬液を、中管の周壁孔を経由して長尺管周壁の孔から長尺管外周の地山内に浸透硬化させて、長尺管内、中管内および長尺管外周の地山に固結領域を形成すること、および、前記長尺管内に、長手方向に所定間隔で袋体が設けられ、かつ周壁に穿設された孔部によって上記袋体と内部とが連通している隔壁形成管を挿入するとともに、その隔壁形成管の、隣合った２個の袋体の間にそれぞれ先端開口を位置決めするようにして複数の吐出管を挿入し、上記隔壁形成管内に膨張硬化性薬液を圧入し、これを上記袋体内に吐出して硬化させることにより、長尺管内に、膨張した袋体からなる複数の隔壁を形成し、この状態で、上記複数の吐出管の先端開口から固結用薬液を吐出して、複数の隔壁で区切られる各空間内に充満させたのち、その固結用薬液を長尺管の周壁孔から長尺管外周の地山内に浸透硬化させて、長尺管内および長尺管外周の地山に固結領域を形成することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの提案技術によれば、トンネルの掘削方向の広い範囲にわたって地山に固結領域を形成することが可能となるも、中管を用いる前者の技術にあっては、中管の存在それ自体が地山の固結のための装置の、コストの増加をもたらすことになる他、隔壁および吐出管を予め組み込んだその中管を長尺管に挿嵌固定することが作業工数の増加をもたらすことになる問題があり、しかも、中管内での、固結用薬液の固結領域が、各個の隔壁によって前後に分離されることになって、その固結領域の、中管内での均一性が損なわれるため、中管の長さ方向での固結強度のばらつきが不可避となるという問題もあった。
【０００６】
また、隔壁形成管および複数の袋体を用いる後者の技術にあっては、その隔壁形成管が、装置コストおよび作業工数の増加をもたらし、加えて、前記袋体に充填した膨張硬化性薬液がそれの硬化によって、長尺管内に上記隔壁と同様の隔壁を形成することになるため、その隔壁が、先に述べたとほぼ同様の問題をもたらしていた。
【０００７】
そこでこれらの問題を解決するべく、図４に略線斜視図で示すように、地山内に埋め込み配置される外管２１の周壁に、所定の間隔をおいて位置する複数の貫通孔２２を設けるとともに、その外管内に長さの異なる複数本、たとえば三本の吐出チューブ２３，２４，２５のそれぞれを外管２１の底面に沿わせて配設して、それぞれの吐出口を順次外管２１の深部に位置させた吐出装置が提案されており、これによれば、装置の構造を簡単にするとともに、装置コストを低減させることができ、また、少ない作業工数で装置を構成するとともに、外管内から、固結強度のばらつきの原因となる隔壁を取り除くことも可能となる。
【０００８】
しかるに、この提案装置によれば、たとえば二液反応型の樹脂材料を、ポンプによって、圧送ホースを経て吐出チューブ２３，２４，２５へ送給するとともに、それぞれのチューブ吐出口から外管内へ吐出し、そして、その外管内での反応、たとえば発泡反応の進行による体積膨張に基づいて、外管２１の貫通孔２２を経て地山内に浸透させるに当って、吐出チューブ２３，２４，２５から外管内へ吐出された樹脂材料の、外管内での液面レベルが図５に示すように、外管２１の底面に敷設したそれぞれのチューブ２３，２４，２５の吐出口を越えるに至った場合、その樹脂材料の外管内での流動、たとえば、外管２１の入口方向への逆流によってそれが他の吐出チューブ内へ流入した場合等に、樹脂材料の発泡反応の進行によって、吐出チューブ２３，２４，２５の吐出口が閉塞されるおそれがあった。
【０００９】
この発明は、提案技術におけるこのような問題点を解決することを課題として検討した結果なされたものであり、それの目的とするところは、吐出チューブを外管の底面に沿わせて配設してなお、樹脂材料の反応の進行に伴うチューブ吐出口の閉塞のおそれを十分に除去した地山固結用樹脂材料の吐出装置を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の、地山固結用樹脂材料の吐出装置は、周壁に複数の貫通孔を有する外管内に、少なくとも一本の吐出チューブを挿入配置するとともに、全ての吐出チューブの、吐出口近傍部分だけを、定形状を有し、外管の内輪郭寸法より小さい寸法を有する、各個の吐出チューブに別個に設けたそれぞれの治具によって、外管底面から持ち上げて、その吐出口を、外管底面上に溜まることのある樹脂材料の液面レベルより上方に位置させてなるものでである。
【００１１】
これによれば、吐出チューブを、たとえ外管底面に敷設して配設した場合にあっても、それの吐出口近傍部分、とくには吐出口を外管底面から持ち上げて位置させることにより、その吐出口を、外管底面上に溜まることのある樹脂材料の液面レベルより上方に配置することができるので、樹脂材料が外管内で流動すると否とにかかわらず、吐出チューブの吐出口が、反応の進行した樹脂材料によって閉塞されるおそれを十分に取り除くことができる。
従ってここでは、それぞれの吐出チューブの全てを、常に所期した通りに機能させることができる。
【００１２】
なお、この装置では、複数本の吐出チューブを外管内に挿入配置するとともに、それぞれの吐出チューブの吐出口を、順次外管の深部に位置させることもでき、これによれば、全ての吐出チューブから外管内へ樹脂材料を吐出させることにより、作業能率を大きく高めることができ、併せて、外管内への樹脂材料の吐出状態、ひいては、外管から地山への樹脂材料の浸透状態を、外管の全長にわたって十分均等なものとすることができる。
【００１３】
ところで、前記治具は、吐出チューブの吐出口近傍部分に配設される適宜形状、たとえば、外輪郭形状が錐状をなすスペーサとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態を、一部を破断除去して示す略線斜視図であり、図２はその背面図である。
【００１５】
ここでは、地山に形成した長穴内へ打込みその他によって配設される外管１の周壁に、それの周方向および長さ方向のそれぞれに所定の間隔をおいて位置する多数の貫通孔２を、その全体にわたって穿設し、かかる外管１内に、図示しない圧送ホースおよびポンプに順次接続される、長さの異なる複数本、たとえば二本の吐出チューブ３，４を、外管１の底面に沿わせて配設する。またここでは、これらのそれぞれの吐出チューブ３，４の吐出口近傍部分を、治具の一例としての、ほぼ円錐輪郭形状のスペーサ５，６の、中央貫通孔内へ差し込むことで、これらのチューブ３，４の吐出口７，８を、外管１の底面から所要の高さに持ち上げて保持する。
【００１６】
なおこの場合にあって、吐出チューブ３，４の、スペーサ５，６からの抜け出しのおそれがある場合には、緊締手段等によってスペーサ５，６をチューブ３，４に固定もしくは固着することが好ましい。
【００１７】
ところで、スペーサ５，６としては、たとえば図３に断面図で示すように、円柱部材、角柱部材等の適宜形状の部材に、吐出チューブ３，４の先端部分を斜め上方に向ける傾斜貫通孔を形成したものを用いることもできる。
【００１８】
以上のように構成してなる装置によれば、とくにはスペーサ５，６の作用に基づいて、それぞれの吐出チューブ３，４の吐出口７，８を、それらの吐出口からの樹脂材料の吐出によって外管１の底部に溜まることのあるその樹脂材料の液面レベルＬ，Ｌより高い位置に維持することで、それらの吐出口７，８が、たとえば発泡反応の進行に起因して閉塞等されるおそれを、樹脂材料の流動の有無にかかわらず十分に防止することができる。
【００１９】
以上この発明を図に示すところに基づいて説明したが、それぞれの吐出チューブの先端に、チューブからの樹脂材料の吐出に基づいて膨張変形するとともに、一定量の膨張によって破袋する、たとえばラテックスからなる袋体を取り付けることもでき、この場合には、袋内液面レベルの上昇に起因するチューブ吐出口の閉塞のおそれを有効に防止することができる。
【００２０】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、外管内に敷設される吐出チューブの吐出口を、治具をもって所要の高さに持ち上げるだけの簡単な構造により、樹脂材料の反応の進行に起因する、その吐出口の閉塞等のおそれを有効に取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態を、一部を破断除去して示す略線斜視図である。
【図２】 図１の背面図である。
【図３】 スペーサの変形例を示す断面図である。
【図４】 従来技術を示す略線斜視図である。
【図５】 チューブ吐出口の閉塞態様を例示する図である。
【符号の説明】
１ 外管
２ 貫通孔
３，４ 吐出チューブ
５，６ スペーサ
７，８ 吐出口
Ｌ，Ｌ 液面レベル

Claims (3)

1. 周壁に複数の貫通孔を有する外管内に、少なくとも一本の吐出チューブを挿入配置するとともに、全ての吐出チューブの、吐出口近傍部分だけを、定形状を有し、外管の内輪郭寸法より小さい寸法を有する、各個の吐出チューブに別個に設けたそれぞれの治具によって、外管底面から持ち上げて、その吐出口を、外管底面上に溜まることのある樹脂材料の液面レベルより上方に位置させてなる地山固結用樹脂材料の吐出装置。
2. 複数本の吐出チューブを外管内に挿入配置するとともに、それぞれの吐出チューブの吐出口を、順次外管の深部に位置させてなる請求項１に記載の地山固結用樹脂材料の吐出装置。
3. 治具を、吐出チューブの吐出口近傍部分に配設されるスペーサとしてなる請求項１もしくは２に記載の地山固結用樹脂材料の吐出装置。

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