JP4084880B2 - 地盤硬化工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
開示技術は、硬質岩盤や軟質地盤にトンネル等の構築物等を構築するに際し、当該地盤の所定強度を得る硬化の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、当業者に周知の如く地盤内にトンネル等を形成する際に、当該地盤の所定強度を保持する必要があるが、自然の地山地盤１の強度が設計強度に不充分な場合には、当該地山地盤１を人工的に硬化するべく当該地山地盤にウレタン樹脂系等の所定の硬化剤を注入して硬化させる技術が旧くから採用され、一般的には図６に示す様に、該地盤地山１を適宜に削孔掘削し、当該削孔内に所定の注入孔を穿設した鋼管２を嵌装し、該鋼管２内に所定の硬化剤を圧送して該鋼管の注入孔を介し地盤の地山１に注入するべく該鋼管２内にフォアパイル工法としてインサート管４を１本乃至所定本数挿入し、該インサート管４を介し所定の硬化剤を注入し、該鋼管２の図示しない注入孔を介し地盤の地山１に該硬化剤を注入して硬化処理を図るようにしていた。
【０００３】
特に、硬質岩盤中にトンネル等を構築する場合のパイプルーフ工法においてはトレビチューブ工法やＡＧＦ工法が実用化されているが、鋼管２内に挿入するインサート管４の組立作業の内容は▲１▼心材の組立、▲２▼注入ホースを切断し、スタティックミキサーやジョイント等を組付、▲３▼当該心材に組み立てたホースを取り付けるような工程があり、かかる作業は鋼管２に先立って１工程に数本乃至数十本のインサート管を用意し、しかも、狭い坑内の施工ヤードを必要とし、数人乃至数十人の専用の作業員が必要となり、手間や工数が多くなるという不具合があった。
【０００４】
そして、上述▲１▼〜▲４▼の工程の他に粘性の高い硬化剤を圧送するためには、該インサート管４に図示しないパッカー等を単一、或いは、ダブルに取り付けねばならず、現場作業が極めて煩瑣となる不具合があった。
【０００５】
これに対処するに、例えば、特開平６−３３６８３号公報発明に開示されているように地盤の地山内に長孔を削孔し、該長孔内に所定数の吐出孔を設けた注入管を束ねた状態で嵌装し、該吐出孔から硬化剤を吐出して地山内に侵透硬化させて当該地山の固結領域を形成するような技術が開発されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる在来態様の地盤硬化技術にあっては、削孔内にインサート管を嵌装することから、当該削孔が硬質岩盤等のトンネル施工用の硬い岩盤である必要があり、含水率の高い軟弱地盤に適用すると施工途中で当該削孔が崩落してしまい、したがって、インサート管を当該地山内の削孔に所定長さ奥深く挿入することが不可能であるという欠点があった。
【０００７】
しかも、当該在来態様の技術は当該地山の削孔内に硬化剤を充満状態にして周辺の地山に亀裂等を介して注入することは出来ても、地山の短い瞬結性の粘性の高いウレタン樹脂系等の硬化剤では当該地山に均一、且つ、設計精度に沿うような侵透注入は極めて困難であるという難点がある。
【０００８】
しかも、当該地盤硬化技術にあっては作業施工現場までインサート管を直接所定長で搬入することは出来ず、したがって、インサート管を複数のユニット管に作製し、現場でジョイント等を結合したり、又、複数のインサート管相互をカバーテープで束ねたり、又、場合によると前述の如くパッカー等を組み付けねばならず、該パッカーの膨縮流体用のホースの結合をも行わねばならず、極めて作業性が悪く、しかも、当該地山に形成した削孔内にのみ硬化剤を充填し、周辺地山への侵透が図れず、したがって、当該地盤地山の所定の硬度が得られない施工となるネックがあった。
【０００９】
当該従来技術にあっては削孔が軟弱地盤の場合には、崩落する可能性があり、適用不可能である場合もあり、又、鋼管を挿入した状態で施工後に残置させないがために、当該軟弱地盤の強度が充分に保てないというネックもある。
【００１０】
【発明の目的】
この出願の発明の目的は上述旧来、及び、従来技術に基づくトンネル構築用の硬質岩盤等の地盤に対するフォアパイル工法として当該地盤の地山内に削孔して設けた削孔内に嵌装した鋼管内に挿入するインサート管を釣竿タイプのテレスコピック方式にし、施工現場までの搬入がし易く、しかも、施工性能が良好で設計通りの当該地山の硬化が当該地盤の硬質岩盤，軟弱地盤の如何を問わず、設計通りに硬化処理が出来る用にして建設産業における土木技術用分野に益する優れた地盤硬化工法を提供せんとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成は、前述課題を解決するために、地盤に穿孔した削孔内に鋼管を嵌挿し、次いで、該鋼管内にインサート管を介して硬化剤を圧入し、該鋼管に形成した複数の注入孔を介して地盤内に注入するようにする地盤硬化工法であって、該インサート管について伸縮自在なテレスコピックタイプの多重管を縮少状態にして上記鋼管の入口に臨ませ、次いで、該鋼管内にて所定長さに伸張した状態で該インサート管に添設した注入ホースにより各ユニットインサート管より硬化剤を圧出し鋼管の孔を介して地盤内に注入するようにすることを基幹とし、而して、上記インサート管に所定ピッチ間隔で鋼管に対するパッカーを配設するようにし、更に、上記注入ホースがインサート管の各ユニット管の基部内面に臨ませて接続するようにもし、又、上記注入ホースがインサート管の各ユニット管の基部外面に臨ませて接続するようにもし、加えて、上記鋼管を硬化施工後地盤内に残置するようにした技術的手段を講じたものである。
【００１２】
【作用】
上述構成において、硬質岩盤の地盤にトンネル等を構築したり、軟弱地盤中に所定の基礎工事等の施工を行うに際し、当該地盤地山を所定設計精度の硬度に硬化処理するに際し、該地山に所定深度削孔を穿設し、該削孔に鋼管を嵌挿し、一方当該施工に先立ってインサート管を釣竿タイプのテレスコピック方式の多重管にし、該インサート管のユニット管の各々に注入ホースをジョイントを介して接続したり、又、必要に応じて、ダブルパッカー等の方式のパッカーを配設し、該インサート管を折りたたみ状態にして鋼管の入口部に搬入し、地山に対する硬化剤の注入に際しては該鋼管内にインサート管をテレスコピック方式により所定長伸張させ、当該先端のユニット管、もしくは、所定数のユニット管から所定の硬化剤を注入ホースを介して圧送し、該インサート管の注入孔、及び、鋼管の注入孔を介して当該地盤の地山に当該硬化剤を確実に注入浸透させ、組み立て施工等も極めて簡単で硬化剤の地山に対する注入精度も良く、施工終了後はインサート管を縮少させて撤去し、鋼管は地山に一種の筋体として残置させるようにし、作業性の向上と高い安全性のもとに施工の低コスト化、及び、高能率化を図り得るようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の実施しようとする形態を実施例の態様として図１〜図５に従って説明すれば以下の通りである。
【００１４】
尚、図６と同一態様部分は同一符号を用いて説明するものとする。
【００１５】
当該図示態様において４´ はこの出願の発明の要旨を成す地盤硬化工法に使用する装置としてのインサート管であり、次述する如く釣竿タイプのテレスコピック方式の構造にされており、予め工場で量産したものであり、外形が僅かに異なり相対摺動可能な所定長さのユニット管４´´，４´´が相対摺動自在に嵌挿されるように組み付けされて工場にて製作され、相互のユニット管４´´，４´´がずれ落ちないように図示しないストッパフランジがその端部に形成されて図２に示す様に、伸張状態でも抜け止めが防止されるようにされており、各ユニット管４´´の基端部にはジョイント８を介し、硬化剤の注入ホース９が所定に折りたたまれた状態で一体的に組み付けされてコンパクトな形状に作製されて施工現場までトラック輸送等により容易に搬入出来るようにされている。
【００１６】
而して、施工現場においては図１の態様に示すように硬質岩盤等の地盤１の地山に対しトンネル等を構築するに先立って当該地山を設計強度に保持するべくウレタン樹脂系等の硬化剤を当該地山１に注入するべく図３に示す様な注入孔２´ ，２´ …を所定部位に所定数穿設した鋼管２を予め所定に削孔した削孔孔に嵌挿してあるものに対し該鋼管２内に図２に示す様に、インサート管４´ をそのテレスコピック機能により先端のユニット管４´´を引き出し、或いは、当該先端のユニット管４´´に続く所定数のユニット管４´´を所定に引き出してストッパフランジを介して抜け止めを防止しながら、鋼管２内にスライドさせて挿入させていく。
【００１７】
この時、折りたたみ状態にされている注入ホース９もまた随伴的に伸張されて注入作用には何ら支障がないようにされる。
【００１８】
而して、当該図２に示す様な態様において注入ホース９を各単独に図示しないポンプを介し所定に圧送すると、図４に示す各ユニット管４´´に穿設した注入孔４１から、当該硬化剤が吐出されて鋼管２内において当該ユニット管４´ の周囲に充満し、而して、鋼管２の注入孔２´´を介し地盤の地山１内に吐出され、地盤内に浸透注入していく。
【００１９】
そして、設計量の硬化剤が当該図２に示す部位において終了すれば、更に根本側からインサート管４´ を鋼管２に対し押し込み挿入し、次段の硬化剤の注入を行っていく。
【００２０】
この時、各ユニット管４´´に対する注入ホース９は各個に独立的に、接続されているために各ユニット管４´´は個々に独立的に、又、同時随伴的に一斉に注入作業を行うことが出来る。
【００２１】
そして、当該注入施工が完了すると、インサート管を縮退させて鋼管２から注入ホース９と共に引き抜き撤去し、鋼管２は地盤の地山１内に残置し、１つの筋体として機能させるようにする。
【００２２】
したがって、上述施工態様にあっては鋼管２に体するインサート管４´ の組み付け，搬入等は極めて簡単であり、しかも、スムーズに行われ、地盤地山１の所望部位に対する硬化剤の注入が選択的に独立して行うことが出来る。
【００２３】
又、図５に示す様に、設計態様によってはユニット管４´´の中途にパッカー５を介設し、該パッカー５の膨縮用のホース７を該ユニット管４´´に添設し、又、中途部に設計によってはスタティックミキサー６を介設する等の態様が採用可能である。
【００２４】
尚、各ユニット管４´´に対する注入ホース９の接続態様は当該図２に示す内側からの接続のみならず、外側からの接続も設計によっては可能である。
【００２５】
尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限るものでないことは勿論であり、例えば、トンネル等の構築に適用する地盤が硬質岩盤に限ることなく、軟弱地盤における暗渠等の構築に際しての地盤硬化にも適用出来ることは勿論のことである。
【００２６】
【発明の効果】
以上、この出願の発明によれば、基本的に硬質岩盤等の地盤に対するトンネル構築や軟弱地盤に対する基礎工事等に際しての当該地盤地山の設計硬度をアップし、強度剛性の増強を図るに、ウレタン樹脂系等の硬化剤を当該地山に注入するに際し、旧来態様の如く当該地山に鋼管をその削孔を介して挿入し、該鋼管内にインサート管を挿入するのに際して該インサート管の現場施工等の心材やジョイント等の組み付けの煩瑣な手間が省け、工数削減を図り、施工作業能率の向上を図ることが出来、又、当該インサート管は予め工場にて作製することが出来るために、製作精度も向上し、コスト的にも安くつくという利点がある。
【００２７】
而して、当該インサート管は釣竿タイプのテレスコピック方式であるために、工場生産の段階で該インサート管の相対摺動可能な複数のユニット管を縮少状態にし、併せて、注入ホース等も折りたたみ状態にし、全体としてコンパクトにすることが出来るために、作業現場までの搬入がし易く、施工に際しては該インサート管を引き伸し、鋼管内に挿入するために在来態様の如くインサート管の現場組立が煩瑣で作業工数が多いという難点を解消することが出来、作業能率が著しく向上し、工期の短縮は勿論のこと、施工精度も著しく向上するという優れた効果が奏される。
【００２８】
又、施工終了後の鋼管は地山内に残置して筋体とすることが出来るために、当該地山の強度保持にも機能するという優れた効果が奏される。
【００２９】
又、インサート管はテレスコピック方式を採るために鋼管、即ち、地山の所望硬化剤注入部位を選択的に長さ方向に所望にスライドして硬化剤の注入を図ることが出来るために、地山の所望部位に対する硬化剤の注入が所定に行われ得るという優れた効果が奏される。
【００３０】
又、インサート管の各ユニット管は所望に伸縮可能であるために、該ユニット管の数だけ独立した硬化注入回路をもち、又、同時、或いは、相互独立に注入することが出来るという施工の自由度がある効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の施工初期におけるインサート管の縮少状態の部分断面側面図である。
【図２】硬化剤の地山内への注入状態の態様を示す部分断面側面図である。
【図３】鋼管の部分拡大斜視図である。
【図４】ユニット管の部分拡大斜視図である。
【図５】インサート管のパッカーとスタティックミキサーの取り合い模式側面図である。
【図６】従来技術に基づくフォアパイル工法の概念側面図である。
【符号の説明】
１ 地盤
２ 鋼管
４´ インサート管
８ 注入孔
９ 注入ホース
５ パッカー
４´´ ユニット管

Claims (5)

1. 地盤に穿孔した削孔内に鋼管を嵌挿し、次いで該鋼管内にインサート管を介して硬化剤を圧入し該鋼管に形成した複数の注入孔を介して地盤内に注入するようにする地盤硬化工法において、該インサート管について伸縮自在なテレスコピックタイプの多重管を縮少状態にして上記鋼管の入口に臨ませ、次いで該鋼管内にて所定長さに伸張した状態で該インサート管に添設した注入ホースにより各ユニットインサート管より硬化剤を圧出し鋼管の孔を介して地盤内に注入するようにすることを特徴とする地盤硬化工法。
2. 上記インサート管に所定ピッチ間隔で鋼管に対するパッカーを配設するようにすることを特徴とする請求項１記載の地盤硬化工法。
3. 上記注入ホースがインサート管の各ユニット管の基部内面に臨ませて接続するようにすることを特徴とする請求項１記載の地盤硬化工法。
4. 上記注入ホースがインサート管の各ユニット管の基部外面に臨ませて接続するようにすることを特徴とする請求項１記載の地盤硬化工法。
5. 上記鋼管を硬化施工後地盤内に残置するようにすることを特徴とする請求項１記載の地盤硬化工法。

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