JP4264234B2

JP4264234B2 - 地中接合用２液性充填材

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Publication number: JP4264234B2
Application number: JP2002234860A
Authority: JP
Inventors: 貴宇野; 要青山; 智真鍋; 寛昌五十嵐; 邦博永森; 昌弘福田; 正博神尾
Original assignee: Kajima Corp; Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2022-08-12
Also published as: JP2004075746A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘削トンネルの地中接合工法の施工時における充填材供給作業に対する作業性の改善及び漏水の防止に効果的な地中接合用２液性充填材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド工法によるトンネル掘削において、掘削すべきトンネルの両端から一対のシールド掘削機を対向させて掘削し、両シールド掘削機がトンネルの接合位置に達すると、地中で直接トンネル同士を接合するシールド掘削トンネルの地中接合工法がある。
この工法には、トンネル同士の境界部の外周側に止水材あるいは固化材として用いられる材料を充填して外部からの漏水を防止し、機械的に境界部の接合を行なっている機械式接合工法がある。
【０００３】
この機械式接合工法で止水材或いは固化材として用いられる充填材は、地中接合時に砂礫等がかみ込んだ場合にはシールド掘削機の内部から注入して接合箇所の漏水を止めるために充填する材料であって、地山条件により砂礫層等あらゆる土質に対応する必要があり、普通セメントや特殊セメントを用いた止水・補修用充填材（例えば、住友大阪セメント（株）製「ライオンシスイ」）、又は普通セメントや特殊セメントを用いたセメント止水系グラウト材（実公平4−23994）等を注入していた。
また、セメントベントナイトモルタルのように、水分分離を防止しつつ埋め戻しあるいは空洞充填に用いられているものを流用することもある。
これらの充填材は、接合箇所の近傍にて各組成物を全て混練してから接合箇所に搬送し充填する（以下、このような止水系充填材を１液性充填材と略称する）。
【０００４】
〔従来技術の問題点〕
しかし、このような一液性充填材は、止水材の特性上、一般的に硬化時間が早く（30分程度）、使用時には注入場所直近にて混練して充填する必要があった。また、セメント止水系グラウト材は、混練後の可使時間が短く（流動性消失）、１度に多数箇所（数ヶ所から数十ヶ所）への注入が必要な場合には、注入量が予測できないから、その都度、必要量を混練せざるを得なかった。さらに流動性の消失が早いため、配管内で固結し易く、ポンプ閉塞などの不具合が逐次発生し、施工上好ましいとは言えなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、これらを解決するため具体的に設定した課題は、地中接合における必要な強度を有するとともにセメントグラウト材と同等の止水性能を有し、施工上の取扱性を大幅に改善できるようにした地中接合用２液性充填材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を効果的に解決できる具体的に構成された手段としての本発明における請求項１に係る地中接合用２液性充填材は、貫入側又は受入側のシールド掘削機のスキンプレート内面側より前記各シールド掘削機の接合部位に形成された空洞へ注入し充填して接合部外周側との間を密封する充填材であって、結合材を主剤とするＡ液と水ガラスを主剤とするＢ液とからなり、（イ）Ａ液には結合材として、普通ポルトランドセメント、早強セメント、超早強セメント、またはジェットセメントを１種以上含む固化材と、混和材料としてのスメクタイト鉱物及びフライアッシュと、水とを含み、（ロ）Ｂ液の水ガラスは比重が１．２０〜１．４０以上であり、かつ二酸化珪素含有率２３．０〜３０．０％であり、かつ、酸化ナトリウム含有率６．０〜１０．０％であり、（ハ）前記結合材１ｍ ^３中に少なくとも３ｋｇ以上の短繊維を含むことを特徴とするものである。
【０００７】
このような２液性充填材をトンネル間の境界部に設けられている各シールド掘削機の接合部位に形成された空洞へ送出して、その混合物により空洞を密封するにあたり、接合部位の直近まで２液を混合することなく送出することによって、送出中の固化の恐れなくがなくなるとともに施工上の取扱性を向上し、２液性充填材を混合してから空洞に充填することにより地中接合における必要な強度を与えるとともにシール性を高めて、砂礫及び地下水等のシールド掘削機側への侵入を効果的に防止する。
【０００８】
また、前記結合材は、セメント系結合材からなる固化材と、この固化材に添加する混和材料と、水とからなり、また前記急硬材は、水ガラス、スメクタイトを主成分とした珪酸塩鉱物、ポリ塩化アルミニウム等の塩化物、又は硫酸バンド等の硫化物の少なくとも１種と水とからなることを特徴とする。このような速効性が高く結合力の強いセメント系結合材と接着性の強い急硬材を用いることにより、地下水の漏出を速やかに防止でき、特に、速効性あるセメント系結合材の早強セメント→超早強セメント→ジェットセメントは、この順に、速効性がより高くなり、水密性が向上する。
【０００９】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記セメント系結合材が、普通ポルトランドセメント、高炉水宰スラグを含有するセメント、石炭灰が混合されたセメント、早強セメント、ジェットセメント又は超早強セメント等を１種以上含むことを特徴とする。このようにセメント系結合材を選択することによって、初期材令の強度向上と共に長期強度の向上を図ることができるようになる。
【００１０】
請求項２に係る地中接合用２液性充填材は、前記セメント系結合材には、アーウィン系鉱物が含まれていることを特徴とする。このような鉱物の配合により、初期材令における強度が向上すると共に長期強度が向上する。
【００１１】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記セメント系結合材が含有されるＡ液には、助剤として粘土、セピオライト、カオリナイト等の粘土鉱物が１種以上含まれていることを特徴とする。これにより、セメント系結合材が含有されるＡ液の分離を少なくして、Ｂ液と混合して供給される２液性充填材の膨潤力を高めて、水密性を向上する。
【００１２】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記セメント系結合材が含有されるＡ液には、スメクタイト鉱物が含まれていることを特徴とする。これにより、モンモリロン石群鉱物のスメクタイト鉱物によりＡ液の分離を少なくし、Ｂ液と混合した２液性充填材の膨潤力を高め、水密性がより一層効果的に向上する。
【００１３】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記セメント系結合材が含有されるＡ液には、高炉水宰スラグ、フライアッシュなどの石炭灰、珪砂、石灰石フィラー等が１種以上含まれていることを特徴とする。これにより、Ｂ液と混合した２液性充填材の強度が向上し、密度が増加して、砂礫及び地下水等のシールド掘削機側への侵入を効果的に防止する。
【００１４】
請求項３に係る地中接合用２液性充填材は、前記セメント系結合材が含有されるＡ液には、石炭灰から分級されたフライアッシュが含まれていることを特徴とする。これにより、流動性及び強度が共に向上して、砂礫及び地下水等の侵入を効果的に防止する。
【００１５】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記水ガラスの比重が１．２０〜１．４０以上であり、かつ二酸化珪素含有率２３．０〜３０．０％であり、かつ、酸化ナトリウム含有率６．０〜１０．０％であることを特徴とする。これにより、水ガラスの攪拌混合性能を向上し、Ａ液と混合した場合に適度な流動性とシール性とが得られる。
【００１６】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記Ａ液又は前記Ｂ液には、短繊維を配合したことを特徴とする。これにより、防水性をいっそう高め、砂礫及び地下水等の侵入を防止する止水性能が向上する。
【００１７】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記短繊維が、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、鋼繊維等の無機繊維と、オレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、その他の合成繊維、パルプ繊維等の有機繊維と、木繊維、紙片等の廃棄繊維又は再生紙結合剤から選ばれた少なくとも１種以上であることを特徴とする。このような短繊維を配合することにより、２液性充填材の防水性を向上するとともに止水性能が効果的に向上する。
【００１８】
また、本発明の地中接合用２液性充填材は、前記短繊維の配合量は結合材１ｍ^３中に少なくとも３ｋｇ以上含有することを特徴とする。このように短繊維を配合することにより、強度保持と止水性の向上とが両方共に得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
なお、実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００２０】
本発明の実施の形態における地中接合用の２液性充填材は、貫入側又は受入側のシールド掘削機のスキンプレート内面側より前記各シールド掘削機の接合部位に形成された空洞へ注入し充填して接合部外周側との間を密封する充填材であり、この充填材は結合材を主剤とするＡ液と急硬材を主剤とするＢ液とからなる。
Ａ液の結合材は、セメント系結合材からなる固化材と、この固化材に添加する混和材料と、水とからなる。
【００２１】
セメント系結合材は、普通ポルトランドセメント、高炉水宰スラグを含有するセメント、石炭灰が混合されたセメント、早強セメント、ジェットセメント又は超早強セメント等を１種以上含み、なかでも、アーウィン系鉱物が含まれていることが好ましい。このようなセメント系結合材では、普通セメントよりも早強セメント→超早強セメント→ジェットセメントの順に速効性が高くなるので、特に、水密性を向上させて地下水の漏出を速やかに防止する等の速効性を必要とする場合には、早強セメント、ジェットセメント又は超早強セメントを用いることが好ましい。
【００２２】
混和材料としては、セメント系結合材の活性化を促進する活性剤と、膨潤性を付加する助剤と、硬化速度を調整する遅延材と、固形成分が水溶液中で一様に分散されるようにする分散材との少なくとも１種以上が必要に応じて添加される。
例えば、活性剤としては微粉末粘土鉱物、炭酸カルシウム、フライアッシュを、遅延材としてはグルコン酸ナトリウム、マルトース等、助剤としてはベントナイト等のモンモリロナイトを含み膨潤するもの、分散材としてはポリカルボン酸、オキシカルボン酸等を例示することができる。特に、分離防止を目的として、粘土、セピオライト、カオリナイト等の粘土鉱物を１種以上含み、このうち、スメクタイト鉱物を含むことが好ましい。さらに、強度促進・密度増加を目的として、高炉水宰スラグ、フライアッシュなどの石炭灰、珪砂、石灰石フィラー等を１種以上含み、特に、石炭灰から分級されたフライアッシュを含むことが望ましい。
【００２３】
また、Ｂ液の急硬材は、水ガラス、スメクタイトを主成分とした珪酸塩鉱物、ポリ塩化アルミニウム等の塩化物、又は硫酸バンド等の硫化物の少なくとも１つと、水とからなる。このうち、水ガラスとしては、通常、ＪＩＳ３号水ガラス或いはそれを希釈したもの、又は４号水ガラス等を使用することができるが、特に、急硬材に用いる水ガラスは、比重が1.20〜1.40以上であり、かつ二酸化珪素含有率23.0〜30.0％であり、かつ、酸化ナトリウム含有率6.0〜10.0％であることが望ましい。ＪＩＳ規格の（ＪＩＳ１号〜ＪＩＳ４号）水ガラスにつき、表１にまとめて示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
また、Ａ液又はＢ液の少なくともいずれか一方には、短繊維を配合する。
この短繊維の供給では、Ａ液側だけでなく、Ｂ液側又はＡ液及びＢ液の両方に供給しても良い。
配合する短繊維は、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、鋼繊維等の無機繊維と、オレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、その他の合成繊維、パルプ繊維等の有機繊維と、木繊維、紙片等の廃棄繊維又は再生紙結合剤から選ばれた少なくとも１種以上であることが止水性能を向上させるためには望ましい。特に、防水性をいっそう高め、止水性能を効果的に向上させるためには、短繊維の配合量は、結合材１ｍ^３中に少なくとも３ｋｇ以上含有することが、強度保持と止水性の向上とが両方ともに得られる点で好ましい。
【００２６】
無機繊維のうち、炭素繊維はモルタルとの接着性が弱いので、予め炭素繊維表面に合成ゴム系のラテックスを付着させたり、ポリオキシアルキレンビスフェノールエーテルを塗布したりすることが望ましい。また、炭素繊維は導電性であるので、鉄筋や埋込み金具等の金属製品と炭素繊維が接触すると局部電池が形成されて金属が腐食するから、金属側に樹脂層を設けて絶縁層としたり、炭素より低い表面電位を示す金属の粉末によりエポキシ樹脂接着剤を用いて炭素表面を被覆することが望ましい。
【００２７】
ガラス繊維は、素材のガラスがアルカリに弱く、セメントのアルカリ性によって劣化するから、耐アルカリガラス組成の繊維を使用する必要がある。さらに万全を期するためには、セメントを含む結合材にバリウム塩やリチウム塩、またはアクリル酸エステル系ポリマーディスパージョン等を添加したり、あるいはガラス繊維をフラン樹脂でコーティングすることが望ましい。
【００２８】
鋼繊維は、最も曲げに強いが、海岸部や塩分濃度が高い所では錆の問題が生じる可能性があるため、鋼の合金成分を高耐食性の成分にすることが望ましい。
有機繊維のオレフィン繊維は、セメントとの接着性が全くないので、繊維の紡糸時に繊維状の石膏を入れて石膏繊維入りのポリプロピレン繊維としたり、表面にエンボス加工して凹凸を付けたり繊維表面に螺旋状突起を設けた繊維とすることが望ましい。
【００２９】
このような２液性充填材を、貫入側又は受入側となるシールド掘削機のスキンプレート内面側より前記シールド掘削機の接合部位に形成せれた空洞へ注入し充填して、接合部外周側との間を密封するには、当該シールド掘削機のスキンプレート内面側の直近までＡ液とＢ液とを分離して搬送し、Ａ液とＢ液とを混合して直ちに前記各シールド掘削機の接合部位に形成された空洞へ注入し、充填して、接合部外周側と地山との間を密封する。
【００３０】
このように、接合部直近まで２液を混合することなく送出することにより送出中における充填材の固化の恐れなくがなくなるとともに、接合部には全ての充填材組成物を混合してから充填することにより地中接合工法における砂礫及び地下水等のシールド掘削機側への侵入を効果的に防止できるようになる。
【００３１】
また、この他に、２液性充填材は、セメントに石灰、無水石膏、２水石膏、フライアッシュ、炭酸カルシウム、高炉水宰スラグ、アーウィン鉱物等からなる固化材から選ばれる少なくとも１種類以上を混合したセメント系地盤改良材を流用したものであっても良い。
このセメント系地盤改良材となるセメントの配合例を表２に示す。これらの原材料は、充填剤として、どれも使用可能であり、またこれらの組合せも使用可能である。
【００３２】
【表２】

【００３３】
【実施例】
〔止水性試験〕
シールド掘削機の接合部位に異物が入り込んで、シール部と縮径側スキンプレートとの間に空隙が生じ、土砂或いは砂礫が流入した状態を模した実験を行って、充填剤の特性を調べた。
【００３４】
実験装置の構成は、図１に示すように、地山から流入する土砂或いは砂礫を模した模擬砂礫１を収容し、地下水の代わりに通常の水道水を導入することができるようにした地山側圧力室２と、止水材を注入できるようにした機内側圧力室３と、地山側圧力室２と機内側圧力室３との間に圧力室横断方向に移動可能に配置されてシール部と同一材料で形成された各圧力室の間を仕切るゲートになる模擬シール部４とを備えた圧力容器１０を形成する。
【００３５】
この圧力容器１０の地山側圧力室２に地山側配管５を接続し、この地山側配管５に給水排水用の遮断弁６を設け、また機内側圧力室３に止水材注入管７を接続し、この止水材注入管７に止水材供給用の遮断弁８を設け、さらに遮断弁８の上流側には、２液性止水材のＡ液とＢ液とを混合するための混合機９を設け、この混合機９の上流側でＡ液専用の配管１１とＢ液専用の配管１２とを各独立に配管し、各配管１１，１２には流量を測定するＡ液流量計１３及びＢ液流量計１４と、これらの流量計１３，１４の上流側にＡ液とＢ液とをそれぞれ供給するための回転制御可能なＡ液ポンプ１５及びＢ液ポンプ１６を配設する。
また、圧力容器１０には、地山側圧力室２と機内側圧力室３とのそれぞれに室内の圧力を測定する地山側圧力計１７と機内側圧力計１８とを取り付ける。
【００３６】
このように構成した実験装置を用いて、模擬シール部４の下部に模擬砂礫１を置き、模擬シール部４の下部と圧力容器１０の内面との間に模擬砂礫１が挟まり模擬シール部４が密閉できない状態を再現する。
それから地山側配管５を介して地山側圧力室２の内部に水を充填し、地山相当の圧力を加えて遮断弁６を閉じ、その圧力を保持する（図２（Ａ））。
各圧力計１７，１８を確認しながら地山側の遮断弁６を開き、圧力を保持した状態で止水材注入管７を介して２液性止水材を機内側圧力室３へ充填する。充填時には機内側圧力計１８と各流量計１３，１４の測定結果により機内側圧力室３への止水材充填量を把握しながら、所定の充填量になるまで定量的に２液性止水材を供給する（図２（Ｂ））。
【００３７】
２液性止水材の充填完了後は、充填終了から２時間後に止水材供給用の遮断弁８を開放し、地山側圧力室２と機内側圧力室３とのそれぞれの室内圧力に差が生じるかどうかの計測を行う。
２液性止水材のＡ液とＢ液とはそれぞれを所定の配合で混練して、各ポンプ１５，１６により所定の比率で供給し、混合機９によりＡ液とＢ液とを混合して機内側圧力室３へ供給する。２液性止水材の充填には、圧力を保持しながら行い、所定の充填量を確認後に、数時間経過を見守りながら、地山側圧力室２と機内側圧力室３との圧力差の計測を行う。
【００３８】
一般シールドで従来用いられている配合▲１▼と、同配合に繊維を混入させた配合▲２▼とを試験した。配合▲１▼と配合▲２▼との具体的な配合は表２にまとめて示す。
フライアッシュを添加して活性を高めた配合▲３▼と同配合にして繊維を混入させた配合▲４▼とを試験した。配合▲３▼と配合▲４▼との具体的な配合は表３にまとめて示す。
止水材の充填量は空洞部分の容積以上に充填しないようにした。
【００３９】
【表３】

【００４０】
配合▲１▼と配合▲２▼との場合の経過時間に対する圧力差の変化の結果を図３，４に示す。また、配合▲３▼と配合▲４▼との場合の経過時間に対する圧力差の変化の結果を図５に示す。
図３に示すように、実験１−１（最大圧力差0.3ＭＰａ）では、繊維を使用した配合▲２▼の場合に多少の変化が見られたが、どちらの配合の場合も止水の確認はできなかった。
図４に示すように、実験１−２（最大圧力差0.7ＭＰａ）の水圧が大きい場合では、さらに顕著となり、どちらの配合の場合も止水の確認はできなかった。
図５に示すように、実験２（最大圧力差0.3ＭＰａ）では、繊維を使用していない配合▲３▼の場合は圧力差が生じても止水効果が確認できなかった。しかし、繊維を使用した配合▲４▼の場合は十分な止水効果が確認できた。
【００４１】
〔硬化性試験〕
地中接合では、高水圧下や地下水が多量に含まれた地盤中あるいは海水中での注入作業になり、充填中の作業性、ハンドリングが重要視される。このため、硬化時間及び透水性を試験する。
【００４２】
「配合Ｃ−１」
普通セメント200ｇ、フライアッシュ（粘土）740ｇ、遅延材10.5ｇ、ビニロン繊維 5ｇに水を加えて１ＬとしたＡ液を調整し、Ｂ液としてJIS3号水ガラスの75Vol％水溶液50ｍＬとし、Ａ液とＢ液とを混合してゲルを得た。
【００４３】
「配合Ｃ−２」
普通セメント200ｇ、フライアッシュ（粘土）740ｇ、遅延材10.5ｇに水を加えて１ＬとしたＡ液を調整し、Ｂ液としてJIS3号水ガラスの75Vol％水溶液50ｍＬとし、Ａ液とＢ液とを混合してゲルを得た。
【００４４】
「配合Ｃ−３」
普通セメント200ｇ、ベントナイト30ｇ、遅延材 5ｇに水を加えて１ＬとしたＡ液を調整し、Ｂ液としてJIS3号水ガラスの75Vol％水溶液50ｍＬとし、Ａ液とＢ液とを混合してゲルを得た。
【００４５】
「配合Ｃ−４」
止水材（住友大阪セメント（株）製「ライオンシスイ」）と水との重量比を1：0.3とし、混練直後に清水中へ投入した。
「配合Ｃ−５」
普通セメントと水との重量比を1：0.3とし、混練直後に清水中へ投入した。
【００４６】
（試験条件）
試験方法：ＪＩＳＡ１４０４
実験温度：２０℃
硬化速度：混練開始後〜以後の硬化時間
これらの条件において水圧0.1及び水圧3.0の場合における透水性と、硬化速度とを調査した。この結果を表４にまとめて示す。
【００４７】
【表４】

【００４８】
〔可塑性試験〕
注入材は、空洞充填部に地下水や流水（以下、地下水等という）がある場合、地下水等に希釈されるのを防止するために、ゲル状の凝集体としての性状が求められる。このような性状を充填材の可塑性と呼び、地中接合用２液性充填材であっても、その可塑性を適正に判定する必要がある。
可塑性判定方法は、フォールコーンを充填材の試料に貫入させ、その貫入量により充填材の可塑性の値を得ることができる（特開2001−356082号公報）。
このため、地中接合用２液性充填材の可塑性試験にも、この特開2001−356082号公報に記載の可塑性試験方法及び可塑性判定方法を適用する。
【００４９】
（試験条件、判定条件）
試験方法：特開2001−356082号公報記載の方法による
フロー値：混練、混合直後の状態を測定
判定基準：１２０ｍｍ以下を○とする。
この方法によって試験を行なった結果を表５にまとめて示す。
【００５０】
【表５】

【００５１】
上記のような２液性充填剤の特性試験の他に、個々の充填剤成分の特性についても調べた。以下、その幾つかについて述べる。
まず、セメント系結合材のうち普通ポルトランドセメントおよびこのセメントに添加物４種を添加した場合の一軸圧縮強度につき試験した。
【００５２】
試料として５種類の材料を用意した。この材料につき固化材：水＝１：１（重量比）のミルクを製作し、土質工学会基準に基づき供試体を作製した後、恒温・恒湿で所定材令養生し、固化した材料を一軸圧縮強度試験機により試験した。
対象土は、含水比420％、湿潤密度1.107ｇ／ｃｍで、粒土分布は砂分３％、シルト分60％、粘土分37％にした。この結果を表５に示す。
この試験の結果、アーウィン系鉱物を添加したものが初期材令強度の向上が最も良く、長期強度においても最も良好な結果を示した。
【００５３】
【表６】

【００５４】
分離防止を目的として添加する材料につきブリーディング試験を行なった。
配合は、セメント、安定剤、鉱物、水のうちセメントと安定剤を固定し、ブリーディングが1〜3％程度になるように鉱物添加量と水を変動させ、１ｍ^３となる配合で鉱物添加量の確認を行なった。
【００５５】
使用材料は、以下のものを使用した。
セメント：普通ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株）製）
安定剤：グルコン酸ナトリウム25％水溶液
鉱物：各種、国産、輸入ベントナイト及び粘土
水：上水道（千葉県船橋市）
この添加材料と１ｍ^３当りの鉱物添加量とを表７に示す。
この結果、粘土を用いる場合よりもスメクタイト鉱物を用いる場合の方が少量の添加で分離が防止でき、さらにその中でも膨潤力が高い鉱物ほど効果的に分離防止効果を発揮する。
【００５６】
【表７】

【００５７】
強度促進・密度増加を目的として添加する材料につきフロー値及び活性度指数等を調べた。
試験方法はJIS Ａ（「コンクリートフライアッシュ」の品質規格）による。
この場合に、フロー値としては基準モルタル（水：セメント：砂＝１：２：６）のフロー値に対する試験モルタル（水：セメント＋フライアッシュ：砂＝１：２（１．５＋０．５）：６）のフロー値の比をとり、また、活性度指数としては、基準モルタルの圧縮強度に対する試験モルタルの圧縮強度の比をとるものとする。この結果を表８に示す。
この結果、分級されたフライアッシュは、流動性、強度共に、他の粗粒フライアッシュよりも良好な結果を示すことができた。
【００５８】
【表８】

【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に係る地中接合用２液性充填材では、このような２液性充填材をトンネル間の境界部に設けられている各シールド掘削機の接合部位に形成された空洞へ送出して、その混合物により空洞を密封するにあたり、接合部位の直近まで２液を混合することなく送出することによって、送出中の固化の恐れなくがなくなるとともに施工上の取扱性を向上し、２液性充填材を混合してから空洞に充填することにより地中接合における必要な強度を与えるとともにシール性を高めて、砂礫及び地下水等のシールド掘削機側への侵入を効果的に防止することができる。
【００６０】
また、速効性が高く結合力の強いセメント系結合材と接着性の強い急硬材を用いることにより、地下水の漏出を速やかに防止でき、特に、速効性あるセメント系結合材の早強セメント→超早強セメント→ジェットセメントは、この順に、速効性が高く、水密性を向上することができる。
また、セメント系結合材を選択することによって、初期材令の強度向上と共に長期強度の向上を図ることができる。
請求項２に係る地中接合用２液性充填材では、アーウィン系鉱物の配合により、初期材令における強度が向上すると共に長期強度が向上する。
【００６１】
Ａ液に粘土鉱物が含まれている地中接合用２液性充填材では、セメント系結合材が含有されるＡ液の分離を少なくして、Ｂ液と混合して供給される２液性充填材の膨潤力を高めて、水密性を向上することができる。
また、モンモリロン石群鉱物のスメクタイト鉱物によりＡ液の分離を少なくし、Ｂ液と混合した２液性充填材の膨潤力を高め、水密性をより一層効果的に向上することができる。
また、フライアッシュにより、Ｂ液と混合した２液性充填材の強度が向上し、密度が増加して、砂礫及び地下水等のシールド掘削機側への侵入を効果的に防止する。
請求項３に係る地中接合用２液性充填材では、流動性及び強度が共に向上して、砂礫及び地下水等の侵入を効果的に防止することができる。
【００６２】
Ｂ液の水ガラスは比重が１．２０〜１．４０以上であり、かつ二酸化珪素含有率２３．０〜３０．０％であり、かつ、酸化ナトリウム含有率６．０〜１０．０％であるため、水ガラスの攪拌混合性能を向上し、Ａ液と混合した場合に適度な流動性とシール性とを得ることができる。
Ａ液又はＢ液に短繊維を配合した地中接合用２液性充填材では、防水性をいっそう高め、砂礫及び地下水等の侵入を防止する止水性能を向上することができる。
また、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、鋼繊維等の無機繊維と、オレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、その他の合成繊維、パルプ繊維等の有機繊維と、木繊維、紙片等の廃棄繊維又は再生紙結合剤から選ばれた少なくとも１種以上の短繊維を配合することにより、２液性充填材の防水性を向上するとともに止水性能を効果的に向上することができる。
また、結合材１ｍ ^３中に少なくとも３ｋｇ以上の短繊維を配合することにより、強度保持と止水性の向上とを両方共に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシールド掘削トンネルの地中接合工法における実施例の実験に用いられた装置構成を示す全体系統説明図である。
【図２】同上実施例の使用例を示す拡大断面説明図であり、（Ａ）は水を充填した場合を示す拡大断面説明図、（Ｂ）は止水材を充填した場合を示す拡大断面説明図である。
【図３】同上実施例の第１実験例における圧力差の小さい場合の実験結果を示すグラフである。
【図４】同上実施例の第１実験例における圧力差の大きい場合の実験結果を示すグラフである。
【図５】同上実施例の第２実験例における圧力差の小さい場合の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１模擬砂礫
２地山側圧力室
３機内側圧力室
４模擬シール部
５地山側配管
６遮断弁
７止水材注入管
８遮断弁
９混合機
１０圧力容器
１１Ａ液専用の配管
１２Ｂ液専用の配管
１３Ａ液流量計
１４Ｂ液流量計
１５Ａ液ポンプ
１６Ｂ液ポンプ

Claims

貫入側又は受入側のシールド掘削機のスキンプレート内面側より前記各シールド掘削機の接合部位に形成された空洞へ注入し充填して接合部外周側との間を密封する充填材であって、
結合材を主剤とするＡ液と水ガラスを主剤とするＢ液とからなり、
（イ）Ａ液には結合材として、普通ポルトランドセメント、早強セメント、超早強セメント、またはジェットセメントを１種以上含む固化材と、混和材料としてのスメクタイト鉱物及びフライアッシュと、水とを含み、
（ロ）Ｂ液の水ガラスは比重が１．２０〜１．４０以上であり、かつ二酸化珪素含有率２３．０〜３０．０％であり、かつ、酸化ナトリウム含有率６．０〜１０．０％であり、
（ハ）前記結合材１ｍ ^３中に少なくとも３ｋｇ以上の短繊維を含むことを特徴とする地中接合用２液性充填材。
前記Ａ液にはアーウィン鉱物が含まれていることを特徴とする請求項１記載の地中接合用２液性充填材。
前記Ａ液中の前記フライアッシュが、ブレーン比表面積５０００ｃｍ ^２／ｇ以上の分級フライアッシュであることを特徴とする請求項１又は２記載の地中接合用２液性充填材。