JP4884344B2

JP4884344B2 - 固結材の注入充填装置及び注入充填工法

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Publication number: JP4884344B2
Application number: JP2007254923A
Authority: JP
Inventors: 孝雄阿子島; 哲哉高岸; 康成手塚; 恵介小泉; 武美伊藤
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP2009084860A

Description

この発明は地盤にロックボルトを打ち込んで地盤を強化するに際し、地盤に形成した穿孔にロックボルトを挿入した状態で穿孔に固結材を注入充填する装置及びこれを用いた注入充填工法に関する。

従来、地盤を強化する工法としてナトム（ＮＡＴＭ）工法と称される工法が知られている。
このナトム工法では、トンネル工事等においてトンネル掘削した後に、地盤面（トンネル内面）にコンクリート吹付けを行った後、地盤面に直角にロックボルトの打込みを行って、トンネル周りの地盤の強化を行う。

具体的には、地盤面に直角に穿孔を形成してそこにロックボルトを挿入し、その後に穿孔にセメントミルク，モルタル等の固結材を注入充填して固化させ、ロックボルトを地盤に一体化させる。
そしてロックボルトの先端にアンカープレートを取り付けて、アンカープレートにて地盤面を締め付けることで地盤の強化を行う。

ところが湧水の生じる地盤でこの工法を行うと穿孔内に湧水が流入するため、穿孔に注入した流動状態のセメントミルクやモルタル等の固結材が湧水によって穿孔から孔外に押し流されてしまうといった問題が生ずる。
その対策を図ったものが下記特許文献１，特許文献２に開示されている。

特許文献１に開示のものでは、穿孔に挿入されるロックボルトの端部に弾性部材で構成されたブロック状の膨出部材を設け、これを軸方向両側からナットで締め付けることで、膨出部材を径方向外方に膨出させ、これを穿孔内面に密着させて穿孔の口元をシールするようになし、そして膨出部材を軸方向に貫通する状態で設けた注入チューブを通じて穿孔に固結材を注入充填するとともに、これとは別に膨出部材を軸方向に貫通する状態で設けたリターンチューブを通じて、穿孔内の空気及び固結材の過剰分を孔外へと流出させるようにしている。

また特許文献２に開示のものでは、ナイロン繊維等の合成繊維の糸で織成された水を通し難い筒状の袋体内部に棒鋼を挿入した状態でそれらを穿孔内に挿入し、そして袋体内部に固結材を注入することで袋体を穿孔の内面に密着させ、穿孔の内面を袋体により遮水すると同時に穿孔内（袋体内）に固結材を充填するようになしている。

しかしながら特許文献１に開示のものでは、膨出部材を軸方向に貫通するようにして固結材の注入チューブとリターンチューブとを取り付けておかなければならず、それにより構造が複雑化するとともに、この特許文献１に開示のものでは、膨出部材が穿孔口元の断面（横断面）全体を密栓する形態をなしているため、穿孔に注入充填された固結材が注入圧力によって膨出部材を孔外に押し出すように働く問題があり、またその注入圧力によって固結材が膨出部材を外周面で径方向内方に押し潰すようにして膨出部材を通過し、外に漏れ出てしまう恐れがあるといった問題がある。

例えば地下１００ｍ以上もあるような地中の深い所にトンネル工事をするような場合、穿孔内に流れ込む湧水の水圧は著しく高いものとなる。
従ってこの水圧に抗して固結材を穿孔に注入充填するには、その水圧よりも高い注入圧で固結材を注入しなければならないが、そのような高い注入圧で固結材を穿孔に注入したとき、穿孔に注入充填された固結材にその高い注入圧が働くため、その圧力によって固結材が膨出部材を径方向内方に押し込みながら、膨出部材と穿孔内面との間に生じた隙間を通じて孔外に漏出してしまうといった問題を生ずる。

一方特許文献２に開示のものでは、穿孔内で固化した固結材と穿孔内面との間に袋体が一層介在してしまうこととなり、またこのような袋体が存在することによって、かかる袋体が地盤の亀裂への固結材の注入を阻害してしまう問題を生ずる。

特開２００１−１９３０６５号公報特開２００６−１６１４５７号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、地下深くでトンネル工事を行うに際しても穿孔の口元を良好にシールし得、穿孔に注入した固結材が湧水によって孔外に押し流されてしまうことがなく、穿孔に良好に固結材を注入充填及び固化させることができる固結材の注入充填装置、及びこれを用いた固結材の注入充填工法を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１は固結材の注入充填装置に関するもので、地盤に形成された穿孔にロックボルトを挿入した状態で該穿孔に固結材を注入充填する装置であって、(イ)前記ロックボルトを軸方向に挿通させる状態に且つ該ロックボルトとの間に前記固結材の通過空間を形成する状態に該ロックボルトに外挿される、前記穿孔の口元シール用のゴムシール管と、(ロ)該ゴムシール管を挿通する状態で前記ロックボルトに沿って前記穿孔内に挿入され、該穿孔に注入された前記固結材の過剰分を該穿孔外に流出させるリターンチューブと、(ハ)前記ゴムシール管に対して前記穿孔の奥側で前記ロックボルトに外挿固定され、該ゴムシール管の奥側の端部を軸方向に受ける、前記リターンチューブ及び前記固結材の通過空間を有する受リングと、(ニ)前記ゴムシール管の前側で該ゴムシール管に連接される管体であって、前端側に前記固結材の注入口及び前記リターンチューブを通じて該固結材の過剰分を流出させる流出口を有し、内部に該固結材及び該リターンチューブの通過空間を形成する固結材の注入用管体と、(ホ)前記注入用管体の内部で前記ロックボルトに外挿され、前記穿孔の奥側への前進移動により、該注入用管体の前進移動を伴って前記ゴムシール管を軸方向に圧縮し、径方向外方に膨らませて該穿孔の内面に弾性密着させ、該ゴムシール管にて該穿孔の口元シールを行わせる押込リングと、(ヘ)前記注入用管体の内部で且つ前記押込リングの前側で前記ロックボルトに螺合され、螺進によって前記押込リングを前進移動させる雌ねじリングと、を有し、前記ゴムシール管にて前記穿孔の口元をシールした状態で前記穿孔への固結材の注入充填を行うとともに、該固結材の注入圧力を該ゴムシール管に対する内圧として作用させ、該内圧を該ゴムシール管に対する径方向外方への膨出圧力として作用させるようになしてあることを特徴とする。

請求項２の注入充填装置は、請求項１において、前記受リングは前側の大径部と奥側の小径部とを有するものとなし、該大径部と小径部とにまたがって前記リターンチューブ及び固結材の通過空間が形成してあることを特徴とする。

請求項３の注入充填装置は、請求項１，２の何れかにおいて、前記押込リングは奥側の大径部と前側の小径部とを有するものとなし、それら大径部と小径部とにまたがって前記リターンチューブ及び固結材の通過空間が形成してあることを特徴とする。

請求項４の注入充填装置は、請求項１〜３の何れかにおいて、前記注入用管体は軸方向に分割されていて、各分割体がジョイントにて分離可能に連結されていることを特徴とする。

請求項５の注入充填装置は、請求項１〜４の何れかにおいて、前記押込リングが前記注入用管体と別体に構成されているとともに、該注入用管体の奥側の端部には、径方向内方に突出する形状で前記ゴムシール管の前端部を受ける受部及び前記押込リングを当接させる当接部が設けてあり、該注入用管体が該押込リングの前進移動の力を該当接部で受けて該押込リングとともに前進移動するとともに、該押込リングの前進移動の力を前記ゴムシール管に伝えるようになしてあることを特徴とする。

請求項６は固結材の注入充填工法に関するもので、この請求項６のものは、請求項１〜５の何れかの固結材の注入充填装置を用いて、前記地盤の穿孔に前記固結材を注入充填することを特徴とする。

請求項７の注入充填工法は、請求項６において、前記穿孔に注入した前記固結材が固化する前の状態で前記注入用管体，押込リング及び雌ねじリングを取り出して再利用することを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明の固結材の注入充填装置は、穿孔の口元シール用のゴムシール管と、ゴムシール管を挿通する状態でロックボルトに沿って穿孔内に挿入されるリターンチューブと、ロックボルトに外挿固定され、ゴムシール管の奥側の端部を軸方向に受ける受リングと、ゴムシール管の前側でこれに連接され、前端側に固結材の注入口及びリターンチューブを通じて固結材の過剰分を流出させる流出口を有する固結材の注入用管体と、注入用管体の内部でロックボルトに外挿され、前進移動によりゴムシール管を軸方向に圧縮し、これを径方向外方に膨らませて穿孔の口元に弾性密着させる押込リングと、ロックボルトに螺合され、螺進によって押込リングを前進移動させる雌ねじリングとを含み、ゴムシール管にて穿孔の口元をシールした状態で穿孔への固結材の注入充填を行うとともに、固結材の注入圧力をゴムシール管に対し、これを径方向外方に膨出させる内圧として作用させるようになしたものである。

本発明の装置では、雌ねじリングのねじ込み（螺進）によりゴムシール管を膨らませ、穿孔の口元をシールした状態の下で、注入用管体の注入口を通じて穿孔にセメントミルクやモルタル等の固結材を注入する。

このとき、固結材の注入に伴って穿孔内の空気、更には湧水の発生している個所では穿孔内の水がリターンチューブを通じて孔外へと円滑に排出される。
そして穿孔に固結材が充填された後においては、固結材の過剰分がそのリターンチューブを通じて孔外へと流出せしめられる。そしてこの固結材の流出によって、穿孔に固結材が充填されたことを確認することができる。

本発明の装置では、穿孔に固結材が充填された後においては、その充填圧力即ち固結材の注入圧力が、そのままゴムシール管に対して内圧として作用する。そしてその内圧は、ゴムシール管を径方向外方に膨出させる力として働く。
従って注入圧力が高ければ高いほど、ゴムシール管はより強い力で穿孔の口元内面に圧接される。

即ち、固結材の注入圧力は高ければ穿孔に注入された固結材が、その高い注入圧に基づいてゴムシール管を径方向内方に縮めようとするが、その高い注入圧は同時にゴムシール管を径方向外方に膨出させる強い内圧として作用することとなり、それ故本発明の装置にあっては、注入圧が高ければ高いほど、ゴムシール管が強く穿孔内面に圧接することとなって、穿孔内の固結材がゴムシール管を通過して孔外へ漏出するのを効果的に防止することができるのである。

かかる本発明の装置では、ゴムシール管及びその前側の注入用管体が、内側に固結材の通過空間を形成しており、注入用管体の注入口から注入された固結材はそれらを軸方向に通過して穿孔内に流入する。

従って本発明の装置によれば、チューブとして単にリターンチューブだけを設けておけば良く、ゴムシール管を軸方向に貫通して固結材の注入用のチューブを設けておく必要はない。
更にゴムシール管をエア等の流体の圧力で膨らませるものでもないため、そのためのチューブを設けることも必要でなく、全体として装置の構造を、それらチューブによって複雑化させることなく簡単な構造となすことができる。

本発明の装置では、上記受リングを前側の大径部と奥側の小径部とを有するものとなし、それら大径部と小径部とにまたがって上記リターンチューブ及び固結材の通過空間を形成しておくことができる（請求項２）。
このようにすれば、受リングにてゴムシール管に働く軸方向の力を良好に受けつつ、かかる受リングを通過して固結材を穿孔の奥側に流入させることができ、またリターンチューブをロックボルトに沿って穿孔内に簡単に配置することができるとともに、受リングにてこれを保持することができる。

一方上記押込リングは、注入用管体との間にリターンチューブ及び固結材の通過空間を形成する形態で構成しておくことができるが、請求項３に従い、この押込リングを奥側の大径部と前側の小径部とを有するものとなし、それら大径部と小径部にまたがって、リターンチューブ及び固結材の通過空間を形成しておくことができる。
このようにすれば、押込リングと注入用管体との間にリターンチューブ及び固結材の通過空間を形成するための構造を設けなくてもよく、装置の構造を簡単化することができる。またリターンチューブを押込リングにて保持することができる。

本発明では、注入用管体を軸方向に分割して、それら分割体をジョイントにて分離可能に連結しておくことができる（請求項４）。
このようにすれば、注入用管体の前端を閉鎖した構造（注入口及び流出口を除いて）となしておいた場合であっても、注入用管体を分離することで、上記雌ねじリングのねじ込み操作、及びこれによるゴムシール管の軸方向圧縮を支障無く行い得て、ゴムシール管による穿孔の口元シールを行うことができる。
また各分割体を連結することで、注入用管体を通じての固結材の注入充填を行うことができる。

本発明ではまた、上記押込リングを注入用管体とは別体に構成し、そして注入用管体の奥側の端部に、径方向内方に突出する形状でゴムシール管の前端部を受ける受部、及び押込リングを当接させる当接部を設けておき、押込リングの前進移動の力を当接部で受け、その前進移動の力をゴムシール管に伝えるようになしておくことができる(請求項５)。

このようにすることで、押込リングの押込み即ち前進移動と同時に注入用管体を、ゴムシール管と連通状態を保ちつつ前進移動させることができるとともに、ゴムシール管を押込リングの前進移動により軸方向に円滑に圧縮させることができる。
即ちゴムシール管による口元シールを行わせることができる。

次に請求項６は、上記の固結材の注入充填装置を用い地盤の穿孔に固結材を注入充填するもので、この請求項６の固結材の注入充填工法によれば、湧水の生じている個所においても良好に穿孔への固結材の注入充填を行うことができる。

請求項７の工法は、ゴムシール管，受リングをロックボルトとともに穿孔に残す一方、穿孔に注入した固結材が固化する前の状態で注入用管体，押込リング及び雌ねじリングを取り出して再利用するもので、この請求項７の工法によれば、注入用管体，押込リング及び雌ねじリングを繰返し何回も使用することができ、施工コストを安価となすことができる。

尚本発明の固結材の注入充填装置及びこれを用いた注入充填工法は、地下１００〜１２０ｍの地中深くのトンネル工事に際して好適に使用可能なものであるが、本発明の装置及び工法はそうした用途に限定されるものではなく、地上の通常のトンネル工事その他の土木工事に際して汎用的に適用可能なものである。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は地盤１２に形成された穿孔で、１４は穿孔１０に挿入された鋼製のロックボルト、１６はロックボルト１４を穿孔１０に挿入した状態で、穿孔１０にセメントミルク，モルタル等の固結材を注入充填する本実施形態の固結材の注入充填装置である。尚１８は、トンネルの内面等の地盤面である。
ここでロックボルト１４は長さが例えば４〜５ｍの長いものである。また穿孔１０は孔径がφ６５ｍｍほどの孔である。

図２は注入充填装置１６を外観状態で表したもので、図３は注入充填装置１６の断面構成を表したものである。
更に図４は注入充填装置１６を各部材に分解して表している。
これらの図において、１９は穿孔１０の口元シール用の、ゴム弾性体にて構成されたゴムシール管で、ロックボルト１４を軸方向に挿通させる状態に、且つロックボルト１４との間に固結材の通過空間を形成する状態にロックボルト１４に外挿されている。
ゴムシール管１９は、ここでは軸方向にストレート形状をなす直管状のもので、軸方向の両端が開口形状をなしている。
この実施形態において、ゴムシール管１９はその長さが２００ｍｍ程度、外径Ｄがφ５５ｍｍ程度のものである。尚内径はφ３２ｍｍ程度である

２０は、穿孔１０への固結材の注入時に穿孔１０内の空気及び穿孔１０内に流入した水を穿孔１０外に流出させ、また穿孔１０に注入された固結材の過剰分を同じく穿孔１０外に流出させるためのリターンチューブで、ゴムシール管１９を挿通する状態でロックボルト１４に沿って配置されている。
このリターンチューブ２０は、図１に示しているようにロックボルト１４とともに穿孔１０内にその奥部まで挿入される。
尚、このリターンチューブ２０は外径がφ１２ｍｍ程度のものである。

図３において、２２はゴムシール管１９の奥側でロックボルト１４に溶接にて固定され、ゴムシール管１９の奥側の端部を受ける鋼製の受リングで、この受けリング２２は、図４にも示しているように前側の大径部２４と奥側の小径部２６とを有している。
大径部２４には、円環状の嵌込凹所２８が備えられており、そこにゴムシール管１９の奥側（図中右側）の端部が嵌め込まれ、同端部が受リング２２にて軸方向に受けられている。尚、受けリング２２は、上記の溶接でロックボルト１４に固定するほか、ロックボルト１４に螺合したダブルナットによる固定、或いは中心方向に貫通する雌ねじ部を有するナットをロックボルト１４に螺合し、その雌ねじ部に雄ねじをロックボルトに押し付ける状態までねじ込んで固定するなど、他の固定手段にて固定するようになしても良い。

この受リング２２には、軸方向の貫通穴３０が設けられている。
この貫通穴３０は、リターンチューブ２０及び固結材の通過空間を形成するもので、この貫通穴３０にリターンチューブ２０が挿通されて保持され、そしてその周りに固結材の通過空間が形成されている。
尚この実施形態において、貫通穴３０は小径部２６の一部を平坦に切り欠いて形成してある。図３及び図４において、３２はその平坦な切欠面を表している。

３４は鋼製の固結材の注入用管体で、図中右端部（奥側の端部）がゴムシール管１９の前端部に連接する状態で設けられている。
ここで注入用管体３４はゴムシール管１９から切離し可能である。
注入用管体３４には、前端側に固結材の注入口３６及びリターンチューブ２０を通じて穿孔１０内の空気や、そこに流れ込んだ水、更には固結材の過剰分を穿孔１０外に流出させる流出口３８が設けられている。

また奥側の端部には、径方向内向きに環状に突出する内フランジ部が設けられていて、その内フランジ部により、ゴムシール管１９の図中左端部を受ける受部４０、及び後述の押込リングを当接させる当接部４２が形成されている。
またこの受部４０の図中右側には円環状の嵌込凹所４４が備えられていて、そこにゴムシール管１９の左側の端部が受部４０に当接する状態に切離し可能に嵌め込まれている。

この注入用管体３４は、前端側の開口部が閉鎖部４５にて閉鎖されており、そこに上記の注入口３６及び流出口３８が形成されている。
流出口３８にはチューブ継手６２が設けられており、このチューブ継手６２にリターンチューブ２０が接続されている。

注入用管体３４は軸方向に２分割されており、そして各分割体４６，４８がジョイント（ここではユニオンジョイント）５０にて分離可能に連結されている。
具体的には、分割体４６と４８とには径方向外向きのフランジ部５２，５４が設けられており、そしてそれらが連結ナット５８にてねじ結合されている。詳しくは連結ナット５８が内向きのフランジ状の係合部５６を分割体４６のフランジ部５２に軸方向に係合させる状態で、内周面の雌ねじ部においてフランジ部５４の外周面の雄ねじ部に螺合され、かかる連結ナット５８にて分割体４６と４８とが軸方向に分離可能にねじ結合されている。

この注入用管体３４は、ゴムシール管１９の内部と連通した固結材の通過空間及びリターンチューブ２０の通過空間を形成するもので、その内部に押込リング６４及びその図中左側（前側）において筒状の雌ねじリング６６が収容されている。
押込リング６４は、上記の受リング２２と概略同形状のもので、図４にも示しているように図中右側に大径部６８を、左側に小径部７０を有しており、そしてその大径部６８において注入用管体３４の上記当接部４２に当接するようになっている。

この押込リング６４においても、大径部６８と小径部７０とにまたがって軸方向の貫通穴７２が設けられている。
この貫通穴７２もまた、上記受リング２２の貫通穴３０と同様にリターンチューブ２０の通過空間及び固結材の通過空間を形成する。
具体的には、この貫通穴７２をリターンチューブ２０が軸方向に挿通して保持され、そしてこのリターンチューブ２０の周りに固結材の通過空間が形成されている。
尚この押込リング６４においても、貫通穴７２が小径部７０を一部平坦に切り欠くことによって形成してある。
図中７４はその平坦な切欠面を表している。

上記の雌ねじリング６６は、軸方向に所定長さを有する円筒形状のもので、図中左端部の内周面に雌ねじ部７６が形成され、この雌ねじ部７６においてロックボルト１４に螺合されている。
尚、この雌ねじリング６６と押込リング６４との間に単数若しくは複数のスペーサリングを介装しておいても良い。

次に本実施形態の注入充填装置１６を用いて穿孔１０内に固結材を充填する本実施形態の工法を、注入充填装置１６の作用とともに図５〜図７に基づいて具体的に説明する。
本実施形態の工法では、図５に示しているように注入用管体３４の分割体４８を分割体４６から切り離した状態で注入充填装置１６をロックボルト１４に組み付けておき、その状態でロックボルト１４を穿孔１０の奥深くまで挿入するとともに、注入充填装置１６を穿孔１０の口元近くに挿入した状態とする。

その状態で、分割体４６の図中左側の開口を通じて雌ねじリング６６を回転操作し、これを図中右方向に螺進させる。
すると雌ねじリング６６の螺進によって、押込リング６４が図中右方向に前進移動し、その前進の力を注入用管体３４の分割体４６を介してゴムシール管１９に作用させ、分割体４６を図中右方向に前進移動させるとともに、ゴムシール管１９を軸方向に圧縮する。

このときゴムシール管１９の図中右端部は受リング２２にて固定状態に軸方向に受けられているため、ゴムシール管１９に軸方向の圧縮力が加えられることによって、ゴムシール管１９が軸方向に圧縮変形すると同時に、図５に示しているように径方向外方に膨らみ変形し、その外周面を穿孔１０の口元内面に弾性的に圧接させる。これによりゴムシール管１９が穿孔１０の口元をシールする。

次に、図６に示しているように切り離されている分割体４８を分割体４６にジョイント５０にて連結し、その状態で注入口３６から注入用管体３４の内部にセメントミルク，モルタル等の流動状態の固結材を所定の注入圧力で注入する。

尚この実施形態は、地中１００ｍ以上の地下深いトンネル工事の際に、地盤面（トンネル内面）１８から直角に形成された穿孔１０に固結材を注入充填するもので、ここではその地下水圧に打ち勝つような強い圧力、例えば１〜１．５ＭＰａの高い注入圧力で固結材を注入する。

而して注入口３６から注入用管体３４内部に注入された流動状態の固結材は、注入用管体３４内部を図中右方向に移動し、そして押込リング６４の貫通穴７２を通過して、ゴムシール管１９内部を図中右方向に移動し、更に受リング２２の貫通穴３０を通り抜けて穿孔１０の奥深くまで注入される。

このとき穿孔１０内の空気、更に穿孔１０内に水が溜まっているときにはその水が併せてリターンチューブ２０を通じ、穿孔１０外部へと流出せしめられる。
そして注入された固結材が穿孔１０に隅々まで充填されたところで、その過剰分がリターンチューブ２０を通じて注入用管体３４外に、即ち穿孔１０外に流出する。
従ってその固結材の流出によって、穿孔１０内に固結材が充填されたことを確認することができる。

この実施形態において、穿孔１０が固結材で充填された後において更に穿孔１０内の固結材に作用する注入圧は、ゴムシール管１９を径方向外方に押圧する内圧として作用し、穿孔１０内の流動状態の固結材が高い注入圧によってゴムシール管１９を乗り越えて穿孔１０外に流出しようとするのを阻止するように働く。
このため、本実施形態では高い注入圧で固結材を穿孔１０に注入した場合においても、ゴムシール管１９にて穿孔１０の口元部分を良好にシールでき、穿孔１０内に注入された固結材がそのシール部を乗り越えて外部に漏出するのが良好に防止される。

上記のように穿孔１０内に固結材が充填されたところで、その固結材が固まる前に、図７（III）に示しているように注入用管体３４を分割体４６と４８とに分離した上で、雌ねじリング６６を回転操作し、かかる雌ねじリング６６及び押込リング６４を注入用管体３４とともに穿孔１０から取り出し、それらを別の穿孔１０への固結材の充填用に再利用する。
一方穿孔１０に充填された固結材が固まったところで、図７（III）に示しているようにロックボルト１４の端部にアンカープレート８６を取り付け、アンカープレート８６にて地盤面７８を締め付ける。

尚本実施形態において、分割体４６と４８とを分離可能に連結する上記のジョイント５０はあくまで一例示であり、このジョイント５０は、レバーの回転によりレバーの根元部に設けたカムを回転させて、そのカムの回転により連結ロックするカムロックその他各種のジョイント、例えば商品名「ヴィクトリックジョイント」（日本ヴィクトリック株式会社製）等の様々なジョイントとなすことが可能である。その他各種のジョイントとなすことが可能である。

以上のように本実施形態によれば、穿孔１０に固結材が充填された後においては、その充填圧力即ち固結材の注入圧力が、そのままゴムシール管１９に対して内圧として作用し、その内圧がゴムシール管１９を径方向外方に膨出させる力として働くため、注入圧が高ければ高いほど、ゴムシール管１９を強く穿孔１０内面に圧接し得て、穿孔１０内の固結材がゴムシール管１９を通過して孔外へ漏出するのを効果的に防止することができる。

本実施形態の装置ではチューブとして単にリターンチューブ２０だけを設けておけば良く、ゴムシール管１９を軸方向に貫通して固結材の注入用のチューブを設けておく必要はない。
更にゴムシール管１９をエア等の流体の圧力で膨らませるものでもないため、そのためのチューブを設けることも必要でなく、全体として装置の構造を、それらチューブによって複雑化させることなく簡単な構造となすことができる。

また本実施形態の装置では、受リング２２を前側（図中左側）の大径部２４と奥側（図中右側）の小径部２６とを有するものとなし、それら大径部２４と小径部２６とにまたがってリターンチューブ２０及び固結材の通過空間を形成しているため、受リング２２にてゴムシール管１９に働く軸方向の力を良好に受けつつ、かかる受リング２２を通過して固結材を穿孔１０の奥側に流入させることができ、またリターンチューブ２０をロックボルト１４に沿って穿孔１０内に簡単に配置することができるとともに、受リング２２にてこれを保持しておくことができる。

一方押込リング６４についても、これを奥側（図中右側）の大径部６８と前側（図中左側）の小径部７０とを有するものとなし、それら大径部６８と小径部７０にまたがって、リターンチューブ２０及び固結材の通過空間を形成しているため、押込リング６４と注入用管体３４との間にリターンチューブ２０及び固結材の通過空間を形成するための構造を設けなくてもよく、装置の構造を簡単化することができる。またリターンチューブ２０を押込リング６４にて保持しておくことができる。

更に本実施形態では注入用管体３４を軸方向に分割して、分割体４６，４８をジョイント５０にて分離可能に連結しているため、注入用管体３４の前端を閉鎖した構造となしておいても、注入用管体３４を分離することで、雌ねじリング６６のねじ込み操作、及びこれによるゴムシール管１９の軸方向圧縮を支障無く行い得て、ゴムシール管１９による穿孔１０の口元シールを行うことができる。
また各分割体４６，４８を連結することで、注入用管体３４を通じての固結材の注入充填を行うことができる。

更に押込リング６４を注入用管体３４とは別体に構成し、そして注入用管体３４の奥側の端部に、径方向内方に突出する形状でゴムシール管１９の前端部を受ける受部４０、及び押込リング６４を当接させる当接部４２を設け、押込リング６４の前進移動の力を当接部４２で受け、その前進移動の力をゴムシール管１９に伝えるようになしていることから、押込リング６４の押込み即ち前進移動と同時に注入用管体３４を、ゴムシール管１９と連通状態を保ちつつ前進移動させることができるとともに、ゴムシール管１９を押込リング６４の前進移動により軸方向に円滑に圧縮させることができる。

また本実施形態では、穿孔１０内に湧水が高い水圧で噴き出すような現場においても、その湧水によって穿孔１０に注入した固結材が穿孔１０外に押し流されてしまうのを、ゴムシール管１９によるシールによって良好に防止でき、穿孔１０への固結材の注入充填を良好に行うことができる。

本実施形態では、ゴムシール管１９，受リング２２をロックボルト１４とともに穿孔１０に残す一方、注入用管体３４，押込リング６４及び雌ねじリング６６を取り出して再利用するものであり、これら注入用管体３４，押込リング６４及び雌ねじリング６６を繰返し何回も使用するものであるため、施工コストを安価となすことができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施形態では押込リング６４が注入用管体３４の分割体４６と別体に構成されているが、これを注入用管体３４に一体に設けておくことも可能である。
また図８に示しているように注入用管体３４内部でリターンチューブ２０をコネクタ８０にて接続し、そしてそのリターンチューブ２０を流出口３８を通じて注入用管体３４外部に伸ばしておくといったことも可能である。

また注入口３６に注入用ホース８２を接続するとともに、その注入用ホース８２を通じての固結材の注入通路上に、固結材の注入方向の流れを許容し、逆方向の流れを阻止する逆止弁を設けておくといったことも可能である。
更に同図に示しているように注入用管体３４を閉鎖部４５近くの位置で軸方向に分割して、それらを様々なジョイント５０にて分離可能に連結するようになしておくことも可能である。
その他本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態，態様で構成，実施可能である。

本発明の一実施形態の固結材の注入充填装置を穿孔に挿入した状態で示す図である。同実施形態の注入充填装置の斜視図である。同実施形態の注入充填装置の断面図である。同実施形態の注入充填装置を各部材に分解して示した図である。本実施形態の注入充填工法の要部工程を示す図である。図５に続く要部工程の図である。図６に続く要部工程の図である。本発明の他の実施形態の注入充填装置の要部の図である。

符号の説明

１０穿孔
１２地盤
１４ロックボルト
１６注入充填装置
１９ゴムシール管
２０リターンチューブ
２２受リング
２４大径部
２６小径部
３４注入用管体
３６注入口
３８流出口
４０受部
４２当接部
４６，４８分割体
５０ジョイント
６４押込リング
６６雌ねじリング

Claims

地盤に形成された穿孔にロックボルトを挿入した状態で該穿孔に固結材を注入充填する装置であって、
(イ)前記ロックボルトを軸方向に挿通させる状態に且つ該ロックボルトとの間に前記固結材の通過空間を形成する状態に該ロックボルトに外挿される、前記穿孔の口元シール用のゴムシール管と、
(ロ)該ゴムシール管を挿通する状態で前記ロックボルトに沿って前記穿孔内に挿入され、該穿孔に注入された前記固結材の過剰分を該穿孔外に流出させるリターンチューブと、
(ハ)前記ゴムシール管に対して前記穿孔の奥側で前記ロックボルトに外挿固定され、該ゴムシール管の奥側の端部を軸方向に受ける、前記リターンチューブ及び前記固結材の通過空間を有する受リングと、
(ニ)前記ゴムシール管の前側で該ゴムシール管に連接される管体であって、前端側に前記固結材の注入口及び前記リターンチューブを通じて該固結材の過剰分を流出させる流出口を有し、内部に該固結材及び該リターンチューブの通過空間を形成する固結材の注入用管体と、
(ホ)前記注入用管体の内部で前記ロックボルトに外挿され、前記穿孔の奥側への前進移動により、該注入用管体の前進移動を伴って前記ゴムシール管を軸方向に圧縮し、径方向外方に膨らませて該穿孔の内面に弾性密着させ、該ゴムシール管にて該穿孔の口元シールを行わせる押込リングと、
(ヘ)前記注入用管体の内部で且つ前記押込リングの前側で前記ロックボルトに螺合され、螺進によって前記押込リングを前進移動させる雌ねじリングと、
を有し、前記ゴムシール管にて前記穿孔の口元をシールした状態で前記穿孔への固結材の注入充填を行うとともに、該固結材の注入圧力を該ゴムシール管に対する内圧として作用させ、該内圧を該ゴムシール管に対する径方向外方への膨出圧力として作用させるようになしてあることを特徴とする固結材の注入充填装置。
請求項１において、前記受リングは前側の大径部と奥側の小径部とを有するものとなし、該大径部と小径部とにまたがって前記リターンチューブ及び固結材の通過空間が形成してあることを特徴とする固結材の注入充填装置。
請求項１，２の何れかにおいて、前記押込リングは奥側の大径部と前側の小径部とを有するものとなし、それら大径部と小径部とにまたがって前記リターンチューブ及び固結材の通過空間が形成してあることを特徴とする固結材の注入充填装置。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記注入用管体は軸方向に分割されていて、各分割体がジョイントにて分離可能に連結されていることを特徴とする固結材の注入充填装置。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記押込リングが前記注入用管体と別体に構成されているとともに、該注入用管体の奥側の端部には、径方向内方に突出する形状で前記ゴムシール管の前端部を受ける受部及び前記押込リングを当接させる当接部が設けてあり、該注入用管体が該押込リングの前進移動の力を該当接部で受けて該押込リングとともに前進移動するとともに、該押込リングの前進移動の力を前記ゴムシール管に伝えるようになしてあることを特徴とする固結材の注入充填装置。
請求項１〜５の何れかの固結材の注入充填装置を用いて、前記地盤の穿孔に前記固結材を注入充填することを特徴とする固結材の注入充填工法。
請求項６において、前記穿孔に注入した前記固結材が固化する前の状態で前記注入用管体，押込リング及び雌ねじリングを取り出して再利用することを特徴とする固結材の注入充填工法。