JP6942494B2

JP6942494B2 - グラウト材及びグラウト注入工法

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Publication number: JP6942494B2
Application number: JP2017048727A
Authority: JP
Inventors: 和成岡田; 正信橋本; 勉横井; 雅俊平井; 浩平秋本
Original assignee: 日本基礎技術株式会社
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-03-14
Also published as: JP2018150477A

Description

本発明は、地盤内の間隙や空洞、岩盤内の破砕帯やクラック、地盤及び岩盤と構造物との境界面の空洞、地盤と引張補強材との隙間に充填するグラウト材、及びグラウト充填方法に関する。

地盤内の間隙や空洞、岩盤内の破砕帯やクラック、地盤及び岩盤と構造物との境界面の空洞、地盤と引張補強材との隙間に充填するグラウト材として、流動性の懸濁液及び流動性の膨潤液を別々のポンプで圧送し、注入口付近で懸濁液及び膨潤液を合流混合することにより、非流動性の可塑状に変質させる２液性のグラウト材が用いられる。

上述した２液性のグラウト材としては、例えば流動性のモルタルを含む流動性の懸濁液と、モンモリロナイト粘土鉱物を含む流動性の膨潤液を合流混合させて非流動性の可塑状に変質させたグラウト材が挙げられる（特許文献１参照）。また、この他に、流動性のモルタルを含む流動性の懸濁液と、モンモリロナイト粘土鉱物とアルミニウム粉末を含む流動性の粘性液とを合流混合させ、流動性の粘性液に含まれるアルミニウム粉末と流動性の懸濁液に含まれるアルカリ成分との発泡反応を生じさせるグラウト材も挙げられる（特許文献２参照）。

特許第３５１４６１４号公報特許第３６００５０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のグラウト材は、主にセメントを主成分とする流動性の懸濁液において、２〜５％程度のブリーディングが生じる。その結果、流動性の懸濁液及び流動性の膨潤液を合流混合させた後も流動性の懸濁液のブリーディング水は可塑状グラウト内に存在し、可塑状グラウトの均一性が損なわれる。また、特許文献１に記載のグラウト材は、合流混合後６時間経過するまでに、粘度鉱物の収縮に伴った体積収縮が生じ、確実な充填効果が得られない。

また、特許文献２に記載のグラウト材は、アルミニウム粉末の発泡による膨張は、２液の合流混合から例えば１００分等の所定時間内に完了するが、膨張が完了した後は、粘土鉱物の収縮に伴う体積収縮が生じ、確実な充填効果が得られない。また、特許文献２に記載のグラウト材も、流動性の懸濁液のブリーディング水が２液混合後も残存することから、均一性が損なわれる。さらに、流動性の膨潤液に含まれるアルミニウム粉末の発泡による膨張度合いは、充填箇所の密閉、開放状態などの周辺の環境に影響されるため、密閉状態では周辺構造物に過大な力を加えたり、開放状態では開放部からグラウト材が漏出する懸念がある。

上述したグラウト材の他に、可塑性を高めることを目的として、水中不分離性コンクリート等に用いられる水溶性セルロースを架橋剤として添加した２液性のグラウト材も提案されている。しかしながら、架橋剤の添加により凝集が促進されて２液混合後に２〜４％程度の収縮が発生するという問題がある。

ここで、「可塑性が高い」とは、グラウト材を注入する現場において先流れが生じないと判断される場合を意味する。また、「可塑性がやや低い」とはグラウト材を注入する現場において先流れが生じることも考えられるが実用上問題ないレベルであると判断される場合を意味し、「可塑性が低い」とは、グラウト材を注入する現場において先流れが生じることが想定され未充填箇所の手当てが必要となり得ると判断される場合を意味する。

本発明は、ブリーディングに伴う体積収縮を軽減し、アルミニウム粉末を添加することなく体積収縮量を抑えることができるようにしたグラウト材及びグラウト注入工法を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明のグラウト材は、地盤、構造物及び地盤と構造物の境界面の空洞や隙間を充填するグラウト材において、高炉セメントB種を含む硬化発現材、減水剤、及び微生物発酵増粘剤を含む流動性の懸濁液である第１溶液と、モンモリロナイト粘土鉱物を含み、アルミニウム粉末を含まない流動性の膨張液である第２溶液と、を有し、前記微生物発酵増粘剤は、ダイユータンガム、又はウェランガムであり、前記第１溶液に含まれる前記減水剤、及び前記微生物発酵増粘剤の配合率は、前記第１溶液に含まれる前記硬化発現材の添加量を８４ｗ／ｖ％としたとき、前記減水剤の添加量を０．２８〜０．８４ｗ／ｖ％、前記微生物発酵増粘材の添加量を０．０１６〜０．０１７６ｗ／ｖ％とする配合率であり、前記第１溶液、及び前記第２溶液を混合することで非流動性で且つ可塑状に変質させることを特徴とする。
あるいは、本発明のグラウト材は、地盤、構造物及び地盤と構造物の境界面の空洞や隙間を充填するグラウト材において、高炉セメントB種を含む硬化発現材、減水剤、及び微生物発酵増粘剤を含む流動性の懸濁液である第１溶液と、モンモリロナイト粘土鉱物を含み、アルミニウム粉末を０．００２〜０．００３ｗ／ｖ％の範囲で含む流動性の膨張液である第２溶液と、を有し、前記微生物発酵増粘剤は、ダイユータンガム、又はウェランガムであり、前記第１溶液に含まれる前記減水剤、及び前記微生物発酵増粘剤の配合率は、前記第１溶液に含まれる前記硬化発現材の添加量を８４ｗ／ｖ％としたとき、前記減水剤の添加量を０．２８〜０．８４ｗ／ｖ％、前記微生物発酵増粘材の添加量を０．０１６〜０．０１７６ｗ／ｖ％とする配合率であり、前記第１溶液、及び前記第２溶液を混合することで非流動性で且つ可塑状に変質させることを特徴とする。

また、本発明のグラウト注入工法は、地盤、構造物及び地盤と構造物の境界面の空洞や隙間を充填するグラウト材を注入充填するグラウト注入工法において、第１溶液と、第２溶液と、を、別々のポンプで圧送し、注入口付近で前記第１溶液と前記第２溶液とを合流混合することで非流動性で且つ可塑状に変質させたグラウト材を注入することを特徴とする。ここで、前記第１溶液は、高炉セメントB種を含む硬化発現材、減水剤、及び微生物発酵増粘剤を含む流動性の懸濁液であり、前記第２溶液は、モンモリロナイト粘土鉱物をみ、アルミニウム粉末を含まない流動性の膨張液であり、前記微生物発酵増粘剤は、ダイユータンガム、又はウェランガムであり、前記第１溶液に含まれる前記減水剤、及び前記微生物発酵増粘剤の配合率は、前記第１溶液に含まれる前記硬化発現材の添加量を８４ｗ／ｖ％としたとき、前記減水剤の添加量を０．２８〜０．８４ｗ／ｖ％、前記微生物発酵増粘材の添加量を０．０１６〜０．０１７６ｗ／ｖ％とする配合率である。

本発明によれば、ブリーディングに伴う体積収縮を軽減し、アルミニウム粉末を添加することなく体積収縮量を抑えることができる。

実施例１から実施例９及び比較例１から比較例７に示すグラウト材の添加量をまとめた図である。図１に示す実施例１から実施例９及び比較例１から比較例７に示すグラウト材の性能試験の結果をまとめた図である。実施例２のグラウト材と、実施例２のグラウト材に対して、第１溶液と第２溶液との混合比を変えたグラウト材の混合率をまとめた図である。第１溶液と第２溶液との混合比を変えたグラウト材の性能試験の結果をまとめた図である。実施例２のグラウト材を用いたフロー試験の結果を示す図である。実施例２のグラウト材を用いた一軸圧縮強度試験の結果を示す図である。実施例２のグラウト材を用いた単位体積重量を示す図である。充填性試験で用いる試験装置を示す図である。実施例２のグラウト材を用いた充填性試験の結果を示す図である。非漏出性試験で用いる試験装置を示す図である。実施例２のグラウト材を用いた非漏出性試験の結果を示す図である。水中分離抵抗性試験で用いる試験装置を示す図である。実施例２のグラウト材を用いた水中分離抵抗性試験の結果を示す図である。非収縮性試験で用いる試験装置を示す図である。実施例２のグラウト材を用いた非収縮性試験の結果を示す図である。長距離圧送試験に用いた試験装置の概略図である。（ａ）第１溶液を用いた２ｋｍ圧送試験の結果、（ｂ）第２溶液を用いた２ｋｍ圧送試験の結果を示す図である。第１溶液及び第２溶液の注入速度が５０Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、１５０Ｌ／ｍｉｎ、２００Ｌ／ｍｉｎとなるときにショットされるグラウト材のフロー試験の結果を示す図である。（ａ）第１溶液を用いた４ｋｍ圧送試験の結果、（ｂ）第２溶液を用いた４ｋｍ圧送試験の結果を示す図である。第１溶液及び第２溶液の注入速度が１００Ｌ／ｍｉｎ、７５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、２５Ｌ／ｍｉｎとなるときにショットされるグラウト材のフロー試験の結果を示す図である。第１溶液及び第２溶液の注入速度が１００Ｌ／ｍｉｎ、７５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、２５Ｌ／ｍｉｎとなるときにショットされるグラウト材の比重を示す図である。第１溶液及び第２溶液の注入速度が１００Ｌ／ｍｉｎ、７５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、２５Ｌ／ｍｉｎとなるときにショットされるグラウト材の一軸圧縮強度を示す図である。沈降試験を行う試験装置の概略図である。

以下、本実施形態のグラウト材について説明する。本発明におけるグラウト材は、硬化発現材と微生物発酵系増粘材を含有する流動性の懸濁液を第１溶液とし、モンモリロナイト粘土鉱物を含有した流動性の膨張液を第２溶液とし、これら溶液を注入口付近で合流混合させて、非流動性の可塑状に変質させる２液性のグラウト材である。

まず、第１溶液及び第２溶液のうち、第１溶液の配合を変えた複数のグラウト材を用いた性能確認試験を行った。なお、実施例１から実施例９のグラウト材及び比較例１から比較例７のグラウト材においては、第１溶液５００Ｌと第２溶液５００Ｌとを合流混合させる場合について説明している。

図１に示すように、実施例１から実施例９における第１溶液は、固化剤Ｂ、減水剤、微生物発酵系増粘剤及び水を混合したものである。なお、実施例８及び実施例９における第１溶液は、実施例２における第１溶液と同一のものを使用した。

一方、比較例１における第１溶液は、固化剤Ａ、減水剤、水溶性セルロース及び水を混合したものである。比較例２における第１溶液は、固化剤Ｂ、減水剤、水溶性セルロース及び水を混合したものである。比較例３における第１溶液は、固化剤Ａ、微生物発酵系増粘剤及び水を混合したものである。比較例４における第１溶液は、固化剤Ａ、減水剤、微生物発酵系増粘剤及び水を混合したものである。比較例５における第１溶液は、固化剤Ｂ、微生物発酵系増粘剤及び水を混合したものである。比較例６における第１溶液は、固化剤Ａ、減水剤、微生物発酵系増粘剤及び水を混合したものである。また、比較例７における第１溶液は、実施例２の第１溶液と同一のものを使用した。

固化剤Ａは、普通ポルトランドセメント及び高炉スラグ微粉末を混合したものである。また、固化剤Ｂは、例えば高炉セメントＢ種と、高炉スラグ微粉末とを混合したものである。微生物発酵系増粘材は、実施例１から実施例４、実施例６及び実施例７及び比較例３から比較例６ではダイユータンガム、実施例５ではウェランガムを用いている。また、減水剤は、実施例１から実施例７、比較例３から比較例６はナフタリン系の減水剤を、比較例１及び比較例２はポリカルボン酸系の減水剤を用いている。実施例１から実施例７の各材料の添加量は、以下の通りである。なお、以下に示す「ｗ／ｖ％」は、例えば１００ｍＬあたりに含まれる重量を示す。

実施例１における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０１６ｗ／ｖ％である。

実施例２、実施例８、実施例９及び比較例７における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０４４ｗ／ｖ％である。

実施例３における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．５４６ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０４４ｗ／ｖ％である。

実施例４における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．８４０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０４４ｗ／ｖ％である。

実施例５における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０４４ｗ／ｖ％である。

実施例６における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０８８ｗ／ｖ％である。

実施例７における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．１７６ｗ／ｖ％である。

比較例１における第１溶液は、固化剤Ａの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、水溶性セルロースの添加量０．０１６ｗ／ｖ％である。

比較例２における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、水溶性セルロースの添加量０．０１６ｗ／ｖ％である。

比較例３における第１溶液は、固化剤Ａの添加量８４．０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０４４ｗ／ｖ％である。

比較例４における第１溶液は、固化剤Ａの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０４４ｗ／ｖ％である。

比較例５における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．０４４ｗ／ｖ％である。

比較例６における第１溶液は、固化剤Ｂの添加量８４．０ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２８０ｗ／ｖ％、微生物発酵系増粘材の添加量０．００８ｗ／ｖ％である。

第２溶液は、実施例１から実施例７のグラウト材及び比較例１から比較例６のグラウト材ともに、モンモリナイト粘土鉱物、減水剤及び水を配合したものである。一例として、モリナイト粘土鉱物、減水剤の添加量は、モンモリナイト粘土鉱物１３．５２ｗ／ｖ％、減水剤０．２ｗ／ｖ％である。ここで、減水剤としては、リン酸塩系の減水剤である。

一方、実施例８、実施例９及び比較例７は、モンモリナイト粘土鉱物、減水剤及び水の他に、アルミニウム粉末を配合したものである。実施例８における第２溶液は、モンモリナイト粘土鉱物の添加量１３．５２ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２ｗ／ｖ％、アルミニウム粉末０．００２ｗ／ｖ％である。実施例９における第２溶液は、モンモリナイト粘土鉱物の添加量１３．５２ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２ｗ／ｖ％、アルミニウム粉末０．００３ｗ／ｖ％である。比較例７における第２溶液は、モンモリナイト粘土鉱物の添加量１３．５２ｗ／ｖ％、減水剤の添加量０．２ｗ／ｖ％、アルミニウム粉末０．００４ｗ／ｖ％である。

図２は、実施例１から実施例９のグラウト材及び比較例１から比較例７のグラウト材の性能試験の結果を示す。グラウト材の性能試験は、ブリーディング試験、フロー試験（流動性試験）、収縮量試験及び一軸圧縮強度試験である。なお、実施例８、実施例９及び比較例７における第１溶液は、実施例２の第１溶液と同一であることから、これら実施例においては、第１溶液に対するブリーディング試験は省略した。

ブリーディング試験は、実施例１から実施例７のグラウト材及び比較例１から比較例６のグラウト材における第１溶液をブリーディング袋に詰め、３０分経過後、３時間経過後のブリーディング量の比率を測定することで実施した。

フロー試験は、「ＪＨＳ３１３コンシステンシー試験方法」のシリンダー法を用いて実施した。周知のように、フロー試験は、静置時のフロー試験と、打撃時のフロー試験とを有する。静置時のフロー試験は、生成したグラウト材をテーブル上で規定の型枠に充填し、型枠を外した後のグラウト材の広がりを計測することで、グラウト材の性状を測定するものである。また、打撃時のフロー試験は、生成したグラウト材をテーブル上で規定の型枠に充填し、型枠を外した後、所定時間（例えば１５秒後）内に所定回数（例えば１５回）の落下運動による振動を与えた後のグラウト材の広がりを計測することで、グラウト材の性状を測定するものである。

収縮量試験は、φ１００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの硬質塩化ビニール管に下端に漏れが生じないように平板を取り付けた容器に、混合直後のグラウト材を入れて２８日経過後の収縮率を計測した。

一軸圧縮強度試験は、「ＪＨＳ３１３圧縮強度試験方法」を用いて、寸法φ５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさの供試体を作成し、供試体を作成してから２８日経過後に、３本の供試体の圧縮強度を測定し、測定された３本の供試体の圧縮強度の平均値を測定した。

図２に示すように、ブリーディング試験の結果において、微生物発酵系増粘材ではなく、水溶性セルロースを混合した比較例１及び比較例２や、微生物発酵系増粘材を混合したが減水剤を混合していない比較例３及び比較例５において、ブリーディング率が、３０分経過後に１．５〜３％、３時間経過後に５．５〜１３．０％となる。

また、比較例４及び比較例６は３０分経過後に１〜１．５％であるが、３時間経過後に４から５．５％であり、３時間程度以上となる長距離圧送条件においては配管内で材料分離のリスクが高いことがわかった。

一方、実施例１から実施例７においては、３０分経過後に０〜０．９％、３時間経過後に０〜３．７％であることから、長距離圧送条件においては配管内で材料分離のリスクが低い。特に実施例３、実施例４及び実施例７は３時間経過後においても０％であることから長距離圧送条件においては配管内で材料分離のリスクが極めて低いことがわかった。

次に、フロー試験の結果について説明する。実施例１から実施例９及び比較例１から比較例７のグラウト材は、フロー値が８８〜１３０ｍｍであり、「矢板工法トンネルの背面空洞注入工設計・施工要領（Ｈ１８．１０）」の「背面空洞注入材の品質規格（２）」で示される「フロー値：８０〜１５５ｍｍ」を満足する結果が得られた。

次に、収縮量試験の結果について説明する。比較例１、比較例２のグラウト材は、２８日経過後の収縮量は２．５〜４．２％であった。また、比較例３、比較例４のグラウト材は、２８日経過後の収縮量は０．５〜０．８％であった。また、比較例５のグラウト材は、２８日経過後の収縮量は０．２、比較例６のグラウト材は、２８日経過後の収縮量は、１．８％であった。比較例７のグラウト材は、２８日経過後の収縮量は、−０．１２％であった。一方、実施例１から実施例７のグラウト材は、２８日経過後の収縮量は０．２０〜０．４８％であった。さらに、実施例８及び実施例９のグラウト材は、２８日経過後の収縮量は０．００〜０．１０％であった。したがって、実施例１から実施例７、及び減水剤を用いていない比較例５のグラウト材は、２８日経過後の収縮量が０．５％未満の良好な結果が得られることがわかった。同様にして、実施例８、実施例９のグラウト材は、２８日経過後の収縮量が０．５％未満の良好な結果が得られることがわかった。一方、比較例７のグラウト材は、２８日経過後の収縮量が−０．１２％、つまり体積膨張が発生するという、好ましくない結果が得られた。

最後に、一軸圧縮強度試験の結果について説明する。比較例４のグラウト材において、一軸圧縮強度が０．９Ｎ／ｍｍ^２となるが、その他の事例においては、１．５５Ｎ／ｍｍ^２以上であることがわかった。つまり、比較例４を除いた事例では、「矢板工法トンネルの背面空洞注入工設計・施工要領（Ｈ１８．１０）」の「背面空洞注入材の品質規格（２）」で示される「一軸圧縮強度：１．５Ｎ／ｍｍ^２以上」を満足する結果が得られることがわかった。

上述したグラウト材の性能確認試験の結果を考慮すると、実施例１から実施例９に示すグラウト材は、長距離圧送条件において、比較例１から比較例７に示すグラウト材よりも機能的に優れていることがわかった。

また、実施例１から実施例７のグラウト材に示すように、第１溶液に含まれる減水剤の配合率が０．２８０〜０．８４０ｗ／ｖ％の範囲であれば、グラウト材の性能を維持できることがわかった。また、実施例１から実施例７のグラウト材に示すように、第１溶液に含まれる微生物発酵系増粘材の配合率が０．０１６〜０．１７６ｗ／ｖ％の範囲であれば、グラウト材の性能を維持できることがわかった。また、実施例１から実施例７のグラウト材に示すように、第１溶液に含まれる微生物発酵系増粘材の種類を変化させても、グラウト材の性能を維持することがわかった。

さらに、実施例８及び実施例９のグラウト材に示すように、第２溶液に含まれるアルミニウム粉末の配合率が０．００２〜０．００３ｗ／ｖ％（言い換えれば、第１溶液に含まれる硬化発現材（固化剤Ｂ）に対して０．００２５〜０．００３５ｗ／ｗ％）の範囲であれば、グラウト材の性能を維持できることがわかった。なお、上述した特許文献２では、グラウト材の膨張率を５〜４０％を目的としてアルミニウム粉末を硬化発現材に対して０．０１〜０．１ｗ／ｗ％となるように添加しているが、本実施形態では、特許文献２に比べてアルミニウム粉末の配合率を抑えた場合であっても、グラウト材の性能を維持できることがわかった。

次に、第１溶液と第２溶液との混合比を変更したグラウト材について性能試験を行った。なお、グラウト材としては、第１溶液と第２溶液と等量混合する場合のグラウト材として実施例２のグラウト材を用いた。図３に示すように、実施例１０から実施例１３のグラウト材、比較例８及び比較例９のグラウト材において、第１溶液及び第２溶液の各溶液は、実施例２のグラウト材における第１溶液及び第２溶液と同一のものを用いている。

実施例２のグラウト材は、第１溶液５００Ｌ、第２溶液５００Ｌを混合したグラウト材である。また、実施例１０のグラウト材は、第１溶液４５０Ｌ、第２溶液５５０Ｌを混合したグラウト材である。実施例１１のグラウト材は、第１溶液４００Ｌ、第２溶液６００Ｌを混合したグラウト材である。実施例１２のグラウト材は、第１溶液５５０Ｌ、第２溶液４５０Ｌを混合したグラウト材である。実施例１３のグラウト材は、第１溶液６００Ｌ、第２溶液４００Ｌを混合したグラウト材である。比較例８のグラウト材は、第１溶液３００Ｌ、第２溶液７００Ｌを混合したグラウト材である。実施例９のグラウト材は、第１溶液７００Ｌ、第２溶液３００Ｌを混合したグラウト材である。

図４は、図３に示す実施例１０から実施例１３のグラウト材、比較例８及び比較例９のグラウト材の性能試験の結果を示す。

まず、フロー試験の結果について説明する。上述したように、実施例２のグラウト材、実施例１０から実施例１３のグラウト材及び比較例８のグラウト材におけるフロー値は、８３〜１４５ｍｍである。したがって、「矢板工法トンネルの背面空洞注入工設計・施工要領（Ｈ１８．１０）」の「背面空洞注入材の品質規格（２）」で示される「フロー値：８０〜１５５ｍｍ」を満足する結果が得られた。一方、比較例９のグラウト材におけるフロー値は１９５ｍｍであり、上記規格から外れるという結果が得られた。

次に、収縮量試験の結果について説明する。実施例２のグラウト材、実施例１０から実施例１３のグラウト材及び比較例８のグラウト材における２８日経過後の収縮量は、０．１５〜０．４２％であり、２８日後の収縮量が０．５％であるという良好は結果が得られた。一方、実施例９のグラウト材における２８日経過後の収縮量は１．２％であり、収縮量が大きいという結果が得られた。

最後に、一軸圧縮強度試験の結果について説明する。実施例２のグラウト材、実施例１０及び実施例１３のグラウト材及び比較例９のグラウト材における一軸圧縮強度は、１．５０から３．１０Ｎ／ｍｍ^２となり、「矢板工法トンネルの背面空洞注入工設計・施工要領（Ｈ１８．１０）」の「背面空洞注入材の品質規格（２）」で示される「一軸圧縮強度：１．５０Ｎ／ｍｍ^２以上」を満足する結果が得られることがわかった。一方、比較例８のグラウト材における一軸圧縮強度は、１．１０となり、上記規格を満足する結果を得ることができなかった。

これらを考慮すると、グラウト材１０００Ｌを生成するときの第１溶液及び第２溶液の混合比は、第１溶液：第２溶液＝４００Ｌ：６００Ｌ〜６００Ｌ：４００Ｌの範囲で良好であることがわかった。つまり、第１溶液及び第２溶液の混合比は、第１溶液：第２溶液＝２：３〜３：２の範囲であることが好ましい。

次に、上述した実施例２のグラウト材を用いた各種性能評価試験を行った。各種性能評価試験は、フロー試験（流動性試験）、一軸圧縮強度試験、単位体積重量試験、充填性試験、非漏出性試験、水中分離抵抗性試験及び非収縮性試験である。これら性能評価試験のうち、充填性試験、非漏出性試験、水中分離抵抗性試験及び非収縮性試験は、「矢板工法トンネルの背面空洞注入工設計・施工要領（Ｈ１８．１０）」に準じて実施された。

まず、フロー試験は、静置時のフロー試験と、打撃時のフロー試験とを有する。静置時のフロー試験は、「ＪＨＳ３１３コンシステンシー試験方法のシリンダー法」に基づいて行った。また、打撃時のフロー試験は、「ＪＩＳＲ５２０１フロー試験」で用いるフローコーンに代わって「ＪＨＳ３１３コンシステンシー試験方法」のシリンダーを用いて行った。なお、静置時のフロー試験は、静置した直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後の値を測定した。同様に、打撃時のフロー試験は、打撃した直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後の値を測定した。

図５に示すように、静置時のフロー試験では、静置した直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後の測定値が規格値である「８０〜１５５ｍｍ」の範囲に含まれ、同時に、６０分経過後の測定値が６０分経過後の規格値である「１００ｍｍ以下」となる。

また、打撃時のフロー試験では、打撃した直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後の測定値が規格値である「１３０〜２０５ｍｍ」の範囲に含まれ、同時に、６０分経過後の測定値が６０分経過後の規格値である「１７０ｍｍ以下」となる。つまり、フロー試験において、実施例２のグラウト材の性能は規格値を満足することがわかった。

一軸圧縮強度試験は、ＪＳＣＥ−Ｆに基づいた供試体（φ５０ｍｍ×高さ１００ｍｍ）を作成し、ＪＩＳＡ１１０８に基づく圧縮強度試験を行った。一軸圧縮強度試験は、３本の供試体を作成してから７日経過後、２８日経過後の圧縮強度を測定し、その平均値を算出した。

図６に示すように、７日経過後の供試体３本の圧縮強度の測定値の平均値は１．００Ｎ／ｍｍ^２であり、また、２８日経過後の供試体３本の圧縮強度の測定値の平均値は、１．６３Ｎ／ｍｍ^２である。ここで、２８日経過後の圧縮強度の規格値は、１．５Ｎ／ｍｍ^２以上で、最低強度が９５％以上であることから、実施例２のグラウト材は、一軸圧縮強度試験において、規格値を満足することがわかった。

単位体積重量試験は、質量法に基づいて実施された。図７に示すように、単位体積重量試験における規格値は、例えばエア系グラウト材（発泡により気泡が混入したグラウト材）の場合は１１〜１２ｋＮ／ｍ^３であり、エア系グラウト材以外の場合は１１〜１５ｋＮ／ｍ^３である。例えば実施例２のグラウト材の単位体積重量は１２．７ｋＮ／ｍ^３であり、単位体積重量試験における規格値の範囲に含まれることがわかった。

次に、充填性試験について説明する。図８は、充填性試験を行う試験装置を示す。試験装置は、高さ３００ｍｍ、幅３００ｍｍ、長さ４０００ｍｍの排水溝と、排水溝の底部に所定の傾斜を付けて打設されたモルタルの表面の下端側の４カ所に設けられた、高さ１００ｍｍ程度のコンクリート（モルタル）ブロックと、排水溝の上部４カ所に固定される１００ｍｍ程度の角材（木材）と、排水溝の上部２カ所に固定されるＨ型鋼と、排水溝の上面に固定され、充填状況等を視認可能な透明のアクリル板とを有する。なお、試験装置のアクリル板は、グラウト材の注入圧力による浮き上がりを防止するため、適当な間隔で排水溝の上部に鋼材で固定される。また、注入口と注入口から２ｍの位置との計２箇所に圧力ゲージが設置される。

充填性試験は、以下に示す流れで実施された。
１）上述した試験装置内に注入材を注入する。注入材の注入流量（注入ホースからの吐出量）は３０Ｌ／ｍｉｎとする。
２）アクリル板から充填状況を観察する。
３）２カ所に設置した圧力ゲージにて、注入時の圧力を計測する。
４）注入材の注入は、先端部の吐出口から注入材が流出した時点で終了とする。
５）注入開始時点から約２時間経過後に、容器を解体して充填状況の確認を行う。この時、容器内の上端・下端に設置した角材やＨ型鋼等の周辺にかけて、注入材が隙間なく密実に充填がなされているか詳細に観察して記録する。

上述した充填性試験の結果を図９に示す。図９に示すように、グラウト材を試験装置に注入したときの注入圧力は、注入口で０．０４Ｍｐａ、注入口から２ｍの位置で０．０１ＭＰａである。また、グラウト材の充填性については、表面、角材周囲、Ｈ型鋼周囲及び底部ブロック周囲の各範囲で隙間なく充填されており、充填性試験の結果が良好であることがわかった。

非漏出性試験について説明する。図１０は、非漏出性試験を行う試験装置を示す。図１０に示すように、試験装置は、木枠、木板、透明アクリル板を加工した所定の容器と、容器の前面に設けられ、隙間への逸走防止（グラウト材の進入深さ）を確認するための透明のアクリル板と、容器の片側に設けられ、長さ４００ｍｍ程度のシュート状の投入口と、容器内の下部に設けられ、１，３，５，７，１０ｍｍの隙間を有する発泡スチロールとを含む。

非漏出試験は、以下に示す流れで実施された。
１）容器の片側に設けたシュートに１クッションおいて、試験装置の内部にグラウト材を流し込む。
２）グラウト材の吐出量は３０Ｌ／ｍｉｎの速度とする。
３）グラウト材の注入は、発泡スチロールの天端から、高さ３００ｍｍに達した時点で終了とする。
４）各隙間に入り込んだ（進入した）グラウト材の深さ（流下長）を注入直後、５，１０，３０，６０分経過後で計測する。

図１１は、非漏出性試験の結果を示す。図１１に示すように、隙間幅が１ｍｍの場合、注入直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後のいずれの場合にも、流下長の測定値は１５ｍｍであった。また、隙間幅が３ｍｍの場合、注入直後では流下長の測定値は４０ｍｍであったが、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後の各場合において、流下長の測定値は５０ｍｍであった。隙間間隔が５ｍｍの場合、注入直後及び５分経過後の場合に、流下長の測定値は４０ｍｍであったが、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後のいずれの場合も流下長の測定値は４５ｍｍであった。隙間幅が７ｍｍの場合、注入直後では流下長の測定値は１３０ｍｍであったが、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後の各場合において、流下長の測定値は１３５ｍｍであった。隙間間隔が１０ｍｍの場合、注入直後及び５分経過後の場合に、流下長の測定値は５５ｍｍであったが、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後のいずれの場合も流下長の測定値は６０ｍｍであった。なお、非漏出試験では、注入してから６０分経過後において、隙間幅５ｍｍ以下で、完全流出が発生していないこと（隙間に進入したグラウト材の深さが３５０ｍｍ）が規格となっている。したがって、実施例２のグラウト材は、非漏出性試験において、規格を満足する性能であることがわかった。

例えば、セメント３５０ｋｇ／ｍ^３、アクアグラウト用ベントナイト２８５ｋｇ／ｍ^３、アクアグラウト混和剤５ｋｇ／ｍ^３及び水７７７ｋｇ／ｍ^３を混合したグラウト材の場合、隙間幅が１０ｍｍとなる場合、流下長の測定値は２８０ｍｍである。この結果を考慮すると、実施例２のグラウト材の非漏出性試験の結果は極めて良好であることがわかった。

水中分離抵抗性試験について説明する。図１２に示すように、水中分離抵抗試験に用いる試験装置は、長さ約４５０ｍｍ程度、幅３００ｍｍ程度、高さ３００ｍｍ程度の水槽にｐＨが７〜８程度の水（水道水でも可）を２６Ｌ張る。水槽の水面から１０ｃｍの位置にｐＨ計が設けられる。

水中分離抵抗性試験の試験方法は、以下の通りである。
１）φ８０ｍｍ、高さ８０ｍｍ（ＪＨＳ規格）のフローコーンにグラウト材を注ぐ。
２）水槽内にフローコーンを入れ、素早くフローコーンを除去する。この時、振動等の衝撃を与えず初期の濁り等はできるだけ発生しないようにするものとする。
３）グラウト材を水槽に投入する前、投入直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後、６０分経過後の各々のｐＨと光透過率（濁度）を測定する。
４）水面から１０ｃｍの位置よりスポイトで水をサンプリングし、分光光度計により波長８００ｎｍでの光透過率を測定する。

図１３は、水中分離抵抗性試験の結果を示す。光透過率は、グラウト材を投入する前を１００％とした場合、投入した直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後及び６０分経過後の各々において、９９．２〜９９．８％で、変化率は、−０．２〜−０．８％である。ここで、水中分離抵抗性試験において、グラウト材の投入前と、投入してから６０分経過後の光透過率の変化率の規格値は±２％であり、実施例２のグラウト材は、水中抵抗性試験において、規格値の範囲に含まれており、規格値を満足する性能であることがわかった。

また、ｐＨ値は、グラウト材を投入する前の値がｐＨ７．７９とした場合、投入した直後、５分経過後、１０分経過後、３０分経過後及び６０分経過後の各々において、７．８４〜８．１９である。ここで、水中分離抵抗性試験において、グラウト材の投入前と、投入してから６０分経過後のｐＨ値の測定比率の規格値は、±１０％であり、実施例２のグラウト材は、水中抵抗性試験において、規格値の範囲に含まれており、規格値を満足する性能であることがわかった。

非収縮性試験について説明する。図１４に示すように、非収縮性試験に用いる試験装置は、φ３００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの硬質塩化ビニール管の下端にグラウト材の漏れが生じないように平板を取り付けた容器である。

非収縮性試験の試験方法は、以下の通りである。
１）上述した容器にグラウト材を注入する。
２）グラウト材の水分発散防止のためにキャッピングを行い、室内にて養生する。
３）７日経過後、１４日経過後、２１日経過後、２８日経過後の収縮量を計測する。

なお、図１５に示すように、収縮量の計測は、硬質塩化ビニール管に注入したグラウト材の上面における中心（図１５中、位置Ｎｏ．１）及び該上面の周縁部で且つ９０°間隔を開けて設けた４カ所（図１５中、位置Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５）の計５カ所としている。

図１５は、非収縮性試験の結果を示す。図１５に示すように、７日経過後における測定値は、位置Ｎｏ．１の測定値は１．５ｍｍ、位置Ｎｏ．２の測定値は０．８ｍｍ、位置Ｎｏ．３の測定値は１．２ｍｍ、位置Ｎｏ．４の測定値は０．７ｍｍ、位置Ｎｏ．５の測定値は１．１ｍｍである。したがって、７日経過後における測定値の平均は、１．１ｍｍである。

１４日経過後における測定値は、位置Ｎｏ．１の測定値は２．０ｍｍ、位置Ｎｏ．２の測定値は１．１ｍｍ、位置Ｎｏ．３の測定値は１．９ｍｍ、位置Ｎｏ．４の測定値は１．７ｍｍ、位置Ｎｏ．５の測定値は１．８ｍｍである。したがって、１４日経過後における測定値の平均は、１．７ｍｍである。

２１日経過後における測定値は、位置Ｎｏ．１の測定値は２．３ｍｍ、位置Ｎｏ．２の測定値は１．２ｍｍ、位置Ｎｏ．３の測定値は２．１ｍｍ、位置Ｎｏ．４の測定値は１．８ｍｍ、位置Ｎｏ．５の測定値は１．９ｍｍである。したがって、２１日経過後における測定値の平均は、１．９ｍｍである。

２８日経過後における測定値は、位置Ｎｏ．１の測定値は２．３ｍｍ、位置Ｎｏ．２の測定値は１．２ｍｍ、位置Ｎｏ．３の測定値は２．１ｍｍ、位置Ｎｏ．４の測定値は１．８ｍｍ、位置Ｎｏ．５の測定値は１．９ｍｍである。したがって、２８日経過後における測定値の平均は、１．９ｍｍである。

ここで、非収縮性試験において、２８日経過後の収縮量の規格値は、５ｍｍ未満である。したがって、実施例２のグラウト材は、非収縮性試験における収縮量の規格値を満足する性能を有することがわかった。

このように、上述した実施例２のグラウト材を用いた各種性能評価試験は、各評価試験における規格値を満足する性能を有することがわかった。

次に、上述した実施例２のグラウト材を用いて、長距離圧送試験を実施した結果について説明する。長距離圧送試験では、圧送時の圧送管内の圧力損失を計測する他、圧送可能距離や長距離圧送後のグラウト材の品質を確認した。

図１６は、長距離圧送試験に用いる試験装置の概略図である。図１６に示すように、長距離圧送試験を行う試験装置１０は、第１溶液送出部１１、第２溶液送出部１２、スタティックミキサ１３を有する。第１溶液送出部１１は、グラウトミキサ１５、第１溶液の流量を検出する検出部１６、注入ポンプ１７を有する。第２溶液送出部１２は、アジテータ２１、第２溶液の流量を検出する検出部２２、注入ポンプ２３を有する。第１溶液送出部１１が有する検出部１６の出力は記録部１８に、第２溶液送出部１２が有する検出部２２の出力は記録部２４に、各々記録される。

試験装置１０は、第１溶液送出部１１の出力側の配管２５と、第２溶液送出部１２の出力部の配管２６とがスタティックミキサ１３に接続される。また、第１溶液送出部１１とスタティックミキサ１３とを接続する配管２５において、スタティックミキサ１３の手前側には、第１溶液をグラウトミキサ１５に還流させる還流路を形成する配管２７が設けられる。同様に、第２溶液送出部１２とスタティックミキサ１３とを接続する配管２６において、スタティックミキサ１３の手前側には、第２溶液をアジテータ２１に還流させる還流路を形成する配管２８が設けられる。長距離圧送試験では、第１溶液送出部１１が有する注入ポンプ１７から還流路を形成する配管２７が設けられる分岐点までの距離Ｌ１や、第２溶液送出部１２が有する注入ポンプ２３から還流路を形成する配管２８が設けられる分岐点までの距離Ｌ２を変化させている。なお、配管２５，２６，２７，２８は、ライネックス株式会社製グリーンライン５０Ａを使用した。

まず、２ｋｍ圧送試験の結果について説明する。２ｋｍ圧送試験は、第１溶液及び第２溶液の注入速度を１００Ｌ／ｍｉｎに設定して、各液をＬ１＝Ｌ２＝２ｋｍ（注入ポンプとスタティックミキサとの距離は２０５２ｍ）圧送する試験である。この圧送試験において、配管の０ｍ、９１２ｍ及び２０５２ｍの各地点に圧力センサを配置して、各地点の圧力を測定した。

図１７（ａ）は、第１溶液を注入する配管の内部の圧力変化を示し、図１７（ｂ）は、第２溶液を注入する配管の内部の圧力変化を示す。図１７（ａ）に示すように、第１溶液の注入が２０５２ｍに到達したときの配管の内部の圧力の最大値は０．８ＭＰａ程度である。図１７（ｂ）に示すように第２溶液の注入が２０５２ｍに到達したときの配管の内部の圧力の最大値は１．２ＭＰａ程度である。第２溶液を注入する配管の内部の圧力が高い数値を示す理由としては、例えば、第２溶液においてベントナイトの膨潤が進み、第２溶液の粘土が上昇したことが考えられる。

次に、第１溶液及び第２溶液の注入速度を、５０Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、１５０Ｌ／ｍｉｎ、２００Ｌ／ｍｉｎと変化させてショットしたときのグラウト材に対してフロー試験（静置時）を行った。

図１８に示すように、注入速度が５０Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で９６ｍｍ、Ｙ方向で９３ｍｍとなり、平均値が９５ｍｍであった。注入速度が１００Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で９３ｍｍ、Ｙ方向で９３ｍｍとなり、平均値が９３ｍｍであった。注入速度が１５０Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で８６ｍｍ、Ｙ方向で８９ｍｍとなり、平均値が８８ｍｍであった。注入速度が２００Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で８９ｍｍ、Ｙ方向で８９ｍｍとなり、平均値が８９ｍｍであった。静置時のフロー値の規格値は、８０〜１５５ｍｍであることから、実施例２のグラウト材を用いた２ｋｍの長距離圧送条件であっても、良好な性能を得られることがわかった。

次に、４ｋｍ圧送試験を行った。４ｋｍ圧送試験は、注入速度を１００Ｌ／ｍｉｎに設定して、第１溶液又は第２溶液を距離Ｌ１＝Ｌ２＝４ｋｍ（注入ポンプとスタティックミキサとの距離は４３３２ｍ）圧送する試験である。

このとき、配管の０ｍ，１１４０ｍ，２０５２ｍ，３４２０ｍ，４３３２ｍの地点に圧力センサを設置して各地点の圧力を測定した。図１９（ａ）に示すように、圧送される第１溶液が４３３２ｍに到達したときの配管の内部の圧力の最大値は３ＭＰａ程度であることがわかった。一方、図１９（ｂ）に示すように、第２溶液を圧送する場合、第２溶液が３５００ｍに到達した時点で配管の内部の圧力が３ＭＰａに到達したため、注入速度を７５Ｌ／ｍｉｎに落として試験を継続した。したがって、第２溶液を圧送したときの配管の内部の圧力の最大値は３ＭＰａ程度であることがわかった。なお、第１溶液の圧送試験において、第１溶液が３５００ｍに到達した時点での配管内部の圧力は、２．６ＭＰａであった。

次に、４ｋｍ圧送試験において、第１溶液及び第２溶液の注入速度を、１００Ｌ／ｍｉｎ、７５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、２５Ｌ／ｍｉｎと変化させてショットしたときのグラウト材に対してフロー試験（静置時）を行った。

図２０に示すように、注入速度が１００Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で８３ｍｍ、Ｙ方向で８４ｍｍとなり、平均値が８４ｍｍであった。注入速度が７５Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で８８ｍｍ、Ｙ方向で８７ｍｍとなり、平均値が８８ｍｍであった。注入速度が５０Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で８５ｍｍ、Ｙ方向で８５ｍｍとなり、平均値が８５ｍｍであった。注入速度が２５Ｌ／ｍｉｎでは、フロー値は、Ｘ方向で８９ｍｍ、Ｙ方向で８９ｍｍとなり、平均値が８９ｍｍであった。静置時のフロー値の規格値は、８０〜１５５ｍｍであることから、実施例２のグラウト材を用いた４ｋｍの長距離圧送条件であっても、良好な性能を得られることがわかった。

また、第１溶液及び第２溶液の注入速度を１００Ｌ／ｍｉｎ、７５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、２５Ｌ／ｍｉｎと変化させてショットしたときのグラウト材の比重を測定した。図２１に示すように、注入速度を１００Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材の質量は２５４ｇであり、比重は１．２９ｔ／ｍ^３であった。注入速度を７５Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材の質量は２６０ｇで、比重は１．３２ｔ／ｍ^３であった。注入速度を５０Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材の質量は２６１ｇで、比重は１．３３ｔ／ｍ^３であった。注入速度を２５Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材の質量は２５０ｇで、比重は１．２７ｔ／ｍ^３であった。エア系以外のグラウト材の比重の規格値は１．１〜１．５ｔ／ｍ^３である。したがって、４ｋｍ圧送する長距離圧送条件に基づいた実施例２のグラウト材の比重において、良好な性能を有することがわかった。

次に、単位体積重量を測定したグラウト材を用いて、一軸圧縮試験を行った。なお、２５Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材については、脱枠後に破損したため、試験を行うことができなかった。図２２に示すように、注入速度１００Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材の一軸圧縮強度は、補正前で１．５５Ｎ／ｍｍ^２、補正後で１．５１Ｎ／ｍｍ^２であった。注入速度７５Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材の一軸圧縮強度は、補正前で１．５８Ｎ／ｍｍ^２、補正後で１．５４Ｎ／ｍｍ^２であった。注入速度５０Ｌ／ｍｉｎとなるときのグラウト材の一軸圧縮強度は、補正前で１．６５Ｎ／ｍｍ^２、補正後で１．６２Ｎ／ｍｍ^２であった。一軸圧縮強度の規格値は、１．５Ｎ／ｍｍ^２以上であることから、４ｋｍ圧送する長距離圧送条件に基づいた実施例２のグラウト材の一軸圧縮強度においても、良好な性能を有することがわかった。

つまり、実施例２のグラウト材は、長距離圧送条件下の圧送においても、良好な性能を有することがわかった。

最後に、沈降試験を行った。沈降試験は、第１溶液のみを用いた試験と、第１溶液及び第２溶液を各々１０００ｍＬ混合した（１：１で混合した）グラウト材を用いた試験とを行った。なお、沈降対策試験で用いるグラウト材は、上述した実施例４に示すグラウト材である。

図２３は、沈降試験に用いた試験装置を示す。沈降試験に用いる試験装置５０は、ホッパー５１、注入ポンプ５２を有し、注入ポンプ５２の排出口とホッパー５１との間を、圧送ホース５３、透明アクリル管５４、圧送ホース５５、３本の配管５６，５７，５８、圧送ホース５９の順で接続している。つまり、試験装置５０は、グラウト材を循環させる装置である。なお、配管５６，５７，５８は、ライネックス株式会社製グリーンライン５０Ａを使用した。また、透明アクリル管５４は、内径及び外径を、配管５６，５７，５８と同一とするものを用いた。

沈降試験は以下の手順で実行された。
１）試料（第１溶液又はグラウト材）に対して、品質確認を行った。なお、試料として第１溶液のみを用いる場合には、品質確認として、ブリーディング試験及び温度測定を行った。試料としてグラウト材を用いる場合には品質確認として、フロー試験、密度測定、温度測定を行った。
２）試料をホッパーに充填した後、注入ポンプを駆動し、圧送速度５０Ｌ／ｍｉｎで循環圧送した。
３）循環圧送の際に、アクリル管の沈降状況を確認し、アクリル管における沈降長が６ｃｍ未満である場合は引き続き循環圧送する。アクリル管における沈降長が６ｃｍ以上となる場合には、循環圧送を中断して、連結した３本の配管を試験装置から取り外す。そして、連結した３本の配管５６，５７，５８のいずれかに丸ピグを挿入する。３本の配管５６，５７，５８を試験装置５０に取り付け、循環圧送を再開する。
４）循環圧送を開始してから３時間経過した後、再度品質確認を行う。
５）配管を取り外し、配管内部を観察した後、配管内部に注入材が付着している場合には、ピグを用いて洗浄する。

まず、第１溶液を試料としたときの品質確認の結果は以下の通りである。

第１溶液を循環圧送したときのブリーディング試験の結果は、循環圧送を開始した直後は０％、循環圧送を開始してから３時間経過後は０．７５％であった。また、循環圧送を開始した直後の温度は１９．２°Ｃであり、循環圧送を開始してから３時間経過後の温度は、１９．４°Ｃであった。

次に、グラウト材を試料としたときの品質確認の結果は以下の通りである。

フロー試験において、循環圧送を開始した直後のグラウト材のフロー値は、Ｘ方向１００ｍｍ、Ｙ方向１０４ｍｍ、平均１０２ｍｍという結果であった。また、循環圧送を開始してから３時間経過後におけるグラウト材のフロー値は、Ｘ方向１１１ｍｍ、Ｙ方向１０９ｍｍ、平均１１０ｍｍという結果であった。なお、フロー値の規格値は、８０〜１５５ｍｍであることから、良好な品質であるという結果が得られた。

密度測定において、循環圧送を開始した直後のグラウト材の密度は１．３１５ｇ／ｃｍ^３であった。循環圧送を開始してから３時間経過後におけるグラウト材の密度は、１．３２５ｇ／ｃｍ^３であった。

一軸圧縮強度試験において、循環圧送を開始した直後のグラウト材で生成した３本の供試体における圧縮強度は、２．８１ｋＮ／ｍ^２、３．１０ｋＮ／ｍ^２、２．７９ｋＮ／ｍ^２であり、圧縮強度の平均値は２．９０ｋＮ／ｍ^２であった。循環圧送を開始してから３時間経過した後のグラウト材で生成した３本の供試体における圧縮強度は、２．８６ｋＮ／ｍ^２、３．０４ｋＮ／ｍ^２、３．２４ｋＮ／ｍ^２であり、圧縮強度の平均値は３．０５ｋＮ／ｍ^２であった。

また、アクリル管の沈降確認において、３時間経過後に４ｃｍであり、グラウト材の沈降が少なく、循環圧送を中断して配管に丸ピグを挿入する必要がなかった。つまり、グラウト材の沈降状態は良好であるという結果が得られた。

最後に、グラウト材の圧送を開始してから３時間経過した後にピグを用いて配管の洗浄を行ったが、ピグを排出した時にノロ（グラウト材の成分を含んだ余剰水分）の発生はみられなかった。また、配管の内周面にグラウト材の付着はみられなかった。

その結果、循環圧送させた第１溶液の温度が２０°Ｃ前後の条件では、３時間循環後の配管内部における沈降はごくわずかであり、また、配管内にグラウト材の付着はみられないという良好な結果を得られた。つまり、実施例４に示すグラウト材においては、長時間圧送条件であっても、グラウト材が沈降しないことがわかった。

Claims

地盤、構造物及び地盤と構造物の境界面の空洞や隙間を充填するグラウト材において、
高炉セメントB種を含む硬化発現材、減水剤、及び微生物発酵増粘剤を含む流動性の懸濁液である第１溶液と、モンモリロナイト粘土鉱物を含み、アルミニウム粉末を含まない流動性の膨張液である第２溶液と、を有し、
前記微生物発酵増粘剤は、
ダイユータンガム、又はウェランガムであり、
前記第１溶液に含まれる前記減水剤、及び前記微生物発酵増粘剤の配合率は、
前記第１溶液に含まれる前記硬化発現材の添加量を８４ｗ／ｖ％としたとき、前記減水剤の添加量を０．２８〜０．８４ｗ／ｖ％、前記微生物発酵増粘材の添加量を０．０１６〜０．０１７６ｗ／ｖ％とする配合率であり、
前記第１溶液、及び前記第２溶液を混合することで非流動性で且つ可塑状に変質させることを特徴とするグラウト材。
地盤、構造物及び地盤と構造物の境界面の空洞や隙間を充填するグラウト材において、
高炉セメントB種を含む硬化発現材、減水剤、及び微生物発酵増粘剤を含む流動性の懸濁液である第１溶液と、モンモリロナイト粘土鉱物を含み、アルミニウム粉末を０．００２〜０．００３ｗ／ｖ％の範囲で含む流動性の膨張液である第２溶液と、を有し、
前記微生物発酵増粘剤は、
ダイユータンガム、又はウェランガムであり、
前記第１溶液に含まれる前記減水剤、及び前記微生物発酵増粘剤の配合率は、
前記第１溶液に含まれる前記硬化発現材の添加量を８４ｗ／ｖ％としたとき、前記減水剤の添加量を０．２８〜０．８４ｗ／ｖ％、前記微生物発酵増粘材の添加量を０．０１６〜０．０１７６ｗ／ｖ％とする配合率であり、
前記第１溶液、及び前記第２溶液を混合することで非流動性で且つ可塑状に変質させることを特徴とするグラウト材。
地盤、構造物及び地盤と構造物の境界面の空洞や隙間を充填するグラウト材を注入充填するグラウト注入工法において、
第１溶液は、高炉セメントB種を含む硬化発現材、減水剤、及び微生物発酵増粘剤を含む流動性の懸濁液であり、
第２溶液は、モンモリロナイト粘土鉱物を含み、アルミニウム粉末を含まない流動性の膨張液であり、
前記微生物発酵増粘剤は、
ダイユータンガム、又はウェランガムであり、
前記第１溶液に含まれる前記減水剤、及び前記微生物発酵増粘剤の配合率は、
前記第１溶液に含まれる前記硬化発現材の添加量を８４ｗ／ｖ％としたとき、前記減水剤の添加量を０．２８〜０．８４ｗ／ｖ％、前記微生物発酵増粘材の添加量を０．０１６〜０．０１７６ｗ／ｖ％とする配合率であり、
前記第１溶液と前記第２溶液と、を、別々のポンプで圧送し、注入口付近で前記第１溶液と前記第２溶液とを合流混合することで非流動性で且つ可塑状に変質させたグラウト材を注入することを特徴とするグラウト注入工法。