JPH02221591A - 地山固結工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トンネルの穿設工事等において、軟弱な地
山を固結用薬液により堅固な地山に改善する地山固結工
法、に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、軟弱な、または破砕された地山等の地層帯で
行うトンネル穿設工事においては、穿設の第１段階では
、バイブルーフ工法を用いて、地山を強化することが行
われている。このパイプルーフ工法は、第６図および第
７図に示すように、鎖線ＡおよびＢで示す地山２の掘削
予定面（第６図において、鎖線Ｃはトンネルの穴部を示
しており、鎖線ＡとＣで囲まれる部分はコンクリート層
に形成される）の外周に沿って、長尺管ｌを地山２の奥
部に向かって埋設し、トンネル形状に合ったルーフを溶
成することにより、掘削による地山２のゆるみや地表面
の変形を防止するとともに、安全な掘削作業を可能にす
るものである。すなわち、この工法は、まず、長尺管１
内に、同軸的にドリル駆動軸を入れてその先端にドリル
刃を取り付け、このドリル刃で地山２に孔を開けながら
その孔内に長尺管１を押し込み、地山２に長尺管１を埋
設する（第３図参照）。ついで、長尺管１からドリル刃
およびドリル駆動軸を取り出し、今度は、セメントミル
ク吐出管（図示せず）を長尺管１内に同軸的に入れる。

そして、そのセメントミルク吐出管の先端からセメント
ミルクを吐出し、長尺管ｌ内を先端から所定の距離だけ
、セメントミルクで充満させ、ついで硬化させる。つぎ
に、上記セメントミルク吐出管を引っ張って少し後退さ
せ、上記セメントミルク硬化物が詰まった部分より少し
手前の部分を同様にしてセメントミルク硬化物で埋める
。このようにして、順次セメントミルクを吐出硬化させ
、長尺管１の内部を硬化セメントで埋めて長尺管１を一
種のセメント製電柱状に形成し、それを複数本地山２中
に並べることにより、地山２を強化するという方法であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記工法では、セメントミルク吐出管を
手前に引きながら、セメントミルクを吐出硬化させなけ
ればならないため、作業が煩雑である。また、最近では
、硬化が早く、高強度を有することからウレタン樹脂等
の薬液用いた工法も行われているが、上記工法にこのよ
うな薬液を用いると、硬化が早いため途中で吐出管が抜
けなくなるというような事態を招く。したがって、上記
ｔのような速硬性の薬液を用いることはできず、高強度
の補強は不可能である。また、長尺管ｌと長尺管１の間
の地山２の補強は不可能であり、これも地山２が砂質か
らなるときには大きな問題になっている。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、作
業が容易で、かつ速硬性の固結用薬液を使用することの
できる地山固結工法の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の地山固結工法は
、長手方向に所定間隔で設けた隔壁により内部が複数の
空間に区切られ、上記内部を長手方向に延びる複数の吐
出管の先端がそれぞれ上記複数の空間に開口している周
壁孔あき中管と、この周壁孔あき中管を収容する周壁孔
あき外管を準備し、地山に長孔を穿設しながらこの長孔
内に上記外管を挿嵌固定し、ついで、この外管内に、上
記中管を挿嵌固定し、その状態で上記中管の吐出管の先
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、さらに上記中管の周壁孔を経由して外管周壁
の孔から外管外周の地山内に浸透硬化させ、上記外管、
中管内および外管外周の地山に固結領域を形成するとい
う構成をとる。

〔作用〕

すなわち、この発明の地山固結工法では、地山に長孔を
穿設すると同時に、その長孔内に周壁孔あき外管を挿嵌
固定し、この外管内に、内部が隔壁で複数の空間に区切
られ、かつ各空間内に先端開口を位置決めして複数の吐
出管が上記内部に配設された周壁孔あき中管を挿入する
ようになっている。したがって、上記複数の吐出管の根
元側から吐出管内にそれぞれ固結用薬液を圧入すること
により、中管内の各空間内にその固結用薬液を略同時に
吐出できるようになり、従来例のように、吐出管を長尺
管から引き抜きながら作業を行う必要がなくなる。その
結果、補強作業等が容易になると同時に、速硬、性の固
結用薬液を使用することができるようになり、施工時間
の大幅な短縮が可能になる。また、上記中管は内部が隔
壁で区切られ各空間に分かれているため、固結用薬液の
圧入により各空間内の圧力上昇が急激に生じ、それによ
って固結用薬液は上記空間に充満したのち、中管および
外管の周壁に設けられた周壁孔から外部に吐出され、地
山に浸透してそこで硬化する。したがって、中管内およ
び外管内だけでなく、外管の周囲の地山にも固結領域が
形成され長尺管と長尺管の間の地山の部分の補強がなさ
れるようになり、従来のセメントを用いたパイプルーフ
工法よりも、より強固な地山の固結が行われるようにな
る。また、地山に長孔を穿設しながら、その孔に外管を
挿嵌し、そこへ中管を挿嵌するため、補強現場ではなく
、予め工場で中管内に隔壁や吐出管を配設しておき、こ
れを補強現場で外管に挿嵌可能になる。したがって、速
硬性薬液の使用と相まつて施工時間の大幅な短縮を実現
できるようになる。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明する
。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例に使用する外管５を示して
おり、第２図はその内部に収容する中管６等を示してい
る。上記外管５は、外径が１１５閣、内径が１００ａｎ
で、全長が略３０ｍ（図は一部だけを示している）に設
定されており、長手方向に沿って５ｍ間隔で、それぞれ
円周に沿って一定間隔で４個の注出孔７が穿設されてい
る。上記中管６は、外径が１００ｍｍ、内径が９０ｍｍ
で、全長が略３０ｍに設定されており、周面に、上記外
管５の注出孔７と同間隔で、複数の孔８が穿設されてい
る。９は中管６の内部に配設された厚み３００ｍｍの円
板状の隔壁板であり、中管６のの長手方向に沿って隣合
った２個の孔８間の略中央部に位置するようにして、５
ｍ間隔で６個（３個しか図示していない）設けられてい
る。１０は隔壁板９を貫通した状態で、中管６内に配設
された６本（３本しか図示していない）のパイプ材から
なる吐出管であり、そ九ぞれ長さが５ｍづつ異なってい
る（最長のものの長さが２８ｍ、最短のものの長さが３
ｍ）。この吐出管ｌＯは、それぞれ外径が１２ｍｍ、内
径が１０ｒｍに設定されており、先端が吐出孔に形成さ
れその先端が孔８に対応する位置に位置決めされている
。上記隔壁板９には、それぞれ吐出管１０を挿通できる
挿通孔１１が、対応する吐出管１０の数だけ設けられ（
先端の隔壁板９には１個、後端の隔壁板９には６個設け
られている）でおり、その挿通孔１１を挿通した状態で
、吐出管１０が固定されている。なお、上記隔壁板９お
よび吐出管１０は、通常、予め第２図のように組み合わ
され、その状態で、上記中管６内に挿嵌される。この場
合、隔壁板９の挿入の容易化を目的とし、中管６の内周
面もしくは隔壁板９の外周面に対する潤滑剤等の塗布が
行われる。

上記外管５および中管６等を用いての地山の固結は、つ
ぎのようにして行われる。すなわち、まず、第３図に示
すように、外管５の中に、同軸的にドリル駆動軸１２を
入れ、その先端にドリル刃１３を取り付けるとともに、
後端に駆動装置（図示せず）を取り付ける。ついで、上
記駆動装置を作動させることにより、上記ドリル刃１３
を回転させて地山２に長孔１４を開けながらその長孔１
４内に、孔が開いた分だけ外管５を押し込み、これを続
けて地山２内に外管５を挿嵌固定する。つぎに、外管５
からドリル刃１３およびドリル駆動軸１２を取り出し、
今度は、第４図に示すように、外管５内に、内部に隔壁
板９と吐出管１０が配設された中管６を挿嵌する。この
挿嵌に際して、場合によっては外管５の内周面もしくは
中管６の外周面に対する潤滑油の塗布等が行われる。つ
ぎに、それぞれの吐出管１０の後端部に、ウレタン樹脂
圧入ポンプのホース（図示せず）を連結し、上記ポンプ
から各吐出管１０内に、ウレタン樹脂からなる速硬性の
固結薬液を圧入し、これを各吐出管１０の先端の吐出孔
から吐出させる。その結果、上記固結薬液は、中管６内
の隔壁板９および外管５の周面で囲われる各空間部に、
略同時に充満し、そののち、充満時の圧力および薬液の
化学反応による圧力によって中管６の先端開口および各
孔８から長孔１４の先端側および外管５内に吐出される
。そして、さらに、上記圧力により、外管５の注出孔７
から吐出して地山２内に浸透してそこで硬化する。その
結果、第５図に示すように、外管５および中管６の内部
にウレタン樹脂の硬化部１５が形成されるとともに、地
山２における外管５の周囲の部分が固結領域１６に形成
される。このようにしてウレタン樹脂の固結領域１６を
、地山２にアーチ状に連続形成することにより、外管５
および中管６等を地山２内に残置したままで地山２の補
強がなされる。

なお、上記実施例では、固結用薬液として、ウレタン樹
脂からなる速硬性のものを使用しているが、これに限定
するものではな〈従来例のようなセメントミルクおよび
水ガラス等を使用することもできる。また、各空間部に
送り込まれる固結用薬液の到達時間を考慮して、それぞ
れの空間部に硬化時間の異なる固結用薬液を圧入するこ
ともできる。これにより、各空間部毎に、その位置およ
び地質に合った固結用薬液を送り込むことができるよう
になり、より良好な地山の強化が行えるようになる。

〔発明の効果〕

この発明は以上のようにして地山の補強を行うため、補
強作業が極めて容易にできるとともに、速硬性の固結用
薬液を使用することができ作業時間の短縮化も実現でき
る。また、中管内を狭く区分し、その各空間に固結用薬
液を吐出させるため、吐出された薬液はその圧力で、中
管の孔から吐出したのち、さらに外管の注出孔から吐出
し、地山に浸透してそこで硬化する。そのため、外管。

中管内だけでなく、外管の周囲の地山も固結され、より
強固な地山の補強をなし−うる。また、中管に対する隔
壁および吐出管の取り付けを、施工現場ではなく、工場
で予め行っておき、これを施工現場で、地山に埋め込ま
れた外管に挿入するだけで中管の挿嵌がなされるため施
工時間の大幅な短縮化が実現可能となる。さらに、地山
に穿設された長孔内には外管が挿嵌され大筋れしないた
め、予め地山の掘削予定面に複数の長孔を穿設して外管
を挿嵌しておき、後日、その外管内に上記中管を挿嵌す
ることも可能となり、施工の自由度が大きくなるという
付随的効果も得られるようになる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明に用いる外管の部分正面図、第２図は
その内部に配設される中管、隔壁板および吐出管の１組
み合わせ体の部分縦断面図、第３図、第４図および第５
図は施工状態を示す縦断面図、第６図および第７図は従
来例の説明図である。 ２・・・地山　５・・・外管　６・・・中管　７・・・
注出孔８・・・孔　９・・・隔壁板　１０・・・吐出管
　１４・・・長孔１５・・・硬化部　１６・・・固結領
域特許出願人　　東海ゴム工業株式会社 代理人　　弁理士　　西　藤　征　彦 第２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向に所定間隔で設けた隔壁により内部が複
   数の空間に区切られ、上記内部を長手方向に延びる複数
   の吐出管の先端がそれぞれ上記複数の空間に開口してい
   る周壁孔あき中管と、この周壁孔あき中管を収容する周
   壁孔あき外管を準備し、地山に長孔を穿設しながらこの
   長孔内に上記外管を挿嵌固定し、ついで、この外管内に
   、上記中管を挿嵌固定し、その状態で上記中管の吐出管
   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、さらに上記中管の周壁孔を経由して外管
   周壁の孔から外管外周の地山内に浸透硬化させ、上記外
   管、中管内および外管外周の地山に固結領域を形成する
   ことを特徴とする地山固結工法。