JPH02221592A - 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、軟弱な他
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。このバイブルーフ工法は、第８図および第
９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８図において、鎖線Ｃはトンネルの穴部を示し
ており、Ｍ、ＩＩＡ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
形成することにより、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ｌを押し込み、地山２に長尺管ｌを
埋設する（第４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ｌ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膨張硬化性薬液
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、長尺管と長尺管の間の地
山の補強は不可能であり、これも、地山が砂質からなる
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が
でき、さらに長尺管間の地山も連続的に固結できる地山
固結工法の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段］ 上記の目的を達成するため、この発明の他山固結工法は
、他山に穿設した長孔内に、周壁孔開き長尺管を挿嵌固
定し、この長尺管内に、長手方向に所定間隔で袋体が設
けられ、かつ周壁に穿設された孔部によって上記袋体と
内部とが連通している隔壁形成管を挿入するとともに、
上記隔壁形成管の隣合った２個の袋体の間にそれぞれ先
端開口を位置決めするようにして複数の吐出管を挿入し
、上記隔壁形成管内に膨張硬化性薬液を圧入し、これを
上記袋体内に吐出し硬化させることにより上記長尺管内
に膨張した上記袋体からなる複数の隔壁を形成し、その
状態で、上記複数の吐出管の先端開口から固結用薬液を
吐出して上記複数の隔壁で区切られる各空間内に充満さ
せたのち、さらに上記長尺管の周壁孔から長尺管外周の
地山内に浸透硬化させ、上記長尺管内および長尺管外周
の他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、地山に穿設し
た長孔内に長尺管を挿嵌固定し、この長尺管内に、隔壁
形成管を介して膨張硬化性薬液を送り込み、これを隔壁
形成管に所定間隔で設けられた袋体内に入れ袋体を膨張
させた状態で硬化させることにより隔壁を形成し上記長
尺管内を複数の空間に区分し、その状態で、各空間内に
、複数の吐出管から固結用薬液を圧入するようになって
いる。したがって、上記長尺管内の各空間に固結用薬液
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、上記長尺管
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、
長尺管の周壁に設けられた周壁孔から外部へ吐出され、
他山に浸透してそこで硬化する、したがって、長尺管内
だけでなく、長尺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、従来のセメントミルクを用いたバイブルーフ
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、隔壁の形成が、通液性の袋体内に膨張硬化性
薬液を送り込み、これを膨張硬化させることにより行わ
れるため、作業が極めて容易になるとともに、長尺管に
、例えば変形等が生じたとしても、その形状に追従して
隔壁が形成されるようになり、長尺管の内周面に応じた
隔壁の形成が可能になる。

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金属製の長尺管
５を示しており、第２図はその内部に配設する隔壁形成
管６を、第３図は吐出管７をそれぞれ示している。上記
長尺管５は、外径が１１５踵、内径が１００ｍ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（図示では２個しか見えない）の注
出孔８が穿設されている。上記隔壁形成管６は、外径が
ＩＯ閣、内径が８１１１１Ｉの金属パイプ材で構成され
ており、長手方向に沿って５ｍ間隔で穴部が穿設されそ
の穴部の縁部に短筒状の突起９が突設されている。１０
は上記突起９および隔壁形成管６の先端部に、開口部を
覆うようにして取り付けられた柔軟な布製の二重袋であ
り、耐圧が１０ｋｇ／ｃｉ程度に設定されている。上記
吐出管７は、外径が１２ｍｏ＋、内径が１０ｍの金属パ
イプ材で構成され、先端が吐出孔に形成されている。こ
の吐出管７は、６本で一組（１本しか図示していない）
になっており、それぞれの長さが５ｍづつ異なる（最長
のものの長さが２８ｍ、最短のものの長さが３ｍ）よう
に設定されている。

上記長尺管５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４図に示すように、
長尺管５の中に同軸的にドリル駆動軸１１を入れ、その
先端にドリル刃１２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、ドリル刃１２を回転させて地
山２に長孔１３を開けながらその長孔１３内に、孔が開
いた分だけ長尺管５を押し込み、これを続けて地山２に
長尺管５を埋設する。つぎに、その状態の長尺管５から
ドリル刃１２およびドリル駆動軸１１を取り出し、今度
は、長尺管５内に、隔壁形成管６を挿入しその二重袋１
０を長尺管５の長手方向に沿って隣合った注出孔８間に
位置決めする。

ついで、６本の吐出管７を長尺管５内に挿入してそれぞ
れ先端部を長尺管５の注出孔８に対応する位置に位置決
めし、第５図の状態にする。そして、隔壁形成管６およ
びそれぞれの吐出管７の後端部に、ウレタン樹脂正大ポ
ンプのホース（図示せず）を連結し、まず、上記ポンプ
から隔壁形成管６内に、ウレタン樹脂からなる速硬性の
固結薬液を１０ｋｇ／ｃｄ以下の低圧で圧入する。つい
で、固結薬液が各二重袋・１０内に充満すると上記圧力
が上昇する。その時点で圧入を停止する。その結果、上
記固結薬液は、各二重袋１０内に吐出され二重袋１０内
で発泡する。これにより、二重袋１０の内側の小さな袋
が破裂するとともに、外側の大きな袋内に発泡体が充満
し膨張した状態で硬化し、第６図に示すような隔壁部工
４に形成される。

この場合、上記袋が各吐出管７の周囲を囲うようにして
膨張していくため、上記隔壁部１４と長尺管５の内周面
との間および隔壁部１４と吐出管１０の間は完全に閉塞
された状態になる。その状態で、上記吐出管７の根元側
から上記と同様の固結薬液を圧入し、これを各吐出管７
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、隔壁部１４および長尺管５の周面で囲われる各空
間部内に、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長尺管５の先端
開口および各注出孔８から長孔１３内に吐出される。そ
して、さらに、上記圧力により、地山２内に浸透してそ
こで硬化し、第７図に示すように、長尺管５の内部にウ
レタン樹脂の硬化部１５を形成するとともに、地山２に
おける長尺管５の周囲の部分を固結領域１６に形成する
。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、長尺管５およ
び吐出管７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、隔壁形成用に布製二重袋ＩＯを
用いているが、ゴム製１合成樹脂製等の膨張性を有する
袋体を用いてもよく、また袋体は一重でもよい。また、
上記実施例では、固結領域形成用の固結用薬液として、
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
ルクや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、
それぞれの部分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、より良好な他山の強化が行えるようになる
。さらに、吐出管７としては、金属パイプの外、ナイロ
ンチューブ等の軟質の管を使用することもできる。また
、長尺管５の埋設により長孔１３の大筋れが防止される
ため、予め、地山２の掘削予定面に複数の長孔１３を穿
設して長尺管５を挿嵌しておき、後日、固結用薬液の正
大作業を行うこともできる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上のようにして他山の固結補強を行うた
め、補強作業を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、長尺管内を狭く区分し、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
圧力で注出孔から他山に浸透してそこで硬化する。その
ため、長尺管内だけでなく、長尺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。さらに、隔壁
の形成が、隔壁形成管内に、膨張硬化性薬液からなる固
結薬液を圧入するだけの作業で行えるため、極めて容易
であるとともに、長尺管に変形等が生じていても、その
形状に袋体が追従するため良好な隔壁の形成が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる長尺管の部分正面図、第２図
はその内部に配設される隔壁形成管に二重袋を取り付け
た状態を示す部分正面図、第３図は吐出管の部分正面図
、第４図、第５図、第６図および第７図は施工状態を示
す縦断面図、第８図および第９図は従来例の説明図であ
る。 ２・・・地山　訃・・長尺管　６・・・隔壁形成管　７
・・・吐出管　８・・・注出孔　１０・・・二重袋　１
３・・・長孔１４・・・隔壁部　１５・・・硬化部　１
６・・・固結領域第　１　図 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 箒　２　閃 第　３　図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）地山に穿設した長孔内に、周壁孔開き長尺管を挿
   嵌固定し、この長尺管内に、長手方向に所定間隔で袋体
   が設けられ、かつ周壁に穿設された孔部によつて上記袋
   体と内部とが連通している隔壁形成管を挿入するととも
   に、上記隔壁形成管の隣合つた２個の袋体の間にそれぞ
   れ先端開口を位置決めするようにして複数の吐出管を挿
   入し、上記隔壁形成管内に膨張硬化性薬液を圧入し、こ
   れを上記袋体内に吐出し硬化させることにより上記長尺
   管内に膨張した上記袋体からなる複数の隔壁を形成し、
   その状態で、上記複数の吐出管の先端開口から固結用薬
   液を吐出して上記複数の隔壁で区切られる各空間内に充
   満させたのち、さらに上記長尺管の周壁孔から長尺管外
   周の地山内に浸透硬化させ、上記長尺管内および長尺管
   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。