JPH079159B2 - パッカー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軟弱あるいは破砕された岩盤等を岩盤固結
用薬液により堅固な岩盤に改善する岩盤固結に使用する
パツカーに関するものである。

〔従来の技術〕

従来から軟弱な岩盤（地山）または破砕された地山等の
地層帯では、トンネル切羽の天盤の崩落等の防止のため
に、トンネル切羽先端の天盤部に、天盤のアーチに沿つ
て孔を穿設し、この孔内にロツクボルトを挿入もしくは
このボルトをモルタルで固結する先受ボルト工法、また
はパイプルーフ工法、薬液注入工法等の対応方法が講じ
られ、地山を強化することが行われている。しかしなが
ら、このような従来の対応方法では、設備が大掛りとな
り、機械の設置や注入の準備に手間がかかり、またこれ
らの作業のために現場の作業をかなりの期間停止しなけ
ればならないという問題を生じていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明者らは、このような問題を解決するた
め、削岩機等の削岩装置を用い、トンネル切羽先端の天
盤部に天盤のアーチに沿つて複数の孔を穿設し、この孔
内に、先端側に吐出孔を有する中空パイプからなるパツ
カーを挿入し、そのパツカー内にウレタン樹脂液等の薬
液を圧入してパツカー先端側から外部に吐出し岩盤に浸
透させる技術をすでに提案している（特願昭58−144024
号）。この場合、上記薬液の孔からの洩れを防ぐととも
にパツカーを孔内に固定する目的で、パツカーの根元側
に布等を巻きつけ、これにウレタン樹脂液等を含浸さ
せ、パツカーの挿入時に上記布等に含浸させたウレタン
樹脂を発泡させ、孔の壁面とパツカーの外周部との隙間
を防ぐと同時にパツカーを孔壁に固定するということが
行われている。

しかしながら、上記パツカーを、湧水等のある軟弱な地
山で使用すると、パツカーの根元側の布等に含浸された
ウレタン樹脂が発泡してパツカー外周と孔の壁面との空
間を埋め、さらに岩盤に浸透し硬化してパツカーを孔壁
面に固定するまでに、湧水によつてパツカーが孔から押
し流されてしまうという問題を生じる。また、湧水によ
つて、穿設した孔が崩壊しかかつた場合には、パツカー
の根元側に巻かれた布等が孔の縁に引つ掛かかつて、パ
ツカーを孔内に挿入しにくくなる。その結果、パツカー
の挿入に長時間を要し、その間に布等に含浸されたウレ
タン樹脂が硬化してしまうという問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、湧
水等のある軟弱な地山でも使用でき、確実に効果を奏し
うるパツカー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、この発明のパツカーは、先
端側に吐出孔を有する中空パイプ状体の根元側外周面
を、岩盤固結用薬液が透過しうる液透過性シートで囲
い、その両端部を上記根元側外周面に固定することによ
り液透過性袋体に形成し、上記袋体外側から袋体中心側
に岩盤固結用薬液を圧入するためのチユーブを取り付け
たという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、このパツカーは、根元側周面に岩盤固結用薬
液を透過しうる液透過性袋体を取付けるとともに、この
液透過性袋体に液圧入用チユーブを連結している。した
がつて、このパツカーを、岩盤に穿孔した孔内に挿入
し、その状態で、上記液圧入用チユーブを介して液透過
性袋体内に、ウレタン樹脂液等の岩盤固結用薬液を注入
すると、その注入圧力で液透過性袋体が瞬間的に膨脹し
孔壁面に圧接すると同時に、その外周面から岩盤に向か
つて上記岩盤固結用薬液が浸透し、そこで固結する。こ
の固結により、パツカーが上記袋体を介して孔内壁面に
接着固定される。この接着固定により、通常の地盤はも
ちろん、湧水等のある軟弱な地山でもパツカーを確実に
固定できるようになり、また岩盤に穿孔した孔の開口を
完全に閉塞した状態で、孔の奥側に岩盤固結用薬液を吐
出できるようになる。したがって、孔外へ上記薬液が漏
出することがなくなる。そして、上記パツカーを岩盤の
孔に挿入する際には、液透過性袋体をしぼませた状態に
することができるため、湧水によつて、穿孔した孔が崩
壊しかかつた場合でも、容易にパツカーを孔内に挿入で
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を示している。すなわ
ち、図において、１は後端が開口した中空パイプ状のパ
ツカー本体であり、外径27mm,内径14mmで全長が略2mに
設定されている。このパツカー本体１は、先端が尖つて
いて、先端側の周面に複数の吐出孔２が所定間隔で穿設
されている。そして、根元側（後端側）には綿製のメリ
ヤスからなる袋部３が外周に沿つて巻かれ、この袋部３
の後端部から内部に連通するナイロンチユーブ４が延設
されている。上部袋部３は、第２図に示すように、二重
構造になつており、筒状の布3a,3bを２枚重ね合わせて
パツカー本体１の根元側に外嵌し、それらの後端側を、
ビニールテープ５とCVバンド６でパツカー本体１の外周
面に固定したのち、全体を反転させて前端側をパツカー
本体１の後端側に移動され、ナイロンチユーブ４の先端
部を収容した状態で筒状布3a,3bの後端側（反転して後
端側になつた部分）をビニールテープ５とCVバンド６と
でパツカー本体１の外周面に固定することにより構成さ
れている。上記ナイロンチユーブ４の固定は、パツカー
本体１の外周面に長手方向に沿つてナイロンチユーブ４
を沿わせ、その状態で、ナイロンチユーブ４の先端をビ
ニールテープ５の巻回によりパツカー本体１に固定し、
ナイロンチユーブ４の後端側をビニールテープ５とCVバ
ンド６とでパツカー本体１に固定することによりなされ
ている。第１図において、７はナイロンチユーブ４の後
端部に取り付けられた連結用金具であり、異径ニツプル
とカプラーで構成されている。なお、上記袋部３は、全
体の長さが50cmで、先端内側の下り返し部分の長さが10
cmに設定されている。また、上記パツカー本体１は、略
中央部を境にして前部側と後部側とに２分割されてお
り、これらをねじ継手（図示せず）で継合して構成され
ている。そして、上記前部側における継合部分の内周側
に段部が設けられ、そこに第３図（ａ），（ｂ）に示す
静止ミキサー８が先端側（図示の左側部分）をパツカー
本体１の先端側に向けた状態で挿入され根元側リング９
を上記段部に係合されて固定されている。上記静止ミキ
サー８には、根元側リング部９の中心から前方（矢印Ｘ
方向）に延びる線状中心軸8aを中心に、左半分にＶ字状
２重羽根8bが一定間隔で傾斜配設され、右半分には１重
羽根8cが一定間隔で傾斜配設され、パツカー本体１内に
圧入されたウレタン樹脂のＡ液およびＢ液をそれぞれ左
半分，右半分に受け入れ上記両液を同方向（矢印A,B方
向）に旋回させながら移送するようになつている。この
場合、右半分には１重羽根8c、左半分にはＶ字状２重羽
根8bが設けられ、ウレタン樹脂が右半分から左半分に旋
回移行すると、入口側が広く出口側が狭隘になつている
Ｖ字状２重羽根8bの作用によつて流速が速められ、左半
分から右半分に戻ると初期速度に戻る。すなわち、Ａ
液,B液は左半分，右半分の流速の差により、同方向に旋
回しながらミキシングされるのであり、注入時の初期流
速を維持したままミキシングされ前方に送られる。した
がつて、硬化の著しく速いウレタン樹脂を圧入する場合
においてウレタン樹脂を途中で硬化させることなくミキ
シング移送し先端から円滑に吐出させうるようになつて
いる。また、パツカー本体１の後端には逆止弁付継手
（図示せず）をら合するためのねじ部が形成されてい
る。

この構成において、まず、削岩機等を用いて、トンネル
切羽先端の天盤部に上向き（角度θ＝10〜20゜）の状態
で孔を穿設し、パツカー本体１の後端部およびナイロン
チユーブ４の連結用金具７に、ウレタン樹脂圧入ポンプ
のホース（図示せず）を連結する。ついで、第４図に示
すように、天盤部10に設けた孔の中に、袋部３を折り畳
んでしぼませた状態のパツカーを挿入すると同時に、ナ
イロンチユーブ４から袋部３にウレタン樹脂を圧入す
る。その結果、第５図に示すように、袋部３は瞬間的に
膨脹して、その表面が孔の壁面に圧接し、パツカー本体
１の外周部と孔の壁面との隙間を塞ぐ。それと略同時
に、袋部３の表面からウレタン樹脂が滲みでて天盤部10
の鎖線Ｃの部分まで浸透し、そこで硬化する。これによ
つてパツカー本体１は上記孔壁に接着固定され、ウレタ
ン樹脂の高圧力吐出の反動による脱落や湧水等によつて
流出することがない。この際、袋部３が二重に構成され
ているため、湧水等が勢いよく出ていても、すぐには内
袋3b内には到達せず、したがつて、湧水による上記袋部
３の膨脹阻害は回避される。このようにしてパツカー本
体１が固定され、かつパツカー本体１と孔壁との隙間も
塞がれた段階で、パツカー本体１にウレタン樹脂を圧入
し、これを吐出孔２から孔内に吐出させ、孔の奥側に対
応する天盤部10の鎖線Ｄの部分に浸透させ、硬化させ
る。このようにしてウレタン樹脂の固結領域を、第６図
に示すように天盤部10の天井部に、または第７図に示す
ように天盤部10のアーチに沿つて連続的に形成すること
により、パツカー本体の１を残置したままで天盤部10の
補強がなされる。第６図および第７図において、11はパ
ツカー本体１に対する薬液の接合ユニット、12はそのホ
ース、13は支保工、14は固結領域である。

このように、この発明のパツカーは、袋部３をしぼませ
た状態で、孔内に挿入でき、挿入後、直ちに袋部３に速
硬性のウレタン樹脂を圧入し袋部３を膨らませ、かつ薬
液を浸透させるようにしている。したがつて、パツカー
を孔内に容易に挿入できるとともに、湧水等のある地山
であつても、湧水に流されることなく、迅速にパツカー
本体１を孔内に固定でき、かつパツカー本体１と孔壁と
の隙間を塞ぐことができる。その結果、パツカー工法が
従来不可能とされていた湧水の多い軟弱地盤地帯に対し
ても使用可能となる。また、袋部３が二重になつている
ため、湧水による袋部３の膨脹阻害は回避される。

〔発明の効果〕

この発明のパツカーは、以上のように構成されているた
め、湧水の多い軟弱な地盤に対しても使用でき、適用範
囲が極めて広くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の正面図、第２図はその要
部断面図、第３図（ａ）は静止ミキサーの斜視図，第３
図（ｂ）はその側面図、第４図および第５図はパツカー
の使用説明図、第６図はその施工状態を示す縦断面図、
第７図はその横断面図である。 １……パツカー本体、２……吐出孔、３……袋部、４…
…ナイロンチユーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端側に吐出孔を有する中空パイプ状体の
   根元側外周面を、岩盤固結用薬液が透過しうる液透過性
   シートで囲い、その両端部を上記根元側外周面に固定す
   ることにより液透過性袋体に形成し、上記袋体外側から
   袋体中心側に岩盤固結用薬液を圧入するためのチユーブ
   を取り付けたことを特徴とするパツカー。