JPH08188460A - 一液型裏込め添加剤および該添加剤を用いた工事方法 - Google Patents
一液型裏込め添加剤および該添加剤を用いた工事方法Info
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- JPH08188460A JPH08188460A JP7001047A JP104795A JPH08188460A JP H08188460 A JPH08188460 A JP H08188460A JP 7001047 A JP7001047 A JP 7001047A JP 104795 A JP104795 A JP 104795A JP H08188460 A JPH08188460 A JP H08188460A
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
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- C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 推進もしくはシールド工法に使用する、少量
の添加で流動性に優れブリージングのない高品質な裏込
め材を簡単に作液できる一液型裏込め添加剤を提供す
る。 【構成】 多糖類系高分子１００重量部と、珪酸塩物質
２０〜２００重量部と、セメント急結剤または硬化促進
剤２０〜２００重量部と、分散剤０〜１０重量部を含有
する推進工法もしくはシールド工法用一液型裏込め添加
剤。
の添加で流動性に優れブリージングのない高品質な裏込
め材を簡単に作液できる一液型裏込め添加剤を提供す
る。 【構成】 多糖類系高分子１００重量部と、珪酸塩物質
２０〜２００重量部と、セメント急結剤または硬化促進
剤２０〜２００重量部と、分散剤０〜１０重量部を含有
する推進工法もしくはシールド工法用一液型裏込め添加
剤。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水道管等を布設する
推進（押管）工法もしくはトンネル掘削工事等における
シールド工法に使用する一液型裏込め添加剤に関するも
のである。
推進（押管）工法もしくはトンネル掘削工事等における
シールド工法に使用する一液型裏込め添加剤に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の推進工法では、地山を掘削しなが
ら推進管を押込み、その推進管と地山の布設空隙部分
（以下、「テールボイド」という。）に一時的に滑剤を
注入して推進管と地山の摩擦を減らし、目的の到達坑ま
で油圧ジャッキを用いて推進を行っている。このときの
滑剤の注入を一次注入といい、基本的には到達坑に達す
るまで注入される。到達した後は布設管を保護し、地盤
沈下により建造物等へ悪影響が及ばないように、強度発
現性を有する裏込め材をテールボイドに注入する。この
ときの裏込め材の注入を二次注入という。またシールド
工法では、シールド掘進機により掘削した地山の覆工方
法としてセグメントを組み立て、地山とセグメントのテ
ールボイドに裏込め材を注入することにより、セグメン
トの固定や地山の緩みおよび漏水を防止し、地表面沈下
を防いでいる。
ら推進管を押込み、その推進管と地山の布設空隙部分
（以下、「テールボイド」という。）に一時的に滑剤を
注入して推進管と地山の摩擦を減らし、目的の到達坑ま
で油圧ジャッキを用いて推進を行っている。このときの
滑剤の注入を一次注入といい、基本的には到達坑に達す
るまで注入される。到達した後は布設管を保護し、地盤
沈下により建造物等へ悪影響が及ばないように、強度発
現性を有する裏込め材をテールボイドに注入する。この
ときの裏込め材の注入を二次注入という。またシールド
工法では、シールド掘進機により掘削した地山の覆工方
法としてセグメントを組み立て、地山とセグメントのテ
ールボイドに裏込め材を注入することにより、セグメン
トの固定や地山の緩みおよび漏水を防止し、地表面沈下
を防いでいる。
【０００３】推進工法に使用する裏込め材もシールド工
法に使用する裏込め材も、基本的には同じ性質が求めら
れる。すなわち、１）圧送可能な流動性を有すること、
２）目的とする空隙部分に充填できること、３）充填さ
れた裏込め材が硬化するまでに材料分離や遊離水（以
下、「ブリージング」という。）が生じないこと、４）
早期に均一で地山相当の強度が得られること、５）硬化
後の体積の減少が少ないこと、６）無公害で安価なこと
等である。
法に使用する裏込め材も、基本的には同じ性質が求めら
れる。すなわち、１）圧送可能な流動性を有すること、
２）目的とする空隙部分に充填できること、３）充填さ
れた裏込め材が硬化するまでに材料分離や遊離水（以
下、「ブリージング」という。）が生じないこと、４）
早期に均一で地山相当の強度が得られること、５）硬化
後の体積の減少が少ないこと、６）無公害で安価なこと
等である。
【０００４】これまでに使用されてきた裏込め材の材料
としては、大きく分けて水，硬化発現材および骨材や添
加剤がある。硬化発現材としてはセメント系，スラグ等
が挙げられる。骨材や添加剤としては、ミキサー等で一
度に調合を行う一液型裏込め材の場合、ベントナイト，
陶土，珪藻土，クレーサンド，山粘土，砂，石灰石等の
骨材，石灰，石膏，無機塩類等のゲル化促進剤，気泡
剤，アルミニウム粉末等のエア発生剤、ポリ塩化アルミ
ニウム，硫酸アルミニウム等の可塑剤、パルプや植物繊
維を主成分とした繊維系添加剤等が挙げられる。また、
一液型裏込め材を注入主材のＡ液とし、ゲル化剤または
可塑剤をＢ液として、両液を注入孔付近で合流混合させ
て間隙に充填する二液性裏込め材では、ゲル化剤または
可塑剤として水ガラス，アルミニウム塩系等が用いられ
ている。
としては、大きく分けて水，硬化発現材および骨材や添
加剤がある。硬化発現材としてはセメント系，スラグ等
が挙げられる。骨材や添加剤としては、ミキサー等で一
度に調合を行う一液型裏込め材の場合、ベントナイト，
陶土，珪藻土，クレーサンド，山粘土，砂，石灰石等の
骨材，石灰，石膏，無機塩類等のゲル化促進剤，気泡
剤，アルミニウム粉末等のエア発生剤、ポリ塩化アルミ
ニウム，硫酸アルミニウム等の可塑剤、パルプや植物繊
維を主成分とした繊維系添加剤等が挙げられる。また、
一液型裏込め材を注入主材のＡ液とし、ゲル化剤または
可塑剤をＢ液として、両液を注入孔付近で合流混合させ
て間隙に充填する二液性裏込め材では、ゲル化剤または
可塑剤として水ガラス，アルミニウム塩系等が用いられ
ている。
【０００５】裏込め材として最も重要な性質の一つであ
るブリージングの発生を極力防ぐために、従来の裏込め
材では、陶土，山粘土，珪藻土等の骨材を多量に使用し
て裏込めスラリー中の固形分濃度を高めたり、ベントナ
イト，石膏，石灰および無機塩類を添加してセメントと
の凝集や反応を生じさせてゲル化を起したり、水ガラス
等の可塑剤を二液性裏込め材のＢ液として使用したりし
ている。しかし、これらの中には、ブリージングを防止
することが困難なものがある。とりわけ、ミキサーに裏
込め材を残したまま追加作液する追い練りの場合、セメ
ント中のカルシウムイオン等の塩類によって添加剤の機
能が阻害され、多くの裏込め材でブリージングの量が多
くなる傾向にある。また、仮にブリージングの問題が解
決したとしても、多くの裏込め材は数種類の添加剤を現
場で一つ一つ添加するために作液が煩雑になったり、添
加量が多く必要となったりする。このため、作業性が悪
く、また作液に伴う装置や裏込め材を送入するポンプ等
の設備が多数必要となり、裏込め添加剤の保管場所や機
材の設置場所の確保に苦労することがある。
るブリージングの発生を極力防ぐために、従来の裏込め
材では、陶土，山粘土，珪藻土等の骨材を多量に使用し
て裏込めスラリー中の固形分濃度を高めたり、ベントナ
イト，石膏，石灰および無機塩類を添加してセメントと
の凝集や反応を生じさせてゲル化を起したり、水ガラス
等の可塑剤を二液性裏込め材のＢ液として使用したりし
ている。しかし、これらの中には、ブリージングを防止
することが困難なものがある。とりわけ、ミキサーに裏
込め材を残したまま追加作液する追い練りの場合、セメ
ント中のカルシウムイオン等の塩類によって添加剤の機
能が阻害され、多くの裏込め材でブリージングの量が多
くなる傾向にある。また、仮にブリージングの問題が解
決したとしても、多くの裏込め材は数種類の添加剤を現
場で一つ一つ添加するために作液が煩雑になったり、添
加量が多く必要となったりする。このため、作業性が悪
く、また作液に伴う装置や裏込め材を送入するポンプ等
の設備が多数必要となり、裏込め添加剤の保管場所や機
材の設置場所の確保に苦労することがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の裏込
め材は、ブリージングの発生をなくすために陶土や珪藻
土等の骨材の量を多量に添加したり、添加剤を複数使用
していたため、作液が複雑になったり、設備を多く必要
としていた。また、ブリージングを完全に抑えることが
困難な上に、さらに追い練りすることによってブリージ
ングの発生が多くなるため、作液する毎にミキサーを洗
浄したり、二次的に裏込め材を注入し直したりして対処
してきた。本発明の目的は、水，セメントに１種類の添
加剤を少量加えるだけで、流動性に優れかつブリージン
グのない高品質な裏込め材を簡単に作液できる、一液型
裏込め添加剤を提供することにある。
め材は、ブリージングの発生をなくすために陶土や珪藻
土等の骨材の量を多量に添加したり、添加剤を複数使用
していたため、作液が複雑になったり、設備を多く必要
としていた。また、ブリージングを完全に抑えることが
困難な上に、さらに追い練りすることによってブリージ
ングの発生が多くなるため、作液する毎にミキサーを洗
浄したり、二次的に裏込め材を注入し直したりして対処
してきた。本発明の目的は、水，セメントに１種類の添
加剤を少量加えるだけで、流動性に優れかつブリージン
グのない高品質な裏込め材を簡単に作液できる、一液型
裏込め添加剤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、1)
添加量が少量である、2)添加剤の種類が１種類であり、
作液が簡単である、3)追い練りしてもブリージングが発
生しない、といった性質をもつ裏込め添加剤について鋭
意研究を重ねてきた結果、本発明を完成するに至った。
請求項１に記載の推進工法もしくはシールド工法用一液
型裏込め添加剤は、多糖類系高分子１００重量部と、珪
酸塩物質２０〜２００重量部と、セメント急結剤または
硬化促進剤２０〜２００重量部と、分散剤０〜１０重量
部を含有することを特徴とする。請求項２に記載の推進
工法もしくはシールド工法用一液型裏込め添加剤は、多
糖類系高分子１００重量部と、珪酸塩物質２０〜２００
重量部と、セメント急結剤または硬化促進剤２０〜２０
０重量部と、分散剤０〜１０重量部と、無機系もしくは
有機系の増量剤４００重量部以下を含有することを特徴
とする。請求項３に記載の推進工法もしくはシールド工
法用一液型裏込め添加剤は、請求項１または請求項２に
記載の添加剤であって、無機系もしくは有機系の助剤を
含有することを特徴とする。請求項４に記載の推進工事
もしくはシールド工事の方法は、請求項１〜請求項３の
いずれかに記載の一液型裏込め添加剤を水およびセメン
トに添加して裏込め材を作液する工程を含むことを特徴
とする。請求項５に記載の推進工事もしくはシールド工
事の方法は、、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
一液型裏込め添加剤中の個々の材料を現場で水およびセ
メントに添加して裏込め材を作液する工程を含むことを
特徴とする。
添加量が少量である、2)添加剤の種類が１種類であり、
作液が簡単である、3)追い練りしてもブリージングが発
生しない、といった性質をもつ裏込め添加剤について鋭
意研究を重ねてきた結果、本発明を完成するに至った。
請求項１に記載の推進工法もしくはシールド工法用一液
型裏込め添加剤は、多糖類系高分子１００重量部と、珪
酸塩物質２０〜２００重量部と、セメント急結剤または
硬化促進剤２０〜２００重量部と、分散剤０〜１０重量
部を含有することを特徴とする。請求項２に記載の推進
工法もしくはシールド工法用一液型裏込め添加剤は、多
糖類系高分子１００重量部と、珪酸塩物質２０〜２００
重量部と、セメント急結剤または硬化促進剤２０〜２０
０重量部と、分散剤０〜１０重量部と、無機系もしくは
有機系の増量剤４００重量部以下を含有することを特徴
とする。請求項３に記載の推進工法もしくはシールド工
法用一液型裏込め添加剤は、請求項１または請求項２に
記載の添加剤であって、無機系もしくは有機系の助剤を
含有することを特徴とする。請求項４に記載の推進工事
もしくはシールド工事の方法は、請求項１〜請求項３の
いずれかに記載の一液型裏込め添加剤を水およびセメン
トに添加して裏込め材を作液する工程を含むことを特徴
とする。請求項５に記載の推進工事もしくはシールド工
事の方法は、、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
一液型裏込め添加剤中の個々の材料を現場で水およびセ
メントに添加して裏込め材を作液する工程を含むことを
特徴とする。
【０００８】本発明で用いられる多糖類系高分子として
は、ヘテログリカン，ペントグリカン，ガラクタン，フ
リクタン，セルロース，デンプン，マンナン，ポリウロ
ン酸またはこれらのアルカリ塩のうち１種類もしくは２
種類以上が用いられる。これらは一般的に、コンニャク
粉，グアーガム，アラビアゴム，ペクチン，アルギン
酸，トラガントガム，ローカストビーンガム，メチルセ
ルロース，カルボキシメチルセルロース，ヒドロキシエ
チルセルロース，デキストリン，キサンタンガム等の名
称で知られている。中でもヘテログリカン類の使用が好
ましく、特にヘテログリカン類のグアーガムが最適であ
る。多糖類系高分子の添加量は、水１００重量部に対し
て０．５〜５重量部であり、好ましくは０．８〜２．８
重量部である。０．５重量部未満であると遊離水を発生
しやすく、５重量部を超えると増粘作用が大きくなり、
圧送に支障を来すようになると同時に硬化時間が極めて
遅くなる。
は、ヘテログリカン，ペントグリカン，ガラクタン，フ
リクタン，セルロース，デンプン，マンナン，ポリウロ
ン酸またはこれらのアルカリ塩のうち１種類もしくは２
種類以上が用いられる。これらは一般的に、コンニャク
粉，グアーガム，アラビアゴム，ペクチン，アルギン
酸，トラガントガム，ローカストビーンガム，メチルセ
ルロース，カルボキシメチルセルロース，ヒドロキシエ
チルセルロース，デキストリン，キサンタンガム等の名
称で知られている。中でもヘテログリカン類の使用が好
ましく、特にヘテログリカン類のグアーガムが最適であ
る。多糖類系高分子の添加量は、水１００重量部に対し
て０．５〜５重量部であり、好ましくは０．８〜２．８
重量部である。０．５重量部未満であると遊離水を発生
しやすく、５重量部を超えると増粘作用が大きくなり、
圧送に支障を来すようになると同時に硬化時間が極めて
遅くなる。
【０００９】珪酸塩物質としては、メタ珪酸ナトリウ
ム，オルト珪酸ナトリウム，二珪酸ナトリウム，四珪酸
ナトリウム，メタ珪酸カルシウムおよびオルト珪酸カル
シウム等の珪酸アルカリ塩類のうち１種類もしくは２種
類以上を用いることができ、特にメタ珪酸ナトリウムが
好ましい。珪酸塩物質の配合割合は、多糖類系高分子１
００重量部に対して２０〜２００重量部、好ましくは６
０〜１５０重量部である。また、水１００重量部に対し
ての添加量は、０．１５〜８重量部であり、好ましくは
０．４〜４．０重量部である。０．１５重量部未満であ
ると遊離水を発生しやすく、かつ強度の発現が遅く地山
以上の強度にまで至らない。８重量部を超えると増粘作
用が大きくなる。
ム，オルト珪酸ナトリウム，二珪酸ナトリウム，四珪酸
ナトリウム，メタ珪酸カルシウムおよびオルト珪酸カル
シウム等の珪酸アルカリ塩類のうち１種類もしくは２種
類以上を用いることができ、特にメタ珪酸ナトリウムが
好ましい。珪酸塩物質の配合割合は、多糖類系高分子１
００重量部に対して２０〜２００重量部、好ましくは６
０〜１５０重量部である。また、水１００重量部に対し
ての添加量は、０．１５〜８重量部であり、好ましくは
０．４〜４．０重量部である。０．１５重量部未満であ
ると遊離水を発生しやすく、かつ強度の発現が遅く地山
以上の強度にまで至らない。８重量部を超えると増粘作
用が大きくなる。
【００１０】上記組成のセメント急結剤または硬化促進
剤としては、炭酸ナトリウム，炭酸水素ナトリウム，炭
酸カルシウム，塩化カルシウム，塩化ナトリウム，塩化
マグネシウム，アルミン酸ナトリウム，カルシウムサル
ホアルミネート，石灰，石膏，硫酸ナトリウム等の無機
塩系と、ジエタノールアミン，トリエタノールアミンな
どのアミン類やギ酸，酢酸，アクリル酸などの有機酸の
カルシウム塩類等の有機系のうち、１種類もしくは２種
類以上が用いられる。中でも炭酸ナトリウムの使用が好
ましい。セメント急結剤または硬化促進剤の配合割合
は、多糖類系高分子１００重量部に対して２０〜２００
重量部、好ましくは６０〜１５０重量部である。また、
水１００重量部に対しての添加量は、０．１５〜８重量
部、好ましくは０．４〜４重量部である。０．１５重量
部未満であると遊離水を発生しやすく、８重量部を超え
ると急結作用に伴う増粘作用が大きくなる。
剤としては、炭酸ナトリウム，炭酸水素ナトリウム，炭
酸カルシウム，塩化カルシウム，塩化ナトリウム，塩化
マグネシウム，アルミン酸ナトリウム，カルシウムサル
ホアルミネート，石灰，石膏，硫酸ナトリウム等の無機
塩系と、ジエタノールアミン，トリエタノールアミンな
どのアミン類やギ酸，酢酸，アクリル酸などの有機酸の
カルシウム塩類等の有機系のうち、１種類もしくは２種
類以上が用いられる。中でも炭酸ナトリウムの使用が好
ましい。セメント急結剤または硬化促進剤の配合割合
は、多糖類系高分子１００重量部に対して２０〜２００
重量部、好ましくは６０〜１５０重量部である。また、
水１００重量部に対しての添加量は、０．１５〜８重量
部、好ましくは０．４〜４重量部である。０．１５重量
部未満であると遊離水を発生しやすく、８重量部を超え
ると急結作用に伴う増粘作用が大きくなる。
【００１１】分散剤としては、リグニンスルフォン酸塩
系，オキシカルボン酸塩およびその誘導体系，アルキル
ベンゼンスルフォン酸塩系，アルキルアリルスルフォン
酸塩系，ナフタリンスルフォン酸塩系，メラミンフォル
マリン樹脂スルフォン酸塩系，芳香族多環縮合物スルフ
ォン酸塩系，ポリオキシエチレンアルキルエーテル系お
よび高級多価アルコール系のうち１種類もしくは２種類
以上が用いられる。分散剤の配合割合は、多糖類系高分
子１００重量部に対して０〜１０重量部である。また水
１００重量部に対しての添加量は、０〜１．５重量部で
あり、１．５重量部を超えるとブリージングが多くな
る。
系，オキシカルボン酸塩およびその誘導体系，アルキル
ベンゼンスルフォン酸塩系，アルキルアリルスルフォン
酸塩系，ナフタリンスルフォン酸塩系，メラミンフォル
マリン樹脂スルフォン酸塩系，芳香族多環縮合物スルフ
ォン酸塩系，ポリオキシエチレンアルキルエーテル系お
よび高級多価アルコール系のうち１種類もしくは２種類
以上が用いられる。分散剤の配合割合は、多糖類系高分
子１００重量部に対して０〜１０重量部である。また水
１００重量部に対しての添加量は、０〜１．５重量部で
あり、１．５重量部を超えるとブリージングが多くな
る。
【００１２】推進工法の工事現場が小さく、圧送距離が
短い時などの場合は、分散剤の使用を必要としないが、
シールド工事のように大規模な工事の場合、圧送距離が
長くなるとポンプ圧の増加を引き起こすので、ブリージ
ングを生じさせない程度に分散剤を添加し、流動性を改
善する必要がある。
短い時などの場合は、分散剤の使用を必要としないが、
シールド工事のように大規模な工事の場合、圧送距離が
長くなるとポンプ圧の増加を引き起こすので、ブリージ
ングを生じさせない程度に分散剤を添加し、流動性を改
善する必要がある。
【００１３】請求項２の増量剤としては、ベントナイ
ト，陶土，珪藻土，クレーサンド，シリカフューム，山
粘土，砂，石灰石等の無機系増量剤、およびパルプ、パ
ルプかすや植物繊維を主成分にした繊維系等の有機系増
量剤のうち１種類もしくは２種類以上が用いられる。中
でもベントナイト，珪藻土，クレーサンド等の使用が目
詰め効果、ブリージング調整の点からも好ましい。予め
本発明の一液型裏込め添加剤に混合する場合の増量剤の
配合割合は、多糖類系高分子１００重量部に対して４０
０重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。ま
た現場で増量剤を多糖類系高分子等とは別個に添加する
場合は、水１００重量部に対して５０重量部以下、好ま
しくは２５重量部以下で使用する。５０重量部を超える
と作液時の添加量が多くなり、少量で作液できる長所が
なくなる。増量剤は、目詰め材，充填剤およびブリージ
ング調整剤として用いられる。
ト，陶土，珪藻土，クレーサンド，シリカフューム，山
粘土，砂，石灰石等の無機系増量剤、およびパルプ、パ
ルプかすや植物繊維を主成分にした繊維系等の有機系増
量剤のうち１種類もしくは２種類以上が用いられる。中
でもベントナイト，珪藻土，クレーサンド等の使用が目
詰め効果、ブリージング調整の点からも好ましい。予め
本発明の一液型裏込め添加剤に混合する場合の増量剤の
配合割合は、多糖類系高分子１００重量部に対して４０
０重量部以下、好ましくは２００重量部以下である。ま
た現場で増量剤を多糖類系高分子等とは別個に添加する
場合は、水１００重量部に対して５０重量部以下、好ま
しくは２５重量部以下で使用する。５０重量部を超える
と作液時の添加量が多くなり、少量で作液できる長所が
なくなる。増量剤は、目詰め材，充填剤およびブリージ
ング調整剤として用いられる。
【００１４】地層内に裏込め材が逃げる逸泥が起こりや
すい砂層や砂礫層の現場に使用することが予めわかって
いる場合もしくは思いがけずに予期せぬ逸泥等が生じた
場合等においては、請求項１または請求項２に記載の裏
込め添加剤に対して、さらに、工事現場の状況に応じ
て、製造時予めもしくは現場で、無機系もしくは有機系
の助剤を添加して作液することができる。
すい砂層や砂礫層の現場に使用することが予めわかって
いる場合もしくは思いがけずに予期せぬ逸泥等が生じた
場合等においては、請求項１または請求項２に記載の裏
込め添加剤に対して、さらに、工事現場の状況に応じ
て、製造時予めもしくは現場で、無機系もしくは有機系
の助剤を添加して作液することができる。
【００１５】これらの助剤は、一般的に逸泥防止剤と呼
ばれているものであり、地層中へ裏込め材が逃げるのを
防ぐために使用される。また、工事現場で思いがけなく
逸泥が生じた時に、裏込め添加剤と併用して使用するこ
ともできる。無機系の助剤としては、スフェアライト，
雲母片，アスベストファイバー，発泡シリカ，蛭石およ
び軽量骨材等が，有機系の助剤としては、綿実，クルミ
殻，パルプ加工品および吸水性樹脂等が挙げられる。こ
れらの材料を逸泥の規模に応じて１種類もしくは２種類
以上の組み合わせで使用する。その際、請求項１または
請求項２に記載の裏込め添加剤の機能を損なわない範囲
で使用する。
ばれているものであり、地層中へ裏込め材が逃げるのを
防ぐために使用される。また、工事現場で思いがけなく
逸泥が生じた時に、裏込め添加剤と併用して使用するこ
ともできる。無機系の助剤としては、スフェアライト，
雲母片，アスベストファイバー，発泡シリカ，蛭石およ
び軽量骨材等が，有機系の助剤としては、綿実，クルミ
殻，パルプ加工品および吸水性樹脂等が挙げられる。こ
れらの材料を逸泥の規模に応じて１種類もしくは２種類
以上の組み合わせで使用する。その際、請求項１または
請求項２に記載の裏込め添加剤の機能を損なわない範囲
で使用する。
【００１６】本発明の一液型裏込め添加剤は、作液に際
し上記の添加材料を混合し一体にして使用することはも
ちろん、個々の添加材料を現場で添加して作液すること
もできる。しかし、作業性や品質管理等の面から、予め
混合ブレンドしたものを使用するのが最も好ましい。
し上記の添加材料を混合し一体にして使用することはも
ちろん、個々の添加材料を現場で添加して作液すること
もできる。しかし、作業性や品質管理等の面から、予め
混合ブレンドしたものを使用するのが最も好ましい。
【００１７】主材となる硬化発現剤としては、ポルトラ
ンド普通セメント，中庸熱ポルトランドセメント，早強
セメント，耐硫酸塩セメント，高炉セメント，フライア
ッシュセメント，シリカセメント等のセメント類および
スラグ−石灰系を用いることができる。最も好ましくは
ポルトランド普通セメントである。本発明の一液型裏込
め添加剤の使用に際して、セメントの添加順序は、水に
裏込め添加剤を添加する前後のどちらでもかまわない。
セメントの添加量は、水１００重量部に対して３０〜１
００重量部であり、好ましくは５０〜７０重量部であ
る。
ンド普通セメント，中庸熱ポルトランドセメント，早強
セメント，耐硫酸塩セメント，高炉セメント，フライア
ッシュセメント，シリカセメント等のセメント類および
スラグ−石灰系を用いることができる。最も好ましくは
ポルトランド普通セメントである。本発明の一液型裏込
め添加剤の使用に際して、セメントの添加順序は、水に
裏込め添加剤を添加する前後のどちらでもかまわない。
セメントの添加量は、水１００重量部に対して３０〜１
００重量部であり、好ましくは５０〜７０重量部であ
る。
【００１８】請求項１および請求項２に記載の一液型裏
込め添加剤は、水およびセメントに添加されると、セメ
ント、珪酸塩物質、セメント急結剤または硬化促進剤の
相互作用により、目的とするブリージングのない裏込め
材が作液され、かつ地山相当の強度が発現される。
込め添加剤は、水およびセメントに添加されると、セメ
ント、珪酸塩物質、セメント急結剤または硬化促進剤の
相互作用により、目的とするブリージングのない裏込め
材が作液され、かつ地山相当の強度が発現される。
【００１９】これらの成分の相互関係を説明する。多糖
類を水に添加しミキサーにて混練りすると、多糖類の増
粘作用により、ブリージングのないセメントスラリーを
作液することができる。しかし多糖類はセメントに対し
て遅硬性を有しており、強度の発現には至らず、裏込め
添加剤にはなり得ない。また、水にセメントを添加した
後に多糖類を添加し混練りすると、カルシウムイオン等
の塩類により、水和膨潤が抑制されて増粘性の低下をも
たらし、ブリージング量が増大する。
類を水に添加しミキサーにて混練りすると、多糖類の増
粘作用により、ブリージングのないセメントスラリーを
作液することができる。しかし多糖類はセメントに対し
て遅硬性を有しており、強度の発現には至らず、裏込め
添加剤にはなり得ない。また、水にセメントを添加した
後に多糖類を添加し混練りすると、カルシウムイオン等
の塩類により、水和膨潤が抑制されて増粘性の低下をも
たらし、ブリージング量が増大する。
【００２０】この多糖類に珪酸ナトリウム等の珪酸塩物
質を添加すること、セメントの水和反応の結果生ずる水
酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2 ）と珪酸塩物質との結
合が起こり、不溶性の珪酸カルシウム（ｎＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ2 ）が生成され、緻密な組織が作られる。これによ
り、強度の発現が多糖類単独の時に比べて速くなる。し
かし、多糖類の増粘作用が抑制され、ブリージング量が
調整できずに増大するため、これも裏込め添加剤として
用いることが難しい。
質を添加すること、セメントの水和反応の結果生ずる水
酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2 ）と珪酸塩物質との結
合が起こり、不溶性の珪酸カルシウム（ｎＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ2 ）が生成され、緻密な組織が作られる。これによ
り、強度の発現が多糖類単独の時に比べて速くなる。し
かし、多糖類の増粘作用が抑制され、ブリージング量が
調整できずに増大するため、これも裏込め添加剤として
用いることが難しい。
【００２１】多糖類と珪酸塩類に、セメント急結剤また
は硬化促進剤、例えば炭酸ナトリウムを加えることによ
り、多糖類の水和膨潤の抑制に働く余剰のカルシウムイ
オンと反応をして不溶性の炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ3 ）が生成するとともに、急結作用により可塑状固結
状態（流動状から固結に至る過程で、それ自体はすでに
流動性を失っているが、加圧すれば容易に流動する状態
をいう。）が生じるため、ブリージングの発生がなくな
る。また、作液した裏込め材を多少に関わらずミキサー
に残したまま追い練りした時も、上記の理由により多糖
類の働きを阻害させないため、ブリージングの発生がな
い。一方、多糖類とセメント急結剤または硬化促進剤の
みでは、ブリージング量を調整するのが困難である。し
たがって、多糖類、珪酸塩類およびセメント急結剤また
は硬化促進剤を用いることにより、初めて目的とする課
題が達せられる。
は硬化促進剤、例えば炭酸ナトリウムを加えることによ
り、多糖類の水和膨潤の抑制に働く余剰のカルシウムイ
オンと反応をして不溶性の炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ3 ）が生成するとともに、急結作用により可塑状固結
状態（流動状から固結に至る過程で、それ自体はすでに
流動性を失っているが、加圧すれば容易に流動する状態
をいう。）が生じるため、ブリージングの発生がなくな
る。また、作液した裏込め材を多少に関わらずミキサー
に残したまま追い練りした時も、上記の理由により多糖
類の働きを阻害させないため、ブリージングの発生がな
い。一方、多糖類とセメント急結剤または硬化促進剤の
みでは、ブリージング量を調整するのが困難である。し
たがって、多糖類、珪酸塩類およびセメント急結剤また
は硬化促進剤を用いることにより、初めて目的とする課
題が達せられる。
【００２２】裏込め材の作液に際しての各材料の添加順
序は、水に添加剤を添加してからセメントを加えても、
水にセメントを加えてから添加剤を添加してもよい。ど
ちらの順序でもブリージングがないため、連続して作液
するときに、ミキサーを洗浄することなしに追い練りす
ることが可能である。
序は、水に添加剤を添加してからセメントを加えても、
水にセメントを加えてから添加剤を添加してもよい。ど
ちらの順序でもブリージングがないため、連続して作液
するときに、ミキサーを洗浄することなしに追い練りす
ることが可能である。
【００２３】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
【００２４】実施例１〜３、比較例１〜５ 実施例１〜３および比較例１〜３で用いた裏込め添加剤
の配合割合を表１に示す。また、一般に市販されている
鉱物系の一液型裏込め添加剤も比較のために用い、比較
例４（商品名ウラゴメセッター、立花マテリアル社製）
および比較例５（商品名フィルクレー、和泉商事社製）
とした。
の配合割合を表１に示す。また、一般に市販されている
鉱物系の一液型裏込め添加剤も比較のために用い、比較
例４（商品名ウラゴメセッター、立花マテリアル社製）
および比較例５（商品名フィルクレー、和泉商事社製）
とした。
【００２５】
【表１】
【００２６】実施例１〜３、比較例１〜５で用いた裏込
め材の組成添加量、ブリージング率（初練り時）および
一軸圧縮強度の経日変化を表２に示す。また、ブリージ
ング率は次の式を用いて求めた。 ブリージング率＝（Ｆ／Ｍ）×１００ Ｆ：遊離水量（ｍｌ） Ｍ：総モルタル量（ｍｌ）
め材の組成添加量、ブリージング率（初練り時）および
一軸圧縮強度の経日変化を表２に示す。また、ブリージ
ング率は次の式を用いて求めた。 ブリージング率＝（Ｆ／Ｍ）×１００ Ｆ：遊離水量（ｍｌ） Ｍ：総モルタル量（ｍｌ）
【００２７】
【表２】 １）：裏込め材の物性は室温にて測定を行った。 ２）：ブリージング率は２４時間後の値を示す。 ３）：S.N.S(Set no strength ・・・・自立するが強度
のない状態） ４）：N.S.(not set・・・・自立性のない状態）
のない状態） ４）：N.S.(not set・・・・自立性のない状態）
【００２８】上記表２に示すように、市販されている鉱
物系の一液型裏込め添加剤に比較して本発明の裏込め添
加剤は、１０分の１から４分の１程度の少ない添加量
で、ブリージングのほとんどない裏込め材を作液でき
る。これは、多糖類，珪酸塩およびセメント急結剤また
は硬化促進剤の３種類の相互作用によるものであり、比
較例１〜３のように、多糖類のみの場合、あるいは多糖
類に珪酸塩またはセメント急結剤（硬化促進剤）の一方
だけを混合した場合は、強度の発現が極端に遅くなった
り、ブリージングが増加する傾向にあることがわかる。
物系の一液型裏込め添加剤に比較して本発明の裏込め添
加剤は、１０分の１から４分の１程度の少ない添加量
で、ブリージングのほとんどない裏込め材を作液でき
る。これは、多糖類，珪酸塩およびセメント急結剤また
は硬化促進剤の３種類の相互作用によるものであり、比
較例１〜３のように、多糖類のみの場合、あるいは多糖
類に珪酸塩またはセメント急結剤（硬化促進剤）の一方
だけを混合した場合は、強度の発現が極端に遅くなった
り、ブリージングが増加する傾向にあることがわかる。
【００２９】推進およびシールド工法関係の工事が行わ
れる深度範囲の地山の一軸圧縮強度は、そのほとんどが
５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下であり、一般的には２〜３ｋｇｆ
／ｃｍ2 と言われている。裏込め材の長期固結強度は、
通常、材令２８日目の強度を基準にしており、これまで
の実績や経験から、一液型裏込め材では約１０〜２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 程度以上あれば十分と言われている。実施
例１〜３の裏込め材は、７日強度で地山程度またはそれ
以上の強度を有し、２８日強度で３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上となり、裏込め材として十分使用が可能である。
れる深度範囲の地山の一軸圧縮強度は、そのほとんどが
５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下であり、一般的には２〜３ｋｇｆ
／ｃｍ2 と言われている。裏込め材の長期固結強度は、
通常、材令２８日目の強度を基準にしており、これまで
の実績や経験から、一液型裏込め材では約１０〜２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 程度以上あれば十分と言われている。実施
例１〜３の裏込め材は、７日強度で地山程度またはそれ
以上の強度を有し、２８日強度で３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上となり、裏込め材として十分使用が可能である。
【００３０】本発明の裏込め添加剤の特徴の一つとし
て、追い練りしてもブリージングが増加しないことが挙
げられる。初練りした裏込め材の２０容量％をミキサー
に残したまま、追加作液する追い練りによるブリージン
グ試験を、実施例２および比較例４〜５について行っ
た。その結果を表３に示す。
て、追い練りしてもブリージングが増加しないことが挙
げられる。初練りした裏込め材の２０容量％をミキサー
に残したまま、追加作液する追い練りによるブリージン
グ試験を、実施例２および比較例４〜５について行っ
た。その結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】上記表３に示すように、鉱物系の一液型裏
込め添加剤である比較例４〜５では、追い練りすること
によりブリージングが増加するのに対し、本発明の一液
型裏込め材では、ブリージングの増加が認められない。
込め添加剤である比較例４〜５では、追い練りすること
によりブリージングが増加するのに対し、本発明の一液
型裏込め材では、ブリージングの増加が認められない。
【００３３】裏込め材を長距離圧送する場合に、流動性
を保持している時間を可使時間といい、裏込め材の注入
が可能な時間の目安となる。この可使時間が短すぎると
作業性が悪くなるため、作業に融通性を持たせるには約
２時間の可使時間が必要と思われる。作液した裏込め材
の粘性や可使時間の測定方法として、図１に示すＰロー
ト（プレパックドフローコーン）を用いたＰフロー遅速
邸が挙げられる。図中、１は器具本体、２は吐出口、３
はモルタル注入線、４は上蓋、５はポイントゲージであ
る。吐出口２を指で押さえながら器具本体１にモルタル
注入線３までモルタル１７２５ｍｌを入れ、ポイントゲ
ージ５にて規定量かどうか確認する。指を離し、モルタ
ルが流下終了するまでの時間をもってＰフロー値とす
る。実施例２および比較例４〜５について行ったＰフロ
ー値の結果を表４に示す。
を保持している時間を可使時間といい、裏込め材の注入
が可能な時間の目安となる。この可使時間が短すぎると
作業性が悪くなるため、作業に融通性を持たせるには約
２時間の可使時間が必要と思われる。作液した裏込め材
の粘性や可使時間の測定方法として、図１に示すＰロー
ト（プレパックドフローコーン）を用いたＰフロー遅速
邸が挙げられる。図中、１は器具本体、２は吐出口、３
はモルタル注入線、４は上蓋、５はポイントゲージであ
る。吐出口２を指で押さえながら器具本体１にモルタル
注入線３までモルタル１７２５ｍｌを入れ、ポイントゲ
ージ５にて規定量かどうか確認する。指を離し、モルタ
ルが流下終了するまでの時間をもってＰフロー値とす
る。実施例２および比較例４〜５について行ったＰフロ
ー値の結果を表４に示す。
【００３４】
【表４】
【００３５】上記表４に示すように、本発明の一液型裏
込め添加剤は、市販されている比較例４〜５の一液型裏
込め添加剤に比べて、作業直後の粘性および可使時間と
も同等かそれ以上に優れている。
込め添加剤は、市販されている比較例４〜５の一液型裏
込め添加剤に比べて、作業直後の粘性および可使時間と
も同等かそれ以上に優れている。
【００３６】
【発明の効果】従来の裏込め材は、数種類の添加剤を現
場で調合して作液が行われていた。最近になって１種類
の添加剤で裏込め材が作液できる一液型裏込め添加剤が
市販されるようになったが、添加使用量が多く、また追
い練りすることによるブリージングの発生を防ぐことが
できなかった。本発明の一液型裏込め添加剤によれば、
従来の一液型裏込め添加剤に比べて、１０分の１から４
分の１程度の添加量ですむため、作業労力の軽減を図る
ことができると同時に、添加剤の保管場所も小さくてす
む。裏込め材の作液設備の自動プラント化も容易であ
る。
場で調合して作液が行われていた。最近になって１種類
の添加剤で裏込め材が作液できる一液型裏込め添加剤が
市販されるようになったが、添加使用量が多く、また追
い練りすることによるブリージングの発生を防ぐことが
できなかった。本発明の一液型裏込め添加剤によれば、
従来の一液型裏込め添加剤に比べて、１０分の１から４
分の１程度の添加量ですむため、作業労力の軽減を図る
ことができると同時に、添加剤の保管場所も小さくてす
む。裏込め材の作液設備の自動プラント化も容易であ
る。
【００３７】また、本発明にかかる裏込め添加剤を用い
た裏込め材は、作液初期の粘性が低く、流動性や可使時
間が良好にも関わらず、ブリージングの発生がほとんど
ない上に、追い練りによる作液でもブリージングが生じ
ないという優れた性状を有する。そのため、裏込め材
は、地山と布設管のテールボイドに確実に充填され、充
填された裏込め材の体積の減少もない。したがって、地
山の緩みや崩壊に伴う地表沈下を防止することができ
る。
た裏込め材は、作液初期の粘性が低く、流動性や可使時
間が良好にも関わらず、ブリージングの発生がほとんど
ない上に、追い練りによる作液でもブリージングが生じ
ないという優れた性状を有する。そのため、裏込め材
は、地山と布設管のテールボイドに確実に充填され、充
填された裏込め材の体積の減少もない。したがって、地
山の緩みや崩壊に伴う地表沈下を防止することができ
る。
【図１】図１は、Ｐフロー値の測定に使用するＰロート
（プレパックドフローコーン）器具の規格図である。
（プレパックドフローコーン）器具の規格図である。
１ 器具本体 ２ 吐出口 ３ モルタル注入線 ４ 上蓋 ５ ポイントゲージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 103:40
Claims (5)
- 【請求項１】 多糖類系高分子１００重量部と、珪酸塩
物質２０〜２００重量部と、セメント急結剤または硬化
促進剤２０〜２００重量部と、分散剤０〜１０重量部を
含有する推進工法もしくはシールド工法用一液型裏込め
添加剤。 - 【請求項２】 多糖類系高分子１００重量部と、珪酸塩
物質２０〜２００重量部と、セメント急結剤または硬化
促進剤２０〜２００重量部と、分散剤０〜１０重量部
と、無機系または有機系の増量剤４００重量部以下を含
有する推進工法もしくはシールド工法用一液型裏込め添
加剤。 - 【請求項３】 無機系または有機系の助剤を含有する、
請求項１または２に記載の推進工法もしくはシールド工
法用一液型裏込め添加剤。 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
一液型裏込め添加剤を、水およびセメントに添加して裏
込め材を作液する工程を含む、推進工事もしくはシール
ド工事の方法。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
一液型裏込め添加剤中の個々の材料を、現場で水および
セメントに添加して裏込め材を作液する工程を含む、推
進工事もしくはシールド工事の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00104795A JP3686441B2 (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | 一液型裏込め添加剤および該添加剤を用いた工事方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00104795A JP3686441B2 (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | 一液型裏込め添加剤および該添加剤を用いた工事方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08188460A true JPH08188460A (ja) | 1996-07-23 |
| JP3686441B2 JP3686441B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=11490647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00104795A Expired - Lifetime JP3686441B2 (ja) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | 一液型裏込め添加剤および該添加剤を用いた工事方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3686441B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002201635A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 置換工法 |
| JP2006111489A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Hakko Kogyo Kk | 固化方法及びこれに用いる固化剤 |
| JP2006347777A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Taisei Corp | 充填材および充填材を使用した構造物の構築方法 |
| JP2007320314A (ja) * | 2007-06-08 | 2007-12-13 | Hakko Kogyo Kk | 固化方法及びこれに用いる固化剤 |
-
1995
- 1995-01-09 JP JP00104795A patent/JP3686441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002201635A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 置換工法 |
| JP2006111489A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Hakko Kogyo Kk | 固化方法及びこれに用いる固化剤 |
| JP2006347777A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Taisei Corp | 充填材および充填材を使用した構造物の構築方法 |
| JP2007320314A (ja) * | 2007-06-08 | 2007-12-13 | Hakko Kogyo Kk | 固化方法及びこれに用いる固化剤 |
| JP4675937B2 (ja) * | 2007-06-08 | 2011-04-27 | 八光工業株式会社 | 固化方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3686441B2 (ja) | 2005-08-24 |
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