JPH0828200A - 空間部の充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地面或いは地下に形成された空間部を閉塞充
填して地表面の沈下及び崩落を生じないようにした空間
部の充填方法を提供する。 【構成】 石炭を粉状と成して瞬間的に燃焼させた時に
生ずる石炭灰の如きフライアッシュに水を加えた混合液
１２を人為的或いは自然に形成された空間部１３に注入
して空間部１１を閉塞充填させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地面又は地下に発掘した
空間部、或いは自然形成された空洞等を埋め戻して閉塞
充填させ沈下、崩落等を防止させるように成した空間部
の充填方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から人為的に地下採掘を行った鉱山
の坑道等が廃坑と成った場合、或いは道路下の水道やガ
ス管等の埋設工事、石油発掘後の空間部等で埋め戻しを
必要とする空間部への埋め戻し作業には種々の方法が提
案され、ガス管等の埋設工事では掘り起こした土砂を埋
め戻す作業は人為的或いは機械的に行われ、石油採油後
の空間部等には水等を流送する方法も行われている。更
に大谷石等の地下からの採掘等ではトンネル内の所定位
置に柱を残しながら、石切作業を進めて地下空間を形成
し、石切り後は地下空間を設置したままに成されてい
た。一般的にはこのような人為的に形成された地間空間
への埋め戻し作業は手積作業がほとんどであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の空間部
への土砂等の埋め立ては手積作業によって行われるため
に、作業員が地下空間部に入って作業を行わなくてはな
らない問題があった。このような狭隘な廃坑等の空間部
に人が入って手積作業を行う場合には崩落等の危険を伴
い、人間が入れない狭い場所では埋め戻しも出来ない弊
害があった。特に、坑道のように水平に掘り進めた空間
の埋め戻しでは充填する土砂の安息角に依存するすべり
角で土砂が傾斜して坑道内を完全に充填することが出来
ない問題があった。

【０００４】更に、近時大谷石の石切後の空洞等では、
大規模な落盤事故を起こし、このような石切り後の空間
部への土砂の埋め戻しが要望されているが、崩落を起こ
した地域の埋め立ては石切り時の採石等で埋め立てを行
っているが、過去に採石した空洞やトンネル内はどこに
あるかも解らず、当然、人間も入れない等の問題があっ
て、社会的にも大きな問題を惹起している。

【０００５】本発明は叙上の問題点を解消した空間部の
充填方法を提供するもので、その目的とするところは地
面或いは地下に形成された空間部を閉塞充填して地表面
の沈下、崩落を生じないように成した空間部の充填方法
を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は地
面又は地下を採掘して、或いは自然形成された空間部を
埋め戻して閉塞充填するように成した空間部の充填方法
において、フライアッシュと水とからなる混合液を上記
空間部に注入し、空間部を閉塞充填するように成したも
のである。

【０００７】本発明の第２の発明は地面又は地下を採掘
して、或いは自然形成された空間部を埋め戻して閉塞充
填するように成した空間部の充填方法において、フライ
アッシュと水とからなる混合液を撹拌する撹拌工程と、
上記空間部に連通するパイプを敷設する敷設工程と、上
記パイプを介して上記混合液を上記空間部へ流送又は圧
送させて閉塞充填するように成したものである。

【０００８】

【作用】本発明の空間部の充填方法はフライアッシュと
水との混合液をパイプを通して空間部に流送又は圧送し
て、空間内に充填された混合液に水締めを行うように成
したので、地下空間部に人間が入る必要もなく、崩落等
の危険にあうこともなく安全である。また、人間が入れ
ない狭い空間でも埋め戻すことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の空間部の充填方法を説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す空間部の充填方法説
明図であり、図２は本発明の他の実施例を示す空間部の
充填方法の説明図を示すものである。

【００１０】図１において、地盤９の所定位置に人為的
或いは自然に形成された空間部１１があるとする。この
場合の空間部の位置、形状は例えば超音波発振装置１０
等を用いて簡単に検知可能であるが、人為的に採掘した
空間部等ではその位置や形状が解っている場合が多い。

【００１１】本例の空間部への埋め立てには埋め立て材
料、即ち、充填材としてフライアッシュと水との混合液
が用いられる。一般にフライアッシュ（Fly Ash ）は炉
からガス流に運ばれて本質的に燃焼しない廃物である微
粒子を指すが、本発明では微粉炭に粉砕した石炭を爆発
的に燃焼させたときに生ずる石炭灰から成る灰の微細粒
子で粒度的にはセメントと略同様の３２５メッシュ程度
の粒度を有し、その形状は球形で流動性に富んだ性質を
有する。

【００１２】石炭は日本での消費量を見ると燃料用に増
加の傾向を示し、５０００万トンに達している。一方、
高能率発電用に用いるための加圧流動床燃焼複合発電
（ＰＦＢＣ）等では石炭を粉、或いは微粉炭として高圧
容器中で燃焼・反応させて高温、高圧のガスを取り出し
て発電させる技術が進められ、これら高圧容器中から取
り出される石炭灰（以下フライアッシュと記す）も多量
排出されるように成されている。このようなフライアッ
シュは年間で４００万トンに達し、例えば、瀝青炭等の
燃焼工程から発生する不燃焼残滓である小粒のクリンカ
はシンダとしてセメントの骨材等に利用されている。
又、セメント混和材としてフライアッシュセメントが市
販され、生コンクリートの流動性を高めてコンクリート
の仕上がりを良好にするために用いらている。

【００１３】上述の如き空間部への充填材としてのフラ
イアッシュ１をコンベア２或いはトラック等を介して撹
拌装置５へホッパー４を経て授入する。同時に水３をホ
ッパー４を介して撹拌装置５へ給水して、撹拌装置５内
でフライアッシュ１と水３とを混合させ低粘度混合流体
から高粒度混合体流体のスラリー状に混合させる。この
水３とフライアッシュ１の混合割合は空間部１１の地層
や地質に応じて選択する。例えば、通常は、重量比にお
いてフライアッシュ５５重量％、水４５重量％、比重に
おいてフライアッシュ１．８９に対し水１．０、容積比
（ネット）においてフライアッシュ４０：水６０の割合
が基準となる。

【００１４】前記施工に際し、地盤９が水はけのよい砂
等の地層の場合は、特に養生をしないが、水はけの悪い
地下水のある場合は、透水管をあらかじめセット（竪
形）し、井戸式ポンプで揚水する。更に、固結促進を必
要とする場合は、セメントおよび石灰等を混和する。

【００１５】撹拌装置５で充分に撹拌されたフライアッ
シュ１と水３との混合液は、例えばスラリー状と成さ
れ、吐出口からパイプ６を介して、例えばポンプ７で、
地盤９の地表から空間部１１間に圧入パイプ８を通して
混合液１２を空間部１１に圧送する。ポンプ７としては
例えばブレードレス（サンド）ポンプ等を用いることが
出来る。又、圧入パイプ８としては直径３インチ程度の
シームレス鋼材パイプ等を用いることが出来る。

【００１６】このように圧入パイプ８を介して空間部１
１に圧送された混合液１２は空間部１１の下方向から堆
積して空間部１１に充填される。空間部１１を囲繞する
側壁方向や下面から水分が地中に浸透し、水締めが自然
に行われる。この時の混合液１２の容積は最小となる
が、乾燥が進んでも粘度鉱物のようにひび割れが生ずる
ことはなく、セメントのように強い固化作用は特にない
が、空間部１１の壁面、即ち、側面方向に自由面を持た
ない場合はかなりの耐圧に耐えることが出来て、例えば
３００ｔ／ｍ² 程度の値となり、空間部１１への充填材
としては崩落や沈下を起こさない充填方法が得られる。

【００１７】上述の実施例では地下に人為的或いは自然
に形成された空洞等の空間部に圧入パイプ８を挿入して
混合液１２を圧送させた例を説明したが、比較的、地表
から浅い略地表に平行に発掘した空間部１１への埋め立
ての場合の充填方法を図２を用いて説明する。

【００１８】図２で空間部１１は例えば水平空間部１１
ｂと、この水平空間部１１ｂに連通する垂直空間部１１
ａ並びに地盤９の地表と連通している連通口１７とから
構成されているものとする。

【００１９】このような場合は圧入パイプ８を空間部１
１まで挿通する必要もなく、空間部１１に連通する連通
口１７へ注入パイプ１８から直接、混合液１２を注入す
るようになすか、図２に示すように撹拌部を有する混合
液注入タンク１５の排出口１６を空間部１１の連通口１
７上に持ち来たし、混合液注入タンク１５にフライアッ
シュ１と水３を注入し、撹拌部で撹拌した混合液１２を
排出口１６から直接、連通口１７を介して空間部に流し
込むように成す。

【００２０】空間部１１に流し込まれたスラリー状の混
合液１２は垂直空間部１１ａの底部より堆積を始め、次
に水平空間部に順次堆積して行き、最終的には全空間部
１１に混合液１２が充填される。

【００２１】次に空間部１１を囲繞する周辺部を介して
混合液１２中に含まれる水分１４は矢印で示すように浸
透して水締めが行われてフライアッシュ１の堆積層とな
る。

【００２２】上述の水締め時に、例えば空間部１１の下
面（底面）が図２のように水を吸収しがたい岩盤１９等
で構成されているときはセメントを混合液１２中に混入
して、固化作用を強めるように成すを可とする。

【００２３】上述のフライアッシュ及び水から成る混合
液は安息角１３、即ち、水締め後のフライアッシュ１の
滑り始める傾斜角は零度であるから、従来の手積みで土
砂を、水平空間部１１ｂに充填する場合のように所定の
安息角１３で土砂が傾斜して、充填が出来なくなるよう
な弊害も除去出来る。

【００２４】更に作業員が空間部に入って手積作業を行
うようなことがないので崩落事故もなく、狭隘な空間に
作業員が入れない場合でも空間部を完全に充填可能とな
る。

【００２５】尚、本発明は上述の各実施例に限定される
ことなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明の空間部の充填方法によれば、作
業員が空間部に入ることなく地面又は地下空間に形成さ
れた空間部を完全に閉塞充填させて、地面沈下や崩落を
防止することができる。

【００２７】又、充填材として空間部部内に充填するフ
ライアッシュは石炭の微粉灰で火力発電所等で大量に廃
棄される産業用の廃棄物であり、コスト的に安く、安息
角も零度に近く、セメントに近い粒度を持ち、自由面を
持たない空間部内に投入した時の耐圧は大きく、空間部
の充填材として充分に機能するものが得られる。さら
に、作業員が空間部に入らないので崩落事故もなく、か
つ作業員が入れない狭隘な空間でも充填可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空間部の充填方法の一実施例を説明す
るための構成図である。

【図２】本発明の空間部の充填方法の他の実施例を説明
するための構成図である。

【符号の説明】

１ フライアッシュ ３ 水 ５ 撹拌装置 ８ 圧入パイプ １２ 混合液 １１ 空間部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地面又は地下を採掘して或いは自然形成
   された空間部を埋め戻して閉塞充填するように成した空
   間部の充填方法において、 フライアッシュと水とからなる混合液を上記空間部に注
   入し、上記空間部を閉塞充填することを特徴とする空間
   部の充填方法。
2. 【請求項２】 地面又は地下を採掘して、或いは自然形
   成された空間部を埋め戻して閉塞充填するように成した
   空間部の充填方法において、 フライアッシュと水とからなる混合液を撹拌する撹拌工
   程と、 上記空間部に連通するパイプを敷設する敷設工程と、 上記パイプを介して上記混合液を上記空間部へ流送又は
   圧送させる工程とより成ることを特徴とする空間部の充
   填方法。
3. 【請求項３】 前記フライアッシュが微粉炭を燃焼させ
   た微粒子灰であることを特微とする請求項１又は２記載
   の空間部の充填方法。
4. 【請求項４】 前記フライアッシュにセメントを混合し
   て成ることを特微とする請求項１乃至３記載のいずれか
   １項記載の空間部の充填方法。