JPH1017354A - 裏込め注入材料 - Google Patents
裏込め注入材料Info
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- JPH1017354A JPH1017354A JP19165296A JP19165296A JPH1017354A JP H1017354 A JPH1017354 A JP H1017354A JP 19165296 A JP19165296 A JP 19165296A JP 19165296 A JP19165296 A JP 19165296A JP H1017354 A JPH1017354 A JP H1017354A
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- liquid
- cement
- mixing
- fly ash
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- 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
- C04B28/02—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 hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
(57)【要約】
【課題】 再掘削を伴うシールド工法に好適に使用可能
な裏込め注入材料を提供する。 【解決手段】 セメントスラリーと珪酸ソーダ水溶液と
からなる２液混合型裏込め注入材料であって、前記セメ
ントスラリーにポリマー混和増強剤を配合してなること
を特徴とする裏込め注入材料。
な裏込め注入材料を提供する。 【解決手段】 セメントスラリーと珪酸ソーダ水溶液と
からなる２液混合型裏込め注入材料であって、前記セメ
ントスラリーにポリマー混和増強剤を配合してなること
を特徴とする裏込め注入材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド工法でト
ンネル等を掘削する際に使用される裏込め注入材料に関
する。
ンネル等を掘削する際に使用される裏込め注入材料に関
する。
【０００２】
【従来の技術】シールド工法によるトンネル工事では、
その機構上、図１に示されるように、掘削された地山２
とセグメント１との間にテールボイドが発生し、この隙
間を埋めるために裏込め注入材料３が充填される。当
初、この裏込め注入材料３の役割は軽視され、地盤注入
材料、即ちセメントモルタル、セメントエアーモルタ
ル、セメントミルク等がそのまま裏込め注入材料として
使用されてきたが、これらの材料では注入直後の地山２
の沈下量を抑えることができず、安全性の問題や使用に
際して注意を要していた。
その機構上、図１に示されるように、掘削された地山２
とセグメント１との間にテールボイドが発生し、この隙
間を埋めるために裏込め注入材料３が充填される。当
初、この裏込め注入材料３の役割は軽視され、地盤注入
材料、即ちセメントモルタル、セメントエアーモルタ
ル、セメントミルク等がそのまま裏込め注入材料として
使用されてきたが、これらの材料では注入直後の地山２
の沈下量を抑えることができず、安全性の問題や使用に
際して注意を要していた。
【０００３】そこで最近では、セメントスラリー液（Ａ
液）と珪酸ソーダ水溶液（Ｂ液）とを注入直前に混合
し、直ちにゲル化させる２液混合型の裏込め注入材料が
多く使用されている。この２液混合型の裏込め注入材料
は、充填時に初期強さ発現に優れる事や地山の沈下を抑
制する事は勿論、その他にＡ液、Ｂ液共に流動性に優
れ、またＡ液とＢ液とが混合後に全くブリージングを生
じない等優れた特性を持っている材料である。
液）と珪酸ソーダ水溶液（Ｂ液）とを注入直前に混合
し、直ちにゲル化させる２液混合型の裏込め注入材料が
多く使用されている。この２液混合型の裏込め注入材料
は、充填時に初期強さ発現に優れる事や地山の沈下を抑
制する事は勿論、その他にＡ液、Ｂ液共に流動性に優
れ、またＡ液とＢ液とが混合後に全くブリージングを生
じない等優れた特性を持っている材料である。
【０００４】一方シールド工法では、前面に掘削機を取
り付けた円筒状の鋼製の筒、即ちシールドマシーンを地
山２に押しつけ、土砂を保護しながら掘削し、トンネル
内部の掘削土を排出すると同時に、その後方でセグメン
ト１の組み立て、裏込め注入材料３の充填といった一連
の工程を連続的に行うことによってトンネルを形成す
る。従って、施工後にトンネルは概略完成し、その後は
僅かに防水等を目的に追加履工が行われることが一般的
である。
り付けた円筒状の鋼製の筒、即ちシールドマシーンを地
山２に押しつけ、土砂を保護しながら掘削し、トンネル
内部の掘削土を排出すると同時に、その後方でセグメン
ト１の組み立て、裏込め注入材料３の充填といった一連
の工程を連続的に行うことによってトンネルを形成す
る。従って、施工後にトンネルは概略完成し、その後は
僅かに防水等を目的に追加履工が行われることが一般的
である。
【０００５】しかし近年、施工されるシールドトンネル
は大型化の傾向にあり、またその形状も円筒型に限らな
い等シールド工事は益々複雑になってきている。このよ
うな場合、シールドマシーン径の大型化がコスト高につ
ながることや、トンネル内部土砂排出量が膨大になる等
の理由から、一度の施工でトンネルの概略を完成させる
ことは非常に難しく、従来の技術に代わって様々なシー
ルド工法が採用されている。例えば、図２に示されるよ
うに、平行する複数（図示の例では２機）のシールドマ
シーンで同時に地山２を掘削し、それぞれの掘削部分に
セグメント１の組み立て並びに裏込め注入材料３を充填
して一旦トンネル型枠を形成し、その後に両セグメント
１間の再掘削部４の土砂を排出し、トンネルの概略を完
成させるといったような方法も提案されている。この例
に限らず、最新工法ではトンネル内部を再び掘削するこ
とが多く、その場合、土砂とともに最初の掘削の際に充
填されていた裏込め注入材料も掘削される。
は大型化の傾向にあり、またその形状も円筒型に限らな
い等シールド工事は益々複雑になってきている。このよ
うな場合、シールドマシーン径の大型化がコスト高につ
ながることや、トンネル内部土砂排出量が膨大になる等
の理由から、一度の施工でトンネルの概略を完成させる
ことは非常に難しく、従来の技術に代わって様々なシー
ルド工法が採用されている。例えば、図２に示されるよ
うに、平行する複数（図示の例では２機）のシールドマ
シーンで同時に地山２を掘削し、それぞれの掘削部分に
セグメント１の組み立て並びに裏込め注入材料３を充填
して一旦トンネル型枠を形成し、その後に両セグメント
１間の再掘削部４の土砂を排出し、トンネルの概略を完
成させるといったような方法も提案されている。この例
に限らず、最新工法ではトンネル内部を再び掘削するこ
とが多く、その場合、土砂とともに最初の掘削の際に充
填されていた裏込め注入材料も掘削される。
【０００６】従って、再掘削を伴う工法に使用される裏
込め注入材料には、充填箇所の維持能力に加えてある程
度掘削し易いことが要求される。ここで、充填箇所の維
持には裏込め注入材料のせん断強さが影響し、一方再掘
削のし易さには圧縮強さが影響するが、従来の裏込め注
入材料はこれらの要求を同時に満足し得るものではな
く、掘削性を要求すると充填箇所を安定に維持するのに
必要なせん断強さを確保できない。また通常シールド工
事では、裏込め注入材料はセグメントと地山の間に囲ま
れており、乾燥雰囲気に晒されることはないが、再掘削
を伴う工法では裏込め注入材料は一定期間乾燥雰囲気下
におかれるため、乾燥収縮により亀裂を生じる可能性も
ある。
込め注入材料には、充填箇所の維持能力に加えてある程
度掘削し易いことが要求される。ここで、充填箇所の維
持には裏込め注入材料のせん断強さが影響し、一方再掘
削のし易さには圧縮強さが影響するが、従来の裏込め注
入材料はこれらの要求を同時に満足し得るものではな
く、掘削性を要求すると充填箇所を安定に維持するのに
必要なせん断強さを確保できない。また通常シールド工
事では、裏込め注入材料はセグメントと地山の間に囲ま
れており、乾燥雰囲気に晒されることはないが、再掘削
を伴う工法では裏込め注入材料は一定期間乾燥雰囲気下
におかれるため、乾燥収縮により亀裂を生じる可能性も
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の裏込め注入材料では、再掘削を伴う大型で且つ複
雑な各種シールド工法には適用できない。本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたものであり、再掘削を伴う
シールド工法に好適に使用可能な裏込め注入材料を提供
することにある。
従来の裏込め注入材料では、再掘削を伴う大型で且つ複
雑な各種シールド工法には適用できない。本発明はこの
ような事情に鑑みてなされたものであり、再掘削を伴う
シールド工法に好適に使用可能な裏込め注入材料を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、２液混合
型裏込め注入材料にポリマー混和増強剤を添加すること
により、充填箇所の維持に加えて掘削が容易になること
を見い出し、本発明を完成させるに至った。
型裏込め注入材料にポリマー混和増強剤を添加すること
により、充填箇所の維持に加えて掘削が容易になること
を見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】即ち、本発明は、（１）セメントスラリー
と珪酸ソーダ水溶液とからなる２液混合型裏込め注入材
料であって、前記セメントスラリーにポリマー混和増強
剤を配合してなることを特徴とする裏込め注入材料、
（２）前記ポリマー混和補強剤が、前記セメントスラリ
ー中のセメント量に対して０．５〜２０重量％配合され
ることを特徴とする前記（１）記載の裏込め注入材料、
（３）フライアッシュとセメントとを混合してなる硬化
材、遅延剤、ポリマー混和増強剤並びに水を配合してな
るＡ液と、珪酸ソーダ水溶液からなるＢ液とを混合して
なることを特徴とする裏込め注入材料、（４）フライア
ッシュとセメントとを重量混合比で８：２〜３：７の割
合で混合してなる硬化材と、前記セメント量に対して
０．１〜２重量％の遅延剤並びに０．５〜２０重量％の
ポリマー混和増強剤と、前記硬化材量に対して８０〜５
００重量％の水とを配合してなるＡ液と、珪酸ソーダ水
溶液からなるＢ液とを、Ａ液：Ｂ液＝９５：５〜８０：
２０の体積比で混合してなることを特徴とする裏込め注
入材料、（５）前記フライアッシュの平均粒径が１０μ
ｍ以下であることを特徴とする前記（３）または（４）
記載の裏込め注入材料、（６）前記Ａ液は、更に無機質
粘土鉱物からなる増粘材を該Ａ液１ｍ3 当たり８０ｋｇ
以下の割合で含むことを特徴とする前記（３）乃至
（５）の何れか一項に記載の裏込め注入材料、及び、
（７）前記Ａ液は、更に有機質増粘材を該Ａ液１ｍ3 当
たり５ｋｇ以下の割合で含むことを特徴とする前記
（３）乃至（５）の何れか一項に記載の裏込め注入材料
に関する。
と珪酸ソーダ水溶液とからなる２液混合型裏込め注入材
料であって、前記セメントスラリーにポリマー混和増強
剤を配合してなることを特徴とする裏込め注入材料、
（２）前記ポリマー混和補強剤が、前記セメントスラリ
ー中のセメント量に対して０．５〜２０重量％配合され
ることを特徴とする前記（１）記載の裏込め注入材料、
（３）フライアッシュとセメントとを混合してなる硬化
材、遅延剤、ポリマー混和増強剤並びに水を配合してな
るＡ液と、珪酸ソーダ水溶液からなるＢ液とを混合して
なることを特徴とする裏込め注入材料、（４）フライア
ッシュとセメントとを重量混合比で８：２〜３：７の割
合で混合してなる硬化材と、前記セメント量に対して
０．１〜２重量％の遅延剤並びに０．５〜２０重量％の
ポリマー混和増強剤と、前記硬化材量に対して８０〜５
００重量％の水とを配合してなるＡ液と、珪酸ソーダ水
溶液からなるＢ液とを、Ａ液：Ｂ液＝９５：５〜８０：
２０の体積比で混合してなることを特徴とする裏込め注
入材料、（５）前記フライアッシュの平均粒径が１０μ
ｍ以下であることを特徴とする前記（３）または（４）
記載の裏込め注入材料、（６）前記Ａ液は、更に無機質
粘土鉱物からなる増粘材を該Ａ液１ｍ3 当たり８０ｋｇ
以下の割合で含むことを特徴とする前記（３）乃至
（５）の何れか一項に記載の裏込め注入材料、及び、
（７）前記Ａ液は、更に有機質増粘材を該Ａ液１ｍ3 当
たり５ｋｇ以下の割合で含むことを特徴とする前記
（３）乃至（５）の何れか一項に記載の裏込め注入材料
に関する。
【００１０】本発明に係る裏込め注入材料は、ポリマー
混和増強剤の存在により、圧縮強さが掘削できる程度で
あるにも係わらずせん断強さが高く、又大気雰囲気下で
も乾燥収縮が少なく、充填箇所を安定に維持することが
できる。
混和増強剤の存在により、圧縮強さが掘削できる程度で
あるにも係わらずせん断強さが高く、又大気雰囲気下で
も乾燥収縮が少なく、充填箇所を安定に維持することが
できる。
【００１１】
【発明の実態の形態】以下、本発明に係る裏込め注入材
料を詳細に説明する。本発明の裏込め注入材料は、硬化
材を含む水スラリーからなるＡ液と、珪酸ソーダ水溶液
からなるＢ液とを充填箇所に注入直前に混合する２液混
合型である。
料を詳細に説明する。本発明の裏込め注入材料は、硬化
材を含む水スラリーからなるＡ液と、珪酸ソーダ水溶液
からなるＢ液とを充填箇所に注入直前に混合する２液混
合型である。
【００１２】本発明において、硬化材はセメントとフラ
イアッシュとの混合物である。フライアッシュは、石炭
火力発電所から発生する原粉をそのまま使用することも
可能であるが、空気分級機等によって分級処理した平均
粒径１０μｍ以下のフライアッシュを使用した方が、Ａ
液のブリージング率が少なくなり、圧送性に優れるので
好ましい。このフライアッシュは、溶出性Ｃａ2+イオン
がほとんど無く、Ｂ液の珪酸ソーダ溶液と直接反応しな
い。従って、Ａ液中にフライアッシュが多くなると、Ａ
液とＢ液との混合直後のゲル化強度は弱くなり、変形係
数を低下させる事ができるため、硬化材中のフライアッ
シュが多くなるほど注入性は大幅に向上する。またフラ
イアッシュは、緩慢なポゾラン反応を有する代表的な物
質であり、３ヵ月材令以降の長期材令の強度発現に寄与
し、さらにセメントに比べて乾燥収縮性に優れる。
イアッシュとの混合物である。フライアッシュは、石炭
火力発電所から発生する原粉をそのまま使用することも
可能であるが、空気分級機等によって分級処理した平均
粒径１０μｍ以下のフライアッシュを使用した方が、Ａ
液のブリージング率が少なくなり、圧送性に優れるので
好ましい。このフライアッシュは、溶出性Ｃａ2+イオン
がほとんど無く、Ｂ液の珪酸ソーダ溶液と直接反応しな
い。従って、Ａ液中にフライアッシュが多くなると、Ａ
液とＢ液との混合直後のゲル化強度は弱くなり、変形係
数を低下させる事ができるため、硬化材中のフライアッ
シュが多くなるほど注入性は大幅に向上する。またフラ
イアッシュは、緩慢なポゾラン反応を有する代表的な物
質であり、３ヵ月材令以降の長期材令の強度発現に寄与
し、さらにセメントに比べて乾燥収縮性に優れる。
【００１３】セメントとしては、各種ポルトランドセメ
ント、特に、普通及び早強ポルトランドセメントが好適
に使用されるが、高炉セメント等の混合セメントを使用
することも可能である。
ント、特に、普通及び早強ポルトランドセメントが好適
に使用されるが、高炉セメント等の混合セメントを使用
することも可能である。
【００１４】本発明では、フライアッシュとセメントと
を重量混合比で、８：２〜３：７としたものを硬化材と
して使用する。上述したように、注入性や乾燥収縮性の
観点から、硬化材としてなるべくフライアッシュの構成
比を高くすることが好ましいと考えられるが、フライア
ッシュとセメントの混合比が８：２よりフライアッシュ
が多くなると、強さ発現性が著しく少ない為不適であ
る。これに対してフライアッシュとセメントの混合比が
３：７よりセメントが多くなると、１時間以内の変形係
数が高く、著しく注入性に劣る為に好ましくない。
を重量混合比で、８：２〜３：７としたものを硬化材と
して使用する。上述したように、注入性や乾燥収縮性の
観点から、硬化材としてなるべくフライアッシュの構成
比を高くすることが好ましいと考えられるが、フライア
ッシュとセメントの混合比が８：２よりフライアッシュ
が多くなると、強さ発現性が著しく少ない為不適であ
る。これに対してフライアッシュとセメントの混合比が
３：７よりセメントが多くなると、１時間以内の変形係
数が高く、著しく注入性に劣る為に好ましくない。
【００１５】またＡ液には、可使時間の調整のために遅
延剤がセメント量に対して０．１〜２重量％配合され
る。遅延剤を０．１重量％より少なく配合すると、添加
効果が少なく十分な可使時間が取れないのに対し、遅延
剤を２重量％より多く配合した場合には、粘性がやや高
くなる為に好ましくない。この遅延剤としては、グルコ
ン酸系、クエン酸系、オキシカルボン酸系、有機リン酸
系、スルホン酸系等の遅延剤を使用することができる。
延剤がセメント量に対して０．１〜２重量％配合され
る。遅延剤を０．１重量％より少なく配合すると、添加
効果が少なく十分な可使時間が取れないのに対し、遅延
剤を２重量％より多く配合した場合には、粘性がやや高
くなる為に好ましくない。この遅延剤としては、グルコ
ン酸系、クエン酸系、オキシカルボン酸系、有機リン酸
系、スルホン酸系等の遅延剤を使用することができる。
【００１６】更にＡ液には、ブリージング挙動を改善す
るために増粘材を添加することが好ましい。但し、その
添加量は、Ａ液のブリージングはＢ液混合後には全く無
くなることから、Ａ液のポンプ圧送可能な程度であれば
良い。また、増粘材として無機質粘土鉱物及び有機質増
粘剤のいずれもが使用できる。無機質粘土鉱物として
は、各種ベントナイト、酸性白土等が挙げられるが、特
にベントナイトが好ましく使用される。これを１ｍ3 当
たり８０ｋｇ以下の範囲で配合すれることにより、Ａ液
のブリージング率は大幅に改善される。なお８０ｋｇよ
り多く配合すると流動性が悪化するので好ましくない。
また有機質増粘剤としてはセルロース系、アミド系、バ
イオポリマー系等が使用でき、これを１ｍ3 当たり５ｋ
ｇ以内配合する。
るために増粘材を添加することが好ましい。但し、その
添加量は、Ａ液のブリージングはＢ液混合後には全く無
くなることから、Ａ液のポンプ圧送可能な程度であれば
良い。また、増粘材として無機質粘土鉱物及び有機質増
粘剤のいずれもが使用できる。無機質粘土鉱物として
は、各種ベントナイト、酸性白土等が挙げられるが、特
にベントナイトが好ましく使用される。これを１ｍ3 当
たり８０ｋｇ以下の範囲で配合すれることにより、Ａ液
のブリージング率は大幅に改善される。なお８０ｋｇよ
り多く配合すると流動性が悪化するので好ましくない。
また有機質増粘剤としてはセルロース系、アミド系、バ
イオポリマー系等が使用でき、これを１ｍ3 当たり５ｋ
ｇ以内配合する。
【００１７】ところで、本発明が対象とする裏込め注入
材料に限らず、コンクリートやセメントミルク等の一般
の土木材料のせん断強さは一軸圧縮強さと相関があり、
一般的にせん断強さは一軸圧縮強さの１／５〜１／１０
の範囲の値をとる。即ち、せん断強さを高くすると圧縮
強さは高くなる。しかしながら、再掘削のためには圧縮
強さを変化させることなくせん断強さを高める必要があ
り、そのためには特殊な増強剤を添加する必要がある。
材料に限らず、コンクリートやセメントミルク等の一般
の土木材料のせん断強さは一軸圧縮強さと相関があり、
一般的にせん断強さは一軸圧縮強さの１／５〜１／１０
の範囲の値をとる。即ち、せん断強さを高くすると圧縮
強さは高くなる。しかしながら、再掘削のためには圧縮
強さを変化させることなくせん断強さを高める必要があ
り、そのためには特殊な増強剤を添加する必要がある。
【００１８】その為本発明では、ポリマー混和増強剤を
Ａ液中のセメントに対して０．５〜２０重量％配合す
る。ここで、０．５重量％より少ないとせん断強さの向
上に効果が少なく、２０重量％より多く配合しても増量
による改良効果はみられず、コスト増を招くだけであ
る。ポリマー混和増強剤としては、ゴムラテックス系、
樹脂エマルション系、酢酸ビニル系、セルロース系、ポ
リビニルアルコール系、アクリル系、不飽和ポリエステ
ル系、エポシキ系樹脂系等が使用可能であるが、２液混
合型裏込め注入材料のようにＡ液圧送性が求められる場
合には、流動性に優れるゴムラテックス系の使用が好ま
しい。このポリマー混和増強剤を添加することにより、
材令と共にポリマーフィルムを形成し、また使用する水
分量が少なくなる為に、乾燥雰囲気条件下での乾燥収縮
が少なく、再掘削に際して裏込め注入材料が乾燥雰囲気
に晒される場合に極めて有効となる。
Ａ液中のセメントに対して０．５〜２０重量％配合す
る。ここで、０．５重量％より少ないとせん断強さの向
上に効果が少なく、２０重量％より多く配合しても増量
による改良効果はみられず、コスト増を招くだけであ
る。ポリマー混和増強剤としては、ゴムラテックス系、
樹脂エマルション系、酢酸ビニル系、セルロース系、ポ
リビニルアルコール系、アクリル系、不飽和ポリエステ
ル系、エポシキ系樹脂系等が使用可能であるが、２液混
合型裏込め注入材料のようにＡ液圧送性が求められる場
合には、流動性に優れるゴムラテックス系の使用が好ま
しい。このポリマー混和増強剤を添加することにより、
材令と共にポリマーフィルムを形成し、また使用する水
分量が少なくなる為に、乾燥雰囲気条件下での乾燥収縮
が少なく、再掘削に際して裏込め注入材料が乾燥雰囲気
に晒される場合に極めて有効となる。
【００１９】上記硬化材、遅延剤、増粘材並びにポリマ
ー混和増項剤を水に配合してＡ液が完成する。ここで、
Ａ液の水分量は、硬化材に対して８０〜５００重量％で
ある。水分量が８０重量％より小さいと流動性が悪化す
るため好ましくなく、５００重量％より多くすると強さ
発現性に劣り、またＡ液のブリージング率も大きくなる
為に好ましくない。
ー混和増項剤を水に配合してＡ液が完成する。ここで、
Ａ液の水分量は、硬化材に対して８０〜５００重量％で
ある。水分量が８０重量％より小さいと流動性が悪化す
るため好ましくなく、５００重量％より多くすると強さ
発現性に劣り、またＡ液のブリージング率も大きくなる
為に好ましくない。
【００２０】一方、珪酸ソーダ水溶液からなるＢ液の混
合量は、体積比でＡ液：Ｂ液＝９５：５〜８０：２０と
して用いる。Ｂ液がこの範囲より混合量が少ない場合に
は、ゲル化強度が著しく低くゲル化がはっきりしない
為、また逆に、この範囲より混合量を多くするとゲル化
時間が長くなる為、それぞれ好ましくない。珪酸ソーダ
水溶液としては、ＪＩＳ Ｋ１４０８によって規定され
る２号、３号は勿論のこと、ＳｉＯ2 量が２０〜４０
％、Ｎａ2 Ｏ量が３〜２０％程度のものが好適に使用さ
れる。
合量は、体積比でＡ液：Ｂ液＝９５：５〜８０：２０と
して用いる。Ｂ液がこの範囲より混合量が少ない場合に
は、ゲル化強度が著しく低くゲル化がはっきりしない
為、また逆に、この範囲より混合量を多くするとゲル化
時間が長くなる為、それぞれ好ましくない。珪酸ソーダ
水溶液としては、ＪＩＳ Ｋ１４０８によって規定され
る２号、３号は勿論のこと、ＳｉＯ2 量が２０〜４０
％、Ｎａ2 Ｏ量が３〜２０％程度のものが好適に使用さ
れる。
【００２１】以下に、実験例に基づきさらに本発明を説
明する。尚本実験例は例示であり、本発明の範囲を限定
するものではない。 １）使用材料 １−１）Ａ液 早強セメント：秩父小野田（株）製 早強ポルトランド
セメント ＪＩＳフライアッシュ：中国電力（株）製 商品名「中
電フライアッシュ」 分級フライアッシュ：秩父小野田（株）製 商品名「小
野田スーパーフロー」 一般ベントナイト：（株）豊順洋行製 商品名「赤城」 特殊ベントナイト：（株）豊順洋行製 商品名「スーパ
ークレー」 メチルセルロース系増粘剤：島津メカニックス（株）製
商品名「ＳＰ−Ｇ」 グルコン酸系遅延剤：島津メカニックス（株）製 商品
名「ＳＰ−Ｒ」 スチレンブタジエン系増強剤：（株）小野田製 商品名
「ＣＸ−Ｂ」 １−２）Ｂ液 珪酸ソーダー水溶液： 島津メカニックス（株）製 商
品名「ＳＰ−７０」 また本実験例で使用した硬化材の性状を表１に示す。
明する。尚本実験例は例示であり、本発明の範囲を限定
するものではない。 １）使用材料 １−１）Ａ液 早強セメント：秩父小野田（株）製 早強ポルトランド
セメント ＪＩＳフライアッシュ：中国電力（株）製 商品名「中
電フライアッシュ」 分級フライアッシュ：秩父小野田（株）製 商品名「小
野田スーパーフロー」 一般ベントナイト：（株）豊順洋行製 商品名「赤城」 特殊ベントナイト：（株）豊順洋行製 商品名「スーパ
ークレー」 メチルセルロース系増粘剤：島津メカニックス（株）製
商品名「ＳＰ−Ｇ」 グルコン酸系遅延剤：島津メカニックス（株）製 商品
名「ＳＰ−Ｒ」 スチレンブタジエン系増強剤：（株）小野田製 商品名
「ＣＸ−Ｂ」 １−２）Ｂ液 珪酸ソーダー水溶液： 島津メカニックス（株）製 商
品名「ＳＰ−７０」 また本実験例で使用した硬化材の性状を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】２）実験方法 実験では、表２に示す２液混合型の裏込め注入材料を試
作した。即ちＡ液とＢ液を混合して、一軸圧縮強さ測定
用としてΦ＝５ｃｍ、ｈ＝１０ｃｍ、また曲げ強さ測定
用として４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの供試体を成形し、
２０℃の水中で７日間養生した後、各々の養生供試体の
一軸圧縮強さ、曲げ強さを測定した。尚、一軸圧縮強さ
及び曲げ強さの測定は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメン
トの物理試験方法」の強さ試験の内容に準拠した。また
同様な供試体を大気乾燥条件にして、１日後の径方向で
の寸法変化を測定した。更に、Ａ液に関してフロー値、
ブリージング率、可使時間を、またＡ液とＢ液との混合
液のゲル化時間、１時間経過後の変形係数を測定した。
以上の測定結果を表３に示す。
作した。即ちＡ液とＢ液を混合して、一軸圧縮強さ測定
用としてΦ＝５ｃｍ、ｈ＝１０ｃｍ、また曲げ強さ測定
用として４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍの供試体を成形し、
２０℃の水中で７日間養生した後、各々の養生供試体の
一軸圧縮強さ、曲げ強さを測定した。尚、一軸圧縮強さ
及び曲げ強さの測定は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメン
トの物理試験方法」の強さ試験の内容に準拠した。また
同様な供試体を大気乾燥条件にして、１日後の径方向で
の寸法変化を測定した。更に、Ａ液に関してフロー値、
ブリージング率、可使時間を、またＡ液とＢ液との混合
液のゲル化時間、１時間経過後の変形係数を測定した。
以上の測定結果を表３に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】
【表５】
【００２８】試験番号１〜４の結果によれば、スチレン
ブタジエン系混和増強剤を１０、２０ｋｇ／ｍ3 と多く
配合するにしたがって曲げ強さ値が高くなり、良好な結
果となることがわかる。しかし、スチレンブタジエン系
混和増強剤を３０ｋｇ／ｍ3とした試験番号４の条件で
は、スチレンブタジエン系混和増強剤２０ｋｇ／ｍ3の
試験番号３の条件の場合と大差のない結果を示した。
尚、試験番号４’、４”では、ポリマー混和増強剤とし
てスチレンブタジエン系混和増強剤に変えてポリアクリ
ル系混和増強剤及びポリ酢酸系混和増強剤を使用したと
ころ、ややＡ液フロー値が低くなり、また粘性が高くな
ったが、一軸圧縮強さや曲げ強さに大きな差異はみられ
なかった。
ブタジエン系混和増強剤を１０、２０ｋｇ／ｍ3 と多く
配合するにしたがって曲げ強さ値が高くなり、良好な結
果となることがわかる。しかし、スチレンブタジエン系
混和増強剤を３０ｋｇ／ｍ3とした試験番号４の条件で
は、スチレンブタジエン系混和増強剤２０ｋｇ／ｍ3の
試験番号３の条件の場合と大差のない結果を示した。
尚、試験番号４’、４”では、ポリマー混和増強剤とし
てスチレンブタジエン系混和増強剤に変えてポリアクリ
ル系混和増強剤及びポリ酢酸系混和増強剤を使用したと
ころ、ややＡ液フロー値が低くなり、また粘性が高くな
ったが、一軸圧縮強さや曲げ強さに大きな差異はみられ
なかった。
【００２９】試験番号５〜７の結果によれば、硬化材の
混合比が、セメント：フライアッシュ＝３：７である試
験番号６の条件では、良好な結果が得られている。しか
し、硬化材がフライアッシュのみである試験番号５の条
件では、Ａ液とＢ液混合後ゲル化しない為、又、硬化材
の混合比が、セメント：フライアッシュ＝７：３である
試験番号７の条件では、１時間後の変形係数が高く、注
入性に著しく劣ると考えられる為、好ましくないことが
わかる。
混合比が、セメント：フライアッシュ＝３：７である試
験番号６の条件では、良好な結果が得られている。しか
し、硬化材がフライアッシュのみである試験番号５の条
件では、Ａ液とＢ液混合後ゲル化しない為、又、硬化材
の混合比が、セメント：フライアッシュ＝７：３である
試験番号７の条件では、１時間後の変形係数が高く、注
入性に著しく劣ると考えられる為、好ましくないことが
わかる。
【００３０】試験番号８〜１０の結果によれば、水／硬
化材比が１０８％である試験番号９の条件では、良好な
結果が得られている。しかし、水／硬化材比が５５％で
ある試験番号８の条件では、Ａ液のフロー値が著しく低
く圧送性に劣る為に、また水／硬化材比が５００％であ
る試験番号１０の条件では、強さ発現性に劣り、Ａ液の
ブリージング率も高くなるので好ましくないことがわか
る。
化材比が１０８％である試験番号９の条件では、良好な
結果が得られている。しかし、水／硬化材比が５５％で
ある試験番号８の条件では、Ａ液のフロー値が著しく低
く圧送性に劣る為に、また水／硬化材比が５００％であ
る試験番号１０の条件では、強さ発現性に劣り、Ａ液の
ブリージング率も高くなるので好ましくないことがわか
る。
【００３１】試験番号１１〜１３の結果によれば、遅延
剤がセメントの２％である試験番号１２の条件では、良
好な結果が得られている。しかし、遅延剤を配合してい
ない試験番号１１の条件では、Ａ液の可使時間が短い為
に、また遅延剤がセメントの５％である試験番号１３の
条件では、遅延剤がセメントの２％である試験番号１２
の条件と比べてＡ液のフロー値がやや悪く、粘性が高く
なるので好ましくないことがわかる。
剤がセメントの２％である試験番号１２の条件では、良
好な結果が得られている。しかし、遅延剤を配合してい
ない試験番号１１の条件では、Ａ液の可使時間が短い為
に、また遅延剤がセメントの５％である試験番号１３の
条件では、遅延剤がセメントの２％である試験番号１２
の条件と比べてＡ液のフロー値がやや悪く、粘性が高く
なるので好ましくないことがわかる。
【００３２】試験番号１４〜１９の結果によれば、フラ
イアッシュとしてＪＩＳ品とし、増粘材として普通ベン
トナイトを２０ｋｇ／ｍ3 配合した試験番号１５の条件
では、良好な結果が得られている。しかし普通ベントナ
イトを配合していない試験番号１６の条件では、Ａ液ブ
リージング率が高すぎる為に、逆に普通ベントナイトを
１００ｋｇ／ｍ3 配合した試験番号１４の条件では、Ａ
液の粘性が高すぎる為に好ましくない。また試験番号１
７の条件では、フライアッシュとして分級品を使用した
ところ、増粘材を配合しなくとも比較的良好な結果が得
られている。尚、試験番号１８及び１９の試験結果によ
れば、増粘材として特殊ベントナイトや、メチルセルロ
ース系増粘剤を使用することも有効であることがわか
る。
イアッシュとしてＪＩＳ品とし、増粘材として普通ベン
トナイトを２０ｋｇ／ｍ3 配合した試験番号１５の条件
では、良好な結果が得られている。しかし普通ベントナ
イトを配合していない試験番号１６の条件では、Ａ液ブ
リージング率が高すぎる為に、逆に普通ベントナイトを
１００ｋｇ／ｍ3 配合した試験番号１４の条件では、Ａ
液の粘性が高すぎる為に好ましくない。また試験番号１
７の条件では、フライアッシュとして分級品を使用した
ところ、増粘材を配合しなくとも比較的良好な結果が得
られている。尚、試験番号１８及び１９の試験結果によ
れば、増粘材として特殊ベントナイトや、メチルセルロ
ース系増粘剤を使用することも有効であることがわか
る。
【００３３】試験番号２０〜２２の結果によれば、Ｂ／
Ａ混合量９％である試験番号２１の条件では、良好な結
果が得られている。しかし、Ｂ／Ａ混合量３％である試
験番号２０の条件ではゲル化しない為、Ｂ／Ａ混合量２
５％である試験番号２２の条件では、ゲル化時間が長く
なりすぎ、１時間後の変形係数も高すぎるので好ましく
ない。
Ａ混合量９％である試験番号２１の条件では、良好な結
果が得られている。しかし、Ｂ／Ａ混合量３％である試
験番号２０の条件ではゲル化しない為、Ｂ／Ａ混合量２
５％である試験番号２２の条件では、ゲル化時間が長く
なりすぎ、１時間後の変形係数も高すぎるので好ましく
ない。
【００３４】以上の試験結果から、各構成材料の好まし
い配合範囲が確認された。
い配合範囲が確認された。
【００３５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の裏込
め注入材料は、圧縮強さが掘削できる程度であるにも係
わらず、せん断強さが高く、又大気雰囲気下でも乾燥収
縮が少なく、充填箇所を安定に維持することができる材
料である。従って、本発明の裏込め注入材料は、再掘削
を伴うシールド工法に好適に使用できる。
め注入材料は、圧縮強さが掘削できる程度であるにも係
わらず、せん断強さが高く、又大気雰囲気下でも乾燥収
縮が少なく、充填箇所を安定に維持することができる材
料である。従って、本発明の裏込め注入材料は、再掘削
を伴うシールド工法に好適に使用できる。
【図１】シールド工法によるトンネル形成を説明するた
めの概略断面図である。
めの概略断面図である。
【図２】再掘削を伴うシールド工法によるトンネル形成
を説明するための概略断面図である。
を説明するための概略断面図である。
１ セグメント ２ 地山 ３ 裏込め注入材料 ４ 再掘削部
───────────────────────────────────────────────────── 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 24:38 24:04 24:26 28:26） 103:20 103:30 103:44 111:70 (72)発明者 野口 雅朗 千葉県佐倉市大作２−４−２ 秩父小野田 株式会社中央研究所内 (72)発明者 水野 克己 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目９番１号 株式会社豊順洋行内
Claims (7)
- 【請求項１】 セメントスラリーと珪酸ソーダ水溶液と
からなる２液混合型裏込め注入材料であって、前記セメ
ントスラリーにポリマー混和増強剤を配合してなること
を特徴とする裏込め注入材料。 - 【請求項２】 前記ポリマー混和補強剤が、前記セメン
トスラリー中のセメント量に対して０．５〜２０重量％
配合されることを特徴とする請求項１記載の裏込め注入
材料。 - 【請求項３】 フライアッシュとセメントとを混合して
なる硬化材、遅延剤、ポリマー混和増強剤並びに水を配
合してなるＡ液と、珪酸ソーダ水溶液からなるＢ液とを
混合してなることを特徴とする裏込め注入材料。 - 【請求項４】 フライアッシュとセメントとを重量混合
比で８：２〜３：７の割合で混合してなる硬化材と、前
記セメント量に対して０．１〜２重量％の遅延剤並びに
０．５〜２０重量％のポリマー混和増強剤と、前記硬化
材量に対して８０〜５００重量％の水とを配合してなる
Ａ液と、珪酸ソーダ水溶液からなるＢ液とを、Ａ液：Ｂ
液＝９５：５〜８０：２０の体積比で混合してなること
を特徴とする裏込め注入材料。 - 【請求項５】 前記フライアッシュの平均粒径が１０μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項３または４記載の
裏込め注入材料。 - 【請求項６】 前記Ａ液は、更に無機質粘土鉱物からな
る増粘材を該Ａ液１ｍ3 当たり８０ｋｇ以下の割合で含
むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか一項に記載
の裏込め注入材料。 - 【請求項７】 前記Ａ液は、更に有機質増粘材を該Ａ液
１ｍ3 当たり５ｋｇ以下の割合で含むことを特徴とする
請求項３乃至５の何れか一項に記載の裏込め注入材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19165296A JP3639054B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 裏込め注入材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19165296A JP3639054B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 裏込め注入材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1017354A true JPH1017354A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3639054B2 JP3639054B2 (ja) | 2005-04-13 |
Family
ID=16278225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19165296A Expired - Lifetime JP3639054B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 裏込め注入材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3639054B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2008069246A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Kajima Corp | 凍結用材料および地盤凍結工法 |
| JP4552060B2 (ja) * | 1999-03-08 | 2010-09-29 | 株式会社立花マテリアル | シールド工事用充填材 |
| JP2011122017A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp | 裏込め注入材 |
| CN104370508A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-25 | 山东科技大学 | 一种煤矿底板岩体注浆加固方法及注浆浆液 |
| JP2021130819A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | 株式会社エステック | 注入材の施工方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05222367A (ja) * | 1992-02-12 | 1993-08-31 | Nitto Seiko Co Ltd | 裏込め注入材料 |
| JPH07291703A (ja) * | 1994-04-18 | 1995-11-07 | Chichibu Onoda Cement Corp | 裏込め注入材料 |
| JPH08133797A (ja) * | 1994-11-07 | 1996-05-28 | Chichibu Onoda Cement Corp | 裏込め注入材料 |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP19165296A patent/JP3639054B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH05222367A (ja) * | 1992-02-12 | 1993-08-31 | Nitto Seiko Co Ltd | 裏込め注入材料 |
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| CN104370508A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-25 | 山东科技大学 | 一种煤矿底板岩体注浆加固方法及注浆浆液 |
| JP2021130819A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | 株式会社エステック | 注入材の施工方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3639054B2 (ja) | 2005-04-13 |
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