JPH10212480A

JPH10212480A - 地山安定化方法及びその方法に使用する装置

Info

Publication number: JPH10212480A
Application number: JP9016419A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Kawamura; 恭伸河村; Hiroyuki Kimura; 弘之木村
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-11
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: JP3506306B2

Abstract

(57)【要約】【課題】初期強度が得られ、かつ、安全・確実に
空洞を充填することによる地山安定化方法及びその方法
に使用する装置を提供する。【解決手段】地中構造物周囲の空隙または空洞に充填
材を注入し硬化させることによる地山安定化方法におい
て、充填材としてポリオールを含む第一薬液（Ａ液）に
気体を混合して起泡させ、これをイソシアネートを含む
第二薬液（Ｂ液）と混合するか、Ａ液とＢ液との混合液
に気体を混合することにより得られる未硬化のウレタン
起泡体を注入することを特徴とする方法、及びその方法
に使用する装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地山安定化方法に
関する。さらに詳しく言えば、地中構造物周囲の空隙乃
至空洞に充填材を注入して空洞等を解消して、地山の崩
れ込みを防止することによる地山安定化方法に関する。
本発明の方法は、ＮＡＴＭ普及以前の在来工法により建
設されたトンネルにおいて、トンネル周囲の空隙乃至空
洞を解消して、その強度の維持・強化を図るトンネルリ
フォーム（トンネルの補修及び更新）に特に有用であ
る。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】現在、使用中のトンネル
総延長のうち４分の１以上は、建設後２５年以上を経過
しており、その老朽化が問題となっている。これらのト
ンネルの多くは、ＮＡＴＭ(New Austrian Tunnelling M
ethod)導入以前のいわゆる「在来工法」により建設され
たものである。

【０００３】周知の通り、ＮＡＴＭは、吹き付けコンク
リートとロックボルトを支保工とするものであり、防水
シート等の防水材を張り付け、さらに二次コンクリート
を覆工するため、覆工コンクリートと地山の間は間隙の
ない一体構造に仕上がっている。これに対し在来工法
（図１）では、トンネル１を建設するのに、鋼製支保工
３を建て込み、これに矢板を掛けて地山２を押さえ、し
かる後、覆工コンクリート４を打設する。この際、矢板
と地山の間、矢板と覆工コンクリートの間にはどうして
も空隙が残る。かかる空隙は地山に新たな緩みや亀裂を
発生させる原因となり、地山からの湧水と相俟って空洞
６に成長することになる。

【０００４】覆工裏面に空洞が生じると、周辺地山の緩
みが大きくなり遂には空洞部に崩れ込む。この結果、覆
工部が損傷したり変位が生じ、これが更にトンネル内へ
の漏水の原因となって空洞の成長を助長し、最終的には
覆工面の破壊に繋がるような大規模な崩落を引き起こす
危険がある。かかる事態を防止するためには、空洞にし
かるべき充填材を注入（裏込め注入）して空洞を解消す
る必要がある。

【０００５】従来、空洞充填には、セメント系モルタ
ル、エアモルタル、発泡ウレタン等が用いられている。
セメント系モルタルは施工性・充填性は良いが、比重が
２以上と大きいため、空洞の大きさによっては過大な重
量が覆工面に加わることになる。また、材料の分離やブ
リージングが発生しやすく、流動性がなくなるまで数時
間を要する。このため、流水・湧水があるところでは充
填物が流出・逸走する場合がある。さらに、初期強度が
得られるまで２〜３日を要するため、使用中のトンネル
で施工する際には交通規制が必要となり、実際上、大き
な制約となる。

【０００６】エアモルタル（気泡入りモルタル）は、セ
メント系モルタルの半分程度の比重とすることが可能で
ある。しかし、流出・逸走など、セメント系モルタルと
同様の問題がある。発泡ウレタン（２液発泡型ウレタ
ン）は、比重が小さい。また、発泡と硬化が同時に短時
間で進行するため、流出等の問題がない。注入も容易で
ある。しかし、一般に空洞の内容積を正確に推定するこ
とは困難である。このため、空洞に注入した薬液が結果
として過剰である場合があるが、薬液は充填後、発泡に
より体積が数十倍に膨脹するため、覆工面に予期せぬ圧
力がかかりこれを損傷あるいは破壊するおそれもある。
反対に、薬液が過少の場合には、充填が不十分となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、初期強度が得られ、かつ、安全・確実に空洞を充填
することによる地山安定化方法及びその方法に使用する
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題解決の手段】本発明者らは、上記課題の解決方法
について鋭意検討した結果、２液発泡タイプウレタンの
第一成分であるポリオール液を予め気体を混合して起泡
させ、しかる後、第二成分であるイソシアネート成分と
混合するか、２液の混合液に気体を混合することによ
り、泡状流体を形成し、この泡状流体を速やかに空洞に
充填すれば、後発泡による覆工面への加圧が最小限に抑
えられ、なおかつ覆工面と地山の一体化が可能となるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、以下の地山安定化方
法及びこれに用いる装置を提供する。１）地中構造物周囲の空隙または空洞に充填材を注入
し硬化させることによる地山安定化方法において、ポリ
オールを含む第一薬液（Ａ液）に気体を混合して起泡さ
せ、これをイソシアネートを含む第二薬液（Ｂ液）と混
合するか、Ａ液とＢ液との混合液に気体を混合すること
により得られる未硬化のウレタン起泡体を充填材として
注入することを特徴とする方法。２）前記起泡体をトンネルの覆工コンクリートの裏面
に成長した空洞に充填することにより覆工コンクリート
と地山を一体化する前記１に記載の方法。３）第一薬液（Ａ液）が、ポリオール、起泡剤及び水
を含み、気体を混合したときに得られる泡状流体の起泡
半減期が１０分以上である前記１または２に記載の方
法。

【００１０】４）体積が５〜１００倍になるように起
泡を行なう前記１乃至３のいずれかに記載の方法。５）硬化後のポリウレタンの一軸圧縮強度が３〜１０
kgf/cm²となるようにＡ液とＢ液を混合する前記１乃至
４のいずれかに記載の方法。６）起泡に用いる気体が空気である前記１乃至５のい
ずれかに記載の方法。７）前記１乃至６のいずれかに記載の地山安定化方法
に用いる薬液注入装置であって、中空に形成された筒状
ハウジング内に、第一薬液と圧縮気体を導入するための
第一室、第一室と有孔の仕切壁で仕切られ、気液導入時
に薬液を起泡させる第二室、第二室と有孔の仕切壁で仕
切られ、第二室で起泡した薬液に第二薬液を噴射混合す
る第三室を順に配設し、第三室の流出端をノズル状に形
成したことを特徴とする装置。８）第二室に充填物が収納されている前記７に記載の
装置。９）第二薬液を第三室内部に導く導入管を有し、第三
室の概ね中央部において第二薬液の噴射を行なう前記８
に記載の装置。１０）第三室の流出端に静止ミキサーを設けたことを
特徴とする前記７に記載の装置。

【００１１】以下、本発明の方法及び装置について詳細
に説明する。（Ｉ）起泡充填工法要約して言えば、本発明の起泡充填工法は、ポリオール
を含む第一薬液（Ａ液）に気体を混合して起泡させこれ
をイソシアネートを含む第二薬液（Ｂ液）と混合する
か、Ａ液とＢ液との混合物に気体を混合することによ
り、未硬化のウレタン起泡体を得、これを地中構造物周
囲の空隙・空洞に注入し硬化させることにより行なわれ
る。以下、起泡充填の準備段階として行なわれる空洞確
認工程を含め、起泡充填工法の全体について説明する。
なお、本明細書では、主としてトンネルについて説明す
るが、本発明の起泡充填工法は、漏水の発生するおそれ
のある他の地中構造物についても同様に適用することが
できる。

【００１２】（１）空洞確認工程空洞の検出・確認は既知の物理的方法により行なうこと
ができる。こうした方法の例としては、音響探知、電位
測定等の手法を挙げることができる。また、上述の通
り、空洞はトンネル覆工面の裏面に特に発生するため、
老朽化がある程度進行しているトンネルでは、トンネル
内部から覆工面を観察し、クラック（亀裂）や漏水発生
箇所に孔を空け、これを通して肉眼あるいはファイバー
スコープで観察することにより空洞の検出・確認が可能
である。

【００１３】（２）薬液調合工程本発明で用いる充填材は、ウレタン系薬液であり、ポリ
オールを含む第一薬液（Ａ液）とイソシアネートを含む
第二薬液（Ｂ液）とからなる。第一薬液（Ａ液）：Ａ液は、基本的には、ポリオール、
起泡剤、硬化触媒及び水を含有する薬液である。

【００１４】(2-1)ポリオールポリオールは、特に限定されない。有用なポリオールの
例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、
１，３−プロパンジール、１，３−ブタンジオール、
１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘ
キシレングリコール等のジオール類；グリセリン、トリ
メチロールプロパン等のトリオール類；あるいは、これ
らにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エチ
レン・プロピレン共重合体等を付加したポリエチレン及
びポリプロピレン共重合ポリオール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール等のポリオールが挙
げられる。アミノ基を含むポリオールも好適に用いられ
る。ポリオール含有量は、Ａ液の全量の１０〜９０重量
％とすることが好ましい。十分な強度を得るため、４０
重量％以上とすることがより好ましい。

【００１５】(2-2)起泡剤本発明においては、ポリオール単独では十分な起泡性が
得られないため、通常は、水で希釈し、起泡剤を添加す
る。起泡剤としては、種々の界面活性剤が含まれる。両
性、ノニオン系、カチオン系、アニオン系のいずれでも
よいが、２官能以上を有するノニオン界面活性剤が好ま
しい。このようなノニオン界面活性剤化合物の例として
は、例えば炭素数１２〜２４のアルキル基を含む高級ア
ルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノー
ルエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイ
ド付加物、多価アルコールエステルエチレンオキサイド
付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加
物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物等のポリエ
チレングリコール型ノニオン界面活性剤；グリセロール
の脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エス
テル、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、
ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエ
ーテル等の多価アルコールエチレンオキサイド付加物型
ノニオン界面活性剤；及びアルカノールアミン類の脂肪
酸アミド等が挙げられる。

【００１６】特に２官能以上のノニオン界面活性剤が好
ましい。２官能性のノニオン界面活性剤を用いることに
より、起泡剤がＢ液のイソシアネートと反応し固結成分
として固定される。このような界面活性剤は、１分子中
に２以上のポリエチレンオキサイド鎖を含有するポリエ
チレングリコール型ノニオン界面活性剤、２以上の水酸
基を残して脂肪族アルコールと反応させた多価アルコー
ル型ノニオン界面活性剤、１分子中に２以上の水酸基を
含有するアルカノールアミン型ノニオン界面活性剤が含
まれる。起泡剤含有量は、Ａ液の全量の１〜４０重量％
とすることが好ましい。起泡剤含有量が１重量％未満で
あると十分な起泡性が得られない。

【００１７】(2-3)硬化触媒Ｂ液との反応を円滑に進めるために、Ａ液には、硬化触
媒を添加することが好ましい。このような触媒の例とし
ては、ジメチルオクチルアミン、ジメチルラウリルアミ
ン、モルホリン、ピペラジン等の３級アルキルアミンや
環状アミン；ジブチル錫ジラウレート、トリエチレンジ
アミン、イミダゾール、モノエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミンその他の水溶性の
アミン、ベタインあるいはイミダゾール型の触媒等が挙
げられる。

【００１８】(2-4)泡保持剤Ａ液にはまた、起泡後、注入完了・硬化に至るまで泡の
性状を維持するために、泡保持剤を添加してもよい。泡
保持剤の例としては、アルコール系ノニオン界面活性
剤、両性界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界
面活性剤等が挙げられる。泡保持剤含有量は、Ａ液の全
量の１〜５重量％とすることが好ましい。泡保持剤含有
量が１重量％未満であると十分な泡保持効果が得られな
い。

【００１９】第二薬液（Ｂ液）：Ｂ液は、ポリメリック
ＭＤＩ，モノメリックＭＤＩを原料とし、水に自己乳化
性の一級ＯＨを含有するパーシャルプレポリマーが好ま
しい。このようなプレポリマーの製造に用いるポリイソ
シアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、１，４−ブタンジイソシアネート、ジシクロヘキシ
ルメタンジイソシアネート、１，６−ヘキサンジイソシ
アネート、シクロヘキサンジイソシアネート、１，５−
ビスイソシアネート−１，３，３−トリメチルシクロヘ
キサン、ｍ−キシリレンイソシアネート、１，３−ビス
−（イソシアネートメチル）ベンゼン及びメチルシクロ
ヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネー
ト、２，４−または２，６−トリレンジイソシアネー
ト、ｍ−またはｐ−フェニレンジイソシアネート、１，
５−ナフチレンジイソシアネート等が挙げられる。ジフ
ェニルメタンジイソシアネートが特に好ましい。ジフェ
ニルメタンジイソシアネートには種々の異性体が存在す
るが、いずれも用いることができる。これらの混合物で
もよい。

【００２０】プレポリマーは、上述のイソシアネートを
ポリアルキレングリコールと反応させることにより得ら
れる。このようなポリアルキレングリコールはポリエチ
レングリコールまたはエチレンオキサイド（ＥＯ）−プ
ロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合体が用いられる。共
重合体中のＥＯ含有量は通常、２０重量％以上であり、
（共）重合体としての平均ＯＨ価量は５６以上である。
プレポリマー中のＮＣＯ％（＝イソシアネート化合物に
含まれるＮＣＯの個数の合計×ＮＣＯ式量をイソシアネ
ート化合物の分子量で割った％値）は２５〜２９％の範
囲とすることが好ましい。ＮＣＯ％が２５％未満である
と、Ａ液との混合後、硬化反応に至るまでの時間が短く
なり過ぎる傾向が見られる。反対に２９％を超えるとＢ
液の水混和性（乳化性）が低下する。２５〜２９％の範
囲であれば、Ａ液との混合後、硬化反応に至るまでの時
間が適正になる。

【００２１】(2-5)起泡起泡は、Ａ液、あるいは場合によってはＡ液とＢ液との
混合液中に気体を混合することにより行なう。混合液を
用いると両液の反応が同時進行するため起泡中あるいは
空洞への充填途中で硬化するおそれがあるため、Ａ液中
への気体混合が好ましい。通常は、５〜１００倍程度に
起泡させる。５倍未満の起泡では効率が悪い上、後発泡
により発生する圧力を十分に吸収しきれない。１００倍
を超える起泡では、十分な強度が得られない。一般には
１０〜５０倍程度が好ましい。混合する気体は、Ａ液や
Ｂ液と反応せず環境に悪影響を与えない気体であれば特
に限定されないが、通常は空気が用いられる。なお、気
体混合方法は特に限定されないが、通常は気体吹き込み
により行なう。後述の起泡装置を用いることが好まし
い。

【００２２】(2-6)泡状流体の安定性第一薬液（Ａ液）に気体を混合して起泡させ、これをイ
ソシアネートを含む第二薬液（Ｂ液）と混合した泡状流
体、あるいはＡ液とＢ液との混合液に気体を混合して得
られる泡状流体には、施工（充填・硬化）に必要な時
間、消泡しない安定性が必要である。そのためには、起
泡の半減期ｔ_m（起泡後、流体の体積（Ｖ）を測定した
とき、Ｖが起泡前の体積（Ｖ₀）の１／２に達する時
間）が少なくとも５分以上、好ましくは１０分以上であ
れば安定な泡状流体が得られる。

【００２３】(2-7)Ａ液とＢ液の混合Ａ液の起泡後、あるいは場合によっては起泡前に、Ａ液
とＢ液とを混合する。混合比は、それぞれの液の組成に
もよるが、硬化した後の一軸圧縮強度が３〜１０kgf/cm
²となる範囲であれば良い。通常は、Ａ液：Ｂ液を１：
１〜１：３で混合する。混合は十分に行なう必要があ
る。一般にＡ液起泡物は白色を呈しており、Ｂ液は着色
（茶色）しているので、混合状態は目視で確認できる。
混合の方法は特に限定されないが、後述の装置を用いる
ことが好ましい。

【００２４】（３）空洞充填工程Ａ液とＢ液との混合後、得られた泡状流体を速やかに空
洞に充填する。空洞への充填は、既知の裏込め注入法と
同様に行なえばよい（図２）。例えば、覆工面に孔５を
穿ち、２〜２００ｃｍ程度の深さまで直径2.5〜６ｃｍ
程度のパイプ７を挿入し、次節で述べるような起泡混合
装置１０を用いて泡状流体８を注入する。充填時間は空
洞の大きさにもよるが、通常は、１〜１８０分間程度で
ある。空洞が大きい時は、まんべんなく充填するため、
覆工面に複数の孔を穿ち注入を行う。また、空洞の広が
りに応じて覆工面に複数の孔を穿ち、注入孔以外の孔か
らの泡状流体の流出をもって横（水平）方向の充填を確
認する。さらに場合によっては、空洞の奥行きに応じて
覆工面から監視用のパイプ９を突き立て、当該パイプを
介して泡状流体が流出することをもって、奥行き方向、
特に縦方向の充填を確認する。充填の確認は、ファイバ
ースコープによる目視確認、充填用ポンプ圧の監視、光
学的・電気的あるいは音響学的なセンサー手段等によっ
ても良い。充填完了後もＡ液とＢ液の反応により若干の
発泡が続くが、過大な圧力をもたらすことはない。ま
た、これにより空洞全体が充填材８により完全に満たさ
れることになる（図３）。

【００２５】（II）起泡装置起泡発生には、従来の起泡コンクリート用起泡発生装置
またはこれに準じた装置を使用することができる。この
ような装置は、例えば、特開昭61-90727号、特開平1-31
3377号、特開平7-48183号等に記載されている。しか
し、これらの既存の装置は、液体に気体を吹き込むこと
のみを目的としており、本発明のように、第一薬液の起
泡操作と当該操作により得られた泡状流体と第二薬液の
添加混合操作を順次行なうことができない。本発明の方
法においては、図４あるいは図５に概略図を示す装置を
用いることが好ましい。

【００２６】図４に模式的断面図によって示す装置１０
は、中空に形成された筒状のハウジング２０内に、第一
室１１、薬液を起泡させる第二室１２、及び第三室１３
を順に配置したものである。第一室と第二室、及び第二
室と第三室との間は、それぞれ有孔の仕切壁１４及び１
５で仕切られる。仕切壁１４及び１５にはそれぞれ金網
１６及び１７を付設してもよい。ハウジング及び各室は
直管円筒状とすることが好ましいが、多角形あるいは楕
円等の断面形状を有する筒体でもよく、第二室について
は曲管、螺旋管、コイル管等の形状でもよい。第三室の
流出端１８はノズル状に形成された構造を有している。
第一室は第一薬液及び圧縮気体の予備混合部であり、そ
の端部には、導入孔２１と２２が設けられている。孔２
１からはポンプ手段により第一薬液（Ａ液）が、孔２２
からはエアコンプレッサにより圧縮気体が導入される。

【００２７】第二室１２には、好ましくは多数の充填物
１９を充填して、気液の流路を複雑に変化させ、両者の
均一混合と起泡を促進する。充填物の形状は気液の流路
を完全に閉塞しないものであれば特に限定されない。例
えば、球状、円管状、円筒状等の形のものが用いられ
る。また、その材質も第一薬液に侵されないものであり
相当の耐摩耗性を有するものであればよい。例えば、ガ
ラス、セラミック、プラスチック、ステンレス等が用い
られる。通常は、直径１〜５ｍｍ程度のガラス、セラミ
ックまたはプラスチック製の小球を充填する。

【００２８】第二室で得られた泡状流体に第二薬液を添
加するため、第二室の直後に第三室を設ける。第三室に
は第二薬液を導入するための導入孔２３を設ける。好ま
しくは、導入孔から第三室の概ね中央部まで管２４を延
長し、その先端に設けたノズル２５から薬液を噴霧す
る。かくして第二薬液と混合された泡状流体はノズル１
８から送り出される。施工時には、ノズル先端に数ｍ程
度のホースを介して薬液注入用のパイプと接続する。通
常、泡状流体と第二薬液は均一な混合物として流出する
が、ノズル１８に静止ミキサー等を設けて混合を促進し
てもよい。

【００２９】図４に示す態様ではハウジング外部から直
接第三室内に第二薬液を導入しているが、図５に示すよ
うに、第一室の端部に第二薬液導入孔３３を設け、この
導入孔から、好ましくは装置の軸に沿って、第一室及び
第二室を貫いて延び第三室内に至る管３４を設け、その
先端のノズル３５から薬液を噴射してもよい。ノズル１
８に静止ミキサー等を設けて混合を促進してもよい。こ
のような構成を採ることにより、泡状流体に第二薬液が
均一に噴射され、両者の混合が円滑に行なわれる。

【００３０】

【実施例】実施例１内径４ｃｍ、長さ３０ｃｍの直管円筒形状を有する、概
ね図５と同様な構造のステンレス製起泡混合装置を作成
した。第一室／第二室の容積比は１／2.6とした。第二
室には、直径１ｍｍのガラスビーズ約２０万個を収納
し、第一室と第二室及び、第二室と第三室との間の仕切
壁には、複数列に亘って同心円状に透孔を配置したステ
ンレス製円盤１４及び１５、１００メッシュの金網１６
及び１７をそれぞれ用いた。

【００３１】ポリオール２０重量部、起泡剤２５重量
部、水４５重量部、泡保持剤７重量部、硬化触媒３重量
部からなるＡ液、及びイソシアネートを含むＢ液を、そ
れぞれ１ｋｇ／分、２ｋｇ／分の割合で、また、コンプ
レッサからは５kgf/cm²の圧縮空気を、それぞれ、前記
の起泡混合装置に送り込み、ノズル１８から泡状流体を
得た。泡状流体の起泡半減期は３０分、硬化時における
原液に対する容積比（起泡率）は２０倍、一軸圧縮強度
は5.2kgf/cm²であった。

【００３２】実施例２縦1.0ｍ、横1.0ｍ、高さ1.8ｍの鋼製の箱の側面（下か
ら１５ｃｍの１か所）に直径４ｃｍの孔を開け、実施例
１の薬液及び装置を用いて泡状流体を充填した。充填は
１５分間かけて行なったが、この間、注入管が詰まる等
のトラブルは発生しなかった。１時間後、内部を確認し
たところ、硬化した起泡体が内部を完全に満たしてして
いることが確認された。また、起泡体と鋼板との密着性
も良好であった。

【００３３】

【発明の効果】本発明の起泡充填による地山安定化方法
は、ウレタン系充填材を採用していることから、(1)硬
化が速やかで十分な早期強度が得られるため、流水や湧
水のある場所でも問題なく使用できる；(2)低比重であ
るため、充填材の荷重による問題発生がない；というウ
レタン系充填材特有の特長を有している。そして、気体
吹き込みによる起泡処理を行なうことにより、従来のウ
レタン系充填材で大きな問題となっていたウレタン発泡
圧による充填周辺域への加圧を大きく軽減することがで
きる。このため、充填後に覆工面の損傷や破壊を招くこ
とがない。さらに、充填材が大量の空気を含有している
ため、薬液の使用量が最低限で済む。さらにまた、反応
による発泡により充填材がある程度は膨脹するので、空
洞を実質的に完全に満たすことができ、この結果、覆工
裏面と地山とが一体化され、地山の空洞部への崩れ込み
が防止される。また、本発明による起泡混合装置によれ
ば、第一薬液の起泡と起泡混合物への第二薬液の混合が
順次、速やかに行なわれ、良好な泡状流体が得られる。
このため、本発明の起泡充填工法に用いるのに極めて有
利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】在来工法トンネルについて空洞発生機構を説
明した模式的断面図。

【図２】本発明による起泡充填工法の施工態様を示す
模式図。

【図３】本発明による起泡充填工法を用いてリフォー
ムされたトンネルの断面図。

【図４】本発明による起泡混合装置の一つの態様を示
す模式的断面図。

【図５】本発明による図４とは異なる起泡混合装置を
示す模式的断面図。

【符号の説明】

１トンネル２地山３鋼製支保工４覆工コンクリート５空洞充填薬液注入孔６空洞７充填材注入用パイプ８充填材９充填確認用パイプ１０起泡混合装置１１第一室１２第二室１３第三室１４、１５有孔仕切壁１６、１７金網１８ノズル１９起泡用充填材２０ハウジング２１第一薬液導入孔２２圧縮空気導入孔２３、３３第二薬液導入孔２４、３４管２５、３５第二薬液噴射ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｋ 103:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地中構造物周囲の空隙または空洞に充填
材を注入し硬化させることによる地山安定化方法におい
て、ポリオールを含む第一薬液（Ａ液）に気体を混合し
て起泡させ、これをイソシアネートを含む第二薬液（Ｂ
液）と混合するか、Ａ液とＢ液との混合液に気体を混合
することにより得られる未硬化のウレタン起泡体を充填
材として注入することを特徴とする方法。
【請求項２】前記起泡体をトンネルの覆工コンクリー
トの裏面に成長した空洞に充填することにより覆工コン
クリートと地山を一体化する請求項１に記載の方法。
【請求項３】第一薬液（Ａ液）が、ポリオール、起泡
剤及び水を含み、気体を混合したときに得られる泡状流
体の起泡半減期が１０分以上である請求項１または２に
記載の方法。
【請求項４】体積が５〜１００倍になるように起泡を
行なう請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】硬化後のポリウレタンの一軸圧縮強度が
３〜１０kgf/cm²となるようにＡ液とＢ液を混合する請
求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】起泡に用いる気体が空気である請求項１
乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の地山
安定化方法に用いる薬液注入装置であって、中空に形成
された筒状ハウジング内に、第一薬液と圧縮気体を導入
するための第一室、第一室と有孔の仕切壁で仕切られ、
気液導入時に薬液を起泡させる第二室、第二室と有孔の
仕切壁で仕切られ、第二室で起泡した薬液に第二薬液を
噴射混合する第三室を順に配設し、第三室の流出端をノ
ズル状に形成したことを特徴とする装置。
【請求項８】第二室に充填物が収納されている請求項
７に記載の装置。
【請求項９】第二薬液を第三室内部に導く導入管を有
し、第三室の概ね中央部において第二薬液の噴射を行な
う請求項８に記載の装置。
【請求項１０】第三室の流出端に静止ミキサーを設け
たことを特徴とする請求項７に記載の装置。