JPH11173100A - トンネル埋め戻し方法 - Google Patents

トンネル埋め戻し方法

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JPH11173100A
JPH11173100A JP34115597A JP34115597A JPH11173100A JP H11173100 A JPH11173100 A JP H11173100A JP 34115597 A JP34115597 A JP 34115597A JP 34115597 A JP34115597 A JP 34115597A JP H11173100 A JPH11173100 A JP H11173100A
Authority
JP
Japan
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viscosity
specific gravity
slurry
tunnel
mortar
Prior art date
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Pending
Application number
JP34115597A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenobu Kamei
秀伸 亀井
Kazushige Wada
一繁 和田
Hiroshi Kawamura
寛 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Densetsu Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Densetsu Co Ltd
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Publication date
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  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥スラリーの使用を可能とするトンネル埋
め戻し方法を提供することである。 【解決手段】 タンク5内に投入した主原料としての汚
泥スラリーの比重と粘性を測定し、必要に応じて副原料
と添加剤を加えてその比重と粘性を所定の範囲内に調整
し、この比重と粘性を調整した汚泥スラリーを、ミキサ
ー6でセメントと混練して、スラリーモルタルを比重と
粘性が適正範囲となるように調製し、このスラリーモル
タルをポンプ7で、トンネル1内に敷設された各配管3
a、3b、3c内に順次圧送して、ケーブル2が敷設完
了されたトンネル1を埋め戻すようにしたのである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、地中のトンネル
を埋め戻す方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、送電線や通信線等のケーブルは、主として都市美観
の観点から地中に埋設される場合が多い。これらのケー
ブルは推進工法等で掘削されたトンネル内に敷設され、
このトンネルはケーブルを敷設したのち埋め戻されてい
る。また、ガス管や水道管等もトンネル内に敷設され、
同様に埋め戻される場合がある。
【0003】上記のトンネルを埋め戻すに際しては、従
来、充填材として砂とセメントを水で練り合わせたモル
タルを使用し、このモルタルをトンネル内にケーブル等
と一緒に予め敷設された移送用配管内にポンプで圧送し
て、トンネル内を充填している。
【0004】上述した従来のトンネル埋め戻し方法は、
均質な砂を主原料とするモルタルを使用するので、モル
タルの比重や粘性を、充填材として適正で、かつ細長い
配管を圧送するために必要な値に容易に調整できるが、
原料費が非常に高くなる問題がある。
【0005】近年、大量の充填材が必要とされる各種埋
め戻し工事において、充填材の主原料としてトンネル掘
削等で排出される汚泥スラリーを活用し、リサイクルを
推進する動きが活発である。
【0006】しかしながら、汚泥スラリーは掘削現場の
土質等により、比重や粘性がばらつくため、この汚泥ス
ラリーを主原料とするスラリーモルタルは比重と粘性が
安定しない問題があり、比重と粘性の厳しい管理が要求
されるトンネルの埋め戻し用には未だ使用されていな
い。現状、スラリーモルタルはコンクリート護岸等の地
上に広く開口した場所の埋め戻しに使用されており、こ
れらの場所ではスラリーモルタルを容易に移送できるた
め、比重と粘性の厳しい管理を要求されない。
【0007】スラリーモルタルをトンネルの埋め戻しに
使用するに際して、比重が小さすぎる場合は、充填材の
圧縮強度が不足して埋め戻されたトンネルの地耐力が不
足し、粘性が低すぎる場合は、トンネル内に充填したス
ラリーモルタルが流動してトンネル上部に空洞を生じる
問題がある。また、スラリーモルタルの粘性が高すぎる
場合は、細長い配管を圧送するときにスラリーモルタル
が配管内で詰まったり、配管内の圧力上昇で配管が継手
部分等で破損する場合がある。前述したように、モルタ
ル移送用配管は予めケーブル等と一緒にトンネル内に敷
設されるので、この配管の修復はほとんど不可能に近
く、配管の詰まりや破損は大問題となる。
【0008】そこで、この発明の課題は、汚泥スラリー
の使用を可能とするトンネル埋め戻し方法を提供するこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、トンネル内に充填材を移送する配管
を配置し、充填材をポンプで前記配管内に圧送してトン
ネル内を充填するトンネル埋め戻し方法において、前記
充填材の主原料として汚泥スラリーを使用し、この汚泥
スラリーに必要に応じて副原料と添加剤を加えて、汚泥
スラリーの比重と粘性を所定の範囲内に調整し、この比
重と粘性を調整した汚泥スラリーに所定の配合割合でセ
メントを混練して、比重と粘性が所定の範囲内に入るス
ラリーモルタルを調製し、このスラリーモルタルをポン
プで前記配管内に圧送する方法を採用したのである。
【0010】前記汚泥スラリーの比重の調整を、副原料
として精製土類と水を用いて行ない、前記汚泥スラリー
の粘性の調整を、添加剤として増粘剤と解膠剤を用いて
行うことにより、相関関係の強い比重と粘性を個別に効
率よく調整することができる。
【0011】すなわち、添加物の量に鈍感な比重の調整
を多量に添加できる副原料としての精製土類と水で行な
い、比較的少量の添加で調整できる粘性を添加剤として
の増粘剤と解膠剤で行うことができる。
【0012】前記汚泥スラリーの比重を増大させる精製
土類としては、ベントナイト等の均質な土類を用いるこ
とができる。比重を低減する場合は水を用いることがで
きる。
【0013】前記汚泥スラリーの粘性を高める増粘剤と
しては、一種の人口糊料であるナトリウムカルボキシメ
チルセルローズ等を用いることができ、粘性を低下させ
る解膠剤としては、例えば土粒子の表面に吸着して帯電
効果で土粒子を互いに反発させ、土粒子を分散させるブ
ルック(商標)を用いることができる。
【0014】前記汚泥スラリーの比重と粘性の調整範囲
を、比重に関しては1.090〜1.145g/cm3
とし、粘性に関しては、ファンネル粘性で20.5〜2
6.0秒に相当する範囲とするとともに、前記セメント
の配合割合を8〜15重量%とし、前記スラリーモルタ
ルの比重を1.170g/cm3 以上、スラリーモルタ
ルの粘性をファンネル粘性で21.0〜55.0秒に相
当する範囲とすることにより、安定してトンネル埋め戻
し工事を行うことができ、かつ埋め戻し後の地耐力も確
保することができる。
【0015】上記汚泥スラリーの比重と粘性の調整範
囲、セメントの配合割合およびスラリーモルタルの比重
と粘性の適正範囲は、試験結果に基づいて以下の手順で
求めた。
【0016】種々の比重と粘性を有する汚泥スラリー
に、配合割合を変えてセメントを混練し、比重および粘
性が異なるスラリーモルタルを調製し、これらのスラリ
ーモルタルの圧縮強度、流動性および配管による圧送の
試験を行った。この試験結果から得られたスラリーモル
タルの適正範囲は、比重に関しては1.170g/cm
3 以上、ファンネル粘性に関しては21.0〜55.0
秒である。すなわち、比重が1.170g/cm3 未満
では圧縮強度が不足し、ファンネル粘性が21.0秒未
満では流動性が高すぎ、55.0秒を越えると圧送試験
で配管詰まりが発生した。
【0017】上記の特性が得られたスラリーモルタルの
セメント配合割合は8〜15重量%であり、使用された
汚泥スラリーの比重は1.090〜1.145g/cm
3 、ファンネル粘性は20.5〜26.0秒であった。
汚泥スラリーの比重に上限を定めたのは、前述したよう
に、比重と粘性は強い相関関係があり、比重そのものは
大きくてもかまわないが、比重が1.145g/cm3
を越えるとスラリーモルタルの粘性を前記適正範囲に入
れることが困難になるためである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図2に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。図1はトンネル埋め戻し
工事の概観を示す。推進工法で掘削されたトンネル1の
内部には、配管に納められた送電線や通信線等のケーブ
ル2が枠で固定されて敷設され、これらのケーブル2と
一緒に3本のスラリーモルタル移送用配管3a、3b、
3cも敷設されている。各移送用配管3a、3b、3c
の先端は、各々トンネル1の最奥部、中央部、手前部に
開口している。
【0019】トンネル1の入側には立坑4が設けられ、
この立坑4の外の地上には、汚泥スラリー用のタンク5
と、汚泥スラリーとセメントを混合するミキサー6と、
このミキサー6で混練されたスラリーモルタルを前記各
移送用配管3a、3b、3cに圧送するポンプ7が配置
されている。
【0020】前記タンク5の内部にはアジテーター8が
設置され、副原料としてのベントナイトと水、および添
加剤としてのナトリウムカルボキシメチルセルローズと
ブルックは、必要に応じてこのタンク5の上部から投入
されるようになっている。また、タンク5の下部には、
比重と粘性が調整された汚泥スラリーを前記ミキサー6
に送る配管9が取り付けられている。
【0021】前記ミキサー6の上部には、セメントを投
入するホッパー10が取り付けられ、ミキサー6の出口
は配管11で前記ポンプ7に接続されている。このポン
プ7にはホース12が取り付けられ、このホース12の
先端は前記トンネル1の最奥部に開口する配管3aに接
続されている。このホース12は、トンネル1の最奥部
にスラリーモルタルを充填したのち、順次配管3b、3
cに繋ぎ替えられ、トンネル1の奥から順にスラリーモ
ルタルが充填される。
【0022】図2は、前記スラリーモルタルを調製した
フローチャートを示す。前記タンク5に投入された汚泥
スラリーは、アジテーター8でかき混ぜられながらサン
プリングされ、比重ρS が測定される。比重ρS の測定
には、作業現場で手軽に測定できるマッドバランス泥水
比重計を用いた。また、この実施形態では、前記タンク
5に投入する汚泥スラリーとして、事前にスラッジをふ
るい分けたものを使用した。
【0023】前記測定された比重ρS が許容範囲を外れ
る場合は副原料が投入され、比重ρS が小さすぎる場合
は副原料としてベントナイトが、比重ρS が大きすぎる
場合は水が投入される。この副原料の投入に際しては、
事前に各副原料の投入量と比重ρS の変化量の関係を調
査把握しておくと、効率的に必要な量を投入することが
できる。
【0024】前記比重を調整された汚泥スラリーは、副
原料の投入で粘性tS も変化するため再びサンプリング
され、粘性tS が測定される。前記測定された比重ρS
が許容範囲内の場合は、そのまま前記サンプリングされ
た汚泥スラリーの粘性tS が測定される。粘性tS の測
定には、同じく作業現場で手軽に測定できるマーシュフ
ァンネルビスコメーターを用い、ファンネル粘性を計測
している。
【0025】前記測定された粘性tS が許容範囲を外れ
る場合は添加剤が投入され、粘性tS が低すぎる場合は
添加剤としてナトリウムカルボキシメチルセルローズ
が、粘性tS が高すぎる場合は前述したブルックが投入
される。この添加剤の投入に際しても、事前に各添加剤
の投入量と粘性tS の変化量の関係を調査把握しておく
と、効率的に必要な投入量を決めることができる。前記
測定された粘性tS が許容範囲内の場合は、そのまま次
工程に進む。
【0026】前記比重と粘性を調整された汚泥スラリー
は、再度サンプリングされて比重ρS と粘性tS を測定
され、両者がともに許容範囲内にあることを確認され
る。この比重と粘性を確認された汚泥スラリーは、前記
配管9でミキサー6に送られ、このミキサー6で前記ホ
ッパー10から投入されたセメントと混練される。
【0027】前記セメントを混練して調製されたスラリ
ーモルタルは、サンプリングされて比重ρM と粘性tM
を測定される。各計測器は前記汚泥スラリーの場合と同
じものを使用することができる。セメントの配合割合
は、スラリーモルタルの比重ρM と粘性tM を適正な値
とするように事前に把握され、一定の割合に決められて
いるため、この測定は何かの手違い等で各特性が外れて
いないかをチェックするためのものである。調製された
スラリーモルタルの比重ρM と粘性tM が、万が一適正
範囲を外れている場合は、セメントもしくは水を加えて
調整される。
【0028】調製を完了されたスラリーモルタルは、前
記配管11でポンプ7に送られ、ホース12で順次各配
管3a、3b、3c内に圧送される。
【0029】上述した実施形態では、主原料の汚泥スラ
リーとしてスラッジをふるい分けたものを用いたが、ス
ラッジを含有する汚泥スラリーをそのまま使用すること
もできる。スラッジを含有する場合は、通常初期の比重
と粘性が高めとなるが、前述した比重と粘性の調製範囲
に十分入れることができる。
【0030】また、本発明の方法は、地中のガス用等の
廃管類の埋め戻しにも適用できることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】以上のように、この発明のトンネル埋め
戻し方法は、廃棄物である汚泥スラリーを主原料として
活用し、この汚泥スラリーに必要に応じて副原料と添加
剤を加えてその比重と粘性を調整し、この比重と粘性を
調整した汚泥スラリーに所定の配合割合でセメントを混
練して、比重と粘性が所定の範囲内に入るスラリーモル
タルを調製し、このスラリーモルタルをポンプで配管内
に圧送してトンネルを埋め戻すようにしたので、圧送時
の配管詰まりもなく、かつ埋め戻し後の地耐力も確保
し、廃棄物のリサイクルを兼ねて低コストでトンネルを
埋め戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】トンネル埋め戻し方法の実施形態を示す概観図
【図2】図1のトンネル埋め戻しに使用するスラリーモ
ルタルの調製手順を示すフローチャート
【符号の説明】
1 トンネル 2 ケーブル 3a、3b、3c 配管 4 立坑 5 タンク 6 ミキサー 7 ポンプ 8 アジテーター 9 配管 10 ホッパー 11 配管 12 ホース

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル内に充填材を移送する配管を配
    置し、充填材をポンプで前記配管内に圧送してトンネル
    内を充填するトンネル埋め戻し方法において、前記充填
    材の主原料として汚泥スラリーを使用し、この汚泥スラ
    リーに必要に応じて副原料と添加剤を加えて、汚泥スラ
    リーの比重と粘性を所定の範囲内に調整し、この比重と
    粘性を調整した汚泥スラリーに所定の配合割合でセメン
    トを混練して、比重と粘性が所定の範囲内に入るスラリ
    ーモルタルを調製し、このスラリーモルタルをポンプで
    前記配管内に圧送することを特徴とするトンネル埋め戻
    し方法。
  2. 【請求項2】 前記汚泥スラリーの比重の調整を、副原
    料として精製土類と水を用いて行ない、前記汚泥スラリ
    ーの粘性の調整を、添加剤として増粘剤と解膠剤を用い
    て行うようにした請求項1に記載のトンネル埋め戻し方
    法。
  3. 【請求項3】 前記汚泥スラリーの比重と粘性の調整範
    囲を、比重に関しては1.090〜1.145g/cm
    3 とし、粘性に関しては、ファンネル粘性で20.5〜
    26.0秒に相当する範囲とするとともに、前記セメン
    トの配合割合を8〜15重量%とし、前記スラリーモル
    タルの比重を1.170g/cm3 以上、スラリーモル
    タルの粘性をファンネル粘性で21.0〜55.0秒に
    相当する範囲とした請求項1または請求項2に記載のト
    ンネル埋め戻し方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102444420A (zh) * 2011-12-31 2012-05-09 山东科技大学 一种薄煤层破碎顶板拖管式充填方法
CN104832211A (zh) * 2015-05-06 2015-08-12 辽宁工程技术大学 一种煤矿采空区充填系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102444420A (zh) * 2011-12-31 2012-05-09 山东科技大学 一种薄煤层破碎顶板拖管式充填方法
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