JPS62148353A

JPS62148353A - シ−ルド用裏込め注入材

Info

Publication number: JPS62148353A
Application number: JP60290139A
Authority: JP
Inventors: 日向　泰山; 幸雄内藤
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1987-07-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、トンネルのシールド工事に使用される裏込
め注入材に係り、さらにいえば流動性、充てん性１分離
抵抗性に優れ、かつ施工が容易な構成のシールド用裏込
め注入材に関する。

（従来の技術）地下鉄道、上下水道、電力、通信、ガス、共同溝などの
施設は都市再開発の有効な手段となっており、このため
都市内におけるトンネル工事の必要性が高まっている。

このようなトンネル工事においては、都市内の路面交通
を確保するため、及び振動、騒音等の公害防止などのた
めに、シールド工法（シールドエＳ）が広〈実施されて
いる。

シールド工法においては、−次履工（セグメント）と地
山との間に裏込め注入材が注入される。

裏込め注入材としては、一般に、セメント、水、砂より
成るモルタル、又はこれにベントナイトあるいはカオリ
ナイトを添加したものが多く使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） ■　しかしながら、現在使用されている裏込め注入材の
場合、切羽から１０〜１５ｍ程度まではセグメントが推
力で揺動するためこの揺動が裏込め注入材に伝わり、若
材令の裏込め注入材にひびわれを発生させるという問題
点がある。

■　また、裏込め注入材の注入が終了した後は輸送管の
清掃を行なわなければならないが、この清掃作業に多大
の時間と労力を必要とする。のみならず、注入終了時に
輸送管の内部に残っていた裏込め注入材は廃棄され、無
駄となる問題点がある。

■　裏込め注入材は、セグメントと地山との間の空隙に
完全に充填されなければならないので、流動性が必要で
あるが、流動性を確保するためには裏込め注入材の中の
水の量を多くしなければならない、水の量を多くした衷
込め注入材は、固形分（特にセメント、砂）の沈降、ブ
リージング現象などによって水分が上部に集中し、水の
占めていた空間−は水が蒸発した後は空隙として残る。

このような空隙は、シールド周辺の地盤の沈下を生じ易
いという問題点がある。

■　シールドの位鐙が地下水位より低い場合には、注入
された裏込め注入材が水によって洗われ希釈されること
がある。このような場合、希釈された裏込め注入材は空
隙を多く含むものとなり、これもまたシールド周辺の地
盤の沈下を生ずる原因となるという問題点があった。

（問題点を解決するための手段）上記従来の問題点を解決するための手段として、この発
明のシールド用裏込め注入材は。

凝結の開始時期を練りまぜ後１２〜４８時間に調整した
セメント系固化材に、有機質粘稠剤を添加して構成した
。

（作　　用）（そのｌ）凝結の開始時期を調整したセメント系固化材
、特にベリット系遅硬セメントの意義と作用通常のセメントは、水に接触してから数時間を経てこわ
ばりを生じ、流動性を失なう、その後水和反応が進行す
るのに伴って強度が増加していく、裏込め注入材が流動
性を有している間は、揺動を受けても裏込め注入材に含
まれているセメントの水和反応（凝結）にはさして大き
な影響はない、が、流動性を失なった後に裏込め注入材
に加えられる揺動は、裏込め注入材の内部にクランクを
発生させるので好ましくない。

この問題を解決するために最も有効な手段は、セメント
としてベリット系遅硬セメントを用いることである。

ベリット系遅硬セメントとは、水砕とベリットセメント
（Ｃ２Ｓを主体としたセメント）とを混合したものであ
り、水利反応が著しく遅い点に特徴がある。即ち、普通
ポルトランドセメントの主体をなすＣ３Ｓが材令７日程
度で殆んど水和反応を完了してしまうのに対して、ｃ２
’　ｓは材令６日以後に本格的な水利反応を開始する。

従って、水砕とＣ２Ｓの混合物であるべ、クー２ト系遅
硬セメントの水和反応も極めて緩やかに進行し、特に練
りまぜ後１２〜４８時間は流動性を保っている。

このように、ベリット系ｇ硬セメントを裏込め注入材の
セメント−系固化材の主成分として使用することにより
凝結の開始時期が練りまぜ後１２〜４８時間に調整され
るので、上述した解決すべき問題点のうち■及び■は解
決される。

即ち、凝結開始以前に揺動を受けてもひび割れの問題が
生じないことは勿論であるし、また、１２〜４８時間も
凝結しないから、注入が終了した後はそのままにしてお
いて翌日にそのまま再び注入作業を開始することが回部
なのである。

なお、ベリット系遅硬セメントの凝結の開始時期の調節
は、普通ポルトランドセメントの含有割合を全セメント
量の５〜３０％の範囲で変化させることにより可能であ
る０次にその代表的調節の例を示す。

１２時間程度　　　　　　全セメント量の３０％２４時
間程度　　　　　　全セメン１４０１５％４８時間程度
　　　　　　全セメント量の５％他方、ベリット系遅硬
セメントに代えて、水砕と汀通ポルトランドセメント及
び石こうの混合物、又は水砕と中庸熱セメントの混合物
も裏込め注入材の凝結の開始時期を遅らせる効果がある
。

但し、練りまぜ後１２〜４８時間における流動性の面で
はベリット系遅硬セメントが優れている。

（その２）凝結の開始時期を調整したセメント系固化材
、特にセメント用凝結遅延剤の意義と作用セメントの水和反応を遅らせる手段としては、リグニン
スルフォン酸塩（例えば商品名：ホゾリスＮ０．８　、
日曹マスタービルダーズ社製）、又はオキシカルボン酸
塩（例えば商品名：パリックＴ、藤沢薬品工業社製）及
びこれらに類するセメント用凝結遅延剤を、普通ポルト
ランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、フライ
アッシュセメント、高炉セメント、シリカセメントなど
一般に重版されているセメントに添加することによって
もその目的が達成される。以下にその代表的な凝結開始
時期調節の例（セメント重量比で示した凝結遅延剤の添
加量）を示す。

１２時間　　２４時間　　４８時間ボゾリスＮＯ，８０，４％　　　０．９％　　１．２％
バリー、りＴ　　　　Ｏ，１５％　　０．４％　　０．
５％但し、リグニンスルフォン酸塩、オキシカルボン酸
塩又はこれに類する凝結遅延剤の場合は、裏込め注入材
の中に粘土鉱物が含まれていると、凝結遅延剤が粘土鉱
物に吸着されて凝結遅延の効果が低下する。従って、裏
込め注入材の中の粘土鉱物の量は、特にシールド掘削に
より採取された砂を裏込め注入材の骨材として利用しよ
うとする場合に問題になる。しかしながら清浄な砂を用
いる場合には何らさしつかえない。

（その３）有機質粘稠剤添加の意義と作用以上のようにしてシールド用裏込め注入材の凝結の開始
時期を練りまぜ後１２〜２４時間に調節することにより
、注入された裏込め注入材は、セグメントの揺動を受け
る時期には未だ流動性を保っているので、揺動を受けて
もひびわれを発生させることはない。

しかしながら、凝結を遅延させたセメント系固化材にお
いては、固形分の沈降、ブリージングが長時間にわたっ
て続くという問題点がある。この問題点はまた、注入さ
れた裏込め注入材の上部に水分が蓄積され、この部分が
将来は空隙となってシールド周辺の地盤沈下を生じやす
くする欠点を派生させる。これらの問題点を解決するた
めには、有機質粘稠剤を適量だけ添加することが極めて
有効である。

即ち、有機質粘稠剤は、固形分の沈降およびブリージン
グを防止して、注入された裏込め注入材の均一性を高め
ることに著しい効果を示す、この効果は−また、注入の
ためにパイプの中に滞留している裏込め注入材の均一性
を保つので、４８時間程度パイプの中に残っている裏込
め注入材を再び圧送する時に極めて容易に圧送作業を遂
行できるという利点を生ずる。

即ち、凝結を１２〜４８時間程度遅延させただけでしか
なく、有機質粘稠剤を含まない衷込め注入材は、セメン
トの水利反応こそ開始していないが、下部に固形分が沈
降し、裏込め注入材の圧送を著しく困難にさせるけれど
も、有機質粘稠剤を含むシールド用裏込め注入材の場合
は、かかる不都合な現象を生じないのである。

有機質粘稠剤によるこのような作用効果により、裏込め
注入材の圧送を１２〜４８時間停止させても、パイプの
内部を清掃することなしに次の圧送作業をそのまま再開
できるという大きな利点を生ずるのである。

有機質粘稠剤によるもう一つの大きな利点は、裏込め注
入材自体の粘稠性を高めるので、注入されたシールド用
裏込め注入材が水（地下水）に遭遇しても、セメント分
が水に洗われるようなことがなく、従って、地下水のあ
る場所においても完全に均質な裏込めを施工できること
である。

上述の目的作用に供し得る有機質粘稠剤としては、メチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロースに代表されるセルロースエーテル類、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリル酸ソーダおよびこれらに代表される水
溶性アクリル系高分子化合物、ポリビニールアルコール
、ポリ酸化エチレン、ポリビニルピロリドンなどが挙げ
られる。

これらの有機質粘稠剤（増粘剤）は、単独で用いてもよ
いし、又は２種以上を併用してもよい。

また、これらの化合物は直接セメントと練り混ぜてもよ
いし、又は前もって水に溶解させておいてもよい。

有機質粘稠剤（増粘剤）の添加量は、用いられる化合物
の種類によって異なるが、混合する水の重量に対して０
．０５％〜５％の範囲が望ましい。

０、０５％以下ではブリージング抑止効果が乏しく、目
的の一作用を達成できない。また、５％以上では、粘稠
剤が無駄に消費されるに等しく、経済的でないからであ
る．より具体的に添加量を示すと次の如くである。

セルロースエーテル類　　　　　　　０．Ｂ〜３％水溶
性アクリル系高分子化合物　　　０．３〜　１％ポリビ
ニルアルコール　ポリ塩化エチレン　ポリビニルピロリドン　　　ｌ〜４％有機質
粘稠剤の上記作用により、シールド用裏込め注入材の流
動性はやや低下することがある。

が、このような場合にはセメント分散剤例えば高分子芳
香族スルフォン化物、メラミンスルフォン酸塩などを適
量添加すれば良い。

（実　施　例）次の表−１は、本発明にもとづいて好適に実施されたシ
ールド用裏込め注入材の１ｍ″あたりの配合組成を２例
−示す。

表−１（発明が奏する効果）以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この発
明のシールド用裏込め注入材は、凝結の開始時期が練り
まぜ後１２〜４８時間に製筒されているので、その間に
セグメントが推力で揺動されるようなことがあっても、
注入された裏込め注入材の品質が損なわれることがない
。

また、流動性と粘稠性が長時間係たれるので、このシー
ルド用裏込め注入材はセグメントと地山の間の空隙に完
全に充てんされ、地下水がある場所においても裏込め注
入材の品質が低下することがない。

その上、裏込め注入材の注入を終了した時に、直ちに注
入パイプの内部を清掃する必要が特にないので、労務費
の低減、あるいは廃棄される注入材量の低減を図ること
ができ、大きな経済的効果を期待できるのである。

出願人　　　　　東京電力株式会社出願人　　　　　内　藤　幸　雄代理人弁理士　　山　名　面゛１彦〆ｂ，１・、１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）凝結の開始時期を練りまぜ後１２〜４８時間に調
整したセメント系固化材に、有機質粘稠材を添加して成
ることを特徴とするシールド用裏込め注入材。
（２）特許請求範囲第１項に記載した凝結の開始時期を
練りまぜ後１２〜４８時間に調整したセメント系固化材
は、ベリット系遅硬セメントを主成分とする固化材であ
ることを特徴とするシールド用裏込め注入材。
（３）特許請求範囲第１項に記載した凝結の開始時期を
練りまぜ後１２〜４８時間に調整したセメント系固化材
は、リグニンスルフォン酸塩またはオキシカルボン酸塩
を添加した普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトラ
ンドセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント
、シリカセメントの固化材であることを特徴とするシー
ルド用裏込め注入材