JPH04128416A - 大深度の地盤改良工法 - Google Patents

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〕 本発明は、大深度用トンネルのシールド−１事等におけ
る大深度さ１坑の底盤改良などをり・ｊ象とした大深度
のｌｌ！！盤改良［ユ法に閏するものである。

〔従来の技術〕

近年、シールド工事等において、大深度、大型径の工事
が多数施工または計画されているが、大深度の立坑で最
も問題となるのが地下水圧である。

立坑の設計によっては、宇働、受働上水圧の釣合いモー
メントによる根入れ長、またはボイリング、ヒービング
による必要根太れ長さを求め、最大値を根入れ長として
いるが、根入れ部分に第■紀固結シルト層（土内層）が
存在する場合には必ず介在の細砂層があり、被圧されて
いることが多い。

このような場合、盤ふくれの問題を生じ、その検討を行
うと必ず地盤改良が必要となる。

地盤改良の工法は種々あるが、地−トから行う高圧ジェ
ット噴射混合処理工法の利用が検討される。

この高圧ジェット噴射混合処理工法は、水力採炭に用い
られている超高圧噴射による掘削技術を土木の分野に導
入したもので、その代表的なものはジェットグラウト工
法である。

ジエソトグラウＩ・工法は周知のごとくボーリングによ
って目標深度まで掘削したのち、ロット下端から改良材
（グラウ１−）を超高圧で噴射し、地盤を切削すると同
時にグラウトを混合攪拌するか、もしくは置換により円
柱状の固結体を造成する工法で、これにはグラウトを空
気ジェットとともに高速で噴射させて土を切削する方法
のグラウト・空気噴射方式（ＪＳＧ工法）や高圧の水ジ
ェノ］・と空気ジエンＬの噴射で地盤を切削し空隙を作
りなからグラウトを注入させる水・空気噴射、グラウト
注入工法（コラムシェットグラウト工法）などがある。

かかるジェットグラウト工法の特徴は、直径１０〜１５
ｃｍのロッドが貫入できれば、大きな径の地盤改良が可
能であること、一般に設備機械は小型なので重機が入れ
ないような狭い場所でも施工可能であること、地盤の隆
起が生じにくいことなどが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題） しかし、このジェットグラウト工法は施工深度が４０ｍ
以」二の大深度になるとロッド挿入のための削孔精度に
問題が生じ、傾きが出た場合には先端でラップが完全に
得られない未改良ゾーンが生じてしまう。

さらに、深度が深いとスライムが効率的に回収できず、
信顛性に乏しいものとなる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、大深度で
も精度よ（削孔でき、また、スライムの回収も完全に行
えて全体として施工精度がよいジェットグラウｊ・工法
の施工が可能な大深度の地盤改良工法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明工法は前記目的を達成するため、３点支持式ヘー
スマシンのリーダーマストにジエン］・グラウト用とス
ライム回収管挿入用のポーリングケーシングバイブとそ
の駆動装置を並列させて昇降自在にセットし、このポー
リングケーシングバイブで注入地盤に向けて複数の削孔
をし、次いで前記３点支持式ヘースマシンのリーダーマ
ストにポーリングケーシングバイブにかえてジェットグ
ラウト用のマシン及びロッドとスライム回収管とをセッ
トし、前記削孔の一つにジェットグラウト用のロッドを
挿入してロッド先端の高圧水噴出ノズルとエアノズルか
ら噴射する高圧液と圧縮空気によって注入地盤を破砕し
、この破砕部分に地盤注入材の注出ノズルからの地盤注
入材を注出して固結体を造成し、また削孔の他の一つに
スライム回収管を挿入し、その先端からスライムを回収
すること、もしくは、３点支持式ベースマシンのリーダ
ーマストに、ガイドボールを同時削孔できるジェットグ
ラウＩ・用ロッドと同じくガイドホールを同時削孔でき
るスライム回収管を各駆動装置を並列させて昇降自在に
セットし、これらジェットグラウト用ロッドとスライム
回収管とで地盤を所定深度まで掘削し、次いで、ジエン
］・グラウト用のロッド先端の高圧水噴出ノズルとエア
ノズルから噴射する高圧液と圧縮空気によって注入地盤
を破砕し、この破砕部分に地盤注入材の注出ノズルから
の地盤注入材を注出して固結体を造成し、またスライム
回収管の先端からスライムを回収することを要旨とする
ものである。

（作用） 請求項第１項記載の本発明によれば、３点支持式ヘース
マンンのリーダーマス１−に沿わせて削孔を行い、かつ
このリーダーマストに沿わせてジェットグラウト用のロ
ットを削孔内に挿入し、ジエ・ッＩ・グラウト工法を行
うものであるから、大深度でも精度のよい削孔が可能と
なる。

請求項第２項記載の本発明によれば、同じく３点支持式
ベースマシンのリーダーマストに沿わせてガイドホール
用の削孔を兼ねたジェンＩ・グラウト工法を行うもので
あるから、大深度でも精度のよい削孔が可能となる。

また、請求項第１項記載及び第２項記載の本発明ともに
、常にスライム回収管をジェットグラウト用のロッドに
並列させているので、大深度であってもこのスライム回
収管の先端よりスライムを効率的に回収できる。

（実施例〕 以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の大深度の地盤改良工法の１実施例を示
す正面図、第２図は同」二側面図で、図中１は大深度立
坑、２はこの立坑１を形成する土留壁、３は計画床付盤
、４は計画改良範囲である。

本発明工法は、この第１図、第２図に示すような高いリ
ーダーマスＩ・５．５“を有する３点支持式ヘースマシ
ン６を使用する。

図示の例は、ガイｌ”ホールとしての削孔とジェットグ
ラウトによる地盤改良を別工程として行う場合である。

削孔時には、第３図に示すようにこの３点支持式ヘース
マシン６のリーダーマス１５．５’にトンプシーブ７か
らワイヤー８で昇降自在に吊り下げた駆動装置９を設置
する。

該駆動装置９はモーター及び減速機とこの減速機に連結
するチャック機構等からなるもので、これにホーリング
用のケーシングパイプ１０．１０　　’をチャック機構
がその外周を抱持することで連結させる。

これらケーシングパイプ１０．１０　　’のうｔう、ケ
ーシングパイプ１０はジェットグラウト用の削孔を行う
もの、ケーシングパイプ１０’はスライム回収管挿入用
の削孔を行うもので、ケーシングパイプ１０１０゛は相
互に近接して並列する。

また、ケーシングパイプ１０．１０　　’は先端から高
圧の切削水１１を噴射できるものとする。

このようにして、駆動装置９でケーシングパイプ１０．
１０　　’を回転駆動させながら、地盤中に挿入し、ジ
エン］・グラウト用とスライム回収管挿入用の削孔を同
時に所定深度まで行う。

なお、通常Ｎ値が換算で２５０〜３００以上になると従
来方式では切削できないおそれがある。

そこで、土砂切削能力の向上を図るため、切削水１１ノ
水圧を４００　ｋｇｆ　／ｃＪから１．．０００　ｋｇ
ｆ　／ｃｒｙ程度に高め、かつ土質により可変させる。

さらに、切削効率を高めるために切削水ＩＩ中に研磨材
（珪砂）を混合して吹付は切削する。

また、地盤の抵抗を考慮し、ワイヤーやギヤで強制的に
貫入させることも考えられる。

次に、地盤改良の工程に移行するが、第１回、第２図に
示すようにケーシングパイプ１０．］、０　　“を引き
抜き、前記３点支持式ベースマシンの２Ｕ−ダーマスｈ
５．５″にこのケーシングパイプ１０．１０にかえてジ
ェットグラウト用のロッド１２とスライム回収管１３と
をセットし、前記削孔の一つに該ジェットグラウト用の
ロッド１２を挿入してその先端の高圧水噴出ノズルとエ
アノズルから噴射する高圧液と空気によって注入地盤を
破砕し、この破砕部分に地盤注入材の注出ノズルからの
地盤注入材を注出して固結体Ｉ４を造成する。

このジェットグラウト ・ジェットグラウトでは、コラムマシン（前記駆動装置
９と同じものでもよい）に回転かつ進退自在にセットさ
れる３重管ロンドであり、特公昭４８６２］０号公報に
も示されるように、外１１である地盤注入材の注入管と
、中管である圧縮空気注入管と、内管である高圧水管と
からなる。

そして、該３重管ロットの根木部では、地盤注入材の注
入管に連通ずるｊｌ！！　盤注入材の供給「１、圧縮空
気注入管に連通する圧縮空気の（Ｉ（給「■、及び高圧
水管に連通ずる超高圧水の供給口が形成され、これらは
それぞれグラウＩ・ミキサから材料の供給をうけるグラ
ウＩ・ポンプ、コンブレンザ、水タンクから給水される
超高圧ポンプにホースで接続される。

一方、３重管ロフトの先端部では、地盤注入材の注出ノ
ズルと高圧水噴出ノズル及び高圧水噴出ノズルの周囲に
同心固状に開口するエアノズルが形成される。

また、これにはグラウトを空気ジェットとともに高速で
噴射さ−Ｕて十を切削する方法のグラウト・空気噴射方
式（ＪＳＧ工法）を行うロフトでは、地盤注入材も高圧
で噴射する構造を取るごとになる。

このようなジェン］・グラウト用のロッド１２の挿入に
対して、ケーシングパイプ１０．］Ｏ’で形成した削孔
の他の一つにスライム回収管１３を挿入し、ロッド１２
の先端にこのスライム回収管１３の先端を並べ（実際は
５０〜１．００　ｃｍスライム回収管１３の方が−にに
なる）でスライムを回収する。その際、スライム回収管
１３にハキューノ、をかけるごとによりスライムを強制
的に吸引することも可能である。

図中１５はジｌツトグラウ１〜川のしｊノＦ’１２に接
続する削孔及び硬化材プラン（・、１６はスライＪ、回
収管１３に接続するスライノ・処理プラン１−である。

なお、これらジｒ−／ｌ・グラウト用のＩコツト１２と
スライム回収管１３との引」二げ速度は同しものとし、
所定の改良が終了したならば、１」ソド１２や回収管１
３の通過位置に穴埋め用の低強度モルタルを充填する。

他の実施例としては、図示は省略するが特公昭４９−４
９０５７号公報に示すようなガイ１ポール掘削工程と薬
液注入工程を同時に施二［できるジェン］・グラウＩ・
用のロンＦを使用してもよい。

この場合は、第１図に示すような３点支持式ヘースマシ
ン６のリーダーマス！・５，５１に、ガイドホールを同
時削孔できるジェン］・グラウト用ロットと同しくガイ
ドホールを同時削孔できるスライム回収管を各駆動装置
を並列させて昇降自在にセソｌ−Ｌ、これらジηントグ
ラウト用ロッドとスライム回収管とで地盤を所定深度ま
で掘削する。

この後、スライム回収管は掘削を中止し、５０〜１００
　ｃｍ程度引き上げる。

そして、ジエントグラウト用のロン）・先端の高圧水噴
出ノズルとエアノズルから噴射する高圧液と空気によっ
て注入地盤を破砕し、この破砕部分に地盤注入材の注出
ノズルからの地盤注入材を注出して固結体を造成し、ま
たスライム回収管の先端からスライムを回収する。

なお、−に砂切削能力の向」二を図るため、切削を行う
際の切削水の水圧を高め、かつ研磨材（珪砂）を混合し
て吹付は切削することや、地盤の抵抗を考慮し、必要に
応してワイヤーやギヤで強制的に貫入させるごとなどは
前記第１実施例と同しである。

さらに本発明は、第２図に示すようにシールド管路１７
の立坑からの発進もしくは到達部の改良にも利用できる
ものである。

［発明の効果］ 以に述べたように本発明の大深度の地盤改良工法は、大
深度でも精度よく削孔でき、また、スライムの回収も完
全に行えて全体として施工精度がよいジェン１〜グラウ
ト王法の施工が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は大深度の地盤改良工法の１実施例を示す地盤改
良時の正面図、第２図は同り側面図、第３図は削孔時の
正面図である。 １・・・大深度立坑　　　　２・・・土留壁３・・・計
画床付盤　　　　４・・・９１画改良範囲５　５’・・
・リーダーマスト ６・・・ベースマシン　　　７・・・トップシーツ８・
・・ワイヤー　　　　　９・・・駆動装置１０．１０　
　’・・・ケーシングバイブ１１・・切削水 １２・・・ジ、ｒ−ｙトグラウＩ・川のロッド１３・・
・スライム回収管　　１４・・・固結体１５・・・削孔
及び硬化材プラント １６・・・スライム処理プラント １７・・・シールド管路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３点支持式ベースマシンのリーダーマストにジェ
   ットグラウト用とスライム回収管挿入用のボーリングケ
   ーシングパイプとその駆動装置を並列させて昇降自在に
   セットし、このボーリングケーシングパイプで注入地盤
   に向けて複数の削孔をし、次いで前記３点支持式ベース
   マシンのリーダーマストにボーリングケーシングパイプ
   にかえてジェットグラウト用のマシン及びロッドとスラ
   イム回収管とをセットし、前記削孔の一つにジェットグ
   ラウト用のロッドを挿入してロッド先端の高圧水噴出ノ
   ズルとエアノズルから噴射する高圧液と圧縮空気によっ
   て注入地盤を破砕し、この破砕部分に地盤注入材の注出
   ノズルからの地盤注入材を注出して固結体を造成し、ま
   た削孔の他の一つにスライム回収管を挿入し、その先端
   からスライムを回収することを特徴とする大深度の地盤
   改良工法。
2. （２）３点支持式ベースマシンのリーダーマストに、ガ
   イドホールを同時削孔できるジェットグラウト用ロッド
   と同じくガイドホールを同時削孔できるスライム回収管
   を各駆動装置を並列させて昇降自在にセットし、これら
   ジェットグラウト用ロッドとスライム回収管とで地盤を
   所定深度まで掘削し、次いで、ジェットグラウト用のロ
   ッド先端の高圧水噴出ノズルとエアノズルから噴射する
   高圧液と圧縮空気によって注入地盤を破砕し、この破砕
   部分に地盤注入材の注出ノズルからの地盤注入材を注出
   して固結体を造成し、またスライム回収管の先端からス
   ライムを回収することを特徴とする大深度の地盤改良工
   法。