JPH04349162A - トンネル用裏込め注入材 - Google Patents
トンネル用裏込め注入材Info
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- JPH04349162A JPH04349162A JP3086258A JP8625891A JPH04349162A JP H04349162 A JPH04349162 A JP H04349162A JP 3086258 A JP3086258 A JP 3086258A JP 8625891 A JP8625891 A JP 8625891A JP H04349162 A JPH04349162 A JP H04349162A
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- grout
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- 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
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールドトンネル工法
などにおいてセグメント外面とシールドマシーンのテー
ル内面との間隙により生じるテールクリアランス（テー
ルボイド）を充填する裏込め注入材に関するものである
。
などにおいてセグメント外面とシールドマシーンのテー
ル内面との間隙により生じるテールクリアランス（テー
ルボイド）を充填する裏込め注入材に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術】通常裏込め注入は、図５に示すように地
上プラントからセグメント注入孔までボンプによりパイ
プ圧送されテールボイドに充填される。図５において、
１は立坑、２は地山、３は切羽、４はシールド機械、５
は推進ジャッキ、６はテールボイド、７はセグメント、
８は裏込め材、９はホース、１０はモルタルミキサー、
１１はＡ液圧送用ポンプ、１２はＢ液タンク、１３はＢ
液圧送用ポンプを示す。
上プラントからセグメント注入孔までボンプによりパイ
プ圧送されテールボイドに充填される。図５において、
１は立坑、２は地山、３は切羽、４はシールド機械、５
は推進ジャッキ、６はテールボイド、７はセグメント、
８は裏込め材、９はホース、１０はモルタルミキサー、
１１はＡ液圧送用ポンプ、１２はＢ液タンク、１３はＢ
液圧送用ポンプを示す。
【０００３】一般に注入材は安価であり、ある程度の可
使時間を有すること、作業性および注入性が良好である
ことが望まれ、注入後は早期に強度が発現し、地山の崩
壊による地盤の沈下を防止することができ、地下水を遮
水するものであることが必要である。
使時間を有すること、作業性および注入性が良好である
ことが望まれ、注入後は早期に強度が発現し、地山の崩
壊による地盤の沈下を防止することができ、地下水を遮
水するものであることが必要である。
【０００４】しかし、従来の裏込め注入材は、セメント
、粉末粘土およびベントナイトなどを用いるものが多く
使われるが、セメント系を用いるものは練り混ぜ水との
水和反応により硬化するために、管詰まりが生じ管内清
掃を常時行う必要が生じることがあった。
、粉末粘土およびベントナイトなどを用いるものが多く
使われるが、セメント系を用いるものは練り混ぜ水との
水和反応により硬化するために、管詰まりが生じ管内清
掃を常時行う必要が生じることがあった。
【０００５】また、一般的な裏込め注入材には、材料の
沈降分離を抑えるためにベントナイトを配合する場合が
多いが、ベントナイトの品質が一定でないために、その
効果にバラツキが大きく裏込め注入材の粘性が一定とな
らないで、圧送が困難となる粘度を呈する場合があった
。とりわけトンネルの径が２ｍ以下で推進長が５００ｍ
を越える場合にはこれらの問題が大きくなってくる。
沈降分離を抑えるためにベントナイトを配合する場合が
多いが、ベントナイトの品質が一定でないために、その
効果にバラツキが大きく裏込め注入材の粘性が一定とな
らないで、圧送が困難となる粘度を呈する場合があった
。とりわけトンネルの径が２ｍ以下で推進長が５００ｍ
を越える場合にはこれらの問題が大きくなってくる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点を
改善するために提案されたもので、その目的は、セメン
ト・粉末粘土の代わりにフライアッシュと消石灰とを用
いることにより、長距離圧送時において管内清掃を行う
ことなく、粘性の一定な経済性に優れたトンネル用裏込
め注入材を提供することにある。
改善するために提案されたもので、その目的は、セメン
ト・粉末粘土の代わりにフライアッシュと消石灰とを用
いることにより、長距離圧送時において管内清掃を行う
ことなく、粘性の一定な経済性に優れたトンネル用裏込
め注入材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は消石灰とフライアッシュを主材とし、これに
起泡剤を添加した水で混練したことを特徴とするトンネ
ル用裏込め注入材を発明の要旨とするものである。さら
に本発明は容積０．５ｍ３ あたり消石灰２００〜３０
０ｋｇ、フライアッシュ５０〜１５０ｋｇ、水３５６〜
３５０ｋｇおよび起泡剤を、消石灰とフライアッシュと
の合計量に対して０．５重量％添加し混合したＡ溶液と
、硅酸ソーダ（水ガラス）２５０リットルに対して水約
２５０リットルで薄めたＢ溶液とからなることを特徴と
するトンネル用裏込め注入材を発明の要旨とするもので
ある。
め本発明は消石灰とフライアッシュを主材とし、これに
起泡剤を添加した水で混練したことを特徴とするトンネ
ル用裏込め注入材を発明の要旨とするものである。さら
に本発明は容積０．５ｍ３ あたり消石灰２００〜３０
０ｋｇ、フライアッシュ５０〜１５０ｋｇ、水３５６〜
３５０ｋｇおよび起泡剤を、消石灰とフライアッシュと
の合計量に対して０．５重量％添加し混合したＡ溶液と
、硅酸ソーダ（水ガラス）２５０リットルに対して水約
２５０リットルで薄めたＢ溶液とからなることを特徴と
するトンネル用裏込め注入材を発明の要旨とするもので
ある。
【０００８】
【作用】本発明のトンネル用裏込め注入材はフライアッ
シュと消石灰に起泡剤を添加した水で混合した溶液Ａに
硅酸ソーダを水で薄めた溶液Ｂから構成されており、溶
液Ａと溶液Ｂとを各々別系統で裏込め注入位置まで圧送
し、裏込め注入噴出口において十分攪拌されるように注
入することによって可使時間の長く、テールボイドに充
填され易い裏込め材を得ることができる。
シュと消石灰に起泡剤を添加した水で混合した溶液Ａに
硅酸ソーダを水で薄めた溶液Ｂから構成されており、溶
液Ａと溶液Ｂとを各々別系統で裏込め注入位置まで圧送
し、裏込め注入噴出口において十分攪拌されるように注
入することによって可使時間の長く、テールボイドに充
填され易い裏込め材を得ることができる。
【０００９】フライアッシュは、石灰火力発電所におい
てボイラ内で石灰が完全燃焼する際に溶融された灰分が
冷却されたものを電気集塵機等により捕集したものであ
る。したがって、フライアッシュは石炭に含まれる粘土
鉱物がガラス質状に変性しており、その形状は球形をな
している。フライアッシュを用いると、その性状により
溶液の流動性の向上を期待することができ、長距離の圧
送を可能とすることができる。
てボイラ内で石灰が完全燃焼する際に溶融された灰分が
冷却されたものを電気集塵機等により捕集したものであ
る。したがって、フライアッシュは石炭に含まれる粘土
鉱物がガラス質状に変性しており、その形状は球形をな
している。フライアッシュを用いると、その性状により
溶液の流動性の向上を期待することができ、長距離の圧
送を可能とすることができる。
【００１０】また、溶液Ａの材料分離を防止するための
手段として、微小泡を発生させて泡で包み込むようにし
不均質化を防止することができる。硬化促進材として練
り混ぜ水により反応せず、溶液Ｂ（反応材）と反応する
ことにより硬化する材料である消石灰を選定した。
手段として、微小泡を発生させて泡で包み込むようにし
不均質化を防止することができる。硬化促進材として練
り混ぜ水により反応せず、溶液Ｂ（反応材）と反応する
ことにより硬化する材料である消石灰を選定した。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。この
トンネル用裏込め注入材の配合を求めるための配合選定
実験について述べる。 ■起泡剤率 本発明のトンネル用裏込め注入材に用いる起泡剤添加量
を選定する実験例について述べる。実験に用いた起泡剤
は、特殊蛋白質を主成分としたエアーモルタル（エアー
ミルク）用起泡剤である。一般にはこの使用量は、材料
（セメント）の０．５〜１．０重量％で用いる。
トンネル用裏込め注入材の配合を求めるための配合選定
実験について述べる。 ■起泡剤率 本発明のトンネル用裏込め注入材に用いる起泡剤添加量
を選定する実験例について述べる。実験に用いた起泡剤
は、特殊蛋白質を主成分としたエアーモルタル（エアー
ミルク）用起泡剤である。一般にはこの使用量は、材料
（セメント）の０．５〜１．０重量％で用いる。
【００１２】本実験では、水に対する消石灰とフライア
ッシュの濃度が７０％のときの消石灰とフライアッシュ
に対する起泡剤率を０．２５％，０．５０％，０．７５
％に変化させて、最適起泡剤率を求めたものが図１であ
る。図１では横軸にフライアッシュ混合率、縦軸に材料
分離率をとってある。この材料分離率とは、消石灰・フ
ライアッシュを起泡剤を添加した水で混練りし、メスシ
リンダに注入し７２時間静置し浮き水の高さを測定し、
材料の高さで除したものと規定する。
ッシュの濃度が７０％のときの消石灰とフライアッシュ
に対する起泡剤率を０．２５％，０．５０％，０．７５
％に変化させて、最適起泡剤率を求めたものが図１であ
る。図１では横軸にフライアッシュ混合率、縦軸に材料
分離率をとってある。この材料分離率とは、消石灰・フ
ライアッシュを起泡剤を添加した水で混練りし、メスシ
リンダに注入し７２時間静置し浮き水の高さを測定し、
材料の高さで除したものと規定する。
【００１３】図１より、起泡剤率が大きくなるほど材料
の分離は小さくなる傾向にあり、材料分離の観点からは
起泡剤率は大きい方が望ましい。しかし、裏込め材の強
度および止水性の観点からは、できるだけ気泡が少ない
ことが好ましいこと、従来用いられている配合の材料分
離率（５％以下）を考慮して起泡剤率を０．５０％とす
る。
の分離は小さくなる傾向にあり、材料分離の観点からは
起泡剤率は大きい方が望ましい。しかし、裏込め材の強
度および止水性の観点からは、できるだけ気泡が少ない
ことが好ましいこと、従来用いられている配合の材料分
離率（５％以下）を考慮して起泡剤率を０．５０％とす
る。
【００１４】■配合比の選定
つぎに材料分離と粘度の関係を求めた。粘度の測定には
、工事現場での照査に軽便なＣ型粘度計を使用した。 この結果を図２に示す。図２においては横軸に粘度、縦
軸に材料分離率をとってある。図２に示すように材料分
離率を５％以下に抑えるためには、３，０００ｃｐ以下
の粘度を必要とすることが判った。
、工事現場での照査に軽便なＣ型粘度計を使用した。 この結果を図２に示す。図２においては横軸に粘度、縦
軸に材料分離率をとってある。図２に示すように材料分
離率を５％以下に抑えるためには、３，０００ｃｐ以下
の粘度を必要とすることが判った。
【００１５】つぎに３，０００ｃｐ程度の粘度における
消石灰とフライアッシュの配合率と粘度の関係を求めた
のが図３である。図３において、横軸に配合率、縦軸に
沈降率、粘度をとってある。これらの結果より得られた
好ましい３種類の配合を表１に示す。
消石灰とフライアッシュの配合率と粘度の関係を求めた
のが図３である。図３において、横軸に配合率、縦軸に
沈降率、粘度をとってある。これらの結果より得られた
好ましい３種類の配合を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】■硅酸ソーダ（溶液Ｂ）の濃度溶液Ａに含
まれる消石灰と反応させる硅酸ソーダの濃度を求めた。 硅酸ソーダは消石灰と反応し、硅酸カルシュウムの固形
物を生成する。溶液Ａと溶液Ｂの混合比は、現場での管
理性を考慮し１：１とした。
まれる消石灰と反応させる硅酸ソーダの濃度を求めた。 硅酸ソーダは消石灰と反応し、硅酸カルシュウムの固形
物を生成する。溶液Ａと溶液Ｂの混合比は、現場での管
理性を考慮し１：１とした。
【００１８】硅酸ソーダは表１で求めた好ましい３種類
の配合について、重水和化合物（水ガラス）として市販
されている。水に対する水ガラスの濃度（水ガラス濃度
）を３０％，５０％，７０％とした溶液Ｂを作製し前■
項で求めた溶液Ａと混合した結果、図４が得られた。 横軸は０．５ｍ３ 当りの消石灰とフライアッシュと水
の重量（ｋｇ）を示しており、起泡剤率は０．５％であ
る。縦軸には圧縮強度がとってある。水ガラス濃度が５
０％の時に最も大きな圧縮強度が得られることが認めら
れた。
の配合について、重水和化合物（水ガラス）として市販
されている。水に対する水ガラスの濃度（水ガラス濃度
）を３０％，５０％，７０％とした溶液Ｂを作製し前■
項で求めた溶液Ａと混合した結果、図４が得られた。 横軸は０．５ｍ３ 当りの消石灰とフライアッシュと水
の重量（ｋｇ）を示しており、起泡剤率は０．５％であ
る。縦軸には圧縮強度がとってある。水ガラス濃度が５
０％の時に最も大きな圧縮強度が得られることが認めら
れた。
【００１９】■実験より得られた最適配合上記実験によ
り最適と考えられる配合を表２、表３に示す。表２は溶
液Ａを表３は溶液Ｂの配合表である。なお表２における
最適配合は、表１における種類２に相当する。
り最適と考えられる配合を表２、表３に示す。表２は溶
液Ａを表３は溶液Ｂの配合表である。なお表２における
最適配合は、表１における種類２に相当する。
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】次に本発明の使用例について述べる。本発
明のトンネル用裏込め注入材を用いて注入モデル機によ
り確認した。実験に用いた溶液Ａと溶液Ｂは表２、表３
に示す配合を使用し、その混合比は１：１である。表２
に示した溶液Ａの特性を表４に、表３に示した溶液Ｂと
混合し、ゲル化合物を生成しそのゲル化時間と圧縮強度
を表５に示す。
明のトンネル用裏込め注入材を用いて注入モデル機によ
り確認した。実験に用いた溶液Ａと溶液Ｂは表２、表３
に示す配合を使用し、その混合比は１：１である。表２
に示した溶液Ａの特性を表４に、表３に示した溶液Ｂと
混合し、ゲル化合物を生成しそのゲル化時間と圧縮強度
を表５に示す。
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】なお、これらの実施例はひとつの事例であ
り、使用材料、温度その他により配合を変更する必要が
生じることも考えられるが、発明の精神を逸脱しない範
囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは云うま
でもない。
り、使用材料、温度その他により配合を変更する必要が
生じることも考えられるが、発明の精神を逸脱しない範
囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは云うま
でもない。
【００２６】なお溶液Ａを０．５ｍ３ を作成するには
、表１に示すケース１〜３が考えられる。消石灰を減ら
しフライアッシュを増やしていくと、溶液Ａの粘度は低
下するが、水との材料分離を示す沈降率が大きくなる。 また、消石灰を増やしフライアッシュを減らしていくと
、沈降率を押えることができるが、粘度の上昇が認めら
れる。したがって、粘度を３，０００ｃｐ以下、沈降率
を５％以下にするためには消石灰２００ｋｇ〜３００ｋ
ｇ、フライアッシュ１５０ｋｇ〜５０ｋｇ、水３４７ｋ
ｇ〜３５０ｋｇの範囲で選定する必要がある。
、表１に示すケース１〜３が考えられる。消石灰を減ら
しフライアッシュを増やしていくと、溶液Ａの粘度は低
下するが、水との材料分離を示す沈降率が大きくなる。 また、消石灰を増やしフライアッシュを減らしていくと
、沈降率を押えることができるが、粘度の上昇が認めら
れる。したがって、粘度を３，０００ｃｐ以下、沈降率
を５％以下にするためには消石灰２００ｋｇ〜３００ｋ
ｇ、フライアッシュ１５０ｋｇ〜５０ｋｇ、水３４７ｋ
ｇ〜３５０ｋｇの範囲で選定する必要がある。
【００２７】
【発明の効果】本発明のトンネル用裏込め注入材は、粘
性が３，０００〜２，０００ｃｐと低く、フライアッシ
ュと気泡によるベアリング効果により圧送性の向上を期
待できるものである。また、セメント系の裏込め注入材
のように長時間管内に停留する場合においても硬化する
ことがないために管内清掃が不要となる効果が得られる
。短期的には消石灰と硅酸ソーダが瞬時に反応し、長期
的には消石灰とフライアッシュに含まれるシリカ分が緩
急的に反応し、硅酸カルシュウムのゲル化合物を形成す
るため信頼性の高いトンネル用裏込め注入材を作成する
ことができる効果を有する。
性が３，０００〜２，０００ｃｐと低く、フライアッシ
ュと気泡によるベアリング効果により圧送性の向上を期
待できるものである。また、セメント系の裏込め注入材
のように長時間管内に停留する場合においても硬化する
ことがないために管内清掃が不要となる効果が得られる
。短期的には消石灰と硅酸ソーダが瞬時に反応し、長期
的には消石灰とフライアッシュに含まれるシリカ分が緩
急的に反応し、硅酸カルシュウムのゲル化合物を形成す
るため信頼性の高いトンネル用裏込め注入材を作成する
ことができる効果を有する。
【図１】起泡剤率と材料分離率を示す。
【図２】粘度と材料分離率を示す。
【図３】材料と粘度・材料分離率の関係を示す。
【図４】硅酸濃度と圧縮強度の関係を示す。
【図５】シールド工法による裏込め注入装置を示す。
１ 立坑
２ 地山
３ 切羽
４ シールド機械
５ 推進ジャッキ
６ テールボイド
７ セグメント
８ 裏込材
９ ホース
１０ モルタルミキサー
１１ Ａ液圧送用ポンプ
１２ Ｂ液タンク
１３ Ｂ液圧送用ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 消石灰とフライアッシュを主材とし、
これに起泡剤を添加した水で混練したことを特徴とする
トンネル用裏込め注入材。 - 【請求項２】 容積０．５ｍ３ あたり消石灰２００
〜３００ｋｇ、フライアッシュ５０〜１５０ｋｇ、水３
５６〜３５０ｋｇおよび起泡剤を、消石灰とフライアッ
シュとの合計量に対して０．５重量％添加し混合したＡ
溶液と、硅酸ソーダ（水ガラス）２５０リットルに対し
て水約２５０リットルで薄めたＢ溶液とからなることを
特徴とするトンネル用裏込め注入材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8625891A JP2739073B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | トンネル用裏込め注入材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8625891A JP2739073B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | トンネル用裏込め注入材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349162A true JPH04349162A (ja) | 1992-12-03 |
| JP2739073B2 JP2739073B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=13881797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8625891A Expired - Fee Related JP2739073B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | トンネル用裏込め注入材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2739073B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7413014B2 (en) * | 2003-12-19 | 2008-08-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Foamed fly ash cement compositions and methods of cementing |
| JP2013519616A (ja) * | 2010-02-10 | 2013-05-30 | リメコ リミテッド | 水硬性石灰組成物 |
| CN111535833A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-14 | 中铁建华南建设有限公司 | 盾体注浆浆液、制备方法及其施工装置 |
| CN114278344A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 安徽理工大学 | 一种掘进巷道离层破碎顶板淋水防治方法 |
| CN117365562A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-01-09 | 中铁四局集团有限公司 | 一种全断面硬岩地层管片壁后注浆施工工艺 |
| JP2024054466A (ja) * | 2022-10-05 | 2024-04-17 | 三菱重工業株式会社 | アルミノシリケート系セメントの施工方法及び施工装置、並びに原子力発電所の燃料デブリの取出し孔の閉塞方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52100727A (en) * | 1976-02-20 | 1977-08-24 | Japan National Railway | Tunnel upset work backkfilling material |
| JPH01239043A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-25 | Kyokado Eng Co Ltd | 固結用材料 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP8625891A patent/JP2739073B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN111535833A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-14 | 中铁建华南建设有限公司 | 盾体注浆浆液、制备方法及其施工装置 |
| CN114278344A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 安徽理工大学 | 一种掘进巷道离层破碎顶板淋水防治方法 |
| CN114278344B (zh) * | 2021-12-27 | 2024-02-13 | 安徽理工大学 | 一种掘进巷道离层破碎顶板淋水防治方法 |
| JP2024054466A (ja) * | 2022-10-05 | 2024-04-17 | 三菱重工業株式会社 | アルミノシリケート系セメントの施工方法及び施工装置、並びに原子力発電所の燃料デブリの取出し孔の閉塞方法 |
| CN117365562A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-01-09 | 中铁四局集团有限公司 | 一种全断面硬岩地层管片壁后注浆施工工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2739073B2 (ja) | 1998-04-08 |
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