JPH0633683A

JPH0633683A - 地山固結工法

Info

Publication number: JPH0633683A
Application number: JP18823292A
Authority: JP
Inventors: Shinya Uda; 信也宇田
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1994-02-08
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JP2784561B2

Abstract

(57)【要約】【目的】作業が容易で、しかも一度の工程で奥深くま
で地山を固結することのできる地山固結工法を提供す
る。【構成】地山３に穿孔した長孔１２内に、それぞれの
先端部分に吐出孔８が設けられた長さの異なる複数の吐
出管４，５，６，７を束ねた状態で挿嵌し、上記複数の
吐出管４，５，６，７の吐出孔８から固結用薬液を吐出
して地山３内に浸透硬化させ、地山３に固結領域１４を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トンネルの掘削工事
等において、軟弱な地山を固結用薬液により堅固な地山
に改善する地山固結工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、軟弱な、または破砕された地
山等の地層帯で行うトンネル掘削工事においては、掘削
の第１段階では、例えばつぎのような工法を用いて、地
山を強化することが行われている。この工法は、図６お
よび図７に示すように、一点鎖線ＡおよびＢで示す地山
３の掘削予定面（図６において、一点鎖線Ｃはトンネル
の穴部を示しており、一点鎖線ＡとＣで囲まれる部分は
コンクリート層に形成される）の外周に沿って、６ｍと
３ｍ程度の２種類の長さの異なる穴１，２を地山３の奥
部に向かって交互に複数穿設し、上記穴に固結用薬液を
充填し硬化させてトンネル形状に合ったルーフを形成す
ることにより、掘削による地山３のゆるみや地表面の変
形を防止するとともに、安全な掘削作業を可能にするも
のである。すなわち、この工法は、まず、ドリル駆動軸
の先端にドリル刃を取り付け、このドリル刃で地山３に
孔を穿孔する（第３図参照）。ついで、所定の長さの穴
１，２を穿孔した後、ドリル刃およびドリル駆動軸を取
り出し、各穴１，２に吐出管（図示せず）を同軸的に入
れる。そして、上記吐出管の先端から固結用薬液を吐出
させ、各穴１，２内を固結用薬液で充満させて周辺に浸
透させ、Ｄ部分を固結する。このようにして、地山３を
強化するという方法である。この際の長さの異なる穴
１，２の穿設間隔は、通常、約３０ｃｍに設定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記工
法では、吐出管の埋設間隔が３０ｃｍ程度と短く、上記
ドリル駆動軸で地山３に孔を開けると地山が脆くなると
いう問題が生じる。また、掘削予定面から最奥部では６
ｍまでしか地山を固結することができず、例えば、トン
ネル掘削工事での軟弱地盤の距離が長ければ、まず上記
工法により６ｍまで地山を固結してトンネルを穿設し、
つづいて他の補助によって軟弱地盤に対応せねばならな
かった。

【０００４】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、作業が容易で、しかも一度の工程で奥深くま
で地山を固結することのできる地山固結工法の提供をそ
の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の地山固結工法は、地山に穿孔した長孔内
に、それぞれの先端近傍に開口が設けられた長さの異な
る複数の吐出管を束ねた状態で挿嵌し、上記複数の吐出
管の開口から固結用薬液を吐出して地山内に浸透硬化さ
せ、地山に固結領域を形成するという構成をとる。

【０００６】

【作用】すなわち、この発明者は、作業工程が容易で、
しかも一回の作業により奥深くまで地山固結可能な工法
を得るために一連の研究を重ねた。その研究の過程で、
地山に従来より長い穴を奥深く穿孔し、上記穴内に略同
長の吐出管を挿入し、その吐出管の周壁に穿設された開
口から固結用薬液を吐出させると、一回の作業でより深
く地山の固結が可能になるのでないかと想起し試みた。
しかし、上記工法では、固結用薬液として、最近用いら
れている速硬性の薬液を用いると、上記薬液は硬化が早
いため、吐出管の途中（掘削予定面から５〜６ｍ付近）
の開口から薬液が吐出し素早く硬化してしまい、上記速
硬性の薬液が吐出管の先端部分まで届かないという問題
が生じた。そして、薬液の注入速度を速くしても長時間
の注入では、閉塞する孔が徐々に多くなり、最後に２〜
３孔のみの吐出となる。また、複数の管を束ねた状態で
あっても、薬液の注入に１台のポンプで注入すると、注
入時間にずれが生じ、隣接する管の孔を塞いでしまう。
さらに、隔壁を設けた場合でも、岩盤の隙間を通じて隣
接する区画にまわりこんで、その区間の注入が不可能と
なってしまう。したがって、このような問題を解決する
ために、さらに研究を重ねた結果、地山に穿孔した長孔
内に、それぞれの先端近傍に開口が設けられた長さの異
なる複数の吐出管を束ねた状態で挿嵌し、上記複数の吐
出管の開口から固結用薬液を吐出させると、異なる位置
から薬液が吐出し硬化して地山を固結することが可能と
なることを見出しこの発明に到達した。

【０００７】つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳
しく説明する。

【０００８】

【実施例】図１はこの発明の地山固結工法に使用する長
さの異なる４本の吐出管４，５，６，７を示す。上記吐
出管４，５，６，７は、それぞれ長さが５ｍずつ異な
り、すなわち、２０ｍ，１５ｍ，１０ｍ，５ｍに設定さ
れ、いずれの吐出管４，５，６，７も外径２７ｍｍ，内
径１７ｍｍに設定されている。そして、上記吐出管４，
５，６，７の先端近傍には、一定の間隔でそれぞれ６個
ずつ固結用薬液吐出用の吐出孔８が穿設されている。

【０００９】上記４本の吐出管４，５，６，７を用いて
の地山の固結は、つぎのようにして行われる。すなわ
ち、まず、図２に示すように、駆動装置（図示せず）に
ドリル駆動軸１０を取り付け、このドリル駆動軸１０の
先端にドリル刃１１を取り付ける。ついで、上記駆動装
置を作動させることにより、上記ドリル刃１１を回転さ
せて地山３に長孔１２を穿孔する。つぎに、所定の長さ
（約２０ｍ）まで穿孔した後、上記長孔１２からドリル
刃１１およびドリル駆動軸１０を取り出す。そして、図
３および図４に示すように、上記４本の吐出管４，５，
６，７を紐１５で束ねた状態で、上記長孔１２内に挿嵌
する。そして、長孔１２の開口付近を閉塞部品１６で閉
塞する。ついで、それぞれの吐出管４，５，６，７の後
端部に、固結用薬液圧入ポンプのホース（図示せず）を
連結し、各ホース毎に圧入ポンプを１台ずつ設置する。
上記圧入ポンプから各吐出管４，５，６，７内に、固結
用薬液を略同時に圧入し、これを各吐出管４，５，６，
７の先端の吐出孔８から吐出させる。その結果、上記固
結用薬液は、長孔１２内に充満し、そののち、充満時の
圧力および圧入圧力により、地山３内に浸透し硬化し、
図５に示すように、長孔１２内に固結用薬液の硬化部１
３を形成するとともに、長孔１２の周囲の部分を固結領
域１４に形成する。このようにして固結領域１４を、地
山３にアーチ状に連続形成することにより、各吐出管
４，５，６，７を地山３内に残置したままで地山３の補
強がなされる。

【００１０】この地山固結工法によれば、穿孔した長孔
１２内に、４本の長さの異なる吐出管４，５，６，７を
挿嵌し、固結用薬液を吐出させて長孔１２内およびその
周辺に固結領域１４を形成するものである。したがっ
て、地山３の固結の作業工程が容易で、一度の作業で地
山３の奥深くまで固結領域１４を形成することができ
る。

【００１１】なお、上記実施例では、予め４本の吐出管
４，５，６，７を紐１５で束ねて、これを長孔１２内に
挿嵌しているが、紐１５に限定するものではなく、吐出
管を束ねることが可能であればベルト状のものであって
も、またはこれら４本を接着剤等で接着してもよい。ま
た、予め束ねずに、長孔１２内に１本ずつ挿嵌してもよ
い。

【００１２】さらに、上記長孔１２の直径は、４本の吐
出管４，５，６，７を束ねた状態の吐出管群が長孔１２
の内周面に略接する状態となるように設定することが好
ましい。

【００１３】そして、上記実施例において、固結用薬液
を、各吐出管４，５，６，７の吐出孔８から略同時に吐
出させることにより、その吐出孔８から吐出する薬液
が、その吐出の勢いで長孔１２内をいわば数ブロック
（実施例では４ブロック）に分け、その吐出孔８よりも
先端側の吐出孔８から吐出される薬液の後戻りを防止
（遮断効果）する。それによって、各ブロック内に薬液
が均一に充満するようになり、結果的に長孔１２内に均
一に薬液が充満するようになる。このように、遮断効果
を発揮させるためには、各吐出管４，５，６，７を図示
に示すように配置させることが好ましい。

【００１４】また、上記各吐出管４，５，６，７に設け
られた吐出孔８の数は、６個に限定するものではなく、
長孔１２の大きさ、固結用薬液の種類等によって適宜に
設定される。そして、吐出管の側周壁のみではなく、先
端頭頂部分に設けてもよい。

【００１５】なお、上記実施例で用いられる固結用薬液
としては、通常ウレタン樹脂からなる速硬性のものが用
いられるが、これに限定するものではなく従来のような
セメントミルクや水ガラス等を用いることもできる。ま
た、各位置から吐出される固結用薬液の到達時間を考慮
して、硬化時間の異なる固結用薬液を圧入することもで
きる。さらに、固結用薬液として、ポリオール成分とし
て、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を備え、しかもＯＨ価が
５５０以上の混合物を含有するウレタン樹脂性の固結用
薬液であって、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分の割合が、重量
比でＡ／Ｂ／Ｃ＝１００／０／０〜５０／４０／１０に
設定されている固結用薬液を用いることが特に好まし
い。上記ウレタン樹脂性固結用薬液において、上記各成
分を混合して発泡するまでの液状態の時間（ライズタイ
ム）は、例えば６０〜１８０ｓｅｃ程度に設定すること
が作業性の観点から好ましい。

【００１６】（Ａ）エチレングリコール，ジエチレング
リコールおよびトリエチレングリコールの少なくとも一
つを６０重量％以上含み、ＯＨ価が７００以上のジオー
ル。（Ｂ）平均官能基が、３官能基以上８官能基以下であっ
て、ＯＨ基が１００〜６００の範囲のポリオール。（Ｃ）エチレンオキサイドを２０重量％以上含むジオー
ル。

【００１７】このような薬液を用いることにより、薬液
が地山に充分に浸透し、しかも浸透した薬液は速やかに
地中内でゲル化してより良好な地山の強化が行えるよう
になる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明の地山固結工法
は、長孔内に、それぞれの先端近傍に開口が設けられた
長さの異なる複数の吐出管を束ねた状態で挿嵌し、上記
複数の吐出管の開口から固結用薬液を吐出させ、上記薬
液を硬化させることにより地山の固結補強を行うもので
ある。このため、地山の補強作業が極めて容易になると
ともに、一回の作業で地山の奥深くまで補強することが
できる。しかも、速硬性の固結用薬液を使用することが
でき作業時間の短縮化も実現できる。さらに、吐出管の
開口から吐出する薬液が、その吐出の勢いで長孔内をい
わば数ブロックに分け、その吐出開口よりも先端側の開
口から吐出される薬液の後戻りを防止し、各ブロック内
に薬液が均一に充満するようになり、結果的に長孔内に
均一に薬液を充満させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に用いる４本の吐出管の部
分斜視図である。

【図２】地山の固結の施工状態を示す縦断面図である。

【図３】地山の固結の施工状態を示す縦断面図である。

【図４】図３のＡ矢視図である。

【図５】地山の固結の施工状態を示す縦断面図である。

【図６】従来例を示す説明図である。

【図７】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】３地山４，５，６，７吐出管８吐出孔１２長孔１３硬化部１４固結領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地山に穿孔した長孔内に、それぞれの先
端近傍に開口が設けられた長さの異なる複数の吐出管を
束ねた状態で挿嵌し、上記複数の吐出管の開口から固結
用薬液を吐出して地山内に浸透硬化させ、地山に固結領
域を形成することを特徴とする地山固結工法。