JPH0781484B2 - 地山固結工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トンネルの穿設工事等において、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。

〔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
行うトンネル穿設工事においては、穿設の第１段階で
は、パイプルーフ工法を用いて、地山を強化することが
行われている。このパイプルーフ工法は、第８図および
第９図に示すように、鎖線ＡおよびＢで示す地山２の掘
削予定面（第８図において、鎖線Ｃはトンネルの穴部を
示しており、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）の外周に沿つて、長尺管１を地山２の
奥部に向かつて埋設し、トンネル形状に合つたルーフを
形成することにより、掘削による地山２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、長尺管
１内に、同軸的にドリル駆動軸を入れてその先端にドリ
ル刃を取り付け、このドリル刃で地山２に孔を開けなが
らその孔内に長尺管１を押し込み、地山２に長尺管１を
埋設する（第３図参照）。ついで、長尺管１からドリル
刃およびドリル駆動軸を取り出し、今度は、セメントミ
ルク吐出管（図示せず）を長尺管１内に同軸的に入れ
る。そして、そのセメントミルク吐出管の先端からセメ
ントミルクを吐出し、長尺管１内を先端から所定の距離
だけ、セメントミルクで充満させ、ついで硬化させる。
つぎに、上記セメントミルク吐出管を引つ張つて少し後
退させ、上記セメントミルク硬化物が詰まつた部分より
少し手前の部分を同様にしてセメントミルク硬化物で埋
める。このようにして、順次セメントミルクを吐出硬化
させ、長尺管１の内部を硬化セメントで埋めて長尺管１
を一種のセメント製電柱状に形成し、それを複数本地山
２中に並べることにより、地山２を強化するという方法
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記工法では、セメントミルク吐出管を
手前に引きながら、セメントミルクを吐出硬化させなけ
ればならないため、作業が煩雑である。また、最近で
は、硬化が早く、高強度を有することからウレタン樹脂
等の薬液用いた工法も行われているが、上記工法にこの
ような薬液を用いると、硬化が早いため途中で吐出管が
抜けなくなるというような事態を招く。したがつて、上
記のような速硬性の薬液を用いることはできず、高強度
の補強は不可能である。また、長尺管と長尺管の間の地
山の補強は不可能であり、これも地山が砂質からなると
きには大きな問題になつている。

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、かつ速硬性の固結用薬液を使用することの
できる地山固結工法の提供をその目的とする。

〔問題点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、地山に穿設した長孔内に、周壁孔開き長尺管を挿嵌
固定し、上記長尺管の内部を長手方向に所定間隔に設け
た隔壁により複数の空間に区切り、複数の吐出管を上記
長尺管内に配設して複数の吐出管の先端をそれぞれ上記
複数の空間に開口させ、上記複数の吐出管の先端開口か
ら固結用薬液を吐出して上記各空間内に充満させたの
ち、さらに上記長尺管の周壁孔から長尺管外周の地山内
に浸透硬化させ、上記長尺管内および長尺管外周の地山
に固結領域を形成することを第１の要旨とし、上記長孔
内に長手方向に所定間隔で設けた隔壁により内部が複数
の空間に区切られ、それぞれ先端が上記複数の空間に開
口していて全体が長手方向に延びている複数の吐出管に
より上記複数の空間が外部と連通した状態になつている
周壁孔開き長尺管を挿嵌固定し、上記複数の吐出管の先
端開口から固結用薬液を吐出させ長尺管の外周の地山に
固結領域を形成することを第２の要旨とする。

〔作用〕

すなわち、この発明の地山固結工法では、地山に埋設さ
れた長尺管の内部が、隔壁で複数の空間に区切られ、か
つ各空間内に先端開口を位置決めするようにして複数の
吐出管が上記長尺管内に配設された状態になる。したが
つて、上記複数の吐出管の根元側から吐出管内にそれぞ
れ固結用薬液を圧入することにより、長尺管内の各空間
にその固結用薬液を略同時に吐出できるようになり、従
来例のように、吐出管を長尺管から引き抜きながら作業
を行う必要がなくなる。その結果、補強作業等が容易に
なると同時に、速硬性の固結用薬液を使用することがで
きるようになり、施工時間の大幅な短縮が可能になる。
また、上記長尺管は内部が隔壁で区切られ各空間に分か
れているため、固結用薬液の圧入により各空間内の圧力
上昇が急激に生じ、それによつて固結用薬液は上記空間
に充満したのち、長尺間の周壁に設けられた周壁孔から
外部に吐出され、地山に浸透してそこで硬化する。した
がつて、長尺管内だけでなく、長尺管の周囲の地山にも
固結領域が形成され長尺管と長尺管の間の地山の部分の
補強がなされるようになり、従来のセメントミルクを用
いたパイプルーフ工法よりも、より強固な地山の固結が
行われるようになる。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明す
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例に使用する長尺管５を示し
ており、第２図はその内部に挿嵌する隔壁板６と吐出管
７の組み合わせ構造体を示している。上記長尺管５は、
外径155mm,内径100mmで全長が略30m（図は一部だけを示
している）に設定されており、長手方向に沿つて5m間隔
で、それぞれ円周に沿つて一定間隔で４個の注出孔８が
穿設されている。上記隔壁板６は、上記長尺管５内に遊
嵌できる６個の円板体（３個しか図示していない）から
なつており、それぞれ厚みが300mmに設定されている。
また、上記吐出管７は、それぞれ長さが5mづつ異なる
（最長のものの長さが28m,最短のものの長さが3m）６本
（３本しか図示していない）のパイプ材から構成されて
おり、それぞれ外径が12mm,内径が10mmに設定され、先
端が吐出孔に形成されている。なお、上記隔壁板６に
は、それぞれ吐出管７を挿通できる挿通孔９が設けられ
（先端の隔壁板６には１個、後端の隔壁板６には６個設
けられている）ており、その挿通孔９に吐出管７を挿通
させることにより、６個の隔壁板６と６本の吐出管７が
一体化されている。また、上記組み付け構造体を、長尺
管５内に挿嵌した状態では、２個の隣合つた隔壁板６と
長尺管５の周面とで囲われる各空間部は、注出孔８を介
して外部と連通するようになつている。

上記長尺管５等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、第３図に示すように、
長尺管５の中に、同軸的にドリル駆動軸10を入れ、その
先端にドリル刃11を取り付けるとともに、後端に駆動装
置（図示せず）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２に長孔12を開けながらその長孔12内に、孔が開いた
分だけ長尺管５を押し込み、これを続けて地山２に長尺
管５を埋設する。つぎに、長尺管５からドリル刃11およ
びドリル駆動軸10を取り出し、今度は、第４図に示すよ
うに、長尺管５内に、隔壁板６と吐出管７の組み合わせ
体を挿嵌する。この挿嵌に際しては、長尺管５の内周面
もしくは隔壁板６の外周面に対する潤滑油の塗布等が行
われる。つぎに、それぞれの吐出管７の後端部に、ウレ
タン樹脂圧入ポンプのホース（図示せず）を連結し、上
記ポンプから各吐出管７内に、ウレタン樹脂からなる速
硬性の固結薬液を圧入し、これを各吐出管７の先端の注
出孔から吐出させる。その結果、上記固結薬液は、隔壁
板６および長尺管５の周面で囲われる各空間部内に、略
同時に充満し、そののち、充満時の圧力および薬液の化
学反応によつて長尺管５の先端開口および各注出孔８か
ら長孔12内に吐出される。そして、さらに、上記圧力に
より、地山２内に浸透してそこで硬化し、第５図に示す
ように、長尺管５の内部にウレタン樹脂の硬化部13を形
成するとともに、地山２における長尺管５の周囲の部分
を固結領域14に形成する。このようにしてウレタン樹脂
の固結領域14を、地山２にアーチ状に連続形成すること
により、長尺管５および吐出管７を地山２内に残置した
ままで地山２の補強がなされる。

第６図は他の実施例に用いる長尺管を示している。すな
わち、この長尺管５には、予め、第２図に示す組み付け
構造体が挿嵌されている。したがつて、第７図に示すよ
うに、先端にドリル刃11が取り付けられたドリル駆動軸
10を回転させることにより、地山２に長孔12を穿設し、
ついで、その長孔12に上記長尺管５を挿嵌するだけで第
４図の状態としうる。それ以降は前記の実施例と同様で
ある。

この実施例によれば、補強現場ではなく、工場で長尺管
５内に組み付け構造体を挿嵌できるため、作業環境の点
で優れており、また、予め必要量だけ準備しておき、こ
れを補強現場に持参し施工できるため、施工時間を短縮
できるようになる。

なお、上記各実施例では、固結用薬液として、ウレタン
樹脂からなる速硬性のものを使用しているが、これに限
定するものではなく従来例のようなセメントミルクや水
ガラス等を使用することもできる。また、各空間部に送
り込まれる固結用薬液の到達時間を考慮して、それぞれ
の空間部に硬化時間の異なる固結用薬液を圧入すること
もできる。これにより、各空間部毎に、その位置および
地質にあつた固結用薬液を送り込むことができるように
なり、より良好な地山の強化が行えるようになる。

〔発明の効果〕

この発明は以上のように地山の固結補強を行うため、補
強作業を極めて容易にできるとともに、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。また、長尺管内を狭く区分し、その各空間に固結用
薬液を吐出させるため、吐出された薬液はその圧力で注
出孔から地山に浸透してそこで硬化する。そのため、長
尺管内だけでなく、長尺管の周囲の地山も固結され、よ
り強固な地山の補強をなしうるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に用いる長尺管の部分正面
図、第２図はその内部に配設される隔壁板と吐出管の組
み合わせ体の部分正面図、第３図，第４図および第５図
は施工状態を示す縦断面図、第６図は他の実施例に用い
る隔壁板および吐出管が配設された長尺管の縦断面図、
第７図は地山に長孔を穿設する状態を示す縦断面図、第
８図および第９図は従来例を示す説明図である。 ２…地山、５…長尺管、６…隔壁板、７…吐出管、８…
注出孔、12…長孔、13…硬化部、14…固結領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地山に穿設した長孔内に、周壁孔開き長尺
   管を挿嵌固定し、上記長尺管の内部を長手方向に所定間
   隔に設けた隔壁により複数の空間に区切り、複数の吐出
   管を上記長尺管内に配設して複数の吐出管の先端をそれ
   ぞれ上記複数の空間に開口させ、上記複数の吐出管の先
   端開口から固結用薬液を吐出して上記各空間内に充満さ
   せたのち、さらに上記長尺管の周壁孔から長尺管外周の
   地山内に浸透硬化させ、上記長尺管内および長尺管外周
   の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。
2. 【請求項２】地山に穿設した長孔内に、長手方向に所定
   間隔で設けた隔壁により内部が複数の空間に区切られ、
   それぞれ先端が上記複数の空間に開口していて全体が長
   手方向に延びている複数の吐出管により上記複数の空間
   が外部と連通した状態になつている周壁孔開き長尺管を
   挿嵌固定し、上記複数の吐出管の先端開口から固結用薬
   液を吐出して上記各空間内に充満させたのち、さらに上
   記長尺管の周壁孔から長尺管外周の地山内に浸透硬化さ
   せ、上記長尺管内および長尺管外周の地山に固結領域を
   形成すること特徴とする地山固結工法。