JPH07987B2

JPH07987B2 - 地山固結工法

Info

Publication number: JPH07987B2
Application number: JP4253289A
Authority: JP
Inventors: 吉久山本
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH02221591A

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６図および
第７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６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１と長尺管１の間
の地山２の補強は不可能であり、これも地山２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、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、上記内部を長手方向に延びる複数の
吐出管の先端がそれぞれ上記複数の空間に開口している
周壁孔あき中管と、この周壁孔あき中管を収容する周壁
孔あき外管を準備し、地山に長孔を穿設しながらこの長
孔内に上記外管を挿嵌固定し、ついで、この外管内に、
上記中管を挿嵌固定し、その状態で上記中管の吐出管の
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、さらに上記中管の周壁孔を経由して外管周
壁の孔から外管外周の地山内に浸透硬化させ、上記外
管，中管内および外管外周の地山に固結領域を形成する
という構成をとる。

〔作用〕

すなわち、この発明の地山固結工法では、地山に長孔を
穿設すると同時に、その長孔内に周壁孔あき外管を挿嵌
固定し、この外管内に、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して複数の吐
出管が上記内部に配設された周壁孔あき中管を挿入する
ようになつている。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、中管内の各空間内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、上記中管は内部が隔壁
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、中管および外
管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、中管内および
外管内だけでなく、外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。また、地山に長孔を穿設しながら、その孔に外管を
挿嵌し、そこへ中管を挿嵌するため、補強現場ではな
く、予め工場で中管内に隔壁や吐出管を配設しておき、
これを補強現場で外管に挿嵌可能になる。したがつて、
速硬性薬液の使用と相まつて施工時間の大幅な短縮を実
現できるようになる。

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外管５を示して
おり、第２図はその内部に収容する中管６等を示してい
る。上記外管５は、外径が115mm,内径が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７が穿設されている。上記中管
６は、外径が100mm,内径が90mmで、全長が略30mに設定
されており、周面に、上記外管５の注出孔７と同間隔
で、複数の孔８が穿設されている。９は中管６の内部に
配設された厚み300mmの円板状の隔壁板であり、中管６
のの長手方向に沿つて隣合つた２個の孔８間の略中央部
に位置するようにして、5m間隔で６個（３個しか図示し
ていない）設けられている。10は隔壁板９を貫通した状
態で、中管６内に配設された６本（３本しか図示してい
ない）のパイプ材からなる吐出管であり、それぞれ長さ
が5mづつ異なつている（最長のものの長さが28m,最短の
ものの長さが3m）。この吐出管10は、それぞれ外径が12
mm,内径が10mmに設定されており、先端が吐出孔に形成
されその先端が孔８に対応する位置に位置決めされてい
る。上記隔壁板９には、それぞれ吐出管10を挿通できる
挿通孔11が、対応する吐出管10の数だけ設けられ（先端
の隔壁板９には１個、後端の隔壁板９には６個設けられ
ている）ており、その挿通孔11を挿通した状態で、吐出
管10が固定されている。なお、上記隔壁板９および吐出
管10は、通常、予め第２図のように組み合わされ、その
状態で、上記中管６内に挿嵌される。この場合、隔壁板
９の挿入の容易化を目的とし、中管６の内周面もしくは
隔壁板９の外周面に対する潤滑剤等の塗布が行われる。

上記外管５および中管６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、外管５の中に、同軸的にドリル駆動軸12を入
れ、その先端にドリル刃13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13を回転
させて地山２に長孔14を開けながらその長孔14内に、孔
が開いた分だけ外管５が押し込み、これを続けて地山２
内に外管５を挿嵌固定する。つぎに、外管５からドリル
刃13およびドリル駆動軸13を取り出し、今度は、第４図
に示すように、外管５内に、内部に隔壁板９と吐出管10
が配設された中管６を挿嵌する。この挿嵌に際して、場
合によつては外管５の内周面もしくは中管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10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10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10の先端の吐出孔から吐出させる。その
結果、上記固結薬液は、中管６内の隔壁板９および外管
５の周面で囲われる各空間部に、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る圧力に
よつて中管６の先端開口および各孔８から長孔14の先端
側および外管５内に吐出される。そして、さらに、上記
圧力により、外管５の注出孔７から吐出して地山２内に
浸透してそこで硬化する。その結果、第５図に示すよう
に、外管５および中管６の内部にウレタン樹脂の硬化部
15が形成されるとともに、地山２における外管５の周囲
の部分が固結領域16に形成される。このようにしてウレ
タン樹脂の固結領域16を、地山２にアーチ状に連続形成
することにより、外管５および中管６等を地山２内に残
置したままで地山２の補強がなされる。

なお、上記実施例では、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および
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
び地質に合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して地山の補強を行うため、補
強作業が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、中管内を狭く区分し、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、中
管の孔から吐出したのち、さらに外管の注出孔から吐出
し、地山に浸透してそこで硬化する。そのため、外管，
中管内だけでなく、外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。また、中管に対する隔壁
および吐出管の取り付けを、施工現場ではなく、工場で
予め行つておき、これを施工現場で、地山に埋め込まれ
た外管に挿入するだけで中管の挿嵌がなされるため施工
時間の大幅な短縮化が実現可能となる。さらに、地山に
穿設された長孔内には外管が挿嵌され穴崩れしないた
め、予め地山の掘削予定面に複数の長孔を穿設して外管
を挿嵌しておき、後日、その外管内に上記中管を挿嵌す
ることも可能となり、施工の自由度が大きくなるという
付随的効果も得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる外管の部分正面図、第２図は
その内部に配設される中管，隔壁板および吐出管の組み
合わせ体の部分縦断面図、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図および第７図は従来
例の説明図である。２…地山、５…外管、６…中管、７…注出孔、８…孔、
９…隔壁板、10…吐出管、14…長孔、15…硬化部、16…
固結領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、上記内部を長手方向に延び
る複数の吐出管の先端がそれぞれ上記複数の空間に開口
している周壁孔あき中管と、この周壁孔あき中管を収容
する周壁孔あき外管を準備し、地山に長孔を穿設しなが
らこの長孔内に上記外管を挿嵌固定し、ついで、この外
管内に、上記中管を挿嵌固定し、その状態で上記中管の
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、さらに上記中管の周壁孔を経由し
て外管周壁の孔から外管外周の地山内に浸透硬化させ、
上記外管，中管内および外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。