JPH07989B2

JPH07989B2 - 地山固結装置

Info

Publication number: JPH07989B2
Application number: JP4253489A
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: JPH02221593A

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装
置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、長尺管１および
セメントミルク吐出管（図示せず）等を備えた装置を用
いて行われ、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４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、上記装置を用いた工法では、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膨
張硬化性薬液等の薬液を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
業が容易になり、かつ速硬性の固結用薬液を使用するこ
とができ、さらに長尺管の周囲の地山も固結できる地山
固結装置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装置
は、所定間隔で周壁孔が穿設された大径の長尺管と、長
手方向に沿つて所定間隔で複数の袋体が設けられかつ周
壁に穿設された孔部によつて上記各袋体と内部とが連通
している小径の隔壁形成管と、先端が上記隔壁形成管の
袋体と袋体の間の各部分にそれぞれ位置するようにそれ
ぞれ異なる長さに設定された複数の小径の吐出管とを備
えるという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、この発明の地山固結装置は、周壁孔が設けら
れた大径の長尺管と、所定間隔で設けられた複数の孔部
にそれぞれ袋体が取り付けられた小径の隔壁形成管と、
先端を上記袋体と袋体との間に位置決めできるようにそ
れぞれ長さの異なる複数の小径の吐出管を備えている。
したがつて、地山の補強作業に際して、まず、地山に穿
設した長孔内に長尺管を埋設し、この長尺管内に、袋体
付の隔壁形成管を挿入するとともに、各先端が上記袋体
と袋体との間に位置するように複数の吐出管を挿入す
る。ついで、隔壁形成管を介して袋体内に膨張硬化性薬
液を送り込み、袋体を膨張させた状態で上記樹脂液を硬
化させ隔壁に形成して長尺管内を複数の空間部に区分す
る。つぎに、その状態で、各空間部内に、複数の吐出管
から固結用薬液を圧入する。これにより、長尺管内の各
空間に固結用薬液を略同時に吐出できるようになる。そ
の結果、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り、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部
に充満したのち、その周壁孔から吐出され、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。ま
た、隔壁の形成が、隔壁形成管を介して袋体内に膨張硬
化性薬液を送り込み、これを膨張硬化させることにより
行われるため、作業が極めて容易になるとともに、長尺
管に、例えば変形等が生じたとしても、その形状に追従
して隔壁が形成されるようになり長尺管の内周面に応じ
た隔壁の形成が可能になる。

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図ないし第３図は、この発明の一実施例を示してい
る。すなわち、第１図は金属製の長尺管５を示してお
り、この長尺管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、
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（図示では２個しか見えない）の注出孔６が
穿設されている。第２図はその長尺管５内に配設される
隔壁形成管７を示している。この隔壁形成管７は、外径
が10mm,内径が8mmの金属パイプ材で構成されており、長
手方向に沿つて5m間隔で穴部が穿設され、その穴部の縁
部に短筒状の突起８が突設されている。９は上記突起８
および隔壁形成管７の先端部に、開口部を覆うようにし
て取り付けられた柔軟な布製の二重袋であり、耐圧が10
kg/cm²程度に設定されている。また、第３図は吐出管10
を示しており、この吐出管10は、外径が12mm,内径が10m
mの金属パイプ材で構成され、先端が吐出孔に形成され
ている。この吐出管10は６本で一組（１本しか図示して
いない）になつており、それぞれの長さが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）よう
に設定されている。

この構成において、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４図に示すように、長尺管５
の中に、同軸的にドリル駆動軸11を入れ、その先端にド
リル刃12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、ドリル刃12を回転させて地山２に長孔13
を開けながらその長孔13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、その状態の長尺管５からドリル刃12および
ドリル駆動軸11を取り出し、今度は、長尺管５内に、隔
壁形成管７を挿入して、その二重袋９を、それぞれ長尺
管５の長手方向に沿つて隣合つた２個の注出孔６の間に
位置決めする。ついで、６本の吐出管10を、上記長尺管
５内に挿入してそのそれぞれ先端部を長尺管５の注出孔
６に対応する位置に位置決めし、第５図の状態にする。
そして、隔壁形成管７およびそれぞれの吐出管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、まず、上記ポンプから隔壁形成管７内に、ウレ
タン樹脂からなる速硬性の固結薬液を10kg/cm²以下の低
圧で圧入する。ついで、固結薬液が各二重袋９内に充満
すると上記圧力が低下する。その時点で圧入を停止す
る。その結果、上記固結薬液は、各二重袋９内に吐出さ
れ二重袋９内で発泡する。これにより、二重袋９の内側
の小さな袋が破裂するとともに、外側の大きな袋内に発
泡体が充満して膨張した状態で硬化し、第６図に示すよ
うな隔壁部14に形成される。この場合、上記袋が各吐出
管10の周囲を囲うようにして膨張していくため、上記隔
壁部14と長尺管５の内周面との間および隔壁部14と吐出
管10の間は完全に閉塞された状態になる。その状態で、
上記吐出管10の根元側から上記と同様の固結薬液を圧入
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、隔壁部14および長尺管５の
周面で囲われる各空間内に、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６から長孔13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７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15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16に形成す
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、長尺管５およ
び吐出管10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、隔壁形成用に布製二重袋９を用
いているが、ゴム製、合成樹脂製等の膨張性を有する袋
体を用いてもよく、また袋体は一重でもよい。また、上
記実施例では、固結領域形成用の固結用薬液として、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
れぞれの部分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。
さらに、吐出管10としては、金属パイプの外、ナイロン
チユーブ等の軟質の管を使用することもできる。また、
長尺管５の埋設により長孔13の穴崩れが防止されるた
め、予め、地山２の掘削予定面に複数個の長孔13を穿設
して長尺管５を挿嵌しておき、後日、固結用薬液の圧入
作業を行うこともできる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の地山固結装置は構成されてい
るため、地山の補強作業を極めて容易にすることができ
るとともに、速硬性の固結用薬液を使用することができ
るようになり、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、その各空間部に固結用薬液を吐
出させることができるため、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ようにな
り、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。さら
に、隔壁の形成が、袋体内に膨張硬化性薬液を送り込
み、これを膨張硬化させることにより行われるため、極
めて容易であるとともに、長尺管に変形等が生じていて
も、その形状に袋体が追従するため良好な隔壁の形成が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明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形成管に二重袋を取り付け
た状態を示す部分正面図、第３図は吐出管の部分正面
図、第４図，第５図，第６図および第７図は施工状態を
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。５……長尺管、７……隔壁形成管、６……注出孔、９…
…二重袋、10……吐出管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定間隔で周壁孔が穿設された大径の長尺
管と、長手方向に沿つて所定間隔で複数の袋体が設けら
れかつ周壁に穿設された孔部によつて上記各袋体と内部
とが連通している小径の隔壁形成管と、先端が上記隔壁
形成管の袋体と袋体の間の各部分にそれぞれ位置するよ
うにそれぞれ異なる長さに設定された複数の小径の吐出
管とを備えた地山固結装置。