JPH11152737A - 薬液注入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤中に転石等の障害物が存在する場合で
も、これらの障害物による影響を極力回避して、精度良
く薬液の注入作業を行ってゆくことのできる薬液注入工
法を提供する。 【解決手段】 立坑６又は７から推進工法により鋼管８
を推進し、その際、鋼管８内には鞘管１１を添接し、鋼
管８に設けた注入開口１０と鞘管１１に設けた注入孔１
４とを一致させて固定し、この鞘管１１にダブルパッカ
ー付きの注入管１３を挿入し、該注入管を経て上記注入
孔１４より鋼管外部の地盤２に薬液を注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の性状を改良
する薬液注入工法に関し、特に立坑から横方向に行う薬
液注入工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地盤の性状を改良する地盤改良工法の一
つに薬液注入工法がある。薬液注入工法は、地盤を削孔
し、当該掘削孔からセメントミルク、ベントナイト、水
ガラスその他の薬液を地盤に注入することにより行われ
るものである。

【０００３】また、この薬液注入工法の一つにパッカー
注入工法がある。このパッカー注入工法は、薬液の逆流
を防止するために削孔壁と注入管の間をふさぎながら注
入を行う方法であって、注入管周囲の１箇所だけを密封
してその先端側の土層だけに薬液が注入されるように働
くシングルパッカーと、２箇所を密封してその挟まれた
部分の土層だけに薬液が注入されるように働くダブルパ
ッカーとがある。パッカー工法を用いるときは、ケーシ
ング又は特殊注入管を削孔内に設置し、これにパッカー
を作用させるのが普通である。

【０００４】一方、地上の領域を広範囲に占有して行わ
れる薬液注入工法に換えて、注入対象地盤の側方に設け
た立坑から横方向に注入作業を行う工法が、交通渋滞の
回避などの観点から採用される場合があり、かかる横方
向の注入作業としては、従来より、水平ボーリングを利
用したものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の水平ボーリングによる注入作業では、削孔作業を
行う際に、地盤中に転石等の障害物が混在しているとき
は、この転石に当たってロッドが曲がるおそれがあるた
め、このような転石の多い地盤等に対しては、精度良く
薬液注入を行うことが困難であり、特に土被りの浅い部
分の地盤改良を行う場合には、地下埋設物を損傷するお
それがあるという課題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、地盤中に転石等の障害物が存在する場合でも、これ
らの障害物による影響を極力回避して、精度良く薬液の
注入作業を行ってゆくことのできる薬液注入工法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による薬液注入工法は、立坑から推進工法に
より鋼管を推進し、その際、鋼管内には鞘管を、鋼管に
設けた注入開口と鞘管に設けた注入孔とを一致させて添
設固定し、この鞘管にパッカー付きの注入管を挿入し、
該注入管を経て上記注入孔より鋼管外部の地盤に薬液を
注入するものである。

【０００８】ここで、立坑から推進工法により推進設置
される鋼管は、相当の断面を有しその剛性が大きいた
め、地盤中に転石等の障害物があっても、これを先端に
設けた切削装置などにより切削除去したり破砕したりし
つつ、曲折することなく計画位置に精度良く推進設置し
てゆくことができる。

【０００９】また、鞘管は、空洞である鋼管の内面に沿
って、溶接等により所定の位置に容易に添接固定してゆ
くことができるとともに、注入管は、予め精度良く推進
設置されている鋼管に添接された鞘管内に挿入されて、
折れ曲がることなく、注入孔及び鋼管に設けた注入開口
を介して、所望の位置に容易に薬液を注入してゆくこと
を可能にする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。この実施形態によれば、一例として
図１に示すように、幹線道路１の下方地盤２中にシール
ドトンネル３を形成すべくシールド掘進機４による掘進
作業を行うのに先立って、かかる低土被り区間Ａ，Ｂの
トンネル工事に先立ち、掘進箇所の上方を覆って周辺地
盤の緩みや地盤沈下を抑制する防護工を行うべくこの発
明の地盤注入工法を採用したものである。

【００１１】ここで、図１においてシールド掘進機によ
る掘進予定地盤は、土被りがシールドトンネル３の直径
（この例では４．２ｍ）以下の低土被り区間Ａ，Ｂを通
過し、そのうち特に区間Ａの道路下には、図示してない
が重要埋設物が輻輳している。そこで、シールド掘進機
４による低土被り区間Ａ，Ｂのトンネル工事に先立ち、
この実施形態の薬液注入工法を施工して、かかる低土被
り区間Ａ，Ｂの地盤を防護するようにしたものである。

【００１２】そして、この実施形態の地盤注入工法によ
れば、低土被り区間Ａ，Ｂにおけるシールドトンネル３
の構築予定箇所の上方を覆うようにして、複数の鋼管８
を推進設置する作業を行う。

【００１３】ここで、かかる推進作業に先立ち、幹線道
路１を挟んで両側に第１立坑６、第２立坑７を築造する
が、この実施形態の場合、第１立坑６は幹線道路１の一
側に築造された到達立坑をそのまま使用し、また第２立
坑７は幹線道路１の他側つまり低土被り区間Ａを挟み込
む位置に築造された鋼管８の推進作業専用の中間立坑を
使用する。すなわち、第２立坑７は、シールドトンネル
３の下方部分に至る深さまで掘削形成する必要はない。

【００１４】次に両立坑６、７から低土被り区間Ａ，Ｂ
に対して、複数の鋼管８を推進工法によって図１の如く
水平に施工し、パイプルーフ９を図３に示すようにシー
ルドトンネル３の直上に位置することとなるように形成
する。鋼管８の平面配置形状を図２に示す。

【００１５】ここで、鋼管８を設置する推進工法として
は、この実施形態では、低土被り区間Ａについては、例
えばロックマン工法を採用する。ロックマン工法は、岩
盤用トリコンビットで管先端を掘削し、先導管で方向修
正をしながら、高精度に埋設管を圧入する推進機械（ロ
ックマン）を用いるものである。ロックマンは方向修正
装置を備えており、高精度を要求される施工が可能とな
っている。また、排泥管を介して掘削土砂を排出する泥
水掘進方式であるため施工時の騒音、振動が少ないとと
もに、地表からの開削を必要とせず、地上構造物に影響
を与えることなく、ロックマンに後続して、鋼管８を安
全、正確に、そして効率良く、地中に推進設置すること
ができる。

【００１６】また、ロックマン工法による鋼管推進工の
作業手順は次のようにして行う。 本体を発進立坑に据え付けて掘進機をセットする。 埋設管内に送排泥管、油圧ホース等を挿入し、管を接
続する。 方向修正を行いながら埋設管を順次推進する。 上記のの作業を繰り返し、掘進機を到達立坑に到
着させる。

【００１７】なお、この実施形態では、第２立坑の後方
すなわち第１立坑とは反対側の部分にも、複数の鋼管８
を、ロックマン工法よりも簡易な例えば公知の種々の推
進工法を使用して、到達側の立坑を設けることなく一方
向に推進設置してパイプルーフ９を形成する。

【００１８】そして、この実施形態によれば、推進設置
される鋼管８として、図４〜図７に示すような、二箇所
の注入用開口１０を有する直径φ４０６．４ｍｍ、厚さ
ｔ＝９．５ｍｍの単位鋼管８’を連続一体化しつつ使用
することにより、鋼管８の長手方向には一直線上に並ぶ
ように複数個の注入用開口１０が所定ピッチで設けられ
ることになる。また、その注入用開口１０に沿って、パ
イプルーフ用鋼管８の内壁の一側面には、溶接１２によ
って、パイプルーフ用鋼管８の直径の１０分の１程度の
小径の鞘管１１が添設固定されて行く。鞘管１１には注
入用開口１０の領域内に位置するように注入孔１４が予
め設けられている。

【００１９】この場合、鞘管１１は図６に示すように、
その一端を継手部分として所定長さだけ単位鋼管８’か
ら出し、他端を引き込めておき、その一端部には継手雄
部１１ａをまた他端部には継手雌部１１ｂを形成してお
く。この継手雄部１１ａを次の単位鋼管８’の鞘管１１
の継手雌部１１ｂと挿入連接しながら、延設して行く。

【００２０】また、鋼管８の注入用開口１０の領域内に
おいて、上記鞘管１１の注入孔１４の両側にはリベット
孔１６を設けておき、これを利用して、外側からラバー
１５を取り付け、これにより注入孔１４を開放可能に塞
いでおく。このラバー１５は掘進時に注入孔１４を覆う
役目をなすものであり、注入時には薬液が吐出できるよ
うにその注入圧力によって開口し得るようにする。

【００２１】このようにして、ロックマン工法あるいは
その他の推進工法により鋼管８を推進設置したら、鋼管
８の周囲の地盤に薬液を注入する作業を行う。すなわ
ち、鋼管８内に延設された鞘管１１内に、ダブルパッカ
ー付の注入管１３を挿入し、その密封箇所を注入を行う
注入孔１４に対応させた後、注入管１３に薬液を注入す
れば、薬液はダブルパッカー付の注入管１３の注入流路
内を圧送されて、ラバー１５を押し出すようにして注入
孔１４より吐出し、地盤中に注入され、これによって鋼
管８の周囲の地盤改良がなされて、防護注入地盤１９が
造成されることになる。

【００２２】ここで、この実施形態によれば、注入され
る薬液として、例えば、超微粒子セメントを主体とした
浸透性に優れ、長期に亘って耐久性を保持する無機懸濁
型超微粒子注入材（アロフィックスＭＣ）を用いること
ができる。標準配合は、次の通りである。 ＭＣグラウト（１ショット）標準配合（２００リットル当たり） アロフィックスＭＣ ４０ｋｇ ＭＣヘルパー ０．４リットル 水 １８６リットル ホモゲル強さ（７日） ３０ｋｇｆ／ｃｍ2

【００２３】なお、この実施形態によれば、鋼管８を介
したパイプルーフ９の周囲の防護注入地盤１９の他、図
１に示すように、第１立坑防護注入領域１７、到達防護
注入領域１８、第２立坑防護注入領域２０にもまた、例
えば立坑６又は７内からの水平ボーリング注入によっ
て、シールド掘進機４による掘進作業に先立って、防護
注入地盤が造成されることになる。

【００２４】また、このような鋼管８を介した周囲の薬
液注入作業の終了後に、鋼管８の内部には、例えば気泡
ミルクを注入して鋼管８の中詰めを行うとともに、鋼管
８の推進作業及び薬液注入作業専用の第２立坑７は、埋
戻すことなどによって必要に応じて撤去する。

【００２５】そして、このようにして低土被り区間Ａ，
Ｂに設置された、パイプルーフ９及びこれの周囲の防護
注入地盤１９により覆われた下方地盤を、シールド掘進
機４が通過してゆくことになるが、この実施形態によれ
ば、上方の地盤がこれらのパイプルーフ９や防護注入地
盤１９によって防護されていることにより、かかる掘進
作業中に、シールドトンネルの周辺地盤の緩みの発生
や、地下埋設物への損傷を容易に回避することが可能に
なる。

【００２６】また、この実施形態によれば、鋼管８を予
め推進設置して、立坑６又は７内からこの鋼管８を介し
て薬液の注入作業を行うので、地盤中に転石等の障害物
が存在する場合でも、これらの障害物による影響を回避
して、精度良く薬液の注入作業を行ってゆくことができ
る。

【００２７】なお、この発明は、上記実施形態の実施の
態様のものに限定されるものではなく、各請求項に記載
された構成の範囲内において、種々に変更して採用する
ことができる。例えば、この発明の薬液注入工法は、低
土被り部のシールド掘進防護の他、地盤改良のために薬
液を注入するその他の種々工法においても採用すること
ができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の薬液注入工
法は、立坑から推進工法により鋼管を推進し、その際、
鋼管内には鞘管を、鋼管に設けた注入開口と鞘管に設け
た注入孔とを一致させて添設固定し、この鞘管にパッカ
ー付きの注入管を挿入し、該注入管を経て上記注入孔よ
り鋼管外部の地盤に薬液を注入するので、剛性の大きい
鋼管を予め設置して、この鋼管を介して注入作業を行う
ことにより、地盤中に転石等の障害物が存在する場合で
も、これらの障害物による影響を極力回避して、精度良
く薬液の注入作業を行ってゆくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薬液注入工法を低土被り部のシールド
掘進防護に適用した実施形態を説明する断面図である。

【図２】鋼管の配置状況を説明する平面図である。

【図３】図２のIII −III 断面図である。

【図４】鋼管の断面図である。

【図５】図４の鋼管の注入孔付近の拡大図である。

【図６】鋼管を構成する単位鋼管の側面図である。

【図７】図６の鋼管の注入孔付近の拡大図である。

【符号の説明】

１ 幹線道路 ２ 地盤 ３ シールドトンネル ４ シールド掘進機 ６ 第１立坑 ７ 第２立坑 ８ 鋼管 ９ パイプルーフ １０ 注入用開口 １１ 鞘管（注入用鋼管） １２ 溶接 １３ ダブルパッカー付の注入管 １４ 注入孔 １５ ラバー Ａ，Ｂ 低土被り区間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立坑から推進工法により鋼管を推進し、
   その際、鋼管内には鞘管を、鋼管に設けた注入開口と鞘
   管に設けた注入孔とを一致させて添設固定し、この鞘管
   にパッカー付きの注入管を挿入し、該注入管を経て上記
   注入孔より鋼管外部の地盤に薬液を注入することを特徴
   とする薬液注入工法。