JPH11173072A - 薬液注入方法及び薬液注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 道路等の地上領域を占有することなく、シー
ルド掘進機による掘進作業に伴って、シールドトンネル
の周囲の地盤を掘進後早期に改良してゆくことのできる
薬液注入方法及び薬液注入装置を提供する。 【解決手段】 シールドトンネル１４の坑内にスライド
移動可能に配置される作業足場１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ
と、作業足場１５Ａに設けられた、坑内の内壁面に沿っ
て周方向に配設される支持レール１７と、この支持レー
ル１７に沿ってスライド移動するボーリング機１８を備
えた薬液注入装置１１を使用して、セグメント１６に形
成されたグラウトホール２７に注入用口元管２８を設置
し、この注入用口元管２８を介して注入管２５を周囲の
地盤中に挿入し、この注入管２５を用いて薬液を注入し
た後、注入管２５を引き抜く作業を繰り返して、周囲の
地盤を薬液注入により改良してゆく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、薬液注入方法及
び薬液注入装置に関し、特に、シールドトンネルの坑内
から注入作業を行う薬液注入方法及び薬液注入装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法は、特に都市部等における
トンネルの構築方法として採用されるもので、シールド
掘進機によりトンネルの掘削作業を行いつつ、セグメン
トを組立てて後方にリング状の覆工体を設置することに
よりトンネルの内壁面を防護してゆくとともに、設置し
た覆工体から推進反力を得ながら掘進作業を行ってゆく
ことにより、シールドトンネルを形成してゆく工法であ
る。

【０００３】かかるシールド工法によれば、軟弱な地盤
や土被りの浅い地盤、あるいは重要な埋設物の下方の地
盤を通過してトンネルを構築してゆくことがあり、掘進
作業後早期に、これらの地盤に悪影響を及ぼさないよう
に、シールドトンネルの周囲の地盤に薬液注入により地
盤改良を施す必要を生じる場合がある。

【０００４】そして、このようなトンネルの掘進作業後
に行われる薬液注入による地盤改良は、従来の技術によ
れば、シールドトンネルの周囲の地盤に向かって地上か
ら薬液注入を施工することによる方法が採用されてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の薬液注入方法によれば、地上から行われる作
業であったため、例えば道路を占用することになって、
交通渋滞を招いたり、夜間に限定される作業となること
などにより、施工上種々の制約を受けるとともに、その
準備に相当の時間を必要とすることになって、シールド
掘進機による掘進作業後に速やかに周囲の地盤を改良し
てゆくことが困難であるという課題があった。

【０００６】そこで、この発明は、このような従来の課
題に着目してなされたもので、道路等の地上領域を占有
することなく、シールド掘進機による掘進作業に伴っ
て、シールドトンネルの周囲の地盤を掘進作業後早期に
改良してゆくことのできる薬液注入方法及び薬液注入装
置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、シールド
トンネルの坑内から注入作業を行う薬液注入方法であっ
て、セグメントに形成されたグラウトホールに注入用口
元管を設置し、該注入用口元管を介して注入管を周囲の
地盤中に挿入し、挿入した前記注入管を用いて薬液を注
入した後、前記注入管を引き抜く作業を繰り返して、周
囲の地盤を薬液注入により改良してゆくことを特徴とす
る薬液注入方法にある。

【０００８】また、この発明の他の要旨は、シールドト
ンネルの坑内から注入作業を行う際に使用する薬液注入
装置であって、前記トンネル坑内の軸方向にスライド移
動可能に配置される作業足場と、該作業足場に配設され
るとともに、前記坑内の内壁面と間隔をおいて当該内壁
面の周方向に延長する支持レールと、該支持レールに沿
ってスライド移動する注入管挿入装置とからなることを
特徴とする薬液注入装置にある。

【０００９】そして、この発明の薬液注入方法によれ
ば、セグメントに予め形成されている裏込め注入用のグ
ラウトホールを使用し、これに孔開け時の出水による土
砂流出防止等を目的として注入用口元管を設置して、薬
液の注入作業を行う。すなわち、これによって、シール
ドトンネルの坑内からの薬液注入が可能になり、地上か
らの作業を要することなく、シールド掘進機による掘進
作業に伴って、速やかにシールドトンネルの周囲の地盤
を改良してゆことが可能になる。

【００１０】また、この発明の薬液注入装置によれば、
トンネル軸方向にスライド移動可能に配置される作業足
場上において、支持レールに沿って周方向にスライド移
動しつつ注入管挿入装置を各グラウトホールに向かって
位置決めしながら、この発明の薬液注入方法を容易に実
施してゆくことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を添
付図面を参照しつつ詳細に説明する。この実施形態によ
れば、図１に示すように、シールドマシン１０の後方の
セグメント１６によるリング状の覆工体の、３リング目
から８リング目までの６リングの区域を薬液注入装置に
よる施工対象とし、シールドマシン１０の掘進作業によ
る前進に伴って、後述する薬液注入装置を前方にスライ
ド移動して施工対象区域を順次前方にずらすようにしな
がら注入作業を行ってゆくものである。

【００１２】そして、この実施形態の薬液注入方法に用
いる薬液注入装置１１は、図２に示すように、掘削土砂
を後方に排出するベルトコンベア１２を避けるようにし
て一対のスライドレール１３上に架設配置された、トン
ネル１４の軸方向にスライド移動可能な作業足場１５
Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ（図３，図４，図５参照）と、最前
部の作業足場１５Ａ上において、トンネル１４の坑内の
セグメント１６による覆工内壁面と間隔をおいて当該内
壁面の周方向に延長配設される円弧状の支持レール１７
と、この支持レール１７に沿ってスライド移動する注入
管挿入装置としてのボーリング機１８とによって構成さ
れている。

【００１３】作業足場１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、山形
鋼等の各種の鋼材や、グレーチング等の足場材を組み立
てて形成されるもので、最前部の作業足場１５Ａは、図
３に示すように、削孔作業用であって、ベルトコンベア
１２を避けるべく、中央部分が一段高くなった２段に組
み立てられ、その下方をベルトコンベア１２が通過する
ようになっているとともに、図４及び図５に示すよう
に、注入作業用の中央の作業足場１５Ｂ及び注入管引抜
き作業用の最後部の作業足場１５Ｃは、各々平坦に形成
され、その上方をベルトコンベア１２が通過するように
なっている。なお、かかる作業足場１５Ａ，１５Ｂ，１
５Ｃの両端部分には、ストッパ付の走行車輪１９が設け
られていて、スライドレール１３に沿ってトンネル１４
の軸方向にスライド移動することができるようになって
いる。

【００１４】一方、最前部の作業足場１５Ａ上に設けら
れる支持レール１７は、図２及び図３に示すように、円
弧状に曲折加工した一対のＨ形鋼２０をそのウェブ部分
を平行にしてその側面開口部分を対向配置してなるもの
で、連設する２リング分のセグメント覆工体に対して同
時に削孔作業を行うことができるように、連結鋼材２１
を介して連結一体化された状態で作業足場１５Ａ上に２
台設置されるとともに、削孔作業時には、サポート部材
２２（図２参照）や固定金具２３（図３参照）を介し
て、作業足場１５Ａや覆工内壁面から、強固に支持固定
されるようになっている。

【００１５】そして、この支持レール１７には、対向す
る一対のＨ形鋼２０の側面開口部分にその両側端部の車
輪を各々挿入配置することにより、Ｈ形鋼２０のフラン
ジ内面に支持された状態で当該支持レール１７に沿って
周方向にスライド移動する旋回支持台車２４がウィンチ
などによって牽引された状態で設けられるとともに、こ
の旋回支持台車２４にはボーリング機１８が固定され
て、支持レール１７に沿って旋回スライドすることがで
きるようになっている。

【００１６】ボーリング機１８は、パワーユニットや油
圧式ドリルなどを備えた公知のもので、ストローク長に
応じて順次連結される注入管２５を、チャック３５によ
って把持するとともに、スイベル３６を介して削孔水を
圧送しながら削孔作業を行うようになっている。

【００１７】また、注入管２５は、図７に示すように、
例えば６００ｍｍピッチで注入孔が設けられた４０ｍｍ
程度の口径の連結可能な公知のストレーナー管からな
り、その内部には削孔水を圧送するための削孔水圧送管
２６が設けられているとともに、その先端には穿孔ビッ
ト３７が設けられている。

【００１８】一方、この実施形態によれば、覆工体を構
成するセグメント１６に形成されたグラウトホール２７
を介して注入作業を行うことになるが（図３〜図５参
照）、かかるグラウトホール２７には、予め注入用口元
管２８を設置しておく。

【００１９】すなわち、注入用口元管２８は、図６に示
すように、グラウトホール２７にネジ込むようにして設
置される、貫通する内空を有する円筒状の部材であっ
て、その後端部分には、リップ型のシールリング２９が
取り付けられていて、注入管２５の削孔挿入作業中や、
薬液の注入水作業中などにおいて、グラウトホール２７
と注入管２５との間の隙間から、出水による土砂流出が
生じるのを防止することができるようになっているとと
もに、ニップル３７を介してボアホールバルブ３８が取
り付けられている。

【００２０】そして、この実施形態によれば、図２に示
すように、シールドマシン１０による掘進作業と並行し
て、これの後方に設置されたセグメント１６によるリン
グ状の覆工体の外周の地盤に対して、シールドトンネル
１４の坑内から薬液の注入作業を行ってゆくことにな
る。

【００２１】すなわち、図３にも示すように、最前部に
設けられた作業足場１５Ａ上において、支持レール１７
に沿って支持台車２４をスライド移動し、注入用口元管
２８が設置されたグラウトホール２７に対向するように
ボーリング機１８を支持固定して、このボーリング機１
８によって注入管２５による削孔挿入作業が行われるこ
とになる。なお、この実施形態によれば、前後の各支持
レール１７に対して各々２台のボーリング機１８が取り
付けられていることから、４箇所の削孔挿入作業を同時
に行うことができ、前方の支持レール１７に設けたボー
リング機１８による削孔位置と、後方の支持レール１７
に設けたボーリング機１８による削孔位置とを交互にず
らして作業を行うことにより、各リングについて４方向
に注入管２５が削孔挿入されることになる。

【００２２】一方、作業足場１５Ａの後方の中央の作業
足場１５Ｂ上においては、図４にも示すように、地盤中
に挿入設置した注入管２５を介して薬液を注入する作業
を行う。すなわち、支持レール１７やボーリング機１８
が撤去されたセグメント１６によるリング状の覆工体の
内部において、注入用口元管２８から突出する注入管２
５の端部に薬液供給用のスイベル３０を取り付け、この
スイベル３０を介して薬液供給プラントから圧送されて
くる薬液を、注入管２５の注入孔を介して地盤中に注入
することになる。なお、かかる注入作業中においては、
注入圧力に注意しながら、低吐出量で注入剤を地盤中に
充填してゆくようにする。また、かかる注入作業中にお
いて、ストレーナー管の内部に設けた削孔水圧送管２６
の端部は、閉塞栓によって閉塞しておく。

【００２３】さらに、作業足場１５Ｂの後方の最後部の
作業足場１５Ｃ上においては、図５にも示すように、注
入作業が終了した注入管２５を引抜く作業を行う。すな
わち、かかる引抜き作業は、セグメント１６による覆工
内壁面にセンターホールジャッキ３１を取付けて行なわ
れる。また、注入管２５の引抜き跡部は、引抜き作業
後、再度口元に注入用ホースを接続して、穴埋め作業を
行う。なお、一般に、土中の透気係数は、透水係数の７
０〜１００倍といわれており、改良土内についても空気
は通過する事から、かかる穴埋め時に空気溜りは生じる
ことがないものと判断される。

【００２４】そして、このような各作業足場１５Ａ，１
５Ｂ，１５Ｃ上における削孔から引抜きまでの作業は、
シールドマシン１０による掘進作業に伴って、各作業足
場１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを順次前方にスライド移動さ
せながら、スムースに行って行くことができる。

【００２５】すなわち、この実施形態によれば、シール
ドトンネルの坑内からの薬液注入が可能になり、道路等
の地上領域を占有することなく、シールドマシンによる
掘進作業に伴って、シールドトンネルの周囲の地盤を掘
進作業後早期に改良してゆくことが可能になる。

【００２６】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、作業足場１５Ａ上に支持レール
１７を必ずしも２台設ける必要はなく、また、注入管挿
入装置としてのボーリング機１８は必ずしも４台使用す
る必要はない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の薬液注
入方法によれば、セグメントに形成されたグラウトホー
ルに注入用口元管を設置し、該注入用口元管を介して注
入管を周囲の地盤中に挿入し、挿入した前記注入管を用
いて薬液を注入した後、前記注入管を引き抜く作業を繰
り返して、周囲の地盤を薬液注入により改良してゆくの
で、シールドトンネルの坑内から注入作業を可能にし
て、道路等の地上領域を占有することなく、シールド掘
進機による掘進作業に伴って、シールドトンネルの周囲
の地盤を掘進作業後早期に改良してゆくことができる。

【００２８】また、この発明の薬液注入装置によれば、
トンネル軸方向にスライド移動可能に配置される作業足
場上において、支持レールに沿って周方向にスライド移
動しつつ注入管挿入装置を各グラウトホールに向かって
位置決めしながら、この発明の薬液注入方法を容易に実
施してゆくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による、シールドマシン
後方における作業領域を示す説明図である。

【図２】この発明の一実施形態に係る薬液注入装置の構
成を説明する縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａに沿った横断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂに沿った横断面図である。

【図５】図２のＣ−Ｃに沿った横断面図である。

【図６】グラウトホールに取り付けられた注入用口元管
を示す断面図である。

【図７】注入管の一例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ シールドマシン １１ 薬液注入装置 １３ スライドレール １４ シールドトンネル １５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 作業足場 １６ セグメント １７ 支持レール １８ ボーリング機（注入管挿入装置） １９ 走行車輪 ２０ Ｈ形鋼 ２４ 旋回支持台車 ２５ 注入管 ２６ 削孔水圧送管 ２７ グラウトホール ２８ 注入用口元管 ２９ シールリング ３０ スイベル（薬液供給用） ３１ センターホールジャッキ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドトンネルの坑内から注入作業を
   行う薬液注入方法であって、セグメントに形成されたグ
   ラウトホールに注入用口元管を設置し、該注入用口元管
   を介して注入管を周囲の地盤中に挿入し、挿入した前記
   注入管を用いて薬液を注入した後、前記注入管を引き抜
   く作業を繰り返して、周囲の地盤を薬液注入により改良
   してゆくことを特徴とする薬液注入方法。
2. 【請求項２】 シールドトンネルの坑内から注入作業を
   行う際に使用する薬液注入装置であって、前記トンネル
   坑内の軸方向にスライド移動可能に配置される作業足場
   と、該作業足場に配設されるとともに、前記坑内の内壁
   面と間隔をおいて当該内壁面の周方向に延長する支持レ
   ールと、該支持レールに沿ってスライド移動する注入管
   挿入装置とからなることを特徴とする薬液注入装置。