JPH1129762A

JPH1129762A - グラウトホール用止水組成物及びその止水方法

Info

Publication number: JPH1129762A
Application number: JP9182433A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Aritomi; 耕一郎有冨; Gunji Shindo; 軍司進藤; Yuka Okamoto; 由佳岡本; Hiroyuki Takeuchi; 博之竹内
Original assignee: NISHIKI SHOJI KK; Osaka Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: NISHIKI SHOJI KK; Osaka Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】グラウトホールにおける地下水の漏水を有効
に防止でき、しかもグラウトホールキャップに塗布した
場合にキャップの脱着を容易に行うことができるグラウ
トホール用止水組成物を提供する。【解決手段】鉱物油、合成潤滑油、動植物油などの基
油（Ａ）、金属セッケン系又は非セッケン系増稠剤
（Ｂ）、ポリブテンなどの動粘度４０℃で８０００（ｍ
ｍ²／ｓ）以上の高分子量ポリオレフィン又は酢酸ビニ
ル（Ｃ）、及び吸水能１０〜１０００（水ｇ／ｇ）の高
吸水性ポリマー（Ｄ）を含み、高吸水性ポリマー（Ｄ）
の配合量を１〜５０（重量％）に調整して付着性を保持
し、かつ水吸収膨張率を２０〜５００（％）、ちょう度
を１２０〜４００（２５℃，ＪＩＳＫ2220 5.3）に調整
してグラウトホール用止水組成物を作成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル建設にお
いて、セグメントに穿設したグラウトホール（裏込み用
注入孔）における地下水の漏水を防止するグラウトホー
ル用止水組成物及びその止水方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル建設におけるシールド工法で
は、セグメントと地山との間隙を埋めると共に周辺の地
山の緩みや漏水を防止するために、掘進機に続いてその
後方にセグメントを組み立て、次いでグラウトホール
（注入孔）からセグメント外周部にモルタル等を注入
（裏込み注入）し、裏込め注入後は地下水の噴出を防ぐ
ために当該グラウトホールをゴムパッキンを介してグラ
ウトホールキャップで閉塞するのが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、地下水にかか
る水圧は場所によっては極めて高いため、ゴムパッキン
を介してグラウトホールキャップを装着してもグラウト
ホール内壁とキャップとの僅かな隙間から地下水が漏水
することがあった。

【０００４】また、裏込め注入の遅れや注入剤の不足
は、初期掘進時の地中崩壊事故や漏水の原因となるた
め、最初に裏込め注入（１次注入）した後、できるだけ
早期に各注入孔付近の充填率を調査して注入剤が均一に
充填されるように２次注入を行なうのが好ましいとされ
るほか、セグメントはその配設位置を数回変更すること
があるため、グラウトホールキャップは脱着容易に装着
する必要があり、グラウトホールとグラウトホールキャ
ップとを樹脂で固めて止水を図るわけにはいかなかっ
た。

【０００５】さらにまた、地下水は場所によって強酸性
であったり、強アルカリ性であったりするため、強酸性
〜強アルカリ性の広い範囲で耐性を有する止水組成物が
求められる。

【０００６】そこで本発明は、かかる課題に鑑みて、グ
ラウトホールにおける地下水の漏れを確実に防止するこ
とができ、それでいてグラウトホールキャップを脱着容
易に保持することができ、しかも強酸性〜強アルカリ性
の広い範囲で耐性を有するグラウトホール用止水組成物
及びその止水方法を提供せんとする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題解決のための
本発明のグラウトホール用止水組成物は、鉱物油、合成
潤滑油、動植物油などの基油（Ａ）、金属セッケン系又
は非セッケン系増稠剤（Ｂ）、動粘度４０℃で８０００
（ｍｍ²／ｓ）以上の高分子量ポリオレフィン又は酢酸
ビニル（Ｃ）、及び吸水能１０〜１０００（水ｇ／ｇ）
の高吸水性ポリマー（Ｄ）を含んでなる組成物であっ
て、高吸水性ポリマー（Ｄ）の配合量を１〜５０（重量
％）に調整し、かつ水吸収膨張率を２０〜５００
（％）、ちょう度を１２０〜４００（２５℃，ＪＩＳＫ
2220 5.3）に調整したことを特徴とする。

【０００８】ここで、高吸水性ポリマーの配合量が１重
量％より少ないと漏水を生じるおそれがあり、５０重量
％より多いとその他成分の配合量が少なくなって塗布し
づらくなるばかりか、付着力が低下して水圧により塗布
した止水組成物が流され、かえって漏水を生じるように
なる。また、水吸収膨張率が２０％よりも低いと漏水が
生じるおそれがあり、５００％よりも高くとも漏水防止
効果に影響がない。ちょう度は１２０より低いとグラウ
トホールキャップの着脱を容易な状態に保持することが
難しく、４００より高いと付着力が低下して塗布した止
水組成物が水圧で流されるようになる。

【０００９】本発明の基油（Ａ）には、精製鉱油、シリ
コーンオイル、炭化水素系合成油、エステル系合成油、
グリコール系合成油、植物油などを使用することができ
る。

【００１０】本発明の増稠剤（Ｂ）には、金属セッケン
系、非セッケン系のいずれも使用可能であり、金属セッ
ケンとしては、アルカリ金属セッケン、アルカリ土類金
属セッケン、アルミニウムセッケン等その他の金属石鹸
などを挙げることができ、非セッケン系としては、ベン
トナイト、シリカゲル、ポリウレア、フッ素樹脂、フタ
ロシアニン、カーボンブラックなどを挙げることができ
る。また、ワックスも使用することができ、パラフィン
ワックス、酸化ポリエチレンワックス、モンタロウワッ
クス、ビスアマイドも使用することができるが、強酸性
〜強アルカリ性の広い範囲で高い耐性を付与するために
はポリウレアを用いるのが好ましい。

【００１１】本発明の高分子量ポリオレフィンは、動粘
度４０℃で８０００（ｍｍ²／ｓ）以上の高分子量ポリ
オレフィン、例えばポリブテンなどの増粘性を有する高
分子ポリオレフィンを用いることができる。また、酢酸
ビニルなどの付着性を有するビニル樹脂なども使用する
ことができる。

【００１２】本発明の高吸水性ポリマー（Ｄ）は、例え
ばデンプン−アクリロニトリルグラフト重合体加水分解
物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体などのデンプ
ン系高吸水性ポリマー、セルロース−アクリロニトリル
グラフト重合体、セルロース−スチレンスルホン酸グラ
フト共重合体などのセルロース系高吸水性ポリマー、多
糖類系高吸水性ポリマ−、コラーゲン等のたんぱく質系
高吸水性ポリマー、ポリビニルアルコール架橋重合体な
どのポリビニルアルコール系高吸水性ポリマ−、ポリア
クリル酸ナトリウム架橋体、アクリル酸ナトリウム−ビ
ニルアルコール共重合体などのアクリル系高吸水性ポリ
マ−、無水マレイン酸系高吸水性ポリマ−、ビニルピロ
リドン系高吸水性ポリマ−、ポリエチレングリコール・
ジアクリレート架橋重合体などのポリエーテル系高吸水
性ポリマ−、エステル縮合系高吸水性ポリマ−、アミド
縮合系高吸水性ポリマ−を挙げることができる。吸水能
は１０〜１０００（水ｇ／ｇ）が好ましく、高吸水性ポ
リマ−の形態は、パウダー状、ビーズ状、液状、ゲル
状、繊維状などを用いることができる。

【００１３】なお、上記配合に安定剤、防錆剤、酸化防
止剤その他の添加剤を添加することは任意である。

【００１４】次に、本発明のグラウトホールの止水方法
は、上記グラウトホール用止水組成物をグラウトホール
内壁とグラウトホールキャップとの間隙に充填すること
によって、地下水の漏水を防止すると共にグラウトホー
ルキャップを着脱可能に保持することを特徴とする。例
えば、図１に示すように、上記グラウトホール用止水組
成物５をグラウトホールキャップ３の螺合部３ａ外周面
に塗布し、好ましくは更にその塗布表面にセメント粉体
好ましくは急結セメントを散布した後、グラウトホール
キャップ３をセグメント１に穿設したグラウトホール２
内に螺入してグラウトホール内壁２ａとグラウトホール
キャップ３との間隙４にグラウトホール用止水組成物５
乃至それとセメント粉体との混合物を充填するようにす
ればよい。

【００１５】かかる止水方法において、グラウトホール
用止水組成物５は間隙４内に浸入してくる地下水を順次
吸収して膨張し、間隙４を完全に圧密状態に閉塞する。
しかも、かかる組成物５のちょう度を調整して付着力を
高めてあるから地下水の水圧がかなり高い場所であって
も流れされることがなく確実に漏水を防止することがで
きる。更にセメント粉体を散布して混合すれば吸水能力
が一層高まり、止水効果を一層高めることができるばか
りか、間隙４からはみ出したグラウトホール用止水組成
物（図の点線部分）がペースト状となるから落下乃至垂
れを防止できる。

【００１６】また、上記グラウトホール用止水組成物
は、基油及び増稠剤の配合によりグリースとしての性能
を発揮し、しかも高吸水性ポリマーの配合量及びちょう
度を調整することにより、キャップ取り外し時に必要な
力を低く抑えることにも成功し、グラウトホールキャッ
プ２の着脱を容易に行うことができるようにもなってい
る。さらに、上記グラウトホール用止水組成物をゴム材
又はエポキシ樹脂を主材としてなる止水材の効果と比較
すると、特に地下水の止水材として用いた場合には、地
下水は場所によって強酸性であったり強アルカリ性であ
ったりするから、ゴム材の場合には腐食が問題となり、
エポキシ樹脂の場合には硬化が問題となるのに対し、本
発明のグラウトホール用止水組成物はかかる問題点がな
い点で特に優れている。

【００１７】なお、従来の常識から考えれば、グリース
に高吸水性ポリマーを配合したとしても、この配合物が
水を吸収してグリース全体が膨張するとは通常は考えに
くいが、実際に本発明のグラウトホール用止水組成物は
水を吸収して膨張すること及びこの膨張が止水に極めて
有効であることを見出すことに成功した。また、吸収し
た水を徐々に蒸発して再び膨張前の状態に戻るから自己
再生が可能であり、繰り返し使用できる点にも本発明の
特徴がある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる実施例１〜
５の配合を示すと共に、この実施例１〜５について水漏
れ試験及びキャップ外しトルク試験を行い、これらの結
果を比較例１〜３と対比した。

【００１９】（実施例１）以下の配合により、グラウト
ホール用止水組成物を製造した。基油鉱物油のウレアグリース・・７０．０重量％ポリブテン・・２０．０重量％高吸水性ポリマー・・１０．０重量％

【００２０】上記配合における基油鉱物油の動粘度は４
０℃で１５０ｍｍ²／ｓ、ウレアグリースのちょう度は
２８５、不混和ちょう度は２８２、ポリブテンの動粘度
は４０℃で２６，０００（ｍｍ²／ｓ）、高吸水性ポリ
マーの吸水能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。
上記配合からなるグラウトホール用止水組成物の不混和
ちょう度は２４３、水吸収膨張率は約１００％であっ
た。

【００２１】（実施例２）以下の配合により、グラウト
ホール用止水組成物を製造した。鉱物油・・７０．０重量％耐水シリカ・・１０．０重量％ポリブテン・・１０．０重量％高吸水性ポリマー・・１０．０重量％

【００２２】上記配合における鉱物油の動粘度は４０℃
で１５０ｍｍ²／ｓ、ポリブテンの動粘度は４０℃で１
６０，０００（ｍｍ²／ｓ）、高吸水性ポリマーの吸水
能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。上記配合か
らなるグラウトホール用止水組成物の不混和ちょう度は
２９８、水吸収膨張率は約１００％であった。

【００２３】（実施例３）以下の配合により、グラウト
ホール用止水組成物を製造した。ひまし油・・５９．５重量％リチウム石けん・・８．０重量％ポリブテン・・３０．０重量％低分子ポリプロピレン（分子量７０００）・・１．０重量％高吸水性ポリマー・・１．５重量％

【００２４】上記配合におけるポリブテンの動粘度は４
０℃で２６，０００（ｍｍ²／ｓ）、高吸水性ポリマー
の吸水能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。上記
配合からなるグラウトホール用止水組成物の不混和ちょ
う度は２８７、水吸収膨張率は約２０％であった。

【００２５】（実施例４）以下の配合により、グラウト
ホール用止水組成物を製造した。エスエル系合成油・・５５．０重量％ベントン・・１２．０重量％低分子ポリプロピレン（分子量７０００）・・５．０重量％高吸水性ポリマー・・３０．０重量％

【００２６】上記配合におけるエスエル系合成油の動粘
度は４０℃で１３２ｍｍ²／ｓ、高吸水性ポリマーの吸
水能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。上記配合
からなるグラウトホール用止水組成物の不混和ちょう度
は２４１、水吸収膨張率は約３００％であった。

【００２７】（実施例５）以下の配合により、グラウト
ホール用止水組成物を製造した。鉱物油・・８１．０重量％リチウム石けん・・４．０重量％ポリブテン・・５．０重量％高吸水性ポリマー・・１０．０重量％

【００２８】上記配合における鉱物油の動粘度は４０℃
で４３０ｍｍ²／ｓ、ポリブテンの動粘度は４０℃で１
６０，０００（ｍｍ²／ｓ）、高吸水性ポリマーの吸水
能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。上記配合か
らなるグラウトホール用止水組成物の不混和ちょう度は
３８８、水吸収膨張率は約１００％であった。

【００２９】（比較例１）以下の配合により、組成物を
製造した。基油鉱物油のウレアグリース・・５４．１重量％ポリブテン・・４５．０重量％高吸水性ポリマー・・０．９重量％

【００３０】上記配合における基油鉱物油の動粘度は４
０℃で４３０ｍｍ²／ｓ、ウレアグリースのちょう度は
２８５、不混和ちょう度は２８２、ポリブテンの動粘度
は４０℃で２６，０００（ｍｍ²／ｓ）、高吸水性ポリ
マーの吸水能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。
上記配合からなる組成物の不混和ちょう度は３５７、水
吸収膨張率は９％であった。

【００３１】（比較例２）以下の配合により、組成物を
製造した。鉱物油・・３６．０重量％リチウム石けん・・５．０重量％ポリブテン・・４．０重量％高吸水性ポリマー・・５５．０重量％

【００３２】上記配合における鉱物油の動粘度は４０℃
で１５０ｍｍ²／ｓ、ポリブテンの動粘度は４０℃で１
６０，０００（ｍｍ²／ｓ）、高吸水性ポリマーの吸水
能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。上記配合か
らなる組成物の不混和ちょう度は２３９、水吸収膨張率
は５５０％であった。

【００３３】（比較例３）以下の配合により、組成物を
製造した。鉱物油・・２２．５重量％リチウム石けん・・２．５重量％ポリブテン・・２５．０重量％高吸水性ポリマー・・５０．０重量％

【００３４】上記配合における鉱物油の動粘度は４０℃
で１５０ｍｍ²／ｓ、ポリブテンの動粘度は４０℃で１
６０，０００（ｍｍ²／ｓ）、高吸水性ポリマーの吸水
能は１０００（脱イオン水ｇ／ｇ）である。上記配合か
らなる組成物の不混和ちょう度は１６０、水吸収膨張率
は５００％であった。

【００３５】（水漏れ試験及びキャップ外しトルク試
験）上記実施例１〜５及び比較例１〜３を試料として、
以下の水漏れ試験及びキャップ外しトルク試験を行っ
た。

【００３６】水漏れ試験は、図２に示すように、底部に
キャップ受け穴１１を設け、上面部にエア注入部１２を
設けてなるシリンダー１０を用いて行った。予め、グラ
ウトホールキャップと略同形状のキャップ１３の螺合部
に各試料を塗布しておき、図２のシリンダー１０を逆さ
にした状態でシリンダー１０内に脱イオン水５００ｍｌ
を入れ、次いでキャップ受け穴１１にキャップ１３を螺
入しトルクレンチで締め付けた。その時のトルクは３０
ｋｇ／ｃｍ²（２．９４ＭＰａ）とした。次に、シリン
ダー１０を逆さにして（図２の状態として）、エア注入
部１２を介してシリンダー１０内に空気を注入し、内圧
を５ｋｇ／ｃｍ²とした。そして、そのまま１０日放置
してキャップ１３の下面部を観察し、水がにじむか或い
は水漏れが認められた場合を×、認められない場合を○
と評価し、その結果を下記表１に示した。

【００３７】また、キャップ外しトルク試験は、上記水
漏れ試験後、キャップをトルクレンチで緩めた時の最大
トルクを測定し、この値を下記表１に示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】この結果、実施例１〜５についてはいずれ
も水漏れを生じず、しかもキャップ外しトルクは比較例
１〜３に比べて低い値であった。一方、比較例１，２で
は、水漏れが認められ、また比較例３のキャップ外しト
ルクは極めて大きな値であった。比較例２について、水
吸収膨張率が５５０％と高いにもかかわらず水漏れが認
められたが、これは高吸水性ポリマーの配合割合が５０
％を越え、その他の成分特にポリブテンの配合割合が減
ったために付着力が低下し、それによって水圧により試
料が流されたためであると考えられる。また、比較例３
については、ポリブテン及び高吸水性ポリマーの配合割
合が多すぎたために、グリースとしての潤滑性が低下し
キャップ外しトルクが極めて大きくなったからであると
考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のグラウトホール用止水組成物の使用状
態を例示した断面図である。

【図２】水漏れ試験及びキャップ外しトルク試験の試験
状態を説明する断面図である。

【符号の説明な説明】

１セグメント２グラウトホール３グラウトホールキャップ４間隙５グラウトホール用止水組成物 10 シリンダー 11 キャップ受け穴 12 エア注入部 13 キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本由佳東京都中央区日本橋本町１−９−４株式会社大阪造船所ニチモリ事業部内 (72)発明者竹内博之東京都中央区日本橋小舟町14番４号錦商事株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉱物油、合成潤滑油、動植物油などの基
油（Ａ）、金属セッケン系又は非セッケン系増稠剤
（Ｂ）、動粘度４０℃で８０００（ｍｍ²／ｓ）以上の
高分子量ポリオレフィン又は酢酸ビニル（Ｃ）、及び吸
水能１０〜１０００（水ｇ／ｇ）の高吸水性ポリマー
（Ｄ）を含んでなる組成物であって、高吸水性ポリマー（Ｄ）の配合量を１〜５０（重量％）
に調整し、かつ水吸収膨張率を２０〜５００（％）、ち
ょう度を１２０〜４００（２５℃，ＪＩＳＫ2220 5.3）
に調整してなるグラウトホール用止水組成物。
【請求項２】鉱物油、合成潤滑油、動植物油などの基
油（Ａ）、金属セッケン系又は非セッケン系増稠剤
（Ｂ）、動粘度４０℃で８０００（ｍｍ²／ｓ）以上の
高分子量ポリオレフィン又は酢酸ビニル（Ｃ）、及び吸
水能１０〜１０００（水ｇ／ｇ）の高吸水性ポリマー
（Ｄ）を含んでなる組成物であって、高吸水性ポリマー
（Ｄ）の配合量を１〜５０（重量％）に調整し、かつ水
吸収膨張率を２０〜５００（％）、ちょう度を１２０〜
４００（２５℃，ＪＩＳＫ2220 5.3）に調製してなるグ
ラウトホール用止水組成物を、グラウトホール内壁とグラウトホールキャップとの間隙
に充填することによって、地下水の漏水を防止すると共
にグラウトホールキャップを着脱可能に保持することを
特徴とするグラウトホールの止水方法。
【請求項３】鉱物油、合成潤滑油、動植物油などの基
油（Ａ）、金属セッケン系又は非セッケン系増稠剤
（Ｂ）、動粘度４０℃で８０００（ｍｍ²／ｓ）以上の
高分子量ポリオレフィン又は酢酸ビニル（Ｃ）、及び吸
水能１０〜１０００（水ｇ／ｇ）の高吸水性ポリマー
（Ｄ）を含んでなる組成物であって、高吸水性ポリマー
（Ｄ）の配合量を１〜５０（重量％）に調整し、かつ水
吸収膨張率を２０〜５００（％）、ちょう度を１２０〜
４００（２５℃，ＪＩＳＫ2220 5.3）に調製してなるグ
ラウトホール用止水組成物と、セメント粉体との混合物
を、グラウトホール内壁とグラウトホールキャップとの間隙
に充填することによって、地下水の漏水を防止すると共
にグラウトホールキャップを着脱可能に保持することを
特徴とするグラウトホールの止水方法。