(57)【要約】【課題】  地中埋設された金属補強管の掘削地表から露出する端末金属補強管ユニットを資源回収することができるように切り離すこと。【解決手段】  地中に埋設された金属補強管１０の掘削地表から露出する端末金属補強管ユニット１０Ａ３を金属補強管１０の本体から切り離す前に、この端末金属補強管１０Ａ３内の注入材４０を破砕しつつ取り出し、その後、端末金属補強管ユニット１０Ａ３を本体から切り離す。このようにすると、切り離された端末金属補強管ユニット１０Ａ３は、曲げ等の変形を受けていてもそのまま金属資源として回収して再利用することができる。  【選択図】        図６
2010106611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削岩機のシャンクロッドに接続された削孔ロッドの先端に取り付けられた削孔ビットを前記削岩機によって操作して地中を削孔しつつ複数の金属補強管ユニットを順次継ぎ足しながら地中に打ち込んで所定長の金属補強管を形成し、前記削孔ロッドを前記金属補強管から抜き出した後、前記金属補強管内に補強用注入材を注入し前記金属補強管の吐出孔から外側に流出して前記金属補強管のまわりを補強し、地中掘削後に地表面から露出する端末金属補強管ユニットを金属補強管の本体から切り離す地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法において、前記金属補強管から抜き出された前記削孔ロッドに注入材クリーニングビットを取付け、前記削岩機を操作して前記注入材クリーニングビットで前記端末金属補強管ユニット内の注入材を破砕しつつ取り出し、前記注入材クリーニングビットを前記端末金属補強管ユニットから抜き出した後、前記端末金属補強管ユニットを切り離すことを特徴とする地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法。
【請求項２】
請求項１に記載の地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法であって、前記補強用注入材は、前記金属補強管内に排気チューブ付きインサート管が挿入された状態で前記金属補強管内に注入され、前記注入材クリーニングビットによって前記端末金属補強管ユニット内の注入材と共に前記排気チューブ付きインサート管も破砕し取り出すことを特徴とする地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法。
【請求項３】
請求項１に記載の地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法であって、前記補強用注入材は、前記金属補強官内に挿入された注入管付きインサート管の注入管を介して注入され、前記注入材クリーニングビットによって前記端末金属補強管内の注入材と共に前記注入管付きインサート管も破砕し取り出すことを特徴とする地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法。
【請求項４】
請求項１に記載の地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法であって、前記補強用注入材は、前記金属補強管内に形成された複数のパッカーを利用して段階的に注入され、前記注入材クリーニングビットによって前記端末金属補強管ユニット内の注入材と共に前記パッカーも破砕し取り出すことを特徴とする地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、トンネルを掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化するために埋設される金属補強管内に補強用注入材を注入し、金属補強管の吐出孔から外側に流出して金属補強管のまわりを補強し、地中掘削後、地表面から露出する端末金属補強管ユニットを金属補強管の本体から切り離す方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル等を掘削する際に、トンネルの切羽の前方地山を安定化する目的で注入式長尺先受け工法が採用されている。この工法は、削岩機のシャンクロッドに接続された削孔ロッドの先端に取り付けられた削孔ビットを削岩機によって回転力と打撃力とを与えつつ操作して地中を削孔し、削孔ロッドと共に金属補強管（金属埋設管）ユニットを順次継ぎ足しながら地中に打ち込むが、この際、削岩機からの水を削孔ロッド内部の中空部を介して削孔ビットから削孔水として噴射して地山を砕き、その際に発生するスライムを金属補強管と削孔ロッドとの空間を通して外部に排出し、このようにして金属補強管を打設した後、金属補強管及び削孔ビットの一部又は全部を地中に残して削孔ロッドを回収し、残された金属補強管内に樹脂、セメント等の補強用注入材を注入して固化する方法である。
【０００３】
この工法において、金属補強管内に注入された補強用注入材は、金属補強管に設けられた多数の吐出孔から金属補強管の外側に流出して金属補強管のまわりも同時に補強材料で固めて金属補強管の埋設を強化している。
【０００４】
無拡幅先受け工法において、金属補強管の埋設後、トンネルを掘削すると、金属補強管の最後に継ぎ足された端末金属補強管ユニットが地中の表面から露出するので、この端末金属補強管ユニットは、適宜の方法で除去されるが（特許文献１参照）、従来技術では、この端末金属補強管は、注入材が残ったまま除去されていた。しかし、切り離された端末金属補強管ユニットは、切り離し除去作業中に折り曲げなどの変形を受けるため、内部の注入材を取り出すことができないので、切り離し除去された端末金属補強管ユニットは、資源回収することができないで産業廃棄物として処理せざるを得なかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５５８８８号公報
【特許文献２】特表平０８−５０４９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、地中埋設された金属補強管の地表面から露出する端末金属補強管ユニットを資源回収することができるように切り離す方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の課題解決手段は、削岩機のシャンクロッドに接続された削孔ロッドの先端に取り付けられた削孔ビットを削岩機によって操作して地中を削孔しつつ複数の金属補強管ユニットを順次継ぎ足しながら地中に打ち込んで所定長の金属補強管を形成し、削孔ロッドを金属補強管から抜き出した後、金属補強管内に補強用注入材を注入し金属補強管の吐出孔から外側に流出して金属補強管のまわりを補強し、地中掘削後に地表面から露出する端末金属補強管ユニットを金属補強管の本体から切り離す地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法において、金属補強管から抜き出された削孔ロッドに注入材クリーニングビットを取付け、削岩機を操作して注入材クリーニングビットで端末金属補強管ユニット内の注入材を破砕しつつ取り出し、注入材クリーニングビットを端末金属補強管ユニットから抜き出した後、端末金属補強管ユニットを切り離すことを特徴とする地中埋設用金属補強管の端末切り離し方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の課題解決手段において、補強用注入材が金属補強管内に排気チューブ付きインサート管が挿入された状態で金属補強管内に注入される場合には、注入材クリーニングビットによって端末金属補強管ユニット内の注入材と共に排気チューブ付きインサート管も破砕し取り出すことができ、補強用注入材が金属補強管内に挿入された注入管付きインサート管の注入管を介して注入される場合には、注入材クリーニングビットによって端末金属補強管ユニット内の注入材と共に注入管付きインサート管も破砕し取り出すことができ、更に、補強用注入材が金属補強管内に形成された複数のパッカーを利用して段階的に注入される場合には、注入材クリーニングビットによって端末金属補強管ユニット内の注入材と共にパッカーも破砕し取り出すことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、地中に埋設された金属補強管のうち地中掘削後に地表面から露出する端末金属補強管ユニット内の注入材を破砕しつつ取り出した後に、この端末金属補強管ユニットを切り離すので、切り離された端末金属補強管ユニットは、曲げ等の変形を受けていてもそのまま金属資源として回収して再利用することができる。
【００１０】
また、金属補強管内に注入材を注入する際に使用される排気チューブ、注入管、パッカー及びそれらの挿入用のインサート管の如き注入用部品も注入材とともに破砕して取り出すことができるので、補強用注入材の注入後、注入用部品を抜き出す必要がなく、作業性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に述べると、図示の形態では、金属補強管１０は、図１及び図２に示すように、トンネル１等を掘削する際に予め坑内の奧の地盤を補強する目的で地山２を先受けするために切羽３の上縁３ａに沿ってその上方の地山部分２ａに斜めに打設される。図２に示すように、複数の金属補強管１０がトンネル１の天井に沿って周方向に並べて打設される。  
【００１２】
各金属補強管１０は、図３に示すように、数ｍの長さの複数の鋼管製の金属補強管ユニット１０Ａ１、−−−等を順次継ぎ足して所定の長さに形成される。図３の例では、３つの金属補強管ユニット１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３が順次継ぎ足されて所定の長さの金属補強管１０が形成されているのが示されている。一例では、各金属補強管ユニットは、外径が略１０数ｃｍで長さが３ｍ強であり、３つの金属補強管ユニットを接続して得られた金属補強管１０は、略１２．５ｍである。なお、金属補強管ユニット１０Ａ１、１０Ａ２及び１０Ａ３を総称して説明する際には単に符号１０Ａを使用する。先頭の金属補強管ユニット１０Ａ１には削孔ビット２２にバヨネット式結合部２２Ｂで結合されたビットアダプター２２Ａが係合して削孔ビット２２の推進力を利用して金属補強管１０が削孔ビット２２によって引っ張られながら地中に埋設されるが、その詳細は図４を参照して後に述べる。
【００１３】
図示の形態では、金属補強管１０は、適宜の手段で相互に接続される３つの金属補強管ユニット（先頭管、中間管、端末管）１０Ａ１乃至１０Ａ３から成っているが、もちろん２つ又は４つ以上の金属補強管ユニット１０Ａから成っていてもよい。
【００１４】
このように、金属補強管１０は、複数の金属補強管ユニット１０Ａ１乃至１０Ａ３を適宜の接続手段によって順次継ぎ足しながら、図１及び図２に示すように、ジャンボ２４に搭載された削岩機１２によって切羽３の上縁３ａに沿って埋設される。この場合、金属補強管１０の先頭の金属補強管ユニット１０Ａ１が地山部分２ａに押し込まれてその後端が切羽３に近づくと、次の金属補強管ユニット１０Ａ２が前の金属補強管ユニット１０Ａ１に接続されて地山部分２ａに押し込まれ、以下同様にして更に次の（図示の例では最後の）端末金属補強管ユニット１０Ａ３が金属補強管ユニット１０Ａ２に接続されて地山部分２ａに押し込まれる。
【００１５】
金属補強管１０を切羽３の前方に埋設するために、図３に示すように、削岩機１２のシャンクロッド１４に接続されて金属補強管１０の中に挿入される中空の削孔ロッド（インナロッド）１６が用いられる。この削孔ロッド１６は、図３に示すように、複数の単位ロッド１６Ａ１乃至１６Ａ３をカップリング１８を介して順次連結して形成される。削岩機１２のシャンクロッド１４は、シャンクロッド連結カップリング２０を介して削孔ロッド１６の後端に連結される。
【００１６】
図３及び図４に示すように、削孔ビット２２は、その後方にバヨネット式結合部２２Ｂで結合されたビットアダプター２２Ａに削孔ロッド１６の先端にねじ結合して削孔ロッド１６に取り付けられ、この削孔ビット２２は、削岩機１２のシャンクロッド１４から削孔ロッド１６を介して打撃力と回転力とを受けて金属補強管１０の先端開口より前方の地山部分２ａを削孔し、また、図４に示すように、金属補強管１０は、削孔ビット２２のビットアダプター２２Ａの外面肩部２２ａが最先端の金属補強管ユニット１０Ａ１の内面肩部１０ａの後面に係合することによって削孔ビット２２に接続されており、削孔ビット２２のビットアダプター２２Ａが削岩機１２から受ける推進力によって引っ張られながら削孔された部分を前進して埋設される。
【００１７】
削岩機１２及び金属補強管１０は、図１に示すように、ジャンボ２４のブーム２６に保持されているフィーダ２８の上に搭載され、削岩機１２は、フィーダ２８のフィード力（推進力）によって前進する。
【００１８】
図４に示すように、削孔ロッド１６の内部中空部１６Ｈを通して削孔水が供給されており、削孔が進むにつれて生ずるスライムは、削孔ロッド１６のこの内部中空部１６Ｈ中を送給されてビットアダプター２２Ａの内部中空部２２ＡＨ及び削孔ビット２２の排水孔２２Ｈから排出される削孔水によって金属補強管１０の中を逆流して排出される。図１に示すように、金属補強管１０が所定の長さで地山２に打設された後、削孔ロッド１６に結合されたビットアダプター２２Ａを削孔ビット２２から外し、削孔ロッド１６を金属補強管１０から引き抜いて削孔ロッド１６とビットアダプター２２Ａを回収する。なお、図示の場合には、削孔ビット２２全体（ビットアダプター２２Ａを除く）を先頭の金属補強管ユニット１０Ａ１に残したままとなるが、削孔ビット２２の一部（リングビット部）が残って他の部分（削孔ビット部）を削孔ロッド１６と共に金属補強管１０から抜き出すことができるようにしてもよい（特許文献２参照）。
【００１９】
その後、図５に示すように、端末金属補強管ユニット１０Ａ３の後端口元と地中２との間にコーキングを施して外部封止め部３０を形成した後、端末金属補強管ユニット１０Ａ３の開口から排気チューブ３１を添わせたインサート管３３を金属補強管１０内に挿入し、端末金属補強管ユニット１０Ａ３の口元に逆止弁３４を有する内部封止ゴム栓３５を液密に取り付け、この逆止弁３４にシリカレジン、セメント等の注入材を注入する注入機（図示せず）を接続し、注入機から逆止弁３４を介して金属補強管１０内に補強用注入材４０（図６参照）を注入する。排気チューブ３１から注入材が逆流してきた時に注入を停止する。
【００２０】
このようにして、金属補強管１０内に注入された補強用注入材４０（図６参照）は、この金属補強管１０内に充填されるが、その一部は、金属補強管１０の多数の吐出孔１０Ｈを通して金属補強管１０の外面のまわりに漏出し、この内外の注入材４０を硬化して切羽３の前方の地山部分２ａを先受けする。なお、図１及び図２において、符号４は、支保工を示す。
【００２１】
本発明の方法は、金属補強管１０内に補強用注入材４０を注入した後、逆止弁３４を有する内部封止栓３５を金属補強管１０から取り外し、図６に示すように、既に、金属補強管１０から抜き出した削岩機１２の削孔ロッド１４にビットアダプター２２Ａに代えて注入材クリーニングビット４２をねじ結合で取付け、削岩機１２を操作して注入材クリーニングビット４２で端末金属補強官ユニット１０Ａ３の開口から端末金属補強管ユニット１０Ａ３内に入り込ませて端末金属補強管１０Ａ３内の注入材４０を破砕して注入材４０を取り出す。破砕した注入材４０のくり粉４０Ｐは、削孔ロッド１６の内部中空部１６Ｈ（図４の破線参照）と注入材クリーニングビット４２の内部中空部４２ＩＨ（図９（Ａ）参照）を通して注入材クリーニングビット４２の前方に噴出する水を破砕部前面に吹き付け、注入材クリーニングビット４２の排出孔４２Ｈを介して削孔ロッド１６と端末金属補強管ユニット１０Ａ３との間を逆流させて端末金属補強管ユニット１０Ａ３の口元から取り出される。この場合、注入材４０を注入するために金属補強管１０内に挿入された排気チューブ３１とインサート管３４も注入材４０と同様に端末金属補強管１０Ａ３内で破砕されて取り出される。このようにして、端末金属補強管ユニット１０Ａ３から注入材４０を排出した後、削孔ロッド１６と共に注入材クリーニングビット４２を端末金属補強管ユニット１０Ａ３から抜き出す。
【００２２】
その後、図１に示すように、トンネル本体の切羽３から新しい切羽３'（図１の破線参照）に達するまで更にトンネルの掘削を続け、この位置で先に埋設した金属補強管１０中、新たな切羽'まで掘削して地表に露出する端末金属補強管ユニット１０Ａ３を公知の適宜の切断手段で金属補強管１０の本体から、即ち、図示の場合には、中間の金属補強管ユニット１０Ａ２から切り離す。
【００２３】
図６の注入材取り出し工程で用いられる注入材クリーニングビット４２は、図９（Ａ）に示すように、削孔ロッド１６に接続されるべきねじ付き接続筒部４２Ｃとこの接続筒４２Ｃに一体に形成された複数の排出孔４２Ｈ付きヘッド４２ＨＤとから成り、多数のスポット状刃部４２Ｂは、ヘッド４２Ｈの湾曲状前面に取り付けられている。なお、くり粉４０Ｐを排出する水が流れる内部中空部４２ＩＨは、ヘッド４２ＨＤの中央に設けられている。この注入材クリーニングビット４２は、削孔ロッド１６の回転と打撃力とによってスポット状刃部４２Ｂが端末金属補強管１０ＡＥ内の注入材４０及び排気チューブ３１付きインサート管３３とを破砕し、その破砕物であるくり粉４０Ｐは、ヘッド４２ＨＤの排出孔４２Ｈを介して噴流水によって端末金属補強管ユニット１０ＡＥの開口から排出される。
【００２４】
図５の形態では、補強用注入材４０は、１つの注入機から逆止弁３４を介して注入する所謂口元注入方式によって注入されたが、インサート管３３に沿って挿入された長さの異なる複数の注入管４４（図７参照）を用いて複数の注入機から注入する所謂同時注入方式によって注入してもよいし、金属補強管１０内に複数のパッカー４６（図８参照）を形成し、これらのパッカー４６を利用して段階的に注入する所謂ステップ注入方式によって注入してもよい。図７は、同時注入方式によって注入された注入材を取り出す状態を示し、また図８は、ステップ方式で注入された注入材を取り出す状態を示す。これらの場合、注入管４４やパッカー４６やインサート管３３も注入材４０とともに、注入材クリーニングビット４２２、４２３によって破砕し、取り出すことができる。
【００２５】
同時注入方式によって注入された注入材４０を破砕するのに好適な注入材クリーニングビット４２２は、図９（Ｂ）（Ｃ）に示されている。この注入材クリーニングビット４２２は、接続筒部４２Ｃに一体のヘッド４２Ｈは、円筒状であり、このヘッド４２ＨＤの前端面に形成された前刃部４２Ｂ１と円筒状ヘッド４２ＨＤ内のフォーク部分４２Ｆの前面に形成された後刃部４２Ｂ２とを有する。
【００２６】
ステップ注入方式によって注入された注入材４０を破砕するのに好適な注入材クリーニングビット４２３は、図９（Ｄ）に示されており、この注入材クリーニングビット４２３は、接続筒部４２Ｃに一体のヘッド４２ＨＤは、放射状アームを有し、このヘッド４２ＨＤの各アームの前面に断面三角形状の長刃部４２Ｂ３を有する。
【００２７】
これらの注入材クリーニングビット４２２、４２３も中央にくり粉４０Ｐ排出用の水を送る内部中空部４２ＩＨを有し、この排出用の水の噴出によってくり粉４０Ｐを排出する。これらの注入材クリーニングビット４２２、４２３は、図９（Ａ）の注入材クリーニングビット４２が被破砕物に付与する回転、打撃力の他に、切削性を付与する。
【００２８】
上記の実施の形態では、金属補強管１０がトンネルの先受補強に用いられる場合に本発明を適用した例について説明したが、切羽３の鏡面を補強する場合にも同様に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、地中に埋設された金属補強管から露出する端末金属補強管ユニット内の注入材を破砕しつつ取り出した後に、地中の金属補強管からこの端末金属補強管を切り離すので、切り離された端末金属補強管は、曲げ等の変形を受けていてもそのまま金属資源として回収して再利用することができ、産業上の利用性が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】金属補強管を地中埋設して先受する工法を示す概略側断面図である。
【図２】図１の状態を正面から示す概略正面図である。
【図３】図１の金属補強管の地中埋設工法を更に詳細に示す拡大側断面図である。
【図４】図１乃至図３の工法に用いられる削孔ロッドとビットアダプターと削孔ビットと最先端金属補強管ユニットとの関係を示す拡大縦断面図である。
【図５】地中埋設された金属補強管に補強用注入材を注入する口元注入方式の概略縦断面図である。
【図６】口元注入方式によって注入材が注入された金属補強管の端末切り離し方法を示す概略縦断面図である。
【図７】同時注入方式によって注入材が注入された金属補強管の端末切り離し方法を示す概略縦断面図である。
【図８】ステップ注入方式によって注入材が注入された金属補強管の端末金属補強管の切り離し方法を示す概略縦断面図である。
【図９】本発明に用いられる注入材クリーニングビットを示し、同図（Ａ）（Ｂ）（Ｄ）は、それぞれ、図６乃至図８に用いられる注入材クリーニングビットの斜視図、同図（Ｃ）は、同図（Ｂ）のビットの正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    トンネル
２    地山
２ａ  地山部分
３、３'     切羽
３ａ  上縁
４  支保工
１０   金属補強管
１０ａ  内面肩部
１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ａ３  金属補強管ユニット
１０Ｈ  吐出孔
１２  削岩機
１４  シャクロッド
１６  削孔ロッド（インナロッド）
１６Ａ  内部中空部
１８  カップリング
２０  シャンクロッド連結カップリング
２２  削孔ビット
２２Ｈ  排水孔
２２Ａ  ビットアダプター
２２ＡＨ  内部中空部
２２Ｂ  バヨネット式結合部
２４  ジャンボ
２６  ブーム
２８  フィーダ
３０  外部封止め部
３１  排気チューブ
３３  インサート管
３４  逆止弁
３５  内部ゴム封止栓
４０  補強用注入材
４０Ｐ  くり粉
４２、４２２、４２３  注入材クリーニングビット
４２Ｃ  ねじ付き接続筒部
４２Ｈ  複数の排水孔
４２ＨＤ  ヘッド
４２Ｂ  多数のスポット状刃部
４２Ｂ１  前刃部
４２Ｂ２  後刃部
４２Ｂ３  長刃部
４２ＩＨ  内部中空部
４２Ｆ  フォーク部分
４４  注入管
４６  パッカー
【図１】
2010106611.tif 000003
【図２】
2010106611.tif 000004
【図３】
2010106611.tif 000005
【図４】
2010106611.tif 000006
【図５】
2010106611.tif 000007
【図６】
2010106611.tif 000008
【図７】
2010106611.tif 000009
【図８】
2010106611.tif 000010
【図９】
2010106611.tif 000011