(57)【要約】【課題】エレメントへの袋体の装着作業や、袋体への裏込材の注入作業を容易にかつ確実に行い得る有効適切なエレメント裏込材注入工法を提供する。【解決手段】袋体６をエレメント３の略全長にわたる長さの長尺扁平な形状として、該袋体を所定長毎に区画して複数の注入区画６ａを形成しておく。各注入区画にそれぞれ注入管９を接続し、袋体をエレメントに装着する際に各注入管をエレメントに形成した貫通孔１０を通してエレメントの内部に引き出しておく。その状態でエレメントを地中に貫入した後、エレメント内に裏込材供給管を引き込んで各注入管に順次接続し、各注入区画毎に裏込材を順次加圧注入する。トンネルの側壁版を形成するエレメントの両側にそれぞれ袋体を装着して内空側への注入を外部側への注入よりも先行させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のエレメントを牽引して地中に順次貫入していって多数のエレメントをトンネル輪郭に沿って配列することによりトンネルを施工するに際し、前記エレメントの外面に予め柔軟な袋体を装着しておいて該エレメントを地中に貫入した後に前記袋体に裏込材を加圧注入することにより、該袋体を膨張させてエレメント周囲の空隙を塞ぐようにしたエレメント裏込材注入工法であって、
前記袋体をエレメントの略全長にわたる長さの長尺扁平な形状として、該袋体を所定長毎に区画して複数の注入区画を形成しておくとともに、各注入区画に裏込材を注入するための注入管を各注入区画にそれぞれ接続し、
該袋体を前記エレメントに装着する際に前記各注入管を前記エレメントに形成した貫通孔を通して該エレメントの内部に引き出しておき、
その状態でエレメントを地中に貫入した後、エレメント内に裏込材供給管を引き込んでその先端を前記袋体の各注入管に順次接続して各注入区画毎に裏込材を順次加圧注入することを特徴とするエレメント裏込材注入工法。
【請求項２】
請求項１記載のエレメント裏込材注入工法であって、
トンネルの側壁版を形成するためのエレメントにはトンネル外部側およびトンネル内空側の双方に前記袋体をそれぞれ装着しておき、トンネル内空側の袋体への裏込材の注入をトンネル外部側の袋体への裏込材の注入に先行して行うことを特徴とするエレメント裏込材注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネル施工法に係わり、特にいわゆるエレメント牽引工法に適用されてエレメントの周囲の間隙に裏込材を注入するためのエレメント裏込材注入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレメント牽引工法については特許文献１に開示がある。これは角形断面のエレメントを発進位置から牽引して地中に順次貫入していって多数のエレメントをトンネル輪郭に沿って連結しつつ配列した後、その内部を掘削することでトンネルを施工するものであって、既存の線路敷や道路敷の下を横断する比較的小規模なトンネルであるアンダーパスの施工法として広く採用されている。
【０００３】
ところで、エレメント牽引工法ではエレメントを地盤に貫入する際に周囲地盤との間に多少なりとも空隙が生じ、状況によってはその空隙に起因して地盤の緩みや沈下が生じる懸念もあるので、エレメントを貫入した直後にその周囲に裏込材を注入して空隙を塞ぐ必要があるとされている。
しかし、エレメントの周囲地盤に単に裏込材を注入することでは空隙を充分に塞ぐことができない場合もあるし、あるいは過剰注入により裏込材が地表面に吹き出してしまうようなことも想定されることから、たとえば特許文献２に示されるようにエレメントの外面に予め袋体（特許文献２では間詰め袋と称している）を装着しておき、エレメントを貫入した直後に袋体内に裏込材を注入して袋体を膨張させることにより空隙を塞ぐことが行われている。
【０００４】
特に、特許文献２に示されている限定裏込め注入工法は、内部に注入管を収容した間詰め袋をロール体としてエレメントに装着しておいて、エレメントを貫入しつつ間詰め袋を順次引き出していき、エレメントを貫入した後には注入管を引き抜きつつ間詰め袋内に裏込材を注入するようにしており、それにより裏込材を即座にかつ間詰め袋全体にわたって均等に注入できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６２０８４号公報
【特許文献２】特許第３３３５１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に示されている限定裏込め注入工法は、間詰め袋をロール体として巻き取っている状態から順次引き出していくものであることから、エレメントを貫入しつつ間詰め袋を引き出していく作業を必ずしも容易に行えるものではない。また、間詰め袋内への裏込材の注入は注入管を引き出しつつ行うことから、その際の注入速度や注入圧の管理も必ずしも容易ではないし、裏込材を長尺の間詰め袋内全体に均等に注入することも必ずしも容易ではなく、それらの点で改良の余地を残しているものである。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明はエレメントへの袋体の装着作業や袋体への裏込材の注入作業をより簡易にかつ確実に行い得る有効適切なエレメント裏込材注入工法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエレメント裏込材注入工法は、中空のエレメントを牽引して地中に順次貫入していって多数のエレメントをトンネル輪郭に沿って配列することによりトンネルを施工するに際し、前記エレメントの外面に予め柔軟な袋体を装着しておいて該エレメントを地中に貫入した後に前記袋体に裏込材を加圧注入することにより、該袋体を膨張させてエレメント周囲の空隙を塞ぐようにしたエレメント裏込材注入工法であって、前記袋体をエレメントの略全長にわたる長さの長尺扁平な形状として、該袋体を所定長毎に区画して複数の注入区画を形成しておくとともに、各注入区画に裏込材を注入するための注入管を各注入区画にそれぞれ接続し、該袋体を前記エレメントに装着する際に前記各注入管を前記エレメントに形成した貫通孔を通して該エレメントの内部に引き出しておき、その状態でエレメントを地中に貫入した後、エレメント内に裏込材供給管を引き込んでその先端を前記袋体の各注入管に順次接続して各注入区画毎に裏込材を順次加圧注入することを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、トンネルの側壁版を形成するためのエレメントにはトンネル外部側およびトンネル内空側の双方に前記袋体をそれぞれ装着しておき、内空側の袋体への裏込材の注入を外部側の袋体への裏込材の注入に先行して行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エレメントの外面に袋体を予め装着しておいてエレメントを貫入した後にエレメントの内部から袋体に裏込材を注入することにより、袋体を膨張させてエレメントの周囲の空隙を確実に塞ぐことができて地盤の緩みや沈下を未然に防止することができることはもとより、袋体をエレメントに対して全面的に接着することのみで確実かつ容易に装着することができるし、エレメントの貫入時に袋体を順次引き出すというような面倒な作業も不要である。
また、袋体に多数の注入区画を形成して各注入区画毎に裏込材を順次注入することにより、長尺の袋体全体に裏込材を確実に注入することができるし、各注入区画毎に厳密な注入管理を行うこともできる。
【００１１】
さらに、側壁版を形成するためのエレメントには両側に袋体を装着して、内空側への注入を外部側への注入に先立って行うこととすれば、エレメントが内側に変位してしまうことを防止し得てその施工精度を向上させる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を示すもので、施工するべきトンネルの断面形状とエレメントへの袋体の装着位置を示す図である。
【図２】同、上床版を形成するためのエレメントとそれへの袋体の装着状況を示す図である。
【図３】同、側壁版を形成するためのエレメントとそれへの袋体の装着状況を示す図である。
【図４】同、袋体への裏込材の注入工程を示す図である。
【図５】同、裏込材の特性例と配合例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図５を参照して本発明の裏込材注入工法の一実施形態を説明する。本実施形態は特許文献１に示されるようなエレメント牽引工法によりトンネル（アンダーパス）を施工する際に適用されるものであり、かつ特許文献２に示される限定裏込注入工法のようにエレメントに予め袋体を装着しておくことを基本とするものであるが、本実施形態では袋体の形状とエレメントへの袋体の装着形態、および袋体への裏込材の注入工程において特許文献２の工法と相違するものである。
【００１４】
図１は本実施形態により施工するべきトンネルの断面形状を示す。これは既存の鉄道敷の下方を横断するアンダーパスとして施工するもので、（ａ）に示すように上床版１と両側の側壁版２とをそれぞれエレメント３の配列により形成し、底床版４と内部の隔壁版５を現場打ちコンクリート造により形成するものである。
本実施形態では（ｂ）に示すように上床版１を形成するためのエレメント３にはその全ての上面と下面（側壁版２の接合部を除く）に袋体６を装着しておいて上床版１の上下にそれぞれ裏込材を注入し、側壁版２を形成するためのエレメント３については両側面に袋体６を装着して側壁版２の両側（トンネルの外部側および内空側）にそれぞれ裏込材を注入することとしている。
【００１５】
図２は上床版１を形成するためのエレメントとそれへの袋体の装着状況を示すものであり、図３は側壁版２を形成するためのエレメントとそれへの袋体の装着状況を示すものであり、それらエレメントおよび袋体は基本的に同様に構成されているので両者に同一符号を付してある。
図２に示す上床版用のエレメント３は一側面（図示例では右側面）が開放されたコ状断面の鋼製のもので、その開放面には所定間隔で連結板７が取り付けられて実質的に角形断面と同等の充分な剛性を有するものとされ、エレメント３の四隅部に設けられている継手部８によって左右に隣接するエレメント３どうしが相互に連結されつつ横方向に配列されることによってトンネルの上床版１を形成するものである。
なお、エレメント３の断面形状や寸法は施工するべきトンネルの形状や規模、地盤状況に応じて適宜設計すれば良いが、後述するように袋体６への裏込材の注入作業を行うに際してはエレメント３内での作業も必要となるので、少なくとも作業員が内部に入り込んでその作業を行い得る程度の大きさであることが条件となる。
【００１６】
上記のエレメント３に装着される袋体６は、容易に破れたり裂けたりすることのないように充分な強度と柔軟性を有するシート材を扁平な長尺袋状に縫製してなるもので、その長さはエレメント３の全長にわたる長さとされ、幅は継手部８を除いてエレメント３の全幅寸法に相当するものとされていて、エレメント３の上面全体および下面全体をそれぞれ覆い得る大きさとされている。
そして、この袋体６は所定長さ（たとえば2m程度）ごとに縫製されて多数の注入区画６ａが形成されており、各注入区画６ａにはそれぞれ裏込材を注入するための短い注入管９が接続されている。
本実施形態では、上記の袋体６を上床版用のエレメント３の上面および下面に対して全面的に接着して確実強固に装着するものとしており、そのため、エレメント３の上面および下面には各注入管９に対応する位置に予め貫通孔１０を形成しておいて、（ｂ）に示すように袋体３を装着した状態では各注入管９をそれぞれ貫通孔１０に通してエレメント３内に引き出しておく。その注入管９も柔軟な短尺ホース状としておいて、エレメント３を貫入する際の内部掘削の邪魔にならないように、また袋体６に不用意に空気が入らないように、エレメント３の内面にテープ等で仮留めしておくと良い。
【００１７】
図３に示す側壁版用のエレメント３は側面ではなく上面が開放されていることを除いて上記の上床版用のエレメント３と同様に構成されたものであり、また側壁版用の袋体６はその側壁版用のエレメント３の両側面に装着されることを除いては上床版用の袋体６と同様に構成されて同様の形態で装着されるものである。
【００１８】
本実施形態では、上記のように袋体６を装着したエレメント３を牽引して地中に順次貫入していき、各エレメント３を貫入した直後にエレメント３の内部からの作業により袋体６に裏込材を注入することとする。
すなわち、その際には作業員がエレメント３内に入り込んでいって、図４に示すようにエレメント３内に裏込材供給管１１を引き込み、その裏込材供給管１１の先端を各注入管９に順次接続して各注入区画６ａ毎に裏込材を順次注入していき、注入が終了した注入区画６ａの注入口９を適宜閉止していけば良い。
【００１９】
本実施形態において袋体６に注入する裏込材としては、この種の工法において従来より用いられている一般的なもので良いが、たとえば図５（ａ）に示す特性のもの、すなわち比重1.2程度、ゲルタイム20秒以内、フロー値11秒以内、一軸圧縮強度がσ1hr＝0.025N/mm2程度、σ28＝1.50N/mm2程度のものが好ましい。
そのような特性を有する裏込材としてはたとえば図５（ｂ）に示す配合のものが好適である。これは、硬化材と助剤と安定剤と水からなるＡ液と、凝結剤からなるＢ液とをたとえば図示例のように配合したもので、図４に示したようにＡ液およびＢ液をそれぞれタンク１２からポンプ１３によって圧送して裏込材供給管１１によりエレメント３内に個別に供給し、ミキシングノズル１４で混合して袋体６の各注入区画６ａに注入するものである。
裏込材の袋体６への注入工程は基本的には従来一般の注入工程を採用可能であるが、各注入区画６ａ毎に注入量や注入圧を予め設定しておいて、注入区画６ａ毎に注入不足あるいは過剰注入とならように厳密な注入管理を行えば良い。
【００２０】
以上のように、本実施形態によれば袋体６をエレメント３の外面に予め装着しておいて、エレメント３を貫入したらその直後にエレメント３の内部からの作業により袋体６に裏込材を注入することによって、エレメント３の貫入に際してその周囲に形成された空隙を速やかにかつ確実に塞ぐことができ、単純かつ容易な作業により地盤の緩みや沈下を未然に防止することができる。
特に本実施形態では、扁平な袋体６をエレメント３の外面に対して全面的に接着することでエレメント３の貫入時に袋体６が剥がれたりずれたりすることのないように確実に装着することができるし、その装着作業は単なる接着作業のみで容易にかつ迅速に行うことができる。
また、エレメント３に対する袋体６の装着作業はエレメント３の貫入に際して現地にて行うばかりでなく、エレメント３製作時に工場において行ってしまうことも可能であるし、いずれにしてもエレメント３を貫入する際には特別な作業を何ら必要とせず、特許文献２に示される工法のように袋体（間詰め袋）をロール状に巻き取っておいてそれを貫入時に順次引き出すといった面倒な作業は不要である。
【００２１】
また、袋体６に多数の注入区画６ａを形成しておいて各注入区画６ａ毎に裏込材を順次注入するので、単に長尺の袋体６全体に一気に注入する場合に比較して袋体６の全体にわたって確実かつ均等に注入することができるし、各注入区画６ａ毎に厳密な注入管理を行うことができる。
勿論、最終的にトンネルの内部掘削を行う際には、エレメント３の内空側に注入されて硬化している裏込材を袋体６ごと引きはがすことで容易に撤去することができる。
【００２２】
なお、本発明においては各エレメント３への袋体６への装着位置は、施工するべきトンネルの断面形状や規模、地盤状況に応じて適宜設計すれば良いが、上記実施形態のように側壁版２を形成するためのエレメント３に対してはその両側面（トンネルの外部側および内空側の双方）に袋体６を装着して、トンネルの外部側のみならずトンネルの内空側にも裏込材を注入することが好ましい。
そして、そのように側壁用のエレメント３の両側に裏込材を注入する場合には、図４に示すように内空側への注入を外部側への注入に先行して行うことが好ましく、それによりエレメント３の内外の周囲地盤の緩みや沈下を防止できるのみならず、施工時にエレメント３が内側に変位することを防止してその施工精度を向上させることができる効果も得られる。
【００２３】
すなわち、側壁版用のエレメント３は上床版用のエレメントから吊り下げられた状態で上部から下部に向かって数珠繋ぎに施工されることから、側壁版用のエレメント３の施工が深部に達すると全体の自重によりトンネル内空側に変位してしまうことも想定される。また、エレメント３の外部側にのみ裏込材を注入することではその注入圧によってさらに内側へ変位することも想定される。
そこで、上記実施形態のように側壁版２の外部側のみならず内空側にも袋体６を装着して裏込材を注入することとし、かつ外部側への裏込材の注入に先立って内空側に裏込材を注入することにより、その注入圧によってエレメント３の内空側への変位を有効に防止することが可能である。
従来一般には側壁エレメントの内側への変位については特に考慮されておらず、したがって特許文献２にも示されているように側壁エレメントにはその外部側にのみ裏込材を注入するだけで、最終的には掘削されてしまう内空側への裏込材の注入はなされないことが通常であることから、上記の理由によりエレメントの内側への変位が問題とされる場合もあったが、上記実施形態のように側壁エレメントの内空側にも裏込材を注入することとし、しかも内空側への注入を外部側への注入に先行して行うことによって、そのような問題を有効に改善することが可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１  上床版
２  側壁版
３  エレメント
４  底床版
５  隔壁版
６  袋体
６ａ  注入区画
７  連結板
８  継手部
９  注入管
１０  貫通孔
１１  裏込材供給管
１２  タンク
１３  ポンプ
１４  ミキシングノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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