(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水取付管の近接位置に発生した地下空洞を充填するに当たり、調査用機器を用いて該地下空洞の位置、形状及び規模並びに該地下空洞の上部と最接近する該取付管の位置を調査する工程と、該取付管の上部枡から取付管壁削孔装置を該取付管の該最接近位置に導入して該取付管に開口を形成すると共に該開口から該地下空洞に通ずる通孔を削孔する工程と、該通孔を通じて骨材混合物を該地下空洞に供給し且つ充填する工程と、該通孔を骨材混合物により封止したのち該取付管の該開口部位を補修する工程とを含むことを特徴とする地下空洞充填工法。
【請求項２】
前記骨材混合物は、空洞充填用骨材成分と水とを含むスラリー状組成物である、請求項１に記載の地下空洞充填工法。
【請求項３】
前記通孔を封止する骨材混合物は、骨材を結合する結合剤が配合された凝結性のものである、請求項１又は２に記載の地下空洞充填工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下空洞充填工法に関し、特に下水管等の欠陥部などから土砂等が流出することにより発生した地下空洞を、効率的に充填して地盤を補強するための地下空洞充填工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路下の地盤内には、上水道、下水道、或いは都市ガス、電力、通信等の種々の管路が埋設されていることが多く、特に下水道系の管路に破損が発生すると、地下水が管の破損部位から漏入すると共に地盤内の土砂の流失が起こり、地盤内に空洞が発生することがある。このような空洞を放置しておくと、規模が拡大して路面の陥没につながるばかりでなく、交通の障害となるほか、各種の構築物等の破損をも引き起こすことにもなる。
【０００３】
そのため路面の異常が発見されたときには、先ず地下空洞の発生が疑われて、舗装面を除去すると共に地下構造の調査が行われ、更に土砂を除去して破損した管路を補修したうえ新たな土砂を充填し、改めて舗装をし直すなどの方法によって、復旧工事を行うのが普通であった。しかしこのように地上から掘削する方法は、大量の土砂を搬出したのち、更に埋め戻す必要があるために工期が長くかかるうえ費用も嵩み、交通の障害となるほか、騒音や粉塵などによる環境汚染の問題もある。
【０００４】
そこで本発明者は、前述のような種々の問題点の発生を避けるために、地上から土砂の掘削を行う代わりに小径の孔を穿設し、この孔を介して地下の空洞部分に直接に地上から土砂等を充填して、安定化させる工法を発明し、特許出願している。そしてまた、地上から小径孔を穿設すると、地盤内に設置されている管路や構築物等を破壊する危険があるため、埋設管の近傍に発生した地下空洞に、該埋設管を介して土砂等を充填する新規工法を発明し、特許出願している。しかしこの新規工法では、補修工事の期間中において、埋設管の部分的な使用停止や流路変更などの、仮工事が必要となる場合があり、交通障害や環境汚染の削減にも限度があった。
【０００５】
ところで上記のような地下空洞についての最近の調査によれば、その発生原因の３分の２以上を、下水本管に接続される下水取付管に生じた欠陥と、下水本管と該取付管との分岐部分に生じた欠陥とが占めることが判明した。従って、発生した地下空洞の３分の２以上は、下水取付管に近接した位置に存在している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、発生した地下空洞が下水取付管に近接した位置にある場合、下水取付管を介して地下空洞の充填工事を実施できれば、下水本管の使用停止や流路変更などの作業による環境への影響や、作業に要する労力や時間等を大幅に削減できると考えられる。そこで、地下空洞を充填するに際して、先願の発明技術と同じく地下の構築物等に損傷を与えることなく、下水本管の機能を殆ど阻害せず、また環境への影響を大幅に削減できる、下水取付管を利用する地下空洞充填工法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成することができる本発明の地下空洞充填工法は、下水取付管の近接位置に発生した地下空洞を充填するに当たり、調査用機器を用いて該地下空洞の位置、形状及び規模並びに該地下空洞の上部と最接近する該取付管の位置を調査する工程と、該取付管の上部枡から取付管壁削孔装置を該取付管の該最接近位置に導入して該取付管に開口を形成すると共に該開口から該地下空洞に通ずる通孔を削孔する工程と、該通孔を通じて骨材混合物を該地下空洞に供給し且つ充填する工程と、該通孔を骨材混合物により封止したのち該取付管の該開口部位を補修する工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
上記の地下空洞充填工法において、前記骨材混合物は、礫、砂、土やその他の充填用骨材成分と水とからなるスラリー状組成物であることが、空洞の充填を円滑に進める上で好ましく、それと共に前記通孔を封止する骨材混合物が、骨材を結合できる凝結剤が配合された凝結性のものであると、骨材の充填構造の安定化が早められて、更に安全且つ確実に地下空洞の充填工事を進めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の地下空洞充填工法を、図に基づいて説明する。
図において、１は道路下の地盤Ｇ内に埋設された下水本管であり、下水本管１の一部には、適宜の間隔で取付管分岐部１ａが設けてある。一方、道路の側溝の傍方や下方には雨水枡が、また歩道部分などには家庭などから排出される雑排水などを受ける汚水枡などが、適宜の間隔で設置されている。そして、これらの雨水枡や汚水枡などの上部枡３の側壁等には、埋設された下水取付管２の上端が開口しており、また該下水取付管２の下端は取付管分岐部１ａに結合して、下水本管１に連通している。
【００１０】
下水取付管２は、複数の陶管を連結して形成されていることが多いが、水道管敷設や道路舗装などの工事の際に、不均等な圧力が掛かるなどの原因で、管体が損傷を受けたり、取付管分岐部１ａや陶管相互の継手部、或いは上部枡３との接続部分などに、ずれや隙間が発生したりすることがある。こうした管路の欠陥部２ａが生じると、図１に示すように、地盤Ｇ内の圧力を有する地下水が欠陥部２ａを通じて管内に流入し、それと共に地盤内の土砂等も管内に流入して地下空洞４が発生し易い。
【００１１】
こうして発生した地下空洞４は、周囲の土砂等が崩落して流出することにより次第に成長し、図２のように上方に向かって発達するので、超音波或いは電波による地下構造探査などを行って、早期発見に努める必要がある。そして、地下空洞４が発見されたときは早期に地下空洞４の位置や規模などを調査すると共に、その近傍の下水道の管路、上水道配管、ガス管等や、電力ケーブルや通信ケーブル等の敷設溝などの配置を調査する。
【００１２】
この調査の結果から、地下空洞４が下水取付管２の近傍で発生したと判断されたときは、本発明の工法に従って更に調査を進め、地下空洞４の上部と下水取付管２とが最も接近して、下水取付管２から地下空洞４に達する通孔５を設けるに適当と見られる、開口予定位置２ｂを選定する。その後、上部枡３側から下水取付管２内に、例えばファイバースコープやテレビカメラ等を導入して、開口予定位置２ｂ付近を観察したのち、下水取付管２の内壁面の開口予定位置２ｂを決定する。
【００１３】
次に、上部枡３側から下水取付管２内に、必要に応じてガイドワイヤなどを導入し、下水本管１とその下流側マンホールを介して、該ガイドワイヤなどの先端を地上に引出し、確保しておく。そうして、例えば開口部が５０cm×３０cm、深さ７０cm程度の上部枡３側から、パッカー装置Ａを下水取付管２内の開口予定位置２ｂ下方に導入して固定し、更にパッカーを備えた管壁削孔機Ｂを同様にして導入し、開口予定位置２ｂに正確に対向させて固定した後、上部枡３側の地上から管壁削孔機Ｂを制御して、下水取付管２の内壁に開口部５ａを穿設し、管壁削孔機Ｂを回収する。
【００１４】
続いて、上部枡３側からファイバースコープやテレビカメラ等を導入して、開口部５ａの状況を観察し、また地上より超音波或いは電波による地下構造探査などを併用して、更に開口部５ａから地下空洞４に達する通孔５の掘削の要否を調査する。そして、掘削が必要であれば通孔５の方向や長さなどの調査を行い、通孔掘削装置を前記と同様にして下水取付管２内に導入するが、既に通孔５が形成されていれば、直ちに空洞充填作業の準備に入る。
【００１５】
本発明の地下空洞充填工法において、下水取付管２から地下空洞４へ通孔５を掘削する通孔掘削装置としては、例えば切削刃を回転させて切羽面を削り取る方式の装置や、高圧水を切羽面に噴射して堀り崩す方式の装置など、適宜の掘削装置を選択して使用することができる。
【００１６】
こうして、下水取付管２の開口部５ａから地下空洞４に通ずる通孔５が確保できたのち、地上に設置した骨材給送装置から延設された骨材給送管Ｃを、上部枡３から下水取付管２内まで届くように配設する。その際、骨材給送管Ｃの先端が、通孔５を経て地下空洞４内に到達するように設置することが望ましい。なお、この骨材給送装置は、骨材混合物調製装置と、骨材混合物給送ポンプと、骨材給送管Ｃとからなるものが好ましい。
【００１７】
また地下空洞４を充填するのに用いられる骨材混合物としては、礫、砂、土等の骨材成分と水とを含むスラリー状組成物が好ましいが、所望により骨材結合性の成分を配合することができる。また充填効率を高めるために、組成物の流動性を高めると共に水の量を低く抑えることが望ましい。特に粒状の軽量発泡骨材、粘土質の土壌、汚泥の焼却灰などの配合量を調整し、或いは減水剤などを使用するなどにより、骨材混合物の送入抵抗を低下させると、管径が小さくて屈曲し易い骨材給送管Ｃを使用して、能率良く地下空洞４を充填することができる。
【００１８】
上述のように骨材給送装置の準備がととのい、骨材給送管Ｃが下水取付管２内に配設されたのち、骨材混合物の給送を開始する。最初に充填される骨材混合物は、地下空洞４の底部に堆積して流出し難いものがよく、例えば結合剤などを配合してなる混合物などを用いることが好ましい。そして順次に地下空洞４を骨材混合物４ａで充填し、最後には地下空洞４の頂部空間を、軽量で膨張性の骨材混合物で充填するのが好ましい。
【００１９】
こうして地下空洞４の充填が終わったのち通孔５部分の充填に移るが、このときに用いる骨材混合物としては、凝結性の骨材混合物であることが好ましい。通孔５部分の充填により、下水取付管２に穿設した開口部５aが封止されたのち、骨材給送管Ｃを回収して骨材給送装置を撤収する。そして、下水取付管２内に残った骨材混合物を排出するためにパッカー装置Ａを回収し、更に下水取付管２内を清掃したのち、壁面被覆工法などを開口部５aに適用してライニング５bを施し、地下空洞４の充填工事を完了する。
【００２０】
本発明の地下空洞充填工法は、比較的に小径で屈曲が著しい下水取付管を利用して施工するので、管内に導入する観測用装置や作業用装置は短小である必要があり、従って、骨材給送管も小径で屈曲し易い軽量なものの使用が適切である。その上、地上或いは地表に近い位置での作業が多くなるため、取り扱う資材の移送量や作業用装置の移動量、更にそれらの取扱いに伴う作業量も、大幅な軽減が期待される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の地下空洞充填工法は、発生した地下空洞の近傍に存在する下水取付管を利用して、地下空洞に骨材等を充填するため、工数が少なく且つ工期も短くて済み、路面に損傷を与えることがないばかりでなく、工事による環境汚染の恐れも殆どなく、しかも工事費用も削減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤内に空洞が発生した状態の断面図である。
【図２】地下空洞が発達した状態の断面図である。
【図３】本発明の地下空洞充填工法において下水取付管のパッカー装置Ａを設置した状況の説明図である。
【図４】本発明の地下空洞充填工法において下水取付管に開口部を穿設する状況の説明図である。
【図５】本発明の地下空洞充填工法において空洞を充填する状況の説明図である。
【図６】本発明の地下空洞充填工法における空洞充填の完成状況の説明図である。
【符号の説明】
Ｇ          地盤
Ａ          管壁削孔機
Ｂ          管壁削孔機
Ｃ          骨材給送管
１          下水本管
１ａ        取付管分岐部
２          下水取付管
２ａ        欠陥部
２ｂ        開口予定位置
３          上部枡
４          地下空洞
４ａ        骨材混合物
５          通孔
５ａ        開口部
５ｂ        ライニング
【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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【図６】
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