(57)【要約】【課題】地山補強工において、トンネル断面からトンネル内に突出する地山補強工用管体の余剰部を、容易に切除して撤去でき、しかも費用の掛からない廃棄物となして廃棄可能な地山補強工用管体の余剰部撤去方法を提供する。【解決手段】  削孔ビット２０が装着された内管ロッド２２と、この内管ロッド２２を内部に収容する管体２４とを用い、トンネル断面の掘削に先立って前記削孔ビット２０で掘削した切羽前方の削孔内に前記管体２４を順次継ぎ足しながら挿入し、前記削孔ビット２０の一部と前記内管ロッドとを抜き出して、前記管体２４の内外周に固化剤を注入固化させた後に、前記トンネル断面に対して前記管体の突出部分となる余剰部を切除して撤去する地山補強工用管体の撤去方法であって、前記管体２４の最後部に継ぎ足して前記余剰部を形成する端末管に、紙管あるいは生分解性樹脂管を用いる。【選択図】      図８
2006097272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔ビットが装着された内管ロッドと、この内管ロッドを内部に収容する管体とを用い、トンネル断面の掘削に先立って前記削孔ビットで掘削した切羽前方の削孔内に前記管体を順次継ぎ足しながら挿入した後に、前記削孔ビットの一部と前記内管ロッドとを抜き出して、前記管体の内外周に固化剤を注入固化させ、しかる後に、前記トンネル断面に対して前記管体の突出部分となる余剰部を切除して撤去するに際して、前記管体の最後部に継ぎ足して前記余剰部を形成する端末管にのみに紙管を用い、該端末管より前方の管体には鋼管を用いることを特徴とする地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項２】
前記紙管が防水又は撥水処理を施されていることを特徴とする請求項１に記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項３】
前記固化剤の注入は、前記管体内に固化剤注入管を挿通して行い、該固化剤注入管を該管体内に挿入する際に、前記固化剤注入管に付帯させて前記余剰部側への固化剤の進入を阻むためのパッカーを前記余剰部の前方に注入形成するパッカー形成手段を設けるとともに、該パッカー形成部位の管体部に、該管体部外側の前記掘孔内へのパッカーの進入を可能とするための開口部を設け、前記固化剤の注入に先立って、前記パッカー形成手段によりパッカーを注入形成して、前記管体の内外に前記余剰部側への固化剤の流出を塞き止める防壁を形成するようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項４】
前記掘孔の入口において、前記紙管の外面と掘孔との間に充填材を充填して前記紙管外に前記余剰部側への固化剤の供給を塞き止める防壁を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項５】
前記鋼管と紙管との連結に、これらの連結端部に嵌合する金属又は樹脂製の管継手を用い、該管継手と前記鋼管とをねじにより、前記管継手と前記紙管とを接着剤により連結するようにしたことを特徴とする請求項1〜４のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項６】
前記鋼管の連結端部外周面に雄ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部先端に外周面に雄ねじが形成された金属製の円筒形部材を止着し、前記鋼管の連結端部と前記円筒形部材とをこれらに螺合する金属又は樹脂製の管継手で連結するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項７】
前記鋼管の連結端部外周面に雄ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に、雄ねじが形成された金属製被覆筒を止着し、前記鋼管の連結端部と金属製被覆筒とをこれらに螺合する金属又は樹脂製の管継手で連結するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項８】
前記鋼管の連結端部外周面に雄ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に樹脂を含浸固化させて雄ねじを形成し、前記鋼管と紙管との連結端部同士をこれらに螺合する金属又は樹脂製の管継手で連結するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項９】
前記鋼管の連結端部内周面に雌ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部先端に外周面に雄ねじが形成された金属製の円筒形部材を止着し、該円筒形部材の雄ねじを該鋼管の雌ねじに螺合させて連結するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項１０】
前記鋼管の連結端部内周面に雌ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に、雄ねじが形成された金属製被覆筒を止着し、該金属製被覆筒の雄ねじを該鋼管の雌ねじに螺合させて連結するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項１１】
前記鋼管の連結端部内周面に雌ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に樹脂を含浸固化させて雄ねじを形成し、該雄ねじを該鋼管の雌ねじに螺合させて連結するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【請求項１２】
前記紙管を生分解性樹脂管に置換したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の地山補強工用管体の余剰部撤去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル断面の掘削に先立って、地山補強用の先受け工として切羽の上方に打設される長尺な管体の余剰部の撤去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
亀裂,すべり面の多い地山や、土砂地山、強度の小さい軟岩、膨張性地山、又は土被りの少ない地山などでトンネルを形成する場合、例えば、切羽の掘削に先立って、切羽の上方、略１２０゜の範囲に複数の鋼管を打設し、各鋼管を通じて地山に固化剤を注入硬化することによって、地山中に地盤沈下などを防止するためのフォアパイリングと呼ばれる補強体を形成する注入式長尺鋼管先受け工注が用いられている。
【０００３】
図１４、１５は、従来の注入式長尺鋼管先受け工法の手順を示す説明図である。一般に、ＡＧＦ工法（Ａｌｌ  Ｇｒｏｕｎｄ  Ｆａｓｔｅｎ）とも呼ばれるこの工法では、掘削を終了すると、まず、図１４（Ａ）に示すように、吹き付けロボット２を用いて切羽面1に鏡面吹き付けコンクリート層aを形成し、次に、図１４（Ｂ）に示すように、高所作業車３による足場を組み立て、続いて、鋼管を打設するための掘孔のマーキングを行う。マーキングと掘孔の形成には、通常、ジャンボ４を用い、ジャンボ４のガイドブーム５に、打設しようとする鋼管６や地山を削孔するための削孔ビット、内管ロッドなどの穿孔手段を保持する。
【０００４】
ジャンボ４のガイドブーム５を、マーキング個所に位置決めし、前記鋼管を打設するための掘孔を形成した後は、図１４(Ｃ)に示すように、掘孔に鋼管６を打設する。鋼管の打設範囲は、地山の性状等によって変化するが、前記したように、切羽面１の上部側の所定の角度範囲、例えば、１２０°程度の範囲とし、周方向に所定間隔を隔てて打設する。また、鉛直面内においては、鋼管６は、４ないしは６°の範囲内のほぼ一定の角度で上方に向けて傾斜した状態に、水平方向においては、中心から外側に向かって、放射状に広がるように打設する。
【０００５】
全ての鋼管６の打設を終了すると、次は、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、鋼管６から掘削ビットおよび内管ロッドを回収し、代わりに注入管を挿入して鋼管６に固化剤を注入する。なお、注入管は注入ポンプ７に接続されている。  
固化剤は注入時の圧力により鋼管６の外周にも拡散するので、固化剤が硬化すると図１５(Ｃ)に示すように前記補強体が地山中に形成される。
【０００６】
従って、切羽の掘削、支保工の設置等トンネル構築のための工事の前後に、補強体を形成すれば、安全で信頼性の高いトンネルを形成できるが、補強体の設置後、トンネルの拡幅工事を行わない場合、すなわち、無拡幅工法とする場合には、最後の継ぎ足しを行った各鋼管６の端末側がトンネル断面に突出してこれが支保工に干渉してしまうので、当該トンネル断面に突出する余剰部を切除して撤去するようにしている。
【０００７】
ここで、上記余剰部の撤去を行うにあたっては、従来では、特開平８−１２１０７３号公報に示されるように、端末の鋼管とその前方の鋼管との接続部を離脱可能な特殊構造となして、当該突出部分、すなわち、余剰部分となる端末の鋼管を撤去するか、又は、特開２０００−２９７５９２号公報に示されるように、鋼管の外周部に折損をし易くするＶ字状の溝を設け、溝から折損させることによって撤去するという工法が用いられている。なお、上記鋼管に代えて塩ビ管を用いることも周知になっている。
【特許文献１】特開平８−１２１０７３号公報
【特許文献２】特開２０００−２９７５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の撤去方法では、鋼管や塩ビ管からなる管体の端末側を切除して廃棄するにあたっては、鋼管や塩ビ管の端末側は固化剤と一体となっているため、鋼管や塩ビ管と固化剤とを分離することが困難であり、これ故、複合廃棄物として廃棄せざるを得ず、そのために処分に多額の費用がかかるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、トンネル断面に対して前記管体の突出部分となる余剰部を切除して撤去する地山補強工において、余剰部の切除を容易にし、且つ当該切除した余剰部を費用の掛からない廃棄物として廃棄処分し得るか、若しくは廃棄不要となし得る地山補強工用管体の余剰部撤去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、削孔ビットが装着された内管ロッドと、この内管ロッドを内部に収容する管体とを用い、トンネル断面の掘削に先立って前記削孔ビットで掘削した切羽前方の削孔内に前記管体を順次継ぎ足しながら挿入した後に、前記削孔ビットの一部と前記内管ロッドとを抜き出して、前記管体の内外周に固化剤を注入固化させ、しかる後に、前記トンネル断面に対して前記管体の突出部分となる余剰部を切除して撤去するに際して、前記管体の最後部に継ぎ足して前記余剰部を形成する端末管にのみに紙管を用い、該端末管より前方の管体には鋼管を用いることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記紙管が防水又は撥水処理を施されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記固化剤の注入は、前記管体内に固化剤注入管を挿通して行い、該固化剤注入管を該管体内に挿入する際に、前記固化剤注入管に付帯させて前記余剰部側への固化剤の進入を阻むためのパッカーを前記余剰部の前方に注入形成するパッカー形成手段を設けるとともに、該パッカー形成部位の管体部に、該管体部外側の前記掘孔内へのパッカーの進入を可能とするための開口部を設け、前記固化剤の注入に先立って、前記パッカー形成手段によりパッカーを注入形成して、前記管体の内外に前記余剰部側への固化剤の流出を塞き止める防壁を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記掘孔の入口において、前記紙管の外面と掘孔との間に充填材を充填して前記紙管外に前記余剰部側への固化剤の供給を塞き止める防壁を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記鋼管と紙管との連結に、これらの連結端部に嵌合する金属又は樹脂製の管継手を用い、該管継手と前記鋼管とをねじにより、前記管継手と前記紙管とを接着剤により連結するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記鋼管の連結端部外周面に雄ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部先端に外周面に雄ねじが形成された金属製の円筒形部材を止着し、前記鋼管の連結端部と前記円筒形部材とをこれらに螺合する金属又は樹脂製の管継手で連結するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記鋼管の連結端部外周面に雄ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に、雄ねじが形成された金属製被覆筒を止着し、前記鋼管の連結端部と金属製被覆筒とをこれらに螺合する金属又は樹脂製の管継手で連結するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項８にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記鋼管の連結端部外周面に雄ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に樹脂を含浸固化させて雄ねじを形成し、前記鋼管と紙管との連結端部同士をこれらに螺合する金属又は樹脂製の管継手で連結するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項９にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記鋼管の連結端部内周面に雌ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部先端に外周面に雄ねじが形成された金属製の円筒形部材を止着し、該円筒形部材の雄ねじを該鋼管の雌ねじに螺合させて連結するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項１０にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記鋼管の連結端部内周面に雌ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に、雄ねじが形成された金属製被覆筒を止着し、該金属製被覆筒の雄ねじを該鋼管の雌ねじに螺合させて連結するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１１にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、前記鋼管の連結端部内周面に雌ねじを形成するとともに、前記紙管の連結端部外周に樹脂を含浸固化させて雄ねじを形成し、該雄ねじを該鋼管の雌ねじに螺合させて連結するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１２にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法にあっては、請求項１〜１１における紙管を生分解性樹脂管に置換したことを特徴とする。
【００２２】
上記構成にかかる本発明の地山補強工用管体の余剰部撤去方法によれば、余剰部は紙管あるいは生分解性樹脂管で形成されていて、切除や固化剤の剥離が容易なので、従来のように複合廃棄物とせずに廃棄することができる。なお、紙管を用いる場合には、好ましくは、内外周の表面に防水又撥水処理を施して紙管の吸水を防止すると共に、紙管内面に対する固化剤の付着を防止すると、固化剤からの剥離が一層容易になる。
【００２３】
そして、補強体を地山に打設する際に、掘孔の入口と、管体に挿入する固化剤注入管との間にコーキング材を充填するか、又は、固化剤注入管の外周面に、膨張形成可能なパッカーを配置して固化剤の漏れ出しを防止すると、固化剤の無駄を無くすことができる。例えば、パッカーで固化剤の漏れ出しを防止する場合は、注入管の挿入完了状態で前記注入口と前記余剰部との間で且つ前記管体の内面と前記注入管外面との間にパッカーが配置されるよう、注入管に付帯させてパッカー形成手段を取り付けておき、紙管のパッカー形成部位には管外周部の前記掘孔内へのパッカーの進入を可能とするための開口部を形成しておく。注入管を挿入し、パッカー形成手段によりパッカー形成部位に発泡材例えばウレタンなどを供給すれば、パッカーが紙管の内面と掘孔内面とに密着して防壁を形成するので余剰部側への固化剤の進入が防止され、余剰部は、空洞のままとなる。このため切除が容易で余剰部から固化剤を剥離する必要もないので、切除、廃棄処分に関する費用が低減される。
【発明の効果】
【００２４】
以上、説明したことから明らかなように本発明によれば、トンネル断面に対して管体の突出部分となる余剰部を切除して撤去する地山の補強方法において、余剰部の切除が容易になると共に、廃棄処分に関する費用を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、長尺鋼管先受け工法に適用した本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１〜図１０は、本発明にかかる地山補強工用管体の余剰部撤去方法の一実施例を示すものであり、図１は前述した従来例の長尺鋼管先受け工法おける図１４(Ｃ)の鋼管打設工程に相当する。
【００２７】
本実施例の地山補強工用管体の余剰部撤去方法では、切羽に掘孔を形成するための削孔ビット２０が先端に装着された内管ロッド２２と、この内管ロッド２２を内部に収納し、地山中に残置される鋼管製の外管２４とが用いられる。
【００２８】
前記削孔ビット２０の後端部には延長ロッド２６が螺着連結され、延長ロッド２６の後端側に内管ロッド２２がウイングカップリング２８を介して螺着連結される。ウイングカップリング２８は、その軸芯に内管ロッド２２が挿通され、外周縁が外管２４の内周面に摺接することによって内管ロッド２２を外管２４の中心軸上に位置決めする。
【００２９】
図２の分解説明図に示すように、前記内管ロッド２２は、両端にネジが刻設された管状のロッドであって、掘削の進行に伴って順次中継用カップリング３０を介して螺着連結される。内管ロッド２２が連結されると、内管ロッド２２内は、削孔ビット２０に削孔水やエアなどの冷却媒体Ａを供給するための媒体供給通路３２となる。なお、詳細には図示されていないが媒体供給通路３２は削孔ビット２０の先端に開口している。また、外管２４は、先頭管２４ａと、複数の中間管２４ｂと、端末管２４ｃ、ショートヘッド管２４ｆと、ディスチャージャヘッド管２４ｇとを備えている。
【００３０】
先頭管２４ａおよび中間管２４ｂには、その両端部の一方に雄ねじ部２４０が、他方に雌ねじ部２４１が刻設され、外周面に多数の貫通孔２４２が穿設された中空円筒状の管体が用いられる。先頭管２４ａの後端に螺着連結された中間管２４ｂには、掘削の進行に伴って、複数の中間管２４ｂが順次螺着結される。
【００３１】
ところで、上記端末管２４ｃには紙管が使用される。端末管２４ｃに用いる紙管には、吸水を防止するための防水乃至は揮発処理が施される。そして、端末管２４ｃは、掘削の進行に伴って、最後尾の中間管２４ｂの後端に、後述する管継手を介して連結され、ショートヘッド管２４ｆは、先頭管２４ａの先端に螺着連結され、そしてディスチャージャヘッド管２４ｇは、端末管２４ｃの後端に螺着連結される。
【００３２】
このように構成された外管２４は、内部に挿通された内管ロッド２２の外周面との間が、掘削に伴って発生する掘削スライムＢの排出通路３４となっている。そして、外管２４の先端側には、図３に示すように、両端が開口した円筒状のケーシングシュー３６が、ショートヘッド管２４ｆに螺着連結されている。ディスチャージャヘッド管２４ｇには、周方向に沿って複数の排出孔２４ｊが穿設されている。削孔ロッド２０に推力と回転および打撃とを伝達するドリフタ４２は、スリーブ４４を介して、内管ロッド２２の後端側と結合されている。
【００３３】
図４〜図７は、前記端末管２４ｃと最後部の中間管２４ｂとの種々の接続構造を示す断面図であり、図４は第１の接続構造を、図５は第２の接続構造を、図６は第３の接続構造を、図７は第４の接続構造をそれぞれ示している。なお、図４の第１の接続構造にあっては、地山に打設された状態で示してあるが、図５〜図７では接続部のみを示している。
【００３４】
図４に示す接続構造では、最後尾の中間管２４ｂに管継手６０を介して端末管２４ｃを接続する。すなわち、中間管２４ｂの端末管２４ｃとの接続端部である後端部外周面には段差を付けて縮径した雄ネジ２４ｂ１を刻設すると共に、管継手６０の一端部内周面に前記中間管２４ｂの雄ネジ２４ｂ１に螺合する雌ネジ６０ａを、他端部内周面に端末管２４ｃの先端部を嵌合する嵌合部６０ｂを形成し、管継手６０の雌ネジ６０ａに中間管２４ｂの雄ネジ２４ｂ１に螺着して連結した後、この管継手６０の後端部の筒状の嵌合部６０ｂに端末管２４ｃの前端部を挿入して両者の接合面を接着剤で接合するようにしたものである。このようにすると、端末管２４ｃは紙管でありながら接着剤にせん断破壊が生じにくくなるので、接続の強度及び信頼性が向上する。また、管継手６０が端末管２４ｃの補強材となるので端末管２４ｃ強度も増加する。さらに、管継手６０の外径は中間管２４ｂの外径に一致させて面一となるようにして、地山への嵌入の際の抵抗とならないようにする。
【００３５】
図５に示す第２の接続構造は、端末管２４ｃの紙管の先端部に金属製の円筒形部材６１を嵌合止着して補強し、この金属製円筒形部材６１を中間管２４ｂに管継手６２を介して連結する。前記金属製円筒形部材６１の外周面には端末管２４ｃを管継手６２に接続するための雄ネジ６１ａと、当該端末管２４ｃの紙管を止着するためのリベット６１ｃを挿入するための貫通孔６１ｂとを形成し、端末管２４ｃの紙管先端部外周部には、前記貫通孔６１ｂに対応してリベット６１ｃを挿入するための貫通孔２４ｃ２を形成する。
【００３６】
金属製円筒部材６１に端末管２４ｃの紙管先端部を挿入し、金属製円筒形部材６１の貫通孔６１ｂと、端末管２４ｃの紙管に形成した貫通孔２４ｃ２とにリベット６１ｃを挿入してカシメ処理を施すと、金属製円筒形部材６１が端末管２４ｃの紙管先端部に一体化され、端末管２４ｃの紙管先端部が金属製円筒形部材６１によって補強される。次に、中間管２４ｂの後端部の雄ネジ２４ｂ１を管継手６２の一端部内周面の雌ネジ６２ａに螺入し、さらに、金属製円筒形部材６１外周面の雄ネジ６１ｄを管継手６２の他端部内周面の雌ネジ６２ｂに螺入すると、中間管２４ｂと端末管２４ｃとの連結が完了する。
【００３７】
このようにすると端末管２４ｃの接続側端部が金属製円筒形部材６１で補強され、端末管２４ｃの紙管が金属製円筒形部材６１と管継手６２とを介して中間管２４ｃに連結されるので、連結に係る強度及び信頼性が向上する。
【００３８】
なお、この接続方法において、締結要素の一例としてリベット６１ｃを使用したが、リベット６１ｃの代わりに止めねじ等を用い、ネジの先端にカシメ処理を施すようにしてもよい。
【００３９】
図６に示す第３の接続構造は、端末管２４ｃの先端部を金属製被覆筒６３で補強し、この金属製被覆筒６３を中間管２４ｂに管継手６２を介して接続するものである。前記金属製被覆筒６３は、端末管２４ｃの先端部の端面部を覆う端面被覆部６３ａの一側に、端末管２４ｃの内周面を覆う内周面被覆部６３ｂを連接し、他側に、端末管２４ｃの外周面を覆う外周被覆部６３ｃを連接し、さらに、外周面被覆部６３ｃに、エンボス加工等によって端末管２４ｃの外周面に食い込む爪６３ｄを形成したものである。
【００４０】
金属製被覆筒６３を取付ける際は、端面被覆部６３ａに対して外面被覆部６３ｃを外開きの状態とする。次に、外面被覆部６３ｃ、内面被覆部６３ｂ及び端面被覆部６３ａによって略コ字形に形成された金属製被覆筒６３の嵌込部６３ｅを、端末管２４ｃの先端部に嵌め込む。次に、端面被覆部６３ａが端末管２４ｃの端面に当接した状態で外周面被覆部６３ｃの内側への折り曲げによって爪６３ｄを端末管２４ｃの外周部に食い込ませると、端末管２４ｃの先端部に金属製被覆筒６３が一体化する。
【００４１】
次に、中間管２４ｂの外周面の雄ネジ２４ｂ１に管継手６２の一端部内周面の雌ネジ６２ａを螺入し、管継手６２の他端部内周面の雌ネジ６２ｂに前記金属製被覆筒６３の外周面の雄ネジ６３ｆを螺入して、中間管２４ｂに対する端末管２４ｃの連結を完了する。
【００４２】
この第３の接続構造によれば紙管との接合部において、金属製被覆筒６３の断面係数が前記金属製円筒形部材６１の断面係数よりも高くなるので、連結に係る強度及び信頼性は、図５の第２の接続構造の金属製円筒形部材６１の場合よりも高くなる。なお、この第３の接続構造において、金属製被覆筒６３の外周面被覆部６３ｃと内周面被覆部６３ｂとの外開きをなくすために最終的にリベット（図示せず）で固定してもよい。また、金属製被覆筒６３の肉厚を厚くして強度を上げる場合は、内側被覆部６３ｂ及び端面被覆部６３ａを廃止してもよい。
【００４３】
図７に示す第４の接続構造は、端末管２４ｃの先端部を樹脂化によって端末管２４ｃの先端部を補強し、この先端部に形成された雄ネジ２４ｃ１に管継手６２を介して接続するようにしたものである。端末管２４ｃの先端部の樹脂化は、少なくとも先端部外周に樹脂を含浸させた後、成形を施すことによって行い、雄ネジ２４ｃ１は、成形と同時又は、その後の刻設によって形成する。端末管２４ｃの先端部の雄ネジ２４ｃ１を中間管２４ｂの後端部内周面の雌ネジ２４ｂ２に螺入し、管継手６２に第１端末管２４を連結すると、中間管２４ｂに対する連結が終了する。
【００４４】
なお、樹脂を端末管２４ｃの先端部だけでなく端末管２４ｃ全体に含浸させ、全体の強度を向上してもよい。また、セルロース（短繊維、長繊維を含む）と樹脂とを混合した樹脂で端末管２４ｃを形成してもよく、さらにセルロースを含んだ生分解可能な生分解性樹脂、又はセルロースを含まない生分解性樹脂で端末管２４ｃを構成してもよい。
【００４５】
ここで、上記生分解性樹脂とは、例えばトウモロコシ等の植物から取り出したポリ乳酸等を原料として、これに特殊な界面活性材を使用して粘土の微粒子をちりばめる等して作成される熱や水に強い樹脂のことであり、主成分として澱粉成分が６０〜８０％を占めている。
【００４６】
このような生分解性樹脂を用いると、土中の微生物が生分解性樹脂を分解するので、後述するように端末管２４ｃの余剰部を切除して廃棄する場合に、特定の環境下で処理する必要が無く、掘削ズリと一緒に廃棄できるので廃棄処分費用が大幅に削減される。
【００４７】
削孔ヘッド２０の周辺を拡大して示した図３を参照すると、削孔ヘッド２０は、リングロストビット２０ａと、インナービット２０ｂとから構成されていて、リングロストビット２０ａに嵌合されたインナービット２０ｂが、ケーシングシュー３６の内部に挿入されている。インナービット２０ｂの外周面には、軸方向に沿って分断された凹溝２０ｃが設けられていて、この凹溝２０ｃの先端側は、インナービット２０ｂの先端縁に開口し、後端側は、スライムＢの排出通路３４と連通している。そして、インナービット２０ｂとケーシングシュー３６との間には、ドリフタ４２から加えられる推力および打撃の動力伝達部分４６が設けられている。本実施例の動力伝達部分４６は、ケーシングシュー３６の内周面に設けられた段部４８と、この段部４８に当接する凸部５０とから構成されていて、凸部５０は、インナービット２０ｂの外周面に設けられていて、外管２４の先端側に配置されている。なお、段部４８と凸部５０との当接関係は、その全周に渡るものではなく、インナービット２０ｂの外周に設けられた凹溝２０ｃの部分で分断されている。
【００４８】
外管２４を地山に設置する際は、図１に示すように、ドリフタ４２を駆動する。ドリフタ４２から推力と回転および打撃とが、内管ロッド２２を介して削孔ビット２０に伝達され、これにより地山Dが掘削され、図３に示すように、削孔Ｃが形成される。このとき、媒体供給通路３２から削孔水やエアおよび気泡などの冷却媒体Ａが削孔ビット２０に供給され、削孔ビット２０で掘削されたスライムＢは、排出通路３４を介して外部に排出される。
【００４９】
一方、外管２４には、ドリフタ４２の推力と打撃とが、外管２４の先端側に設けられた動力伝達部分４６を介して、その先端側に伝達され、これにより外管２４は、削孔ビット２０により掘削形成された削孔Ｃ内に、前引き方式により挿入されるので、端末管２４ｃを紙管あるいは生分解性樹脂管としても打設中に管が破損することはない。このようにして、外管２４の先端側に推力および打撃の動力伝達部分４６を設け、外管２４を前引き方式で削孔Ｃ内に挿入すると、外管２４の後端側にスライム排出通路３４を閉塞する打設治具を設ける必要がなくなる。これにより、外管２４の後端側を開放した掘削スライムＢの排出口とすることができ、外管２４の後端を開放することで、掘削スライムＢを内部に溜めることなく円滑に排出することができる。なお、外管２４は、詳細は図示していないが、適宜個所に設置されるセントライザーにより、内管ロッド２２と同心状に位置決め支持される。
【００５０】
所定長さの外管２４を地山Ｄ中に打設すると、図１２で同様に、削孔ビット２０のインナービット２０ｂと内管ロッド２２とを回収し、その代わりに、図８に示すように、固縛等によりパッカー形成手段Ｐを取り付けて付帯させた固化剤注入管６６を挿入する。この場合、固化剤注入管６６には外管２４に対する挿入完了の状態で、先端の注入口６６ａが端末管２４ｃの余剰部よりも掘削方向前方に存在し得る長さのものを用い、パッカー形成手段Ｐは、端末管２４ｃの余剰部の先端と前記注入口６６ａとの間に配置する。ここで、本図示例では、パッカーＰ０は端末管２４ｃの接続部に近接させて中間管２４ｂの後端部に形成するようになっており、中間管２４ｂのパッカー形成部位には発泡ウレタン等のパッカー形成材料を管体外周部の掘孔内に導出させるための開口部６７が形成される。
【００５１】
パッカー形成手段Ｐはパッカー形成材料の発泡ウレタン等を供給する形成材供給管Ｐ１と、中間管２４ｂ内部の所定部位にパッカー形成空間を画成するための膨張拡縮可能な袋体Ｐ２とを有する。袋体Ｐ２は上記開口部６７の前後に位置されて２つが一対で設けられており、この袋体Ｐ２にはこれを膨張させて中間管２４ｂの内周面に密着させるためのエアーを供給するエアー供給管Ｐ３が接続されていて、上記形成材供給管Ｐ１の先端は両袋体Ｐ２に挟まれたパッカー形成空間まで延びている。
【００５２】
即ち、袋体Ｐ２内にエアーを供給して膨らませ、上記開口部６７の前後を当該袋体Ｐ２で閉塞することでパッカー形成空間を画成する。そして、当該パッカー画成空間に形成材供給管Ｐ１から例えば発泡ウレタンなどのパッカー形成材を供給充填すると、パッカー形成材は中間管２４ｂの開口部６７から外周部にも漏れだして、中間管２４ｂと掘孔との内外のパッカー形成部位に、これらに密着したパッカーＰ０が形成されて、当該パッカーＰ０が端末管２４ｃ側への固化剤の進入を防止するための防壁Ｗ１，Ｗ２を形成することになる。
【００５３】
このため、この後に固化剤注入管６６より外管２４内に固化剤を注入しても防壁Ｗ１，Ｗ２が端末管２４ｃの余剰部への固化剤の進入を防止するので、余剰部内は空洞のままとなり、固化剤注入管６６を通じて外管２４に注入した固化剤は中間管２４ｂの貫通孔２４２と先頭管２４ａ先端の開口から地山の掘孔内に充填供給された後、固化して地盤沈下などを防止する補強体となる。
【００５４】
図９は補強体設置後のトンネル断面を示す説明図である。同図においてＨ形形状で示した部材が、掘削されるトンネル断面に沿って設置されるアーチ型の支保工５０１である。この支保工５０１は外管２４を打設される前に現在の切羽５２１の直前に設置する。
【００５５】
本実施例で打設された鋼管製の外管２４は、支保工５０１の下方側から上方側に向けて所定の傾斜角度で地山Ｄ中に打設される。外管２４は、切羽５２１から後端側が少し突出するように端末管２４ｃが設置される。現在の切羽５２１ から前方側に向けて掘削する前に、切羽５２１から突出している端末管２４ｃの端部に、ブレーカなどによりそれぞれ振動,衝撃を加えて余剰部を折損させることにより撤去する。この後、掘削することにより掘削前の切羽５２１を掘削後の切羽５２２にまで前進させ、支保工５０２を設置し、次いで、端末管２４ｃの余剰部を同様に折損させて撤去する。さらに、掘削することにより切羽５２２を切羽５２３にまで前進させて支保工５０３を設置し、次いで、端末管２４ｃの余剰部を折損によって撤去する。この工程以降は、外管２４が支保工５０５の設置に障害とならないので、撤去されることはない。
【００５６】
以上、説明したように、本発明にあっては、端末管２４ｃを紙管あるいは生分解性樹脂管で形成し、その余剰部側への固化剤の進入をパッカーＰ０が形成する防壁Ｗ１，Ｗ２によって防止し中空な余剰部とすることによって固化剤の無駄な消費を省き、折損を容易にする。折損した余剰部は中空であり、固化剤が充填されていないので、単独の一般廃棄物として廃棄処分が可能となり、廃棄処分費用が減少する。
【００５７】
図１０は掘孔の入口にコーキング材を充填することにより、固化剤の使用量を削減するようにしたものである。すなわち、前記固化剤注入管６６を、中間管２４ｂ、端末管２４ｃ等から外管２４に挿入した後、掘孔の入口にコーキング材を充填して固化剤の漏れ出しを防止する防壁Ｗ３を形成する。掘孔の入口が防壁Ｗ３によって閉鎖されていると、注入管６６により固化剤を注入しても固化剤が外部に漏れ出さず、前記掘削ビットの開口及び中間管２４ｂの前記貫通孔２４２等から地山側に固化剤が供給されるので補強体を無駄なく形成することができる。  この場合、前記したようにパッカーＰ０を設けていないので端末管２４ｃにも固化剤が充填されることになるが、紙管あるいは生分解性樹脂管は固化剤からの剥離や切除が容易であり、余剰部の切除後に固化剤と分離して廃棄することができるので、コーキング材を用いた場合でも廃棄処分費用の削減が可能となる。
【００５８】
図１１〜図１３は中間管２４ｂと端末管２４ｃとの接続構造の変形例を示すものである。これらの変形例は図示するように、中間管２４ｂである鋼管の接続端部には、その内周面に雌ねじ２４ｂ２を形成しておき、この雌ねじ部２４ｂ２に紙管からなる端末管２４ｃの接続端の外周面に形成した雄ねじ部６１ｄ，６３ｆ，２４ｃ１を螺合させて、管継手を介さずに両者を直接に連結するようにしてある。ここで、端末管２４ｃである紙管の雄ねじ部６１ｄ，６３ｆ，２４ｃ１の構成は前述した図５〜図７の場合と全く同様であり、よって同一部分には同一の符号を付してその説明は省略するが、図１１は図５の変形例であり、図１２は図６の変形例、図１３は図７の変形例である。
【００５９】
なお、前記した各実施形態の説明は、本発明を長尺鋼管先受け工に適用した場合を説明したが、本発明は、これに限定されることはなく、鋼管を用いて地山を補強した後に、鋼管を撤去する必要がある場合に適用することができる。また、端末管２４ｃを除く他の管体２４、つまり先端管２４ａと中間管２４ｂには鋼管に代えて繊維強化樹脂管等を採用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る地山補強工用管体の余剰部撤去方法を説明するための鋼管を打設する際の施工説明図である。
【図２】図１の要部分解図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】中間管と端末管との第１の接続構造を示す説明図である。
【図５】同じく中間管と端末管との第２の接続構造を示す説明図である。
【図６】同じく中間管と端末管との第３の接続構造を示す説明図である。
【図７】同じく中間管と端末管との第４の接続構造を示す説明図である。
【図８】パッカー形成手段を設置した状態を示す説明図である。
【図９】補強体設置後のトンネル断面を示す説明図である。
【図１０】コーキング材により防壁を設置した状態を示す説明図である。
【図１１】図５に示す中間管と端末管との第２の接続構造の変形例を示す説明図である。
【図１２】図６に示す中間管と端末管との第３の接続構造の変形例を示す説明図である。
【図１３】図７に示す中間管と端末管との第４の接続構造の変形例を示す説明図である。
【図１４】従来の注入式長尺鋼管先受け工法の手順を示す説明図である。
【図１５】図１４の説明図の手順に続く、従来の注入式長尺鋼管先受け工法の手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
２０    削孔ビット
２２    内管ロッド
２４    外管
２４ａ  先頭管
２４ｂ  中間管
２４ｃ  端末管
Ａ    冷却媒体
Ｂ    掘削スライム
Ｃ    削孔
Ｄ    地山
Ｐ    パッカー形成手段
Ｐ０  パッカー
Ｐ１  形成材供給管
Ｐ２  袋体
Ｐ３  エアー供給管
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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