(57)【要約】【課題】  単純な構成でコストを抑えた充填管の提供、および、充填材の使用量を削減することができる、従来よりも効率的で経済的な地下空洞充填工法の提供。【解決手段】(1)地上からボーリング孔１６を削孔し、(2)下端を閉塞し側面に吐出孔１５，１５を開設した地下空洞充填用の充填管１４を、その下端が地下空洞１１の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、吐出孔１５，１５を地下空洞１１の横断方向に向け、(3)該充填管１４の上端側から端部充填材１２を圧送して上記吐出孔１５，１５から吐出させ、上記地下空洞１１の横断面を閉塞する端部壁体１３を形成する地下空洞充填工法。  下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔３２……を該管の軸方向に並べて開口させた内管３４と、この内管３４の外側に軸方向にスライド自在にして嵌合させた外管３５とからなる充填管３１。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(1)地上から地下空洞の充填対象領域に達するボーリング孔を削孔し、(2)そのボーリング孔に、下端を閉塞した管の側面に吐出孔を開設してなる地下空洞充填用の充填管を、その下端が地下空洞の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、該充填管を適宜回転させて吐出孔を地下空洞の横断方向に向け、(3)該充填管の上端側から端部充填材を圧送して、これを上記吐出孔から吐出させて、上記地下空洞の横断面を閉塞する端部壁体を形成することを特徴とする地下空洞充填工法。
【請求項２】
上記端部充填材の吐出を、上記充填管の吐出孔が既にそこから吐出した端部充填材の中に埋没した状態となるようにしつつ、端部充填材の嵩が増すのに合わせて該充填管を上方へスライドさせながら行うことを特徴とする請求項１記載の地下空洞充填工法。
【請求項３】
(1)地上から地下空洞の充填対象領域に達するボーリング孔を削孔し、(2)そのボーリング孔に、下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔をその軸方向に並べた状態で開口させてなる地下空洞充填用の充填管を、その下端が地下空洞の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、該充填管を適宜回転させて吐出孔を地下空洞の横断方向に向けて固定し、(3)該充填管の上端側から端部充填材を圧送して、これを上記吐出孔から吐出させて、上記地下空洞の横断面を閉塞する端部壁体を形成することを特徴とする地下空洞充填工法。
【請求項４】
(1)地上から地下空洞の充填対象領域に達するボーリング孔を削孔し、(2)そのボーリング孔に、下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔を該管の軸方向に並べて開口させた内管と、この内管の外側に軸方向にスライド自在にして嵌合させた外管とからなる充填管を、その下端が地下空洞の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、該充填管の内管を適宜回転させて吐出孔を地下空洞の横断方向に向けて固定し、(3)上記充填管の外管を上方にスライドさせることにより内管の吐出孔を下方のものから順に開放しながら、該充填管の上端側から端部充填材を圧送することによって、開放状態になっている上記吐出孔から端部充填材を吐出させて、上記地下空洞の横断面を閉塞する端部壁体を形成することを特徴とする地下空洞充填工法。
【請求項５】
上記外管のスライドを、内管の上記開放状態の吐出孔が既に吐出した端部充填材の中に埋没した状態となるようにしつつ、端部充填材の嵩が増すのに合わせて行うことを特徴とする請求項４記載の地下空洞充填工法。
【請求項６】
上記外管のスライドを、該外管に取り付けたワイヤー等を操作して行うことを特徴とする請求項４または５記載の地下空洞充填工法。
【請求項７】
下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔を該管の軸方向に並べて開口させた内管と、この内管の外側に軸方向にスライド自在にして嵌合させた外管とからなることを特徴とする地下空洞充填用の充填管。
【請求項８】
上記複数の吐出孔の開口面積が、下側のものは大きく上側のものは小さいことを特徴とする請求項７記載の地下空洞充填用の充填管。
【請求項９】
上記吐出孔の上方延長位置にその開口方向を示すマーキングを施していることを特徴とする請求項７または８記載の地下空洞充填用の充填管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下空洞の充填工法およびこの充填工法に用いる充填管に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜炭坑，炭坑，採石場等の廃坑、防空壕、水路トンネル等の、供用期間を終え老朽化した人工空洞、あるいは、溶岩トンネル、石灰洞等の自然空洞等各種の地下空洞は、地震による崩落または自然に生ずる崩落により地表面を陥没させたり、地表構造物を沈下させる等の災害の原因となることがある。
そこで、従来より地下空洞の崩落を防ぐために、この地下空洞に充填材を充填する、各種の地下空洞の充填工法が行われている。
【０００３】
たとえば、特開2002-81054号公報（特許文献１）に開示されている工法は、それ以前の工法によると、地下空洞内の充填が必要とされる充填対象領域から、その外にまで充填材が流出してしまい、充填材の無駄が生じ不経済であったこと等の問題を解決しようとするもので、まず、上記充填対象領域の端部（外周部）に、注入管を通じて低流動性の充填材を注入し、これにより地下空洞断面を閉鎖する端部壁体を形成することによって上記充填対象領域を閉鎖空間とし、その後、閉鎖された充填対象領域に高流動性の中詰充填材を中詰め充填することによって、上記充填対象領域にのみ限定的に充填材を充填するようにしたものである。
このような限定充填工法は、特に、地下水路のような長細い形状の地下空洞の充填に採用することにより、充填対象領域外に流出し無駄となる充填材を大幅に減らすとともに工期を短縮できる経済的な工法である。
【０００４】
しかし、同公報に開示された工法においては、注入管として、通常の中空直管が用いられ、充填材は該注入管の下端開口から吐出されるものと認められるが、図12に示すように、そのような通常の管１による注入では、下方に吐出される充填材２は地下空洞内で水平方向に均等に広がってしまい、仮に、充填材落下速度を抑制するトレミー方式により注入したとしても、この充填材２の水平方向の広がりを抑えることは難しい。
実際には、端部壁体３が形成されるとき、上記充填材２は、15〜25％程度の緩い勾配の円錐状を呈しながら地下空洞内に充填され、地下空洞の横断面を天端まで完全に閉鎖する端部壁体３を形成するまでには多量の充填材２の注入が必要となってしまう。
たとえば、幅２ｍ，高さ1.5ｍの横断面を有する長細い地下空洞に、勾配約20％で充填される充填材２を充填する場合、その横断面を完全に閉鎖する端部壁体３は、該地下空洞の軸方向に伸びた形状になってしまうので、これを形成するのには約30ｍ3もの注入が必要となってしまう。
上記のように、通常の管を注入管として用いるこの工法は、必要となる端部充填材の量が多く、材料コストを引き上げるために不経済で、また、多量の注入を行うために工期が長くなり効率が悪いという問題があった。
【０００５】
一方、通常の中空直管の代わりに、特開平7-286319号公報（特許文献２）や特開平10-266185号公報（特許文献３）に記載されたような、注入管の外側に、スリットを有するラバーパイプあるいは被覆膜を備え、岩盤中の特定の方向にグラウト脈を注入形成できるようにした注入装置を用いて、端部充填材の吐出方向を地下空洞の幅方向すなわち該地下空洞の軸方向に直交する方向に向けて端部壁体を形成するようにすれば、必要となる充填材の量を節減することも可能ではある。
【０００６】
しかしながら、これらの文献に記載された注入装置は、岩盤中に鉛直グラウト脈を形成するための特殊な構造を有するものであり、これを地下空洞充填工法に単に転用することは、コストが必要以上に高くなってしまうから適当でない。
【特許文献１】特開2002-81054号公報
【特許文献２】特開平7-286319号公報
【特許文献３】特開平10-266185号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、単純な構成でコストを抑えることのできる充填管を提供するとともに、この充填管を用いることにより充填材の使用量を削減することができる、従来よりも効率的で経済的な地下空洞充填工法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の本発明地下空洞充填工法は、(1)地上から地下空洞１１の充填対象領域に達するボーリング孔１６を削孔し、(2)そのボーリング孔１６に、下端を閉塞した管の側面に吐出孔１５，１５を開設してなる地下空洞充填用の充填管１４を、その下端が地下空洞１１の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、該充填管１４を適宜回転させて吐出孔１５，１５を地下空洞１１の横断方向に向け、(3)該充填管１４の上端側から端部充填材１２を圧送して、これを上記吐出孔１５，１５から吐出させて、該地下空洞１１の横断面を閉塞する端部壁体１３を形成するものである。
【０００９】
請求項２記載の本発明は、上記端部充填材１２の吐出を、上記充填管１４の吐出孔１５，１５が既にそこから吐出した端部充填材１２の中に埋没した状態となるようにしつつ、端部充填材１２の嵩が増すのに合わせて該充填管１４を上方へスライドさせながら行う請求項１記載の地下空洞充填工法である。
【００１０】
請求項３記載の本発明地下空洞充填工法は、(1)地上から地下空洞２３の充填対象領域に達するボーリング孔２４を削孔し、(2)そのボーリング孔２４に、下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔２２……をその軸方向に並べた状態で開口させてなる地下空洞充填用の充填管２１を、その下端が地下空洞２３の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、該充填管２１を適宜回転させて吐出孔２２……を地下空洞２３の横断方向に向けて固定し、(3)該充填管２１の上端側から端部充填材２５を圧送して、これを上記吐出孔２２……から吐出させて、上記地下空洞２３の横断面を閉塞する端部壁体２６を形成するものである。
【００１１】
請求項４記載の本発明地下空洞充填工法は、(1)地上から地下空洞３３の充填対象領域に達するボーリング孔３６を削孔し、(2)そのボーリング孔３６に、下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔３２……を該管の軸方向に並べて開口させた内管３４と、この内管３４の外側に軸方向にスライド自在にして嵌合させた外管３５とからなる充填管３１を、その下端が地下空洞３３の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、該充填管３１の内管３４を適宜回転させて吐出孔３２……を地下空洞３３の横断方向に向けて固定し、(3)上記充填管３１の外管３５を上方にスライドさせることにより内管３４の吐出孔３２……を下方のものから順に開放しながら、該充填管の上端側から端部充填材３７を圧送することによって、開放状態になっている上記吐出孔３２……から端部充填材３７を吐出させて、上記地下空洞３３の横断面を閉塞する端部壁体３８を形成するものである。
【００１２】
請求項５記載の本発明は、上記外管３５のスライドを、内管３４の上記開放状態の吐出孔３２……が既に吐出した端部充填材３７の中に埋没した状態となるようにしつつ、端部充填材３７の嵩が増すのに合わせて行う請求項４記載の地下空洞充填工法である。
【００１３】
請求項６記載の本発明は、上記外管３５のスライドを、該外管３５に取り付けたワイヤー等を操作して行う請求項４または５記載の地下空洞充填工法である。
【００１４】
請求項７記載の本発明地下空洞充填用の充填管は、下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔３２……を該管の軸方向に並べて開口させた内管３４と、この内管３４の外側に軸方向にスライド自在にして嵌合させた外管３５とからなる。
【００１５】
請求項８記載の本発明は、上記複数の吐出孔３２……の開口面積が、下側のものは大きく上側のものは小さい請求項７記載の地下空洞充填用の充填管である。
【００１６】
請求項９記載の本発明は、上記吐出孔３２……の上方延長位置にその開口方向を示すマーキングを施している請求項７または８記載の地下空洞充填用の充填管である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明地下空洞充填工法は、簡単な構造の充填管を用いて、端部充填材を急勾配にした状態で端部壁体を形成することができるので、端部充填材の使用量を減らすことによる材料コストの低減を図り経済的に、しかも短い工期で効率的に施工できる。
特に、長細い形状の地下空洞の場合には、充填管の吐出孔を壁面に対向させた状態で端部充填材を注入することにより、端部充填材の使用量を最低限に抑え、経済的かつ効率的に端部壁体を形成することができるものである。
【００１８】
本発明地下空洞充填用の充填管は、下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔３２……を該管の軸方向に並べて開口させた内管３４と、この内管３４の外側に軸方向にスライド自在にして嵌合させた外管３５とからなるので、外管３５を上方にスライドさせることにより開放した内管３４の吐出孔から端部充填材を吐出させることができる。また、内管３４を回転させることにより端部充填材の吐出方向の制御が可能であり、地下空洞の端部閉塞に好都合なものであるとともに、簡単な構造のものであるから安価に製作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
(1)地上から地下空洞１１の充填対象領域に達するボーリング孔１６を削孔し、(2)そのボーリング孔１６に、下端を閉塞した管の側面に吐出孔１５，１５を開設してなる地下空洞充填用の充填管１４を、その下端が地下空洞１１の底面近傍に達する位置まで挿入するとともに、該充填管１４を適宜回転させて吐出孔１５，１５を地下空洞１１の横断方向に向け、(3)該充填管１４の上端側から端部充填材１２を圧送して、これを上記吐出孔１５，１５から吐出させて、上記地下空洞１１の横断面を閉塞する端部壁体１３を形成する地下空洞充填工法。
【００２０】
下端を閉塞した管の側面に複数の吐出孔３２……を該管の軸方向に並べて開口させた内管３４と、この内管３４の外側に軸方向にスライド自在にして嵌合させた外管３５とからなる充填管。
【実施例１】
【００２１】
まず本発明地下空洞充填工法の一実施例について、図１〜４を参照しながら詳しく説明する。
この地下空洞充填工法は、地下空洞１１の、所望の充填対象領域にのみ限定的に充填材を充填するため、すなわち、該領域の外に流出させないように充填材を充填するために、上記充填対象領域の端部に予め端部充填材１２を注入充填し、これにより形成した端部壁体１３によって上記充填対象領域を閉鎖するとともに、その後、閉鎖された充填対象領域に中詰充填材を注入充填するようにした、いわゆる限定充填工法であって、特に、地下水路のような長細い形状の地下空洞内の、所要の充填対象領域に充填材を注入充填する場合に好適なものである。
本実施例では、長細い形状の地下空洞１１の内部に地下水が充満している場合を想定して説明する。
【００２２】
１４は、所要長さの管の下端を閉塞するとともに、その下端近傍の側面の互いに対向する位置に縦長スリット状の１対の吐出孔１５，１５を開設してなる地下空洞充填用の充填管である（図３）。上記各吐出孔１５，１５の上方延長位置には、その吐出孔１５，１５の開口方向を示すためのマーキング（図示しない）が施されている。
【００２３】
この充填管１４は、本発明地下空洞充填工法において地下空洞内の充填対象領域の端部に上記端部充填材１２を注入充填して端部壁体１３を形成するのに用いられるもので、その上端より圧送送給される端部充填材１２を上記吐出孔１５，１５から側方に吐出させることができるようになっている。
なお、上記吐出孔１５，１５の開口面積は、圧送ポンプ（図示しない）の圧送圧力と管径との関係等から適宜決定される。
【００２４】
本実施例の地下空洞充填工法は、上記充填管１４を用いて以下のようにして行われる。
【００２５】
(1)  まず、地上より地下空洞１１の充填対象領域の端部の位置まで、上記充填管１４を挿入するためのボーリング孔１６を削孔する。
【００２６】
(2)  続いて、上記充填管１４を上記ボーリング孔１６に挿入し、その下端が地下空洞１１の底面近傍に達するように設置する。このとき、上記充填管１４の吐出孔１５，１５の開口方向を示すマーキングを確認するとともに適宜該充填管１４を回転させて、吐出孔１５，１５を、地下空洞１１の横断方向（長手方向に直交する方向）に向け、その両壁面に対向させる。
【００２７】
(3)  そして、圧送ポンプ（図示しない）により上記充填管１４の上端側から、端部充填材１２を圧送し、これを上記吐出孔１５，１５から対向する上記両壁面に向けて吐出させることにより、地下空洞内に注入する。この注入の過程においては、上記圧送ポンプ側の圧送圧力や充填量等をモニタリングしておく。
【００２８】
この注入は、地下空洞内に充満している地下水の水質をできるだけ悪化させないために、また、端部充填材の水中分離をできる限り防ぐために、充填管１４の上記吐出孔１５，１５が、既にそこから吐出した端部充填材１２の中に埋没した状態となり、吐出する端部充填材１２が直接地下水に触れないように、端部充填材１２の嵩が増すのに合わせて充填管１４を段階的に上方へスライドさせながら行う（図１，２）。
そのスライドの時期およびスライド量は、モニタリングしている上記圧送ポンプ側の圧送圧力，充填量等から定める。
【００２９】
端部充填材１２は、充填管１４の吐出孔１５，１５から地下空洞１１の横断方向、すなわち両壁面の方向へ吐出されるので、地下空洞１１の長手方向の勾配を急峻にし、横断方向の勾配を緩やかにした山形をなした状態で注入充填され嵩を増してゆく（図１，２）。
【００３０】
(4)  充填管１４のスライドにより、吐出孔１５，１５が地下空洞１１の天端近傍に達したら最終充填に入る。
そして、圧送ポンプ側でモニタされる圧送圧力の上昇により、地下空洞１１の横断面を完全に閉鎖する端部壁体１３が形成されたことを確認して注入充填を終了する。
【００３１】
本工法ではこのように、充填管１４を用いて端部充填材１２を地下空洞１１の壁面の方向へ吐出させているので、従来に比べて少ない充填量で地下空洞横断面を閉鎖する端部壁体１３を形成することができる。
具体的には、端部壁体１３を、地下空洞の長手方向の勾配を100％程度の急勾配にし、横断方向の勾配を10％程度にして形成することができるので、たとえば、幅２ｍ、高さ1.5ｍの横断面を有する地下空洞１１の場合、約６ｍ３の端部充填材１２で足りることになる。
【００３２】
(5)  上記と同様の手順で充填対象領域の他端部にも端部壁体２６を形成して該充填対象領域を閉鎖したのち、充填対象領域内へと削孔したボーリング削孔（図示しない）を通じて中詰充填材を注入充填することにより、地下空洞の充填が完了する。
【００３３】
上記の通り、本工法によれば、端部壁体１３を急勾配にして形成できるから、端部充填材１２の使用量を減らすことによりコスト低減を図れ、また、工期の短縮をも図ることができる。また、上記充填管１４は、簡単な構造で安価に製作できるとともに、施工時に地下空洞内に固定されず、使用後には回収することができるため再利用や転用が可能である。
【００３４】
図４(a)〜(e)に示したものは、吐出孔の数，配置および形状を変更した充填管の例である。すなわち、上記充填管１４は、下端近傍の側面の互いに対向する位置に１対の縦長スリット状の吐出孔１５，１５を開設してあるが、その吐出孔は丸孔状のものとしてもよく（同図(a)）、また、端部充填材１２を一方向に吐出させれば足りる場合には、一側面に１つのみ開口させてもよい（同図(b),(c)）。さらに、横長スリット状の吐出孔にするとか、スリット状の吐出孔と丸孔状の吐出孔とを組み合わせるなどしてもよい。
その他、地下空洞の形状等により、端部充填材１２を３方向以上に吐出させるのが好ましい場合には、３つ以上の吐出孔を設けるようにしてもよい（同図(d),(e)には４方向に吐出孔を設けたものを示した。）。
【００３５】
上記丸孔状の吐出孔とスリット状の吐出孔とは、前者のほうが吐出速度が大きくなる傾向にあるが、その吐出孔の形状等の決定は、端部充填材１２の可塑性や流動性等のフレッシュ性状を勘案して行うことができる。
たとえば、流動性が低く自立性の高い端部充填材１２を用いる場合には丸孔状の吐出孔を有する充填管を用いて端部充填材を急速に吐出させることにより、急勾配な山形をなした端部壁体１３を短時間で形成することができる。
一方、材料分離抵抗性の比較的低い端部充填材１２を充填する場合には、水中での材料分離をできる限り低減するため、吐出速度の小さいスリット状の吐出孔を有する充填管を用いるのがよい。
【００３６】
なお、本実施例では、地下空洞内に地下水が充満している場合を想定して説明したが、本工法は、地下水が無い地下空洞においても勿論施工することができる。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明地下空洞充填工法の他の実施例について、図５〜８を参照しながら詳しく説明する。
本実施例の工法は、実施例１の場合と同じく地下水路のような長細い形状の地下空洞ではあるが、その内部に地下水がなく、端部充填材の水中での分離を考慮する必要がない場合を想定している。
ただし、水中分離抵抗性の高い端部充填材を使用する場合等には、地下水が充満している地下空洞においても施工できるものである。
【００３８】
２１は、下端を閉塞した所要長さの管の互いに対向する側面に、それぞれ複数の縦長スリット状の吐出孔２２……を、下端近傍から少なくとも地下空洞２３の高さに相当する位置までその軸方向に並べた状態にして開設した地下空洞充填用の充填管である（図７）。
上記吐出孔２２……の開口面積の合計は、該充填管２１内を圧送される端部充填材の圧力が過剰に高くならないよう、該充填管２１の断面積に比べて大きくなるようにしておくのが好ましい。
また、上記各吐出孔２２……の上方延長位置には、その吐出孔……の開口方向を示すためのマーキング（図示しない）が施されている。
【００３９】
本実施例の地下空洞充填工法は、上記充填管２１を用いて以下のようにして行われる。
(1)  まず、地上より地下空洞２３の充填対象領域の端部の位置まで、上記充填管２１を挿入するためのボーリング孔２４を削孔する。
【００４０】
(2)  続いて、上記充填管２１を上記ボーリング孔２４に、その下端が地下空洞２３の底面近傍に達するまで挿入するとともに、該充填管２１を、吐出孔２２……の開口方向を示すマーキングを確認して適宜回転させて、該吐出孔２２……を、地下空洞２３の横断方向に向けその両壁面に対向させた状態で固定する。
【００４１】
(3)  そして、圧送ポンプにより上記充填管２１の上端側から、所要の端部充填材２５を圧送し、これを上記吐出孔２２……から吐出させ、地下空洞２３内に注入する。
圧送ポンプ側では、この注入の過程を通じて圧送圧力，充填量等をモニタリングする。
【００４２】
充填管２１内を圧送される端部充填材２５は、上方から下方までの全ての吐出孔２２……から、地下空洞２３の両壁面の方向、すなわち横断方向へ吐出されるので、地下空洞２３の長手方向の勾配を急峻にし、横断方向の勾配を緩やかにした山形をなす（図５，６）。
また、上方の吐出孔２２……から吐出した端部充填材２５の一部は充填管２１の外面を伝って下方に流動するので、端部充填材２５は全体として下方ほど膨れた状態で充填管２１の周囲に充満してゆく。
【００４３】
端部充填材２５が吐出されるのにしたがい、下方の吐出孔２２……は充填管２１を伝って上方から下方に流動してくる端部充填材２５に覆われて閉塞され、吐出の抵抗が次第に大きくなるので、これに伴い、該下方の吐出孔２２……からの吐出量および吐出速度が小さくなり、上方の吐出孔２２……からの吐出量および吐出速度が大きくなるように推移する。
そして、最終的には、最上部の吐出孔２２……からのみの吐出となり、この吐出孔２２……からの吐出量および吐出速度はさらに大きくなる。したがって、この最上部の吐出孔２２……からの吐出は、より方向精度良く地下空洞の壁面方向に行われる。
【００４４】
(4)  この注入充填は、圧送ポンプ側でモニタされる圧送圧力の上昇により、地下空洞２３の横断面を完全に閉鎖する端部壁体２６が形成されたことを確認して終了する。
【００４５】
(5)  上記と同様の手順で充填対象領域の他端部にも端部壁体２６を形成して充填該対象領域を閉鎖したのち、充填対象領域内に削孔したボーリング削孔（図示しない）を通じて中詰充填材を注入充填することにより、地下空洞の充填が完了する。
【００４６】
本実施例の工法においても、実施例１の工法と同様に端部充填材２５を地下空洞２３の壁面の方向へ吐出させていることにより、従来に比べて少ない充填量で地下空洞横断面を閉鎖する端部壁体２６を形成することができる。
【００４７】
また、この工法では、実施例１の工法と異なり充填管２１をスライドさせて引き上げないので、充填の過程における充填管２１の振動・振れ等による端部充填材２５（端部壁体２６）の崩れを抑制できる。したがって、最小限の端部充填材２５によって端部壁体２６が形成できる。
なお、上記充填管２１は、上記のようにして形成される端部壁体２６内に埋設され、端部壁体２６の固定作用を有することになるものである。
【００４８】
なお、図７には、すべて同じ形状で開口面積を同じくする上記吐出孔２２……を設けた充填管を示したが、上方の吐出孔２２……から吐出される充填材の量が下方の吐出孔２２……から吐出される量よりも多すぎるような場合には、該吐出孔２２……の開口面積を、下方のものを大きく、上方のものを小さくするのが好ましい。
すなわち、端部充填材２５は、圧力損失の小さい上方の吐出孔２２……からより多く、下方の吐出孔２２……からはそれよりも少なく吐出しようとするが、下方の吐出孔２２……を大きく、上方の吐出孔２２……を小さく開口させることによって上下の吐出孔２２……からの吐出量のバランスを調整することができる。
このように下方の吐出孔２２……を大きく開口させることによって、全ての吐出孔２２……の合計開口面積を大きくすれば、圧送ポンプの圧送圧力を下げることが可能になる。また、最終的に端部充填材２５を吐出させる最上部の吐出孔２２……からの吐出速度がより大きくなるので、その吐出の方向精度をより高めることにも寄与する。
【００４９】
図８(a)〜(e)に示したものは、吐出孔の数，配置および形状を変更した充填管の例である。すなわち、上記充填管２１は、側面の互いに対向する位置に縦長スリット状の吐出孔２２……を開設してあるが、その吐出孔は丸孔状のものとしてもよく（同図(a)）、また、端部充填材１２を一方向に吐出させれば足りる場合には、一側面にのみ開口させてもよい（同図(b),(c)）。さらに、横長スリット状の吐出孔にするとか、スリット状の吐出孔と丸孔状の吐出孔とを組み合わせるなどしてもよい。
その他、地下空洞の形状等により、端部充填材１２を３方向以上に吐出させるのが好ましい場合には、３方向以上に吐出孔を設けるようにしてもよい（同図(d),(e)）。
【実施例３】
【００５０】
最後に、本発明地下空洞充填工法のさらに他の実施例について、図９〜１１を参照しながら詳しく説明する。
充填しようとする地下空洞の横断面幅が広い場合には、上記充填管２１を用いる実施例２の工法を採用すると、その充填管２１から壁面までの距離が大きいために、吐出される端部充填材が幅方向に十分拡がって壁面に到達する前に、上方から流下してくる端部充填材により下方の吐出孔２２……が閉塞され、端部充填材は上方の吐出孔２２……からのみ吐出するようになってしまう。
このような状態で所要の時間充填を続けると、下方の吐出孔２２……の閉塞による圧送ポンプ側の圧送圧力の上昇状態が必要以上に続いてしまい、特に、地下水が充満している地下空洞に充填をしようとすれば、上方の吐出孔２２……から吐出する端部充填材の落下高さが高い分だけ該端部充填材の水中での材料分離が懸念されることにもなる。
【００５１】
以下に説明する本実施例の地下空洞充填工法は、上記のように横断面幅が広い地下空洞において、さらには、地下水が充満した地下空洞において施工するのに適しているものである。
【００５２】
３１は、実施例２において説明した充填管２１と同様の、すなわち、下端を閉塞した所要長さの管の互いに対向する側面に、それぞれ複数の縦長スリット状の吐出孔３２……を、下端近傍から少なくとも地下空洞３３の高さに相当する位置までその軸方向に並べた状態で開設した内管３４と、この内管３４の外側に、軸方向にスライド自在にして嵌合させた中空筒状の外管３５とからなる、本発明地下空洞充填用の充填管である（図９）。
【００５３】
上記外管３５は、ワイヤー操作等により上記内管３４に対して上下にスライドできるようになっており、これによって上記吐出孔３２……を閉塞しまたは開放することができる。
この外管３５は比較的軽量なものであるため、そのスライドの操作は容易に行えるようになっているが、そのスライドをさらに円滑にし、内管３４のとも上がりを防止するために、内管３４と外管３５との間にグリス等の潤滑剤を充填しておくようにするのが好ましい。
【００５４】
また、この充填管３１の内管３４の上記吐出孔３２……の上方延長位置には、上位吐出孔３２……の開口方向を示すマーキング（図示しない）を施してある。
【００５５】
本実施例の地下空洞充填工法は、上記充填管３１を用いて以下のようにして行われる。
【００５６】
(1)  まず、地上より地下空洞３３の充填対象領域の端部の位置まで、上記充填管３１を挿入するためのボーリング孔３６を削孔する。
【００５７】
(2)  続いて、上記充填管３１を上記ボーリング孔３６に挿入し、その下端が地下空洞３３の底面近傍に達するように設置し、内管３４を固定する。このとき、吐出孔３２……の開口方向を示すマーキングを確認して適宜内管３４を回転させ、該吐出孔３２……を、地下空洞３３の横断方向に向け、その両壁面に対向させておく。
また、上記外管３５は、内管３４とともに地下空洞３３の底面近傍に達するところまで下ろして上記内管３４の吐出孔３２……を閉塞した状態としておくとともに、地上からワイヤー等の操作（図示しない）によって上方にスライドさせることができるようにしておく。
【００５８】
(3)  そして、上記ワイヤー等を操作して外管３５を１スライド分だけ上昇させて、内管３４の最下方の吐出孔３２……を開放する。ここで、１スライドの量は、たとえば、外管３５を上昇させることにより開放されることとなる吐出孔３２……の面積が、内管３４の断面積と同程度になるように定めることができる。
【００５９】
(4)  続いて、圧送ポンプにより上記充填管３１の上端側から、所要の端部充填材３７を圧送することにより、開放状態になっている最下方の吐出孔３２……を通じて端部充填材３７を吐出させて地下空洞３３に注入する。この注入は、圧送ポンプの圧送圧力や充填量をモニタリングしながら行う。
【００６０】
その注入は、下方の吐出孔３２……が上方の吐出孔３２……から吐出され下方に流動してくる端部充填材３７により早期に閉塞されてしまうのを防ぐために、また、地下空洞内に地下水が充満している場合には、その地下水の水質をできるだけ悪化させず、しかも端部充填材３７の水中分離をできる限り防ぐために、内管３４の上記開放状態の吐出孔３２……が、既に吐出した端部充填材３７の中に埋没した状態となるように、端部充填材３７の嵩が増すのに合わせて外管３５を段階的に上方へスライドさせながら行う（図11）。
１スライドの量および各スライドの時間間隔は、圧送ポンプの圧送圧力，充填量等より定める。
【００６１】
端部充填材３７は、充填管３１の吐出孔３２……から地下空洞３３の横断方向、すなわち両壁面の方向へ吐出されるので、地下空洞３３の長手方向の勾配を急峻にし、横断方向の勾配を緩やかにした山形をなした状態で充填されてゆく（図10，11）。
【００６２】
(5)  注入と並行して繰り返し行う外管３５のスライドにより、該外管３５の下端が地下空洞１１の天端より高くなる位置まで来たら、最終充填に入る。
最終充填では、圧送圧力の上昇により、地下空洞３３の横断面を完全に閉鎖する端部壁体３８が形成されたことを確認して充填を終了する。
【００６３】
本実施例でも、上記実施例１および２と同様に、端部充填材３７を地下空洞３３の壁面の方向へ吐出させていることにより、従来に比べて少ない充填量で地下空洞３３横断面を閉鎖する端部壁体３８を形成することができる。
【００６４】
(6)  上記と同様の手順で充填対象領域の他端部にも端部壁体３８を形成して充填対象領域を閉鎖したのち、充填対象領域内に削孔したボーリング削孔（図示しない）を通じて中詰充填材を注入充填することにより、地下空洞の充填が完了する。
【００６５】
このように本実施例の工法では、外管３５を上方へスライドさせながら端部充填材３７の充填を行うので、下方の吐出孔３２……の早期閉塞を防ぐことができ、したがって、幅広の地下空洞への充填が効率的に行えるものである。
【００６６】
また、地下水が充満している地下空洞への充填であっても、端部充填材３７を既に吐出された端部充填材３７の中へ吐出させるようにしているので、材料分離を防ぐとともに地下水の汚濁を防止することができる。
なお、たとえば地下水が充満していない地下空洞での充填、すなわち気中での充填の場合等には、材料分離のおそれがないので、外管３５のスライド方法（スライドさせる時期およびスライド量）は適宜変更可能である。
【００６７】
なお、内管３４の吐出孔の数，配置および形状を変更できることは、上記実施例１および２と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明地下空洞充填工法の実施例１により、地下空洞に充填材を充填する様子を示した(a)側面図および(b)平面図である。
【図２】同上の拡大横断面図である。
【図３】本実施例において用いられる充填管を示した斜視図である。
【図４】(a)〜(e)は、本実施例において用いることができる他の充填管の例を示した斜視図である。
【図５】本発明地下空洞充填工法の実施例２により、地下空洞に充填材を充填する様子を示した(a)側面図およびその(b)平面図である。
【図６】同上の拡大横断面図である。
【図７】本実施例において用いられる充填管を示した斜視図である。
【図８】(a)〜(e)は、本実施例において用いることができる他の充填管の例を示した斜視図である。
【図９】本発明地下空洞充填工法の実施例３において用いられる本発明充填管の、外管をスライドさせる様子を示した斜視図である。
【図１０】上記充填管を用いて地下空洞に充填材を充填する様子を示した(a)側面図およびその(b)平面図である。
【図１１】同上の拡大横断面図である。
【図１２】従来の地下空洞充填工法により充填材を充填する様子を示した(a)側面図およびその(b)横断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１，２３，３３  地下空洞
１２，２５，３７  端部充填材
１３，２６，３８  端部壁体
１４，２１，３１  吐出管
１５，２２，３２  吐出孔
１６，２４，３６  削孔
３４  内管
３５  外管
【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】
2006177073.tif 000008
【図７】
2006177073.tif 000009
【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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