(57)【要約】      （修正有）【課題】近接構造物に変位を与えることなく注入材を注入し、碓実な止水効果及び地盤強度を有する地盤注入工法を提供する。【解決手段】注入範囲が構造物直下にある対象地盤に所定の深度まで削孔する工程と、注入口の口元側から中結材の注入する工程と、中結材の注入を所定時間中断する工程と、中結材を更に注入する工程と、注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、注入口の口元側から中結材を注入する工程と、中結材の注入を所定時間中断する工程と、中結材を更に注入する工程とを有する。また、中結材を更に注入する工程の後に、注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、注入口の口元側から中結材を注入する工程と、中結材の注入を所定時間中断する工程と、中結材を更に注入する工程とを順次複数回繰り返す。【選択図】図１
2015025293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入範囲が構造物直下にある対象地盤に所定の深度まで削孔する工程と、
注入口の口元側から中結材の注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と、
注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、
前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と
を有することを特徴とする注入工法。
【請求項２】
注入範囲が構造物直下にある対象地盤に対し所定の深度まで削孔する工程と、
注入口の口元側から中結材を注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と、
注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、
前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と
を有し、
前記中結材を更に注入する工程の後に、
注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、
前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と
を順次複数回繰り返す
ことを特徴とする注入工法。
【請求項３】
注入範囲が土被り厚１ｍ程度以上確保できる対象地盤に対し、最深部まで削孔する工程と、
注入口の口元側から中結材の注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と、
注入管を引き抜きながら更に削孔する工程と、
前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と
を有することを特徴とする注入工法。
【請求項４】
注入範囲が土被り厚１ｍ程度以上確保できる対象地盤に対し、最深部まで削孔する工程と、
注入口の口元側から中結材の注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と、
注入管を引き抜きながら更に削孔する工程と、
前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と
を有し、
前記中結材を更に注入する工程の後に、
注入管を引き抜きながら更に削孔する工程と、
前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、
前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、
前記中結材を更に注入する工程と
を順次複数回繰り返す
ことを特徴とする注入工法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか記載の注入工法において、
前記注入管は、二重管ストレーナ管を使用し、単相方式で注入を行うことを特徴とする注入工法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか記載の注入工法において、
前記中結材は、ゲルタイム３０秒〜６分、前記中断時間は、１５秒〜３０秒であることを特徴とする注入工法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか記載の注入工法において、
近接構造物の応力データに基づいて、注入材の流量・圧力を漸増・漸減を行うことを特徴とする注入工法。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか記載の注入工法において、
地盤変位データ、注入材の流量・圧力データに基づいて、注入材の注入、中断、再開、継続、完了および注入材の流路切り替えを行うことを特徴とする注入工法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか記載の注入工法において、
前記中結材の注入速度は、注入後のセグメントの応力、注入後の土留めの応力、構造物の変位、間隙水圧又は土圧に基づいて規制されることを特徴とする注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に対して低い圧力で注入材を注入し、近接構造物への影響を低減し、例えば、坑内やトンネル内において変位に留意する必要がある場合に適用できる地盤注入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地下トンネルは、主としてシールド機によって施工されているが、掘削長が長い場合は、接合予定地点の両側から２台のシールド機で掘削を行い、地中でシールド機を接合させ、シールド機間の地盤を開削し、接合のための掘削を手作業によって行っている。また、路線の分岐又は駅部などはシールドトンネルを部分的に拡幅しなければならない場合がある。
【０００３】
従来、これらの工事に当たっては、地下水の湧水や周辺地盤の沈下などに対処するために、凍結工法又はグラウト注入工法によってシールド周辺地盤の改良を行った上で施工がなされていた。
また、従来より、トンネル切羽において、地山が砂質地盤であって容易に崩壊するおそれのある状況下では、トンネル切羽の安定保持工法の一つとして薬液注入工法が実施されていた。
【０００４】
薬液注入工法は、削岩機などを用いて所定の深度まで削孔した後、注入用ロッドを孔内に挿入し、薬液を地中に送りながら順次注入用ロッドを引き抜く方法で施工される（例えば特許文献１参照）。
しかし、特許文献１に示す薬液注入工法では、対象地盤が例えば砂質土や砂礫で構成されている場合、孔壁が非常に崩れやすいため、注入用ロッドを孔内に挿入しようとしても削孔直後に孔壁が崩壊してしまい、注入用ロッドが挿入できないという問題点があった。
【０００５】
また、内外二重管を用いた削孔作業において、二重管の内管中に薬液供給用注入管を挿入して、内管を注入ロッドと兼用可能な構造とすることで、削孔と同時に内管を挿入する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、特許文献２の方法は、二重管の内管に薬液供給用注入管を挿入し、削孔と同時に薬液供給用注入管を孔内に配置するものであるから、本方法に適用される削孔機は主にロータリー式ボーリングマシンであり、削孔箇所の高さに応じてその都度作業足場を仮設しなければならず、その作業が非常に煩雑であった。
【０００６】
また、特許文献２の方法では、掘削終了後のトンネルの天端及び側壁の安定を維持するためにロックボルトを打設する必要があり、この作業を行うためにトンネル切羽付近には常時削岩機が設置されるのが一般的である。従って、薬液注入を行う場合はこの削岩機を一旦後方まで待避させ、その後、ロータリー式ボーリングマシンを搬入・設置しなければならない点でも非常に煩雑である。
崩壊性地盤がトンネル予定路線上に分布する場合に、掘削に伴うトンネル天端の崩壊を防止することが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
しかし、特許文献３の方法では、鋼管周囲に改良体を形成することは可能であるが、鋼管を利用しているため、鋼管より前方の地山は未改良のまま残る結果となる。このため、鋼管建て込み後にトンネル掘削を行う場合、鋼管の先端まで掘削すると未改良部の土砂が崩壊するため、鋼管の先端より幾分手前までしか掘削することができなかった。
さらに、特許文献３には、先受鋼管をトンネル切羽面から施工するとともに、その鋼管を利用してウレタンやセメントミルクなどの注入材を地山に充填して、各鋼管周囲に連続した改良体を形成する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３の方法では、鋼管建て込みと注入を別手順で実施していたため、鋼管の建て込み後において鋼管内に注入管を挿入して鋼管周囲の地山を改良しようとしても、地山内に位置する鋼管の先端開口部から崩壊した砂が流入して鋼管内を閉塞してしまい、鋼管内の所定位置まで注入管を挿入することができないという問題点があった。
以上のように、坑内やトンネル内において注入工法を用いる場合、シールドセグメントに過大な注入圧力が作用し、変位が生じるなどの影響を与えることが課題であった。
一般的に用いられている地盤注入工法に、二重管ストレーナ工法があり、単相式と複相式に分類される。注入材のゲルタイムは、単相式は瞬結材（１０秒程度）、複相式は瞬結材と中結材（数十秒〜数分）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３５０８６９号公報
【特許文献２】特開２００２−３６３９６６号公報
【特許文献３】特開２００１−２０６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、二重管ストレーナ工法の単相式は、瞬結材を使用するが、瞬結剤は１０秒程度で固まるため、一瞬にして応力を発生し、近接構造物に影響を及ぼす。
一方、瞬結材を使用しない二重管ストレーナ工法は、ほとんど施工実績が無く、施工した場合も注入材のリークが発生し、確実な注入を行えない。
【００１１】
また、従来の二重管ストレーナ工法によりシールド内からの注入を行うには、シールドセグメントに設けられたグラウトホールから注入管を挿入し薬液注入を行うが、１次注入に用いられる瞬結注入材は地盤に浸透せず、土骨格の構造を壊しながら脈状に注入がなされることとなり、シールドセグメントに応力が作用する。
また、２次注入においては、注入材の周辺の間隙水圧の上昇に伴い、地盤は局部せん断破壊を生じ、シールドセグメントに応力が作用する。
【００１２】
さらに注入を継続すると、シールドセグメントに過大な応力が作用し、やがてシールドセグメントの変形に至る。
シールドセグメントが変形した時点で注入を中止する必要があるため、改良率不足となる。改良率不足の場合、シールド拡幅の掘削時において出水などのトラブルが発生する。
また、シールドセグメントの補強などの対策を施して再注入する場合は、工程の遅延、コスト増大、といった課題がある。
【００１３】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、近接構造物に変位を与えることなく注入材を注入し、碓実な止水効果及び地盤強度を有する地盤注入工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に係る発明は、注入範囲が構造物直下にある対象地盤に所定の深度まで削孔する工程と、注入口の口元側から中結材の注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程と、注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、注入範囲が構造物直下にある対象地盤に対し所定の深度まで削孔する工程と、注入口の口元側から中結材を注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程と、注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程とを有し、前記中結材を更に注入する工程の後に、注入管を継ぎ足して更に削孔する工程と、前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程とを順次複数回繰り返すことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、注入範囲が土被り厚１ｍ程度以上確保できる対象地盤に対し、最深部まで削孔する工程と、注入口の口元側から中結材の注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程と、注入管を引き抜きながら更に削孔する工程と、前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明は、注入範囲が土被り厚１ｍ程度以上確保できる対象地盤に対し、最深部まで削孔する工程と、注入口の口元側から中結材の注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程と、注入管を引き抜きながら更に削孔する工程と、前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程とを有し、前記中結材を更に注入する工程の後に、注入管を引き抜きながら更に削孔する工程と、前記注入口の口元側から前記中結材を注入する工程と、前記中結材の注入を所定時間中断する工程と、前記中結材を更に注入する工程とを順次複数回繰り返すことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４の何れか記載の注入工法において、前記注入管は、二重管ストレーナ管を使用し、単相方式で注入を行うことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５の何れか記載の注入工法において、前記中結材は、ゲルタイム３０秒〜６分、前記中断時間は、１５秒〜３０秒であることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか記載の注入工法において、近接構造物の応力データに基づいて、注入材の流量・圧力を漸増・漸減を行うことを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項１乃至６の何れか記載の注入工法において、地盤変位データ、注入材の流量・圧力データに基づいて、注入材の注入、中断、再開、継続、完了及び注入材の流路切り替えを行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８の何れか記載の注入工法において、前記中結材の注入速度は、注入後のシールドセグメントの応力、注入後の土留めの応力、構造物の変位、間隙水圧又は土圧に基づいて規制されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、注入材に中結材のみを使用し、同一ステップの中で注入を中断することで、従来の瞬結材の役割である、粗詰め、パッキング効果を期待できる。
本発明によれば、注入材に中結材のみを使用し、同一ステップの中で注入を中断するので、硬化物の品質は格段に向上する。
【００２２】
本発明によれば、ゲルタイム３０秒〜６分程度の中結材を使用し、注入時に１５秒〜３０秒の間隔のインターバルを設けることで、前半の注入が、粗詰め注入（瞬結材）の役目を果たし、後半の注入の浸透する割合が良いバランスを築くことができるので、例えば、シールドセグメント背面や耐圧版コンクリートの直下など、注入範囲が構造物直下にある場合や、土被り厚１ｍ程度以上確保できる土留背面の止水対策や線路下横断工の止水対策などに効果的に適用できる。
【００２３】
本発明によれば、土留及び掘削底盤面の安全性確保を目的とする薬液注入工法に適用すると、注入に伴う土留の変状を防止しながら、対象地盤全体を確実に改良できる。
本発明によれば、切羽の自立性が確保できない線路の沈下や線路直下地盤の陥没を防止する薬液注入工による止水対策に適用すると、注入に伴う線路の隆起を防止しながら、対象地盤全体を確実に改良できる。
本発明によれば、切羽の自立性が確保できない線路の沈下を防止する薬液注入工による地盤強化に適用すると、注入に伴う線路の隆起を防止しながら、対象地盤全体を確実に改良できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１で使用する土槽注入実験装置を示す図である。
【図２】図１の注入時の挙動を監視するためにモールド上面に配置したコンクリートゲージ及び変位計（ＣＤＰ型変位計）を示す図である。
【図３】図１のＣＡＳＥ１〜ＣＡＳＥ６における各ステップを示す図である。
【図４】本発明の実施形態２における注入装置の制御パターンを示す図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る注入工法に使用する注入装置の機器構成を示す概略図である。
【図６】図５における注入装置の主要構成部を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態３に係る注入工法の施工フローを示す図である。
【図８】図７の施工フローにおける注入状況の模式図である。
【図９】図７の制御フローを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態４における注入装置の制御パターンを示す図である。
【図１１】図１０に示す注入装置の制御フローを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態５に係る注入工法の施工フローを示す図である。
【図１３】図１２の施工フローにおける注入状況の模式図である。
【図１４】本発明の実施形態６の注入法に基づいて構造物直下の液状化対策に適用した例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態７の注入法に基づいて土留背面の止水対策に適用した例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態８の注入法に基づいて線路下横断工の止水対策に適用した例を示す図である。
【図１７】図１６の注入範囲を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態６の注入法に基づいて線路下横断工の地盤強化に適用した例を示す図である。
【図１９】図１８の注入範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
例えば、シールド拡幅部において、拡幅時の止水対策として適用される薬液注入工法は、シールド内からセグメントグラウトホールに注入管を挿入して注入する。この際、注入圧力によるシールドセグメントの変位が懸念されるため、変位に対して留意した施工方法で行う必要がある。
【００２６】
そこで、施工方法として二重管ストレーナ工法（単相式）を適用する。
二重管ストレーナ工法の単相式は、瞬結材を使用するため、急速に固結、変位を起こす。これに対する対処が困難となるため、注入材を中結材とした。しかしながら、中結材での単相式注入は、過去に殆ど実績が無く、安全性が確認された文献も見られないため、採用に当たって、大きな障害となる。
そのため、本実施形態では、シールドセグメント背面の砂質土を模擬した土槽実験を行い、注入工法の適用性及び最適な施工仕様を確認するために実験を実施した。
【００２７】
本実施形態では、試験注入は、二重管ストレーナ工法単相式（中結材）とし、各ステップにおいて注入を一時中断する工法（以下、インチング注入工法と称する）を採用した。また、試験結果の分析を行うため、通常の二重管ストレーナ工法複相式を１ケース盛り込んだ。
【００２８】
本実施形態では、図１に示すように、土槽注入実験装置（Φ５６ｃｍ×Ｈ８０ｃｍ：ドラム缶）１を用いて下記の確認を行った。
（１）薬液ゲルタイムが改良体形状に与える影響の確認
（２）インチング注入工法の施工仕様が改良体形状に与える影響の確認
（３）注入圧力上昇量及び地表面変位
【００２９】
一般に、二重管ストレーナ工法の単相式は、瞬結材を使用、複相式は、瞬結材と中結材〜緩結材を使用する。この場合、瞬結材は、数秒で固まるため、一瞬にして応力を発生し、近接構造物に影響を及ぼす。また、瞬結材を使用しない二重管ストレーナ工法は、ほとんど実績が無く、施工した場合も、注入材のリークが多く、確実な注入を行えない。
このような問題を解決する注入工法として、本実施形態では、インチング注入工法を提案し、これの施工性・注入効果を検証した。
【００３０】
インチング注入工法は、中結材のみを使用し、同一ステップの中で注入を中断することで、従来の瞬結材の役割である粗詰め・パッキング効果を期待する。
ここで、インチング注入工法はステップダウンを基本とし、単相方式で薬液ゲルタイムは中結（十数秒〜数分）を標準とする。
例えば、削孔後、１ｓｔ注入を行い，ポンプを停止し、２ｎｄ注入を行い、次に、再削孔を行い、１ｓｔ注入を行い，ポンプを停止し、２ｎｄ注入を行い、更に、再削孔を行い、１ｓｔ注入を行い，ポンプを停止し、２ｎｄ注入を行うステップを繰り返す。
【００３１】
図１に示す土層実験装置１は、円筒形のモールド（ドラム缶）２を使用した。最下層に砂利の排水層３を設け、排水層３上に実験砂４を充填し、側面にはドレーンパイプ５を４本設置した。ドレーンパイプ５は、飽和時は注水用として、注入時は排水用として使用した。実験砂４はＤｒ８０％の状態に突き固め、複数層に分けて７４ｃｍの層厚にした。モールド最上部に厚さ５ｃｍのモルタルで蓋６を設け、ドレーンパイプ５より水を注入圧力５０ｋＰａ程度以下で送り、試料を飽和させた。モルタルの一軸圧縮強度は、４６．５Ｎ／ｍｍ2であった。
【００３２】
また、注入時の挙動を監視するため、図２に示すように、モールド２の上面にはコンクリートゲージ７を２方向（０°、９０°）×３カ所＝６点を配置した。０°方向には、Ｃ０−１、Ｃ０−２、Ｃ０−３を配置し、９０°方向にはＣ９０−１、Ｃ９０−２、Ｃ９０−３を配置した。なお、コンクリートゲージ７には、例えば、鋼材や、コンクリート、モルタルの表面ひずみの測定、木材の短期測定に使用するポリエステル樹脂をベースにした箔ゲージがある。
【００３３】
また、変位計（ＣＤＰ型変位計）８を２方向（０°、９０°）×３カ所＝６点を配置した。０°方向には、Ｈ０−１、Ｈ０−２、Ｈ０−３を配置し、９０°方向には、Ｈ９０−１、Ｈ９０−２、Ｈ９０−３を設置した。
本実施形態は、注入材、注入仕様を６種類に設定し実施した。各ケースの実験条件を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2015025293.tif 000003
【００３５】
ＣＡＳＥｌ，５は、一般的な二重管ストレーナ複相式、ＣＡＳＥ２は、二重管ストレーナ単相式、ＣＡＳＥ３，４，６は、インチング注入工法（中結材）とした。本実験において、注入のインターバル時間は、経済性・施工性を考慮し、０〜３０秒と設定した。
実験方法は、実施工における削孔を模擬して、送水しながら二重管ロッド９を挿入、１ステップ毎、削孔・注入を繰り返すステップダウン方式で、ｌＣＡＳＥ当たり３ステップとした。
【００３６】
注入量は、改良体直径４６ｃｍと想定、間隙率４０％（充填率９０％）のとき、１ステップ当り注入量は１８Ｌとした。
注入完了基準は、定量注入とし、最大注入圧力（初期圧＋０．５Ｍｐａ）を定めたが、全て定量注入となった。注入時は、注入速度と圧力、ひずみと変位を測定した。
養生後、モールド（ドラム缶）２を解体し、水をかけ固結体を掘り出し改良体形状を確認した。また、代表的な改良体を土質試験場に提出、強度と透水性を確認した。
【００３７】
ＣＡＳＥ１
ＣＡＳＥ１は、図３（Ａ）に示すように、ゲルタイム１０秒の瞬結材とゲルタイム８分の中結材を中断時間０秒で、１ステップで１８Ｌ注入し、２ステップで１８Ｌ注入し、３ステップで１８Ｌ注入した。合計注入量は５４Ｌであった。
ＣＡＳＥ１では、シールドセグメントの応力は、注入開始直後に６Ｎ／ｍｍ2に達し、同時に変位が生じている。
変位は７ｍｍ程度に達している。
瞬結材が硬化し、一瞬にして応力が発生したことにより直ちに変位が生じている。
【００３８】
ＣＡＳＥ２
ＣＡＳＥ２は、図３（Ｂ）に示すように、ゲルタイム６分の中結材を中断時間０秒で、１ステップで１８Ｌ注入し、２ステップで１８Ｌ注入し、３ステップで１８Ｌ注入した。合計注入量は５４Ｌであった。
ＣＡＳＥ２では、シールドセグメントの応力は最大２Ｎ／ｍｍ2程度と低いが、注入の進捗に伴い、変位が漸増している。
注入材が地盤に浸透せず、シールドセグメント背面に流れ込んでいるものと推測される。
【００３９】
ＣＡＳＥ３
ＣＡＳＥ３は、図３（Ｃ）に示すように、ゲルタイム６分の中結材を中断時間１５秒で、１ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間１５秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入し、２ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間１５秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入し、３ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間１５秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入した。合計注入量は５４Ｌであった。
ＣＡＳＥ３では、シールドセグメントの応力は、最大１Ｎ／ｍｍ2程度であり、低い数値で推移している。
変位は生じていない。
改良体はやや小さく、改良範囲外への薬液の逸送が生じている。
【００４０】
ＣＡＳＥ４
ＣＡＳＥ４は、図３（Ｄ）に示すように、ゲルタイム６分の中結材を中断時間３０秒で、１ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間３０秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入し、２ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間３０秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入し、３ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間３０秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入した。合計注入量は５４Ｌであった。
ＣＡＳＥ４では、１〜２ステップのシールドセグメントの応力は、最大１．５Ｎ／ｍｍ2程度であり、低い数値で推移しており、変位は生じていない。
３ステップ目にシールドセグメントの応力が２．５Ｎ／ｍｍ2程度に達し、変位が生じている。
改良土の透水係数は最も低い値が得られ、止水性能が高い。
【００４１】
ＣＡＳＥ５
ＣＡＳＥ５は、図３（Ｅ）に示すように、ゲルタイム３０秒の中結材を中断時間０秒で、１ステップで１８Ｌ注入し、２ステップで１８Ｌ注入し、３ステップで１８Ｌ注入した。合計注入量は５４Ｌであった。
ＣＡＳＥ５では、１ステップ目において、シールドセグメントの応力は２Ｎ／ｍｍ2以内であり，変位は生じていない。
２ステップ目において、シールドセグメントの応力は３Ｎ／ｍｍ2に達し、その段階で変位が生じている。
変位は最終的に５０ｍｍ程度に達している。
注入材が地盤に浸透せずにシールドセグメント背面に流れ込み、注入圧力が直接シールドセグメントに作用しているものと推測される。
【００４２】
ＣＡＳＥ６
ＣＡＳＥ６は、図３（Ｆ）に示すように、ゲルタイム３０秒の中結材を中断時間１５秒で、１ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間１５秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入し、２ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間１５秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入し、３ステップでは１ｓｔ注入後、中断時間１５秒後に２ｎｄ注入を行い合計１８Ｌ注入した。合計注入量は５４Ｌであった。
ＣＡＳＥ６では、シールドセグメントの応力は、最大１．５Ｎ／ｍｍ2程度であり、低い数値で推移している。
変位は生じていない。
改良体の形状は歪んでおり、改良効果の均一性に劣る。
【００４３】
ＣＡＳＥ１〜ＣＡＳＥ６のまとめ：
ＣＡＳＥ１〜ＣＡＳＥ６のまとめを表２に示す。
ここで、変位１ｍｍ発生時の表面応力Ｆを許容表面応力Ｆｂとする。
また、Ｆ30%＝Ｆｂ×０．３、Ｆ50%＝Ｆｂ×０．５、Ｆ70%＝Ｆｂ×０．７とする。
ただし、変位が１ｍｍに達しないＣＡＳＥ３，６は、表面応力Ｆmaxに達する数値とする。
表２に示すように、ＣＡＳＥ５，２，１の二重管ストレーナ単相式・複相式は、表面応力Ｆが許容表面応力Ｆｂに達した時点の注入改良率（進捗率）は１４％〜４４％であった。
【００４４】
これに対し、ＣＡＳＥ３，６，４のインチング注入方式は、表面応力Ｆが許容表面応力Ｆｂ又はＦmaxに達した時点の注入改良率（進捗率）は７５％〜１００％であり、変位を生じさせることなく、ほぼ所定量の注入ができた。
以上から、本実施形態に示すように、インチング注入工法によれば、注入圧力によるシールドセグメントの変位を低減しながら薬液注入を行うことが可能であることが確認できた。
【００４５】
【表２】
2015025293.tif 000004
【００４６】
（実施形態２）
本実施形態は、実施形態１におけるＣＡＳＥ１〜ＣＡＳＥ６について、各ステップでの注入を図４に示す制御パターンに基づいて実施した。図４に示す制御パターンは、先ず、注入速度を１００％で注入し、注入に伴い上昇する応力が一次管理値（Ｆ30%）に到達すると、注入速度を７５％に減じて注入し、注入に伴い上昇する応力が二次管理値（Ｆ50%）に到達すると、注入速度を５０％に減じて注入し、注入に伴い上昇する応力が三次管理値（Ｆ70%）に到達すると、注入速度を２５％に減じて注入し、注入に伴い上昇する応力が許容値Ｆｂ（Ｆmax）に到達すると、注入速度を０％に減じるように構成されている。
【００４７】
その結果を表３に示す。
その際の各ケースの実験条件は表１と同じである。
許容表面応力Ｆｂは、実施形態１より１．５Ｎ／ｍｍ2とした。
また、注入改良率（進捗率）の確認は、Ｆ30%＝Ｆｂ×０．３、Ｆ50%＝Ｆｂ×０．５、Ｆ70%＝Ｆｂ×０．７の各段階で行った。
ただし、変位が１ｍｍに達しないＣＡＳＥ３，６，４は、表面応力Ｆmaxに対する数値とする。
【００４８】
ＣＡＳＥ１，２，５の二重管ストレーナ方式の注入進捗率は、１．９〜３．７倍に改善されたが、許容表面応力Ｆｂに到達し注入中断となった。
ＣＡＳＥ３，４，６のインチング注入方式の注入進捗率は、Ｆ70%において１００％を達成した。
以上のように、ＣＡＳＥ３、４，６では、図４の制御パターンを適用すると、コンクリートに生じる表面応力値に応じて注入速度を減速することにより、変位を抑制し、注入進捗率１００％を確保できることが確認できた。
また、注入速度を減速する装置に、図４に示す制御パターンを適用することにより、二重管ストレーナ方式においても一定の変位抑制効果が得られることが確認できた。
【００４９】
【表３】
2015025293.tif 000005
【００５０】
（実施形態３）
図５乃至図９は、本実施形態に係る注入工法を示す。
先ず、図５、図６に基づいて、本実施形態に係る注入工法を実施するための注入装置Ａについて説明する。
注入装置Ａは、二重管ロッド１２を対象地盤１３に削孔するロータリーボーリングマシン１１の運転を制御する。二重管ロッド１２は、従来と同様に、頭部にスイベル１６を設け、先端部にはグラウトモニター１４とビット１５とが設けられている。スイベル１６には、注入ホース１７と注入ホース１８とが接続される。注入ホース１７には、削孔時に水、注入時にＡ液が注入され、注入ホース１８には、削孔時に水、注入時にＢ液が注入される。
【００５１】
本実施形態では、二重管ロッド１２を土中に削孔するための削孔装置として、ロータリーボーリングマシン１１を使用したが、本発明はこれに限らず、例えば、ロータリーパーカッションドリル、ハンドオーガを用いても良い。
注入装置Ａは、図５、図６に示すように、応力や変位などの挙動に応じて注入ポンプ２０の回転数の制限、停止指示判断を行う動態管理装置２４と、動態管理装置２４にＬＡＮを介して接続されるローカルエリア接続３１，３２とで構成される動態管理装置システムが用いられている。
【００５２】
注入ホース１７及び注入ホース１８は、圧力・瞬時流量・積算流量の計測を行う流量・検出器１９に接続される。
流量・検出器１９は、ＬＡＮを介して注入管理装置２２に連絡する。注入管理装置２２はインバータ通信でインバータ盤２３を介して注入ポンプ２０に連絡する。注入ポンプ２０はグラウトミキサー２１に連絡する。
注入管理装置２２は、ＬＡＮを介して動態管理装置２４に連絡し、圧力・瞬間流量・積算流量の表示と記録、流量に応じた注入ポンプ２０の回転数の決定、複相制御を行う。動態管理装置２４は観測データ記録ＰＣ２５に連絡し、観測データ記録ＰＣ２５は対象地盤１３に設けたシールドセグメント２７上に配置した測定器２６に連絡する。
【００５３】
動態管理装置２４は、応力や変位などの挙動に応じて注入ポンプ２０の回転数の制限、停止指示判断を行う。動態管理装置２４にはローカルエリア接続３１，３２がＬＡＮを介して接続される。
ローカルエリア接続３１は、複数のひずみ計など測定器２６からの変位データをＬＡＮを介して動態管理装置２４に送り、ローカルエリア接続３２は、注入ポンプ２０の回転数の制限・停止指示信号（逓倍率）をＬＡＮを介して動態管理装置２４から送られる。
【００５４】
ローカルエリア接続３１は、複数のひずみ計など測定器２６と、複数のひずみ計など測定器２６に連なるスイッチボックス２８と、スイッチボックス２８に連なるデータロガー２９と、データロガー２９に連なる観測データ記録ＰＣ２５と、観測データ記録ＰＣ２５にＬＡＮで連なるルータ又はハブ３０とで構成される。ＬＡＮを介して変位データを動態管理装置２４へ送る。
ローカルエリア接続３２は、流量圧力、瞬時流量、積算流量の表示と記録、流量に応じた注入ポンプ２０の回転数の決定、複相制御を行う注入管理装置２２を備え、動態管理装置２４とＬＡＮで繋がっている。
【００５５】
注入管理装置２２は、ＬＡＮで流量圧力、瞬時流量、積算流量の計測を行う複数の流量・検出器１９と繋がり、流量圧力の計測値を入力する。また、複数の流量・検出器１９に電力を供給する。
注入管理装置２２は、インバータ盤２３を介して複数の注入ポンプ２０に繋がっている。インバータ盤２３には、注入管理装置２２からインバータ通信で注入ポンプ２０のＯＮ／ＯＦＦ及び周波数制御信号が送られ、インバータ盤２３は複数の注入ポンプ２０に対しインバータ出力を行う。
【００５６】
動態管理装置２２は、規制値と測定データを逐次比較しており．変位データが規制値を超えた場合、注入管理装置２２に対して逓減率を０〜９９％の間で規制するよう指示を行う。逓倍率は注入ポンプ２０毎に設定変更を行うことができる。
注入管理装置２２は、設定流量を維持するように注入ポンプ２０の回転数を調整しているが、規制指示があると設定流量に逓倍率を掛けた数値で量調整を行う。
本実施形態に係る注入工法では、二重管ストレーナ工法単相式（中結材）とし、各ステップにおいて注入を一時中断する工法（以下、インチング注入工法と称する）を採用した。
【００５７】
本実施形態では、図５に示すように、下降式（前進式）を採用した。下降式（前進式）は、注入口の口元側から注入を開始し、注入管を継ぎ足しながら、最深部方向に順次注入する方式で、ステップダウン方式ともいう。
インチング注入工法では、注入方式はステップダウンを基本とし、単相方式で薬液ゲルタイムは中結（十数秒〜数分）を標準とする。注入材には、水ガラス系溶液型を用いることを標準とするが、浸透性に優れる超微粒子球状シリカ注入材を通用することも可能である。
【００５８】
本実施形態では、図５に示す注入装置Ａとロータリーボーリングマシン１１とを用いて、図６に示す動態管理装置システムにより、図７及び図８に示すように、シールドセグメント２７の背面に注入する例について説明する。
先ず、ロータリーボーリングマシン１１によって二重管ロッド１２を土中に削孔する（ステップＳ１）。
【００５９】
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する１ｓｔ注入を行う（ステップＳ２）。
次に、薬液を供給する注入ポンプ２０を十数秒〜数分程度停止する（ステップＳ３）。
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する２ｎｄ注入を行う（ステップＳ４）。
【００６０】
次に、ロータリーボーリングマシン１１によって二重管ロッド１２を土中に削孔する再削孔を行う（ステップＳ５）。
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する１ｓｔ注入を行う（ステップＳ６）。
【００６１】
次に、薬液を供給する注入ポンプ２０を十数秒〜数分程度停止する（ステップＳ７）。
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する２ｎｄ注入を行う（ステップＳ８）。
次に、ステップＳ５に戻り、ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８を行うステップを繰り返す。
所定の注入が完了すると、終了する（ステップＳ９）。
【００６２】
この工程において、動態管理装置２４では、図４に示す制御パターンに基づいて図９に示す制御運転を行った。表４は、設定値の一覧を示す。
先ず、動態管理装置２４は、図７、図８におけるステップＳ２での１ｓｔ注入、ステップＳ４での２ｎｄ注入、ステップＳ６での１ｓｔ注入、ステップＳ８での２ｎｄ注入において、注入を開始する指令を出力する（ステップＳ２１）。
次に、ローカルエリア接続３１では、シールドセグメント２７上に配置した測定器２６からの計測値がこれに連なるスイッチボックス２８、データロガー２９を経由して観測データ記録ＰＣ２５に送られ、ＬＡＮで連なるルータ又はハブ３０からＬＡＮを介して計測データを動態管理装置２４に送られる（ステップＳ２２）。
【００６３】
次に、動態管理装置２４は、ローカルエリア接続３１及びローカルエリア接続３２からの計測値が設定値に対して１００％である一次管理値以内であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ２３において計測値が一次管理値以内であると判断すると、注入速度１００％を維持・回復し（ステップＳ２４）、ステップＳ２２に戻る。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ２３において計測値が一次管理値以内ではないと判断すると、注入速度７５％に減速させた（ステップＳ２５）後、注入速度７５％で注入を継続する（ステップＳ２６）。
【００６４】
次に、動態管理装置２４は、ローカルエリア接続３１及びローカルエリア接続３２からの計測値が設定値に対して７０％である二次管理値であるか否かを判断する（ステップＳ２７）。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ２７において計測値が二次管理値以内であると判断すると、注入速度７５％を維持・回復し（ステップＳ２８）、ステップＳ２２に戻る。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ２７において計測値が二次管理値以内ではないと判断すると、注入速度５０％に減速させた（ステップＳ２９）後、注入速度５０％で注入を継続する（ステップＳ３０）。
【００６５】
次に、動態管理装置２４は、ローカルエリア接続３１及びローカルエリア接続３２からの計測値が設定値に対して５０％である三次管理値以内であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ３１において計測値が三次管理値以内であると判断すると、注入速度５０％を維持・回復し（ステップＳ３２）、ステップＳ２２に戻る。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ３１において計測値が三次管理値以内ではないと判断すると、注入速度１０％に減速させた（ステップＳ３３）後、注入速度１０％で注入を継続する（ステップＳ３４）。
【００６６】
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ３５において計測値が許容値以内であると判断すると、ステップＳ２２に戻る。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ３５において計測値が許容値以内ではないと判断すると、注入中断又は注入中断の警告を行う（ステップＳ３６）。
【００６７】
以上のように、本実施形態によれば、注入材には中結材のみを使用し、同一ステップの中で注入を中断することで、従来の瞬結材の役割である、粗詰め、パッキング効果を期待する。
本実施形態は、注入方式を下降式（ステップダウン）とするので、坑内やトンネル内からの施工に好適である。
本実施形態によれば、シールドセグメント２７に生じる応力を測定器２６で測定し、注入管理装置２２と連動させることにより、変位が生じるよりも先に応力が上昇した時点で注入速度を自動的に制御し、シールドセグメント２７に与える影響を低減することができる。
【００６８】
【表４】
2015025293.tif 000006
【００６９】
表４において、許容表面応力Ｆｂは実施形態１の最小値となる１．５Ｎ／ｍｍ2とした。
また、Ｆ30%＝Ｆｂ×０．３、Ｆ50%＝Ｆｂ×０．５、Ｆ70%＝Ｆｂ×０．７、とした。
一次管理値：Ｆ30%、二次管理値：Ｆ50%、三次管理値：Ｆ70%、許容値：Ｆｂとした。
注入速度の初期設定値は６Ｌ／ｍｉｎとした。
【００７０】
なお、本実施形態において、動態管理装置２４を、図４に示す制御パターンを得るように図９に示す制御運転に従って運転し、その注入管理基準を一次管理値１００％、二次管理値７５％、三次管理値５０％として説明したが、これらの管理値の基準は後述する実験に基づいて求めた。
また、本実施形態において、動態管理装置２４は、注入速度に対する規制値を求めるために測定器２６にひずみ計を使用する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、応力のほか、構造物変位、間隙水圧、土圧を用いることができる。
【００７１】
（実施形態４）
本実施形態では、図５に示す注入装置Ａとロータリーボーリングマシン１１とを用いて、図６に示す動態管理装置システムにより、図７及び図８に示す注入工程において、動態管理装置２４を、図１０に示す制御パターンに基づいて図１１に示す制御運転を行った点で、実施形態３とは異なる。
先ず、動態管理装置２４は、図７、図８におけるステップＳ２での１ｓｔ注入、ステップＳ４での２ｎｄ注入、ステップＳ６での１ｓｔ注入、ステップＳ８での２ｎｄ注入において、注入を開始する指令を出力する（ステップＳ４１）。
【００７２】
次に、ローカルエリア接続３１では、シールドセグメント２７上に配置した測定器２６からの計測値が測定器２６に連なるスイッチボックス２８、データロガー２９を経由して観測データ記録ＰＣ２５に送り、ＬＡＮで連なるルータ又はハブ３０からＬＡＮを介して計測データを動態管理装置２４に送る（ステップＳ４２）。
次に、動態管理装置２４は、ローカルエリア接続３１及びローカルエリア接続３２からの計測値が設定値に対して１００％である一次管理値以内であるか否かを判断する（ステップＳ４３）。
【００７３】
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ４３において計測値が一次管理値以内であると判断すると、注入速度１００％を維持・回復し（ステップＳ４４）、ステップＳ４２に戻る。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ４３において計測値が一次管理値以内ではないと判断すると、注入速度６０％に減速させた（ステップＳ４５）後、注入速度６０％で注入を継続する（ステップＳ４６）。
次に、動態管理装置２４は、ローカルエリア接続３１及びローカルエリア接続３２からの計測値が設定値に対して６０％である二次管理値以内であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。
【００７４】
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ４７において計測値が二次管理値以内であると判断すると、注入速度６０％を維持・回復し（ステップＳ４８）、ステップＳ４２に戻る。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ４７において計測値が二次管理値以内ではないと判断すると、注入速度１０％に減速させた（ステップＳ４９）後、注入速度１０％で注入を継続する（ステップＳ５０）。
次に、動態管理装置２４は、ローカルエリア接続３１及びローカルエリア接続３２からの計測値が許容値以内であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。
【００７５】
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ５１において計測値が許容値以内であると判断すると、ステップＳ４２に戻る。
次に、動態管理装置２４は、ステップＳ５１において計測値が許容値以内ではないと判断すると、注入中断又は注入中断の警告を行う（ステップＳ５２）。
本実施形態においても、実施形態３と同様の作用効果を奏することができる。
なお、本実施形態において、動態管理装置２４を、図９に示す制御パターンに基づいて、図１０に示す制御運転に従って運転し、その注入管理基準を一次管理値１００％、二次管理値６０％として説明したが、これらの管理値の基準は後述する実験に基づいて求めた。
【００７６】
（実施形態５）
本実施形態では、上昇式（後退式）を採用した点で、実施形態３とは異なる。
上昇式（後退式）は、最深部方向から注入を開始し、注入管を引き抜きながら、注入孔の口元側に向かって順次注入する方式で、ステップアップ方式ともいう。
本実施形態では、図５に示す注入装置を用いて、図６に示す動態管理装置システムにより、図１２及び図１３に示すように、シールドセグメント２７の背面に注入する例について説明する。
【００７７】
先ず、ロータリーボーリングマシン１１によって二重管ロッド１２を土中の最深部まで削孔する（ステップＳ１１）。
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する１ｓｔ注入を行う（ステップＳ１２）。
次に、薬液を供給する注入ポンプ２０を十数秒〜数分程度停止する（ステップＳ１３）。
【００７８】
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する２ｎｄ注入を行う（ステップＳ１４）。
次に、ロータリーボーリングマシン１１によって二重管ロッド１２を土中の最深部から所定長さ引き抜きながら削孔する再削孔を行う（ステップＳ１５）。
【００７９】
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する１ｓｔ注入を行う（ステップＳ１６）。
次に、薬液を供給する注入ポンプ２０を十数秒〜数分程度停止する（ステップＳ１７）。
【００８０】
次に、二重管ロッド１２の外管と内管よりそれぞれ主剤・硬化剤を同時に圧送し先端のグラウトモニター１４により混合された薬液が土中に浸透する２ｎｄ注入を行う（ステップＳ１８）。
次に、ステップＳ１５に戻り、ステップＳ１６、ステップＳ１７、ステップＳ１８を行うステップを繰り返す。
所定の注入が完了すると、終了する（ステップＳ１９）。
本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【００８１】
（実施形態６）
本実施形態は、図１４に示すように、実施形態３に記載の注入法に基づいて構造物直下の液状化対策に適用した例を示す。
図１４において、建築物５０の注入範囲５１は、耐圧版コンクリート５２真下である。
建築物５０の柱５０ａには、反射プリズム５３を取り付けた。反射プリズム５３によって相対変位角を計測し、許容値２．０×１０-3rad以内に収まるように監視した。反射プリズム５３によって計測する相対変位角は、例えば、図６において、ローカルエリア接続３１の測定器２６と併設して反射プリズム５３からの計測値（相対変位角）をスイッチボックス２８、データロガー２９を経由して観測データ記録ＰＣ２５に送り、ＬＡＮで連なるルータ又はハブ３０からＬＡＮを介して計測データを動態管理装置２４に送り、動態管理装置２４による判断ができるように構成する。
【００８２】
また、二重管ロッド１２の削孔は、ハンドオーガ５４による注入方式も併用可能である。
本実施形態は、図５に示す注入装置を用いて、図６に示す動態管理装置システムにより、図７、図８に示す施工フローに従って、施工時の挙動を計測し、変位に応じて注入ポンプ２０を制御した。
ここで、注入管理基準は、許容注入圧（初期圧＋０．２ＭＰａ）、吐出量（５．０Ｌ／ｍｉｎ）とした。
その結果を表５に示す。
以上によって、構造物直下の液状化対策が可能となった。
【００８３】
【表５】
2015025293.tif 000007
【００８４】
（実施形態７）
本実施形態は、土被り厚１ｍ程度以上確保できるため、図１５に示すように、実施形態３に記載の注入法に基づいて土留背面の止水対策に適用した例を示す。
本実施形態では、注入範囲６０の変位を測定するために、土留６１にひずみ計、変位計などの測定器２６と土圧計６２とを配置し、土圧計６２によって計測する圧力は、例えば、図６において、ローカルエリア接続３１の測定器２６と併設して土圧計６２からの計測値をスイッチボックス２８、データロガー２９を経由して観測データ記録ＰＣ２５に送り、ＬＡＮで連なるルータ又はハブ３０からＬＡＮを介して計測データを動態管理装置２４に送り、動態管理装置２４による判断ができるように構成する。
【００８５】
土留掘削時には、土留及び掘削底盤面の安全性確保を目的として薬液注入工法が使われているが、従来の方法では、注入圧力により土留に過大な応力や変位を生じさせることが課題であった。
本実施形態では、本実施形態３に基づくインチング注入工法を用いることにより、注入に伴う土留６１の変状を防止しながら、対象地盤全体を確実に改良できた。
【００８６】
これに対し、従来の二重管ストレーナ工法で、土留め背面の止水対策を行うには、土留め背面の地上部から削孔し、薬液注入を行うが、１次注入に用いられる瞬結注入材は地盤に浸透せず、土骨格の構造を壊しながら脈状に注入がなされることとなり、土留に応力が作用する。従来の二重管ストレーナ工法では、瞬結注入材を併用することが標準である。瞬結注入材を用いない注入工法を選定する必要がある。
【００８７】
また、２次注入においては、注入材の周辺の間隙水圧の上昇に伴い、地盤は局部せん断破壊を生じ、土留に応力が作用する。
さらに注入を継続すると、土留に過大な応力が作用し、やがて土留の変形に至る。低土被り部の注入では、周辺地盤が隆起する。
【００８８】
しかも、土留の変形や周辺地盤の変位を防止するには、地盤の間隙水圧上昇に伴う局部せん断破壊が生じないように注入速度を減じる必要がある。
しかし、土留の変形や周辺地盤の変位が生じた時点で注入を中止する必要があるため、改良率不足となる。改良率不足の場合、土留め掘削時においてボイリングなどのトラブルが発生する。また、土留の補強などの対策を施して再注入する場合は、工程の遅延、コスト増大、といった課題があった。
【００８９】
（実施形態８）
本実施形態は、図１６に示すように、実施形態３に記載の注入法に基づいて線路下横断工の止水対策に適用した例を示す。
本実施形態では、鉄道車両が走行する通路である軌道７１と路盤７２とで線路７０を構成するものとして説明する。図１７は、本実施形態における注入範囲７５を示す。
路盤７２の前後方向（図中、左右方向）は、土留７３が設けてある。土留７３には、ひずみ計、変位計などの測定器２６が配置され、土留７３間に傾斜計７６が配置されている。
【００９０】
また、軌道７１には、反射プリズムなどの変位計７４が配置されている。
傾斜計７６及び反射プリズムなどの変位計７４によって計測する傾斜角は、例えば、図６において、ローカルエリア接続３１の測定器２６と併設して傾斜計７６及び反射プリズムなどの変位計７４によって計測値をスイッチボックス２８、データロガー２９を経由して観測データ記録ＰＣ２５に送り、ＬＡＮで連なるルータ又はハブ３０からＬＡＮを介して計測データを動態管理装置２４に送り、動態管理装置２４による判断ができるように構成する。
【００９１】
非開削による線路横断工において、切羽の止水性が確保できない場合、線路の沈下や線路直下地盤の陥没が懸念されるため、薬液注入工による止水対策が行われるが、従来の方法では、注入圧力により線路に隆起を生じさせることが課題であった。
本実施形態では、本実施形態３に基づくインチング注入工法を用いることにより、注入に伴う線路の隆起を防止しながら、対象地盤全体を確実に改良できた。
【００９２】
これに対し、従来の二重管ストレーナ工法で線路下横断工の止水対策及び地盤強化を行うには、線路下横断部側部の立坑から、水平又は放射状に削孔し薬液注入を行うが、１次注入に用いられる瞬結注入材は地盤に浸透せず、土骨格の構造を壊しながら脈状に注入がなされることとなり、線路直下地盤に応力が作用する。従来の二重管ストレーナ工法では、瞬結注入材を併用することが標準である。瞬結注入材を用いない注入工法を選定する必要がある。
【００９３】
また、２次注入においては、注入材の周辺の間隙水圧の上昇に伴い、地盤は局部せん断破壊を生じ、線路直下地盤に応力が作用する。
さらに注入を継続すると、線路直下地盤に過大な応力が作用し、やがて線路の隆起に至る。線路が隆起すると軌道整備に時間を要するため、列車の運行ダイヤの乱れや運休に繋がり影響が大きい。線路や周辺地盤の隆起を防止するには、地盤の間隙水圧上昇に伴う局部せん断破壊が生じないように注入速度を減じる必要がある。
【００９４】
しかも、線路の隆起が生じた時点で注入を中止する必要があるため、改良率不足となる。改良率不足の場合、線路横断工において切羽の自立性や止水性が確保出来ず線路の沈下や線路直下地盤の陥没が発生する。復旧に時間を要した場合は、列車の運行ダイヤが乱れや運休に繋がり影響が大きい。
また、軌道整備など対策を施して再注入する場合は、工程の遅延、コスト増大、といった課題があった。
【００９５】
（実施形態９）
本実施形態は、図１８に示すように、実施形態３に基づいて線路下横断工の地盤強化に適用した例を示す。
本実施形態では、鉄道車両が走行する通路である軌道８１と路盤８２とで線路８０を構成するものとして説明する。図１９は、本実施形態における注入範囲８５を示す。
路盤８２の前後方向（図中、左右方向）は、土留８３が設けてある。土留８３には、ひずみ計、変位計などの測定器２６が配置され、土留８３間に傾斜計８６が配置されている。
【００９６】
また、軌道８１には、反射プリズムなどの変位計８４が配置されている。
傾斜計８６及び反射プリズムなどの変位計８４によって計測する傾斜角は、例えば、図６において、ローカルエリア接続３１の測定器２６と併設して傾斜計８６及び反射プリズムなどの変位計８４によって計測値をスイッチボックス２８、データロガー２９を経由して観測データ記録ＰＣ２５に送り、ＬＡＮで連なるルータ又はハブ３０からＬＡＮを介して計測データを動態管理装置２４に送り、動態管理装置２４による判断ができるように構成する。
【００９７】
非開削による線路横断工において、切羽の止水性が確保出来ない場合、線路の沈下や線路直下地盤の陥没が懸念されるため、薬液注入工による止水対策が行われるが、従来の方法は、注入圧力により線路に隆起を生じさせることが課題であった。
本実施形態では、本実施形態３に基づくインチング注入工法を用いることにより、注入に伴う線路の隆起を防止しながら、対象地盤全体を確実に改良できる。
【００９８】
これに対し、従来の二重管ストレーナ工法で構造物直下の液状化対策を行うには、構造物の１階又は地下から削孔し、耐圧版直下の液状化層に対して薬液注入を行うが、１次注入に用いられる瞬結注入材は地盤に浸透せず、土骨格の構造を壊しながら脈状に注入がなされることとなり、耐圧版に応力が作用する。従来の二重管ストレーナ工法では、瞬結注入材を併用することが標準である。瞬結注入材を用いない注入工法を選定する必要がある。
【００９９】
また、２次注入においては、注入材の周辺の間隙水圧の上昇に伴い、地盤は局部せん断破壊を生じ、耐圧版に応力が作用する。
さらに注入を継続すると、耐圧版に過大な応力が作用し、やがて耐圧版の隆起や変形に至る。耐圧版が隆起や変形すると構造物の傾斜や床面、壁面、柱などにクラックが生じる。耐圧版の隆起や変形を防止するには、地盤の間隙水圧上昇に伴う局部せん断破壊が生じないように注入速度を減じる必要がある。
【０１００】
しかも、耐圧版の隆起や変形が生じた時点で注入を中止する必要があるため、改良率不足となる。改良率不足の場合、地震時に液状化や地盤沈下が生じるなどし、構造物の供用に大きな影響が出る。
また、構造物の沈下修正を行って再注入する場合は、工程の遅延、コスト増大、といった課題があった。
【符号の説明】
【０１０１】
１  土層実験装置
２  円筒形のモールド（ドラム缶）
３  排水層
４  実験砂
５  ドレーンパイプ
６  蓋
７  コンクリートゲージ
８  変位計（ＣＤＰ型変位計）
９、１２  二重管ロッド
１１  ロータリーボーリングマシン
１３  対象地盤
１４  グラウトモニター
１５  ビット
１６  スイベル
１７、１８  注入ホース
１９  流量・検出器
２０  注入ポンプ
２１  グラウトミキサー
２２  注入管理装置
２３  インバータ盤
２４  動態管理装置
２５  観測データ記録ＰＣ
２６  測定器
２７  シールドセグメント
２８  スイッチボックス
２９  データロガー
３０  ルータ又はハブ
３１、３２  ローカルエリア接続
５０  建築物
５０ａ  柱
５１、６０、７５、８５  注入範囲
５２  耐圧版コンクリート
５３  反射プリズム
５４  ハンドオーガ
６１、７３、８３  土留
６２  土圧計
７０、８０  線路
７１、８１  軌道
７２、８２  路盤
７４、８４  変位計
７６、８６  傾斜計
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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