(57)【要約】【課題】漏れ出した注入剤を含む濁水を現場で処理する。【解決手段】地山５に沿って設けられ、上部に地山５から漏れ出す濁水７が流入する開口１１ｂを有し下部に排水口１１ｃが設けられた容器１１と、容器１１に充填された濾過材１３と、を備える濾過器１０である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に沿って設けられ、上部に地山から漏れ出す濁水が流入する開口を有し下部に排水口が設けられた容器と、
前記容器に充填された濾過材と、を備えることを特徴とする濾過器。
【請求項２】
前記濾過材の上部に、前記開口より前記容器内に流入する濁水を前記濾過材に分散させる分散材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の濾過器。
【請求項３】
前記濾過材の上部に、濁水の衝撃を吸収する緩衝材をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の濾過器。
【請求項４】
前記開口の地山側の縁部には、地山に沿って流れる濁水を開口内に誘導する誘導材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の濾過器と、
地山に挿入されて注入剤を地山に注入する注入ロッドと、
前記濾過器を保持し、前記注入ロッドの地山への挿入部の下方に前記濾過器を配置させるアームと、を備えることを特徴とする薬剤注入機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山に注入した注入剤を含む濁水を濾過する濾過器及び濾過器を備える薬剤注入機に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルにおいて、地山強度不足によるトンネル掘削断面の変形や、湧水に伴う地山崩壊を防ぐために、トンネルの切羽等において地山にセメント系固結剤等の注入剤を注入する薬液注入工法がとられることがある。
【０００３】
地山に薬液を注入するには、薬液を噴射する噴射孔が設けられた注入ロッドを地山に刺し込み、ロッドを介して地山内に注入剤を噴射する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２９００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、注入剤を地山に注入した注入孔から、注入剤が地下水とともに濁水となって漏れ出すことがある。このような場合、処理プラントで濁水を処理することになる。しかし、濁水を処理プラントまで移送する配管が、濁水に含まれるセメント微粒分等の懸濁物質により目詰まりし、交換頻度が高くなるという問題があった。
【０００５】
また、処理プラントにおいては、懸濁物質を沈降分離するシックナーと、沈降したスラリーを貯留する貯泥槽との間の配管内において懸濁物質が固まるという問題や、スラリーの加圧濾過を行うフィルタープレス脱水機の濾布が懸濁物質により目詰まりを起こすという問題があった。このため、配管内の清掃や濾布の交換等のメンテナンスが必要となり、コストが上昇するとともに、メンテナンスのために処理プラントを停止させることで工程が遅延するという問題があった。さらに、強アルカリのセメント微粒子を中和するための薬剤（炭酸ガス、塩酸または硫酸）の量が多くなり、コストが上昇するという問題もあった。
【０００６】
本発明の課題は、漏れ出した注入剤を含む濁水を現場で処理することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、地山に沿って設けられ、上部に地山から漏れ出す濁水が流入する開口を有し下部に排水口が設けられた容器と、前記容器に充填された濾過材と、を備えることを特徴とする濾過器である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の濾過器であって、前記濾過材の上部に、前記開口より前記容器内に流入する濁水を前記濾過材に分散させる分散材をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の濾過器であって、前記濾過材の上部に、濁水の衝撃を吸収する緩衝材をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過器であって、前記開口の地山側の縁部には、地山に沿って流れる濁水を開口内に誘導する誘導材が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の濾過器と、地山に挿入されて注入剤を地山に注入する注入ロッドと、前記濾過器を保持し、前記注入ロッドの地山への挿入部の下方に前記濾過器を配置させるアームと、を備えることを特徴とする薬剤注入機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、漏れ出した注入剤を含む濁水を現場で処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る濾過器１０が適用されるトンネル１の切羽２部を示す模式図である。図１に示すように、トンネル１の切羽２から湧水６が生じており、トンネル１の下部に土嚢４を積んで湧水６を図示しない配管に案内し、図示しない処理プラントまで移送している。
【００１５】
図１において、湧水６が生じているトンネル１の切羽２にセメント系固結剤等の注入剤を地山５に注入する薬剤注入機２０が配置されている。薬剤注入機２０は注入ロッド２１を有しており、切羽２に注入ロッド２１を挿入して注入剤を地山５に注入する。
【００１６】
切羽２の注入ロッド２１が挿入された注入孔３から、注入剤が地下水とともに濁水７となって漏れ出すことがある。本実施の形態では、この漏れ出した濁水７から注入剤を除去する濾過器１０を切羽２に設けている。
【００１７】
図２は濾過器１０を示す斜視図であり、図３は濾過器１０の平面図、図４は図３のIV−IV矢視断面図である。濾過器１０は、図２〜図４に示すように、容器１１と、密着材１２と、濾過材１３と、緩衝材１５と、を備え、注入孔３の下部に配置される。
【００１８】
容器１１は半円筒形の側壁１１ａを有し、上部に開口１１ｂを有するとともに、底部に排水口１１ｃを有する。側壁１１ａの平坦な部分が切羽２に沿って配置され、その上端部が密着材１２により切羽２と密着されている。このため、切羽２に沿って流れる濁水７を容器１１内に流入させることができる。
密着材１２としては、例えばゴム等の弾性材を用いることができる。
【００１９】
容器１１内には、濾過材１３が充填されている。濾過材１３は濁水７中に含まれる固結材を捕捉するものである。濾過材１３としては、例えば砂、伐採根、伐採材、または伐採根や伐採材を炭化処理した炭等を用いることができる。
【００２０】
濾過材１３の上部には、分散材１４が載置されている。分散材１４は、多くの貫通孔１４ａが設けられた板材であり、容器１１内に落ちる濁水７により濾過材１３が掘削されるのを防止するとともに、貫通孔１４ａから濁水を濾過材１３全体に分散させる役割を果たす。これにより濾過の片寄りを防止し濾過材１３による濾過を効率的に行うことができる。
分散材１４としては、例えばアクリル板等を用いることができる。
【００２１】
分散材１４の上部には、緩衝材１５が配置されている。緩衝材１５はスポンジ状であり、切羽２の注入孔３から噴き出した濁水７が容器１１内に落ちたときの衝撃を吸収し、濁水７が濾過材１３に直接当たるのを防ぎ濾過材１３の洗掘や濁水の飛散を抑える役割を果たす。緩衝材１５としては、例えばウレタン製のスポンジ等を用いることができる。
【００２２】
濾過器１０を切羽２に固定するには、例えば図５に示すように、切羽２の注入孔３よりも下部にロックボルトや鉄筋等のアンカー３１を複数本打ち込み、次いで複数のアンカー３１間にＨ鋼等の支持材３２を渡し、支持材３２の上に濾過器１０を載置する方法がある。
【００２３】
また、切羽２の注入孔３よりも上部にロックボルトや鉄筋等のアンカー３１を打ち込み、アンカー３１からワイヤー等の吊下材３３で濾過器１０を吊り下げることで、濾過器１０を切羽２の注入孔３の下部に固定してもよい。
【００２４】
あるいは、図６に示すように、切羽２の注入孔３よりも上部にロックボルトや鉄筋等のアンカー３１を複数本打ち込み、次いで複数のアンカー３１間にＨ鋼等の支持材３２を渡し、支持材３２からワイヤー等の吊下材３３で濾過器１０を吊り下げることで、濾過器１０を切羽２の注入孔３の下部に固定することができる。
【００２５】
次に、濾過器１０による濁水７の濾過について説明する。
まず、切羽２の注入孔３から噴き出す濁水７が容器１１内に落ちる。あるいは、切羽２に沿って流れ落ち、密着材１２により切羽２に密着された容器１１内に流入する。
【００２６】
容器１１内に入った濁水７は、緩衝材１５により衝撃を吸収された後、濾過材１３による濾過を効率的に行うため、分散材１４の貫通孔１４ａを通って濾過材１３全体に分散される。
その後、濁水７は濾過材１３を通過する過程で注入剤が捕捉される。濁水７から注入剤が除去された処理水８は、排水口１１ｃより排出される。
【００２７】
排出された処理水８は、その後、湧水６とともに図示しない配管により案内され、図示しない処理プラントまで移送される。なお、濾過器１０で処理された処理水８中にも僅かに注入剤が含まれていると考えられるが、そのほとんどが除去されているため、濁水７を処理プラントまで移送する配管の目詰まりをなくすことができる。
【００２８】
また、処理プラントにおいても、シックナーや、シックナーと貯泥槽との間の配管内において注入剤が固まることや、フィルタープレス脱水機の濾布の目詰まりを減らすことができるため、メンテナンスコストを低減することができる。さらに、中和剤の量を減らし、コストを低減することができる。
【００２９】
〔変形例〕
図７は本発明の変形例に係る濾過器１１０及び薬剤注入機１２０を示す模式図である。上記実施形態においては、濾過器１０を切羽２に固定したが、本変形例においては、図７に示すように、先端に濾過器１１０を取り付けられたアーム１２２を薬剤注入機１２０に設け、アーム１２２を動かすことで切羽２の濁水７が漏れ出す場所の下部に濾過器１１０を配置させている。
【００３０】
本実施形態においては、濾過器１１０を薬剤注入機１２０のアーム１２２に設けて可動式とすることで、切羽２に固定する作業が不要となり、より早期に濁水７の処理を開始することができる。
【００３１】
すなわち、薬剤注入機１２０を駆動して地山５に注入剤を注入するために、注入ロッド１２１を切羽２に挿入すると、切羽２に注入孔３が形成される。そこで、薬剤注入機１２０のアーム１２２を動作させて濾過器１１０を注入孔３の下部に配置させることで、注入孔３から漏出する濁水７を濾過器１１０で受け止めることができる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
図８は本発明の第２実施形態に係る濾過器２１０を示す斜視図であり、図９は図８のIX−IX矢視断面図である。本実施形態に係る濾過器２１０は、容器２１１と、誘導材２１２と、濾過材２１３と、分散材２１４と、緩衝材２１５と、を備え、トンネル１の切羽２の下部に設置されている。
【００３３】
容器２１１は、トンネル１の左右方向に長尺な矩形状の箱であり、左右方向の幅は切羽２の幅にほぼ等しい。
容器２１１の切羽２と反対側の下部には排水口２１１ｃが設けられている。
【００３４】
誘導材２１２は、釘２１２ａ等により切羽２に取り付けられ、切羽２に沿って流れる濁水７を容器１１内に誘導する。誘導材２１２としては、例えばゴムシート等を用いることができる。
濾過材２１３、分散材２１４、緩衝材２１５については、第１実施形態の濾過材１３、分散材１４、緩衝材１５と同様であるので、説明を割愛する。
【００３５】
本実施形態においても、濾過器２１０で濁水７を濾過することで注入剤を除去することができる。また、濾過器２１０をトンネル１の切羽２の下部に設置するため、濾過器２１０を切羽２に固定する作業が不要となり、より早期に濁水７の処理を開始することができる。さらに、容器２１１の左右方向の幅が切羽２の幅にほぼ等しいため、濁水７の切羽２から流出する位置によらず、濁水７を処理することができる。
【００３６】
なお、以上の実施形態においては、切羽２から濁水が漏れ出した場合に説明したが、本発明はこれに限らず、注入剤を注入した地山から濁水が漏れ出す位置であれば、濾過器を設ける位置は任意である。例えば既設トンネルの覆工に注入孔を設けてトンネル背面に注入剤を注入した場合には、注入孔の下部の覆工に沿ってトンネルの内側に濾過器を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が適用されるトンネル１の切羽２近傍を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る濾過器１０を示す斜視図である。
【図３】濾過器１０の平面図である。
【図４】図３のIV−IV矢視断面図である。
【図５】濾過器１０を切羽２に固定する方法を示す断面図である。
【図６】濾過器１０を切羽２に固定する方法を示す断面図である。
【図７】本発明の変形例に係る濾過器１１０及び薬剤注入機１２０を示す模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る濾過器２１０を示す斜視図である。
【図９】図８のIX−IX矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  トンネル
２  切羽
３  注入孔
４  土嚢
５  地山
６  湧水
７  濁水
８  処理水
１０，１１０，２１０  濾過器
１１，２１１  容器
１１a  側壁
１１ｂ  開口
１１ｃ，２１１ｃ  排水口
１３，２１３  濾過材
１４，２１４  分散材
１５，２１５  緩衝材
２０，１２０  薬剤注入機
２１，１２１  注入ロッド
１２２  アーム
２１２  誘導材
【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】
2008240359.tif 000010
【図９】
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