(57)【要約】      （修正有）【課題】裏込材の注入中に急激な圧力上昇が発生する事態が起きても破損や破断するおそれがなく、安全で良好に裏込め注入作業を行うことができ、更に空洞部へ裏込材を充填した後の事後処理を軽便に行える、覆工コンクリートの裏込材注入器具を提供する。【解決手段】裏込材注入管１１の一端がソケット１３の中空孔の一端へ接続され、ソケット１３の中空孔の他端へはプラグ１４の一端側１４ａをネジ止めした上で裏込材注入管１１とソケット１３を覆工コンクリート１の注入孔４へ挿入して位置決めし、プラグ１４の他端側１４ｃへ裏込材注入ホース１２を接続し、ホースバンド１６で固定して裏込材注入管１１と裏込材注入ホース１２との連結が行われる。用済み後は裏込材注入管１１とソケット１３との接続を引き外して連結を解除できる。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネルの覆工コンクリートの背面と地山との間に生じた空洞部に向かって覆工コンクリートを貫通させて設けた注入孔へ通し前記空洞部へ到達させる裏込材注入管と、同裏込材注入管へ覆工コンクリートの外部から裏込材を送る裏込材注入ホースを連結して前記空洞部へ裏込材を充填する器具で、用済み後は覆工コンクリートの表面側から前記連結を解除できる裏込材注入器具において、
前記裏込材注入管の一端がソケットの中空孔の一端へ接続され、前記ソケットの中空孔の他端へはプラグの一端側をネジ止めした上で、前記裏込材注入管とソケットを覆工コンクリートの注入孔へ挿入して位置決めし、前記プラグの他端側へ裏込材注入ホースを接続し、ホースバンドで固定して裏込材注入管と裏込材注入ホースとの連結が行われ、用済み後は裏込材注入管とソケットとの接続を引き外して連結を解除できる構成を特徴とする、覆工コンクリートの裏込材注入器具。
【請求項２】
裏込材注入ホースを通じて送った裏込材を空洞部へ充填し終えた後には、ホースバンドを解いて裏込材注入ホースをプラグから引き外し、更に同プラグを含むソケットと裏込材注入管との接続を引き外して連結が解除される構成であることを特徴とする、請求項１に記載した覆工コンクリートの裏込材注入器具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、既設トンネルの覆工コンクリートと地山との間に生じた空洞部へ裏込材を注入・充填して、トンネル構造を補強し安定化を図る、所謂トンネル裏込工事に使用する覆工コンクリートの裏込材注入器具の技術分野に属し、更に云えば、裏込材の注入中に急激な圧力上昇が発生する事態が起きても破損や破断するおそれがなく、安全で良好に裏込め注入作業を行うことができ、更に空洞部へ裏込材を充填した後の事後処理を軽便に行える、覆工コンクリートの裏込材注入器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル構造は、トンネル覆工コンクリートの背面と地山との間に空洞部（空隙部）が生じている場合がある。空洞部が生ずると、地山に緩みを生じさせる虞があるほか、局所的に不均等な荷重（偏圧）が作用し、覆工コンクリートにひび割れが発生するなどの原因になる。
そのため従来、前記空洞部へ、例えば発泡ウレタンで成る裏込材を裏込材注入器具を用いて注入し、同空洞部へ裏込材を充填させてトンネル構造を補強し安定化を図るトンネル裏込工事が種々の方法で行われている。
【０００３】
一例として、以下に、下記非特許文献１〜３に開示されたトンネル裏込工事について簡潔に説明する。
先ず、覆工コンクリートの表面をトンネル内部から調査し、開口ひび割れや横断目地等の有無を確認する。調査は、作業員による目視確認の他、例えば赤外線センサー等を使用してより効果的に行うこともできる。前記覆工コンクリートの表面に開口ひび割れや横断目地等を発見した場合には、該当箇所をシール材等を用いて補強する。
次に、空洞部に到着するまで例えば削岩機又は電動ドリルを使用して覆工コンクリートを削孔しφ３０数ｍｍ程度の注入孔を形成する。そして、覆工コンクリートの巻厚および前記空洞部の深さを検出する。
次に、裏込材に発泡ウレタンを用いる場合は、裏込材注入管の口元を覆工コンクリート表面から突き出させた状態で、前記裏込材注入管を注入孔へ挿入し、コーキング処理を施して該裏込材注入管を覆工コンクリートへ固定させる。裏込材の注入作業の際に、前記注入管の口元に裏込材注入ホースの先端部を番線等の締付部材で締め付けて接続する。
次に、裏込材注入ホースから裏込材注入管へ裏込材が送られ、裏込材注入管の先端から注入された裏込材で前記空洞部を充填させてトンネル構造を補強し安定化を図る。空洞部へ裏込材を充填させた後は、前記番線等の締付部材を解いて前記裏込材注入ホースを裏込材注入管から引き外す。
最後に、覆工コンクリートの表面から突き出た裏込材注入管の口元をサンダー等の切断工具でカットして覆工コンクリートの表面を平らにした後、前記注入孔の端部をエポキシ樹脂等でコーキング処理して、裏込材注入工事が終了する。
【０００４】
なお、下記特許文献１に開示された裏込材注入管は、円筒部と同円筒部の下端に設けられたフランジ部とで構成された基部の前記円筒部に裏込材注入管が挿入され、同裏込材注入管と前記円筒部とが覆工コンクリートの注入孔へ挿入される構成である。前記円筒部には、その筒内面に凹部が設けられており、裏込材注入管の外面に設けられた凸部と嵌め合わされて、前記基部と裏込材注入管とがしっかりと連結される。前記基部のフランジ部にはボルト孔が設けられており、覆工コンクリートの表面へフランジ部を当接させ、前記ボルト孔へ通したボルトで前記基部が覆工コンクリートへ固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７８９１号公報
【非特許文献１】「土木研究所資料  道路トンネル変状対策工マニュアル（案）」ＩＳＳＮ  ０３８６−５８７８  土木研究所資料第３８７７号，  独立行政法人土木研究所  基礎道路技術研究グループ（トンネルチーム），  平成１５年２月，  第１１４〜１１８頁
【非特許文献２】「トンネル補修工法に関する手引き（案）」国土交通省  中国地方整備局，  平成１９年３月，  第２１〜２３頁
【非特許文献３】「トンネル補修・改築マニュアル（案）」  ジェオフロンテ研究会  新技術相互利用分科会  トンネルの改築・補修ＷＧ，  ２００８年３月１４日，  第１９４〜１９９頁
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記非特許文献１に開示された裏込注入器具は、裏込材注入管と裏込材注入ホースとを単に番線等の締付部材で連結しただけの構成なので、圧力注入を実施している作業中に裏込材の注入中に急激な圧力上昇が発生すると、裏込材の注入途中で裏込材注入ホースが裏込材注入管から抜け外れ、裏込材が漏出し散乱する問題があった。
前記裏込材は、発泡が完全に終了していない状態のため、これが通行中の車両等へ飛散（落下）すると、付着力が極めて強く、取り除くことが至難のため弁済処理が大きな問題となる。また、比重が軽い（０．０３ｇ／ｃｍ３未満）ため、運転席の前方に飛散したときは、交通事故の発生が危惧される。勿論、注入作業が遅延するほか、裏込材の材料コストがその分無駄になり、不経済であった。
また、空洞部へコンクリートの充填が完了した後は、裏込材注入ホースを裏込材注入管から取り外すことになるが、裏込材注入管の口元が覆工コンクリートの表面から突き出る構成であるため、前記露出した裏込材注入管の口元をサンダー等の切断工具でカットする作業を必要とする。よって、作業工数が多くなって作業者の負担が増えるし、工期が長引き工費も嵩む問題がある。加えて、裏込材注入管の口元をカットする際に、裏込材及び裏込材注入管の粉が飛散するため、作業環境が悪化するという問題もある。
更に、裏込材注入ホースが耐熱性を有していない場合には、ウレタンが発泡するときに発生する発熱によって裏込材注入ホースが破損し、同裏込材注入ホースの内部からウレタンが漏出する危惧もある。
【０００７】
上記特許文献１は、基部の筒部へ裏込材注入管をしっかりと固定できる構成で、その固定作業が容易で速やかに行える発明であるが、裏込材注入管と裏込材注入ホースとを一連に強固に連結する構成についての発明ではない。
【０００８】
本考案の目的は、裏込材注入管と裏込材注入ホースとを一連に強固に連結でき、裏込材の注入中に急激な圧力上昇が発生する事態が起きても、前記の連結が抜け外れる懸念がなく安全性と安定性を発揮して、安全で良好な注入作業を行える覆工コンクリートの裏込材注入器具を提供することである。
【０００９】
本考案の次の目的は、空洞部へ裏込材を充填させた後、裏込材注入ホースと裏込材注入管との連結を解除した際には、覆工コンクリートの表面から突き出る何物もなく、むしろ注入孔の入り口が凹部として形成されるので、同凹部を利用して速やかに注入孔のコーキング処理を行うことができ、後処理の作業工数を減らして工期の大幅な短縮を図ることができ、経費削減に大きく寄与することができる覆工コンクリートの裏込材注入器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した考案に係る覆工コンクリートの裏込材注入器具は、
既設トンネルの覆工コンクリート１の背面と地山２との間に生じた空洞部３に向かって覆工コンクリート１を貫通させて設けた注入孔４へ通し前記空洞部３へ到達させる裏込材注入管１１と、同裏込材注入管１１へ覆工コンクリート１の外部から裏込材５を送る裏込材注入ホース１２を連結して前記空洞部３へ裏込材５を充填する器具で、用済み後は覆工コンクリート１の表面側から前記連結を解除できる裏込材注入器具において、
前記裏込材注入管１１の一端がソケット１３の中空孔１３ａの一端へ接続され、前記ソケット１３の中空孔１３ａの他端へはプラグ１４の一端側１４ａをネジ止めした上で前記裏込材注入管１１とソケット１３を覆工コンクリート１の注入孔４へ挿入して位置決めし、前記プラグ１４の他端側１４ｃへ裏込材注入ホース１２を接続し、ホースバンド１６で固定して裏込材注入管１１と裏込材注入ホース１２との連結が行われ、用済み後は裏込材注入管１１とソケット１３との接続を引き外して連結を解除できる構成を特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した考案は、請求項１に記載した覆工コンクリートの裏込材注入器具において、
裏込材注入ホース１２を通じて送った裏込材５を空洞部３へ充填し終えた後には、ホースバンド１６を解いて裏込材注入ホース１２をプラグ１４から引き外し、更に同プラグ１４を含むソケット１３と裏込材注入管１１との接続を引き外して連結が解除される構成であることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案に係る覆工コンクリートの裏込材注入器具は、裏込材注入管１１の一端をソケット１３の中空孔１３ａの一端へ接続し、同ソケット１３の中空孔１３ａの他端へはプラグ１４の一端側１４ａがネジ止めされ、同プラグ１４の他端側１４ｃへ裏込材注入ホース１２を接続し、ホースバンド１６で固定した構成で使用するので、裏込材注入管１１と裏込材注入ホース１２とはしっかりと強固に連結できる。よって、裏込材５の注入中に急激な圧力上昇が発生しても、裏込材注入管１１と裏込材注入ホース１２との連結が抜け外れる事態が起こる虞はなく、作業者は終始安全で良好に裏込材５の注入作業を行うことができる。
【００１３】
また、覆工コンクリート１の空洞部３へ裏込材５を注入し終えて用済みとなった後は、ホースバンド１６のボルト１６ａを緩めて、プラグ１４と裏込材注入ホース１２の締結を解除する。そして、裏込材注入ホース１２をプラグ１４の筒部１４ｃから抜き外す。その後、覆工コンクリート１の表面へ突き出た状態のソケット１３及びプラグ１４とはネジ結合を緩めてプラグ１４を抜き外し回収するか、又は両者を一体のままペンチ等で引き抜くか、或いは金槌等で衝撃を与えることで、裏込材注入管１１を注入孔４内へ残して、ソケット１３及びプラグ１４を取り外す（回収する）。その結果、ソケット１３が抜け外れた跡に注入孔４の口部が凹部として現れる。そこで、前記凹部へコーキング処理１７を行うだけで、後処理の作業工数を減らすことができる。よって、工期の大幅な短縮を図ることができ、経費削減に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案に係る裏込材注入器具の設置及び使用例を示した立面図である。
【図２】図１に示したＡ部の拡大断面図である。
【図３】本考案に係る裏込材注入器具の各構成要素を分解して示した斜視図である。
【図４】裏込材の注入終了後にソケット、プラグ及び裏込材注入ホースを取り外した分解状態を示した立面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
本考案に係る覆工コンクリート１の裏込材注入器具１０は、裏込材注入管１１の一端をソケット１３の中空孔１３ａの一端へ接続し、ソケット１３の中空孔１３ａの他端へはプラグ１４の一端側１４ａをネジ止めした上で裏込材注入管１１とソケット１３を覆工コンクリート１の注入孔４へ挿入して位置決めする。プラグ１４の他端側１４ｃへ裏込材注入ホース１２を接続し、ホースバンド１６で固定して裏込材注入管１１と裏込材注入ホース１２との連結を行う。裏込材注入ホース１２を通じて送った裏込材５を空洞部３へ充填し終えた後には、ホースバンド１６を解いて裏込材注入ホース１２をプラグ１４から引き外し、更に同プラグ１４を含むソケット１３と裏込材注入管１１との接続を引き外して連結を解除する。
【００１６】
以下に、本考案に係る覆工コンクリートの裏込材注入器具を、図１〜４に示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本考案に係る裏込材注入器具１０の使用状態を示している。既設トンネルの覆工コンクリート１の背面と地山２との間に生じた空洞部３に向かって、覆工コンクリート１を貫通させた注入孔４を設け、同注入孔４へ通して前記空洞部３へ到達させた裏込材注入管１１と、同裏込材注入管１１へ外部から発泡ウレタンで成る裏込材５を送る裏込材注入ホース（撹拌ホース）１２とを一連に抜け外れる懸念のない構造に連結して使用することができる。
【００１７】
この裏込材注入器具１０は、図２に主要部の断面図を示し、そして、図３に各構成要素の分解斜視図を示したように、上記裏込材注入管１１において覆工コンクリート１の表面側に向かう端部は、中空孔１３ａを貫通させたソケット１３の小径筒部１３ｂの内周面へ深く密接に差し込んで接続される。前記ソケット１３の小径筒部１３ｂにおける中空孔１３ａの内径は、前記裏込材注入管１１の外径とほぼ同径であるが、裏込材注入管１１を差し込む側の端部から内方に向かって中間部位までが若干小径となるテーパ状に形成されている。したがって、裏込材注入管１１はソケット１３の小径筒部１３ｂの中空孔１３ａ内へきっちり嵌まり、抜け外れない状態にしっかり接続できる。
なお、裏込材注入管１１の内周面又はソケット１３の内面に接着剤であるエポキシ樹脂等を予め塗布しておいて、裏込材注入管１１をソケット１３の中空孔１３ａ内へ差し込み接着させることによりしっかりと固定させることもできる。
【００１８】
前記裏込材注入管１１は、例えば耐熱性硬質ポリ塩化ビニル管であり、外径φ２６ｍｍ、肉厚３．０ｍｍ程度である。前記裏込材注入管１１は、覆工コンクリート１に貫通させた注入孔４へ挿入した上端を、空洞部３を形成する地山２の内壁よりも５０ｍｍ程度内方へ離して位置決めすることが注入作業上好ましい。よって、裏込材注入管１１の有効長さは、覆工コンクリート１の巻厚および空洞部３の深さを考慮した長さで使用する。
前記ソケット１３は、例えば公知の水栓ソケット等として使用されるものを利用でき、裏込材注入管１１を差し込む側の端部から中間部位までが小径筒部１３ｂ（例えばφ３３ｍｍ程度）とされ、前記中間部位から他端部までの約半分が大径筒部１３ｃ（例えばφ３６ｍｍ程度）に構成されている。前記大径筒部１３ｃの外径は、覆工コンクリート１に形成した注入孔４の孔径に近似した大きさに形成されている。大径筒部１３ｃの外周面には、図示例の場合、軸方向に４本のリブ１３ｄが形成されており、大径筒部１３ｃを注入孔４へ挿入した際には、このリブ１３ｄが孔内面に食い込んで摩擦力（固定力）を得る構成とされている。
前記裏込材注入管１１の一端部をソケット１３の中空孔１３ａへ差し込んで接続した後に、同裏込材注入管１１をほぼ垂直上向きに起立させた状態で、前記覆工コンクリート１の注入孔４へ通す。そして、前記ソケット１３の大径筒部１３ｃのリブ１３ｄ…が覆工コンクリート１の孔内面に食い込んで十分大きい摩擦力を得るまで、同大径筒部１３ｃを注入孔４の口部へきっちり嵌め込んで同ソケット１３を固定し、前記裏込材注入管１１を注入孔４へ設置する。
したがって、このとき前記ソケット１３の大径筒部１３ｃは、注入孔４からトンネル内部へ向かって突き出している。
なお、上記ソケット１３の小径筒部１３ｂよりも注入孔４の内方側部位には、裏込材注入管１１の外周面と注入孔４の内周面との隙間を埋めるウエス１５を巻き付けて設けており、空洞部３へ充填した裏込材５が固化する前に、注入孔４を逆流してトンネル内部に向かって漏れ出ない構成とされている。
【００１９】
上記ソケット１３の大径筒部１３ｃの長さ範囲に相当する中空孔１３ａの内周面には、雌ネジが切られている。ソケット１３の前記雌ネジへは、中空構造のプラグ１４の一端部に形成された雄ネジ１４ａをネジ込み固定される。
なお、前記プラグ１４において前記雄ねじ１４ａの終端部には、その外周面の外方へ突き出る六角形状の締結部１４ｂが形成されており、該締結部１４ｂをレンチ等で回すことで、プラグ１４の雄ネジ１４ａをソケット１３の雌ネジへしっかりと締め付けることができ、ネジ止め状態を固定できる。
前記ソケット１３の大径筒部１３ｃの中空部内へ一端部１４ａをネジ止めして固定されたプラグ１４の他端の筒部１４ｃは、ソケット１３の位置から約半分の長さが外方へ突き出し、覆工コンクリート１の表面へ大きく突き出す。
【００２０】
そこで、前記覆工コンクリート１の表面から突き出たプラグ１４の筒部１４ｃへテトロンブレードホースで成る裏込材注入ホース１２の中空部を差し込み接続する。そして、該裏込材注入ホース１２は、その外周へ嵌めたホースバンド１６をボルト１６ａで締め付けてプラグ１４と強固に固定される。
上記のようにして連結を行った前記裏込材注入ホース１２は、図示省略の裏込材注入ユニット（注入ポンプを含む）と接続して、同裏込材注入ユニットから圧送される裏込材５を裏込材注入ホース１２を通じて裏込材注入管１１へ送られ、覆工コンクリート１と地山２との間に生じた空洞部３へ裏込材５を注入し充填してトンネル構造を補強し安定化を図るトンネル裏込工事が実施される。
前記裏込材注入ホース１２は、例えば網状のビニロン繊維（φ＝０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度）を巻装させて耐熱性及び耐圧性を有する構成とされている。よって、例えばウレタンが発泡するときに発生する発熱によっても裏込材注入ホース１２が破損することは決してなく、同裏込材注入ホース１２の内部からウレタンが漏出する事故の懸念はない。
【００２１】
上記構成の裏込材注入器具１０は、裏込材注入管１１と裏込材注入ホース１２とがソケット１３及びプラグ１４を仲介として一連に強固に連結できるから、裏込材５の注入中に急激な圧力上昇が発生しても、裏込材注入管１１と裏込材注入ホース１２との連結が抜け外れる事故の虞は決してなく、作業者は終始安全で安定した裏込材５の注入作業を行うことができる。
【００２２】
また、覆工コンクリート１の空洞部３へ裏込材５を注入し終えた後の後始末としては、先ず裏込材注入ホース１２を裏込材注入ユニットから取り外す。それにはホースバンド１６のボルト１６ａを緩めて、プラグ１４と裏込材注入ホース１２の締結を解除する。そして、裏込材注入ホース１２をプラグ１４の筒部１４ｃから抜き外す。その後、覆工コンクリート１の表面へ突き出た状態のソケット１３及びプラグ１４とはネジ結合を緩めてプラグ１４を抜き外し回収するか、又は両者を一体のままペンチ等で引き抜くか、或いは金槌等で衝撃を与えることで、裏込材注入管１１を注入孔４内へ残して、ソケット１３及びプラグ１４を取り外す（回収する）。その結果、ソケット１３が抜け外れた跡に注入孔４の口部が凹部として現れる。そこで、前記凹部へコーキング処理１７を行うだけで、後処理の作業工数を減らすことができる。よって、工期の大幅な短縮を図ることができ、経費削減に大きく寄与することができる。
【００２３】
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本考案は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【符号の説明】
【００２４】
１      覆工コンクリート
２      地山
３      空洞部
４      注入孔
５      裏込材
１０      裏込材注入器具
１１      裏込材注入管
１２      裏込材注入ホース
１３      ソケット
１４      プラグ
１６      ホースバンド
【図１】
0003172816.tif 000003
【図２】
0003172816.tif 000004
【図３】
0003172816.tif 000005
【図４】
0003172816.tif 000006