(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下構造物を構成する構造部材とその周辺の地山との間の空隙に、前記地下構造物内からグラウト材を注入するために、前記構造部材に設けられる注入管であって、
前記構造部材の地山側部分に位置して開口する一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第１の管部と、
前記第１の管部の他端部に連結される一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第２の管部と、
を備え、
前記第１の管部内には、前記第１の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第１の逆止弁が設けられ、
前記第２の管部内には、前記第２の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第２の逆止弁が設けられ、
前記第２の管部は、その内径が、前記第１の逆止弁の外径よりも大きく、
前記第１の逆止弁は、前記第２の管部の他端部側の開口から前記第２の管部内に挿入されて前記第２の管部内を経て前記第１の管部内に設けられる、グラウト材注入用の注入管。
【請求項２】
前記第１の管部の他端部側の内周面には、前記第１の逆止弁が螺合するための雌ねじ部が形成されている、請求項１に記載のグラウト材注入用の注入管。
【請求項３】
地下構造物を構成する構造部材とその周辺の地山との間の空隙に、前記地下構造物内からグラウト材を注入するために、前記構造部材に設けられる注入管であって、
前記構造部材の地山側部分に位置して開口する一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第１の管部と、
前記第１の管部の他端部に連結される一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第２の管部と、
を備え、
前記第１の管部内には、前記第１の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第１の逆止弁が設けられ、
前記第２の管部内には、前記第２の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第２の逆止弁が設けられ、
前記第１の管部の他端部側の内周面には、前記第１の逆止弁が螺合するための雌ねじ部が形成されており、
前記第１の逆止弁が前記第２の管部の他端部側の開口から前記第２の管部内に挿入されて前記第２の管部内を経て前記第１の管部内に設置可能なように、前記第２の管部の内径が前記第１の逆止弁の外径よりも大きい、グラウト材注入用の注入管。
【請求項４】
前記第１の管部の一端部の開口を塞ぐ閉口部を更に備え、
この閉口部は、前記第１の管部内に前記第１の逆止弁が装着されるに先立って、かつ、前記第２の管部内に前記第２の逆止弁が装着されるに先立って、取り除かれる、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のグラウト材注入用の注入管。
【請求項５】
前記地下構造物はシールドトンネルの覆工体であり、前記構造部材はセグメントである、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のグラウト材注入用の注入管を備えて、シールドトンネルの覆工体を構成する、セグメント。
【請求項６】
地下構造物を構成する構造部材とその周辺の地山との間の空隙に、前記地下構造物内からグラウト材を注入するために、前記構造部材に設けられる注入管であって、前記構造部材の地山側部分に位置して開口する一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第１の管部と、前記第１の管部の他端部に連結される一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第２の管部と、を備え、前記第１の管部内には、前記第１の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第１の逆止弁が設けられ、前記第２の管部内には、前記第２の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第２の逆止弁が設けられ、前記第２の管部は、その内径が、前記第１の逆止弁の外径よりも大きい、前記注入管に前記第１の逆止弁及び前記第２の逆止弁が着脱可能に設けられた状態で前記地下構造物内からのグラウト材の注入を行った後に、再び、前記地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する方法であって、
前記第２の逆止弁を前記第２の管部から離脱して前記第２の管部の他端部側の開口から前記地下構造物内に取り出す第１の工程と、
前記第１の逆止弁を前記第１の管部から離脱して前記第２の管部の他端部側の開口から前記地下構造物内に取り出す第２の工程と、
前記第１の逆止弁を前記地下構造物内から前記第２の管部の他端部側の開口に挿入して前記第１の管部内に装着する第３の工程と、
前記第２の逆止弁を前記地下構造物内から前記第２の管部の他端部側の開口に挿入して前記第２の管部内に装着する第４の工程と、
前記第２の管部の他端部側の開口から前記第２の管部内及び第１の管部内にグラウト材を供給することにより、前記地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する第５の工程と、
を含む、グラウト材の再注入方法。
【請求項７】
前記第３の工程に先立って、前記第１の管部内及び／又は前記第２の管部内に残っているグラウト材を除去する第６の工程を更に含む、請求項６に記載のグラウト材の再注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルの覆工体などの地下構造物を構成するセグメントなどの構造部材に設けられるグラウト材注入用の注入管と、この注入管を備えるセグメントと、この注入管を用いるグラウト材の再注入方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道、共同溝、道路、鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、シールド工法により形成される。
シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、シールド掘進機の後部で次々にセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を構築する。この工法では、シールド掘進機は、その後方の既設セグメントリングを推進ジャッキで後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。
【０００３】
また、シールドトンネル工事では、シールド掘進機による掘削地盤と既設セグメントリング（覆工体）との間の空隙にグラウト材（換言すれば裏込め材）を注入する。このグラウト材をシールドトンネル内から注入する場合には、例えば、セグメントの内面側から外面側（地山側）に貫通するようにセグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管が用いられる。この注入管内には、前記空隙に注入したグラウト材などがシールドトンネル内に逆流しないように、逆止弁が１段設置されることが多い（特許文献１の図２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−００４３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シールドトンネルの深度が深くなると既設セグメントリング（覆工体）に作用する地下水圧が高くなるので、前記逆止弁に作用する水圧も高くなる。このため、前述のような１段の逆止弁では、地下水などのシールドトンネル内への流入を防ぐことが難しい場合があった。
本発明は、このような実状に鑑み、地下水などが前述の注入管を介して地下構造物（例えばシールドトンネルの覆工体）の内部に流入することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため本発明の第１態様及び第２態様では、グラウト材注入用の注入管は、地下構造物を構成する構造部材とその周辺の地山との間の空隙に、地下構造物内からグラウト材を注入するために、構造部材に設けられるものである。この注入管は、構造部材の地山側部分に位置して開口する一端部から地下構造物の内方に向かって延びる第１の管部と、第１の管部の他端部に連結される一端部から地下構造物の内方に向かって延びる第２の管部と、を備える。第１の管部内には、第１の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第１の逆止弁が設けられる。第２の管部内には、第２の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第２の逆止弁が設けられる。
前述の第１態様では、第２の管部は、その内径が、第１の逆止弁の外径よりも大きい。前述の第１態様では、第１の逆止弁は、第２の管部の他端部側の開口から第２の管部内に挿入されて第２の管部内を経て第１の管部内に設けられる。
前述の第２態様において、第１の管部の他端部側の内周面には、第１の逆止弁が螺合するための雌ねじ部が形成されている。前述の第２態様では、第１の逆止弁が第２の管部の他端部側の開口から第２の管部内に挿入されて第２の管部内を経て第１の管部内に設置可能なように、第２の管部の内径が第１の逆止弁の外径よりも大きい。
【０００７】
本発明の第３態様では、セグメントは、前記地下構造物がシールドトンネルの覆工体であり、かつ、前記構造部材がセグメントである、前述の第１態様又は第２態様におけるグラウト材注入用の注入管を備えて、シールドトンネルの覆工体を構成するものである。
【０００８】
本発明の第４態様では、グラウト材注入用の注入管は、地下構造物を構成する構造部材とその周辺の地山との間の空隙に、地下構造物内からグラウト材を注入するために、構造部材に設けられるものである。この注入管は、構造部材の地山側部分に位置して開口する一端部から地下構造物の内方に向かって延びる第１の管部と、第１の管部の他端部に連結される一端部から地下構造物の内方に向かって延びる第２の管部と、を備える。第１の管部内には、第１の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第１の逆止弁が設けられる。第２の管部内には、第２の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第２の逆止弁が設けられる。第２の管部は、その内径が、第１の逆止弁の外径よりも大きい。前述の第４態様では、グラウト材の再注入方法は、前述のグラウト材注入用の注入管に第１の逆止弁及び第２の逆止弁が着脱可能に設けられた状態で地下構造物内からのグラウト材の注入を行った後に、再び、地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する方法である。この方法は、第２の逆止弁を第２の管部から離脱して第２の管部の他端部側の開口から地下構造物内に取り出す第１の工程と、第１の逆止弁を第１の管部から離脱して第２の管部の他端部側の開口から地下構造物内に取り出す第２の工程と、第１の逆止弁を地下構造物内から第２の管部の他端部側の開口に挿入して第１の管部内に装着する第３の工程と、第２の逆止弁を地下構造物内から第２の管部の他端部側の開口に挿入して第１の管部内に装着する第４の工程と、第２の管部の他端部側の開口から第２の管部内及び第１の管部内にグラウト材を供給することにより、地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する第５の工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、グラウト材注入用の注入管内に、第１の逆止弁と第２の逆止弁とが設けられる。すなわち、グラウト材注入用の注入管内には逆止弁が２段設置される。これにより、地下構造物に作用する地下水圧が高い場合であっても、地下水などが前述の注入管を介して地下構造物の内部に流入することを２段の逆止弁（第１の逆止弁及び第２の逆止弁）によって抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態におけるセグメントの概略構成を示す斜視図及び平面図
【図２】前記第１実施形態におけるセグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図
【図３】図２の部分Ｐの部分拡大図
【図４】本発明の第２実施形態におけるＲＣセグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図
【図５】本発明の第３実施形態における鋼製セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図
【図６】本発明の第４実施形態における合成セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図
【図７】本発明の第５実施形態におけるＲＣセグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図
【図８】前記第５実施形態におけるＲＣセグメントにグラウト材注入用の注入孔が穿孔された状態を示す断面図
【図９】本発明の第６実施形態における鋼製セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図
【図１０】本発明の第７実施形態における合成セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態におけるセグメントの概略構成を示す斜視図である。図１（Ｂ）は、本実施形態におけるセグメントの概略構成を示す平面図であり、セグメントを地山側から見た図である。図２は、本実施形態におけるセグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図であり、図１（Ｂ）のＩ−Ｉ断面図である。図３は、図２の部分Ｐの部分拡大図である。
【００１３】
シールド工法では、シールド掘進機（図示せず）の掘進に伴って、円弧状のセグメント（図示せず）をトンネル周方向及びトンネル軸方向に相互に連結することにより、シールドトンネルの筒状の覆工体を形成する。この覆工体を構成するセグメントは、主にコンクリートからなるＲＣセグメント、主に鋼材からなる鋼製セグメント、主にコンクリートと鋼材とからなる合成セグメントであり得る。
【００１４】
本実施形態ではこれらセグメントに設けられ得るグラウト材注入用の注入管について説明する。
また、以下の説明では、円弧状のセグメントのうち、シールドトンネルの覆工体の内面（内壁面）を構成する表面を「内面」と称する一方、シールドトンネルの覆工体の外面（地山側表面）に対応する表面を「外面」と称する。
【００１５】
図１〜図３に示すように、セグメント１には、その内面から外面に貫通するように、グラウト材注入用の注入管１０が設けられており、この注入管１０によってグラウト材注入用の注入孔が形成されている。ここで、注入管１０は、シールドトンネルの覆工体（地下構造物の一例）を構成するセグメント１（構造部材の一例）とその周辺の地山との間の空隙に、覆工体の内部からグラウト材を注入するために、セグメント１に設けられるものである。尚、本実施形態では、グラウト材として、例えばセメント系のグラウト材が用いられる。
【００１６】
注入管１０は金属製又は樹脂製であり、断面形状が円形状である第１の管部１１と、断面形状が円形状である第２の管部１２とを備える。
第１の管部１１は、その一端部１１ａがセグメント１の外面側部分（地山側部分）に位置して開口している。換言すれば、第１の管部１１の一端部１１ａはセグメント１の外周面の地山側部分に位置する開口となっている。第１の管部１１は、その一端部１１ａからセグメント１の内面側（覆工体の内方）に向かって延びており、他端部１１ｂが、第２の管部１２の一端部１２ａに接続されている。ここで、第１の管部１１の他端部１１ｂと第２の管部１２の一端部１２ａとの接続部分では水密性が確保されるように溶接、又は溶着や接着剤による接合が行われて相互に固定される。
【００１７】
第２の管部１２は、その一端部１２ａからセグメント１の内面側（覆工体の内方）に向かって延びており、他端部１２ｂが開口している。
本実施形態では、第２の管部１２の一端部１２ａに、その内径を拡径した段差部が形成されており、この段差部に第１の管部１１の他端部１１ｂが挿入されて係合している。すなわち、第２の管部１２の一端部１２ａは、第１の管部１１の他端部１１ｂを内部に収容して相互に係合するソケット部として機能し得る。このソケット部を有する接合構造によって、第１の管部１１と第２の管部１２との接合をより強固なものとすることができる。
【００１８】
第１の管部１１の他端部１１ｂ側の内周面には雌ねじ部１４が形成されている。この雌ねじ部１４には、後述する第１の逆止弁３０の円筒状の弁本体３１の外周面に形成された雄ねじ部４１が螺合する。第１の管部１１の内周面のうち雌ねじ部１４が形成されていない部分は平滑面１４ａとなっている。
第２の管部１２の他端部１２ｂから中央部にかけての内周面には雌ねじ部１５が形成されている。この雌ねじ部１５には、後述する第２の逆止弁５０の円筒状の弁本体５１の外周面に形成された雄ねじ部６１が螺合する。第２の管部１２の内周面のうち雌ねじ部１５が形成されていない部分は平滑面１６となっている。
【００１９】
ここで、第２の管部１２の内径は、第１の逆止弁３０（弁本体３１）の外径よりも大きい。それゆえ、第１の逆止弁３０を第１の管部１１の他端部１１ｂに着脱可能に固定するときには、第１の逆止弁３０を第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から第２の管部１２内に挿入して第２の管部１２内を通過させて第１の管部１１の他端部１１ｂまでスムーズに移動させることができる。
【００２０】
第１の管部１１の外周面と第２の管部１２の外周面とには、それぞれ、水膨張性を有するＯリング（シール部材）１７、１８が設けられている。Ｏリング１７、１８は可撓性を有し、例えばゴム製である。それゆえ、例えばセグメント１がコンクリートを含んで構成される場合には、そのコンクリートと注入管１０の外周面との間にわずかな空隙が形成されても、この空隙を介して、地下水などが覆工体の内部に流入することを抑制することができる。尚、本実施形態では、セグメント１における注入管１０の位置決めのために、図１に示すような補強筋１９がセグメント１に設けられ得る。
【００２１】
第１の逆止弁３０は、円筒形の弁本体３１と、一対の半円形の弁体３２とを備える。弁体３２は、弾性変形可能なヒンジ部３２ａを介して、弁本体３１の中央部の隔壁３１ａに取り付けられている。弁本体３１の内周面には半円環状の弁座３１ｂが設けられており、この弁座３１ｂに弁体３２が押し付けられることで弁座開口３３が閉じられる。
弁本体３１の外周面には、第１の管部１１の他端部１１ｂの内周面の雌ねじ部１４に螺合する雄ねじ部４１が形成されている。これにより、第１の逆止弁３０を第１の管部１１内に着脱可能に設けることができる。
【００２２】
第１の逆止弁３０については、通常時は、弁体３２の平板形状により弁体３２が弁座３１ｂに押し付けられており、そのため弁座開口３３が閉じている（図３にて実線によって示されている弁体３２を参照）。一方、グラウト材注入時は、グラウト材の注入圧によりヒンジ部３２ａが弾性変形して弁体３２が地山側に傾動して弁座開口３３が開く（図３にて一点鎖線によって示されている弁体３２を参照）。グラウト材の注入後は、ヒンジ部３２ａの復元力により弁体３２が弁座３１ｂに接触して弁座開口３３が閉じられて、グラウト材の逆流が抑制される。このようにして、第１の逆止弁３０は、第１の管部１１内において、第１の管部１１の一端部１１ａ側から他端部１１ｂ側への流体の流通を抑制する。
【００２３】
第２の逆止弁５０は、円筒状の弁本体５１と、弁体５２とを、コイルばね５３とを備える。
弁本体５１には、その一端部（地山側端部）に、円環状の弁座５１ａが形成されている。弁座５１ａの中央には弁座開口５１ｂが形成されている。
弁本体５１の外周面のうち、一端部側（地山側）の部分は平滑面６２となっており、残りの部分には前述の雄ねじ部６１が形成されている。これにより、第２の逆止弁５０を第２の管部１２内に着脱可能に設けることができる。弁本体５１の外周面のうちの平滑面６２の部分には、弁本体５１の周方向に延びる環状の溝部６２ａが形成されており、この溝部６２ａ内にシール部材としてのＯリング５４が設けられている。環状部材であるＯリング５４は可撓性を有し、例えばゴム製である。このＯリング５４は水膨張性を有してもよい。ここで、第２の管部１２の内周面の平滑面１６と、弁本体５１の外周面における平滑面６２とが対向する。一方、第２の管部１２の雌ねじ部１５と弁本体５１の雄ねじ部６１とが螺合する。平滑面１６、６２が対向し、かつ、雌ねじ部１５と雄ねじ部６１とが螺合して、平滑面に配置されたＯリング５４によって、第２の逆止弁５０の外周面（特に平滑面６２）と第２の管部１２の内周面（特に平滑面１６）との間がシールされ得るので、高い止水性が安定的に確保される。また、Ｏリング５４の溝部６２ａが弁本体５１側（第２の逆止弁５０側）に形成されているので、後述する、第２の逆止弁５０の取り外し時にＯリング５４の交換が可能となる。
【００２４】
弁本体５１の中央部には、一端部（地山側端部）に蓋部５５ａを有する円筒状のばね収容部５５が配置されている。ばね収容部５５は、そこから弁本体５１の径方向に放射状に延びる複数の矩形板状の取り付け部５６を介して弁本体５１の内周面に連結されている。ばね収容部５５内には圧縮されたコイルばね５３が挿入されており、その一端部（地山側端部）が蓋部５５ａに係止されている。ばね収容部５５の蓋部５５ａには貫通孔５５ｂが形成されている。
【００２５】
皿ねじ５７は第２の逆止弁５０の弁棒として機能するものであり、その雄ねじ部がコイルばね５３を貫通するようにコイルばね５３に挿入されている。コイルばね５３の他端部は、皿ねじ５７の頭部に係止されている。
皿ねじ５７の雄ねじ部については、その基端側から先端側に向かって順に、コイルばね５３、貫通孔５５ｂ、弁座開口５１ｂ、及び、弁体５２の中央部を貫通して、先端部にナット５８が螺合されている。
【００２６】
弁体５２は弁座開口５１ｂを地山側から塞ぐことが可能な大きさの円盤状である。弁体５２は可撓性を有し、例えばゴム製である。弁体５２は、ばね収容部５５内で圧縮されているコイルばね５３の復元力により、皿ねじ５７及びナット５８を介して、弁座開口５１ｂを塞ぐ方向に付勢されている。
【００２７】
第２の逆止弁５０については、通常時は、コイルばね５３の復元力により弁体５２が弁座５１ａに押し付けられており、そのため弁座開口５１ｂが閉じている（図３にて実線によって示されている弁体５２を参照）。一方、グラウト材注入時は、グラウト材の注入圧により弁体５２が前述の付勢力に抗して地山側に移動して弁座開口５１ｂが開く（図３にて一点鎖線によって示されている弁体５２を参照）。グラウト材の注入後は、弁体５２が前述の付勢力により弁座５１ａに接触して弁座開口５１ｂが閉じられて、グラウト材の逆流が抑制される。このようにして、第２の逆止弁５０は、第２の管部１２内において、第２の管部１２の一端部１２ａ側から他端部１２ｂ側への流体の流通を抑制する。
【００２８】
ここで、第２の逆止弁５０は、Ｏリング５４と弁体５２とを有する。それゆえ、第２の逆止弁５０は、第１の逆止弁３０よりも、地下水やグラウト材などの流体の逆流を抑制する能力が高い。第１の逆止弁３０としては、例えばバタフライ式逆止弁や、ウェハ式逆止弁等の小型の構造の低圧に対応可能な逆止弁を採用することが好ましく、また、第２の逆止弁５０としてはディスク式逆止弁等の大型の構造の高圧に対応可能な逆止弁を採用することが好ましい。一般的に高圧に対応可能な逆止弁は、複雑な構造となりより大きな外径となるが、第２の管部１２の内径が第１の管部１１の内径よりも大きいので、第２の逆止弁５０が第１の逆止弁３０に対してより高い圧力に対応可能な逆止弁を採用する場合に好適である。
【００２９】
第２の管部１２の他端部１２ｂの開口には、例えば樹脂製のプラグ６０が螺合され得る。すなわち、第２の管部１２の他端部１２ｂの開口にはプラグ６０が着脱可能に設けられ、これにより、第２の管部１２の他端部１２ｂの開口が閉じられる。
【００３０】
本実施形態では、工場にて、注入管１０が設けられたセグメント１を製造する。このセグメント１を施工現場に搬送し、施工現場にて、注入管１０内に第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０を設置する。施工現場では、これら逆止弁が設置されたセグメント１を組み立てて覆工体を構築し、この覆工体（セグメント１）とその周辺の地山との間の空隙に、覆工体の内部から注入管１０を介してグラウト材を注入する。このグラウト材注入時は、グラウト材の注入圧により、第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０がそれぞれ開弁する（図３に示す一点鎖線参照）。グラウト材の注入が終わると、第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０が前述のように閉弁し、グラウト材の逆流が抑制される。この後、プラグ６０によって、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口を閉じる。このようにして、覆工体（セグメント１）とその周辺の地山との間の空隙にグラウト材が注入される。
【００３１】
ところで、前述のように覆工体（セグメント１）とその周辺の地山との間の空隙にグラウト材が注入されて、ある程度の期間が経過した後に、当該覆工体の上方の地表面が沈下した場合、あるいは、覆工体におけるセグメント間のジョイントにて地下水などの漏水が発生した場合などには、覆工体（セグメント１）とその周辺の地山との間に新たな空隙が形成されている可能性が高い。この空隙にグラウト材を注入するために、以下のグラウト材の再注入方法が採られ得る。
【００３２】
このグラウト材の再注入方法は、詳しくは、注入管１０に第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０が着脱可能に設けられた状態で覆工体の内部からのグラウト材の注入を行った後に、再び、覆工体の内部から前記空隙にグラウト材を注入する方法である。
【００３３】
このグラウト材の再注入方法では、まず、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口に設けられたプラグ６０を取り外す。
次に、第２の逆止弁５０を第２の管部１２から離脱して第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から覆工体の内部に取り出す（第１の工程）。この工程は、第２の管部１２内に残っているグラウト材を除去しながら行ってもよい。
【００３４】
次に、第１の逆止弁３０を第１の管部１１から離脱して第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から覆工体の内部に取り出す（第２の工程）。この工程は、第１の管部１１内及び／又は第２の管部１２内に残っているグラウト材を除去しながら行ってもよい。
次に、必要であれば、第１の管部１１内及び／又は第２の管部１２内に残っているグラウト材を除去する（第６の工程）。
【００３５】
次に、第１の逆止弁３０を覆工体の内部から第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口に挿入して第１の管部１１内に装着する（第３の工程）。
次に、第２の逆止弁５０を覆工体の内部から第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口に挿入して第２の管部１２内に装着する（第４の工程）。
【００３６】
次に、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から第２の管部１２内及び第１の管部１１内にグラウト材を供給することにより、覆工体の内部から前記空隙にグラウト材を注入する（第５の工程）。
グラウト材の注入が終了すると、プラグ６０によって、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口を閉じる。
以上のようにして、グラウト材の再注入が行われる。
【００３７】
尚、前述のグラウト材の再注入方法において、第１の逆止弁３０を第１の管部１１から離脱することが不要であれば、前述の第２の工程及び第３の工程を省略してもよい。
【００３８】
本実施形態によれば、覆工体（地下構造物）を構成するセグメント１（構造部材）とその周辺の地山との間の空隙に、覆工体内からグラウト材を注入するために、セグメント１に設けられるグラウト材注入用の注入管１０は、セグメント１の地山側部分に位置して開口する一端部１１ａから覆工体の内方に向かって延びる第１の管部１１と、第１の管部１１の他端部１１ｂに連結される一端部１２ａから覆工体の内方に向かって延びる第２の管部１２と、を備える。第１の管部１１内には、第１の管部１１の一端部１１ａ側から他端部１１ｂ側への流体の流通を抑制する第１の逆止弁３０が設けられる。第２の管部１２内には、第２の管部１２の一端部１２ａ側から他端部１２ｂ側への流体の流通を抑制する第２の逆止弁５０が設けられる。第２の管部１２は、その内径が、第１の逆止弁３０の外径よりも大きい。これにより、覆工体に作用する地下水圧が高い場合であっても、地下水などが注入管１０を介して覆工体の内部に流入することを２段の逆止弁（第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０）によって抑制することができる。
【００３９】
また本実施形態によれば、第１の逆止弁３０は、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から第２の管部１２内に挿入されて第２の管部１２内を経て第１の管部１１内に設けられる。これにより、第１の逆止弁３０を覆工体の内部から第１の管部１１内に取り付けることができ、また、この取り付けられた第１の逆止弁３０を第１の管部１１内から覆工体内へと取り外すことができる。
【００４０】
また本実施形態によれば、第１の管部１１の他端部１１ｂ側の内周面には、第１の逆止弁３０が螺合するための雌ねじ部１４が形成されている。これにより、第１の逆止弁３０を簡易に第１の管部１１に着脱可能に設置することができる。
【００４１】
また本実施形態によれば、第２の逆止弁５０には、その外周面と第２の管部１２の内周面との間をシールするＯリング５４（シール部材）が設けられている。これにより、地下水などが、第２の逆止弁５０の外周面と第２の管部１２の内周面との間の間隙を通って、覆工体の内部に流入することを抑制することができる。
【００４２】
また本実施形態によれば、セグメント１は、グラウト材注入用の注入管１０を備えてシールドトンネルの覆工体を構成する。これにより、グラウト材用の注入孔からの漏水などが少ないセグメント１を提供することができる。
【００４３】
また本実施形態によれば、グラウト材の再注入方法は、グラウト材注入用の注入管１０に第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０が着脱可能に設けられた状態で覆工体内（地下構造物内）からのグラウト材の注入を行った後に、再び、覆工体内から前記空隙にグラウト材を注入する方法である。この方法は、第２の逆止弁５０を第２の管部１２から離脱して第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から覆工体内に取り出す第１の工程と、第１の逆止弁３０を第１の管部１１から離脱して第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から覆工体内に取り出す第２の工程と、第１の逆止弁３０を覆工体内から第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口に挿入して第１の管部１１内に装着する第３の工程と、第２の逆止弁５０を覆工体内から第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口に挿入して第２の管部１２内に装着する第４の工程と、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から第２の管部１２内及び第１の管部１１内にグラウト材を供給することにより、覆工体内から前記空隙にグラウト材を注入する第５の工程と、を含む。それゆえ、覆工体の上方の地表面が沈下した場合、あるいは、覆工体におけるセグメント間のジョイントにて地下水などの漏水が発生した場合などには、覆工体（セグメント１）とその周辺の地山との間の形成された新たな空隙にグラウト材を迅速に注入することができる。
【００４４】
また本実施形態によれば、グラウト材の再注入方法は、前記第３の工程に先立って、第１の管部１１内及び／又は前記第２の管部１２内に残っているグラウト材を除去する第６の工程を更に含む。これにより、グラウト材の再注入時における第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０の交換作業をスムーズに行うことができる。
【００４５】
また本実施形態によれば、グラウト材の再注入方法は、グラウト材注入用の注入管１０に第１の逆止弁３０が設けられ、かつ、第２の逆止弁５０が着脱可能に設けられた状態で覆工体内（地下構造物内）からのグラウト材の注入を行った後に、再び、覆工体内から前記空隙にグラウト材を注入する方法である。この方法は、第２の逆止弁５０を第２の管部１２から離脱して第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から覆工体内に取り出す工程（第１の工程）と、第２の逆止弁５０を覆工体内から第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口に挿入して第２の管部１２内に装着する工程（第４の工程）と、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口から第２の管部１２内及び第１の管部１１内にグラウト材を供給することにより、覆工体内から前記空隙にグラウト材を注入する工程（第５の工程）と、を含む。これにより、グラウト材の再注入時に第１の逆止弁３０の交換などが不要である場合には、迅速に再注入の準備を行うことができる。
【００４６】
また本実施形態によれば、グラウト材の再注入方法は、第２の逆止弁５０を第２の管部１２内に装着する工程（第４の工程）に先立って、第２の管部１２内に残っているグラウト材を除去する工程（第６の工程）を更に含む。これにより、グラウト材の再注入時における第２の逆止弁５０の交換作業をスムーズに行うことができる。
【００４７】
尚、本実施形態では、覆工体（セグメントリング）を構成する複数のセグメント１のうち、全てのセグメント１に注入管１０が設けられてもよい。又は、覆工体（セグメントリング）を構成する複数のセグメント１のうち、覆工体（セグメントリング）の上部を構成する１つ以上のセグメント１に注入管１０が設けられてもよい。
【００４８】
図４は、本発明の第２実施形態におけるＲＣセグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図である。
図１〜図３に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【００４９】
ＲＣセグメント２には、その内面から外面に貫通するように注入管１０が埋設されており、この注入管１０によってグラウト材注入用の注入孔が形成されている。
注入管１０は、前述の第１の管部１１及び第２の管部１２に加えて、板状のフランジ部１３を備える。フランジ部１３はいわゆる外フランジであり、第１の管部１１の一端部１１ａに溶接固定された矩形の板状部材によって構成されている。尚、この板状部材の中央部に形成された開口が、第１の管部１１の一端部１１ａの開口に連続している。
【００５０】
図５は、本発明の第３実施形態における鋼製セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図である。
図１〜図３に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５１】
本実施形態では、注入管１０の第１の管部１１の一端部１１ａが、鋼製セグメント７１のスキンプレート７２に溶接固定されている。ここで、スキンプレート７２の地山側表面は、鋼製セグメント７１の外面に対応する。
スキンプレート７２には、第１の管部１１の一端部１１ａの開口に連続するように開口部７２ａが貫通形成されている。
第１の管部１１については、第１実施形態に比べて、長さが短縮されている。
【００５２】
図６は、本発明の第４実施形態における合成セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図である。
図１〜図３に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５３】
合成セグメント８１には、前述のＲＣセグメント２と同様に注入管１０が埋設されており、この注入管１０によってグラウト材注入用の注入孔が形成されている。
本実施形態では、注入管１０の第１の管部１１の一端部１１ａが、合成セグメント８１のスキンプレート８２に溶接固定されている。ここで、スキンプレート８２の地山側表面は、合成セグメント８１の外面に対応する。
スキンプレート８２には、第１の管部１１の一端部１１ａの開口に連続するように開口部８２ａが貫通形成されている。
【００５４】
図７は、本発明の第５実施形態におけるＲＣセグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図である。
図４に示した第２実施形態と異なる点について説明する。
【００５５】
本実施形態では、注入管１０の第１の管部１１の一端部１１ａの開口が、例えば樹脂製のキャップ２０で塞がれた状態で、ＲＣセグメント２に埋設されている。ここで、キャップ２０と、キャップ２０より地山側に位置するコンクリート２１とが、本発明の「閉口部」に対応して、第１の管部１１の一端部１１ａの開口を塞いでいる。
本実施形態では、第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０が注入管１０内に設けられていない状態で、ＲＣセグメント２を組み立てて覆工体を構築する。
【００５６】
本実施形態では、例えば、シールド掘進機の後胴部に設けられたグラウト材注入手段によって、覆工体（ＲＣセグメント２）とその周辺の地山との間の空隙にグラウト材が注入される。この注入後に、当該覆工体の上方の地表面が沈下した場合、あるいは、覆工体におけるセグメント間のジョイントにて地下水などの漏水が発生した場合などには、覆工体（ＲＣセグメント２）とその周辺の地山との間に新たな空隙が形成されている可能性が高い。この空隙にグラウト材を注入するために、以下のグラウト材の再注入方法が採られ得る。
【００５７】
本実施形態におけるグラウト材の再注入方法では、まず、図８に示すように、キャップ２０及びコンクリート２１（閉口部）を覆工体の内部から注入管１０を介して穿孔することにより、ＲＣセグメント２にグラウト材注入用の注入孔２４を形成する。ここで、図８は、本実施形態におけるＲＣセグメント２にグラウト材注入用の注入孔２４が穿孔された状態を示す断面図である。この注入孔２４の形成により、キャップ２０及びコンクリート２１からなる閉口部が実質的に取り除かれて、前記空隙と第１の管部１１の一端部１１ａの開口とが注入孔２４を介して連通する。すなわち、注入孔２４が、前記空隙と第１の管部１１の一端部１１ａの開口とを連通する連通孔となる。
【００５８】
これ以降は、前述の第１実施形態における第３の工程〜第５の工程と同様に、注入管１０内に第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０を装着し、グラウト材を覆工体内から注入管１０を介して前記空隙に注入する。この注入が終わった後には、プラグ６０によって、第２の管部１２の他端部１２ｂ側の開口を閉じる。
以上のようにして、グラウト材の再注入が行われる。
【００５９】
特に本実施形態によれば、注入管１０は、第１の管部１１の一端部１１ａの開口を塞ぐ閉口部（キャップ２０及びコンクリート２１）を備える。この閉口部は、第１の管部１１内に第１の逆止弁３０が装着されるに先立って、かつ、第２の管部１２内に第２の逆止弁５０が装着されるに先立って、取り除かれる（図７参照）。これにより、グラウト材の再注入の必要性に応じてＲＣセグメント２に注入孔２４を形成すればよいので、ＲＣセグメント２に形成される貫通孔を必要最小限に抑えることができ、ひいては、地下水などが覆工体内に流入することを抑制することができる。
【００６０】
図９は、本発明の第６実施形態における鋼製セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図である。
図７及び図８に示した第５実施形態と異なる点について説明する。
【００６１】
本実施形態では、注入管１０の第１の管部１１の一端部１１ａが、鋼製セグメント７１のスキンプレート７２に溶接固定されている。ここで、スキンプレート７２の地山側表面は、鋼製セグメント７１の外面に対応する。尚、第１の管部１１については、第５実施形態に比べて、長さが短縮されている。
スキンプレート７２のうち、第１の管部１１の一端部１１ａの開口を塞ぐ部分が本発明の「閉口部」に対応する。
本実施形態では、第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０が注入管１０内に設けられていない状態で、鋼製セグメント７１を組み立てて覆工体を構築する。
【００６２】
本実施形態におけるグラウト材の再注入方法では、まず、スキンプレート７２のうち、第１の管部１１の一端部１１ａの開口を塞ぐ部分（閉口部）を覆工体の内部から注入管１０を介して穿孔することにより、鋼製セグメント７１に、前述の開口部７２ａと同様の、グラウト材注入用の注入孔（図示せず）を形成する。この注入孔の形成により、スキンプレート７２の一部である閉口部が実質的に取り除かれて、前記空隙と第１の管部１１の一端部１１ａの開口とが注入孔を介して連通する。すなわち、この注入孔が、前記空隙と第１の管部１１の一端部１１ａの開口とを連通する連通孔となる。
これ以降については、前述の第５実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６３】
図１０は、本発明の第７実施形態における合成セグメントに設けられたグラウト材注入用の注入管の概略構成を示す断面図である。
図７及び図８に示した第５実施形態と異なる点について説明する。
【００６４】
本実施形態では、注入管１０の第１の管部１１の一端部１１ａが、合成セグメント８１のスキンプレート８２に溶接固定されている。ここで、スキンプレート８２の地山側表面は、合成セグメント８１の外面に対応する。
スキンプレート８２のうち、第１の管部１１の一端部１１ａの開口を塞ぐ部分が本発明の「閉口部」に対応する。
本実施形態では、第１の逆止弁３０及び第２の逆止弁５０が注入管１０内に設けられていない状態で、合成セグメント８１を組み立てて覆工体を構築する。
【００６５】
本実施形態におけるグラウト材の再注入方法では、まず、スキンプレート８２のうち、第１の管部１１の一端部１１ａの開口を塞ぐ部分（閉口部）を覆工体の内部から注入管１０を介して穿孔することにより、合成セグメント８１に、前述の開口部８２ａと同様の、グラウト材注入用の注入孔（図示せず）を形成する。この注入孔の形成により、スキンプレート８２の一部である閉口部が実質的に取り除かれて、前記空隙と第１の管部１１の一端部１１ａの開口とが注入孔を介して連通する。すなわち、この注入孔が、前記空隙と第１の管部１１の一端部１１ａの開口とを連通する連通孔となる。
これ以降については、前述の第５実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６６】
尚、前述の第５〜第７実施形態では、グラウト材の再注入時に、第１の管部１１の一端部１１ａの開口を塞ぐ閉口部を取り除くようにしたが、閉口部を取り除く時期はこれに限らない。
【００６７】
また、第１〜第７実施形態の第２の逆止弁５０における弁体及び弁座の構成を第１の逆止弁３０の弁体３２及び弁座３１ｂと同様にして、第１の逆止弁３０と同様に開弁・閉弁可能に構成してもよい。この場合には、第２の逆止弁５０の円筒状の弁本体５１の他端部側の開口（すなわち弁座開口５１ｂとは反対の側の開口）を塞ぐキャップ部材（図示せず）を弁本体５１に着脱可能に取り付けることで、グラウト材注入後の第２の逆止弁５０での漏水などを抑制することができる。
【００６８】
また、前述の第１〜第７実施形態では、地下構造物の一例としてシールドトンネルの覆工体を挙げて説明したが、この覆工体の断面形状は円形状に限らず、楕円状、矩形状、その他の任意の断面形状であり得る。また、地下構造物はシールドトンネルの覆工体に限らず、例えばケーソンであり得る。また、地下構造物を構成する構造部材としてセグメント（セグメント１、ＲＣセグメント２、鋼製セグメント７１、合成セグメント８１）を挙げて説明したが、構造部材はこれに限らない。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
〔請求項１〕
地下構造物を構成する構造部材とその周辺の地山との間の空隙に、前記地下構造物内からグラウト材を注入するために、前記構造部材に設けられる注入管であって、
前記構造部材の地山側部分に位置して開口する一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第１の管部と、
前記第１の管部の他端部に連結される一端部から前記地下構造物の内方に向かって延びる第２の管部と、
を備え、
前記第１の管部内には、前記第１の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第１の逆止弁が設けられ、
前記第２の管部内には、前記第２の管部の一端部側から他端部側への流体の流通を抑制する第２の逆止弁が設けられ、
前記第２の管部は、その内径が、前記第１の逆止弁の外径よりも大きい、
グラウト材注入用の注入管。
〔請求項２〕
前記第１の逆止弁は、前記第２の管部の他端部側の開口から前記第２の管部内に挿入されて前記第２の管部内を経て前記第１の管部内に設けられる、請求項１に記載のグラウト材注入用の注入管。
〔請求項３〕
前記第１の管部の一端部の開口を塞ぐ閉口部を更に備え、
この閉口部は、前記第１の管部内に前記第１の逆止弁が装着されるに先立って、かつ、前記第２の管部内に前記第２の逆止弁が装着されるに先立って、取り除かれる、請求項１又は請求項２に記載のグラウト材注入用の注入管。
〔請求項４〕
前記第１の管部の他端部側の内周面には、前記第１の逆止弁が螺合するための雌ねじ部が形成されている、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のグラウト材注入用の注入管。
〔請求項５〕
前記第２の逆止弁には、その外周面と前記第２の管部の内周面との間をシールするシール部材が設けられている、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のグラウト材注入用の注入管。
〔請求項６〕
前記地下構造物はシールドトンネルの覆工体であり、前記構造部材はセグメントである、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のグラウト材注入用の注入管を備えて、シールドトンネルの覆工体を構成する、セグメント。
〔請求項７〕
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のグラウト材注入用の注入管に前記第１の逆止弁及び前記第２の逆止弁が着脱可能に設けられた状態で前記地下構造物内からのグラウト材の注入を行った後に、再び、前記地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する方法であって、
前記第２の逆止弁を前記第２の管部から離脱して前記第２の管部の他端部側の開口から前記地下構造物内に取り出す第１の工程と、
前記第１の逆止弁を前記第１の管部から離脱して前記第２の管部の他端部側の開口から前記地下構造物内に取り出す第２の工程と、
前記第１の逆止弁を前記地下構造物内から前記第２の管部の他端部側の開口に挿入して前記第１の管部内に装着する第３の工程と、
前記第２の逆止弁を前記地下構造物内から前記第２の管部の他端部側の開口に挿入して前記第２の管部内に装着する第４の工程と、
前記第２の管部の他端部側の開口から前記第２の管部内及び第１の管部内にグラウト材を供給することにより、前記地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する第５の工程と、
を含む、グラウト材の再注入方法。
〔請求項８〕
前記第３の工程に先立って、前記第１の管部内及び／又は前記第２の管部内に残っているグラウト材を除去する第６の工程を更に含む、請求項７に記載のグラウト材の再注入方法。
〔請求項９〕
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のグラウト材注入用の注入管に前記第１の逆止弁が設けられ、かつ、前記第２の逆止弁が着脱可能に設けられた状態で前記地下構造物内からのグラウト材の注入を行った後に、再び、前記地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する方法であって、
前記第２の逆止弁を前記第２の管部から離脱して前記第２の管部の他端部側の開口から前記地下構造物内に取り出す工程と、
前記第２の逆止弁を前記地下構造物内から前記第２の管部の他端部側の開口に挿入して前記第２の管部内に装着する工程と、
前記第２の管部の他端部側の開口から前記第２の管部内及び第１の管部内にグラウト材を供給することにより、前記地下構造物内から前記空隙にグラウト材を注入する工程と、
を含む、グラウト材の再注入方法。
〔請求項１０〕
前記第２の逆止弁を前記第２の管部内に装着する工程に先立って、前記第２の管部内に残っているグラウト材を除去する工程を更に含む、請求項９に記載のグラウト材の再注入方法。
【符号の説明】
【００６９】
１  セグメント
２  ＲＣセグメント
１０  注入管
１１  第１の管部
１１ａ  一端部
１１ｂ  他端部
１２  第２の管部
１２ａ  一端部
１２ｂ  他端部
１３  フランジ部
１４  雌ねじ部
１４ａ  平滑面
１５  雌ねじ部
１６  平滑面
１７、１８  Ｏリング
１９  補強筋
２０  キャップ
２１  コンクリート
２４  注入孔
３０  第１の逆止弁
３１  弁本体
３１ａ  隔壁
３１ｂ  弁座
３２  弁体
３２ａ  ヒンジ部
３３  弁座開口
４１  雄ねじ部
５０  第２の逆止弁
５１  弁本体
５１ａ  弁座
５１ｂ  弁座開口
５２  弁体
５３  コイルばね
５４  Ｏリング
５５  ばね収容部
５５ａ  蓋部
５５ｂ  貫通孔
５６  取り付け部
５７  皿ねじ
５８  ナット
６０  プラグ
６１  雄ねじ部
６２  平滑面
６２ａ  溝部
７１  鋼製セグメント
７２  スキンプレート
７２ａ  開口部
８１  合成セグメント
８２  スキンプレート
８２ａ  開口部
【図１】
0006433861.tif 000002
【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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