(57)【要約】【課題】  ウレタン薬液を地盤内に注入して固化させ、地盤を強化するための改良された工法であって、薬液の補充を特別なコンテナによって効果的になすことを目的とする。【解決手段】  注入機と二つのタンクとを薬液注入車両に搭載し、タンク内の薬液を注入機により地盤内に注入充填・固化せしめて強化する注入工法において、薬液は薬液運搬車両に搭載された二つのコンテナによって運ばれ、トンネル掘削現場の前記薬液注入車両に近接して薬液運搬車両が停止し、ホ−スによって薬液注入車両に搭載されたタンク内に移送・収容され、当該コンテナはケ−ジとこれに囲まれた樹脂容器からなる乗降可能に搭載されたコンテナである工法。１０‥薬液注入車両、１１‥第１薬液タンク、１２‥第２薬液タンク、１７、１８‥ポンプアップ用ホ−ス、２１、２２‥薬液供給ホ−ス、２５‥注入機、３０‥薬液運搬車両、３１‥第１薬液コンテナ、３２‥第２薬液コンテナ。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプを含む注入機と薬液を収容する二つのタンクとを薬液注入車両に搭載し、タンク内の薬液を注入機により地盤内に挿入した吐出管に供給し、この吐出管の吐出孔より地盤の空隙若しくは空洞に注入充填し、これを固化せしめて地盤を強化する注入工法において、薬液は薬液運搬車両に搭載された二つのコンテナによって運ばれ、トンネル掘削現場の前記薬液注入車両に近接して薬液運搬車両が停止し、ホ−スによって薬液注入車両に搭載されたタンク内に移送・収容され、当該コンテナはケ−ジとこれに囲まれた樹脂容器からなる乗降可能に搭載されたコンテナであることを特徴とするウレタン薬液による地盤強化工法。
【請求項２】
樹脂容器は、薬液充填口と圧力逃がし弁、及び排出バルブ付き排出口を備えた請求項１記載のウレタン薬液による地盤強化工法。
【請求項３】
薬液注入車両に搭載されたタンクが、ケ−ジに囲まれた樹脂容器である請求項１記載のウレタン薬液による地盤強化工法。
【請求項４】
水分と反応する第２薬液の供給に対して、第２薬液コンテナと第２タンク間をポンプを介してバルブ付きのポンプアップホ−スを接続して薬液を移送・収容するに際し、ポンプと第２薬液コンテナ間のポンプアップホ−スにバルブ付きのバイパスパイプを接続し、かつこのバイパスパイプの先端は第２タンクの薬液面に達する部位に位置させたことを特徴とする薬液供給システム。
【請求項５】
第２コンテナ内の薬液を第２タンクにポンプを駆動することによって移送・収容する際、ポンプアップホ−ス内に空気が混入した段階でバイパスパイプのバルブを開けて第２タンク内の薬液をポンプに循環供給し、その後、ポンプアップホ−スのバルブを閉めることとした請求項４記載の薬液供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウレタン薬液を地盤内に注入して固化させ、地盤を強化するための改良された工法、及びこれに要する薬液供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル掘削工事等において、トンネル周囲の地盤の空隙内にウレタン薬液を注入して充填し、これを固化させることで地盤の強化を図ることが従来より行われている。使われる薬液としては通常は２液型のウレタン薬液が用いられ、例えば、トンネル掘削の際、その外周に沿って薬液注入のための長孔を斜めに穿孔し、穿孔内に鋼管を挿入し、車両に搭載した注入機を用いてウレタン薬液を注入するものである。そして、鋼管の周辺部の地盤内に鋼管に設けた孔を通じてウレタン薬液を浸透させて固化し、地盤を強化した後に掘り進んで行く掘削工法である。
【０００３】
かかる２液型のウレタン薬液は、水ガラス（及びポリオ−ル、触媒）等の第１薬液と、イソシアネート等の第２薬液とを、夫々別々のタンクに収容し、各タンク内の第１薬液、第２薬液を注入機にて送り出して混合し、その状態で前記鋼管内に挿入された吐出管に供給するものである。そして、吐出管に供給された混合薬液は、吐出管の吐出孔より吐出して鋼管内を充填し、更に、鋼管の孔から地盤内に浸出し、ウレタン薬液をフォ−ム化・架橋化して地盤を固結するものである。
【０００４】
このウレタン薬液の工法において、従来ではウレタン薬液のタンクの容量がほぼ１００リットル程度のものが用いられており、この場合、地盤への注入を行うとタンクの内部の薬液がすぐに消費されてしまう。このため、通常の場合には第１薬液、第２薬液が入った一斗缶を多数用意し、この多数の一斗缶を作業現場まで運搬し、そして現場で作業者が１缶ずつ開けてタンクに薬液を補給することが必要であった。（非特許文献１）。
【０００５】
【非特許文献１】株式会社ブリヂストンパンフレット『エバ−ライトＧＫ』
【０００６】
このように、従来の工法には注入機を操作する作業者の他に薬液の補給を行う作業者が必要となり、工数がかかるという問題があった。
【０００７】
又、空となった一斗缶がトンネル掘削工事現場で多量に発生してしまい、この処理に多額のコストがかかってしまう。又、産業廃棄物の低減が叫ばれている現在にあって、これが大きな問題である。更に、空となった一斗缶の中にも薬液が残ることはやむを得ず、その処理も問題となる。
【０００８】
更に、ウレタン薬液におけるイソシアネートを中心とする第２薬液は、危険物としての扱いを受けるもので、搬送の際安全性が確保されなくてはならない。又、一斗缶からタンクへの移し替えが頻繁に行うことが必要となり、作業者が危険物に触れる機会が多くなり安全性の点で十分考慮する必要があった。しかも、第２薬液であるイソシアネ−トは空気（水分）に触れることにより反応が進み、配管パイプやノズルを詰まらせることがあるため、十分な薬液の管理が必要であった。
【０００９】
このような課題を解決するため、特許文献１に新たな工法が提案されている。即ち、ポンプを含む注入機と薬液を収容する二つのタンクとを薬液注入車両に搭載し、タンク内の薬液を注入機により地盤内に挿入した吐出管に供給し、この吐出管の吐出孔より地盤の空隙若しくは空洞に注入充填し、これを固化せしめて地盤を強化する注入工法であって、薬液を収容する容器を有し且つ反復使用可能及び輸送可能に構成された薬液コンテナを前記タンクとして車両に乗降可能に搭載し、薬液コンテナ内の薬液を注入機により吐出管に供給する技術が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３１３８５６号公報
【００１１】
即ち、この特許公報１に記載された技術内容は、反復使用可能及び輸送可能に構成された薬液コンテナを薬液注入車両に乗降可能に搭載し、これをウレタン薬液用のタンクとして用い、内部の薬液を注入機により吐出管に供給し、その吐出管から地盤中に注入するようになしたものである。
【００１２】
従って、この薬液コンテナは一斗缶に比べて大容量化できるものであり、従来の課題である一斗缶を予め多数準備しておき、タンク内に薬液の移し替えを頻繁に行うといった問題を解消することができ、作業者の負担を軽減することができるとともに、トンネル掘削工事現場等において多量の空缶が産業廃棄物として発生するといった問題も解消することができることになった。又、作業者が薬液に触れる機会が少なくなり、安全性も高まることとなる。このように、かかる技術は確かに従来の技術と比べて優れた点も見られるが、技術面で尚、改良されなくてはならない課題もある。
【００１３】
更に薬液の管理にあっても、ほぼ一回分の使用量に相当する薬液量を蓄える補助タンクを必要とし、更に、液面検知センサ−、アラーム、前記センサ−の検知に基づいてアラームを作動させる制御部等を含む薬液管理ユニット（薬液管理手段）を必要としていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
さて、特許文献１における薬液注入車両に積載された薬液コンテナは、空になった場合には薬液を充填した他の薬液コンテナと交換する必要があり、当該車両への薬液コンテナの積み降ろしが必要となる。このため、薬液コンテナをクレ−ンにて吊り上げる広いスぺ−スが必要となる。
【００１５】
しかしながら、トンネルの掘削現場での薬液コンテナの交換作業はクレ−ンが入るような広さではなく、又、トンネルの天井も必要以上に高くすることはなく、作業現場での薬液コンテナの交換は実質上不可能である。従って、ここに提案の技術は、薬液がなくなり、薬液コンテナを交換する際には、その都度掘削現場の最先端から薬液注入車両自体を後退させ、クレ−ン作業ができる場所に至って薬液コンテナを交換することとなるのが実情である。
【００１６】
通常、トンネル掘削の最先端に位置する薬液注入車両の後退は頻繁にできるはずがなく、依然として薬液のタンクへの充填には問題が残ったままである。
【００１７】
尚、薬液コンテナは、そのまま薬液注入車両に載せ替えられて薬液の注入に供せられるため、交換用の薬液コンテナであっても薬液注入作業に対していずれのコンテナも夫々が十分な装置が必要である。例えば、第２薬液（イソシアネ−ト薬液側）側の薬液コンテナは金属製で耐圧容器でなくてはならず、内圧をかけるための窒素ガス用のボンベが第２薬液に用いられる全ての薬液コンテナに配備される必要が生ずる。
【００１８】
更に、前記した薬液管理ユニット（薬液管理手段）の作動に対しても迅速に対応しなくてはならないため、この時点での作業者の操作は煩雑であり、人的省略が進んだとはいえ、かなりの工数が必要となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、ウレタン薬液による地盤強化工法（第１発明）としての要旨は、ポンプを含む注入機と薬液を収容する二つのタンクとを薬液注入車両に搭載し、タンク内の薬液を注入機により地盤内に挿入した吐出管に供給し、この吐出管の吐出孔より地盤の空隙若しくは空洞に注入充填し、これを固化せしめて地盤を強化する注入工法において、薬液は薬液運搬車両に搭載された二つのコンテナによって運ばれ、トンネル掘削現場の前記薬液注入車両に近接して薬液運搬車両が停止し、ホ−スによって薬液注入車両に搭載されたタンク内に移送・収容され、当該コンテナはケ−ジとこれに囲まれた樹脂容器からなる乗降可能に搭載されたコンテナであるウレタン薬液による地盤強化工法にかかるものである。
【００２０】
又、薬液供給システム（第２発明）としての要旨は、水分と反応する第２薬液の供給に対して、第２薬液コンテナと第２タンク間をポンプを介してバルブ付きのポンプアップホ−スを接続して薬液を移送・収容するに際し、ポンプと第２薬液コンテナ間のポンプアップホ−スにバルブ付きのバイパスパイプを接続し、かつこのバイパスパイプの先端は第２タンクの薬液面に達する部位に位置させたものであって、第２コンテナ内の薬液を第２タンクにポンプを駆動することによって移送・収容する際、ポンプアップホ−ス内に空気が混入した段階でバイパスパイプのバルブを開けて第２タンク内の薬液をポンプに循環供給し、その後、ポンプアップホ−スのバルブを閉めることを特徴とする薬液供給システムである。
【発明の効果】
【００２１】
第１発明にあって、ウレタン薬液による地盤強化工法を改良するものであり、薬液注入車両に搭載された二つのタンク内に薬液を移送・収容に際し、薬液は薬液運搬車両に搭載された二つのコンテナによって運ばれ、トンネル掘削現場の前記薬液注入車両に近接して薬液運搬車両が停止し、ホ−スによって薬液注入車両に搭載されたタンク内に移送・収容されるものである。このため、従前のような多数の一斗缶が使用されるような欠点がなくなり、しかもタンク（コンテナ）をそのまま車両に交換・搭載する作業上の欠点も解消できたものである。
【００２２】
第２発明にあっては、薬液（特に第２薬液）中に空気が混じってしまっても、バイパス弁を操作することによりポンプ、パイプ及びノズル等の中に空気の混入が避けられることとなったものであり、従来の技術における特別な装置を要したり、特別なタンク等にする必要はなく、第２薬液の硬化によるトラブルが低減できたもので、この技術を採用することにより第１発明がスム−ズに実施可能となったものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、第１発明を中心に述べるが、最も特徴とするところは、薬液注入車両に搭載された薬液タンクに薬液を補充するに際し、トンネル掘削現場に配備された薬液注入車両はそのまま動かさず、薬液コンテナを搭載した薬液運搬車両を近づけ、この状態にて薬液をタンク内に移送・収容させることとなったものである。このため、薬液注入車両を移動させるような面倒な作業は必要とせず、薬液運搬車両のみをトンネル内に走行させるだけで良くなったものである。このため、薬液運搬車両における薬液コンテナは直接薬液注入用のタンクとして用いられないことから、その構造は簡単でよく、言ってみれば、単に薬液を運搬できさえすれば良いものとなったもので、この点でのコストの削減は顕著である。
【００２４】
本発明にて用いられるコンテナはケ−ジとこれに囲まれた樹脂容器からなるものであり、ケ−ジは亜鉛メッキ鋼製のパレットとグリッドからなっている。
【００２５】
樹脂容器は、薬液充填口と圧力逃がし弁、及び排出バルブ付き排出口を備えたものであり、これらはいずれも薬液注入車両に搭載されたタンクへの薬液の移送・収容に供されるものである。圧力逃がし弁は、樹脂容器を加圧下にて使用しないためのものである。
【００２６】
更に重要なことは、薬液を移送・収容し終った樹脂容器は、ケ−ジを吊り上げることによって薬液運搬車両から簡単に降ろすことができるため、再利用のための洗浄等も所定の場所で十分な管理下で専門の業者が行うことができ、環境上に影響を及ぼすことはなくなると言う特徴がある。このように、薬液運搬容器として再利用可能ではあるが、場合によっては燃料物として利用可能であり、この場合には薬液の洗浄の必要がない。
【００２７】
このように、樹脂容器について言えば、薬液供給業者が必要な分だけの樹脂容器に薬液を充填してトンネル掘削現場に出荷できるメリットもあり、いわゆるワンウエイ出荷可能となったものであり、一方、樹脂容器の引き取り、リサイクルについてはコンテナメ−カ−がこれ又ワンウエイで実施することとなり、両者の関連がなくなると言う作業場のメッリトも大きなものとなる。
【００２８】
又、樹脂容器は、そのまま或いはゲ−ジと共に薬液注入車両の二つのタンク内に移送・収容された前後の重量をそのまま計測することにより、タンク内に充填した薬液量を簡単に確認できることとなったものである。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例をもって更に詳細に説明する。尚、第１薬液は水ガラス系薬液（水ガラス、ポリオ−ル、触媒）、第２薬液はイソシアネート薬液である。
【００３０】
図１は本発明に用いられる薬液コンテナ１を示す図であり、パレット２とグリッド３からケ−ジ４が構成されている。パレット２はスチ−ル製や木製のものがあり、グリッド３はこの例では亜鉛メッキを施した鋼管フレ−ム構造をなしている。そして、ケ−ジ４内に樹脂容器５が納められたものであり、超高分子高密度ポリエチレン製のブロ−成形で得られた容器である。図中、６は薬液の充填口に適用されたキャップであり、容器の内圧を外部に放出するリリ−フ弁付きのキャップである。７は薬液排出口であり、バルブ８が備えられている。尚、図示はしないが、ケ−ジ４には吊り下げ用のフックが備えられており、薬液運搬車両への昇降に供されたり、重量の測定に供されたりするものである。
【００３１】
図２は薬液注入車両１０の上面図である。符号１１は第１薬液タンク、１２は第２薬液タンク、２５は注入機（注入ポンプ）である。尚、第１薬液タンク１１及び第２薬液タンク１２は樹脂製でも金属製でも良いが、この例では、いずれも前記したと同様なゲ−ジ内に納められた樹脂容器よりなっている。１３、１４は夫々ベ−ンポンプであり、薬液をコンテナより移送するためのものである。１５、１６は薬液レベルセンサ−であり、タンク内の薬液の量を知らせ必要な作動をもたらす役目をなす。１７、１８はコンテナからの薬液のポンプアップ用のホ−スであり、１９、２０はポンプアップホ−ス１７、１８の中間に備えられたバイパスホ−スである。尚、１７ａ、１８ａはポンプアップ用ホ−スのバルブであり、１９ａ、２０ａはバイパスホ−スのバルブである。２１、２２は第１薬液タンク１１及び第２薬液タンク１２からの薬液供給ホ−スであり、薬液は注入ポンプをもって注入機２５内に導かれ、ここで攪拌混合されて吐出されることになる。
【００３２】
図３は薬液を移送・収容している状態を示す薬液注入車両１０と薬液運搬車両３０の上面概念図である。図にあって、薬液運搬車両３０には図１にて述べた第１コンテナ３１及び第２コンテナ３２が搭載されている。第１コンテナ３１は第１薬液が充填されており、第２コンテナ３２は第２薬液が充填されている。このように、薬液注入車両１０は掘削の現場から薬液の充填のために移動する必要はなく、コンテナを搭載した薬液運搬車両３０が車両１０にバックで近づき、ここに薬液が移送可能となる。
【００３３】
さて、ポンプアップホ−ス１７、１８によってタンクとコンテナ（１１と３１、１２と３２）が夫々接続され、ポンプ１３、１４を起動することによって夫々の薬液がタンク１１、１２内に移送・収容されることになる。
【００３４】
ここで薬液の移送・収容の際の概略を述べる。
第１薬液：
（ア）ポンプアップホ−ス１７にてコンテナ３１の排出口３３に接続する。
（イ）コンテナ３１のキャップ３５（の弁）を開け、次いで排出口３３を開ける。
（ウ）第１タンク１１の薬液面が所定位置以下になると（残量約３０％に設定）、自動運転によりベ−ンポンプ１３のスイッチが入り、薬液の補充が開始される。
（エ）コンテナ３１内が空になるとホース１７内にエアが混ざる。この時点でポンプ１３のスイッチをＯＦＦにする。
（オ）タンク１１とコンテナ３１を接続しているホ−ス１７を外し、キャップ３５を閉める。
【００３５】
第２薬液：
（ア）ポンプアップホ−ス１８にてコンテナ３２の排出口３４に接続する。
（イ）コンテナ３２のキャップ３６（の弁）を開け、次いで排出口３４を開ける。
（ウ）第２タンク１２の薬液面が所定位置以下になると（残量約３０％に設定）、自動運転によりベ−ンポンプ１４のスイッチが入り、薬液の補充が開始される。
（エ）コンテナ３２内が空になるとポンプ１４及びホース１８内に空気が混ざる。この時点でバイパスバルブ２０ａを開き、その後ポンプアップホ−ス１８のバルブ１８ａを閉める。
（オ）バイパスホ−スから吸い上げた薬液が循環して、ポンプ１４内の空気が抜けた後に、ポンプ１４のスイッチをＯＦＦにする。
（カ）バイパスバルブ２０ａを閉める。
（キ）タンク１２とコンテナ３２を接続しているホ−ス１８を外し、キャップ３６を閉める。
【００３６】
ここで第２発明について言及すれば、第２薬液はイソシアネ−ト薬液であり、これは空気中の水分との反応が起こり、ホ−ス１８内にて反応することもある。しかるに、（エ）において、コンテナ３２内が空になるとホース１８内に空気が混ざるが、これを感知した時点でバイパスバルブ２０ａを開き、その後ポンプアップホ−ス１８のバルブ１８ａを閉める操作をする。かかるバイパスパイプはその先端がコンテナ３２内の薬液中に達するように配置されているものであり、このため、バイパスバルブ２０ａを開くことによって第２タンク１２内の薬液が吸い上げられ、（オ）で記すようにこれが循環することになる。そして、その後、空気を巻き込んでいる側のポンプアップホ−ス１８のバルブ１８ａを閉めることにより、空気が供給されない状態となり、ポンプやノズル等への空気の到達が避けられることになる。勿論、この後には、コンテナ３２の交換が行われる。
【００３７】
このように、本発明はバイパスホ−ス及びバイパスバルブを装備し、これを操作するだけで良く、大掛かりなコンテナは必要がなくなり、第１発明のウレタン薬液による地盤強化工法が容易に提供できることとなったものである。
【００３８】
尚、ここで薬液の注入の概略を述べる。
（ア）第１薬液タンク１１の攪拌機（図示せず）をＯＮにする。
（イ）第１薬液タンク１１、第２薬液タンク１２の自動充填スイッチをＯＮにする。
（ウ）注入ポンプをＯＮにし注入を開始する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、作業者の負担の軽減と共に安全面でも優れたものとなるばかりでなく、注入作業の自動化にも寄与できる第一歩となるものであり、その価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明に用いられる薬液コンテナ１を示す図である。
【図２】図２は薬液注入車両の上面図である。
【図３】図３は薬液を移送時の薬液注入車両と薬液運搬車両の上面概念図である。
【符号の説明】
【００４１】
１‥薬液コンテナ、
２‥パレット、
３‥グリッド、
４‥ケ−ジ、
５‥樹脂容器、
６‥キャップ、
７‥薬液排出口、
８‥バルブ、
１０‥薬液注入車両、
１１‥第１薬液タンク、
１２‥第２薬液タンク、
１３、１４‥ベ−ンポンプ、
１５、１６‥薬液レベルセンサ−、
１７、１８‥ポンプアップ用ホ−ス、
１７ａ、１８ａ‥ポンプアップ用ホ−スのバルブ、
１９、２０‥バイパスホ−ス、
１９ａ、２０ａ‥バイパスホ−スのバルブ、
２１、２２‥薬液供給ホ−ス、
２５‥注入機、
３０‥薬液運搬車両、
３１‥第１薬液コンテナ、
３２‥第２薬液コンテナ、
３３、３４‥排出口、
３５、３６‥キャップ。
【図１】
2005179899.tif 000003
【図２】
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【図３】
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