(57)【要約】【課題】薬液注入管から注入した薬液が、長孔に挿入された長尺鋼管の口元部外周面と長孔との間隙から漏れ出てしまうのを防ぐ。【解決手段】地山に削孔された長孔31内に挿入される長尺鋼管１と、長尺鋼管１の口元部から長尺鋼管内に挿入される複数の薬液注入管11,12 と、長尺鋼管１の口元部から長尺鋼管内に挿入され、複数の薬液注入管11,12 よりも長尺鋼管１の口元部側に薬液排出部21が位置するように配設された単数の薬液注入端末管20と薬液排出部21が開口する貯留室22とを有してなる。【選択図】  図１
2005120758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に削孔された長孔内に挿入される長尺鋼管と、
前記長尺鋼管の口元部から前記長尺鋼管内に挿入される複数の薬液注入管と、
前記長尺鋼管の口元部から前記長尺鋼管内に挿入され、前記複数の薬液注入管よりも前記長尺鋼管の口元部側に薬液排出部が位置するように配設された単数の薬液注入端末管と、
前記薬液排出部が開口する貯留室とを有してなる薬液注入装置。
【請求項２】
前記貯留室は、前記複数の薬液注入管が挿通された前方隔壁と、前記複数の薬液注入管及び薬液注入端末管が挿通された後方隔壁とで前記長尺鋼管の内部空間を仕切った空間として形成されている、請求項１に記載の薬液注入装置。
【請求項３】
前記貯留室は、前記長尺鋼管の内部を長手方向に３つに仕切った空間のうち中間部の空間として形成されている、請求項１又は２に記載の薬液注入装置。
【請求項４】
(1) 地山に長孔を削孔し、前記長孔に長尺鋼管を打設する工程、
(2) 前記打設された長尺鋼管内に複数の薬液注入管を挿入する工程、
(3) 前記(2) の工程と同時に前記薬液注入管よりも薬液排出部が口元側に位置する単数の薬液注入端末管を長尺鋼管内に挿入する工程、
(4) 前記薬液注入端末管から薬液を排出し、該薬液を固化させることによって鋼管の口元部の周囲と地山の隙間をシールする工程、
(5) 前記複数の薬液注入管から薬液を排出し、地山を強化する工程、
以上(1) 〜(5) の工程を有してなる薬液注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル施工等において、軟弱な地山を固結用薬液によって補強して強固な地山に改良するための薬液注入装置及び薬液注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル工事などにおいて行われているＡＧＦ（Ａｌｌ  Ｇｒｏｕｎｄ  Ｆａｓｔｅｎ）工法は、長尺鋼管（ＡＧＦ鋼管）と薬液を用いた注入式長尺先受け工法の一種である。軟弱な地山の掘削に先立って切羽前方地山を先受け・改良補強することによって、切羽の崩壊、崩落を防ぎ地山の沈下やゆるみを抑制する効果を奏する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、このＡＧＦ工法についての一例が従来技術として説明されている( 同文献〔０００２〕〜〔０００４〕) 。また、同特許文献１には、「長尺鋼管の口元部のシール性に優れ、インサート管が抜け出すことがなく、インサート管への組み付け作業の簡略化を図る」という目的を達成するため、「地山に穿設された長孔内に挿入される長尺鋼管と、上記長尺鋼管内に配設されるインサート管と、上記長尺鋼管の口元部から上記長尺鋼管内に挿入される薬液注入管と、上記長尺鋼管の口元部と上記インサート管の口元部との間の隙間を閉塞する状態で上記長尺鋼管の口元部に内嵌状に配設される弾性板状キャップと、上記長尺鋼管の口元部に着脱自在に固定されるキャップカバーとを備え、上記弾性板状キャップに、上記薬液注入管を液密状に挿通する挿通穴が穿設され、上記キャップカバーに、上記薬液注入管を挿通する挿通穴が穿設され、かつ、上記弾性板状キャップが長尺鋼管の口元部から外部に抜け出すのを防止するキャップ押さえ部が形成されている」とした構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０７６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来技術において、地山の長孔に打設されたＡＧＦ鋼管の口元部外周面と長孔との間隙は、長尺鋼管への薬液注入前にコーキング材でコーキングされるも、トンネル工事等の施工現場における狭い場所での手作業であるため、十分なコーキングを施すことができず、どうしてもコーキングをした部分に隙間を生じることは避けられない。
そのため、長さの異なる複数本の薬液注入管から薬液を注入するも、通常、口元側が低位置にあることから、また薬液の容量が多いこともあり、口元側に逆流してくる薬液が鋼管の口元部から漏れてしまい、山側に十分な薬液が供給されず、地盤の強化が不完全になるおそれがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の不都合を考慮してなされたものであり、薬液注入管から注入した薬液が、長孔に挿入された長尺鋼管の口元部外周面と長孔との間隙から漏れ出てしまうのを防ぐことができる薬液注入装置及び薬液注入方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１に係る発明〕
本発明は、地山に削孔された長孔内に挿入される長尺鋼管と、
前記長尺鋼管の口元部から前記長尺鋼管内に挿入される複数の薬液注入管と、  前記長尺鋼管の口元部から前記長尺鋼管内に挿入され、前記複数の薬液注入管よりも前記長尺鋼管の口元部側に薬液排出部が位置するように配設された単数の薬液注入端末管と、
前記薬液排出部が開口する貯留室とを有してなる薬液注入装置である。
〔請求項２に係る発明〕
前記貯留室は、前記複数の薬液注入管が挿通された前方隔壁と、前記複数の薬液注入管及び薬液注入端末管が挿通された後方隔壁とで前記長尺鋼管の内部空間を仕切った空間として形成されている、請求項１に記載の薬液注入装置である。〔請求項３に係る発明〕
前記貯留室は、前記長尺鋼管の内部を長手方向に３つに仕切った空間のうち中間部の空間として形成されている、請求項１又は２に記載の薬液注入装置である。
〔請求項４に係る発明〕
(1) 地山に長孔を削孔し、前記長孔に長尺鋼管を打設する工程、
(2) 前記打設された長尺鋼管内に複数の薬液注入管を挿入する工程、
(3) 前記(2) の工程と同時に前記薬液注入管よりも薬液排出部が口元側に位置する単数の薬液注入端末管を長尺鋼管内に挿入する工程、
(4) 前記薬液注入端末管から薬液を排出し、該薬液を固化させることによって鋼管の口元部の周囲と地山の隙間をシールする工程、
(5) 前記複数の薬液注入管から薬液を排出し、地山を強化する工程、
以上(1) 〜(5) の工程を有してなる薬液注入方法である。
【発明の効果】
【０００８】
〔請求項１に係る発明〕
複数の薬液注入管への薬液の注入に先立って、薬液注入端末管から薬液の注入が行われ、注入された薬液は、薬液排出部から排出され、長尺鋼管の透孔を通って貯留室内から長尺鋼管の外に出る。貯留室近傍の長尺鋼管の外周部と地山との隙間に薬液が充填されるとともに、長尺鋼管の外周部と地山との隙間であって貯留室近傍より低位置にある長尺鋼管の口元部外周部へ至る領域に薬液が充填される。充填された薬液が固化した後、貯留室よりも先端側において複数の薬液注入管から薬液が注入される本施工が行われるので、すでに固化した薬液によって貯留室近傍より手前側の長尺鋼管の外周面と地山との間隙が埋められていることから、薬液が口元部から漏れ出てくることがない。このため、山側に薬液が十分に供給され、地盤の強化が確実に行われる。
また、装置の構成は複雑なものではないので、従来技術に比し、特別の設備を要するものではなく、経済的である。
〔請求項２に係る発明〕
前記貯留室は、前記複数の薬液注入管が挿通された前方隔壁と、前記複数の薬液注入管及び薬液注入端末管が挿通された後方隔壁とで前記長尺鋼管の内部空間を仕切った空間として形成されている構成により、長尺鋼管の内部に簡単に貯留室を形成することができ、製作もし易くコストも低廉に抑えられる。
〔請求項３に係る発明〕
前記貯留室は、前記長尺鋼管の内部を長手方向に３つに仕切った空間のうち中間部の空間として形成されているため、最も口元部側の空間が緩衝空間となり、あまりに口元部近傍において高圧による薬液注入をすることによって、口元部から薬液が漏れ出るのを防ぐことができる。
【０００９】
〔請求項４に係る発明〕
本発明方法によれば、複数の薬液注入管から薬液を排出し、地山を強化する工程の前に、薬液注入端末管から薬液を排出し、薬液の固化によって口元部をシールする工程を備えているため、長尺鋼管の口元部の、長尺鋼管の外周面と地山との間隙が埋められていることから、複数の薬液注入管から薬液が注入される本施工において、薬液が口元部から漏れ出てくることがない。このため、山側に薬液が十分に供給され、地盤の強化が確実に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る実施例を挙げ、図面を参照して説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形、付加等が可能である。なお、各図において同じ要素には同じ符号を用い、適宜その説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係る薬液注入装置の全体構成を示す側面（断面）図、図２は、図１の薬液注入装置における口元側の拡大図である。
長尺鋼管（ＡＧＦ鋼管）１は、通常、円筒形をなし、多数の透孔（ないしスリット）が穿設されている（図示省略）。注入された薬液がその透孔から鋼管の外へ流れ出る。長尺鋼管１は、従来公知のものを使用することができる。長尺鋼管１の直径は通常７〜１３ｃｍ程度、長さは通常９〜３０ｍ程度である。
【００１２】
符号１０はインサート管である。薬液注入管１１，１２とともに長尺鋼管１内に挿入されるもので、必ずしも必須のものではないが、薬液の注入量の増加を避けるとともに、薬液注入管１１，１２（さらに必要であれば薬液注入端末管２０）と一体化して支持棒となって長尺鋼管１内への挿入をし易くするので、設けることが望ましい。インサート管１０は、通常、先端が閉鎖された１本のチューブ体で、ポリエチレンその他の合成樹脂からなるものが好適に用いられる。インサート管１０は長手方向に分割された複数の単位体を組み合わせて１本に構成したものでもよい。
【００１３】
複数の薬液注入管１１，１２は、長尺鋼管１の口元部にぴったりと内嵌されるキャップ１３を挿通してインサート管１０に沿って伸びている。複数の薬液注入管１１，１２は、通常、例えば図示のような２本〜３本程度で構成され、各薬液注入管１１，１２は、例えば２本のうち１本が１１ｍ程度、もう１本が６ｍ程度というように、それぞれ長さが異なるように形成され、管の先端及び／又は先端部付近に位置する吐出口１１ａ，１２ａが長尺鋼管の長手方向において分散された位置に配置されるようになっている。これにより、注入された薬液が一箇所に集中せず、長孔の長手方向に分散されて排出され、鋼管１内及び鋼管１の外部である地山との間隙に分散されて満遍なく供給される。
【００１４】
キャップ１３は、軟質（発泡）ウレタン、その他シール性の良好な弾性材により構成されており、薬液注入管１１，１２及び後記する薬液注入端末管２０が挿通され、各管１１，１２，２０はキャップ１３に対して定位置となるように固定されている。
【００１５】
薬液注入管１１，１２は、前記のとおり、インサート管１０と一体化されて、長尺鋼管１内に挿入される。この一体化は、インサート管１０に対して薬液注入管１１，１２（さらに必要であれば薬液注入端末管２０）をバンドなどで固定すること等により行われる。キャップ１３の手前外側の薬液注入管１１，１２の端部に設けられているのは、高圧ホースへ連結されるカプラー（注入口）１１ｂ，１２ｂである。
【００１６】
薬液注入端末管２０は、上記薬液注入管１１，１２よりも長さが短く形成され、その先端に位置する薬液排出部２１は、薬液注入管１１，１２の吐出口１１ａ，１２ａよりも長尺鋼管１の口元部側に位置するように配設されている。薬液排出部２１の位置は、例えば１１ｍ、６ｍの薬液注入管１１，１２に対し、キャップ１３（長尺鋼管１の口元部）からの長さが１〜２ｍといった程度に設定することができる。キャップ１３の手前外側の薬液注入端末管２０の端部に設けられているのは、高圧ホースへ連結されるカプラー（注入口）２０ｂである。
【００１７】
薬液排出部２１が開口する貯留室２２は、前記複数の薬液注入管１１，１２が挿通された前方隔壁１５と、前記複数の薬液注入管１１，１２及び薬液注入端末管２０が挿通された後方隔壁１６とで長尺鋼管１の内部空間を仕切った空間として形成されている。また、長尺鋼管１の内部に形成されるこの貯留室２２は、長尺鋼管１の口元部側に位置しながらも、長尺鋼管１の内部を長手方向に３つに仕切った空間のうち中間部の空間として形成されている。中間部の空間が貯留室２２となるので、最も口元部側（図面右側）にある空間が緩衝空間となり、あまりに口元部近傍において高圧による薬液注入をすることによって、口元部から薬液が漏れ出るのを防ぐことができる。
貯留室２２の位置は、長尺鋼管１の口元部から１〜２ｍの範囲に形成するのが好ましい。また、貯留室２２の大きさは限定されないが、例えば奥行き２０〜４０ｃｍ程度の空間とすることができる。
前方隔壁１５及び後方隔壁１６は、長尺鋼管１内にぴったりと挿入される外径を有しており、シール性の良好な軟質（発泡）ウレタン等の弾性部材（合成樹脂材等）により、円板状に構成されている。
【００１８】
薬液注入管１１の中間域において、薬液注入管１１又はインサート管１０に固定して設けた軟質スパイラル１７は、長尺鋼管１の内寸に適合する外径を有しており、薬液注入管１１及びインサート管１０を、長尺鋼管１内に挿入し易くするとともに、長尺鋼管１内の断面方向において適正位置に保持するためのものである。軟質スパイラルは、合成樹脂を用いた成形品等によって構成することができる。
なお、符号１１ｃ，１２ｃ及び２０ｃは、薬液注入管１１，１２及び薬液注入端末管２０の各管において設けられたスタティックミキサーを示す。
【００１９】
図１に示した、長尺鋼管１を除く各部材は、施工前に予め組み立てられてから長尺鋼管１内に挿入される。
【００２０】
次に、本発明方法について図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
先ず、地山３０を掘削して長孔３１を形成し、この長孔３１に長尺鋼管１を打設（挿入）する。地山への長孔の削孔と、この長孔への長尺鋼管の打設は、同時に行うこともできる。符号３５は、断面Ｈ型に形成され、ウェブに長尺鋼管を通すための透孔が設けられた支保工である。支保工３５は、現場の状況に応じて適宜使用されるものであり、使用しなくてもよい。
次いで、長尺鋼管１の口元部外周部と長孔３１との間隙をコーキング材４０（モルタル等）によってコーキングする。この工程は、省略することも可能である。
【００２１】
次に、図１に示した、キャップ１３などと一体的に組み立てられた薬液注入管１１，１２及び薬液注入端末管２０を、長尺鋼管１内に挿入する。挿入時、キャップ１３を長尺鋼管１の口元部の内周面に内嵌し、ピンその他の適宜留め部材１８によりキャップが抜けるのを防ぐ。なお、図３においては、インサート管１０を使用していない例を示しているが、図１に示して説明したように、インサート管１０を用いてもよい。
【００２２】
薬液注入端末管２０に、高圧ホースを連結し（図示省略）、薬液を注入する。この薬液としてはシリカゾル、水ガラス系注入材、セメント系注入材、ウレタン系注入材、アクリル系注入材など適宜選択し得、特に限定されない。
注入された薬液は、薬液排出部２１が位置する長尺鋼管１内の貯留室２２に放出されるとともに、貯留室２２に位置する長尺鋼管１の透孔１ａから鋼管１の外部、地山３０との間隙（長孔３１内）に流れ出る。薬液は、鋼管１の傾斜に沿って、鋼管１の外部を口元部側へ流れて、貯留室２２付近から長尺鋼管１の口元部（すでにコーキング材４０が施された鋼管外周部）に至る領域に充填される。  薬液充填後、しばらく時間が経過して薬液が固化することにより、鋼管の口元部は確実にシールされることになる。また、それとともに地山が強化される。図３（ｂ）において、符号４１は鋼管外周部において固化した薬液を示す。
【００２３】
その後、複数の薬液注入管１１，１２に高圧ホースを連結し（図示省略）、薬液を注入する。この薬液としてはシリカゾル、水ガラス系注入材、セメント系注入材、ウレタン系注入材、アクリル系注入材など適宜選択し得、特に限定されない。貯留室２２よりも先端側の鋼管１の内部空間において複数の薬液注入管１１，１２から薬液が注入される本施工が行われる。
すでに注入して固化した薬液４１によって貯留室２２近傍より口元部に至る、長尺鋼管１の外周面と地山３０との間隙が埋められていることから、薬液が長孔３１を通って手前側に漏れ出てくることがない。このため、山側に薬液が十分に供給され、地盤の強化が確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る薬液注入装置の全体構成を示す側面（断面）図である。
【図２】図１の薬液注入装置における口元側の拡大図である。
【図３】本発明に係る薬液注入方法の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  長尺鋼管
２  透孔
１０  インサート管
１１，１２  薬液注入管
１５  キャップ
２０  薬液注入端末管
２１  薬液排出部
２２  貯留室
３０  地山
３１  長孔
【図１】
2005120758.tif 000003
【図２】
2005120758.tif 000004
【図３】
2005120758.tif 000005