(57)【要約】【課題】  高流動性を長時間保持して、輸送可能距離を倍程度に延ばすことができ、高い充填性を確保することができ、十分な作業時間を確保することができる中詰め材を提供する。【解決手段】  セメント・ベントナイトを主材とする中詰め材に、ポリカルボン酸塩、リグニンスルホン酸カルシウムを加えることで、流動性を確保することができ、また、十分な作業時間を確保するために遅延型分散剤（遅延剤としてリグニンスルホン酸カルシウム）を使用することで、十分な作業時間を確保することができ、さらには、金属アルミニウムを添加して水酸化カルシウムとの反応により水素ガスを発生させて発泡・膨潤させるように構成した中詰め材。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネル等に中詰めするエアーモルタル又はベントナイト中詰めエアーモルタルで発泡剤として金属アルミニウム粉末を用いる中詰め材。
【請求項２】
セメント、ベントナイト、高分子分散材としてのポリカルボン酸塩、遅延剤としてのリグニンスルホン酸カルシウム、金属アルミニウム粉末、水、からなる請求項１に記載の中詰め材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、都市土木で多く用いられるシールドトンネルにおいて、トンネル内に上水道、ガス管等を通す内管を敷設する様な場合に、トンネルを覆う一次覆工と内管である二次覆工の間に形成される余分な空間を充填し固化させることにより、内管二次覆工を保護する材料に係り、大規模な又は複雑に土中に発生した空洞、つまり土中に作られた防空壕の充填、地下構造物や杭周りに発生した空洞を充填する材として空洞をより確実に充填し固化することもできる中詰め材に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法では、シールド掘進機により掘削し、掘進機後方でセグメント等により一次覆工を行う。このトンネルを上水道やガス管敷設等に用いる場合、これを覆う内管を二次覆工として設置する。
一時覆工と二次覆工の間の空洞については、セメントを主体とする中詰め材を充填、固化し保護する（特許文献１参照）。この中詰め材として、従来はエアーモルタル、ベントナイト中詰めエアーモルタルが用いられていた。これらのエアーモルタルは混練時に起泡剤を添加した気泡モルタルを用いるものである。エアーモルタルを用いるのは、経済的に体積を確保できること、および単位体積重量を低くするためである。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７４１８７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、従来のエアーモルタルは、混練時に起泡剤を添加し、気泡の入った状態で圧送するもので、輸送中の起泡を安定させる必要から、高い粘性を必要とする。このため輸送距離が１０００〜１５００ｍしか確保出来ず、長距離輸送のために中継設備を設置しなければならなかった。このため、コスト高となるばかりか、狭いトンネル現場において中継設備設置場所の確保が困難である、という問題を有していた。また、流動性が低いため、充填性が悪く、さらに、流動性低下により、可使時間が短く現場での作業性が不十分である、という問題を有していた。
【０００５】
この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、高流動性を長時間保持して、輸送可能距離を倍程度に延ばすことができ、高い充填性を確保することができ、十分な作業時間を確保することができる中詰め材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ところで、この発明に係る中詰め材が用いられる大規模な又は複雑な空洞を充填するグラウト注入工事において、施工のうえで中詰め材に求められる必要な特性として、
Ａ．長距離のポンプ圧送が可能な高い流動性と材料の不分離特性が必要であること。
Ｂ．大規模な又は複雑な空洞を確実に充填するには大容量のグラウト材を長時間かけ連続して注入を行なうために、ポンプ圧送されたグラウト材が目的の充填場所において一箇所より大量のグラウト材が次々と送り込まれることになるが、空洞充填を確実にするには、時間が経過した材料でも出来る限り初期と同程度の流動状態を確保する事が必要であり、それにより次々に注入される材料の充填箇所のレベリングでの充填を実現することが可能であること。
Ｃ．通常は、長時間の流動特性を持つ材料の特性として、相反する現象として材料分離やブリーディング水の発生がある。それにより施工時に充填材の不均一や新たな空洞が発生する。従ってＢの長時間の流動性の保持と材料分離、ブリーディングの発生により新たな空洞の発生を起さない材であること。
が求められる。
【０００７】
上記要求を達成するため、請求項１に記載の発明にあっては、シールドトンネル等に中詰めするエアーモルタル又はベントナイト中詰めエアーモルタルで発泡剤として金属アルミニウム粉末を用いたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の中詰め材を技術的前提とし、具体的には、セメント、ベントナイト、高分子分散材としてのポリカルボン酸塩、遅延剤としてのリグニンスルホン酸カルシウム、金属アルミニウム粉末、水、から生成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明にあっては、シールドトンネル等に中詰めするエアーモルタル又はベントナイト中詰めエアーモルタルで発泡剤として金属アルミニウム粉末を用いるように構成したので、従来技術では、気泡の安定性を確保する為に粘性を高くする必要があったが、混練時に起泡剤を加える必要がなく、金属アルミニウム粉末を用いることによる構内発泡に切り替えることができるので、高流動性を長時間保持することができ、その結果、輸送可能距離を従来の中詰め材よりも倍程度に延ばすことができ、高い充填性を確保することができると共に、十分な作業時間を確保することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載発明にあっては、セメント・ベントナイトを主材とする中詰め材に、ポリカルボン酸塩、リグニンスルホン酸カルシウムを加えることで、流動性を確保することができ、また、十分な作業時間を確保するために遅延型分散剤（遅延剤としてリグニンスルホン酸カルシウム）を使用することで、十分な作業時間を確保することができ、さらには、金属アルミニウムを添加して水酸化カルシウムとの反応により水素ガスを発生させて発泡・膨潤させることで、高い流動性を長時間確保してもブリーディングを有効に抑えることができる等、幾多の優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、実施例１に基づき、この発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例では、表１に示す配合比で混合して中詰め材を生成し、夫々の配合における流動性と水希釈性、水中安定性および乾燥収縮性を測定した。尚、表１及び表５は１ｍ３単位の配合比である。
【００１３】
【表１】
2007169974.tif 000002
【００１４】
上記配合による結果を表２、表３及び表４に示す
【００１５】
【表２】
2007169974.tif 000003
【００１６】
【表３】
2007169974.tif 000004
【００１７】
【表４】
2007169974.tif 000005
【００１８】
次に、従来の中詰め材の配合を表５に、その試験結果を表６、表７及び表８に示す。
【００１９】
【表５】
2007169974.tif 000006
【００２０】
【表６】
2007169974.tif 000007
【００２１】
【表７】
2007169974.tif 000008
【００２２】
【表８】
2007169974.tif 000009
【００２３】
この実施例に係る中詰め材のデータ表１乃至表４と、従来の中詰め材のデータ表５乃至図８を比較して明らかなように、本実施例に係る中詰め材は、従来の中詰め材の２倍の輸送距離を得ることができ、高流動性を有するのが分かる。また、ポリカルボン酸塩、リグニンスルホン酸カルシウムを加えることで、流動性を確保することができ、また、十分な作業時間を確保する為に遅延型分散剤（遅延剤としてリグニンスルホン酸カルシウム）を使用することで、十分な作業時間を確保することができ、さらには、金属アルミニウムを添加して水酸化カルシウムとの反応により水素ガスを発生させて発泡・膨潤させることで、高い流動性を長時間確保してもブリーディングを有効に抑えることができることが分かる。