(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地山内に吐出孔を有する補強管を打設し、該補強管及び該吐出孔を介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法において、内部に透水性の固結用材料を充填してあり、外部から内部へ固結注入材を注入可能なパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となる端末近傍に取り付けられた該補強管を打設し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固結した該固結用材料及び固結した該パッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該補強管及び該吐出孔を介して固化材を注入することを特徴とする地山先受け補強工法。
【請求項２】
トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地山内に吐出孔を有する補強管を打設し、該補強管及び該吐出孔を介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法において、透水性の固結用材料からなるパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となる端末近傍に取り付けられた該補強管を打設し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固結した該パッカー及び固結した該パッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該補強管及び該吐出孔を介して固化材を注入することを特徴とする地山先受け補強工法。
【請求項３】
前記補強管の所定位置に前記パッカーが複数取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の地山先受け補強工法。
【請求項４】
前記補強管が硝子繊維補強樹脂管であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の地山先受け補強工法。
【請求項５】
トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地山内にボアホールを穿設し、該ボアホールを介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法において、内部に透水性の固結用材料を充填してあり、外部から内部へ固結注入材を注入可能なパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となるボアホール口元近傍に配置し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固結した該固結用材料及び固結した該パッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該ボアホールを介して固化材を注入することを特徴とする地山先受け補強工法。
【請求項６】
トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地山内にボアホールを穿設し、該ボアホールを介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法において、透水性の固結用材料からなるパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となるボアホール口元近傍に配置し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固結した該パッカー及び固結した該パッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該ボアホールを介して固化材を注入することを特徴とする地山先受け補強工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、トンネルや地下空洞などの掘削時に適用する地山補強工法に係り、特に地質条件の悪い条件下で先行する地山を補強することができる地山先受け補強工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル工事で地山を補強する場合、切羽天端の安定性向上のために先受け工としてフォアパイリングを行い、切羽鏡部の安定性向上のために短尺の樹脂製ボルトを打設し、地山の安定性向上を図っていた。又、近年ではトンネル切羽の前方地山に対して予め長尺の先受け鋼管を打設する地山先受け工や、長尺の樹脂製ボルトを打設する鏡部補強工が多く行われてきている。後者の地山先受け工法、鏡部補強工法は、切羽前方地山を長尺に亘って拘束することにより、地山の先行ゆるみを抑制することを目的とし、従来の短尺のフォアパイリング、鏡部補強工に比べ先受け長が長いのが特徴である。
【０００３】
そして、前記のような従来からある先受け工である短尺フォアパイリング、長尺フォアパイリングでは、補強管（注入管）を通して周囲の地山内に改良剤（固化材）を注入し、地山の安定性を高めることが行われている。前記注入に際して、先受け工では一般の薬液注入で必要となるバルクヘッド領域が確保できないにもかかわらず加圧注入を行う必要があるところから、補強管が所定位置に設置された後、事前に補強管の軸方向の端末部周囲に、ウエスとウレタン系樹脂或いは急硬性セメントを使ってコーキングシールによる隔壁を形成する方法や、布袋を使ってウレタン系樹脂或いは急硬性セメントを注入し、布袋を膨張させて隔壁を形成する方法により、固化材が補強管の口元部からリークすることを抑制している。
【０００４】
前記工法の具体例として、例えば短尺のフォアパイリング等で所定位置の施工を行う場合、切羽側鋼製支保工の背面から切羽前方地山に自穿孔式の補強管を打設し、或いは予め穿孔された孔に鋼製補強管を挿入し、補強管の軸方向端末部の周囲に、固化材のリークを防止するコーキングシール或いは布袋の注入パッカーで隔壁を形成し、固化材の注入を実施している。
【０００５】
例えば、図１０は従来のウレタン系樹脂によるコーキングシールで行う先受け補強の施工例を示す縦断面図、図１１（ａ）は従来のウレタン系樹脂によるコーキングシールで行う先受け補強の別の施工例を示す縦断面図、図１１（ｂ）はその断面図を示す。図１０では切羽外周の掘削壁面１に建て込まれた鋼製支保工２の背面から補強管３が打設され、その口元にコーキングシール４が施され、さらに補強管３の周囲の地山７に固化領域５が形成されている。打設角度は２０度、切羽鏡部６からトンネル掘削後の有効先受け長はλ＝１．３ｍである。又、図１１では切羽鏡部６に打設された補強管３の口元にコーキングシール４が施され、補強管３の周囲の地山７に固化領域５が形成されている。コーキングシール４の周囲は付着による拘束力を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記コーキングシールや布袋を膨張させる隔壁の形成は、孔壁周囲に大きな地山固結領域を確保するのではなく、単に補強管軸方向の端末部と地山の接触箇所を付着・拘束し、或いは僅かな範囲の地山固結領域を確保する程度である。このため、特にシルトや砂質土等の脆弱地山において、固化材注入時の圧力上昇の程度によっては、補強管の隔壁周囲の地山側が割裂して空隙が生じ、隔壁周囲から固化材が逸走して、補強管から地山内への固化材の注入で良好な注入効果が得られないという難点がある。かような注入効果が発揮されない場合、地山状況によっては、既に打設された補強管周囲の地山がゆるんで地山改良程度に問題を生じ、別途先受け補強が必要となって、補強材料及び作業量が増加することとなる。かかる難点はボアホールから固化材を直接注入して補強する工法の場合でも同様である。
【０００７】
更に、短尺のフォアパイリングで上記具体例のように隔壁を形成する場合、作業位置が鋼製支保工の背面で、コーキングシール実施時の施工性が悪く、前記のような隔壁周囲からの逸走が生じても対応性が悪いという難点がある。前記難点は、作業量や作業時間の点から大きな負担となり、注入効果に悪影響を及ぼす要因ともなる。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みて提案されたものであって、上述した従来の技術が有する問題点を解消し、トンネルや地下空洞等の地山補強工法において、軸方向の端末部及び中間部の孔壁周囲の地山領域に、高い施工性で耐圧性が高い隔壁を形成し、確実に地山補強のための固化材の注入効果を高めることができる、地山補強工法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による地山先受け補強工法は、以下の構成としたものである。
【００１０】
本発明による地山先受け補強工法は、トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部等の所定位置で切羽前方地山内を削孔すること等で、地山補強を行うための吐出孔を有するロックボルト、鋼管、樹脂管等の補強管を地山内に打設し、該補強管及び該吐出孔を介して固化材（改良材）を注入して、補強管の周囲の地山補強を行う地山先受け補強工法において、内部に透水性の固結用材料を充填してあり、外部から内部へ固結注入材を注入可能なパッカー、若しくは透水性の固結用材料からなるパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となる端末近傍に取り付けられた該補強管を打設し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固結した該固結用材料若しくは固結した該パッカー及び固結した該パッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該補強管及び該吐出孔を介して固化材を注入することを特徴とする。
【００１１】
上記のように、補強管の軸方向の一端部近傍位置や複数に区切った所定位置等に、内部に透水性の固結用材料を充填したパッカー若しくはそれ自体が透水性の固結用材料として機能するパッカーを設け、パッカー内に浸透性が高い固結注入材を注入することで、固結注入材が固結用材料若しくはパッカーを固結すると共に、固結注入材がパッカー及び固結用材料を透過して周囲の地山内に浸透し、孔壁外周の地山を固結する。従って、単にウレタン系樹脂を布袋に入れ膨張させる場合等のように固結注入材が逃げてしまうようなことがなく、補強管の周囲で固結した固結用材料が詰まったパッカー若しくは固結用材料からなるパッカー及び固結した地山領域が一体となって、大きな固結領域による隔壁を形成することになり、後に補強管を介して注入される固化材の逸走を抑制・防止できる。
【００１２】
例えば、短尺のフォアパイリングによる先受け工で、切羽前方地山内に削孔した孔内に、透水性の高い固結用材料を詰めた若しくは透水性の固結用材料からなる円筒状パッカーを端末に周設された、吐出孔を有する補強管を打設・挿入し、パッカー内に浸透性が高い固結注入材を注入し、パッカー内を介して孔壁外周の地山領域に浸透させて地山を固結させ、パッカー内の固結した固結用材料若しくは固結した固結用材料からなるパッカー及びパッカーの孔壁外周の地山領域及び補強管を一体化した大きな固結領域の隔壁を形成する。従って、固化材の逸走が抑制され、隔壁以奥の孔壁外周の地山部分に固化材の注入による補強管と一体化した地山改良領域が効果的に形成され、従来の隔壁形成方法と比べ固化材の注入効果を飛躍的に高めることができる。
【００１３】
また、本発明は上記地山先受け補強工法で、前記補強管の所定位置に前記パッカーが複数取り付けられていることを特徴とし、複数箇所に隔壁が形成され、固化材の注入効果を一層確実にできる。特に、一本或いは何本かの補強管で行う長尺のフォアパイリングでは、補強管の軸方向を複数に区切った位置に透水性の固結用材料を充填したパッカー若しくは透水性の固結用材料からなるパッカーを設け、各パッカー内に浸透性が高い固結注入材を注入し、各パッカー内と孔壁外周の地山領域に浸透させてこれらを固結し、各パッカー内の固結した固結用材料若しくは固結した固結用材料からなる各パッカー及び各パッカーの孔壁外周の地山領域及び補強管を一体化した大きな固結領域の各々の隔壁を形成する。従って、各々の隔壁間内の孔壁外周の地山部分には、補強管と一体化した改良領域が形成され、固化材を区間ごとに分割注入する場合等の注入効果を飛躍的に高めることができる。
【００１４】
尚、上記でパッカー内に詰める透水性の固結用材料若しくは透水性の固結用材料からなるパッカーとしては、浸透固結する砂・発泡スチロール粒材などの透水性の高い材料や透水性の良いスポンジ等を用い、透水性の固結用材料の入ったパッカー若しくは透水性の固結用材料からなるパッカーの両端には、浸透性が高い固結注入材の注入で固結注入材が補強管の軸方向に逸走することを防止するため遮水性の処理を施すとよい。これにより、固結注入材はパッカー内の砂や透水性が高い材料を介して孔壁外周の地山領域にのみ浸透して地山を限定的に強固に固結させ、より耐圧性の大きな固結領域の隔壁を形成することができる。
【００１５】
また、本発明は上記地山先受け補強工法で、前記補強管が硝子繊維補強樹脂管であることを特徴とする。即ち、補強管に硝子繊維補強樹脂管を用いて、前記補強管の軸方向の一端部近傍位置等に、透水性の高い固結用材料を充填されるか若しくはパッカー自体がスポンジ等の透水性の固結用材料からなり、固結注入材用のチューブを備えたパッカーを設け、これを切羽鏡部から切羽前方地山に、自穿孔式の打設により或いは予め削孔された孔に挿入することで打設し、上記と同様固結領域による隔壁を形成する。これによって、固化材の逸走を防止できると共に先受け範囲を拡大でき、注入効果の向上、切羽作業の安全性向上、及び施工時間の短縮が可能となる。
【００１６】
例えば、短尺或いは長尺のフォアパイリングで、固結用材料を詰めたパッカー若しくは透水性の高い固結用材料からなるパッカーを設けた硝子繊維補強樹脂管を使い、切羽側鋼製支保工の下側の切羽鏡部から切羽前方地山に向かって、硝子繊維補強樹脂管を所定位置に自穿孔式の打設または予め削孔された孔に挿入して設置し、固結注入材をパッカーに注入して隔壁を形成し、隔壁以奥の孔壁外周の地山領域に固化材を注入する等で上記工法を行う。
【００１７】
また本発明による地山先受け補強工法は、トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地山内にボアホールを穿設し、該ボアホールを介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法において、内部に透水性の固結用材料を充填してあり、外部から内部へ固結注入材を注入可能なパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となるボアホール口元近傍に配置し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固結した該固結用材料及び固結した該パッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該ボアホールを介して固化材を注入することを特徴とする。
【００１８】
更に本発明による地山先受け補強工法は、トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で切羽前方地山内にボアホールを穿設し、該ボアホールを介して固化材を注入して該地山の補強を行う地山先受け補強工法において、透水性の固結用材料からなるパッカーを、少なくとも該固化材の注入口となるボアホール口元近傍に配置し、該パッカー内に浸透性の固結注入材を注入して、固結したパッカー及び固結した該パッカー周囲の地山領域で隔壁を形成した後、該ボアホールを介して固化材を注入することを特徴とする。
【００１９】
上記のようにボアホールを介して固化材を注入する場合にも、内部に透水性の固結用材料を充填してあり外部から内部へ固結注入材を注入可能なパッカー若しくは透水性の固結用材料からなるパッカーを使用することで、注入効果の高い地山固化領域を確実に形成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による地山先受け補強工法及びその補強管を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
図１は地山先受け補強工法の第１施工例の概要を示した縦断面図、図２は図１のトンネル切羽の先受け補強状態を示した横断面図、図３は図１の施工例の一部であるトンネル上半断面の先受け補強状態を示した縦断面図である。
【００２２】
本発明の地山先受け補強工法を行う際には、図１に示すように、トンネル上部の切羽近傍にドリルジャンボ（削岩機）１０が配置され、ドリルジャンボ１０のガイドシェル１０ａの先端が、既にトンネル掘削が済んで掘削壁面２０に建て込まれた鋼製支保工２２のうち、切羽鏡部２１の直近に建て込まれた鋼製支保工２２ａの背面にセットされる。
【００２３】
ガイドシェル１０ａには、ボアホールを削孔するための削孔ロッド１０ｂが装着され、ガイドシェル１０ａ及び削孔ロッド１０ｂは、切羽側の鋼製支保工２２ａの上或いは背面において、フォアパイリングの補強管（注入管）１１を挿入するためのボアホールを削孔する仰角で設定されている。
【００２４】
打設される或いは既に打設された１本の補強管１１は外径３２ｍｍ、内径１３ｍｍ、長さ３ｍの鋼製で、固化材を通すための吐出孔（ストレーナ孔、図示せず）を所定位置に有し、削孔を行う削孔ロッド１０ｂを補強管１１の内部に収容した状態で削孔の進行に伴い打設、或いは削孔ロッド１０ｂで削孔後に打設（挿入）、或いは補強管１１自体の先端に削孔ビットを設けて自削孔させる等で打設される。こうして補強管１１は、切羽側鋼製支保工２２の背面から切羽前方地山に削孔された孔に挿入された状態となる（図２、図３参照）。又、補強管１１には、図３に示すように、軸方向の略端末位置にパッカー（詰袋）１２が取り付けられ、パッカー１２内には浸透固結用の砂などの固結用材料と固結注入材（浸透薬液）を注入するパッカー用チューブ１３が装填されている。尚、補強管１１としては鋼製補強管の他、後述する硝子繊維補強樹脂管やロックボルトなども使用できる。
【００２５】
既に打設された補強管１１の端末周囲では、端末に周設されたパッカー１２内に浸透性が高い固結注入材を注入され、パッカー１２の孔壁外周の地山領域と補強管１１端末で固結したパッカー１２による一体化した大きな地山固結領域の隔壁３０が形成されている。さらに、補強管１１を通して固化材を注入し、補強管１１の周囲の地山を固化領域３１として補強・改良してある。尚、パッカー１２内に注入する浸透性が高いパッカー用の固結注入材の詳細については後述する。
【００２６】
また、本実施形態では、トンネル縦断方向の切羽鏡部２１から鋼製支保工２２ａ（Ｈ−２００×２００）の間、鋼製支保工２２ａと２２ｂの間、及び建て込まれた鋼製支保工２２の外側に位置する掘削壁面２０は、一次吹き付けコンクリート２３（ｔ＝５０ｍｍ）で覆われ、さらに１ｍピッチで建て込まれた鋼製支保工２２（Ｈ−２００×２００）の間は、二次吹き付けコンクリート２４（ｔ＝２００ｍｍ）で覆われている。
【００２７】
そして、本発明による地山先受け補強工法を行うには、まず、端末部分にパッカー１２を取り付けた補強管１１を、削孔ロッド１０ｂによる所定位置の掘削壁面２０の削孔と同時に或いは削孔後に打設する。補強管１１の打設状態としては、例えば図３に示すように、打設角度が水平方向から２０度程度であり、切羽鏡部２１からのトンネル掘削後の有効先受け長はλ＝１．３ｍ程度である。
【００２８】
補強管１１の打設が終了した後、浸透性の高いパッカー用の固結注入材をチューブ１３を通して砂等の固結用材料をパックしたパッカー１２内に注入し、固結したパッカー１２及びその周辺の地山固結領域で隔壁３０を形成する。
【００２９】
前記パッカー１２には固結注入材が浸透する布製の袋等を用い、パッカー１２内に充填する固結用材料は、浸透固結する砂や、発泡スチロール粒材、硝子粒等の粒状物、スチール、樹脂、カーボン、椰子殻等の繊維状物等の透水性の高い材料を用いる。或いはパッカー１２として、所定長さに成形した連続気孔性のスポンジや、綿等の天然植物繊維等からなる透水性の固結用材料を用いても良い。こうした透水性の固結用材料からなるパッカー１２を使用する場合には、その軸方向両端部に塗料等の非浸透性材を塗布して管壁との間を両端位置でシールしておくことが好ましい。固結用材料として砂を用いる場合には、後述のようにパッカー１２内に固化材が注入されたときに砂が骨材として機能し、高強度が確保される。また、パッカー１２自体が透水性の固結用材料からなる場合には、軽量で保形性があるため、取り扱いが楽で、作業性に優れ、安価である。浸透性薬液の固結注入材は、浸透性が高く、好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下の低粘度で、粘着力、弾性力が高いものであり、且つ前記固結用材料や地山を固結できるものとし、前記特性条件に当てはまる（メタ）アクリル酸塩水溶液（ハイドロレジン系）注入材、ウレタン系樹脂、急硬性セメント、シリカレジン等を用いることができるが、特に前記特性条件を有し、且つ有害成分を含有しない安全性の高い（メタ）アクリル酸塩水溶液（ハイドロレジン系）注入材（例えば、東亞合成株式会社製アロンＭＧ１０００）を使用することが好ましい。
【００３０】
上記施工例で、パッカー１２内に浸透性の固結注入材を注入することにより、隔壁３０が形成される詳細状況を図４に示す。図４（ａ）はパッカー１２への浸透薬液注入例を示す縦断面図であり、鋼製支保工２２ａの背面から切羽前方地山内に補強管１１が挿入されている場合である。図４（ｂ）はパッカー１２への浸透薬液の別の注入例を示す縦断面図で、切羽鏡部２１から前方地山に補強管１１が挿入されている場合である。前記のいずれの場合も図４（ｃ）のように、砂等が充填されたパッカー１２内に浸透性が高い固結注入材が注入され、パッカー１２を固結すると共に、地山側に浸透してその周囲の地山領域を固結し、広い範囲に亘って地山固結領域による隔壁３０が形成されることになる。
【００３１】
その後、固化材を補強管１１を通して吐出孔から地山内に注入し、補強管１１周囲に固化領域３１を形成して地山改良を行う。このように、広範囲且つ強固な隔壁３０を形成してから固化材を注入し、固化領域３１を形成することで、先受け工として高い地山注入効果が期待できる。さらには、注入効果の向上は効率的な施工に導き、先受け補強工の施工性と経済性を向上することができる。そして、前記の如く地山改良を行って先行地山が補強された直後には、効率的なトンネル掘削作業を行うことが可能となる。
【００３２】
次に、本発明による地山先受け補強工法の第２施工例について説明する。図５は地山先受け補強工法の第２施工例の一部を示した縦断面図である。
【００３３】
本施工例では、短尺のフォアパイリングで先受け補強を行い、打設する仰角を２０度として補強管１１を打設してある。そして、補強管１１として、外径３１ｍｍ、内径１４ｍｍ、長さが３ｍの硝子繊維補強樹脂管１１ａが使用されている。硝子繊維補強樹脂管１１ａの軸方向端末位置にはパッカー１２が取り付けられ、パッカー１２内には浸透固結用の砂等の固結用材料が充填されるか或いはパッカー１２自体がスポンジ等の透水性材料からなり、そしてパッカー１２内には固結注入材（浸透薬液）を注入するチューブ１３が装填されている。他の基本的構成は第１施工例と同様である。
【００３４】
本工法を実施するときには、硝子繊維補強樹脂管１１ａを打設した後、チューブ１３からパッカー１２内に浸透性が高い固結注入材を注入して、固結したパッカー１２とその周囲の地山固結領域で広範囲且つ強固な隔壁３０を形成し（図４（ｂ）参照）、その後、硝子繊維補強樹脂管１１ａの周囲に固化領域３１を形成するため、硝子繊維補強樹脂管１１ａを通して吐出孔から地山内に固化材を注入し、地山を改良している。前記注入により地山を改良した直後に、トンネル掘削を行うことができる。
【００３５】
本施工例では補強管１１として硝子繊維補強樹脂管１１ａを使用することで、補強管１１が鋼製支保工２２下の切羽鏡部２１からの施工が可能となって施工性が良好となると共に、トンネル掘削後の有効先受け長を図示のようにλ＝２．１ｍ程度とすることができ、鋼製の補強管１１を使用した第１施工例に比べて有効先受け長を長く確保することができる。
【００３６】
次に、本発明による地山先受け補強工法の第３施工例について説明する。図６は地山先受け補強工法の第３施工例の概要を示した縦断面図、図７は図６の施工例におけるトンネル上半断面の先受け補強状況を示した縦断面図、図８は図６のトンネル切羽鏡部２１の補強状態を示した横断面図、図９は図６の切羽鏡部２１の補強状態の一部を示した縦断面図である。
【００３７】
本施工例では図６及び図７に示すように、打設角度１５度で第１及び第２施工例と同様に補強管１１（硝子繊維補強樹脂管１１ａ）が打設され、隔壁３０が形成されている（図７参照）。切羽鏡部２１からトンネル掘削後の有効先受け長はλ＝２．３ｍである。尚、トンネル縦断方向の切羽鏡部２１には吹き付けコンクリート（ｔ＝１００ｍｍ）が施工されている（図示せず）。
【００３８】
そして、上述した施工例と基本的構成は同様であり、トンネル内の切羽近傍にドリルジャンボ１０が所定位置に配置され、ドリルジャンボ１０のガイドシェル１０ａには、先端に削孔機能を有したリングビットが取り付けられた硝子繊維補強樹脂管１１ｂが装着され、同時に削孔を補助する機能を有した削孔ロッド１０ｂが設けられている。ガイドシェル１０ａの先端は、既にトンネル掘削が済んだ状態で切羽鏡部２１にセットされ、ガイドシェル１０ａは、切羽鏡部２１の先行削孔位置から切羽前方地山内に対して、削孔時のスライムの排出に支障とならない仰角に設定されている。
【００３９】
ガイドシェル１０ａの先端がセットされた切羽鏡部２１の前方の地山内には、すでに４本の硝子繊維補強樹脂管１１ｂが打設されている（図７、図８、図９参照）。本施工例では硝子繊維補強樹脂管１１ｂの１本の長さは３ｍで、全長に亘って硝子繊維補強樹脂管１１ｂが打設されている。そして、本工法を実施するためのパッカー１２は、端末管である硝子繊維補強樹脂管１１ｂの端末位置に設ける、或いは各硝子繊維補強樹脂管１１ｂの端末位置（所定位置）に設けられている。
【００４０】
その後、切羽鏡部２１に対して鏡部補強工を実施する際には、上記第１及び第２施工例と同様、図９に示すように、チューブ１３からパッカー１２に固結注入材を注入して、固結用材料の固結によるパッカー１２の固結、及び固結注入材の浸透によるパッカー１２周囲の地山領域の固結により、広範囲且つ強固な隔壁３０を所定位置に形成し、その後に固化材を硝子繊維補強樹脂管１１ｂに通し、予め所定位置に形成された吐出孔１４から地山内に注入して、固化領域３１を形成して地山改良を行う。尚、補強管１１ｂから固化材を注入する際には、補強管１１ｂの後端部に注入バルブを取り付け、固化材が注入装置にセットされた注入ホースから注入バルブに送られ、注入チューブ１５によって補強管１１ｂを通り、補強管１１ｂの吐出孔１４から吐き出させる。
【００４１】
従って、隔壁３０により、補強管１１ｂの固化材を注入する口元及び地山内の所定位置からのリークが抑制され、固化材は補強管１１ｂの周囲地山内に効率的に注入される。従って、補強管１１ｂと周囲の地山が一体となって、切羽鏡部補強の効果が高まることとなる。
【００４２】
又、上記高強度の硝子繊維補強樹脂管１１により、固化材の逸走を防止する大きな固結領域の隔壁を形成して注入効果の高い施工をすることができると共に、補強管１１を切削・湾曲すること等が可能となる。従って、短尺或いは長尺のフォアパイリングで、トンネル掘削時に掘削領域内にある先受け補強管１１の打設勾配が抑えられ、先受け有効範囲も拡大される。従って、施工の安全性と施工費等を抑えることができ作業効率の向上が可能となる。
【００４３】
さらに、本発明の別の施工例として、地山内に補強管１１を存置させない状態で固結注入材の注入を行うことがある。即ち、この方法では、トンネル掘削等の切羽外周或いは切羽鏡部で公知の方法により切羽前方地山にボアホールを穿設する。その後、先に述べたと同様の構成の地山改良用の固化材の注入チューブ１５とパッカー用チューブ１３にパッカー１２を、該ボアホールの口元近傍に配置される形となるようセットして、ボアホール内に装填する。そして、まずパッカー１２に固結注入材を注入し、固結した該パッカー１２及びパッカー１２周囲の地山領域で隔壁３０を形成する。すると、隔壁３０はボアホール口元近傍位置周辺という限定された位置において堅固（耐圧性が高い）に形成された形となるため、その後、パッカー１２より奥側のボアホールを介して固化材を圧力注入すると、注入効果の高い地山固化領域３１を確実に形成することが出来る。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による地山先受け補強工法は上記構成であるから、トンネルや地下空洞等の地山補強工法において、軸方向の端末部及び中間部の孔壁周囲の地山領域に、高い施工性で耐圧性が高い隔壁を形成し、固化材の注入効果を飛躍的に高めて先行地山の補強が確実にできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による地山先受け補強工法の第１施工例の概要を示した縦断面図。
【図２】図１のトンネル切羽の先受け補強の状態を示した横断面図。
【図３】図１の施工例の一部を示した縦断面図。
【図４】（ａ）パッカーへの浸透薬液注入例を示す縦断面図。
（ｂ）パッカーへの浸透薬液の別の注入例を示す縦断面図。
（ｃ）浸透薬液注入時のパッカーの縦断面図。
【図５】本発明による地山先受け補強工法の第２施工例の一部を示した縦断面図。
【図６】本発明による地山先受け補強工法の第３施工例の概要を示した縦断面図。
【図７】図６の施工例の一部を示した縦断面図。
【図８】図６のトンネル切羽の鏡部補強の状態を示した横断面図。
【図９】図６の鏡部補強状態の一部を示した縦断面図。
【図１０】従来のウレタン系樹脂によるコーキングシールで行う先受け補強の施工例を示す縦断面図。
【図１１】（ａ）従来のウレタン系樹脂によるコーキングシールで行う先受け補強の別の施工例を示す縦断面図。
（ｂ）前記（ａ）の断面図。
【符号の説明】
１０    ドリルジャンボ
１１    補強管
１１ａ  硝子繊維補強樹脂管
１１ｂ  硝子繊維補強樹脂管
１２    パッカー
１３    チューブ
１４    吐出孔
１５    注入チューブ
２０    掘削壁面
２１    切羽鏡部
２２    鋼製支保工
３０    隔壁
３１    固化領域
【図１】
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【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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【図１１】
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