(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削された地山の内壁面に設置される普通セグメントに取り付けられて、この普通セグメントと地山の内壁面との間に、裏込め材の注入によって膨らむ注入袋を設置するための袋付き裏込め材注入器具であって、
前記普通セグメントに設けられた裏込め材注入孔に挿入される注入孔挿入部と、
前記注入孔挿入部と連結され、裏込め材が注入される注入袋が収納される注入袋収納部とを備え、
前記注入袋収納部は、前記注入孔挿入部よりも外側に突出するような形状に形成されてなり、
前記注入袋は、その開口部側の端部が前記注入袋収納部の地山側の端面に注入袋固定部材によって固定され、且つ、前記注入袋収納部内に折り畳まれた状態で収納されるとともに、前記注入袋収納部の坑内側で折り返されて当該注入袋の開口部と反対側の端部が前記注入孔挿入部の内部に挿入された状態で配設されていることを特徴とする袋付き裏込め材注入器具。
【請求項２】
前記注入袋収納部の坑内側に、前記注入袋に裏込め材を注入する裏込め材注入管を取り付けるための注入管ソケット部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の袋付き裏込め材注入器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、袋付き裏込め材注入器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トンネルや坑道等を作製する方法の一つであるシールド工法において、地山落ちや地盤沈下を防止するために、トンネルを構成する各セグメントと地山の内壁面に囲まれた空間にモルタル等の裏込め材を早期に注入・充填することにより各セグメントを固定するようになっていた。特に、トンネルの急曲線部等の余掘りの大きな箇所では、大量の裏込め材が必要となるため、注入圧力を大きくすることにより裏込め材の充填を迅速に行っていた。しかし、裏込め材の注入圧力を大きくした場合には、切羽に裏込め材がまわりシールド機前方を固結させてしまう虞があった。
【０００３】
そこで、最近では、例えば特開平１１−３２４５８２号公報に開示のように、セグメントの地山側に取り付けられた袋体に裏込め材を注入することによりセグメントを固定するようにした袋付きセグメントを用いるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この袋付きセグメントは、袋体や、シールド機のテール等による袋体への損傷を防ぐ防護板等が取り付けられた特殊なセグメントであるため、製造に手間がかかり、費用の高いものになっていた。また、この袋付きセグメントは、他のセグメントへの転用ができないといった問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、製造が容易で製造コストのかからない普通セグメントに袋付きセグメントの機能を持たせることができる裏込め材注入器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、
掘削された地山の内壁面９０に設置される普通セグメント５０に取り付けられて、この普通セグメント５０と地山の内壁面９０との間に、裏込め材２の注入によって膨らむ注入袋３を設置するための袋付き裏込め材注入器具１であって、
前記普通セグメント５０に設けられた裏込め材注入孔５１に挿入される注入孔挿入部１０と、
前記注入孔挿入部５０と連結され、裏込め材２が注入される注入袋３が収納される注入袋収納部（注入袋収納箱）３０とを備え、
前記注入袋収納部３０は、前記注入孔挿入部１０よりも外側に突出するような形状に形成されてなり、
前記注入袋３は、その開口部側の端部が前記注入袋収納部３０の地山側の端面に注入袋固定部材（ボルト）３５によって固定され、且つ、前記注入袋収納部３０内に折り畳まれた状態で収納されるとともに、前記注入袋収納部３０の坑内側で折り返されて当該注入袋３の開口部と反対側の端部が前記注入孔挿入部１０の内部に挿入された状態で配設されていることを特徴としている。
【０００７】
ここで、裏込め材は周知の二液瞬結型の充填材であり、この裏込め材には、モルタル等が含まれる。
注入袋に求められる性質としては、裏込め材の注入圧力により所定の大きさに膨らむこと、その際の膨張率が大きく、かつ自由な形状に変形可能な柔軟性を有すること、裏込め材の注入圧力や地山との摩擦や凹凸による損傷を受けない強靱なものであること、などであり、止水性・通水性は問わない。また、注入袋の材質としては、例えばゴムや布、強化プラスチック、繊維質のシート状のものが挙げられる。
また、注入袋固定部材は、注入袋を傷つけることがなく、該注入袋を注入袋収納部に固定するためのものであり、この注入袋固定部材としては、例えばボルトやリベット等が挙げられる。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、普通セグメントに設けられた裏込め材注入孔に注入孔挿入部を挿入して、裏込め材を注入することにより、注入袋収納部に収納された注入袋は注入袋収納部と連結された注入孔挿入部の内方を通って地山側に押し出される。この結果、注入袋は、普通セグメントと地山の内壁面との間で膨張することになり、普通セグメントは膨張した注入袋により固定される。つまり、普通セグメントを利用して注入袋を用いたセグメントの固定を行うことができ、例えば、シールド掘進中にセグメントの固定で注入袋の必要が生じた場合でも、直ちに対応することができる。
従って、製造が容易で製造コストのかからない普通セグメントに袋付きセグメントの機能を持たせることができる。
このとき、普通セグメントに設けられた裏込め材注入孔に挿入される注入孔挿入部を備えるので、普通セグメントに当該袋付き裏込め材注入器具を容易に取り付けることができる。
さらに、裏込め材が注入される注入袋が収納される注入袋収納部を備えるので、注入袋の運搬を容易に行うことができ、運搬中にシールド機のテール等により損傷を受けることがなくなる。
また、注入袋収納部の地山側の端面に注入袋の開口部側の端部が注入袋固定部材によって固定されているので、裏込め材の注入圧力によって該注入袋が地山側に抜け出してしまうことを防止することができる。つまり、注入袋が注入袋収納部から出されきった段階で、注入袋固定部材により当該注入袋の流出が停止される。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項１に記載の袋付き裏込め材注入器具１において、
前記注入袋収納部３０の坑内側に、前記注入袋３に裏込め材２を注入する裏込め材注入管６０を取り付けるための注入管ソケット部４０が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、注入袋収納部の坑内側に、注入袋に裏込め材を注入する裏込め材注入管を取り付けるための注入管ソケット部が設けられているので、裏込め材注入管を当該袋付き裏込め材注入器具に容易に取り付けることができる。
また、注入管ソケット部に取り付けられた裏込め材注入管から注入された裏込め材は、その注入圧力によって注入袋を地山側に押し出すことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明を適用した袋付き裏込め材注入器具１は、シールド機（図示略）により掘削された地山の内壁面９０に設置される普通セグメント５０に取り付けられて、この普通セグメント５０と地山の内壁面９０との間に、裏込め材２（例えば、モルタルなど）の注入によって膨らむ注入袋３を設置するものである。
図１は、袋付き裏込め材注入器具１の全体を説明する水平方向の断面概略図である。図２は、図１の袋付き裏込め材注入器具１を普通セグメント５０に取り付けて裏込め材２を注入している状態を示す図である。
【００１５】
先ず、袋付き裏込め材注入器具１の構成について説明する。
袋付き裏込め材注入器具１は、普通セグメント５０（例えば、コンクリート製）の坑内側に設けられた裏込め材注入孔５１に挿入される注入孔挿入部１０と、裏込め材２が注入・充填される注入袋３が収納される注入袋収納箱３０（注入袋収納部）と、注入袋３に裏込め材２を注入する裏込め材注入管６０を取り付けるための注入管ソケット部４０と、により概略構成されている。
【００１６】
注入孔挿入部１０は、袋付き裏込め材注入器具１の地山側に、鋼などにより略円筒形状に構成されている。
この注入孔挿入部１０は、普通セグメント５０の裏込め材注入孔５１の内周部に切られたネジ山５１ａと螺合されるネジ山１１を当該注入孔挿入部１０の外周部に有しており、裏込め材注入孔５１にねじ込まれることにより普通セグメント５０と接続した状態となる。なお、注入孔挿入部１０は、人力で裏込め材注入孔５１に容易に挿入・固定される。
【００１７】
注入袋収納箱３０は、注入孔挿入部１０の坑内側に、鋼板などにより箱形形状に構成されており、その内方に注入袋３が折り畳まれた状態で設けられている。この注入袋収納箱３０は、裏込め材２の注入によって当該注入袋収納箱３０（注入袋収納部）に収納された注入袋３が注入孔挿入部１０の内方を通って地山側に押し出されるように注入孔挿入部１０と連結されている。
具体的には、この注入袋収納箱３０は、その地山側の端面３１に注入孔挿入部１０の坑内側の端部１２が固定されており、当該注入袋収納箱３０が注入孔挿入部１０と導通状態となるように、注入孔挿入部１０の内周部と略等しい大きさの開口部３２が設けられている。
一方、注入袋収納箱３０の坑内側の端面３３には、注入管ソケット部４０（詳細後述）の地山側の端部４１が固定されており、当該注入袋収納箱３０が注入管ソケット部４０と導通状態となるように、注入管ソケット部４０の内周部と略等しい大きさの開口部３４が設けられている。
【００１８】
また、注入袋３は、その開口部３ａと注入管ソケット部４０とが対向するように設けられており、この注入袋３の開口部側の端部が注入袋収納箱３０の地山側の端面３１の貫通孔に取り付けられた複数のボルト３５，…（注入袋固定部材）によって固定された状態となっている。さらに、注入袋３の開口部３ａと反対側の端部３ｂは、注入孔挿入部１０の内部に挿入された状態となっており、注入袋３の開口部３ａと反対側の端部３ｂの先端部分が、注入孔挿入部１０の地山側の開口面１３から突出しないのが望ましい。
なお、この注入袋３は、強化プラスチックにより成形されており、裏込め材２の注入圧力により所定の大きさに膨らむこと、その際の膨張率が大きく、かつ自由な形状に変形可能な柔軟性を有すること、裏込め材２の注入圧力や地山の内壁面９０との摩擦や凹凸による損傷を受けない強靱なものであること等の性質を有している。
【００１９】
注入管ソケット部４０は、鋼などにより略円筒形状に構成されている。
この注入管ソケット部４０は、裏込め材注入管６０（図２参照）の外周部に切られたネジ山６１と螺合されるネジ山４２を当該注入管ソケット部４０の内周部に有しており、裏込め材注入管６０がねじ込まれ固定される。なお、この裏込め材注入管６０の挿入・固定は、人力で容易に行うことできる。
【００２０】
次に、袋付き裏込め材注入器具１を用いて、普通セグメント５０と地山の内壁面９０との間に、裏込め材２の注入によって膨らむ注入袋３の設置方法について説明する。
【００２１】
先ず、シールド機（図示略）により掘削された地山の内壁面９０に普通セグメント５０が取り付けられた状態で、この普通セグメント５０の裏込め材注入孔５１に袋付き裏込め材注入器具１の注入孔挿入部１０をねじ込んで固定する。
このとき、注入管ソケット部４０には裏込め材２を注入する裏込め材注入管６０がねじ込まれて固定された状態となっている。
これにより、普通セグメント５０と裏込め材注入管６０とが、袋付き裏込め材注入器具１を介して接続された状態となる。
【００２２】
次いで、裏込め材注入機（図示略）の駆動によって裏込め材２の注入が開始される。
先ず、裏込め材注入管６０から袋付き裏込め材注入器具１内に注入された裏込め材２は、注入袋収納箱３０内に配置されている注入袋３内に充填される。これによって、注入袋３は注入袋収納箱３０内で膨らんでいくとともに、裏込め材２の注入圧力によって注入袋３が注入孔挿入部１０および裏込め材注入孔５１の内方を通って地山側に押し出される。そして、注入袋３は地山の内壁面９０に当たるまで押し出され、普通セグメント５０と地山の内壁面９０との間で膨張する。なお、裏込め材２の注入圧力によって地山側に押し出される注入袋３は、注入袋収納箱３０から出されきった段階で、注入袋３の開口部側の端部を固定する複数のボルト３５，…によりその流出が停止される。
【００２３】
このようにして、注入袋３への裏込め材２の充填が普通セグメント５０と地山の内壁面９０との間で行われことにより注入袋３が膨張して、普通セグメント５０が固定される。
【００２４】
以上のように、この実施の形態の袋付き裏込め材注入器具１によれば、普通セグメント５０に設けられた裏込め材注入孔５１に注入孔挿入部１０を挿入・固定して、注入管ソケット部４０に取り付けられた裏込め材注入管６０から裏込め材２を注入することにより、注入孔挿入部１０の内方を通って地山側に押し出された注入袋３は、普通セグメント５０と地山の内壁面９０との間で膨張することになり、普通セグメント５０は膨張した注入袋３により固定される。
従って、製造が容易で製造コストのかからない普通セグメント５０に袋付きセグメントの機能を持たせることができる。
このとき、普通セグメント５０に設けられた裏込め材注入孔５１に挿入される注入孔挿入部１０を備えるので、普通セグメント５０に当該袋付き裏込め材注入器具１を容易に取り付けることができる。
さらに、裏込め材２が注入される注入袋３が収納される注入袋収納箱３０を備えるので、注入袋３の運搬を容易に行うことができ、運搬中にシールド機のテール等により損傷を受けることがなくなる。
【００２５】
また、注入袋収納箱３０に注入袋３がボルト３５，…によって固定されているので、裏込め材２の注入圧力によって該注入袋３が地山側に抜け出してしまうことを防止することができる。
【００２６】
また、注入袋収納箱３０の坑内側に、注入袋３に裏込め材２を注入する裏込め材注入管６０を取り付けるための注入管ソケット部４０が設けられているので、裏込め材注入管６０を当該袋付き裏込め材注入器具１に容易に取り付けることができる。
【００２７】
なお、本発明は本実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意の変形が可能である。
例えば、この実施の形態では、注入袋収納部として、鋼板などによって箱形形状に構成した注入袋収納箱３０を例示したが、これに限られるものではなく、注入袋収納部の形状は任意であり、例えば、鋼などによって略円筒形状に構成しても良い。
また、この実施の形態では、注入袋３を強化プラスチックによって成形するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、ゴムや布、繊維質のシート状のものによって成形しても良い。
また、この実施の形態では、注入袋固定部材としてボルト３５，…を用いるようにしたが、これに限られるものではなく、注入袋３を傷つけることがなく、注入袋収納箱３０に固定可能であれば如何なるものであっても良い。例えば、ボルト３５の代わりにリベットを用いるようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、普通セグメントに設けられた裏込め材注入孔に注入孔挿入部を挿入して、裏込め材を注入することにより、注入袋収納部に収納された注入袋は注入袋収納部と連結された注入孔挿入部の内方を通って地山側に押し出される。この結果、注入袋は、普通セグメントと地山の内壁面との間で膨張することになり、普通セグメントは膨張した注入袋により固定される。つまり、普通セグメントを利用して注入袋を用いたセグメントの固定を行うことができ、例えば、シールド掘進中にセグメントの固定で注入袋の必要が生じた場合でも、直ちに対応することができる。
従って、製造が容易で製造コストのかからない普通セグメントに袋付きセグメントの機能を持たせることができる。
このとき、普通セグメントに設けられた裏込め材注入孔に挿入される注入孔挿入部を備えるので、普通セグメントに当該袋付き裏込め材注入器具を容易に取り付けることができる。
さらに、裏込め材が注入される注入袋が収納される注入袋収納部を備えるので、注入袋の運搬を容易に行うことができ、運搬中にシールド機のテール等により損傷を受けることがなくなる。
また、注入袋収納部の地山側の端面に注入袋の開口部側の端部が注入袋固定部材によって固定されているので、裏込め材の注入圧力によって該注入袋が地山側に抜け出してしまうことを防止することができる。つまり、注入袋が注入袋収納部から出されきった段階で、注入袋固定部材により当該注入袋の流出が停止される。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、注入袋収納部の坑内側に、注入袋に裏込め材を注入する裏込め材注入管を取り付けるための注入管ソケット部が設けられているので、裏込め材注入管を当該袋付き裏込め材注入器具に容易に取り付けることができる。
また、注入管ソケット部に取り付けられた裏込め材注入管から注入された裏込め材は、その注入圧力によって注入袋を地山側に押し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、袋付き裏込め材注入器具１の全体を説明する水平方向の断面概略図である。
【図２】図２は、図１の袋付き裏込め材注入器具を普通セグメントに取り付けて裏込め材を注入している状態を示す図である。
【符号の説明】
１    袋付き裏込め材注入器具
２    裏込め材
３    注入袋
１０  注入孔挿入部
３０  注入袋収納箱（注入袋収納部）
３５  ボルト（注入袋固定部材）
４０  注入管ソケット部
５０  普通セグメント
５１  裏込め材注入孔
６０  裏込め材注入管
９０  内壁面
【図１】
0003862987.tif 000002
【図２】
0003862987.tif 000003