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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023148153
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】注入器具及びトンネル構造
(51)【国際特許分類】
E21D 11/00 20060101AFI20231005BHJP
E02D 3/12 20060101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
E21D11/00 A
E02D3/12 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022056029
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000117102
【氏名又は名称】旭有機材株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094190
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 清路
(74)【代理人】
【識別番号】100151127
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 勝雅
(74)【代理人】
【識別番号】100151644
【弁理士】
【氏名又は名称】平岩 康幸
(72)【発明者】
【氏名】▲柳▼ 智裕
(72)【発明者】
【氏名】船津 航平
【テーマコード（参考）】
2D040
2D155
【Ｆターム（参考）】
2D040AA06
2D040BB03
2D040CB03
2D040DB01
2D040DC01
2D155JA02
2D155LA14
(57)【要約】
【課題】トンネル構造物の表面との間の隙間の形成を抑制することができる注入器具及びトンネル構造を提供する。
【解決手段】本発明の注入器具２０は、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２に挿入される注入管２１と、注入管２１の基端部と連結されてトンネル構造物１１の表面に固定される取付治具２２と、を備え、取付治具２２は、トンネル構造物１１の表面に沿って配置される固定部２２１と、注入管２１の基端部と連結される筒部２３と、を備え、固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の注入器具２０は、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２に挿入される注入管２１と、注入管２１の基端部と連結されてトンネル構造物１１の表面に固定される取付治具２２と、を備え、取付治具２２は、トンネル構造物１１の表面に沿って配置される固定部２２１と、注入管２１の基端部と連結される筒部２３と、を備え、固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネル構造物に設けられた孔部に挿入される注入管と、前記注入管の基端部と連結されて前記トンネル構造物の表面に固定される取付治具と、を備え、
前記取付治具は、前記トンネル構造物の表面に沿って配置される固定部と、前記注入管の基端部と連結される筒部と、を備え、
前記固定部は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されていることを特徴とする注入器具。
前記取付治具は、前記トンネル構造物の表面に沿って配置される固定部と、前記注入管の基端部と連結される筒部と、を備え、
前記固定部は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されていることを特徴とする注入器具。
【請求項2】
前記固定部は、板状に形成されている請求項１に記載の注入器具。
【請求項3】
前記固定部の平面積をＳ１とし、前記孔部の軸方向と直交する断面における面積をＳ２とした場合に、Ｓ１とＳ２は、５×Ｓ２≦Ｓ１≦５０×Ｓ２の関係を満たす請求項１又は２に記載の注入器具。
【請求項4】
前記筒部の高さをｈとし、前記孔部の内径をａとした場合に、ｈとａは、ｈ＞ａの関係を満たす請求項１乃至３のいずれか一項に記載の注入器具。
【請求項5】
前記固定部の肉厚は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の注入器具。
【請求項6】
前記固定部は、平面視で円形状に形成されている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の注入器具。
【請求項7】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の注入器具が、前記固定部を介してアンカーボルトにより前記トンネル構造物の表面に固定されてなることを特徴とするトンネル構造。
【請求項8】
前記固定部と前記トンネル構造物との間には、シール部が介在されている請求項７に記載のトンネル構造。
【請求項9】
前記シール部は、コーキング剤、樹脂シート、樹脂パッキン、及びＯリングからなる群から選択される１種以上を用いて形成されている請求項８に記載のトンネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネル構造物に設けられた孔部を介して、トンネル構造物の内部の空洞等にグラウト材等を充填するために使用される注入器具、及びその注入器具を用いてなるトンネル構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
通常、トンネルは、トンネル構造物である覆工コンクリートで地山などを被覆し、保護する構成を備えるが、地山からの湧水等により、覆工コンクリートの裏面と地山との間に空洞が生じる場合がある。こうした空洞の発生は、トンネルのアーチ構造に掛かる応力に偏りを生じさせて、トンネル構造物の安定性を低下させるため、空洞に液状のグラウト材を充填し、そのグラウト材の硬化により空洞を埋める必要がある。
グラウト材の充填には、注入器具が使用される。こうした注入器具として、特許文献１に記載のグラウト注入器具が挙げられる。グラウト注入器具は、構造物に設けられた孔部に挿入される注入管と、注入管の基端部に取り付けられる取付治具とを備え、取付治具は、孔部の近傍部分に沿って配置可能な当接部を有し、当接部には、構造物表面に対して固定可能な固定手段が取り付けられている。また、特許文献１には、取付治具の材質について、金属、硬質プラスチックスが記載されている。
グラウト材の充填には、注入器具が使用される。こうした注入器具として、特許文献１に記載のグラウト注入器具が挙げられる。グラウト注入器具は、構造物に設けられた孔部に挿入される注入管と、注入管の基端部に取り付けられる取付治具とを備え、取付治具は、孔部の近傍部分に沿って配置可能な当接部を有し、当接部には、構造物表面に対して固定可能な固定手段が取り付けられている。また、特許文献１には、取付治具の材質について、金属、硬質プラスチックスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－２５６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の注入器具において、取付治具の当接部は、トンネル構造に設けられた孔部の近傍部分に沿って配置されて、固定手段によりトンネル構造物の表面に固定されるが、その固定された状態で、トンネル構造物の表面との間に隙間が形成されやすい。また、トンネル構造に設けられた孔部には、グラウト材の充填時に空洞から逆流した液状のグラウト材が流れ込んだり、地山内を浸透した雨水が流れ込んだりする。そして、上述のように注入器具の当接部とトンネル構造物の表面との間に隙間が形成されていると、その隙間から孔部に流れ込んだ液状のグラウト材の流出や、雨水がトンネル内へ漏れ出て、漏水を発生させるという不具合が生じている。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、トンネル構造物の表面との間の隙間の形成を抑制することができる注入器具及びトンネル構造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】
【0006】
即ち、本発明は以下に示す通りである。
［１］本発明の注入器具は、トンネル構造物に設けられた孔部に挿入される注入管と、前記注入管の基端部と連結されて前記トンネル構造物の表面に固定される取付治具と、を備え、
前記取付治具は、前記トンネル構造物の表面に沿って配置される固定部と、前記注入管の基端部と連結される筒部と、を備え、
前記固定部は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されていることを要旨とする。
［２］本発明の注入器具では、前記固定部は、板状に形成することができる。
［３］本発明の注入器具では、前記固定部の平面積をＳ１とし、前記孔部の軸方向と直交する断面における面積をＳ２とした場合に、Ｓ１とＳ２は、５×Ｓ２≦Ｓ１≦５０×Ｓ２の関係を満たすことができる。
［４］本発明の注入器具では、前記筒部の高さをｈとし、前記孔部の内径をａとした場合に、ｈとａは、ｈ＞ａの関係を満たすことができる。
［５］本発明の注入器具では、前記固定部の肉厚は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるものとすることができる。
［６］本発明の注入器具では、前記固定部は、平面視で円形状に形成されているものとすることができる。
［７］本発明のトンネル構造は、前記注入器具が、前記固定部を介してアンカーボルトにより前記トンネル構造物の表面に固定されてなることを要旨とする。
［８］本発明のトンネル構造では、前記固定部と前記トンネル構造物との間には、シール部が介在されているものとすることができる。
［９］本発明のトンネル構造では、前記シール部は、コーキング剤、樹脂シート、樹脂パッキン、及びＯリングからなる群から選択される１種以上を用いて形成されているものとすることができる。
［１］本発明の注入器具は、トンネル構造物に設けられた孔部に挿入される注入管と、前記注入管の基端部と連結されて前記トンネル構造物の表面に固定される取付治具と、を備え、
前記取付治具は、前記トンネル構造物の表面に沿って配置される固定部と、前記注入管の基端部と連結される筒部と、を備え、
前記固定部は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されていることを要旨とする。
［２］本発明の注入器具では、前記固定部は、板状に形成することができる。
［３］本発明の注入器具では、前記固定部の平面積をＳ１とし、前記孔部の軸方向と直交する断面における面積をＳ２とした場合に、Ｓ１とＳ２は、５×Ｓ２≦Ｓ１≦５０×Ｓ２の関係を満たすことができる。
［４］本発明の注入器具では、前記筒部の高さをｈとし、前記孔部の内径をａとした場合に、ｈとａは、ｈ＞ａの関係を満たすことができる。
［５］本発明の注入器具では、前記固定部の肉厚は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるものとすることができる。
［６］本発明の注入器具では、前記固定部は、平面視で円形状に形成されているものとすることができる。
［７］本発明のトンネル構造は、前記注入器具が、前記固定部を介してアンカーボルトにより前記トンネル構造物の表面に固定されてなることを要旨とする。
［８］本発明のトンネル構造では、前記固定部と前記トンネル構造物との間には、シール部が介在されているものとすることができる。
［９］本発明のトンネル構造では、前記シール部は、コーキング剤、樹脂シート、樹脂パッキン、及びＯリングからなる群から選択される１種以上を用いて形成されているものとすることができる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、トンネル構造物の表面との間の隙間の形成を抑制することができる注入器具及びトンネル構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態によるトンネル構造の縦断面図である。
【図3】実施形態による取付治具の斜視図である。
【図4】（ａ），（ｂ）は、実施形態による取付治具の変更例を示す断面図である。
【図5】実施形態によるトンネル構造の使用状態を示す縦断面図である。
【図6】実施形態によるトンネル構造の使用状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を説明する。ここで示す事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要で、ある程度以上に本発明の構成的な詳細を示すことを意図しておらず、本説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【0010】
図１に示すように、本発明の実施形態による注入器具２０は、
トンネル構造物１１に設けられた孔部１２に挿入される注入管２１と、注入管２１の基端部と連結されてトンネル構造物１１の表面に固定される取付治具２２と、を備え、
取付治具２２は、トンネル構造物１１の表面に沿って配置される固定部２２１と、注入管２１の基端部と連結される筒部２３と、を備え、
固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されている、ことを特徴とする。
トンネル構造物１１に設けられた孔部１２に挿入される注入管２１と、注入管２１の基端部と連結されてトンネル構造物１１の表面に固定される取付治具２２と、を備え、
取付治具２２は、トンネル構造物１１の表面に沿って配置される固定部２２１と、注入管２１の基端部と連結される筒部２３と、を備え、
固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されている、ことを特徴とする。
【0011】
トンネル構造物１１は、トンネルにおいて掘削された地山１３を支保、覆工等する人工物であれば、特に限定されないが、具体的に、トンネル壁面を構成する覆工コンクリートを挙げることができる。
なお、以下の文中では、特にことわりがない限り、トンネル構造物１１は覆工コンクリートであるものとして、「表面」はトンネルの内部側の一面を指すものとし、「裏面」は地山１３側の他面を指すものとする。
なお、以下の文中では、特にことわりがない限り、トンネル構造物１１は覆工コンクリートであるものとして、「表面」はトンネルの内部側の一面を指すものとし、「裏面」は地山１３側の他面を指すものとする。
【0012】
トンネル構造物１１の裏面には、地山１３からの湧水等により、空洞１４が形成される場合がある。トンネル構造物１１は、アーチ構造に対して上から均等に土圧が加わることで安定するが、空洞１４が形成された部位では地山１３からの土圧を受けることができず、他の部位で土圧を集中的に受けることで、作用荷重が変化してしまう。こうした作用荷重の変化は、トンネル構造物１１の耐久性の低下や構造的な不安定化等の不具合を発生させる。
このようなトンネル構造物１１における不具合の発生を抑制するため、トンネル構造物１１の裏面の空洞１４へのグラウト材の注入、充填が行われる。
このようなトンネル構造物１１における不具合の発生を抑制するため、トンネル構造物１１の裏面の空洞１４へのグラウト材の注入、充填が行われる。
【0013】
トンネル構造物１１に設けられた孔部１２は、トンネル構造物１１の表面から裏面を厚さ方向に貫通して形成することができる。
このようにトンネル構造物１１を厚さ方向に貫通して形成された孔部１２は、トンネル構造物１１の裏面に形成された空洞１４と通じている。
このため、空洞１４と通じる孔部１２を用いることにより、孔部１２を介した空洞１４へのグラウト材の注入、充填が可能となる。
このようにトンネル構造物１１を厚さ方向に貫通して形成された孔部１２は、トンネル構造物１１の裏面に形成された空洞１４と通じている。
このため、空洞１４と通じる孔部１２を用いることにより、孔部１２を介した空洞１４へのグラウト材の注入、充填が可能となる。
【0014】
空洞１４に注入、充填されるグラウト材は、空洞１４に注入可能な流動性を有するものであれば、組成等について、特に限定されない。
グラウト材としては、セメント系グラウト材、スラグ系グラウト材、粘土系グラウト材、合成樹脂系グラウト材等を例示することができる。
これらの中でも合成樹脂系グラウト材は、流動性に優れ、使い勝手が良く、好ましい。通常、合成樹脂系グラウト材として、ポリオールを主成分とするＡ液とポリイソシアネートを主成分とするＢ液とからなるウレタン系グラウト材を用いることができる。
グラウト材としては、セメント系グラウト材、スラグ系グラウト材、粘土系グラウト材、合成樹脂系グラウト材等を例示することができる。
これらの中でも合成樹脂系グラウト材は、流動性に優れ、使い勝手が良く、好ましい。通常、合成樹脂系グラウト材として、ポリオールを主成分とするＡ液とポリイソシアネートを主成分とするＢ液とからなるウレタン系グラウト材を用いることができる。
【0015】
注入器具２０は、トンネル構造物１１に装着されて、孔部１２を介した空洞１４へのグラウト材の注入、充填に使用されるものである。
注入器具２０は、注入管２１と、取付治具２２とを備えている。
注入管２１は、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２に挿入され、グラウト材を空洞１４まで送り届ける機能を奏する。
取付治具２２は、注入管２１と連結されてトンネル構造物１１の表面に固定され、孔部１２に挿入された注入管２１をトンネル構造物１１に対して支持して固定する機能を奏する。
注入器具２０は、注入管２１と、取付治具２２とを備えている。
注入管２１は、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２に挿入され、グラウト材を空洞１４まで送り届ける機能を奏する。
取付治具２２は、注入管２１と連結されてトンネル構造物１１の表面に固定され、孔部１２に挿入された注入管２１をトンネル構造物１１に対して支持して固定する機能を奏する。
【0016】
注入管２１は、上述の機能を奏するのであれば、サイズ、材質、構成等について、特に限定されない。
注入管２１のサイズについて、注入管２１の長さは、トンネル構造物１１の裏面において、孔部１２から突出し、その先端が空洞１４に達する長さとすることができる。注入管２１は、例えば、トンネル構造物１１の厚さに応じて、長さの異なるものを適宜選択し、取付治具２２と組み合わせて使用することができる。
注入管２１のサイズについて、注入管２１の長さは、トンネル構造物１１の裏面において、孔部１２から突出し、その先端が空洞１４に達する長さとすることができる。注入管２１は、例えば、トンネル構造物１１の厚さに応じて、長さの異なるものを適宜選択し、取付治具２２と組み合わせて使用することができる。
【0017】
注入管２１のサイズについて、注入管２１の外径は、その外径をＤとし、孔部１２の内径をａとした場合に、ＤとａがＤ≦ａの関係を満たすものとすることができる。Ｄとａの関係は、好ましくは０．４×ａ≦Ｄ≦０．９５×ａ、より好ましくは０．５×ａ≦Ｄ≦０．９×ａ、さらに好ましくは０．６×ａ≦Ｄ≦０．８×ａとすることができる。
注入管２１の外径が孔部１２の内径と上述の関係を満たす場合、孔部１２へ注入管２１を挿入する作業を容易に行うことができる。
注入管２１は、例えば、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２の内径ａ（ｍｍ）に応じて、外径Ｄ（ｍｍ）の異なるものを適宜選択し、取付治具２２と組み合わせて使用することができる。
注入管２１の外径が孔部１２の内径と上述の関係を満たす場合、孔部１２へ注入管２１を挿入する作業を容易に行うことができる。
注入管２１は、例えば、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２の内径ａ（ｍｍ）に応じて、外径Ｄ（ｍｍ）の異なるものを適宜選択し、取付治具２２と組み合わせて使用することができる。
【0018】
具体的に、トンネル構造物１１の孔部１２の内径ａ（ｍｍ）は、１０ｍｍ～６０ｍｍとすることができ、好ましくは１５ｍｍ～５０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ～４０ｍｍとすることができる。
注入管２１の外径Ｄ（ｍｍ）は、８ｍｍ～５５ｍｍとすることができ、好ましくは１０ｍｍ～４５ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ～３５ｍｍとすることができる。
注入管２１の外径Ｄ（ｍｍ）は、８ｍｍ～５５ｍｍとすることができ、好ましくは１０ｍｍ～４５ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ～３５ｍｍとすることができる。
【0019】
注入管２１の材質としては、合成樹脂、金属を例示することができる。
合成樹脂としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等を例示することができる。
金属としては、鉄、アルミニウム、ニッケル合金、ステンレス鋼等の金属を例示することができる。
注入管２１には、上述した合成樹脂や金属の中の１種のみ又は２種以上を選択して用いることができる。
合成樹脂としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等を例示することができる。
金属としては、鉄、アルミニウム、ニッケル合金、ステンレス鋼等の金属を例示することができる。
注入管２１には、上述した合成樹脂や金属の中の１種のみ又は２種以上を選択して用いることができる。
【0020】
注入管２１の構成について、注入管２１の基端部には、取付治具２２の筒部２３と連結するための連結手段を設けることができる。
連結手段として、例えば、外周面に雄ネジが螺刻された筒状の雄ネジ部２１１を挙げることができる（図１参照）。
他に、連結手段として、内周面に雌ネジが螺刻された筒状の雌ネジ部（図示略）、取付治具２２の筒部２３が挿入される筒状の被挿入部（図示略）、取付治具２２の筒部２３内に嵌挿される筒状の嵌挿部（図示略）等を挙げることができる。
また、注入管２１と取付治具２２の筒部２３とを互いの嵌挿関係又は挿入関係により連結する構成とする場合、注入管２１と筒部２３は、例えば接着剤等を用いて接合することもできる。
連結手段として、例えば、外周面に雄ネジが螺刻された筒状の雄ネジ部２１１を挙げることができる（図１参照）。
他に、連結手段として、内周面に雌ネジが螺刻された筒状の雌ネジ部（図示略）、取付治具２２の筒部２３が挿入される筒状の被挿入部（図示略）、取付治具２２の筒部２３内に嵌挿される筒状の嵌挿部（図示略）等を挙げることができる。
また、注入管２１と取付治具２２の筒部２３とを互いの嵌挿関係又は挿入関係により連結する構成とする場合、注入管２１と筒部２３は、例えば接着剤等を用いて接合することもできる。
【0021】
図２（ａ），（ｂ）及び図３に示すように、取付治具２２は、上述の機能を奏するべく、トンネル構造物１１の表面に沿って配置される固定部２２１と、注入管２１の基端部と連結される筒部２３と、を備えている。
固定部２２１は、中央に注入口２２２が設けられた形状にすることができる。
筒部２３は、固定部２２１に設けられた注入口２２２と対応する位置に、凸状に設けることができる。
取付治具２２において、固定部２２１の注入口２２２と、筒部２３の内部は、互いに連通する構成とすることができる。
固定部２２１は、中央に注入口２２２が設けられた形状にすることができる。
筒部２３は、固定部２２１に設けられた注入口２２２と対応する位置に、凸状に設けることができる。
取付治具２２において、固定部２２１の注入口２２２と、筒部２３の内部は、互いに連通する構成とすることができる。
【0022】
筒部２３は、注入管２１の基端部と連結される構成を有しているのであれば、その他の構成、材質、サイズ等について、特に限定されない。
筒部２３は、注入管２１との連結のための連結手段を有する構成とすることができる。
連結手段として、例えば、筒部２３の内周面に螺刻された雌ネジ２３１を挙げることができる（図３参照）。
他に、連結手段として、外周面に雄ネジが螺刻された筒状の雄ネジ部２３２（図４（ａ）参照）、注入管２１の基端部に設けられた被挿入部に挿入される筒状の挿入部２３３（図４（ｂ）参照）、注入管２１の基端部に設けられた嵌挿部が内側に嵌挿される被嵌挿部（図示略）等を挙げることができる。
筒部２３は、注入管２１との連結のための連結手段を有する構成とすることができる。
連結手段として、例えば、筒部２３の内周面に螺刻された雌ネジ２３１を挙げることができる（図３参照）。
他に、連結手段として、外周面に雄ネジが螺刻された筒状の雄ネジ部２３２（図４（ａ）参照）、注入管２１の基端部に設けられた被挿入部に挿入される筒状の挿入部２３３（図４（ｂ）参照）、注入管２１の基端部に設けられた嵌挿部が内側に嵌挿される被嵌挿部（図示略）等を挙げることができる。
【0023】
筒部２３の材質として、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂、鉄、アルミニウム、ニッケル合金、ステンレス鋼等の金属を例示することができ、これらの中の１種のみ又は２種以上を選択して用いることができる。
【0024】
筒部２３は、固定部２２１と同じ材質とした場合、固定部２２１と一体化した構成とすることができる。この場合、取付治具２２について、部品点数の削減、構成の簡易化等を図ることができる。なお、筒部２３は、固定部２２１と同じ材質とした場合、射出成型で固定部２２１と一体的に製造することが可能である。
また、筒部２３は、固定部２２１と異なる材質とした場合、固定部２２１と別体で形成された構成とし、接着、螺合、熱溶着、一体成型等によって一体化することができる。
また、筒部２３は、固定部２２１と異なる材質とした場合、固定部２２１と別体で形成された構成とし、接着、螺合、熱溶着、一体成型等によって一体化することができる。
【0025】
筒部２３のサイズは、筒部２３の高さをｈ（ｍｍ）とし、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２の内径をａ（ｍｍ）とした場合、ｈとａは、ｈ＞ａの関係を満たすものとすることができる。この場合、孔部１２に筒部２３を挿入しやすくすることができる。
具体的に、筒部２３の高さｈ（ｍｍ）は、１２ｍｍ～６５ｍｍとすることができ、好ましくは１５ｍｍ～５０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ～４０ｍｍとすることができる。
具体的に、筒部２３の高さｈ（ｍｍ）は、１２ｍｍ～６５ｍｍとすることができ、好ましくは１５ｍｍ～５０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ～４０ｍｍとすることができる。
【0026】
筒部２３の内径は、その内径をｄ２（ｍｍ）とし、注入管２１の内径をｄ１（ｍｍ）とした場合に、ｄ１とｄ２は、ｄ１≦ｄ２の関係を満たすものとすることができる。ｄ１とｄ２の関係は、好ましくは０．２×ｄ２≦ｄ１≦ｄ２、より好ましくは０．３×ｄ２≦ｄ１≦０．９×ｄ２とすることができる。この場合、筒部２３から注入管２１へグラウト材を好適に流動させることができる。
具体的に、注入管２１の内径ｄ１（ｍｍ）は、３ｍｍ～５０ｍｍとすることができ、好ましくは５ｍｍ～４０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ～３０ｍｍとすることができる。
筒部２３の内径ｄ２（ｍｍ）は、５ｍｍ～５５ｍｍとすることができ、好ましくは１０ｍｍ～４５ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ～３５ｍｍとすることができる。
具体的に、注入管２１の内径ｄ１（ｍｍ）は、３ｍｍ～５０ｍｍとすることができ、好ましくは５ｍｍ～４０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ～３０ｍｍとすることができる。
筒部２３の内径ｄ２（ｍｍ）は、５ｍｍ～５５ｍｍとすることができ、好ましくは１０ｍｍ～４５ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ～３５ｍｍとすることができる。
【0027】
固定部２２１は、トンネル構造物１１の表面に沿って配置され、取付治具２２をトンネル構造物１１の表面に固定するためのものである。
固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。
トンネル構造物１１の表面の形状は、通常、トンネルがアーチ状に形成されているため、曲面状となっている。
固定部２２１は、上述の引張弾性率の熱可塑性樹脂を用いて形成されることにより、トンネル構造物１１の曲面状をなす表面に追従が可能な可撓性を有している。
つまり、上述の引張弾性率の熱可塑性樹脂を用いて形成された固定部２２１は、トンネル構造物１１の表面の形状に追従することで、その表面に隙間なく当接することができるため、トンネル構造物１１の表面との間の隙間の形成を抑制することができる。
固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。
トンネル構造物１１の表面の形状は、通常、トンネルがアーチ状に形成されているため、曲面状となっている。
固定部２２１は、上述の引張弾性率の熱可塑性樹脂を用いて形成されることにより、トンネル構造物１１の曲面状をなす表面に追従が可能な可撓性を有している。
つまり、上述の引張弾性率の熱可塑性樹脂を用いて形成された固定部２２１は、トンネル構造物１１の表面の形状に追従することで、その表面に隙間なく当接することができるため、トンネル構造物１１の表面との間の隙間の形成を抑制することができる。
【0028】
上述の引張弾性率を有する熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）を例示することができる。
引張弾性率は、好ましくは１０２０ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下、より好ましくは１０５０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下、さらに好ましくは１１００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下とすることができる。
引張弾性率は、好ましくは１０２０ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下、より好ましくは１０５０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下、さらに好ましくは１１００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下とすることができる。
【0029】
固定部２２１は、上述の引張弾性率の熱可塑性樹脂を用いて形成され、トンネル構造物１１の表面に固定可能な構成を有しているのであれば、形状、サイズ等について、特に限定されない。
固定部２２１は、トンネル構造物１１への固定について、固定孔２２３を有する構成とすることができる。
固定孔２２３は、固定部２２１を厚さ方向に貫通して形成することができ、アンカーボルト１６等が挿通される構成とすることができる。
固定孔２２３は、１つのみ設けることができ、複数設けることができる。固定孔２２３を複数設ける場合、固定孔２２３は、注入口２２２を中心にして、相互に対称位置であり、かつ相互に等間隔に配置することができる。
固定部２２１は、トンネル構造物１１への固定について、固定孔２２３を有する構成とすることができる。
固定孔２２３は、固定部２２１を厚さ方向に貫通して形成することができ、アンカーボルト１６等が挿通される構成とすることができる。
固定孔２２３は、１つのみ設けることができ、複数設けることができる。固定孔２２３を複数設ける場合、固定孔２２３は、注入口２２２を中心にして、相互に対称位置であり、かつ相互に等間隔に配置することができる。
【0030】
固定部２２１の形状としては、例えば、平板状、曲面板状、波板状等の板状、あるいは半球状、ドーム状、円錐台状や三角錐台状や四角錐台状などの錐台状等の立体形状などを例示することができる。これら固定部２２１の形状のなかでも板状、特に平板状は、トンネル構造物１１の表面の形状に追従しやすく、好ましい。
固定部２２１の形状について、全体で一定の肉厚とすることに限らず、例えば、中央部分を薄肉にして撓ませやすくすることができる。また、固定部２２１は、縁部や角部が面取りされた形状とすることができる。
固定部２２１の表面及び裏面のうち、トンネル構造物１１と接する裏面には、例えばＯリングや樹脂パッキン等のシール部１７が嵌まる溝部等を設けることができる。
固定部２２１の表面及び裏面のうち、トンネルの内部側となる表面には、滑り止め等のための凹凸部を設けたり、補強等のためのリブやフランジを設けたりすることができる。
固定部２２１の形状について、全体で一定の肉厚とすることに限らず、例えば、中央部分を薄肉にして撓ませやすくすることができる。また、固定部２２１は、縁部や角部が面取りされた形状とすることができる。
固定部２２１の表面及び裏面のうち、トンネル構造物１１と接する裏面には、例えばＯリングや樹脂パッキン等のシール部１７が嵌まる溝部等を設けることができる。
固定部２２１の表面及び裏面のうち、トンネルの内部側となる表面には、滑り止め等のための凹凸部を設けたり、補強等のためのリブやフランジを設けたりすることができる。
【0031】
固定部２２１は、平面視で円形状、三角形状、正方形状、長方形状、六角形状等に形成することができる。これらの中でも、円形状は、固定孔２２３を複数設ける場合に、相互に対称位置であり、かつ相互に等間隔に配置しやすく、有用である。
固定部２２１の平面積をＳ１とし、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２の軸方向と直交する断面における面積をＳ２とした場合に、Ｓ１とＳ２は、５×Ｓ２≦Ｓ１≦５０×Ｓ２の関係を満たすことができる。Ｓ１とＳ２の関係は、好ましくは１０×Ｓ２≦Ｓ１≦４０×Ｓ２、より好ましくは１５×Ｓ２≦Ｓ１≦３５×Ｓ２とすることができる。この場合、トンネル構造物１１に対して固定部２２１を安定的に固定することができるとともに、固定部２２１が、これに加わる応力を好適に受けることができる。
固定部２２１の肉厚Ｔ（ｍｍ）は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる（３ｍｍ≦Ｔ≦１０ｍｍ）。肉厚Ｔは、好ましくは４ｍｍ以上８ｍｍ以下（４ｍｍ≦Ｔ≦８ｍｍ）、より好ましくは４．５ｍｍ以上６ｍｍ以下（４．５ｍｍ≦Ｔ≦６ｍｍ）とすることができる。この場合、固定部２２１は、トンネル構造物１１の表面の形状に追従可能な可撓性を維持しながら、剛性の向上を図ることができる。
固定部２２１の平面積をＳ１とし、トンネル構造物１１に設けられた孔部１２の軸方向と直交する断面における面積をＳ２とした場合に、Ｓ１とＳ２は、５×Ｓ２≦Ｓ１≦５０×Ｓ２の関係を満たすことができる。Ｓ１とＳ２の関係は、好ましくは１０×Ｓ２≦Ｓ１≦４０×Ｓ２、より好ましくは１５×Ｓ２≦Ｓ１≦３５×Ｓ２とすることができる。この場合、トンネル構造物１１に対して固定部２２１を安定的に固定することができるとともに、固定部２２１が、これに加わる応力を好適に受けることができる。
固定部２２１の肉厚Ｔ（ｍｍ）は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる（３ｍｍ≦Ｔ≦１０ｍｍ）。肉厚Ｔは、好ましくは４ｍｍ以上８ｍｍ以下（４ｍｍ≦Ｔ≦８ｍｍ）、より好ましくは４．５ｍｍ以上６ｍｍ以下（４．５ｍｍ≦Ｔ≦６ｍｍ）とすることができる。この場合、固定部２２１は、トンネル構造物１１の表面の形状に追従可能な可撓性を維持しながら、剛性の向上を図ることができる。
【0032】
以下、上記の注入器具２０の使用方法について説明する。
注入器具２０のトンネル構造物１１への装着作業について、注入器具２０は、装着作業前に注入管２１と取付治具２２とを連結しておき、予め組み立てられた状態としておく。
装着作業では、トンネル構造物１１に孔部１２を形成し、その後、注入器具２０の注入管２１を孔部１２に挿入する。
次いで、取付治具２２の固定部２２１に設けられた固定孔２２３にアンカーボルト１６を挿通しながら、そのアンカーボルト１６をトンネル構造物１１に打ち込み、締付け等を行うことにより、注入器具２０の取付治具２２がトンネル構造物１１に固定され、トンネル構造が構成されて、装着作業は完了する（図１参照）。
注入器具２０のトンネル構造物１１への装着作業について、注入器具２０は、装着作業前に注入管２１と取付治具２２とを連結しておき、予め組み立てられた状態としておく。
装着作業では、トンネル構造物１１に孔部１２を形成し、その後、注入器具２０の注入管２１を孔部１２に挿入する。
次いで、取付治具２２の固定部２２１に設けられた固定孔２２３にアンカーボルト１６を挿通しながら、そのアンカーボルト１６をトンネル構造物１１に打ち込み、締付け等を行うことにより、注入器具２０の取付治具２２がトンネル構造物１１に固定され、トンネル構造が構成されて、装着作業は完了する（図１参照）。
【0033】
装着作業において、取付治具２２の固定部２２１は、アンカーボルト１６による締付け等を行った際、その形成に使用された熱可塑性樹脂の引張弾性力による可撓性を発揮することにより、トンネル構造物１１の表面の形状に追従し、その形状に応じた形状となる。
これにより、固定部２２１は、トンネル構造物１１の表面に隙間なく密着するように固定される。
これにより、固定部２２１は、トンネル構造物１１の表面に隙間なく密着するように固定される。
【0034】
注入器具２０を使用したグラウト材の注入作業について、図５に示すように、注入作業時には、注入器具２０にグラウトホース１８が接続される。
グラウトホース１８の接続については、注入器具２０の取付治具２２において、固定部２２１の中心に設けられた注入口２２２から、筒部２３内にグラウトホース１８の先端部が挿入される。
なお、グラウトホース１８の接続については、グラウトホース１８の先端部に、例えば雄ネジ部等の連結手段を設け、筒部２３に設けられた連結手段を構成する雌ネジ２３１にグラウトホース１８の先端部を連結したり、カプラ等を介在させて連結したりするように構成することもできる。
グラウトホース１８の接続については、注入器具２０の取付治具２２において、固定部２２１の中心に設けられた注入口２２２から、筒部２３内にグラウトホース１８の先端部が挿入される。
なお、グラウトホース１８の接続については、グラウトホース１８の先端部に、例えば雄ネジ部等の連結手段を設け、筒部２３に設けられた連結手段を構成する雌ネジ２３１にグラウトホース１８の先端部を連結したり、カプラ等を介在させて連結したりするように構成することもできる。
【0035】
注入器具２０にグラウトホース１８を接続した後、そのグラウトホース１８から液状のグラウト材１５を、筒部２３を介して注入管２１へ送り込み、注入管２１からトンネル構造物１１の裏面の空洞１４へ注入する。
グラウト材１５の空洞１４への注入は、その空洞１４の全体がグラウト材１５によって充填されるまで続行される。
グラウト材１５の空洞１４への注入は、その空洞１４の全体がグラウト材１５によって充填されるまで続行される。
【0036】
グラウト材１５の注入作業は、空洞１４の全体がグラウト材１５によって充填されることによって完了する。
空洞１４の全体に充填された液状のグラウト材１５は、時間経過とともに硬化して、地山１３の地盤を安定化させる。
グラウト材１５の注入作業の完了後、グラウトホース１８を注入器具２０から取り外し、図６に示すように、注入器具２０にキャップ２４を装着して、注入口２２２を閉塞することができる。
空洞１４の全体に充填された液状のグラウト材１５は、時間経過とともに硬化して、地山１３の地盤を安定化させる。
グラウト材１５の注入作業の完了後、グラウトホース１８を注入器具２０から取り外し、図６に示すように、注入器具２０にキャップ２４を装着して、注入口２２２を閉塞することができる。
【0037】
本発明のトンネル構造は、上述の注入器具２０が、固定部２２１を介してアンカーボルト１６によりトンネル構造物１１の表面に固定されてなることを特徴とする（図１、図６参照）。
上述のように、固定部２２１には固定孔２２３を設けることができる。アンカーボルト１６は、固定部２２１の固定孔２２３に挿通されて、トンネル構造物１１に螺入されている。
上述のように、固定部２２１には固定孔２２３を設けることができる。アンカーボルト１６は、固定部２２１の固定孔２２３に挿通されて、トンネル構造物１１に螺入されている。
【0038】
トンネル構造は、注入器具２０がトンネル構造物１１の表面に固定されてなるのであれば、空洞１４へのグラウト材１５の充填の有無について、特に問わない。つまり、トンネル構造は、空洞１４へグラウト材１５が充填されていない形態（図１参照）、及び空洞１４へグラウト材１５が充填された形態（図６参照）の何れの形態も含むものとする。
トンネル構造は、空洞１４へグラウト材１５が充填された形態の場合、注入器具２０にキャップ２４が装着された構成とすることができる（図６参照）。キャップ２４は、注入器具２０の固定部２２１に設けられた注入口２２２を閉塞するものである。このキャップ２４の装着により、トンネル構造は、注入口２２２からのグラウト材１５や地山１３からの雨水等の液漏れを防止することができる。
キャップ２４の装着については、キャップ２４の基端部に、例えば雄ネジ部等の連結手段を設け、筒部２３に設けられた連結手段を構成する雌ネジ２３１にキャップ２４の基端部を連結する構成とすることができる。
あるいは、キャップ２４の装着については、キャップ２４の基端部に、例えば筒状の挿入部を設け、その挿入部を、注入口２２２を介して筒部２３の内側に嵌挿又は挿入する構成とすることができる。この構成の場合、キャップ２４に設けられた挿入部を、筒部２３に対して、接着等することもできる。
トンネル構造は、空洞１４へグラウト材１５が充填された形態の場合、注入器具２０にキャップ２４が装着された構成とすることができる（図６参照）。キャップ２４は、注入器具２０の固定部２２１に設けられた注入口２２２を閉塞するものである。このキャップ２４の装着により、トンネル構造は、注入口２２２からのグラウト材１５や地山１３からの雨水等の液漏れを防止することができる。
キャップ２４の装着については、キャップ２４の基端部に、例えば雄ネジ部等の連結手段を設け、筒部２３に設けられた連結手段を構成する雌ネジ２３１にキャップ２４の基端部を連結する構成とすることができる。
あるいは、キャップ２４の装着については、キャップ２４の基端部に、例えば筒状の挿入部を設け、その挿入部を、注入口２２２を介して筒部２３の内側に嵌挿又は挿入する構成とすることができる。この構成の場合、キャップ２４に設けられた挿入部を、筒部２３に対して、接着等することもできる。
【0039】
トンネル構造は、固定部２２１とトンネル構造物１１との間にシール部１７が介在された構成とすることができる。この場合、シール部１７により、固定部２２１とトンネル構造物１１との間の隙間の形成を好適に防止することができる。
シール部１７は、コーキング剤、樹脂シート、樹脂パッキン、及びＯリングからなる群から選択される１種以上を用いて形成することができる。
なお、樹脂シートとしては、ゴム製シートやシリコーン製シート等が挙げられ、樹脂パッキンとしては、ゴム製パッキンやスポンジ製パッキン等が挙げられる。
シール部１７は、コーキング剤、樹脂シート、樹脂パッキン、及びＯリングからなる群から選択される１種以上を用いて形成することができる。
なお、樹脂シートとしては、ゴム製シートやシリコーン製シート等が挙げられ、樹脂パッキンとしては、ゴム製パッキンやスポンジ製パッキン等が挙げられる。
【0040】
上述の注入器具２０及びトンネル構造において、空洞１４へ注入された液状のグラウト材１５は、孔部１２や注入管２１へ逆流して、それらの内部にたまり、取付治具２２の固定部２２１に内圧による応力を加える。こうした応力が加わった固定部２２１は、通常、トンネルの内部へ向かう方向（図５及び図６中で下方向）へ撓むことで、トンネル構造物１１の表面との間に隙間を形成してしまう。
注入器具２０の固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。この固定部２２１は、内圧による応力が加わった状態でなお、その弾性によって応力を緩和し、トンネル構造物１１の表面に隙間なく密着した状態を保持するため、隙間の発生を防止することができる。
注入器具２０の固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。この固定部２２１は、内圧による応力が加わった状態でなお、その弾性によって応力を緩和し、トンネル構造物１１の表面に隙間なく密着した状態を保持するため、隙間の発生を防止することができる。
【0041】
固定部２２１とトンネル構造物１１の表面との間において、隙間の発生が防止された場合、グラウト材１５や地山１３からの雨水等が、隙間を介してトンネルの内部などへ漏れ出す、所謂「液漏れ」を防止することができる。
こうした液漏れを防止することにより、漏水や結露を原因として、注入器具２０をトンネル構造物１１に固定するアンカーボルト１６が錆びたり、トンネル内の施設が腐食したりすることを防止することができる。
また、トンネルにおいて地震による歪みが発生した場合、固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されているため、その弾性によって歪みによる応力を緩和できることから、注入器具２０の破損を防止することができる。
こうした液漏れを防止することにより、漏水や結露を原因として、注入器具２０をトンネル構造物１１に固定するアンカーボルト１６が錆びたり、トンネル内の施設が腐食したりすることを防止することができる。
また、トンネルにおいて地震による歪みが発生した場合、固定部２２１は、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂を用いて形成されているため、その弾性によって歪みによる応力を緩和できることから、注入器具２０の破損を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【0042】
土木分野、特にトンネル工事において、地山、地盤、岩盤と、トンネル構造物との間隙へグラウト材を注入し、充填、補強する際、本発明の注入器具の使用により、注入箇所における液漏れを防止することができる。
【符号の説明】
【0043】
１１；トンネル構造物、１２；孔部、１３；地山、１４；空洞、１５；グラウト材、
１６；アンカーボルト、１７；シール部、１８；グラウトホース、
２０；注入器具、
２１；注入管、２１１；雄ネジ部、
２２；取付治具、
２２１；固定部、２２２；注入口、２２３；固定孔、
２３；筒部、２３１；雌ネジ、
２４；キャップ。
１６；アンカーボルト、１７；シール部、１８；グラウトホース、
２０；注入器具、
２１；注入管、２１１；雄ネジ部、
２２；取付治具、
２２１；固定部、２２２；注入口、２２３；固定孔、
２３；筒部、２３１；雌ネジ、
２４；キャップ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】