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特開2023-169726止水プラグ、グラウトホール止水装置およびグラウトホール止水方法
(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】P2023169726
(43)【公開日】2023-11-30
(54)【発明の名称】止水プラグ、グラウトホール止水装置およびグラウトホール止水方法
(51)【国際特許分類】
E21D 11/40 20060101AFI20231122BHJP
E21D 9/06 20060101ALI20231122BHJP
【ＦＩ】
E21D11/40 B
E21D9/06 301K
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022081017
(22)【出願日】2022-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】522194647
【氏名又は名称】株式会社メガダイン
(71)【出願人】
【識別番号】506343704
【氏名又は名称】株式会社トーメック
(71)【出願人】
【識別番号】391019740
【氏名又は名称】三信建設工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 正嘉
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 旭
(72)【発明者】
【氏名】山口 文男
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 将美
(72)【発明者】
【氏名】大栗 雅明
(72)【発明者】
【氏名】木村 敏之
【テーマコード（参考）】
2D054
2D155
【Ｆターム（参考）】
2D054AC01
2D054AD22
2D155BA01
2D155BB01
(57)【要約】
【課題】高水圧下においても水圧によって移動することなく、止水性を維持することを可能とした止水プラグ、グラウトホール止水装置およびグラウトホール止水方法を提案する。
【解決手段】前後からの圧力により側方に拡張する止水部材４１と、止水部材４１の前面に添設された押圧部材４２と、止水部材４１の後面に添設された押え部材４３と、押圧部材４２を押え部材４３に対して進退させる移動機構４４とを備える止水プラグ４０をセグメント１のグラウトホール１１内に設置して止水する。押え部材４３には、グラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止可能な係止部４５が形成されていて、抜け出しが防止されている。
【選択図】図６
【解決手段】前後からの圧力により側方に拡張する止水部材４１と、止水部材４１の前面に添設された押圧部材４２と、止水部材４１の後面に添設された押え部材４３と、押圧部材４２を押え部材４３に対して進退させる移動機構４４とを備える止水プラグ４０をセグメント１のグラウトホール１１内に設置して止水する。押え部材４３には、グラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止可能な係止部４５が形成されていて、抜け出しが防止されている。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セグメントのグラウトホール内に設置される止水プラグであって、
前後からの圧力により側方に拡張する止水部材と、
前記止水部材の前面に添設された押圧部材と、
前記止水部材の後面に添設された押え部材と、
前記押圧部材を前記押え部材に対して進退させる移動機構と、を備え、
前記押え部材には、前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止可能な係止部が形成されていることを特徴とする、止水プラグ。
前後からの圧力により側方に拡張する止水部材と、
前記止水部材の前面に添設された押圧部材と、
前記止水部材の後面に添設された押え部材と、
前記押圧部材を前記押え部材に対して進退させる移動機構と、を備え、
前記押え部材には、前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止可能な係止部が形成されていることを特徴とする、止水プラグ。
【請求項2】
セグメントのグラウトホール内に設置される止水プラグであって、
前後からの圧力により側方に拡張する止水部材と、
前記止水部材の前面に添設された押圧部材と、
前記止水部材の後面に添設された押え部材と、
前記押圧部材を前記押え部材に対して進退させる移動機構と、
前記押え部材に添設された係止部材と、を備え、
前記係止部材には、前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止可能な係止部が形成されていることを特徴とする、止水プラグ。
前後からの圧力により側方に拡張する止水部材と、
前記止水部材の前面に添設された押圧部材と、
前記止水部材の後面に添設された押え部材と、
前記押圧部材を前記押え部材に対して進退させる移動機構と、
前記押え部材に添設された係止部材と、を備え、
前記係止部材には、前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止可能な係止部が形成されていることを特徴とする、止水プラグ。
【請求項3】
前記移動機構は、前記押圧部材に固定されたボルトと、前記押え部材の後面において前記ボルトに螺合されたナットと、を備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の止水プラグ。
【請求項4】
セグメントのグラウトホールに取り付けられたバルブと、
前記バルブに接続されたプリペンダーと、
前記プリペンダーおよび前記バルブに挿通されたロッドと、
前記ロッドの先端に前記移動機構が取り付けられた請求項１または請求項２に記載の止水プラグと、を備えることを特徴とする、グラウトホール止水装置。
前記バルブに接続されたプリペンダーと、
前記プリペンダーおよび前記バルブに挿通されたロッドと、
前記ロッドの先端に前記移動機構が取り付けられた請求項１または請求項２に記載の止水プラグと、を備えることを特徴とする、グラウトホール止水装置。
【請求項5】
請求項１または請求項２に記載の止水プラグを利用してセグメントのグラウトホールを止水するグラウトホール止水方法であって、
セグメントのグラウトホールにバルブおよびプリペンダーを取り付けるバルブ取付工程と、
ロッドの先端に取り付けた前記止水プラグを前記プリペンダーおよび前記バルブを通じて前記グラウトホールに挿入するプラグ挿入工程と、
前記止水部材を拡張させるプラグ拡張工程と、を備え、
前記プラグ挿入工程において、前記係止部が前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止され、
前記プラグ拡張工程において、ロッドを利用して前記移動機構を操作して、前記止水部材に前後からの圧力を作用させて前記止水部材を拡張させることで、前記グラウトホールを遮蔽することを特徴とする、グラウトホール止水方法。
セグメントのグラウトホールにバルブおよびプリペンダーを取り付けるバルブ取付工程と、
ロッドの先端に取り付けた前記止水プラグを前記プリペンダーおよび前記バルブを通じて前記グラウトホールに挿入するプラグ挿入工程と、
前記止水部材を拡張させるプラグ拡張工程と、を備え、
前記プラグ挿入工程において、前記係止部が前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止され、
前記プラグ拡張工程において、ロッドを利用して前記移動機構を操作して、前記止水部材に前後からの圧力を作用させて前記止水部材を拡張させることで、前記グラウトホールを遮蔽することを特徴とする、グラウトホール止水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セグメントのグラウトホールに用いる止水プラグ、グラウトホール止水装置およびグラウトホール止水方法に関する。
【背景技術】
【0002】
シールド工法では、複数のセグメントを組み合わせることにより形成されたセグメントリングを掘進方向に連設することにより覆工を形成する。シールド掘削機による地山の切削は、シールド掘削機およびセグメントリングよりも大きな断面となるように、余掘り部分を含めた形で行う。余掘りにより形成される覆工と地山との間の隙間（セグメントの背面）には裏込め材を充填して、地山の崩落などを抑制する必要がある。セグメント背面への裏込め材の注入は、セグメントに形成されたグラウトホールから行う。
また、トンネル周囲の地盤改良や土質調査を行う場合において、グラウトホールを利用すれば、トンネルの覆工に新たな貫通孔を形成する必要がない。
グラウトホールから地盤改良や土質調査を実施した場合には、地盤改良や土質調査に使用した装具等を撤去して、グラウトホールにキャップを設置するまでの間、グラウトホールの止水を行う必要がある。グラウトホールの止水には、グラウトホールに挿入した止水プラグを利用する場合がある。例えば、特許文献１の止水プラグは、ゴム製の中空袋を備えており、この中空袋内に圧入した圧縮空気で拡張し、グラウトホールの内面に密着することで止水を行う。
ところが、上記止水プラグは、グラウトホールの内面との摩擦力のみで固定されているため、高水圧下においては、水圧によってグラウトホールからトンネル内空側に押し戻されるおそれがある。
また、トンネル周囲の地盤改良や土質調査を行う場合において、グラウトホールを利用すれば、トンネルの覆工に新たな貫通孔を形成する必要がない。
グラウトホールから地盤改良や土質調査を実施した場合には、地盤改良や土質調査に使用した装具等を撤去して、グラウトホールにキャップを設置するまでの間、グラウトホールの止水を行う必要がある。グラウトホールの止水には、グラウトホールに挿入した止水プラグを利用する場合がある。例えば、特許文献１の止水プラグは、ゴム製の中空袋を備えており、この中空袋内に圧入した圧縮空気で拡張し、グラウトホールの内面に密着することで止水を行う。
ところが、上記止水プラグは、グラウトホールの内面との摩擦力のみで固定されているため、高水圧下においては、水圧によってグラウトホールからトンネル内空側に押し戻されるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－８２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、高水圧下においても水圧によって移動することなく、止水性を維持することを可能とした止水プラグ、グラウトホール止水装置およびグラウトホール止水方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するために、本発明の止水プラグは、セグメントのグラウトホール内に設置されるものであって、前後（グラウトホールの軸方向）から作用した圧力により側方（グラウトホールの径方向）に拡張する止水部材と、前記止水部材の前面に添設された押圧部材と、前記止水部材の後面に添設された押え部材と、前記押圧部材を前記押え部材に対して進退させる移動機構とを備えている。前記押え部材に、前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止可能な係止部を形成してもよい。また、前記グラウトホールの雌ネジのネジ山に係止可能な係止部が形成された係止部材を前記押え部材に添設してもよい。
また、本発明のグラウトホール止水装置は、セグメントのグラウトホールに取り付けられたバルブと、前記バルブに接続されたプリペンダーと、前記プリペンダーおよび前記バルブに挿通されたロッドと、前記ロッドの先端に前記移動機構が取り付けられた前記止水プラグとを備えている。
さらに、本発明のグラウトホール止水方法は、止水プラグを利用してセグメントのグラウトホールを止水するものであって、セグメントのグラウトホールにバルブおよびプリペンダーを取り付けるバルブ取付工程と、ロッドの先端に取り付けた前記止水プラグを前記プリペンダーおよびバルブを通じて前記グラウトホールに挿入するプラグ挿入工程と、前記止水部材を拡張させるプラグ拡張工程とを備えている。前記プラグ挿入工程では前記係止部を前記グラウトホールのネジ山に係止させる。前記プラグ拡張工程では、ロッドを利用して前記移動機構を操作して、前記止水部材に前後からの圧力を作用させて前記止水部材を拡張させることで、前記グラウトホールを遮蔽する。
また、本発明のグラウトホール止水装置は、セグメントのグラウトホールに取り付けられたバルブと、前記バルブに接続されたプリペンダーと、前記プリペンダーおよび前記バルブに挿通されたロッドと、前記ロッドの先端に前記移動機構が取り付けられた前記止水プラグとを備えている。
さらに、本発明のグラウトホール止水方法は、止水プラグを利用してセグメントのグラウトホールを止水するものであって、セグメントのグラウトホールにバルブおよびプリペンダーを取り付けるバルブ取付工程と、ロッドの先端に取り付けた前記止水プラグを前記プリペンダーおよびバルブを通じて前記グラウトホールに挿入するプラグ挿入工程と、前記止水部材を拡張させるプラグ拡張工程とを備えている。前記プラグ挿入工程では前記係止部を前記グラウトホールのネジ山に係止させる。前記プラグ拡張工程では、ロッドを利用して前記移動機構を操作して、前記止水部材に前後からの圧力を作用させて前記止水部材を拡張させることで、前記グラウトホールを遮蔽する。
【0006】
かかる止水プラグ、グラウトホール止水装置およびグラウトホール止水方法によれば、止水部材が拡径することにより、グラウトホールの内周面に密着し、高い止水性を確保できる。また、係止部がグラウトホールのネジ山（螺旋溝）に係止されるため、高水圧下においても、止水プラグが押し戻される（グラウトホールから抜け出す）ことがない。
なお、前記移動機構が、先端が前記押圧部材に固定されたボルトと、前記押え部材の後面において前記ボルトに螺合されたナットとを備えていれば、ナットを回転させることにより、止水部材に押圧力を作用させて、止水部材を拡径させることができる。
なお、前記移動機構が、先端が前記押圧部材に固定されたボルトと、前記押え部材の後面において前記ボルトに螺合されたナットとを備えていれば、ナットを回転させることにより、止水部材に押圧力を作用させて、止水部材を拡径させることができる。
【発明の効果】
【0007】
本発明の止水プラグ、グラウトホール止水装置およびグラウトホール止水方法によれば、高水圧下においても止水性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】シールドトンネル内からの土質調査状況の概要を示す断面図である。
【図2】グラウトホールを示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図3】逆止弁回収装置を示す断面図である。
【図4】逆止弁撤去治具を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図6】グラウトホール止水装置を示す断面図である。
【図8】係止部を示す拡大断面図である。
【図9】本実施形態の土質調査方法の手順を示すフローチャートである。
【図10】キャップ撤去工程を示す断面図である。
【図11】器具取付工程を示す断面図である。
【図12】逆止弁撤去工程を示す断面図であって、（ａ）は逆止弁撤去治具を設置時、（ｂ）は逆止弁の切削時、（ｃ）は逆止弁の切削終了時、（ｄ）は逆止弁撤去治具の回収時である。
【図13】試料採取工程の作業状況を示す断面図である。
【図14】仮止水工程を示す断面図であって、（ａ）は止水プラグ挿入時、（ｂ）は止水プラグ拡張時である。
【図15】器具撤去工程を示す断面図である。
【図16】キャップ復旧工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本実施形態では、シールドトンネル内から試料（ボーリングコア）を採取して、トンネル周囲の土質を調査する方法について説明する。図１に土質調査状況の概要を示す。トンネルＴ周囲の地盤Ｇからの試料採取は、セグメント１のグラウトホール１１を利用する。本実施形態のセグメント１は鋼製セグメントであり、グラウトホール１１は、セグメント１のスキンプレートに立設されている。グラウトホール１１を利用した土質調査は、グラウトホール１１から地中にサンプラー２を圧入し、サンプラー２内に取り込まれた試料を採取することにより行う。本実施形態では、ドリリング装置２１を利用して、サンプラー２を地盤Ｇに圧入する。
【0010】
図２にグラウトホール１１を示す。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、グラウトホール１１には、裏込め注入時の裏込め材の逆流を防止するための逆止弁１２が設置されている。そのため、グラウトホール１１を利用して土質調査を行う場合には、逆止弁１２を撤去する必要がある。一方、逆止弁１２は、グラウトが付着していることから、手作業による回収作業は困難である。また、土質調査後のグラウトホール１１は、逆止弁１２が撤去されているため、サンプラー２を撤去した後のグラウトホール１１から土砂が流入することを防止するための止水を行う必要がある。本実施形態では、逆止弁回収装置３を利用してグラウトホール１１に設置された逆止弁１２を撤去（回収）し、グラウトホール止水装置４を利用して土質調査後の止水を行う。
【0011】
図３に逆止弁回収装置３を示す。
逆止弁回収装置３は、図３に示すように、セグメント１のグラウトホール１１に取り付けられたバルブ５と、バルブ５に接続されたプリペンダー６と、プリペンダー６およびバルブ５に挿通されたロッド７と、ロッド７に回転力を付与する回転力付与手段（図示せず）と、ロッド７の先端に取り付けられた逆止弁撤去治具３０とを備えている。
逆止弁回収装置３は、図３に示すように、セグメント１のグラウトホール１１に取り付けられたバルブ５と、バルブ５に接続されたプリペンダー６と、プリペンダー６およびバルブ５に挿通されたロッド７と、ロッド７に回転力を付与する回転力付与手段（図示せず）と、ロッド７の先端に取り付けられた逆止弁撤去治具３０とを備えている。
【0012】
バルブ５は、グラウトホール１１の端部に固定された中空部材を有する。バルブ５の両端は、グラウトホール１１の内径よりも大きな径の開口を有していて、逆止弁撤去治具３０を挿通可能である。また、バルブ５の内部には、開閉部材（図示せず）が設けられており、ハンドル５１を操作することにより、前記空間を開閉可能である。
プリペンダー６は、バルブ５の基端側の開口に接続された筒状部材である。プリペンダー６は、逆止弁撤去治具３０およびロッド７を挿通可能な内径を有している。また、プリペンダー６には、ロッド７の外面とプリペンダー６の内面との隙間を遮蔽する止水手段６１が設けられていて、逆止弁１２の撤去後において、グラウトホール１１からの土砂の流入や、土質調査時の処理水等の逆流などを抑制する。
ロッド７は、図示しない回転力付与手段（ドリリング装置等）から延設されている。ロッド７の先端には、逆止弁撤去治具３０の接続部３４と係合する連結部材７１が固定されている。
プリペンダー６は、バルブ５の基端側の開口に接続された筒状部材である。プリペンダー６は、逆止弁撤去治具３０およびロッド７を挿通可能な内径を有している。また、プリペンダー６には、ロッド７の外面とプリペンダー６の内面との隙間を遮蔽する止水手段６１が設けられていて、逆止弁１２の撤去後において、グラウトホール１１からの土砂の流入や、土質調査時の処理水等の逆流などを抑制する。
ロッド７は、図示しない回転力付与手段（ドリリング装置等）から延設されている。ロッド７の先端には、逆止弁撤去治具３０の接続部３４と係合する連結部材７１が固定されている。
【0013】
逆止弁撤去治具３０は、セグメント１のグラウトホール１１内に設置された逆止弁１２を撤去するためのものである。図４および図５に逆止弁撤去治具３０を示す。逆止弁撤去治具３０は、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、本体部３１と、複数の切削チップ３２，３２，…と、本体部３１の内面に設けられた逆止弁保持部３３と、本体部３１の基端部に形成された接続部３４とを備えている。
本体部３１は、図３および図４（ａ）に示すように、グラウトホール１１の内径よりも小さい外径を有した筒状部材であって、グラウトホール１１に挿入可能である。本体部３１の先端は開口している。本体部３１の先端には、複数の切削チップ３２，３２，…が固定されている。また、本体部３１の基端部には、回転力付与手段から延設されたロッド７と連結される接続部３４が形成されている。本体部３１の接続部３４には、ロッド７の連結部材７１を介して回転力付与手段の回転力が付与される。さらに、図４（ｂ）に示すように、本体部３１の内面には、逆止弁保持部３３が設けられている。
本体部３１は、図３および図４（ａ）に示すように、グラウトホール１１の内径よりも小さい外径を有した筒状部材であって、グラウトホール１１に挿入可能である。本体部３１の先端は開口している。本体部３１の先端には、複数の切削チップ３２，３２，…が固定されている。また、本体部３１の基端部には、回転力付与手段から延設されたロッド７と連結される接続部３４が形成されている。本体部３１の接続部３４には、ロッド７の連結部材７１を介して回転力付与手段の回転力が付与される。さらに、図４（ｂ）に示すように、本体部３１の内面には、逆止弁保持部３３が設けられている。
【0014】
切削チップ３２は、回転力付与手段により付与された回転力により本体部３１が回転することで、逆止弁１２の外縁部分を切削する。本実施形態の切削チップ３２は、図４（ｂ）および図５（ａ）に示すように、直方体状の金属部材である。複数の切削チップ３２，３２，…は、図５（ａ）に示すように、本体部３１の先端において、周方向に間隔をあけて設けられている。各切削チップ３２は、図４（ａ）に示すように、側面視で本体部３１の中心軸に対して傾斜（例えば１０°）している。また、切削チップ３２は、図４（ｂ）に示すように、本体部３１の内面に対しても傾斜（例えば４５°）している。さらに、切削チップ３２は、図５（ａ）に示すように、正面視で中心軸を中心とした放射線に沿った向き（本体部３１の径方向に沿った向き）で、本体部３１に固定されている。
【0015】
逆止弁保持部３３は、外縁部分が切削されて本体部３１の内部に取り込まれた逆止弁１２を本体部３１から抜け出さないように保持する。図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、本実施形態の逆止弁保持部３３は、本体部３１の軸方向に沿って複数の環状のブラシ３３ａ，３３ｂが並設されてなる。並設された複数の環状のブラシ３３ａ，３３ｂは、毛足の異なるものが交互に並設された状態となっている。
【0016】
接続部３４は、本体部３１の基端に固定されたナットである。図４（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の本体部３１は、有底であり、接続部３４は、本体部３１の底板３５の外面（基端面）に固定されている。接続部３４は、図３に示すように、ロッド７の先端に固定された連結部材７１と係合し、ロッド７を介して伝達された回転力付与手段の回転力を本体部３１に伝達する。本体部３１は、接続部３４を介して付与された回転力により回転し、切削チップ３２により逆止弁１２の外縁部分が切削される。
【0017】
図６および図７にグラウトホール止水装置４を示す。グラウトホール止水装置４は、図６に示すように、セグメント１のグラウトホール１１に取り付けられたバルブ５と、バルブ５に接続されたプリペンダー６と、プリペンダー６およびバルブ５に挿通したロッド７と、ロッド７の先端に取り付けられた止水プラグ４０とを備えている。
バルブ５，プリペンダー６およびロッド７には、逆止弁回収装置３と同じものを使用する。ロッド７の連結部材７１は、止水プラグ４０（移動機構４４）に係合可能な部材に適宜変更するものとする。
バルブ５，プリペンダー６およびロッド７には、逆止弁回収装置３と同じものを使用する。ロッド７の連結部材７１は、止水プラグ４０（移動機構４４）に係合可能な部材に適宜変更するものとする。
【0018】
止水プラグ４０は、図６に示すように、セグメント１のグラウトホール１１内に設置されて、グラウトホール１１の止水を行う。止水プラグ４０は、前後からの圧力により側方に拡張（拡径）する止水部材４１と、止水部材４１の前面に添設された押圧部材４２と、止水部材４１の後面に添設された押え部材４３と、押圧部材４２を押え部材４３に対して進退させる移動機構４４とを備えている。
止水部材４１は、図６および図７（ｂ）に示すように、弾力性を有した円柱状部材からなり、中央に貫通孔４１ａが形成されている。本実施形態の止水部材４１は、環状のゴム材により構成されている。止水部材４１は、通常時はグラウトホール１１の内径以下の外径を有していて、前後（グラウトホール１１の軸方向）から圧力が作用することで側方（グラウトホール１１の直径方向）に拡径する。なお、止水部材４１は、中空の環状部材であってもよい。
止水部材４１は、図６および図７（ｂ）に示すように、弾力性を有した円柱状部材からなり、中央に貫通孔４１ａが形成されている。本実施形態の止水部材４１は、環状のゴム材により構成されている。止水部材４１は、通常時はグラウトホール１１の内径以下の外径を有していて、前後（グラウトホール１１の軸方向）から圧力が作用することで側方（グラウトホール１１の直径方向）に拡径する。なお、止水部材４１は、中空の環状部材であってもよい。
【0019】
押圧部材４２は、図６および図７（ａ）に示すように、止水部材４１の前面に添設された正面視円形の板材（例えば、鋼板）である。押圧部材４２は、グラウトホール１１の内径よりも小さい外径を有している。押圧部材４２は、止水部材４１に押し付けられた状態で密着している。なお、押圧部材４２は、必要に応じて止水部材４１に固定してもよい。
押え部材４３は、図６および図７（ｃ）に示すように、止水部材４１の後面に添設された板材（例えば鋼板）である。本実施形態の押え部材４３は、４つの板片４３ａ，４３ａ，…が組み合わされた正面視十字状を呈しているが、押え部材４３は円形であってもよい。押え部材４３の中央には貫通孔が形成されていて、移動機構４４（ボルト４６）を挿通可能に構成されている。押え部材４３の各板片４３ａの先端には、グラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止可能な係止部４５が形成されている。係止部４５は、押え部材４３の外縁（板片４３ａの先端）に一体形成された金属片である。図８に係止部４５を示す。図８に示すように、係止部４５は、断面弧状に湾曲しており、押え部材４３の外縁から外側（グラウトホール１１の内壁側）に向かって張り出しているとともに、後方（トンネル内空側）に向かって延出している。係止部４５の先端は、グラウトホール１１の雌ネジ１３の谷部分に入り込むことで、雌ネジ１３に係止される。これにより、グラウトホール１１内に挿入された止水プラグ４０の抜け出しが防止されている。押え部材４３は、止水部材４１に押し付けられた状態で密着している。押え部材４３は、必要に応じて止水部材４１に固定してもよい。
押え部材４３は、図６および図７（ｃ）に示すように、止水部材４１の後面に添設された板材（例えば鋼板）である。本実施形態の押え部材４３は、４つの板片４３ａ，４３ａ，…が組み合わされた正面視十字状を呈しているが、押え部材４３は円形であってもよい。押え部材４３の中央には貫通孔が形成されていて、移動機構４４（ボルト４６）を挿通可能に構成されている。押え部材４３の各板片４３ａの先端には、グラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止可能な係止部４５が形成されている。係止部４５は、押え部材４３の外縁（板片４３ａの先端）に一体形成された金属片である。図８に係止部４５を示す。図８に示すように、係止部４５は、断面弧状に湾曲しており、押え部材４３の外縁から外側（グラウトホール１１の内壁側）に向かって張り出しているとともに、後方（トンネル内空側）に向かって延出している。係止部４５の先端は、グラウトホール１１の雌ネジ１３の谷部分に入り込むことで、雌ネジ１３に係止される。これにより、グラウトホール１１内に挿入された止水プラグ４０の抜け出しが防止されている。押え部材４３は、止水部材４１に押し付けられた状態で密着している。押え部材４３は、必要に応じて止水部材４１に固定してもよい。
【0020】
移動機構４４は、図６に示すように、押圧部材４２に固定されたボルト４６と、押え部材４３の後面においてボルト４６に螺合されたナット４７とを備えている。
ボルト４６は、いわゆる寸切りボルトからなり、一端が押圧部材４２の内面（トンネル内空側の面）に固定（溶接）されていて、他端部がナット４７に螺合されている。ボルト４６は、止水部材４１の貫通孔４１ａおよび押え部材４３の貫通孔を貫通している。
ナット４７は、図６に示すように、止水部材４１および押え部材４３を貫通したボルト４６に螺合されている。ナット４７は、ロッド７の先端に固定された連結部材７１と係合し、ロッド７を介して伝達された回転力付与手段の回転力により回転する。ナット４７の回転に伴ってボルト４６が軸方向に移動することで、押圧部材４２が押え部材４３側に引き寄せられる。これにより、止水部材４１に前後方向の押圧力が作用し、止水部材４１が拡径してグラウトホール１１の内面に当接し、グラウトホール１１の止水が可能となる。
ボルト４６は、いわゆる寸切りボルトからなり、一端が押圧部材４２の内面（トンネル内空側の面）に固定（溶接）されていて、他端部がナット４７に螺合されている。ボルト４６は、止水部材４１の貫通孔４１ａおよび押え部材４３の貫通孔を貫通している。
ナット４７は、図６に示すように、止水部材４１および押え部材４３を貫通したボルト４６に螺合されている。ナット４７は、ロッド７の先端に固定された連結部材７１と係合し、ロッド７を介して伝達された回転力付与手段の回転力により回転する。ナット４７の回転に伴ってボルト４６が軸方向に移動することで、押圧部材４２が押え部材４３側に引き寄せられる。これにより、止水部材４１に前後方向の押圧力が作用し、止水部材４１が拡径してグラウトホール１１の内面に当接し、グラウトホール１１の止水が可能となる。
【0021】
以下、グラウトホール１１を利用した土質調査方法について説明する。図９に土質調査方法の手順を示す。地盤改良方法は、図９に示すように、キャップ撤去工程Ｓ１と、器具取付工程Ｓ２と、逆止弁撤去工程Ｓ３と、試料採取工程Ｓ４、仮止水工程Ｓ５と、器具撤去工程Ｓ６と、キャップ復旧工程Ｓ７とを備えている。
キャップ撤去工程Ｓ１は、図１０に示すように、グラウトホール１１に取り付けられたキャップ１４を撤去する工程である。キャップ１４は、グラウトホール１１の雌ネジ１３に螺着されているため、回転させることで撤去できる。グラウトホール１１内には、逆止弁１２が取り付けられている。
キャップ撤去工程Ｓ１は、図１０に示すように、グラウトホール１１に取り付けられたキャップ１４を撤去する工程である。キャップ１４は、グラウトホール１１の雌ネジ１３に螺着されているため、回転させることで撤去できる。グラウトホール１１内には、逆止弁１２が取り付けられている。
【0022】
器具取付工程Ｓ２は、図１１に示すように、グラウトホール１１にバルブ５およびプリペンダー６を取り付ける工程である。バルブ５は、グラウトホール１１の孔口を覆うように取り付けられた取付スリーブ５２を介して、グラウトホール１１に取り付ける。本実施形態の取付スリーブ５２は、グラウトホール１１に周設したくさびリング５２ａに、スリーブ本体５２ｂを螺合することにより、グラウトホール１１に固定されるように構成されている。プリペンダー６は、バルブ５のグラウトホール１１と反対側の端部に取り付ける。
【0023】
逆止弁撤去工程Ｓ３は、グラウトホール１１に設置された逆止弁１２を撤去する工程である。逆止弁撤去工程Ｓ３は、図９に示すように、装置挿入工程Ｓ３１と、切削工程Ｓ３２と、装置回収工程Ｓ３３とを備えている。逆止弁１２は、逆止弁撤去治具３０を利用して撤去する。図１２に逆止弁撤去工程の作業状況を示す。
装置挿入工程Ｓ３１は、図１２（ａ）に示すように、逆止弁撤去治具３０をグラウトホール１１に挿入する工程である。逆止弁撤去治具３０は、ロッド７（連結部材７１）の先端に取り付けた状態で、プリペンダー６およびバルブ５を通じてグラウトホール１１に挿入し（図３参照）、切削チップ３２を逆止弁１２に当接させる。
装置挿入工程Ｓ３１は、図１２（ａ）に示すように、逆止弁撤去治具３０をグラウトホール１１に挿入する工程である。逆止弁撤去治具３０は、ロッド７（連結部材７１）の先端に取り付けた状態で、プリペンダー６およびバルブ５を通じてグラウトホール１１に挿入し（図３参照）、切削チップ３２を逆止弁１２に当接させる。
【0024】
切削工程Ｓ３２は、図１２（ｂ）および（ｃ）に示すように、逆止弁撤去治具３０により逆止弁１２を切削・撤去する工程である。切削工程Ｓ３２では、切削チップ３２を逆止弁１２に当接させた状態で、ロッド７を回転させるとともに、ロッド７を押し込むことにより、逆止弁１２を切削する。グラウトホール１１内に設置された逆止弁１２は、図１２（ａ）に示すように、回転した逆止弁撤去治具３０によりの外縁部分が切削される。逆止弁１２の外縁部分を切削しながらロッド７を押し込むと、外縁部分が切削された逆止弁１２の残りの部分が、図１２（ｃ）に示すように、本体部３１内に取り込まれる。本体部３１内に取り込まれた逆止弁１２は、逆止弁保持部３３によって保持された状態となる。
装置回収工程Ｓ３３は、図１２（ｄ）に示すように、逆止弁撤去治具３０を回収する工程である。逆止弁撤去治具３０は、ロッド７（連結部材７１）を引き出すことにより、グラウトホール１１から回収する。このとき、本体部３１に取り込まれた逆止弁１２（切削片）は、ブラシ３３ａ，３３ｂに絡みついた状態で逆止弁保持部３３によって保持されているため、逆止弁撤去治具３０とともに回収される。
装置回収工程Ｓ３３は、図１２（ｄ）に示すように、逆止弁撤去治具３０を回収する工程である。逆止弁撤去治具３０は、ロッド７（連結部材７１）を引き出すことにより、グラウトホール１１から回収する。このとき、本体部３１に取り込まれた逆止弁１２（切削片）は、ブラシ３３ａ，３３ｂに絡みついた状態で逆止弁保持部３３によって保持されているため、逆止弁撤去治具３０とともに回収される。
【0025】
試料採取工程Ｓ４は、グラウトホール１１を利用して、地盤Ｇから試料を採取する工程である。図１３に試料採取工程の作業状況を示す。試料の採取は、図１３に示すように、グラウトホール１１からサンプラー２を地盤に圧入し、サンプラー２の内部に試料を取り込む。サンプラー２には、ドリリング装置２１が取り付けられている。サンプラー２を地盤に圧入する際には、ドリリング装置２１によりサンプラー２を回転させる。所定の深さまでサンプラー２を圧入したら、サンプラー２を回収する。これによりサンプラー２内に取り込まれた試料を採取する。
試料採取により形成された掘削孔は、モルタルやグラウトなどを注入することにより遮蔽する。
試料採取により形成された掘削孔は、モルタルやグラウトなどを注入することにより遮蔽する。
【0026】
止水工程Ｓ５は、サンプラー２を回収した後のグラウトホール１１を止水する工程である。逆止弁１２が撤去されているため、グラウトホール１１から地下水や土砂などが流入するおそれがある。そのため、本実施形態では、グラウトホール１１を止水プラグ４０により止水する。止水工程Ｓ５は、図９に示すように、プラグ挿入工程Ｓ５１とプラグ拡張工程Ｓ５２を備えている。図１４に止水工程Ｓ５を示す。
プラグ挿入工程Ｓ５１では、図１４（ａ）に示すように、止水プラグ４０をグラウトホール１１に挿入する。止水プラグ４０は、ロッド７の先端に取り付けた状態で、プリペンダー６およびバルブ５を通じてグラウトホール１１に挿入する。止水プラグ４０をグラウトホール１１に挿入すると、係止部４５がグラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止される（図８参照）。これにより、止水プラグ４０に地盤Ｇ側から力が作用した場合であっても、止水プラグ４０がグラウトホール１１から内空側に押し戻されることが防止される。
プラグ拡張工程Ｓ５２では、図１４（ｂ）に示すように、止水プラグ４０の止水部材４１を拡張させて、グラウトホール１１の止水を行う（グラウトホール１１を遮蔽する）。止水部材４１の拡張は、ロッド７を利用して、ナット４７を回転させることで、ボルト４６を軸方向に移動させ、押圧部材４２を押え部材４３側に移動させる。こうすることで、止水部材４１に前後からの圧力が作用し、止水部材４１が拡張する。このとき、押圧部材４２および押え部材４３は、止水部材４１との間の摩擦力により、ナット４７の回転に伴って回転することが抑制されている。
プラグ挿入工程Ｓ５１では、図１４（ａ）に示すように、止水プラグ４０をグラウトホール１１に挿入する。止水プラグ４０は、ロッド７の先端に取り付けた状態で、プリペンダー６およびバルブ５を通じてグラウトホール１１に挿入する。止水プラグ４０をグラウトホール１１に挿入すると、係止部４５がグラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止される（図８参照）。これにより、止水プラグ４０に地盤Ｇ側から力が作用した場合であっても、止水プラグ４０がグラウトホール１１から内空側に押し戻されることが防止される。
プラグ拡張工程Ｓ５２では、図１４（ｂ）に示すように、止水プラグ４０の止水部材４１を拡張させて、グラウトホール１１の止水を行う（グラウトホール１１を遮蔽する）。止水部材４１の拡張は、ロッド７を利用して、ナット４７を回転させることで、ボルト４６を軸方向に移動させ、押圧部材４２を押え部材４３側に移動させる。こうすることで、止水部材４１に前後からの圧力が作用し、止水部材４１が拡張する。このとき、押圧部材４２および押え部材４３は、止水部材４１との間の摩擦力により、ナット４７の回転に伴って回転することが抑制されている。
【0027】
器具撤去工程Ｓ６は、グラウトホール１１からバルブ５、プリペンダー６およびロッド７を撤去する工程である。図１５の器具撤去工程を示す。グラウトホール１１からバルブ５、プリペンダー６およびロッド７を撤去すると、図１５に示すように、止水プラグ４０がグラウトホール１１内に残置された状態となる。グラウトホール１１は、止水プラグ４０により遮蔽されているため、グラウトホール１１から土砂や地下水などの流入が抑制されている。
キャップ復旧工程Ｓ７は、グラウトホール１１にキャップ１４を取り付ける工程である。図１６にキャップ復旧工程Ｓ７示す。キャップ１４は、図１６に示すように、グラウトホール１１の雌ネジ１３に螺合することによりグラウトホール１１に固定する。
キャップ復旧工程Ｓ７は、グラウトホール１１にキャップ１４を取り付ける工程である。図１６にキャップ復旧工程Ｓ７示す。キャップ１４は、図１６に示すように、グラウトホール１１の雌ネジ１３に螺合することによりグラウトホール１１に固定する。
【0028】
以上のとおり、本実施形態によれば、逆止弁撤去治具３０を使用して逆止弁１２の周縁を切削し、切削された逆止弁１２を本体部３１に取り込んで回収するため、逆止弁１２や逆止弁１２の切削片がグラウトホール１１内や地中に残置されることない。そのため、逆止弁１２を撤去した後のグラウトホール１１を利用した土質調査において、逆止弁１２が調査の妨げになることを防止できる。
また、逆止弁１２は、切削チップ３２によって周縁を切削して回収するため、逆止弁１２に固着した裏込め材（グラウト等）によって逆止弁１２が回転不能になっている場合であっても、逆止弁１２を回収できる。
また、逆止弁１２は、切削チップ３２によって周縁を切削して回収するため、逆止弁１２に固着した裏込め材（グラウト等）によって逆止弁１２が回転不能になっている場合であっても、逆止弁１２を回収できる。
【0029】
逆止弁撤去治具３０は、本体部３１内に取り込まれた逆止弁１２が抜け出すことがないように保持する機能（逆止弁保持部３３）を有しているため、逆止弁１２が地中に残置されることが防止されている。
また、逆止弁保持部３３は、毛足の異なるブラシ３３ａ，３３ｂを交互に並設することにより構成されているため、逆止弁１２を本体部３１内に取り込みやすく、かつ、逆止弁１２を抜け出し難い状態で保持することができる。また、毛足の異なるブラシ３３ａ，３３ｂにより逆止弁保持部３３が構成されているので、切削途中で逆止弁１２に割れや欠けが生じて発生した様々な大きさの切削片を回収することも可能である。
また、逆止弁保持部３３は、毛足の異なるブラシ３３ａ，３３ｂを交互に並設することにより構成されているため、逆止弁１２を本体部３１内に取り込みやすく、かつ、逆止弁１２を抜け出し難い状態で保持することができる。また、毛足の異なるブラシ３３ａ，３３ｂにより逆止弁保持部３３が構成されているので、切削途中で逆止弁１２に割れや欠けが生じて発生した様々な大きさの切削片を回収することも可能である。
【0030】
また、切削チップ３２は、直方体状の超硬チップを本体部３１に対して傾斜させるとともに、正面視で本体部３１の中心軸を中心とした放射線に沿った向きで本体部３１に固定されているため、切削チップ３２の角部が逆止弁１２に食い込み、効率的に逆止弁１２を切削できる。また、切削チップ３２が本体部３１の内面に対して傾斜しているため、縁部分が切削された逆止弁１２が本体部３１の内部に誘導されやすい。
また、切削チップ３２が間隔をあけて配設されているため、逆止弁１２が本体部３１内に誘導されやすい。
また、切削チップ３２が間隔をあけて配設されているため、逆止弁１２が本体部３１内に誘導されやすい。
【0031】
また、止水プラグ４０により土質調査後のグラウトホール１１を止水するため、バルブ５を取り外した後も、グラウトホール１１から地下水や土砂などが流入することはなく、キャップ１４を復旧しやすい。
止水プラグ４０は、止水部材４１が拡径することにより、グラウトホール１１の内周面に密着し、高い止水性を確保できる。
また、係止部４５がグラウトホール１１のネジ山（螺旋溝）に係止されるため、高水圧下においても、止水プラグ４０が押し戻される（グラウトホール１１から抜け出す）ことがない。
さらに、移動機構４４は、先端が押圧部材４２に固定されたボルト４６と、押え部材４３の後面においてボルト４６に螺合されたナット４７とにより構成されているため、ナット４７を回転させることにより、押圧部材４２を引き寄せて止水部材４１に押圧力を作用させて、止水部材４１を拡径させることができる。
止水プラグ４０は、止水部材４１が拡径することにより、グラウトホール１１の内周面に密着し、高い止水性を確保できる。
また、係止部４５がグラウトホール１１のネジ山（螺旋溝）に係止されるため、高水圧下においても、止水プラグ４０が押し戻される（グラウトホール１１から抜け出す）ことがない。
さらに、移動機構４４は、先端が押圧部材４２に固定されたボルト４６と、押え部材４３の後面においてボルト４６に螺合されたナット４７とにより構成されているため、ナット４７を回転させることにより、押圧部材４２を引き寄せて止水部材４１に押圧力を作用させて、止水部材４１を拡径させることができる。
【0032】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、グラウトホール１１を利用した土質調査について説明したが、本実施形態のグラウトホール止水装置４の用途は、土質調査に限定されるものではなく、例えば、グラウトホール１１を利用した地盤改良に使用してもよい。
また、止水プラグ４０は、トンネル坑内から地盤に向けて補助工法を行った際の削孔の止水に使用してもよい。
止水部材４１は、密実であってもよいし、中空であってもよい。
前記実施形態では、押え部材４３に係止部４５が形成されている場合について説明したが、係止部４５は必ずしも押え部材４３に形成されている必要はない。例えば、押え部材４３とは別に、グラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止可能な係止部４５が形成された係止部材を、押え部材４３の前面または後面に添設してもよい。
移動機構４４の構成は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。例えば、ナット４７を回転させた際に、押え部材４３の回転を抑制する機構を備えていてもよい。
前記実施形態では、グラウトホール１１を利用した土質調査について説明したが、本実施形態のグラウトホール止水装置４の用途は、土質調査に限定されるものではなく、例えば、グラウトホール１１を利用した地盤改良に使用してもよい。
また、止水プラグ４０は、トンネル坑内から地盤に向けて補助工法を行った際の削孔の止水に使用してもよい。
止水部材４１は、密実であってもよいし、中空であってもよい。
前記実施形態では、押え部材４３に係止部４５が形成されている場合について説明したが、係止部４５は必ずしも押え部材４３に形成されている必要はない。例えば、押え部材４３とは別に、グラウトホール１１の雌ネジ１３のネジ山に係止可能な係止部４５が形成された係止部材を、押え部材４３の前面または後面に添設してもよい。
移動機構４４の構成は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。例えば、ナット４７を回転させた際に、押え部材４３の回転を抑制する機構を備えていてもよい。
【符号の説明】
【0033】
１ セグメント
１１ グラウトホール
１２ 逆止弁
２ サンプラー
３ 逆止弁回収装置
３０ 逆止弁撤去治具
３１ 本体部
３２ 切削チップ
３３ 逆止弁保持部
３４ 接続部
４ グラウトホール止水装置
４０ 止水プラグ
４１ 止水部材
４２ 押圧部材
４３ 押え部材
４４ 移動機構
４５ 係止部
５ バルブ
５１ ハンドル
６ プリペンダー
７ ロッド
７１ 連結部材
１１ グラウトホール
１２ 逆止弁
２ サンプラー
３ 逆止弁回収装置
３０ 逆止弁撤去治具
３１ 本体部
３２ 切削チップ
３３ 逆止弁保持部
３４ 接続部
４ グラウトホール止水装置
４０ 止水プラグ
４１ 止水部材
４２ 押圧部材
４３ 押え部材
４４ 移動機構
４５ 係止部
５ バルブ
５１ ハンドル
６ プリペンダー
７ ロッド
７１ 連結部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】