特開 2023-73930 地山補強工法

(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】P2023073930

(43)【公開日】2023-05-26

(54)【発明の名称】地山補強工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/04 20060101AFI20230519BHJP

【ＦＩ】

E21D9/04 F

E21D9/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021186711

(22)【出願日】2021-11-16

(71)【出願人】

【識別番号】000129758

【氏名又は名称】株式会社ケー・エフ・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100109243

【弁理士】

【氏名又は名称】元井 成幸

(72)【発明者】

【氏名】森田 和則

(72)【発明者】

【氏名】小野 航

(72)【発明者】

【氏名】岡部 正

(72)【発明者】

【氏名】間野 真至

(72)【発明者】

【氏名】井本 厚

【テーマコード（参考）】

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D054AC20

2D054FA02

2D054FA07

(57)【要約】

【課題】安全性が高く、施工効率の高い口元コーキング処理を行える地山補強工法を提供する。
【解決手段】トンネル掘削時に切羽の前方地山に補強管１０を直列に連結して長尺補強管２０を打設し、長尺補強管２０の周辺地山に固結材４１、４３を注入して前方地山を補強する地山補強工法であり、長尺補強管２０の端末に、外周面と削孔壁５４との間を閉塞可能な周状突部１０３ａが後部に設けられた端末補強管１０ａを打設する第１工程と、端末補強管１０ａの内部における周状突部１０３ａより孔奥側の位置にパッカー３３を配置する第２工程と、パッカー３３の内部に固結材４１を注入し、パッカー３３から削孔５４の口元側に固結材４１を浸出させて口元コーキング領域４２を形成する第３工程と、パッカー３３より孔奥側に固結材４３を注入する第４工程を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル掘削時に切羽の前方地山に補強管を直列に連結して長尺補強管を打設し、前記長尺補強管の周辺地山に固結材を注入して前方地山を補強する地山補強工法であって、
前記長尺補強管の端末に、外周面と削孔壁との間を閉塞可能な周状突部が後部に設けられた端末補強管を打設する第１工程と、
前記端末補強管の内部における前記周状突部より孔奥側の位置にパッカーを配置する第２工程と、
前記パッカーの内部に固結材を注入し、前記パッカーから削孔の口元側に前記固結材を浸出させて口元コーキング領域を形成する第３工程と、
前記パッカーより孔奥側に固結材を注入する第４工程と、を備えることを特徴とする地山補強工法。

【請求項2】

前記第１工程において、前記端末補強管を途中まで打設した状態で、ガイドセルに設けられ且つ前記端末補強管を支持するセントラライザーを下降し、前記セントラライザーを前記周状突部と干渉しないように前記周状突部の後側に移動して上昇させ、前記セントラライザーで前記端末補強管の前記周状突部より後側の位置を支持し、前記端末補強管の打設作業を再開することを特徴とする請求項１記載の地山補強工法。

【請求項3】

前記端末補強管の前記周状突部が軸方向に間隔を開けて複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の地山補強工法。

【請求項4】

前記端末補強管の前記周状突部が後端に向かって漸次拡径するテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の地山補強工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル掘削時に切羽の前方地山に長尺補強管を打設し、長尺補強管から周辺地山に固結材を注入して前方地山を補強する地山補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地山補強を行う際に、地山補強管である鋼管を複数直列に連結、接続して地山に打設していく手法が知られている。例えばトンネル掘削工事の切羽前方補強において、図７に示すように、地山２０１の前方上方又は外周に向けて鋼管２２０を複数本直列に接続して長尺鋼管２０２を打ち込み、打ち込んだ長尺鋼管２０２から固結材を注入して固結領域２０３を形成し、地山２０１の地盤改良を行う長尺先受け工２０４や、鋼管２２０を複数本直列に接続して長尺鋼管２０５を切羽から地山２０１の前方に打ち込み、打ち込んだ長尺鋼管２０５から固結材を注入して地山の地盤改良を行う長尺鏡補強工２０６が行われている。

【0003】

長尺先受け工２０４や長尺鏡補強工２０６を施工する場合、例えばトンネル空間Ｔにおいて、ドリルジャンボ２０７の削孔用アーム２０８のガイドセル２０９上に内部に削孔ロッド２１１が内挿された鋼管２２０を搭載し、ガイドセル２０９上で削孔ロッド２１１が連結された削孔機械２１０を前進させることにより、削孔しながら鋼管２２０を引き込むようにして地山２０１に打設する。そして、第１の鋼管２２０（２２０ａ）及び第１の削孔ロッドを根元近傍まで地山２０１に打設したところで、これに後続する第２の鋼管２２０（２２０ｂ）及び第２の削孔ロッドを連結する作業を行い、多くのケースでは３ｍ程度の鋼管２２０を４本程度接続して長尺鋼管２０２、２０５を打設する（図７、図８参照）。長尺鋼管２０２、２０５の打設後には、削孔ロッド２１１を抜き出して回収し、長尺鋼管２０２、２０５に注入管を入れて長尺鋼管２０２、２０５の内外にシリカレジン、ウレタン、セメント系等の固結材を注入して地盤補強が行われる。

【0004】

こうした地山補強の施工では、切羽近傍の高所において作業員が人力で鋼管の連結作業を行わなければならないため、作業労力を低減すべく、特許文献１～３のように押し込むだけで連結できる鋼管を用いて、ガイドセル上で後続の鋼管を機械力で押し込むだけで連結する手法も検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－１９０７５８号公報

【特許文献2】特許第６１１２９１８号公報

【特許文献3】特許第６４８６６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、地山に長尺鋼管を打設する際に、先頭の鋼管の先端に設けられる削孔ビットは、鋼管を引き込んで打設する必要上、鋼管よりも僅かに大径になっているため、鋼管外周と削孔壁との間には隙間ができる。そして、削孔の口元の隙間をそのままにしておくと、口元の隙間から固結材の注入作業時に固結材が削孔の手前側のトンネル空間にリークしてしまうため、口元にコーキングを施す必要がある。

【0007】

このような口元コーキングの処理は、削孔毎に作業員が高所に上がって手作業でウェスやコーキングカプセル（カプセル型接着剤）を孔口に押し込んで行われているのが実情であり、危険性があり且つ時間がかかる作業となる。そのため、安全性が高く、施工効率の高い口元コーキング処理を行える地山補強工法が望まれている。

【0008】

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、安全性が高く、施工効率の高い口元コーキング処理を行える地山補強工法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】

【0009】

本発明の地山補強工法は、トンネル掘削時に切羽の前方地山に補強管を直列に連結して長尺補強管を打設し、前記長尺補強管の周辺地山に固結材を注入して前方地山を補強する地山補強工法であって、前記長尺補強管の端末に、外周面と削孔壁との間を閉塞可能な周状突部が設けられた端末補強管を打設する第１工程と、前記端末補強管の内部における前記周状突部より孔奥側の位置にパッカーを配置する第２工程と、前記パッカーの内部に固結材を注入し、前記パッカーから削孔の口元側に前記固結材を浸出させて口元コーキング領域を形成する第３工程と、前記パッカーより孔奥側に固結材を注入する第４工程と、を備えることを特徴とする。
これによれば、端末補強管の打設によって端末補強管の外周面と削孔壁との間の隙間を周状突部で閉塞することができ、削孔毎に作業員が高所に上がって手で口元にウェスやコーキングカプセルを詰める作業を無くすことができる。従って、安全性が高く、施工効率の高い口元コーキング処理を行うことができる。

【0010】

本発明の地山補強工法は、前記第１工程において、前記端末補強管を途中まで打設した状態で、ガイドセルに設けられ且つ前記端末補強管を支持するセントラライザーを下降し、前記セントラライザーを前記周状突部と干渉しないように前記周状突部の後側に移動して上昇させ、前記セントラライザーで前記端末補強管の前記周状突部より後側の位置を支持し、前記端末補強管の打設作業を再開することを特徴とする。
これによれば、端末補強管の周状突部とセントラライザーとの干渉や、干渉による周状突部やセントラライザーの破損を防止することができる。また、端末補強管のセントラライザーによる芯出しも確保することができる。

【0011】

本発明の地山補強工法は、前記端末補強管の前記周状突部が軸方向に間隔を開けて複数設けられていることを特徴とする。
これによれば、軸方向に間隔を開けて配置される複数の周状突部による隔壁によって、端末補強管の外周面と削孔壁との間の隙間をより確実に閉塞状態にすることができる。複数の周状突起部が軸方向に間隔を開けて設けられていることによって、固結材が周状突起部と周状突起部の間に回り込んだ場合にそこにしっかりと限定注入され口元コーキングが確実に行われる。

【0012】

本発明の地山補強工法は、前記端末補強管の前記周状突部が後端に向かって漸次拡径するテーパ状に形成されていることを特徴とする。
これによれば、周状突部を削孔内にスムーズに挿入して端末補強管の外周面と削孔壁との間の隙間を確実に閉塞状態にすることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の地山補強工法によれば、安全性が高く、施工効率の高い口元コーキング処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】（ａ）～（ｅ）は本発明による実施形態の地山補強工法の前半工程を説明する工程説明図。

【図2】（ａ）～（ｅ）は実施形態の地山補強工法の後半工程を説明する工程説明図。

【図3】実施形態の地山補強工法で用いられる端末補強管の後端周辺と端末キャップを示す斜視図。

【図4】（ａ）、（ｂ）は端末補強管の後端周辺に口元コーキング領域を形成する工程を説明する模式説明図。

【図5】実施形態の地山補強工法で用いられる別例の端末補強管の後端周辺と端末キャップを示す斜視図。

【図6】（ａ）、（ｂ）は別例の端末補強管の後端周辺に口元コーキング領域を形成する工程を説明する模式説明図。

【図7】トンネル掘削工事における長尺先受け工と鏡補強工を説明する説明図。

【図8】既に打設された第１の鋼管への第２の鋼管の連結を説明する斜視説明図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

〔実施形態の地山補強工法〕
本発明による実施形態の地山補強工法は、トンネル掘削時に切羽の前方地山に補強管１０、１０ａを直列に連結して長尺補強管２０を打設し、長尺補強管２０の周辺地山に固結材を注入して前方地山を補強する地山補強工法であり、その施工の際には、例えば図１（ａ）に示すように、吹付コンクリート５２が設けられた地山５１の切羽から地山補強管である補強管１０を地山５１に打設する。尚、地山補強管である補強管１０は鋼管とすると好適であるが、樹脂等の他の素材による補強管とすることも可能である。

【0016】

補強管１０の打設では、例えばドリルジャンボのアームに取り付けられたガイドセル１１を有し、ガイドセル１１上に削孔機械１２が前進後退自在に搭載されている削孔装置を用いる（図１参照）。ガイドセル１１上には削孔機械１２に装着される補強管１０を下側から支持するセントラライザーが設けられ、図示例では、ガイドセル１１の先頭位置に固定セントラライザー１３が固定され、ガイドセル１１上の所定領域を前進後退するように移動セントラライザー１４が設けられている。

【0017】

補強管１０の内部には削孔ロッドが挿入され（図示省略）、先頭の補強管１０には、削孔ロッドの先頭にある削孔ビットが、先頭の補強管１０の先でケーシングシューを介して係合される。この係合は削孔機械１２の正転によって係合し、逆転によって離脱する構成になっている。即ち、地山５１に既に打設されている補強管１０が先頭管である場合には、先頭管の補強管１０の先端部で削孔ビットが係合され、補強管１０に削孔ロッドが内挿されている状態となる。図１（ａ）は、先頭管と中間管で構成される複数の補強管１０が既に連結されて地山５１に打設され、中間管の補強管１０の端末部分が削孔５３から地山５１の外側に突出した状態を示している。

【0018】

また、補強管１０は、先行する補強管１０に後続の補強管１０を押し込んで連結、接続する構造のものである。この補強管１０は、例えば後端部の外周に略Ｃ字形状に形成された係合部材を外嵌合し、その先端部の内周に係合部材が内側から嵌合される嵌合溝を形成して構成する。そして、後続の補強管１０の先端部を先行する補強管１０の後端部の外側に嵌めるように押し込んで係合部材を僅かに縮径し、係合部材を後続の補強管１０の溝位置で元の径に弾性復元させて嵌合溝に嵌合することにより、先行する補強管１０と後続の補強管１０を連結する。

【0019】

図１（ａ）、（ｂ）では、地山５１に既に打設された先行する中間管の補強管１０に、補強管１０と同様の押し込んで連結、接続する構造を有する端末補強管１０ａを固定セントラライザー１３、移動セントラライザー１４で芯出しして近づけ、中間管の補強管１０に後続の端末補強管１０ａを押し込んで連結している。中間管に連結された端末補強管１０ａは、先頭管の補強管１０と中間管の補強管１０と共に、削孔ビットの削孔によって地山５１の奥側に打設されていく。

【0020】

端末補強管１０ａには、先頭管や中間管の補強管１０と同様に、周壁１０１ａに固結材の吐出孔１０２ａが形成されていると共に、周壁１０１ａの外周面と削孔５３の削孔壁５４との間を閉塞可能な周状突部１０３ａが後部に設けられている（図１～図４参照）。

【0021】

図１～図４の周状突部１０３ａは、周壁１０１ａから鍔状に突出する突条で形成されており、軸方向に間隔を開けて複数設けられ、図示例では３条の周状突部１０３ａが相互に間隔を開けて設けられている。この突条の周状突部１０３ａは、例えば周壁１０１ａに溶接加工等して設けられる。また、周状突部１０３ａの孔奥側の先端は、端末補強管１０ａの後端から８０ｃｍ程度の距離に設けると好適であり、端末補強管１０ａは吹付コンクリート５２から外側に１５～３０ｃｍ位突出した状態で打設完了になることから、３条等の複数条の周状突部１０３ａは端末補強管１０ａの後端から４０～８０ｃｍ程度の範囲に設けることが好ましい。

【0022】

そして、端末補強管１０ａの打設が進行して、端末補強管１０ａの周状突部１０３ａがセントラライザーの近くまで到達した際には、端末補強管１０ａを途中まで打設した状態で、端末補強管１０ａを支持しているセントラライザー、本例では固定セントラライザー１３と移動セントラライザー１４とを下降し、セントラライザーを周状突部１０３ａと干渉しないように周状突部１０３ａの後側に移動して上昇させ、セントラライザーで端末補強管１０ａの周状突部１０３ａより後側の位置を支持し、端末補強管１０ａの打設作業を再開する（図１（ｃ）～（ｅ）参照）。

【0023】

図１（ｃ）～（ｅ）の例では、固定セントラライザー１３と移動セントラライザー１４で構成されるセントラライザーが設けられているガイドセル１１を下降し、セントラライザーが周状突部１０３ａの後側に配置されるようにガイドセル１１を移動して上昇させ、セントラライザーで端末補強管１０ａの周状突部１０３ａより後側の位置を支持するようにガイドセル１１を上昇させている。尚、図１（ｄ）においては、図示の都合上ガイドセル１１を十分に下降させた状態を示しているが、実施工でこの工程を行う際には、端末補強管１０ａに内挿されている削孔ロッドがある為ガイドセル１１を周状突部１０３ａが通過できるだけ僅かに下げれば十分であり、それも難しい場合には削孔ロッドをガイドセル１１上の削孔機械１２から取り外し、セントラライザーで端末補強管１０ａの周状突部１０３ａより後側の位置を支持するように配置した後に、削孔ロッドを削孔機械１２に再度取り付けるようにしても差し支えない。また、セントラライザー１３、１４がガイドセル１１に対して下降する構成でも良く、さらに、例えば周状突起１０３ａの前面を前方に向かって傾斜する傾斜面とする形状等、周状突部１０３ａとセントラライザー１３、１４があまり干渉せずに通過できるように形状を工夫しておくことによりセントラライザー１３、１４の下降、上昇工程を伴わずにそのまま通過させることも可能ではある。

【0024】

端末補強管１０ａの打設作業を再開した後、端末補強管１０ａの周状突部１０３ａが削孔５３に入り込み、周壁１０１ａの外周面と削孔壁５４との間を閉塞するように周状突部１０３ａが配置された既定位置まで端末補強管１０ａを打設することにより、端末補強管１０ａの打設作業を完了する。打設された端末補強管１０ａは長尺補強管２０の端末を構成する（図２（ａ）参照）。尚、端末補強管１０ａ、先頭管や中間管の補強管１０からは、内挿されていた削孔ロッドが抜き出されて回収される。

【0025】

打設された端末補強管１０ａには、固結材の注入器具３０を取り付ける（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。注入器具３０は、端末補強管１０ａの後端に着脱自在に外嵌合して取り付けられる端末キャップ３１と、端末キャップ３１の基板３１１に貫通するように設けられ、端末補強管１０ａの内部に挿入されるパッカー用注入ホース３２と、パッカー用注入ホース３２の先端に設けられ、端末補強管１０ａの内部に配置されるパッカー３３と、端末キャップ３１の基板３１１に貫通するように設けられ、長尺補強管２０の内部に挿入される奥側注入ホース３４とから構成される。尚、図面においては簡略化の為、奥側注入ホース３４を１本だけ図示しているが、実施工における奥側注入ホース３４は長尺補強管２０の長さに応じて、それぞれ長さの異なるものを複数本用い、パッカー３３より奥側の注入工程において注入エリアごとに段階的な注入が出来るように配置することが多い。

【0026】

そして、図２（ｃ）、図４（ａ）に示すように、パッカー３３は、端末補強管１０ａの内部における周状突部１０３ａより孔奥側の位置に配置され、好ましくは端末補強管１０ａの軸方向で周状突部１０３ａの孔奥側先端から離間して配置される。例えば３条の周状突部１０３ａが端末補強管１０ａの後端から４０～８０ｃｍの範囲に配置されている場合には、パッカー３３は端末補強管１０ａの後端から孔奥側の１ｍ程度の位置に配置される。

【0027】

この状態で、パッカー３３の内部に固結材４１を注入し、パッカー３３から削孔５３の口元側に固結材４１を浸出させて口元コーキング領域４２を形成する（図２（ｃ）、（ｄ）、図４（ｂ）参照）。パッカー３３には、固結材４１が口元側のみに染み出し可能なものを用いると好適であり、例えば孔奥側を固結材４１が浸出しないナイロン、ビニール、ゴム等の材質で形成し、口元側を固結材４１が浸出する布等の材質で形成したパッカー３３とすると良好である。

【0028】

端末補強管１０ａの内部に配置されたパッカー３３と複数条の周状突部１０３ａの孔奥側の先端との間における端末補強管１０ａの周壁１０１ａには、固結材の吐出孔１０２ａが形成されている。そして、パッカー３３の内部に固結材４１を注入すると、パッカー３３が固結材４１の充填で膨らんだ後、パッカー３３から浸み出した固結材４１が、削孔５３の口元側の端末補強管１０ａの内部に注入されていくと共に、パッカー３３と周状突部１０３ａの孔奥側の先端との間における周壁１０１ａの吐出孔１０２ａから端末補強管１０ａの外側に吐出されて削孔５３、地山５１に注入され、口元コーキング領域４２が形成される。

【0029】

口元コーキング領域４２の形成後には、長尺補強管２０の内部に挿入されている奥側注入ホース３４から固結材４３を注入する。固結材４３は、口元コーキング領域４２より孔奥側の長尺補強管２０の内部に注入されていくと共に、端末補強管１０ａの吐出孔１０２ａ、長尺補強管２０を構成する中間管と先頭管の補強管１０に形成されている吐出孔から、長尺補強管２０の外側に吐出されて削孔５３、地山５１に注入されていき、口元コーキング領域４２で固結材４３の漏れが防止された状態で固結領域４４が形成される（図２（ｅ）参照）。

【0030】

本実施形態の地山補強工法によれば、端末補強管１０ａの打設によって端末補強管１０ａの外周面と削孔壁５４との間の隙間を周状突部１０３ａで閉塞することができ、削孔毎に作業員が高所に上がって手で口元にウェスやコーキングカプセルを詰める作業を無くすことができる。従って、安全性が高く、施工効率の高い口元コーキング処理を行うことができる。

【0031】

また、端末補強管１０ａの軸方向に間隔を開けて配置される複数の周状突部１０３ａによる隔壁によって、端末補強管１０ａの外周面と削孔壁５４との間の隙間をより確実に閉塞状態にすることができる。複数の周状突起部１０３ａが軸方向に間隔を開けて設けられていることによって、固結材が周状突起部１０３ａと周状突起の間に回り込んだ場合にそこにしっかりと限定注入され口元コーキングが確実に行われる。尚、周状突起部１０３ａが１つだけの場合には、パッカー３３の内部に固結材４１注入する際に多めに注入することで、しっかりと口元コーキングを行うことができる。

【0032】

また、セントラライザーを下降、後方移動して上昇させ、セントラライザーで端末補強管１０ａの周状突部１０３ａより後側の位置を支持し、端末補強管１０ａの打設作業を再開する工程により、端末補強管１０ａの周状突部１０３ａとセントラライザーとの干渉や、干渉による周状突部１０３ａやセントラライザーの破損を防止することができる。また、端末補強管１０ａのセントラライザーによる芯出しも確保することができる。

【0033】

〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態、各例の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記内容や下記の更なる変形例も含まれる。

【0034】

例えば本発明の地山補強工法で用いられる端末補強管の構成は、上記実施形態の端末補強管１０ａに限定されず本発明の趣旨の範囲内で適宜であり、例えば図５及び図６に示す端末補強管１０ｂを用いても好適である。端末補強管１０ｂは、補強管１０や端末補強管１０ａと同様の押し込んで連結、接続する構造を有するものであり、周壁１０１ｂに固結材の吐出孔１０２ｂが形成されていると共に、周壁１０１ｂの外周面と削孔５３の削孔壁５４との間を閉塞可能な周状突部１０３ｂが後部に設けられている。

【0035】

端末補強管１０ｂの周状突部１０３ｂは、後端に向かって漸次拡径するテーパ状に形成されており、図示例では後端に向かって外周面が漸次拡径するテーパ状のゴム製筒材になっている。端末補強管１０ｂの後端近傍における周壁１０１ｂには、鍔状に外側に突出する環状プレート１０４ｂが形成され、溶接等で周壁１０１ｂに固定されている。本例のテーパ状のゴム製筒材で構成される周状突部１０３ｂは、その後端面を位置規制する環状プレート１０４ｂの先端面に当接するようにして周壁１０１ｂの外側に嵌め込まれている。

【0036】

端末補強管１０ｂにおけるテーパ状の周状突部１０３ｂの孔奥側の先端は、端末補強管１０ｂの後端から８０ｃｍ程度までの距離に設けると好適であり、さらにテーパ状の周状突部１０３ｂの先端は環状プレート１０４ｂから５０ｃｍ位の位置となるのが望ましい。また、端末補強管１０ｂは吹付コンクリート５２から外側に１５～３０ｃｍ位突出した状態で打設完了になると共に、打設完了状態で周状突部１０３ｂの後端面及び環状プレート１０４ｂは吹付コンクリート５２の外側に配置されることから、テーパ状の周状突部１０３ｂの後端面は端末補強管１０ｂの後端から２～２０ｃｍ程度の位置に配置することが好ましい。

【0037】

端末補強管１０ｂの打設作業においても、上述の端末補強管１０ａと同様に、端末補強管１０ｂの周状突部１０３ｂがセントラライザーの近くまで到達した際には、端末補強管１０ｂを途中まで打設した状態で、端末補強管１０ｂを支持しているセントラライザーを下降し、セントラライザーを周状突部１０３ｂ及び環状プレート１０４ｂと干渉しないように周状突部１０３ｂ及び環状プレート１０４ｂの後側に移動して上昇させ、セントラライザーで端末補強管１０ｂの周状突部１０３ｂ及び環状プレート１０４ｂより後側の位置を支持し、端末補強管１０ｂの打設作業を再開する。

【0038】

端末補強管１０ｂの打設作業を再開した後、端末補強管１０ｂの周状突部１０３ｂのテーパ面を削孔壁５４に押し当てるようにして周壁１０１ｂの外周面と削孔壁５４との間を閉塞し、既定位置まで端末補強管１０ｂを打設することにより、長尺補強管２０の端末を構成する端末補強管１０ｂの打設作業を完了する。

【0039】

打設された端末補強管１０ｂには、上述の固結材の注入器具３０を取り付け、パッカー３３を、端末補強管１０ｂの内部における周状突部１０３ｂより孔奥側の位置に配置し、好ましくは端末補強管１０ｂの軸方向で周状突部１０３ｂの孔奥側先端から離間して配置する。この状態で、パッカー３３の内部に固結材４１を注入し、パッカー３３から削孔５３の口元側に固結材４１を浸出させて口元コーキング領域４２を形成する。

【0040】

端末補強管１０ｂの内部に配置されたパッカー３３とテーパ状の周状突部１０３ｂの孔奥側の先端との間における端末補強管１０ｂの周壁１０１ｂには、固結材の吐出孔１０２ｂが形成されている。そして、パッカー３３の内部に固結材４１を注入すると、パッカー３３が固結材４１の充填で膨らんだ後、パッカー３３から浸み出した固結材４１が、削孔５３の口元側の端末補強管１０ｂの内部に注入されていくと共に、パッカー３３と周状突部１０３ｂの孔奥側の先端との間における周壁１０１ｂの吐出孔１０２ｂから端末補強管１０ｂの外側に吐出されて削孔５３、地山５１に注入され、口元コーキング領域４２が形成される。

【0041】

口元コーキング領域４２の形成後には、端末補強管１０ａを用いる場合と同様に、長尺補強管２０の内部に挿入されている必要本数の奥側注入ホース３４から固結材４３を順次注入し、口元コーキング領域４２で固結材４３の漏れが防止された状態で固結領域４４を形成する。

【0042】

端末補強管１０ｂを用いる地山補強工法によれば、端末補強管１０ａを用いる地山補強工法と対応する構成から対応する効果を得ることができると共に、テーパ状の周状突部１０３ｂを削孔５３内にスムーズに挿入して端末補強管１０ｂの外周面と削孔壁５４との間の隙間を確実に閉塞状態にすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明は、トンネル掘削時に切羽の前方地山に長尺鋼管を打設し、長尺鋼管から周辺地山に固結材を注入して前方地山を補強する際に利用することができる。

【符号の説明】

【0044】

１０…補強管 １１…ガイドセル １２…削孔機械 １３…固定セントラライザー １４…移動セントラライザー １０ａ…端末補強管 １０１ａ…周壁 １０２ａ…吐出孔 １０３ａ…周状突部 １０ｂ…端末補強管 １０１ｂ…周壁 １０２ｂ…吐出孔 １０３ｂ…周状突部 １０４ｂ…環状プレート ２０…長尺補強管 ３０…注入器具 ３１…端末キャップ ３１１…基板 ３２…パッカー用注入ホース ３３…パッカー ３４…奥側注入ホース ４１…固結材 ４２…口元コーキング領域 ４３…固結材 ４４…固結領域 ５１…地山 ５２…吹付コンクリート ５３…削孔 ５４…削孔壁 ２０１…地山 ２０２…長尺鋼管 ２０３…固結領域 ２０４…長尺先受け工 ２０５…長尺鋼管 ２０６…長尺鏡補強工 ２０７…ドリルジャンボ ２０８…削孔用アーム ２０９…ガイドセル ２１０…削孔機械 ２１１…削孔ロッド ２２０、２２０ａ、２２０ｂ…鋼管 Ｔ…トンネル空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】