特許 7603363 パッカー移動機構及び地山補強工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】パッカー移動機構及び地山補強工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/04 20060101AFI20241213BHJP

【ＦＩ】

E21D9/04 F

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021098361

(22)【出願日】2021-06-11

(65)【公開番号】P2022189654

(43)【公開日】2022-12-22

【審査請求日】2024-04-02

(73)【特許権者】

【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】井本 厚

(72)【発明者】

【氏名】小山内 快和

(72)【発明者】

【氏名】田中 祐介

(72)【発明者】

【氏名】外川 雄大

【審査官】坪内 優佳

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６２８６６０３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開平０８－０４９２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０７１００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１００９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０４５７９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１０－２０３１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５９３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第２１５４２６６（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】韓国登録特許第１５２８５２４（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００６－００８９６４６（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １／００－ ９／１４

Ｅ２１Ｄ ２０／００－２１／０２

Ｅ２１Ｂ １／００－４９／１０

Ｅ０２Ｄ ３／００－ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に定着材注入用の中空部が設けられている地山補強管と、
前記地山補強管の軸方向に間隔を開けて配置された前側ガイド管部と後側ガイド管部とから構成され、前記地山補強管の外周にクリアランスを設けて外挿されるガイド体と、
前記前側ガイド管部と前記後側ガイド管部とに架け渡され、前記地山補強管を覆うように設けられる膨張可能なパッカーと、
少なくとも前記後側ガイド管部に固定され、前記パッカーの内部に注入材を注入する注入ホースとを備え、
前記地山補強管の軸方向における前記注入ホースの移動に応じて前記ガイド体が移動することを特徴とするパッカー移動機構。

【請求項2】

前記ガイド体が、別体の前記前側ガイド管部と前記後側ガイド管部とから構成されると共に、
前記注入ホースが前記前側ガイド管部にも固定され、
前記注入ホースにおける前記前側ガイド管部の固定箇所と前記後側ガイド管部の固定箇所との間の位置に前記パッカーの内部に注入材を吐出する切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１記載のパッカー移動機構。

【請求項3】

前記パッカーが外周基材と内周基材とから構成される二重構造であり、
前記外周基材と前記内周基材との間に前記注入ホースによって注入材が注入されることを特徴とする請求項１又は２記載のパッカー移動機構。

【請求項4】

前記ガイド体が、前記前側ガイド管部と前記後側ガイド管部とが一体化された管状に形成され、
前記ガイド体の軸方向における中間部に注入材流通用の流通孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載のパッカー移動機構。

【請求項5】

請求項１～４の何れかに記載のパッカー移動機構を用いる地山補強工法であって、
地山に形成した削孔の内部に前記地山補強管を配置すると共に、前記注入ホースを前記削孔の奥側に移動して前記ガイド体及び前記パッカーを前記削孔の口元より奥側の所定位置に配置する第１工程と、
前記注入ホースから前記注入材を前記パッカーの内部に注入して膨らませ、前記削孔の所定位置に膨らませた前記パッカーによる封止隔壁を形成する第２工程と、
前記地山補強管の前記定着材注入用の中空部から定着材を注入して、前記削孔の前記封止隔壁より孔奥側に前記定着材を注入する第３工程と、を備えることを特徴とする地山補強工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地山の削孔内に配置した地山補強管の外周で封止隔壁を形成し、封止隔壁より奥側の削孔内にモルタル等の定着材を注入して地山補強する際に用いられるパッカー移動機構及び地山補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、トンネル掘進工事では、後注入方式のフォアポーリング工法で地山を補強することが行われている。後注入方式のフォアポーリング工法では、図１０及び図１１に示すように、地山５００の切羽５０１直近のアーチ状の支保工５０２の外周をガイドにして、トンネル空間５０３から斜め前方に向けて定着材注入用の中空部が形成されている地山補強管を削孔に挿入する。そして、ウエスとコーキング材を使って削孔の口元でコーキングを行い、地山補強管を介して削孔内に定着材を注入し、地山補強管と定着材で構成されるフォアポーリング５０４を形成する。更に、トンネル坑壁５０５から直交方向にロックボルト５０６を地山５００に打設する。

【0003】

また、このようなフォアポーリング工法の先行技術として、特許文献１には、手元端の近くに易破断部が設けられた中空ボルトを、切羽直近のアーチ支保工の内周側から次に構築されるアーチ支保工の外周側を通るように切羽前方の地山に斜めに挿入し、中空ボルトを介して定着材を注入する工法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１２５６０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、フォアポーリング工法のコーキング作業では、支保工５０２が設置されていたり、吹付けコンクリート５０７の剥離や亀裂発生を防止する金網５０８が設置されているため、作業員の手が届きにくい削孔の奥でコーキングすることは難しい。即ち、削孔内への定着材の注入作業時に削孔の口元或いはその付近の脆い部分から定着材が漏れてしまうことを防止するため、本来は図１０のＰ部で削孔を封止し、それより孔奥に定着材を注入することが理想的であるが、作業員の手が届かないため口元でコーキングをすることになる。

【0006】

特許文献１のように、地山補強管の中空ボルトを切羽の直近のアーチ支保工の内周側（下側）から打設する工法によれば、削孔の口元より孔奥でコーキングすることは可能であるが、この工法を行うと次のトンネル掘進で中空ボルトの口元部分に位置する易破断部と定着材を撤去する作業が必要となるため、施工作業の効率性が非常に低下する。

【0007】

また、フォアポーリングに限らず、注入式ロックボルト施工においても、例えば既に覆工コンクリートがあるが覆工コンクリートの背面と地山との間に空洞ができている構造の補修にロックボルトを打設して定着材を注入する場合、削孔の口元ではなく、より孔奥のほうで封止しないと注入材が覆工コンクリートの背面空洞に流出してしまうため、ロックボルトを定着することができなくなる。

【0008】

そのため、地山の削孔からの定着材の漏れを無くし、地山補強管を地山に確実に定着させることを可能にする技術が求められている。

【0009】

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、優れた施工効率で、地山の削孔からの定着材の漏れを無くし、地山補強管を地山に定着材で確実に定着させることを可能にするパッカー移動機構及び地山補強工法を提供することを目的とする。なお、以下、本発明の説明をする便宜上、地山補強管が削孔に設置されたときに削孔の奥側に配置される側を「前」、「先」として、削孔の口元側に配置される側を「後」として、表現することがある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のパッカー移動機構は、内部に定着材注入用の中空部が設けられている地山補強管と、前記地山補強管の軸方向に間隔を開けて配置された前側ガイド管部と後側ガイド管部とから構成され、前記地山補強管の外周にクリアランスを設けて外挿されるガイド体と、前記前側ガイド管部と前記後側ガイド管部とに架け渡され、前記地山補強管を覆うように設けられる膨張可能なパッカーと、少なくとも前記後側ガイド管部に固定され、前記パッカーの内部に注入材を注入する注入ホースとを備え、前記地山補強管の軸方向における前記注入ホースの移動に応じて前記ガイド体が移動することを特徴とする。
これによれば、注入ホースの移動によってガイド体及び膨張可能なパッカーを地山補強管に対して移動させ、所望の位置に配置し、この所望位置でパッカーを膨張させて封止隔壁を構成することができる。即ち、地山の削孔の口元より孔奥の所望位置にパッカーを容易に移動、配置し、封止隔壁を構成することができる。従って、地山の削孔からの定着材の漏れを無くし、地山補強管を地山に確実に定着させることができる。また、特許文献１のトンネル掘進に伴って地山補強管の口元部分に位置する易破断部と定着材を撤去するような作業は不要であり、優れた施工効率で地山補強構造の施工作業を行うことができる。

【0011】

本発明のパッカー移動機構は、前記ガイド体が、別体の前記前側ガイド管部と前記後側ガイド管部とから構成されると共に、前記注入ホースが前記前側ガイド管部にも固定され、前記注入ホースにおける前記前側ガイド管部の固定箇所と前記後側ガイド管部の固定箇所との間の位置に前記パッカーの内部に注入材を吐出する切欠きが形成されていることを特徴とする。
これによれば、前側ガイド管部と後側ガイド管部を別体とすることにより、架け渡すパッカーの長さの自由度、換言すれば使用可能なパッカーの自由度を高め、汎用性に優れる。また、前側ガイド管部の固定箇所と後側ガイド管部の固定箇所との間の注入ホースにより、前側ガイド管部と後側ガイド管部との間隔を所望の間隔で保持することができる。また、注入ホースを前側ガイド管部に固定しても、切欠きによってパッカーの内部に確実に注入材を注入し、パッカーを膨張状態にすることができる。

【0012】

本発明のパッカー移動機構は、前記パッカーが外周基材と内周基材とから構成される二重構造であり、前記外周基材と前記内周基材との間に前記注入ホースによって注入材が注入されることを特徴とする。
これによれば、注入材を注入してパッカーを膨張状態にした場合に、パッカーの外周基材を削孔の周壁に押し当てて封止することができると共に、内周基材を地山補強管に押し当てて封止することができ、定着材が削孔から流出しないように膨張状態のパッカーでより確実な封止を行うことができる。

【0013】

本発明のパッカー移動機構は、前記ガイド体が、前記前側ガイド管部と前記後側ガイド管部とが一体化された管状に形成され、前記ガイド体の軸方向における中間部に注入材流通用の流通孔が形成されていることを特徴とする。
これによれば、前側ガイド管部と後側ガイド管部とが一体化された管状のガイド体とすることにより、部品点数を削減することができる。また、ガイド体の中間部の流通孔により、管状のガイド体と地山補強管との間の隙間も注入した注入材で埋めて封止することができる。

【0014】

本発明の地山補強工法は、本発明のパッカー移動機構を用いる地山補強工法であって、地山に形成した削孔の内部に前記地山補強管を配置すると共に、前記注入ホースを前記削孔の奥側に移動して前記ガイド体及び前記パッカーを前記削孔の口元より奥側の所定位置に配置する第１工程と、前記注入ホースから前記注入材を前記パッカーの内部に注入して膨らませ、前記削孔の所定位置に膨らませた前記パッカーによる封止隔壁を形成する第２工程と、前記地山補強管の前記定着材注入用の中空部から定着材を注入して、前記削孔の前記封止隔壁より孔奥側に前記定着材を注入する第３工程とを備えることを特徴とする。
これによれば、優れた施工効率で、地山の削孔からの定着材の漏れを無くし、地山補強管を地山に定着材で確実に定着させることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、優れた施工効率で、地山の削孔からの定着材の漏れを無くし、地山補強管を地山に定着材で確実に定着させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明による第１実施形態のパッカー移動機構の斜視説明図。

【図2】第１実施形態のパッカー移動機構の縦断説明図。

【図3】（ａ）～（ｄ）は第１実施形態のパッカー移動機構を用いてフォアポーリングを施工する工程を説明する工程説明図。

【図4】（ａ）は地山補強管がロックボルトである場合の第１実施形態のパッカー移動機構の縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）の部分拡大図。

【図5】（ａ）～（ｃ）は第１実施形態のパッカー移動機構を用いてロックボルトを施工する工程を説明する工程説明図。

【図6】第１実施形態のパッカー移動機構を用いてロックボルトが打設されたトンネルの横断説明図。

【図7】（ａ）は本発明による第２実施形態のパッカー移動機構の断面説明図、（ｂ）は第２実施形態のパッカー移動機構におけるガイド体とパッカーを示す斜視図。

【図8】（ａ）は本発明による第３実施形態のパッカー移動機構の断面説明図、（ｂ）は本発明による第４実施形態のパッカー移動機構の断面説明図、（ｃ）は本発明による第５実施形態のパッカー移動機構の断面説明図。

【図9】本発明による第６実施形態のパッカー移動機構の断面説明図。

【図10】従来例のフォアポーリングが打設されたトンネルの縦断説明図。

【図11】従来例のフォアポーリングが打設されたトンネルの横断模式図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

〔第１実施形態のパッカー移動機構〕
本発明による第１実施形態のパッカー移動機構１は、図１及び図２に示すように、内部に定着材注入用の中空部２１が設けられている地山補強管２と、地山補強管２の軸方向に間隔を開けて配置された前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２とから構成され、地山補強管２の外周にクリアランス３３を設けて外挿されるガイド体３と、地山補強管２を覆うように設けられる膨張可能なパッカー４と、パッカー４の内部に注入材Ｍ１を注入する注入ホース５を備える。尚、図１～図３に示す地山補強管２は、フォアポーリング工法で用いられる注入管になっており、その後端部には定着材の注入ポンプからの圧送ホースが接続される注入プラグ２３が設けられる。

【0018】

第１実施形態におけるガイド体３は、それぞれ短尺管状であり別体の前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２とから構成されている。前側ガイド管部３１の内径と、後側ガイド管部３２の内径は、地山補強管２の外径よりも若干大きく形成されており、それぞれ地山補強管２の外周にクリアランス３３が生ずるように外挿されている。前側ガイド管部３１と、後側ガイド管部３２とは、前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２とに固定され、前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２との間に配置されている注入ホース５の部分により、地山補強管２の軸方向に開けられた所定の間隔を保持するように配置されている。

【0019】

パッカー４は、筒部４１・４１の間に膨張可能な弛みのある膨出部４２が形成されている形状であり、布、或いは合成樹脂等の素材で形成され、前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２とに架け渡すように設けられる。パッカー４を布製とする場合、例えば全体が略筒状の布の両端部を、それぞれ前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２の外周に沿うように縫い目４３でつまみ縫いしてダーツ加工を施して形成すると、容易に所定形状のパッカー４を形成できて良好である（図７（ｂ）参照）。

【0020】

注入ホース５は、地山補強管２の軸方向に延びるように設けられて、前側ガイド管部３１の外周と後側ガイド管部３２の外周に接触するように配置されている。注入ホース５と前側ガイド管部３１との接触箇所では、伸縮性の固定バンド６が外側に嵌め込まれ、固定バンド６の締付により注入ホース５と前側ガイド管部３１とが固定されている。同様に、注入ホース５と後側ガイド管部３２との接触箇所でも、伸縮性の固定バンド６が外側に嵌め込まれ、固定バンド６の締付により注入ホース５と後側ガイド管部３２とが固定されている。なお、注入ホース５と前側ガイド管部３１、後側ガイド管部３２の固定は、固定バンド６に限らず、例えばパッカー４内への注入が加圧注入によらない場合等にはビニールテープによる固定でも良い。

【0021】

注入ホース５の先端開口は閉塞部５１で閉塞されていると共に、注入ホース５における前側ガイド管部３１の固定バンド６による固定箇所と後側ガイド管部３２の固定バンド６による固定箇所との間の位置には、パッカー４の内部に注入材Ｍ１を吐出する切欠き５２がＶ字状にカットして形成されている。また、注入ホース５の後端部には、注入材Ｍ１を注入するためのバルブ付継手５３が取り付けられる。

【0022】

パッカー移動機構１は、地山補強管２の軸方向における注入ホース５の移動に応じて、所定間隔を開けて配置された前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２で構成されるガイド体３及びパッカー４がその地山補強管２に対して移動するようになっており、注入ホース５を削孔の孔奥側に移動して削孔の所要位置にパッカー４を配置し、所要位置でパッカー４を膨張させることが可能になっている（図３参照）。

【0023】

第１実施形態のパッカー移動機構１を用いて、例えば図３に示すように、トンネル掘進時にフォアポーリングで地山補強を行う場合、地山１００に形成されたトンネル空間１０１にアーチ状の支保工１０２及び吹付コンクリート１０３が形成された状態おいて、切羽１０４直近のアーチ状の支保工１０２の外周をガイドにして地山１００に削孔１０５を形成する（図３（ａ）参照）。

【0024】

その後、切羽１０４直近のアーチ状の支保工１０２の外周をガイドにして、地山１００に形成した削孔１０５の内部に、フォアポーリングの注入管である地山補強管２を挿入して配置する。そして、削孔１０５への挿入前或いは挿入後に地山補強管２に設置したガイド体３、パッカー４、注入ホース５について、注入ホース５を削孔１０５の奥側に移動してガイド体３及びパッカー４を削孔１０５の口元より奥側の所定位置に配置する（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。

【0025】

次いで、注入ホース５から注入材Ｍ１を注入し、膨出部４２に対応して配置されている切欠き５２からパッカー４の内部に注入材Ｍ１を吐出、注入してパッカー４を膨らませ、削孔１０５の所定位置に膨らませたパッカー４による封止隔壁４０を形成する（図３（ｃ）参照）。注入材Ｍ１には、例えばモルタル、シリカレジン、或いは超微粒子セメントミルク等を用いると良好である。

【0026】

その後、地山補強管２の定着材注入用の中空部２１から定着材Ｍ２を注入して、削孔１０５における膨張状態のパッカー４の封止隔壁４０より孔奥側に定着材Ｍ２を注入する。注入された定着材Ｍ２は、地山補強管２の先端近傍の吐出孔２２から地山補強管２と削孔１０５の間に注入、充填され、地山補強管２及び固結した定着材Ｍ２で地山１００が補強される（図３（ｄ）参照）。定着材Ｍ２には、例えばモルタル、シリカレジン、或いは超微粒子セメントミルク等を用いると良好であり、注入材Ｍ１と同一材料を用いると共用できて好適である。

【0027】

また、第１実施形態のパッカー移動機構１を用いて、既存のトンネル周囲の地山補強を行うために覆工コンクリートの内側からロックボルトを施工して地山補強を行うことが出来る。この場合には、内部に定着材注入用の中空部２１ｒが設けられている地山補強管２ｒとして、例えば先端に捨てビット２４ｒを有する自穿孔式のロックボルトを用い、地山２００の表面側に矢板２０１、覆工コンクリート２０２が設けられ、地山２００と矢板２０１との間に背面空洞２０３が発生している構造に、覆工コンクリート２０２の表面から地山２００に向かって削孔２０４を形成し、自穿孔式のロックボルトである地山補強管２ｒを削孔２０４の内部に配置した状態とする（図４、図５（ａ）参照）。

【0028】

そして、削孔２０４に配置した地山補強管２ｒに、注入ホース５が取り付けられたガイド体３及びパッカー４を外挿し、注入ホース５を削孔２０４の奥側に移動してガイド体３及びパッカー４を削孔２０４の口元より奥側の所定位置に配置する（図５（ａ）、（ｂ）参照）。

【0029】

次いで、注入ホース５から注入材Ｍ１を注入し、膨出部４２に対応して配置されている切欠き５２からパッカー４の内部に注入材Ｍ１を吐出、注入してパッカー４を膨らませ、削孔２０４の所定位置に膨らませたパッカー４による封止隔壁４０を形成する（図５（ｂ）、（ｃ）参照）。注入材Ｍ１には、上記フォアポーリングの例と同様の材料を用いると良好である。

【0030】

その後、地山補強管２ｒの定着材注入用の中空部２１ｒから定着材Ｍ２を注入して、削孔２０４における膨張状態のパッカー４の封止隔壁４０より孔奥側に定着材Ｍ２を注入する。注入された定着材Ｍ２は、図示省略する地山補強管２ｒの先端近傍の吐出孔から地山補強管２ｒと削孔２０４の間に注入、充填され、地山補強管２ｒ及び固結した定着材Ｍ２で地山２００が補強される（図５（ｃ）、図６参照）。定着材Ｍ２には、上記フォアポーリングの例と同様の材料を用いると良好であり、注入材Ｍ１と同一材料を用いると共用できて好適である。

【0031】

第１実施形態によれば、注入ホース５の移動によってガイド体３及び膨張可能なパッカー４を地山補強管２、２ｒに対して移動させ、所望の位置に配置し、この所望位置でパッカー４を膨張させて封止隔壁４０を構成することができる。即ち、地山１００、２００の削孔１０５、２０４の口元より孔奥の所望位置にパッカー４を容易に移動、配置し、封止隔壁４０を構成することができる。従って、地山１００、２００の削孔１０５、２０４からの定着材Ｍ２の漏れを無くし、地山補強管２、２ｒを地山１００、２００に確実に定着させることができる。また、トンネル掘進に伴って地山補強管の口元部分に位置する易破断部と定着材を撤去するような作業は不要であり、優れた施工効率で地山補強構造の施工作業を行うことができる。

【0032】

また、前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２を別体とすることにより、架け渡すパッカー４の長さの自由度、換言すれば使用可能なパッカー４の自由度を高め、汎用性に優れる。また、前側ガイド管部３１の固定箇所と後側ガイド管部３２の固定箇所との間の注入ホース５により、前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２との間隔を所望の間隔で保持することができる。また、注入ホース５を前側ガイド管部３１に固定しても、切欠き５２によってパッカー４の内部に確実に注入材Ｍ１を注入し、パッカー４を膨張状態にすることができる。

【0033】

〔第２実施形態のパッカー移動機構〕
本発明による第２実施形態のパッカー移動機構１ａは、図７に示すように、第１実施形態と同一構成である、地山補強管２（又は２ｒ）と、別体の前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２とから構成され、地山補強管２の外周にクリアランス３３を設けて外挿されるガイド体３と、注入ホース５を備える。

【0034】

また、第２実施形態におけるパッカー４ａは、第１実施形態と異なり、外周基材４４ａと内周基材４５ａとから構成される二重構造になっている。外周基材４４ａは、筒部４４１ａ・４４１ａの間に膨張可能な弛みのある膨出部４４２ａが形成されている形状であり、布、或いは合成樹脂等の素材で形成されている。内周基材４５ａは、ガイド体３を構成する前側ガイド管部３１の外径及び後側ガイド管部３２の外径と対応する内径を有する筒形状であり、布、或いは合成樹脂等の素材で形成されている。外周基材４４ａと内周基材４５ａは、それぞれ前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２とに架け渡すように設けられる。

【0035】

注入ホース５は、外周基材４４ａの前側の筒部４４１ａと内周基材４５ａとの間、及び外周基材４４ａの後側の筒部４４１ａと内周基材４５ａとの間に配置され、第１実施形態と同様の固定バンド６の締付により、外周基材４４ａの前側の筒部４４１ａと内周基材４５ａとの間、及び外周基材４４ａの後側の筒部４４１ａと内周基材４５ａとの間でそれぞれ挟持される。注入ホース５の切欠き５２は、外周基材４４ａの膨出部４４２ａに対応する位置で開口するように配置され、外周基材４４ａと内周基材４５ａとの間に注入ホース５及び切欠き５２の吐出によって注入材Ｍ１が注入されて、パッカー４ａが膨張するようになっている。

【0036】

尚、パッカー４ａの外周基材４４ａと内周基材４５ａを布製とする場合、例えば全体が略筒状の布の両端部を、それぞれ前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２の外周に沿うように縫い目４３でつまみ縫いしてダーツ加工を施して外周基材４４ａを形成すると、容易に所定形状のパッカー４ａを形成できて良好である（図７（ｂ）参照）。また、パッカー４ａを布製とする場合、内周基材４５ａの生地を外周基材４４ａの生地より目が粗い生地とし、内周基材４５ａの内側に注入材Ｍ１を浸み出させて、内周基材４５ａと地山補強管２、２ｒとの間も封止するようにしても好適である。

【0037】

第２実施形態のパッカー移動機構１ａは、第１実施形態のパッカー移動機構１と同様に、トンネル掘進時にフォアポーリングで地山補強を行う場合や、トンネル掘進時等にロックボルトを施工して地山補強を行う場合に用いられるが、注入材Ｍ１を注入してパッカー４ａを膨張状態にして封止隔壁４０を形成する場合に、パッカー４ａの外周基材４４ａを削孔１０５、２０４の周壁に押し当てて封止することができると共に、内周基材４５ａを地山補強管２、２ｒに押し当てて内周基材４５ａと地山補強管２、２ｒとの間も封止することができる。

【0038】

第２実施形態によれば、注入材Ｍ１を注入してパッカー４ａを膨張状態にした場合に、パッカー４ａの外周基材４４ａを削孔１０５、２０４の周壁に押し当てて封止することができると共に、内周基材４５ａを地山補強管２、２ｒに押し当てて封止することができるので、定着材Ｍ２が削孔１０５、２０４から流出しないようにより確実な封止を行うことができる。また、第１実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。

【0039】

〔第３実施形態のパッカー移動機構〕
本発明による第３実施形態のパッカー移動機構１ｂは、図８（ａ）に示すように、第１実施形態と同一構成である、地山補強管２（又は２ｒ）と、地山補強管２を覆うように設けられる膨張可能なパッカー４と、パッカー４の内部に注入材Ｍ１を注入する注入ホース５を備える。

【0040】

また、第３実施形態におけるガイド体３ｂは、第１実施形態と異なり、短尺管状の二重管である前側ガイド管部３１ｂと、前側ガイド管部３１ｂとは別体で、短尺管状の二重管である後側ガイド管部３２ｂとから構成されている。前側ガイド管部３１ｂと後側ガイド管部３２ｂは、それぞれ略同一長さの内管３４ｂと外管３５ｂとから構成され、内管３４ｂの内径は地山補強管２（又は２ｒ）の外径よりも若干大きく形成されており、地山補強管２（又は２ｒ）の外周にクリアランス３３が生ずるように外挿されている。

【0041】

外管３５ｂの内径は、内管３４ｂの外径よりも極僅かに大きく形成され、外管３５ｂが内管３４ｂに外嵌されるようになっているが、外管３５ｂの周方向の一部には外側に膨出して軸方向に延びるようにして形成された凹溝３５１ｂが設けられている。前側ガイド管部３１ｂの凹溝３５１ｂには、注入ホース５及び閉塞部５１が嵌め込まれて嵌着或いは接着され、後側ガイド管部３２の凹溝３５１ｂには注入ホース５が嵌め込まれて嵌着或いは接着される。換言すれば、第３実施形態では、固定バンド６を用いずに、前側ガイド管部３１ｂと注入ホース５の固定と、後側ガイド管部３２と注入ホース５の固定が行われている。注入ホース５の切欠き５２は膨出部４２に対応して配置され、パッカー４の内部に注入材Ｍ１を吐出、注入してパッカー４を膨出可能になっている。

【0042】

第３実施形態のパッカー移動機構１ｂは、第１実施形態のパッカー移動機構１と同様に、トンネル掘進時にフォアポーリングで地山補強を行う場合や、トンネル掘進時等にロックボルトを施工して地山補強を行う場合に用いられる。

【0043】

第３実施形態によれば、第１実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。

【0044】

〔第４実施形態のパッカー移動機構〕
本発明による第４実施形態のパッカー移動機構１ｃは、図８（ｂ）に示すように、前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２にそれぞれ固定されて前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２に連結する連結棒３６ｃを設けた構成以外は、第１実施形態と同様であり、第１実施形態のパッカー移動機構１と同様に、トンネル掘進時にフォアポーリングで地山補強を行う場合や、トンネル掘進時等にロックボルトを施工して地山補強を行う場合に用いられる。

【0045】

第４実施形態によれば、前側ガイド管部３１と後側ガイド管部３２との所定間隔をより確実に維持することができる。更に、第１実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。なお、第４実施形態に用いられる注入ホース５は切欠き５２に替えて、次述する第５実施形態と同様に、パッカー４内で先端を開口するようになっていても構わない（図８（ｃ）参照）。

【0046】

〔第５実施形態のパッカー移動機構〕
本発明による第５実施形態のパッカー移動機構１ｄは、図８（ｃ）に示すように、第１実施形態と同一構成である、地山補強管２（又は２ｒ）と、地山補強管２を覆うように設けられる膨張可能なパッカー４と、固定バンド６を備える。

【0047】

第５実施形態におけるガイド体３ｄは、前側ガイド管部と後側ガイド管部とが一体化された管状に形成されており、ガイド体３ｄには軸方向に前側ガイド管部３７１ｄ、中間部３７３ｄ、後側ガイド管部３７２ｄが順に設けられ、前側ガイド管部３７１ｄと後側ガイド管部３７２ｄは地山補強管２の軸方向に間隔を開けて配置されている。ガイド体３ｄは、地山補強管２の外周にクリアランス３３を設けて外挿され、又、ガイド体３ｄの中間部３７３ｄには注入材流通用の流通孔３８ｄが形成されている。

【0048】

パッカー４は、前側ガイド管部３７１ｄと後側ガイド管部３７２ｄとに架け渡すように設けられ、固定バンド６の締付でそれぞれ前側ガイド管部３７１ｄと後側ガイド管部３７２ｄに固定されている。パッカー４の内部に注入材Ｍ１を注入する注入ホース５ｄは、閉塞部５１を有さずに先端開口５４ｄが開放されていると共に、切欠き５２が形成されていない形状であり、後側ガイド管部３７２ｄだけに固定バンド６の締付で固定されている。注入ホース５の先端開口５４ｄは、パッカー４の膨出部４２に対応する位置に配置され、先端開口５４ｄからパッカー４の内部に注入材Ｍ１を吐出、注入してパッカー４を膨張することが可能になっている。また、第５実施形態でも、地山補強管２（又は２ｒ）の軸方向における注入ホース５ｄの移動に応じてガイド体３ｄが軸方向に移動するようになっている。

【0049】

第５実施形態のパッカー移動機構１ｄも、第１実施形態のパッカー移動機構１と同様に、トンネル掘進時にフォアポーリングで地山補強を行う場合や、トンネル掘進時等にロックボルトを施工して地山補強を行う場合に用いられるが、注入材Ｍ１を注入してパッカー４を膨張状態にして封止隔壁４０を形成する場合に、ガイド体４ｄの中間部３７３ｄの流通孔３８ｄにより、管状のガイド体４ｄと地山補強管２（又は２ｒ）との間の隙間３９ｄも注入した注入材で埋めることができる。

【0050】

第５実施形態によれば、前側ガイド管部３７１ｄと後側ガイド管部３７２ｄとが一体化された管状のガイド体３ｄとすることにより、部品点数を削減することができる。また、ガイド体３ｄの中間部３７３ｄの流通孔３８ｄにより、管状のガイド体３ｄと地山補強管２（又は２ｒ）との間の隙間３９ｄも注入した注入材Ｍ１で埋めて封止することができる。

【0051】

〔第６実施形態のパッカー移動機構〕
本発明による第６実施形態のパッカー移動機構１ｅは、図９に示すように、第１実施形態と同一構成である、地山補強管２（又は２ｒ）と、注入ホース５を備えると共に、第２実施形態と同様に、外周基材４６ｅと内周基材４７ｅとから構成される二重構造のパッカー４ｅを備える。

【0052】

パッカー４ｅの外周基材４６ｅは、略筒状の筒部４６１ｅ・４６１ｅの間に膨張可能な弛みのある膨出部４６２ｅが形成されている形状であり、布等の素材で形成されている。内周基材４７ｅは、後述する筒状の芯材である前側ガイド管部３１ｅと地山補強管２（又は２ｒ）との間、及び筒状の芯材である後側ガイド管部３２ｅと地山補強管２（又は２ｒ）との間に、クリアランス３３ｅを形成し得る径の筒形状であり、布等の素材で形成されている。外周基材４６ｅの膨出部４６２ｅは、内周基材４７ｅよりも大きな径を有し、削孔周壁に押し当てられることが可能になっている。外周基材４６ｅと内周基材４７ｅは、それぞれ前側ガイド管部３１ｅと後側ガイド管部３２ｅとに架け渡すように設けられる。

【0053】

筒状の芯材である前側ガイド管部３１ｅは、前側の筒部４６１ｅに対応する位置で内周基材４７ｅと外周基材４６ｅとの間にパッカー４ｅに対して内寄りの縫製部４８１ｅと外寄りの縫製部４８２ｅで縫い込まれて、二重パッカーに内装され内周基材４７ｅと外周基材４６ｅで挟持されている。筒状の芯材である後側ガイド管部３２ｅは、後側の筒部４６１ｅに対応する位置で内周基材４７ｅと外周基材４６ｅとの間にパッカー４ｅに対して内寄りの縫製部４８１ｅと外寄りの縫製部４８２ｅで縫い込まれて、二重パッカーに内装され内周基材４７ｅと外周基材４６ｅで挟持されている。前側ガイド管部３１ｅと後側ガイド管部３２ｅをそれぞれ構成する筒状の芯材は、地山補強管２（又は２ｒ）の外径よりも少し大きな内径を有する薄肉の筒状であり、例えば鉄、プラスチック、紙等の材質で筒状の形状が保持されるように形成されている。

【0054】

注入ホース５は、先端開口が閉塞部５１で閉塞され且つ切欠き５２を有するものであり、外周基材４６ｅの前側の筒部４６１ｅと内周基材４７ｅとの間、及び外周基材４６ｅの後側の筒部４６１ｅと内周基材４７ｅとの間に配置されている。パッカー４ｅの後側の筒部４６１ｅにおいては、内周基材４７ｅと外周基材４６ｅとの間に注入ホース５が貫通するように設けられ、挿通された状態の注入ホース５の外周が若干押圧されるようにして、外周基材４７ｅと内周基材４６ｅが縫製部４８１ｅ、４８２ｅで縫い込まれて固定されている。パッカー４ｅの前側の筒部４６１ｅにおいては、内周基材４７ｅと外周基材４６ｅとの間に注入ホース５が途中まで挿入されるように設けられ、途中まで挿入された状態の注入ホース５の外周が若干押圧されるようにして、外周基材４７ｅと内周基材４６ｅが縫製部４８１ｅ、４８２ｅで縫い込まれていると共に、最先端に位置する外寄りの縫製部４８２ｅで注入ホース５が先端側に突き出さないように止められて固定されている。尚、注入ホース５の先端開口を閉塞部５１に代えて、最先端に位置する縫製部４８２ｅで縫製して閉塞するようにしてもよい。

【0055】

パッカー４ｅの前端部と後端部は、それぞれ縫製部４８１ｅ、４８２ｅで閉じられて、注入材Ｍ１の注入時にパッカー４ｅの前端側や後端側への流出が防止されていることから、注入ホース５及び切欠き５２の吐出によって注入された注入材Ｍ１は、外側に流出することなくパッカー４ｅ内に注入され、パッカー４ｅが膨張するようになっている。尚、パッカー４ｅの前側の筒部４６１ｅの前端部における内周基材４７ｅと外周基材４６ｅを更にビニールテープか固定バンドで固定し、パッカー４ｅの後側の筒部４６１ｅの後端部における内周基材４７ｅと外周基材４６ｅを更にビニールテープか固定バンドで固定しても好適である。

【0056】

第６実施形態のパッカー移動機構１ｅは、第１実施形態のパッカー移動機構１と同様に、地山補強管２（又は２ｒ）の軸方向における注入ホース５の移動に応じて前側ガイド管部３１ｅ及び後側ガイド管部３２ｅで構成されるガイド体を移動させることができ、トンネル掘進時にフォアポーリングで地山補強を行う場合や、トンネル掘進時等にロックボルトを施工して地山補強を行う場合に用いられる。

【0057】

第６実施形態によれば、第２実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。尚、前側ガイド管部３１ｅ、後側ガイド管部３２ｅには、前側ガイド管部３１ａ、後側ガイド管部３２ｂ等よりも、外径やサイズが小さい筒状の芯材を用いることが可能であり、これにより、注入ホース５をセットしたパッカー移動機構１ｅの全体の径を小さくしてパッカー４ｅの地山補強管２（又は２ｒ）に対する移動をよりスムーズにすることが可能である。

【0058】

〔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、各実施形態、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。

【0059】

例えば上記実施形態ではパッカー移動機構１、１ａ～１ｄをトンネル掘進における地山補強に用いる例を説明したが、本発明のパッカー移動機構は、適用可能な範囲で適宜の地山補強に用いることが可能である。また、本発明における前側ガイド管部と注入ホースの固定、後側ガイド管部と注入ホースの固定の構成は、上記固定バンド６の締付、嵌着、接着以外にも適用可能な範囲で適宜である。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明は、例えばトンネル掘進における地山補強に利用することができる。

【符号の説明】

【0061】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…パッカー移動機構 ２、２ｒ…地山補強管 ２１、２１ｒ…中空部 ２２…吐出孔 ２３…注入プラグ ２４ｒ…捨てビット ３、３ｂ、３ｄ…ガイド体 ３１、３１ｂ、３１ｅ…前側ガイド管部 ３２、３２ｂ、３２ｅ…後側ガイド管部 ３３、３３ｅ…クリアランス ３４ｂ…内管 ３５ｂ…外管 ３５１ｂ…凹溝 ３６ｃ…連結棒 ３７１ｄ…前側ガイド管部 ３７２ｄ…後側ガイド管部 ３７３ｄ…中間部 ３８ｄ…流通孔 ３９ｄ…隙間 ４、４ａ、４ｅ…パッカー ４０…封止隔壁 ４１…筒部 ４２…膨出部 ４３…縫い目 ４４ａ…外周基材 ４４１ａ…筒部 ４４２ａ…膨出部 ４５ａ…内周基材 ４６ｅ…外周基材 ４６１ｅ…筒部 ４６２ｅ…膨出部 ４７ｅ…内周基材 ４８１ｅ、４８２ｅ…縫製部 ５、５ｄ…注入ホース ５１…閉塞部 ５２…切欠き ５３…バルブ付継手 ５４ｄ…先端開口 ６…固定バンド Ｍ１…注入材 Ｍ２…定着材 １００…地山 １０１…トンネル空間 １０２…支保工 １０３…吹付コンクリート １０４…切羽 １０５…削孔 ２００…地山 ２０１…矢板 ２０２…覆工コンクリート ２０３…背面空洞 ２０４…削孔 ５００…地山 ５０１…切羽 ５０２…支保工 ５０３…トンネル空間 ５０４…フォアポーリング ５０５…トンネル坑壁 ５０６…ロックボルト ５０７…吹付コンクリート ５０８…金網

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】