切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法
【課題】支保工との干渉を避けるために撤去される撤去部分の構成部材を容易に分離し、再資源として利用できる切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法を提供すること。
【解決手段】鋼管３の内部に、袋体７と、袋体７の両端に設けられたゴム部材１３と、端末側のゴム部材１３を貫通して袋体７の内部に連通する袋体注入用チューブ１９と、ゴム部材１３および袋体７を貫通して先端側のゴム部材１３より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブ１７とを有する流入防止構造５が設置された注入式長尺地山補強用鋼管１を、地山３５に設置する。次に、袋体注入用チューブ１９を用いて袋体７内に流体を注入し、鋼管３を閉塞させ、鋼管３を注入区間３１と非注入区間３３とに区分する。そして、注入材注入用チューブ１７を用いて注入区間３１に注入材を注入した後、地山３５を掘削し、非注入区間３３において注入式長尺地山補強用鋼管１を切断撤去する。
【解決手段】鋼管３の内部に、袋体７と、袋体７の両端に設けられたゴム部材１３と、端末側のゴム部材１３を貫通して袋体７の内部に連通する袋体注入用チューブ１９と、ゴム部材１３および袋体７を貫通して先端側のゴム部材１３より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブ１７とを有する流入防止構造５が設置された注入式長尺地山補強用鋼管１を、地山３５に設置する。次に、袋体注入用チューブ１９を用いて袋体７内に流体を注入し、鋼管３を閉塞させ、鋼管３を注入区間３１と非注入区間３３とに区分する。そして、注入材注入用チューブ１７を用いて注入区間３１に注入材を注入した後、地山３５を掘削し、非注入区間３３において注入式長尺地山補強用鋼管１を切断撤去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、山岳トンネルの施工において、未固結あるいは亀裂が卓越した不良地山が出現した場合、切羽の安定化や先行変位を抑制する対策工として、補助工法が選択されることが多い。天端の崩落防止や地表面の沈下抑制対策等を目的とする場合、一般的に、掘削場所近傍に打設した鋼管中に注入材を注入し、鋼管に設けた孔から地山に注入材を浸透させる注入式長尺地山補強工法が補助工法として選定される。
【０００３】
注入式長尺地山補強工法において、掘削断面の拡幅が不要で、任意の位置で施工が可能な無拡幅方式を採用する場合、打設面から３ｍ程度は鋼製支保工と鋼管が干渉するため、その部分の鋼管を掘削サイクル毎に撤去する。撤去した鋼管の内部は、鋼材と、注入材や注入用チューブ等の部材とが一体となって固着した状態となっており、混合産業廃棄物として埋立処理される。また、撤去後の鋼管を縦方向に分割し、内部の注入材を取り除く方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８３４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撤去した鋼材を混合産業廃棄物として処理することは、埋立処分量の減容化の見地から問題となっている。また、主たる再資源材料である鋼材と、鋼材内部に固着した注入用チューブや注入材等とを分別するには、多大な費用と時間を要する。さらに、鋼製支保工と干渉する部分において、鋼管とともに地山の改良部分を撤去することは、補助工法の効果を低減する要因にもなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、支保工との干渉を避けるために撤去される撤去部分の構成部材を容易に分離し、再資源として利用できる切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法を提供することである。
【０００７】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において用いられ、端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、前記管状部材の内部に設置された袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された流入防止構造と、を具備し、前記袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入して前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分した状態で、前記注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入し前記非注入区間を撤去することを特徴とする切羽の補助構造である。
【０００８】
第１の発明の切羽の補助構造では、地山内に設置された管状部材内に流入防止構造が設置され、流入防止構造により、管状部材が注入区間と非注入区間とに区分される。非注入区間には注入材が注入されないため、管状部材の端末付近を容易に切断して撤去できる。また、撤去部分の各構成部材を容易に分離できる。
【０００９】
第２の発明は、切羽を安定化するために用いられる管状部材の内部に設置される流入防止構造であって、袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して、前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブと、からなることを特徴とする流入防止構造である。
【００１０】
第２の発明の流入防止構造を用いれば、袋体で管状部材を閉塞させた後に、注入材注入用チューブで注入材を注入することにより、保持部材より先端側の空間のみに注入材を注入することができる。
【００１１】
第３の発明は、トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において、端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する第１の袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する第１の注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された第１の流入防止構造と、を有する切羽の補助構造を用い、前記地山に前記管状部材を設置する工程（ａ）と、前記第１の袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入し、前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分する工程（ｂ）と、前記第１の注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入する工程（ｃ）と、前記非注入区間を撤去する工程（ｄ）と、を具備することを特徴とする切羽の補助工法である。
【００１２】
第３の発明では、必要に応じて、第ｎの流入防止構造（ｎ≧２）が、注入区間の所定の箇所に設置され、第ｎの袋体注入用チューブを用いて第ｎの流入防止構造の袋体に流体を注入することにより、注入区間が複数の区間に区分される。この場合、工程（ｃ）では、第ｎの注入材注入用チューブを用いて、複数の区間のうちの任意の区間に注入材を注入する。工程（ｃ）では、複数の区間のうちの任意の区間に、任意の順序で注入材を注入する。
【００１３】
第３の発明の切羽の補助工法では、地山内に設置された管状部材内に設けられた流入防止構造を用い、管状部材を注入区間と非注入区間に区分した後、注入区間のみに注入材を注入する。非注入区間には注入材を注入しないため、管状部材の非注入区間を容易に切断して撤去できる。また、撤去部分の各構成部材を容易に分離でき、管状部材を再資源として利用できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、支保工との干渉を避けるために撤去される撤去部分の構成部材を容易に分離し、再資源として利用できる切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】注入式長尺地山補強用鋼管１に設置された流入防止構造５の概要を示す図
【図２】注入式長尺地山補強用鋼管１の軸方向の断面図
【図３】注入式長尺地山補強用鋼管１を用いた切羽の補助工法における各工程を示す図
【図４】トンネル上半部の軸方向の断面図
【図５】長尺鏡ボルト５１の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、注入式長尺地山補強用鋼管１に設置された流入防止構造５の概要を示す図である。図１の（ａ）図は、流入防止構造５の設置位置付近における注入式長尺地山補強用鋼管１の軸方向の断面図である。図１の（ｂ）図は、ゴム部材１３の斜視図、図１の（ｃ）図は、スポンジ部材１５の斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、切羽の補助構造である注入式長尺地山補強用鋼管１は、管状部材である鋼管３と流入防止構造５とからなる。流入防止構造５は、袋体７、ゴム部材１３、スポンジ部材９、スポンジ部材１５、袋体注入用チューブ１９、注入材注入用チューブ１７等からなる。流入防止構造５は、鋼管３の内部に設置される。
【００１８】
袋体７は、膨張時に鋼管３を閉塞させることができる大きさとし、鋼管３内部において、注入区間と非注入区間を隔てる主たる閉塞物となる。ゴム部材１３は、袋体７の両側に位置し、袋体７による閉塞に加えて、より閉塞性を高めるための補助閉塞物となる。ゴム部材１３は、例えば、最大径が鋼管３の内径程度である円錐台形状の部材とし、端部１４が鋼管３の内周面１１に接触する。ゴム部材１３は、軸方向に貫通する孔２１および孔２３を有する。
【００１９】
スポンジ部材９は、袋体７の両端部に配置され、袋体７を保護するとともに、鋼管３内部の注入側より内周面１１とゴム部材１３の間をとおり抜けた注入材を吸収し、膨張することにより、閉塞性を高めるための補助閉塞物となる。スポンジ部材９は、ゴム部材１３の孔２１、孔２３に対応する位置に断面積が同程度の複数の孔を有する。スポンジ部材１５は、環状の部材であり、穴２７の内部にゴム部材１３が配置される。スポンジ部材１５もスポンジ部材９と同様に、鋼管３内部の注入側より内周面１１とゴム部材１３の間をとおり抜けた注入材を吸収し、膨張することにより、閉塞性を高めるための補助閉塞物となる。
【００２０】
袋体注入用チューブ１９は、端末側のゴム部材１３ａの孔２１とスポンジ部材９の孔（図示せず）を貫通して袋体７に連通する。注入材注入用チューブ１７は、袋体７、袋体７の両端のゴム部材１３ａおよび１３ｂの孔２３、スポンジ部材９の孔（図示せず）を貫通して、鋼管３の先端側のゴム部材１３ｂより先端側の空間に連通する。袋体注入用チューブ１９、注入材注入用チューブ１７は、鋼管３内に設置される流入防止構造５の数に応じて設置される。
【００２１】
図２は、注入式長尺地山補強用鋼管１の軸方向の断面図を示す。図２に示すように、注入式長尺地山補強用鋼管１を構成する鋼管３は、端末管３−１、２本の中間管３−２、先端管３−３を連結して形成される。先端管３−３の先端には、ビット２９が設けられる。端末管３１は、無孔であり、撤去時の切断を容易にするためのスリット（図示せず）を有する。２本の中間管３−２、先端管３−３には、注入孔（図示せず）が設けられる。
【００２２】
端末管３−１と中間管３−２との連結部付近には、流入防止構造５−１が設置される。２本の中間管３−２の連結部付近には、流入防止構造５−２が設置される。中間管３−２と先端管３−３との連結部付近には、流入防止構造５−３が設置される。流入防止構造５−１、５−２、５−３は、それぞれ、図１に示す流入防止構造５と同様の構造を有する。但し、ゴム部材１３や袋体７を貫通する袋体注入用チューブ１９、注入材注入用チューブ１７の本数は、設置位置に応じて異なる。
【００２３】
鋼管３は、流入防止構造５−１によって、注入区間３１と非注入区間３３とに区分される。鋼管３の注入区間３１は、３つの流入防止構造５−１、５−２、５−３によって、流入防止構造５−１より先端側かつ流入防止構造５−２より端末側の注入区間３１−１、流入防止構造５−２より先端側かつ流入防止構造５−３より端末側の注入区間３１−２、流入防止構造５−３より先端側の注入区間３１−３に区分される。
【００２４】
袋体注入用チューブ１９−１の端部は、流入防止構造５−１の袋体７内に連通する。注入材注入用チューブ１７−１の端部は、流入防止構造５−１を貫通し、流入防止構造５−１より先端側かつ流入防止構造５−２より端末側の空間である注入区間３１−１に連通する。
【００２５】
袋体注入用チューブ１９−２の端部は、流入防止構造５−１を貫通し、流入防止構造５−２の袋体７内に連通する。注入材注入用チューブ１７−２の端部は、流入防止構造５−１および流入防止構造５−２を貫通し、流入防止構造５−２より先端側かつ流入防止構造５−３より端末側の空間である注入区間３１−２に連通する。
【００２６】
袋体注入用チューブ１９−３の端部は、流入防止構造５−１および流入防止構造５−２を貫通し、流入防止構造５−３の袋体７内に連通する。注入材注入用チューブ１７−３の端部は、流入防止構造５−１、流入防止構造５−２、流入防止構造５−３を貫通し、流入防止構造５−３より先端側の空間である注入区間３１−３に連通する。
【００２７】
次に、注入式長尺地山補強用鋼管１を用いた切羽の補助工法について説明する。図３は、注入式長尺地山補強用鋼管１を用いた切羽の補助工法における各工程を示す図である。図３の（ａ）図は、地山３５に注入式長尺地山補強用鋼管１を設置する工程を示す図である。
【００２８】
図３の（ａ）図に示す工程では、まず、図２に示す注入式長尺地山補強用鋼管１を、ビット２９で地山３５を掘削しつつ、先端側が地山３５内に、端末側が切羽に配置されるよう、地山３５内に設置する。注入式長尺地山補強用鋼管１は、既設の支保工３７と干渉する箇所から前方の不良地山に集中して設置する。注入式長尺地山補強用鋼管１の外周の切羽付近と地山３５の間にはコーキング材および布等からなるコーキング２２を取り付け、口元のリークを防止する。
【００２９】
そして、第１の袋体注入用チューブである袋体注入用チューブ１９−１を用いて第１の流入防止構造である流入防止構造５−１の袋体に流体を注入して膨張させることにより、鋼管３の内部を閉塞させ、鋼管３を注入区間３１と非注入区間３３とに区分する。また、袋体注入用チューブ１９−２、１９−３を用いて流入防止構造５−２、５−３の袋体にそれぞれ流体を注入して膨張させることにより、鋼管３の内部を閉塞させ、注入区間３１を注入区間３１−１、３１−２、３１−３に区分する。
【００３０】
注入区間３１を３つの区間に区分した後、注入材注入用チューブ１７−３を用いて、最も先端側の注入区間３１−３に注入材を注入する。また、注入材注入用チューブ１７−２を用いて、注入区間３１−３より端末側の注入区間３１−２に注入材を注入する。さらに、注入材注入用チューブ１７−１を用いて、最も端末側の注入区間３１−１に注入材を注入する。このとき注入の順序は任意でよい。上述したように、注入区間３１を構成する２本の中間管３−２、先端管３−３は注入孔（図示せず）を有するため、注入した注入材は、注入孔を介して地山３５に浸透する。
【００３１】
図３の（ｂ）図、図３の（ｃ）図は、切羽を掘削し、注入式長尺地山補強用鋼管１の非注入区間３３を撤去する工程を示す図である。図３の（ａ）図に示す工程により地山３５の改良を終えた後、図３の（ｂ）図に示すように、次の支保工３７の設置位置付近まで地山３５を掘削する。そして、鋼管３、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９を切断して、注入式長尺地山補強用鋼管１の撤去部分４１を撤去し、支保工３７を新設する。
【００３２】
その後、図３の（ｃ）図に示すように、さらに地山３５を掘削する。そして、流入防止構造５−１の手前の位置で鋼管３、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９を切断して、注入式長尺地山補強用鋼管１の撤去部分４１の撤去を完了する。なお、上述したように、撤去部分４１の端末管３−１には、撤去時の切断を容易にするためのスリット（図示せず）が設けられる。
【００３３】
図３の（ｂ）図および図３の（ｃ）図において、撤去部分４１である端末管３−１は、非注入区間３３であり、内部で注入材が固着することがない。そのため、撤去部分４１は、鋼管３と、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９とに容易に分離・分別される。
【００３４】
図４は、トンネル上半部の軸方向の断面図を示す。トンネルを構築する際には、図３に示す各工程により地山３５を改良しつつトンネルを掘削した後、図４に示す吹付コンクリート４５および覆工コンクリート４７を施工していく。図４に示すように、注入式長尺地山補強用鋼管１を撤去する区間では、地山の不良程度に応じて、短尺の注入式フォアポーリング４３を施工してもよい。
【００３５】
このように、第１の実施の形態では、鋼管３の端末側の撤去予定部分に非注入区間３３を設ける。そのため、撤去予定部分の注入材注入用チューブ１９、袋体注入用チューブ１７、鋼管３に注入材が付着することがなく、従来は混合産業廃棄物として埋立処分していた注入用チューブを含む全ての撤去部分４１を分別して再資源化することができ、環境負荷を低減できる。また、廃棄物処理費用を低減でき、鋼管３や注入用チューブのバルブの有価物処分が可能となる。さらに、地山補強効果が少ない撤去部分４１への注入材の注入をなくすことにより、注入時間や注入材量を削減でき、工費を削減できる。
【００３６】
第１の実施の形態では、非注入区間３３である端末管３−１に注入圧が作用しないため、切断のために鋼管３に加工するスリットを薄くすることができ、切断撤去作業が容易になる。また、脆弱な地山でも、端末管３−１の撤去時の地山３５に対する衝撃が少なくなり、切断箇所付近での地山３５の緩みが低減できる。
【００３７】
第１の実施の形態では、注入式フォアポーリング４３を施工することにより、より高い天端崩落抑制効果が期待できる。また、これによって減じた注入材を有効利用できる。
【００３８】
なお、第１の実施の形態において、鋼管３の材質は鋼材としたが、同様の目的を持つ管状部材であれば材質はこれに限るものではない。また、袋体７の保持部材であるゴム部材１３の形状や材質は、上述したものでなくてもよい。保持部材は、鋼管３内での袋体７の位置ずれを確実に防止し、鋼管３内部における補助閉塞物として機能するような形状および材質であればよい。
【００３９】
第１の実施の形態では、鋼管３の３箇所に流入防止構造５を設けたが、流入防止構造５の設置数はこれに限らない。また、鋼管３を、端末管３−１、２本の中間管３−２、先端管３−３を連結して構成したが、鋼管３の構成はこれに限らない。
【００４０】
図４では、無拡幅方式で注入式長尺地山補強用鋼管１を施工する場合を図示したが、注入式長尺地山補強用鋼管１は、拡幅方式や、無拡幅多段方式での施工にも適用可能である。
【００４１】
次に、第２の実施の形態について説明する。図５は、長尺鏡ボルト５１の例を示す図である。図５の（ａ）図は、長尺鏡ボルト５１の軸方向断面図を示す。図５の（ａ）図に示すように、切羽の補助構造である長尺鏡ボルト５１は、鋼管５３と流入防止構造５ａとからなる。
【００４２】
管状部材である鋼管５３は、無孔であり、切断撤去のためのスリットを有する。流入防止構造５ａは、図１に示す流入防止構造５とほぼ同様の構成であるが、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９のかわりに、注入材注入用チューブ５７および袋体注入用チューブ５９を各１本ずつ有する。注入材注入用チューブ５７は、流入防止構造５ａを貫通し、流入防止構造５ａより先端側の空間に連通する。袋体注入用チューブ５９は、流入防止構造５ａの袋体７内に連通する。流入防止構造５ａは、鋼管５３の先端付近に配置され、鋼管５３を注入区間６７と非注入区間６９とに区分する。ビット５５は、鋼管５３の先端に設けられる。
【００４３】
図５の（ｂ）図は、長尺鏡ボルト５１を用いた切羽の補助工法を示す図である。図５の（ｂ）図では、ビット５５を用いて地山６１に削孔し、長尺鏡ボルト５１を、先端側が地山６１内に、端末側が切羽に配置されるよう、地山６１に設置する。長尺鏡ボルト５１の外周の切羽付近と地山３５の間にはコーキング材および布等からなるコーキングを取り付け、口元のリークを防止する。次に、袋体注入用チューブ５９を用いて流入防止構造５ａの袋体７に流体を注入して膨張させ、鋼管５３を閉塞させて、鋼管５３を注入区間６７と非注入区間６９とに区分する。そして、注入材注入用チューブ５７を用いて注入区間６７に注入材６３を注入する。注入材６３は、ビット５５付近から滲出し、地山６１に削孔した孔内に充填されるとともに、鋼管５３周辺の地山６１に注入される。
【００４４】
その後、切羽を掘削する作業と、非注入区間６９の鋼管５３、注入材注入用チューブ５７、袋体注入用チューブ５９を切断撤去する作業とを、注入区間６７の手前まで繰り返す。長尺鏡ボルト５１の撤去部分６５は、非注入区間６９であり、内部で注入材が固着することがない。そのため、撤去部分６５は、鋼管５３、注入材注入用チューブ５７、袋体注入用チューブ５９に容易に分離・分別される。
【００４５】
第２の実施の形態では、鋼管５３の先端付近を除く撤去予定部分に非注入区間６９を設ける。そのため、注入材注入用チューブ５７、袋体注入用チューブ５９、鋼管５３に注入材が付着することがなく、従来は混合産業廃棄物として埋立処分していた注入用チューブを含む全ての撤去部分６５を分別して再資源化することができ、環境負荷を低減できる。また、廃棄物処理費用を低減でき、鋼管５３や注入用チューブのバルブの有価物処分が可能となる。さらに、注入材の注入時間や注入量を削減でき、工費を削減できる。
【００４６】
第２の実施の形態では、非注入区間６９に注入圧が作用しないため、切断のために鋼管５３に加工するスリットを薄くすることができ、切断撤去作業が容易になる。また、脆弱な地山でも、鋼管５３の撤去時の地山６１に対する衝撃が少なくなり、切断箇所付近での地山６１の緩みが低減できる。
【００４７】
なお、第２の実施の形態においても、鋼管５３の材質は鋼材としたが、同様の目的を持つ管状部材であれば材質はこれに限るものではない。例えば、管状部材を含めた地山を掘削する場合には、繊維補強プラスチック等の掘削可能な材質とする。また、流入防止構造５ａの袋体７の保持部材であるゴム部材１３の形状や材質は、上述したものでなくてもよい。保持部材は、鋼管５３内での袋体７の位置ずれを確実に防止し、鋼管５３内部における補助閉塞物として機能するような形状および材質であればよい。
【００４８】
第２の実施の形態では、鋼管５３の先端１箇所に流入防止構造５ａを設けたが、流入防止構造５ａの設置数はこれに限らない。また、流入防止構造５ａの設置数および、鋼管５３に設ける注入用の穴を増やすことで、多段式注入や注入区間を限定した注入を行うこともできる。
【００４９】
第１および第２の実施の形態では、管状部材を地山に設置して注入区間に注入材を注入することにより地山を補強した後、切羽を掘削し、管状部材の非注入区間を撤去したが、切羽の掘削と非注入区間の撤去の順序は第１および第２の実施の形態で述べたものに限らない。地山の補強後、管状部材の非注入区間を撤去し、切羽を掘削してもよい。
【００５０】
また、第１および第２の実施の形態では、管状部材の端末側に非注入区間を、切羽側に注入区間を設けたが、非注入区間と注入区間の配置はこれに限らない。本発明では、流入防止構造を用いて管状部材内を複数の区間に区分し、複数の区間のうちの任意の区間を注入区間に設定することができる。例えば、切羽前方探査などにより卓越した開口亀裂の位置が把握できている場合に、注入区間を亀裂の位置に限定することや、切羽前方の全面を改良したい場合に、注入区間を必要最小限の範囲に設け、地山全面を改良しつつ混合廃棄物の低減を図ることも可能である。本発明では、注入区間が複数である場合、任意の注入区間から順に注入材を注入することができる。
【００５１】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５２】
１………注入式長尺地山補強用鋼管
３、５３………鋼管
３−１………端末管
３−２………中間管
３−３………先端管
５、５−１、５−２、５−３、５ａ………流入防止構造
７………袋体
９、１５………スポンジ部材
１３………ゴム部材
１７、１７−１、１７−２、１７−３、５７………注入材注入用チューブ
１９、１９−１、１９−２、１９−３、５９………袋体注入用チューブ
２９、５５………ビット
３９、６３………注入材
３１、３１−１、３１−２、３１−３、６７………注入区間
３３、６９………非注入区間
３５、６１………地山
４１、６５………撤去部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、山岳トンネルの施工において、未固結あるいは亀裂が卓越した不良地山が出現した場合、切羽の安定化や先行変位を抑制する対策工として、補助工法が選択されることが多い。天端の崩落防止や地表面の沈下抑制対策等を目的とする場合、一般的に、掘削場所近傍に打設した鋼管中に注入材を注入し、鋼管に設けた孔から地山に注入材を浸透させる注入式長尺地山補強工法が補助工法として選定される。
【０００３】
注入式長尺地山補強工法において、掘削断面の拡幅が不要で、任意の位置で施工が可能な無拡幅方式を採用する場合、打設面から３ｍ程度は鋼製支保工と鋼管が干渉するため、その部分の鋼管を掘削サイクル毎に撤去する。撤去した鋼管の内部は、鋼材と、注入材や注入用チューブ等の部材とが一体となって固着した状態となっており、混合産業廃棄物として埋立処理される。また、撤去後の鋼管を縦方向に分割し、内部の注入材を取り除く方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８３４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撤去した鋼材を混合産業廃棄物として処理することは、埋立処分量の減容化の見地から問題となっている。また、主たる再資源材料である鋼材と、鋼材内部に固着した注入用チューブや注入材等とを分別するには、多大な費用と時間を要する。さらに、鋼製支保工と干渉する部分において、鋼管とともに地山の改良部分を撤去することは、補助工法の効果を低減する要因にもなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、支保工との干渉を避けるために撤去される撤去部分の構成部材を容易に分離し、再資源として利用できる切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法を提供することである。
【０００７】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において用いられ、端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、前記管状部材の内部に設置された袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された流入防止構造と、を具備し、前記袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入して前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分した状態で、前記注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入し前記非注入区間を撤去することを特徴とする切羽の補助構造である。
【０００８】
第１の発明の切羽の補助構造では、地山内に設置された管状部材内に流入防止構造が設置され、流入防止構造により、管状部材が注入区間と非注入区間とに区分される。非注入区間には注入材が注入されないため、管状部材の端末付近を容易に切断して撤去できる。また、撤去部分の各構成部材を容易に分離できる。
【０００９】
第２の発明は、切羽を安定化するために用いられる管状部材の内部に設置される流入防止構造であって、袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して、前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブと、からなることを特徴とする流入防止構造である。
【００１０】
第２の発明の流入防止構造を用いれば、袋体で管状部材を閉塞させた後に、注入材注入用チューブで注入材を注入することにより、保持部材より先端側の空間のみに注入材を注入することができる。
【００１１】
第３の発明は、トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において、端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する第１の袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する第１の注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された第１の流入防止構造と、を有する切羽の補助構造を用い、前記地山に前記管状部材を設置する工程（ａ）と、前記第１の袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入し、前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分する工程（ｂ）と、前記第１の注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入する工程（ｃ）と、前記非注入区間を撤去する工程（ｄ）と、を具備することを特徴とする切羽の補助工法である。
【００１２】
第３の発明では、必要に応じて、第ｎの流入防止構造（ｎ≧２）が、注入区間の所定の箇所に設置され、第ｎの袋体注入用チューブを用いて第ｎの流入防止構造の袋体に流体を注入することにより、注入区間が複数の区間に区分される。この場合、工程（ｃ）では、第ｎの注入材注入用チューブを用いて、複数の区間のうちの任意の区間に注入材を注入する。工程（ｃ）では、複数の区間のうちの任意の区間に、任意の順序で注入材を注入する。
【００１３】
第３の発明の切羽の補助工法では、地山内に設置された管状部材内に設けられた流入防止構造を用い、管状部材を注入区間と非注入区間に区分した後、注入区間のみに注入材を注入する。非注入区間には注入材を注入しないため、管状部材の非注入区間を容易に切断して撤去できる。また、撤去部分の各構成部材を容易に分離でき、管状部材を再資源として利用できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、支保工との干渉を避けるために撤去される撤去部分の構成部材を容易に分離し、再資源として利用できる切羽の補助構造、流入防止構造および切羽の補助工法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】注入式長尺地山補強用鋼管１に設置された流入防止構造５の概要を示す図
【図２】注入式長尺地山補強用鋼管１の軸方向の断面図
【図３】注入式長尺地山補強用鋼管１を用いた切羽の補助工法における各工程を示す図
【図４】トンネル上半部の軸方向の断面図
【図５】長尺鏡ボルト５１の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、注入式長尺地山補強用鋼管１に設置された流入防止構造５の概要を示す図である。図１の（ａ）図は、流入防止構造５の設置位置付近における注入式長尺地山補強用鋼管１の軸方向の断面図である。図１の（ｂ）図は、ゴム部材１３の斜視図、図１の（ｃ）図は、スポンジ部材１５の斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、切羽の補助構造である注入式長尺地山補強用鋼管１は、管状部材である鋼管３と流入防止構造５とからなる。流入防止構造５は、袋体７、ゴム部材１３、スポンジ部材９、スポンジ部材１５、袋体注入用チューブ１９、注入材注入用チューブ１７等からなる。流入防止構造５は、鋼管３の内部に設置される。
【００１８】
袋体７は、膨張時に鋼管３を閉塞させることができる大きさとし、鋼管３内部において、注入区間と非注入区間を隔てる主たる閉塞物となる。ゴム部材１３は、袋体７の両側に位置し、袋体７による閉塞に加えて、より閉塞性を高めるための補助閉塞物となる。ゴム部材１３は、例えば、最大径が鋼管３の内径程度である円錐台形状の部材とし、端部１４が鋼管３の内周面１１に接触する。ゴム部材１３は、軸方向に貫通する孔２１および孔２３を有する。
【００１９】
スポンジ部材９は、袋体７の両端部に配置され、袋体７を保護するとともに、鋼管３内部の注入側より内周面１１とゴム部材１３の間をとおり抜けた注入材を吸収し、膨張することにより、閉塞性を高めるための補助閉塞物となる。スポンジ部材９は、ゴム部材１３の孔２１、孔２３に対応する位置に断面積が同程度の複数の孔を有する。スポンジ部材１５は、環状の部材であり、穴２７の内部にゴム部材１３が配置される。スポンジ部材１５もスポンジ部材９と同様に、鋼管３内部の注入側より内周面１１とゴム部材１３の間をとおり抜けた注入材を吸収し、膨張することにより、閉塞性を高めるための補助閉塞物となる。
【００２０】
袋体注入用チューブ１９は、端末側のゴム部材１３ａの孔２１とスポンジ部材９の孔（図示せず）を貫通して袋体７に連通する。注入材注入用チューブ１７は、袋体７、袋体７の両端のゴム部材１３ａおよび１３ｂの孔２３、スポンジ部材９の孔（図示せず）を貫通して、鋼管３の先端側のゴム部材１３ｂより先端側の空間に連通する。袋体注入用チューブ１９、注入材注入用チューブ１７は、鋼管３内に設置される流入防止構造５の数に応じて設置される。
【００２１】
図２は、注入式長尺地山補強用鋼管１の軸方向の断面図を示す。図２に示すように、注入式長尺地山補強用鋼管１を構成する鋼管３は、端末管３−１、２本の中間管３−２、先端管３−３を連結して形成される。先端管３−３の先端には、ビット２９が設けられる。端末管３１は、無孔であり、撤去時の切断を容易にするためのスリット（図示せず）を有する。２本の中間管３−２、先端管３−３には、注入孔（図示せず）が設けられる。
【００２２】
端末管３−１と中間管３−２との連結部付近には、流入防止構造５−１が設置される。２本の中間管３−２の連結部付近には、流入防止構造５−２が設置される。中間管３−２と先端管３−３との連結部付近には、流入防止構造５−３が設置される。流入防止構造５−１、５−２、５−３は、それぞれ、図１に示す流入防止構造５と同様の構造を有する。但し、ゴム部材１３や袋体７を貫通する袋体注入用チューブ１９、注入材注入用チューブ１７の本数は、設置位置に応じて異なる。
【００２３】
鋼管３は、流入防止構造５−１によって、注入区間３１と非注入区間３３とに区分される。鋼管３の注入区間３１は、３つの流入防止構造５−１、５−２、５−３によって、流入防止構造５−１より先端側かつ流入防止構造５−２より端末側の注入区間３１−１、流入防止構造５−２より先端側かつ流入防止構造５−３より端末側の注入区間３１−２、流入防止構造５−３より先端側の注入区間３１−３に区分される。
【００２４】
袋体注入用チューブ１９−１の端部は、流入防止構造５−１の袋体７内に連通する。注入材注入用チューブ１７−１の端部は、流入防止構造５−１を貫通し、流入防止構造５−１より先端側かつ流入防止構造５−２より端末側の空間である注入区間３１−１に連通する。
【００２５】
袋体注入用チューブ１９−２の端部は、流入防止構造５−１を貫通し、流入防止構造５−２の袋体７内に連通する。注入材注入用チューブ１７−２の端部は、流入防止構造５−１および流入防止構造５−２を貫通し、流入防止構造５−２より先端側かつ流入防止構造５−３より端末側の空間である注入区間３１−２に連通する。
【００２６】
袋体注入用チューブ１９−３の端部は、流入防止構造５−１および流入防止構造５−２を貫通し、流入防止構造５−３の袋体７内に連通する。注入材注入用チューブ１７−３の端部は、流入防止構造５−１、流入防止構造５−２、流入防止構造５−３を貫通し、流入防止構造５−３より先端側の空間である注入区間３１−３に連通する。
【００２７】
次に、注入式長尺地山補強用鋼管１を用いた切羽の補助工法について説明する。図３は、注入式長尺地山補強用鋼管１を用いた切羽の補助工法における各工程を示す図である。図３の（ａ）図は、地山３５に注入式長尺地山補強用鋼管１を設置する工程を示す図である。
【００２８】
図３の（ａ）図に示す工程では、まず、図２に示す注入式長尺地山補強用鋼管１を、ビット２９で地山３５を掘削しつつ、先端側が地山３５内に、端末側が切羽に配置されるよう、地山３５内に設置する。注入式長尺地山補強用鋼管１は、既設の支保工３７と干渉する箇所から前方の不良地山に集中して設置する。注入式長尺地山補強用鋼管１の外周の切羽付近と地山３５の間にはコーキング材および布等からなるコーキング２２を取り付け、口元のリークを防止する。
【００２９】
そして、第１の袋体注入用チューブである袋体注入用チューブ１９−１を用いて第１の流入防止構造である流入防止構造５−１の袋体に流体を注入して膨張させることにより、鋼管３の内部を閉塞させ、鋼管３を注入区間３１と非注入区間３３とに区分する。また、袋体注入用チューブ１９−２、１９−３を用いて流入防止構造５−２、５−３の袋体にそれぞれ流体を注入して膨張させることにより、鋼管３の内部を閉塞させ、注入区間３１を注入区間３１−１、３１−２、３１−３に区分する。
【００３０】
注入区間３１を３つの区間に区分した後、注入材注入用チューブ１７−３を用いて、最も先端側の注入区間３１−３に注入材を注入する。また、注入材注入用チューブ１７−２を用いて、注入区間３１−３より端末側の注入区間３１−２に注入材を注入する。さらに、注入材注入用チューブ１７−１を用いて、最も端末側の注入区間３１−１に注入材を注入する。このとき注入の順序は任意でよい。上述したように、注入区間３１を構成する２本の中間管３−２、先端管３−３は注入孔（図示せず）を有するため、注入した注入材は、注入孔を介して地山３５に浸透する。
【００３１】
図３の（ｂ）図、図３の（ｃ）図は、切羽を掘削し、注入式長尺地山補強用鋼管１の非注入区間３３を撤去する工程を示す図である。図３の（ａ）図に示す工程により地山３５の改良を終えた後、図３の（ｂ）図に示すように、次の支保工３７の設置位置付近まで地山３５を掘削する。そして、鋼管３、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９を切断して、注入式長尺地山補強用鋼管１の撤去部分４１を撤去し、支保工３７を新設する。
【００３２】
その後、図３の（ｃ）図に示すように、さらに地山３５を掘削する。そして、流入防止構造５−１の手前の位置で鋼管３、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９を切断して、注入式長尺地山補強用鋼管１の撤去部分４１の撤去を完了する。なお、上述したように、撤去部分４１の端末管３−１には、撤去時の切断を容易にするためのスリット（図示せず）が設けられる。
【００３３】
図３の（ｂ）図および図３の（ｃ）図において、撤去部分４１である端末管３−１は、非注入区間３３であり、内部で注入材が固着することがない。そのため、撤去部分４１は、鋼管３と、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９とに容易に分離・分別される。
【００３４】
図４は、トンネル上半部の軸方向の断面図を示す。トンネルを構築する際には、図３に示す各工程により地山３５を改良しつつトンネルを掘削した後、図４に示す吹付コンクリート４５および覆工コンクリート４７を施工していく。図４に示すように、注入式長尺地山補強用鋼管１を撤去する区間では、地山の不良程度に応じて、短尺の注入式フォアポーリング４３を施工してもよい。
【００３５】
このように、第１の実施の形態では、鋼管３の端末側の撤去予定部分に非注入区間３３を設ける。そのため、撤去予定部分の注入材注入用チューブ１９、袋体注入用チューブ１７、鋼管３に注入材が付着することがなく、従来は混合産業廃棄物として埋立処分していた注入用チューブを含む全ての撤去部分４１を分別して再資源化することができ、環境負荷を低減できる。また、廃棄物処理費用を低減でき、鋼管３や注入用チューブのバルブの有価物処分が可能となる。さらに、地山補強効果が少ない撤去部分４１への注入材の注入をなくすことにより、注入時間や注入材量を削減でき、工費を削減できる。
【００３６】
第１の実施の形態では、非注入区間３３である端末管３−１に注入圧が作用しないため、切断のために鋼管３に加工するスリットを薄くすることができ、切断撤去作業が容易になる。また、脆弱な地山でも、端末管３−１の撤去時の地山３５に対する衝撃が少なくなり、切断箇所付近での地山３５の緩みが低減できる。
【００３７】
第１の実施の形態では、注入式フォアポーリング４３を施工することにより、より高い天端崩落抑制効果が期待できる。また、これによって減じた注入材を有効利用できる。
【００３８】
なお、第１の実施の形態において、鋼管３の材質は鋼材としたが、同様の目的を持つ管状部材であれば材質はこれに限るものではない。また、袋体７の保持部材であるゴム部材１３の形状や材質は、上述したものでなくてもよい。保持部材は、鋼管３内での袋体７の位置ずれを確実に防止し、鋼管３内部における補助閉塞物として機能するような形状および材質であればよい。
【００３９】
第１の実施の形態では、鋼管３の３箇所に流入防止構造５を設けたが、流入防止構造５の設置数はこれに限らない。また、鋼管３を、端末管３−１、２本の中間管３−２、先端管３−３を連結して構成したが、鋼管３の構成はこれに限らない。
【００４０】
図４では、無拡幅方式で注入式長尺地山補強用鋼管１を施工する場合を図示したが、注入式長尺地山補強用鋼管１は、拡幅方式や、無拡幅多段方式での施工にも適用可能である。
【００４１】
次に、第２の実施の形態について説明する。図５は、長尺鏡ボルト５１の例を示す図である。図５の（ａ）図は、長尺鏡ボルト５１の軸方向断面図を示す。図５の（ａ）図に示すように、切羽の補助構造である長尺鏡ボルト５１は、鋼管５３と流入防止構造５ａとからなる。
【００４２】
管状部材である鋼管５３は、無孔であり、切断撤去のためのスリットを有する。流入防止構造５ａは、図１に示す流入防止構造５とほぼ同様の構成であるが、注入材注入用チューブ１７および袋体注入用チューブ１９のかわりに、注入材注入用チューブ５７および袋体注入用チューブ５９を各１本ずつ有する。注入材注入用チューブ５７は、流入防止構造５ａを貫通し、流入防止構造５ａより先端側の空間に連通する。袋体注入用チューブ５９は、流入防止構造５ａの袋体７内に連通する。流入防止構造５ａは、鋼管５３の先端付近に配置され、鋼管５３を注入区間６７と非注入区間６９とに区分する。ビット５５は、鋼管５３の先端に設けられる。
【００４３】
図５の（ｂ）図は、長尺鏡ボルト５１を用いた切羽の補助工法を示す図である。図５の（ｂ）図では、ビット５５を用いて地山６１に削孔し、長尺鏡ボルト５１を、先端側が地山６１内に、端末側が切羽に配置されるよう、地山６１に設置する。長尺鏡ボルト５１の外周の切羽付近と地山３５の間にはコーキング材および布等からなるコーキングを取り付け、口元のリークを防止する。次に、袋体注入用チューブ５９を用いて流入防止構造５ａの袋体７に流体を注入して膨張させ、鋼管５３を閉塞させて、鋼管５３を注入区間６７と非注入区間６９とに区分する。そして、注入材注入用チューブ５７を用いて注入区間６７に注入材６３を注入する。注入材６３は、ビット５５付近から滲出し、地山６１に削孔した孔内に充填されるとともに、鋼管５３周辺の地山６１に注入される。
【００４４】
その後、切羽を掘削する作業と、非注入区間６９の鋼管５３、注入材注入用チューブ５７、袋体注入用チューブ５９を切断撤去する作業とを、注入区間６７の手前まで繰り返す。長尺鏡ボルト５１の撤去部分６５は、非注入区間６９であり、内部で注入材が固着することがない。そのため、撤去部分６５は、鋼管５３、注入材注入用チューブ５７、袋体注入用チューブ５９に容易に分離・分別される。
【００４５】
第２の実施の形態では、鋼管５３の先端付近を除く撤去予定部分に非注入区間６９を設ける。そのため、注入材注入用チューブ５７、袋体注入用チューブ５９、鋼管５３に注入材が付着することがなく、従来は混合産業廃棄物として埋立処分していた注入用チューブを含む全ての撤去部分６５を分別して再資源化することができ、環境負荷を低減できる。また、廃棄物処理費用を低減でき、鋼管５３や注入用チューブのバルブの有価物処分が可能となる。さらに、注入材の注入時間や注入量を削減でき、工費を削減できる。
【００４６】
第２の実施の形態では、非注入区間６９に注入圧が作用しないため、切断のために鋼管５３に加工するスリットを薄くすることができ、切断撤去作業が容易になる。また、脆弱な地山でも、鋼管５３の撤去時の地山６１に対する衝撃が少なくなり、切断箇所付近での地山６１の緩みが低減できる。
【００４７】
なお、第２の実施の形態においても、鋼管５３の材質は鋼材としたが、同様の目的を持つ管状部材であれば材質はこれに限るものではない。例えば、管状部材を含めた地山を掘削する場合には、繊維補強プラスチック等の掘削可能な材質とする。また、流入防止構造５ａの袋体７の保持部材であるゴム部材１３の形状や材質は、上述したものでなくてもよい。保持部材は、鋼管５３内での袋体７の位置ずれを確実に防止し、鋼管５３内部における補助閉塞物として機能するような形状および材質であればよい。
【００４８】
第２の実施の形態では、鋼管５３の先端１箇所に流入防止構造５ａを設けたが、流入防止構造５ａの設置数はこれに限らない。また、流入防止構造５ａの設置数および、鋼管５３に設ける注入用の穴を増やすことで、多段式注入や注入区間を限定した注入を行うこともできる。
【００４９】
第１および第２の実施の形態では、管状部材を地山に設置して注入区間に注入材を注入することにより地山を補強した後、切羽を掘削し、管状部材の非注入区間を撤去したが、切羽の掘削と非注入区間の撤去の順序は第１および第２の実施の形態で述べたものに限らない。地山の補強後、管状部材の非注入区間を撤去し、切羽を掘削してもよい。
【００５０】
また、第１および第２の実施の形態では、管状部材の端末側に非注入区間を、切羽側に注入区間を設けたが、非注入区間と注入区間の配置はこれに限らない。本発明では、流入防止構造を用いて管状部材内を複数の区間に区分し、複数の区間のうちの任意の区間を注入区間に設定することができる。例えば、切羽前方探査などにより卓越した開口亀裂の位置が把握できている場合に、注入区間を亀裂の位置に限定することや、切羽前方の全面を改良したい場合に、注入区間を必要最小限の範囲に設け、地山全面を改良しつつ混合廃棄物の低減を図ることも可能である。本発明では、注入区間が複数である場合、任意の注入区間から順に注入材を注入することができる。
【００５１】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５２】
１………注入式長尺地山補強用鋼管
３、５３………鋼管
３−１………端末管
３−２………中間管
３−３………先端管
５、５−１、５−２、５−３、５ａ………流入防止構造
７………袋体
９、１５………スポンジ部材
１３………ゴム部材
１７、１７−１、１７−２、１７−３、５７………注入材注入用チューブ
１９、１９−１、１９−２、１９−３、５９………袋体注入用チューブ
２９、５５………ビット
３９、６３………注入材
３１、３１−１、３１−２、３１−３、６７………注入区間
３３、６９………非注入区間
３５、６１………地山
４１、６５………撤去部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において用いられ、
端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、
前記管状部材の内部に設置された袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された流入防止構造と、
を具備し、
前記袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入して前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分した状態で、前記注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入し、前記非注入区間を撤去することを特徴とする切羽の補助構造。
【請求項２】
切羽を安定化するために用いられる管状部材の内部に設置される流入防止構造であって、
袋体と、
前記袋体の端部に設けられた保持部材と、
前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、
前記袋体および前記保持部材を貫通して、前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブと、
からなることを特徴とする流入防止構造。
【請求項３】
トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において、
端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、
袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する第１の袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する第１の注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された第１の流入防止構造と、
を有する切羽の補助構造を用い、
前記地山に前記管状部材を設置する工程（ａ）と、
前記第１の袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入し、前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分する工程（ｂ）と、
前記第１の注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入する工程（ｃ）と、
前記非注入区間を撤去する工程（ｄ）と、
を具備することを特徴とする切羽の補助工法。
【請求項４】
第ｎの流入防止構造（ｎ≧２）が、前記注入区間の所定の箇所に設置され、
第ｎの袋体注入用チューブを用いて前記第ｎの流入防止構造の袋体に流体を注入することにより、前記注入区間が複数の区間に区分され、
前記工程（ｃ）で、第ｎの注入材注入用チューブを用いて、前記複数の区間のうちの任意の区間に前記注入材を注入することを特徴とする請求項３記載の切羽の補助工法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）で、前記任意の区間に任意の順序で前記注入材を注入することを特徴とする請求項４記載の切羽の補助工法。
【請求項１】
トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において用いられ、
端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、
前記管状部材の内部に設置された袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された流入防止構造と、
を具備し、
前記袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入して前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分した状態で、前記注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入し、前記非注入区間を撤去することを特徴とする切羽の補助構造。
【請求項２】
切羽を安定化するために用いられる管状部材の内部に設置される流入防止構造であって、
袋体と、
前記袋体の端部に設けられた保持部材と、
前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する袋体注入用チューブと、
前記袋体および前記保持部材を貫通して、前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する注入材注入用チューブと、
からなることを特徴とする流入防止構造。
【請求項３】
トンネル切羽から地山内に管状部材を設置して切羽を安定化させる工法において、
端末側が切羽に、先端側が地山内に設置された管状部材と、
袋体と、前記袋体の端部に設けられた保持部材と、前記保持部材を貫通して前記袋体に連通する第１の袋体注入用チューブと、前記袋体および前記保持部材を貫通して前記管状部材の前記保持部材より先端側の空間に連通する第１の注入材注入用チューブとからなり、前記管状部材の内部に設置された第１の流入防止構造と、
を有する切羽の補助構造を用い、
前記地山に前記管状部材を設置する工程（ａ）と、
前記第１の袋体注入用チューブを用いて前記袋体内に流体を注入し、前記袋体を膨張させることによって前記管状部材内を閉塞させ、膨張した前記袋体と前記保持部材によって前記管状部材内を注入区間と非注入区間とに区分する工程（ｂ）と、
前記第１の注入材注入用チューブを用いて前記注入区間に注入材を注入する工程（ｃ）と、
前記非注入区間を撤去する工程（ｄ）と、
を具備することを特徴とする切羽の補助工法。
【請求項４】
第ｎの流入防止構造（ｎ≧２）が、前記注入区間の所定の箇所に設置され、
第ｎの袋体注入用チューブを用いて前記第ｎの流入防止構造の袋体に流体を注入することにより、前記注入区間が複数の区間に区分され、
前記工程（ｃ）で、第ｎの注入材注入用チューブを用いて、前記複数の区間のうちの任意の区間に前記注入材を注入することを特徴とする請求項３記載の切羽の補助工法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）で、前記任意の区間に任意の順序で前記注入材を注入することを特徴とする請求項４記載の切羽の補助工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１３２７０９（Ｐ２０１１−１３２７０９Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１８２４（Ｐ２００９−２９１８２４）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（５９１１４０８１３）株式会社カテックス (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（５９１１４０８１３）株式会社カテックス (11)
【Ｆターム（参考）】
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