地山の補強方法、地山の補強構造、補強材、地中管の構築方法及びこの方法により構築された地中管
【課題】補強材の硬化程度を自在に調整でき、かつ、地山の緩みを補強することが可能な地山の補強方法及び補強構造、並びにそれに用いる補強材を提供する。
【解決手段】推進機1の進入による地山13の緩みによって推進管17の周囲の地山13に生じた間隙9に補強材11が注入されている。本実施形態においては、補強材11として、高級アルコールのラウリルアルコールを用いた。地山13内の通常温度である20℃前後では、ラウリルアルコールは固体状態で、地山13と同程度の一軸圧縮強度を有しているために、固体状態の補強材11は地山13を補強する。
【解決手段】推進機1の進入による地山13の緩みによって推進管17の周囲の地山13に生じた間隙9に補強材11が注入されている。本実施形態においては、補強材11として、高級アルコールのラウリルアルコールを用いた。地山13内の通常温度である20℃前後では、ラウリルアルコールは固体状態で、地山13と同程度の一軸圧縮強度を有しているために、固体状態の補強材11は地山13を補強する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地山の補強方法及び補強構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的に、推進工法は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を貫入して地山を掘進させつつ、この推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管を構築する方法であり、重要構造物の下方にトンネルや地下構造物を構築する際の補助工法として使用される。この推進機の掘進時に、推進機の貫入により地山が緩む。この状態を放置すると地山が崩落し、地表面が沈下する可能性があるために、地山に補強材を注入して地山を保持している。
【0003】
この補強材として、例えば、特許文献1には、高吸水性樹脂と、ベントナイトと、セメントと、遅延硬化剤とを混合した補強材が開示されている。この補強材は、推進施工中(例えば、1〜4週間程度)は流動状態で推進管と地山との摩擦を低減する性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して地山を保持する性能を発現するものである。推進管と地山との摩擦を低減する性能を維持する期間は、遅延硬化材の添加量を調整することにより適宜変更可能である。
【特許文献1】特開平7−82983号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の補強材では、次のような問題点があった。(1)地山に注入されて約1ヶ月程度は滑材としての性能を有するものの、地山を補強する性能を有していないので、推進施工中は地山が崩落する可能性がある。(2)地山に注入された補強材が地下水に希釈されて配合割合が変化し、滑材としての性能や裏込め材としての性能が低下してしまう可能性がある。(3)補強材を注入した後にトラブル等で推進機が長期間停止すると、補強材には遅延硬化材が添加されているために、補強材が硬化して補強材と推進管とが一体化してしまい、推進機が推進できなくなる可能性がある。(4)推進施工中の補強材は地山を保持する性能を有していないので、線路、道路、ビル等の重要構造物の直下や低土被り区間等の数mmの沈下をも許容されない厳しい条件下では、安全面から推進工法を適用することができない。
【0005】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、例えば、推進工法により施工を行う場合等において緩んだ地盤を補強するにあたり、補強材を流動状態とすることで地山への注入を円滑に行うことができると共に、注入した補強材を固体状態とすることにより地山を補強することができ、さらに、注入した補強材を必要に応じて流動状態に戻すことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するため、本発明の地山の補強方法は、地山を補強する地山の補強方法において、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記地山に流動状態で注入し、前記補強材が冷却されて固体状態になり前記地山を補強することを特徴とする(第1の発明)。
本発明による地山の補強方法によれば、通常温度では固体状態となる補強材を地山に流動状態で注入するため、冷却されて固体状態となった補強材は地山内から流出することが無く、地山が補強されて、崩落等を防止することが可能となる。
【0007】
第2の発明の地山の補強方法は、推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強方法において、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入する注入工程と、冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強する補強工程とを備えることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、地中管を構築する場合には、地山内の通常温度では固体状態となる補強材を緩んだ地山に注入するため、固体状態の補強材は地山から流出することが無く、地山が補強される。したがって、推進機を通過させても地山を確実に保持するとともに、地山の崩落を防止するので、地表面が沈下することが無い。
【0008】
第3の発明は、第2の発明において、前記推進機による掘削径は、前記推進管の外径よりも小さいことを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、推進機の掘削径、つまりカッターの径は推進管の外径よりも小さいので、推進管の周囲に余堀による空隙部は生じない。したがって、推進管の周囲は、掘進機の進入による地山の緩みだけが生じる。
【0009】
第4の発明は、第2又は3の発明において、前記推進機の推進時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、推進機の推進時に補強材は流動状態であるために、補強材と推進管の外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【0010】
第5の発明は、第1、2、4のいずれかの発明において、前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸及び脂肪酸エステルは、生分解性を有しており、時間が経過すると水と空気に分解されるために、環境に悪影響を与えない。
【0011】
第6の発明は、第5の発明において、前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルが水と空気に分解して消失した場合にも、粉粒体は緩んだ地山内に存在するために、長期間にわたって地山を確実に保持することが可能となる。
【0012】
第7の発明は、第5の発明において、前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級アルコールはラウリルアルコールであり、一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【0013】
第8の発明は、第5の発明において、前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級脂肪酸はラウリン酸であり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【0014】
第9の発明は、第5の発明において、前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする。
本発明による切羽の補強方法によれば、脂肪酸エステルはステアリン酸エステルであり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【0015】
第10の発明は、第2〜9のいずれかの発明において、前記推進管は、前記補強材を加熱するための加熱装置を備えることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、推進管は補強材を加熱するための加熱装置を備えるために、補強材を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管本体に加熱装置を設置することにより、補強材を効率的に加熱することができるために、短時間で補強材を流動状態にすることが可能となる。
【0016】
第11の発明の補強材は、地山に注入されて該地山を補強するための補強材であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【0017】
第12の発明の補強材は、地中管を構築する際の推進機の進入により緩んだ地山に注入されて、該地中管が構築される際の地山を補強するための補強材であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【0018】
第13の発明は、第11又は12の発明において、前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする。
【0019】
第14の発明は、第13の発明において、前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする。
【0020】
第15の発明の地山の補強構造は、地山を補強する地山の補強構造であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記地山に注入されてなることを特徴とする。
【0021】
第16の発明の地山の補強構造は、推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強構造であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記推進機の進入によって緩んだ地山に注入されてなることを特徴とする。
【0022】
第17の発明のトンネルの構築方法は、推進装置により推進機を地山に進入させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足すことにより地中管を構築する地中管の構築方法において、前記推進機の停止時は、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入して、冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強し、前記推進機の進入再開時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【0023】
第18の発明の地中管は、第17の発明の地中管の構築方法により構築されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明の地山の補強方法及び地山の補強構造並びに補強材によれば、補強材を加熱して流動状態とすることで地山への注入を円滑に行えると共に、注入した補強材を冷却させて固体状態とすることにより地山を補強することができ、さらに、必要に応じて、固体状態となった補強材を加熱することにより補強材を流動状態に戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明に係る地山の補強方法及び補強構造の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、線路の下方に地下構造物を構築する際に使用される推進工法の一つであるパイプルーフ工法でオーガータイプの掘進機を用いて地山を掘削する場合について説明するが、この工法及び掘進機に限定されるものではなく、推進工法全般に適用可能であり、また、この推進工法に用いられる一般的な掘進機に適用可能である。
【0026】
図1は、本発明の第一実施形態に係る推進機1にて線路3の下方に構築された地中管7の縦断面図であり、図2は、図1のA−A’矢視図である。なお、以下の図において、本発明の説明に不要な部分の図示は省略している。
【0027】
図1及び図2に示すように、推進機1の進入によって緩んだ地山13の土粒子間の間隙9に補強材11が注入されている。本実施形態においては、補強材11として、高級アルコールのラウリルアルコール(例えば、カルコール2098(製品名、カルコール:登録商標、花王株式会社製))を用いた。
【0028】
地山13内の通常温度である20℃前後では、ラウリルアルコール(本実施形態においては、カルコール2098)は固体状態で、地山13と同程度の一軸圧縮強度(例えば、0.5〜1.0MPa程度)を有しているために、固体状態の補強材11は地山13を補強するとともに、地山13を保持し、地山13の崩落を防止する。
【0029】
また、地山13内が通常温度よりも高くなりラウリルアルコールの融点(本実施形態においては、カルコール2098の融点である23.5℃〜26.5℃)以上になるとラウリルアルコールが液化するために、補強材11は流動状態となる。そこで、補強材11は上記融点以上で保温され、流動状態で間隙9に注入される。
【0030】
次に、本実施形態に係る補強材11の注入方法について施工手順にしたがって説明する。本実施形態においては、地上を電車が走行しない夜間のみに地中管7の構築作業を行い、電車が走行する昼間は構築作業を停止する場合について説明する。
【0031】
図3は、本実施形態に係る推進設備4の概略全体図である。図3に示すように、地中管7は、発進立坑5内に設けた推進ジャッキ6により推進機1を押圧して地山13内を掘進させつつ、この推進機1の後部に推進管17を順次継ぎ足して構築される。
【0032】
推進機1は、切羽対向面に回転するとともに地山13を掘削するカッター15と、カッター15で掘削した掘削土砂を後方へ排出するためのスクリュー19と、これらの装置を内包するための筒状の推進管17とから構成される。
【0033】
推進管17は、間隙9に補強材11を注入するための注入孔29と、一端が補強材用注入ポンプ38(後述する)に、他端が注入孔29に接続され、補強材11を注入孔29に送給するための注入管31と、注入孔29付近に設けられ、間隙9内の圧力を測定する圧力計(図示しない)と、加熱装置である電熱線41とを備える。注入孔29は、推進管17の上方部及び下方部に複数設けられている。また、注入管31は、掘削土砂の排出を妨げないように、推進管17内に埋め込まれている。そして、電熱線41は、推進管17の内周面に貼付されており(図2参照)、電熱線41に通電することにより、推進管17の外殻全体が温められる。
【0034】
一方、地上には、補強材11を製造・供給するための注入装置23が設けられている。注入装置23は、補強材11を貯留するとともに温度管理を行うための温度調節器付き補強材用プラント37と、この補強材11を注入管31及び注入孔29を介して間隙9に供給するための補強材用注入ポンプ38とから構成される。
温度調節器付き補強材用プラント37の内部は、補強材11が流動状態に保持されるように、例えば、約26℃程度に設定されている。
【0035】
上記のように構成した推進機1にて地中管7を構築するとともに、推進機1を推進ジャッキ6の押圧にて推進させると、推進管17の周囲の地山13が緩んで土粒子間に新たな間隙9が生じたり、従来より存在していた間隙9が大きくなる。この間隙9を放置すると地山13の緩みが進行し、地山13が崩落して地表面が沈下する可能性があるので、所定の距離だけ掘進すると掘進作業を停止し、間隙9に補強材11を注入する。
【0036】
図4は、間隙9に補強材11を注入した状態を示す地中管7の側断面図であり、推進管17の外周面近傍を拡大したものである。
図4に示すように、流動状態に保温された補強材11を注入管31から注入孔29を介して間隙9に注入する。このとき、複数の注入孔29からそれぞれ補強材11が間隙9に注入されるために、推進管17の全外周にわたって良好に補強材11の注入が行われる。
【0037】
補強材11を注入する際は、注入圧が、予め設計等により決定された所定の圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等(図示しない)の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山13の変形を防止する。また、補強材11の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【0038】
間隙9内に注入された補強材11は、例えば、20℃程度の周囲の地山13により冷却されることにより固化して、固体状態となる。固体状態の補強材11は、間隙9から流出することが無く、また、地山13と同等の一軸圧縮強度を有するために、地山13を保持することができる。
補強材11が固体状態になったことを確認した後に、作業を中止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【0039】
そして、夜になって最終電車が終了すると、新たな推進管17を地山13に埋設された推進管17の後部に接続し、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線41に通電し、推進管17を介して補強材11を加熱する。
【0040】
図5は、補強材11を加熱した状態を示す地中管7の側断面図であり、推進管17の外周面近傍を拡大したものである。
【0041】
図5に示すように、推進管17の内周面に設けられた電熱線41で、推進管17を介して補強材11を加熱すると、推進管17の外周面に接する部分の補強材11から次第に液化し、流動状態になる。推進管17の外周面近傍の補強材11が流動状態になったらカッター15を回転させるとともに推進機1を押圧して推進させ、掘進を開始する。推進管17の外周面近傍の補強材11が流動状態であるために、推進管17の外周面と補強材11との間に生じる摩擦抵抗が小さく、推進管17はスムーズに推進する。推進管17を推進させるためには、すべての補強材11を流動状態にする必要は無く、少なくとも推進管17の外周面と接する部分のみを流動状態にすればよい。そして、掘進作業中は電熱線41による加熱を停止する。
【0042】
図6は、本実施形態における推進時の補強材11の状態を示す図である。
図6に示すように、電熱線41による加熱を停止すると補強材11の温度が低下して、やがて固体状態になるものの、推進機1は推進しているので、補強材11は、推進管の外周面に固着して推進管とともに推進する部分11aと地山13に固着して推進管が推進しても動かない部分11bとに分離され、これらの接触する面には滑り面が形成される。この滑り面は、補強材11同士の接触面であるため、摩擦抵抗は小さく、推進管17はスムーズに推進することができる。
【0043】
そして、所定の距離だけ掘進すると、上述したように、掘進作業を停止し、新たに形成された間隙9に補強材11を注入して地山13を保持する。再び推進機1を推進させる際には、新たに補強材11を注入した間隙9に位置する推進管17のみを電熱線41で加熱して推進管17の外周面に接する部分の補強材11を流動状態にする。以前に注入した間隙9には上記滑り面がすでに形成されているので、以前に注入した間隙9を加熱する必要は無い。
【0044】
上述したように、発進立坑5に設けた推進ジャッキ6により推進管17を押圧することにより推進機1を掘進させ、この掘進により生じた間隙9に補強材11を注入し、推進管17の後部に新たな推進管17を継ぎ足し、新たに形成された間隙9に注入した補強材11を流動状態にして、再び推進機1を掘進させるという一連の作業を1サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返し、図7、図8に示すように、地中管7を構築する。
【0045】
そして、推進機1が図示しない到達立坑に到達し、目的の区間に推進管17が埋設された後に推進機1及び推進ジャッキ6を撤去すると工事が完了する。
【0046】
以上説明したように、本実施形態の地山13の補強方法によれば、線路3、道路、ビル等の重要構造物の下方をパイプルーフ工法にて地中管7を構築する場合には、地山13内の通常温度約20℃では固体状態である補強材11を推進機1の進入によって緩んだ地山13の土粒子間の間隙9に注入するために、地山13が補強される。したがって、推進機1を通過させても地山13を確実に保持し、地表面の沈下を防止することが可能となる。また、推進機1の推進時に補強材11は流動状態であるために、補強材11と推進管17の外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、補強材11を間隙9へ流動状態で注入するために、注入作業も容易となる。
【0047】
また、補強材11のラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山13中に残存せず、環境に悪影響を与えない。そして、ラウリルアルコール及び砂や粘土は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【0048】
さらに、推進管17は補強材11を加熱するための電熱線41を備えるために、補強材11を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管17の内周面に電熱線41を設置することにより、補強材11を効率的に加熱することができるために、短時間で補強材11を流動状態にすることが可能となる。さらに、補強材11の融点が地山13内の通常温度約20℃よりも数度程度高い23.5℃〜26.5℃であるために、補強材11を加熱して流動状態にするための電熱線41の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【0049】
また、本実施形態においては、推進機1の推進再開時に、新たに形成された間隙9に注入された補強材11のみを流動状態にする方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、すべての推進管17に電熱線41を取り付けて、間隙9に注入されたすべての補強材11を加熱して流動状態にしてもよい。
【0050】
次に、本発明の第二実施形態に係る補強材11の注入方法について施工手順にしたがって説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。第二実施形態における推進管17は加熱装置及び冷却装置を備えたものである。
【0051】
図9は、本発明の第二実施形態に係る推進管27の側断面図である。図9に示すように、推進管27の内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子43が設けられている。ペルチェ素子43は、推進管27の内周面に貼付されており、ペルチェ素子43に流れる電流の向きを変えることにより、推進管27の内周面に接する接触面43aを加熱又は冷却するものである。
【0052】
第一実施形態と同様に、推進機1にて地中管7を構築し、間隙9に補強材11を注入する。
補強材11を注入後、ペルチェ素子43の接触面43aを冷却するように通電し、推進管17本体を介して補強材11を冷却する。補強材11は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山13を保持する。
【0053】
そして、掘進作業の開始時は、これに先だって接触面43aを加熱するようにペルチェ素子43に通電し、推進管17を介して補強材11を加熱する。推進管17の外周面近傍の補強材11が流動状態になるとカッター15を回転させて掘進を開始する。
【0054】
以上説明したように、本実施形態の地山13の補強方法によれば、地山13内の通常温度約20℃では固体状態である補強材11を間隙9に注入するために、地山13が補強される。したがって、推進機1を推進させても地山13を確実に保持し、地山13の間隙9での崩落を防止することが可能となる。
【0055】
また、推進管17は補強材11を加熱及び冷却可能なペルチェ素子43を備えるために、補強材11を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、推進管17の内周面にペルチェ素子43を設置することにより、補強材11を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で補強材11を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【0056】
なお、上述した各実施形態においては、補強材11として高級アルコールのラウリルアルコールを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、高級脂肪酸のラウリン酸(例えば、ルナックL−70(製品名、ルナック:登録商標、花王株式会社製))や脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよく、これらは、地山13内の通常温度である20℃前後では、固体状態となり、地山13と同程度の一軸圧縮強度(例えば、0.5〜1.0MPa程度)を有するともに、地山13内が通常温度よりも高くなり融点(例えば、ルナックL−70の場合は32℃〜36℃)以上になると、それぞれ流動状態となるので、高級アルコールのラウリルアルコールと同様に取り扱うことができる。また、高級脂肪酸のラウリン酸及び脂肪酸エステルのステアリン酸エステルも生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、環境に悪影響を与えない。
【0057】
また、上述した各実施形態においては、ラウリルアルコールのみからなる補強材11を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ラウリルアルコールに砂や粘土等の粉粒体を添加して補強材11としてもよく、このとき、補強材11に占めるラウリルアルコールの体積割合が地山13の間隙率(例えば、一般的な砂層の場合約30〜60%程度)と同程度になるように混合することが望ましい。ここで、ラウリルアルコールを地山13の間隙率と同程度となるように補強材11に混合すると、砂や粘土は補強材11中に地山13の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するラウリルアルコールが時間の経過により消失した場合にも、砂や粘土により地山13と同程度の圧縮強度を有し、地山13を保持することが可能となる。また、粉粒体は、砂や粘土に限定されるものではなく、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ、ベントナイト、廃ガラス等を用いてもよく、また、粉粒体を単体で用いるだけでなく、組み合わせて用いてもよい。
【0058】
そして、上述した各実施形態においては、線路3の下方に地中管7を構築する場合について説明したが、線路3に限定されるものではなく、道路、建物等の構造物の下方に地中管7を構築する場合について適用することが可能である。
【0059】
また、上述した各実施形態においては、注入孔29は推進管17の上方及び下方に設けたが、これらの位置に限定されるものではなく、地中管7の構築断面規模に応じて注入孔29の数及び位置は適宜変更することが可能である。
【0060】
なお、上述した各実施形態においては、円形断面の推進機1を用いた方法について説明したが、円形断面の推進機1に限定されるものではなく、例えば、矩形断面等の様々な推進機1に広く適用が可能である。
【0061】
また、上述した各実施形態においては、本発明の地山13の補強方法が推進工法における地山13の補強に適用された場合について説明したが、これに限定されるものではなく、地山13が緩んで土砂間に隙間が生じた場所を補強する場合等に広く適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本発明の第一実施形態に係る推進機にて線路の下方に構築された地中管の縦断面図である。
【図2】図1のA−A’矢視図である。
【図3】本実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図4】間隙に補強材を注入した状態を示す地中管の側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図5】補強材を加熱した状態を示す地中管の側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図6】本実施形態における推進時の補強材の状態を示す図である。
【図7】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図8】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図9】本発明の第二実施形態に係る推進管の側断面図である。
【符号の説明】
【0063】
1 推進機
3 線路
4 推進設備
5 発進立坑
6 推進ジャッキ
7 地中管
9 間隙
11 補強材
13 地山
15 カッター
17 推進管
19 スクリュー
23 注入装置
27 推進管
29 注入孔
31 注入管
37 温度調節器付き補強材用プラント
38 補強材用注入ポンプ
41 電熱線
43 ペルチェ素子
【技術分野】
【0001】
本発明は、地山の補強方法及び補強構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的に、推進工法は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を貫入して地山を掘進させつつ、この推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管を構築する方法であり、重要構造物の下方にトンネルや地下構造物を構築する際の補助工法として使用される。この推進機の掘進時に、推進機の貫入により地山が緩む。この状態を放置すると地山が崩落し、地表面が沈下する可能性があるために、地山に補強材を注入して地山を保持している。
【0003】
この補強材として、例えば、特許文献1には、高吸水性樹脂と、ベントナイトと、セメントと、遅延硬化剤とを混合した補強材が開示されている。この補強材は、推進施工中(例えば、1〜4週間程度)は流動状態で推進管と地山との摩擦を低減する性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して地山を保持する性能を発現するものである。推進管と地山との摩擦を低減する性能を維持する期間は、遅延硬化材の添加量を調整することにより適宜変更可能である。
【特許文献1】特開平7−82983号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の補強材では、次のような問題点があった。(1)地山に注入されて約1ヶ月程度は滑材としての性能を有するものの、地山を補強する性能を有していないので、推進施工中は地山が崩落する可能性がある。(2)地山に注入された補強材が地下水に希釈されて配合割合が変化し、滑材としての性能や裏込め材としての性能が低下してしまう可能性がある。(3)補強材を注入した後にトラブル等で推進機が長期間停止すると、補強材には遅延硬化材が添加されているために、補強材が硬化して補強材と推進管とが一体化してしまい、推進機が推進できなくなる可能性がある。(4)推進施工中の補強材は地山を保持する性能を有していないので、線路、道路、ビル等の重要構造物の直下や低土被り区間等の数mmの沈下をも許容されない厳しい条件下では、安全面から推進工法を適用することができない。
【0005】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、例えば、推進工法により施工を行う場合等において緩んだ地盤を補強するにあたり、補強材を流動状態とすることで地山への注入を円滑に行うことができると共に、注入した補強材を固体状態とすることにより地山を補強することができ、さらに、注入した補強材を必要に応じて流動状態に戻すことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するため、本発明の地山の補強方法は、地山を補強する地山の補強方法において、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記地山に流動状態で注入し、前記補強材が冷却されて固体状態になり前記地山を補強することを特徴とする(第1の発明)。
本発明による地山の補強方法によれば、通常温度では固体状態となる補強材を地山に流動状態で注入するため、冷却されて固体状態となった補強材は地山内から流出することが無く、地山が補強されて、崩落等を防止することが可能となる。
【0007】
第2の発明の地山の補強方法は、推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強方法において、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入する注入工程と、冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強する補強工程とを備えることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、地中管を構築する場合には、地山内の通常温度では固体状態となる補強材を緩んだ地山に注入するため、固体状態の補強材は地山から流出することが無く、地山が補強される。したがって、推進機を通過させても地山を確実に保持するとともに、地山の崩落を防止するので、地表面が沈下することが無い。
【0008】
第3の発明は、第2の発明において、前記推進機による掘削径は、前記推進管の外径よりも小さいことを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、推進機の掘削径、つまりカッターの径は推進管の外径よりも小さいので、推進管の周囲に余堀による空隙部は生じない。したがって、推進管の周囲は、掘進機の進入による地山の緩みだけが生じる。
【0009】
第4の発明は、第2又は3の発明において、前記推進機の推進時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、推進機の推進時に補強材は流動状態であるために、補強材と推進管の外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【0010】
第5の発明は、第1、2、4のいずれかの発明において、前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸及び脂肪酸エステルは、生分解性を有しており、時間が経過すると水と空気に分解されるために、環境に悪影響を与えない。
【0011】
第6の発明は、第5の発明において、前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルが水と空気に分解して消失した場合にも、粉粒体は緩んだ地山内に存在するために、長期間にわたって地山を確実に保持することが可能となる。
【0012】
第7の発明は、第5の発明において、前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級アルコールはラウリルアルコールであり、一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【0013】
第8の発明は、第5の発明において、前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、高級脂肪酸はラウリン酸であり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【0014】
第9の発明は、第5の発明において、前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする。
本発明による切羽の補強方法によれば、脂肪酸エステルはステアリン酸エステルであり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【0015】
第10の発明は、第2〜9のいずれかの発明において、前記推進管は、前記補強材を加熱するための加熱装置を備えることを特徴とする。
本発明による地山の補強方法によれば、推進管は補強材を加熱するための加熱装置を備えるために、補強材を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管本体に加熱装置を設置することにより、補強材を効率的に加熱することができるために、短時間で補強材を流動状態にすることが可能となる。
【0016】
第11の発明の補強材は、地山に注入されて該地山を補強するための補強材であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【0017】
第12の発明の補強材は、地中管を構築する際の推進機の進入により緩んだ地山に注入されて、該地中管が構築される際の地山を補強するための補強材であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【0018】
第13の発明は、第11又は12の発明において、前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする。
【0019】
第14の発明は、第13の発明において、前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする。
【0020】
第15の発明の地山の補強構造は、地山を補強する地山の補強構造であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記地山に注入されてなることを特徴とする。
【0021】
第16の発明の地山の補強構造は、推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強構造であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記推進機の進入によって緩んだ地山に注入されてなることを特徴とする。
【0022】
第17の発明のトンネルの構築方法は、推進装置により推進機を地山に進入させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足すことにより地中管を構築する地中管の構築方法において、前記推進機の停止時は、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入して、冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強し、前記推進機の進入再開時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【0023】
第18の発明の地中管は、第17の発明の地中管の構築方法により構築されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明の地山の補強方法及び地山の補強構造並びに補強材によれば、補強材を加熱して流動状態とすることで地山への注入を円滑に行えると共に、注入した補強材を冷却させて固体状態とすることにより地山を補強することができ、さらに、必要に応じて、固体状態となった補強材を加熱することにより補強材を流動状態に戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明に係る地山の補強方法及び補強構造の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、線路の下方に地下構造物を構築する際に使用される推進工法の一つであるパイプルーフ工法でオーガータイプの掘進機を用いて地山を掘削する場合について説明するが、この工法及び掘進機に限定されるものではなく、推進工法全般に適用可能であり、また、この推進工法に用いられる一般的な掘進機に適用可能である。
【0026】
図1は、本発明の第一実施形態に係る推進機1にて線路3の下方に構築された地中管7の縦断面図であり、図2は、図1のA−A’矢視図である。なお、以下の図において、本発明の説明に不要な部分の図示は省略している。
【0027】
図1及び図2に示すように、推進機1の進入によって緩んだ地山13の土粒子間の間隙9に補強材11が注入されている。本実施形態においては、補強材11として、高級アルコールのラウリルアルコール(例えば、カルコール2098(製品名、カルコール:登録商標、花王株式会社製))を用いた。
【0028】
地山13内の通常温度である20℃前後では、ラウリルアルコール(本実施形態においては、カルコール2098)は固体状態で、地山13と同程度の一軸圧縮強度(例えば、0.5〜1.0MPa程度)を有しているために、固体状態の補強材11は地山13を補強するとともに、地山13を保持し、地山13の崩落を防止する。
【0029】
また、地山13内が通常温度よりも高くなりラウリルアルコールの融点(本実施形態においては、カルコール2098の融点である23.5℃〜26.5℃)以上になるとラウリルアルコールが液化するために、補強材11は流動状態となる。そこで、補強材11は上記融点以上で保温され、流動状態で間隙9に注入される。
【0030】
次に、本実施形態に係る補強材11の注入方法について施工手順にしたがって説明する。本実施形態においては、地上を電車が走行しない夜間のみに地中管7の構築作業を行い、電車が走行する昼間は構築作業を停止する場合について説明する。
【0031】
図3は、本実施形態に係る推進設備4の概略全体図である。図3に示すように、地中管7は、発進立坑5内に設けた推進ジャッキ6により推進機1を押圧して地山13内を掘進させつつ、この推進機1の後部に推進管17を順次継ぎ足して構築される。
【0032】
推進機1は、切羽対向面に回転するとともに地山13を掘削するカッター15と、カッター15で掘削した掘削土砂を後方へ排出するためのスクリュー19と、これらの装置を内包するための筒状の推進管17とから構成される。
【0033】
推進管17は、間隙9に補強材11を注入するための注入孔29と、一端が補強材用注入ポンプ38(後述する)に、他端が注入孔29に接続され、補強材11を注入孔29に送給するための注入管31と、注入孔29付近に設けられ、間隙9内の圧力を測定する圧力計(図示しない)と、加熱装置である電熱線41とを備える。注入孔29は、推進管17の上方部及び下方部に複数設けられている。また、注入管31は、掘削土砂の排出を妨げないように、推進管17内に埋め込まれている。そして、電熱線41は、推進管17の内周面に貼付されており(図2参照)、電熱線41に通電することにより、推進管17の外殻全体が温められる。
【0034】
一方、地上には、補強材11を製造・供給するための注入装置23が設けられている。注入装置23は、補強材11を貯留するとともに温度管理を行うための温度調節器付き補強材用プラント37と、この補強材11を注入管31及び注入孔29を介して間隙9に供給するための補強材用注入ポンプ38とから構成される。
温度調節器付き補強材用プラント37の内部は、補強材11が流動状態に保持されるように、例えば、約26℃程度に設定されている。
【0035】
上記のように構成した推進機1にて地中管7を構築するとともに、推進機1を推進ジャッキ6の押圧にて推進させると、推進管17の周囲の地山13が緩んで土粒子間に新たな間隙9が生じたり、従来より存在していた間隙9が大きくなる。この間隙9を放置すると地山13の緩みが進行し、地山13が崩落して地表面が沈下する可能性があるので、所定の距離だけ掘進すると掘進作業を停止し、間隙9に補強材11を注入する。
【0036】
図4は、間隙9に補強材11を注入した状態を示す地中管7の側断面図であり、推進管17の外周面近傍を拡大したものである。
図4に示すように、流動状態に保温された補強材11を注入管31から注入孔29を介して間隙9に注入する。このとき、複数の注入孔29からそれぞれ補強材11が間隙9に注入されるために、推進管17の全外周にわたって良好に補強材11の注入が行われる。
【0037】
補強材11を注入する際は、注入圧が、予め設計等により決定された所定の圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等(図示しない)の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山13の変形を防止する。また、補強材11の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【0038】
間隙9内に注入された補強材11は、例えば、20℃程度の周囲の地山13により冷却されることにより固化して、固体状態となる。固体状態の補強材11は、間隙9から流出することが無く、また、地山13と同等の一軸圧縮強度を有するために、地山13を保持することができる。
補強材11が固体状態になったことを確認した後に、作業を中止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【0039】
そして、夜になって最終電車が終了すると、新たな推進管17を地山13に埋設された推進管17の後部に接続し、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線41に通電し、推進管17を介して補強材11を加熱する。
【0040】
図5は、補強材11を加熱した状態を示す地中管7の側断面図であり、推進管17の外周面近傍を拡大したものである。
【0041】
図5に示すように、推進管17の内周面に設けられた電熱線41で、推進管17を介して補強材11を加熱すると、推進管17の外周面に接する部分の補強材11から次第に液化し、流動状態になる。推進管17の外周面近傍の補強材11が流動状態になったらカッター15を回転させるとともに推進機1を押圧して推進させ、掘進を開始する。推進管17の外周面近傍の補強材11が流動状態であるために、推進管17の外周面と補強材11との間に生じる摩擦抵抗が小さく、推進管17はスムーズに推進する。推進管17を推進させるためには、すべての補強材11を流動状態にする必要は無く、少なくとも推進管17の外周面と接する部分のみを流動状態にすればよい。そして、掘進作業中は電熱線41による加熱を停止する。
【0042】
図6は、本実施形態における推進時の補強材11の状態を示す図である。
図6に示すように、電熱線41による加熱を停止すると補強材11の温度が低下して、やがて固体状態になるものの、推進機1は推進しているので、補強材11は、推進管の外周面に固着して推進管とともに推進する部分11aと地山13に固着して推進管が推進しても動かない部分11bとに分離され、これらの接触する面には滑り面が形成される。この滑り面は、補強材11同士の接触面であるため、摩擦抵抗は小さく、推進管17はスムーズに推進することができる。
【0043】
そして、所定の距離だけ掘進すると、上述したように、掘進作業を停止し、新たに形成された間隙9に補強材11を注入して地山13を保持する。再び推進機1を推進させる際には、新たに補強材11を注入した間隙9に位置する推進管17のみを電熱線41で加熱して推進管17の外周面に接する部分の補強材11を流動状態にする。以前に注入した間隙9には上記滑り面がすでに形成されているので、以前に注入した間隙9を加熱する必要は無い。
【0044】
上述したように、発進立坑5に設けた推進ジャッキ6により推進管17を押圧することにより推進機1を掘進させ、この掘進により生じた間隙9に補強材11を注入し、推進管17の後部に新たな推進管17を継ぎ足し、新たに形成された間隙9に注入した補強材11を流動状態にして、再び推進機1を掘進させるという一連の作業を1サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返し、図7、図8に示すように、地中管7を構築する。
【0045】
そして、推進機1が図示しない到達立坑に到達し、目的の区間に推進管17が埋設された後に推進機1及び推進ジャッキ6を撤去すると工事が完了する。
【0046】
以上説明したように、本実施形態の地山13の補強方法によれば、線路3、道路、ビル等の重要構造物の下方をパイプルーフ工法にて地中管7を構築する場合には、地山13内の通常温度約20℃では固体状態である補強材11を推進機1の進入によって緩んだ地山13の土粒子間の間隙9に注入するために、地山13が補強される。したがって、推進機1を通過させても地山13を確実に保持し、地表面の沈下を防止することが可能となる。また、推進機1の推進時に補強材11は流動状態であるために、補強材11と推進管17の外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、補強材11を間隙9へ流動状態で注入するために、注入作業も容易となる。
【0047】
また、補強材11のラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山13中に残存せず、環境に悪影響を与えない。そして、ラウリルアルコール及び砂や粘土は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【0048】
さらに、推進管17は補強材11を加熱するための電熱線41を備えるために、補強材11を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管17の内周面に電熱線41を設置することにより、補強材11を効率的に加熱することができるために、短時間で補強材11を流動状態にすることが可能となる。さらに、補強材11の融点が地山13内の通常温度約20℃よりも数度程度高い23.5℃〜26.5℃であるために、補強材11を加熱して流動状態にするための電熱線41の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【0049】
また、本実施形態においては、推進機1の推進再開時に、新たに形成された間隙9に注入された補強材11のみを流動状態にする方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、すべての推進管17に電熱線41を取り付けて、間隙9に注入されたすべての補強材11を加熱して流動状態にしてもよい。
【0050】
次に、本発明の第二実施形態に係る補強材11の注入方法について施工手順にしたがって説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。第二実施形態における推進管17は加熱装置及び冷却装置を備えたものである。
【0051】
図9は、本発明の第二実施形態に係る推進管27の側断面図である。図9に示すように、推進管27の内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子43が設けられている。ペルチェ素子43は、推進管27の内周面に貼付されており、ペルチェ素子43に流れる電流の向きを変えることにより、推進管27の内周面に接する接触面43aを加熱又は冷却するものである。
【0052】
第一実施形態と同様に、推進機1にて地中管7を構築し、間隙9に補強材11を注入する。
補強材11を注入後、ペルチェ素子43の接触面43aを冷却するように通電し、推進管17本体を介して補強材11を冷却する。補強材11は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山13を保持する。
【0053】
そして、掘進作業の開始時は、これに先だって接触面43aを加熱するようにペルチェ素子43に通電し、推進管17を介して補強材11を加熱する。推進管17の外周面近傍の補強材11が流動状態になるとカッター15を回転させて掘進を開始する。
【0054】
以上説明したように、本実施形態の地山13の補強方法によれば、地山13内の通常温度約20℃では固体状態である補強材11を間隙9に注入するために、地山13が補強される。したがって、推進機1を推進させても地山13を確実に保持し、地山13の間隙9での崩落を防止することが可能となる。
【0055】
また、推進管17は補強材11を加熱及び冷却可能なペルチェ素子43を備えるために、補強材11を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、推進管17の内周面にペルチェ素子43を設置することにより、補強材11を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で補強材11を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【0056】
なお、上述した各実施形態においては、補強材11として高級アルコールのラウリルアルコールを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、高級脂肪酸のラウリン酸(例えば、ルナックL−70(製品名、ルナック:登録商標、花王株式会社製))や脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよく、これらは、地山13内の通常温度である20℃前後では、固体状態となり、地山13と同程度の一軸圧縮強度(例えば、0.5〜1.0MPa程度)を有するともに、地山13内が通常温度よりも高くなり融点(例えば、ルナックL−70の場合は32℃〜36℃)以上になると、それぞれ流動状態となるので、高級アルコールのラウリルアルコールと同様に取り扱うことができる。また、高級脂肪酸のラウリン酸及び脂肪酸エステルのステアリン酸エステルも生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、環境に悪影響を与えない。
【0057】
また、上述した各実施形態においては、ラウリルアルコールのみからなる補強材11を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ラウリルアルコールに砂や粘土等の粉粒体を添加して補強材11としてもよく、このとき、補強材11に占めるラウリルアルコールの体積割合が地山13の間隙率(例えば、一般的な砂層の場合約30〜60%程度)と同程度になるように混合することが望ましい。ここで、ラウリルアルコールを地山13の間隙率と同程度となるように補強材11に混合すると、砂や粘土は補強材11中に地山13の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するラウリルアルコールが時間の経過により消失した場合にも、砂や粘土により地山13と同程度の圧縮強度を有し、地山13を保持することが可能となる。また、粉粒体は、砂や粘土に限定されるものではなく、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ、ベントナイト、廃ガラス等を用いてもよく、また、粉粒体を単体で用いるだけでなく、組み合わせて用いてもよい。
【0058】
そして、上述した各実施形態においては、線路3の下方に地中管7を構築する場合について説明したが、線路3に限定されるものではなく、道路、建物等の構造物の下方に地中管7を構築する場合について適用することが可能である。
【0059】
また、上述した各実施形態においては、注入孔29は推進管17の上方及び下方に設けたが、これらの位置に限定されるものではなく、地中管7の構築断面規模に応じて注入孔29の数及び位置は適宜変更することが可能である。
【0060】
なお、上述した各実施形態においては、円形断面の推進機1を用いた方法について説明したが、円形断面の推進機1に限定されるものではなく、例えば、矩形断面等の様々な推進機1に広く適用が可能である。
【0061】
また、上述した各実施形態においては、本発明の地山13の補強方法が推進工法における地山13の補強に適用された場合について説明したが、これに限定されるものではなく、地山13が緩んで土砂間に隙間が生じた場所を補強する場合等に広く適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本発明の第一実施形態に係る推進機にて線路の下方に構築された地中管の縦断面図である。
【図2】図1のA−A’矢視図である。
【図3】本実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図4】間隙に補強材を注入した状態を示す地中管の側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図5】補強材を加熱した状態を示す地中管の側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図6】本実施形態における推進時の補強材の状態を示す図である。
【図7】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図8】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図9】本発明の第二実施形態に係る推進管の側断面図である。
【符号の説明】
【0063】
1 推進機
3 線路
4 推進設備
5 発進立坑
6 推進ジャッキ
7 地中管
9 間隙
11 補強材
13 地山
15 カッター
17 推進管
19 スクリュー
23 注入装置
27 推進管
29 注入孔
31 注入管
37 温度調節器付き補強材用プラント
38 補強材用注入ポンプ
41 電熱線
43 ペルチェ素子
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地山を補強する地山の補強方法において、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記地山に流動状態で注入し、
前記補強材が冷却されて固体状態になり前記地山を補強することを特徴とする地山の補強方法。
【請求項2】
推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強方法において、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入する注入工程と、
冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強する補強工程とを備えることを特徴とする地山の補強方法。
【請求項3】
前記推進機による掘削径は、前記推進管の外径よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の地山の補強方法。
【請求項4】
前記推進機の推進時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項2又は3に記載の地山の補強方法。
【請求項5】
前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする請求項1、2、4のいずれかに記載の地山の補強方法。
【請求項6】
前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする請求項5に記載の地山の補強方法。
【請求項7】
前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする請求項5に記載の地山の補強方法。
【請求項8】
前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする請求項5に記載の地山の補強方法。
【請求項9】
前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする請求項5に記載の切羽の補強方法。
【請求項10】
前記推進管は、前記補強材を加熱するための加熱装置を備えることを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載の地山の補強方法。
【請求項11】
地山に注入されて該地山を補強するための補強材であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする補強材。
【請求項12】
地中管を構築する際の推進機の進入により緩んだ地山に注入されて、該地中管が構築される際の地山を補強するための補強材であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする補強材。
【請求項13】
前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする請求項11又は12に記載の補強材。
【請求項14】
前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする請求項13に記載の補強材。
【請求項15】
地山を補強する地山の補強構造であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記地山に注入されてなることを特徴とする地山の補強構造。
【請求項16】
推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強構造であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記推進機の進入によって緩んだ地山に注入されてなることを特徴とする地山の補強構造。
【請求項17】
推進装置により推進機を地山に進入させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足すことにより地中管を構築する地中管の構築方法において、
前記推進機の停止時は、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入して、冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強し、
前記推進機の進入再開時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする地中管の構築方法。
【請求項18】
請求項17に記載された地中管の構築方法により構築されたことを特徴とする地中管。
【請求項1】
地山を補強する地山の補強方法において、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記地山に流動状態で注入し、
前記補強材が冷却されて固体状態になり前記地山を補強することを特徴とする地山の補強方法。
【請求項2】
推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強方法において、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を、前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入する注入工程と、
冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強する補強工程とを備えることを特徴とする地山の補強方法。
【請求項3】
前記推進機による掘削径は、前記推進管の外径よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の地山の補強方法。
【請求項4】
前記推進機の推進時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項2又は3に記載の地山の補強方法。
【請求項5】
前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする請求項1、2、4のいずれかに記載の地山の補強方法。
【請求項6】
前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする請求項5に記載の地山の補強方法。
【請求項7】
前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする請求項5に記載の地山の補強方法。
【請求項8】
前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする請求項5に記載の地山の補強方法。
【請求項9】
前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする請求項5に記載の切羽の補強方法。
【請求項10】
前記推進管は、前記補強材を加熱するための加熱装置を備えることを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載の地山の補強方法。
【請求項11】
地山に注入されて該地山を補強するための補強材であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする補強材。
【請求項12】
地中管を構築する際の推進機の進入により緩んだ地山に注入されて、該地中管が構築される際の地山を補強するための補強材であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする補強材。
【請求項13】
前記補強材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含むことを特徴とする請求項11又は12に記載の補強材。
【請求項14】
前記補強材は、更に、粉粒体を含むことを特徴とする請求項13に記載の補強材。
【請求項15】
地山を補強する地山の補強構造であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記地山に注入されてなることを特徴とする地山の補強構造。
【請求項16】
推進装置により推進機を地山に進入させ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管を構築する際の地山の補強構造であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる補強材が、前記推進機の進入によって緩んだ地山に注入されてなることを特徴とする地山の補強構造。
【請求項17】
推進装置により推進機を地山に進入させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足すことにより地中管を構築する地中管の構築方法において、
前記推進機の停止時は、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる補強材を前記推進機の進入によって緩んだ地山に流動状態で注入して、冷却されて固体状態となった前記補強材により地山を補強し、
前記推進機の進入再開時には、前記固体状態となった補強材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする地中管の構築方法。
【請求項18】
請求項17に記載された地中管の構築方法により構築されたことを特徴とする地中管。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【公開番号】特開2009−2055(P2009−2055A)
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−164026(P2007−164026)
【出願日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【出願人】(000000549)株式会社大林組 (1,758)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【出願人】(000000549)株式会社大林組 (1,758)
【Fターム(参考)】
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