裏込め材とこれを利用した地下構造物の構築方法
【課題】 経済的で、施工性に優れており、且つ、安定した品質のトンネル施工を可能とする裏込め材及びこれを使用した地下構造物の構築方法。
【解決手段】 掘削機Ｋにより地山Ｇを切削しつつ推進ジャッキＳの推力により推進函体１０を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙２１にアクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液とアルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液とを混合してなる裏込め材２０を充填する充填工程とを含む地下構造物の構築方法。
【解決手段】 掘削機Ｋにより地山Ｇを切削しつつ推進ジャッキＳの推力により推進函体１０を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙２１にアクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液とアルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液とを混合してなる裏込め材２０を充填する充填工程とを含む地下構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル施工で使用可能な裏込め材とこれを利用した地下構造物の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの覆工となる筒状の函体を地中に連続して圧入することにより地下構造物を構築する、推進工法は公知である。
【０００３】
推進工法では、通常掘削機のカッターヘッドのビットが推進函体の外径よりわずかに大きく配置されているため、地山と函体との間には空隙が形成される。従来、空隙には、充填材を充填することで、地山の崩壊による地盤沈下を抑えるものとしている。そして、充填材には、推進施工時は掘進中の推力を緩和させる機能を発現し、施工後には所定の強度を発現して地山を支保する材料が必要とされている。
【０００４】
このため、従来の推進工法では、推進施工時の滑材を、施工後に裏込め材に置き換える方法により、施工時の推力の緩和及び施工後の強度を付与するものとしていた。ところが、滑材と裏込め材にそれぞれ別の材料を利用する従来の施工方法は、滑材と裏込め材との置換え作業を地中で行うために、その確認ができず、置換えが不十分となる場合があるという問題点を有していた。また、滑材と裏込め材とをそれぞれ注入することが二度手間となり施工性が悪いとともに、材料費も嵩み、不経済であることなどの問題点を有していた。
【０００５】
前記の問題点に対して、特許文献１には、推進函体の推進を円滑にする滑材として作用した後、硬化することで裏込め材として作用する推進工法用硬化型滑材であって、その硬化速度の調節が容易で、かつ硬化後の固結体は高強度を発現する、推進工法用硬化型滑材が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１７６０２３号公報（［０００７］−［００１７］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記推進工法用硬化型滑材は、硬化開始後は早期に固結して、推進函体と一体化するという性質を有していることから、推進施工中は硬化しないように調整されている。したがって、推進施工中は液状であるため、地中に浸透して分散される場合があり、この場合は、常に推進工法用硬化型滑材を補給し続けなくてはならず、材料費が嵩むという問題点を有していた。
【０００７】
また、推進完了後は、強固に固化されるため、複数の小断面トンネルを並設して大断面トンネルを構築する場合には、先行して構築されたトンネルの裏込め材（滑材）が硬化してしまうことが原因で掘削が困難になることがあり、後行して構築されるトンネルを先行トンネルに近接して施工することができない場合があるという問題点を有していた。また、何らかの原因により施工が中断した場合には、当該推進工法用硬化型滑材が硬化することで推進函体の圧入が困難になる場合があった。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、経済的で、施工性に優れており、且つ、安定した品質のトンネル施工を可能とする裏込め材及びこれを使用した地下構造物の構築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】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液と、を混合してなることを特徴としている裏込め材である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の裏込め材であって、前記金属塩水溶液が１に対して、前記アルミニウム水溶性塩の水溶液が０．９以上１．５以下、前記重亜硫酸塩水溶液が０．９以上１．５以下の割合で混合されていることを特徴としている。
【００１１】
かかる裏込め材は、混合後早期にゲル化して所定の強度を発現し、高い水中不分離性質を有し、鉄との付着力が弱い性質を有している。そのため、推進工法、シールド工法、ＴＢＭ工法等のトンネル工事の滑材や裏込め材として使用すれば、地下水に希釈されることなく早期にゲル化するため、地中に分散されずに確実に充填されて、注入量を必要最小限に抑えることが可能となり経済的である。また、鉄との付着力が弱い性質を有しているため、掘削機や推進函体などに付着することがなく、摩擦抵抗により施工を妨げることがない。さらに、早期に所定の強度を発現するため、地山の崩落を防止して、地盤沈下などを抑止するため、安全性にも優れている。
【００１２】
ここで、本発明に係るアクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液としては、アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ナトリウム塩又はマグネシウム塩等が挙げられる。また、アルミニウム水溶性塩の水溶液としては、アクリル酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、ミョウバン、ナトリウムミョウバン、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等が挙げられる。また、重亜硫酸塩水溶液としては、アルカリ金属塩、重亜硫酸ナトリウム又は重亜硫酸カリウム等が挙げられる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程と、を含むことを特徴とする地下構造物の構築方法である。
【００１４】
かかる地下構造物の構築方法は、推進工法において形成される空隙に、前記の裏込め材を充填することにより、裏込め材が早期に硬化して空隙の地山の崩落を抑止して安全な施工を確保するとともに、当該裏込め材が推進函体と付着しないため推力を妨げることなく、施工を行うことが可能となる。また、所定の強度を有しているため、推進施工後の裏込め材としての機能を有しており、滑材と裏込め材との置換作業を必要とせず、材料費の低減と施工期間の短縮を可能としている。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、先行トンネルを構築する先行トンネル構築工程と、前記先行トンネルに並設して後行トンネルを構築する後行トンネル構築工程とにより構築される複数本のトンネルを利用して地下構造物を構築する方法であって、前記先行トンネル構築工程及び前記後行トンネル構築工程が、それぞれ掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
かかる地下構造物の構築方法により、先行して構築されたトンネル（以下、本明細書において単に「先行トンネル」という場合がある）の周囲に、所定の強度に調整された前記裏込め材が充填されていることにより、後行して構築されるトンネル（以下、本明細書において単に「後行トンネル」という場合がある）を掘進する際に、掘削の妨げとなることがないため、高品質に先行トンネルに並設して後行トンネルを構築することが可能となる。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の地下構造物の構築方法であって、前記充填工程が、前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜鉛酸水溶液とを、３本の管路によりそれぞれ個別に送液する工程と、送液された前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜鉛酸水溶液とを、混合して空隙に充填する工程とを含むことを特徴としている。
【００１８】
かかる地下構造物の構築方法は、混合後早期に硬化する裏込め材を、空隙への充填直前に混合することにより、トンネル延長が長いトンネル施工においても、裏込め材の送液途中に硬化が進行することにより管路がふさがれて、施工に支障をきたすことがない。また、空隙において、裏込め材が確実に充填された後、硬化するため、完成した地下構造物の周囲において空隙が形成されることがない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の裏込め材及びこれを使用した地下構造物の構築方法により、トンネル施工中の地山の崩落を防止しつつ掘削機の摩擦抵抗を低減する裏込め材が、１回の充填作業により充填されるため、経済性及び施工性に優れたトンネル施工が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
以下、第１の実施の形態（以下、単に「第１実施形態」という場合がある）について説明する。
図１は、本発明の裏込め材の空隙への充填状況を示す図であり、（ａ）は側方断面図、（ｂ）は正断面図である。また、図２は、本発明の裏込め材の注入装置を示す概略図である。
【００２２】
第１実施形態に係るトンネル（地下構造物）Ｔは、図１に示すように、掘削機Ｋにより地山Ｇを切削しつつ推進ジャッキＳ１の推力により推進函体１０を地中に圧入する推進函体配置工程と、推進函体配置工程に伴い形成される空隙２１に裏込め材２０を充填する充填工程とにより、構築されるものである。
【００２３】
ここで、空隙２１に充填される裏込め材２０は、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液との混合体である。
なお、第１実施形態に係る裏込め材２０は、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液とアルミニウム水溶性塩の水溶液と重亜硫酸塩水溶液の配合が、体積比で１：０．９〜１．５：０．９〜１．５の割合で混合されている。
【００２４】
ここで、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液としては、アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ナトリウム塩又はマグネシウム塩等を使用する。また、アルミニウム水溶性塩の水溶液としては、アクリル酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、ミョウバン、ナトリウムミョウバン、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等を使用する。さらに、重亜硫酸塩水溶液としては、アルカリ金属塩、重亜硫酸ナトリウム又は重亜硫酸カリウム等を使用する。
【００２５】
図１に示すように、第１実施形態に係る掘削機Ｋは、主に地山Ｇを切削するカッターヘッドＫ１と掘削機本体Ｋ２とから構成されており、カッターヘッドＫ１のビットが掘削機本体Ｋ２の外形よりも、若干大きく地山Ｇを切削するように配置されている。なお、第１実施形態にかかるカッターヘッドＫ１は、揺動方式により、その掘削断面が矩形状になるように構成されている。また、掘削機本体Ｋ２の外殻は、鋼板を矩形状に形成して構成されている。ここで、掘削機Ｋの構成、形状等は上記のものに限定されるものではなく、現場の状況に応じて、適宜設定するものとする。また、第１実施形態では揺動方式のカッターヘッドＫ１からなる掘削機Ｋを使用するものとしたが、掘削機Ｋの機構は限定されるものではなく、地山の状況や完成断面の形状などに応じて適宜最適の掘削機を選定するものとする。
【００２６】
掘削機Ｋの後方には、掘削機本体Ｋ２と同じ外形を有する推進函体１０がトンネル軸方向に掘削機Ｋの推進とともに随時連設される。掘削機Ｋはこの推進函体１０を介して伝達された推進ジャッキＳ１の推力により前進する。
また、掘削機Ｋの上部には、裏込め材２０を空隙２１に充填するための注入孔Ｋ３が貫通されている。なお、注入孔Ｋ３の形状、数、配置等は限定されるものではなく、空隙２１への充填を確実に行うことが可能に適宜形成されている。
【００２７】
第１実施形態に係る推進函体１０は、角筒状に形成された外殻１１と、トンネル軸方向に所定の間隔をあけて並設された複数の主桁と、隣り合う主桁間においてトンネル軸方向に沿って配置された複数の縦リブとを備えて構成されている。そして、外殻１１は、溶接により接合された複数枚の鋼製のスキンプレートからなり、全体として断面矩形を呈している。なお、推進函体１０の構成、推進函体１０を構成する材料、推進函体１０の形状等は、上記のものに限定されるものではなく、現場の状況やトンネルＴの完成断面などを考慮して、適宜設定するものとする。
【００２８】
注入孔Ｋ３には、ミキシング部３２を介して裏込め材２０を送液する注入管（管路）３１が取り付けられている。
注入管３１は、図２に示すように、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液を送液する第一注入管３１ａと、アルミニウム水溶性塩の水溶液を送液する第二注入管３１ｂと、重亜硫酸塩水溶液を送液する第三注入管３１ｃの３本から構成されている。そして、各注入管３１は、注入機３３を介して、それぞれアクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液が貯留された第一タンク３４ａと、アルミニウム水溶性塩の水溶液が貯留された第二タンク３４ｂと、重亜硫酸塩水溶液が貯留された第三タンク３４ｃに接続されている。
【００２９】
トンネルＴの構築は、図１（ａ）に示すように、予め所定の形状に形成された推進函体１０を発進立孔Ｓに設置された推進ジャッキＳ１の推力により地山Ｇ内に圧入しつつ、掘削機Ｋにより地山Ｇを切削しながら行われる（推進函体配置工程）。
この際、掘削機ＫのカッターヘッドＫ１の掘削面は、掘削機本体Ｋ２及び推進函体１０の外形よりも大きく形成されているため、カッターヘッドＫ１の後方には空隙２１が形成される。
【００３０】
このため、地山Ｇの崩壊の抑止を目的として、掘削機Ｋに形成された注入孔Ｋ３から、裏込め材２０の空隙２１充填を随時行う（充填工程）。
そして、掘削機Ｋが、図示しない到達立孔に到達したら、掘削機Ｋを搬出することにより、裏込め材２０によりトンネル覆工（推進函体１０）の背面が裏込めされたトンネルＴの構築が完了する（図１（ｂ）参照）。
【００３１】
なお、裏込め材２０は、地上から掘削機Ｋの内部にまで延設された３本の注入管３１により、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液とがそれぞれ個別に送液されて、空隙２１への充填直前にミキシング部３２により混合されている。ここで、裏込め材２０の空隙２１への充填を、掘削機Ｋに形成された注入孔Ｋ３から行なうものとしたが、推進函体１０の中から注入してもよく、裏込め材２０の充填方法は限定されるものではない。
以下、「アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液とアルミニウム水溶性塩の水溶液と重亜硫酸塩水溶液」を区別しないときは単に「水溶液」と称する場合がある。
【００３２】
裏込め材２０は、図２に示すように、裏込め材２０を構成する各水溶液が、それぞれ地上に配設された第一タンク３４ａと、第二タンク３４ｂと、第三タンク３４ｃに個別に保管されている。そして、３種類の各水溶液は、注入機３３により、所定の流量に調整されたうえで、それぞれ第一注入管３１ａ、第二注入管３１ｂ、第三注入管３１ｃを介して、掘削機Ｋの内部まで送液される。ここで、第一タンク３４ａ、第二タンク３４ｂ、第三タンク３４ｃからなるタンク３４及び注入機３３の設置箇所は、発進立孔Ｓの内部でも、外部でもよい。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、掘削機Ｋの内部まで送液された各水溶液は、注入孔Ｋ３に固定されたミキシング部３２により混合されてから注入孔Ｋ３から空隙２１へ排出される。注入孔Ｋ３は掘削機Ｋの上面に配置されており、裏込め材２０は空隙２１に上向きに注入されるため、掘削機Ｋの下部にその周面を通って流下して、掘削機Ｋ及び推進函体１０の周囲全体に充填される（図１（ｂ）参照）。掘削機Ｋには、注入孔Ｋ３とは別に、上方に図示しない確認孔が形成されており、この確認孔を利用して、裏込め材２０の充填完了を確認する。なお、裏込め材２０の充填状況の確認は、前記の方法に限定されるものではなく、ハンマーなどにより掘削機Ｋの内面を叩く打音調査により行うなど、適宜適切な方法を選定して行えばよい。
【００３４】
以上、本発明の裏込め材及びこれを利用した地下構造物の構築方法によれば、次に示すような効果を得ることが可能となる。
【００３５】
つまり、第１実施形態では、裏込め材２０として、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液とからなるアクリル系混合体を使用しているため、鉄との付着力が弱い性質を有しており、トンネルＴの掘進中の滑材としての機能を果たす。また、何らかの原因により推進作業が中断した場合でも、裏込め材２０が掘削機Ｋや推進函体１０に付着することがないため、推進作業の中断前や再開時に特殊な処置を必要とせず、施工性に優れている。
【００３６】
また、裏込め材２０は、各水溶液の混合後、早期に所定の強度に硬化するため、地山Ｇの崩落を抑止する機能も有しており、そのまま裏込め材として使用することができる。そのため、従来の推進工法のように、推進施工完了後に、滑材を裏込め材に置換える作業を必要とせず、工事を早期に完了することが可能となる。
【００３７】
また、裏込め材２０が早期に硬化するため、砂層や礫混じり土層など、比較的間隙が大きい地盤における施工でも、充填材（裏込め材２０）が地中に浸透することが少なく、確実に空隙２１が充填されるため、必要最小限の充填量に抑えることが可能となり、材料費の低減が可能となる。また、裏込め材２０が地中に分散されることがなく、必要とされる滑材及び裏込め材の量が最小限になるため、その保管に必要なストックヤードの面積を縮小することができ、都市部など、用地的に制限がある施工箇所においても好適に適用可能である。
【００３８】
また、各水溶液の品質管理は、それぞれ個別のタンク３４ａ，３４ｂ，３４ｃに保管するのみなため、容易である。また、空隙２１への注入後の品質はバラツキが少ないため、信頼性が高い。
また、本発明の裏込め材２０は、低粘度なため、空隙２１への注入後、空隙全体に流下して確実に充填されるため、高品質なトンネル施工が可能となる。
【００３９】
また、本発明の裏込め材２０は、各水溶液の配合により、硬化時間と硬化後の強度を調節できるため、適用可能な地質が限定されない。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明による、第２の実施の形態（以下、単に「第２実施形態」という場合がある）について説明する。
図３は、第２実施形態に係る地下構造物１の全体を示す断面図である。
【００４１】
第２実施形態に係る地下構造物１は、図３に示すように、その横断面の全てを含むように並設された複数本（本実施形態では６本）のトンネルＴ，Ｔ，…を利用して築造したものであり、頂版１Ａ、底版１Ｂ及び側壁１Ｃ，１Ｃを備えている。また、隣り合う二つのトンネルＴ，Ｔのうち、一方のトンネルＴの覆工には、他方のトンネルＴ側に開口するガイド溝Ｄ１がトンネル軸方向（図３において紙面垂直方向）に沿って形成されており、他方のトンネルＴの覆工には、一方のトンネルＴのガイド溝Ｄ１に遊嵌する突条Ｐ１が形成されている。なお、以下では、一方のトンネルＴのガイド溝Ｄ１と他方のトンネルＴの突条Ｐ１を合せて、単に「継手Ｊ１」と称することがある。
【００４２】
各トンネルＴ，Ｔ，…は、それぞれ前記の第１実施形態で形成されたトンネルＴと同様の方法により構築されるため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
なお、第２実施形態では、ガイド溝Ｄ１を有した推進函体１０を地中に配置することによりトンネル（先行トンネル）Ｔを構築し（先行トンネル構築工程）、この先行トンネルＴのガイド溝Ｄ１に後行して構築されるトンネル（後行トンネル）Ｔの推進函体１０の突条Ｐ１を挿入しながら、後行トンネルＴを構築することにより（後行トンネル構築工程）、複数のトンネルＴ，Ｔ，…を並設する。
この時、各トンネルＴの周囲の空隙２１に充填された裏込め材２０は、適切な強度に硬化されているため、裏込め材２０が固すぎることにより掘削機Ｋによる掘削が困難となることがなく、後行トンネルＴが先行トンネルＴから離れてしまうこともない。また、裏込め材２０が地山Ｇの崩落を抑止するため、安全に推進施工を行うことを可能としている。
【００４４】
そして、必要なトンネルＴ，Ｔ，…の構築が完了したら、地下構造物１の断面形状に合せて、不要な覆工を撤去して大きな空間を形成する。さらに、地山Ｇとの境界（すなわち、地下構造物１の外縁）に沿って残置されたトンネルＴ，Ｔ，…の覆工を利用して本設の頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを形成すると、地下構造物１となる。なお、不要な覆工を全部撤去した後に頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを形成してもよいし、トンネルＴ，Ｔ，…の不要な覆工の一部を撤去しつつ、地下構造物１の頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを構築してもよい。
【００４５】
ここで、地下構造物１の周囲は、各トンネルＴ，Ｔ，…の構築の際に、充填されたアクリル系の裏込め材２０により覆われているため、止水性に優れており、地盤改良等の止水用の補助工法を要することなく、地下構造物１が完了する。そのため、補助工法に要する費用や施工期間を削減することが可能となり、経済性に優れた大断面トンネルを、比較的早期に構築することが可能となる。
【００４６】
なお、第２実施形態に係る地下構造物の構築方法によるその他の作用効果は、第一実施形態に示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記各実施形態では、矩形状のトンネルに関して説明したが、トンネルの形状が限定されるものではないことは、いうまでもない。
【００４８】
また、前記各実施形態では、掘削機に形成された注入孔にミキシング部を固定して、空隙への注入直前に水溶液を混合する構成としたが、各水溶液の混合するタイミングは限定されるものではなく、例えば、トンネルの延長が短く、裏込め材が注入管内において送液途中で硬化することがなければ、予め混合されたものを送液して空隙に充填する構成としてもよい。
また、３種類の水溶液を一度に混合するのではなく、２種類の水溶液を混合した後、もう１種類の水溶液を添加して混合する構成としても良い。
【００４９】
また、前記各実施形態では、推進工法に、本発明の裏込め材を採用するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、シールド工法のシールドマシンやＴＢＭ工法のＴＢＭと地山との間に形成される空隙に当該裏込め材を充填すれば、地山の崩落を防止すると共に、セグメントの裏込め材量を削減することが可能となる、また、大口径パイプルーフにおいて地表面沈下抑止を目的として当該裏込め材を充填することも有効であり、好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の裏込め材の空隙への充填状況を示す図であり、（ａ）は側方断面図、（ｂ）は正断面図である。
【図２】本発明の裏込め材の注入装置を示す概略図である。
【図３】第２の実施の形態に係る地下構造物の全体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 地下構造物
１０ 推進函体
２０ 裏込め材
２１ 空隙
３０ 注入装置
３１ 注入管
３２ ミキシング部
Ｋ 掘削機
Ｓ１ 推進ジャッキ
Ｔ トンネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル施工で使用可能な裏込め材とこれを利用した地下構造物の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの覆工となる筒状の函体を地中に連続して圧入することにより地下構造物を構築する、推進工法は公知である。
【０００３】
推進工法では、通常掘削機のカッターヘッドのビットが推進函体の外径よりわずかに大きく配置されているため、地山と函体との間には空隙が形成される。従来、空隙には、充填材を充填することで、地山の崩壊による地盤沈下を抑えるものとしている。そして、充填材には、推進施工時は掘進中の推力を緩和させる機能を発現し、施工後には所定の強度を発現して地山を支保する材料が必要とされている。
【０００４】
このため、従来の推進工法では、推進施工時の滑材を、施工後に裏込め材に置き換える方法により、施工時の推力の緩和及び施工後の強度を付与するものとしていた。ところが、滑材と裏込め材にそれぞれ別の材料を利用する従来の施工方法は、滑材と裏込め材との置換え作業を地中で行うために、その確認ができず、置換えが不十分となる場合があるという問題点を有していた。また、滑材と裏込め材とをそれぞれ注入することが二度手間となり施工性が悪いとともに、材料費も嵩み、不経済であることなどの問題点を有していた。
【０００５】
前記の問題点に対して、特許文献１には、推進函体の推進を円滑にする滑材として作用した後、硬化することで裏込め材として作用する推進工法用硬化型滑材であって、その硬化速度の調節が容易で、かつ硬化後の固結体は高強度を発現する、推進工法用硬化型滑材が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１７６０２３号公報（［０００７］−［００１７］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記推進工法用硬化型滑材は、硬化開始後は早期に固結して、推進函体と一体化するという性質を有していることから、推進施工中は硬化しないように調整されている。したがって、推進施工中は液状であるため、地中に浸透して分散される場合があり、この場合は、常に推進工法用硬化型滑材を補給し続けなくてはならず、材料費が嵩むという問題点を有していた。
【０００７】
また、推進完了後は、強固に固化されるため、複数の小断面トンネルを並設して大断面トンネルを構築する場合には、先行して構築されたトンネルの裏込め材（滑材）が硬化してしまうことが原因で掘削が困難になることがあり、後行して構築されるトンネルを先行トンネルに近接して施工することができない場合があるという問題点を有していた。また、何らかの原因により施工が中断した場合には、当該推進工法用硬化型滑材が硬化することで推進函体の圧入が困難になる場合があった。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、経済的で、施工性に優れており、且つ、安定した品質のトンネル施工を可能とする裏込め材及びこれを使用した地下構造物の構築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】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液と、を混合してなることを特徴としている裏込め材である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の裏込め材であって、前記金属塩水溶液が１に対して、前記アルミニウム水溶性塩の水溶液が０．９以上１．５以下、前記重亜硫酸塩水溶液が０．９以上１．５以下の割合で混合されていることを特徴としている。
【００１１】
かかる裏込め材は、混合後早期にゲル化して所定の強度を発現し、高い水中不分離性質を有し、鉄との付着力が弱い性質を有している。そのため、推進工法、シールド工法、ＴＢＭ工法等のトンネル工事の滑材や裏込め材として使用すれば、地下水に希釈されることなく早期にゲル化するため、地中に分散されずに確実に充填されて、注入量を必要最小限に抑えることが可能となり経済的である。また、鉄との付着力が弱い性質を有しているため、掘削機や推進函体などに付着することがなく、摩擦抵抗により施工を妨げることがない。さらに、早期に所定の強度を発現するため、地山の崩落を防止して、地盤沈下などを抑止するため、安全性にも優れている。
【００１２】
ここで、本発明に係るアクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液としては、アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ナトリウム塩又はマグネシウム塩等が挙げられる。また、アルミニウム水溶性塩の水溶液としては、アクリル酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、ミョウバン、ナトリウムミョウバン、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等が挙げられる。また、重亜硫酸塩水溶液としては、アルカリ金属塩、重亜硫酸ナトリウム又は重亜硫酸カリウム等が挙げられる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程と、を含むことを特徴とする地下構造物の構築方法である。
【００１４】
かかる地下構造物の構築方法は、推進工法において形成される空隙に、前記の裏込め材を充填することにより、裏込め材が早期に硬化して空隙の地山の崩落を抑止して安全な施工を確保するとともに、当該裏込め材が推進函体と付着しないため推力を妨げることなく、施工を行うことが可能となる。また、所定の強度を有しているため、推進施工後の裏込め材としての機能を有しており、滑材と裏込め材との置換作業を必要とせず、材料費の低減と施工期間の短縮を可能としている。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、先行トンネルを構築する先行トンネル構築工程と、前記先行トンネルに並設して後行トンネルを構築する後行トンネル構築工程とにより構築される複数本のトンネルを利用して地下構造物を構築する方法であって、前記先行トンネル構築工程及び前記後行トンネル構築工程が、それぞれ掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
かかる地下構造物の構築方法により、先行して構築されたトンネル（以下、本明細書において単に「先行トンネル」という場合がある）の周囲に、所定の強度に調整された前記裏込め材が充填されていることにより、後行して構築されるトンネル（以下、本明細書において単に「後行トンネル」という場合がある）を掘進する際に、掘削の妨げとなることがないため、高品質に先行トンネルに並設して後行トンネルを構築することが可能となる。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の地下構造物の構築方法であって、前記充填工程が、前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜鉛酸水溶液とを、３本の管路によりそれぞれ個別に送液する工程と、送液された前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜鉛酸水溶液とを、混合して空隙に充填する工程とを含むことを特徴としている。
【００１８】
かかる地下構造物の構築方法は、混合後早期に硬化する裏込め材を、空隙への充填直前に混合することにより、トンネル延長が長いトンネル施工においても、裏込め材の送液途中に硬化が進行することにより管路がふさがれて、施工に支障をきたすことがない。また、空隙において、裏込め材が確実に充填された後、硬化するため、完成した地下構造物の周囲において空隙が形成されることがない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の裏込め材及びこれを使用した地下構造物の構築方法により、トンネル施工中の地山の崩落を防止しつつ掘削機の摩擦抵抗を低減する裏込め材が、１回の充填作業により充填されるため、経済性及び施工性に優れたトンネル施工が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
以下、第１の実施の形態（以下、単に「第１実施形態」という場合がある）について説明する。
図１は、本発明の裏込め材の空隙への充填状況を示す図であり、（ａ）は側方断面図、（ｂ）は正断面図である。また、図２は、本発明の裏込め材の注入装置を示す概略図である。
【００２２】
第１実施形態に係るトンネル（地下構造物）Ｔは、図１に示すように、掘削機Ｋにより地山Ｇを切削しつつ推進ジャッキＳ１の推力により推進函体１０を地中に圧入する推進函体配置工程と、推進函体配置工程に伴い形成される空隙２１に裏込め材２０を充填する充填工程とにより、構築されるものである。
【００２３】
ここで、空隙２１に充填される裏込め材２０は、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液との混合体である。
なお、第１実施形態に係る裏込め材２０は、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液とアルミニウム水溶性塩の水溶液と重亜硫酸塩水溶液の配合が、体積比で１：０．９〜１．５：０．９〜１．５の割合で混合されている。
【００２４】
ここで、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液としては、アクリル酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ナトリウム塩又はマグネシウム塩等を使用する。また、アルミニウム水溶性塩の水溶液としては、アクリル酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、ミョウバン、ナトリウムミョウバン、酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等を使用する。さらに、重亜硫酸塩水溶液としては、アルカリ金属塩、重亜硫酸ナトリウム又は重亜硫酸カリウム等を使用する。
【００２５】
図１に示すように、第１実施形態に係る掘削機Ｋは、主に地山Ｇを切削するカッターヘッドＫ１と掘削機本体Ｋ２とから構成されており、カッターヘッドＫ１のビットが掘削機本体Ｋ２の外形よりも、若干大きく地山Ｇを切削するように配置されている。なお、第１実施形態にかかるカッターヘッドＫ１は、揺動方式により、その掘削断面が矩形状になるように構成されている。また、掘削機本体Ｋ２の外殻は、鋼板を矩形状に形成して構成されている。ここで、掘削機Ｋの構成、形状等は上記のものに限定されるものではなく、現場の状況に応じて、適宜設定するものとする。また、第１実施形態では揺動方式のカッターヘッドＫ１からなる掘削機Ｋを使用するものとしたが、掘削機Ｋの機構は限定されるものではなく、地山の状況や完成断面の形状などに応じて適宜最適の掘削機を選定するものとする。
【００２６】
掘削機Ｋの後方には、掘削機本体Ｋ２と同じ外形を有する推進函体１０がトンネル軸方向に掘削機Ｋの推進とともに随時連設される。掘削機Ｋはこの推進函体１０を介して伝達された推進ジャッキＳ１の推力により前進する。
また、掘削機Ｋの上部には、裏込め材２０を空隙２１に充填するための注入孔Ｋ３が貫通されている。なお、注入孔Ｋ３の形状、数、配置等は限定されるものではなく、空隙２１への充填を確実に行うことが可能に適宜形成されている。
【００２７】
第１実施形態に係る推進函体１０は、角筒状に形成された外殻１１と、トンネル軸方向に所定の間隔をあけて並設された複数の主桁と、隣り合う主桁間においてトンネル軸方向に沿って配置された複数の縦リブとを備えて構成されている。そして、外殻１１は、溶接により接合された複数枚の鋼製のスキンプレートからなり、全体として断面矩形を呈している。なお、推進函体１０の構成、推進函体１０を構成する材料、推進函体１０の形状等は、上記のものに限定されるものではなく、現場の状況やトンネルＴの完成断面などを考慮して、適宜設定するものとする。
【００２８】
注入孔Ｋ３には、ミキシング部３２を介して裏込め材２０を送液する注入管（管路）３１が取り付けられている。
注入管３１は、図２に示すように、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液を送液する第一注入管３１ａと、アルミニウム水溶性塩の水溶液を送液する第二注入管３１ｂと、重亜硫酸塩水溶液を送液する第三注入管３１ｃの３本から構成されている。そして、各注入管３１は、注入機３３を介して、それぞれアクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液が貯留された第一タンク３４ａと、アルミニウム水溶性塩の水溶液が貯留された第二タンク３４ｂと、重亜硫酸塩水溶液が貯留された第三タンク３４ｃに接続されている。
【００２９】
トンネルＴの構築は、図１（ａ）に示すように、予め所定の形状に形成された推進函体１０を発進立孔Ｓに設置された推進ジャッキＳ１の推力により地山Ｇ内に圧入しつつ、掘削機Ｋにより地山Ｇを切削しながら行われる（推進函体配置工程）。
この際、掘削機ＫのカッターヘッドＫ１の掘削面は、掘削機本体Ｋ２及び推進函体１０の外形よりも大きく形成されているため、カッターヘッドＫ１の後方には空隙２１が形成される。
【００３０】
このため、地山Ｇの崩壊の抑止を目的として、掘削機Ｋに形成された注入孔Ｋ３から、裏込め材２０の空隙２１充填を随時行う（充填工程）。
そして、掘削機Ｋが、図示しない到達立孔に到達したら、掘削機Ｋを搬出することにより、裏込め材２０によりトンネル覆工（推進函体１０）の背面が裏込めされたトンネルＴの構築が完了する（図１（ｂ）参照）。
【００３１】
なお、裏込め材２０は、地上から掘削機Ｋの内部にまで延設された３本の注入管３１により、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液とがそれぞれ個別に送液されて、空隙２１への充填直前にミキシング部３２により混合されている。ここで、裏込め材２０の空隙２１への充填を、掘削機Ｋに形成された注入孔Ｋ３から行なうものとしたが、推進函体１０の中から注入してもよく、裏込め材２０の充填方法は限定されるものではない。
以下、「アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液とアルミニウム水溶性塩の水溶液と重亜硫酸塩水溶液」を区別しないときは単に「水溶液」と称する場合がある。
【００３２】
裏込め材２０は、図２に示すように、裏込め材２０を構成する各水溶液が、それぞれ地上に配設された第一タンク３４ａと、第二タンク３４ｂと、第三タンク３４ｃに個別に保管されている。そして、３種類の各水溶液は、注入機３３により、所定の流量に調整されたうえで、それぞれ第一注入管３１ａ、第二注入管３１ｂ、第三注入管３１ｃを介して、掘削機Ｋの内部まで送液される。ここで、第一タンク３４ａ、第二タンク３４ｂ、第三タンク３４ｃからなるタンク３４及び注入機３３の設置箇所は、発進立孔Ｓの内部でも、外部でもよい。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、掘削機Ｋの内部まで送液された各水溶液は、注入孔Ｋ３に固定されたミキシング部３２により混合されてから注入孔Ｋ３から空隙２１へ排出される。注入孔Ｋ３は掘削機Ｋの上面に配置されており、裏込め材２０は空隙２１に上向きに注入されるため、掘削機Ｋの下部にその周面を通って流下して、掘削機Ｋ及び推進函体１０の周囲全体に充填される（図１（ｂ）参照）。掘削機Ｋには、注入孔Ｋ３とは別に、上方に図示しない確認孔が形成されており、この確認孔を利用して、裏込め材２０の充填完了を確認する。なお、裏込め材２０の充填状況の確認は、前記の方法に限定されるものではなく、ハンマーなどにより掘削機Ｋの内面を叩く打音調査により行うなど、適宜適切な方法を選定して行えばよい。
【００３４】
以上、本発明の裏込め材及びこれを利用した地下構造物の構築方法によれば、次に示すような効果を得ることが可能となる。
【００３５】
つまり、第１実施形態では、裏込め材２０として、アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液とからなるアクリル系混合体を使用しているため、鉄との付着力が弱い性質を有しており、トンネルＴの掘進中の滑材としての機能を果たす。また、何らかの原因により推進作業が中断した場合でも、裏込め材２０が掘削機Ｋや推進函体１０に付着することがないため、推進作業の中断前や再開時に特殊な処置を必要とせず、施工性に優れている。
【００３６】
また、裏込め材２０は、各水溶液の混合後、早期に所定の強度に硬化するため、地山Ｇの崩落を抑止する機能も有しており、そのまま裏込め材として使用することができる。そのため、従来の推進工法のように、推進施工完了後に、滑材を裏込め材に置換える作業を必要とせず、工事を早期に完了することが可能となる。
【００３７】
また、裏込め材２０が早期に硬化するため、砂層や礫混じり土層など、比較的間隙が大きい地盤における施工でも、充填材（裏込め材２０）が地中に浸透することが少なく、確実に空隙２１が充填されるため、必要最小限の充填量に抑えることが可能となり、材料費の低減が可能となる。また、裏込め材２０が地中に分散されることがなく、必要とされる滑材及び裏込め材の量が最小限になるため、その保管に必要なストックヤードの面積を縮小することができ、都市部など、用地的に制限がある施工箇所においても好適に適用可能である。
【００３８】
また、各水溶液の品質管理は、それぞれ個別のタンク３４ａ，３４ｂ，３４ｃに保管するのみなため、容易である。また、空隙２１への注入後の品質はバラツキが少ないため、信頼性が高い。
また、本発明の裏込め材２０は、低粘度なため、空隙２１への注入後、空隙全体に流下して確実に充填されるため、高品質なトンネル施工が可能となる。
【００３９】
また、本発明の裏込め材２０は、各水溶液の配合により、硬化時間と硬化後の強度を調節できるため、適用可能な地質が限定されない。
【００４０】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明による、第２の実施の形態（以下、単に「第２実施形態」という場合がある）について説明する。
図３は、第２実施形態に係る地下構造物１の全体を示す断面図である。
【００４１】
第２実施形態に係る地下構造物１は、図３に示すように、その横断面の全てを含むように並設された複数本（本実施形態では６本）のトンネルＴ，Ｔ，…を利用して築造したものであり、頂版１Ａ、底版１Ｂ及び側壁１Ｃ，１Ｃを備えている。また、隣り合う二つのトンネルＴ，Ｔのうち、一方のトンネルＴの覆工には、他方のトンネルＴ側に開口するガイド溝Ｄ１がトンネル軸方向（図３において紙面垂直方向）に沿って形成されており、他方のトンネルＴの覆工には、一方のトンネルＴのガイド溝Ｄ１に遊嵌する突条Ｐ１が形成されている。なお、以下では、一方のトンネルＴのガイド溝Ｄ１と他方のトンネルＴの突条Ｐ１を合せて、単に「継手Ｊ１」と称することがある。
【００４２】
各トンネルＴ，Ｔ，…は、それぞれ前記の第１実施形態で形成されたトンネルＴと同様の方法により構築されるため、詳細な説明は省略する。
【００４３】
なお、第２実施形態では、ガイド溝Ｄ１を有した推進函体１０を地中に配置することによりトンネル（先行トンネル）Ｔを構築し（先行トンネル構築工程）、この先行トンネルＴのガイド溝Ｄ１に後行して構築されるトンネル（後行トンネル）Ｔの推進函体１０の突条Ｐ１を挿入しながら、後行トンネルＴを構築することにより（後行トンネル構築工程）、複数のトンネルＴ，Ｔ，…を並設する。
この時、各トンネルＴの周囲の空隙２１に充填された裏込め材２０は、適切な強度に硬化されているため、裏込め材２０が固すぎることにより掘削機Ｋによる掘削が困難となることがなく、後行トンネルＴが先行トンネルＴから離れてしまうこともない。また、裏込め材２０が地山Ｇの崩落を抑止するため、安全に推進施工を行うことを可能としている。
【００４４】
そして、必要なトンネルＴ，Ｔ，…の構築が完了したら、地下構造物１の断面形状に合せて、不要な覆工を撤去して大きな空間を形成する。さらに、地山Ｇとの境界（すなわち、地下構造物１の外縁）に沿って残置されたトンネルＴ，Ｔ，…の覆工を利用して本設の頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを形成すると、地下構造物１となる。なお、不要な覆工を全部撤去した後に頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを形成してもよいし、トンネルＴ，Ｔ，…の不要な覆工の一部を撤去しつつ、地下構造物１の頂版１Ａ、底版１Ｂおよび側壁１Ｃ，１Ｃを構築してもよい。
【００４５】
ここで、地下構造物１の周囲は、各トンネルＴ，Ｔ，…の構築の際に、充填されたアクリル系の裏込め材２０により覆われているため、止水性に優れており、地盤改良等の止水用の補助工法を要することなく、地下構造物１が完了する。そのため、補助工法に要する費用や施工期間を削減することが可能となり、経済性に優れた大断面トンネルを、比較的早期に構築することが可能となる。
【００４６】
なお、第２実施形態に係る地下構造物の構築方法によるその他の作用効果は、第一実施形態に示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記各実施形態では、矩形状のトンネルに関して説明したが、トンネルの形状が限定されるものではないことは、いうまでもない。
【００４８】
また、前記各実施形態では、掘削機に形成された注入孔にミキシング部を固定して、空隙への注入直前に水溶液を混合する構成としたが、各水溶液の混合するタイミングは限定されるものではなく、例えば、トンネルの延長が短く、裏込め材が注入管内において送液途中で硬化することがなければ、予め混合されたものを送液して空隙に充填する構成としてもよい。
また、３種類の水溶液を一度に混合するのではなく、２種類の水溶液を混合した後、もう１種類の水溶液を添加して混合する構成としても良い。
【００４９】
また、前記各実施形態では、推進工法に、本発明の裏込め材を採用するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、シールド工法のシールドマシンやＴＢＭ工法のＴＢＭと地山との間に形成される空隙に当該裏込め材を充填すれば、地山の崩落を防止すると共に、セグメントの裏込め材量を削減することが可能となる、また、大口径パイプルーフにおいて地表面沈下抑止を目的として当該裏込め材を充填することも有効であり、好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の裏込め材の空隙への充填状況を示す図であり、（ａ）は側方断面図、（ｂ）は正断面図である。
【図２】本発明の裏込め材の注入装置を示す概略図である。
【図３】第２の実施の形態に係る地下構造物の全体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 地下構造物
１０ 推進函体
２０ 裏込め材
２１ 空隙
３０ 注入装置
３１ 注入管
３２ ミキシング部
Ｋ 掘削機
Ｓ１ 推進ジャッキ
Ｔ トンネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液と、を混合してなることを特徴とする裏込め材。
【請求項２】
前記金属塩水溶液が１に対して、前記アルミニウム水溶性塩の水溶液が０．９以上１．５以下、前記重亜硫酸塩水溶液が０．９以上１．５以下の割合で混合されていることを特徴とする、請求項１に記載の裏込め材。
【請求項３】
掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、
前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程と、を含むことを特徴とする地下構造物の構築方法。
【請求項４】
先行トンネルを構築する先行トンネル構築工程と、前記先行トンネルに並設して後行トンネルを構築する後行トンネル構築工程とにより構築される複数本のトンネルを利用して地下構造物を構築する方法であって、
前記先行トンネル構築工程及び前記後行トンネル構築工程が、それぞれ掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程と、を含むことを特徴とする地下構造物の構築方法。
【請求項５】
前記充填工程が、前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜硫酸塩水溶液とを、３本の管路によりそれぞれ個別に送液する工程と、
送液された前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜硫酸塩水溶液とを、混合して空隙に充填する工程とを含むことを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項１】
アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、アルミニウム水溶性塩の水溶液と、重亜硫酸塩水溶液と、を混合してなることを特徴とする裏込め材。
【請求項２】
前記金属塩水溶液が１に対して、前記アルミニウム水溶性塩の水溶液が０．９以上１．５以下、前記重亜硫酸塩水溶液が０．９以上１．５以下の割合で混合されていることを特徴とする、請求項１に記載の裏込め材。
【請求項３】
掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、
前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程と、を含むことを特徴とする地下構造物の構築方法。
【請求項４】
先行トンネルを構築する先行トンネル構築工程と、前記先行トンネルに並設して後行トンネルを構築する後行トンネル構築工程とにより構築される複数本のトンネルを利用して地下構造物を構築する方法であって、
前記先行トンネル構築工程及び前記後行トンネル構築工程が、それぞれ掘削機により地山を切削しつつ推進ジャッキの推力により推進函体を地中に圧入する推進函体配置工程と、前記推進函体配置工程に伴い前記推進函体の周囲に形成される空隙に請求項１又は請求項２に記載の裏込め材を充填する充填工程と、を含むことを特徴とする地下構造物の構築方法。
【請求項５】
前記充填工程が、前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜硫酸塩水溶液とを、３本の管路によりそれぞれ個別に送液する工程と、
送液された前記アクリル酸の一価または二価の金属塩水溶液と、前記アルミニウム水溶塩の水溶液と、前記重亜硫酸塩水溶液とを、混合して空隙に充填する工程とを含むことを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１１８２１３（Ｐ２００６−１１８２１３Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０７２０１（Ｐ２００４−３０７２０１）
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]