JP2001107677A

JP2001107677A - 薬液注入装置

Info

Publication number: JP2001107677A
Application number: JP28446199A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sato; 敦佐藤
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2001-04-17

Abstract

(57)【要約】【課題】長尺鋼管の口元部のシール性に優れ、インサー
ト管が抜け出すことがなく、インサート管への組み付け
作業が簡略化する薬液注入装置を提供する。【解決手段】地山に穿設された長孔３０内に挿入される
ＡＧＦ鋼管３１と、ＡＧＦ鋼管３１内に配設されるイン
サート管１と、ＡＧＦ鋼管３１内に挿入される薬液注入
管２〜４と、ＡＧＦ鋼管３１の口元部に内嵌状に配設さ
れる注入用キャップ５と、ＡＧＦ鋼管３１の口元部に着
脱自在に固定される注入用キャップカバー１３とを備
え、上記注入用キャップ５に、薬液注入管２〜４を液密
状に挿通する挿通穴が穿設され、上記注入用キャップカ
バー１３に、薬液注入管２〜４を挿通する挿通穴が穿設
され、かつ、注入用キャップ５がＡＧＦ鋼管３１の口元
部から外部に抜け出すのを防止するキャップ押さえ部が
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの穿設工
事等において、軟弱な地山を固結用薬液により堅固な地
山に改良するための薬液注入装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、軟弱な地山で行うトンネルの
穿設工事等においては、穿設の第１段階で、例えばＡＧ
Ｆ工法等により地山を強化し、掘削による地山のゆるみ
や地表面の変形を防止するとともに、掘削作業を安全に
行えるようにしている。上記のＡＧＦ工法は、トンネル
切羽・天端にＡＧＦ鋼管（長尺鋼管）３１を打設し（図
１３参照。図１３で、３０はトンネル切羽・天端に穿設
された長孔である）、このＡＧＦ鋼管３１の口元部外周
面と長孔３０との間隙をコーキング材３２でコーキング
し（図１４参照）、上記ＡＧＦ鋼管３１内に、長さの異
なる複数本（図面では、３本）の注入管３３〜３５をイ
ンサート管本体３６の外周部に沿わせてなるインサート
管３７を挿入し（図１５参照）、このインサート管３７
とＡＧＦ鋼管３１の口元部内周面との間隙をコーキング
材３８でコーキングし（図１６参照）、上記各注入管３
３〜３５に注入ホース３９〜４１を接続したのち、各注
入ホース３９〜４１を介して各注入管３３〜３５に所定
量のウレタン等の固結用薬液を注入しＡＧＦ鋼管３１に
穿設した多孔（図示せず）から吐出させることにより
（図１７参照）地山を改良する工法であり、近年は、上
記固結用薬液の注入を同時に行う同時注入方式がよく採
用されている。図１６において、４２〜４４は注入管３
３〜３５の先端部に取り付けた薬液混合用ミキサー内蔵
の管体である。

【０００３】上記のＡＧＦ工法において、インサート管
３７とＡＧＦ鋼管３１の口元部内周面との間隙をコーキ
ングする方法（施工手順）を詳しく説明すると、ＡＧＦ
鋼管３１内にインサート管３７を挿入したのち、インサ
ート管３７とＡＧＦ鋼管３１の口元部内周面との間隙に
ウエスを詰め込み、つぎに、コーキングチューブのウレ
タンフォームを攪拌させて上記ウエスの手前側にコーキ
ングチューブを詰め込み、つぎに、再度コーキングチュ
ーブの手前側にウエスを詰め込み、ウレタンフォームが
発泡・硬化するまで放置することを行う。そして、放置
後１０分程度すると、ウレタンフォームが硬化し（図１
６および図１７において、コーキング材３８は、両ウエ
スと硬化したウレタンフォームを示している）、この硬
化後に固結用薬液を注入する。

【０００４】上記インサート管３７を構成するインサー
ト管本体３６（図１８参照。図１８では、１本の注入管
３５は図示せず）は、図１９に示すような先頭管４６，
中間管４７，端末管４８で構成されており、各管４６〜
４８の外周面に形成された複数本（上記注入管３３〜３
５の本数と同じ本数）の凹溝３６ａに上記各注入管３３
〜３５が位置決めされている（図２０参照）。図１８に
おいて、３３ａ〜３５ａは上記各注入管３３〜３５に連
結する連結用高圧ホースであり、上記各注入ホース３９
〜４１に接続する。また、図１９において、４６ａ，４
７ａはボルト止め用の接続金具である。このようなイン
サート管本体３６は、先頭管４６，中間管４７，端末管
４８の状態で出荷され、施工現場で各管４６〜４８がボ
ルト止めされてインサート管本体３６が組み立てられ
る。また、上記インサート管本体３６の凹溝３６ａに各
注入管３３〜３５を１本ずつ組み付けたのち、バンド４
９等（図１８参照）を用いて上記インサート管本体３６
に各注入管３３〜３５を固定し、インサート管３７が組
み立てられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
コーキング方法では、ＡＧＦ鋼管３１の口元部のシール
性が弱い。また、ウエスとコーキングチューブでＡＧＦ
鋼管３１の口元部をシールしても隙間が残る。その結
果、固結用薬液の注入時に、上記隙間から固結用薬液が
リーク（漏れ）し、このリークの発生により地山内へ吐
出する注入量が減少して地山改良効果が小さくなる。ま
た、上記シール性が弱いため、ＡＧＦ鋼管３１内の注入
圧力および発泡圧力上昇時に、これらの圧力によりコー
キング部分が壊れる。しかも、下向きにウレタンを注入
すると、ＡＧＦ工法以上にＡＧＦ鋼管３１内圧力が上昇
しやすく、インサート管３７が抜け出す場合がある。さ
らに、インサート管本体３６の凹溝３６ａに各注入管３
３〜３５を１本ずつ組み付けているため、この組み付け
作業に手間取る。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、長尺鋼管の口元部のシール性に優れ、インサー
ト管が抜け出すことがなく、インサート管への組み付け
作業の簡略化を図ることのできる薬液注入装置の提供を
その目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の薬液注入装置は、地山に穿設された長孔内
に挿入される長尺鋼管と、上記長尺鋼管内に配設される
インサート管と、上記長尺鋼管の口元部から上記長尺鋼
管内に挿入される薬液注入管と、上記長尺鋼管の口元部
と上記インサート管の口元部との間の隙間を閉塞する状
態で上記長尺鋼管の口元部に内嵌状に配設される弾性板
状キャップと、上記長尺鋼管の口元部に着脱自在に固定
されるキャップカバーとを備え、上記弾性板状キャップ
に、上記薬液注入管を液密状に挿通する挿通穴が穿設さ
れ、上記キャップカバーに、上記薬液注入管を挿通する
挿通穴が穿設され、かつ、上記弾性板状キャップが長尺
鋼管の口元部から外部に抜け出すのを防止するキャップ
押さえ部が形成されているという構成をとる。

【０００８】すなわち、本発明の薬液注入装置におい
て、インサート管を組み付ける場合には、まず、弾性板
状キャップの挿通穴に薬液注入管を液密状に挿通し、つ
いで、薬液注入管の先端をインサート管の外周部に沿わ
せ、その状態で弾性板状キャップをインサート管側に向
けて移動させる。そして、この移動後に、バンド等を用
い、インサート管の外周部に薬液注入管を固定する。こ
れにより、弾性板状キャップ，薬液注入管をインサート
管に組み付けることができる。また、長尺鋼管内にイン
サート管を挿入したのち、インサート管と長尺鋼管の口
元部内周面との隙間をコーキングする場合には、上記挿
入の最後で弾性板状キャップを長尺鋼管の口元部に内嵌
状に押し込んで上記隙間を閉塞したのち、長尺鋼管の口
元部にキャップカバーを固定し、キャップカバーで弾性
板状キャップを長尺鋼管の口元部に強固に固定すること
を行う。このようにして長尺鋼管にインサート管，キャ
ップカバーをセットすることにより、上記隙間をコーキ
ングすることができる。そして、上記セット後に、固結
用薬液の注入作業を開始する。この注入作業中の、長尺
鋼管内の注入圧力および発泡圧力上昇時に、これらの圧
力が弾性板状キャップに作用しても、弾性板状キャップ
がキャップカバーのキャップ押さえ部で外側から押さえ
られているため、長尺鋼管の口元部から外部に抜け出す
ことがない。また、上記注入作業の終了後３０分以上経
過すると、キャップカバーを取り外して回収し、再利用
に供する。

【０００９】このように、本発明の薬液注入装置によれ
ば、弾性板状キャップに薬液注入管を一体化させた状態
でインサート管に組み付けることができ、インサート管
への組み付け作業が簡略化する。しかも、セットが終了
した時点で、コーキングも終了しているため、セット終
了後ただちに固結用薬液の注入作業を開始することがで
き、作業時間の短縮が行える。さらに、弾性板状キャッ
プがキャップカバーのキャップ押さえ部で外側から押さ
えられているため、注入作業時に弾性板状キャップが長
尺鋼管の口元部から外部に抜け出すことがなく、固結用
薬液の漏れが発生しない。また、インサート管が弾性板
状キャップ，薬液注入管，キャップカバーにより長尺鋼
管に強固に固定されているため、下向きに固結用薬液を
注入した場合にも、インサート管の抜け出しが発生しな
い。

【００１０】本発明において、上記弾性板状キャップと
キャップカバーの弾性板状キャップ押さえ部との間に剛
性板状プレートが介装されている場合には、弾性板状キ
ャップをキャップカバーのキャップ押さえ部と剛性板状
プレートとで外側から押さえることができるため、鋼管
内の注入圧力および発泡圧力上昇に確実に耐えることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて詳しく説明する。

【００１２】図１は本発明の薬液注入装置の一実施の形
態を示している。図において、１はインサート管（図２
参照）であり、図１８に示すような１本のインサート管
本体３６と、長さの異なる３本の薬液注入管２〜４（図
３参照）と、１個の注入用キャップ（弾性板状キャッ
プ）５とを備えている。上記各薬液注入管２〜４は、図
３に示すように、３本のハイロンチューブ３３〜３５
と、各ハイロンチューブ３３〜３５に連結する連結用高
圧ホース３３ａ〜３５ａとで構成されており、上記注入
用キャップ５で一体化されている。また、ＡＧＦ鋼管
（長尺鋼管）３１は、その口元部外周面に、後述する注
入用キャップカバー１３のねじ部１４ａにら合するねじ
部３１ａ（図９参照）が形成されている。

【００１３】上記注入用キャップ５は、その材質とし
て、柔軟性および密着性を考慮し、天然ゴム系材質（硬
度Ｈｓ６０）が用いられている。また、上記注入用キャ
ップ２は、図４に示すように、中央を中心とする仮想円
周上に等間隔をあけて、各連結用高圧ホース３３ａ〜３
５ａよりやや小径に形成された３つの丸穴部６〜８が穿
設されており、これら各丸穴部６〜８に各連結用高圧ホ
ース３３ａ〜３５ａが液密状に挿通されている。なお、
各連結用高圧ホース３３ａ〜３５ａのカプラー類３３ｂ
〜３５ｂは各丸穴部６〜８よりやや大径であるため、上
記挿通時に、カプラー類３３ｂ〜３５ｂの挿通は無理に
行われる。

【００１４】９は注入用プレート（剛性板状キャップ）
であり、ＡＧＦ鋼管３１内の注入圧力および発泡圧力上
昇に耐えられるよう、金属板が用いられている。また、
上記注入用プレート９は、図５に示すように、中央を中
心とする仮想円周上に等間隔をあけて、各連結用高圧ホ
ース３３ａ〜３５ａより大径に形成された３つの丸穴部
１０〜１２が穿設されている。

【００１５】１３は金属製の注入用キャップカバーであ
り、図６に示すように、２つ割型に形成されている。す
なわち、この注入用キャップカバー１３は、一対の半円
弧状のキャップ本体１４と、両キャップ本体１４の一端
同士を連結する蝶番１５と、両キャップ本体１４の他端
に突設された一対のブラケット１６と、両ブラケット１
６に穿設されたボルト挿通穴１６ａ（図７参照）に挿通
されるボルト１７，ナット１８とを備えており、両キャ
ップ本体１４の内周面に、上記ＡＧＦ鋼管３１の口元部
外周面に形成されたねじ部３１ａにら合するねじ部１４
ａが形成されている（図７参照）。また、上記両キャッ
プ本体１４には、その一側縁部（上記ＡＧＦ鋼管３１に
ら合させた場合に、手前側となる側縁部）の内周面から
円環状のキャップ押さえ部１４ｂが突設されており、上
記注入用キャップ５の抜け出しを防止している。また、
キャップ押さえ部１４ｂの内周面で囲まれた丸穴部分が
３本の各連結用高圧ホース３３ａ〜３５ａが挿通する挿
通穴１４ｃに形成されている。図６において、１５ａは
蝶番１５の軸体である。

【００１６】また、上記各連結用高圧ホース３３ａ〜３
５ａは各注入ホース３９〜４１（図１７参照），二股管
等（図示せず）を介して３組の薬液吐出ポンプ（図示せ
ず）に接続されており、各組の薬液吐出ポンプからウレ
タン系固結用薬液（２液混合型）の主剤（ポリオール成
分）と硬化剤（イソシアネート成分）が同時に吐出さ
れ、両液が各注入ホース３９〜４１，各連結用高圧ホー
ス３３ａ〜３５ａ，各ハイロンチューブ３３〜３５に同
時に注入される。

【００１７】上記の構成において、インサート管１を組
み付ける場合には、まず、注入用キャップ５の３つの挿
通穴６〜８に３本の連結用高圧ホース３３ａ〜３５ａを
それぞれ液密状に挿通し、注入用キャップ５に各連結用
高圧ホース３３ａ〜３５ａ，各連結用高圧ホース３３ａ
〜３５ａに連結した各ハイロンチューブ３３〜３５を一
体化させておく。ついで、各ハイロンチューブ３３〜３
５の先端をインサート管本体３６の各凹溝３６ａに位置
決めし、その状態で、注入用キャップ５をインサート管
本体３６側に移動させることにより、各ハイロンチュー
ブ３３〜３５をインサート管本体３６の凹溝３６ａに沿
わせながらインサート管本体３６の奥側に送る。つぎ
に、バンド４９等を用い、インサート管本体３６に各ハ
イロンチューブ３３〜３５を固定する（図８参照）。こ
れにより、インサート管１を組み付けることができる。

【００１８】また、インサート管１とＡＧＦ鋼管３１の
口元部内周面との隙間をコーキングする場合には、ＡＧ
Ｆ鋼管３１内にインサート管１を送り込み（図９参
照）、この送り込みの最後で注入用キャップ５をＡＧＦ
鋼管３１の口元部にねじ込む（図１０参照）。つぎに、
注入用プレート９を注入用キャップ５の背面（外側面）
に当て（図１１参照）、その状態でＡＧＦ鋼管３１の口
元部のねじ部３１ａに注入用キャップカバー１３のねじ
部１４ａをねじ止めし、注入用キャップカバー１３で注
入用キャップ５の外周部をかしめる（図１２参照）。こ
のようにしてセットしたのち、各連結用高圧ホース３３
ａ〜３５ａに各注入ホース３９〜４１を連結し、ウレタ
ン系固結用薬液の注入作業を開始する。そして、この注
入作業の終了後３０分以上経過すると、注入用プレート
９，注入用キャップカバー１３を取り外す。なお、組み
立て手順は適宜変更することができる。

【００１９】このように、上記実施の形態では、注入用
キャップ５に各ハイロンチューブ３３〜３５，各連結用
高圧ホース３３ａ〜３５ａを一体化してインサート管本
体３６に組み付けることができる。しかも、セット終了
後ただちにウレタン系固結用薬液の注入作業を開始する
ことができる。さらに、インサート管１がＡＧＦ鋼管３
１の口元部に強固に固定されているため、下向きにウレ
タン系固結用薬液を注入する場合にも、インサート管１
の抜け出しを防止することができる。

【００２０】なお、上記実施の形態では、固結用薬液と
して、ポリオールとイソシアネートの混合液からなるウ
レタン系固結用薬液が用いられているが、エポキシ，ア
クリル，ポリエステルあるいはセメントモルタル，水ガ
ラス等の固結用薬液を用いてもよい。また、注入キャッ
プの材質は、天然ゴム系に限定されるものではなく、ゴ
ム弾性を有するＳＢＲ，ＣＲ，ＥＰＤＭ等の合成ゴムも
しくはＴＰＥ，ウレタンゴム等の熱可塑性エラストマー
も用いることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明の薬液注入装置に
よれば、弾性板状キャップに薬液注入管を一体化させた
状態でインサート管に組み付けることができ、インサー
ト管への組み付け作業が簡略化する。しかも、セットが
終了した時点で、コーキングも終了しているため、セッ
ト終了後ただちに固結用薬液の注入作業を開始すること
ができ、作業時間の短縮が行える。さらに、弾性板状キ
ャップがキャップカバーのキャップ押さえ部で外側から
押さえられているため、注入作業時に弾性板状キャップ
が長尺鋼管の口元部から外部に抜け出すことがなく、固
結用薬液の漏れが発生しない。また、インサート管が弾
性板状キャップ，薬液注入管，キャップカバーにより長
尺鋼管に強固に固定されているため、下向きに固結用薬
液を注入した場合にも、インサート管の抜け出しが発生
しない。

【００２２】本発明において、上記弾性板状キャップと
キャップカバーの弾性板状キャップ押さえ部との間に剛
性板状プレートが介装されている場合には、弾性板状キ
ャップをキャップカバーのキャップ押さえ部と剛性板状
プレートとで外側から押さえることができるため、鋼管
内の注入圧力および発泡圧力上昇に確実に耐えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薬液注入装置の一実施の形態を示す説
明図である。

【図２】インサート管を示す説明図である。

【図３】注入用キャップに薬液注入管を一体化した状態
を示す説明図である。

【図４】上記注入用キャップの正面図である。

【図５】注入用プレートの正面図である。

【図６】注入用キャップカバーの正面図である。

【図７】キャップ本体の正面図である。

【図８】インサート管の組み付け要領を示す説明図であ
る。

【図９】作業要領を示す説明図である。

【図１０】作業要領を示す説明図である。

【図１１】作業要領を示す説明図である。

【図１２】作業要領を示す説明図である。

【図１３】ＡＧＦ工法の説明図である。

【図１４】ＡＧＦ工法の説明図である。

【図１５】ＡＧＦ工法の説明図である。

【図１６】ＡＧＦ工法の説明図である。

【図１７】ＡＧＦ工法の説明図である。

【図１８】従来例のインサート管を示す側面図である。

【図１９】上記インサート管本体を構成する先頭管，中
間管，端末管の説明図である。

【図２０】上記インサート管本体の断面図である。

【符号の説明】

１インサート管２〜４薬液注入管５注入用キャップ１３注入用キャップカバー３０長孔３１ＡＧＦ鋼管

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年９月１９日（２０００．９．１
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】図１は本発明の薬液注入装置の一実施の形
態を示している。図において、１はインサート管（図２
参照）であり、図１８に示すような１本のインサート管
本体３６と、長さの異なる３本の薬液注入管２〜４（図
３参照）と、１個の注入用キャップ（弾性板状キャッ
プ）５とを備えている。上記各薬液注入管２〜４は、図
３に示すように、３本のハイロンチューブ３３〜３５
（東海ゴム工業社製）と、各ハイロンチューブ３３〜３
５に連結する連結用高圧ホース３３ａ〜３５ａとで構成
されており、上記注入用キャップ５で一体化されてい
る。また、ＡＧＦ鋼管（長尺鋼管）３１は、その口元部
外周面に、後述する注入用キャップカバー１３のねじ部
１４ａにら合するねじ部３１ａ（図９参照）が形成され
ている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地山に穿設された長孔内に挿入される長
尺鋼管と、上記長尺鋼管内に配設されるインサート管
と、上記長尺鋼管の口元部から上記長尺鋼管内に挿入さ
れる薬液注入管と、上記長尺鋼管の口元部と上記インサ
ート管の口元部との間の隙間を閉塞する状態で上記長尺
鋼管の口元部に内嵌状に配設される弾性板状キャップ
と、上記長尺鋼管の口元部に着脱自在に固定されるキャ
ップカバーとを備え、上記弾性板状キャップに、上記薬
液注入管を液密状に挿通する挿通穴が穿設され、上記キ
ャップカバーに、上記薬液注入管を挿通する挿通穴が穿
設され、かつ、上記弾性板状キャップが長尺鋼管の口元
部から外部に抜け出すのを防止するキャップ押さえ部が
形成されていることを特徴とする薬液注入装置。
【請求項２】上記弾性板状キャップとキャップカバー
のキャップ押さえ部との間に剛性板状プレートが介装さ
れている請求項１記載の薬液注入装置。