JP4609712B2 - Filling means for filling cavities and filling method - Google Patents
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Description
この発明は、トンネルの覆工コンクリート背面と地山との間に形成された空洞への充填材の充填手段および充填方法に関し、更に詳しくは、天端部の空洞へ充填材を限定的に充填することができる充填材の空洞への充填手段および充填方法に関する。 The present invention relates to a filling means and a filling method for filling a cavity formed between a backside of a tunnel lining concrete and a natural ground, and more specifically, filling a filling material into a cavity at a top end portion in a limited manner. The present invention relates to a filling means and a filling method for filling a cavity with a filler.
NATM(New Austrian Tunneling Method)工法が導入される以前に建設されたトンネル、すなわち、図12に示すような矢板工法で建設されたトンネル11には、鋼製支保工や木製の矢板(図示せず)が支障となって、覆工コンクリート12の背面と地山10との間に空洞13が生じている場合が多い。特に、覆工コンクリート12の背面の天端部13aでは、この傾向が強くなっている。
A tunnel constructed before the introduction of the NATM (New Australian Tunneling Method) method, that is, a
ここで、図12は、従来のトンネル11の覆工背面に形成された空洞13を示す断面図であり、トンネル11の長手方向(奥行き方向)に対する垂直断面図である。
Here, FIG. 12 is a cross-sectional view showing the
この空洞13が存在すると、地山10の地質状況が悪い場合には、上記天端部13aや側部13b近傍の地山10が膨張したり、あるいは緩んだ地山10が覆工コンクリート12の天端部13aに崩落等することにより、覆工コンクリート12の背面や内面が破壊される場合もある。
When the hollow 13 is present, if the geological condition of the
また、空洞13が存在すると、地山10と覆工コンクリート12間の接触状態が不規則になることによって、覆工コンクリート12に偏土重圧が常にかかったり、覆工コンクリート12のアーチ作用を十分に期待できない結果となる。
In addition, when the
したがって、このような空洞13は、トンネル11の安定性に対してマイナスに作用するため、図13に示すように、注入用パイプ15を介して空洞13に所定の充填材14をポンプ圧送により充填し、硬化させることで空洞13を埋め、地山10と覆工コンクリート12を早期に一体化させる必要がある。ここで、図13は、空洞13に充填材14を充填した状態を示す断面図である。
Therefore, since the
このような充填材14には、充填後に空洞13内で収縮せずに、空洞13を満たして硬化する性質が要求される。従来はそのような充填材14として、たとえば、エアモルタルやエアミルク、発泡ポリウレタン等が用いられていた。
Such a
なお、関連する従来技術として、トンネル等の地下空洞に建て込まれた鋼製支保工と地山および補助工法鋼材との間の空隙に袋体を装填し、当該袋体内に充填材を加圧注入してこれを膨張させることにより、上記空隙を埋め、かつ鋼製支保工と地山および補助工法鋼材との間にプレロードをかける技術が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In addition, as a related prior art, a bag body is loaded into a gap between a steel support built in an underground cavity such as a tunnel, a natural ground, and an auxiliary construction method steel material, and the filler is pressurized into the bag body. There has been proposed a technique of filling the gap and injecting it to preload between the steel support, the natural ground, and the auxiliary construction steel (for example, see Patent Document 1).
また、その他の関連する従来技術として、トンネル等の掘削工事の際に、当該トンネル等の空洞部の掘削面に沿って設置される支保工と当該掘削面との間の密着方法が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 As another related prior art, a method of adhering between a support work installed along the excavation surface of a hollow portion of the tunnel or the like and the excavation surface at the time of excavation work of the tunnel or the like has been proposed. (For example, see Patent Document 2).
すなわち、この従来技術は、トンネル等の空洞部の掘削面に沿って設置される支保工と当該掘削面との間に、逆流防止用逆止弁が設けられた袋体を介装し、その袋体内に硬化促進材を添加したモルタル等の硬化性充填材を、上記支保工と掘削面の双方にプレロードを加えることなく注入するものである。 That is, this prior art interposes a bag body provided with a check valve for backflow prevention between a support work installed along the excavation surface of a hollow portion such as a tunnel and the excavation surface, A curable filler such as mortar to which a hardening accelerator is added is injected into the bag without adding a preload to both the support and the excavation surface.
上述したように、トンネル支保工(構築部材)の背面に存在する空洞を充填する工法は実用化されているが、いずれにしても従来技術では、限定的充填ができなかったり、できたとしても袋体内だけの充填であるため、適用が局所に限定され、適用部位を広げようとすれば、それだけ袋体が必要になることでコストアップの要因とならざるを得ないものである。しかし、トンネル覆工背面に生じる空洞には、ある程度の面的な広がりを持つ空洞となっている場合もあり、このような空洞に対して、充填箇所を限定してより経済的に充填する手段は未だ提供されていない。 As described above, the method of filling the cavity existing on the back surface of the tunnel support (construction member) has been put into practical use, but in any case, even if limited filling is not possible with the conventional technology, Since the filling is limited to the inside of the bag, the application is limited to the local area, and if the application site is to be expanded, it is necessary to increase the cost due to the necessity of the bag. However, the cavity generated on the back of the tunnel lining may be a cavity with a certain level of spread. Means for filling the cavity more economically by limiting the filling location. Has not been provided yet.
すなわち、従来技術において、流動性が大きいエアモルタル等の充填材14を用いると、目的とする空洞13の天端部13a以外の側部13bや、地山10に存在する亀裂等に充填材14が流れ込んでしまったり、覆工コンクリート12のクラック等から充填材14が漏れ出してしまう場合が多かった。
That is, when the
このように、従来は、目的とする空洞13の天端部13a以外の周囲も含めて充填材14を充填していたため、必要な材料の量および施工時間ともに大きくなり、工費が高く工期が長くなる要因となっていた。かかる問題は、高価な発泡ポリウレタン等を充填材14とした場合には、更に深刻である。
Thus, conventionally, since the
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トンネルの覆工コンクリート背面と地山との間に形成された空洞のうち、特に天端部へ充填材を限定的に充填することができる充填材の空洞への充填手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to fill the filler in a limited manner, particularly in the top end portion of the cavity formed between the backside of the tunnel lining concrete and the natural ground. It is an object of the present invention to provide a means for filling a cavity of a filler that can be formed.
また、この発明は、トンネルの覆工コンクリート背面と地山との間に形成された空洞のうち、特に天端部へ充填材を限定的に充填することができる充填手段を用いた充填材の空洞への充填方法を提供することを目的とする。 Further, the present invention provides a filling material using a filling means capable of filling a filler to the top end portion of the cavity formed between the backside of the tunnel lining concrete and the natural ground in a limited manner. It aims at providing the filling method to a cavity.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項1に係る充填材の空洞への充填手段は、トンネル構築部材とその周囲地山との間に形成された空洞のうち充填所望箇所のみに充填材を充填するための充填手段であって、前記充填手段は、袋状に形成されその内部に流体が導入されることにより膨張する一方、前記流体が排出されることにより収縮するように形成されており、前記空洞に収縮状態で配設された後、前記流体が前記内部に導入されて膨張することにより前記充填所望箇所とそれ以外の箇所とを区画する袋状堰と、前記空洞と連通するように前記トンネル構築部材に設けられ、前記袋状堰を収縮した状態で前記空洞内の所定位置に導入するための袋状堰用孔と、前記充填所望箇所と連通するように前記トンネル構築部材に設けられ、前記充填所望箇所に前記充填材を充填するための充填用孔と、を備えたものであり、前記袋状堰は、補強材を備えた弾性シートによって形成され、膨張使用された後に前記流体が排出され収縮状態で前記袋状堰用孔から取り出されることにより再使用可能に形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the filler filling means according to claim 1 of the present invention is a cavity formed between a tunnel construction member and its surrounding ground. A filling means for filling only a desired filling portion with a filling material, wherein the filling means is formed in a bag shape and expands by introducing a fluid therein, while the fluid is discharged. A bag-like weir that is formed so as to contract, and is disposed in the cavity in a contracted state, and then the fluid is introduced into the interior and expands to partition the desired filling point and other parts. A hole for a bag-like weir provided in the tunnel construction member so as to communicate with the cavity, and for introducing the bag-like weir into a predetermined position in the cavity in a contracted state; The tunnel structure Provided member, the filling hole for filling the filling material into the filling desired location, which was provided with the bag-like weir is formed by a resilient sheet with a reinforcing material, is expanded using After that, the fluid is discharged and taken out from the bag-like weir hole in a contracted state so as to be reusable .
また、この発明の請求項2に係る充填材の空洞への充填方法は、トンネル構築部材とその周囲地山との間に形成された空洞のうち充填所望箇所のみに充填材を充填するための充填方法であって、補強材を備えた弾性シートによって形成され、内部に流体が導入されることにより膨張する一方、膨張使用された後に前記流体が排出され収縮状態で前記袋状堰用孔から取り出されることにより再使用可能に形成された袋状堰を前記空洞内の所定位置に導入するための袋状堰用孔を前記トンネル構築部材に開ける袋状堰用孔削孔工程と、前記充填所望箇所に前記充填材を充填するための充填用孔を前記トンネル構築部材に開ける充填用孔削孔工程と、前記袋状堰を収縮した状態で前記袋状堰用孔から前記空洞内に導入し所定位置に配設する袋状堰導入配設工程と、前記空洞内に配設された前記袋状堰に前記流体を導入して膨張させることにより前記充填所望箇所とそれ以外の箇所とを区画する袋状堰膨張工程と、前記充填材を前記充填用孔から前記充填所望箇所に充填する充填材充填工程と、前記流体を排出して前記袋状堰を収縮させる袋状堰収縮工程と、収縮させた前記袋状堰を前記袋状堰用孔から取り出して回収する袋状堰回収工程と、を含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for filling a cavity with a filler, which is for filling a filler only in a desired portion of a cavity formed between a tunnel construction member and a surrounding ground. It is a filling method, which is formed by an elastic sheet provided with a reinforcing material, and expands when a fluid is introduced into the inside, while the fluid is discharged after being inflated and used from the bag-like weir hole in a contracted state. A bag-like weir hole drilling step for opening a bag-like weir hole in the tunnel construction member for introducing a bag-like weir formed to be reusable by being taken out into a predetermined position in the cavity, and the filling A filling hole drilling step for opening a filling hole for filling the filler in a desired location in the tunnel construction member, and introducing the bag-like weir hole into the cavity in a contracted state. A bag-like weir placed at a predetermined position An arrangement step, a bag-like weir expansion step for partitioning the desired filling portion and other portions by introducing the fluid into the bag-like weir arranged in the cavity and expanding the bag-like weir, and the filling A filling material filling step of filling a material into the filling desired portion from the filling hole, a bag-like weir shrinking step of discharging the fluid and shrinking the bag-like weir, and the shrinking bag-like weir in the bag And a bag-like dam collecting step of taking out and collecting from the hole for the dam-like dam.
この発明に係る充填材の空洞への充填手段によれば、充填材を充填所望箇所のみに限定して充填することができ、特に空洞の天端部に限定的かつ確実に充填することができる。したがって、充填材の使用量を減らすことができるので、工費を低減することができ、工期を短縮することができる。 According to the filling means for filling a cavity with a filler according to the present invention, the filler can be filled only in a desired filling portion, and in particular, the top end of the cavity can be filled in a limited and reliable manner. . Therefore, since the usage-amount of a filler can be reduced, a construction cost can be reduced and a construction period can be shortened.
また、この発明に係る充填材の空洞への充填手段によれば、袋状堰を繰り返し使用できるため、経済的であり、更に工費を低減することができる。 Further , according to the filling means for filling the cavity of the filler according to the present invention, the bag-like weir can be used repeatedly, which is economical and can further reduce the construction cost.
また、この発明に係る充填材の空洞への充填手段によれば、環境保全に寄与することができる。 Moreover, according to the filling means for filling the cavity of the filler according to the present invention, it can contribute to environmental conservation.
また、この発明に係る充填材の空洞への充填手段によれば、所定硬化後の充填材からの剥離性が更に向上するので、袋状堰を回収し易くすることができる。 Moreover, according to the filling means for filling the cavities of the filler according to the present invention, the peelability from the filler after the predetermined curing is further improved, so that the bag-like weir can be easily collected.
また、この発明に係る充填材の空洞への充填方法によれば、充填材を充填所望箇所のみに限定して充填することができ、特に空洞の天端部に限定的かつ確実に充填することができる。したがって、充填材の使用量を減らすことができるので、工費を低減することができ、工期を短縮することができる。 Further , according to the filling method of the filling material into the cavity according to the present invention, the filling material can be filled only in the desired filling place, and in particular, the filling is limited and surely filled in the top end portion of the cavity. Can do. Therefore, since the usage-amount of a filler can be reduced, a construction cost can be reduced and a construction period can be shortened.
また、この発明に係る充填材の空洞への充填方法によれば、充填材充填工程の後に袋状堰を収縮させることにより、袋状堰を回収し易くでき、回収後に再使用することができるので、経済的であり、更に工費を低減することができる。 Further , according to the filling method of the filling material into the cavity according to the present invention, the bag-like dam can be easily recovered by shrinking the bag-like dam after the filling material filling step, and can be reused after the collection. Therefore, it is economical and the construction cost can be further reduced.
以下に、この発明に係る充填材の空洞への充填手段および充填方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この発明を既設トンネルにおける覆工背面天端部の空洞に適用する例について説明するが、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。 Embodiments of a filling means and a filling method for filling a cavity of a filler according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, although the example which applies this invention to the cavity of the lining back surface top end part in an existing tunnel is demonstrated, this invention is not limited by this Example. In the following description, the same or equivalent members as those already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.
図1は、この発明の実施例に係る袋状堰20を用いて天端部13aの空洞13に充填材14が充填されたトンネル11を示す断面図、図2は、袋状堰用孔22および充填用孔23を設けたトンネル11を示す断面図であり、後述する図4に示した覆工コンクリート(トンネル構築部材)12をB−B断面で切断した状態を示す断面図でもある。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
また、図3は、図2に示したトンネル11をA−Aで切断した状態を示す断面図、図4は、袋状堰用孔22および充填用孔23を天端部13aの空洞13から見た平面図、図5は、収縮した袋状堰20を袋状堰用孔22から空洞13に導入したトンネル11を示す断面図、図6は、図5に示した覆工コンクリート12を天端部13aの空洞13から見た平面図である。
3 is a cross-sectional view showing a state in which the
また、図7は、膨張した袋状堰20によって区画された空洞13を示す断面図、図8は、図7に示した空洞13の平面図、図9は、図1に示した空洞13の平面図であり、トンネル11の下流から上流に向かって天端部13aに充填材14を充填していく様子を示す平面図である。
7 is a cross-sectional view showing the
ここでの上流・下流とは、つぎのように定義されている。すなわち、たとえば一般的な道路トンネルで考えれば、トンネル延長方向の道路面には必ず縦断勾配がついており、その場合、トンネル断面はほぼ同じであるので、トンネル天端部も縦断勾配がつくことになり、その場合の天端部における高さの高い所を上流とし、その上流に比べて高さの低い所を下流としている。 Here, upstream and downstream are defined as follows. That is, for example, in the case of a general road tunnel, the road surface in the tunnel extension direction always has a vertical gradient, and in that case, the tunnel cross section is almost the same, so the tunnel top end also has a vertical gradient. In this case, the high part at the top end is the upstream, and the low part is the downstream.
図10は、充填材14の充填後に袋状堰20を収縮させたトンネル11を示す断面図、図11は、天端部13aの空洞13に限定充填された充填材14を示す平面図であり、収縮させた袋状堰20の一部を空洞13から撤去した状態を示したものである。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the
図1に示すように、本実施例は、既設されたトンネル11の覆工コンクリート12背面と地山10との間に形成された空洞13、特に天端部(充填所望箇所)13aへ、充填材14を限定的に充填するための充填手段および充填方法に関するものである。
As shown in FIG. 1, the present embodiment fills a
上記充填手段は、後述する袋状堰20と、この袋状堰20を収縮した状態で空洞30内の所定位置(図4〜図6参照)に導入するために、空洞13と連通するように覆工コンクリート12に開けられた袋状堰用孔22と、天端部13aに充填材14を充填するために空洞13と連通するように覆工コンクリート12に開けられた充填用孔23とを備えている。
The filling means communicates with the
先ず、上記袋状堰20について説明する。袋状堰20は、袋状に形成され、その内部に流体が導入されることにより膨張する一方、当該流体が排出されることにより収縮するように形成されている。
First, the bag-
すなわち、この袋状堰20は、空洞13に収縮状態で配設された後、上記流体が当該袋状堰20の内部に導入されて膨張することにより、天端部13aと側部(充填所望箇所以外の箇所)13bとを区画するための部材である。
That is, after the bag-
この袋状堰20は、補強材を芯材として備えた弾性シートによって形成され、膨張使用された後に上記流体が排出され収縮状態で袋状堰用孔22から取り出されることにより再使用可能に形成されている。
The bag-
すなわち、袋状堰20は、覆工コンクリート12および地山10に密着するように変形特性に優れ、かつ充填材14や内部に入れる流体の圧力により破損しない構造および材料にて形成されている。
That is, the bag-
また、袋状堰20は、膨張状態で充填材14や地山10から所定圧力を受けるとともに鋭利な岩盤と密着する場合もあり、そのような条件下で所定回数、再使用されるので、所定の機械的強度(たとえば、耐圧強度、耐摩耗性、耐切り裂き強度等)を有する必要がある。
Further, the bag-
したがって、袋状堰20は、たとえばカーボン繊維またはケブラー繊維等の補強材を芯材として備えたゴムシート(弾性シート)によって形成することができる。これにより、所定の変形特性と機械的強度を備えることができ、信頼性の高い袋状堰20を得ることができる。
Therefore, the bag-
なお、袋状堰20を所定回数、再使用する場合には、袋状堰20は上記のように再使用に耐える機械的強度等を備える必要があるが、設置箇所から撤去せず、再使用しない場合(空洞13内に埋設する)には、袋状堰20の強度は、少なくとも充填材14が硬化するまで耐えられればよい。
When the bag-
また、袋状堰20は、膨張時において上記流体の封入状態を保持するため、当該流体の導入・排出口に所定の逆止弁(図示せず)を備えている。また、この導入・排出口には、袋状堰20に上記流体を供給等する圧送ポンプ手段からの接続配管(図示せず)を着脱自在とするソケット(図示せず)が設けられている。
In addition, the bag-
これらの逆止弁やソケットは、公知技術によって構成されており、それぞれ別体に構成されていてもよいが、当該ソケット内に当該逆止弁を内蔵することもできる。また、上記ソケットは、上記圧送ポンプ手段からの接続配管と接続し易いように、袋状堰用孔22からトンネル11内側に露出させて配置されている。
These check valves and sockets are configured by a known technique and may be configured separately, but the check valve may be incorporated in the socket. Further, the socket is disposed so as to be exposed to the inside of the
なお、上記逆止弁を、袋状堰20側に設けるのではなく、上記圧送ポンプ手段からの接続配管側に設けてもよい。
In addition, you may provide the said non-return valve in the connection piping side from the said pumping pump means instead of providing in the bag-
また、袋状堰20の表面には、たとえば、ワックス系、ポリビニルアルコール系、油脂系の剥離剤が塗布されている。これにより、所定硬化後の充填材14からの剥離性が更に向上するので、袋状堰20を回収し易くすることができる。
The surface of the bag-
なお、所定の機械的強度や弾性力等を確保することができれば、そのような剥離性を有した材料を素材として袋状堰20を形成してもよい。
Note that the bag-
また、袋状堰20に導入・排出される上記流体には、空気または水を用いることができる。これらは、安定した物性を有し汎用されているため、取り扱いが比較的容易であるとともに、低コストで用いることができるからである。
Moreover, air or water can be used for the fluid introduced into and discharged from the bag-
つぎに、袋状堰用孔22について説明する。袋状堰用孔22は、図2〜図4、図8および図9に示すように、充填材14の充填所望箇所(天端部13a)の全周囲を囲むように、覆工コンクリート12に所定径および所定ピッチで削孔されている。
Next, the bag-
袋状堰用孔22の径は、収縮状態の袋状堰20を空洞13に導入し、または空洞13から撤去する際に、円滑に作業が行えるような大きさに設定されている。また、この袋状堰用孔22には、上記所定位置への導入や上記撤去作業が円滑に行えるように袋状堰20を案内するガイド部材(図示せず)を、必要に応じて設けてもよい。
The diameter of the bag-
袋状堰用孔22を設ける上記ピッチは、図8に示すように、隣接する袋状堰20を膨張させた際に両者が一定圧力で当接して、その当接部に隙間ができないような距離に設定されている。
As shown in FIG. 8, the pitch for providing the bag-like weir holes 22 is such that when the adjacent bag-
そして更に、上記ピッチは、充填材14を充填すべき天端部13aの範囲や、袋状堰20の大きさや強度、更には充填材14から受ける圧力等の各種条件を勘案して設定されている。
Further, the pitch is set in consideration of various conditions such as the range of the
つぎに、充填用孔23について説明する。充填用孔23は、図2〜図4、図8および図9に示すように、充填材14の充填所望箇所(天端部13a)のほぼ中心部に位置するように、覆工コンクリート12に所定ピッチで削孔されている。
Next, the filling
また、この充填用孔23を設けるピッチは、図9に示すように、トンネル11の下流側から上流側に向けて、充填用孔23に設けられた注入パイプ用15(図1参照)から充填材14を注入したときに、充填所望箇所に充填材14が効率良く、しかも満遍なく充填されるような距離に設定されている。
Further, as shown in FIG. 9, the pitch at which the filling holes 23 are provided is filled from the injection pipe 15 (see FIG. 1) provided in the filling holes 23 from the downstream side to the upstream side of the
そして更に、上記ピッチは、充填材14を充填すべき天端部13aの範囲や、充填材14の粘度や硬化速度、充填材14を圧送する圧送ポンプ手段(図示せず)等の圧送速度等の各種条件を勘案して設定されている。
Further, the pitch is determined by the range of the
また、上記注入パイプ用15は、充填材14の逆流を防止する所定の逆止弁(図示せず)を備えるとともに、天端部13aに充填材14を供給等する圧送ポンプ手段からの接続配管(図示せず)を着脱自在とするソケット(図示せず)を備えている。これらの逆止弁やソケットは、公知技術によって構成されている。
The
なお、上記袋状堰用孔22および充填用孔23は、削孔ドリル(図示せず)によって同時に削孔するのが効率的である。
The bag-
つぎに、充填材14について説明する。充填材14は、充填後に空洞13内で収縮せずに、空洞13を満たして硬化する性質を備えていれば、特に限定されず、公知のものを使用することができる。たとえば、エアモルタルやエアミルク、発泡ポリウレタン等を用いることができる。
Next, the
また、空洞13に湧水があっても確実に充填できるように、たとえば所定の吸水性ポリマーを用いた公知の充填材14を使用することもできる。この充填材14は、ポンプで圧送中は高い流動性をもつものの、圧送後はそのままの状態で自立する性質を有するとともに、水に触れても材料が分離しにくい性質を兼ね備えているものである。
Further, for example, a known
このため、圧送中は天端部13aの隅々まで速やかに充填され、圧送を止めるとそのままの形を維持することができる。したがって、充填材14は地山10や覆工コンクリート12にあるクラックに漏出せず、充填所望箇所の天端部13aだけを確実に充填することができる。また、湧水に触れても材料が分離しにくいため、所定の強度で確実に天端部13aを充填することができる。
For this reason, during pumping, it fills quickly to every corner of the
つぎに、上記充填方法に係る作業手順について説明する。先ず、袋状堰用孔削孔工程および充填用孔削孔工程では、図2〜図4に示すように、覆工コンクリート12の所定箇所に袋状堰用孔22および充填用孔23を、削孔ドリル(図示せず)によって同時に削孔する。
Next, an operation procedure related to the above filling method will be described. First, in the bag-like weir hole drilling step and the filling hole drilling step, as shown in FIGS. 2 to 4, the bag-
そして、つぎの袋状堰導入配設工程では、図5および図6に示すように、袋状堰20を収縮した状態で袋状堰用孔22から空洞13内に導入し、所定位置に配設する。この所定位置への配設作業は、図8に示すように、袋状堰20が膨張したときに天端部13aの全周囲をバランス良く囲むことができるように行われる。なお、この配設作業では、必要に応じて上述したガイド部材を用いてもよい。
Then, in the next bag-like weir introduction and placement step, as shown in FIGS. 5 and 6, the bag-
つぎに、袋状堰膨張工程では、図7および図8に示すように、空洞13内に配設された袋状堰20に上記流体を導入して膨張させることにより、袋状堰20を覆工コンクリート12および地山10に密着させ、天端部13aと側部13bとを区画する。
Next, in the bag-like weir expansion step, as shown in FIGS. 7 and 8, the bag-
そして、充填材充填工程では、図1および図9に示すように、側部13bと区画された天端部13aに、充填材14を充填用孔23に設けられた注入パイプ用15(図1参照)から充填材14を所定量注入して満たし、硬化させる。
In the filler filling step, as shown in FIGS. 1 and 9, the
このときトンネル11は、図3に示したように、下流側から上流側に向けて上り勾配となっているので、充填後の充填材14の流動方向(重力により下流側に流動する)を考慮して、図9中の白抜き矢印で示すように、トンネル11の下流側から上流側に向けて1つめの充填用孔(破線で示す)23から充填材14を充填し、その充填状況を見ながら、つぎの充填用孔(実線で示す)23から充填材14を順次充填していくのが好ましい。
At this time, as shown in FIG. 3, the
なお、トンネル11が下流側から上流側に向けて上り勾配となっており、充填後の充填材14の流動方向を考慮しつつ、充填材14の圧送を適時に停止できるので、過剰量の充填材14を注入する虞が少ない。したがって、トンネル11の上流側端部において当該トンネル11を横切る方向に配置された袋状堰20は、必ずしも設けなくてもよい。
Note that the
このようにして天端部13aのみを限定的に充填材14で埋めることができ、この充填材14が硬化することにより、地山10と覆工コンクリート12を一体化させることができる。
In this way, only the
ここでは、説明の都合上、トンネル11の下流側から上流側に向けて、2つの充填用孔23から充填材14を充填する例について説明したが、充填すべき範囲が更に上流側に広がっている場合には、当該方向に上記袋状堰用孔22および充填用孔23を必要数削孔し、上記一連の工程を順次繰り返していけばよい。
Here, for convenience of explanation, the example in which the
本実施例では、上記充填材充填工程の後に袋状堰20を収縮させて撤収し再使用するので、図10および図11に示すように、袋状堰20から上記流体を排出して収縮させる袋状堰収縮工程を実施した後、この収縮させた袋状堰20を袋状堰用孔22から取り出して回収する袋状堰回収工程を実施する。
In the present embodiment, the bag-
なお、袋状堰20を再使用しないで、空洞13に埋設したままにする場合には、上記袋状堰回収工程は省略される。
When the bag-
つぎに、必要に応じて袋状堰用孔22および充填用孔23を塞ぐ孔閉塞工程を実施する。これらの袋状堰用孔22および充填用孔23を塞ぐことによって、当該部分から新たなクラックが発生するのを抑制したり、湧き水や土砂等の流出を抑制するとともに、トンネル11内壁の見栄えを整えることもできる。
Next, a hole closing step for closing the bag-
以上のように、この実施例に係る充填材の空洞への充填手段および充填方法によれば、充填材14を空洞13の天端部13aに限定的かつ確実に充填することができる。したがって、充填材14の使用量を減らすことができるので、工費を低減することができ、工期を短縮することができる。また、袋状堰20を繰り返し使用できるため、経済的であり、更に工費を低減することができる。
As described above, according to the filling means and the filling method for filling the cavity according to this embodiment, the filling
なお、上記実施例においては、袋状堰20を再使用するものとして説明したが、これに限定されず、袋状堰20を再使用しないで空洞13に埋設してもよい。
In addition, in the said Example, although demonstrated as what reuses the bag-
この場合は、袋状堰20に導入する流体は、空気または水であってもよいが、充填材14を用いてもよい。充填材14を用いることにより、空洞13における袋状堰20の占有体積部分も充填範囲とすることができるので、地山10と覆工コンクリート12を更に一体化させることができる。
In this case, the fluid introduced into the bag-
また、袋状堰20を空洞13内に埋設したままとする場合には、環境保全等の観点から、袋状堰20は、上記所定の変形特性や強度等を備えた生分解性樹脂にて形成されていることが好ましい。
Further, when the bag-
すなわち、ここで言う生分解性樹脂とは、「使用中は通常の樹脂と同じように使えて、使用後は自然界において微生物あるいは水分などが関与して低分子化合物となり、最終的には水と二酸化炭素に分解する樹脂」のことである。 In other words, the biodegradable resin as used herein means that, during use, it can be used in the same way as a normal resin, and after use, it becomes a low molecular weight compound due to the involvement of microorganisms or moisture in nature. “Resin that decomposes into carbon dioxide”.
なお、上記実施例では、鉄道、道路、導水路等の水平方向に構築されることが多いトンネル11を例にして説明したが、これに限定されない。たとえば、ここでのトンネルは地下に設けられた穴を意味し、貫通穴でなく縦穴のように出入り口が1つしかないものも含み、また穴の形状も特に問うものではない。また、充填箇所についても、天端部の空洞に限定されず、側壁部やインバート部への適用も可能であり、同様の効果を期待できる。
In addition, although the said Example demonstrated and demonstrated the
ここで、本発明による効果を補足的に付け加える。たとえば、本発明を適用しようとするトンネル11周囲に飲料水用の地下水がある場合は、地下水汚染を避けなければならない。本発明によれば、袋状堰20によって充填材14の流出を止めるようにしているので、まだ固まらない充填材14が地下水中に流れ出し、その成分が地下水中に溶出することで地下水を汚染する、というようなことがない。
Here, the effect by this invention is added supplementarily. For example, when there is groundwater for drinking water around the
また、充填部側部に地下水が流れている場合でも、袋状堰20によって地下水と充填材14が直接触れることなく縁切りされているので、地下水を汚染することがない。このように本発明は、水質汚濁防止を図ることができ、環境維持の面で効果的である。
Further, even when groundwater is flowing in the side portion of the filling portion, the groundwater and the
以上のように、この発明に係る充填材の空洞への充填手段および充填方法は、既設されたトンネルの覆工コンクリート背面と地山との間に形成された空洞への充填材の充填に有用であり、特に、天端部の空洞へ充填材を限定的に充填する場合に適している。 As described above, the filling means and the filling method of the filler according to the present invention are useful for filling the cavity formed between the backside of the existing tunnel lining concrete and the ground. Especially, it is suitable for the case where the filler is limitedly filled into the cavity at the top end.
10 地山
11 トンネル
12 覆工コンクリート(トンネル構築部材)
13 空洞
13a 天端部(充填所望箇所)
13b 側部(充填所望箇所以外の箇所)
14 充填材
15 注入用パイプ
20 袋状堰
22 袋状堰用孔
23 充填用孔
10
13
13b Side (location other than desired filling location)
14
Claims (2)
前記充填手段は、
袋状に形成されその内部に流体が導入されることにより膨張する一方、前記流体が排出されることにより収縮するように形成されており、前記空洞に収縮状態で配設された後、前記流体が前記内部に導入されて膨張することにより前記充填所望箇所とそれ以外の箇所とを区画する袋状堰と、
前記空洞と連通するように前記トンネル構築部材に設けられ、前記袋状堰を収縮した状態で前記空洞内の所定位置に導入するための袋状堰用孔と、
前記充填所望箇所と連通するように前記トンネル構築部材に設けられ、前記充填所望箇所に前記充填材を充填するための充填用孔と、
を備えたものであり、
前記袋状堰は、補強材を備えた弾性シートによって形成され、膨張使用された後に前記流体が排出され収縮状態で前記袋状堰用孔から取り出されることにより再使用可能に形成されていることを特徴とする充填材の空洞への充填手段。 A filling means for filling a filler only in a desired filling portion among cavities formed between a tunnel construction member and its surrounding ground,
The filling means includes
It is formed in a bag shape and expands when a fluid is introduced into the bag, and is contracted when the fluid is discharged, and after the fluid is disposed in the contracted state, the fluid Is introduced into the inside and expands to form a bag-like dam that partitions the desired filling location and other locations;
A bag-like weir hole provided in the tunnel construction member so as to communicate with the cavity, and introduced into a predetermined position in the cavity in a contracted state of the bag-like weir;
Provided in the tunnel construction member so as to communicate with the desired filling portion, and a filling hole for filling the filling desired portion with the filler;
It is those with,
The bag-like weir is formed by an elastic sheet provided with a reinforcing material, and is formed so as to be reusable by being discharged from the bag-like weir hole in a contracted state after the fluid is discharged after being inflated and used. A filling means for filling a cavity with a filler.
補強材を備えた弾性シートによって形成され、内部に流体が導入されることにより膨張する一方、膨張使用された後に前記流体が排出され収縮状態で前記袋状堰用孔から取り出されることにより再使用可能に形成された袋状堰を前記空洞内の所定位置に導入するための袋状堰用孔を前記トンネル構築部材に開ける袋状堰用孔削孔工程と、 It is formed by an elastic sheet provided with a reinforcing material, and expands when a fluid is introduced into the interior, while the fluid is discharged after being inflated and used by being taken out from the bag-like weir hole in a contracted state. A bag-like weir hole drilling step for opening a bag-like weir hole in the tunnel construction member for introducing a bag-like weir formed in a predetermined position in the cavity;
前記充填所望箇所に前記充填材を充填するための充填用孔を前記トンネル構築部材に開ける充填用孔削孔工程と、 A filling hole drilling step for opening a filling hole for filling the filling desired portion in the tunnel construction member;
前記袋状堰を収縮した状態で前記袋状堰用孔から前記空洞内に導入し所定位置に配設する袋状堰導入配設工程と、 A bag-like weir introduction and disposition step of introducing the bag-like weir into the cavity from the bag-like weir hole in a contracted state and disposing it at a predetermined position;
前記空洞内に配設された前記袋状堰に前記流体を導入して膨張させることにより前記充填所望箇所とそれ以外の箇所とを区画する袋状堰膨張工程と、 A bag-like weir expansion step that partitions the desired filling point and other points by introducing the fluid into the bag-like weir disposed in the cavity and inflating it;
前記充填材を前記充填用孔から前記充填所望箇所に充填する充填材充填工程と、 A filling material filling step of filling the filling material into the filling desired portion from the filling hole;
前記流体を排出して前記袋状堰を収縮させる袋状堰収縮工程と、 A bag-like weir shrinking step for discharging the fluid and shrinking the bag-like weir;
収縮させた前記袋状堰を前記袋状堰用孔から取り出して回収する袋状堰回収工程と、 A bag-like weir collecting step of taking out and collecting the shrunk bag-like weir from the bag-like weir hole;
を含むことを特徴とする充填材の空洞への充填方法。 A method of filling a cavity with a filler characterized by comprising:
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