JP4490859B2

JP4490859B2 - 土木用袋体

Info

Publication number: JP4490859B2
Application number: JP2005100722A
Authority: JP
Inventors: 和孝 ▲からさき▼; 順一後藤
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006283281A

Description

本発明は、その内部にモルタル等の注入材を注入して膨張させて使用する土木用袋体であって、特に、コンパクトに折り畳むことが容易で、且つ、膨張性が高い土木用袋体に関する。

トンネルなどの空洞部を掘削する際には、地山の緩みや掘削面の崩壊を防止するために、Ｈ型鋼材などを円弧状に曲げた支保工を掘削面に沿って設置することが多い。しかし、この支保工と掘削面との間には必ず隙間が生じることから、この隙間に袋体を間詰めしてから、袋体内にグラウト等の注入材を注入して、袋体を地山に密着させた状態で注入材を固化させる工法がある。このような工法はプレロードシェル工法（例えば、特許文献１参照）と呼ばれ、地山にプレロード（予荷重）をかけることにより地山の沈下抑制を行っている。

また、めがねトンネルの施工においては、まず、左右に隣り合う本坑位置の中間位置に中央導坑を掘削形成し、次に、めがねトンネルの中心となる中壁コンクリートを作り、その上に本坑の支保工を建て込みながら本坑の掘削を行うという手順で施工が行われる（例えば、特許文献２参照）。この支保工を設置するためには、中壁コンクリート上面と掘削面との間に、大きな隙間がトンネル長さ方向に沿って必要となる。そこで、この隙間に袋体を連続的に並べて間詰めを行い、支保工を設置した後に袋体内にグラウト等の注入材を注入することで、地山の沈下抑制を図っている。

上記のような隙間を間詰めするための袋体としては、膨張したときに、掘削面と、支保工や中壁コンクリートとの間の大きな隙間を確実に埋めることができる膨張性の高い袋体である必要があるが、例えば、特許文献２に記載されているような、筒状袋体の両端部が閉塞されて、内部に膨張可能な空間が形成された二重筒の土木用袋体が用いられている。

特公平２−５２３７号公報特開２００４−７６５６８号公報

しかし、前記特許文献２に記載の袋体は、膨張させる前の状態での嵩がかなり高いために運搬しづらく、前述のような隙間へ設置する際の作業性も十分とは言えない。また、寸法が大きくなると注入材の注入圧力に耐えるためにより高い強度が必要となる。

本発明では、寸法が大きくてもコンパクトに折り畳むことが可能で取り扱いが容易であり、且つ、高い耐圧力を有する袋体を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の土木用袋体は、その両端部にそれぞれ形成された２つの小径部と、これら２つの小径部の間に形成された複数の大径部と、これら複数の大径部よりも小径で、且つ、前記複数の大径部を連結する連結部とを有する異径筒状織物を備え、前記異径筒状織物は、筒長方向内側に折り返された状態で重なり合う両端部の２つの小径部が接続されて、内側の折り返し部と外側の表面部との間に環状空間が形成され、この環状空間に、注入材を注入する為の注入口が設けられていることを特徴とするものである。

袋体は、異径筒状織物が内側に折り返された状態で、重なり合う両端の２つの小径部が接続されて形成された環状空間を備えており、この環状空間に注入口から注入材が注入される。このように、接続される両端部が小径であるので、接続作業を容易且つ迅速に行うことができるし、注入材を注入したときに接続部に作用する張力が小さくなり、接続部での破断が生じにくい。また、両端部が小径であることから、接続された両端から注入材が漏れにくい。さらに、袋体は、複数の大径部とこれら複数の大径部を連結する連結部とを備えた、いわゆる、蛇腹構造を有するため、袋体をコンパクトに平面状に折り畳むことができ、保管や運搬の面で有利である。

第２の発明の土木用袋体は、前記第１の発明において、前記異径筒状織物が、複数本の経糸とこれら複数本の経糸に対してスパイラル状に連続して織り込まれた緯糸からなる、継ぎ目のない織物であることを特徴とするものである。袋体が継ぎ目のない織物であることから、縫製部のような局部的に強度の弱い部位が存在せず、注入材をより高い注入圧で注入することができる。

第３の発明の土木用袋体は、前記第１又は第２の発明において、前記異径筒状織物の両端部の２つの小径部が、パイプを介して接続されていることを特徴とするものである。このように、異径筒状織物の両端部がパイプを介して接続されていることにより、袋体の中心に剛性を有する部分が存在することになり、現場で袋体を取り扱いやすくなる。

第４の発明の土木用袋体は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記異径筒状織物が、前記連結部において内側へ折り曲げられていることを特徴とするものである。この構成によれば、折り曲げられた部分の近傍において、折り返し部の内側に形成される通路が小さくなる。従って、環状空間内に注入材が注入されたときに、その内側の通路が塞がりやすくなるため、袋体が間詰めを行う面により確実に押しつけられ、間詰めの効果が高くなる。また、袋体を膨張させた時に、折り曲げられた部分において長さ方向に伸展しようとして折り返し部が表面部に対してずれる現象が起きるが、大径部よりも径の小さい連結部において折り曲げられていると、この折り曲げられた部分の位置がずれて連結部よりも大径の大径部を越えて伸展することはなく、小径部を接続する接続部に無理な力がかからない。

第５の発明の土木用袋体は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記異径筒状織物が、前記大径部において内側へ折り曲げられていることを特徴とするものである。従って、折り曲げられた部分の近傍において、異径筒状織物の折り返し部と表面部とが略同じ幅となるため、保管の際などに袋体を折り畳みやすくなる。また、袋体の先端部（折り曲げられた部分の近傍部）の緯糸に余裕があるため、袋体に注入材が注入されたときには袋体の先端部がより膨張しやすくなり、袋体が間詰めを行う面に略均一に押しつけられる。また、袋体に局部的な力が作用しにくくなる。

第６の発明の土木用袋体は、前記第１〜第５の何れかの発明において、前記複数の大径部は、第１大径部と、この第１大径部よりも径が小さく、且つ、前記小径部及び前記連結部よりも径の大きな第２大径部を含み、前記第２大径部が前記第１大径部内に折り返されていることを特徴とするものである。この構成では、袋体をコンパクトに折り畳むことがさらに容易になる。また、折り返し部が表面部に比べて小径になることから、環状空間内に注入材が注入されて袋体が膨張したときに、袋体に作用する長さ方向の引張力に対して、接続された異径筒状織物の両端部に作用する張力が小さくなる。

第７の発明の土木用袋体は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記注入口が、前記折り返し部の前記環状空間側に設けられていることを特徴とするものである。従って、注入口が、注入材の注入される袋体の内部（環状空間側）に設けられることになるため、注入材が確実に環状空間内へ注入されるし、注入材が漏れにくくなる。

次に、本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は、めがねトンネルの施工時の間詰め用に用いられる袋体に本発明を適用した一例である。

図１はめがねトンネル施工時におけるトンネル断面を示すものである。図１において、左右に隣り合う２つの本坑２１，２２は掘削等により形成される。ここで、これら２つの本坑２１，２２は、同時に掘削して形成するのではなく、はじめに２つの本坑２１，２２の中間位置を掘削して空洞部２３（一般的には、中央導坑と呼ばれる）を形成し、この空洞部２３に中壁コンクリート２４をトンネル長さ方向に形成する。この中壁コンクリート２４は、後に、２つの本坑２１，２２の共通した側壁となる。また、中壁コンクリート２４の上面２５と掘削面２６との間の隙間２７に後述する土木用袋体１０を載せて、並べて設置する。そして、これら土木用袋体１０内の空間に、モルタル等の注入材を加圧注入して掘削面に対してプレロードをかけることにより、地山の沈下抑制を行う。

次に、土木用袋体１０について詳細に説明する。
図２、図３に示すように、土木用袋体１０は、両端部にそれぞれ形成された２つの小径部１１ａ，１１ｂと、これら２つの小径部１１ａ，１１ｂの間に設けられた３つの大径部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅと、これら３つの大径部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅよりも小径で、且つ、３つの大径部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを連結する２つの連結部１１ｆ，１１ｇとを有する異径筒状織物１１を備えている。この異径筒状織物１１は、ポリエステル繊維等の合成繊維製の複数本の経糸とこれら複数本の経糸に対してスパイラル状に連続して織り込まれた緯糸から織成された、継ぎ目のない織物である。

３つの大径部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅのうち、大径部１１ｃ（第１大径部）は、異径筒状織物１１の全長の略半分の長さを有し、さらに、他の２つの大径部１１ｄ，１１ｅよりも十分大きな径を有する。一方、大径部１１ｄ，１１ｅ（第２大径部）は互いに等しい径を有する。

この異径筒状織物１１から以下のようにして袋体１０が製造される。図３（ａ）に示すように、異径筒状織物１１の小径部１１ｂ側の部分（２つの大径部１１ｄ，１１ｅを含む部分）を筒長方向内側に折り返し、大径部１１ｃと大径部１１ｄとを連結する連結部１１ｆにおいて折り曲げられた状態にする。次に、両端部の２つの小径部１１ａ，１１ｂが重なり合う状態で小径部１１ａ，１１ｂを接続することにより、内側の折り返し部１１ｈと外側の表面部１１ｉとの間に、注入材８が注入される環状空間１２が形成される。このとき、図２（ｂ）に示すように、折り返し部１１ｈに含まれる２つの大径部１１ｄ，１１ｅにより、袋体１０を容易に蛇腹状に折り畳んで、袋体１０の嵩を小さくしてコンパクトにすることができるため、保管や運搬の面で有利である。尚、大径部４１ｆの数は、袋体１０の寸法、材質等により適宜変更することができる。

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、異径筒状織物１１の２つの小径部１１ａ，１１ｂの接続は、内側の小径部１１ｂ内に短い塩化ビニル製のパイプ１３を挿入してから、このパイプ１３の外周部に２つの小径部２ａ，２ｂを金属製のバンド１４で締め付けて固定することにより行う。このように、異径筒状織物１１の両端部がパイプ１３を介して接続されているため、２つの小径部２ａ，２ｂを重ね合わせて接続する作業が非常に簡単なものとなり、両端部の接続作業を迅速に行うことができる。また、袋体１０の中心に剛性を有する部分が存在することになり、現場で袋体１０を取り扱いやすくなる。

尚、図４に示すように、パイプ１３を、異径筒状織物１１の外側の小径部１１ａと内側の小径部１１ｂとの間に挿入して、内側の小径部１１ｂを外側に折り返してからバンド１４で締め付けるようにしてもよい。このようにすれば、異径筒状織物１１の両端部をより強固に接続することができる。

折り返し部１１ｈの内側（環状空間１２側）には、注入材８を環状空間１２内に注入する為の注入口１５が設けられ、この注入口１５には、注入管１６を介してフレキシブルな注入ホース（図示省略）が接続される。尚、注入口１５の数は適宜変更可能である。

この袋体１０には、中壁コンクリート２４の上面２５と掘削面２６との間の隙間２７に配置された状態（図１参照）で、注入ホース及び注入口１５を介して、モルタル等の注入材８が注入される。ここで、前述のように、注入口１５は、注入材８が注入される袋体１０の内部（環状空間１２側）に設けられているため、注入材８は確実に環状空間１２内へ注入され、外部に漏れ出すことがない。尚、このとき、袋体１０内の空気を注入材８で完全に置換するために、袋体１０に排気ホースを介して排気装置（図示省略）を接続して、袋体１０内の空気を排出しながら注入材８を注入するようにしてもよい。

ここで、注入材８が注入される環状空間１２を形成する、折り返し部１１ｈ及び表面部１１ｉには継ぎ目がないため、局所的に耐圧力の弱い部分が存在せず、袋体１０の耐圧力は高くなっている。尚、本実施形態の一例として、例えば、繊度が１１００ｄｔｅｘ／８×３本／ｃｍの経糸と、繊度が１１００ｄｔｅｘ／９×６．４本／ｃｍの緯糸とを使用し、さらに、小径部１１ａ，１１ｂの径Ｄ₁＝２００ｍｍ、小径部１１ａ，１１ｂの長さＬ₁＝３００ｍｍ、大径部１１ｃの径Ｄ₂＝１８００ｍｍ、大径部１１ｃの長さＬ₂＝１５００ｍｍ、大径部１１ｄの径Ｄ₃＝１０００ｍｍとして袋体１０を織成した（設計耐圧力は０．５ＭＰａ）。

また、接続される異径筒状織物１１の両端部が小径部１１ａ，１１ｂであるため、環状空間１２内に注入材８を注入したときに両端部に作用する張力は比較的小さくなり、これら両端部での破断が生じにくい。さらに、両端部が小径であることから、その接続された両端部から注入材８が漏れにくい。

異径筒状織物１１は、連結部１１ｆにおいて内側へ折り曲げられているため、折り曲げられた部分の近傍において、折り返し部１１ｈの内側に形成される通路が小さくなる。従って、環状空間１２内に注入材８が注入されたときには、折り返し部１１ｈの内側の通路が塞がりやすくなるため、袋体１０が接触面に確実に押しつけられ、間詰めの効果が高くなる。また、袋体１０を膨張させた時に、折り曲げられた部分において長さ方向に伸展しようとして折り返し部１１ｈが表面部１１ｉに対してずれる現象が起きるが、大径部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅよりも径の小さい連結部１１ｆにおいて折り曲げられていると、この折り曲げられた部分の位置がずれて、連結部１１ｆよりも大径の大径部１１ｄを越えて伸展することはなく、両端の２つの小径部１１ａ，１１ｂを接続する接続部に無理な力がかからない。

また、３つの大径部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅのうち、径の小さな２つの大径部１１ｄ，１１ｅ（第２大径部）が、径の大きな大径部１１ｃ（第１大径部）内に折り返されていることから、さらに蛇腹状に折り畳みやすく、袋体１０をコンパクトなサイズに折り畳むことが容易になる。また、折り返し部１１ｈが表面部１１ｉに比べて小径になっていることから、環状空間１２内に注入材８が注入されて袋体１０が膨張したときに、袋体１０に作用する長さ方向の引張力に対して、接続された異径筒状織物１１の両端部に作用する張力が小さくなる。

次に、前述の土木用袋体１０を図１のめがねトンネルの施工において使用する手順について説明する。
図３（ｂ）に示すように、土木用袋体１０は、蛇腹状に折り畳まれてコンパクトなサイズになっており、取り扱いやすい状態で施工現場に搬入される。そして、施工現場において、掘削面２６と中壁コンクリート２４の間の隙間２７に袋体１０を並べて設置する。次に、袋体３０の注入口１５に注入ホースを接続する。また、注入ホースを、注入材８を吐出するポンプ（図示省略）に接続する。このポンプとしては、一般的に使用されているものを適用することが可能である。そして、ポンプから注入ホース及び注入口１５を介して袋体１０内の環状空間１２に注入材８を注入する。

このように袋体１０に注入材８を注入して袋体１０を膨張させることにより、地山の掘削面２６に対して中壁コンクリート２４を反力にして、プレロードをかけて地山の沈下を抑制することができる。尚、袋体１０は継ぎ目のない構造となっているため、袋体１０を膨張させる際に高い圧力を作用させても、袋体１０が破断しにくい。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
前記実施形態の異径筒状織物１１は連結部１１ｆにおいて内側に折り曲げられているが、大径部において折り曲げられていてもよい。例えば、図５に示すように、この変更形態の異径筒状織物４１は、両端部の２つの小径部４１ａ，４１ｂと、３つの大径部４１ｃ，４１ｄ，４１ｅと、３つの大径部４１ｃ，４１ｄ，４１ｅを連結する２つの連結部４１ｆ，４１ｇとを有する。大径部４１ｃは、他の２つの大径部４１ｄ，４１ｅよりも径が大きく、また、その長さは、異径筒状織物４１の全体の約２／３の長さに等しい。そして、この異径筒状織物４１から土木用袋体を製造する場合には、図６に示すように、小径部４１ｂ側の、２つの大径部４１ｄ，４１ｅを含む異径筒状織物４１の半分を大径部４１ｃ内へ折り返し、さらに、大径部４１ｃの途中部において折り曲げられた状態にして、両端部の小径部４１ａ，４１ｂを接続する。このとき、内側の折り返し部４１ｈと外側の表面部４１ｉとの間に、注入材が注入される環状空間４２が形成される。

この場合には、折り曲げられた部分の近傍において、異径筒状織物４１の折り返し部４１ｈと表面部４１ｉとが略同じ幅となるため、保管の際などに袋体を折り畳みやすくなる。また、袋体の先端部（折り曲げられた部分の近傍部）の緯糸に余裕があるため、袋体に注入材が注入されたときには袋体の先端部がより膨張しやすくなり、袋体が間詰めを行う面に略均一に押しつけられる。また、袋体に局部的な力が作用しにくくなる。

また、本発明の土木用袋体は、前述したように、めがねトンネルの施工時の間詰め以外にも、種々の用途に使用できる。例えば、特開２００１−１７３３９４号公報（図５等参照）に記載されているような、トンネル工事の際の支保工を建て込むときに、この支保工の脚部と地盤との間に挿入される袋体に本発明を適用することもできる。この袋体にモルタル、コンクリート等の流動性を有する注入材が注入されると、袋体は膨張して支保工を支える。

あるいは、特開２００３−１３４５５号公報に記載されているように、法面の崩壊を防止するために、法面の地盤にブロックを設置し、このブロックをアンカーで固定する場合に、地盤とブロックとの間に配設されてこれらの間の隙間を埋めるための袋体に、本発明を適用することもできる。この袋体にモルタル等の注入材が注入されると、袋体が膨張して地盤とブロックとの間の隙間を埋めるため、ブロックを地盤に密着した状態で固定することができる。

本発明の実施形態に係るめがねトンネル施工時のトンネル断面図である。異径筒状織物の平面図である。土木用袋体を示す図であり、（ａ）は折り畳まれる前の状態の断面図、（ｂ）は折り畳まれた状態の断面図である。別の形態の土木用袋体の注入口付近の拡大図である。変更形態の異径筒状織物の平面図である。一端が内側へ折り返された状態の異径筒状織物の断面図である。

符号の説明

８注入材
１０土木用袋体
１１異径筒状織物
１１ａ，１１ｂ小径部
１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ大径部
１１ｆ，１１ｇ連結部
１１ｈ折り返し部
１１ｉ表面部
１２環状空間
１３パイプ
１５注入口
４１異径筒状織物
４１ａ，４１ｂ小径部
４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ大径部
４１ｆ，４１ｇ連結部
４１ｈ折り返し部
４１ｉ表面部

Claims

その両端部にそれぞれ形成された２つの小径部と、これら２つの小径部の間に形成された複数の大径部と、これら複数の大径部よりも小径で、且つ、前記複数の大径部を連結する連結部とを有する異径筒状織物を備え、
前記異径筒状織物は、筒長方向内側に折り返された状態で重なり合う両端部の２つの小径部が接続されて、内側の折り返し部と外側の表面部との間に環状空間が形成され、
この環状空間に、注入材を注入する為の注入口が設けられていることを特徴とする土木用袋体。
前記異径筒状織物が、複数本の経糸とこれら複数本の経糸に対してスパイラル状に連続して織り込まれた緯糸からなる、継ぎ目のない織物であることを特徴とする請求項１に記載の土木用袋体。
前記異径筒状織物の両端部の２つの小径部が、パイプを介して接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の土木用袋体。
前記異径筒状織物が、前記連結部において内側へ折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の土木用袋体。
前記異径筒状織物が、前記大径部において内側へ折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の土木用袋体。
前記複数の大径部は、第１大径部と、この第１大径部よりも径が小さく、且つ、前記小径部及び前記連結部よりも径の大きな第２大径部を含み、
前記第２大径部が前記第１大径部内に折り返されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の土木用袋体。
前記注入口が、前記折り返し部の前記環状空間側に設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の土木用袋体。