JP6632018B1

JP6632018B1 - Tunnel waterproofing method, tunnel waterproofing system, and waterproofing material

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Publication number: JP6632018B1
Application number: JP2019138240A
Authority: JP
Inventors: 健司大橋; 光二郎星; 信二瀧川; ジョンアシュトン，ポール; 理大藤本
Original assignee: 株式会社タック
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2039-07-26
Also published as: JP2021021241A; SG10202007080TA

Abstract

【課題】シールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができるトンネル止水工法を提供する。【解決手段】地山を掘進してトンネルを構築するシールド掘進機１Ａに対する周辺地盤からの地下水を遮断するトンネル止水工法であって、シールド掘進機１Ａの掘進を停止させた状態で、シールド掘進機１Ａの胴体２と周辺地盤との間の空隙に、硬化してもシールド掘進機１Ａが再掘進可能な止水材１５を充填する止水材充填工程を包含するトンネル止水工法。【選択図】図１A tunnel water stopping method for easily and reliably shutting off groundwater from the surrounding ground for a shield machine is provided. A tunnel water stopping method for blocking groundwater from the surrounding ground for a shield machine 1A that excavates a ground and constructs a tunnel, wherein the shield machine is stopped while the shield machine 1A stops excavating. A tunnel water stopping construction method including a water stopping material filling step of filling a water stopping material 15 that can be re-excavated by a shield machine 1A even when hardened, in a gap between a body 2 of the machine 1A and a surrounding ground. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、地山を掘進してトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するトンネル止水工法、トンネル止水システム、止水材、及びグラウト材に関する。 The present invention relates to a tunnel water stopping method, a tunnel water stopping system, a water stopping material, and a grout material for cutting off groundwater from the surrounding ground for a shield machine that excavates a ground to construct a tunnel.

地中にトンネルを構築する際には、例えば、密閉式のシールド掘進機が用いられる。シールド掘進機の代表的なものとしては、泥水式のシールド掘進機や、泥土圧式のシールド掘進機が挙げられる。泥水式のシールド掘進機は、掘進方向の掘削面（切羽）に泥水圧を作用させて切羽の安定を図りつつ掘削を行うものである。一方、泥土圧式のシールド掘進機は、掘削土砂を泥土化し、それに所定の圧力（泥土圧）を与えて切羽の安定を図りつつ掘削を行うものである。 When constructing a tunnel underground, for example, a closed shield machine is used. Typical examples of the shield machine include a muddy shield machine and a mud pressure shield machine. The muddy shield excavator performs excavation while applying mud pressure to the excavated surface (face) in the excavation direction while stabilizing the face. On the other hand, the shield excavator of the mud pressure type excavates excavated earth and sand, and excavates while applying a predetermined pressure (mud pressure) to stabilize the face.

上記のシールド掘進機は、円筒状の胴体と、切羽に臨ませるように胴体の前部に支承されるカッタヘッドとを備え、カッタヘッドの回転により、切羽を掘削することができるように構成されている。シールド掘進機においては、カッタヘッドの後方に胴体を前後に仕切るような隔壁が設けられ、隔壁とカッタヘッドとの間にチャンバが区画形成されている。チャンバは、泥水又は泥土を収容可能で、泥水圧又は泥土圧により、切羽の土水圧と対抗して切羽の崩壊を防ぐ役目をする。また、シールド掘進機の胴体の内部には、掘進用のシールドジャッキや、トンネルの外壁を構成する円環状のセグメントを組み立てるためのセグメントエレクタ、掘削された土砂を排土するための排土装置等が組み込まれている。 The shield machine described above includes a cylindrical fuselage, and a cutter head supported on a front portion of the fuselage so as to face the face, and is configured so that the face can be excavated by rotation of the cutter head. ing. In a shield machine, a partition is provided behind the cutter head so as to partition the body forward and backward, and a chamber is defined between the partition and the cutter head. The chamber is capable of containing muddy water or mud and serves to prevent collapse of the face against mud pressure of the face by mud pressure or mud pressure. In addition, inside the fuselage of the shield machine, a shield jack for excavation, a segment elector for assembling an annular segment forming the outer wall of the tunnel, an earth discharging device for discharging the excavated earth and sand, etc. Is incorporated.

上記のようなシールド掘進機においては、前回の掘進工程において既に組み立てられているセグメントの前端面にシールドジャッキを押し当て、シールドジャッキを伸長させて、シールドジャッキの１ストローク分の長さのトンネルを掘削する。その後、セグメントエレクタを用いて、既設のセグメントに新たなセグメントを連結するように組み立て、組み立てた新たなセグメントにシールドジャッキを押し当てて伸長させるという動作を繰り返し行うことにより、セグメントで構成された外壁を有するトンネルが構築される。 In the shield excavator as described above, the shield jack is pressed against the front end face of the segment already assembled in the previous excavation process, the shield jack is extended, and a tunnel having a length of one stroke of the shield jack is formed. Excavate. Then, using a segment erector, assembling the existing segment to connect the new segment, and repeatedly repeating the operation of pressing the shield jack against the assembled new segment to extend it, the outer wall composed of segments Is constructed.

ところで、シールド掘進機のチャンバ内部の点検やカッタヘッド等の点検を行う際には、チャンバを開放する必要がある。チャンバを開放すると、シールド掘進機の周辺地盤からの地下水がシールド掘進機内に流入し、これが原因でシールド掘進機の周囲の地盤が緩み、地盤沈下や陥没に至る虞がある。従って、点検を安全に行うためには、シールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断しなければならない。 When inspecting the inside of the chamber of the shield machine or inspecting the cutter head and the like, it is necessary to open the chamber. When the chamber is opened, groundwater from the ground around the shield machine flows into the shield machine, which may loosen the ground around the shield machine and cause land subsidence or depression. Therefore, in order to perform the inspection safely, groundwater from the surrounding ground for the shield machine must be shut off.

従来、地下水を遮断するために用いられる方法としては、例えば、注入剤としてセメントミルク又はセメントベントナイトを、圧力機器を用いて地盤に加圧注入する薬液注入法（ケミカルグラウト工法）により、予め地上から地盤改良を施すというものがある（例えば、特許文献１を参照）。 Conventionally, as a method used to block groundwater, for example, a cement liquid or cement bentonite as an injecting agent, a chemical solution injection method (chemical grouting method) in which the pressure is injected into the ground using a pressure device, from the ground in advance. There is one that performs ground improvement (for example, see Patent Document 1).

特開平３−１３２５９２号公報JP-A-3-132592

上記の薬液注入法により地下水を遮断するものでは、通常、地上から薬液を注入するため、地上の交通確保の制約等により、地上からの薬液注入が困難になる場合がある。また、地盤の深度が大きい箇所を止水する場合、十分な止水効果を得るのが難しい。 In the case of blocking the groundwater by the above-mentioned chemical liquid injection method, since the chemical liquid is usually injected from the ground, it may be difficult to inject the chemical liquid from the ground due to restrictions on securing traffic on the ground. Further, when stopping water at a location where the depth of the ground is large, it is difficult to obtain a sufficient water stopping effect.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、シールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができるトンネル止水工法、トンネル止水システム、止水材、及びグラウト材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a tunnel water stopping method, a water stopping system, a water stopping material, which can easily and reliably shut off groundwater from the surrounding ground for a shield machine. It is intended to provide grouting material.

上記課題を解決するための本発明に係るトンネル止水工法の特徴構成は、
地山を掘進してトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するトンネル止水工法であって、
前記シールド掘進機の掘進を停止させた状態で、前記シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間の空隙に、硬化しても前記シールド掘進機が再掘進可能な止水材を充填する止水材充填工程を包含することにある。 The characteristic configuration of the tunnel waterproofing method according to the present invention for solving the above-mentioned problems is as follows:
A tunnel waterproofing method for shielding groundwater from the surrounding ground for a shield machine that excavates the ground and builds a tunnel,
In a state where the excavation of the shield excavator is stopped, the water gap between the fuselage of the shield excavator and the surrounding ground is filled with a waterproof material that allows the shield excavator to re-excavate even if it hardens. It is to include a material filling step.

本構成のトンネル止水工法においては、例えば、シールド掘進機のチャンバ内部の点検やカッタヘッド等の点検を行う際、シールド掘進機の掘進を停止させた状態で、シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間の空隙に、硬化してもシールド掘進機が再掘進可能な止水材を充填する止水材充填工程が実施される。止水材充填工程は、シールド掘進機側から周辺地盤との間の空隙に止水材を充填する工程であり、地上から薬液を注入する従来の薬液注入法と比べて、地上の交通確保の制約等がなく、簡易に実施することができる。また、充填された止水材は、硬化すれば十分な止水効果を発揮するので、シールド掘進機の周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機の胴体回りの周辺地盤からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。さらに、充填された止水材が硬化しても、シールド掘進機は再掘進可能であるので、点検作業等が終了すれば、速やかに掘進を再開することができる。なお、本明細書において、「シールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断する」とは、シールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水の浸入を完全に止めることと、シールド掘進機内に流入する地下水の流量が、例えば、カッタヘッド等の点検を安全に行うことができる許容流量以下になるように、シールド掘進機内への地下水の浸入を抑えることとの両方を含むものである。 In the tunnel water stoppage method of this configuration, for example, when inspecting the inside of the chamber of the shield excavator or inspecting the cutter head, etc., while the excavation of the shield excavator is stopped, the fuselage of the shield excavator and the surrounding ground A water stopping material filling step of filling a water stopping material that can be re-excavated by the shield excavator even if it hardens is performed in the gap between the above. The water-stop material filling process is a process of filling the gap between the shield machine and the surrounding ground with the water-stop material. There is no restriction or the like, and it can be easily implemented. In addition, the filled water-stop material exhibits a sufficient water-stopping effect if it hardens, so that the groundwater from the surrounding ground around the shield excavator, especially the ground around the body of the shield excavator, can be easily and reliably removed. Can be shut off. Further, even if the filled water blocking material hardens, the shield machine can be re-excavated, so that the excavation can be resumed promptly after the inspection work or the like is completed. In this specification, "to block groundwater from the surrounding ground for the shield machine" means that the infiltration of groundwater from the surrounding ground to the shield machine is completely stopped, and the groundwater flowing into the shield machine is This includes, for example, suppressing the inflow of groundwater into the shield machine so that the flow rate is equal to or less than an allowable flow rate at which inspection of the cutter head and the like can be performed safely.

本発明に係るトンネル止水工法において、
前記シールド掘進機の掘進方向の掘削面である切羽の前方の地盤亀裂にグラウト材を充填するグラウト材充填工程を包含することが好ましい。 In the tunnel water stopping method according to the present invention,
It is preferable to include a grout material filling step of filling a grout material into a ground crack in front of a face, which is an excavation surface in the excavation direction of the shield machine.

本構成のトンネル止水工法においては、シールド掘進機の掘進方向の掘削面である切羽の前方の地盤亀裂にグラウト材を充填するグラウト材充填工程が実施される。グラウト材充填工程は、シールド掘進機側から切羽前方の地盤亀裂にグラウト材を充填する工程であり、地上から薬液を注入する従来の薬液注入法と比べて、地上の交通確保の制約等がなく、簡易に実施することができる。従って、シールド掘進機の周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機の前方の切羽側からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。 In the tunnel water stopping method of this configuration, a grout material filling step of filling grout material into a ground crack in front of a face, which is an excavation surface in the excavation direction of the shield machine, is performed. The grout material filling process is a process of filling grout material into the ground crack in front of the face from the shield excavator side, and there is no restriction on securing traffic on the ground compared to the conventional chemical solution injection method that injects chemical solution from the ground. , Can be easily implemented. Therefore, the groundwater from the front face side of the shield machine in the surrounding ground of the shield machine can be easily and reliably shut off.

本発明に係るトンネル止水工法において、
前記止水材を一軸圧縮強度が０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２となるように硬化させる硬化工程を包含することが好ましい。 In the tunnel water stopping method according to the present invention,
It is preferable to include a curing step of curing the water stopping material so that the uniaxial compressive strength is 0.025 to 0.20 N / mm ² .

本構成のトンネル止水工法においては、止水材を一軸圧縮強度が０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２となるように硬化させる硬化工程が実施される。硬化した止水材の一軸圧縮強度は、０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２程度であるため、掘進停止状態のシールド掘進機が再び掘進できないくらいにシールド掘進機を地盤に固着することなく周辺地盤を支えることができる。 In the tunnel water stopping method of this configuration, a curing step of curing the water stopping material so that the uniaxial compressive strength is 0.025 to 0.20 N / mm ² is performed. Uniaxial compressive strength of the hardened water stopping material are the order of 0.025~0.20N / mm ^2, surrounding without sticking to the long shield machine excavation stopped can not excavation again shield machine to ground Can support the ground.

次に、上記課題を解決するための本発明に係るトンネル止水システムの特徴構成は、
地山を掘進してトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するトンネル止水システムであって、
前記シールド掘進機の掘進を停止させた状態で、前記シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間の空隙に、硬化しても前記シールド掘進機が再掘進可能な止水材を充填する止水材充填装置を備えることにある。 Next, the characteristic configuration of the tunnel water stoppage system according to the present invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
A tunnel water stopping system for blocking groundwater from the surrounding ground for a shield machine that excavates the ground and builds a tunnel,
In a state where the excavation of the shield excavator is stopped, the water gap between the fuselage of the shield excavator and the surrounding ground is filled with a waterproof material that allows the shield excavator to re-excavate even if it hardens. An object filling device is provided.

本構成のトンネル止水システムにおいては、例えば、シールド掘進機のチャンバ内部の点検やカッタヘッド等の点検を行う際、シールド掘進機の掘進を停止させた状態で、シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間の空隙に、硬化してもシールド掘進機が再掘進可能な止水材を充填する止水材充填工程が止水材充填装置を用いて実施される。止水材充填装置を用いた止水材充填工程は、シールド掘進機側から周辺地盤との間の空隙に止水材を充填する工程であり、地上から薬液を注入する従来の薬液注入法と比べて、地上の交通確保の制約等がなく、簡易に実施することができる。また、充填された止水材は、硬化すれば十分な止水効果を発揮するので、シールド掘進機の周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機の胴体回りの周辺地盤からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。さらに、充填された止水材が硬化しても、シールド掘進機は再掘進可能であるので、点検作業等が終了すれば、速やかに掘進を再開することができる。 In the tunnel water stop system of this configuration, for example, when inspecting the inside of the chamber of the shield machine or inspecting the cutter head, etc., while the excavation of the shield machine is stopped, the fuselage of the shield machine and the surrounding ground The watertight material filling step of filling the watertight material that can be re-excavated by the shield excavator even if it hardens is performed using the watertight material filling device. The waterproofing material filling process using the waterproofing material filling device is a process of filling the gap between the shield excavator side and the surrounding ground with the waterproofing material, and a conventional chemical liquid injection method of injecting a chemical solution from the ground. In comparison, there is no restriction on securing traffic on the ground, and the present invention can be easily implemented. In addition, the filled water-stop material exhibits a sufficient water-stopping effect if it hardens, so that the groundwater from the surrounding ground around the shield excavator, especially the ground around the body of the shield excavator, can be easily and reliably removed. Can be shut off. Further, even if the filled water blocking material hardens, the shield machine can be re-excavated, so that the excavation can be resumed promptly after the inspection work or the like is completed.

本発明に係るトンネル止水システムにおいて、
前記シールド掘進機の掘進方向の掘削面である切羽の前方の地盤亀裂にグラウト材を充填するグラウト材充填装置を備えることが好ましい。 In the tunnel water stopping system according to the present invention,
It is preferable to provide a grout material filling device for filling a grout material into a ground crack in front of a face, which is an excavation surface in the excavation direction of the shield machine.

本構成のトンネル止水システムは、シールド掘進機の掘進方向の掘削面である切羽の前方の地盤亀裂にグラウト材を充填するグラウト材充填工程がグラウト材充填装置を用いて実施される。グラウト材充填装置を用いたグラウト材充填工程は、シールド掘進機側から切羽前方の地盤亀裂にグラウト材を充填する工程であり、地上から薬液を注入する従来の薬液注入法と比べて、地上の交通確保の制約等がなく、簡易に実施することができる。従って、シールド掘進機の周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機の前方の切羽側からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。 In the tunnel water stoppage system having this configuration, a grout material filling step of filling a grout material into a ground crack in front of a face, which is an excavation surface in the excavation direction of the shield machine, is performed using a grout material filling device. The grout material filling process using the grout material filling device is a process of filling grout material into the ground crack in front of the face from the shield excavator side, and compared to the conventional chemical solution injection method of injecting the chemical solution from the ground, There is no restriction on securing traffic, etc., and it can be easily implemented. Therefore, the groundwater from the front face side of the shield machine in the surrounding ground of the shield machine can be easily and reliably shut off.

次に、上記課題を解決するための本発明に係る止水材の特徴構成は、
地山を掘進してトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するために、前記シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間の空隙に充填される、硬化しても前記シールド掘進機が再掘進可能な止水材であって、
硬化を促進する硬化材を含有し、
硬化後の一軸圧縮強度が０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２となることにある。 Next, the characteristic configuration of the water-stopping material according to the present invention for solving the above problems,
In order to cut off groundwater from the surrounding ground for the shield machine that excavates the ground and builds a tunnel, the gap between the fuselage of the shield machine and the surrounding ground is filled, and the shield is hardened even if it hardens. The excavator is a water stoppage material that can be re-excavated,
Contains a curing agent that promotes curing,
The uniaxial compressive strength after curing is to be 0.025 to 0.20 N / mm ² .

本構成の止水材によれば、硬化を促進する硬化材を含有し、硬化後の一軸圧縮強度が０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２となるため、掘進停止状態のシールド掘進機が再び掘進できないくらいにシールド掘進機を地盤に固着することなく周辺地盤を支えることができる。充填された止水材は、硬化すれば十分な止水効果を発揮するので、シールド掘進機の周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機の胴体回りの周辺地盤からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。 According to the water stopping material of the present structure, it includes a curable material to accelerate the curing, the uniaxial compressive strength after curing for a 0.025~0.20N / mm ^2, shield machine excavation stopped again It is possible to support the surrounding ground without fixing the shield machine to the ground so that it cannot excavate. The filled water-stop material exhibits sufficient water-stopping effect when hardened, so it easily and reliably shuts off groundwater from the surrounding ground around the shield machine, especially around the body of the shield machine. can do.

次に、上記課題を解決するための本発明に係るグラウト材の特徴構成は、
地山を掘進してトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するために、前記シールド掘進機の掘進方向の掘削面である切羽の前方の地盤亀裂に充填されるグラウト材であって、
硬化を促進する硬化材と、
粒径加積曲線測定による８５％粒径が１０μｍ以下の目詰め材と、
流動性を高めるとともに前記硬化材によって硬化が進む際に体積を増加させる流動膨張剤と、
を含有することにある。 Next, the characteristic configuration of the grout material according to the present invention for solving the above-described problems is as follows:
In order to cut off groundwater from the surrounding ground for the shield machine that excavates the ground and constructs a tunnel, grout material is used to fill the ground crack in front of the face, which is the excavation surface in the excavation direction of the shield machine. So,
A curing agent that promotes curing,
A filling material having an 85% particle size of 10 μm or less according to a particle size accumulation curve measurement,
A fluid expanding agent that increases the volume when the curing proceeds with the curing agent while increasing the fluidity,
Is contained.

本構成のグラウト材は、硬化を促進する硬化材と共に、目詰め材、及び流動膨張剤を含有する。目詰め材は、粒径加積曲線測定による８５％粒径が１０μｍ以下とされる。グラウト材全体の粒径加積曲線測定による８５％粒径は２０μｍ以下とされる。これにより、切羽前方の地盤亀裂に目詰め材をスムーズに通過させることができる。流動膨張剤は、硬化材や目詰め材の凝集を防止するとともに、硬化材によって硬化が進む際に体積を増加させるため、硬化材や目詰め材を切羽側の地盤に深く浸透させることができるとともに、例えば、シールド掘進機のチャンバ内部の点検やカッタヘッド等の点検を行う際のチャンバ開放に伴う減圧時に、切羽側の地盤に浸透したグラウト材がシールド掘進機側に引き戻されるのを防ぐことができる。以上のことから、本構成のグラウト材によれば、点検等のためにシールド掘進機のチャンバが開放されても、切羽前方の地盤亀裂を確実に塞ぐことができ、シールド掘進機の周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機の前方の切羽側からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。 The grout material of this configuration contains a plugging material and a flow expanding agent together with a curing material that promotes curing. The filler has an 85% particle size of 10 μm or less as measured by a particle size accumulation curve measurement. The 85% particle size of the entire grout material measured by a particle size accumulation curve is set to 20 μm or less. Thereby, the plugging material can smoothly pass through the ground crack in front of the face. The fluid expanding agent prevents the agglomeration of the hardening material and the filling material, and increases the volume when the hardening proceeds with the hardening material, so that the hardening material and the filling material can be deeply penetrated into the ground on the face side. At the same time, for example, when the pressure inside the chamber of the shield machine is checked or the pressure is reduced due to the opening of the chamber when inspecting the cutter head, etc., it is necessary to prevent the grout material permeating the ground on the face side from being pulled back to the shield machine. Can be. From the above, according to the grout material of this configuration, even if the chamber of the shield excavator is opened for inspection or the like, the ground crack in front of the face can be reliably closed, and the ground around the shield excavator can be closed. In particular, groundwater from the face side in front of the shield machine can be easily and reliably shut off.

図１は、本発明の第一実施形態に係るトンネル止水工法の実施に供する泥水式のシールド掘進機の縦断面方向の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a muddy shield excavator provided in a tunnel water stoppage method according to a first embodiment of the present invention in a longitudinal sectional direction. 図２は、本発明の第一実施形態に係るトンネル止水工法の実施の手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for implementing the tunnel water stopping method according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の第二実施形態に係るトンネル止水工法の実施に供する泥土圧式のシールド掘進機の縦断面方向の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a mud pressure type shield excavator provided in a tunnel water stopping method according to a second embodiment of the present invention in a longitudinal sectional direction. 図４は、本発明の第二実施形態に係るトンネル止水工法の実施の手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for implementing a tunnel water stopping method according to the second embodiment of the present invention. 図５は、セメント（硬化材）量と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of cement (hardening material) and the uniaxial compressive strength. 図６は、グラウト材の粒径加積曲線の測定結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the grain size accumulation curve of the grout material. 図７は、目詰め材の粒径加積曲線の測定結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the particle size accumulation curve of the plugging material.

以下、本発明について、図１〜図７を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. However, the present invention is not intended to be limited to the embodiments described below and the configurations described in the drawings.

〔第一実施形態〕
＜シールド掘進機＞
図１は、本発明の第一実施形態に係るトンネル止水工法の実施に供する泥水式のシールド掘進機の縦断面方向の概略図である。図１に示されるシールド掘進機１Ａは、掘進方向の掘削面（切羽）に泥水圧を作用させて切羽の安定を図りつつ掘削を行うものである。このシールド掘進機１Ａは、円筒状の胴体２と、胴体２の前部に回転可能に支承されるカッタヘッド３とを備え、胴体２に内蔵される図示されない回転駆動装置によってカッタヘッド３を回転駆動することにより、カッタヘッド３の前面側に装着されたカッタビット４等で切羽を掘削することができるように構成されている。カッタヘッド３の後方には、胴体２を前後に仕切るような隔壁５が設けられ、隔壁５とカッタヘッド３との間にチャンバ６が区画形成されている。チャンバ６は、泥水を収容可能で、泥水圧により、地山の土水圧と対抗して地山の崩壊を防ぐ役目をする。胴体２の内部には、掘進用のシールドジャッキ（図示省略）や、トンネルの外壁を構成する円環状のセグメント７を組み立てるためのセグメントエレクタ（図示省略）等が組み込まれている。なお、シールド掘進機１Ａの胴体２と周辺地盤との間には、カッタヘッド３のオーバカット分だけ空隙が生じる。 (First embodiment)
<Shield excavator>
FIG. 1 is a schematic diagram of a muddy shield excavator provided in a tunnel water stoppage method according to a first embodiment of the present invention in a longitudinal sectional direction. The shield machine 1A shown in FIG. 1 performs excavation while applying mud pressure to the excavated surface (face) in the excavation direction to stabilize the face. The shield machine 1A includes a cylindrical body 2 and a cutter head 3 rotatably supported at a front portion of the body 2, and rotates the cutter head 3 by a rotation driving device (not shown) built in the body 2. By driving, the cutter face can be excavated by the cutter bit 4 or the like mounted on the front side of the cutter head 3. A partition 5 is provided behind the cutter head 3 so as to partition the body 2 back and forth, and a chamber 6 is defined between the partition 5 and the cutter head 3. The chamber 6 is capable of storing muddy water and serves to prevent collapse of the ground due to mud pressure against the soil water pressure of the ground. Inside the fuselage 2, a shield jack for excavation (not shown), a segment elector (not shown) for assembling an annular segment 7 constituting the outer wall of the tunnel, and the like are incorporated. In addition, a gap is generated between the fuselage 2 of the shield machine 1A and the surrounding ground by an amount corresponding to the overcut of the cutter head 3.

シールド掘進機１Ａの胴体２の内部には、止水材充填装置１１と、グラウト材充填装置１２とが配設されている。止水材充填装置１１は、シールド掘進機１Ａが掘進停止状態にあるときに、シールド掘進機１Ａの胴体２と周辺地盤との間の空隙に、硬化してもシールド掘進機１Ａが再掘進可能な止水材１５を充填する装置である。一方、グラウト材充填装置１２は、切羽前方の地盤亀裂にグラウト材１６を充填する装置である。 Inside the fuselage 2 of the shield machine 1A, a water-stopping material filling device 11 and a grout material filling device 12 are disposed. When the shield excavator 1A is in the excavation halt state, the water-stopping material filling apparatus 11 allows the shield excavator 1A to re-excavate even in the gap between the fuselage 2 of the shield excavator 1A and the surrounding ground even when it hardens. This is a device for filling a waterproof material 15. On the other hand, the grout material filling device 12 is a device that fills a ground crack in front of a face with grout material 16.

＜止水材充填装置＞
止水材充填装置１１は、二液（Ａ液、Ｂ液）を混合するための混合装置２１と、掘削した地盤に臨ませるように胴体２の外周壁に装着される所要の止水材注入ノズル２２とを備えている。混合装置２１は、流体流れの上流側から下流側に向かって順に配設される第一ポート部２３、第二ポート部２４、及び所要の止水材吐出部２５を有している。第一ポート部２３には、Ａ液供給配管２６を介してＡ液タンク２７が接続されている。第二ポート部２４には、Ｂ液供給配管２８を介してＢ液タンク２９が接続されている。止水材吐出部２５には、止水材供給配管３０を介して止水材注入ノズル２２が接続されている。 <Water stoppage filling device>
The water-stop material filling device 11 includes a mixing device 21 for mixing the two liquids (the liquid A and the liquid B), and a required water-stop material injection mounted on the outer peripheral wall of the body 2 so as to face the excavated ground. And a nozzle 22. The mixing device 21 has a first port portion 23, a second port portion 24, and a required water-stopping material discharge portion 25 which are arranged in order from the upstream side to the downstream side of the fluid flow. A liquid tank 27 is connected to the first port 23 via a liquid supply pipe 26. A liquid B tank 29 is connected to the second port 24 via a liquid B supply pipe 28. The water shutoff material injection nozzle 22 is connected to the water shutoff material discharge unit 25 via a water shutoff material supply pipe 30.

Ａ液供給配管２６の途中には、Ａ液タンク２７内のＡ液を混合装置２１へと圧送するＡ液圧送ポンプ３１が介設されている。また、Ｂ液供給配管２８の途中には、Ｂ液タンク２９内のＢ液を混合装置２１へと圧送するＢ液圧送ポンプ３２が介設されている。なお、Ａ液供給配管２６、及びＢ液供給配管２８のそれぞれの配管途中には、Ａ液圧送ポンプ３１、Ｂ液圧送ポンプ３２以外に、図示されない圧力スイッチ、圧力センサ、流量計等が適宜に配設されている。 In the middle of the A-liquid supply pipe 26, an A-liquid pressure pump 31 for pumping the A-liquid in the A-liquid tank 27 to the mixing device 21 is provided. In the middle of the B-liquid supply pipe 28, a B-liquid pressure pump 32 for feeding the B-liquid in the B-liquid tank 29 to the mixing device 21 is provided. In the middle of each of the A liquid supply pipe 26 and the B liquid supply pipe 28, a pressure switch, a pressure sensor, a flow meter, and the like (not shown) are appropriately provided in addition to the A liquid pressure pump 31 and the B liquid pressure pump 32. It is arranged.

＜グラウト材充填装置＞
グラウト材充填装置１２は、チャンバ６の下部にグラウト材１６を注入可能に隔壁５に装着されるグラウト材注入ノズル４１を備えている。グラウト材注入ノズル４１は、グラウト材供給配管４２を介してグラウト材タンク４３に接続されている。グラウト材供給配管４２の途中には、グラウト材タンク４３内のグラウト材１６をグラウト材注入ノズル４１へと圧送するグラウト材圧送ポンプ４４が介設されている。なお、グラウト材供給配管４２の配管途中には、グラウト材圧送ポンプ４４以外に、図示されない圧力スイッチ、圧力センサ、流量計等が適宜に配設されている。 <Grout material filling device>
The grout material filling device 12 is provided with a grout material injection nozzle 41 mounted on the partition wall 5 so that the grout material 16 can be injected into a lower portion of the chamber 6. The grout material injection nozzle 41 is connected to a grout material tank 43 via a grout material supply pipe 42. In the middle of the grout supply pipe 42, a grout feed pump 44 for feeding the grout 16 in the grout tank 43 to the grout injection nozzle 41 is provided. In the middle of the grout supply pipe 42, in addition to the grout feed pump 44, pressure switches, pressure sensors, flow meters, and the like (not shown) are appropriately disposed.

なお、止水材１５とグラウト材１６とは、注入時期が異なる。このため、Ａ液タンク２７とグラウト材タンク４３とを一つのタンクで兼用するとともに、Ａ液圧送ポンプ３１とグラウト材圧送ポンプ４４とを一つの圧送ポンプで兼用し、Ａ液供給配管２６及びグラウト材供給配管４２に所要の開閉弁を設けて、当該開閉弁の切換により、Ａ液注入とグラウト材注入とを切り換えるように構成してもよい。 The water stoppage material 15 and the grout material 16 have different injection times. Therefore, the A liquid tank 27 and the grout material tank 43 are shared by one tank, the A liquid pressure pump 31 and the grout material pressure pump 44 are also shared by one pressure pump, and the A liquid supply pipe 26 and the grout A required opening / closing valve may be provided in the material supply pipe 42 so that the switching of the opening / closing valve switches between the liquid A injection and the grout material injection.

＜止水材＞
Ａ液タンク２７には、硬化材、助材、安定剤、及びゲル化促進剤を含有する水溶液であるＡ液が貯留されている。一方、Ｂ液タンク２９には、塑性強度を高める塑強調整剤（特殊水ガラス）としてのＢ液が貯留されている。止水材１５は、Ａ液タンク２７からＡ液供給配管２６を介して供給されるＡ液と、Ｂ液タンク２９からＢ液供給配管２８を介して供給されるＢ液とを混合装置２１で混合することによって調製される。止水材１５は、Ａ液とＢ液との混合により、ゲルタイム（液体から可塑状になるまでの時間）１５〜６０秒以内にゲル化し、２００〜３００ｄＰｓの粘性を確保し、硬化工程を経て硬化した後の一軸圧縮強度が０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２となる。止水材１５は、硬化により十分な止水効果を発揮するとともに、掘進停止状態のシールド掘進機１Ａが再び掘進できないくらいにシールド掘進機１Ａを地盤に固着することなく周辺地盤を支えることができる。止水材１５の目標性状を表１に示す。 <Water stoppage material>
The A liquid tank 27 stores an A liquid that is an aqueous solution containing a curing agent, an auxiliary material, a stabilizer, and a gelling accelerator. On the other hand, the B liquid tank 29 stores a B liquid as a plasticity adjusting agent (special water glass) for increasing the plastic strength. The water stopping material 15 is formed by mixing the A liquid supplied from the A liquid tank 27 via the A liquid supply pipe 26 and the B liquid supplied from the B liquid tank 29 via the B liquid supply pipe 28 with the mixing device 21. It is prepared by mixing. The water-stopping material 15 gels within 15 to 60 seconds of gel time (time from liquid to plasticity) by mixing the A liquid and the B liquid, secures a viscosity of 200 to 300 dPs, and goes through a curing step. The uniaxial compressive strength after curing becomes 0.025 to 0.20 N / mm ² . The water-stopping material 15 exhibits a sufficient water-stopping effect by hardening, and can support the surrounding ground without fixing the shield excavator 1A to the ground so that the shield excavator 1A in the excavation stopped state cannot excavate again. . Table 1 shows the target properties of the waterproof material 15.

［硬化材］
止水材１５において、硬化材は、硬化を促進する目的で使用される。硬化材は、水硬性セメント類の一種で、石灰質原料と粘土質原料とを混合して焼成・粉砕した無機系の材料である。硬化材の配合量は、好ましくは５０〜１１０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは７５〜１００ｋｇ／ｍ^３である。なお、図５に示されるように、硬化材が１１０ｋｇ／ｍ^３で一軸圧縮強度が０．３Ｎ／ｍｍ^２程度の強度発現が予想される。一軸圧縮強度が０．３Ｎ／ｍｍ^２を超えると、掘進停止状態のシールド掘進機１Ａが再び掘進できないくらいに地盤に固着される虞があるため、硬化材の上限は１１０ｋｇ／ｍ^３程度となる。また、図５に示されるように、硬化材が５０ｋｇ／ｍ^３を下回ると、硬化後の一軸圧縮強度が０．０１Ｎ／ｍｍ^２未満となることが予想される。一軸圧縮強度が０．０１Ｎ／ｍｍ^２未満であると、チャンバ６の開放時の圧力変動に伴い、止水材１５がシールド掘進機１Ａの前面側に引き込まれ、地下水の流入を誘発する虞があるため、硬化材の下限は５０ｋｇ／ｍ^３程度となる。 [Curing material]
In the water stopping material 15, a hardening material is used for the purpose of accelerating hardening. The hardening material is a type of hydraulic cement, and is an inorganic material obtained by mixing a calcareous material and a clay material and firing and pulverizing the mixture. The compounding amount of the curing agent is preferably 50 to 110 kg / m ³ , and more preferably 75 to 100 kg / m ³ . In addition, as shown in FIG. 5, when the hardening material is 110 kg / m ^3, it is expected that the uniaxial compressive strength will be about 0.3 N / mm ² . When the uniaxial compressive strength exceeds 0.3 N / mm ² , the shield excavator 1 </ ^b > A in the excavation stopped state may be fixed to the ground so that it cannot excavate again, so the upper limit of the hardened material is about 110 kg / m ^3. . Further, as shown in FIG. 5, when the amount of the hardened material is less than 50 kg / m ³ , the uniaxial compressive strength after hardening is expected to be less than 0.01 N / mm ² . If the uniaxial compressive strength is less than 0.01 N / mm ² , the waterproof material 15 may be drawn into the front side of the shield machine 1 </ ^b > A due to the pressure fluctuation at the time of opening the chamber 6, which may induce the inflow of groundwater. Therefore, the lower limit of the hardening material is about 50 kg / m ³ .

［助材］
止水材１５において、助材は、ブリージングや材料分離を抑制する目的で使用される。助材は、セリサイト（絹雲母系粘土）、及びモンモリロナイトを主成分とする無機系の材料であり、鉱物結晶が微細で粘稠性に富んでいる。助材の配合量は、好ましくは１５０〜２５０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは２００〜２２５ｋｇ／ｍ^３である。 [Aids]
In the water stopping material 15, the auxiliary material is used for the purpose of suppressing breathing and material separation. The auxiliary material is an inorganic material containing sericite (sericite-based clay) and montmorillonite as main components, and is fine and rich in mineral crystals. The amount of the co-material, preferably 150~250kg / ^{m 3,} more preferably from 200~225kg / ^{m 3.}

［安定剤］
止水材１５において、安定剤は、Ａ液の流動性を確保するとともに、凝結を遅延させる目的で使用される。安定剤は、シュクロースを主成分とする材料であり、硬化材による硬化遅延を目的としながら塑強調整剤（Ｂ液）の添加・混合によって瞬時に凝結が開始され、強度発現を阻害しない材料である。安定剤の配合量は、好ましくは３．５〜１０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは４〜６ｋｇ／ｍ^３である。 [Stabilizer]
In the water stopping material 15, the stabilizer is used for the purpose of securing the fluidity of the liquid A and delaying the setting. The stabilizer is a material containing sucrose as a main component. A material that does not hinder the development of strength by instantaneously setting by addition and mixing of a plasticity modifier (Solution B) while delaying the curing by the curing material. It is. The amount of the stabilizer is preferably 3.5 to 10 kg / m ³ , more preferably 4 to 6 kg / m ³ .

［ゲル化促進剤］
止水材１５において、ゲル化促進剤は、地下水による水希釈を抑制する目的で使用される。ゲル化促進剤は、塩化マグネシウム、及び／又は塩化カルシウムを主成分とする材料である。ゲル化促進剤の配合量は、好ましくは１〜５ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは２〜３ｋｇ／ｍ^３である。 [Geling accelerator]
In the water stopping material 15, the gelling promoter is used for the purpose of suppressing water dilution by groundwater. The gelation accelerator is a material containing magnesium chloride and / or calcium chloride as a main component. The amount of the gelling accelerator is preferably 1 to 5 kg / m ³ , more preferably 2 to ³ kg / m ³ .

［塑強調整剤］
止水材１５において、塑強調整剤は、その中に含まれる添加物がコロイダルシリカの硬化機構に対して触媒的に作用し、塑性時間、及び圧縮強度を調整する性質を有する水ガラス系の材料である。塑強調整剤の配合量は、２０〜７５Ｌ／ｍ^３であり、より好ましくは４０〜６０Ｌ／ｍ^３である。 [Plasticity modifier]
In the water-stopping material 15, the plasticity-regulating agent is a water-glass-based additive having a property in which an additive contained therein acts as a catalyst on the curing mechanism of colloidal silica to adjust the plasticity time and the compressive strength. Material. The compounding amount of the plastic strength adjuster is 20 to 75 L / m ³ , and more preferably 40 to 60 L / m ³ .

＜グラウト材＞
グラウト材タンク４３には、硬化材、目詰め材、流動膨張剤を含有する水溶液であるグラウト材１６が貯留されている。グラウト材１６の目標性状を表２に示す。 <Grout material>
The grout material tank 43 stores the grout material 16 which is an aqueous solution containing a hardening material, a plugging material, and a fluid expanding agent. Table 2 shows the target properties of the grout material 16.

［硬化材］
グラウト材１６に使用される硬化材は、止水材１５に使用される硬化材と基本的に同じであり、水硬性セメント類の一種で、石灰質原料と粘土質原料とを混合して焼成・粉砕した無機系の材料である。硬化材の配合量は、好ましくは２００〜２７０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは２３０〜２５０ｋｇ／ｍ^３である。 [Curing material]
The hardening material used for the grout material 16 is basically the same as the hardening material used for the water-stopping material 15, and is a kind of hydraulic cements. It is a pulverized inorganic material. The compounding amount of the hardening material is preferably 200 to 270 kg / m ³ , and more preferably 230 to 250 kg / m ³ .

［目詰め材］
グラウト材１６において、目詰め材は、止水材１５において助材として配合されるセリサイト（絹雲母系粘土）、及びモンモリロナイトを主成分とする無機系の材料である。この目詰め材においては、ある粒径のふるい目を通過した土の量の重量百分率（％）を縦軸に、粒径を対数目盛の横軸にしてプロットした粒径加積曲線による測定から重量百分率８５％にあたる粒径が１０μｍ以下である微粒子注入材としての特徴を持つ材料である。目詰め材の配合量は、好ましくは８０〜１２０ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは９０〜１１０ｋｇ／ｍ^３である。 [Clogging material]
In the grout material 16, the filling material is sericite (sericite-based clay) blended as an auxiliary material in the water-stopping material 15, and an inorganic material mainly composed of montmorillonite. In this plugging material, the weight percentage (%) of the amount of soil that passed through a sieve having a certain particle size is plotted on the vertical axis, and the particle size is plotted on the logarithmic scale as the horizontal axis. This material is characterized as a fine particle injecting material having a particle size of 85% by weight and a particle size of 10 μm or less. The amount of weather stripping material is preferably 80~120kg / ^{m 3,} more preferably from 90~110kg / ^{m 3.}

［流動膨張剤］
グラウト材１６において、流動膨張剤は、流動性を高めるとともに硬化材によって硬化が進む際に体積を増加させる目的で使用される。流動膨張剤は、リグニンスルフォン酸化合物（流動化剤）、アルミニウム粉末（膨張剤）、及び炭酸カルシウムを含有する材料である。流動膨張剤の配合量は、好ましくは１〜３．５ｋｇ／ｍ^３であり、より好ましくは２〜３ｋｇ／ｍ^３である。 [Flow expanding agent]
In the grout material 16, the flow expanding agent is used for the purpose of increasing the fluidity and increasing the volume when the hardening proceeds with the hardening material. The flow expanding agent is a material containing a lignin sulfonic acid compound (a flow agent), aluminum powder (an expanding agent), and calcium carbonate. The blending amount of the fluid expanding agent is preferably 1 to 3.5 kg / m ³ , and more preferably 2 to ³ kg / m ³ .

＜シールド掘進機の掘進動作＞
シールド掘進機１Ａにおいては、図示されない送泥ポンプにより送泥管５１を介して泥水をチャンバ６へと送り、圧力をかけて地盤の土水圧に対抗させて切羽の安定を図りつつ、掘削した土砂を泥水と共に図示されない排泥ポンプにより排泥管５２を介して図示されない流体処理設備に流体輸送する。また、シールド掘進機１Ａにおいては、前回の掘進工程において既に組み立てられているセグメント７の前端面にシールドジャッキを押し当て、シールドジャッキを伸長させて、シールドジャッキの１ストローク分の長さのトンネルを掘削する。その後、セグメントエレクタを用いて、既設のセグメント７に新たなセグメント７を連結するように組み立て、組み立てた新たなセグメント７にシールドジャッキを押し当てて伸長させるという動作を繰り返し行うことにより、セグメント７で構成された外壁を有するトンネルが構築される。なお、トンネルの外壁となるセグメント７と周辺地盤との間には、カッタヘッド３のオーバカット等により、空隙（テールボイド）が生じる。テールボイドには、地盤沈下や既設構造物への悪影響を未然に防ぐために、胴体２のテール部に装備される図示されない裏込め材注入装置により裏込め材を注入して、セグメント７を固定する。 <Excavation operation of shield excavator>
In the shield machine 1A, a mud pump (not shown) sends muddy water to the chamber 6 through a mud pipe 51 and applies pressure to counteract the soil water pressure of the ground, thereby stabilizing the face and excavating the excavated earth and sand. Is transported together with the muddy water to a fluid treatment facility (not shown) through a mud pipe 52 by a mud pump (not shown). In the shield excavator 1A, the shield jack is pressed against the front end face of the segment 7 already assembled in the previous excavation process, and the shield jack is extended to form a tunnel having a length of one stroke of the shield jack. Excavate. After that, by using a segment erector, an operation of assembling the new segment 7 with the existing segment 7 is performed, and the operation of pressing the shield jack against the assembled new segment 7 to extend the segment 7 is repeatedly performed. A tunnel having a configured outer wall is constructed. Note that a gap (tail void) is generated between the segment 7 serving as the outer wall of the tunnel and the surrounding ground due to the overcut of the cutter head 3 and the like. In order to prevent land subsidence and adverse effects on existing structures, a backfill material is injected into the tail void by a backfill material injection device (not shown) provided on the tail portion of the fuselage 2 to fix the segment 7.

トンネル施工区間においては、所定距離（例えば、２００ｍ）毎にシールド掘進機１Ａのチャンバ６内部の点検やカッタヘッド３等の点検を行う位置（以下、「カッタヘッド等点検位置」と称する。）が予め定められ、シールド掘進機１Ａがカッタヘッド等点検位置に到達すると、カッタヘッド３等の点検を行わなければならない場合がある。カッタヘッド３等の点検を行う際には、チャンバ６を開放する必要がある。チャンバ６を開放すると、シールド掘進機１Ａの周辺地盤からの地下水がシールド掘進機１Ａ内に流入し、これが原因でシールド掘進機１Ａの周囲の地盤が緩み、地盤沈下や陥没に至る虞がある。従って、点検を安全に行うためには、後述するトンネル止水工法の実施により、シールド掘進機１Ａに対する周辺地盤からの地下水を遮断しなければならない。 In the tunnel construction section, a position for inspecting the inside of the chamber 6 of the shield machine 1A and inspecting the cutter head 3 and the like every predetermined distance (for example, 200 m) (hereinafter, referred to as a “cutter head etc. inspection position”). When the shield excavator 1 </ b> A reaches a check position such as a cutter head, which is determined in advance, it may be necessary to check the cutter head 3 and the like. When inspecting the cutter head 3 and the like, it is necessary to open the chamber 6. When the chamber 6 is opened, groundwater from the ground surrounding the shield machine 1A flows into the shield machine 1A, which may loosen the ground around the shield machine 1A, leading to ground subsidence or depression. Therefore, in order to perform the inspection safely, it is necessary to shut off the groundwater from the surrounding ground to the shield machine 1A by implementing the tunnel waterproofing method described later.

シールド掘進機１Ａへの地下水の流入は、シールド掘進機１Ａの後方からの流入、シールド掘進機１Ａの胴体２の周囲からの流入、シールド掘進機１Ａの前方からの流入の３つに分類される。これらのうち、シールド掘進機１Ａの後方からの地下水の流入については、トンネルの外壁となるセグメント７と周辺地盤との間に生じるテールボイドに起因するものであり、裏込め材注入装置（図示省略）によって裏込め材をテールボイドに注入することによって確実に防ぐことができる。なお、シールド掘進機１Ａのテール部から裏込め材が流出し、所定の圧力が確保できない場合は、掘進完了後に、セグメント７から裏込め材を補充注入するのがよい。 Groundwater inflow to the shield machine 1A is classified into three types: inflow from behind the shield machine 1A, inflow from around the fuselage 2 of the shield machine 1A, and inflow from the front of the shield machine 1A. . Of these, the inflow of groundwater from behind the shield machine 1A is due to a tail void generated between the segment 7 serving as the outer wall of the tunnel and the surrounding ground, and a backfill material injection device (not shown) By injecting the backfill material into the tail void, it can be reliably prevented. When the backfill material flows out of the tail portion of the shield machine 1A and a predetermined pressure cannot be secured, it is preferable that the backfill material is replenished and injected from the segment 7 after completion of the excavation.

一方、シールド掘進機１Ａの胴体２の周囲からの地下水流入、及びシールド掘進機１Ａの前方からの地下水流入については、以下に述べるトンネル止水工法の実施により防ぐことができる。 On the other hand, the inflow of groundwater from around the fuselage 2 of the shield machine 1A and the inflow of groundwater from the front of the shield machine 1A can be prevented by implementing the tunnel waterproofing method described below.

＜トンネル止水工法＞
図２は、本発明の第一実施形態に係るトンネル止水工法の実施の手順を示すフローチャートである。なお、図２中記号「Ｓ」はステップを表わす（図４においても同様）。この図２を用いてトンネル止水工法の実施の手順について以下に説明する。 <Tunnel water stopping method>
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for implementing the tunnel water stopping method according to the first embodiment of the present invention. The symbol "S" in FIG. 2 represents a step (the same applies to FIG. 4). The procedure for implementing the tunnel water stopping method will be described below with reference to FIG.

［Ｓ１〜Ｓ３］
まず、シールド掘進機１Ａがカッタヘッド等点検位置に到達すると（Ｓ１において「ＹＥＳ」）、シールド掘進機１Ａの掘進を停止させて、カッタヘッド等点検位置における地盤の地質が岩層であるか否かを判断する（Ｓ２）。岩層である場合（Ｓ２において「ＹＥＳ」）、カッタビット４が岩層に食い込んだ状態ではカッタビット４の点検・交換作業ができないため、カッタヘッド３等の点検作業が不十分なものとなる。このため、カッタビット４の点検・交換作業が可能となるように、シールド掘進機１Ａを所定距離（例えば、５０〜１００ｍｍ）だけ後退させる（Ｓ３）。なお、カッタヘッド等点検位置における地盤の地質が岩層でなく、土砂層等である場合（Ｓ２において「ＮＯ」）は、ステップＳ４に進む。 [S1 to S3]
First, when the shield machine 1A reaches the inspection position such as the cutter head ("YES" in S1), the excavation of the shield machine 1A is stopped, and it is determined whether the geology of the ground at the inspection position such as the cutter head is a rock layer. Is determined (S2). In the case of a rock layer ("YES" in S2), inspection and replacement work of the cutter bit 4 cannot be performed in a state where the cutter bit 4 bites into the rock layer, so that inspection work of the cutter head 3 and the like becomes insufficient. For this reason, the shield machine 1A is retracted by a predetermined distance (for example, 50 to 100 mm) so that inspection and replacement work of the cutter bit 4 can be performed (S3). If the geology of the ground at the inspection position such as the cutter head is not a rock layer but a sediment layer ("NO" in S2), the process proceeds to step S4.

［Ｓ４：止水材充填工程、硬化工程］
ステップＳ４においては、Ａ液圧送ポンプ３１、及びＢ液圧送ポンプ３２をそれぞれ作動させることにより、Ａ液タンク２７内のＡ液を混合装置２１へと圧送するとともに、Ｂ液タンク２９内のＢ液を混合装置２１へと圧送する。これにより、Ａ液とＢ液とが混合装置２１で混合されて止水材１５が調製される。調製された止水材１５は、混合装置２１の止水材吐出部２５から止水材供給配管３０を介して止水材注入ノズル２２へと圧送される。圧送された止水材１５は、止水材注入ノズル２２から噴出されて、シールド掘進機１Ａの胴体２と周辺地盤との間の空隙に充填される。充填された止水材１５は、ゲルタイム１５〜６０秒以内にゲル化し、２００〜３００ｄＰｓの粘性が確保され、硬化工程を経て、０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２の一軸圧縮強度が発現される。これにより、掘進停止状態のシールド掘進機１Ａが再び掘進できないくらいにシールド掘進機１Ａを地盤に固着することなく周辺地盤を支えることができるとともに、シールド掘進機１Ａの周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機１Ａの胴体２回りの周辺地盤からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。 [S4: Water-stopping material filling step, curing step]
In step S4, the A liquid in the A liquid tank 27 is pumped to the mixing device 21 by operating the A liquid pressure pump 31 and the B liquid pressure pump 32, and the B liquid in the B liquid tank 29 is operated. To the mixing device 21. Thus, the liquid A and the liquid B are mixed by the mixing device 21 to prepare the water-stopping material 15. The prepared water-stopping material 15 is pressure-fed from the water-stopping material discharge part 25 of the mixing device 21 to the water-stopping material injection nozzle 22 via the water-stopping material supply pipe 30. The pressure-stopped water-stopping material 15 is ejected from the water-stopping material injection nozzle 22 and is filled in a gap between the fuselage 2 of the shield machine 1A and the surrounding ground. The filled water stopping material 15 gels within a gel time of 15 to 60 seconds, a viscosity of 200 to 300 dPs is secured, and after a curing step, a uniaxial compressive strength of 0.025 to 0.20 N / mm ² is developed. You. This makes it possible to support the surrounding ground without fixing the shield excavator 1A to the ground so that the shield excavator 1A in the excavation stopped state cannot excavate again. Groundwater from the surrounding ground around the fuselage 2 of the excavator 1A can be easily and reliably shut off.

［Ｓ５〜Ｓ８］
次いで、チャンバ６内に流入する地下水の流量を測定し（Ｓ５）、測定流量が、カッタヘッド３等の点検を安全に行うことができるとして予め設定された許容流量を超えているか否かを判断する（Ｓ６）。測定流量が許容流量を超えており（Ｓ６において「ＹＥＳ」）、且つ、カッタヘッド等点検位置における地盤の地質が岩層である場合（Ｓ７において「ＹＥＳ」）、チャンバ６内の泥水を清水に置換する（Ｓ８）。なお、測定流量が許容流量を超えており（Ｓ６において「ＹＥＳ」）、且つ、カッタヘッド等点検位置における地盤の地質が岩層でなく、土砂層等である場合（Ｓ７において「ＮＯ」）は、ステップＳ９に進む。 [S5 to S8]
Next, the flow rate of the groundwater flowing into the chamber 6 is measured (S5), and it is determined whether or not the measured flow rate exceeds a permissible flow rate set in advance so that the inspection of the cutter head 3 and the like can be performed safely. (S6). If the measured flow rate exceeds the allowable flow rate ("YES" in S6) and the geology of the ground at the inspection position such as the cutter head is a rock layer ("YES" in S7), the muddy water in the chamber 6 is replaced with fresh water. (S8). If the measured flow rate exceeds the allowable flow rate ("YES" in S6) and the ground at the inspection position such as the cutter head is not a rock layer but a sediment layer ("NO" in S7), Proceed to step S9.

［Ｓ９：グラウト材充填工程］
ステップＳ９においては、グラウト材圧送ポンプ４４を作動させることにより、グラウト材タンク４３内のグラウト材１６をグラウト材注入ノズル４１へと圧送する。ここで、ステップＳ８でチャンバ６内の清水置換を経た岩盤の場合、清水中に正規の配合のグラウト材１６をチャンバ６内に注入すると、注入初期は水と硬化材との比（Ｗ／Ｃ）が大きく硬化材の量が少ない貧配合（Ｗ／Ｃ＞１０００％）のグラウト材１６になっている。このように岩盤面の小さい亀裂には、最も浸透しやすい清水から次第に正規の配合のグラウト材１６に置換していき、清水と完全に置換（Ｗ／Ｃ＝（８８３／２４０）×１００＝３６８％）した後、グラウト材１６の注入流量が一定となるまで注入する。なお、ステップＳ８でのチャンバ６内の清水置換を経ていない土砂の場合、岩盤に比べて比較的大きな亀裂のため、グラウト材１６は、清水過程を経ることなく、泥水から徐々に正規の配合のグラウト材１６をチャンバ６内に注入し、泥水と完全に置換した後、グラウト材１６の注入流量が一定となるまで注入して、グラウト材１６を地盤内に十分に浸透させる。 [S9: Grout material filling step]
In step S9, the grout material pumping pump 44 is operated to pump the grout material 16 in the grout material tank 43 to the grout material injection nozzle 41. Here, in the case of the bedrock that has undergone the replacement of fresh water in the chamber 6 in step S8, when a grout material 16 of a proper composition is injected into the fresh water into the chamber 6, the ratio of water to hardened material (W / C ) Is a poorly mixed (W / C> 1000%) grout material 16 having a large amount of hardening material. As described above, the cracks on the rock surface are gradually replaced with the grout material 16 having a proper composition from the most easily penetrated Shimizu and completely replaced with the Shimizu (W / C = (883/240) × 100 = 368). %), Grout material 16 is injected until the flow rate is constant. In addition, in the case of the earth and sand that has not been subjected to the fresh water displacement in the chamber 6 in step S8, the grout 16 is not gradually subjected to the fresh water process, and the grout material 16 is gradually mixed with the regular mixture from the mud without undergoing the fresh water process. After the grout material 16 is injected into the chamber 6 and completely replaced with the muddy water, the grout material 16 is injected until the injection flow rate becomes constant, and the grout material 16 is sufficiently penetrated into the ground.

グラウト材１６の注入流量は、対象地盤の透水係数と圧力差によって異なる。亀裂が大きい（透水係数が大きい）場合、多量のグラウト材１６を注入する必要がある。亀裂が小さい（透水係数が小さい）場合は、少量のグラウト材１６を注入することで安定する。以下の表３に示されるように、対象地盤の透水係数が１×１０^−４〜１×１０^−３ｍ／ｓの場合、グラウト材１６の注入流量は、４６６．５〜４６６５．３Ｌ／ｍｉｎであり、対象地盤の透水係数が１×１０^−７〜１×１０^−５ｍ／ｓの場合、グラウト材１６の注入流量は、０．５〜４６．７Ｌ／ｍｉｎとなる。グラウト材圧送ポンプ４４の吐出能力の観点から、透水係数が１×１０^−７〜１×１０^−５ｍ／ｓの地盤に対して上記のグラウト材充填工程が有効である。なお、切羽における０．５〜１ｍｍ程度の幅の亀裂をグラウト材１６によって遮断できれば、地下水の流入を相当低減することができる。 The injection flow rate of the grout material 16 differs depending on the hydraulic conductivity and pressure difference of the target ground. When the crack is large (has a large hydraulic conductivity), it is necessary to inject a large amount of the grout material 16. In the case where the crack is small (the water permeability is small), it is stabilized by injecting a small amount of the grout material 16. As shown in Table 3 below, when the hydraulic conductivity of the target ground is 1 × 10 ⁻⁴ to 1 × 10 ⁻³ m / s, the injection flow rate of the grout material 16 is 466.5 to 4665.3 L / min. When the hydraulic conductivity of the target ground is 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ⁻⁵ m / s, the injection flow rate of the grout material 16 is 0.5 to 46.7 L / min. From the viewpoint of the discharge capacity of the grout material pump 44, the above grout material filling step is effective for the ground having a water permeability of 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ⁻⁵ m / s. In addition, if a crack having a width of about 0.5 to 1 mm in the face can be blocked by the grout material 16, the inflow of groundwater can be considerably reduced.

ステップＳ９のグラウト材充填工程の実施により、チャンバ６内に流入する地下水の測定流量が、カッタヘッド３等の点検を安全に行うことができるとして予め設定された許容流量以下となれば（ステップＳ６において「ＮＯ」）、シールド掘進機１Ａのチャンバ６を開放し、チャンバ６内部の点検やカッタヘッド３等の点検を行う（Ｓ１０）。チャンバ６を開放しても、グラウト材１６に含まれる流動膨張剤の作用により、切羽側の地盤に浸透したグラウト材１６がシールド掘進機１Ａ側に引き戻されるのを防ぐことができる。従って、点検等のためにシールド掘進機１Ａのチャンバ６が開放されても、切羽前方の地盤亀裂を確実に塞ぐことができ、シールド掘進機１Ａの周辺地盤のうち、特に、シールド掘進機１Ａの前方の切羽側からの地下水を簡易且つ確実に遮断することができる。 If the measured flow rate of the groundwater flowing into the chamber 6 becomes equal to or less than the allowable flow rate which is set in advance so that the inspection of the cutter head 3 and the like can be performed safely by performing the grout material filling step in step S9 (step S6). In step S10), the chamber 6 of the shield machine 1A is opened, and the inside of the chamber 6 and the cutter head 3 are inspected (S10). Even when the chamber 6 is opened, it is possible to prevent the grout material 16 that has permeated the ground on the face side from being pulled back to the shield machine 1A due to the action of the fluid expanding agent contained in the grout material 16. Therefore, even if the chamber 6 of the shield machine 1A is opened for inspection or the like, the ground crack in front of the face can be reliably closed, and among the ground around the shield machine 1A, particularly, the shield machine 1A Groundwater from the front face side can be easily and reliably shut off.

なお、ステップＳ４の止水材充填工程の実施により、チャンバ６内に流入する地下水の測定流量が許容流量以下となれば、グラウト材充填工程を実施することなく、シールド掘進機１Ａのチャンバ６を開放し、チャンバ６内部の点検やカッタヘッド３等の点検を行う（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１０）。 If the measured flow rate of the groundwater flowing into the chamber 6 becomes equal to or less than the allowable flow rate by performing the water stopping material filling step in step S4, the chamber 6 of the shield machine 1A is removed without performing the grout material filling step. After opening, the inside of the chamber 6 and the cutter head 3 are inspected (S5, S6, S10).

カッタヘッド３等の点検のために掘進停止状態のシールド掘進機１Ａは、再び掘進できないくらいに止水材１５によって地盤に固着されておらず、再掘進可能であるので、点検作業等が終了すれば、速やかに掘進を再開することができる。 The shield excavator 1A in the excavation stopped state for inspection of the cutter head 3 and the like is not fixed to the ground by the water-stopping material 15 so that it cannot excavate again, and can be excavated again. Excavation can be resumed promptly.

〔第二実施形態〕
図３は、本発明の第二実施形態に係るトンネル止水工法の実施に供する泥土圧式のシールド掘進機の縦断面方向の概略図である。第二実施形態において、第一実施形態と同一又は同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第二実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。 (Second embodiment)
FIG. 3 is a schematic view of a mud pressure type shield excavator provided in a tunnel water stopping method according to a second embodiment of the present invention in a longitudinal sectional direction. In the second embodiment, the same or similar components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof will be omitted. In the following, parts unique to the second embodiment will be described. Will be mainly described.

＜シールド掘進機＞
図３に示されるシールド掘進機１Ｂは、添加材を使用して掘削土砂を泥土化し、それに所定の圧力を与えて切羽の安定を図りつつ掘削を行うものである。このシールド掘進機１Ｂにおいては、掘進速度と排土量とを制御して土圧を保持しており、チャンバ６の下部に連通するように後方に向かって上向きに傾斜配置で接続されるスクリュコンベヤ６０の回転数を増減させることにより排土量を制御する。なお、地盤の元々の粒度分布が良く添加材を使用しない場合があり、この場合、シールド掘進機１Ｂは、土圧式のシールド掘進機として機能する。 <Shield excavator>
The shield machine 1B shown in FIG. 3 excavates the excavated earth and sand by using an additive material, and applying predetermined pressure to the excavated earth to stabilize the face. In the shield machine 1 </ b> B, the earth speed is maintained by controlling the excavation speed and the earth removal amount, and the screw conveyor is connected to the lower part of the chamber 6 by being inclined upward and rearward so as to communicate with the lower part of the chamber 6. The amount of earth removal is controlled by increasing or decreasing the number of rotations of 60. In some cases, the original particle size distribution of the ground is good and the additive is not used. In this case, the shield machine 1B functions as an earth pressure shield machine.

シールド掘進機１Ｂは、チャンバ６内に止水材１５を注入可能に隔壁５に装着される止水材注入ノズル４５を備えている。止水材注入ノズル４５と混合装置２１とは、止水材供給配管４６によって接続されている。これにより、混合装置２１で調製された止水材１５が、混合装置２１から止水材供給配管４６を介して止水材注入ノズル４５へと圧送される。圧送された止水材１５は、止水材注入ノズル４５からチャンバ６の内部に注入される。また、シールド掘進機１Ｂにおいては、第一実施形態のシールド掘進機１Ａで設けられるグラウト材充填装置１２とは異なる構成のグラウト材充填装置６２が設けられている。グラウト材充填装置６２は、切羽に直接的にグラウト材１６を注入可能にカッタヘッド３の前面側に装着される所要のグラウト材注入ノズル６３を備えている。グラウト材注入ノズル６３は、所要のスイベルジョイント（図示省略）を含みカッタヘッド３の中央部を通って胴体２の後方へと延設されるグラウト材供給配管６４を介してグラウト材タンク６５に接続されている。グラウト材供給配管６４の途中には、グラウト材タンク６５内のグラウト材１６をグラウト材注入ノズル６３へと圧送するグラウト材圧送ポンプ６６が介設されている。なお、グラウト材供給配管６４の配管途中には、グラウト材圧送ポンプ６６以外に、図示されない圧力スイッチ、圧力センサ、流量計等が適宜に配設されている。 The shield machine 1 </ b> B includes a waterproof material injection nozzle 45 mounted on the partition wall 5 so that the waterproof material 15 can be injected into the chamber 6. The water-stop material injection nozzle 45 and the mixing device 21 are connected by a water-stop material supply pipe 46. Thereby, the water-stopping material 15 prepared by the mixing device 21 is pressure-fed from the mixing device 21 to the water-stopping material injection nozzle 45 via the water-stopping material supply pipe 46. The water-stopping material 15 that has been pressure-fed is injected into the chamber 6 from the water-stopping material injection nozzle 45. In the shield machine 1B, a grout material filling device 62 having a configuration different from that of the grout material filling device 12 provided in the shield machine 1A of the first embodiment is provided. The grout material filling device 62 includes a required grout material injection nozzle 63 mounted on the front side of the cutter head 3 so that the grout material 16 can be injected directly into the face. The grout material injection nozzle 63 is connected to a grout material tank 65 via a grout material supply pipe 64 including a required swivel joint (not shown) and extending to the rear of the body 2 through the center of the cutter head 3. Have been. In the middle of the grout supply pipe 64, a grout feed pump 66 for feeding the grout 16 in the grout tank 65 to the grout injection nozzle 63 is provided. In the middle of the grout supply pipe 64, a pressure switch, a pressure sensor, a flow meter, and the like (not shown) are appropriately disposed in addition to the grout feed pump 66.

＜トンネル止水工法＞
図４は、本発明の第二実施形態に係るトンネル止水工法の実施の手順を示すフローチャートである。この図４におけるステップＳ１〜ステップＳ７までの手順は、図２におけるそれと全く同じであるので説明を省略し、ステップＳ２１〜ステップＳ２３の手順について重点的に説明することとする。 <Tunnel water stopping method>
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for implementing a tunnel water stopping method according to the second embodiment of the present invention. The procedure from step S1 to step S7 in FIG. 4 is exactly the same as that in FIG. 2, and therefore the description is omitted, and the procedure from step S21 to step S23 will be mainly described.

［Ｓ２１］
ステップＳ５における測定流量が許容流量を超えている場合（Ｓ６において「ＹＥＳ」）、チャンバ６内等を不透水層に置換する（Ｓ２１）。すなわち、泥土圧式のシールド掘進機１Ｂの場合、チャンバ６内を加圧すると、スクリュコンベヤ６０から胴体２の作業室側に圧力が逃げる虞がある。このとき、止水材充填装置１１により混合装置２１から止水材供給配管４６及び止水材注入ノズル４５を介して止水材１５をチャンバ６内に注入し、注入した止水材１５とチャンバ６内の土砂とを混合して、チャンバ６内、及びスクリュコンベヤ６０内を不透水層で置換することにより、チャンバ６内の圧力を保持する。止水材１５の土砂との混合比は３０％以上が好ましい。 [S21]
If the measured flow rate in step S5 exceeds the allowable flow rate ("YES" in S6), the interior of the chamber 6 and the like are replaced with an impermeable layer (S21). That is, in the case of the mud pressure shield excavator 1B, when the pressure in the chamber 6 is increased, the pressure may escape from the screw conveyor 60 to the working room side of the body 2. At this time, the water stopping material filling device 11 injects the water stopping material 15 from the mixing device 21 into the chamber 6 through the water stopping material supply pipe 46 and the water stopping material injection nozzle 45, and the injected water stopping material 15 and the chamber The pressure in the chamber 6 is maintained by mixing the earth and sand in the chamber 6 and replacing the chamber 6 and the screw conveyor 60 with an impermeable layer. The mixing ratio of the water stopping material 15 with the earth and sand is preferably 30% or more.

［Ｓ２２］
ステップＳ５における測定流量が許容流量を超えており（Ｓ６において「ＹＥＳ」）、且つ、カッタヘッド等点検位置における地盤の地質が岩層である場合（Ｓ７において「ＹＥＳ」）、カッタヘッド３の前面の空間に清水を充填する（Ｓ２２）。清水は、添加材を注入するための添加材注入ノズル（図示省略）から添加材に替えて注入して充填する。 [S22]
If the measured flow rate in step S5 exceeds the allowable flow rate ("YES" in S6) and the geology of the ground at the inspection position such as the cutter head is a rock layer ("YES" in S7), the front surface of the cutter head 3 The space is filled with fresh water (S22). Fresh water is injected and filled instead of the additive from an additive injection nozzle (not shown) for injecting the additive.

［Ｓ２３：グラウト材充填工程］
ステップＳ２２で清水を充填したら、グラウト材充填装置６２におけるグラウト材圧送ポンプ６６を作動させて、グラウト材タンク６５内のグラウト材１６をグラウト材注入ノズル６３へと圧送する。これにより、切羽とカッタヘッド３との間に清水から徐々に正規の配合のグラウト材１６が注入され、グラウト材１６が清水と完全に置換した後、グラウト材１６の注入流量が一定となるまでグラウト材１６を注入して、グラウト材１６を地盤内に十分に浸透させる。 [S23: Grout material filling step]
When the fresh water is filled in step S22, the grout material pump 66 in the grout material filling device 62 is operated to pump the grout material 16 in the grout material tank 65 to the grout material injection nozzle 63. As a result, the grout material 16 having a proper composition is gradually injected from the fresh water between the face and the cutter head 3, and after the grout material 16 is completely replaced with the fresh water, until the grout material 16 is injected at a constant flow rate. The grout material 16 is injected so that the grout material 16 sufficiently penetrates into the ground.

次に、本発明のトンネル止水工法、トンネル止水システム、止水材、及びグラウト材の具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples of the tunnel water stopping method, the tunnel water stopping system, the water stopping material, and the grout material of the present invention will be described.

＜止水材＞
下記の表４に示される１．０５ｍ^３あたりの配合量にて止水材を調製した。ここで、硬化材、助材、安定剤、ゲル化促進剤、及び塑強調整剤の製造会社及び製品名は、以下の通りである。
硬化材：（株）タック、「タックメント」
助材：（株）タック、「ＴＡＣ−βＩＩ」
安定剤：（株）タック、「ＴＡＣ−Ｒｅ」
ゲル化促進剤：（株）タック、「ＴＡＣゲル」
塑強調整剤：（株）タック、「ＴＡＣ−３Ｇ」 <Water stoppage material>
A water-stopping material was prepared at a blending amount per 1.05 m ³ shown in Table 4 below. Here, the manufacturing companies and product names of the hardening material, the auxiliary material, the stabilizer, the gelling accelerator, and the plasticity adjusting agent are as follows.
Curing material: Tack Co., Ltd., "Tackment"
Auxiliary material: Tac Co., Ltd., "TAC-βII"
Stabilizer: Tac Corporation, "TAC-Re"
Gelling accelerator: Tac Corporation, "TAC Gel"
Plasticity modifier: Tac Corporation, "TAC-3G"

表４に示される配合において、Ｂ液の配合量をそのままでゲル化促進剤の配合量を変化させる場合と、Ｂ液の配合量を減らしゲル化促進剤を配合しない場合との両方の場合の止水材の性状を表５に示す。 In the formulations shown in Table 4, both the case where the amount of the gelation accelerator is changed while the amount of the solution B is kept as it is and the case where the amount of the gelation accelerator is reduced and the gelation accelerator is not added are used. Table 5 shows the properties of the waterproof material.

また、１．０５ｍ^３あたりのＢ液が５０Ｌ、及び２０Ｌの場合における止水材と土砂との混合比率３０％の性状を表６に示す。 In addition, Table 6 shows the properties of the mixing ratio of the water-stopping material and the earth and sand of 30% in the case of 50 L and 20 L of the liquid B per 1.05 m ³ .

表５〜表６に示される結果から明らかなように、本発明の止水材は、一軸圧縮強度を０．１Ｎ／ｍｍ^２程度で保持することにより、掘進停止状態のシールド掘進機が再び掘進できないくらいにシールド掘進機を地盤に固着することなく周辺地盤を支えることができる。また、土砂（透水係数：１．１×１０^−４ｍ／ｓ）と止水材とを混合して得られる不透水層は、透水係数２．４×１０^−７〜４．９×１０^−７程度を実現している。 As is evident from the results shown in Tables 5 and 6, the waterproof material of the present invention maintains the uniaxial compressive strength at about 0.1 N / mm ^2, so that the shield excavator in the excavation stopped state excavates again. It can support the surrounding ground without sticking the shield machine to the ground unnecessarily. The impermeable layer obtained by mixing earth and sand (water permeability: 1.1 × 10 ⁻⁴ m / s) and a water-stopping material has a water permeability of 2.4 × 10 ^{−7 to} 4.9 × 10 ^{−. About 7} has been achieved.

＜グラウト材＞
下記の表７に示される１ｍ^３あたりの配合量にてグラウト材を調製した。ここで、硬化材、目詰め材、及び流動膨張剤の製造会社及び製品名は、以下の通りである。
製品名
硬化材：（株）タック、「タックメント」
目詰め材：（株）タック、「ＴＡＣ−βＩＩ」
流動膨張剤：（株）タック、「ＦＴＡ−Ｓ」 <Grout material>
A grout material was prepared in a blending amount per 1 m ³ shown in Table 7 below. Here, manufacturing companies and product names of the hardening material, the plugging material, and the fluid expanding agent are as follows.
Product name Curing material: Tack Co., Ltd., "Tackment"
Filling material: Tac Corporation, "TAC-βII"
Fluid expander: Tack Co., Ltd., "FTA-S"

表７に示される配合にて調製されたグラウト材の性状を表８に示す。 Table 8 shows the properties of the grout materials prepared according to the formulations shown in Table 7.

上記のグラウト材に対して、レーザ回折・散乱法（掘場製作所：ＬＡ−９２０）による粒度分析を実施したところ、図６に示される粒径加積曲線測定によるグラウト材の８５％粒径（重量比が８５％にあたる粒径）が１４μｍ程度となり、微粒子注入材に近い粒径を有していることが確認された。併せて、目詰め材の８５％粒径が１０μｍ以下（測定値７．５μｍ）であることを図７に示す。 The above grout material was subjected to a particle size analysis by a laser diffraction / scattering method (dig site: LA-920). As a result, the 85% particle size of the grout material by the particle size accumulation curve measurement shown in FIG. (A particle diameter corresponding to a weight ratio of 85%) was about 14 μm, and it was confirmed that the powder had a particle diameter close to that of the fine particle injection material. FIG. 7 also shows that the 85% particle size of the plugging material is 10 μm or less (measured value 7.5 μm).

グラウト材の粒径と注入対象地盤の粒径から浸透可否を評価する指標として、グラウタビリティ比（ＧＲ）があり、ＧＲ＝Ｄ１５／Ｇ８５の値が１５〜２５以上であれば、グラウト材１６は注入対象地盤に浸透可能とされている。ここで、Ｄ１５とは、地盤の粒径加積曲線測定による１５％粒径であり、Ｇ８５は、グラウト材の粒径加積曲線測定による８５％粒径である。 There is a groutability ratio (GR) as an index for evaluating whether or not the infiltration is possible based on the particle size of the grout material and the particle size of the ground to be injected. If the value of GR = D15 / G85 is 15 to 25 or more, the grout material 16 becomes It is possible to penetrate the ground to be injected. Here, D15 is a 15% particle size determined by measuring the particle size accumulation curve of the ground, and G85 is an 85% particle size determined by measuring the particle size accumulation curve of the grout material.

グラウト材の浸透可能領域を逆算すると、Ｄ１５＝ＧＲ×Ｇ８５＝（１５〜２５）×１４μｍ＝２１０〜３５０μｍとなり、地盤の粒径加積曲線測定による１５％粒径が２１０〜３５０μｍ程度まで浸透可能であることが分かる。これは、岩盤の亀裂幅に相当するため、本発明のグラウト材であれば、亀裂幅１ｍｍ以下、さらに０．５ｍｍ程度まで浸透可能である。 When the permeation area of the grout material is calculated in reverse, D15 = GR × G85 = (15 to 25) × 14 μm = 210 to 350 μm, and the 15% particle diameter by the particle diameter accumulation curve measurement of the ground can penetrate to about 210 to 350 μm. It turns out that it is. Since this corresponds to the crack width of the bedrock, the grout material of the present invention can penetrate the crack width to 1 mm or less, and further to about 0.5 mm.

本発明のトンネル止水工法、トンネル止水システム、止水材、及びグラウト材は、地山を掘進してトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断する用途において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The tunnel waterproofing method, tunnel waterproofing system, waterproofing material, and grout material of the present invention can be used in an application for shielding groundwater from the surrounding ground for a shield excavator that excavates a ground and constructs a tunnel. .

１Ａ，１Ｂシールド掘進機
２胴体
１１止水材充填装置
１２グラウト材充填装置（第一グラウト材充填装置）
１５止水材
１６グラウト材
６２第二グラウト材充填装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B Shield excavator 2 Body 11 Water-stopping material filling device 12 Grout material filling device (first grout material filling device)
15 Water stop material 16 Grout material 62 Second grout material filling device

Claims

胴体と、前記胴体の前部に回転可能に支承されるカッタヘッドとを備え、前記カッタヘッドを回転させて地山を掘削しながら進むことでトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するトンネル止水工法であって、
前記シールド掘進機の掘進を停止させた状態で、前記シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間において前記カッタヘッドのオーバカットにより生じた空隙に、硬化しても前記シールド掘進機が再掘進可能な止水材を充填する止水材充填工程を包含するトンネル止水工法。 A torso, and a cutter head rotatably supported at a front portion of the torso ; groundwater from a surrounding ground for a shield excavator that constructs a tunnel by rotating the cutter head and excavating the ground to construct a tunnel; Tunnel water blocking method to cut off
In a state in which the excavation of the shield excavator is stopped, the gap formed by the overcut of the cutter head between the fuselage of the shield excavator and the surrounding ground can be re-excavated even if it hardens. A tunnel water stopping method including a water stopping material filling step of filling a water stopping material.

前記シールド掘進機の掘進方向の掘削面である切羽の前方の地盤亀裂にグラウト材を充填するグラウト材充填工程を包含する請求項１に記載のトンネル止水工法。 2. The tunnel water stopping method according to claim 1, further comprising a grout material filling step of filling a grout material into a ground crack in front of a face, which is an excavation surface in an excavation direction of the shield machine. 3.

前記止水材を一軸圧縮強度が０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２となるように硬化させる硬化工程を包含する請求項１又は２に記載のトンネル止水工法。 Tunnel waterproofing method of claim 1 or 2 comprising a curing step of curing the water stopping material as uniaxial compressive strength is 0.025~0.20N / mm ^2.

胴体と、前記胴体の前部に回転可能に支承されるカッタヘッドとを備え、前記カッタヘッドを回転させて地山を掘削しながら進むことでトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するトンネル止水システムであって、
前記シールド掘進機の掘進を停止させた状態で、前記シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間において前記カッタヘッドのオーバカットにより生じた空隙に、硬化しても前記シールド掘進機が再掘進可能な止水材を充填する止水材充填装置を備えるトンネル止水システム。 A torso, and a cutter head rotatably supported at a front portion of the torso ; groundwater from a surrounding ground for a shield excavator that constructs a tunnel by rotating the cutter head and excavating the ground to construct a tunnel; A tunnel water stop system for blocking
In a state in which the excavation of the shield excavator is stopped, the gap formed by the overcut of the cutter head between the fuselage of the shield excavator and the surrounding ground can be re-excavated even if it hardens. Tunnel water stoppage system equipped with a water stoppage material filling device that fills various water stoppage materials.

前記シールド掘進機の掘進方向の掘削面である切羽の前方の地盤亀裂にグラウト材を充填するグラウト材充填装置を備える請求項４に記載のトンネル止水システム。 5. The tunnel water stopping system according to claim 4, further comprising a grout material filling device that fills a grout material into a ground crack in front of a face, which is an excavation surface in the excavation direction of the shield machine.

胴体と、前記胴体の前部に回転可能に支承されるカッタヘッドとを備え、前記カッタヘッドを回転させて地山を掘削しながら進むことでトンネルを構築するシールド掘進機に対する周辺地盤からの地下水を遮断するために、前記シールド掘進機の胴体と周辺地盤との間において前記カッタヘッドのオーバカットにより生じた空隙に充填される、硬化しても前記シールド掘進機が再掘進可能な止水材であって、
硬化を促進する硬化材を含有し、
硬化後の一軸圧縮強度が０．０２５〜０．２０Ｎ／ｍｍ^２となる止水材。
A torso, and a cutter head rotatably supported at a front portion of the torso ; groundwater from a surrounding ground for a shield excavator that constructs a tunnel by rotating the cutter head and excavating the ground to construct a tunnel; In order to cut off the water, the gap between the fuselage of the shield machine and the surrounding ground is filled in the space created by the overcut of the cutter head. And
Contains a curing agent that promotes curing,
A water-blocking material having a uniaxial compression strength of 0.025 to 0.20 N / mm ² after curing.