杏吧原创(本社:东京都港区、社长:福富正人)と日本基础技术株式会社(本社:东京都渋谷区、社长:中原巖)は、幅広い地质性状に対応するため、スクリューオーガを用いた无水削孔ボーリング技术(特许出愿中)を开発しました。
1.开発の背景
山岳トンネルでのボーリング作業は、従来、削孔水を用いた削孔方法が一般的です。 しかし、膨張性地山などでは、削孔水が地山を乱すため、無水での削孔が有効と考えられます。また、対象とする地山は、地質状況や地下水位が異なることが想定されます。 そこで、幅広い地質性状に対して、無水で削孔可能なボーリング技術を開発しました。 供用中の高速道路更新工事等への適用を視野に入れ、機動性に優れた超小型削孔機と設備(図1)を使用して、限られた空间内での効率的な作业を実现しました。
2.本技术の特长
(1) 供用中の道路トンネル内で使用可能な作業効率のよい機械?設備
削孔机械は、供用中のトンネル内など空间制限の厳しい条件下において机动力を発挥する「超小型削孔机厂惭-6(ソイルメック社製)」(図2)を使用します。 打設角度の可動域が広く、様々な姿勢でボーリング作業が可能です。削孔能力は、汎用機械の約2倍の高トルク仕様(最大8.13kN?m)となっています。
削孔设备としてエアーコンプレッサーと粉じん対策设备を车上に配置(図1、図2)するので、設置?撤去が容易です。 また、一般車両の通行にも影響を与えませんので、供用中の道路等での施工に最適です。
(2) 幅広い地質性状に対応した無水削孔
エアーを用いた无水削孔が可能です。また、ボーリングロッドにスクリューを取り付けること(図3)で削孔土砂を强制的に排土できる机能を兼ね备えています。
スクリューオーガにより、泥岩など粘着性が高く、地下水の少ない地盤に対しては、エアーのみを用いた削孔方法に比べ、排土効率が20%程度、削孔速度が5%程度向上します。 数値解析においても実験結果と同程度の結果でした。
単管または、二重管による削孔方法が可能で、孔壁の保持が困難な脆弱な地山にも対応できます。 さらに、エアーが周辺地盤に影響を及ぼす地山についても、スクリューオーガのみの削孔作業が可能です。
3.実トンネル内での试験施工
実际のトンネル内で试験施工(図4)を実施しました。地質は、脆弱な凝灰角礫岩が分布する湧水の多い地盤で、超小型削孔機を使用して、ボーリング長9mを二重管により無水で削孔しました。 この試験施工により、以下の事項を確認しました。
?超小型削孔机の作业性を确认
?スクリューオーガの有无による削孔効率への影响を确认
?粉じん対策の有効性を确认
実トンネル内での试験施工结果および2.(2)の実験结果より、复数の地质において确実な施工を実现しました。
4.今后の展开
今后、供用中の高速道路トンネル内の盘ぶくれ対策を中心に、高速道路更新工事等への适用を目指します。
図1: 供用中高速道路トンネル内の作業イメージ
図2: 超小型削孔機 SM-6 (ソイルメック社製)
図3: スクリューオーガ
図4: トンネル内での試験施工状況