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ものづくり
日本大賞
国土技術
開発賞
建設技術
審査証明


他機関の
評価結果

















            

2019.03.23現在
 
技術
名称
NEO-TAC工法 
事後評価未実施技術 登録No. KT-160103-A
事前審査 事後評価 技術の位置付け(有用な新技術)
試行実証評価 活用効果評価 推奨
技術
準推奨
技術
評価促進
技術
活用促進
技術













旧実施要領における技術の位置付け
活用促進
技術(旧)
設計比較
対象技術
少実績
優良技術
 



 
活用効果調査入力様式 適用期間等
-A
活用効果調査入力システムを使用してください。

上記※印の情報と以下の情報は申請者の申請に基づき掲載しております。 申請情報の最終更新年月日:2018.07.17
副    題 地盤変位を抑制するエア系二液性可塑状型裏込め注入 区分 材料
分 類 1 シールド − 裏込め注入工  
概要
@何について何をする技術なのか?
・エア系二液性可塑状型裏込め注入材

A従来はどのような技術で対応していたのか?
・非エア系二液性可塑状型裏込め注入材

B公共工事のどこに適用できるのか?
・シールド工事

Cその他
・シールド工事における裏込め注入工の説明は次のとおりである(トンネル標準示方書[シールド工法]・同解説、第142条裏込め注入工、土木学会、2006年制定)。
1)裏込め注入工は、地山に最も適合した注入材と注入方法で、シールドの掘進と同時あるいは直後に行い、テールボイドを完全に充填して地山の緩みと沈下を防止するようにしなければならない。また、沈下防止とともにセグメントからの漏水防止、セグメントリングの早期安定やトンネルの蛇行修正等に役立つため、すみやかに行わなければならない。
2)テールボイドとは、シールド機外径とセグメント外径に差があることから、シールド機が通過するとセグメント外周に発生する円環状の空隙。テールボイド量(片側)はシールド機外径によるが、一般的に5〜15p程度である。
3)裏込め注入工の注入時期は、同時注入または即時注入で行われている。同時注入とはシールドの掘進に合わせて坑内のセグメント注入孔やシールド機の外側のテール部に設置した注入装置【図-1-A)】から裏込め注入を行うもので、即時注入とは、掘進後すみやかにセグメント注入孔から裏込め注入を行うものである。
4)裏込め注入材として必要な性質は、イ)材料分離を起こさない、ロ)流動性がよく、充填性に優れる、ハ)注入後の体積変化が少ない、ニ)早期に地山の強度以上になる、ホ)水密性に富んでいる、ヘ)環境に悪影響を及ぼさない等である。
5)現在多用されている裏込め注入材は、ゲル時間や強度が調整でき、同時注入も可能な二液性可塑状型の材料【表-1、図-1-B)、C)】である。
・二液性可塑状型裏込め注入は、A液(モルタル)とB液(特殊水ガラス)を別系統の配管で坑内に圧送し、セグメント注入孔またはシールド機の同時裏込め注入装置のミキシングノズルで二液を混合後に可塑状で注入する方法である【図-1-A)、C)】。
・新技術のエア系二液性可塑状型裏込め注入材は、A液(モルタル)中に気泡を混入した材料である【表-1:空気量がA液の15%】。
表-1 裏込め注入材標準配合の比較 【σ1H=0.10N/mm2、1m3当り(自社製品)】
材料 名称 品名 単位 新技術(エア系) 従来技術(非エア系) 
A液 硬化材 タックメント kg 270 300 
〃 助材 TAC-α kg 20 25 
〃 安定剤 TAC-Re kg 2.7 3.0 
〃 起泡剤 TAC-2号 s 0.5 - 
〃 水 清水 L 703 840 
〃 空気量 - L 141 - 
B液 高濃度塑強剤 TAC-3G L 60 60 

図-1 シールド工法の裏込め注入
新規性及び期待される効果
@どこに新規性があるのか?(従来技術と比較して何を改善したのか?)
・シールド工事の裏込め注入を非エア系二液性可塑状型裏込め注入材からエア系二液性可塑状型裏込め注入材に変えた。
A期待される効果は?(新技術活用のメリットは?)
・エア系二液性可塑状型裏込め注入材に変えたことにより、注入材中の気泡のクッション作用で注入圧力の変動を平準化し、周辺地盤への悪影響を低減できるため、周辺環境への影響抑制が向上する。
・エア系二液性可塑状型裏込め注入材に変えたことにより、単位水量が少なくても流動性が確保でき、かつ初期強度も大きいため、裏込め注入材の品質が向上する。
・エア系二液性可塑状型裏込め注入材に変えたことにより、材料分離が少ないことから、A液(モルタル)管の水洗浄頻度を1/12程度に減少でき、施工性が向上する。
・エア系二液性可塑状型裏込め注入材に変えたことにより、注入圧力の変動を平準化でき、施工中の安全性が向上する。
・エア系二液性可塑状型裏込め注入材に変えたことにより、A液(モルタル)管の水洗浄排水を減少でき、坑内切羽での作業環境の向上が図れる。
・エア系二液性可塑状型裏込め注入材に変えたことにより、水洗浄頻度の減少とともに助材および作液水を減量でき、経済性が向上する。
Bその他
・新技術の加圧注入された裏込め注入材の気泡は、テールボイドの圧力に復元しようとする。これをクッション作用といい、注入材が強度発現するまでは、この残存圧力によってテールボイドでの応力解放を低減して地山保持する。【図-2-A)-1】。
・新技術は、気泡の安定性向上のために助材(TAC-α、TAC-βU)を水道水で先練りし、成分中のベントナイトを水膨潤させてA液の作液に使用する。
・新技術は、同時裏込め注入装置の場合、シールド機オペレータが運転席で掘進に合わせて注入圧・量のリアルタイム管理を行う。そして、注入データは、1リング毎、記録に残し確認できる【図-2-B)】。
・新技術は、A液の材料分離を抑制できることから連続注入が可能で、A液管の水洗浄は原則1週間(6稼働日)の掘進終了後(土曜日の夜勤)に1回行う。一方、従来技術は原則、毎日の昼勤・夜勤終了後に行うため1週間で12回となる。
・新技術の耐寒性裏込め注入材は、A液にエアが混入されており、凍結膨張圧や解凍時の外力の変化に対して、微細な独立気泡が内部圧力を緩和するため崩壊や分解が生じない。


図-2 NEO-TAC工法の特徴と裏込め注入管理
適用条件
@自然条件
・特になし

A現場条件
・地上の裏込め注入プラント(サイロ16m3×2連)の敷地面積は、1基当たり30m2(3.0m×10m)を標準とする。また、設備高さは7mを標準とする。

B技術提供可能地域
・技術提供地域については制限なし。

C関係法令等
・トンネル標準示方書[シールド工法]・同解説(土木学会、2006年制定)の「第3条関連法規」および「第9条環境保全のための調査」の地下水への影響に関する確認が必要である。
適用範囲
@適用可能な範囲
・シールド工法に適している土質(粘性土、砂質土、礫質土、軟岩)

A特に効果の高い適用範囲
・テールボイド沈下の大きな土質(粘性土、砂質土、礫質土)

B適用できない範囲
・シールド工法に適していない土質(全線が硬岩)

C適用にあたり、関係する基準およびその引用元
・トンネル標準示方書[シールド工法]・同解説(2006年制定)、土木学会の第142条裏込め注入工(P-180〜182)
・シールド可塑状注入工法技術マニュアル(平成20年)、可塑状グラウト協会のシールド可塑状注入工法のメカニズム(P-10,11)
留意事項
@設計時
・土質条件、施工条件等を十分に考慮し、施工実績やトンネル標準示方書[シールド工法]・同解説(土木学会、2006年制定)の第142条裏込め注入工を参考に裏込め注入材と注入方法を判断すること。
・NEO-TAC工法の配合は、用途、材齢1時間の一軸圧縮強度、施工地域により決定すること(潟^ック総合カタログP-10、ホームページ参照)。

A施工時
・A液(モルタル)中の気泡の安定性向上の目的で、助材(TAC-α若しくはTAC-βU)は水道水で先練りして、成分中のベントナイトを水膨潤させた状態でA液(モルタル)作液に使用すること。
・裏込め注入圧が設定圧以上になれば注入を自動停止することを事前に確認すること。
・設定する裏込め注入量、注入圧は、ある程度の試行のうえ、注入効果等を確認して決定すること。
・裏込め注入材試験(フロー値、ゲルタイム、一軸圧縮試験)を施工前、施工中に実施すること。

B維持管理等
・新技術は材料分離が少ないため、A液(モルタル)管の清掃は週末の掘進作業終了後に実施する。
・同時裏込め注入装置のミキシング部の清掃は、一週間に一度実施すること(作業時間は約30分)。

Cその他
・特になし

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