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山岳トンネル技術

マジカルグラウト®工法

施工性に優れたトンネル覆工背面の空洞充填工法

従来の背面充填にはエアモルタルなどが用いられていましたが、空洞以外の箇所に逸走したり、施工中にコンクリートのひび割れからリークしたりと施工性や品質に問題がありました。

マジカルグラウト工法は、エア混入タイプのマジカルグラウトAと非混入のマジカルグラウトBを用意しており、用途や施工箇所に応じた使い分けが可能となっています。

両材料とも可塑性グラウトであるため、空洞内の限定注入に適しており、リークの少ない計画どおりの注入を提供します。可塑材は打設位置の直前で添加され、1.5 ショットで施工を行います。状況に応じて、坑外型あるいは車載型いずれにも対応可能です。

図版:可塑材添加前のフロー

可塑材添加前のフロー

図版:可塑材添加後のフロー

可塑材添加後のフロー

キーワード

トンネル、覆工、空洞充填、可塑性グラウト、エア混入
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マジカルグラウトの特徴

逸走防止性

可塑材を添加することで、主材は液状から可塑状を呈し、空洞以外の箇所に材料が逸走することを防止します。

リーク防止性

可塑性であることは、地山の亀裂やコンクリートのひび割れをつたって漏れてくる材料のリークを大幅に軽減します。リークは一度起こると止めるのが困難であるため、マジカルグラウト工法を用いて最初から防止しておくのが得策といえます。

水中不分離性

注入直後早期にゲル化を呈するため、水中での高い不分離性を示します。すなわち、湧水や地下水によるたまり水があるような箇所での適用が可能となります。

図版:気泡の発生イメージ(マジカルグラウトA)

気泡の発生イメージ(マジカルグラウトA)

図版:水中不分離性の確認(マジカルグラウトB)

水中不分離性の確認(マジカルグラウトB)

マジカルグラウトA、マジカルグラウトBの特徴・施工方法

マジカルグラウトA
(エア混入タイプ)の特徴

  • 軽量であるため覆工への負荷が軽減
  • エア混入により使用材料が少なくて済む
  • 生コン練りのため作業性が良く、施工スピードが速い

図版:施工システム(マジカルグラウトA)

施工システム(マジカルグラウトA)

図版:マジカルグラウトA 配合例

マジカルグラウトA 配合例
(配合は一例であり、用途や状況により、フローや強度を調整することができます)

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マジカルグラウトB
(エア非混入タイプ)の特徴

  • 汎用的な機械で施工でき、小規模工事から対応できる
  • 強度など物性のバラツキが少ない
  • 長距離圧送も可能
  • 低強度~高強度の注入が可能

図版:施工システム(マジカルグラウトB)

施工システム(マジカルグラウトB)

図版:マジカルグラウトB 配合例

マジカルグラウトB 配合例
(配合は一例であり、特に強度に関しては既設トンネルの覆工と同等の強度にも調整可能です)

適用実績

図版:都市計画道路環状2号線森支線街路整備

都市計画道路環状2号線
森支線街路整備

場所:神奈川県横浜市

竣工年:2004年3月

発注者:横浜市

施工延長:140m

学会論文発表実績

  • 「強度の高い空洞充てん材料」,日経コンストラクション,2月27日号,2004年

ECC(ECCショット®、ECCクリート®

優れた変形追従性・ひび割れ分散性を有する
高靭性セメント複合材料

ECCとは、セメント、水、砂などのモルタル材料を、高強度の有機系繊維で補強した材料です。先端の力学モデルに基づいた配合設計を行うことで、従来の補修材料にないひび割れ分散性能及び高い引張・曲げ変形性能を実現した材料です。

「ECCショット」は湿式吹付け方式用として開発された材料で、「ECCクリート」はバイオ系の高性能増粘剤を使用することで流動性を大きく改善し、準自己充てん性(土木学会指針:自己充てん性ランク3)を有する材料です。

特許登録済

図版:ECCの優れた変形性能

ECCの優れた変形性能

図版:ECCの優れたひび割れ分散性能

ECCの優れたひび割れ分散性能

キーワード

ECCショット、ECCクリート、吹付け、補修、補強
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施工手順・採用工事

「ECCショット」は、現場で製造した材料(ECC)を、スクイズ式のモルタルポンプにて、吹付けノズル先端まで圧送し、 圧搾空気により対象構造物に吹付ける湿式吹付け方式により施工します。「ECCクリート」は、レディミクストコンクリート工場で製造する場所打ちコンクリート、プレキャスト工場で製造するプレキャスト部材と、補修・補強用途などの小規模施工を対象とし、現場で練混ぜが可能なプレミックス材料があり、用途に応じて選ぶことができます。

なお、「ECCショット」および「ECCクリート」は、コンクリート構造物の断面修復、ダム、トンネルなど各種構造物の補修・補強などに多数の施工実績があります。

図版:ECCショット吹付けシステム

ECCショット吹付けシステム

図版:ECC製造プラント

ECC製造プラント

特長・メリットココがポイント

優れた変形性能

一般的な補修材料は、初期ひび割れが発生した直後に破断してしまいますが、本材料は、ECC特有の多数の微細ひび割れ(ひび割れ幅0.2mm 以下)を発生し、優れた変形性能(引張ひずみで0.2%以上)を示します。

図版:引張性能

引張性能

極めて高い耐久性

ECCクリートは極めて高い耐凍害性を実現し、水中凍結水中融解による促進試験でも全く劣化の傾向がありません。促進試験では、試験期間中の水和による組織の緻密化が劣化を上回り、試験後には試験開始時よりも高い相対動弾性係数を示しました。

図版:耐久性能(凍結融解抵抗性試験)

耐久性能(凍結融解抵抗性試験)

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適用実績

図版:上越線越後川口・小千谷間天王トンネル(中越地震災害復旧工事)

上越線越後川口・
小千谷間天王トンネル
(中越地震災害復旧工事)

場所:新潟県北魚沼郡

竣工年:2004年12月

発注者:東日本旅客鉄道

規模:ECCショット施工範囲500m2

学会論文発表実績

  • 「高靭性セメント複合材料を用いたトンネル補強工法の実大載荷試験」,土木学会年次学術講演会講演概要集,Vol.60,
    2005年
  • 「高靭性セメント複合材料を用いたトンネル補修技術 ─中越地震で被災したトンネル補修工事への適用─」,土木学会年次学術講演会講演概要集,Vol.60,2005年
  • 「高靱性セメント複合材料を用いたトンネル補強工法に関する研究」,トンネル工学報告集,Vol.15,2005年
  • 「高靱性セメント複合材料で上面増厚した鋼床版箱桁橋の実橋載荷試験」,土木学会年次学術講演会講演概要集,Vol.60,2005年
  • 「下面増厚材料の力学的特性および耐久性に関する基礎試験」,コンクリート工学年次論文集,Vol.24,No.1,2002年

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