JP2002069997A

JP2002069997A - 地盤注入装置および工法

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Publication number: JP2002069997A
Application number: JP2000267127A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Shimada; 俊介島田; Sadahiro Yaguchi; 完洋矢口
Original assignee: Kyokado Engineering Co Ltd; Hara Kougyou Co Ltd
Current assignee: Kyokado Engineering Co Ltd; Hara Kougyou Co Ltd
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2002-03-08
Anticipated expiration: 2020-09-04
Also published as: JP3458097B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】地盤注入液を地盤中に設置された注入管路を
通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装置
および工法であって、特に地盤注入材の入口側の圧力変
化、あるいは出口側の地盤内圧力変化にもかかわらず、
常にあらかじめ定められた所定の吐出量で注入し得る。【解決手段】地盤注入液を地盤中に設置された注入管
路１９を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤
注入装置および工法において、該地盤注入液を流量制御
弁Ａ、分配弁、または流量制御弁と分配弁の組み合わせ
を通して注入管路に送液し、地盤中に注入することから
構成される。さらに、上述装置に注入液リターンシステ
ムＲＳを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地盤注入液を地盤中
に設置された注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤
を固結する地盤注入装置および工法に係り、特に注入の
際の圧力変化にもかかわらず、所定の吐出量で注入し得
る地盤注入装置および工法に係り、詳細には、地盤中に
設置した複数の注入管路に同時に注入したときに、それ
ぞれの注入管路の地盤の注入抵抗圧力に違いがあって
も、所定の吐出量で同時に注入し得る地盤注入装置およ
び工法に係り、さらに詳細には、複数の注入管路に同時
に注入したときに、これらの注入管路のうちの一部が先
に注入を停止しても、他の注入管路の注入圧力に影響を
与えることなく、所定の吐出量で同時注入が続行される
地盤注入装置および工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地盤中に注入液を注入して該地盤を改良
する地盤改良技術として、従来、注入すべき地盤に注入
管を設置し、これら注入管を一本づつ下方から上方に引
き上げ、あるいは上方から下方に押し下げて注入ステー
ジを移向しながら注入する方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】しかし、注入すべき対象地盤
は大方、軟弱な沖積層であって、透水性の異なる土層が
積層して構成されており、このため、注入ステージを移
向させながらそれぞれの土層に最適な注入を達成するこ
と、すなわち、最適な注入圧、注入速度、注入量、注入
率等による注入を達成することは極めて煩雑であって、
長時間を必要とし、不経済となり、実質的に不可能であ
った。

【０００４】また、近年、地盤注入により液状化防止を
行なうことが要求されている。このような液状化防止に
は大容量土の経済的急速施工が必要である。しかし、従
来の注入工法ではこのような急速施工は不可能であっ
た。

【０００５】特に、地盤は上述のとおり、透水性の異な
る土層が積層して構成されており、このため、各土層間
で注入圧が異なって圧力変化を起こし、あるいは注入中
に注入圧力の変化を起こし、この地盤内圧力変化のため
一定量の吐出量で地盤注入することは非常に困難であっ
た。また、地盤中に設置した複数の注入管路に一つのポ
ンプから同時に注入する場合、各注入管路吐出口の地盤
の注入圧力が異なれば、圧力の低い注入管路のみに注入
液か吐出され、所定の注入量を複数の注入管路に同時に
注入することは不可能であった。

【０００６】また、一台のポンプから多数のオリフイス
または噴射口を介して多数の注入管に同時に注入液を送
液し、地盤中に注入する方法も提案されている。この方
法では、地盤の抵抗圧の変化の幅が大きい場合、所定注
入量の注入が困難となる。さらに、この方法では、実質
的に閉束されている送液管の中の圧力を注入初期から注
入完了まで所定値に保持し、所定の吐出量で注入するこ
とも困難である。また、多数の注入管のうち、いずれか
の注入管の注入が終了してのち、残りの注入管からの注
入を所定圧力および吐出量を保ちながら注入することが
困難なため、実用化には至ってなかったのが実情であ
る。

【０００７】例えば、複数の注入管のうち、一部の注入
管の注入が完了してこの注入管路のバルブを閉束した場
合、送液管内の圧力は急上昇して残りの注入管への注入
量が急激に増大してしまい、一定の注入圧力で一定の注
入量を維持して注入を継続することが困難になる。ま
た、所定の注入管からの吐出量を注入状況に応じて変動
させることもできなくなる。

【０００８】そこで、本発明の目的は地盤注入の際の注
入圧力の変化にもかかわらず、所定の吐出量で注入し
得、また、複数の注入管路吐出口の浸透抵抗圧力がそれ
ぞれ異なっても、複数の注入管路から同時に、所定の注
入速度で注入し得、さらに、複数の注入管路のうち、一
部の注入が完了して注入を停止しても、他の残りの注入
管路に影響を与えず、所定の圧力および吐出量を保った
まま、最後の一本の注入管路まで容易に注入し得、さら
にまた、注入中、所定の注入管路からの吐出量を注入状
況に応じて調整し得、上述公知技術に存する欠点を改良
した地盤注入装置および工法を提供することにある。

【０００９】さらに、本発明の他の目的は液状化防止工
事あるいは大規模工事における急速施工のための地盤改
良等、大容量土の地盤改良に適し、特に、改良すべき地
盤に複数の注入管路を設置し、これら複数の注入管路か
ら注入液を同時に、かつ選択的に、さらには自動的に注
入し得る地盤注入装置および工法を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によれば、地盤注入液を地盤中に設置された
注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地
盤注入装置において、該地盤注入液を流量制御弁を通し
て注入管路に送液し、地盤中に注入することを特徴と
し、該流量制御弁は前記地盤注入液の入口および出口を
有する弁本体と、前記入口から弁本体内部に通じる入口
通路と、前記出口から弁本体内部に通じる出口通路と、
前記入口通路および出口通路間にこれら通路方向に沿っ
て移動自在に内蔵され、入口通路に通じる導入口および
出口通路に通じる絞り部を有するバランスピストンと、
前記出口通路内に装着された、前記バランスピストンを
付勢する伸縮性弾性体とを備え、前記導入口はバランス
ピストンの移動により絞りおよび開きが自在であること
を特徴とする。

【００１１】さらに上述の目的を達成するため、本発明
によれば、地盤注入液を地盤中に設置された注入管路を
通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装置
において、該地盤注入液を分配弁を通じて複数に分配し
て注入管路にそれぞれ送液し、地盤中に注入することを
特徴とし、該分配弁は前記地盤注入液の入口および複数
の分配出口を有する弁本体と、前記入口から弁本体内部
に通じる入口通路と、前記分配出口から弁本体内部に通
じる複数の分配ポートと、前記入口通路および複数の分
配ポート間にこれら通路を横切る方向に移動自在に内蔵
され、絞り部および出口通路を有し、絞り部が入口通路
に開口して出口通路に通じ、出口通路がそれぞれ各分配
ポートに開口して分配出口に通じるスプールとを備え、
前記複数の出口通路はスプールの移動により絞りおよび
開きが自在であることを特徴とする。

【００１２】さらにまた、上述の目的を達成するため、
本発明によれば、地盤注入液を地盤中に設置された複数
の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する
地盤注入装置において、該注入液を加圧する注入液加圧
部と、前記複数の注入管路に通じる複数の分岐管を有
し、前記加圧部からの加圧注入液を分配装置を通して各
分岐管に分配して前記注入管路に送液する注入液分配部
とを備え、この分配装置は以下の（Ａ）または（Ｂ）の
弁からなり、または（Ａ）と（Ｂ）の弁を組み合わせて
なることを特徴とする。

【００１３】（Ａ）前記注入液の入口および出口を有す
る弁本体と、前記入口から弁本体内部に通じる入口通路
と、前記出口から弁本体内部に通じる出口通路と、前記
入口通路および出口通路間にこれら通路方向に沿って移
動自在に内蔵され、入口通路に通じる導入口および出口
通路に通じる絞り部を有するバランスピストンと、前記
出口通路内に装着された、前記バランスピストンを付勢
する伸縮性弾性体とを備え、前記導入口はバランスピス
トンの移動により絞りおよび開きが自在である流量制御
弁。

【００１４】（Ｂ）前記注入液の入口および複数の分配
出口を有する弁本体と、前記入口から弁本体内部に通じ
る入口通路と、前記分配出口から弁本体内部に通じる複
数の分配ポートと、前記入口通路および複数の分配ポー
ト間にこれら通路を横切る方向に移動自在に内蔵され、
絞り部および出口通路を有し、絞り部が入口通路に開口
して出口通路に通じ、出口通路がそれぞれ各分配ポート
に開口して分配出口に通じるスプールとを備え、前記複
数の出口通路はスプールの移動により絞りおよび開きが
自在である分配弁。

【００１５】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明によれば、地盤注入液を地盤中に設置された注入管路
を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装
置において、該注入液を絞り部を通して注入管路に送液
し、地盤中に注入することを特徴とし、前記注入液の絞
り部に至る送液系には送液圧力計および／または送液流
量計、および注入液リターン装置が設けられ、前記注入
液リターン装置は送液圧力計および／または送液流量計
からの情報に基づき、送液系中の前記注入液を送液系か
ら分流することにより前記送液系の液圧を所望の圧力に
保持し、これにより絞り部を通して注入管路に送液され
る注入液の吐出量を所定の量に調整することを特徴とす
る。

【００１６】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明によれば、地盤注入液を地盤中に設置された複数の注
入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤
注入装置において、該注入液を加圧する注入液加圧部
と、前記複数の注入管路に通じる複数の分岐管を有し、
前記加圧部からの加圧注入液を分配装置を通して各分岐
管に分配して前記注入管路に送液する注入液分配部と備
え、前記注入液加圧部から前記注入液分配部に至る加圧
注入液の送液系には送液圧力計および／または送液流量
計、および注入液リターン装置が設けられ、前記注入液
リターン装置は送液圧力計および／または送液流量計か
らの情報に基づき、送液計中の前記注入液を送液計から
分流することにより、前記送液計の液圧を所望の圧力に
保持し、これにより分配装置を通して各分岐管から注入
管路に送液される注入液の吐出量を所望の量に調整する
とともに、複数の分岐管のいずれかが注入を停止して
も、残りの各分岐管の吐出量を所定量に保持することを
特徴とする。

【００１７】さらに上述の目的を達成するため、本発明
によれば、地盤注入液を地盤中に設置された複数の注入
管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注
入工法において、該注入液を加圧する注入液加圧部と、
前記複数の注入管路に通じる複数の分岐管を有し、前記
加圧部からの加圧注入液を分配装置を通して各分岐管に
分配して前記注入管路に送液する注入液分配部と、前記
注入液加圧部から前記注入液分配部に至る加圧注入液の
送液系に設けられた送液圧力計および／または送液流量
計、および注入液リターン装置と、前記送液圧力計およ
び／または送液流量計に接続されてこれらからの情報を
受け、この情報に基づいてリターン装置に指示を与える
制御部とを備えた地盤注入装置を用い、前記注入液を注
入加圧部から注入分配部を経て地盤中に注入するに際し
て、この注入をリターン装置に分流の指示を与えながら
行なって送液系の液圧を所望の圧力に保持することを特
徴とし、これにより分配装置を通して各分岐管から注入
管路に送液される注入液の吐出量を所望の量に保持する
とともに、複数の分岐管のいずれかが注入を停止して
も、残りの各分岐管の吐出量を所定量に保持することを
特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の態様】以下、本発明を添付図面を用いて
詳述する。

【００１９】図１は本発明に用いられる流量制御弁の一
具体例の断面図である。図２は本発明に用いられる分配
弁の一具体例の断面図である。

【００２０】図３は本発明にかかる流量制御弁を用いた
地盤注入装置の一具体例の略図である。図４は本発明に
かかる流量制御弁を直列と並列に組み合わせて用いた地
盤注入装置の一具体例の略図である。図５は本発明にか
かる流量制御弁を複数個、並列に用いた地盤注入装置の
一具体例の略図である。図６は本発明にかかる流量制御
弁を直列と並列に組み合わせた地盤注入装置の一具体例
の略図である。

【００２１】図７は本発明にかかる分配弁を用いた地盤
注入装置の一具体例の略図である。図８は本発明にかか
る分配弁を複数個並列して用いた地盤注入装置の一具体
例の略図である。

【００２２】図９は本発明にかかる流量制御弁および分
配弁を直列に組み合わせて用いた地盤注入装置の一具体
例の略図である。図１０は本発明にかかる流量制御弁と
分配弁を直列に組み合わせたものを複数個並列した地盤
注入装置の一具体例の略図である。図１１は本発明にか
かる流量制御弁および分配弁を複数個直列に組み合わせ
たものをさらに複数個並列した地盤注入装置の一具体例
の略図である。

【００２３】図１２および図１３はそれぞれ、本発明に
かかる分配弁同志を直列と並列に組み合わせた地盤注入
装置の一具体例の略図である。

【００２４】図１において、流量制御弁Ａは弁本体１
と、入口通路４と、出口通路５と、バランスピストン６
と、スプリング９とを備えて構成される。

【００２５】弁本体１は地盤注入材を矢印方向に導入す
る入口２および矢印方向に排出する出口３を有し、入口
通路４はこの入口２から弁本体１の内部に通じ、かつ出
口通路５はこの出口３から弁本体１の内部に通じてい
る。

【００２６】バランスピストン６は入口通路４および出
口通路５間にこれら通路方向に沿って移動自在に内蔵さ
れ、かつ入口通路４に通じる導入口７および出口通路５
に通じる絞り部８（オリフイス）を有している。なお、
導入口７はバランスピストン６の通路方向への移動によ
り絞りおよび開きが自在である。

【００２７】伸縮性弾性体９は例えば図１に示されるよ
うにスプリング９であって、出口通路５内に装着され、
バランスピストン６を出口通路５の方向から付勢する。
このような伸縮性弾性体９として、図１に示されるスプ
リング９のほかに、図示しないが、スプリングを内在し
た合成樹脂製のクッション材、スプリングをゴムのよう
な伸縮製膜で覆ったクッション材、硬質ゴムのような合
成樹脂製の可撓性クッション材等、スプリングの間に注
入液のゲルが詰まって機能低下を来たさないようにした
各種クッション材であってもよい。

【００２８】上述の構成からなる図１に示される流量制
御弁Ａは入口２側に圧力Ｐ１が増して絞り部８（オリフ
イス）を通る流量が増えようとすると、入口２側圧力Ｐ
１と出口３側圧力Ｐ２の圧力差Ｐ１−Ｐ２が大きくな
り、バランスピストン６はスプリング９を押して出口３
側に移動する。この移動により導入口７が絞られて開口
部が小さくなり、導入口７から流入する流量が減少する
ように作用する。

【００２９】さらに、入口２側の圧力Ｐ１が低くなって
絞り部８を通る流量が減ろうとすると、入口２側圧力Ｐ
１と出口３側圧力Ｐ２の圧力差Ｐ１−Ｐ２が小さくな
り、バランスピストン６はスプリング９に付勢されて入
口２側に移動する。この移動により導入口７が拡げられ
て開口部が大きくなり、導入口７から流入する流量が増
加するように作用する。すなわち、本発明にかかる流量
制御弁Ａは入口２側および出口３側の圧力変化にもかか
わらず、出口３から常に一定の吐出量を吐出する。

【００３０】また、注入中に、出口３側の圧力Ｐ２が増
し、入口２側圧力Ｐ１と出口３側圧力Ｐ２の差が小さく
なって、絞り部８を通る流量が減ろうとすると、バラン
スピストン６はスプリング９に付勢されて入口２側に移
動し、導入口７が拡げられて流量を増やすように作用す
る。一方、出口３側の圧力Ｐ２が減って入口２側の圧力
Ｐ１と出口３側の圧力Ｐ２の差圧が大きくなり、絞り部
８を通る流量が増えようとすると、バランスピストン６
はスプリング９を押して出口３側に移動し、導入口７が
絞られて流量を減らすように作用する。この結果、入口
２側および出口３側の圧力変化にもかかわらず、出口３
から常に一定の吐出量を吐出する。このため、注入中に
ゲル化が進行して地盤の抵抗圧が増加しても、一定の吐
出量を保持できる。

【００３１】注入に当たっては、注入対象とする土層に
最も適した注入圧力と吐出量で注入することが望まし
い。所定のポンプ圧を保って、それに対応した吐出量で
注入するべきであるが、注入中の地盤の変化、ゲル化に
伴う浸透抵抗の変化、あるいは注入操作上のばらつきに
よってポンプ圧が変動し、吐出量も変化しやすい。これ
に対し、本発明によれば、上述弁の機能により入口側や
出口側の圧力変化にもかかわらず、ほぼ一定の吐出量を
保持できる。

【００３２】図５は流量制御弁Ａを通して複数の注入管
路に同時に注入する例であって、この場合、部分的に地
盤の抵抗圧が高いところがあっても、注入液は抵抗圧の
低い注入管路に集中的に流入するような事がなく、全て
の注入管路に一定量の注入速度で注入が可能となる。

【００３３】図２において、分配弁Ｂは弁本体12と、入
口通路13と、複数本の分配ポート14、14と、スプール17
とを備えて構成される。

【００３４】弁本体12は地盤注入材を矢印方向に導入す
る入口10および矢印方向に排出する複数個の分配出口1
1、11を有し、入口通路13は入口10から弁本体12の内部
に通じ、分配ポート14、14は分配出口11、11から弁本体
12の内部に通じている。

【００３５】スプール17は入口通路13および複数の分配
ポート14、14間にこれら通路を横切る方向に移動自在に
内蔵され、かつ複数の絞り部15、15および出口通路16、
16を有している。絞り部15、15は入口通路13に開口して
出口通路16に通じ、さらに出口通路16、16は各分配ポー
ト14、14に開口して分配出口11、11に通じている。な
お、複数の出口通路16、16はスプール17の移動により絞
りおよび開きが自在である。

【００３６】上述構成からなる図２に示される分配弁Ｂ
は各分配ポート14、14の負荷が同じ場合、各絞り部15、
15前後の圧力差がほとんど生じず、これにより各分配ポ
ート14、14への吐出量は同じになる。

【００３７】また、各分配ポート14、14の負荷が異なる
場合、各絞り部15、15前後の圧力差が生じ、このため、
スプール17は圧力の低い方（負荷の小さい方）の分配ポ
ート側に移動して圧力の高い方（負荷の大きい方）の分
配ポート14の出口通路16を拡げるとともに、圧力の低い
方（負荷の小さい方）の分配ポートの出口通路16を絞
り、これにより、分配ポートの圧力差がなくなり、各分
配ポート14への吐出量が同になり、この結果、常に分配
ポートへの吐出量を一定にする。

【００３８】すなわち、各分配ポート14、14の負荷が異
なる場合、例えば図２における圧力Ｐ１が圧力Ｐ２より
も大きい場合、スプール17は圧力Ｐ１と圧力Ｐ２が同圧
になるまで移動して圧力の低い方（負荷の小さい方）の
分配ポート14の出口通路16を絞り、（同時に負荷の大き
い方の絞り部16を拡げ、）この結果、圧力Ｐ１、Ｐ２は
同圧になり、両ポート14、14からの吐出量が同じにな
る。なお、図２において、スプール17の両端には、図示
しないがスプリング等の伸縮性弾性体を図１のバランス
ピストンと同様、装着することもできる。

【００３９】本発明では、地盤注入液を地盤中に設置さ
れた注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結す
る地盤注入装置において、該地盤注入液を上述の流量制
御弁Ａを通し、あるいは上述の分配弁Ｂを通じて複数に
分配し、あるいはさらにこれら流量制御弁Ａおよび分配
弁Ｂの両方を通して注入管路に送液し、地盤中に注入す
る。これらを具体的に詳述すると、図３〜図１１に示す
とおりである。

【００４０】図３は本発明にかかる図１に示される流量
制御弁Ａを一個用いた地盤注入装置の例であって、ポン
プ18と、流量制御弁Ａとを連結部20を経て地盤中の注入
管路19に連結して構成される。

【００４１】図４は本発明にかかる流量制御弁Ａを直列
と並列に組み合わせて配列した例を示し、図５は複数個
の流量制御弁Ａ、Ａ・・・Ａを並列に配列した例を示
し、図６は図４の配列例を複数個並列に配列した例を示
し、いずれの装置も、圧力変化にもかかわらず、一定量
の吐出量を吐出することができる。

【００４２】図７は本発明にかかる図２に示される分配
弁Ｂを一個用いた地盤注入装置の例であって、ポンプ18
と、分配弁Ｂとを連結部20を経て地盤中の注入管路19に
連結して構成される。

【００４３】ここで、図７において、ポンプ18の注入圧
２０kg／cm² で、出口側の負荷がゼロの場合、分配弁Ｂ
の吐出量が分配ポート14、14から同量づつ吐出して合計
１２ｌ／分となるように分配弁Ｂの絞り部15、15を定
め、かつ図２における分配出口11、11で図７の連結部20
によって連結された注入管路19、19の先端に図示しない
ニードルバルブを設け、このニードルバルブの開度を調
整して二つの分配出口11、11の負荷の圧力比率を各種変
化させて両分配ポート14、14から吐出される吐出量を測
定した。測定結果は次のとおりである。

【００４４】（１）両分配ポートの圧力差がゼロ（同
圧）の場合、これら分配ポート14、14から吐出される吐
出量はいずれも6.０ｌ／分であり、同じであった。（２）一方がゼロ、他方が１０kg／cm² の場合、両ポー
トから吐出される吐出量はいずれも6.０ｌ／分であっ
た。（３）一方がゼロ、他方が１５kg／cm² の場合、両方と
も6.０ｌ／分の吐出量であった。（４）一方がゼロ、他方が２０kg／cm² の場合、一方の
分配ポートから吐出される吐出量は6.２ｌ／分、他方の
吐出量は5.８ｌ／分であった。（５）逆の圧力差にした場合もほぼ同じであった。

【００４５】以上の測定結果から、両分配ポート14、14
の圧力を種々変化させ、両者に圧力差を与えても、与え
なくても、いずれでも両分配ポート14、14から吐出され
る吐出量はほとんど変化せず、一定であることがわか
る。

【００４６】図８は分配弁Ｂを複数個並列して用いた例
であって、この場合、ポンプ18からの吐出量６０ｌ／分
が均等に４分の１（１５ｌ／分）づつ各分配弁Ｂ、Ｂ・
・・Ｂに分配され、さらに各分配弁Ｂ、Ｂ・・・Ｂで半
分（7.５ｌ／分）づつに分配され、地盤の注入圧変化に
もかかわらず、ほぼ一定量の地盤注入材が地盤中に吐出
される。

【００４７】図９は流量制御弁Ａと分配弁Ｂを直列に連
結した例であって、ポンプ18からの吐出量２０ｌ／分が
流量制御弁Ａを通り、さらに分配弁Ｂを通って吐出量が
それぞれ１０ｌ／分となり、地盤中の圧力変化にかかわ
らず、ほぼ一定量の地盤注入材が地盤中に吐出される。

【００４８】図１０は図９の装置を複数個並列して配置
された例であって、それぞれの注入管路19、19・・・19
から図９と同様、ほぼ同一の吐出量で吐出される。

【００４９】図１１は流量制御弁Ａ、分配弁Ｂ、二個の
分配弁Ｂ、Ｂを直列に配列し、さらにこれらを複数個並
列して配置した例であって、広範囲な地盤を急速、かつ
確実に改良し得る。もちろん、この場合も地盤中の圧力
変化にもかかわらず、各注入管路19、19・・・19から一
定の吐出量で地盤中に吐出される。

【００５０】図１２および図１３は分配弁Ｂを直列と並
列に組み合わせた例であって、この場合も、分配弁Ｂの
各分配ポートから吐出される吐出量はほぼ一定であり、
しかも地盤の圧力変化が起こっても各注入管路に一定量
の地盤注入材が地盤中に吐出される。

【００５１】図１４は図３における流量制御弁Ａを用い
た本発明にかかる地盤注入装置に注入液リターンシステ
ムＲＳを備えた例を示す。注入液リターンシステムＲＳ
は注入液の流量制御弁Ａに至る送液系、すなわち導管Ｆ
には、送液圧力計Ｐ₀および／または送液流量計ｆ₀、
および注入液リターン装置ＲＡを設け、これらを流量圧
力制御装置Ｃを介して信号連絡することにより構成され
る。そして、注入液は注入液槽Ｔからポンプ18の作動に
より導管Ｆを通り、導管Ｆに設けられた注入液リターン
装置ＲＡ、送液流量計ｆ₀、および送液圧力計Ｐ₀を経
て流量制御弁Ａに至り、連結部20から注入管路19を経て
地盤中に注入される。

【００５２】このとき、注入液リターン装置ＲＡは送液
圧力計Ｐ₀および／または送液流量計ｆ₀からの信号情
報を流量圧力制御装置Ｃが受け、この情報に基づき、送
液系（導管Ｆ）中の注入液を所定圧力に保つように注入
液リターン装置ＲＡのバルブが調整されて注入液の一部
をリターン管路Ｒに分流し、注入液槽Ｔにリターンさせ
る。

【００５３】この結果、導管Ｆ内の注入液の圧力は常に
所定圧に保持され、これにより流量制御弁Ａを通して注
入管路19に送液される注入液の吐出量を所望の量に調整
する。

【００５４】ここで、図１および図１４の装置を用い、
ポンプ18の注入圧２０kg/cm²で、流量制御弁Ａの吐出量
が出口側の負荷がゼロの場合に１２ｌ／分となるように
流量制御弁Ａの絞り部８を定め、かつ、連結部20で連結
した注入管路19の先端に図示しないニードルバルブを設
け、このニードルバルブの開度を調整して流量制御弁Ａ
の出口側の圧力（地盤の抵抗圧力に相当）を種々変化さ
せ、吐出量を測定した。測定結果は次のとおりである。

【００５５】地盤抵抗圧力（kgf/cm²) 吐出量（ｌ／分）０１1.１５１1.１１０１1.０１５１1.０

【００５６】流量制御弁Ａを用いず、単に同一面積のオ
リフイスを設けた弁を用いて、同様の試験を行なったと
ころ、地盤抵抗圧力が１０kgf/cm²を越えると吐出量が
５ｌ／分以下に減少した。また、リターン装置を用いな
いで試験を行なったところ、地盤抵抗圧の変化に対応し
てポンプ圧を２０kgf/cm²に保つように調整すること
は、図１７のインバータで調整しながら行なわない限り
非常に難しく、したがって吐出量を一定に保つことが難
しかった。

【００５７】これに対して、上述のリターン装置を用い
ることにより、インバータで調整することなく、簡便
に、かつ、自動的に所定のポンプ圧を保ち、流量制御弁
Ａの出口側の圧力の変化（地盤の抵抗圧変化）にかかわ
らず、常にほぼ一定量の吐出量を呈し、したがって、実
用性が飛躍的に向上する。

【００５８】図１５は本発明にかかる注入液リターン装
置ＲＡおよびリターン管路Ｒの変形例の一具体例を示
す。注入液リターン装置ＲＡからのリターン管路Ｒは必
ずしも注入液槽Ｔに連結させる必要はなく、注入液槽Ｔ
からポンプ18に通じる導管Ｆに連結させ、導管Ｆ内に注
入液をリターンさせてもよい。

【００５９】図１６は図７における分配弁Ｂを用いた本
発明にかかる地盤注入装置に注入液リターンシステムＲ
Ｓを備えた例を示す。この装置は図１４における流量制
御弁Ａの代わりに分配弁Ｂを備えたことを除いて図１４
と同様である。すなわち、注入液の分配弁Ｂに至る送液
系、具体的には、導管Ｆに送液圧力計Ｐ₀および／また
は送液流量計ｆ₀、および注入液リターン装置ＲＡが設
けられる。この注入液リターン装置ＲＡは送液圧力計Ｐ
₀および／または送液流量計ｆ₀からの情報に基づき、
すなわち、送液圧力系Ｐ₀および／または送液流量計ｆ
₀と信号連絡されている流量制御装置Ｃからの情報に基
づき、送液系中の注入液を送液系からリターン管路Ｒを
介して分流させ、注入液槽Ｔにリターンさせることによ
り送液系の液圧を所望の圧力に保持し、これにより分配
弁Ｂを通じて注入管路19、19に送液される注入液の吐出
量を所望の量に調整する。

【００６０】以下、本発明にかかる分配装置、すなわ
ち、図１の流量制御弁Ａ、あるいは図２の分配弁Ｂを用
い、地盤中に設置された複数の注入管路を通して、地盤
注入液を地盤中に同時に注入する地盤注入装置について
具体的に詳述する。なお、以下の図１７、図１８、図２
０、図２１、図２２における分配装置26は図１の流量制
御弁Ａ、または図２の分配弁Ｂを図３〜図１３に示す各
種組み合わせのいずれかに相当する。

【００６１】図１７は複数の注入管路を通して同時注入
する地盤注入装置の一具体例の説明図であり、制御部
Ｘ、注入加圧部Ｙ、注入液分配部Ｚ、注入部Ｗおよび送
液系Ａから構成される。図１８は図１７における注入分
配部の他の具体例の説明図である。ここで、送液系Ａは
絞り部または分岐バルブまでの加圧注入液が注入液加圧
部によって加圧状態で送液されている範囲をいう。ま
た、分岐バルブＶは絞り部を兼ねてもよい。

【００６２】注入液加圧部Ｙは図１７に示されるよう
に、注入液槽21からの注入液をグラウトポンプ22により
加圧し、加圧注入液として送液系Ａを介して注入液分配
部Ｚに送液する。グラウトポンプ22は制御部Ｘの注入監
視盤Ｘ１からの指示を受け、注入液を所望の圧力に加圧
する。なお、図１７の加圧部Ｙは図１９に示されるよう
に、グラウトポンプに代えてコンプレッサー23を用いる
こともできる。すなわち、加圧容器24に注入液25を充填
し、ここでコンプレッサー23の作動により注入液槽21か
らの注入液25を加圧して加圧注入液とする。

【００６３】注入液分配部Ｚは複数本の分岐管Ｓ、Ｓ・
・・Ｓを備える。これら分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓはそれぞ
れ先端に注入管路19、19・・・19と連結する連結部20を
有するものである。この連結部20は所定の注入管路19、
19・・・19を通して所定の注入量を注入し終わった時
点、あるいは所定の注入圧に達した時点で、その分岐管
Ｓを他の注入管路19、19・・・19に連結換えすることも
できる。上述分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓは図１７に示される
ように分配装置26からそれぞれ伸長して配置され、先端
の連結部20で注入管路19と連結される。そして、加圧部
Ｙからの加圧注入液は分配装置26を介して各分岐管Ｓ、
Ｓ・・・Ｓに分配され、注入管路19に送液される。ま
た、図１７において、分岐流量系ｆ₁、ｆ₂・・・
ｆ_i、ｆ_nの総量を測定すれば、送液流量系ｆ₀の流量
を把握することができ、この場合、送液流量系ｆ₀は必
ずしも必要としない。

【００６４】図１７〜図１８において、分岐管Ｓ、Ｓ・
・・Ｓはそれぞれ、分岐バルブＶ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_i、
Ｖ_nを装着し、さらに、必要に応じて分岐流量計ｆ₁、
ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_n、および／または分岐圧力計
Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_i、Ｐ_nを装着する。これら分岐管
Ｓ、Ｓ・・・Ｓは連結部20を介して加圧部Ｙからの加圧
注入液を各注入管路19、19・・・19に送液する。なお、
分岐流量計ｆ₁〜ｆ_nは分岐バルブＶ₁〜Ｖ_nの上流側
に設けることもできる。さらに、分岐バルブＶ₁〜Ｖ_n
にストップバルブの機能をもたせることにより、送液バ
ルブＶ₀は必ずしも必要としなくなる。

【００６５】注入液加圧部Ｙから注入液分配部Ｚに至る
加圧注入液の送液系Ａ、すなわち、導管27には送液流量
計ｆ₀および／または送液圧力計Ｐ₀が備えられる。さ
らに、これら送液流量計ｆ₀および／または送液圧力計
Ｐ₀よりも下流あるいは分岐管Ｓよりも上流の導管27に
は送液バルブＶ₀が備えられる。なお、上述の送液系Ａ
とは注入液分配部Ｚの絞り部あるいは分岐バルブまでの
系を言う。

【００６６】制御部Ｘは注入監視盤Ｘ１を主体とし、こ
れに加えて操作盤Ｘ２、注入記録盤Ｘ３、およびデータ
入力装置Ｘ４を内蔵し、あるいはこれらを制御部Ｘの外
から信号回路によって制御部Ｘに接続して構成される。
この制御部Ｘは送液流量計ｆ ₀、送液圧力計Ｐ₀、分岐
流量計ｆ1`_nおよび分岐圧力計Ｐ0`_nのいずれか一つま
たは二つ以上、および注入液加圧部Ｙにそれぞれ信号回
路によって接続され、送液流量計ｆ₀および／または送
液圧力計Ｐ₀からの情報、あるいは分岐圧力計Ｐ₁、Ｐ
₂・・・Ｐ_i、Ｐ_nおよび／または分岐流量計ｆ₁、ｆ
₂・・・ｆ_i、ｆ_nからの情報に基づき、注入加圧部Ｙ
を制御する。

【００６７】これにより、加圧注入液の所定の設定流量
ないしは設定圧力をもって、あるいは限界範囲内の流量
ないしは圧力をもって注入液を一つの送液系から複数の
注入管路19、19・・・19に、同時に、選択的に、あるい
はさらに、自動的に送液、注入する。また、加圧注入液
の所定の圧力と絞り部あるいは分岐バルブの流路の面積
に対応して所定の吐出量を得ることができ、この結果、
広範囲の地盤を急速、かつ確実に改良する。

【００６８】さらに、分岐バルブＶ₁、Ｖ₂・・・
Ｖ_i、Ｖ_nの操作は手動で行なうこともできるが、それ
ぞれ信号回路により制御部Ｘで操作することもできる。
そして、上述の送液流量計ｆ₀および／または送液圧力
計Ｐ₀からの情報に基づき、あるいは、分岐流量計およ
び／または分岐圧力計からの情報に基づき、分岐バルブ
Ｖ ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_i、Ｖ_nのオンオフおよびしぼり制
御、図１７に示されるように注入液加圧部Ｙの注入液槽
21に通じるリターン管路Ｒ、Ｒ・・・Ｒへの切換え制
御、さらには、図示しないが水洗管路への切換え制御が
分岐バルブＶ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_i、Ｖ_nによって行なわ
れる。また、分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓの他の注入管路19、
19・・・19への連結換えも行なわれる。

【００６９】図１７において、リターン管路Ｒは分岐バ
ルブＶ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_i、Ｖ_nに直接設けられる。そ
して、各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓからの所定注入量が完了
した時点で注入液をこのリターン管路Ｒを通して注入液
槽21にもどすことにより、あるいは分岐管Ｓ、Ｓ・・・
Ｓを他の注入管路19、19・・・19に連結換えすることに
より、インバータ23を調整して送液流量を調整しなくて
も、同一送液圧力で全分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓからの注入
が完了するまで注入を続けることができる。水洗管路は
図示しないが、分岐バルブＶ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_i、Ｖ_n
の切り換えにより分岐管、分配装置等が水洗される。

【００７０】さらに、導管27に備えられた送液バルブＶ
₀も手動によって操作できるが、信号回路によって制御
部Ｘに接続して操作することもできる。そして、上述と
同様、送液流量計ｆ₀および／または送液圧力計Ｐ₀か
らの情報に基づき、あるいは、分岐流量計ｆ₁、ｆ₂・
・・ｆ_i、ｆ_nおよび／または分岐圧力計Ｐ₁、Ｐ₂・
・・Ｐ_i、Ｐ_nからの情報に基づき、送液バルブＶ₀の
オンオフ制御、送液バルブＶ₀の開口度のしぼり制御等
を行なうことができる。これら送液バルブや分岐バルブ
として、電磁バルブ、エアーバルブ、油圧バルブ等が用
いられる。

【００７１】また、各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓに装着され
た分岐流量計ｆ₁、ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_n、および／ま
たは分岐圧力計Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_i、Ｐ_nも、信号回
路によって制御部Ｘに接続される。そして、分岐流量計
および／または分岐圧力計からの情報に基づいて、ある
いはさらに、送液流量計ｆ₀および／または送液圧力計
Ｐ₀からの情報に基づいて上述と同様の制御が可能であ
る。

【００７２】なお、上述の分岐流量計ｆ₁、ｆ₂・・・
ｆ_i、ｆ_nは回転流量計あるいは電磁流量計等、任意の
流量計を使用でき、パルスで出力された電気信号が制御
部Ｘに入力され、カウントされる。また、送液流量計お
よび／または送液圧力計や、分岐流量計および／または
分岐圧力計からの情報に基づく制御部Ｘからの注入液加
圧部Ｙへの指示によりインバータ23が制御され、グラウ
トポンプ22の回転数を調整し、毎分流量ｆ₀や注入圧力
Ｐ₀を制御し、分岐管Ｓの流量を制御する。

【００７３】さらに、図１７における注入液分配部Ｚは
図１８に示されるように、各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓから
分岐流量計ｆ₁、ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_nおよび分岐圧力
計Ｐ ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_i、Ｐ_nを取り除いたものであっ
てもよい。

【００７４】この理由は各分岐管への注入液の分配量は
送液系の圧力と絞り部の面積、あるいは分岐バルブの流
路の面積で定まるから、その面積がほぼ同一ならば、吐
出量もほぼ同一である。したがって、分岐流量計を設け
なくても、改良ブロック全体として平均的に注入液が分
配して注入されているとみなせば、送液流量計ｆ₀、送
液圧力計Ｐ₀の計測のみで済み、装置の簡便化が図れ
る。これもまた、本発明の利点ということができる。も
ちろん、図２１のように分岐管のうちのいずれかに送液
圧力計Ｐ₀あるいは送液流量計ｆ₀を設け、これらを確
認することもできる。

【００７５】注入部Ｗは図１７に示されるように、地盤
27中に設置された複数本の注入管路19、19・・・19から
なり、それぞれ注入液分配部Ｚの各分岐管Ｓ、Ｓ・・・
Ｓと連結され、注入液加圧部Ｙからの加圧注入液を分岐
管Ｓ、Ｓ・・・Ｓを介し、複数の注入管路19、19・・・
19を通して地盤27中に注入し、地盤27を固結する。

【００７６】図２３は図１７に示される地盤注入装置に
注入液リターンシステムＲＳを設けた例を示す。まず、
図１７におけるリターン管路Ｒを必要としない。このた
め装置が非常に簡便になる。次いで、注入液加圧部Ｙか
ら注入液分配部Ｚの分岐バルブに至る加圧注入液の送液
系Ａ、すなわち、導管27の任意の個所あるいは分配装置
に送液圧力計Ｐ₀および注入液リターン装置ＲＡを設
け、かつ制御部Ｘに流量圧力制御装置Ｃを設ける。そし
て、送液圧力計Ｐ₀、および／または送液流量計ｆ₀を
流量圧力制御装置Ｃに接続するとともに、注入液リター
ン装置ＲＡも流量圧力制御装置Ｃに接続する。

【００７７】注入液リターン装置ＲＡは送液圧力計Ｐ₀
および／または送液流量計ｆ₀からの情報に基づき、送
液系Ａ中の注入液を送液系Ａからリターン管路Ｒに分流
して注入液の一部を注入液槽21にリターンさせることに
より、送液系Ａの液圧を所望の圧力に保持し、これによ
り分配装置26を通して各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓから注入
管路19、19・・・19に送液される注入液の吐出量を所望
の量に調整するとともに、さらに複数の分岐管Ｓ、Ｓ・
・・Ｓのいずれかが注入を終了あるいは停止しても、分
配装置内の加圧注入液に圧力変化を起こさせず、したが
って、所定圧力を保持したまま、残りの各分岐管Ｓ、Ｓ
・・・Ｓの吐出量を所定量に保持して注入でき、最後の
一本まで自動的に同一吐出量で注入できる。なお、上述
のリターン装置は図１７、１８、２０、２１、２２にも
設けることができる。

【００７８】このようなリターン装置を設ける利点は一
つの分配装置から複数の分岐管を経て所定の圧力をもっ
て、したがって、分岐管の流路の断面積（分岐管に分岐
バルブをつければ、分岐バルブの流量の断面積が分岐管
の流路の断面積となる）に対応した所定の吐出量をもっ
て、注入液を分配できる点にある。このことはたとえ分
配装置から分岐管までの管路に弁がなくても可能であ
る。

【００７９】この理由は分配装置における注入液の流れ
方向の断面積が複数の分岐管の断面積の合計よりも大き
ければ、分岐管よりも上流側の分配装置内の注入液はポ
ンプの送液量を大きくすれば必ず加圧状態になる。した
がって、上記リターン装置を設ければ、分配装置内の注
入液を所定圧力に保持でき、このため、分岐管の断面に
対応した分流量を得ることができ、所定の吐出量に管理
することが可能な注入システムとなる。

【００８０】さらに、分岐管に分岐流量計を設ければ、
それを確認しながら注入することができる。また、複数
の分岐管の数と断面を該分配装置内の注入液の圧力より
も、該分岐管から注入管路に至る注入液の圧力が低くな
るように設定して、上述のリターン装置を用いて注入す
れば、複数の注入管路から所定の吐出量を保持して同時
に注入することができる。

【００８１】上述の分配装置26は図３乃至図１３に示さ
れる内部に絞り部（オリフイス）をもつ流量制御弁Ａま
たは分配弁Ｂ、あるいは流量制御弁Ａと分配弁Ｂの組み
合わせであることもでき、さらに後述する絞り部、すな
わち、オリフイス、噴射ノズル、絞りバルブまたは絞り
調整バルブであることもできる。

【００８２】本発明における絞り部の利点は絞り部を細
孔にすることにより必要最少限のポンプ流量をもって、
かつ、リターン量を最少限にして容易に分配装置内の圧
力を高めることができ、かつ多数の分岐管を設けて絞り
部より上流側と下流側の圧力差を大きく保つことにあ
る。このため、各注入管の地盤抵抗圧がばらついても、
また、地盤抵抗圧が変動しても、同一吐出量を保持する
ことができ、かつ多数の分岐管から同時注入して大容土
の急速施工が可能になる。

【００８３】本発明における絞り部は直径0.２mm〜３mm
が好ましく、特に、0.５mm〜２mm程度が一層好ましい。
また、送液系の圧力は１０kgf/cm²以上が好ましく、通
常は２０〜５０kgf/cm²が用いられる。このような絞り
部の大きさと、送液圧力で、１分岐管当たり１〜１０ｌ
／分程度の吐出量が得られる。もちろん、必要に応じ
て、さらに大きな絞り部の径を用い、高い送液系圧力
で、大きな吐出量をもって注入することもできる

【００８４】図２４は注入液を多数の絞り部を通して注
入管路に送液し、地盤中に注入する地盤注入装置であっ
て、注入液の絞り部に至る送液系に注入液リターンシス
テムＲＳを設けた例である。すなわち、注入液の絞り部
Ｔ_r1・・・Ｔ_rnに至る送液系（導管）Ｆには送液圧力計
Ｐ₀および注入液リターン装置が設けられる。そして、
送液圧力計からの信号情報を流量圧力制御装置Ｃが受
け、この信号を注入液リターン装置ＲＡに伝達する。注
入液リターン装置ＲＡは送液圧力計Ｐ₀からの情報に基
づき、送液系Ｆ中の注入液を送液系Ｆからリターン管路
Ｒに分流して注入液槽Ｔにリターンさせることにより送
液系Ｆの液圧を所望の圧力に保持し、これにより絞り部
Ｔ_rを通して分岐管Ｓから注入管路に送液される注入液
の吐出量を所定の量に保持する。

【００８５】注入液は図２４において、絞り部Ｔ_rの上
流側の高い圧力部から下流側の低い圧力部に噴射され
る。この場合、加圧注入液の注入圧力Ｐ₀と注入地盤の
注入圧力Ｐ1`_nの差圧を充分に大きくとれば、絞り部Ｔ
_rより下流側の各分岐管Ｓの注入圧力にばらつきがあっ
ても、各分岐管Ｓの吐出量（注入速度）は絞り部Ｔ_rの
面積が同じであればほぼ同一量となる。そして、その吐
出量は注入圧力Ｐ₀と絞り部Ｔ_rの孔の面積によって定
まる。

【００８６】しかし、図２４において、注入液は注入の
初めから終りまで常に全分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓから正確
に同様に注入されるとは限らず、あるいは、対象注入領
域によっては早く完了して注入を終了する分岐管Ｓもで
てくる。ところが、分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓの一部が注入
を終了すると、この注入量が残りの他の分岐管Ｓ、Ｓ・
・・Ｓに分配されるため、残りの分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓ
からの吐出量が増えてしまう。これを防ぐためには、ポ
ンプのインバータを調節して回転数を落とさなければな
らず、所定の注入圧力Ｐ₀に調整することは困難であ
る。

【００８７】そこで、図２４に示されるように、注入液
の絞り部Ｔ_rに至る送液系Ｆに送液圧力計Ｐ₀と注入液
リターン装置ＲＡを設け、所定の注入圧力Ｐ₀を保つよ
うに流量圧力制御装置Ｃによってリターン装置ＲＡを制
御し、注入液の一部をリターン管路Ｒを通して注入液槽
Ｔにリターンさせる。これにより、分岐管の注入中の数
の変動にもかかわらず、送液系Ｆ内の圧力を所定圧に保
ち、各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓから所定流量の注入を自動
的に継続することができる。

【００８８】また、図２４において、注入開始から完了
まで、注入液リターンシステムＲＳにより注入圧力Ｐ₀
を任意の値に設定して注入液を自動的にリターンさせ、
注入圧力Ｐ₀と、稼動している分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓの
数とに対応した吐出量を任意に得ることも可能である。

【００８９】図２５は本発明に用いられる注入液リター
ンシステムＲＳの他の具体例のフローシートであり、ポ
ンプ18を並列して複数個用い、注入圧力Ｐ₀を高めた
り、非常に多数の注入管路から同時に注入することがで
きる。これにより、本発明は分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓを数
十本あるいは１００本以上、一度に地盤中に設置して急
速施工を可能とする。例えば、１吐出口当たり１〜５ｌ
／分の低吐出量により土粒子間浸透が可能になる。すな
わち、１吐出口３ｌとして１００吐出口を同時注入する
場合、３００ｌ／分の注入ポンプを必要とする。ところ
が、３００ｌ／分の薬液注入ポンプは現存しない。しか
し、図２５の装置を用いることにより３０ｌ／分の薬液
注入ポンプ１０台を一セットにし、１００本の吐出口か
ら一気に注入することができる。しかも、この注入液リ
ターンシステムＲＳを用いることにより、一台毎のポン
プの吐出量を調整することなく、多数の吐出口から、吐
出口の数が変動しても一定圧力Ｐ₀により、所定量の吐
出量で自動的に注入し続けることができ、上述のリター
ン装置を用いることによってこのような画期的注入工法
の実用化が可能になった。

【００９０】図２６は他の形式の注入液リターンシステ
ムＲＳを用いた本発明にかかる地盤注入装置の説明図で
ある。送液圧力計Ｐ₀は分配装置26に入る前または分配
装置の送液系に、また注入液リターン装置ＲＡは分配装
置26を通過後の送液系Ｆにそれぞれ配置されるが、いず
れも絞り部Ｔ_rに至る送液系Ｆに設置されている。

【００９１】リターン装置は注入中連続して稼動してお
り、送液圧力計の信号を得た流量圧力制御装置は注入液
リターン装置に指示して注入液を分流リターンさせ、分
配装置内の圧力を制御して吐出量を制御する。さらに、
分岐流量計の信号を受けて分配装置内の圧力を制御し、
最も適切な分岐管の吐出量になるように制御する。か
つ、分岐管の一部が所定注入を終えて注入を停止して
も、残りの分岐管から同一吐出量で注入して最後の一本
まで注入できるようになる。

【００９２】図２７は円筒環状の分配装置を用いた本発
明にかかる地盤注入装置の例を示す。分配装置は一般
に、ポンプで注入液を分配装置内に送液すると直ちに過
大の圧力を呈して稼動が難しくなる。これに対して、図
２７のように絞り部Ｔ_rに至る送液系Ｆに注入液リター
ンシステムＲＳ、すなわち、送液圧力計Ｐ₀、注入液リ
ターン装置ＲＡ、リターン管路Ｒ、および流量圧力制御
装置Ｃを設けることにより、ポンプ18を通常の稼動状態
にしてスタートしたまま、徐々に注入圧力Ｐ₀を上昇さ
せ、分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓからの吐出量を把握しながら
注入圧力Ｐ₀を設定して、安全かつ容易に注入操作が可
能になる。このような円筒環状の分配装置は分配装置内
の圧力が均等に分布するため、各分岐管への吐出量が正
確になる。なお、送液圧力計Ｐ₀は分配装置内に設ける
こともできる。

【００９３】図２８は絞り部Ｔ_rとして絞り調整バル
ブ、具体的には絞り制御弁Ｔ_rを用いた本発明にかかる
地盤注入装置の例である。一般に図２８において、分配
装置26中の加圧注入液の圧力、すなわち注入圧力Ｐ₀が
一定で絞り部Ｔ_rの断面積が一定の場合、各分岐管Ｓ、
Ｓ・・・Ｓの流量は常に殆ど一定である。一方、注入中
に地盤圧力Ｐ_fが上昇し、吐出量ｆ_iを下げて低圧のま
ま注入したい場合、絞り部Ｔ_rとして絞り制御弁Ｔ_rを
用いることにより各分岐管毎に絞り部の面積を調整し、
それに対応した所定の注入圧、注入量に調整して注入す
ることが可能になる。

【００９４】すなわち、流量圧力制御装置Ｃは分岐管
Ｓ、Ｓ・・・ＳからのＰ_i、ｆ_iの信号を受け、絞り制
御弁Ｔ_rに信号を送り、バルブの開度を調整して絞り部
Ｔ_rの断面積を調整する。これにより注入圧力Ｐ₀と、
調整された絞り部Ｔ_rの断面積に対応し、圧力Ｐ_i、流
量ｆ_iを調整して適切に注入することができる。

【００９５】なお、このほかに、注入工程中に各分岐管
における吐出量を変動する方法としては、異なる開口面
積を有するオリフイスに取り換えたり、あるいは異なる
開口面積を有するオリフイスを並列しておき、必要に応
じてそのいずれかに回路を切り換えたり、複数のオリフ
イスを同時に一つの分岐管に開口する等の方法をとるこ
ともできる。

【００９６】図２９は図１８の地盤注入装置に注入液リ
ターン装置ＲＳを取りつけた例であって、送液圧力計Ｐ
₀、注入液リターン装置ＲＡは前述と同様、分配装置26
に至る送液系に設置される。この場合、圧力流量制御装
置は複数の送液系を統合して制御する。なお、本発明に
おいて本発明装置を複数組み合わせて複数の注入液（Ａ
液、Ｂ液等）をそれぞれ複数の分岐管あるいは注入管路
で合流させ、あるいは注入管路先端部より吐出して地盤
中で合流反応させて注入することもできる。

【００９７】ここで用いられる注入管路19としては、各
種注入管路が用いられるが、一例を示せば、図３０、３
１、３２、３３、３４、３５、３６のとおりである。

【００９８】図３０の注入管路19は複数本の細管28、28
・・・28を固定板29、29・・・29を通して結束して構成
された結束注入管である。固定板29は結束バンドでもよ
い。各細管28、28・・・28は先端吐出口30、30・・・30
がそれぞれ軸方向の異なる位置に開口され、かつこれら
吐出口30、30・・・30にはゴムスリーブ31、31・・・31
が装着され、注入孔32に注入されたスリーブグラウト33
中に埋設するように地盤27中に設置される。吐出口30か
らの注入液は固化したスリーブグラウト33を破って地盤
27中に浸透、注入される。なお、ゴムスリーブ31や、ス
リーブグラウト33は用いなくてもかまわない。

【００９９】図３１の注入管路19は複数の細管28、28・
・・28をバンド34で結束し、かつ、複数の袋パッカ35、
35・・・35を軸方向に間隔をあけて装着して構成され
る。そして、細管28は先端吐出口30が袋パッカ35の内側
および袋パッカ35、35間にそれぞれ位置するようにバン
ド34によって結束される。このような注入管路19を地盤
27に設置するに際し、まず、袋パッカ35をふくらませな
いで注入孔32に挿入の後、細管28を通じて袋パッカ35内
には吐出口30から、袋パッカ35をふくらませて固化させ
る固結材あるいは水、泥水、空気窒素ガス等の不活性気
体等、各種流体を填充して袋パッカ35を膨脹させる。さ
らに、吐出口30から注入液をそれぞれ吐出し、袋パッカ
35、35間の空間36から注入液を地盤27中に浸透、注入す
る。

【０１００】図３２の注入管19は二重管ダブルパッカ注
入管路であって、内管19Ａ、外管19Ｂおよび細管28から
構成される。内管19Ａは先端部分に上下に離れてパッカ
37、37を備え、この間に内管吐出口30Ａを有する。ま
ず、注入管路19を地盤27の注入孔32に挿入の後、次い
で、内管19Ａの吐出口30Ａから各袋パッカ35、35・・・
35に硬化物を填充して膨脹させ、袋パッカ35、35・・・
35を形成する。この状態で細管28の吐出口30Ａから地盤
注入材を地盤27中に注入し、地盤27を固結する。上下に
隣接する袋パッカ35、35間には外管19Ｂの吐出口30が設
けてあるが、これは必ずしも必要としない。なお、この
外管吐出口30を通して、注入後に地盤27の透水試験を行
なうことができ、試験の結果、注入が不充分の場合には
外管19Ｂの吐出口30から注入材を再注入することもでき
る。

【０１０１】図３３の注入管路19は（ａ）が先端吐出口
30を有する単管、（ｂ）は内管19Ａおよび外管19Ｂから
なり、先端に内管吐出口30Ａおよび外管吐出口30Ｂを有
する二重管、（ｃ）は内管19Ａ、外管19Ｂおよび中管９
Ｃからなり、内管吐出口30Ａ、外管吐出口30Ｂおよび中
管吐出口30Ｃを有する三重管である。外管内には任意の
複数の管路を並列して設けてもよく、その吐出口は外管
の軸方向の異なる位置に設けてもよい。

【０１０２】これら注入管19はボーリングしながら地盤
27の所定位置に設置され、所定の注入ステージの注入が
終わる毎に注入管を移動し、最終的に地上部に引き上げ
る。上述多重管内に形成された流路に注入液を構成する
複数の薬液を送液してゲル化時間の異なる注入液を地盤
に注入することができる。本発明ではこの注入を多重管
注入工法と称する。

【０１０３】図３４は二重管ダブルパッカ工法を示し、
注入管19は内管19Ａおよび外管19Ｂから構成される。内
管19Ａは先端部分に上下に離れてパッカ37、37を備え、
これらパッカ37、37間の側壁には内管吐出口30Ａを有す
る。このような内管19Ａはパッカ37、37部分で外管19Ｂ
の内壁を摺動しながら上下に移動自在である。また、外
管19Ｂは軸方向に複数の吐出口30、30・・・30を有し、
それぞれゴムスリーブ31によって覆われている。

【０１０４】内管は単管でも多重管あるいは複数の管の
並列管でもよく、パッカは上下に２ケ所あっても、さら
に多くあってもよい。これら注入管を用いた注入工法
を、二重管ダブルパッカ工法を含めて本発明では多重管
トリプルパッカ工法と表現する。

【０１０５】上述構成からなる多重管マルチパッカ注入
管路19は地盤27に穿設された注入孔32に挿入し、さら
に、この注入孔32にスリーブグラウト33を充填し、固化
することにより地盤27中に設置される。

【０１０６】注入液の注入に際して、まず、内管19Ａの
上下パッカ37、37間に外管19Ｂの最下端の吐出口30が位
置するように内管19Ａを移動し、次いで、内管19Ａを通
して注入液を導入し、内管吐出口30Ａから外管19Ｂの吐
出口30を経て、スリーブグラウト33を破って地盤27中に
浸透、注入する。

【０１０７】続いて、外管19Ｂの次の吐出口30がパッカ
37、37間に位置するまで内管19Ａを引き上げ、上述と同
様にして注入液を地盤27に浸透せしめ、この操作を最上
端の吐出口30に至るまで繰り返して注入を完了する。外
管19Ｂは地盤27中に埋め殺しにする。

【０１０８】図３５の注入管路19もまた、上述と同様、
二重管ダブルパッカ注入管路であって、内管19Ａおよび
外管19Ｂから構成される。内管19Ａは先端部分に上下に
離れてパッカ37、37を備え、これらパッカ37、37間の側
壁には内管吐出口30Ａを有し、図３４と同様に作動す
る。注入に際して、図３２と同様にして袋パッカ35に硬
化物を填充して袋パッカ35、35・・・35を膨脹させ、パ
ッカ35、35を形成する。次いで、上下の袋パッカ35、35
間の外管吐出口30から内管19Ａを通して注入材を地盤27
中に注入する。図３５の注入管を用いた注入工法もま
た、本発明では多重管マルチパッカ工法と称する。

【０１０９】図３６の注入管路19は一本の注入管中に複
数の注入管路、例えば三本の注入管路19ａ、19ｂ、19ｃ
を、これらの吐出口30、30、30がそれぞれ軸方向の異な
る位置に開口するように設けて構成される。これら吐出
口30、30、30はそれぞれゴムスリーブ31、31、31で覆わ
れる。

【０１１０】図３６の注入管は地盤中に埋め殺しにして
もよく、また、先端に削孔刃を取りつけてボーリングマ
シンを用い、所定深度まで掘削した上で注入し、注入
後、引き上げて回収してもよい。また、先端に削孔用の
メタルクラウンを装着し、内部に複数の管路を有する注
入管であって、注入管内の複数の管路の一部をエア、不
活性気体、水等の流体を通し、その吐出口にゴム等の弾
性体で覆い、流体を加圧し、膨脹して袋体のパッカとし
て作用し、他の管路を注入液の注入流路、あるいは削孔
水の流路とする注入管であってもよい。本発明ではこの
注入管を用いる工法を多重管注入工法として分類する。

【０１１１】以下、本発明にかかる地盤注入装置を用
い、地盤注入液を地盤中に設置された複数の注入管を通
して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入工法に
ついて詳述する。

【０１１２】上述地盤注入工法は例えば図１７あるいは
図２３に示されるように、注入液を加圧する注入液加圧
部Ｙと、この加圧部Ｙに連結され、それぞれ前記複数の
注入管路19、19・・・19に通じる、分岐バルブＶ₁、Ｖ
₂・・・Ｖ_i、Ｖ_n、および必要に応じて分岐流量計ｆ
₁、ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_nと分岐圧力計Ｐ₁、Ｐ₂・・
・Ｐ_i、Ｐ_nのいずれか一方または両方の装着された複
数本の分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓを有し、前記加圧部Ｙから
の加圧注入液を各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓに分配して各注
入管路19、19・・・19に送液する注入液分配部Ｚと、注
入液加圧部Ｙから注入液分配部Ｚへの加圧注入液の送液
系Ａすなわち、導管27に備えられた送液流量計ｆ₀およ
び／または送液圧力計Ｐ₀と、送液流量計ｆ₀および／
または送液圧力計Ｐ₀、注入加圧部Ｙ、分岐バルブ
Ｖ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_i、Ｖ_n、および分岐流量計ｆ₁、
ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_nと分岐圧力計Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ
_i、Ｐ _nのいずれか一方または両方とそれぞれ信号回路
によって接続された、操作盤Ｘ２、注入記録盤Ｘ３およ
びデータ入力装置Ｘ４を注入監視盤Ｘ１に接続して構成
される制御部Ｘを備えた装置を用いる。

【０１１３】なお、分岐バルブＶ1`_nは必ずしも必要と
せず、また必ずしも信号回路によって接続されなくても
よい。また、注入液分配部Ｚの分配装置26は本発明の図
１の流量制御弁Ａ、または図２の分配弁Ｂを用いた例え
ば図３〜図１３に示される装置を用いる。

【０１１４】上述の地盤注入装置において、図１７ある
いは図２３に示されるように、注入液分配部Ｚの加圧注
入液の分配装置26は送液系Ａ（導管27）と連結される。
この場合、各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓは分配装置26からそ
れぞれ伸長するように備えられ、加圧部Ｙからの加圧注
入液を分配装置26を介して各分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓに分
配する。

【０１１５】制御部Ｘの操作盤Ｘ２、注入記録盤Ｘ３お
よびデータ入力装置Ｘ４は制御部Ｘに内蔵して注入監視
盤Ｘ１に接続されるか、あるいは制御部Ｘの外から信号
回路によって制御部Ｘに接続される。

【０１１６】上述の地盤注入装置を用い、まず、送液系
の圧力と、分岐管からの吐出量と、リターン装置による
注入液の分流リターンとを、圧力流量制御装置によって
制御して送液系の所定の圧力を設定する。次に、分岐流
量計ｆ₁、ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_nおよび／または分岐圧
力計Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_i、Ｐ_nの所望の設定値、すな
わち、地盤状況に合わせた所望の設定値または限界範囲
を制御部Ｘのデータ入力装置Ｘ４に記憶させる。

【０１１７】さらに、送液流量計ｆ₀および／または送
液圧力計Ｐ₀、あるいは、分岐流量計ｆ₁、ｆ₂・・・
ｆ_i、ｆ_nおよび／または分岐圧力計Ｐ₁、Ｐ₂・・・
Ｐ_i、Ｐ_nからの注入中のデータを各分岐管Ｓ、Ｓ・・
・Ｓ毎に逐次、制御部Ｘの注入記録盤Ｘ３に記録する。

【０１１８】分岐流量計ｆ₁、ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_nお
よび／または分岐圧力計Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ_i、Ｐ_nの
データが設定値に達したか、あるいは設定値を越え、所
定の限界範囲を越えたことを制御部Ｘの注入監視盤Ｘ１
が示した場合、制御部Ｘの操作盤Ｘ２により、各分岐管
Ｓ、Ｓ・・・Ｓ毎に分岐バルブＶ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_i、
Ｖ_nを閉じて注入を終了したり、あるいは必要に応じ、
制御部Ｘによりリターン装置を調整して送液系の圧力を
制御し、これにより分岐管の吐出量あるいは圧力を調整
し、分岐管からの注入量および／または分岐圧力計
Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ _i、Ｐ_nが設定値に達したり、ある
いは設定値を越えた場合、同様の操作を繰り返して注入
を行なう。

【０１１９】上述したように、送液流量計ｆ₀および送
液圧力計Ｐ₀の情報が制御部Ｘに送られ、その情報に基
づき制御部Ｘが注入液加圧部Ｙに指示してリターン装置
を調整し、最適の注入速度Ｆ₀、注入圧力Ｐ₀になるよ
うに制御することができる。すなわち、図１７あるいは
図２３に示されるように、分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓにそれ
ぞれ分岐流量計ｆ₁、ｆ₂・・・ｆ_i、ｆ_nや分岐圧力
計Ｐ₁、Ｐ₂・・・Ｐ _i、Ｐ_nを設け、その情報を制御
部Ｘに伝達し、所定の範囲内の注入速度ｆ₀、注入圧力
Ｐ₀で加圧注入液を注入し得ることはもちろん、特に、
地盤条件に変化がある場合、あるいは垂直方向の吐出口
から同時に注入する場合にも同様に注入が可能である。

【０１２０】上述操作において、必要に応じて手動の操
作を行なってもよい。また、注入が所定量に達して終了
した分岐管、あるいは注入圧力が限界値に達して注入を
終了した分岐管については、分岐バルブを閉じても、リ
ターン装置によって自動的に同じ吐出量で残余の分岐管
に流れ続けるのであるから、注入の部分的終了があって
も加圧注入液の条件は変化しない。このため、注入加圧
部Ｙを調整しなくても、全分岐管の注入が完了するまで
同一条件下で注入が達成される。

【０１２１】なお、この場合、図２２に示されるよう
に、分岐バルブＶ₁、Ｖ₂、Ｖ₃・・・Ｖ_i、Ｖ_nを注
入が終了とともに、分岐管Ｓ、Ｓ・・・Ｓの連結部20、
20・・・20を第１注入ブロックから他の注入ブロック、
すなわち、第２注入ブロックの注入管路に切り換え、注
入をそのまま連続することもできる。

【０１２２】本発明地盤注入工法では、このようにして
地盤27中に設置された複数の注入管路19、19・・・19を
通じてほぼ同一深度の注入ステージに注入液を注入して
連続した版状の固結層、すなわち、図１７等の第一改良
ブロックを形成し、この注入を繰り返し、例えば、この
下層にさらに版状の固結層、すなわち、第二改良ブロッ
クを形成し、積層体とする。

【０１２３】本発明において、ほぼ同一深度とは、例え
ば横方向に注入するトンネル掘削工事等では、水平方向
にほぼ同一の注入管長の注入深度も意味する。また、本
発明において、第一改良ブロック、第二改良ブロクとは
図１７等に示されるように、垂直方向に設ける場合もあ
るし、図３７のように水平方向に設ける場合もある。

【０１２４】また、図１７のように、水平方向のブロッ
ク毎の地盤条件がほとんど同じの場合、分岐圧力計や分
岐流量計のない簡素な装置を用いてほぼ同一の土層ある
いは深度に対して平面的に間隔をあけて設けた複数の注
入管路から同時注入することにより、簡便な注入が可能
である。この場合、改良ブロックにおける各注入管路の
平均注入速度が制御されるとともに、全注入量も制御さ
れ、加圧注入液の所定流量ないし、所定圧力をもって、
該注入液を一つの送液部Ｙから複数の注入管路19、19・
・・19に同時に送液し、注入し、広範囲の地盤27を急速
かつ簡便に改良することができる。

【０１２５】さらに詳述すると、一般に、土層は水平方
向に透水係数がほぼ同一である。このような地盤条件で
は、透水係数は垂直方向よりも水平方向に大きい。この
ことを利用して図１７に示すように水平方向に改良ブロ
ックを想定する。そして、この想定改良ブロックに複数
の吐出口を設置して同時注入すれば、各管路の流量を測
定しなくても各吐出口からはほぼｆ₀／_n（ｆ₀は送液
流量計における毎分流量を示す。）の注入速度で注入が
なされる。この場合、水平方向の土層のばらつきにより
一部の吐出口の注入量が少なくなっても、その分、他の
吐出口に注入量が自動的に分配され、結果的にはブロッ
ク全体として所定量の注入がなされ、全体として均質に
固結される。この場合、図２１に示されるように、一部
の分岐管に分岐流量計、分岐圧力計を設けて確認するこ
ともできる。

【０１２６】このようにして土層毎に注入ステージをと
って、固結層を例えば上から下に積層することにより、
たとえ上部の注入が不充分であっても、下部の改良ブロ
ックの注入液の一部が上部の不充分な固結部に自動的に
移向し、全体として均等に改良することができる。そし
て、改良ブロックが完了すると、次いで、分岐管Ｓ先端
の連結部20を他の想定改良ブロックに設けた複数の注入
管路に連結して注入し、この操作を繰り返して、順次改
良ブロックを形成し、全固結対象地盤を改良する。

【０１２７】分岐管の連結部20を他の改良ブロックに連
結換えする例を図２２に示す。この例では同一深度にお
いて第一の注入ブロックの注入が終わったら、他の第二
の注入ブロックの注入管路に連結換えを行ない、順次に
深度を下方に移向する方法を示している。

【０１２８】注入工法の原理は土粒子間隙の水を注入液
に置き換えることにある。このため、同時注入工法にお
いて、大容量土に多数の吐出口から同時注入しても、土
中水が注入液により逃げ場を失えば、地盤中に水のポケ
ットが生じ、あるいは注入液が水で稀釈されて目的とす
る注入が達成できなくなる。これを防止するために、本
発明者は例えば図３７に示されるように、固結対象の地
盤27にほぼ同一土質条件を有する想定改良ブロック
（１）、（２）、（３）、（４）、（５）を定め、図示
しない複数の吐出口から、まず、間隔をあけて定められ
た想定改良ブロック（１）および（２）に同時注入して
地下水をブロック外に排除し、次いで、想定改良ブロッ
ク（３）、（４）、（５）に上述と同様に同時注入して
地下水をブロック外に排除し、順次に全体を固結してほ
ぼ同一土層を地下水を逃がしながら固結することを見い
出した。図３８は図３７と同様にして多層にわたり全体
を固結する例である。

【０１２９】図２０は注入管路19として図３０に示され
る複数本の細管28、28・・・28を束ねて構成される注入
管路19を複数本地盤27中に設置し、分配装置26として図
２の分配弁Ｂを用い、図１３に示されるように配列され
た分配装置26を用い、図２７のように構成された制御
部、注入液加圧部、注入液分配部からなる装置を用いた
地盤注入の例を示す。

【０１３０】注入管路19、19・・・19は軸方向に異なる
位置の各吐出口30、30・・・30が地盤27中の土層の異な
る第１〜第ｎステージのそれぞれに位置するように地盤
27中に設置される。

【０１３１】一般に、沖積層は水平に滞積しているた
め、水平方向の透水係数は垂直方向のそれよりも大き
い。したがって、図２０において、第１ステージの土層
はいずれの吐出口付近でもほぼ同じ透水係数で、例えば
中砂であり、また、第ｎステージの土層もいずれの吐出
口付近でもほぼ同じ透水係数で、例えば細砂である。な
お、図１３において図２の分配弁Ｂは６個の例を示し
た。

【０１３２】そして、図２０の装置を用いて地盤注入を
施工するに際し、例えば第１ステージにおいて注入に先
立ち、注水試験またはゲル化時間の長い注入液による注
入試験を行って図３９に示されるＰ−ｑ曲線（曲線
１）、すなわち、Ｐ（注入圧力Ｐ）−ｑ（注入速度ない
しは流量ｌ／分）曲線を出す。図３９は注入圧−流量
（毎分注入量）曲線である。図３９において、Ｏ₁点ま
では注入速度と注入圧力は比例関係にあり、地盤破壊は
生ぜず、完全な浸透注入となる。しかし、Ｏ₁〜Ｏ₂点
までは注入速度と注入圧力は比例関係になく、部分的に
割裂は生じるが、地盤が破壊して注入液が逸脱する注入
圧力の低下はみられない。このＯ₂点の注入圧力を限界
注入圧Ｐ_r0、限界注水速度（あるいは限界注入速度）
（流量）ｑ_r0とする。このようにして、地盤が破壊する
限界注入圧力Ｐ_r0および限界注入流量ｑ_r0（注入速度）
を知ることができる。

【０１３３】また、注水試験と異なり、薬液を注入する
場合、注入が進行するにつれて地盤は強化される。図２
９において、Ｆ₁点までは直線関係にあり、Ｆ₁〜Ｆ₂
点までの間は直線ではないが破壊には至っていない。し
たがって、Ｆ₂点におけるＰ _rfを限界圧力、ｑ_rf限界注
入流量とする。このようにして、最終的な限界注入圧力
および限界注入流量（注入速度）をそれぞれＰ_rfおよび
ｑ_rfとして設定して設計注入量（積算注入量）の注入を
この限界内で行なうこととする。これらの値を制御部に
記憶させておき、この設計注入量が注入されたら注入終
了とし、もし、設計注入量に達しないうちにこの限界注
入圧力に達した場合にはその時点で注入を終了する。

【０１３４】第１ステージの土層はほぼ同一の透水性で
はあるが、各吐出口１〜ｎのｑは多少ともばらつきがあ
る。このため各吐出口における所定の注入が完了する時
間はそれぞれ異なる。このため、制御部Ｘからの指示と
注入が完了した吐出口から順次、所定の電磁バルブが作
動してオフになる。（電磁バルブでなくても、手動バル
ブでもよい）。いくつかのバルブが閉じても、残りの吐
出口からの流量はリターン装置により同一流量を保つ。
もちろん、場合によっては、制御部からの指示でリター
ン装置を調整したり、インバータを調整して注入速度、
注入圧力を調整することができる。

【０１３５】このようにして、吐出口からの同時注入に
よる浸透固結はステージ毎に平面的に達成されてスラブ
が形成される。この固結層は第１ステージから第ｎステ
ージまで連続的に形成される。さらにまた、吐出口から
の同時注入による浸透固結は垂直方向にも形成すること
ができ、さらには水平方向および垂直方向の両方に、同
時に進行させることもでき、また、透水性の大きな層の
吐出口、あるいは透水性の大きな部分に開口した吐出口
から選択的に注入することもできる。また、図２０にお
いて、送液バルブＶ₀₁〜Ｖ_0nまでを同時に注入すること
も、もちろん可能である。

【０１３６】図２１は本発明装置を用いた他の具体例の
注入装置であって、注入液分配部Ｚに図１の流量制御弁
Ａおよび図２の分配弁Ｂを組み合わせてなる図１０の分
配装置26を複数個並列設置せしめ、各分配装置26の分岐
管を各注入ステージ毎に対応させた例であって、水平方
向にほぼ同一の地盤条件の注入に適しており、地盤改良
が簡便となる。以下、この装置を詳述する。

【０１３７】まず、図２０と同様、注入管路Ｔとして図
２０に示される複数本の細管28、28・・・28を束ねて構
成される注入管路を複数本地盤27中に設置する。この注
入管路は軸方向に異なる位置の吐出口30、30・・・30が
地盤中の土層の異なる第１〜第ｎステージのそれぞれに
位置するように地盤27中に設置される。水平方向の土層
の地盤条件がほぼ同一の場合はｎ本の分岐管のうち、一
本のみに代表として分岐流量計と分岐圧力計を設けても
よい。

【０１３８】注入加圧部を作動して分配装置26から、吐
出口30が第１ステージに位置する注入管路の細管28から
注入液を同時に送液し、注入管路Ｔ₁₁〜Ｔ_n1を通して第
１ステージに注入する。注入が進行し、第１ステージに
おける吐出口の全注入量Ｑ₁の注入が限界注入圧力Ｐ_1f
以内で注入できれば、第一注入ブロックの第１ステージ
の注入を終了し、分岐管の連結部を第二ブロックの注入
管路に連結換えして第二ブロックの第１ステージの注入
に移向して全注入ブロックの第１ステージを終了する。

【０１３９】以上の工程を順次に繰り返し、全注入ブロ
ックにおいて第１ステージから第ｎステージまでの注入
を完了した。上述において、平面的に地盤の特性が異な
る場合、あるいは各注入管路における注入圧力、流量を
正確に把握する必要がある場合、あるいは図２０のよう
に垂直方向の複数の吐出口から同時に注入する場合は、
各分岐管毎に分岐流量計、分岐圧力計を設けるのが望ま
しい。

【０１４０】この場合の例を図２２で説明すれば、第一
ブロックの第１ステージの注入においてＴ₁₁〜Ｔ_n1の注
入管路のうちのいずれかの注入が他よりも早く所定の注
入量が完了したか、あるいは限界注入圧力に達した状態
になる毎に、その分岐管の連結部を第二注入ブッロクの
所定の注入管路に連結換えをすることを繰り返していく
ことによって、連続して注入を継続することができる。
以上を各注入ブロックの第ｎステージまで繰り返すこと
により、簡便に急速施工が可能になる。なお、図２０、
２１、２２の各地盤注入装置において、図示しないが、
分配装置に至る送液系に注入液リターンシステムＲＳを
設けることができる。

【０１４１】ここで、本発明に適用される注入液および
その適用方法について以下に述べる。

【０１４２】本発明において、絞り部で注入液のゲルが
付着すると、所定の圧力で所定の吐出量が得られにくく
なる。また、リターン装置によって注入液がリターンさ
れると、この注入液のゲル化時間が長くても、時間の経
過とともに高粘性となり、やがて地盤に注入されにくく
なる。

【０１４３】本発明者等は種々の試験の結果、注入液と
してアルカリ領域の水ガラスグラウトでは上述の問題を
生じやすいことがわかった。すなわち、水ガラス中のア
ルカリ分は粘性を高め、このため、ゲル化に至るまでの
間に絞り部がゲルで詰まりやすくなる。また、高粘性の
ために注入液がリターンしている間に粘性が急激に増大
してゲル化してしまう。

【０１４４】一方、水ガラス中のアルカリ分を酸で中和
してなる非アルカリ性のシリカ液は粘性が低く、長いゲ
ル化時間を有し、このため、絞り部にゲルが付着するこ
とがない。さらに、十数時間のゲル化時間とすることが
できるので、注入液をリターンさせても、注入が完了す
るまでの間、増粘してゲル化する心配がない。

【０１４５】このようなことはコロイダルシリカや水ガ
ラスのアルカリをイオン交換樹脂またはイオン交換膜で
除去して得られる非アルカリ性シリカ溶液、あるいは、
水ガラスと酸を混合して得られる酸性シリカ液をイオン
交換樹脂またはイオン交換膜により、酸根やアルカリ金
属イオンを除去して得られる非アルカリ性シリカ溶液で
も同様である。

【０１４６】以下、具体的に説明すると、（１）水ガラスを硫酸やリン酸と混合してｐＨ0.５〜
５、〔ＳｉＯ₂〕値0.５〜3.４の酸性シリカ水溶液を製
造する。このようなシリカ溶液はゲル化時間を１時間〜
十数時間に調整し得、ゲル化の直前まで1.５〜3.０ｃｐ
ｓ／２０℃の低粘度を維持でき、さらに、強度を固結標
準砂で１〜８kgf/cm²の一軸圧縮強度とすることができ
る。したがって、これら注入液を数時間リターンしなが
ら注入しても、本発明の注入装置が正常に作動し得るの
で、本発明装置に適合した極めて優れた注入液というこ
とができる。

【０１４７】また、この酸性シリカ溶液をＡ液とし、ア
ルカリ水溶液をＢ液とし、これら二種類の注入液を本発
明にかかる送液系で送液し、注入管路の先端で合流して
地盤中に注入すれば、本発明装置をゲルで詰まらせるこ
となく、ゲル化時間の短い注入液を地盤中に注入するこ
とができる。

【０１４８】（２）水ガラスをイオン交換樹脂やイオン
交換膜で処理し、アルカリを除去して得られる活性珪酸
水溶液を加熱することにより分子量を数万以上に結合安
定化し、次いでＳｉＯ₂含量を２０〜３０パーセントに
濃縮し、ｐＨ値を９〜１０程度に安定化してコロイダル
シリカを製造する。

【０１４９】このコロイダルシリカ溶液を希釈してＳｉ
Ｏ₂含有量0.１〜２０％程度のシリカ溶液とする。これ
にＮａＣｌやＫＣｌ等の中性質を加えてゲル化時間を十
数時間に調整の後、地盤中に注入する。

【０１５０】さらに、コロイダルシリカと水ガラスと酸
を混合して得られるｐＨ値が0.５〜６付近の非アルカリ
性シリカ溶液もまた、十数時間の長いゲル化時間を有す
るとともに、高強度の固結体を得、本発明装置に適した
注入液となる。上述の注入液はいずれも、固結標準砂で
0.２〜１０kgf/cm²の一軸圧縮強度を呈する。

【０１５１】（３）水ガラスをイオン交換樹脂やイオン
交換膜で処理してアルカリ分が除去された非アルカリ性
活性シリカ溶液、あるいはアルカリの一部が除去された
安定性のある高モル比水ガラスをつくり、これらを酸と
混合して非アルカリ性活性シリカ溶液を製造する。

【０１５２】また、水ガラスを脱アルカリ処理して得ら
れた酸性活性シリカに水ガラスを加えて安定化されたア
ルカリ性活性シリカをつくり、これに酸を加えて非アル
カリ性活性シリカ溶液を製造する。

【０１５３】さらに、水ガラスに酸を加えて酸性水ガラ
スを得、これをイオン交換樹脂やイオン交換膜で処理し
て非アルカリ性活性シリカ溶液を製造する。

【０１５４】これらの非アルカリ性活性シリカ溶液はい
ずれも、低粘度（1.５〜3.０ｃｐｓ／２０℃）で、十数
時間の長いゲル化時間を有し、かつＳｉＯ₂濃度１〜１
０重量パーセントで、固結砂標準砂で１〜８kgf/cm²の
一軸圧縮強度を呈し、本発明装置に適した注入液であ
る。

【０１５５】一方、アルカリ領域の水ガラスグラウトは
Ａ液として水ガラス水溶液を、Ｂ液として反応剤水溶液
（グリオキザールやエチレンカーボネート等の有機反応
剤、あるいは重炭酸カリ、重炭酸ナトリウム、塩化カリ
ウム、その他の無機反応剤）を用い、二つの送液系を用
いてこれらＡ、Ｂ液を注入管中で、あるいは地盤中で合
流、反応させることにより、ゲルで絞り部が詰まった
り、リターン装置で増粘したり等のトラブルを起こすこ
となく、本発明を実施することができる。もちろん、上
述の非アルカリ性シリカ溶液をＡ液とし、ゲル化促進剤
をＢ液とし、あるいは水ガラスをＡ液とし、酸性反応剤
水溶液をＢ液とし、上述と同様に合流して非アルカリ領
域の配合で注入することもできる。

【０１５６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明にかかる地盤注入
装置は流量制御弁Ａ、分配弁Ｂ、あるいはこれらの組み
合せを用いることにより、地盤中の圧力変化にもかかわ
らず、常に一定量の地盤注入材を地盤中に注入し、広範
囲な地盤を急速、かつ確実に改良し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる流量制御弁の一具体例の断
面図である。

【図２】本発明に用いられる分配弁の一具体例の断面図
である。

【図３】本発明にかかる流量制御弁を用いた地盤注入装
置の一具体例の略図である。

【図４】本発明にかかる流量制御弁を直列と並列を組み
合わせて用いた地盤注入装置の一具体例の略図である。

【図５】本発明にかかる流量制御弁を複数個、並列に用
いた地盤注入装置の一具体例の略図である。

【図６】本発明にかかる流量制御弁を複数個直列および
並列に組み合わせた地盤注入装置の一具体例の略図であ
る。

【図７】本発明にかかる分配弁を用いた地盤注入装置の
一具体例の略図である。

【図８】本発明にかかる分配弁を複数個並列して用いた
地盤注入装置の一具体例の略図である。

【図９】本発明にかかる流量制御弁および分配弁を直列
に組み合せて用いた地盤注入装置の一具体例の略図であ
る。

【図１０】本発明にかかる流量制御弁と分配弁を直列に
組み合せたものを複数個並列した地盤注入装置の一具体
例の略図である。

【図１１】本発明にかかる流量制御弁および分配弁を複
数個直列に組み合せたものをさらに複数個並列した地盤
注入装置の一具体例の略図である。

【図１２】本発明にかかる分配弁を複数個直列ならびに
並列に組み合わせた地盤注入装置の一具体例である。

【図１３】本発明にかかる分配弁を複数個直列ならびに
並列に組み合わせた地盤注入装置の一具体例である。

【図１４】注入液リターンシステムを用いた本発明装置
の応用例の一具体例の説明図である。

【図１５】図１４における注入液リターンシステムの他
の具体例の説明図である。

【図１６】注入液リターンシステムを用いた他の具体例
の説明図である。

【図１７】本発明装置の応用例の他の具体例の説明図で
ある。

【図１８】本発明装置の注入液分配部他の具体例の説明
図である。

【図１９】本発明装置の注入液加圧部の他の具体例の説
明図である。

【図２０】本発明装置の応用例の他の具体例の説明図で
ある。

【図２１】本発明装置の応用例の他の具体例の説明図で
ある。

【図２２】本発明装置の応用例の他の具体例の説明図で
ある。

【図２３】注入液リターンシステムを備えた図１７の応
用例である。

【図２４】注入液リターンシステムを備えた本発明装置
の一具体例の説明図である。

【図２５】注入液リターンシステムを備えた本発明装置
の一具体例の説明図である。

【図２６】注入液リターンシステムを備えた本発明装置
の一具体例の説明図である。

【図２７】注入液リターンシステムを備えた本発明装置
の一具体例の説明図である。

【図２８】注入液リターンシステムを備えた本発明装置
の一具体例の説明図である。

【図２９】注入液リターンシステムを備えた本発明装置
の一具体例の説明図である。

【図３０】図１７における注入部の注入管路の一具体例
であって、地盤中に設置された状態を表した断面図であ
る。

【図３１】図１７における注入部の袋パッカーを備えた
注入管路の一具体例であって、地盤中に設置された状態
を表した断面図である。

【図３２】二重管ダブルパッカーの一例である。

【図３３】図１７における注入部の注入管路の他の一具
体例であって、（ａ）は単管、（ｂ）は二重管、（ｃ）
は三重管を表した断面図である。

【図３４】二重管ダブルパッカーの他の一例である。

【図３５】図１７における注入部の注入管路のさらに他
の具体例であって、二重管の内管を上方にスライドさせ
て注入する状態を表した断面図である。

【図３６】図１７における注入部の注入管路のさらに他
の具体例であって、注入管中に複数の注入管路を、これ
らの吐出口が軸方向の異なる位置に開口するように設け
てなる断面図である。

【図３７】水平方向固結層の形成態様を表した一具体例
である。

【図３８】図３７の固結層の積層固結層の形成態様を表
した一具体例である。

【図３９】注入圧力と注入速度との関係を表したグラフ
である。

【符号の説明】

Ａ流量制御弁Ａ送液系Ｂ分配弁１弁本体２入口３出口４入口通路５出口通路６バランスピストン７導入口８絞り部（オリフイス）９スプリング 10 入口 11 分配出口 12 弁本体 13 入口通路 14 分配ポート 15 絞り部 16 出口通路 17 スプール 18 ポンプ 19 注入管路 26 分配装置ＲＳ注入液リターンシステムＲＡ注入液リターン装置Ｒリターン回路Ｃ流量圧力制御装置Ｔｒ絞り部Ｔ注入液槽Ｆ導管（送液系）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢口完洋東京都北区赤羽南２−４−７−307 原工業株式会社内Ｆターム(参考） 2D040 AB01 CA02 DA00 DA02 DA12 DC02 FA08 4H026 CA03 CC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤注入液を地盤中に設置された注入管
路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入
装置において、該地盤注入液を流量制御弁を通して注入
管路に送液し、地盤中に注入することを特徴とし、該流
量制御弁は前記地盤注入液の入口および出口を有する弁
本体と、前記入口から弁本体内部に通じる入口通路と、
前記出口から弁本体内部に通じる出口通路と、前記入口
通路および出口通路間にこれら通路方向に沿って移動自
在に内蔵され、入口通路に通じる導入口および出口通路
に通じる絞り部を有するバランスピストンと、前記出口
通路内に装着された、前記バランスピストンを付勢する
伸縮性弾性体とを備え、前記導入口はバランスピストン
の移動により絞りおよび開きが自在である地盤注入装
置。
【請求項２】請求項１において、前記入口側の圧力Ｐ
１が増して、または前記出口側の圧力Ｐ２が減って絞り
部を通る流量が増そうとすると、入口側圧力Ｐ１と出口
側圧力Ｐ２の差が大きくなり、これにより、バランスピ
ストンは伸縮性弾性体を押して出口側に移動し、導入口
が絞られて流量を減らすように作用し、一方、前記入口
側の圧力Ｐ１が低くなって、または前記出口側の圧力Ｐ
２が増して絞り部を通る流量が減ろうとすると、入口側
圧力Ｐ１と出口側圧力Ｐ２の差が小さくなり、これによ
りバランスピストンは伸縮性弾性体に付勢されて入口側
に移動し、導入口が拡げられて流量を増やすように作用
し、この結果、入口側および出口側の圧力変化にかかわ
らず、常にほぼ一定の吐出量を得る請求項１に記載の地
盤注入装置。
【請求項３】請求項１において、前記地盤注入液の流
量制御弁に至る送液系には送液圧力計および／または送
液流量計、および注入液リターン装置が設けられ、前記
注入液リターン装置は送液圧力計および／または送液流
量計からの情報に基づき、送液系中の前記注入液を送液
系から分流することにより前記送液系の液圧を所望の圧
力に保持し、これにより流量制御弁を通して注入管路に
送液される注入液の吐出量を所望の量に調整するように
した請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項４】請求項１において、流量制御弁は複数個
直列して、ないしは並列して、あるいは直列と並列を組
み合わせて用いられる請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項５】地盤注入液を地盤中に設置された注入管
路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入
装置において、該地盤注入液を分配弁を通じて複数に分
配して注入管路にそれぞれ送液し、地盤中に注入するこ
とを特徴とし、該分配弁は前記地盤注入液の入口および
複数の分配出口を有する弁本体と、前記入口から弁本体
内部に通じる入口通路と、前記分配出口から弁本体内部
に通じる複数の分配ポートと、前記入口通路および複数
の分配ポート間にこれら通路を横切る方向に移動自在に
内蔵され、絞り部および出口通路を有し、絞り部が入口
通路に開口して出口通路に通じ、出口通路がそれぞれ各
分配ポートに開口して分配出口に通じるスプールとを備
え、前記複数の出口通路はスプールの移動により絞りお
よび開きが自在であることを特徴とする地盤注入装置。
【請求項６】請求項５において、各分配ポートの負荷
が同じ場合、各絞り部前後の圧力差が生じず、これによ
り各分配ポートへの吐出量を同じくし、また、各分配ポ
ートの負荷が異なる場合、スプールは負荷の低い方の圧
力ポート側に移動して負荷の低い方の分配ポートの出口
通路を締めるとともに、高い方の分配ポートの出口通路
を拡げ、これにより、各絞り部前後の圧力差をなくして
各分配ポートへの吐出量を同じくし、この結果、常に分
配ポートへの吐出量を一定にする請求項５に記載の地盤
注入装置。
【請求項７】請求項５において、前記地盤注入液の分
配弁に至る送液系には送液圧力計および／または送液流
量計、および注入液リターン装置が設けられ、前記注入
液リターン装置は送液圧力計および／または送液流量計
からの情報に基づき、送液系中の前記注入液を送液系か
ら分流することにより前記送液系の液圧を所望の圧力に
保持し、これにより分配弁を通じて注入管路に送液され
る注入液の吐出量を所望の量に調整するようにした請求
項５に記載の地盤注入装置。
【請求項８】請求項５において、分配弁は複数個直列
して、ないしは並列して、あるいは直列と並列を組み合
わせて用いられる請求項５に記載の地盤注入装置。
【請求項９】請求項１または５において、流量制御弁
および分配弁を任意に組み合わせて用いられる請求項１
または５に記載の地盤注入装置。
【請求項１０】地盤注入液を地盤中に設置された複数
の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する
地盤注入装置において、該注入液を加圧する注入液加圧
部と、前記複数の注入管路に通じる複数の分岐管を有
し、前記加圧部からの加圧注入液を分配装置を通して各
分岐管に分配して前記注入管路に送液する注入液分配部
とを備え、この分配装置は以下の（Ａ）または（Ｂ）の
弁からなり、または（Ａ）と（Ｂ）の弁を組み合わせて
なる地盤注入装置。（Ａ）前記注入液の入口および出口を有する弁本体と、
前記入口から弁本体内部に通じる入口通路と、前記出口
から弁本体内部に通じる出口通路と、前記入口通路およ
び出口通路間にこれら通路方向に沿って移動自在に内蔵
され、入口通路に通じる導入口および出口通路に通じる
絞り部を有するバランスピストンと、前記出口通路内に
装着された、前記バランスピストンを付勢する伸縮性弾
性体とを備え、前記導入口はバランスピストンの移動に
より絞りおよび開きが自在である流量制御弁。（Ｂ）前記注入液の入口および複数の分配出口を有する
弁本体と、前記入口から弁本体内部に通じる入口通路
と、前記分配出口から弁本体内部に通じる複数の分配ポ
ートと、前記入口通路および複数の分配ポート間にこれ
ら通路を横切る方向に移動自在に内蔵され、絞り部およ
び出口通路を有し、絞り部が入口通路に開口して出口通
路に通じ、出口通路がそれぞれ各分配ポートに開口して
分配出口に通じるスプールとを備え、前記複数の絞り部
はスプールの移動により絞りおよび開きが自在である分
配弁。
【請求項１１】請求項１０において、さらに前記注入液
加圧部から前記注入液分配部に至る加圧注入液の送液系
に備えられた送液流量計および／または送液圧力計と、
前記送液系に備えられた送液バルブおよび／または前記
分岐管に備えられた分岐バルブとを備え、前記送液流量
計および／または送液圧力計からの情報に基づいて前記
注入液加圧部、送液バルブおよび分岐バルブのいずれか
一つまたは二つ以上を作動し、加圧注入液の所定の流量
ないし圧力をもって該注入液を一つの送液系から複数の
注入管路に同時に送液して注入し、あるいは他の注入管
路への連結換えを行って注入し、これにより、広範囲に
地盤を急速かつ確実に改良するようにした請求項１０に
記載の地盤注入装置。
【請求項１２】請求項１０において、前記注入液加圧部
から前記注入液分配部の分配装置に至る加圧注入液の送
液系には送液圧力計および／または送液流量計、および
注入液リターン装置が設けられ、前記注入液リターン装
置は送液圧力計および／または送液流量計からの情報に
基づき、送液系中の前記注入液を送液系から分流するこ
とにより前記送液系の液圧を所望の圧力に保持し、これ
により分配装置を通して各分岐管から注入管路に送液さ
れる注入液の吐出量を所望の量に調整するとともに、複
数の分岐管のいずれかが注入を停止しても、残りの各分
岐管の吐出量を所定量に保持するようにした請求項１０
に記載の地盤注入装置。
【請求項１３】地盤注入液を地盤中に設置された注入
管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注
入装置において、該注入液を絞り部を通して注入管路に
送液し、地盤中に注入することを特徴とし、前記注入液
の絞り部に至る送液系には送液圧力計および／または送
液流量計、および注入液リターン装置が設けられ、前記
注入液リターン装置は送液圧力計および／または送液流
量計からの情報に基づき、送液系中の前記注入液を送液
系から分流することにより前記送液系の液圧を所望の圧
力に保持し、これにより絞り部を通して注入管路に送液
される注入液の吐出量を所定の量に調整することを特徴
とする地盤注入装置。
【請求項１４】請求項１３において、絞り部がオリフ
イス、噴射ノズル、絞りバルブ、または絞り調整バルブ
である請求項１３に記載の地盤注入装置。
【請求項１５】請求項１３において、さらに制御部を
備え、この制御部は送液圧力計および／または送液流量
計と接続されてこれらからの情報を受け、この情報に基
づいてリターン装置に指示を与え、リターン装置は制御
部からの指示を受けて送液中の該注入液が所定の圧力を
保持するように該注入液を送液系から分流する請求項１
３に記載の地盤注入装置。
【請求項１６】地盤注入液を地盤中に設置された複数
の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する
地盤注入装置において、該注入液を加圧する注入液加圧
部と、前記複数の注入管路に通じる複数の分岐管を有
し、前記加圧部からの加圧注入液を分配装置を通して各
分岐管に分配して前記注入管路に送液する注入液分配部
とを備え、前記注入液加圧部から前記注入液分配部に至
る加圧注入液の送液系には送液圧力計および／または送
液流量計、および注入液リターン装置が設けられ、前記
注入液リターン装置は送液圧力計および／または送液流
量計からの情報に基づき、送液系中の前記注入液を送液
系から分流することにより、前記送液系の液圧を所望の
圧力に保持し、これにより分配装置を通して各分岐管か
ら注入管路に送液される注入液の吐出量を所望の量に保
持するとともに、複数の分岐管のいずれかが注入を停止
しても、残りの各分岐管の吐出量を所定量に保持するこ
とを特徴とする地盤注入装置。
【請求項１７】請求項１６において、注入加圧部は一
台または複数のポンプからなる請求項１６に記載の地盤
注入装置。
【請求項１８】請求項１６において、注入液分配部は
絞り部を有し、この絞り部はオリフイス、噴射ノズル、
絞りバルブ、絞り調整バルブまたは分岐バルブである請
求項１６に記載の地盤注入装置。
【請求項１９】請求項１６において、前記分岐管は分
配装置内の注入液の圧力が注入管内の注入液の圧力より
も高くなるように、分岐管の数および流路断面を設定す
る請求項１６に記載の地盤注入装置。
【請求項２０】請求項１６において、分岐管の流路断
面の合計が分配装置の送液断面よりも小さくなるよう
に、分岐管の数と流路断面を設定する請求項１６に記載
の地盤注入装置。
【請求項２１】請求項１６において、複数の分岐管の
少なくとも一本には分岐流量計および／または分岐圧力
計が備えられる請求項１６に記載の地盤注入装置。
【請求項２２】請求項１６において、さらに制御部を
備え、この制御部は送液圧力計および／または送液流量
計と接続されてこれらからの情報を受け、この情報に基
づいてリターン装置に指示を与え、リターン装置は制御
部からの指示を受けて送液中の該注入液が所定の圧力を
保持するように該注入液を送液系から分流する請求項１
６に記載の地盤注入装置。
【請求項２３】地盤注入液を地盤中に設置された複数
の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する
地盤注入工法において、該注入液を加圧する注入液加圧
部と、前記複数の注入管路に通じる複数の分岐管を有
し、前記加圧部からの加圧注入液を分配装置を通して各
分岐管に分配して前記注入管路に送液する注入液分配部
と、前記注入液加圧部から前記注入液分配部に至る加圧
注入液の送液系に設けられた送液圧力計および／または
送液流量計、および注入液リターン装置と、前記送液圧
力計および／または送液流量計に接続されてこれらから
の情報を受け、この情報に基づいてリターン装置に指示
を与える制御部とを備えた地盤注入装置を用い、前記注
入液を注入加圧部から注入分配部を経て地盤中に注入す
るに際して、この注入をリターン装置に分流の指示を与
えながら行なって送液系の液圧を所望の圧力に保持する
ことを特徴とし、これにより分配装置を通して各分岐管
から注入管路に送液される注入液の吐出量を所望の量に
保持するとともに、複数の分岐管のいずれかが注入を停
止しても、残りの各分岐管の吐出量を所定量に保持する
ことを特徴とする地盤注入工法。
【請求項２４】請求項２３において、地盤注入装置の
送液圧力計および／または送液流量計として該分岐管に
分岐流量計および／または分岐圧力計が設けられ、制御
部に接続されてなり、制御部はこれらからの情報を受
け、この情報に基づいてリターン装置に分流の指示を与
え、分岐圧力計および／または分岐流量計の少なくとも
いずれかが所定値を示すか、または限界範囲内にあるよ
うにリターン装置を制御して送液系の圧力および／また
は流量を所定範囲に設定し、注入中にいずれかの分岐圧
力計の値が限界値に達し、あるいは分岐流量計の値が所
定注入量に達した時点でその分岐管からの注入を停止す
るか、またはリターン装置を制御して送液系の圧力およ
び／または流量を所定の範囲内に設定する操作を繰り返
して注入するようにした請求項２３に記載の地盤注入工
法。
【請求項２５】請求項２３において、地盤注入液が、ａ）水ガラス中のアルカリを除去して得られる非アルカ
リ領域のシリカ溶液を主材とした注入液、ｂ）水ガラスのアルカリを酸で中和して得られる非アル
カリ領域のシリカ溶液を主材とした注入液、ｃ）コロイダルシリカを主材とした注入液の群から選択される請求項２３の地盤注入工法。
【請求項２６】請求項２３において、複数の地盤注入
液を別々の送液系で送液し、注入管路で合流するか、複
数の地盤注入液を複数の注入管路から別々に地盤中に注
入して地盤中で合流するようにした請求項２３に記載の
地盤注入工法。
【請求項２７】請求項２３において、地盤中に設置さ
れた複数の注入管路を通じてほぼ同一深度の注入ステー
ジに注入液を注入して連続した版状の固結層を形成し、
この注入を繰り返して版状の注入層の積層体を形成する
請求項２３に記載の地盤注入工法。
【請求項２８】請求項２７において、前記注入層が地
下水を逃がしながら形成される請求項２７に記載の地盤
注入工法。