JP2002201630A

JP2002201630A - 注入工法

Info

Publication number: JP2002201630A
Application number: JP2000398443A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Hibiya; 啓介日比谷; Takuji Yamamoto; 本拓治山; Kensuke Date; 達健介伊; Masao Seki; 政男関; Yoshihiro Nakamura; 村佳弘中
Original assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP3818572B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低粘性注入材の使用に適した注入工法の提
供。【解決手段】ボーリング孔（３）内に有孔管（５）を
挿入する工程と、先端に注入用装置（９）を設けた注入
管（８）を有孔管（４）内に挿入する工程と、羽口
（２）側を閉塞する工程と、注入用装置（９）を介して
低粘性注入材を注入する工程と、注入材の固化後に注入
用装置（９）を有孔管（５）内から引き抜く工程、とを
有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は注入工法に関し、特
に、トンネル掘削時に地山を補強するために実施される
注入材の注入工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、トンネルＴｎ掘削時に地山を
補強する処理を概念的に示したものである。図１２にお
いて、トンネルＴｎ上部を補強する先受け（または天端
補強）Ｒｒ、側部を補強する側（壁）部補強Ｗｒ、鏡部
を補強する鏡補強Ｍｒ、および脚部を補強する脚部補強
Ｆｒは、固化材の注入によって地盤が補強改良されてい
る。符号Ｐｈは有孔管を、Ｇｇは棒状の改良体を示して
いる。固化材は、セメント系、レジン・ウレタン系が使
用されることが多く、特にセメント系でのリークや注入
不可能時には高価なレジン・ウレタン系を使用してい
る。

【０００３】図１３は、先受けＲｒのためにトンネルＴ
ｎ内に定置させたジャンボなどの汎用特種車Ｖｊから有
孔管Ｐｈを設置する状態を示している。本図において
は、ボーリング孔削孔と有孔管Ｐｈの設置は同時に行う
例を示している。

【０００４】図１４は、車載型注入ユニットＵｉからボ
ーリング孔に、有孔管Ｐｈ内の注入管Ｐｉから注入材を
注入して、改良体Ｇｐを造成する状態を示している。

【０００５】このような従来の工法で、２つの大きな問
題がある。その１つは、従来のセメント系、レジン・ウ
レタン系の注入材は、粘性が大きく注入時は高圧力で浸
透させるので高注入圧による地表面への悪影響が懸念さ
れている。特に、これらの注入材が必要になる都市ＮＡ
ＴＭなどの現場では、土被りが小さいので懸念が大き
い。

【０００６】また、セメント系注入材がリークする様な
地盤、或いはセメント系注入材が注入不可能な自立性の
低い地盤では、レジン・ウレタン系の注入材を使用す
る。しかし、レジン・ウレタン系の注入材は、環境に対
する影響、安全性、コストの問題がある。さらに、レジ
ン・ウレタン系であっても密な細砂層には注入が困難で
ある。

【０００７】これに加えて、図１５で示す様に、従来の
注入工法では、注入材の均一な注入が困難である、とい
う問題があった。すなわち、比較的密な砂質地盤では、
注入材の粒径が大きいことや、注入材の粘度が大きいこ
と等の理由により、注入材が地盤に浸透する以前の段階
で注入圧が管理上限値（施工における昇圧上限値）を超
えてしまう。そのため、改良したい範囲（図１５の
（Ａ）において、点線で示す領域Ｇｋ−ｉ）にまで注入
材は浸透せず、図１５の（Ａ）の実線で示す領域Ｇｋ−
ｒ程度にしか注入材は浸透しない。或いは、注入材が仮
に注入出来たとしても、目標とする浸透注入ではなく、
図１５の（Ｂ）で示す様な所謂「割裂注入」の形態（符
号Ｇｋ−ｒ）となってしまう。そして割裂注入形態で注
入を行えば、改良するべき個所（図１５（Ａ）の点線で
示す領域Ｇｋ−ｉ）の全てを改良出来ないので、均質な
固化体を築造することが出来ない。その上、地盤を乱し
てしまうという問題も発生する。

【０００８】このような問題を解決するため、粘性が低
く、施工地盤を均一に浸透する様な注入薬液の開発が望
まれている。しかし、現時点では、斯かる注入薬液は市
販されていないのが実情である。

【０００９】次に、従来の工法の他の問題点を説明す
る。注入装置１Ａを示す図１６において、予め削孔され
たボーリング孔３に配置された有孔管５Ａの外部が第１
のパッカ１１Ａで固定され、有孔管５Ａの内部を膨縮可
能な第２のパッカ１２Ｄで固定されている。

【００１０】第１のパッカ１１Ａ及び第２のパッカ１２
Ｄは、布（ウエス）にウレタンを含浸させた状態で取り
付け、そしてウレタンを発泡させて膨張固定させるよう
になっている。

【００１１】第２のパッカ１２Ｄは、外部に通じる薬液
注入用管６０と、薬液注入管８の間に介装されていて、
ウレタンの発泡による膨張で、薬液注入用管６０と薬液
注入管８の軸心を固定すると共に、注入管８の口元から
のリークを防止するようになっている。

【００１２】また、有孔管５Ａは、従来の高粘性な注入
材に適するような外径１０ｍｍ強の注入孔５Ａａを管軸
方向に等ピッチで有している。

【００１３】この注入装置１Ａの構成では、以下のよう
な問題がある。

【００１４】第１に、有孔管５Ａの口元や口元周辺地盤
から、注入材のリークがある。特に、注入材の粘性が低
い場合には、リークの問題は無視出来ない。第２に、布
パッカ１１Ａ及び１２Ｄの取り付け、ウェスによるコー
キング、ウレタン発泡等の各種作業において、多大な労
力、施工時間、コストを費やしてしまう。第３に、（従
来技術で用いられる注入装置１Ａでは）再生使用ができ
ず所謂「埋め殺し」となるので、使用後に注入装置１Ａ
を埋め殺しにする作業の時間、労力、コストが嵩み、不
経済である。第４に、有孔管５Ａが抜け出し易い。

【００１５】かかる理由により、従来の注入装置１Ａで
は、作業コストが高騰する。

【００１６】また、上述した様に、従来技術では、注入
材を地盤中へ均一に浸透させて、略々均一な径を有する
棒状の改良体を造成することが困難であった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した様
な従来技術における問題点に鑑みて提案されたものであ
り、地盤中へ注入材を均一に浸透させることが出来ると
共に、施工コストを低減出来る様な注入工法の提供を目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】発明者等は種々研究の結
果、水ガラス系の低粘性注入材を用いれば、注入材を均
一に浸透せしめることが可能である事を見出し、且つ、
その様な低粘性注入材を用いて好適に実施出来る注入工
法を開発した。本発明の注入工法は、ボーリング孔内に
有孔管を挿入する工程と、先端に注入用装置を設けた注
入管を有孔管内に挿入する工程と、羽口側を閉塞する工
程と、注入用装置を介して低粘性注入材を注入する工程
と、注入材の固化後に注入用装置を有孔管内から引き抜
く工程、とを有している。ここで、前記「低粘性注入材
を注入する工程」を行うに際しては、所謂「ステップ注
入」としても良いし、或いは、「バルブ注入」としても
良い。

【００１９】上記低粘性注入材は、水ガラスにグリオキ
ザールを水量調整した地盤注入用薬液であり、例えば、
（１）薬液１０００Ｌ当たりの水ガラス中のＳｉＯ
_２重量が１４０．６〜２２０．９Ｋｇの範囲であるこ
と、（２）薬液１０００Ｌ当たりのグリオキザールの
重量が４９．３〜１０８．３Ｋｇの範囲であること、
（３）薬液中のＳｉＯ_２／グリオキザールの重量比
が、１．５４以上であること、の３つの条件を同時に満
たすのが好ましい。そして、初期粘度ＣＰは、３０ｃｐ
ｓ以下であることが好ましい。

【００２０】また、上記有孔管の注入孔径は、１〜６ｍ
ｍがよく、ピッチは必要に応じて不等ピッチでもよい。
なお、注入孔の径が１ｍｍ以下では注入が困難で、６ｍ
ｍ以上では各孔での注入量が不均一となってよくない。

【００２１】前記羽口側を閉塞する工程は、注入管の羽
口近傍に設けられた流体圧パッカを膨張することにより
行われ、前記注入用装置を有孔管内から引き抜く工程に
際しては該流体圧パッカを収縮することが好ましい。

【００２２】これによれば、流体圧パッカの膨張、収縮
はエアの供給、放出によって容易に操作できるので、羽
口側閉塞、注入用装置の引き抜きが簡単である。

【００２３】前記流体圧パッカは、有孔管の内側と外側
にそれぞれ設けられていることが好ましい。ここで、有
孔管の外側に設けられた環状のパッカ（外パッカ）に代
えて、羽口部分に球形の羽口パッカを設けても良い。す
なわち、前記流体圧パッカは、有孔管の内側に設けられ
た内パッカと、羽口部分に設けられた球形の羽口パッカ
であっても良い。但し、この場合、羽口パッカが膨張し
た際に有孔管と干渉しない様にするため、有孔管をボー
リング孔の内側或いは若干孔奥側に位置せしめるのが望
ましい。

【００２４】これにより、注入材が羽口から漏出してし
まう事が確実に防止出来る。

【００２５】前記羽口側を閉塞する工程は、注入管の羽
口近傍に設けられた複数の流体圧パッカを膨張する工程
と、複数の流体圧パッカ間の領域から前記低粘性注入材
よりも短時間で固結する瞬結注入材を噴出し、以って、
羽口近傍の領域であって且つボーリング孔内壁面と有孔
管との間の領域を固結する工程とを有しており、前記注
入用装置を有孔管から引き抜く工程に際しては複数の流
体圧パッカを収縮することが好ましい。

【００２６】これによって、注入管の羽口近傍に直列に
設けられた複数の流体圧パッカで羽口内外を遮断し、そ
の流体圧パッカ間にある有孔管の注入孔からボーリング
孔に２液混合の瞬結材を注入して、有孔管の位置決めと
リークの防止をさせる。そして、有孔管の内部には水ガ
ラス系の通常の注入材を充填してリークを防止させる。

【００２７】ここで、前記「瞬結注入材を噴出し、以っ
て、羽口近傍の領域であって且つボーリング孔内壁面と
有孔管との間の領域を固結する工程」において、瞬結注
入材により固結される領域は「羽口近傍の領域であって
且つボーリング孔内壁面と有孔管との間の領域」のみに
限定されるのではない。羽口近傍の領域であって且つ有
孔管の外側の領域も、瞬結注入材で同時に固結される様
に構成しても良い。この様に構成すれば、有孔管の外側
の領域を経由して注入材がリークすることが防止される
ので、好適である。

【００２８】本発明の実施に際して、前記注入工程は、
有孔管の切羽側端部開口を閉塞する工程を有することが
好ましい。これによって、有孔管の切羽側端部開口であ
る有孔管先端から地山への注入材のリークを防止する先
端蓋が造成される。そして、斯かる先端蓋が造成される
ことにより、有孔管内における注入材の圧力を適切な数
値に維持することが出来る。

【００２９】また本発明の注入工法は、先端に注入用装
置を設けた注入管をボーリング孔内に挿入する工程と、
羽口側を閉塞する工程と、注入用装置を介して低粘性注
入材を注入する工程と、注入材の固化後に薬液注入装置
をボーリング孔内から引き抜く工程、とを有している。

【００３０】そして、前記羽口側を閉塞する工程は注入
管の羽口近傍に設けられた流体圧パッカを膨張すること
により行われ、前記薬液注入装置をボーリング孔内から
引き抜く工程に際しては該流体圧パッカを収縮するのが
好ましい。

【００３１】さらに、前記羽口側を閉塞する工程は、注
入管の羽口近傍に設けられた複数の流体圧パッカを膨張
する工程と、複数の流体圧パッカ間の領域から前記低粘
性注入材よりも短時間で固結する瞬結注入材を噴出して
羽口近傍の領域を固結する工程とを有しており、前記注
入用装置をボーリング孔から引き抜く工程に際しては複
数の流体圧パッカを収縮するのが好ましい。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施形態について説明する。ここで、図示の実施形
態において使用する低粘性注入材は、水ガラスにグリオ
キザールを水量調整した地盤注入用薬液で、例えば次の
３条件を同時に満たすことが好ましい。（１）薬液１０００Ｌ当たりの水ガラス中のＳｉＯ
_２重量が１４０．６〜２２０．９Ｋｇであり、（２）
薬液１０００Ｌ当たりのグリオキザールの重量が４
９．３〜１０８．３Ｋｇであり、そして（３）薬液中
のＳｉＯ_２／グリオキザールの重量比は、１．５４以
上であり、さらに、初期粘度ＣＰは３０ｃｐｓ以下であ
ることが好ましい。

【００３３】図１は、本発明の注入工法に使用する装置
の構成例を示している。予め削孔されたボーリング孔３
に配置された有孔管５の羽口２近傍が膨縮自由な第１の
流体圧パッカ１１で外部を固定され、有孔管５の内部を
膨縮自由な第２の流体圧パッカ１２で固定されている。

【００３４】第１の流体圧パッカ１１は、弾性材たとえ
ばゴム材で中空なドーナツ状に形成されている。その第
１の流体圧パッカ１１に、外部のエア供給源に通じる第
１のエアチューブ１３が接続されている。

【００３５】第２の流体圧パッカ１２もゴム材で形成さ
れており、外部のエア源に通じる第２のエアチューブ１
４が接続されている。ここで、第２の流体圧パッカ１２
は薬液注入装置４に介装されている。薬液注入装置４
は、流体圧パッカ１２と薬液注入管８とその先端部に取
り付けられた注入用装置９とで構成されており、外部に
通じる薬液注入用管（或いは薬液注入用チューブ）６０
が着脱自在に接続されている。そして、第２のエアチュ
ーブ１４からのエアによる膨張で薬液注入用管６０及び
薬液注入管８の軸心を固定すると共に、薬液注入管８の
羽口側端部から注入薬液がリークするのを防止してい
る。

【００３６】また、有孔管５は、低粘性な注入材に適す
るような外径が１から６ｍｍの注入孔５ａを全長にわた
って有している。注入孔５ａの径は、１ｍｍ以下では注
入が困難であり、６ｍｍ以上では均一な注入が困難であ
る。また、注入孔５ａは、等ピッチでも必要によっては
不等ピッチでもよい。有孔管５ａの先端５ｂに、地山Ｇ
へのリークがないように蓋１０が取り付けられている。

【００３７】上記の構成を基準にした低粘性注入材の注
入工法を説明する。図２において、先ず、削孔ロッド６
とその先端に取り付けられたビット１６とによってボー
リング孔３が掘削され、そのボーリング孔３に全長にわ
たって注入孔５ａが設けられた有孔管５が挿入される。
ボーリング孔３の掘削と、有孔管５の挿入とは同時に行
われることも多い。これがボーリング孔３内に有孔管を
挿入する工程である。

【００３８】つぎに、図３のように、所定の深さまでボ
ーリング孔３が掘削され、ボーリング孔３の深さよりや
や浅い所定の深さＬ５まで挿入された有孔管５を孔３に
残して削孔ロッド６とビット１６を外部に引き抜く。

【００３９】そして図４のように、有孔管５の先端５ｂ
に先端蓋１０を取り付ける先端密閉工を行う。但し、図
示はされていないが、先端蓋１０を取り付ける先端密閉
工を省略することも可能である。なお、先端蓋１０は、
たとえば外周にＯ−リングをつけてしまり嵌め程度のサ
イズとして押し込むのがよい。これが、有孔管５の切羽
側端部開口を閉塞する工程である。

【００４０】続いて、図５のように、外パッカでもある
第１の流体圧パッカ１１をボーリング孔３と有孔管５と
の間に挿入する。

【００４１】つぎに、図６のように、薬液注入装置４と
第２の流体圧パッカ１２を有孔管５に挿入する。これ
が、注入管８を有孔管５内に挿入する工程である。

【００４２】続いて、第１のエアチューブ１３からのエ
アによって第１の流体圧パッカ１１を膨張し、そして、
第２のエアチューブ１４からのエアによって第２の流体
圧パッカ１２を膨張させる。これにより、薬液注入装置
４の固定と有孔管５の羽口２内外を遮断する。但し、第
２の流体圧パッカ１２を膨張させてから、第１の流体圧
パッカを膨張させても良い。或いは、第１及び第２のパ
ッカ１１、１２を同時に膨張させても良い。

【００４３】そして、図７のように、低粘性注入材Ｋｍ
を注入用装置９から噴射して有孔管５〜ボーリング孔３
〜地山Ｇに注入させる。このとき、第１および第２の流
体圧パッカ１１および１２によって、地山Ｇの羽口外部
へのリークが防止されている。また、先端蓋１０によっ
て有孔管５の先端部から地山Ｇへのリークも防止されて
いる。これに加えて、先端蓋１０には、有孔管５内の注
入材の液圧を、注入に適した圧力に維持する効果があ
る。この工程が、注入用装置を介して低粘性注入材Ｋｍ
を注入する工程である。この工程によって、改良体Ｇｋ
が造成、固化される。

【００４４】次に、図８の様に、第１および第２の流体
圧パッカ１１および１２を脱気して減圧し、収縮させ
る。これによって、第１の流体圧パッカ１１は、ボーリ
ング孔３と有孔管５からの圧接が遊離される。また、第
２の流体圧パッカ１２は、有孔管５の内壁からの圧接が
遊離される。そして、薬液注入装置４が、引き抜き可能
な状態になる。

【００４５】さらに、図９の様に、第１および第２の流
体圧パッカ１１および１２と、注入用装置９を含めた薬
液注入装置４とを外部に引き抜く。この工程が、注入用
装置を有孔管内から引き抜く工程である。

【００４６】つぎに、図９における空隙となった羽口２
近傍を閉塞してこのボーリング孔３の注入工法を終了す
る。これによって、従来工法で行われていた埋め殺し作
業（注入装置の１部を切り離して埋め殺しにする作業）
は、施工する必要が無くなった。

【００４７】以上により、低粘性注入材Ｋｍの所定のボ
ーリング孔３への注入作業の全工程が終了する。つい
で、隣接する別のボーリング孔３を注入工法の対象とす
る。

【００４８】前記注入工法における各工程の中で、注入
管８の羽口近傍に設けられた第１および第２の流体圧パ
ッカ１１、１２を膨張して羽口側を閉塞する工程および
第２の流体圧パッカ１２を収縮して注入用装置９を有孔
管５内から引き抜く工程は、図１に示す注入管５の内外
に流体圧パッカを設けた構成を例にして図６〜図９でそ
の工法を説明した。以降の図１０および図１１では羽口
側を閉塞し、注入管を引き抜く別の注入工法を示す。

【００４９】図１０において、流体圧パッカが１つ場合
の形態を示す。予め削孔されたボーリング孔３に端部が
羽口２のやや奥に配置された有孔管５の羽口近傍に、膨
縮自由な流体圧パッカ１２Ａが膨張によってボーリング
孔３の内壁に固定されている。

【００５０】その流体圧パッカ１２Ａは、弾性材たとえ
ばゴム製で中空な大ドーナッツ状に形成されている。そ
の流体圧パッカ１２Ａに、外部のエア供給源に通じるエ
アチューブ１３Ａが接続されている。

【００５１】また、流体圧パッカ１２Ａは、外部に通じ
る薬液注入用管ロッド６０に着脱自在に接続された薬液
注入装置４Ａに介装されている。薬液注入装置４Ａは、
流体圧パッカ１２Ａと薬液注入管８とその先端部に取り
付けられた注入用装置９とで構成されている。そして、
エアチューブ１３Ａからのエアによる膨張で薬液注入用
管６０と薬液注入管８の軸心を固定する、と共に有孔管
５の口元からのリークとボーリング孔３からのリークを
防止するようになっている。

【００５２】上記以外については、図１の実施形態にお
ける、第１の流体圧パッカ１１の無い場合における構成
及び作用と同様である。パッカ１２Ａを孔内に設置する
ために図１の場合に比較して有孔管５をボーリング孔３
の切り羽側に予め位置させなければならない点と、第１
の流体圧パッカ１１に関する作業、とを除けば、図１０
で示す実施形態における羽口２側を閉塞する工程は、図
１の実施形態の場合と略々同様である。なお、図１０の
実施形態は、後述する図５１の実施形態から、有孔管５
内のパッカ（孔奥側パッカ）１２を省略した実施形態と
把握する事も可能である。

【００５３】図１１において、複数（図１１では２個）
の同形の流体圧パッカを直列に配置した形態を示す。予
め削孔されたボーリング孔３に配置された有孔管５内の
羽口２近傍に膨縮自由な第１の流体圧パッカ１２Ｂと第
２の流体圧パッカ１２Ｃとが適宜な間隔をとって列型に
配置されている。

【００５４】その第１および第２の流体圧パッカ１２
Ｂ、１２Ｃに、外部のエア供給源に通じるエアチューブ
１３Ｂが接続されている。

【００５５】第１および第２の流体圧パッカ１２Ｂ、１
２Ｃは、外部に通じる薬液注入用管６０に着脱自在に接
続された薬液注入装置４に介装されている。薬液注入装
置４Ｂは、流体圧パッカ１２Ｂ、１２Ｃと薬液注入管８
Ｂとその先端部に取り付けられた注入用装置９Ｂとで構
成されている。そして、エアチューブ１３Ｂからのエア
による膨張で第１および第２の流体圧パッカ１２Ｂ、１
２Ｃが薬液注入用管６０と薬液注入管８Ｂの軸心を固定
する、と共に注入管８Ｂの口元からのリークを防止する
ようになっている。

【００５６】流体圧用パッカ１２Ｂには、外部の瞬結注
入材供給源に通じる管Ｔａおよび管Ｔｂが接続され、薬
液注入管８Ｂの根本部８Ｂｒから瞬結注入材のＡ液およ
びＢ液が噴出するようになっている。明確には図示され
てはいないが、外部の瞬結注入材供給源に連通する単一
の管から、瞬結注入材が噴出する様に構成しても良い。

【００５７】上記構成を基準にした羽口側を閉塞する工
程は、次のようになる。先ず、羽口近傍に配置された第
１および第２の流体圧パッカ１２Ｂ、１２Ｃをエアチュ
ーブ１３Ｂからのエアで膨張させる。これが流体圧パッ
カを膨張する工程である。

【００５８】つぎに、薬液注入管８Ｂの根本部８Ｂｒか
ら２液瞬結注入材のＡ液およびＢ液を噴出させ、第１お
よび第２の流体圧パッカ１２Ｂ、１２Ｃ間を介し、さら
に注入孔５ａを介して根本部８Ｂｒ周辺のボーリング孔
３と有孔管５との間でＡ液とＢ液が混合するようにさせ
る。このＡ液とＢ液の混合によってボーリング孔３内壁
面と有孔管５との間を固結させる。ここで、２液混合瞬
結材ＡおよびＢは、前記低粘性注入材よりも短時間で固
結する性状を有している。これが、瞬結注入材を噴出し
ボーリング孔３内壁面と有孔管５との間の領域を固結す
る工程である。すなわち、管Ｔａおよび管Ｔｂから噴射
される瞬結注入材のＡ液およびＢ液は、有孔管５の半径
方向内側の領域では混合されず、したがって、有孔管５
の半径方向内側の領域では固結（瞬結）しない様に構成
されている。単一の管から瞬結注入材が噴射される場合
（図示せず）においても、瞬結注入材の固結するまでの
時間や、噴射圧等を適宜調節して、有孔管５の半径方向
内側の領域では固結（瞬結）しない様に構成される。

【００５９】注入用装置９を含む薬液注入装置４Ｂを引
き抜くために、第１および第２の流体圧パッカ１２Ｂ、
１２Ｃを収縮させる。これが、流体圧パッカを収縮させ
る工程である。

【００６０】以降の薬液注入装置４Ｂを引き抜く工程
と、その他の工程は、図１に示す工程と同様である。

【００６１】次に、図１７−図２２を参照して、本発明
のその他の実施形態を説明する。図１−図１１の実施形
態では、全て有孔管５をボーリング孔３に挿入していた
が、図１７−図２２の実施形態では、有孔管５が省略さ
れている。まず、図１７で示す様に先端に掘削ビットを
設けた削孔ロッド６により、ボーリング孔３を掘削す
る。掘削が完了したならば、ボーリング孔３から削孔ロ
ッド６を引き抜いて、先端に注入用装置９を取り付け、
且つ、流体圧パッカ２０を設けた薬液注入用管６０を、
ボーリング孔３に挿入する（図１８）。

【００６２】注入材の注入に先立って、羽口から注入材
がリークするのを防止するため、図示しない流体供給用
チューブを介して、パッカ２０内に流体を供給し、図１
９で示す様に、膨張せしめる。パッカ２０が膨張する
と、ボーリング孔３の内壁面と当接して、注入材がボー
リング孔３の羽口から漏出しない状態となる。その状態
で、図２０で示す様に、注入用装置１９から矢印Ｋｍで
示す様に、注入材をボーリング孔３内に注入する。ここ
で、注入材Ｋｍは、図１−図１１の実施形態で用いられ
たものと同様の低粘性注入材であり、ボーリング孔３の
周囲の地盤へ浸透して、（図１５（Ａ）の点線で示す様
な）地盤改良或いは固化するべき領域の全域に到達す
る。なお、（図２０で示す工程で注入された）低粘性注
入材が浸透した領域が、図２０−図２２では、符号「Ｇ
ｋ」で包括的に表現されている。

【００６３】所定の領域Ｇｋに対する低粘性注入材の浸
透が完了したならば、図２１で示す様に、図示しないチ
ューブを介してパッカ２０内から流体を排出することに
より、パッカ２０を収縮させる。そして、図２２で示す
様に、薬液注入用管６０を、パッカ２０と注入用装置１
９と共に、ボーリング孔３より引き出す。図１７−図２
２で示す実施形態においても、図１−図１１で示す実施
形態と同様に、羽口から注入材が漏出するのを完全に防
止せしめ、低粘性注入材が地盤中の所望領域Ｇｋに確実
に注入或いは浸透され、しかも、薬液注入装置（注入用
管６０、注入用装置１９、パッカ２０）を埋め殺す必要
が無い。その他の構成や作用効果については、図１−図
１１（特に図１０）で説明したのと同様である。

【００６４】図２３−図２９を参照して、さらに別の実
施形態について説明する。図２３−図２９の実施形態に
おいても、図１−図１１の実施形態とは異なり、有孔管
５を使用していない。まず、削孔ロッド６を用いて、ボ
ーリング孔３を掘削する（図２３）。なお、図２３の削
孔工程は、図１７と同様である。そして図２４で示す様
に、薬液注入用管６０をボーリング孔３内に挿入する。

【００６５】ここで、図２４−図２９の実施形態で用い
られる薬液注入用管６０には、２個のパッカ２０Ｂ、２
０Ｃが取り付けられている。そして、注入用管６０に２
個のパッカ２０Ｂ、２０Ｃが取り付けられている点で、
図２３−図２９の実施形態は、図１７−図２２の実施形
態とは明確に相違する。

【００６６】注入用管６０がボーリング孔３内に挿入さ
れたならば、図２５で示す様に、パッカ２０Ｂ、２０Ｃ
の各々に（図示しない流体供給用チューブを介して）膨
張用流体を供給し、膨張せしめる。その結果、ボーリン
グ孔３の羽口は、注入材に対して完全にシールされる。
パッカ２０Ｂ、２０Ｃが膨張してボーリング孔３の内壁
面と当接してシールしたならば、図２６で示す様に、パ
ッカ２０Ｂとパッカ２０Ｃの間から瞬結注入材（矢印Ｓ
Ａ、ＳＢで示す）を噴射して、図２６中ハッチングを付
して示す領域Ｇｓを短時間で固結せしめる。領域Ｇｓを
固結することにより、パッカ２０Ｂ、２０Ｃと共に、ボ
ーリング孔３の羽口を更に確実にシールするのである。

【００６７】羽口側の領域Ｇｓが固結したならば注入用
装置１９から注入材Ｋｍを噴射して、ボーリング孔３周
辺の領域Ｇｋに浸透させる（図２７）。ここで、注入材
Ｋｍは、図１−図１１、図１７−図２２の実施形態で使
用されているのと同様な低粘性注入材である。低粘性注
入材Ｋｍが領域Ｇｋに浸透したならば、パッカ２０Ｂ、
２０Ｃから流体を排出し、当該パッカを収縮させる（図
２８）。そして、薬液注入装置（薬液注入用管６０、注
入用装置１９、パッカ２０Ｂ、２０Ｃ）をボーリング孔
３から引き抜く（図２９）。

【００６８】図２３−図２９の実施形態においても、図
１−図１１で示す実施形態或いは図１７−図２２で示す
実施形態と同様に、羽口から注入材が漏出するのを完全
に防止することが出来て、低粘性注入材が地盤中の所望
領域Ｇｋに確実に注入或いは浸透され、しかも、薬液注
入装置（薬液注入用管６０、注入用装置１９、パッカ２
０）を埋め殺す必要が無い。その他の構成や作用効果に
ついては、図１−図１１（特に図１１）、図１７−図２
２で説明したのと同様である。

【００６９】再び図１−図１１の実施形態においては、
特に図７で示す様に、低粘性注入材Ｋｍは、注入用装置
９の位置を変更しないまま噴射されている（バルブ注
入）。その点においては、図１７−図２２の実施形態も
同様である。しかし、本発明の実施に際しては、注入用
装置１９の位置を移動して、注入材が浸透する地盤の位
置を変更していく所謂「ステップ注入」を行うことも可
能である。

【００７０】図３０−図４０は、図１−図１１の実施形
態でステップ注入を行った場合を説明している。図３０
は、図２−図４で示す工程を表現しており、ビット１６
及び削孔ロッド６で掘削したボーリング孔３に、有孔管
５を挿入した状態を示している。そして、図３１（或い
は図４、図５）で示す様に、有孔管５に先端蓋１０を被
せると共に、外パッカ（第１のエアパッカ）１１を設置
し、図示しないチューブを介して膨張用流体を外パッカ
１１に供給して膨張せしめる。

【００７１】次に、図３２で示す様に、有孔管５の内側
に、注入用装置９及び内パッカ（或いは第２のパッカ）
１２を設けた薬液注入用管６０を挿入する。そして、図
示しないチューブを介して膨張用流体を供給し、内パッ
カ１２を膨張させる（図３３）。内パッカ１２が膨張し
て有孔管５の内壁面と当接したならば、図３４で示す様
に、注入用装置９から注入材Ｋｍを噴射する。ここで、
噴射された注入材Ｋｍは上述した様な低粘性注入材であ
り、地盤中の所定の領域ＧＫ−１に浸透する。

【００７２】領域ＧＫ−１に低粘性注入材が浸透したな
らば、内パッカ１２から膨張用流体を（図示しないチュ
ーブを介して）排出して収縮せしめる（図３５）。そし
て図３６で示す様に、注入用管６０、内パッカ１２、注
入用装置９を矢印ＰＵ方向（羽口側：図３６では左側）
に移動する。注入用管６０、内パッカ１２、注入用装置
９を適当な位置まで移動したならば、再び内パッカ１２
を膨張して（図３７）、注入用装置９から低粘性注入材
Ｋｍを噴射して（図３８）、該注入材を所望の領域ＧＫ
−２に浸透せしめる。

【００７３】以後、注入用管６０、内パッカ１２、及び
注入用装置９の羽口側への移動と、パッカの膨張・収
縮、及び低粘性注入材Ｋｍの噴射を繰り返す（ステップ
注入を行う）。そして羽口近傍の領域Ｇｋ−ｎまで注入
材が浸透したならば（図３９）、内パッカ１２と注入用
装置９ごと注入用管６０を引き抜き、外パッカ１１を収
縮してボーリング孔３から取り除く（図４０）。図３０
−図４０の実施形態におけるその他の構成と作用効果と
は、ステップ注入を行う点を除くと、図１−図１１（特
に、図１−図９）の実施形態と同様である。

【００７４】図４１−図５０は、図１７−図２２の実施
形態でステップ注入を行った場合を示している。図４１
−図５０は、有孔管５を使用しない点で、図３０−図４
０の実施形態とは異なっている。

【００７５】図４１では、ボーリング孔３を掘削する工
程を示しており、該工程は、図１７で示す工程と同一で
ある。図４２で示す工程では、ボーリング孔３の内側
に、注入用装置９及びパッカ２０を設けた注入用管６０
を挿入する。そして、図示しないチューブを介して膨張
用流体を供給してパッカ２０を膨張させる（図４３）。
パッカ２０が膨張してボーリング孔３の内壁面と当接し
たならば、図４４で示す様に、注入用装置１９から注入
材Ｋｍを噴射する。噴射された注入材Ｋｍは上述した低
粘性注入材であり、地盤中の所定の領域ＧＫ−１に浸透
する。

【００７６】領域ＧＫ−１に低粘性注入材が浸透したな
らば、パッカ２０から膨張用流体を（図示しないチュー
ブを介して）排出して収縮せしめる（図４５）。そして
図４６で示す様に、注入用管６０、パッカ２０、注入用
装置９を羽口側（矢印ＰＵ方向）に移動する。注入用管
６０、パッカ２０、注入用装置１９を適当な位置まで移
動したならば、再びパッカ２０を膨張して（図４７）、
注入用装置９から低粘性注入材Ｋｍを噴射して（図４
８）、該注入材を所望の領域ＧＫ−２に浸透せしめる。

【００７７】以後、注入用管６０、内パッカ１２、注入
用装置１９の羽口側への移動と、パッカの膨張・収縮、
低粘性注入材Ｋｍの噴射を繰り返す（ステップ注入）。
羽口近傍の領域Ｇｋ−ｎまで注入材が浸透したならば
（図４９）、ボーリング孔３から、パッカ２０と注入用
装置１９ごと注入用管６０を引き抜く（図５０）。図４
１−図５０の実施形態におけるその他の構成と作用効果
は、ステップ注入を行う点を除くと、図１７−図２２の
実施形態と同様である。

【００７８】さらに、有孔管５を用いる場合において、
図１−図９の実施形態で用いられている環状の外パッカ
１１に代えて、図５１で示す様に、羽口部分に設置され
た概略球形の羽口パッカを用いてもよい。この羽口パッ
カ５１は、図１−図１１の実施形態における外パッカ１
１と概略同様の作用効果を奏する。但し、有孔管５の羽
口側端部が羽口パッカ５１の膨張と干渉しない様にする
ため、図５１の実施形態の場合、有孔管５を（図１−図
１１の実施形態と比較して）より切り羽側（図５１では
右側）に設置する必要がある。有孔管５内に設置される
べき内パッカ（或いは孔奥側パッカ）１２に関しては、
図１−図９の実施形態と同様である。

【００７９】図５１の実施形態の実施に際しては、内パ
ッカ（孔奥側パッカ）１２を省略する事が可能である。
換言すれば、図５１の実施形態から内パッカ１２を省略
したものが、図１０の実施形態である。

【００８０】なお、図示の実施形態はあくまでも例示で
あり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではな
い。図示した以外の構成も本発明に包含され得る。例え
ば、図２３−図２９の実施形態も、図３０−図５０で説
明した様なステップ注入とすることが可能である。ま
た、流体圧パッカの各々について、薬液注入管に固定さ
れて取り付けられているが、これに限定されるものでは
ない。例えば、流体圧パッカが薬液注入管に巻き付けら
れ、相対位置が変位可能となる様に構成されていても良
い。

【００８１】

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列挙する。（１）本発明に使用する低粘性注入材を低圧で注入す
るので、地表面への悪影響がほとんどない。（２）密な砂質地盤をはじめ浸透性の低い地盤にも注
入可能である。（３）ウレタン系注入材よりも安価に、安全に、環境
影響を少なく施工できる。（４）棒状で均質な改良体を施工することができる。（５）注入装置を埋殺しせずに使い回すことができ
る。（６）低粘性薬液の注入時においても管の口元や口元
周辺地盤からのリークを低減することができる。（７）従来技術を施工した場合よりも、短い（速い）
サイクルタイムで施工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の注入工法に使用する装置の構成を示す
側面図。

【図２】削孔ロッドによるボーリング孔の削孔と、有孔
管の設置状態を示す側面図。

【図３】削孔ロッドとビットを有孔管から引き抜く状態
を示す側面図。

【図４】有孔管の先端を密閉した状態を示す側面図。

【図５】有孔管の羽口近傍外側に装着した外パッカを膨
張させた状態を示す側面図。

【図６】注入材注入装置を有孔管内に設置して、内パッ
カにエアを注入した状態を示す側面図。

【図７】有孔管内に薬液の注入材を注入している状態を
示す側面図。

【図８】外パッカ及び内パッカが収縮した状態を示す側
面図。

【図９】注入材注入装置を有孔管から引き抜いている状
態を示す側面図。

【図１０】有孔管とボーリング孔を１体のリーク防止用
流体圧パッカで閉塞するように設けた側面図。

【図１１】羽口閉塞の別手段を示す側面図。

【図１２】トンネル切羽近傍における地山補強の概念
図。

【図１３】ジャンボで有孔管を設置する状態を示す例
図。

【図１４】注入材を車載型注入ユニットで有孔管を介し
て地山に注入する概念図。

【図１５】従来の注入材の固化状態を示す概念図。

【図１６】従来の羽口閉塞手段を示す側面図。

【図１７】本発明の他の実施形態の１工程を説明する側
面図。

【図１８】当該実施形態において、図１７に連続する工
程を示す側面図。

【図１９】当該実施形態において、図１８に連続する工
程を示す側面図。

【図２０】当該実施形態において、図１９に連続する工
程を示す側面図。

【図２１】当該実施形態において、図２０に連続する工
程を示す側面図。

【図２２】当該実施形態において、図２１に連続する工
程を示す側面図。

【図２３】本発明の別の実施形態の１工程を説明する側
面図。

【図２４】当該実施形態において、図２３に連続する工
程を示す側面図。

【図２５】当該実施形態において、図２４に連続する工
程を示す側面図。

【図２６】当該実施形態において、図２５に連続する工
程を示す側面図。

【図２７】当該実施形態において、図２６に連続する工
程を示す側面図。

【図２８】当該実施形態において、図２７に連続する工
程を示す側面図。

【図２９】当該実施形態において、図２８に連続する工
程を示す側面図。

【図３０】本発明のその他の実施形態の１工程を説明す
る側面図。

【図３１】当該実施形態において、図３０に連続する工
程を示す側面図。

【図３２】当該実施形態において、図３１に連続する工
程を示す側面図。

【図３３】当該実施形態において、図３２に連続する工
程を示す側面図。

【図３４】当該実施形態において、図３３に連続する工
程を示す側面図。

【図３５】当該実施形態において、図３４に連続する工
程を示す側面図。

【図３６】当該実施形態において、図３５に連続する工
程を示す側面図。

【図３７】当該実施形態において、図３６に連続する工
程を示す側面図。

【図３８】当該実施形態において、図３７に連続する工
程を示す側面図。

【図３９】当該実施形態において、図３８に連続する工
程を示す側面図。

【図４０】当該実施形態において、図３９に連続する工
程を示す側面図。

【図４１】本発明のさらに別の実施形態の１工程を説明
する側面図。

【図４２】当該実施形態において、図４１に連続する工
程を示す側面図。

【図４３】当該実施形態において、図４２に連続する工
程を示す側面図。

【図４４】当該実施形態において、図４４に連続する工
程を示す側面図。

【図４５】当該実施形態において、図４４に連続する工
程を示す側面図。

【図４６】当該実施形態において、図４５に連続する工
程を示す側面図。

【図４７】当該実施形態において、図４６に連続する工
程を示す側面図。

【図４８】当該実施形態において、図４７に連続する工
程を示す側面図。

【図４９】当該実施形態において、図４８に連続する工
程を示す側面図。

【図５０】当該実施形態において、図４９に連続する工
程を示す側面図。

【図５１】本発明のさらに異なる実施形態を示す側面
図。

【符号の説明】

Ｇ・・・地山２・・・羽口３・・・ボーリング（パイロット）孔４・・・薬液注入装置５・・・有孔管５ａ・・注入孔５ｂ・・有孔管先端６・・・削孔ロッド８・・・薬液注入管９、１９・・・注入用装置１０・・・先端蓋１１・・・第１の流体圧パッカ１２・・・第２の流体圧パッカ１３・・・第１のエアチューブ１４・・・第２のエアチューブ６０・・・薬液注入用管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本拓治東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者伊達健介東京都港区元赤坂一丁目２番７号鹿島建設株式会社内 (72)発明者関政男東京都港区元赤坂一丁目６番４号ケミカルグラウト株式会社内 (72)発明者中村佳弘東京都港区元赤坂一丁目６番４号ケミカルグラウト株式会社内Ｆターム(参考） 2D040 AB01 BB09 BC01 BD05 CA02 CA10 CB03 CD08 DA03 DA11 DC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボーリング孔内に有孔管を挿入する工程
と、先端に注入用装置を設けた注入管を有孔管内に挿入
する工程と、羽口側を閉塞する工程と、注入用装置を介
して低粘性注入材を注入する工程と、注入材の固化後に
薬液注入装置を有孔管内から引き抜く工程、とを有する
ことを特徴とする注入工法。
【請求項２】前記羽口側を閉塞する工程は注入管の羽
口近傍に設けられた流体圧パッカを膨張することにより
行われ、前記薬液注入装置を有孔管内から引き抜く工程
に際しては該流体圧パッカを収縮する請求項１の注入工
法。
【請求項３】前記流体圧パッカは、有孔管の内側と外
側にそれぞれ設けられている請求項２の注入工法。
【請求項４】前記羽口側を閉塞する工程は、注入管の
羽口近傍に設けられた複数の流体圧パッカを膨張する工
程と、複数の流体圧パッカ間の領域から前記低粘性注入
材よりも短時間で固結する瞬結注入材を噴出し、以っ
て、羽口近傍の領域であって且つボーリング孔内壁面と
有孔管との間の領域を固結する工程とを有しており、前
記注入用装置を有孔管から引き抜く工程に際しては複数
の流体圧パッカを収縮する請求項１の注入工法。
【請求項５】前記流体圧パッカは、有孔管の内側に設
けられた内パッカと、羽口部分に設けられた球形の羽口
パッカである請求項２の注入工法。
【請求項６】有孔管の切羽側端部開口を閉塞する工程
を有する請求項１−５のいずれか１項の注入工法。
【請求項７】先端に注入用装置を設けた注入管をボー
リング孔内に挿入する工程と、羽口側を閉塞する工程
と、注入用装置を介して低粘性注入材を注入する工程
と、注入材の固化後に薬液注入装置をボーリング孔内か
ら引き抜く工程、とを有することを特徴とする注入工
法。
【請求項８】前記羽口側を閉塞する工程は注入管の羽
口近傍に設けられた流体圧パッカを膨張することにより
行われ、前記薬液注入装置をボーリング孔内から引き抜
く工程に際しては該流体圧パッカを収縮する請求項７の
注入工法。
【請求項９】前記羽口側を閉塞する工程は、注入管の
羽口近傍に設けられた複数の流体圧パッカを膨張する工
程と、複数の流体圧パッカ間の領域から前記低粘性注入
材よりも短時間で固結する瞬結注入材を噴出して羽口近
傍の領域を固結する工程とを有しており、前記注入用装
置をボーリング孔から引き抜く工程に際しては複数の流
体圧パッカを収縮する請求項７の注入工法。