JP2002256542A

JP2002256542A - 注入管理方法、装置および地盤注入工法

Info

Publication number: JP2002256542A
Application number: JP2001053656A
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: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【目的】地盤注入液を注入液加圧部から複数の注入液
送液系統を通して地盤中の複数の注入ポイントに注入す
るに際し、注入液送液系統からの注入状況を画面表示
し、一括監視を行なって注入管理する地盤の注入管理方
法、装置および地盤注入工法を得る。【構成】集中管理装置Ｘ１およびこの装置に連結され
た注入監視盤Ｘ２を備え、地盤注入液を注入液加圧部Ｙ
から、分岐バルブ11および流量圧力検出器ｆ、Ｐをそれ
ぞれ有する複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを通し
て地盤中の複数の注入ポイント５ａに注入するに際し、
流量圧力検出器ｆ、Ｐにより検出された注入液の流量、
圧力および／または積算注入量のデータ信号を集中管理
装置Ｘ１に入力してなり、さらに注入監視盤Ｘ２に集中
管理装置Ｘ１に入力された前記データ信号を画面表示し
てなり、これらデータの情報に基づき、注入液送液系統
Ｓからの注入状況を画面上で一括監視し、注入を管理す
るしことから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液状化防止工事や、
大規模工事における急速施工のための地盤改良等、大容
量土の地盤改良に係り、詳細には、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、あるいは選択的に注入する際に、複数の注
入管路からの注入を同時に管理する注入管理方法、装置
および地盤注入工法に関する。

【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、注入すべき地盤に一本
ないしは複数本の注入管を設置し、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】この注入に用いられる装置は図２８に示さ
れるように、ミキサー102 、グラウトポンプ104 、流量
計105 、圧力計106 および注入ロット109 を備え、予め
定められた薬液101 の１液または２液をミキサー102 で
製造し、この薬液101 を導管103 に配置されたグラウト
ポンプ104 、流量計105 （積算）、圧力計106 および注
入ホース107 を経て、地盤108 中に設置された注入ロッ
ド109 から地盤108 中に注入する。このとき流量計105
および圧力計106 で検出された流量値および圧力値は記
録計110 によりチャートとして記録され、管理される。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】上述従来の注入管理法では、
流量の変化、あるいは圧力の変化が起こった場合、この
変化を調整するためにはグラウトポンプ４の吐出量を調
整する必要がある。しかし、この場合、流量計の監視、
グラウトポンプの吐出量の調整等、充分な経験に基づく
人為的管理を必要とし、しかもこの管理は一セット毎に
必要であった。

【０００５】ところで、一般に、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
層して構成されている。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行なわなけ
れば充分な注入効果は得られなかった。しかし、層毎に
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。

【０００６】しかも、注入中に注入液が上下方向、ある
いは水平方向に逸脱したり、さらには、各ステージの地
盤条件が注入の進行につれて経時的に変化したり等の条
件変化も起こり、これらは確実な注入効果を達成する上
で障害となっていた。

【０００７】また、大型工事の場合、従来では、図２８
の装置を何セットも用いて注入する。この場合、各装置
はそれぞれ別々に注入管理を必要とするので、経済性は
得られないのみならず、繁雑になり、適切な注入管理が
困難である。また、一本の注入に対する情報を全体の注
入に有機的に反映させることも困難であった。

【０００８】さらに、急速施工による経済性を得るため
に、複数の注入管を地盤中に設置し、これら複数の注入
管を通して一つの注入ポンプから注入液を地盤中に同時
注入する工法も提案されている。

【０００９】しかし、この方法では、注入対象地盤を急
速に、均質に、しかも自動的に、かつ確実に地盤改良す
るには未だ至っていない。この理由は多数の注入管を地
盤中に設置して各注入管に一定量の注入液を送液して
も、注入液は地盤中で勝手に分散してしまい、均質な固
結が困難であること、さらには、多数の注入管を駆使し
て注入効果を得るには必要な、かつ組織的な操作が困難
であって、注入操作そのものに混乱を来たし、結果とし
て作業性も、効果の確実性をも得ることができない点に
あった。

【００１０】一般に、従来の注入工法では、注入管ピッ
チを0.８ｍ〜１ｍとし、また注入ステージについては0.
２５〜0.５ｍを一単位として注入土量１m³当たり３００
ｌ〜４００ｌ、経済性を考慮して注入速度８〜２０ｌ／
分の注入量で注入することを基本としていた。しかし、
実際の地盤では、注入液を地盤破壊を起こさずに土粒子
間浸透させるためには、注入速度を８ｌ／分以下、例え
ば１〜５ｌ／分にしなければならないことが多い。しか
し、従来の一つの注入ポイントに対して一つの注入ポン
プで注入する方式では、このような注入速度では経済的
に不可能であった。

【００１１】一方、近年、液状化防止工事等、大容量土
の地盤改良の急速施工が要求されるようになった。この
場合、経済性の点から注入孔間隔を広くとって一本の注
入管から大量の注入液を長時間にわたって注入すること
が必要である。すなわち、液状化防止工事では、経済性
の点から注入孔間隔を1.５〜４ｍとせざるを得ない。

【００１２】例えば、注入孔間隔を２ｍの正方向配置に
する場合、（１）注入管の埋設間隔Ｐ＝２ｍ×２ｍの正方形配置（２）注入速度ｆ＝２０ｌ／分（３）注入管１孔当り改良平面積はＡｐ＝２ｍ×２ｍ＝４m²であり、（４）１ステージ当り改良土量（m³）をＶ＝２ｍ（１ステージ当りの改良厚さ）×４m²＝８m³とすると、（５）１ステージ当り注入量（kl) Ｑ＝Ｖｘ（0.３５〜0.０４）＝８×（0.３５〜0.０４）m³ ＝2.８m³〜3.２ｍ＝3.０m³（平均）（0.３５〜0.０４：注入率、すなわち、改良土量１m³当りの注入薬液の比率）（６）１ステージ当り注入時間ｔ₁＝３kl÷0.０２kl／分＝１５０分＝2.５時間（注入継続時間）と長時間による注入を行わなくてはならない。この場
合、毎分の注入流量を５ｌ／分とすると、上述の４倍の
注入時間、すなわち、１０時間を必要とする。

【００１３】同じく、注入孔間隔を４ｍの正方向配置に
する場合、Ａｐ＝４ｍ×４ｍ＝１６m²、１ステージの改良土量は、Ｖ＝２ｍ（改良厚さ）×１６m³、＝３２m³ １ステージ注入量（kl) はＱ＝Ｖｘ（0.３５〜0.４０）＝３２×（0.３５〜0.４０）＝１1.２〜１2.８kl≒１２kl（平均）であり、注入速度ｆ＝２０ｌ＝／分とすると、１ステージ当り注入時間ｔ＝１２kl÷0.０２kl ＝６００分＝１０時間である。この場合、毎分の注入流量を５ｌ／
分とすると、上述の４倍の注入時間、すなわち、４０時
間を必要とする。

【００１４】ところが、このような注入では注入に長時
間を要するため、また、一本当りの注入受け持ち範囲が
広いため、注入液は分散して地表面や周辺に逸脱しやす
く、均質な注入効果が得られにくい。また、長時間にわ
たる注入中に土中でゲル化が進行し、このため地盤の注
入条件が変化してしまい、注入効果も不確実になる。さ
らにまた、長時間の注入作業を要するため、施工期間が
長くなるのみならず、施工期間中、その区域の利用が不
可能になる。これを防ぐため、注入孔間隔を狭くする
と、１ステージ当たりの注入量は少なくなり、かつ注入
時間も短くなるものの、多数の注入孔を削孔しなくては
ならず、工期が非常に長くなる。

【００１５】そこで、本発明の目的は地盤注入液を注入
液加圧部から複数の注入液送液系統を通して地盤中の複
数の注入ポイントに注入するに際し、注入液送液系統か
らの注入状況を画面表示し、一括監視を行なって注入管
理するとともに、注入ポイント当たりの毎分吐出量を少
なくして土粒子間浸透を可能にし、かつ多数の注入ポイ
ントから同時に注入することにより大量の注入を達成し
て大容量土の経済的地盤改良を可能にし、上述の公知技
術に存する欠点を改良した地盤の注入管理方法、装置お
よび地盤注入工法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の注入管理方法によれば、地盤注入液を複数
の注入液送液系統から複数の異なる注入ポイントにそれ
ぞれ同時に注入するに際し、複数の注入液送液系統に流
量圧力検出器を設け、これら検出器から検出された注入
液の流量および／または圧力データを注入監視盤を備え
た集中管理装置に送信し、注入液送液系統からの注入状
況を前記注入監視盤の画面に表示し、一括監視を行って
注入管理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
明の注入管理方法によれば、地盤注入液を注入液加圧部
から複数の注入液送液系統を通し地盤中の複数の注入ポ
イントに注入するに際し、地盤の所定注入領域に代表的
注入ポイントを一ポイントまたは複数ポイント設定し、
この代表的注入ポイントの位置する各注入ステージにお
ける適切な圧力および／または流量を測定し、得られた
値の適切な範囲を注入監視盤を備えた集中管理装置に設
定し、この設定範囲に基づいて所定の注入領域における
各注入ステージでの注入を行うことを特徴とする。

【００１８】さらにまた、上述の目的を達成するため、
本発明の注入管理装置によれば、集中管理装置およびこ
の装置に連結された注入監視盤を備え、地盤注入液を注
入液加圧部から、流量圧力検出器を有する複数の注入液
送液系統を通して地盤中の複数の注入ポイントに注入す
るに際し、前記流量圧力検出器により検出された注入液
の注入圧力および／または流量のデータ信号を前記集中
管理装置に入力してなり、さらに前記注入監視盤に集中
管理装置に入力された前記データ信号を画面表示して複
数の注入液送液系統からの注入状況を一括監視し、注入
を管理してなることを特徴とする。

【００１９】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明の地盤注入工法によれば、地盤注入液を注入液加圧部
から複数の注入液送液系統を通して地盤中の複数の注入
ポイントに注入する地盤注入工法において、複数の注入
液送液系統にそれぞれ流量圧力検出器を設け、これら検
出器から検出された注入液の注入圧力および／または流
量のデータを注入監視盤を備えた集中管理装置に送信
し、これらデータを注入監視盤に画面表示することによ
り注入状況の一括監視を行なって、送液系統におけるそ
れぞれの注入圧力および／または流量を所定の範囲に維
持しながら注入するとともに、上記データの情報に基づ
き、注入の完了、中止、継続あるいは再注入を行なうこ
とを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の態様】以下、本発明を添付図面を用いて
具体的に詳述する。

【００２１】図１は本発明にかかる注入管理方法、装置
および地盤注入工法のそれぞれ一具体例を説明するため
のフローシートであって、中央管理部Ｘ、注入液加圧部
Ｙ、注入液分配部Ｚおよび注入部Ｗから主に構成され
る。

【００２２】図１において、地盤４中に注入すべき注入
液は注入液加圧部Ｙの注入液槽２から導管８に導入さ
れ、グラウトポンプ１で加圧されて加圧注入液として導
管１を通して注入液分配部Ｚに送液される。中央管理部
Ｘには注入監視盤Ｘ２を備えた集中管理装置Ｘ１を必須
として包含する。グラウトポンプ１は集中管理装置Ｘ１
からの指示を受け、注入液を所望の圧力に加圧する。グ
ラウトポンプ１はインバータ３または無断変速機を有す
るポンプ、あるいはリターン装置ＲＡを有するポンプで
あってもよい。インバータ３や無断変速機は集中管理室
Ｘ１からの指示を受けなくても、直接流量を調整して所
定の圧力値にセットすることもできる。また、リターン
装置ＲＡも直接調整して導管８の圧力が所望の圧力を保
つようにリターンさせることもできる。なお、上述の調
整は手動で行なってもよい。

【００２３】リターン装置ＲＡは図１に示されるよう
に、集中管理装置Ｘ１からの指示を受けて導管８の流体
圧が所望の圧力になるようにリターン管路Ｒへの注入液
のリターン量を自動調整する。しかし、図３に示される
ように、集中管理装置Ｘ１とは独立した流量圧力制御装
置10を設け、これにより導管８の流体圧が所定の圧力を
保持するようにリターン量を自動調整してもよい。

【００２４】これを図８を用いて詳述すると、流量圧力
制御装置10には導管８側の所望の圧力ないしは流量が設
定される。そして、注入液は注入液加圧部Ｙの注入液槽
２から導管８を通って分配装置６に向かう。このとき、
導管８では、圧力計Ｐ₀および／または流量計ｆ₀によ
り注入液の圧力ないしは流量が測定される。このデータ
は流量圧力制御装置10に送信されるとともに、流量圧力
制御装置10では、このデータに基づく信号をリターン装
置10に送信する。リターン装置10では、この信号を受
け、リバーシブルモータ13のシヤフト12を矢印方向に、
上下に正逆移動し、リターン管路Ｒ開口部の面積を調整
してリターン管路Ｒへの注入液のリターン量を調整し、
導管８側の圧力ないしは流量を所望の設定値とする。

【００２５】また、図１のグラウトポンプ１に代えて、
図２に示されるように、コンプレッサ３を用いることも
できる。この場合、図２に示されるように、注入液槽２
からの注入液をまず、加圧容器３Ａに充填し、次いでコ
ンプレッサ３の作動により加圧容器３Ａ中の注入液を加
圧して加圧注入液とする。なお、本発明において、流量
とは単位時間、例えば１分当たりの注入流量ないしは注
入時間における注入流量の合計（積算流量）をいう。

【００２６】注入液分配部Ｚは複数本の送液系統Ｓ、Ｓ
・・・Ｓを備える。これら複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・
Ｓはそれぞれ注入液加圧部Ｙから分配装置６を通して分
岐され、先端に連結部７、７・・・７を有し、この連結
部７、７・・・７で地盤４に埋設された注入部Ｗの注入
管路５、５・・・５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６を介して各送液系統Ｓ、Ｓ・
・・Ｓに分配され、注入管路５を通って地盤４中の複数
の異なる注入ポイント５ａにそれぞれ同時に注入され
る。ここで、異なる注入ポイント５ａは異なる注入管路
５、５・・・５の地盤４中の開口部であることはもちろ
んのこと、図示しないが、同一注入管路５の異なる注入
ステージにおける開口部であることもできる。９ａはス
トップバルブであって、各送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓに取
りつけられる。このストップバルブ９ａは注入が完了し
た時点で手動により送液系統Ｓを閉束することもでき、
また、図示しないが、集中管理装置Ｘ１からの電気信号
によって自動的に開閉される。また、三方コックを用
い、送液終了後、送液系統Ｓに洗浄水を通して送液系統
Ｓ内を洗浄する際に吸水口として使用される。さらに、
注入が完了した送液系統Ｓの注入液を注入液槽２へリタ
ーンさせるときにも使用される。

【００２７】なお、分配装置６には図示しないが攪拌装
置を備えることもできる。また、各送液系統Ｓ、Ｓ・・
・Ｓは分配装置６を経ずに、直接注入液加圧部Ｙの導管
８から分岐することもできる。さらに図示しないが、複
数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓはそれぞれ独立した注入液
加圧部Ｙに連結することもできる。独立した複数の注入
液加圧部としては複数個の注入液ポンプであってもよ
く、また、単一の駆動体によって同時に駆動する複数個
のポンプのピストン駆動体を駆動する注入液加圧部であ
って、複数の送液系統がそれぞれ複数個のポンプに連通
したものであることもできる。この場合、複数の注入ポ
ンプと複数の送液系統の注入ポイントにおける注入が
１：１で対応して注入され、この複数の注入ポイントの
注入データが集中管理装置Ｘ１の注入監視盤Ｘ２で画面
表示され、一括監視で注入管理される。

【００２８】ここで、図１におけるリターン装置ＲＡを
説明する。注入液加圧部Ｙの導管８に設けた流量圧力検
出器ｆ₀、Ｐ₀から検出された注入液の流量信号ないし
は圧力信号は集中管理装置Ｘ１に送信される。集中管理
装置Ｘ１はこれら信号に基づき、あらかじめ設定された
導管８内圧力（分配装置６内圧力に相当）になるように
リターン装置ＲＡに指示してリターン管路Ｒに注入液を
分流するか、あるいはインバータ３に指示してグラウト
ポンプ１を制御することにより、送液系統Ｓへの送液を
所望の設定値の瞬時流量および／または圧力に維持す
る。

【００２９】なお、図１の注入液加圧部Ｙにおいて、リ
ターンシステムＲＳおよび流量圧力検出器ｆ₀、Ｐ₀の
代わりに、図３に示すように、流量圧力制御装置10を中
央管理部Ｘの集中管理装置Ｘ１から独立して、すなわ
ち、図１のように集中管理装置Ｘ１と接続せずに用い、
これにより注入液を所望の瞬時流量ないしは圧力に維持
することもできる。この場合、図８に示すように、リタ
ーンシステムＲＳは集中管理装置Ｘ１からの指示によら
ずとも、流量圧力制御装置10によって設定した送液圧力
になるように、リターンシステムＲＳを制御することが
できる。

【００３０】本発明に用いられる図１、図３等に示され
る分岐バルブ11は分配装置６から分岐した複数の送液系
統Ｓ、Ｓ・・・Ｓにそれぞれ設けられた所定の口径、あ
るいは口径を調整し得る流路部分をいう。すなわち、一
定の口径からなるオリフイスの例、あるいは口径の絞り
を調整し得る絞り調整装置の例等が一例として挙げられ
る。いずれにせよ、分岐バルブの上流側の注入液は注入
液加圧部Ｙによって、下流側よりも高い圧力を保持し、
注入管路に送液され得る機能をもつ。図１の分岐バルブ
11では、図９に示されるように、集中管理装置Ｘ１から
の電気信号によってリバーシブルモータ13のシヤフト12
が正逆方向、すなわち矢印方向に移動され、図８と同様
に注入液加圧部Ｙから注入管路５に流れる送液系統Ｓ中
の注入液の流量を調整する。このような絞り調整可能な
分岐バルブ11でも、一定の口径のオリフイスと、圧力な
いしは流量の関係についての原理は同じである。図１に
おける分岐バルブ11は絞り調整のできない、図１１のよ
うな一定口径のオリフイスＯであってもよい。

【００３１】ここで、図１および図３の注入液加圧部Ｙ
における注入液の圧力Ｐ₀と、送液系統Ｓにおけるオリ
フイスＯを通して注入管路５に送液される流量ｆおよび
注入圧力Ｐとの関係について説明する。

【００３２】図５および図６は図７の分配装置６中の加
圧された注入液（ポンプ圧＝Ｐ₀）を、オリフイスＯか
ら噴出する場合、オリフイスＯの下流側にストップバル
ブを有する流路を設け、ストップバルブを絞って下流側
の圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆを流量圧力検出器
ｆ、Ｐで測定したグラフである。

【００３３】図５および図６から、グラウトポンプのポ
ンプ圧Ｐ₀が抵抗圧力Ｐよりも充分に高いときには、流
量ｆは抵抗圧力ＰとオリフイスＯの口径によって定ま
り、また、抵抗圧力Ｐが変動しても流量ｆはほとんど変
動しない。また、抵抗圧力Ｐとポンプ圧Ｐ₀の差がある
範囲内に小さくなると流量ｆは急速に低下することがわ
かる。

【００３４】図３の装置の分配装置６から送液系統Ｓを
６本分岐し、これら送液系統６、６・・・６の分岐バル
ブ11、11・・・11には図示しないがオリフイスを内蔵す
るものとし、このような装置を用いて上述と同様な流量
試験を行ない、結果を表１に示した。試験の条件はポン
プ圧Ｐ₀：３０kgf/cm² 、オリフイス口径：φ2.０mm、
分岐バルブ数：６個、流量ｆ：３分間の流量ｆ（ｌ）、
抵抗圧力Ｐ：分岐バルブ11の下流側の圧力（注入圧に相
当）、６本の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを全て空気中で開
放したときの流量ｆ₀：１５ｌ／分である。

【００３５】表１はオリフイスの下流側、すなわち、分
岐バルブ11よりも下流側の送液系統Ｓの流路にストップ
バルブをつけ、いくつかのストップバルブを絞って下流
側圧力Ｐを種々変化させて流量ｆを測定した測定結果で
ある。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１からバルブＶ１の圧力Ｐを変動して
も、２０kgf/cm² まではほとんど流量ｆが変化しないこ
とがわかる。また、圧力がＰ₀：３０kgf/cm² に近づく
につれて流量ｆは減少し、ついには０になることもわか
る。また、Ｖ１のバルブの流量が変化しても、あるいは
Ｖ１のバルブの流量がゼロになっても、それ以外のバル
ブからの流量は変化しないことがわかる。これは流量圧
力制御装置によって自動的に制御されるためである。

【００３８】また、注入中、いくつかの送液系統におけ
る注入ポイントの抵抗圧が高くなり、他の吐出口よりも
流量が少なくなっても、その把握は流量圧力検出器によ
って集中管理装置で一括してなされる。このため、所定
の注入量の注入の終了時点がそれぞれの送液系統で異な
っても、注入時間を各送液系統毎に管理することによ
り、所望の注入量をそれぞれの送液系統毎に完了するま
で管理することができる。

【００３９】図９は図１における分岐バルブ11（絞り調
整装置）の一具体例の断面図を示す。絞り調整装置11は
集中管理装置Ｘ１からの指示を受け、リバーシブルモー
タ13の稼動によりシヤフト12を矢印方向に運動させ、送
液系統Ｓ中に送液される注入液をシヤフト12で絞り、オ
リフイスの口径を調整する機能を有する。すなわち、送
液系統Ｓ中に送液中の注入液が所定の圧力範囲および／
または瞬時流量範囲を保持するように、絞りを調整して
送液系統Ｓの液圧を所望の圧力範囲および／または瞬時
流量範囲に保持する。なお、オリフイスのように口径が
一定のものは一定の流量を保持して流量の変動はできな
いが、上述のように分岐バルブ11を用いれば、送液系統
Ｓの流量を自動的に調整できる。

【００４０】なお、図７に示されるように、口径の異な
るオリフイスＯを並列し、ストップバルブ（四方コッ
ク）９ａで異なる口径のオリフイスに切り換えるように
すれば、あるいは複数のオリフイスを同時に使用すれ
ば、注入中に注入状況に応じて流量を変化させることが
できる。この場合、四方コック９ａは手動でも、図示し
ないが、集中管理装置Ｘ１からの電気信号によって切り
換えることができる。

【００４１】すなわち、図１における注入液槽２中の注
入液は導管８を介し、注入液加圧部Ｙから送液系統Ｓを
経て注入管路５から地盤４中に注入されるが、分岐バル
ブ11として絞り調整バルブを用いる場合、注入中にそれ
ぞれの送液系統Ｓの注入状況に応じて、図９に示すよう
に、絞り調整装置11に絞りの指示を与えながら注入を行
なって送液系統Ｓ中の液圧を所望の圧力および／または
流量に保持する。なお、分岐バルブ11は分配装置６から
注入液を送液系統Ｓに分岐する役目を果たすので、分岐
なる用語を用いて表現する。

【００４２】注入液は注入液加圧部Ｙを経て送液系統Ｓ
に加圧送液され、次いで、図９に示されるように、送液
系統Ｓに設置された絞り調整装置11（分岐バルブ11）の
上下に移動自在なシヤフト12により流路が絞られる。シ
ヤフト12で絞られた流路の断面をＡとすると、流路Ａを
流れる注入液の瞬時流量ｑは圧力Ｐ₀とＰ₁の差がある
程度以内になるとシヤフト12よりも上流側の圧力Ｐ
₀（注入液加圧部Ｙによる導管８の圧力）と注入管路５
内圧力Ｐ₁（地盤注入圧）の差圧△Ｐ＝Ｐ₀−Ｐ₁によ
って定まる。差圧△Ｐが大きいほど、また、流路Ａが大
きいほど、瞬時流量ｑは大きくなる。また、△Ｐがゼロ
に近づくにつれてｑはゼロに近づく。

【００４３】したがって、地盤注入圧Ｐ₁が注入経過と
ともに変動して注入圧力が上昇し、△Ｐが小さくなって
も流路Ａを大きくすることによって瞬時流量ｑを所定範
囲に保つことができ、あるいは流路Ａを小さくすること
によって瞬時流量を小さくし、Ｐ₁の上昇を抑えて地盤
の変状を少なくすることができる。

【００４４】そして、これらの調整を各送液系統Ｓ毎に
行なう。すなわち、注入液加圧部Ｙの圧力と、絞り調整
装置11のシヤフト12の調整による流路Ａの開度を変動す
ることにより、個々の送液系統Ｓ毎に、注入状況に応じ
て注入圧力、瞬時注入量の調整が可能であり、圧力が上
がっても瞬時注入量を小さくし、低圧にして所定量に達
するまで注入しつづけたり、あるいは地盤変位を最小限
にして所定注入量を注入することが可能となる。

【００４５】図９を用いて具体的に説明すると、あらか
じめ集中管理装置Ｘ１に所望の圧力値および／または流
量値を設定しておき、この状態で、圧力計Ｐおよび／ま
たは流量計ｆから実際の圧力値および／または流量値を
集中管理装置Ｘ１に送る。絞り調整装置（分岐バルブ）
11にはリバーシブルモータ13が内在し、集中管理装置Ｘ
１の指示により実際の圧力値および／または流量値が設
定値に近付き、かつ同じ値を保つように、リバーシブル
モータ13を正転あるいは逆転し、シヤフト12を上下して
開度を調整し、注入管路５への流量を調整する。

【００４６】これにより、各送液系統Ｓから注入管路５
に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力は
所望の範囲に保持されるのみならず、複数の送液系統
Ｓ、Ｓ・・・Ｓのいずれかが注入を停止しても、残りの
各送液系統Ｓの吐出量および／または吐出圧力もまた、
所望の範囲に保持される。

【００４７】図１０は注入液としてＡ液およびＢ液の二
液を用い、これら二液を注入管路５内ないしは地盤４中
で合流させる例の簡略化ブロック図、および図１１はそ
の詳細なフローシートである。この場合、複数の送液系
統Ｓの流量圧力検出器ｆ、Ｐは中央管理部Ｘの集中管理
装置Ｘ１に接続されるとともに、この集中管理装置Ｘ１
からそれぞれの分岐バルブ（絞り調整装置）11に指示を
与える。また、図１０および図１１において、複数の送
液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓは分配装置６に連結される。な
お、分岐バルブ11として、オリフイスである分岐バルブ
を用いてもよい。

【００４８】なお、図１の流量検出器ｆ₀、ｆとして
は、回転流量計、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集中管理装置Ｘ１に
入力され、カウントされる。流量検出器ｆ₀および／ま
たは圧力検出器Ｐ₀や、流量検出器ｆおよび／または圧
力検出器Ｐからの情報に基づく集中管理装置Ｘ１からの
注入液加圧部Ｙへの指示によりインバータ３が制御さ
れ、グラウトポンプ１の回転数を調整して毎分流量ｆ₀
や注入圧力Ｐ₀を制御し、これにより送液系統Ｓの流量
を制御する。同じく、送液系統Ｓの流量圧力検出器ｆ、
Ｐからの情報に基づき、集中管理装置Ｘ１の指示によ
り、分岐バルブ11の絞り開度を調節して送液系統Ｓの流
量を制御する。

【００４９】このようにして、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、注入液を一つの導管８から
複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを経て複数の注入管路
５、５・・・５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。この結果、広範囲の地盤を急
速、かつ、確実に改良する。

【００５０】さらに、ストップバルブ９または９ａ（ま
たは三方コック）の操作は手で行うこともできるが、そ
れぞれ信号回路により集中管理装置Ｘ１で操作すること
もできる。そして、上述の流量検出器ｆ₀および／また
は圧力検出器Ｐ₀からの情報に基づき、あるいは、流量
圧力検出器ｆ、Ｐ、すなわち、流量検出器ｆおよびまた
は圧力検出器Ｐからの情報に基づき、ストップバルブ９
のオンオフ、図１に示される注入液加圧部Ｙの注入液槽
２に通じるリターン管路Ｒへの切り換え制御、さらに
は、水洗管路への切り換え制御が三方コック９ａによっ
て行われる。また、送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの他の注入
管路５、５・・・５への連結換えも行われる。

【００５１】本発明は図１において、各送液系統Ｓ、Ｓ
・・・Ｓにそれぞれ流量圧力検出器ｆ、Ｐおよび分岐バ
ルブ11、11・・・11を設け、これらを集中管理装置Ｘ１
に接続し、かつ、データを注入監視盤Ｘ２に画面表示し
たことに特徴を有する。注入監視盤Ｘ２には、注入年月
日、注入時間等の「時データ」、注入ブロックNo. 、注
入孔の孔番、注入ポイント等の「場所データ」、注入圧
力、流量（単位時間流量や積算流量）等の「注入デー
タ」が表示される。その他、後述のように、注入液識別
データや地盤（あるいは構造物）変位データを表示する
こともできる。

【００５２】そして図１において、地盤注入液を注入加
圧部Ｙから導管８、リターンシステムＲＳおよび分配装
置６を介し、複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを通
して地盤４中の複数の異なる注入ポイント５ａ、５ａ・
・・５ａにそれぞれ同時に注入するに際し、複数の送液
系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの各流量圧力検出器ｆ、Ｐから検出
された注入液の流量および／または圧力のデータは集中
管理装置Ｘ１に送信されて注入監視盤Ｘ２で画面表示さ
れて施工状況が表示される。このようなデータの画面表
示により、注入状況の一括監視を行って注入液の注入が
管理され、地盤４中に例えば図１に示されるように、第
一改良ブロックおよび第二改良ブロックが形成される。

【００５３】図３は本発明にかかる装置の具体例の説明
図である。注入液槽２からの注入液は導管８のグラウト
ポンプ１および圧力流量制御装置10により一定圧力に制
御されて分配装置６に導入され、次いで複数の送液系統
Ｓ、Ｓ・・・Ｓに分流され、図示しないオリフイスを内
在した分岐バルブ11および流量圧力検出器ｆ、Ｐを経て
注入管路５、５・・・５を通って地盤４中に注入ポイン
ト５ａ、５ａ・・・５ａに注入される。

【００５４】このとき、流量圧力検出器ｆ、Ｐで検出さ
れた流量信号および／または圧力信号は中央管理部Ｘの
集中管理装置Ｘ１に送信され、注入監視盤Ｘ２で画面表
示され、注入状況の一括監視を行なう。

【００５５】集中管理装置Ｘ１には日報作成装置Ｘ３
（パソコン）および日報作成装置Ｘ３にはプリンタＸ４
が接続され、日報作成装置Ｘ３によって日報が作成さ
れ、プリンタＸ４でプリントアウトされる。

【００５６】図４に集中管理装置Ｘ１の操作フローチヤ
ートを示しながら、図３の装置について説明する。図３
において、まず、送液系統Ｓ、Ｓ・・・ＳのNo.1〜No.1
0 についての注入仕様フアイルの圧力規定値（適正圧力
範囲）、規定注入量（適正積算注入量範囲）、すなわ
ち、所望の注入圧力、流量（単位時間当たり流量および
／または積算流量）を集中管理装置Ｘ１に予め設定して
おき（システム仕様設定登録）、次いで集中管理装置Ｘ
１のNo.1〜No.10 の開始スイッチ14をＯＮにしてデータ
記録を開始する。

【００５７】このとき、施工表示盤Ｘ５にもランプ15で
ＯＮ表示がなされる。注入監視盤Ｘ２では、注入液送液
系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓからの注入データを画面に表示し、
これらデータが設定値に達したときに、集中管理装置Ｘ
１は完了信号を出力してこれを注入監視盤Ｘ２に表示す
るとともに、施工表示盤Ｘ５にランプ15で完了状態を表
示し、送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓのストップバルブ９を閉
める信号を出力する。

【００５８】全ての送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの注入が完
了の後、集中管理装置Ｘ１の開始スイッチ14をオフにす
ることにより集中管理装置Ｘ１によるデータの記録が終
了する。これら記録データに基づいて日報作成装置Ｘ３
で日報等の帳票を作成し、プリンタＸ４でプリントアウ
トする。

【００５９】図３において、集中管理装置Ｘ１は10本の
送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓにそれぞれ配置された流量圧力
検出器ｆ、Ｐからの流量ないしは圧力データを記録し、
監視する。また、この装置Ｘ１は予め設定された、それ
ぞれ規定圧力値（あるいは規定圧力範囲）、規定瞬時流
量値（あるいは規定瞬時流量範囲）、および規定積算注
入量（あるいは規定積算注入量範囲）により注入完了の
自動判断を行なう。

【００６０】この詳細は以下のとおりである。測定データ流量：０〜３0.０ｌ／分圧力：０〜3.００ＭＰａ演算データ積算流量：０〜９９９９９ｌ最大圧力：０〜3.００ＭＰａ記録媒体フラッシュメモリカード記録時間１分データ記録（３０秒や１０秒データでもよい）（10系統分の流量、圧力、積算流量、最大圧力）

【００６１】注入監視：注入仕様フアイルに基づき登録
された規定注入量、規定圧力をもって積算注入量デー
タ、圧力データを監視する。注入圧力が定められた規定
圧力以上であった場合、または、注入量（積算流量）が
規定積算注入量（規定積算流量）に達した場合、集中管
理装置Ｘ１はストップバルブ９の閉信号を出力するとと
もに、ランプを点灯させて完了であることを表示する。
（圧力規定による完了か、規定注入量による完了かは画
面に表示される。）

【００６２】監視画面：図３に示される１０本の送液系
統分のデータ（流量、圧力、積算流量、最大圧力の合計
40データ）を注入監視盤Ｘ２上に一つの画面で表示す
る。図９は図３の１０本の送液系統分のデータを表示し
た画面を示す。

【００６３】図１２の画面を詳述すると、以下のとおり
である。上半分の２画面：グループ１：１号〜５号の積算流量、最大圧力デジタル表示（図３の左側５送液系統）グループ２：６号〜１０号の積算流量、最大圧力デジタル表示（図３の右側５送液系統）積算流量は２０分間の注入量である。また、最大圧力は
３０秒毎に表示され、１９分３０秒から２０分までの間
の最大値を表示した。最大圧力が設定圧力以上になり続
けたら、その送液系統の注入は終了することの判断にな
る。また、積算流量が設定積算流量に達した場合も、こ
の送液系統の注入は終了することの判断になる。

【００６４】下半分の２画面：グループ３：１号〜５号の流量、圧力トレンド表示（図３の左側５送液系統）グループ４：６号〜１０号の流量、圧力トレンド表示（図３の右側５送液系統）２画面のそれぞれの左側は各送液系統における時間
（ｔ）の経過に対応した瞬時流量と瞬時圧力のチヤート
を示し、右側は１９分３０秒から２０分までの平均瞬時
流量（ｌ／分）と平均瞬時圧力（ＭＰａ）を示す。

【００６５】このようにして、図１２の画面に示される
ように、注入監視盤Ｘ２には送液系統No.1〜10の送液状
態が同時に表示されるが、一つの送液系統毎に画面を切
り換えながら表示することもできる。なお、流量圧力制
御装置10における設定圧力、実際圧力、分配装置６への
送液流量、積算送液流量を同一画面または別の画面に表
示してもよい。これにより、分配装置６内の液圧と、複
数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの圧力、流量との関係をリ
アルタイムで把握でき、注入を所定の設定範囲内に納ま
るように管理できる。また、図１２において、最大圧力
の代わりに、図３の導管８における圧力や流量を表示し
てもよい。さらに、集中管理装置Ｘ１は注入仕様フアイ
ル、注入結果一覧表、注入チヤート、日計表、週計表、
月計表等の帳票作成ならびに解析データの作成をも行な
うことができる。

【００６６】注入仕様フアイルは集中管理装置Ｘ１の動
作設定フアイル（図４におけるシステム仕様設定）であ
り、注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの注入完了条件の規
定圧力値、規定注入量の設定を行う。さらに注入液送液
系統Ｓの分岐バルブ11の絞りや、注入液加圧部Ｙにおけ
るグラウトポンプ１のインバータ３の調整や分配装置６
内の流体圧を設定値に保つためのリターンシステムＲＳ
の調整を行うための注入仕様を作成する。各帳票フアイ
ルは記録された流量、圧力、積算流量あるいは最大圧力
の各データと、孔番等の手動入力、または自動入力によ
るデータとから変換作成される。さらに解析データは各
帳票データから変換作成される。

【００６７】なお、図１２の画面において、各送液系統
の一本毎に一枚づつ、例えば、図１３に示される注入孔
における注入ポイント毎に、ブロックNo. 、注入孔No.
およびステージNo．とともに、圧力、流量、チヤートを
表示することもできる。

【００６８】さらに、これらのデータから注入孔毎に、
例えば、図１３のブロックNo.1、注入孔No.3について例
示すれば、図１４に示されるように、各ステージ毎に、
時間ｔに対する注入圧力Ｐ、流量Ｑ、および積算流量
（ｌ）を表示することもできる。

【００６９】また、各注入孔毎に、各ステージの設計積
算流量に対する実際積算流量の比率を算出して、図１５
および図１６に示すように、注入領域の区分毎に、ステ
ージ毎の水平面（図１５）と垂直面（図１６）を面的に
図示し、これにより、注入が不充分なゾーンが判別さ
れ、再注入すべき領域を知ることができる。図１６は図
１５のＡ−Ａ線断面図である。

【００７０】図１７は地盤中の垂直方向における複数の
注入ポイント（各注入ステージ）の注入圧力分布および
積算流量を注入監視盤Ｘ２上に面的に表した画面の一例
である。図１７では各注入ステージにおける積算流量も
表示される。したがって、この画面表示により、各注入
ステージにおける注入圧力および積算流量が一画面上に
表示され、一括監視により注入が管理される。

【００７１】図１８は地盤中の特定の注入ステージにお
ける水平断面の積算注入量を平面的に一画面上に表した
例である。この画面表示により、特定の注入ステージに
おける各注入ポイントの積算流量が一画面上に表示さ
れ、一括監視により注入が管理される。

【００７２】図１９は地盤中の複数の注入ポイントにお
ける注入圧力分布を注入監視盤Ｘ２上に三次元的に表し
た画面の一例である。この画面表示により、各注入ステ
ージにおける注入圧力が三次元的に表示され、立体的な
一括監視により注入が管理される。同様にして、積算流
量も三次元的に表示して注入状況を管理することができ
る。

【００７３】例えば、注入圧力が過大に上昇して注入量
が不充分であった領域を立体的に把握でき、この場合、
注入圧力を少なくして所定量注入されるまで再注入す
る。さらには、所定量の注入が行なわれたにもかかわら
ず、注入圧力が過少であることも把握でき、この場合、
注入が逸脱したり、あるいは設定値が過少であることも
発見でき、設定値を変更して最適積算流量を注入する等
の措直を講じて注入効果を確実にすることができる。

【００７４】図２０は細管を複数本束ねて構成される注
入管路５を用い、図３と同様な注入システムにより、第
１注入ブロック、第２注入ブロックの注入ポイント５ａ
に注入を施した例を示す。図３と同様に、注入液加圧部
Ｙからの加圧注入液を分配装置６に送液し、複数の送液
系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを介して地盤４中の複数の異なる注
入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａにそれぞれ同時に注入
する。

【００７５】図２０に用いられる細管を複数本束ねて構
成される注入管路５としては例えば図２１に示す注入管
路５が挙げられる。図２１において、注入管路５は先端
の吐出口16の位置がそれぞれ縦方向の異なる位置に配置
するように複数本の細管17、17、・・・17を束ねて構成
される。

【００７６】この注入管路５は地盤４の削孔18中に挿入
され、さらにこの削孔18中にシール19を填充することに
より地盤４中に埋設される。吐出口16から吐出される注
入液は地盤壁４ａから地盤４中に浸透され、固結され
る。

【００７７】複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓには
それぞれ流量圧力検出器ｆ、Ｐが設けられる。これら検
出器ｆ、Ｐから検出された注入液の流量および／または
圧力のデータは集中管理装置Ｘ１に送信され、データの
記録ならびに画面表示により注入状況の一括監視を行っ
て注入管理される。導管８にも図１と同様、流量圧力検
出器ｆ₀、Ｐ₀が設けられる。

【００７８】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。

【００７９】さらに、本発明において、地盤注入液を図
３に示される注入液加圧部Ｙから複数の注入液送液系統
Ｓ、Ｓ・・・Ｓを通って地盤４中の複数の異なる注入ポ
イント５ａ、５ａ・・・５ａにそれぞれ同時に注入する
に際し、地盤４の所定の注入区分に代表注入孔を設置
し、この代表注入孔の各注入ステージにおける適切な圧
力、流量および積算流量を測定してこれらの値を集中管
理装置Ｘ１に設定して、この設定値に基づいて所定の注
入区分における各注入ステージでの注入を行う。

【００８０】上述各注入ステージにおける適切な圧力、
流量および積算流量は集中管理装置Ｘ１で圧力および流
量を測定することにより測定される。この場合、適切な
圧力、流量および積算流量は注入試験による測定値に実
際の注入による測定値を加味し、補正することにより定
めることもできる。

【００８１】すなわち、具体的には、図３のシステムを
用いて地盤注入を施工するに際し、集中管理装置Ｘ１に
よりリターン量を調整して時間とともに注入圧を低圧か
ら高圧に変化させ、圧力−流量曲線を得る。例えば、図
１３に示されるように、注入領域を平面的に任意のブロ
ックに分け、例えば図１３では４つのブロックに分け、
一つのブロック（例えばブロックNo.1）を代表する一つ
の注入孔（例えば注入孔No.5）を試験注入孔として選定
する。

【００８２】この試験注入孔（No.5）の各ステージ毎、
あるいは代表的なステージにおいて、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２２に示されるＰ−ｑ曲線（曲線１および
２）、すなわち、Ｐ（注入圧力Ｐ）−ｑ（流量ｌ／分）
曲線を出す。

【００８３】図２２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
（流量）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_ro、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。

【００８４】上述のとおり、各ステージにおける地盤を
破壊しないで注入し得る限界注入圧と限界注入速度（流
量）を知ることができ、これにより、各ステージの適正
注入圧力範囲あるいは適正注入速度範囲を知ることがで
きる。この数値を中央管理部Ｘの集中管理装置Ｘ１に記
憶させ、この適正範囲を保つようにそのステージにおけ
る注入を行って注入管理する。

【００８５】図４の集中管理装置の操作フローチヤート
に示すように積算流量がこの適正範囲に達すればその時
点でその注入ポイントの注入を完了する。また、設定積
算流量に達しないうちに適正注入圧力を越える場合にも
そのステージの注入を終了とする。なお、上記適正注入
圧力または注入速度の設定値は注入工程の進行中、補正
することができる。この理由は注入過程で、同一ステー
ジの注入中に、あるいは別の注入ステージからの影響に
より、さらには他の注入孔からの注入液の部分的浸透に
より干渉効果を受けるからである。

【００８６】また、注入ポイントの注入順序を選定する
ことにより、あるいは注入ブロックの注入順序を選択す
ることにより、先行した注入によって地盤が強化され、
このため後からの注入が拘束効果によって注入圧力を高
くしても破壊することなく注入できる。注入量が不充分
のとき、再注入する場合も同様である。

【００８７】図２２において、Ｆ₁点までは直線関係に
あるが、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を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
（積算流量）の注入をこの限界内で行うようにする。こ
れらの値を集中管理装置Ｘ１に記憶させておき、この設
計流量が注入されたら注入終了とし、もし、設計流量に
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。このようにして、注入工程に最
適範囲を設定して確実な注入効果を得ることができる。

【００８８】なお、注入中に注入圧力が全く上昇しなか
ったり、あるいは注入中に注入圧力があまりにも早く上
昇して注入を中止したために注入が不充分であると予想
されたり等の場合、注入領域を断面的あるいは平面的に
切り、その領域に再注入することもできる。また、所定
量注入して注入が完了しても、注入圧力の状況から注入
が不充分と判断した場合、設定値を変更して注入を続け
ることもでき、さらに手動に切り換えて注入を続けるこ
ともできる。さらに、注入中に注入圧力が設定値を越え
て注入中断の信号がでても、注入量から注入が不充分と
判断された場合、注入圧力の設定値を変更し、あるいは
手動に切り換えて注入を継続することもでき、また、瞬
時注入量の設定値を低くして注入を続けることもでき
る。

【００８９】さらに、図２０において、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
流量（ｑ）は多少ともばらつきが生じる。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、集中管理装置Ｘ１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
ストップバルブ９がオフになる。（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ＲＡにより
同一流量を保つ。もちろん、場合によっては、集中管理
装置Ｘ１からの指示でリターン装置を調整したり、イン
バータ調整して注入速度、注入圧力を調整することがで
きる。

【００９０】このようにして、吐出口からの同時注入に
よる浸透固結によってステージ毎に平面的に達成された
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
方に同時進行させることもでき、また、透水性の大きな
層の吐出口から、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。

【００９１】ここで、図２０において、細管Ｔの本数ｎ
をｎ＝１００として、分岐バルブ11のオリフイス口径＝
1.０mmとし、送液流量検出器ｆ₀＝１５０ｌ／分とし、
細管（Ｔ₁〜Ｔ₁₀₀）の第１ステージに位置する吐出口
から同時注入すると、流量圧力検出器ｆ、Ｐの分岐圧力
計Ｐ₁₁は２kg／cm²、分岐流量計ｆ₁₁は1.５ｌ／分、圧
力検出器Ｐ₀＝３０kgf/cm²を示す。また、Ｐ₁r₀＝５
kgf/cm²、ｑr₀₁＝4.０ｌ／分を示す。Ｐ₁rf ＝7.５kg
f/cm²(Ｐ₁r₀の1.５倍）と設定する。また、細管Ｔ₁₁に
おける計画注入量Ｑ₁₁はＱ₁₁＝１００ｌに設定する。注
入中のＰ₁の注入圧力は3.０kgf/cm²以内、平均注入速
度ｑ₁＝1.５ｌ／分で１００ｌの注入が完了した。

【００９２】上述のとおり、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の流量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１００ｌの注入が完了する時間はそれぞれ異なる。
このため、集中管理装置Ｘ１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（ストップバルブ
９）が作動してオフになる。図１において、リターン装
置ＲＡを用いずに、インバータ３を有するグラウトポン
プ１を用いる場合、いくつかのバルブ、例えば10個のバ
ルブ、すなわち10％のバルブがオフになると、残りの吐
出口からの流量は増大し、かつ圧力検出器Ｐ₀の注入圧
力も増大する。これを是正して適正圧力範囲、適正流量
範囲にもどすために集中管理装置Ｘ１から注入液加圧部
Ｙに指示し、インバータ３を調整して流量を１割減少
し、流量検出器ｆ₀の毎分流量を１３５ｌ／分とし、残
りの吐出口からの平均注入速度を1.５ｌ／分とする。し
かるに、図３に示すように、流量圧力制御装置10を用い
た場合、リターン装置ＲＡによって常に一定の圧力Ｐ₀
＝３０kgf/cm²を維持することができるので、最後の一
本に至るまで同一流量で注入することができる。

【００９３】また、吐出口数が同一で、注入速度ｑを一
定に保つ場合、注入が進行して地盤中のゲル化が進行す
るにつれて注入圧が増大する。さらには、先行した注入
ポイントからの注入による拘束効果がある場合も、同様
に注入圧が増大する。この場合、注入圧が限界点Ｐ_1rf
＝7.５kgf/cm²に達すれば、その吐出量が所定注入量に
達しないまま注入を完了しても、充分な注入効果を得た
とみなす。したがって、あらかじめＰ_1rf＝7.５kgf/cm
²が限界値として入力された集中管理装置Ｘ１からの指
示により電磁弁（ストップバルブ９）がオフになり、そ
の吐出口の注入が完了する。ただし、注入状況によって
は、設定値を変更しても、手動に切り換えて注入を続け
てもよい。

【００９４】同時に、いくつかの吐出口の注入圧が限界
に達し、あるいは所定注入量に達した時点で、集中管理
装置Ｘ１からの注入液加圧部Ｙへの指示により、残りの
吐出口の平均注入速度が所定の範囲内におさまるように
インバータ３が制御され、流量検出器ｆ₀の流量が低減
されて注入が続くという工程がくり返される。もちろ
ん、リターン装置ＲＡを用いれば、最後の一本まで自動
的に、同一条件で注入できる。

【００９５】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。

【００９６】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希釈されて目的とす
る注入が達成できなくなる。これを防止するために、図
２３に示されるように、固結対象の地盤４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。この際、地下水を効
果的に逃がすために、注入領域の所定の位置に排水パイ
プ、ペーパードレーン、砂柱等の排水材を地盤中に設置
してもよい。あるいはさらに、排水材を通してポンプに
よる地下水の吸水を併用して注入液の方向性を誘導する
こともできる。

【００９７】また、図２４に示されるように、注入領域
をいくつかのブロックに分け、地下水を逃がしやすいよ
うに注入順序を設定して所定の注入圧力、あるいは所定
の積算注入量に達した時点で、次のブロックの注入に移
向するように注入することにより全自動注入が可能にな
る。なお、注入目的や、地盤条件によっては、先行する
注入区分があとから注入する注入区分を拘束するように
注入順序を選択することによって効果的に地盤を加圧強
化することができる。

【００９８】分配装置６は一般に、ポンプで注入液を分
配装置６内に急速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２５のようにオ
リフイスＯ（絞り調整バルブでもよい。）に至る導管８
に注入液リターンシステムＲＳ、すなわち、圧力検出器
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10を設けることにより、グラウトポ
ンプ１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、送液系統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。図２５に示す円筒
環状の分配装置６は分配装置６内の圧力か均等に分布す
るため、各送液系統Ｓへの吐出量が正確になる。なお、
圧力検出器Ｐ₀は分配装置６内に設けることもできる。

【００９９】図２６は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、グラウトポンプ１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、本発明は送液系統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、３０
０ｌ／分の注入ポンプを必要とする。

【０１００】ところが、３００ｌ／分の薬液注入ポンプ
は入手し難い。しかし、図２６のシステムを用いること
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Ｐ
₀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る。

【０１０１】上述の本発明にかかる地盤注入工法におい
て、上述複数の注入液送液系統は次の（ａ）、（ｂ）ま
たは（ｃ）、すなわち、（ａ）注入液加圧部からそれぞ
れ分岐する、（ｂ）独立した複数の注入液加圧部にそれ
ぞれ連通する、（ｃ）単一の駆動体によって複数のポン
プのピストン駆動体を同時に駆動する注入液加圧部のそ
れぞれのポンプに連通する、ことから構成される。

【０１０２】前記（ａ）は具体的には、図１、図３、そ
の他に示されるとおり、注入液加圧部Ｙから分配装置６
を経て分岐され、あるいは図示しないが、注入液加圧部
Ｙの導管８から直接分岐されて構成され、地盤４中の注
入管路５に連結される。

【０１０３】前記（ｂ）は、ゴムスリーブで覆われた吐
出口を軸方向に多数有する注入外管を地盤４中に多数設
置し、これら複数の注入外管にそれぞれダブルパッカを
有する注入内管を挿入して本発明にかかる注入管路５と
する。この注入管路５を介して注入ステージを移動しな
がら注入液を地盤４中に注入することにより、複数の注
入ポイント５ａから注入を同時に行ない、この際、各注
入管路５における注入開始から終了に至るまでの工程は
それぞれ別々に行ないながら、これらの注入状況を集中
管理装置Ｘ１の注入監視盤Ｘ２に画面表示して一括管理
し、記録した上で各注入管路５の注入ポイント５ａ毎に
日計表にアウトプットし、混乱を生じることなくデータ
管理を行なう。

【０１０４】なお、上述（ｂ）において、多重管ロッド
を用いてＡ液、Ｂ液を合流注入したり、あるいはＡ、Ｂ
液合流液の瞬結注入を行なった後、Ａ、Ｃ液の緩結注入
を行ない、さらに多重管ロッドを移動させながら上述注
入をステージ毎に繰り返す注入であってもよい。すなわ
ち、複数の多重管ロッドから複数の注入ポイント５ａに
同時に注入し、そして、それぞれの多重管ロッドにおけ
る注入は始めから終りまで個々の注入工程を経ながら全
体の注入状況を一括管理してデータ処理を行なう。

【０１０５】上述（ｃ）は図２１に示される注入管路５
を用いて図２０に示されるように注入管路５を地盤４中
に配置し、それぞれの注入管路５、５・・・５を複数の
注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓに連通して構成される。
この場合、注入液加圧部Ｙにおける多数のピストン駆動
部材は一つの駆動源によって駆動される。

【０１０６】すなわち、一つの駆動源（モータ）で駆動
する回転シヤフトは多数のカムを備え、それぞれのカム
駆動方式にしたがってピストンが作動する多数のユニッ
トポンプによって構成され、それぞれのユニットポンプ
が複数の注入送液系統に連通する。もちろん、上述
（ｂ）の注入方式におけるそれぞれの注入管路５に複数
の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを連通することもでき
る。

【０１０７】なお、上述（ａ）、（ｂ）において、注入
管路５（注入外管、注入内管を含む）は袋体やゴム等の
弾性を有する被膜を装着し、内部に硬化性液体、水、気
体（窒素等の不活性気体、空気等）等をパッカ用流路を
通じて圧入し、パッカ効果を生じさせた上で地盤注入液
を注入してもよい。この場合、これらのパッカ用流体の
圧入にかかわるデータ（パッカ用流体圧入データ）を集
中管理装置に送液し、画面表示して注入管理することに
なる。すなわち、流体の種類、圧入圧力、パッカ位置等
がデータとなる。

【０１０８】本発明に用いられる地盤注入液５は次の
ａ）〜ｇ）に示される注入液から任意に選択される。こ
れらの注入液５はいずれもゲル化時間を十数時間に設定
できるので、大量の注入液をつくって置いてもゲル化の
心配がないのみならず、大量の注入液を長時間かけて送
液でき、かつ地盤中に注入した後、確実にゲル化し、さ
らに粘性が小さく、ねばりが少ないため、リターン装置
やオリフイス、絞りバルブ等にシリカゲルが詰まること
がなく、本装置に用いられる地盤注入液として極めて優
れたものである。また、セメント、スラグ等の懸濁性注
入液もまた、ねばりが少ないので、詰まり難く、本発明
に適している。また、図１０および図１１に示すよう
に、本発明装置を複数セットで用い、それぞれ主材、反
応剤を別々に分岐管を通して送液し、注入管路内で合流
するか、あるいは地盤中に吐出後、地盤中で反応させれ
ば、全ての注入材を注入することができる。

【０１０９】ａ）水ガラス中のアルカリの一部またはイ
オン交換樹脂またはイオン交換膜で除去して得られるシ
リカ溶液を主材とした注入液。あるいは、これにさらに
水ガラス、酸、塩等を加えてなる注入液。

【０１１０】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。あるいは、これをさらにイオン交換樹脂やイオン交
換膜で注入液中の金属イオンあるいは酸根の全部あるい
は一部を除去して得られる注入液。

【０１１１】ｃ）水ガラスをイオン交換によってアルカ
リを除去し、得られたシリカを造粒したコロイダルシリ
カを主材とした注入液。

【０１１２】ｄ）水ガラスのアルカリを除去して得られ
るシリカ溶液に水ガラスおよび／またはコロイダルシリ
カを添加してなるシリカ溶液を主材とした注入液。

【０１１３】ｅ）水ガラスと、コロイダルシリカと、反
応剤とを混合してなるシリカ溶液を主材とした注入液。

【０１１４】ｆ）懸濁性注入液。

【０１１５】ｇ）水ガラス水溶液と多価金属化合物を別
々の注入液送液系統から別々に地盤中に注入して地盤中
で反応させる注入液。

【０１１６】ｈ）水ガラス水溶液と反応剤水溶液を別々
の注入液送液系統で送液して合流し、地盤に注入する注
入液。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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、〔Ｓｉ
Ｏ₂〕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1.５〜3.０ｃｐｓ／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。

【０１２０】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。

【０１２１】（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含有量を２０〜３０％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。

【０１２２】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。

【０１２３】ここで、図１０ないしは図１１に示される
本発明にかかる装置を用い、Ａ液として水ガラスを有効
成分とする水溶液、およびＢ液として塩化カルシウム、
塩化マグネシウム等のアルカリ土金属塩化物や、塩化ア
ルミニウム等の多価金属塩化物を有効成分とする水溶液
をそれぞれ異なる導管８、８を通して以下のように地盤
４中に注入し、地盤４中でＡ、Ｂ液を反応させて地盤４
を固結した。

【０１２４】（１）Ａ液を注入後、Ｂ液を注入する。（２）Ｂ液を注入後、Ａ液を注入する。（３）Ａ液とＢ液を交互に注入する。（４）Ａ液とＢ液を同時に注入する。

【０１２５】上述において、注入液送液系統Ｓの流量圧
力検出器ｆ、Ｐで検出された流量信号ないしは圧力信号
を集中管理装置Ｘ１に送信して各注入液送液系統Ｓ、Ｓ
・・・Ｓの注入状況を把握し、これら注入状況を注入監
視盤Ｘ２に画面表示して一括監視を行ない、注入管理す
る。この際、集中管理装置Ｘ１に流量の範囲、圧力範囲
および／または積算流量範囲について仕様設定し、Ａ、
Ｂ両液の注入ポイント５ａで以下のいずれかの現象が生
じるまで繰り返し注入する。

【０１２６】（１）注入が所定の圧力範囲ないしは注入
量に達する。（２）注入圧が上昇して注入が困難になるか、注入圧が
設定限界になる。（３）地盤隆起が生じるか、あるいは地盤隆起が設定限
界になる。

【０１２７】Ｂ液としてのアルカリ土金属塩化物や多価
金属塩化物は水ガラスグラウトと反応して瞬間的に沈殿
物を生じる。この沈殿物は加圧することによって水分を
放出し、圧縮されて強固なゲル化物となる。

【０１２８】ところで、溶液型の水ガラス系グラウトを
用いた工法は古くからヨーステン工法として知られてい
る。これは反応が瞬間的に起こるため、別々の注入管を
用いて地盤中で反応させるしかなかった。しかし、この
場合の問題点は注入管まわりしか固結しないため、浸透
範囲が狭い。さらに、水ガラス水溶液（Ａ液）と塩化カ
ルシウム等の水溶液（Ｂ液）とを別々に地盤中に注入す
るため、先行して注入した液が後から注入する液によっ
て注入範囲外に押し出されてしまい、このため、地盤中
で化学当量的に反応させて一定の効果を奏し得ることが
できず、現在では実用に供されていない。

【０１２９】ところが、本発明によれば、注入地盤を地
盤条件がほぼ同一の複数の注入領域に区分し、その注入
区分毎に複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを通して
同時に注入し、かつ、注入圧力、瞬時注入量ないしは積
算注入量を送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの一本毎に、かつ注
入区分毎に総合的に管理できる。このため、Ａ、Ｂ両液
は注入区分全体として化学当量的にほぼ過不足なく注入
できる。

【０１３０】なお、注入圧は高くなるほど強固に固結し
たことを示すので、設定圧力の範囲は下限値が例えば、
１０kgf/cm²以上、上限値は注入中の圧力低下を起こす
手前の圧力、すなわち、地盤の破壊を起こす手前の圧
力、あるいは地盤隆起が生じるか地盤隆起が設定限界値
になる圧力である。

【０１３１】注入がこれらの限界値に達したときに、注
入の完了または中断とするが、しかし、Ａ、Ｂ液のいず
れかの注入量が設定値に達していないときには、設定値
を変更して引き続いて注入を行なうか、再注入を行な
う。この場合、一度固化した個所を破壊し、その外側ま
で注入液を浸透させなくてはならないから、当初の注入
圧力は過大になっても、その後は低下する。したがっ
て、再注入における仕様設定、あるいは引きつづいて注
入を行なうときの変更仕様の設定は流量を低く（例え
ば、ｆ＝５ｌ／分）、注入圧力を高くし、積算流量は不
足分とする。

【０１３２】地盤の隆起がなく、注入が困難になるまで
注入する場合の注入圧の上限は注入液加圧部Ｙの圧力検
出器Ｐ₀における圧力Ｐ₀、例えば３０kgf/cm²であ
る。したがって、注入圧力Ｐについての仕様設定はＰ＝
１０〜３０（＝Ｐ₀）kgf/cm²となる。すなわち、注入
液送液系統Ｓの注入圧Ｐが大きく上昇すると、流量ｆが
減少し、Ｐ₀にまで達すると、ｆ＝０となり注入が中断
する。したがって、流量に関する仕様設定は、ｆ＝５〜
０ｌ／分となる。

【０１３３】さらに注入するには、圧力Ｐ₀を高くすれ
ば良い。この場合、途中から手動に切り換えて地盤隆起
の状況を確認しながら注入をつづけることもできる。例
えば、図３の装置において、地盤隆起センサを地表面に
設置する。この場合、あらかじめ仕様設定に地盤隆起の
範囲を５〜２０mmと設定したときに、地盤隆起センサか
らの電気信号が集中管理装置Ｘ１に伝えられ、隆起が２
０mmを越した場合、注入液送液系統Ｓからの注入が中止
となる。しかし、隆起が５〜２０mmの範囲内ならば、こ
れは許容範囲であり、その範囲内での隆起は地盤強化の
ための反応が確実に行なわれていることを示している。
また、この地盤センサを注入領域付近の構造物に設ける
ことにより、構造物の変位が許容範囲内におさまるよう
に注入を管理することができる。

【０１３４】さらに、本発明において、複数の注入液送
液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓのいずれかの注入が完了して次の
注入管路５に接続しており、あるいは注入圧が限界値よ
りも高くなって注入を中断した後、再注入する場合、注
入液が送液系統Ｓ中でゲル化することを防止するために
送液系統Ｓを水洗する。この場合、注入液の送液量か、
水洗の送水量かを判断する特性を設定する必要がある。

【０１３５】水と注入液との違いを示す特性は例えば、
ｐＨ、電気伝導度、密度等である。したがって、これら
に関するセンサ、すなわち、ｐＨメータ、電気伝導度メ
ータ、密度計等を注入液送液系統Ｓに設ければ良い。

【０１３６】これらのうち、密度計について例示する
と、送液系統Ｓを通過する注入液に放射線を照射する放
射線源を注入液送液系統Ｓの外側壁に配置する。さら
に、この放射線源に対向する送液系統Ｓの外側壁に前記
放射線の透過強度または反射強度を検出する放射線検出
器を配置する。さらにまた、この検出値から注入液の濃
度を算出する演算器を備えて濃度測定装置とする。

【０１３７】前記放射線源はガンマ線源であり、この場
合、放射線検出器はガンマ線検出器となる。そして、演
算器はガンマ線の入射強度と透過強度との比または反射
強度との比から注入液の濃度を算出する構成のものであ
る。

【０１３８】さらに、放射線源は中性子線源であること
もでき、この場合、放射線検出器は中性子検出器とな
る。そして、演算器は中性子線の入射強度と透過強度の
比、または反射強度との比から、注入液の濃度を算出す
る構成のものである。

【０１３９】算出した注入液の濃度またはこの濃度を指
標するデータを連続的に集中管理装置Ｘ１に送信して集
中管理装置Ｘ１中の演算制御装置（ｃｐｕ）で注入液の
密度または濃度に変換し、これを予め定めた一定時間間
隔で集中管理装置Ｘ１に記録する。そして、注入液の密
度を例えば1.６〜2.２の範囲の設定仕様とし、このデー
タを例えば注入監視盤Ｘ２の画面上に図９のデータや図
１１のチヤートとともに表示し、日報作成の際に積算注
入量から設定仕様の範囲外、すなわち密度が1.６よりも
低い流量を差し引いて真の注入液積算注入量とする。

【０１４０】また、導電率測定装置を送液系統に設け、
送液中の導電率を測定することにより測定値のデータを
集中管理装置に伝達し、これにより洗浄水と注入液を識
別して実際の注入量を把握することができる。

【０１４１】図２７は水ガラス中のアルカリを酸で中和
して得られる前述のシリカ溶液を水で薄め、このときの
導電率の変化の状態を示したグラフである。蒸留水は0.
０１μ、水道水は１１9.５μの導電率である。したがっ
て、図１、図３において、注入が完了した注入液送液系
統Ｓを水洗しても、あるいは注入液送液系統の中にゲル
が詰まって水洗する場合でも、検出値が１ｍｓ／ｃｍ以
下なら洗浄水とみなして注入液を識別し、注入量を把握
する。なお、この導電率は注入液によっても異なり、あ
るいは洗浄水によっても異なるので、あらかじめ計測し
て識別する範囲を認識し、図４のシテスム仕様設定に登
録しておけばよい。

【０１４２】上述のとおり、注入液のｐＨ、導電率、濃
度等を検出することにより、どのような特性の注入液を
注入しているかが識別される。したがって、注入液の種
類、濃度、配合等の注入液データを集中管理装置Ｘ１に
送信し、注入液データとして注入管理することもでき
る。

【０１４３】なお、地盤中に観測井戸を設け、この観測
井戸の中のｐＨ値、導電率等を測定してこれらの変化を
見い出すことにより注入液が用水に流入していることが
わかり、そのデータを集中管理装置Ｘ１に送信し、これ
らを影響データとして画面表示し、これに基づいて注入
を中断して用水への影響を防ぐことができる。

【０１４４】同様に、上述の地盤変位や構造物の変位を
集中管理装置Ｘ１に送信し、限界値に達したら注入を中
断して影響を防止することもできる。したがって、これ
らを影響データとして注入管理することができる。

【０１４５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は地盤注入液を複
数の注入液送液系統から複数の異なる注入ポイントにそ
れぞれ同時に注入するに際し、複数の注入液送液系統に
それぞれ流量圧力検出器を設け、これら検出器から検出
された注入液の流量信号、ないしは圧力信号を中央管理
装置に送信し、データの記録ならびに画面表示により注
入状況の一括監視を行って注入管理するようにしたか
ら、地盤中に設置した複数本の注入管路から、対象とす
る土層に注入液を注入して該地盤を改良するに際して、
最適な設定流量ないしは設定圧力をもって注入液を同時
かつ、自動的に、あるいは選択的に注入し、これにより
広範囲の地盤を急速かつ確実に改良することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる注入管理装置の一具体例のフロ
ーシートである。

【図２】図１の注入管理装置における注入液加圧部Ｙの
他の具体例の説明図である。

【図３】本発明にかかる注入管理装置の実際の具体例の
一例を示すフローシートである。

【図４】集中管理装置の操作フローチヤートである。

【図５】オリフイス口径φ2.０mmにおける抵抗圧力Ｐと
オリフイスからの流量ｆとの関係を各ポンプ圧について
表したグラフである。

【図６】オリフイス口径φ2.５mmにおける抵抗圧力Ｐと
オリフイスからの流量ｆとの関係を各ポンプ圧について
表したグラフである。

【図７】送液系統に配置されるオリフイスを並列して切
り換えるように構成した説明図である。

【図８】図１における導管８を流れる注入液のリターン
装置ＲＡによる流量自動調整の位置具体例を表した説明
図である。

【図９】図１における送液系統Ｓを流れる注入液の分岐
バルブによる流量自動調整の一具体例を表した説明図で
ある。

【図１０】本発明にかかる注入管理装置の一具体例であ
って、注入液としてＡ、Ｂ液を用い、これらＡＢ注入液
を地盤中で合流させた例のブロック図である。

【図１１】本発明にかかる注入管理装置の一具体例であ
って、注入液としてＡ、Ｂ液を用い、これらＡＢ注入液
を地盤中で合流させた例のフローシートである。

【図１２】図３の注入管理装置を用い、送液系統１０本
についての積算流量と最大圧、および流量と圧力を注入
監視盤に表した画面表示の例である。

【図１３】注入領域の４つの注入ブロック区分No.1〜4
を注入監視盤に表した画面表示の例である。

【図１４】地盤のステージNo.1〜３における流量と注入
圧力を注入監視盤に表したグラフ（チヤート）である。

【図１５】図６のブロックNo.1、ステージ１における注
入比率の分布を注入監視盤に水平面として表した画面表
示の例である。

【図１６】図１５のＡ−Ａ線垂直面を注入監視盤に表し
た画面表示の例である。

【図１７】地盤のステージNo.1〜４における注入圧力お
よび積算流量を注入監視盤に表した画面表示の例であ
る。

【図１８】地盤の水平面における注入液の注入量を注入
監視盤に表した画面表示の例である。

【図１９】地盤の注入圧力を注入監視盤に立体的に表し
た三次元画面表示の例である。

【図２０】本発明にかかる注入管理装置の他の一具体例
であって、第１注入ブロックおよび第２注入ブロックに
それぞれ注入する例のフローシートである。

【図２１】図２０に用いられる細管17（Ｔ）を結束した
注入管路の位置具体例の断面図である。

【図２２】注入液の流量ｑと注入圧力Ｐとの関係を表し
たグラフである。

【図２３】本発明にかかる注入工程の一具体例を表した
説明図である。

【図２４】本発明にかかる注入工程の他の具体例を表し
た説明図である。

【図２５】本発明にかかる注入管理装置の注入液加圧部
および注入液分配部における他の具体例を表した説明図
である。

【図２６】本発明にかかる注入管理装置の注入液加圧部
における他の具体例を表した説明図である。

【図２７】シリカ溶液を用いた注入液の導電率変化を表
したグラフである。

【図２８】公知の注入管理装置を表した説明図である。

【符号の説明】

１グラウトポンプ２注入液槽３インバータ４地盤５注入管路５ａ注入ポイント６分配装置７連結部８導管９ストップバルブ９ａストップバルブ 10 流量圧力制御装置 11 分岐バルブ 12 シヤフト 13 リバーシブルモータ 14 開始スイッチ 15 ランプＸ中央管理部Ｘ１集中管理装置Ｘ２注入監視盤Ｘ３日報作成装置Ｘ４プリンタＸ５施工表示盤Ｙ注入液加圧部ＲＳリターンシステムＲＡリターン装置Ｒリターン管路ｆ₀ 流量検出器Ｐ₀ 圧力検出器Ｚ注入液分配部Ｓ送液系統ｆ流量検出器Ｐ圧力検出器Ｗ注入部

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 AA00 AB01 CA02 CA10 CB03 CD03 CD08 CD09 DA02 DA12 DC01 DC02 FA08 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤注入液を注入液加圧部から複数の注
入液送液系統を通して地盤中の複数の注入ポイントに注
入するに際し、複数の注入液送液系統に流量圧力検出器
を設け、これら検出器から検出された注入液の流量およ
び／または圧力データを注入監視盤を備えた集中管理装
置に送信し、注入液送液系統からの注入状況を前記注入
監視盤の画面に表示し、一括監視を行って注入管理する
ことを特徴とする注入管理方法。
【請求項２】請求項１において、複数の注入液送液系
統はそれぞれ注入液加圧部から分岐してなる請求項１に
記載の注入管理方法。
【請求項３】請求項１において、複数の注入液送液系
統はそれぞれ独立した複数の注入液加圧部に通じる請求
項１に記載の注入管理方法。
【請求項４】請求項１において、複数の注入液送液系
統は、単一の駆動体によって複数のポンプのピストン駆
動体を同時に駆動する注入液加圧部のそれぞれのポンプ
に連通する請求項１に記載の注入管理方法。
【請求項５】請求項１において、前記集中管理装置に
所望の範囲の注入圧力および／または流量を予め設定し
ておき、前記注入液送液系統からの注入が上記設定範囲
を維持するように注入管理する請求項１に記載の注入管
理方法。
【請求項６】請求項５において、流量は単位時間当た
りの流量ないしは積算流量である請求項５に記載の注入
管理方法。
【請求項７】請求項１において、前記集中管理装置に
所望の範囲の注入圧力および／または流量を予め設定し
ておき、注入液送液系統からの注入が前記設定範囲に達
したときに、または前記設定範囲を越えたときに注入液
の注入を停止または完了するようにした請求項１に記載
の注入管理方法。
【請求項８】請求項１において、注入液加圧部にリタ
ーン装置を有するリターンシステムおよび／またはイン
バータを有するグラウトポンプ、および流量圧力検出器
を備え、流量圧力検出器で検出された注入液の流量およ
び／または圧力データを集中管理装置に送信し、集中管
理装置ではこれらデータに基づきリターン装置またはイ
ンバータを制御することにより、注入液を所望の圧力に
保持して注入液送液系統に送液する請求項１に記載の注
入管理方法。
【請求項９】請求項１において、注入液加圧部に流量
圧力制御装置を備え、この装置により注入液を所望の圧
力に保持して注入液送液系統に送液する請求項１に記載
の注入管理方法。
【請求項１０】請求項１において、注入液加圧部は流
量圧力制御装置を備え、かつ注入液送液系統は分岐バル
ブおよび流量圧力検出器を備え、さらに集中管理装置に
所望の範囲の注入圧力および／または流量を予め設定し
ておき、前記圧力流量制御装置および分岐バルブのうち
のいずれか一方または両方を調整することにより上述設
定範囲を維持するようにした請求項１に記載の注入管理
方法。
【請求項１１】請求項１において、集中管理装置に所
望の範囲の注入圧力および／または流量を予め設定して
おき、注入液送液系統からの注入に際して、前記設定範
囲の少なくとも一つに達したとき、あるいは越えたと
き、新たな設定値を設けて注入を行なうようにした請求
項１に記載の注入管理方法。
【請求項１２】請求項１において、集中管理装置に所
望の範囲の注入圧力および／または流量を予め設定して
おき、注入液送液系統からの注入に際して、前記設定範
囲の少なくとも一つに達したとき、あるいは越えたと
き、手動に切り換えてさらに注入を行なうようにした請
求項１に記載の注入管理方法。
【請求項１３】請求項１において、注入監視盤に、時
データ、場所データ、および注入圧力および／または流
量にかかわる注入データを画面表示して注入管理する請
求項１に記載の注入管理方法。
【請求項１４】請求項１において、集中管理装置に時
データ、場所データ、および注入圧力および／または流
量にかかわる注入データを記録し、これにもとづいて注
入日報を作成するようにした請求項１に記載の注入管理
方法。
【請求項１５】請求項１において、集中管理装置に影
響データおよび／または注入液データを送信し、画面表
示して注入管理する請求項１に記載の注入管理方法。
【請求項１６】請求項１において、集中管理装置にパ
ッカ用流体圧入データを送信し、画面表示して注入管理
する請求項１に記載の注入管理方法。
【請求項１７】請求項１において、注入領域における
複数の注入ポイントの注入圧力および／または流量に関
する情報を注入監視盤に面表示あるいは三次元的表示す
る請求項１に記載の注入管理方法。
【請求項１８】請求項１において、注入領域の地盤な
いしは構造物には変位センサが設けられ、この変位セン
サからの情報を集中管理装置に送信し、地盤ないしは構
造物の変位状況ならびに注入液の浸透固結状況を把握す
る請求項１に記載の注入管理方法。
【請求項１９】請求項１８において、注入領域または
注入領域付近の地盤変位ないしは構造物の変位について
あらかじめ設定範囲を定めてなる請求項１８に記載の注
入管理方法。
【請求項２０】請求項１において、複数の注入液送液
系統には注入液か、非注入液かを識別する識別センサが
設けられ、前記識別センサからの情報を集中管理装置に
送信し、地盤中に注入された注入液の流量を非注入液と
区別して把握する請求項１に記載の注入管理方法。
【請求項２１】地盤注入液を注入液加圧部から複数の
注入液送液系統を通して地盤中の複数の注入ポイントに
注入するに際し、地盤の所定注入領域に代表的注入ポイ
ントを一ポイントまたは複数ポイント設定し、この代表
的注入ポイントの位置する各注入ステージにおける適切
な圧力および／または流量を測定し、得られた値の適切
な範囲を注入監視盤を備えた集中管理装置に設定し、こ
の設定範囲に基づいて所定の注入領域における各注入ス
テージでの注入を行なうことを特徴とする注入管理方
法。
【請求項２２】請求項２１において、各注入ステージ
における適切な圧力および／または流量の範囲は流量圧
力制御装置で注入圧力および／または流量を測定するこ
とにより設定される請求項２１に記載の注入管理方法。
【請求項２３】請求項２１において、各注入ステージ
における適切な圧力および／または流量の範囲は注入試
験によって得られた設定範囲に実際の注入による測定値
を加味して補正することにより設定される請求項２１に
記載の注入管理方法。
【請求項２４】集中管理装置およびこの装置に連結さ
れた注入監視盤を備え、地盤注入液を注入液加圧部か
ら、流量圧力検出器を有する複数の注入液送液系統を通
して地盤中の複数の注入ポイントに注入するに際し、前
記流量圧力検出器により検出された注入液の注入圧力お
よび／または流量のデータ信号を前記集中管理装置に入
力してなり、さらに前記注入監視盤に集中管理装置に入
力された前記データ信号を画面表示して複数の注入液送
液系統からの注入状況を一括監視し、注入を管理するこ
とを特徴とする注入管理装置。
【請求項２５】請求項２４において、流量は単位時間
当たりの流量ないしは積算流量である請求項２４に記載
の注入管理装置。
【請求項２６】請求項２４において、集中管理装置は
日報作成装置を備え、集中管理装置に記録されたデータ
に基づいて注入日報を作成する請求項２４に記載の注入
管理装置。
【請求項２７】請求項２４において、複数の注入液送
液系統には、注入液か、非注入液かを識別する識別セン
サが設けられ、前記識別センサからの情報を集中管理装
置に送信し、地盤中に注入された注入液の流量を非注入
液と区別して把握する請求項２４に記載の注入管理装
置。
【請求項２８】請求項２４において、注入監視盤には
注入領域における複数の注入ポイントの注入圧力および
／または流量に関する情報を面表示あるいは三次元表示
する請求項２４に記載の注入管理装置。
【請求項２９】地盤注入液を注入液加圧部から複数の
注入液送液系統を通して地盤中の複数の注入ポイントに
注入する地盤注入工法において、複数の注入液送液系統
にそれぞれ流量圧力検出器を設け、これら検出器から検
出された注入液の注入圧力および／または流量のデータ
を注入監視盤を備えた集中管理装置に送信し、これらデ
ータを注入監視盤に画面表示することにより注入状況の
一括監視を行なって、送液系統におけるそれぞれの注入
圧力および／または流量を所定の範囲に維持しながら注
入するとともに、上記データの情報に基づき、注入の完
了、中止、継続あるいは再注入を行なうことを特徴とす
る地盤注入工法。
【請求項３０】請求項２９において、注入対象地盤を
複数の注入区分に分割して順次注入するようにした請求
項２９に記載の地盤注入工法。
【請求項３１】請求項２９において、前記注入監視盤
に面的ないしは三次元的画面表示を行なうことにより、
注入圧力および／または流量の少なくとも一つの設定範
囲を満たしていない部分を見出し、その部分に再注入す
る請求項２９に記載の地盤注入工法。
【請求項３２】請求項２９において、複数の地盤注入
液を別々の送液系統で送液し、合流して地盤中に注入す
るか、あるいは別々に地盤中で反応させる請求項２９に
記載の地盤注入工法。
【請求項３３】請求項２９において、前記複数の注入
液送液系統は次の（ａ）、（ｂ）または（ｃ）からなる
請求項２９に記載の地盤注入工法。（ａ）注入液加圧部からそれぞれ分岐する。（ｂ）独立した複数の注入液加圧部にそれぞれ連通す
る。（ｃ）単一の駆動体によって複数のポンプのピストン駆
動体を同時に駆動する注入液加圧部のそれぞれのポンプ
に連通する。
【請求項３４】請求項２９において、注入すべき対象
地盤を複数の注入ポイントを含む以下の一種または複数
種の注入区分に分別し、順次に注入するようにした請求
項２９に記載の地盤注入工法。（１）浸透性の大きな注入区分から浸透性の小さな注入
区分の順に注入して地盤を改良する。（２）注入液が逸脱しやすい注入区分から注入液の逸脱
しにくい注入区分の順に注入して地盤を改良する。（３）地下水を周辺に押し出す方向の注入区分の順に注
入して地盤を改良する。（４）先行して注入する注入区分が、あとから注入する
注入区分を拘束する順に注入して地盤を改良する。
【請求項３５】請求項２９において、複数の注入液送
液系統は軸方向の異なる位置に吐出口を有する細管を結
束してなる注入管を複数本地盤中に設置した注入管路に
連結してなる請求項２９に記載の地盤注入工法。
【請求項３６】請求項２９において、集中管理装置で
一つの注入区分の注入の完了が確認されると、次の注入
区分への注入が指示される請求項２９に記載の地盤注入
工法。
【請求項３７】請求項２９において、地盤注入液が
（ａ）水ガラス中のアルカリの一部または全部を除去し
て得られる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、（ｄ）水ガラスのアルカリの
一部または全部を除去して得られるシリカ溶液に水ガラ
スおよび／またはコロイダルシリカを添加してなるシリ
カ溶液を主材とした注入液、（ｅ）水ガラスと、コロイ
ダルシリカと、反応剤とを混合してなるシリカ溶液を主
材とした注入液、（ｆ）懸濁性注入液、（ｇ）水ガラス
水溶液と多価金属化合物を別々の注入液送液系統から別
々に地盤中に注入して地盤中で反応させる注入液、
（ｈ）水ガラス水溶液と反応剤水溶液を別々の注入液送
液系統で送液して合流し、地盤に注入する注入液、の群
から選択される請求項２９に記載の地盤注入工法。
【請求項３８】請求項２９において、注入領域の所定
の位置に排水材を設置し、注入に際して地下水を逃がす
か、あるいは排水材による地下水の脱水を併用して注入
液の浸透を誘導する請求項２９に記載の地盤注入工法。