JP2003020636A

JP2003020636A - 地盤注入工法

Info

Publication number: JP2003020636A
Application number: JP2001206103A
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: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-24
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP3762259B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】注入液として水ガラスを主成分（有効成分）
とするＡ液と、アルカリ土金属の塩化物を主成分（有効
成分）とするＢ液とを用いて地盤を強固に固結する地盤
注入工法であって、特にＡ液およびＢ液の注入状況を一
括監視して注入管理を行なう。【解決手段】水ガラスを有効成分とするＡ液と、アル
カリ土金属の塩化物を有効成分とするＢ液とを別々に、
異なった注入液送液系統を通して地盤中に注入し、これ
らを地盤中で反応させて該地盤を固結する地盤注入工法
において、前記注入液送液系統に流量検出器ｆおよび／
または圧力検出器ｐを配置するとともに、中央管理部Ｘ
を設け、前記流量検出器ｆおよび／または圧力検出器ｐ
から検出された流量信号および／または圧力信号を前記
中央管理部Ｘに送信して信号データの記録ならびに表示
を行ない、各注入液送液系統におけるＡ液およびＢ液の
注入状況を一括監視する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】本発明は注入液として水ガラ
スを主成分（有効成分）とするＡ液と、アルカリ土金属
の塩化物を主成分（有効成分）とするＢ液とを用いて地
盤を強固に固結する地盤注入工法に係り、特にＡ液およ
びＢ液の注入状況を一括監視して注入管理を行ないなが
ら注入する地盤注入工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、基礎地盤の強化、深い深度の底盤
注入、液状化防止等を目的として高強度な地盤改良が要
求されている。この種の地盤改良として、従来、セメン
ト系硬化材を地盤中に高圧噴射して高強度地盤を形成す
る高圧噴射注入、および水ガラスを主成分として用いた
薬液注入、特に水ガラスと塩化カルシウムをそれぞれ地
盤中に別々に注入し、これらを地盤中で反応させる溶液
型薬液注入が知られている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】上述の高圧噴射注入は地盤の
所定の領域を高強度に、かつ一率に固結し得るという利
点を有するものの、固結材を土と置き換えるため、廃泥
等、産業廃棄物の発生が問題となっている。

【０００４】また、上述の薬液注入は廃泥の問題は生じ
ないが、地盤は粘度や透水係数の異なった層が互層にな
って形成されており、このため、地盤に注入管を挿入
し、この注入管を通して地盤中に注入液を注入し、地盤
を固結するに際し、注入液は透水性の大きな層、あるい
は注入管の周辺を通って地表面に逸脱してしまい、地盤
全体を均質に固結することが困難である。また、注入液
の浸透性を良くするためには、注入液のゲル化時間を長
く設定しなければならず、このため高強度の固結は期待
できなくなってしまう。

【０００５】また、水ガラスと塩化カルシウムをそれぞ
れ地盤中に別々に注入し、これらを地盤中で反応させる
上述薬液注入は高強度の固結を得ることができるため、
古くからヨーステン工法として知られている。

【０００６】しかし、この工法では、注入液である水ガ
ラスと塩化カルシウムが瞬間的に反応するため注入管の
周辺しか固結せず、また、水ガラスと塩化カルシウムの
うちのいずれか一方の注入液が他方の注入液を押し出し
てしまう。このため、地盤中に存在するシリカ分に対し
てＣａ分がちょうど反応せず、いずれかが過大か、過少
になり、所定の領域を確実に注入して均質に固化するこ
とが困難である。

【０００７】そこで、本発明の目的は水ガラスを主成分
とするＡ液と、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩
化バリウム等、アルカリ土金属の塩化物を主成分とする
Ｂ液とを用いて地盤を固結するに際し、Ａ液、Ｂ液の注
入状況を一括監視して注入管理を行ないながら注入し、
これにより高圧噴射注入に匹敵するほど高強度に地盤を
固結するのみならず、廃泥等、産業廃棄物の発生を起こ
さず、かつ、地盤全体を確実に改良し、上述の公知技術
に存する欠点を改良した地盤注入工法を提供することに
ある。

【０００８】

【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、水ガラスを有効成分とするＡ液
と、アルカリ土金属の塩化物を有効成分とするＢ液とを
別々に、異なった注入液送液系統を通して地盤中に注入
し、これらを地盤中で反応させて該地盤を固結する地盤
注入工法において、前記注入液送液系統に流量検出器お
よび／または圧力検出器を配置するとともに、中央管理
部を設け、前記流量検出器および／または圧力検出器か
ら検出された流量信号および／または圧力信号を前記中
央管理部に送信して信号データの記録並びに表示を行な
い、各注入液送液系統におけるＡ液およびＢ液の注入状
況を一括監視することを特徴とする。

【０００９】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明によれば、水ガラスを有効成分するＡ液と、アルカリ
土金属の塩化物を有効成分とするＢ液とを別々に、異な
った注入液送液系統を通して地盤中に注入し、これらを
地盤中で反応させて該地盤を固結する地盤注入工法にお
いて、前記注入液送液系統に流量検出器および／または
圧力検出器を配置するとともに、中央管理部を設け、前
記流量検出器および／または圧力検出器から検出された
流量信号および／または圧力信号を前記、中央管理部に
送信して信号データの記録並びに表示を行ない、各注入
液送液系統におけるＡ液およびＢ液の注入状況を一括監
視することを特徴とし、かつ、前記地盤の所定注入領域
に代表的注入ポイントを一つまたは複数設定し、この代
表的注入ポイントの各注入ステージにおける注入圧力お
よび／または流量の適切値を測定し、この適切値を中央
管理部に設定し、この設定範囲にもとづいて所定の注入
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。

【００１０】さらにまた、上述の目的を達成するため、
本発明によれば、水ガラスを有効成分するＡ液と、アル
カリ土金属の塩化物を有効成分とするＢ液とを別々に、
異なった注入液送液系統を通して地盤中に注入し、これ
らを地盤中で反応させて該地盤を固結する地盤注入工法
において、前記注入液送液系統に流量検出器および／ま
たは圧力検出器を配置するとともに、中央管理部を設
け、前記流量検出器および／または圧力検出器から検出
された流量信号および／または圧力信号を前記、中央管
理部に送信して信号データの記録並びに表示を行ない、
各注入液送液系統におけるＡ液およびＢ液の注入状況を
一括監視することを特徴とし、かつ前記中央管理部に送
信された流量信号および／または圧力信号のデータ情報
および地盤隆起のデータ情報に基づき、Ａ、Ｂ液の注入
の完了、注入の中止、継続注入または再注入の管理を行
なうことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の態様】以下、本発明を具体的に詳述す
る。

【００１２】本発明は上述のＡ液およびＢ液を地盤中で
確実に反応させ、固化せしめる地盤注入工法であって、
次を特徴とする。

【００１３】（１）注入液を拘束して注入する。（２）地盤中でＣａＯとＳｉＯ₂が無駄なく反応し得る
ように、Ａ、Ｂ液の所望の注入量を管理する。（３）地盤中におけるＡ液、Ｂ液の反応を確認し得るよ
うに注入管理する。（４）反応効果が不充分な場合に再注入する。（５）以上を自動的に行なう。（６）Ａ液とＢ液を注入液として用いて地盤を高強度に
固結し得るという公知技術の特性において、これらＡ、
Ｂ液を直接接触すれば不均質に反応して瞬結するという
公知技術の欠点を改良し、前記特性のみを有効に取り入
れる。

【００１４】水ガラスを主成分とするＡ液とアルカリ土
金属の塩化物を主成分とするＢ液を反応させると、アル
カリ土金属水酸化物の沈殿を瞬時に発生して直ちにゲル
化する。したがって、このようなＡ液およびＢ液を地盤
中にそのまま注入すれば、これらは注入管まわりに強固
に、かつ不均質に固結するのみであり、せいぜい湧き水
の止水程度の効果しか生じない。

【００１５】実際の施工で、直径１ｍ程度の経済的範囲
の地盤中にＡ液およびＢ液を別々に注入した場合、注入
管まわりでは加圧されて１〜５ＭＮ／m²という大きな強
度を発現するものの、Ａ液およびＢ液のいずれか一方の
液が他方の液を押し出して反応が不充分かつ不均質にな
り、このため、充分な固結強度が得られないばかりでは
なく、地盤中における両液の過不足によりかなりの注入
液が未反応のまま残されてしまう。本発明者はこのよう
な問題点を解決するために、Ａ液およびＢ液の以下のゲ
ル化特性に着目した。

【００１６】Ａ液とＢ液は瞬間的に反応してゲル化する
ため浸透性が低い。しかし、そのゲルは繊維状のシリカ
−カルシウムが絡み合った脱水性（圧縮性）ゲルであ
る。すなわち、このゲルは圧縮すると脱水してシリカ−
カルシウムの高強度ゲルを形成する。Ａ液自体は高粘性
（原液は２００ｃｐｓであって、希釈により１０ｃｐｓ
以下まで低下する。）を示すが、Ｂ液は濃度にもよる
が、同一化学当量では水ガラスよりも低粘性を呈する。

【００１７】したがって、Ａ液を地盤中に注入した後、
それよりも低粘性のＢ液を注入すると、土粒子同志の接
触面に水ガラスを残しながら、かつ大きな間隔では水ガ
ラスを外側に押し出しながらＢ液が浸透し、Ａ液とＢ液
の接触面で瞬間的な白色沈殿物を生じる。この反応は加
圧状態で行なわれれば、脱水効果により大きな強度を得
るが、注入対象領域が拘束状態にないと、Ａ液、Ｂ液が
勝手な方向に逸脱して化学当量的に反応が行なわれず、
このため、確実な固結が不可能となる。すなわち、Ａ
液、Ｂ液を別々に注入すれば広く注入すること自体は可
能であるが、確実に地盤中で所定領域を所定の効果を得
るようにＡ液、Ｂ液を過不足なく反応固結せしめること
は困難である。本発明者はこのようなＡ液、Ｂ液の従来
の注入方式の欠点を以下の手法によって画期的効果を得
た。

【００１８】（ａ）Ａ液とＢ液の注入順序は以下のとお
りとする。 (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。

【００１９】（ｂ）地盤中での反応を確認して以下の確
認手法を用いる。 (1) 注入圧が上昇して注入が困難になるか、所定の圧力
範囲になるまで。 (2) 地盤隆起が生じるか、設定許容限界になるまで。 (3) 所定の注入量に達するまで。

【００２０】（ｃ）拘束効果を可能ならしめる次の注入
手法をもって地盤注入を行なう。 (1) Ａ液、Ｂ液の注入工程を上から下に注入ステージを
移行して行なう。 (2) 複数のＡ液注入管路の吐出口と複数のＢ液注入管路
の吐出口からＡ液の同時注入とＢ液の同時注入を行な
う。 (3) Ａ液注入管路の複数の吐出口とＢ液注入管路の複数
の吐出口からＡ液の同時注入とＢ液の同時注入を行な
う。 (4) Ａ液、Ｂ液の少なくともいずれかを柱状浸透空間か
ら注入する。

【００２１】（ｄ）Ａ液、Ｂ液の地盤中の量的関係と拘
束効果を確認できる注入管理方法を用いて地盤注入を行
なう。

【００２２】図１は本発明にかる地盤注入工法の一具体
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、注入液送液系統Ｓには流量圧力検出器
ｆ、Ｐが配置される。

【００２３】図１において、地盤４中に注入すべき注入
液（Ａ液およびＢ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８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
速機は集中管理装置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。

【００２４】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。

【００２５】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ＲＡに送信する。リターン装置ＲＡ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。

【００２６】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。

【００２７】注入液分配部Ｚは複数本の注入液送液系統
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。９
ａ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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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11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11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５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Ｘ
１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１
１のような一定口径のオリフイスＯであってもよい。

【００３２】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。

【００３３】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９ａを有する流路を設け、ストップバルブ９ａ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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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９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。

【００３７】

【表１】

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】図１０は注入液としてＡ液およびＢ液を並
列した注入管路５、５を通し、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。
また、図示しないが注入孔間隔をあけて、あるいは吐出
口を軸方向にずらした複数の管路を有する多重注入管か
らＡ液の同時注入、Ｂ液の同時注入を行なうこともでき
る。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。
なお、Ａ液およびＢ液は同一注入領域で別々に注入す
る。すなわち、上から下にＡ液の同時注入、Ｂ液の同時
注入を繰り返しながら注入ステージを移向させ、固結板
で上部で拘束しながら層状に地盤を強化する。

【００５４】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。なお、Ａ液およ
びＢ液は同一注入領域で別々に注入する。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に示されるそれぞれＡ液用
１０本、Ｂ液用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１２はＡ液の注入
状況を示すが、スイッチを押すことにより画面がＢ液の
注入状況に切り替わり、Ａ液孔番０１〜１０に対応して
注入されるＢ液の孔番０１ａ〜１０ａ毎のデータが表示
される。

【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（Ａ液用）
ならびにNo.3ａ（Ｂ液用）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１５およ
び図１６を詳述すると、まず、Ａ液に対するＢ液の設計
値（計算値）をあらかじめ定めておく。次いで、Ｂ液の
実際値を測定し、前記設計値に対するＢ液の実際値の比
率を注入孔毎に、かつステージ毎にパーセントで求め、
図１５に水平面の注入比率の分布、図１６に垂直面の注
入比率の分布を表した。例えば、図１５の注入孔１は９
０〜７０％、注入孔２は１００〜９０％、注入孔６は３
０％以下であり、また、図１６注入孔No.4のステージ１
は９０〜７０％、注入孔No.5のステージ３は１００〜９
０％、注入孔No.6のステージ１は３０％以下である。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。図１７を
詳述すると、まず、各ステージ毎にＡ液を３５０ｌづつ
注入した。このときの平均注入圧力は１kgf/cm ²であ
る。このＡ液３５０ｌの注入量は実注入量であると同時
に、設計注入量でもある。これに対して、Ｂ液の設計注
入量はＡ液３５０ｌと過不足なく反応する量であるか
ら、３５０ｌとなる。ここで、Ｂ液の限界注入圧力を１
０kgf/cm²と定めておく。次いで、Ａ液３５０ｌを注入
の後に、Ｂ液を注入すると、ステージ１では、積算流量
３５０ｌのＢ液を注入したにもかかわらず、注入圧力は
２kgf/cm²であった。すなわち、ステージ１ではＢ液は
限界注入圧力の範囲内で所望量の注入量を注入できた。
一方、ステージ２では、Ｂ液は積算流量１００〜２００
ｌで注入圧力が１０kgf/cm²に達し、これ以上の注入は
限界注入圧力を越えるので中止した。ステージ３、４も
同様である。このようにして、図１７では、Ａ液注入後
のＢ液の実注入量と最大圧力の垂直方向における分布状
態が明示される。

【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。図１８も図１７
と同様、Ａ液注入後のＢ液の実注入量と最大圧力の水平
断面における分布状態が明示される。

【００７２】図１９は地盤中の複数の注入ポイントにお
けるＡ液注入後のＢ液の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、Ａ
液注入管、Ｂ液注入管の注入ポイント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Ａ液、Ｂ液をそれぞれ分配装置６、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。すなわち、Ａ液、Ｂ液は同一ステージ
毎に同時に注入される。すなわち、Ａ液用注入細管Ｔｉ
１〜Ｔｉｎ、Ｂ液用注入細管Ｔｉ１〜Ｔｉｎを連結して
１２本の結束注入細管とし、ｎ本の結束注入細管を注入
領域に配置し、注入ステージを移向しながらＡ液用注入
細管Ｔｉ１〜ＴｉｎとＢ液用注入細管Ｔｉ１〜Ｔｉｎか
らＡ液の同時注入、Ｂ液の同時注入を同時にあるいは時
間をずらして行なう。

【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（結束注入細管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、Ａ、Ｂ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、曲線１は注入試験結果で
あり、第１液（Ａ液：例えば、水ガラス水溶液）の注入
試験結果もゲル化を伴わないためほぼ類似である。これ
に対して、曲線２は第２液（Ｂ液：例えば、塩化カルシ
ウム水溶液）の注入結果である。第２液は地盤中で第１
液と反応するため圧力が増大する。第１液をＢ液とし、
第２液をＡ液としても同一傾向となる。さらに、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液の注入、Ｂ液の
注入を別々に行ない、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】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
を固結する例を示す。

【０１０９】（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。

【０１１０】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。

【０１１１】（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。

【０１１２】Ｂ液としてのアルカリ土金属塩化物は水ガ
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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】図２７は水ガラスを主成分とする注入液
（Ａ液）の水ガラス濃度を変化させた場合の導電率の変
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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明はＡ液、Ｂ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。

【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 CA01 CA02 CA04 CA10 CB03 CD02 CD03 DA02 DA03 DB01 DC02 FA08 FA09 4H026 CA02 CA03 CB03 CC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水ガラスを有効成分とするＡ液と、アル
カリ土金属の塩化物を有効成分とするＢ液とを別々に、
異なった注入液送液系統を通して地盤中に注入し、これ
らを地盤中で反応させて該地盤を固結する地盤注入工法
において、前記注入液送液系統に流量検出器および／ま
たは圧力検出器を配置するとともに、中央管理部を設
け、前記流量検出器および／または圧力検出器から検出
された流量信号および／または圧力信号を前記中央管理
部に送信して信号データの記録並びに表示を行ない、各
注入液送液系統におけるＡ液およびＢ液の注入状況を一
括監視することを特徴とする地盤注入工法。
【請求項２】請求項１において、前記Ａ液およびＢ液
を以下の（１）〜（６）に示すいずれかの注入方式で、
かつ、以下の（ａ）〜（ｄ）に示すいずれかの現象が生
ずるまで注入を行なう請求項１に記載の地盤注入工法。（注入方式）（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。（５）上述（１）〜（４）のいずれかを繰り返して注入
する。（６）上述（１）〜（４）のいずれかを併用するか、併
用を繰り返して注入する。（注入による現象）（ａ）所定の圧力範囲になるまで。（ｂ）注入圧が上昇して注入困難になるまで。（ｃ）地盤隆起が生じるまで。（ｄ）所定の注入量に達するまで。
【請求項３】請求項１において、Ａ液およびＢ液を次
の（１）〜（３）のいずれかにより、またはこれらの併
用により注入対象領域を拘束しながら注入する請求項１
に記載の地盤注入工法。（１）Ａ、Ｂ液の注入ステージを上から下に移行して注
入する。（２）Ａ、Ｂ液の注入管路を複数設置し、これらの吐出
口からＡ、Ｂ液を同時または時間差をもって注入する。（３）Ａ、Ｂ液の少なくともいずれかを柱状浸透空間か
ら注入する。
【請求項４】請求項１において、次のいずれかの注入
態様で、またはこれらを併用して注入する請求項１に記
載の地盤注入工法。（１）複数本の細管を、これらの吐出口がそれぞれ長さ
方向に異なるように束ねてなる注入管を複数本地盤中に
設置し、これら複数の注入管を通じてＡ、Ｂ液を複数の
注入ポイントから同時に注入する。（２）パッカー機能を有する注入管を地盤中に設置し、
この注入管を通じてＡ、Ｂ液を注入する。（３）吐出口の少なくとも上側に膨脹された袋パッカー
を備えた注入管を地盤中に設置し、該袋パッカーの下側
の空間にＡ、Ｂ液を注入する。（４）懸濁型グラウトまたは瞬結グラウトを一次注入し
た地盤に、二次注入としてＡ、Ｂ液を注入する。（５）軸方向の異なる位置に複数の吐出口を有する多重
管を地盤中に設置し、これらの複数の吐出口からＡ、Ｂ
液を同時注入する。（６）Ａ、Ｂ液の少なくとも一方を地盤中の複数の注入
ポイントから同時注入する。（７）スラグ系またはセメント系グラウトを地盤中に注
入の後、Ａ、Ｂ液を注入する。
【請求項５】請求項１において、注入対象地盤を次の
いずれかに示される注入態様で注入する請求項１に記載
の地盤注入工法。（１）上部の注入区分から下部の注入区分に順次に注入
する。（２）浸透性の大きな注入区分から小さな注入区分に順
次に注入する。（３）注入液の逸脱しやすい注入区分から逸脱しにくい
注入区分に順次に注入する。（４）地下水を周辺に押し出しやすい注入区分から順次
に注入する。（５）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する。（６）注入ステージを上部から下部に移行して注入す
る。（７）注入ステージの上部に固結層を形成した後に、次
いで注入ステージの下部に注入する。
【請求項６】請求項１において、注入液送液系統は注
入液加圧部から分岐される請求項１に記載の地盤注入工
法。
【請求項７】請求項１において、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別々に連結され
る請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項８】請求項１において、注入液送液系統は単
一の駆動体で同時に駆動する複数の注入液加圧部にそれ
ぞれ別々に連結される請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項９】請求項１において、地盤の注入領域およ
びその付近の変位、または地盤上の構造物の変位を測定
し、この測定値に基づいてＡ、Ｂ液を注入し、Ａ、Ｂ液
の注入管理を行なう請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項１０】請求項９において、地盤の注入領域お
よびその付近、または地盤上の構造物に変位センサを設
け、この変位センサからの情報を中央管理部に送信して
上述地盤の注入領域およびその付近、または構造物に変
位状況を把握するとともに、Ａ、Ｂ液の浸透固結状況を
も把握し、Ａ、Ｂ液の注入管理を行なう請求項９に記載
の地盤注入工法。
【請求項１１】請求項１において、地盤に注入液識別
センサを設置し、地盤の注入領域およびこの付近におけ
るＡ、Ｂ液の浸透または逸脱状況を測定してＡ、Ｂ液の
注入管理を行なう請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項１２】請求項１において、地盤の所定の注入
領域における任意の注入孔の横または縦断面を観察し、
これが所定の範囲の注入圧および／または流量を満たし
ていない場合には、前記注入領域の全部を再注入する請
求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項１３】請求項６、７または８において注入液
送液系統に接続される注入液加圧部は流量圧力制御装置
を備え、これによりＡ、Ｂ液を所望の圧力および／また
は流量に保持して注入液送液系統に送液する請求項６、
７または８に記載の地盤注入工法。
【請求項１４】請求項１３において、流量圧力制御装
置はリターンシテスムおよび／またはグラウトポンプ、
および流量圧力検出器を備え、この流量圧力検出器で検
出されたＡ、Ｂ液の流量データおよび／または圧力デー
タにもとづいて前記リターンシテスムおよび／またはグ
ラウトポンプを制御し、これによりＡ、Ｂ液を所望の圧
力および／または流量に保持して注入液送液系統に送液
する請求項１３に記載の地盤注入工法。
【請求項１５】請求項１において、前記注入液送液系
統にさらに絞り調整装置を備えた請求項１に記載の地盤
注入工法。
【請求項１６】請求項１において、注入液送液系統は
注入液加圧部から分岐されるとともに、絞り調整装置を
備えかつ、該注入液加圧部は流量圧力制御装置を備え、
さらに中央管理部にはＡ、Ｂ液のそれぞれ、注入圧力、
流量、濃度、区別、注入順序、および地盤隆起にかかる
注入データの一部または全部を設定しておき、これら注
入データを前記絞り調整装置および流量圧力制御装置の
いずれか一方または両方により、設定された範囲に維持
するようにした請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項１７】請求項１６において、前記注入データ
の少なくとも注入圧力、流量および地盤隆起のうちの一
つが設定範囲に達したとき、あるいは越えたとき、新た
に設定値を設けるようにした請求項１６に記載の地盤注
入工法。
【請求項１８】請求項１６において、前記注入データ
の少なくとも注入圧力、流量および地盤隆起のうちの一
つが設定範囲に達したとき、あるいは越えたとき、注入
を手動により切り換えてさらに注入を続けるようにした
請求項１６に記載の地盤注入工法。
【請求項１９】請求項１において、前記注入液送液系
統にさらに注入液識別センサを設けてＡ液およびＢ液の
注入状況を一括監視する請求項１に記載の地盤注入工
法。
【請求項２０】請求項１において、前記中央管理部
に、さらに、時間データ、場所データ、Ａ、Ｂ液のそれ
ぞれ、注入圧力、流量、濃度、区別および順序にかかる
各種注入データを画面表示して注入状況を一括監視する
請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項２１】請求項１において、前記中央管理部
に、さらに、時間データ、場所データ、Ａ、Ｂ液のそれ
ぞれ、注入圧力、流量、濃度、区別および順序にかかる
各種注入データを記録し、この注入データにもとづいて
注入日報を作成する請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項２２】請求項１において、前記中央管理部
に、さらに、影響データおよび／または注入液データを
送信し、画面表示して注入状況を一括監視する請求項１
に記載の地盤注入工法。
【請求項２３】請求項２２において、影響データは地
盤隆起データ、またはＡ、Ｂ液の注入領域外への逸脱や
地盤中におけるＡ、Ｂ液の浸透を識別する注入液識別セ
ンサからのデータである請求項２２に記載の地盤注入工
法。
【請求項２４】請求項２２において、注入液データは
Ａ、Ｂ液のそれぞれ種類、濃度および区別のデータおよ
びＡ、Ｂ液と洗浄水との識別に関するデータである請求
項２２に記載の地盤注入工法。
【請求項２５】請求項１３において、流量圧力制御装
置でＡ、Ｂ液の注入圧力および／または流量を測定し、
その測定値にもとづいて各注入ステージまたは各注入孔
における適切な圧力および／または流量の範囲を設定す
る請求項１３に記載の地盤注入工法。
【請求項２６】請求項１において、前記中央管理部に
平面的ないしは三次元画面表示を行うことにより、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よ
うにした請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項２７】請求項１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すか、
あるいは地下水の吸水を併用して注入液の浸透を誘導す
る請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項２８】請求項１において、水ガラスを有効成
分とするＡ液は水ガラスと反応剤の混合液である請求項
１に記載の地盤注入工法。
【請求項２９】請求項１において、水ガラスを有効成
分とするＡ液は水ガラスと反応剤の混合液であって、地
盤中でＡ液がゲル化する前にＢ液とＡ液を反応をさせる
ようにした請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項３０】水ガラスを有効成分するＡ液と、アル
カリ土金属の塩化物を有効成分とするＢ液とを別々に、
異なった注入液送液系統を通して地盤中に注入し、これ
らを地盤中で反応させて該地盤を固結する地盤注入工法
において、前記注入液送液系統に流量検出器および／ま
たは圧力検出器を配置するとともに、中央管理部を設
け、前記流量検出器および／または圧力検出器から検出
された流量信号および／または圧力信号を前記、中央管
理部に送信して信号データの記録並びに表示を行ない、
各注入液送液系統におけるＡ液およびＢ液の注入状況を
一括監視することを特徴とし、かつ前記、中央管理部に
送信された流量信号および／または圧力信号のデータ情
報および地盤隆起のデータ情報に基づき、Ａ、Ｂ液の注
入の完了、注入の中止、継続注入または再注入の管理を
行なうことを特徴とする地盤注入工法。
【請求項３１】水ガラスを有効成分するＡ液と、アル
カリ土金属の塩化物を有効成分とするＢ液とを別々に、
異なった注入液送液系統を通して地盤中に注入し、これ
らを地盤中で反応させて該地盤を固結する地盤注入工法
において、前記注入液送液系統に流量検出器および／ま
たは圧力検出器を配置するとともに、中央管理部を設
け、前記流量検出器および／または圧力検出器から検出
された流量信号および／または圧力信号を前記、中央管
理部に送信して信号データの記録並びに表示を行ない、
各注入液送液系統におけるＡ液およびＢ液の注入状況を
一括監視することを特徴とし、かつ、前記地盤の所定注
入領域に代表的注入ポイントを一つまたは複数設定し、
この代表的注入ポイントの各注入ステージにおける注入
圧力および／または流量の適切値を測定し、この適切値
を中央管理部に設定し、この設定範囲にもとづいて所定
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
とを特徴とする地盤注入工法。
【請求項３２】請求項３１において、前記適切値の設
定範囲および注入試験によって得られた設定範囲に対し
て、実際の注入による測定値を加味して補正するように
した請求項３１に記載の地盤注入工法。