JP2003027457A - 地盤注入装置および注入工法 - Google Patents
地盤注入装置および注入工法Info
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Abstract
ず、所定の吐出量で注入し得る地盤を固結する地盤注入
装置および工法の提供。 【解決手段】地盤注入液5を加圧する注入液加圧部1部
1に連通され、前記加圧部1によって加圧された注入液
を一本または複数本の注入管路2、2・・・2にそれぞ
れ送液する一つまたは複数の導管6、6・・・6と、導
管6、6・・・6に設けられた絞り部7およびこれより
下流側の導管6に設けられた圧力計8および/または流
量計9と、圧力計8および/または流量計9に接続され
てこれらからの情報を受け、かつ絞り部7に接続され、
前記情報に基づいて絞り部7に指示を与える制御装置10
とを備えた地盤注入装置A。この装置Aを用い、地盤3
中に注入するに際して、絞り部7に絞りの指示を与えな
がら絞りを調整し注入液5の吐出量および/または吐出
圧力をそれぞれの注入管路2における注入状況に応じて
調整する。
Description
に設置された注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤
を固結する地盤注入装置および工法に係り、特に注入の
際の圧力変化にもかかわらず、所定の吐出量で注入し、
さらに、吐出量を注入情況に応じて任意に調整し得る地
盤注入装置および工法に係り、詳細には、地盤注入液を
注入管路に送液する導管の横断面の絞りを調整して所定
の吐出量で注入し得る地盤注入装置および工法に関す
る。
する地盤改良技術として、従来、注入すべき地盤に注入
管を設置し、これら注入管を一本づつ下方から上方に引
き上げ、あるいは上方から下方に押し下げて注入ステー
ジを移向しながら注入する方法が知られている。
な沖積層であって、透水性の異なる土層が積層して構成
されており、このため、注入ステージを移向させながら
それぞれの土層に最適な注入を達成すること、すなわ
ち、最適な注入圧、注入速度、注入量、注入率等による
注入を達成することは極めて煩雑であって、長時間を必
要とし、不経済となり、実質的に不可能であった。
行なうことが要求されている。このような液状化防止に
は大容量土の経済的急速施工が必要である。しかし、従
来の注入工法ではこのような急速施工は不可能であっ
た。
る土層が積層して構成されており、このため、各土層間
で注入圧が異なって圧力変化を起こし、あるいは注入中
に注入圧力の変化を起こし、この地盤内圧力変化のため
一定量の吐出量で地盤注入することは非常に困難であっ
た。
の注入管路に一つのポンプから同時に注入する場合、各
注入管路吐出口の地盤の注入圧力が異なれば、圧力の低
い注入管路のみに注入液が吐出され、所定の注入量を複
数の注入管路に同時に注入することは不可能であった。
スまたは噴射口を介して多数の注入管に同時に注入液を
送液し、地盤中に注入する方法も提案されている。この
方法では個々の注入管について、地盤の抵抗圧の変化の
幅が大きい場合、あるいは、それぞれの注入管における
地盤抵抗圧が注入過程中に変化する場合、ポンプ圧力が
変動してしまい、このため、各注入管に所定の吐出速度
で注入することが困難である。また、多数の注入管のう
ち、いずれかの注入管の注入が終了してのち、残りの注
入管からの注入を所定圧力および吐出量を保ちながら注
入することもまた困難なため、実用化には至っていない
のが実情である。
管の注入が完了してこの注入管路のバルブを閉束した場
合、送液管内の圧力は急上昇して残りの注入管への注入
量が急激に増大してしまい、一定の注入圧力で一定の注
入量を維持して注入を継続することが困難になる。ま
た、各注入管毎に注入管からの吐出量を注入情況に応じ
て変動させることも困難である。
入圧力の変化にもかかわちず、所定の吐出量で注入し
得、上述の公知技術に存する欠点を改良した地盤注入装
置および工法を提供することにある。
路吐出口の浸透抵抗圧力がそれぞれ異なっても、複数の
注入管路から同時に、所定の注入速度で注入し得、さら
に、複数の注入管路のうち、一部の注入が完了して注入
を停止しても、他の残りの注入管路に影響を与えず、所
定の圧力および吐出量を保ったまま、最後の一本の注入
管路まで容易に注入し得、さらにまた、注入中、各注入
管路毎にその吐出量を注入情況に応じて調整し得、上述
公知技術に存する欠点を改良した地盤注入装置および工
法を提供することにある。
止工事あるいは大規模工事における急速施工のための地
盤改良等、大容量土の地盤改良に適し、特に、改良すべ
き地盤に複数の注入管路を設置し、これら複数の注入管
路から注入液を同時に、かつ選択的に、さらには自動的
に注入し得る地盤注入装置および工法を提供することに
ある。
め、本発明装置によれば、地盤注入液を地盤中に設置さ
れた一本または複数本の注入管路を通して地盤中に注入
し、該地盤を固結する地盤注入装置において、該注入液
を所定の圧力に加圧する注入液加圧部と、この注入液加
圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する導
管と、この導管に設けられた絞り調整装置とからなるこ
とを特徴とする。
明装置によれば、地盤注入液を地盤中に設置された一本
または複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地
盤を固結する地盤注入装置において、該注入液を加圧す
る注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注
入液を前記注入管路に送液する一部または全部が柔軟性
ないしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の柔
軟性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧な
いし緩圧して該導管管路の横断面の絞りを調整する絞り
調整装置を備え、前記絞り調整装置は前記絞りを調整す
ることにより、導管から注入管路に送液される注入液の
吐出量および/または吐出圧力を調整することを特徴と
する。
本発明方法によれば、地盤注入液を地盤中に設置された
一本または複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、
該地盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加
圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、
該注入液を前記注入管路に送液する導管と、前記導管に
設けられた絞り調整装置およびこれよりも下流側の導管
に設けられた圧力計および/または流量計とを備えた地
盤注入装置を用い、前記注入液を注入加圧部から導管お
よび注入管路を経て地盤中に注入することを特徴とす
る。
明方法によれば、地盤注入液を地盤中に設置された一本
または複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地
盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加圧す
る注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注
入液を前記注入管路に送液する、一部または全部が柔軟
性ないしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の
柔軟性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧
ないしは緩圧して地盤注入液の絞りを調整する絞り調整
装置とを備えた地盤注入装置を用い、前記注入液を注入
液加圧部から導管および注入管路を経て地盤中に注入す
るに際して、前記柔軟性ないしは弾力性導管が前記絞り
調整装置によって押圧ないしは緩圧されてなり、これに
より前記導管から注入管路に送液される注入液の吐出量
および/または吐出圧力を注入管路における情況に応じ
て調整することを特徴とする。
詳述する。
トである。図2はオリフイス口径φ2.0mmにおける抵抗
圧力Pとオリフイスからの流量fとの関係を各液圧につ
いて表したグラフである。図3はオリフイス口径φ2.5
mmにおける抵抗圧力Pとオリフイスからの流量fとの関
係を各液圧について表したグラフである。図4は本発明
にかかる注入液加圧部と他の具体例の説明図である。図
5は本発明にかかる地盤注入装置の変形例のフローシー
トである。図6は本発明の絞り部として用いられる流量
制御弁の一具体例の断面図である。図7は流量制御弁の
他の例の断面図である。図8は本発明に用いられる注入
液リターンシステムの具体例の断面図である。図9は本
発明にかかる絞り部の他の具体例の断面図である。図1
0は本発明にかかる絞り部のさらに他の形式の説明図で
ある。図11は図10の絞り部の操作状態を表した部分
断面図である。図12は図10の絞り部の変形例の部分
断面図である。図13は図10の絞り部のさらに他の変
形例の部分断面図である。図14は本発明にかかる地盤
注入装置の他の具体例のフローシートである。図15は
本発明にかかる地盤注入装置のさらに他の具体例のフロ
ーシートである。図16は本発明にかかる地盤注入装置
のさらに他の具体例のフローシートである。図17は中
央管理部に接続された本発明装置の一具体例のフローシ
ートである。図18は中央管理部を有する図1の装置を
具体的に表した説明図である。図19は集中管理装置X
1の操作フローチャートである。図20は図18の10
本の送液系統分のデータを表した画面である。図21は
本発明にかかる一具体例の注入管路を地盤中に埋設した
状態の断面図である。図22は本発明にかかる他の具体
例の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図である。
図23は本発明のさらに他の具体例の注入管路を地盤中
に埋設した状態の断面図である。
置Aは地盤注入液5を地盤3中に設置された一本または
複数本の注入管路2、2・・・2を通して地盤3中に注
入し、該地盤3を固結する装置であって、地盤注入液5
を所定の圧力に加圧する注入液加圧部1と、この注入液
加圧部1に連通され、前記注入液5を注入管路2に送液
する導管6と、この導管6に設けられた絞り部7とから
基本的に構成される。なお、絞り部7は導管6の上端
部、すなわち、送液系13と導管6の分岐点、あるいは後
述の分配装置11から導管6への出口に設けてもよい。
5の絞り部7に至る送液系13に注入液リターンシステム
RS、すなわち、送液流量計f0 および/または送液圧
力計P0 と、注入液リターン装置RAを設け、所定の注
入圧力P0 を保つように流量圧力制御装置10によってリ
ターン装置RAを制御し、注入液の一部をリターン管路
Rを通して注入液槽4にリターンさせる。すなわち、注
入液リターンシステムRSは送液圧力計P0 および/ま
たは送液流量計f0 からの信号情報を流量圧力制御装置
10が受け、この信号を注入液リターン装置RAに伝達す
る。注入液リターン装置RAは送液圧力計P0 および/
または送液流量計f0 からの情報に基づき、送液系13中
の注入液を送液系13からリターン管路Rに分流して注入
液槽4にリターンさせることにより送液系13の液圧を所
望の圧力に保持し、これにより絞り部7を通して導管6
から注入管路2に送液される注入液の吐出量を所定の量
に保持する。
上流側の高い圧力部から下流側の低い圧力部に噴射され
る。この場合、加圧された地盤注入液5の注入圧力P0
と注入される地盤3の注入圧力P1nの差圧を充分に大き
くとれば、絞り部7より下流側の各導管6、6・・・6
の注入圧力にばらつきがあっても、各導管6の吐出量
(注入速度)は絞り部7の面積が同じであればほぼ同一
量となる。そして、吐出量は注入圧力P0 と絞り部7の
孔の面積によって定まる。
入の初めから終りまで常に全導管6、6・・・6から正
確に同様に注入されるとは限らず、あるいは対象注入個
所によっては早く完了して注入を終了する導管6もでて
くる。ところが、導管6、6・・・6の一部が注入を終
了すると、この注入量が残りの他の導管6、6・・・6
に分配されるため、導管6内の圧力が高くなり、残りの
導管6、6・・・6からの吐出量が増えてしまう。これ
を防ぐために、ポンプ14のインバータ(図示せず)を調
節して回転数を調整し、圧力を落として流量を調整する
か、リターンシステムを作動させる。このようにして、
導管6の注入中の数の変動にもかかわらず、送液系13の
圧力を所定値に保持し得、各導管6、6・・・6から所
定流量の注入を自動的に継続することができる。
で、注入液リターンシステムRSにより注入圧力P0 を
任意の値に設定して地盤注入液5を自動的にリターンさ
せ、注入圧力P0 と、稼動している導管6、6・・・6
の数とに対応した吐出量を任意に得ることもできる。さ
らに、ポンプ14に図示しないインバータを設けることに
より、最も適切な流量範囲(圧力範囲)内で、所定の流
量ないしは圧力に調整することもできる。このように、
注入液リターンシステムRSにより、あるいはインバー
タにより、さらにはこれらの併用により地盤注入液を所
定圧力に加圧する注入液加圧部1を本発明では、流量圧
力制御機能を有する注入液加圧部1と呼ぶ。なお、図1
において、送液系13と、導管6との間に分配装置11を設
け、導管6、6・・・6を分配装置11から伸長させても
よい。また、12は導管6と注入管路2の連結部である。
さらに、導管6には図1に示すように、分岐バルブ
V1 、V2 ・・・Vi 、Vn 、さらには、圧力計(圧力
検出器)8、流量計(流量検出器)9を任意に設けるこ
ともできる。
圧された地盤注入液5(絞り部7(オリフイス)よりも
上流側の液圧=P0 )をオリフイス(絞り部7)から噴
出する場合、オリフイスの口径を2.0mmおよび2.5mmと
し、リターンシステムRSを用いてオリフイスよりも上
流側の液圧を所定圧力に保ち、オリフイスよりも下流側
の液圧(地盤抵抗圧力)を種々変化させたときのオリフ
イスからの流量f(l/分)の変化のグラフである。
圧力Pよりも充分に高いときには、流量 fは液圧Pと
オリフイスOの口径によって定まり、また、液圧Pが変
動しても流量fはほとんど変動しない。また、液圧P0
とPと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。一般に、液圧P0 は20〜10
0kgf/cm2 とし、P0 とPの差は5kgf/cm2 以上、好ま
しくは、10kgf/cm2が望ましい。
システムRSの他の具体例のフローシートであり、ポン
プ14を並列して複数個用い、これにより、送液量を多く
して注入圧力P0 を高めて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。すなわち、これにより、本
発明は図1に示す導管6、6・・・6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。また、1吐出口当たり1〜5l/分の低吐出量
により土粒子間浸透も可能になる。すなわち、1吐出口
3lとして100吐出口を同時注入する場合、300l
/分の注入ポンプを必要とする。ところが、300l/
分の薬液注入ポンプは入手しにくい。しかし、図4の装
置を用いることにより30l/分の薬液注入ポンプ10
台を一セットにし、100本の吐出口から一気に注入す
ることができる。しかも、この注入液リターンシステム
RSを用いることにより、一台毎のポンプの吐出量を調
整することなく、多数の吐出口から、吐出口の数が変動
しても一定圧力P0 により、所定量の吐出量で自動的に
注入し続けることができ、上述のリターン装置を用いる
ことによってこのような画期的注入工法の実用化が可能
になる。
稼動しており、送液圧力計P0 の信号を得た流量圧力制
御装置10は注入液リターン装置RAに指示して地盤注入
液5をリターン管路Rを通して分流リターンさせ、図1
における分配装置11内の圧力(絞り部7よりも上流側の
液圧)を制御して吐出量を制御する。さらに、流量計9
の信号を受けて分配装置15内の圧力を制御し、最も適切
な導管6の吐出量になるように制御する。かつ、導管6
の一部が所定注入を終えて注入を停止しても、残りの導
管から同一吐出量で注入して最後の一本まで注入できる
ようになる。
明にかかる地盤注入装置の例を示す。一般に、分配装置
はポンプで注入液を送液系13から直接各導管6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。ま
た、脈動を生じるため、地盤への均質な浸透が困難にな
る。これに対して、送液系13から分配装置11を経て導管
6に送液すると、脈動が吸収されて地盤中への均質な浸
透が可能になる。また、図5のように、絞り部7に至る
送液系13に注入液リターンシステムRS、すなわち、送
液圧力計P0 ないしは送液流量計f0 、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、ポンプ14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、導
管6、6・・・6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。また、ポンプ14の脈動が分配装置15内で吸収され、
このため、各注入管路2、2・・・2には脈動のない地
盤注入液5が送液され、脈状注入の起こりにくい土粒子
間浸透が可能になる。特に、図5のような円筒環状の分
配装置15は分配装置11内の圧力が均等に分布するため、
各導管6、6・・・6への吐出量が均質になる。なお、
送液圧力計P0 や送液流量計f0 は分配装置内に設ける
こともできる。
あって、流量制御弁Bの断面図である。図6において流
量制御弁Bは弁本体15と、入口通路16と、出口通路17
と、バランスピストン18と、スプリング19と導入口22と
を備えて構成される。
する入口20および矢印方向に排出する出口21を有し、入
口通路16はこの入口20から弁本体15の内部に通じ、かつ
出口通路17はこの出口21から弁本体15の内部に通じてい
る。
口通路21間にこれら通路方向に沿って移動自在に内蔵さ
れ、かつ入口通路16に通じる導入口(オリフイス)22お
よび出口通路17に通じる流出口23を有している。なお、
導入口22はバランスピストン18の通路方向への移動によ
り絞りおよび開きを自在に調整できる。
口通路17内に装着され、バランスピストン18を出口通路
17の方向から付勢する。このような伸縮性弾性体とし
て、図6に示されるスプリング19のほかに、図示しない
が、スプリングを内在した合成樹脂製のクッション材、
スプリングをゴムのような伸縮製膜で覆ったクッション
材、硬質ゴムのような合成樹脂製の可撓性クッション材
等、スプリングの間に注入液のゲルが詰まって機能低下
を来さないようにした各種クッション材が用いられる。
御弁Bは出口21側に圧力P1 (抵抗圧)が増えると、出
口21側圧力P1 と入口20側圧力P0 の圧力差P0 −P1
が小さくなり、注入速度が減少するが、バランスピスト
ン18は地盤抵抗圧が増えるため、スプリング19を押して
入口20側に移動する。この移動により導入口22(オリフ
イス)の開口部が大きくなり、入口20から流入する流量
が増大するように作用する。
が低くなると、出口21側圧力P1 と入口20側圧力P0 の
圧力差P0 −P1 が大きくなり、注入速度が増大する
が、バランスピストン18は出口21側に移動する。この移
動により導入口22が絞られて開口部が小さくなり、導入
口22から流入する流量が減少するように作用する。すな
わち、本発明にかかる流量制御弁Bは出口21側の圧力変
化にもかかわらず、出口21から常に一定の吐出量を吐出
するように作動する。このように、注入孔毎に地盤注入
圧力に変動があっても、注入中にゲル化が進行して地盤
の抵抗圧が増大しても一定の吐出量を保持するように作
動する。
最も適した注入圧力と吐出量で注入することが望まし
い。所定のポンプ圧を保って、それに対応した吐出量で
注入するべきであるが、注入中の地盤の変化、ゲル化に
伴う浸透抵抗の変化、あるいは注入操作上のばらつきに
よってポンプ圧が変動し、吐出量も変化しやすい。これ
に対し、本発明によれば、上述弁の機能により出口側の
圧力変化にもかかわらず、ほぼ一定の吐出量を保持でき
る。
す。図7において、流量制御弁Cは図6の流量制御弁B
と同様、弁本体15と、入口通路16と、出口通路17と、バ
ランスピストン18と、スプリング19とを備えて構成され
る。
し、スプリング19の方向に押し込むことにより、スプリ
ング19を介してバランスピストンを移動し、導入口(オ
リフイス)22の開口面積を狭くして地盤注入液5の通過
量を減らす。この結果、流出口23を経て出口21から吐出
される地盤注入液5の量は減少する。これとは逆に、ネ
ジ24を反対に回転することによってバランスピストンを
上述とは逆に移動し、導入口(オリフイス)22の開口面
積を広くして地盤注入液5の通過量を増大させる。この
結果、流出口23を経て出口21から吐出される地盤注入液
5の量は増大する。
り、施工前の流量試験に基づいて、あらかじめネジ24を
調整して所定の吐出量に設定することができ、また、注
入中、注入状況に応じてネジ24をまわし、適宜に吐出量
を調整することもできる。
システムの具体例を示した断面図である。すなわち、図
8は送液系13、すなわち、注入液槽4より分配装置11に
至る途中の送液系13に注入液リターン装置RAおよびこ
れよりも下流側に送液圧力計P0 および/または送液流
量計f0 を設けるとともに、これら注入液リターン装置
RA、および送液圧力計P0 あるいは送液流量計f0 を
それぞれ流量圧力制御装置10に接続した例である。この
場合、注入液リターン装置RAは送液圧力計P 0 および
/または送液流量計f0 からの情報に基づき、送液系13
中の地盤注入液5を送液系13からリターン管路Rに分流
することにより送液系13の液圧を所望の圧力に保持す
る。なお、注入液リターン装置RAでは、上述信号を受
け、リバーシブルモータ26のシヤフト25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への地盤注入液5のリターン量を調
整し、送液系13側の圧力ないしは流量を所望の設定値と
する。これらの装置とポンプを一体化して流量圧力制御
機能を有する注入液加圧部1とすることができる。
の具体例の断面図である。絞り部7は流量圧力制御装置
10からの指示を受け、リバーシブルモータ26の稼動によ
りシヤフト25を矢印方向に運動させ、導管6中に送液さ
れる地盤注入液5をシヤフト25で絞り、オリフイス(絞
り)の口径を調整する機能を有する。すなわち、流量圧
力制御装置10に接続された圧力計8および/または流量
計9からの情報に基づき、導管6中に送液中の地盤注入
液5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aを調整して導管6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、上述のように絞り
部7を用いれば、導管6の流量を自動的に調整できる。
このように、本発明では、ポンプにリターン装置やイン
バータを設けずとも、絞り部に流量圧力制御装置を設け
て絞り部よりも上側の液圧を調整して絞り部の断面積に
対応した流量を得ることによって、注入液加圧部に所定
の圧力に加圧する機能をもたらすことができる。
の形式の説明図であり、図11は図10の絞り状態を表
した説明図である。図10および図11において、地盤
注入液5を注入管路2に送液する導管6(送液系)は一
部または全部が柔軟性導管6aで形成される。そして、
この柔軟性導管6aには、この導管6aを押圧ないしは
緩圧して該導管6aの管路6bの横断面の絞りを調整す
る絞り部7が備えられる。この柔軟性導管6aに用いら
れる材料としては、例えば合成樹脂等のゴムが用いられ
る。
の絞り部7は柔軟性導管6aを押圧ないしは緩圧して管
路6bの横断面の絞りを調整し、これにより、管路6b
に阻害するものが存在せず、したがって、注入液とし
て、例え、懸濁性の注入液を流しても管路6bの絞り部
が詰まることがない。
0に示されるように、一対の硬質片27、27を備え、図1
1に示されるように、この一対の硬質片27、27で柔軟性
導管6aを挟持して管路6bを押しつぶし、あるいは復
元させることにより導管6aを押圧ないしは緩圧する。
この場合、シヤフト25はギヤを上下することにより手動
で調整することもできるが、自動的に行なう方が好まし
い。
かる絞り部7はリバーシブルモータ26、およびこのモー
タ26の稼動によって上下に運動するシャフト25を備え
る。28はギヤボックスである。そして、一対の硬質片2
7、27のうち、一方は柔軟性導管6aに近接ないしは接
触するように、シャフト25の、例えば先端に取りつけら
れ、他方は柔軟性導管6aを挟んで、一方の硬質片27と
対向する位置に配置される。これにより、図11に示さ
れるように、シャフト25の上下運動により柔軟性導管6
aを一対の硬質片27、27間に挟んで押圧ないしは緩圧す
る。
に、絞り部7よりも下流側の送液系導管6(ないしは柔
軟性導管6a)に圧力計8および/または流量計9、例
えば電磁流量計8を設け、かつ、流量圧力制御装置10を
も設ける。この制御装置10は所望の流量を設定してお
き、圧力計8および/または流量計9、および絞り部7
のリバーシブルモータ26と接続され、圧力計8および/
または流量計9からの情報に基づき、絞り部7に指示を
与えてリバーシブルモータ26を稼動させ、シャフト25を
上下運動させて柔軟性導管6aを押圧ないしは緩圧して
絞りを調整し、設定された所望の流量に調整する。硬質
片27、27としては例えば、硬質プラスチックや金属等か
らなる硬質の棒状体が用いられる。
に注入液加圧部1と接続してもよい。すなわち、図1の
注入液加圧部1の例えば、ポンプ14とも接続され、圧力
計8および/または流量計9からの情報に基づき、注入
加圧部1(ポンプ14)に指示を与え、例えば、インバー
タに指示してポンプ14の回転数を上げ下げして地盤注入
液5の加圧状態を調整する。なお、この制御装置10は図
示しないが、リターン装置を調整して絞り部7より上流
側の圧力が所定値を保つようにリターン量を調整するこ
ともできる。
部1を経て加圧送液され、次いで、図10に示されるよ
うに、柔軟性導管6aに設置された絞り部7の上下に運
動自在なシャフト25の硬質片27により柔軟性導管6aが
挟持されて流量が絞られる。この硬質片27、27で挟ま
れ、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5の瞬時流量qは硬質片27、27よりも上流側の圧
力P0 と注入管路2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。
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。
管6a)毎に行なうことができる。すなわち、本発明に
よれば、注入加圧部1の圧力と、絞り部7のシヤフト25
の調整による流路aの断面を変動することにより、個々
の導管6(柔軟性導管6a)毎に、注入状況に応じて注
入圧力、瞬時注入量(注入速度)の調整が可能であり、
圧力が上がっても瞬時注入量を低くすることによって低
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。
7は図9の地盤注入液5の流れをシヤフト25で直接遮断
するものとは異なり、図10に示すように、外側から硬
質片27、27で柔軟性導管6aを挟持して流量を調整する
ので、懸濁液を用いても柔軟性導管6aが地盤注入液5
で詰まることがない。
て、複数の注入管路2、2・・・2にそれぞれつながる
複数の柔軟性導管6a、6a・・・6aを一組の硬質片
27、27で同時に導管6aの管路6bの絞りを調整する。
これは地盤条件がほぼ同一で、かつ注入条件もほぼ同一
であって、複数の注入管路から同時に注入する場合に用
いられる。この場合、絞り部7よりも下流側の圧力およ
び/または流量は一本の導管の測定のみで足りる。
あって、複数の柔軟性導管6a、6a・・・6aをそれ
ぞれ別々の絞り部7、7・・・7で吐出量を調整する。
この場合、それぞれの導管6aは注入管路に通じ、それ
ぞれの注入管路の注入状況に応じて最適の吐出量で注入
できる。
の具体例のフローシートである。図14において、地盤
注入装置Aは注入液槽4中の地盤注入液5を地盤3中に
設置された一本または複数本の注入管路2、2・・・2
を通して地盤3中に注入し、地盤3を固結する。このよ
うな本発明にかかる地盤注入装置Aは注入液加圧部1
と、絞り部7と、導管6、6・・・6とを基本的に備え
て構成される。なお、図14において、中央の縦方向に
画かれた破線よりも左側の部分が注入管路2を一本用い
た装置であり、この破線を取り除いた全体図が複数本の
注入管路2、2・・・2を用いた装置である。説明上、
両者は同じであるので、図14により複数の注入管路
2、2・・・2を例として両者の説明を兼ねる。一本の
注入管路2を用いた例は破線の左側の部分である。な
お、この地盤注入装置Aにおいて、絞り部7として図
6、または図7に示す流量制御弁BまたはC、図9や図
10の絞り部等をそれぞれ用いることができる。
系13) を介して連結され、槽4中の地盤注入液5を注入
液加圧部1に導き入れ、加圧する。この注入液加圧部1
は具体的には例えば、一台のポンプから構成され、ある
いは図4に示されるように、複数台のポンプ14、14・・
・14を並列して構成され、さらには図示しないが、注入
液を満たした耐圧容器にコンプレッサからの圧気を加え
て注入液を送液する注入液加圧部で構成される。
介して注入液加圧部1に連通され、注入液加圧部1によ
って加圧された注入液を注入管路2、2・・・2に送液
する。これら導管6、6・・・6にはそれぞれ、絞り部
7およびこれよりも下流側に圧力計8および/または流
量計9が設けられる。12は地盤3中の注入管路2と、導
管6とを連結する連結部である。
図14に示されるように、流量圧力制御装置Xを備え
る。この制御装置Xは図14の装置の例ではそれぞれの
導管6、6・・・6に備えられ、各導管6の圧力計8お
よび/または流量計9に接続されてこれらの情報を受
け、さらに絞り部7に接続され、圧力計8および/また
は流量計9からの情報に基づいて、絞り部7に指示を与
える。
導管6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、絞りを調整して導
管6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。
系13を介し、注入液加圧部1から導管6を経て注入管路
2から地盤3中に注入されるが、この際、絞り部7に絞
りの指示を与えながら注入を行なって導管6中の液圧を
所望の圧力範囲および/または瞬時流量範囲に保持す
る。これによって、注入液加圧部1はポンプ14に直接リ
ターン装置やインバータを備えなくても注入液を所定の
圧力に加圧する機能を付加される。
じめ流量圧力制御装置10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8および/
または流量計9から実際の圧力値および/または流量値
を制御装置10に送る。絞り部7にはリバーシブルモータ
26が内在し、制御装置10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26を正転あるいは逆転し、
シャフト25を上下ないしは左右に揺動して開度を調整
し、注入管路2の流量を調整する。
り部7と、圧力計8および/または流量計9とを一体化
して流量圧力制御装置Xとして用いることもできる。
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、複数の導管6、6・・
・6のいずれかが注入を停止しても、残りの各導管6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。
る。この場合、複数の導管6の圧力計8および/または
流量計9は一個所の制御装置10に接続されるとともに、
この一個の制御装置10からそれぞれの絞り部7に指示を
与える。したがって、制御装置10は一個で済むので装置
が簡略化される。また、図15において、複数の導管
6、6・・・6は分配装置11に連結され、この分配装置
11から複数の導管6、6・・・6が分岐する。
インバータ1aを有するポンプ、絞り部7として図1な
らびに図8に示すリターン管路Rを備える。なお、図9
の絞り部7を用いた場合、注入するにつれて差圧△P1
が少なくなってきたら、インバータ(あるいは無段変速
機。これらを有するポンプを注入速度可変ポンプとい
う)1aを調整してP0 を高め、△Pを高くすることが
できる。さらにその上、各注入管路2の注入状況に応じ
て、最も適切な流量、圧力を保つような流路Aとなるよ
うに、シャフト25を絞り部7で調整すればよい。
を調整してリターン量を調整し、各注入管路2への流量
を各注入管路2における注入状況の変化に応じて調整す
ることもできる。また、図15および図16の分配装置
11は送液系13に設けた耐圧容器であって、この容器から
複数の導管6、6・・・6が分岐する。このようにする
と同一条件で各導管6、6・・・6に注入液が分流す
る。
液系13、すなわち、注入液加圧部1から導管6に至る途
中の導管(送液系13)に、注入液リターン装置RAおよ
び、これよりも下流側に圧力計8aおよび/または流量
計9aを設けるとともに、これら注入液リターン装置R
A、および圧力計8aあるいは流量計9aをそれぞれ制
御装置10に接続した例である。この場合、注入液リター
ン装置RAは圧力計8aおよび/または流量計9aから
の情報に基づき、送液系13中の注入液を送液系13からリ
ターン管路Rに分流することにより送液系13の液圧を所
望の圧力に保持する。この場合も、注入液リターン装置
RA、圧力計8aおよび/または流量計9a、および制
御装置10を一体化して流量圧力制御装置Xaとすること
もできる。これにより、注入液が導管6に導入される以
前の送液系13の段階で送液系13から導管6に送液される
注入液の吐出量および/または吐出圧力を所望の範囲に
保持し得る。
二液を注入管路2内ないしは地盤3中で合流させる例の
簡略化ブロック図であって、中央管理部Xに接続された
例である。この場合、送液圧力計P0 および/または送
液流量計f0 および複数の導管6、6・・・6の圧力計
8および/または流量計9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
らそれぞれの絞り部7、リターン装置RAおよび注入監
視盤X2に指示を与える。
あって、中央管理部Xに接続された例を示す。図18
中、Xは中央管理部であって、集中管理装置X1、注入
監視盤X2、日報作成装置X3、プリンタX4、施工表
示盤X5を含む。図18中、29はストップバルブ、30は
ランプ、31は開始スイッチである。
それぞれ圧力計8および/または流量計9、および絞り
部7、7・・・7を設け、圧力計8および/または流量
計9は集中管理装置X1に接続し、さらに、絞り部7は
直接、またはストップバルブ29を介し、施工表示盤X5
に接続し、施工表示盤X5は集中管理装置X1に接続す
る。図18では、これらのデータを注入監視盤X2に画
面表示して注入状況を一括監視することができる。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、かつ、集中
管理装置X1によってこれらの注入データが記録され
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。
液加圧部1から送液系13、流量圧力制御装置10、および
分配装置11を介し、複数の導管6、6・・・6を通して
地盤3中の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、複数の導管6、6・・・6の各圧力計
8ないしは流量計9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、記録される。
液槽4からの注入液は送液系13のポンプ14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11に
導入され、次いで複数の導管6、6・・・6に分流さ
れ、図示しないオリフイスを内在した絞り部7を経て注
入管路2、2、・・・2を通って地盤3中に注入され
る。
力計8および/または流量計9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X
1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。
(パソコン)およびプリンタX4が接続され、記録され
た各データが日報作成装置X3によって日報として作成
され、プリンタX4でプリントアウトされる。
ヤートを示しながら、図18の装置について説明する。
図18において、まず、導管6、6・・・6のNo.1〜10
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X1の
No.1〜10の開始スイッチ31をONにしてデータ記録を開
始する。
ON表示がなされる。注入監視盤X2では、導管6、6
・・・6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X1は完了信
号あるいは警報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30で完了状
態あるいは中断信号を表示し、導管6、6・・・6のス
トップバルブ29を閉める信号を出力する。
後、集中管理装置X1の開始スイッチ31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。
本の導管6、6・・・6にそれぞれ配置された圧力計8
および/または流量計9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
注入完了あるいは注入中断の自動判断を行なう。
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29の閉信号を出力するとと
もに、ランプを点灯させて完了または中断であることを
表示する。(圧力規定による完了か、中断か、規定注入
量による完了かは画面に表示される。)
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20は図18の10本の送液系統分のデータを
表示した画面を示す。
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18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18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
けたら警報信号を出し、その送液系統の注入は中断か、
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。
(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。
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11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11内の液圧と、複
数の導管6、6・・・6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20において、最大圧力の代
わりに、図18の送液系13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。
作設定フアイル(図19におけるシテスム仕様設定)で
あり、導管6、6・・・6の注入完了条件の規定圧力
値、規定注入量の設定を行なう。さらに導管6の絞り部
7の絞りや、注入液加圧部1におけるポンプ14のインバ
ータの調整や分配装置11内の流体圧を設定値に保つため
のリターンシステムRSの調整を行なうための注入仕様
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。
本毎に一枚づつ、例えば、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。
例えば、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。
に埋設した状態の断面図であって、注入管路2として複
数本の細管32を結束してなる注入管路2を用いた例を示
す。各細管32、32・・・32は先端吐出口33がそれぞれ軸
方向の異なる位置に開口され、削孔34に装填されたスリ
ーブグラウト35中に埋設するように地盤3中に設置され
る。吐出口33からの地盤注入液は固化したスリーブグラ
ウト35を破り、地盤壁3aを通って地盤3中に浸透、注
入される。なお、このスリーブグラウト35は使用しなく
てもかまわない。
盤中に埋設した状態の断面図であって、注入管路2とし
て、複数の細管32、32・・・32をバンド37で結束し、か
つ、複数の袋パッカ36、36・・・36を軸方向に間隔をあ
けて装着してなる注入管路2を用いた例を示す。そし
て、細管32は先端吐出口33が袋パッカ36の内側および袋
パッカ36、36間にそれぞれ位置するようにバンド37によ
って結束される。このような注入管路2を地盤3に設置
するに際し、まず、袋パッカ36をふくらませないで削孔
34に挿入の後、細管32を通じて袋パッカ36内には吐出口
33から袋パッカ36をふくらませて固化させる固結材ある
いは水、泥水、空気窒素ガス等の不活性気体等、各種流
体を填充して袋パッカ36を膨脹させる。さらに、吐出口
33から地盤注入液をそれぞれ吐出し、袋パッカ36、36間
の空間38から地盤注入液を地盤3中に浸透、注入する。
盤中に埋設した状態の断面図であって、注入管路2とし
て、二重管ダブルパッカ注入管路2aを用いた例を示
す。この注入管路2aは内管39、外管40および細管32か
ら構成される。内管39は先端部分に上下に離れてパッカ
36aを備え、この間に内管吐出口39aを有する。まず、
注入管路2aを地盤3の削孔34に挿入の後、次いで、内
管39の吐出口39aから各袋パッカ36、36・・・36に硬化
物を填充して膨脹させ、袋パッカ36、36・・・36を形成
する。この状態で細管32の吐出口32aから地盤注入液を
地盤3中に注入し、地盤3を固結する。上下に隣接する
袋パッカ36、36間には外管40の吐出口40aが設けてある
が、これは必ずしも必要としない。なお、この外管吐出
口40aを通して、注入後に地盤3の透水試験を行なうこ
とができ、試験の結果、注入が不充分の場合には外管40
の吐出口40aから地盤注入液を再注入することもでき
る。図23中、41はゴムスリーブであり、吐出口はこの
ゴムスリーブ41によって覆われる。
示しないが、先端吐出口を有する単管、内管および外管
を有し、先端に内管吐出口および外管吐出口をそれぞれ
有する二重管、内管、外管および中管からなり、内管吐
出口、外管吐出口および中管吐出口をそれぞれ有する三
重管等も用いることもできる。また、上述三重管におい
て、外管内には任意の複数の管路を並列して設けてもよ
く、その吐出口は外管の軸方向の異なる位置に設けても
よい。
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、図9、図10に示す絞り部を有する装置を
用いることにより、詰まり難く、本発明に適している。
また、図17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。
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
リカ濃度が0.1〜8重量%の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。
られる非アルカリ領域のシリカ濃度が0.1〜8重量%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。
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。
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。
応剤とを混合してなるシリカ溶液を主材とした注入液。
性注入液。
以上の微粒子スラグとアルカリ(セメント、消石灰、水
ガラス、苛性アルカリ、アルミン酸ソーダ、炭酸ソー
ダ、重炭酸ソーダ等、アルカリ性を呈する塩等)。
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。
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。
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。
スを硫酸やリン酸と混合してあるいはさらに、硫酸アル
ミニウムや塩化アルミニウム等のアルミニウム塩を加え
てpH0.5〜7、SiO2 濃度0.1〜8重量%のシリカ
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1.1
〜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。
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。
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。
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6を通して以下のように地盤3中に
注入し、地盤3中でA、B液を反応させて地盤3を固結
した。
8、9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の導管6、6・・・6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両液を
別々に地盤中に注入し、以下のいずれかの現象が生じる
まで繰り返し注入する。
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。
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。
盤中に設置された一本または複数本の注入管路を通して
地盤中に注入し、該地盤を固結するに際して、該注入液
を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連結さ
れ、前記加圧部によって加圧された注入液を前記一つま
たは複数の注入管路にそれぞれ送液する一つまたは複数
の導管と、前記導管にそれぞれ設けられた絞り部および
これより下流側の分岐管に設けられた圧力計および/ま
たは流量計と、前記圧力計および/または流量計に接続
されてこれらからの情報を受け、かつ絞り部に接続され
てこれら情報に基づいて絞り調整装置に指示を与える制
御装置とを備えた地盤注入装置を用いて地盤注入を行な
う。
導管を経て注入管路から地盤中に注入するに際して、こ
の注入を絞り部に絞りの指示を与えながら行なって導管
中の液圧を所望の圧力に保持し得る。
れる注入液の吐出量および/または吐出圧力を所望の範
囲に保持するとともに、複数の導管のいずれかが注入を
停止しても、残りの各分岐管の吐出量および/または吐
出圧力を所望の範囲に保持する。
オリフイスからの流量fとの関係を各液圧について表し
たグラフである。
オリフイスからの流量fとの関係を各液圧について表し
たグラフである。
明図である。
シートである。
一具体例の断面図である。
図である。
具体例の断面図である。
ある。
明図である。
図である。
る。
面図である。
フローシートである。
体例のフローシートである。
体例のフローシートである。
例のフローシートである。
る。
る。
た画面である。
に埋設した状態の断面図である。
中に埋設した状態の断面図である。
中に埋設した状態の断面図である。
0)
Claims (27)
- 【請求項1】 地盤注入液を地盤中に設置された一本ま
たは複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤
を固結する地盤注入装置において、該注入液を所定の圧
力に加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通
され、該注入液を前記注入管路に送液する導管と、この
導管に設けられた絞り部とからなる地盤注入装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記注入液加圧部は
地盤注入液の流量圧力制御機能を有するリターン装置お
よび/またはインバータを備えてなる請求項1に記載の
地盤注入装置。 - 【請求項3】 請求項1において、前記絞り部よりも下
流側の前記導管にさらに、圧力計および/または流量計
を設け、前記絞り部は圧力計および/または流量計から
の情報に基づき、絞りを調整することにより、前記導管
から注入管路に送液される注入液の吐出量および/また
は吐出圧力を調整するようにした請求項1に記載の地盤
注入装置。 - 【請求項4】 請求項1において、前記絞り部は流量面
積を所定の値に設定したオリフイスまたは流量制御弁で
ある請求項1に記載の地盤注入装置。 - 【請求項5】 請求項1において、前記絞り部はリバー
シブルモータおよびこのリバーシブルモータに連結さ
れ、このモータの稼動によって上下に運動するシャフト
を備え、このシャフトを先端から前記導管の管路内に挿
入し、上下に運動させることによって前記導管管路の横
断面の絞りを調整する請求項1に記載の地盤注入装置。 - 【請求項6】 請求項1において、導管は注入液加圧部
に連通する分配装置から一本または複数本分岐してなる
請求項1に記載の地盤注入装置。 - 【請求項7】 地盤注入液を地盤中に設置された一本ま
たは複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤
を固結する地盤注入装置において、該注入液を加圧する
注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入
液を前記注入管路に送液する一部または全部が柔軟性な
いしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の柔軟
性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧ない
しは緩圧して該導管管路の横断面の絞りを調整する絞り
部とを備え、前記絞り部は前記絞りを調整することによ
り、導管から注入管路に送液される注入液の吐出量およ
び/または吐出圧力を調整することを特徴とする地盤注
入装置。 - 【請求項8】 請求項7において、前記注入液加圧部は
地盤注入液の流量圧力制御機能を有するリターン装置お
よび/またはインバータを備えてなる請求項7に記載の
地盤注入装置。 - 【請求項9】 請求項7において、前記絞り部はさら
に、リバーシブルモータおよびこのリバーシブルモータ
に連結され、このモータの稼動によって上下に運動する
シャフトを備え、前記一対の硬質片のうち、一方は前記
柔軟性ないしは弾力性導管に近接ないしは接触するよう
に、前記シャフトに取り付けられ、他方は前記柔軟性な
いしは弾力性導管を挟んで前記一方の硬質片と対向する
位置に配置され、前記シャフトの上下運動により前記柔
軟性ないしは弾力性導管を前記一対の硬質片間に挟んで
押圧ないしは緩圧するようにした請求項7に記載の地盤
注入装置。 - 【請求項10】 請求項7において、前記絞り部よりも
下流側の導管に、圧力計および/または流量計が設けら
れ、この圧力計および/または流量計からの情報に基づ
き、前記絞り部はリバーシブルモータを稼動させ、シャ
フトを上下運動させて前記柔軟性ないはし弾力性導管を
押圧なしいは緩圧するようにした請求項7に記載の地盤
注入装置。 - 【請求項11】 請求項7において、さらに制御装置を
備え、この制御装置は圧力計および/または流量計に接
続されてこれらの情報を受け、かつ絞り部に接続されて
これら情報に基づいて絞り部に指示を与えて絞りを調整
し、送液中の注入液がそれぞれの注入管路における情況
に応じて圧力および/または流量を調整して導管から注
入管路に送液するようにした請求項7に記載の地盤注入
装置。 - 【請求項12】 請求項7において、前記絞り部に至る
までの導管には注入液リターン装置が備えられ、この注
入液リターン装置は前記流量計および/または圧力計か
らの情報に基づき、リターン量を調整し、これにより、
注入液を所望の圧力に保持して導管に送液する請求項7
に記載の地盤注入装置。 - 【請求項13】 請求項11において、制御装置はさら
に注入液加圧部とも接続され、流量計および/または圧
力計からの情報に基づき、注入液加圧部に指示を与え、
地盤注入液の加圧状態を調整するようにした請求項11
に記載の地盤注入装置。 - 【請求項14】 請求項7において、導管は注入液加圧
部に連通する分配装置から一本または複数本分岐してな
る請求項7に記載の地盤注入装置。 - 【請求項15】 地盤注入液を地盤中に設置された一本
または複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地
盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加圧す
る注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注
入液を前記注入管路に送液する導管と、前記導管に設け
られた絞り部およびこれよりも下流側の導管に設けられ
た圧力計および/または流量計とを備えた地盤注入装置
を用い、前記注入液を注入加圧部から導管および注入管
路を経て地盤中に注入することを特徴とする地盤注入工
法。 - 【請求項16】 請求項15において、地盤注入装置は
注入液加圧部に地盤注入液の流量圧力制御機能を有する
リターン装置および/またはインバータを備え、前記注
入液が絞り部に至るまでの圧力を所定の値に調整するこ
とにより、絞り部を通過する地盤注入液の吐出量を調整
するようにした請求項15に記載の地盤注入工法。 - 【請求項17】 請求項15において、絞り部はオリフ
イスまたは流量制御弁である請求項15に記載の地盤注
入工法。 - 【請求項18】 請求項15において、地盤注入装置は
さらに制御装置を備え、この制御装置は前記圧力計およ
び/または流量計に接続されてこれらからの情報を受
け、かつ絞り部に接続され、前記情報に基づいて絞り部
に指示を与え、前記注入液を注入加圧部から導管および
注入管路を経て地盤中に注入するに際して、絞り部に絞
りの指示を与えながら注入を行なって絞りを調整し、こ
れにより該導管から注入管路に送液される注入液の吐出
量および/または吐出圧力を注入管路における注入情況
に応じて調整するようにした請求項15に記載の地盤注
入工法。 - 【請求項19】 請求項15において、前記絞り部はリ
バーシブルモータおよびこのリバーシブルモータに連結
され、このモータの稼動によって上下に運動するシャフ
トを備え、このシャフトを先端から前記導管の管路内に
挿入し、上下に運動させることによって前記導管管路の
横断面の絞りを調整する請求項15に記載の地盤注入工
法。 - 【請求項20】 請求項15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)セメントおよび/または粘度
を有効成分とする懸濁性注入液、(g)スラグおよびア
ルカリを有効成分とする懸濁性注入液、(h)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、
(i)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15に記載の地盤注入工法。 - 【請求項21】 地盤注入液を地盤中に設置された一本
または複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地
盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加圧す
る注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注
入液を前記注入管路に送液する、一部または全部が柔軟
性ないしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の
柔軟性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧
ないしは緩圧して地盤注入液の絞りを調整する絞り部と
を備えた地盤注入装置を用い、前記注入液を注入液加圧
部から導管および注入管路を経て地盤中に注入するに際
して、前記柔軟性ないしは弾力性導管が前記絞り部によ
って押圧ないしは緩圧されてなり、これにより前記導管
から注入管路に送液される注入液の吐出量および/また
は吐出圧力を注入管路における情況に応じて調整するこ
とを特徴とする地盤注入工法。 - 【請求項22】 請求項21において、前記絞り部より
も下流側の導管に、さらに流量計および/または圧力計
を設け、この流量計および/または圧力計からの情報に
基づき、前記絞り部に指示を与えてリバーシブルモータ
を稼動させ、シャフトを上下振動させて前記柔軟性ない
しは弾力性導管を押圧ないしは緩圧するようにした請求
項21に記載の地盤注入工法。 - 【請求項23】 請求項21において、さらに制御装置
を備えた地盤注入装置を用い、この制御装置は前記圧力
計および/または流量計に接続され、かつ絞り部に接続
され、圧力計および/または流量計からの情報を受けて
この情報に基づき絞り部に指示を与え、この指示を与え
ながら注入を行なう請求項21に記載の地盤注入工法。 - 【請求項24】 請求項21において、注入液加圧部に
は流量圧力調整機能を有する注入液リターン装置および
/またはインバータが備えられ、該注入液が該絞り部に
至るまでの圧力を所定の値に調整することにより絞り部
を通過する注入液の吐出量を調整するようにした請求項
21に記載の地盤注入工法。 - 【請求項25】 請求項21において、複数の注入管路
を有し、これら複数の注入管路に複数の導管を通して送
液する請求項21に記載の地盤注入工法。 - 【請求項26】 請求項25において、複数の導管は注
入液加圧部に連通する分配装置から分岐してなる請求項
25に記載の地盤注入工法。 - 【請求項27】 請求項21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)セメントおよび/または粘度
を有効成分とする懸濁性注入液、(g)スラグおよびア
ルカリを有効成分とする懸濁性注入液、(h)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、
(i)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21に記載の地盤注入工法。
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