JP2004232204A - Injector of ground improving material - Google Patents

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和彦 松尾
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明 神出
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injector surely locked on a prescribed position. <P>SOLUTION: This injector 10 is inserted inside an outer tube 12 buried in the ground, and is used for injecting an injection material. The injector 10 has an injector body 14 arranged in the outer tube 12 and a lock mechanism 16 connected to the rear of a body 14. The body 14 has an injection inner tube 18 arranged on the axis, opening an injection material delivery port on the tip and supplying the injection material from an upper part and an independent packer 20 brought into close contact with an inside surface of the outer tube 12 by diametrally expanding by injection of fluid and separating from the inside surface of the outer tube 12 by removal of the fluid. The lock mechanism 16 is put in either state of a lock state of regulating the shaft directional movement of the injector body 14 by being brought into pressure contact with the inside surface of the outer tube 12 when injecting the injection material and an unlocking state of allowing the shaft directional movement of the injector body 14 by separating from the inside surface of the outer tube 12 when inserting and extracting the injector 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤内に硬化剤などの薬液を注入する注入装置に関し、特に、地盤改良に使用される注入材の注入装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、地盤改良のための薬液注入装置及び工法としては、ダブルパッカー装置と、それを用いた工法が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照。)。
このダブルパッカー装置による注入工法は、ケーシングを挿入しながら地盤を所定深度まで削孔し、ケーシング内に外管を建て込み、シール材を充填した後、先端にダブルパッカーを装着した注入内管を外管内に挿入し、上下のパッカーの膨張によって閉塞空間を作り、パッカー間に設けられた注入孔から地盤改良用注入材を閉鎖空間を介して、地盤中に吐出する。
このような方法で地盤改良用注入材を注入すると、注入材が外管に沿って地上へ溢出することなく所定の地盤に注入でき、特に、複合地盤に於いては、地盤改良効果の確実性が高い工法である。
しかしながら、このような従来のダブルパッカー装置及び工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【0003】
【特許文献1】
特許第3182545号公報
【0004】
【特許文献2】
特開平8−226119号公報
【0005】
【特許文献3】
特開平7−90830号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、ダブルパッカー装置は、所定の間隔を隔てて一対のパッカーを設けるので、全長が長くなり、削孔に曲がりが生じた場合に挿入できないという問題があった。
【0007】
また、瞬結性(ゲルタイムが短い)注入材、或いは、ホモゲル強度が高い注入材を使用する場合には、パッカー間で閉塞された空間から、このような性状の注入材を注入すると、早期に注入材が硬化して、パッカー及びパッカー周囲が注入材によって外管に固定され、パッカーの収縮が困難になると共に、これを収縮させても、上部側へのステップアップができなくなるという問題があり、このような性状の注入材は、従来のダブルパッカー装置に適用することができなかった。
【0008】
このような問題点を解決するためには、例えば、ダブルパッカーに代えて、シングルパッカーで構成する注入装置が考えられるが、このような構成の注入装置には、以下に説明する別の技術的な課題があった。
【0009】
つまり、ダブルパッカー装置の場合には、注入材を閉鎖空間に吐出した際に、上下のパッカーには、異なる方向の圧力が加わるが、装置全体から見ると圧力均衡が働いて、パッカーは、所定位置に固定可能であった。
【0010】
ところが、ダブルからシングルに構成を変更すると、注入材の注入圧力によって、シングルパッカーには、これを上方に押し上げようとする推力が作用するようになり、外管とパッカーとの摩擦力だけでは、装置全体を所定の位置に固定することが困難になり、装置全体が上方向に移動してしまうという問題が発生する。
【0011】
この場合、特に、高強度で、且つ、ゲルタイムが短い瞬結性の注入材を使用する場合には、より高い圧力で注入する必要があるため、注入装置の予期せぬ移動により、外管からの確実な注入材吐出に影響を及ぼす。
【0012】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、地盤への挿入・引き抜きが容易で、高強度で瞬結性の注入剤にも適用可能で、且つ、所定位置に確実にロックされる地盤改良材の注入装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地盤中に埋設した外管、または、地盤中に形成した削孔内に挿入され、前記地盤に向けて地盤改良用注入材を吐出する注入装置において、前記注入装置は、前記外管内に設置される装置本体と、前記装置本体の後方に連結されるロック機構とを備え、前記装置本体は、中心軸上に設けられ、先端に注入材吐出口を開口し、上部側から前記注入材が供給される注入内管と、流体の注入により拡径して、前記外管ないしは削孔の内面に密着するとともに、前記流体の除去により前記外管の内面から離間する単独パッカーとを有し、前記ロック機構は、前記注入材の注入時に、前記外管ないしは削孔の内面と圧接して、前記注入装置本体の軸方向移動を規制するロック状態、および、前記注入装置の挿入及び引き抜き時に、前記外管の内面から離間して、前記注入装置本体の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれかの状態にするようにした。
【0014】
このように構成した地盤改良材の注入装置によれば、ロック機構は、外管ないしは削孔の内面と圧接して、注入装置本体の軸方向移動を規制するロック状態、および、注入装置の挿入及び引き抜き時に、外管ないしは削孔の内面から離間して、注入装置本体の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれかの状態にするので、注入材の注入時にロック状態にすると、単独パッカーであっても、注入材の注入圧力による注入装置本体の軸方向移動に対抗することができ、これにより、確実に注入材を地盤中に吐出させることができる。
【0015】
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、複数のロックピースと、ピストンとを備え、前記ロックピースは、一端側が前記ホルダに揺動自在に支持され、揺動端側にゴムリングが装着されて、中心軸側に向けて収縮させられており、前記ピストンは、先端に前記ロックピースと係合するテーパ部材が固着され、流体の注入により前記注入内管の外周に沿って軸方向に移動し、前記ロックピースの前記揺動端側が、前記ゴムリングの弾性力に抗して、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記ゴムリングの弾性力により、前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることができる。
【0016】
この構成によれば、ピストンの軸方向移動により、ロックピースの揺動端側が、ゴムリングの弾性力に抗して、外管内面に圧接するロック状態と、ゴムリングの弾性力により、外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態になるので、簡単な構成により、注入装置本体の軸方向移動を規制することができる。
【0017】
前記ロックピースには、前記外管の内面と対向する部位に鋸歯状突起を設けることができる。
【0018】
この構成によれば、鋸歯状突起が外管に圧接されると、外管との間の摩擦力が増すので、より一層注入装置本体の軸方向移動を強固に規制することができる。
【0019】
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、ピストンとを備え、前記リンク機構部は、一端側が前記ホルダにピン連結され、前記ピストンは、先端側が前記リンク機構部と連結され、流体の注入により軸方向に移動し、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることができる。
【0020】
前記パッカーの拡径および収縮駆動部は、前記ピストンの軸方向移動用駆動部と兼用することができる。
【0021】
この構成によれば、注入装置の簡素化を図ることができる。
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させる移動機構部とを備え、前記リンク機構部は、両端が前記ホルダと前記駆動部に連結され、前記移動機構部は、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するように付勢する圧縮スプリングを備え、前記移動機構部の軸方向移動の際に、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることができる。
【0022】
前記移動機構部は、前記注入内管の外周面に沿って軸方向移動するスライド筒の一端に結合され、前記外管の上方に延設されるワイヤーの操作により、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させることができる。
【0023】
前記注入内管は、主材注入管と硬化剤注入管の二重構造であって、前記主材注入管と前記硬化剤注入管の先端部分で、主材と硬化剤とを混合することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図1および図2は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第1実施例を示しており、図1は、縦方向断面図で、図2は、図1の要部断面図である。
【0025】
同図に示した注入装置10は、地盤E中に埋設される外管12の内部に挿入され、地盤改良用の注入材Aを注入するものである。外管12は、両端が開口した中空の管体であって、その周面には、図3に示すように、注入装置10から注出された注入材Aを地盤に吐出するための吐出孔12aが任意の箇所に穿設されている。
【0026】
なお、外管12の吐出孔12aは、外管12の長手方向に沿って一定間隔で穿設したり、管外からの逆流を防止する逆止弁構造を付設してもよい。また、以下の実施例では、地盤中に掘削形成される削孔内に外管12を埋設設置し、この外管12内に注入装置10を挿入する場合の適用例を示しているが、本発明の実施は、この態様に限定されることはなく、削孔内に直接注入装置10を挿入してもよい。
【0027】
注入装置10は、外管12内に設置される装置本体14とロック機構16とを備え、ロック機構16は、装置本体14の後方に連結されている。装置本体14は、注入内管18と単独パッカー20とを備えている。
【0028】
注入内管18は、外管12の中心軸O上に配置された両端が開口した中空円筒管であって、先端側に注入材Aの吐出口18aが開口形成され、上端側は、図示省略の注入材Aの供給部に連通され、上部側から注入材Aが供給される。
【0029】
単独パッカー20は、注入内管18の外周側に配置され、両端が開口した円筒状の支持筒20aと、円筒状ラバー20bと、ラバーホルダ20cとを備えている。
【0030】
支持筒20aは、下端側が注入内管18にネジ止めされ、注入内管18の外周面との間に所定の環状空間21を隔成するようにして、注入内管18の外周に配置されている。
【0031】
円筒状ラバー20bは、伸縮自在なものであって、両端が開口した円筒状に形成されていて、円筒状開口端は、ラバーホルダ20cにより挟持されている。ラバーホルダ20cは、支持筒20aの両端側外周面に、シールリング20dを介装して固設されていて、支持筒20aの外周には、閉塞空間20eが形成されている。
【0032】
この閉塞空間20eには、駆動管20fの先端側が連通している。このように構成した単独パッカー20では、駆動管20fを介して、流体、例えば、水などの液体や空気などの気体を注入すると、これが閉塞空間20e内に充填されて、円筒状ラバー20bを拡径させ、拡径した円筒状ラバー20bの外面が外管12の内面に当接して、これに密着する。
【0033】
このような密着状態において、閉塞空間20e内から流体を、駆動管20fを介して外部に注出除去すると、円筒状ラバー20bの拡径状態が収縮して、円筒状ラバー20bの外面は、外管12の内面から離間する。
【0034】
一方、ロック機構16は、本実施例の場合、ホルダ160と、複数のロックピース161と、ピストン162とを備えている。ホルダ160は、概略円錐台状に形成され、パッカー20の支持筒20aの端部に、ネジを介して連結固定され、中心に貫通孔163が貫通形成されている。
【0035】
また、ホルダ160の側面には、3枚のロックピース161の一端がピン結合されている。3枚のロックピース161は、図2に示すように、外管12の中心に対して、等角度間隔に配置されていて、ホルダ160に揺動自在に支持されている。
【0036】
なお、図2に符号19で示した部材は、駆動管20f,20f’に接続される流体の供給ホースであり、本実施例の場合には、一方の駆動管20fは、後述するように、パッカー20の拡径および収縮駆動部と、ピストン162の軸方向移動用駆動部と兼用されており、他方の駆動管20f’は、図2に示すように、ピストン162の操作側で空間部21(図中の168の外側部分)に連通している。
【0037】
この駆動管20f’は、流体を供給することで、ピストン162を、注入内管18の軸方向に沿って、図2の左方向に強制的に移動させて、ゴムリング166の付勢力により、ロックピース161を中心軸がわに収縮させるアンロック状態を補助する。なお、この駆動管20f’は、ゴムリング166の弾性力を適宜選択することでアンロック状態を安定して維持できるようにすると、必ずしも必要としない。
【0038】
各ロックピース161の外面側には、外管12の内面と対向する位置に、鋸歯状の突起164が形成されている。また、各ロックピース161の内面側には、中心軸Oに向けて下方に傾斜する傾斜面165が設けられている。
【0039】
他方、各ロックピース161の揺動端側には、ゴムリング166が装着されていて、これにより、3枚のロックピース161は、中心軸O側に常時収縮するように付勢されている。
【0040】
ピストン162は、基部167と、この基部167の一端に延設された操作端168とを備え、基部167が注入内管18と支持筒20aとで隔成された環状空間21内に設置され、操作端168は、注入内管18の外周に嵌合されたホルダ160の貫通孔163内を挿通して、ロックピース161の下方まで延びている。
【0041】
ピストン162の操作端168の先端には、ロックピース161の傾斜面165と係合するテーパ面を備えたテーパ部材169が固着されている。
【0042】
また、本実施例の場合には、パッカー20の駆動管20fの先端側は、環状空間21にも連通していて、パッカー20の拡径および収縮駆動部は、ピストン162の軸方向移動用駆動部と兼用されており、これにより、注入装置10の簡素化を図っている。
【0043】
このように構成したロック機構16では、環状空間21に流体を注入しない定常状態では、図1の下半分に示すように、ホルダ160に揺動自在に支持されたロックピース161は、揺動端側がゴムリング166により中心軸O側に収縮するように付勢されているので、外管12の内面から離間した位置にある。
【0044】
この場合、ロックピース161の傾斜面165とテーパ部材169とが係合しているので、ゴムリング166の付勢力を受けて、ピストン162は、装置本体14の先端側に移動している。なお、この場合、ピストン162を流体圧により強制的に移動させるようにしてもよい。また、この際のピストン162の移動範囲は、環状空間21内に設けられた段部22により規制される。
【0045】
このような状態においては、ロックピース161の鋸歯状突起164が外管12の内面から離間しているので、パッカー20を拡径していなければ、注入内管18の操作により、装置本体14を任意の位置に移動することができる。
【0046】
一方、この状態から、駆動管20fを介して、流体を環状空間21内に注入すると、ピストン162は、この注入圧力を受けで、図1の下半分に示した位置から、同図の上半分に示すように、右方向に向けて移動する。
【0047】
ピストン162が軸方向に沿って右方向移動すると、その操作端168に、傾斜面165と係合するテーパ部材169が固着されているので、この右移動に伴って、各ロックピース161は、ゴムリング166の付勢力に抗して、外方側に向けて回動し、最終的には、鋸歯状突起164が外管12の内面に圧接する。この場合の圧接力は、ロックピース161に設けられているテーパーによるクサビ効果で倍加される。
【0048】
このような圧接状態になると、装置本体14は、軸方向の移動が規制されることになる。つまり、本実施例の場合には、ロック機構16では、ロックピース161の揺動端側が、ゴムリング166の弾性力に抗して、外管12の内面に圧接するロック状態と、ゴムリング166の弾性力、およびまたは、駆動管20f’によるピストン162の移動とゴムリング166の弾性力とにより、外管12の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態になり、これらの状態は、ピストン162を軸方向に移動させることで制御される。
【0049】
次に、上記構成の注入装置10を使用して、地盤E中に地盤改良用の注入材Aを注入する方法について、図3を参照にして説明する。同図においては、地盤E中に既に外管12が、比較的強度が低いシール材充填部24を介在させて、埋設されている。
【0050】
注入材Aを注入する際には、まず、注入装置10が外管12の最深部の近傍に挿入設置される。この際には、パッカー20を収縮させた状態で、かつ、ロック機構16もアンロック状態とする。
【0051】
装置10が所定の位置にセットされると、駆動管20fに流体を供給して、単独パッカー20の円筒状ラバー20bを拡径されて、これを外管12の内面に密着させる。
【0052】
これは、注入内管18の先端吐出口18aから注入材Aを吐出させた際に、その逆流を防止するために行われる。本実施例の場合には、これと同時に、環状空間21内にも流体が注入されて、ピストン162が軸方向に沿って移動するので、このピストン162の移動に伴って、ロック機構16のロックピース161が外方に揺動移動し、その結果、鋸歯状突起164が外管12の内面に圧接して、装置本体14の軸方向移動を規制するロック状態になる。
【0053】
このような状態が確保されると、次に、注入内管18に注入材Aを供給して、注入材Aを吐出口18aから噴出させる。パッカー20で隔成された空間内に注入材Aが充満されて、その内圧が高まると、図3(A)に示すように、外管12に設けられている逆止弁を開放させて、吐出孔12aからその外方に地盤E中に注入材Aが噴射注入される。
【0054】
この場合、注入材Aの噴射圧でシール材充填部24が破壊され、注入材Aは、地盤E中のクラック部や、ポーラス部に沿って、外方に拡散して、所定形状の地盤改良領域が形成される。
【0055】
そして、所定量の注入材Aが注入されると、注入材Aの供給を中止して、駆動管20fを介して流体を注出除去し、パッカー20の円筒状ラバー20bを収縮させて、外管12の内面から離間させると共に、ロック機構16のロックピース161もアンロック状態にして、注入装置10を所定距離だけ上方に移動させる。移動させた後は、図3(B)に示すように、上記と同じ操作を順次繰り返すことにより、地盤E中に注入材Aが注入されて、地盤改良が行われる。
【0056】
さて、以上のように構成した地盤改良材の注入装置10によれば、注入材Aの注入時に、外管12の内面と圧接して、注入装置本体14の軸方向移動を規制するロック状態、および、注入装置10の挿入及び引き抜き時に、外管12の内面から離間して、注入装置本体14の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれか一方の選択が可能なロック機構を備えているので、注入材Aの注入時にロック状態にすると、単独パッカー20であっても、注入材Aの注入圧力による注入装置本体14の軸方向移動に対抗することができ、これにより、確実に注入材Aを地盤中に吐出させることができる。
【0057】
この場合、注入装置10は、単独パッカー20しか有していないので、瞬結性(ゲルタイムが短い)注入材、或いは、ホモゲル強度が高い注入材を使用することができるし、高強度で、且つ、ゲルタイムが短い瞬結性の注入材を使用する場合に、より高い圧力で注入する際にも、注入装置10の移動が防止される。
【0058】
また、本実施例の場合、ピストン162は、その軸方向移動により、ロックピース161の揺動端側が、ゴムリング166の弾性力に抗して、外管12の内面に圧接するロック状態と、ゴムリング166の弾性力により、外管12の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態になるので、簡単な構成により、注入装置本体14の軸方向移動を規制することができる。
【0059】
さらに、本実施例の場合、ロックピース161には、外管12の内面と対向する部位に鋸歯状突起164を設けているので、鋸歯状突起164が外管12に圧接されると、外管12との間の摩擦力が増すので、より一層注入装置本体14の軸方向移動を強固に規制することができる。
【0060】
図4および図5は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第2実施例を示しており、上記第1実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【0061】
これらの図に示した第2実施例では、注入装置10aは、上記実施例と同様に装置本体14とロック機構16aとを備えていて、装置本体14は、注入内管18,単独パッカー20などを備え、第1実施例と実質的に同一構成となっている。
【0062】
ロック機構16aは、ホルダ160aと、く字形に屈曲したリンク機構部161aと、ピストン162aとを備えている。ホルダ160aは、概略円錐台状に形成されていて、ネジ結合により装置本体14の支持筒20aと連付け固定されており、中心に注入内管18が挿通される貫通孔163aが貫通形成されている。
【0063】
リンク機構部161aは、2枚のリンク板をピン結合したものであって、一端側がホルダ160aにピン結合されているとともに、く字形の屈曲端には、突起164aが設けられている。
【0064】
リンク機構部161aは、同一構成のものが3個用いられていて、3個のリンク機構部161aは、図5に示すように、外管12の中心に対して等角度間隔になるように配置されている。
【0065】
ピストン162aは、基部165aと操作端166aとを備え、駆動管20fを介して、基部165aと操作端166aとの間に流体を供給することで駆動されるものであって、流体供給位置が第1実施例のピストン162と異なっている。
【0066】
ピストン162aの操作端166aの先端には、連結部材167aを介して、リンク機構部161aの端部に連結されている。連結部材167aは、操作端166aの外周面に嵌合していて、注入内管18の軸方向に沿って摺動移動する。
【0067】
以上のように構成されたリンク機構部16aによれば、環状空間21に流体を注入する定常状態では、図4の下半分に示すように、ホルダ160aに一端が支持されたリンク機構部161aは、屈曲端に設けられた突起164aは、外管12の内面から離間した位置にある。なお、この場合、図4に示すように、圧縮バネ180aをリンク機構部161aに介装して、リンク機構部161aが常時く字形に折れ曲るようにしておくと、突起164aが、外管12の内面から離間した位置にある状態を安定的に維持することができる。
【0068】
このような状態においては、パッカー20を拡径していなければ、注入内管18の操作により、装置本体14を任意の位置に移動することができる。
【0069】
一方、この状態から、駆動管20fを介して、流体を基部165aと操作端166aとの間に注入すると、ピストン161aは、この注入圧力を受けで、図4の下半分に示した位置から、同図の上半分に示すように、左方向に向けて移動する。
【0070】
ピストン161aが軸方向に沿って左方向移動すると、その操作端166aに、リンク機構部161aと連結する連結部材167aが設けられているので、この左移動に伴って、各リンク機構部161aは、く字形に折れ曲り、屈曲端に設けられている突起164aが外管12の内面に圧接する。
【0071】
このような圧接状態になると、突起164aが外管12の内面に食込むクサビ効果により圧接力が倍加するとともに、装置本体14は、軸方向の移動が規制されることになる。つまり、本実施例の場合には、リンク機構部161aの屈曲端の突起164aが、外管12の内面に圧接するロック状態と、屈曲端の突起164aが外管12の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることが可能になっていて、このような状態は、ピストン161aを軸方向に移動させることで制御される。
【0072】
以上のように構成した第2実施例においても、図3に示したように地盤E中に地盤改良用の注入材Aを注入する際には、第1実施例と同等の作用効果が得られる。
【0073】
図6および図7は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第3実施例を示しており、上記第1実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【0074】
これらの図に示した第3実施例では、注入装置10bは、上記実施例と同様に装置本体14とロック機構16bとを備えていて、装置本体14は、注入内管18,単独パッカー20などを備え、第1実施例と実質的に同一構成となっている。
【0075】
ロック機構16bは、ホルダ160bと、く字形に屈曲したリンク機構部161bと、リンク機構部161bの移動機構部162bとを備えている。
【0076】
ホルダ160bは、概略円錐台状に形成されていて、ネジ結合により装置本体14の支持筒20aと連結固定されており、中心に注入内管18が挿通される貫通孔163bが貫通形成されている。
【0077】
リンク機構部161bは、2枚のリンク板をピン結合したものであって、一端側がホルダ160bにピン結合されているとともに、く字形の屈曲端には、突起164baが設けられている。
【0078】
リンク機構部161bは、同一構成のものが3個用いられていて、3個のリンク機構部161bは、図7に示すように、外管12の中心に対して等角度間隔になるように配置されている。
【0079】
移動機構部162bは、スライド筒165bと、固定筒166bと、圧縮スプリング167bと、ワイヤー168bとを備えている。スライド筒165bは、注入内管18の外周にスライド移動自在に嵌着されていて、外周にリンク機構部161bの一端がピン結合されている。
【0080】
固定筒166bは、注入内管18の外周に固定されていて、圧縮スプリング167bは、スライド筒165bと固定筒166bとの間に、圧縮状態で介装されていて、リンク機構部161bの屈曲端の突起164bが、外管12の内面に圧接する方向に常時付勢している。
【0081】
ワイヤー168bは、一端がスライド筒165bに結合されていて、他端は、外管12に沿って上方に延設されている。このワイヤー168bを引っ張ると、スライド筒165bが圧縮スプリング167bの付勢力に抗して、固定筒166b側にスライド移動して、リンク機構部161bの突起164bが外管12の内面から離間する。
【0082】
以上のように構成したロック機構16bによれば、図6の下半分に示すように、ワイヤー168bを引張った状態では、スライド筒165bが圧縮スプリング167bを圧縮しつつ固定筒166b側に移動するので、ホルダ160bに一端が支持されたリンク機構部161bは、屈曲端に設けられた突起164bが、外管12の内面から離間した位置にある。
【0083】
このような状態においては、パッカー20を拡径していなければ、注入内管18の操作により、装置本体14を任意の位置に移動することができる。
【0084】
一方、この状態から、ワイヤー167bに加えられている引張り力を除去すると、スライド筒165bは、圧縮スプリング167bの弾性力を受けて、図6の下半分に示した位置から、同図の上半分に示すように、左方向に向けて移動する。
【0085】
スライド筒165bが軸方向に沿って左方向移動すると、これにリンク機構部161bの一端が連結されているので、この左移動に伴って、各リンク機構部161bは、く字形に折れ曲り、屈曲端に設けられている突起164bが外管12の内面に圧接する。
【0086】
このような圧接状態になると、装置本体14は、軸方向の移動が規制されることになる。つまり、本実施例の場合には、リンク機構部161bの屈曲端の突起164bが、外管12の内面に圧接するロック状態と、屈曲端の突起164bが外管12の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることが可能になっていて、このような状態は、ワイヤー168bを引張ることで制御される。
【0087】
以上のように構成した第3実施例においても、図3に示したように地盤E中に地盤改良用の注入材Aを注入する際には、第1実施例と同等の作用効果が得られる。
【0088】
図8は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第4実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【0089】
同図に示した実施例は、上記第2実施例の変形例であり、注入装置10cは、装置本体14とロック機構16aとを備えていて、装置本体14は、注入内管18,単独パッカー20などを備え、これらの部分の構成は、第2実施例と実質的に同一構成となっている。
【0090】
本実施例の場合、装置本体14の中心軸上に設けられた注入内管18は、主材注入管180と硬化剤注入管181の二重管構造になっている。主材注入管180は、硬化剤注入管181を内部に収納していて、硬化剤注入管181の外周に形成された環状部を介して、供給され、この環状部は、先端側で逆止弁182により閉止されている。
【0091】
硬化剤注入管181は、先端が閉塞されていて、その近傍に逆止弁183により閉塞された吐出孔184が設けられている。主材および硬化剤を各管180,181に供給すると、これらが逆止弁182,183を開弁させて、先端側で合流し、この後に吐出口から排出される。
【0092】
このような構成の二重管構造を採用すると、ダブルパッカー装置では使用できなかった瞬結、高強度な注入材を使用することができるとともに、暖結タイプの注入材とを交互に切替えて使用することが容易になり、施工能率が向上する。
【0093】
【発明の効果】
以上、実施例により詳細に説明したように、本発明にかかる地盤改良材の注入装置によれば、注入材の注入時には、装置本体が確実に外管にロックされ、パッカー部が単独パッカーであっても、注入材の注入圧力による注入装置本体の移動に耐えることができ、確実に注入材の吐出が行われるとともに、注入装置の挿入,引き抜きは外管に接触することなく円滑に行うことができる。
【0094】
また,パッカー部を単独パッカーとすることで、ダブルパッカーでは使用できなかった瞬結・高強度な注入材を使用することが可能となり、また、これと暖結タイプの注入材とを交互に切替えて使用することもできるので、施工能率が向上する
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第1実施例を示す縦断説明図である。
【図2】図1の要部断面図である。
【図3】図1に示した注入装置の使用状態の説明図である。
【図4】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第2実施例を示す縦断説明図である。
【図5】図4の要部断面図である。
【図6】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第3実施例を示す縦断説明図である。
【図7】図6の要部断面図である。
【図8】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第4実施例を示す縦断説明図である。
【符号の説明】
10,10a,10b,10c 注入装置
12 外管
14 装置本体
16,16a,16b ロック機構
18 注入内管
20 単独パッカー
21 環状空間
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection device for injecting a chemical such as a curing agent into the ground, and more particularly to an injection device for an injection material used for ground improvement.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a chemical liquid injection device and a construction method for ground improvement, a double packer device and a construction method using the same are known (for example, see Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
In the injection method using this double packer device, the ground is drilled to a predetermined depth while inserting the casing, an outer pipe is built in the casing, and after filling the seal material, the injection inner pipe with the double packer attached to the tip is removed. It is inserted into the outer tube, a closed space is created by expansion of the upper and lower packers, and an injection material for soil improvement is discharged into the ground through an injection hole provided between the packers through the closed space.
When the injection material for soil improvement is injected in this way, the injection material can be injected into the predetermined ground without overflowing to the ground along the outer pipe, and in particular, in the case of a composite ground, the reliability of the soil improvement effect is certain. Is a high construction method.
However, such a conventional double packer apparatus and a construction method have the technical problems described below.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3182545
[0004]
[Patent Document 2]
JP-A-8-226119
[0005]
[Patent Document 3]
JP-A-7-90830
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
That is, since the double packer device has a pair of packers separated by a predetermined interval, the total length is long, and there is a problem in that the double packer device cannot be inserted when a hole is bent.
[0007]
In addition, when using a quick-setting (short gel time) injection material or an injection material having a high homogel strength, if an injection material of such properties is injected from the space closed between the packers, it will be early. The injection material hardens, and the packer and the surroundings of the packer are fixed to the outer tube by the injection material, which makes it difficult to shrink the packer, and there is a problem that even if this is shrunk, it is not possible to step up to the upper side. However, such a filling material cannot be applied to a conventional double packer device.
[0008]
In order to solve such a problem, for example, an injection device configured with a single packer can be considered instead of the double packer. However, the injection device having such a configuration has another technical feature described below. Challenges.
[0009]
In other words, in the case of the double packer device, when the injection material is discharged into the closed space, pressures in different directions are applied to the upper and lower packers. The position could be fixed.
[0010]
However, when changing the configuration from double to single, the injection pressure of the injection material causes the single packer to have a thrust to push it upward, and only the frictional force between the outer tube and the packer causes It becomes difficult to fix the entire device at a predetermined position, and a problem occurs that the entire device moves upward.
[0011]
In this case, in particular, when using a high-strength, quick-setting injection material having a short gel time, it is necessary to perform injection at a higher pressure. Affects the reliable injection of the injection material.
[0012]
The present invention has been made in view of such a problem, and its object is to easily insert and withdraw into the ground, and to be applicable to a high-strength, quick-setting injection agent. Another object of the present invention is to provide a device for injecting a ground improvement material that is securely locked at a predetermined position.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an injection device which is inserted into an outer pipe buried in the ground, or a drilled hole formed in the ground, and discharges a ground improvement injection material toward the ground. The injection device includes an apparatus main body installed in the outer tube, and a lock mechanism connected to the rear of the apparatus main body, the apparatus main body is provided on a central axis, and an injection material discharge port is provided at a tip end. And the inner pipe to which the injection material is supplied from the upper side, and the diameter is expanded by injecting a fluid, and the outer pipe or the inner pipe is bored, and the outer pipe is removed by removing the fluid. Having a single packer separated from the inner surface, wherein the lock mechanism is in contact with the inner surface of the outer tube or drilled hole during injection of the injection material to lock the injection device main body in the axial direction, And inserting the injection device; At vent, spaced from the inner surface of the outer tube, and so that in one of two states: an unlocked state to permit axial movement of said injection apparatus.
[0014]
According to the ground improvement material injection device configured as described above, the lock mechanism presses against the inner surface of the outer pipe or the drilled hole to lock the injection device body in the axial direction, and inserts the injection device. In addition, at the time of pulling out, it is separated from the outer tube or the inner surface of the drilled hole and is in one of the unlocked states that allows the axial movement of the injection device main body. Even in this case, it is possible to oppose the axial movement of the injection device main body due to the injection pressure of the injection material, whereby the injection material can be reliably discharged into the ground.
[0015]
The lock mechanism includes a holder disposed on the outer circumference of the injection inner tube and connected to the injection device body, a plurality of lock pieces, and a piston, and one end of the lock piece is swingable by the holder. , A rubber ring is mounted on the swing end side, and is contracted toward the central axis side. The piston has a tapered member that engages with the lock piece at its tip, and is infused with fluid. A lock state in which the rocking end side of the lock piece moves in the axial direction along the outer circumference of the injection inner pipe, and the rocking end side of the lock piece presses against the inner surface of the outer pipe against the elastic force of the rubber ring. Due to the elastic force of the ring, any one of an unlocked state separated from the inner surface of the outer tube can be set.
[0016]
According to this configuration, by the axial movement of the piston, the rocking end side of the lock piece is pressed against the inner surface of the outer tube against the elastic force of the rubber ring, and the outer tube is pressed by the elastic force of the rubber ring. The unlocked state is separated from the inner surface of the injection device, so that the axial movement of the injection device main body can be regulated with a simple configuration.
[0017]
The lock piece may be provided with a serrated projection at a position facing the inner surface of the outer tube.
[0018]
According to this configuration, when the serrated projection is pressed against the outer tube, the frictional force between the outer tube and the outer tube increases, so that the axial movement of the injection device main body can be more firmly restricted.
[0019]
The lock mechanism is disposed on the outer circumference of the infusion tube, and includes a holder connected to the infusion device main body, a plurality of link mechanism portions bent in a rectangular shape, and a piston, and the link mechanism portion has one end. The pin is connected to the holder by a pin, and the piston is connected to the link mechanism at the tip end, moves axially by injection of fluid, and the bent end of the link mechanism presses against the inner surface of the outer tube. And an unlocked state in which the bent end is separated from the inner surface of the outer tube.
[0020]
The drive unit for expanding and contracting the diameter of the packer can also be used as a drive unit for moving the piston in the axial direction.
[0021]
According to this configuration, the injection device can be simplified.
The lock mechanism is disposed on the outer circumference of the infusion tube, and is connected to the infusion device main body, a plurality of link mechanisms bent in a V shape, and moves the link mechanism along the axial direction. A moving mechanism, wherein both ends of the link mechanism are connected to the holder and the driving unit, and the moving mechanism is attached such that a bent end of the link mechanism is pressed against the inner surface of the outer tube. A biasing compression spring, wherein the bent end of the link mechanism is pressed against the inner surface of the outer tube when the moving mechanism moves in the axial direction, and the bent end is separated from the inner surface of the outer tube. Unlocked state.
[0022]
The moving mechanism unit is coupled to one end of a slide cylinder that moves axially along the outer peripheral surface of the injection inner tube, and operates the link mechanism unit in the axial direction by operating a wire extending above the outer tube. Can be moved along.
[0023]
The injection inner pipe has a double structure of a main material injection pipe and a hardener injection pipe, and a main material and a hardener are mixed at a tip portion of the main material injection pipe and the hardener injection pipe. it can.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a first embodiment of an apparatus for injecting a ground improvement material according to the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view, and FIG. 2 is a sectional view of a main part of FIG. .
[0025]
The injection device 10 shown in FIG. 1 is inserted into an outer pipe 12 buried in the ground E, and injects the injection material A for ground improvement. The outer pipe 12 is a hollow pipe body having both ends opened, and a discharge hole for discharging the injection material A discharged from the injection apparatus 10 to the ground as shown in FIG. 12a is drilled at an arbitrary position.
[0026]
The discharge holes 12a of the outer tube 12 may be formed at regular intervals along the longitudinal direction of the outer tube 12, or may be provided with a check valve structure for preventing backflow from outside the tube. Further, in the following embodiment, an application example in which the outer pipe 12 is buried and installed in a drilled hole formed in the ground and the injection device 10 is inserted into the outer pipe 12 is shown. The embodiment of the present invention is not limited to this mode, and the injection device 10 may be directly inserted into the hole.
[0027]
The injection device 10 includes a device main body 14 installed in the outer tube 12 and a lock mechanism 16, and the lock mechanism 16 is connected to the rear of the device main body 14. The apparatus main body 14 includes an inner injection tube 18 and a single packer 20.
[0028]
The injection inner tube 18 is a hollow cylindrical tube which is disposed on the central axis O of the outer tube 12 and has both ends opened. A discharge port 18a of the injection material A is formed at the tip end side, and the upper end side is not shown. Is supplied to the supply section of the injection material A, and the injection material A is supplied from the upper side.
[0029]
The single packer 20 is disposed on the outer peripheral side of the inner injection pipe 18 and includes a cylindrical support cylinder 20a having both ends opened, a cylindrical rubber 20b, and a rubber holder 20c.
[0030]
The support cylinder 20a is disposed on the outer periphery of the injection inner tube 18 with its lower end screwed to the injection inner tube 18 so as to separate a predetermined annular space 21 from the outer peripheral surface of the injection inner tube 18. I have.
[0031]
The cylindrical rubber 20b is expandable and contractible, and is formed in a cylindrical shape with both ends opened, and the cylindrical open end is held by a rubber holder 20c. The rubber holder 20c is fixedly provided on the outer peripheral surfaces on both ends of the support cylinder 20a with a seal ring 20d interposed therebetween, and a closed space 20e is formed on the outer periphery of the support cylinder 20a.
[0032]
The distal end side of the drive tube 20f communicates with the closed space 20e. In the single packer 20 configured as described above, when a fluid, for example, a liquid such as water or a gas such as air is injected through the drive pipe 20f, this is filled in the closed space 20e, and the cylindrical rubber 20b is expanded. The outer surface of the cylindrical rubber 20b whose diameter has been enlarged and abuts against the inner surface of the outer tube 12 and closely adheres to the inner surface.
[0033]
In such a close contact state, when a fluid is poured out and removed from the closed space 20e through the drive pipe 20f, the expanded state of the cylindrical rubber 20b contracts, and the outer surface of the cylindrical rubber 20b is It is separated from the inner surface of the tube 12.
[0034]
On the other hand, in the case of the present embodiment, the lock mechanism 16 includes a holder 160, a plurality of lock pieces 161, and a piston 162. The holder 160 is formed in a substantially truncated cone shape, is connected and fixed to the end of the support tube 20a of the packer 20 via a screw, and has a through hole 163 formed at the center.
[0035]
One end of each of the three lock pieces 161 is pin-connected to the side surface of the holder 160. As shown in FIG. 2, the three lock pieces 161 are arranged at equal angular intervals with respect to the center of the outer tube 12, and are swingably supported by the holder 160.
[0036]
The member denoted by reference numeral 19 in FIG. 2 is a fluid supply hose connected to the drive pipes 20f and 20f '. In the case of the present embodiment, one drive pipe 20f is connected to The drive unit for expanding and contracting the packer 20 is also used as a drive unit for moving the piston 162 in the axial direction, and the other drive pipe 20f 'is provided with a space 21 on the operation side of the piston 162, as shown in FIG. (Outside portion 168 in the figure).
[0037]
By supplying the fluid, the drive pipe 20f 'forcibly moves the piston 162 to the left in FIG. 2 along the axial direction of the infusion inner pipe 18, and by the urging force of the rubber ring 166, The lock piece 161 assists in the unlocked state in which the central axis contracts. The drive tube 20f 'is not always necessary if the elastic state of the rubber ring 166 is appropriately selected so that the unlocked state can be stably maintained.
[0038]
On the outer surface side of each lock piece 161, a serrated protrusion 164 is formed at a position facing the inner surface of the outer tube 12. An inclined surface 165 that is inclined downward toward the central axis O is provided on the inner surface side of each lock piece 161.
[0039]
On the other hand, a rubber ring 166 is mounted on the swing end side of each lock piece 161, whereby the three lock pieces 161 are urged to always contract toward the central axis O.
[0040]
The piston 162 includes a base 167 and an operation end 168 extending at one end of the base 167. The base 167 is installed in the annular space 21 separated by the injection inner tube 18 and the support cylinder 20a, The operation end 168 extends through the through hole 163 of the holder 160 fitted to the outer periphery of the infusion tube 18 and extends below the lock piece 161.
[0041]
A tapered member 169 having a tapered surface that engages with the inclined surface 165 of the lock piece 161 is fixed to the distal end of the operation end 168 of the piston 162.
[0042]
In the case of the present embodiment, the distal end side of the drive tube 20f of the packer 20 is also connected to the annular space 21, and the diameter expansion and contraction drive unit of the packer 20 drives the axial movement of the piston 162. Also, the injection device 10 is simplified.
[0043]
In the lock mechanism 16 configured as described above, in a steady state in which fluid is not injected into the annular space 21, as shown in the lower half of FIG. 1, the lock piece 161 swingably supported by the holder 160 has a swing end. Since the side is urged by the rubber ring 166 so as to contract toward the central axis O, it is located at a position separated from the inner surface of the outer tube 12.
[0044]
In this case, since the inclined surface 165 of the lock piece 161 and the tapered member 169 are engaged with each other, the piston 162 is moved toward the distal end of the apparatus main body 14 under the urging force of the rubber ring 166. In this case, the piston 162 may be forcibly moved by the fluid pressure. In addition, the movement range of the piston 162 at this time is regulated by the step portion 22 provided in the annular space 21.
[0045]
In such a state, since the serrated protrusion 164 of the lock piece 161 is separated from the inner surface of the outer tube 12, the operation of the injection inner tube 18 causes the device main body 14 to operate unless the diameter of the packer 20 is increased. It can be moved to any position.
[0046]
On the other hand, when the fluid is injected into the annular space 21 through the drive pipe 20f from this state, the piston 162 receives this injection pressure and moves from the position shown in the lower half of FIG. Move to the right as shown in.
[0047]
When the piston 162 moves rightward along the axial direction, the tapered member 169 that engages with the inclined surface 165 is fixed to the operation end 168 thereof. Rotating outwardly against the urging force of the ring 166, the serrated protrusion 164 finally comes into pressure contact with the inner surface of the outer tube 12. The pressing force in this case is doubled by the wedge effect of the taper provided in the lock piece 161.
[0048]
In such a pressed state, the movement of the apparatus main body 14 in the axial direction is restricted. That is, in the case of the present embodiment, in the lock mechanism 16, the rocking end side of the lock piece 161 is pressed against the inner surface of the outer tube 12 against the elastic force of the rubber ring 166, and And / or the movement of the piston 162 by the drive tube 20f 'and the elastic force of the rubber ring 166 result in one of an unlocked state separated from the inner surface of the outer tube 12, and these states are , By moving the piston 162 in the axial direction.
[0049]
Next, a method of injecting the injection material A for ground improvement into the ground E using the injection device 10 having the above configuration will be described with reference to FIG. In the figure, the outer pipe 12 is already buried in the ground E with the sealing material filling portion 24 having relatively low strength interposed therebetween.
[0050]
When injecting the injection material A, first, the injection device 10 is inserted and installed near the deepest portion of the outer tube 12. At this time, the locker 16 is unlocked while the packer 20 is contracted.
[0051]
When the device 10 is set at a predetermined position, a fluid is supplied to the drive tube 20f to expand the diameter of the cylindrical rubber 20b of the single packer 20, and to bring the cylindrical rubber 20b into close contact with the inner surface of the outer tube 12.
[0052]
This is performed in order to prevent the backflow of the injection material A when the injection material A is discharged from the distal end discharge port 18a of the injection inner tube 18. In the case of the present embodiment, at the same time, the fluid is also injected into the annular space 21 and the piston 162 moves along the axial direction. As the piston 162 moves, the locking mechanism 16 locks. The piece 161 swings outward, and as a result, the serrated protrusion 164 comes into pressure contact with the inner surface of the outer tube 12 to enter a locked state that restricts the axial movement of the apparatus main body 14.
[0053]
When such a state is secured, next, the injection material A is supplied to the injection inner pipe 18, and the injection material A is ejected from the discharge port 18a. When the space separated by the packer 20 is filled with the injection material A and the internal pressure increases, the check valve provided on the outer pipe 12 is opened as shown in FIG. The injection material A is injected and injected into the ground E from the discharge hole 12a to the outside thereof.
[0054]
In this case, the sealing material filling portion 24 is broken by the injection pressure of the injection material A, and the injection material A diffuses outward along cracks and porous portions in the ground E to improve the ground in a predetermined shape. An area is formed.
[0055]
When a predetermined amount of the injection material A is injected, the supply of the injection material A is stopped, the fluid is poured out and removed via the drive pipe 20f, and the cylindrical rubber 20b of the packer 20 is contracted, and The injection device 10 is moved upward by a predetermined distance while being separated from the inner surface of the tube 12 and also unlocking the lock piece 161 of the lock mechanism 16. After the movement, as shown in FIG. 3 (B), by repeatedly performing the same operation as above, the injection material A is injected into the ground E, and the ground is improved.
[0056]
Now, according to the ground improvement material injection device 10 configured as described above, when the injection material A is injected, the injection device A is brought into pressure contact with the inner surface of the outer tube 12 to lock the injection device body 14 in the axial direction, Further, a lock mechanism is provided which is capable of selecting one of an unlocked state in which the injection device main body 14 is allowed to move in the axial direction while being separated from the inner surface of the outer tube 12 when the injection device 10 is inserted and withdrawn. Therefore, if the lock state is set at the time of injecting the injection material A, even the single packer 20 can counter the axial movement of the injection device main body 14 due to the injection pressure of the injection material A, thereby ensuring the injection material A can be discharged into the ground.
[0057]
In this case, since the injection device 10 has only the single packer 20, it is possible to use an injection material having a short setting (short gel time) or an injection material having a high homogel strength. Also, when using an instantaneous injection material having a short gel time, the injection device 10 is prevented from moving even when injection is performed at a higher pressure.
[0058]
Further, in the case of the present embodiment, the piston 162 is in a locked state in which the swing end side of the lock piece 161 is pressed against the inner surface of the outer tube 12 against the elastic force of the rubber ring 166 by its axial movement. Since the elastic force of the rubber ring 166 causes the injection device main body 14 to be in either the unlocked state or the unlocked state separated from the inner surface of the outer tube 12, the axial movement of the injection device main body 14 can be restricted with a simple configuration.
[0059]
Further, in the case of the present embodiment, the lock piece 161 is provided with the serrated protrusion 164 at a portion facing the inner surface of the outer tube 12, so that when the serrated protrusion 164 is pressed against the outer tube 12, the outer tube 12 is pressed. Since the frictional force between the injection device main body 14 and the injection device main body 14 increases, the axial movement of the injection device main body 14 can be further restricted.
[0060]
FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the soil improving material injection device according to the present invention, in which the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A description thereof will be omitted, and only the characteristic points will be described below.
[0061]
In the second embodiment shown in these figures, the injection device 10a includes a device main body 14 and a lock mechanism 16a as in the above-described embodiment, and the device main body 14 includes an injection inner tube 18, a single packer 20, and the like. And has substantially the same configuration as the first embodiment.
[0062]
The lock mechanism 16a includes a holder 160a, a link mechanism 161a bent in a rectangular shape, and a piston 162a. The holder 160a is formed in a substantially truncated conical shape, is fixedly connected to the support cylinder 20a of the apparatus main body 14 by screw connection, and has a through hole 163a through which the injection inner tube 18 is inserted at the center. I have.
[0063]
The link mechanism portion 161a is formed by pin-connecting two link plates. One end of the link mechanism portion 161a is pin-connected to the holder 160a, and a protrusion 164a is provided at the bent end of the dogleg.
[0064]
As the link mechanism section 161a, three of the same configuration are used, and the three link mechanism sections 161a are arranged at equal angular intervals with respect to the center of the outer tube 12, as shown in FIG. Have been.
[0065]
The piston 162a includes a base 165a and an operation end 166a, and is driven by supplying a fluid between the base 165a and the operation end 166a via the drive pipe 20f, and the fluid supply position is the fourth position. This is different from the piston 162 of the embodiment.
[0066]
The distal end of the operating end 166a of the piston 162a is connected to the end of the link mechanism 161a via a connecting member 167a. The connecting member 167a is fitted on the outer peripheral surface of the operation end 166a, and slides along the axial direction of the infusion tube 18.
[0067]
According to the link mechanism section 16a configured as described above, in the steady state in which the fluid is injected into the annular space 21, as shown in the lower half of FIG. 4, the link mechanism section 161a, one end of which is supported by the holder 160a, The projection 164 a provided at the bent end is located at a position separated from the inner surface of the outer tube 12. In this case, as shown in FIG. 4, if the compression spring 180a is interposed in the link mechanism 161a so that the link mechanism 161a always bends in a U-shape, the projection 164a causes 12 can be stably maintained at a position away from the inner surface.
[0068]
In such a state, if the diameter of the packer 20 is not expanded, the apparatus main body 14 can be moved to an arbitrary position by operating the infusion tube 18.
[0069]
On the other hand, from this state, when fluid is injected between the base 165a and the operation end 166a via the drive pipe 20f, the piston 161a receives this injection pressure and moves from the position shown in the lower half of FIG. As shown in the upper half of FIG.
[0070]
When the piston 161a moves leftward along the axial direction, a connection member 167a that is connected to the link mechanism 161a is provided at the operation end 166a, and with this left movement, each link mechanism 161a The projection 164 a is bent in a rectangular shape and provided at the bent end to press against the inner surface of the outer tube 12.
[0071]
In such a pressed state, the pressing force is doubled by a wedge effect in which the projection 164a bites into the inner surface of the outer tube 12, and the movement of the apparatus body 14 in the axial direction is restricted. That is, in the case of the present embodiment, the locked state in which the projection 164a at the bent end of the link mechanism portion 161a is pressed against the inner surface of the outer tube 12, and the unlocked state in which the projection 164a at the bent end is separated from the inner surface of the outer tube 12. The state can be set to any of the states, and such a state is controlled by moving the piston 161a in the axial direction.
[0072]
Also in the second embodiment configured as described above, when the injection material A for ground improvement is injected into the ground E as shown in FIG. 3, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained. .
[0073]
FIGS. 6 and 7 show a third embodiment of the soil improving material injection device according to the present invention. The same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A description thereof will be omitted, and only the characteristic points will be described below.
[0074]
In the third embodiment shown in these figures, the injection device 10b includes the device main body 14 and the lock mechanism 16b as in the above-described embodiment, and the device main body 14 includes the injection inner tube 18, the single packer 20, and the like. And has substantially the same configuration as the first embodiment.
[0075]
The lock mechanism 16b includes a holder 160b, a link mechanism 161b bent in a rectangular shape, and a moving mechanism 162b of the link mechanism 161b.
[0076]
The holder 160b is formed in a substantially truncated conical shape, is connected and fixed to the support cylinder 20a of the apparatus main body 14 by screw connection, and has a through hole 163b through which the inner injection tube 18 is inserted at the center. .
[0077]
The link mechanism portion 161b is formed by pin-connecting two link plates. One end of the link mechanism portion 161b is pin-connected to the holder 160b, and a protrusion 164ba is provided at the bent end of the rectangular shape.
[0078]
Three link mechanisms 161b having the same configuration are used, and the three link mechanisms 161b are arranged at equal angular intervals with respect to the center of the outer tube 12, as shown in FIG. Have been.
[0079]
The moving mechanism 162b includes a slide cylinder 165b, a fixed cylinder 166b, a compression spring 167b, and a wire 168b. The slide cylinder 165b is slidably fitted on the outer periphery of the inner injection tube 18, and one end of a link mechanism 161b is pin-connected to the outer periphery.
[0080]
The fixed cylinder 166b is fixed to the outer periphery of the injection inner pipe 18, and the compression spring 167b is interposed between the slide cylinder 165b and the fixed cylinder 166b in a compressed state, and has a bent end of the link mechanism 161b. Of the outer tube 12 is constantly biased in the direction of pressing against the inner surface of the outer tube 12.
[0081]
One end of the wire 168b is connected to the slide cylinder 165b, and the other end is extended upward along the outer tube 12. When the wire 168b is pulled, the slide cylinder 165b slides toward the fixed cylinder 166b against the urging force of the compression spring 167b, and the projection 164b of the link mechanism 161b separates from the inner surface of the outer tube 12.
[0082]
According to the lock mechanism 16b configured as described above, as shown in the lower half of FIG. 6, when the wire 168b is pulled, the slide cylinder 165b moves toward the fixed cylinder 166b while compressing the compression spring 167b. In the link mechanism 161b, one end of which is supported by the holder 160b, the projection 164b provided at the bent end is located at a position separated from the inner surface of the outer tube 12.
[0083]
In such a state, if the diameter of the packer 20 is not expanded, the apparatus main body 14 can be moved to an arbitrary position by operating the infusion tube 18.
[0084]
On the other hand, when the tensile force applied to the wire 167b is removed from this state, the slide cylinder 165b receives the elastic force of the compression spring 167b from the position shown in the lower half of FIG. Move to the left as shown in.
[0085]
When the slide cylinder 165b moves to the left along the axial direction, one end of the link mechanism 161b is connected to the slide cylinder 165b. With this movement, each link mechanism 161b bends and bends in a rectangular shape. The protrusion 164b provided at the end presses against the inner surface of the outer tube 12.
[0086]
In such a pressed state, the movement of the apparatus main body 14 in the axial direction is restricted. That is, in the case of the present embodiment, the locked state in which the projection 164b at the bent end of the link mechanism portion 161b is pressed against the inner surface of the outer tube 12, and the unlocked state in which the projection 164b at the bent end is separated from the inner surface of the outer tube 12. State, and such a state is controlled by pulling the wire 168b.
[0087]
In the third embodiment configured as described above, when the injection material A for ground improvement is injected into the ground E as shown in FIG. 3, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. .
[0088]
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the soil improvement material injection device according to the present invention. The same or corresponding portions as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the characteristic points will be described.
[0089]
The embodiment shown in the figure is a modification of the second embodiment. The injection device 10c includes an apparatus main body 14 and a lock mechanism 16a, and the apparatus main body 14 includes an injection inner pipe 18, a single packer. 20 and the like, and the configuration of these parts is substantially the same as that of the second embodiment.
[0090]
In the case of this embodiment, the injection inner pipe 18 provided on the central axis of the apparatus main body 14 has a double pipe structure of a main material injection pipe 180 and a hardener injection pipe 181. The main material injection pipe 180 accommodates the hardener injection pipe 181 therein, and is supplied through an annular portion formed on the outer periphery of the hardener injection pipe 181. It is closed by the valve 182.
[0091]
The hardening agent injection pipe 181 has a distal end closed, and a discharge hole 184 closed by a check valve 183 is provided near the distal end. When the main material and the curing agent are supplied to each of the pipes 180 and 181, they open the check valves 182 and 183, merge at the distal end side, and thereafter are discharged from the discharge port.
[0092]
The adoption of such a double pipe structure makes it possible to use quick-injection, high-strength injection material that could not be used with the double packer device, and to alternately use warm-up type injection material And the efficiency of construction is improved.
[0093]
【The invention's effect】
As described above in detail with the embodiment, according to the soil improvement material injection device according to the present invention, when the injection material is injected, the device main body is securely locked to the outer pipe, and the packer portion is a single packer. However, the injection device can withstand the movement of the injection device due to the injection pressure of the injection material, and the injection material can be reliably discharged, and the insertion and withdrawal of the injection device can be smoothly performed without contacting the outer tube. it can.
[0094]
In addition, by using a single packer as the packer, it is possible to use a quick-setting, high-strength filling material that could not be used with a double packer, and alternately switch between this and a warm-setting type filling material. Can be used to improve construction efficiency
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a ground improvement material injection device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part of FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of a use state of the injection device shown in FIG.
FIG. 4 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the soil improvement material injection device according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a main part of FIG.
FIG. 6 is a vertical sectional view showing a third embodiment of the soil improving material injection device according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a main part of FIG. 6;
FIG. 8 is a vertical sectional view showing a fourth embodiment of the soil improvement material injection device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10, 10a, 10b, 10c injection device
12 outer tube
14 Main unit
16, 16a, 16b Lock mechanism
18 Injection inner tube
20 Single Packer
21 Annular space

Claims (8)

地盤中に埋設した外管、または、地盤中に形成した削孔内に挿入され、前記地盤に向けて地盤改良用注入材を吐出する注入装置において、
前記注入装置は、前記外管内に設置される装置本体と、前記装置本体の後方に連結されるロック機構とを備え、
前記装置本体は、中心軸上に設けられ、先端に注入材吐出口を開口し、上部側から前記注入材が供給される注入内管と、
流体の注入により拡径して、前記外管ないしは削孔の内面に密着するとともに、前記流体の除去により前記外管の内面から離間する単独パッカーとを有し、
前記ロック機構は、前記注入材の注入時に、前記外管ないしは削孔の内面と圧接して、前記注入装置本体の軸方向移動を規制するロック状態、および、前記注入装置の挿入及び引き抜き時に、前記外管の内面から離間して、前記注入装置本体の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれかの状態にすることを特徴とする地盤改良材の注入装置。
An outer pipe buried in the ground, or an injection device that is inserted into a drilled hole formed in the ground and discharges a ground improvement injection material toward the ground,
The injection device includes a device main body installed in the outer tube, and a lock mechanism connected to the rear of the device main body,
The apparatus main body is provided on a central axis, opens an injection material discharge port at the tip, and an injection inner pipe to which the injection material is supplied from the upper side,
A diameter of which is increased by injection of a fluid, and the outer tube or the inner surface of the hole is in close contact with the inner surface of the outer tube, and a single packer is separated from the inner surface of the outer tube by removing the fluid;
The lock mechanism, during the injection of the injection material, the outer tube or the pressurized contact with the inner surface of the hole, the lock state to regulate the axial movement of the injection device body, and at the time of insertion and withdrawal of the injection device, An injection device for a soil improvement material, wherein the injection device is separated from an inner surface of the outer pipe to be in one of an unlocked state that allows the injection device main body to move in an axial direction.
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、複数のロックピースと、ピストンとを備え、
前記ロックピースは、一端側が前記ホルダに揺動自在に支持され、揺動端側にゴムリングが装着されて、中心軸側に向けて収縮させられており、
前記ピストンは、先端に前記ロックピースと係合するテーパ部材が固着され、流体の注入により前記注入内管の外周に沿って軸方向に移動し、前記ロックピースの前記揺動端側が、前記ゴムリングの弾性力に抗して、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記ゴムリングの弾性力により、前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることを特徴とする請求項1記載の地盤改良材の注入装置。
The lock mechanism is disposed on the outer periphery of the injection inner tube, and includes a holder connected to the injection device body, a plurality of lock pieces, and a piston,
One end of the lock piece is swingably supported by the holder, a rubber ring is attached to the swing end, and the lock piece is contracted toward the center axis.
The piston has a taper member engaged with the lock piece at a tip thereof, and is axially moved along the outer periphery of the injection inner tube by injection of a fluid, and the rocking end side of the lock piece is formed of the rubber. A lock state in which the outer tube is pressed against the inner surface of the outer tube against the elastic force of the ring, and an unlocked state in which the rubber tube is separated from the inner surface of the outer tube by the elastic force of the rubber ring. The injection device for a ground improvement material according to claim 1, wherein
前記ロックピースは、前記外管の内面と対向する部位に鋸歯状突起を有することを特徴とする請求項2記載の地盤改良材の注入装置。The apparatus for injecting a ground improvement material according to claim 2, wherein the lock piece has a saw-toothed projection at a portion facing the inner surface of the outer pipe. 前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、ピストンとを備え、
前記リンク機構部は、一端側が前記ホルダにピン連結され、
前記ピストンは、先端側が前記リンク機構部と連結され、流体の注入により軸方向に移動し、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることを特徴とする請求項1記載の地盤改良材の注入装置。
The lock mechanism is disposed on the outer periphery of the infusion inner tube, and includes a holder connected to the infusion device body, a plurality of link mechanism portions bent in a rectangular shape, and a piston,
One end of the link mechanism is pin-connected to the holder,
The piston has a distal end connected to the link mechanism, moves in the axial direction by injecting a fluid, and a bent state of the link mechanism is pressed against the inner surface of the outer tube. 2. The apparatus for injecting a ground improvement material according to claim 1, wherein the apparatus is set in any one of an unlocked state separated from an inner surface of the pipe.
前記パッカーの拡径および収縮駆動部は、前記ピストンの軸方向移動用駆動部と兼用することを特徴とする請求項2から4のいずれか1項記載の地盤改良材の注入装置。The apparatus for injecting a ground improvement material according to any one of claims 2 to 4, wherein the expanding and contracting drive unit of the packer also serves as a drive unit for moving the piston in the axial direction. 前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させる移動機構部とを備え、
前記リンク機構部は、両端が前記ホルダと前記駆動部に連結され、
前記移動機構部は、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するように付勢する圧縮スプリングを備え、
前記移動機構部の軸方向移動の際に、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることを特徴とする請求項1記載の地盤改良材の注入装置。
The lock mechanism is disposed on the outer circumference of the infusion tube, and is connected to the infusion device main body, a plurality of link mechanisms bent in a V shape, and moves the link mechanism along the axial direction. And a moving mechanism,
Both ends of the link mechanism unit are connected to the holder and the drive unit,
The moving mechanism unit includes a compression spring that urges the bent end of the link mechanism unit to press against the inner surface of the outer tube,
Either a locked state where the bent end of the link mechanism is pressed against the inner surface of the outer tube or an unlocked state where the bent end is separated from the inner surface of the outer tube when the moving mechanism moves in the axial direction. 2. The apparatus for injecting a ground improvement material according to claim 1, wherein said apparatus is in a state.
前記移動機構部は、前記注入内管の外周面に沿って軸方向移動するスライド筒の一端に結合され、前記外管の上方に延設されるワイヤーの操作により、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させることを特徴とする請求項6記載の地盤改良材の注入装置。The moving mechanism unit is coupled to one end of a slide cylinder that moves axially along the outer peripheral surface of the injection inner tube, and operates the link mechanism unit in the axial direction by operating a wire extending above the outer tube. The apparatus for injecting a ground improvement material according to claim 6, wherein the apparatus is moved along. 前記注入内管は、主材注入管と硬化剤注入管の二重構造であって、前記主材注入管と前記硬化剤注入管の先端部分で、主材と硬化剤とを混合することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の地盤改良材の注入装置。The injection inner pipe has a double structure of a main material injection pipe and a hardener injection pipe, and mixes the main material and the hardener at a tip portion of the main material injection pipe and the hardener injection pipe. The soil improvement material injection device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
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