JP2006312811A - Grouting construction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は軟弱地盤等の地盤中に地盤注入液を多点的に注入する多点地盤注入工法に係り、特に、地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、これら各層毎に最適な注入を同時に、あるいは選択的に達成し得るのみならず、地盤中の縦方向、横方向への立体的な注入をも可能にし、かつ、複数の注入管装置からの注入を任意に制御し得るとともに、複数の注入管装置を通して同時に注入し得、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ急速施工によって注入工期も短縮され、特に液状化防止工事のように大容土の地盤改良を急速、かつ確実に施工し得る地盤注入工法に関する。 The present invention relates to a multi-point ground injection method in which ground injection liquid is injected into a ground such as soft ground in particular, and in particular, for the ground whose ground condition is different for each layer, optimal injection for each of these layers is performed. Not only can it be achieved simultaneously or selectively, but also allows three-dimensional injection in the vertical and horizontal directions in the ground, and can arbitrarily control injection from a plurality of injection tube devices, It is possible to inject simultaneously through a plurality of injection pipe devices, which improves the reliability of infiltration injection into the fine soil layer and shortens the injection period by rapid construction, especially for large soils such as liquefaction prevention work. The present invention relates to a ground injection method capable of performing ground improvement quickly and reliably.
ここで、地盤注入液とは軟弱地盤等の地盤を強化ないしは止水するための地盤固結用注入材、産業廃棄物等、公害物質の固化のための注入材、公害物質からの有害物質の漏出を防止する止水層を形成するための固結材、公害物質の無公害化のための化学物質を含む注入薬液材、あるいは重金属等を化学的に不活性化する重金属固定材等を言う。 Here, the ground injection solution is an injection material for solidifying the ground, such as a solid consolidation injection material for strengthening or stopping the ground such as soft ground, industrial waste, etc., and a harmful material from the pollution material. A solidifying material for forming a water-stopping layer that prevents leakage, an injectable liquid material containing chemical substances for pollution-free pollution, or a heavy metal fixing material that chemically inactivates heavy metals, etc. .
地盤は通常、各層毎に透水係数や間隙率が異なるため、各層毎に地盤状況が異なるものである。この種の地盤への薬液注入に際して、従来、図示しないが、地盤中に注入管を単独で、あるいは複数本間隔をあけて挿入、これら注入管を通して注入ステージを上または下に移向しながら順次に注入液を注入していた。 Since the ground usually has different hydraulic conductivity and porosity for each layer, the ground conditions are different for each layer. Conventionally, when injecting chemicals into this type of ground, although not shown in the figure, injection tubes are inserted into the ground individually or at intervals, and the injection stage is sequentially moved up or down through these injection tubes. The injection solution was injected.
ところで、薬液注入に際して最も大きな課題は透水係数の小さな微細砂層への浸透、あるいは異なる土層からなる地盤への均質な浸透にある。 By the way, the biggest problem in injecting a chemical solution is infiltration into a fine sand layer having a small hydraulic conductivity or homogeneous infiltration into the ground composed of different soil layers.
微細砂層への透水性は通常、k=10−3〜10−4cm/秒であり、このような土層に対して地盤の破壊を起こさないように薬液を注入するには、浸透理論上、毎分1リットル以下〜数リットルの低吐出量で低圧注入しなければならない。 The water permeability to the fine sand layer is usually k = 10 −3 to 10 −4 cm / sec. In order to inject the chemical solution to such a soil layer so as not to cause the destruction of the ground, in terms of penetration theory The low pressure injection must be performed at a low discharge rate of 1 liter or less per minute to several liters.
しかし、上述の公知の注入工法では、一本の注入管に対して、それぞれ一セットの注入ポンプを使用する。このような注入方式では、工期をできるだけ短くしたいという経済性の面から、また、ポンプの性能限界の面から毎分10〜20リットルの吐出量とせざるを得ず、注入圧が高くなって地盤の破壊を起こす。このため、地盤が隆起したり、微細な土層の浸透固結が不充分となってしまう。 However, in the known injection method described above, one set of injection pump is used for each injection tube. In such an injection method, from the economical aspect that it is desirable to shorten the construction period as much as possible, and from the aspect of the performance limit of the pump, the discharge amount must be 10 to 20 liters per minute, and the injection pressure becomes high. Cause destruction. For this reason, the ground rises and the penetration and consolidation of a fine soil layer becomes insufficient.
また、異なる土層の地盤に対する注入では、土層が変化した際に、この土層変化に対応して注入速度を変化させたり、注入量をコントロールすることは実用上難しく、このため、ある層では注入液が多量に拡がったり、また、ある層では僅かしか浸透しなかったり等が起こり、このような注入状態では、隣接する固結体同志の連続性が得られないという問題が生じる。 In addition, when injecting into different soil layers, when the soil layer changes, it is practically difficult to change the injection rate in response to the soil layer change or to control the injection amount. Then, the injection solution spreads in a large amount, or a certain layer penetrates only a little. In such an injection state, there is a problem that the continuity between adjacent solid bodies cannot be obtained.
なお、本出願人による先願として特開平12−45259号公報記載の発明が出願されている。これによれば、複数の注入管を地盤中に配置し、これら複数の注入管を通してそれぞれの吐出口から地盤改良材を地盤中に注入するに当り、一プラント中に多数のユニットポンプを備え、これら多数のユニットポンプを一つの駆動源で同時に作動する多連装ポンプにより前記注入液を各注入管に圧送し、吐出口から地盤中に注入するものである。 As an earlier application by the present applicant, an invention described in JP-A-12-45259 has been filed. According to this, a plurality of injection pipes are arranged in the ground, and when a ground improvement material is injected into the ground from each discharge port through the plurality of injection pipes, a plurality of unit pumps are provided in one plant, The injection solution is pumped to each injection pipe by a multi-unit pump that simultaneously operates a large number of these unit pumps with a single drive source, and injected into the ground from the discharge port.
上述の公知技術では、注入細管がポンププラントから注入孔まで長距離を要するため、低粘度で長いゲルタイムの注入液を用いる必要があった。ところが、長いゲルタイムの時間の注入液は一度地表面、あるいは、地盤中の粗い層に逸脱を始めるとゲル化時間を短縮できないため注入を中止せざるを得ず、その間に注入細管内でグラウトがゲル化してしまう等の不都合があった。 In the known technique described above, since the injection capillary tube requires a long distance from the pump plant to the injection hole, it is necessary to use an injection solution having a low viscosity and a long gel time. However, once the infusion solution with a long gel time begins to deviate from the ground surface or a rough layer in the ground, the gelation time cannot be shortened, so the infusion must be stopped, and during that time grout is generated in the infusion capillary. There were inconveniences such as gelation.
また、一台の駆動源で多連装ポンプを構成する多数のユニットポンプを同時に駆動するため、それぞれの吐出口における地盤条件が異なり、したがって、最適の注入条件が異なるにもかかわらず、全てのユニットポンプが同一条件で駆動するため、それぞれの吐出口に対して最適の注入を行うことが不可能だった。
そこで、本発明の課題は上述に示されるように、これまでの開発されている広域な地盤に対するグラウトの低圧浸透注入をさらに発展させ、大吐出量による低圧浸透注入を可能にし、しかも各グラウト注入管の注入状況に応じて、それぞれのユニットポンプによる注入速度、注入圧、注入の中止、再開、ゲル化時間等を任意に管理し得、さらに、多数のユニットポンプの作動を同時に管理して注入状況の全体を把握管理することを可能にする、上述の公知技術の欠点を改良した多点地盤注入工法を提供することにある。 Therefore, as described above, the object of the present invention is to further develop the low-pressure osmotic injection of grouting to a wide area of ground that has been developed so far, enabling low-pressure osmotic injection with a large discharge amount, and each grouting injection. Depending on the injection status of the pipe, the injection speed, injection pressure, injection stop, restart, gelation time, etc. of each unit pump can be controlled arbitrarily, and the operation of many unit pumps can be controlled simultaneously for injection It is an object of the present invention to provide a multi-point ground injection method that improves the above-mentioned drawbacks of the known technology, which makes it possible to grasp and manage the entire situation.
さらに、本発明の他の課題は一次注入による粗詰注入の際、あるいは注入中に長いゲル化時間のグラウトが逸脱し始めた際、ゲル化時間の短いグラウトを注入してこれを防止することを可能とし、ゲル化時間の長いグラウトや、短いグラウトの単独注入、あるいは組み合わせ注入、多ステージの同時注入等も自由自在に注入でき、多点注入の実用性を飛躍的に発展させることにある。 Furthermore, another object of the present invention is to prevent this by injecting a grout with a short gelation time when a coarse filling by primary injection or when a grout with a long gelation time starts to deviate during the injection. It is possible to freely inject a grout with a long gelation time, a single injection of a short grout, a combination injection, a multi-stage simultaneous injection, etc., and to dramatically improve the practicality of multi-point injection. .
さらにまた、本発明の他の課題は透水性が少ない細粒土層、あるいは地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、ユニットポンプ1リットル程度から30リットル/分の可変吐出量により最適な注入を同時にあるいは選択的に達成するのみならず、一注入ユニット当り4〜50リットル程度のユニットポンプを組み合わせることができ、したがって、一度に1セット当り4〜50ユニットのポンプ分、すなわち、1×(4〜50)l/分から30×(4〜50)l/分、原理的には1セット当り4〜1500l/分、実用的には1セット当り50〜500l/分の大吐出量の注入速度で、かつ一注入ステージ当り低圧の浸透注入による土粒子間浸透が可能である。また、地盤中に縦方向、横方向への立体的な注入も可能であり、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ、急速施工によって注入工期の短縮も達成され、上述の公知技術に存する欠点を改良した多点地盤注入工法を提供することにある。
Furthermore, another object of the present invention is to provide an optimal injection with a variable discharge rate of about 1 liter to 30 liters / minute for a fine-grained soil layer with little water permeability or a ground with different ground conditions for each layer. At the same time or selectively, unit pumps on the order of 4-50 liters per infusion unit can be combined, so that 4-50 units of pump per set at a time, ie 1 × ( From 4 to 50) l / min to 30 x (4 to 50) l / min, in
さらに、本発明の課題は使用し得る地盤注入液が溶液型注入液のみならず、懸濁型注入液も可能であり、これにより注入ポイント毎の地盤状況に応じた任意注入を選択し得、上述の公知技術に存する欠点を改良した多点地盤注入工法を提供することにある。 Furthermore, the problem of the present invention is that the ground injection solution that can be used is not only a solution-type injection solution, but also a suspension-type injection solution, whereby an arbitrary injection according to the ground situation for each injection point can be selected, An object of the present invention is to provide a multi-point ground injection method that improves the above-mentioned drawbacks of the known technology.
上述の課題を達成するため、本発明の地盤注入工法によれば、注入管装置を複数本、地盤中に埋設し、これら注入管装置を通して注入液を注入する地盤注入工法であって、独立した駆動源で作動し、かつ集中管理装置で制御される個々に独立したユニットポンプをそれぞれの注入管装置に接続し、ユニットポンプの作動により注入液を地盤中に注入する地盤注入工法において、前記注入管装置は管壁長手方向に間隔をあけて、硬化性流体で膨張する複数の袋パッカを設け、互いに隣接する袋パッカ間にはゴムスリーブで覆われた少なくとも一つの外管吐出口を有し、かつ互いに隣接する袋パッカと削孔壁との間に管外空間を形成する外管と、外管内に移動自在に挿入され、長手方向に一対の膨縮パッカが間隔をあけて設けられ、噴出位置を形成する内管とを有し、該内管には、注入液を送液し、吐出口が噴出位置に位置する注入液流路と、前記膨縮パッカに流体を送って膨張させるパッカ流路とをそれぞれ独立して備え、該パッカ流路を通して一対の膨縮パッカに流体を送って膨張させ、一対の膨縮パッカによって挟まれる内外管のすき間に管内空間を形成してなり、該噴出位置を管外空間に合致させ、外管吐出口から注入液を管内空間、外管吐出口および管外空間を経て地盤中に注入することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned problems, according to the ground injection method of the present invention, a plurality of injection pipe devices are embedded in the ground, and the ground injection method for injecting an injection solution through these injection pipe devices is an independent method. In the ground injection method in which an individual unit pump operated by a driving source and controlled by a central control device is connected to each injection pipe device, and an injection liquid is injected into the ground by the operation of the unit pump. The tube device is provided with a plurality of bag packers that are inflated with a curable fluid at intervals in the tube wall longitudinal direction, and has at least one outer tube discharge port covered with a rubber sleeve between adjacent bag packers. And an outer tube that forms an outer space between the bag packer and the drilling wall adjacent to each other, and a movably inserted into the outer tube, and a pair of expansion / contraction packers are provided at intervals in the longitudinal direction, Shape of ejection position An inner pipe that feeds the infusate and has an ejection port positioned at the ejection position, and a packer channel that sends the fluid to the expansion / contraction packer and inflates the same. Respectively, and a fluid is sent to the pair of expansion / contraction packers through the packer flow path to inflate, thereby forming a space in the pipe between the inner and outer pipes sandwiched by the pair of expansion / contraction packers. The injection liquid is injected into the ground through the inner tube space, the outer tube discharge port, and the outer space through the outer tube discharge port so as to match the outer tube space.
上述構成からなる本発明は地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、これら各層毎に最適な注入を同時に、あるいは選択的に達成し得るのみならず、地盤中の縦方向、横方向への立体的な注入をも可能とし、かつ、複数の注入管からの注入を任意に制御し得るとともに、複数の注入管を通して同時に注入し得、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ急速施工によって注入工期も短縮され、特に液状化防止工事のように大容土の地盤改良を急速、かつ確実に施工し得る。 The present invention having the above-described configuration can not only achieve optimum injection simultaneously or selectively for each layer, but also in the vertical and horizontal directions in the ground, with respect to the ground having different ground conditions for each layer. Three-dimensional injection is also possible, and injection from a plurality of injection pipes can be arbitrarily controlled, and injection can be performed simultaneously through a plurality of injection pipes. Improving and shortening the pouring period due to rapid construction, it is possible to construct the soil of large volume soil quickly and reliably, especially as liquefaction prevention construction.
一般に、従来の注入工法では、注入管ピッチを0.8m〜1mとし、また注入ステージについては0.25〜0.5mを一単位として注入土量1m3当り300l〜400l、経済性を考慮して注入速度8〜20l/分の注入量で注入することを基本としていた。しかし、実際の地盤では、注入液を地盤破壊を起こさずに土粒子間浸透させるためには、注入速度を8l/分以下、例えば1〜5l/分にしなければならないことが多い。しかし、従来の一つの注入ポイントに対して一つの注入ポンプで注入する方式では、こうのような
注入速度では経済的に不可能であった。
In general, in the conventional injection method, the injection pipe pitch is set to 0.8 m to 1 m, and the injection stage is set to 0.25 to 0.5 m as a unit, and 300 l to 400 l per 1 m 3 of the injected soil volume, considering the economy. The injection rate was basically 8 to 20 l / min. However, in the actual ground, in order to infiltrate the injected solution between the soil particles without causing the ground destruction, it is often necessary to set the injection rate to 8 l / min or less, for example, 1 to 5 l / min. However, the conventional method of injecting with one injection pump for one injection point is economically impossible at such an injection rate.
一方、近年、液状化防止工事等、大容量土の地盤改良の急速施工が要求されるようになった。この場合、経済性の点から注入孔間隔を広くとって一本の注入管から大量の注入液を長時間にわたって注入することが必要である。すなわち、液状化防止工事では、経済性の点から注入孔間隔を1.5〜4mとせざるを得ない。 On the other hand, in recent years, rapid construction of ground improvement of large-capacity soil such as liquefaction prevention work has been required. In this case, it is necessary to inject a large amount of injection liquid from a single injection tube over a long period of time from the economical viewpoint. That is, in the liquefaction prevention construction, the injection hole interval must be 1.5 to 4 m from the economical point of view.
例えば、注入孔間隔を2mの正方向配置にする場合、
(1)注入管の埋設間隔 P=2m×2mの正方形配置
(2)注入速度 f=20l/分
(3)注入管1孔当り改良平面積は Ap=2m×2m=4m2であり、
(4)1ステージ当り改良土量(m3)を
V=2m(1ステージ当りの改良厚さ)×4m2=8m3とすると、
(5)1ステージ当り注入量(kl)
Q=Vx(0.35〜0.04)=8×(0.35〜0.04)m3
=2.8m3〜3.2m=3.0m3(平均)
(0.35〜0.04:注入率、すなわち、改良土量1m3当りの注入薬液の比 率)
(6)1ステージ当り注入時間
t1=3kl÷0.02kl/分=150分
=2.5時間(注入継続時間)
と長時間による注入を行わなくてはならない。この場合、毎分の注入流量を5l/分とすると、上述の4倍の注入時間、すなわち、10時間を必要とする。
For example, when the injection hole interval is set to 2 m in the positive direction,
(1) Injection pipe embedding interval P = 2 m × 2 m square arrangement (2) Injection speed f = 20 l / min (3) Improved flat area per hole in the injection pipe is Ap = 2 m × 2 m = 4 m 2
(4) When the amount of improved soil per stage (m 3 ) is V = 2 m (the improved thickness per stage) × 4 m 2 = 8 m 3 ,
(5) Injection amount per stage (kl)
Q = Vx (0.35-0.04) = 8 × (0.35-0.04) m 3
= 2.8 m 3 to 3.2 m = 3.0 m 3 (average)
(0.35-0.04: Injection rate, that is, ratio of injected chemical solution per 1 m 3 of improved soil volume)
(6) Injection time per stage t 1 = 3 kl ÷ 0.02 kl / min = 150 minutes
= 2.5 hours (infusion duration)
And you have to inject for a long time. In this case, if the injection flow rate per minute is 5 l / min, the above four times injection time, that is, 10 hours are required.
同じく、注入孔間隔を4mの正方向配置にする場合、
Ap=4m×4m=16m2、
1ステージの改良土量は、
V=2m(改良厚さ)×16m3、
=32m3
1ステージ注入量(kl)は
Q=Vx(0.35〜0.40)
=32×(0.35〜0.40)
=11.2〜12.8kl≒12kl(平均)であり、
注入速度f=20l=/分とすると、
1ステージ当り注入時間
t=12kl÷0.02kl
=600分
=10時間である。この場合、毎分の注入流量を5l/分とすると、上述の4倍の注入時間、すなわち、40時間を必要とする。
Likewise, when the injection hole interval is 4 m in the positive direction,
Ap = 4 m × 4 m = 16 m 2 ,
One stage of improved soil volume is
V = 2 m (improved thickness) × 16 m 3 ,
= 32m 3
One-stage injection amount (kl) is Q = Vx (0.35-0.40)
= 32 × (0.35-0.40)
= 11.2 to 12.8 kl≈12 kl (average),
If the injection rate f = 20 l = / min,
Injection time per stage t = 12 kl / 0.02 kl
= 600 minutes = 10 hours. In this case, if the injection flow rate per minute is 5 l / min, the above four times the injection time, that is, 40 hours are required.
ところが、このような注入では注入に長時間を要するため、また、一本当りの注入受け持ち範囲が広いため、注入液は分散して地表面や周辺に逸脱しやすく、均質な注入効果が得られにくい。また、長時間にわたる注入中に土中でゲル化が進行し、このため地盤の注入条件が変化してしまい、注入効果も不確実になる。さらにまた、長時間の注入作業を要するため、施工期間が長くなるのみならず、施工期間中、その区域の利用が不可能になる。これを防ぐため、注入孔間隔を狭くすると、1ステージ当りの注入量は少なくなり、かつ注入時間も短くなるものの、多数の注入孔を削孔しなくてはならず、工期が非常に長くなる。 However, since such injection requires a long time for injection, and the injection coverage per one is wide, the injection liquid is dispersed and easily deviates to the ground surface and the periphery, and a uniform injection effect is obtained. Hateful. In addition, gelation proceeds in the soil during the injection over a long period of time, which changes the ground injection conditions and makes the injection effect uncertain. Furthermore, since a long injection work is required, not only the construction period becomes longer, but also the use of the area becomes impossible during the construction period. In order to prevent this, if the interval between the injection holes is reduced, the injection amount per stage is reduced and the injection time is shortened. However, a large number of injection holes must be drilled, and the construction period becomes very long. .
そこで、本発明では地盤注入液を集中管理装置による一括管理により複数のユニットポンプから複数の注入液送液系統を通して地盤中の複数の注入ポイントに注入し、このとき、注入液送液系統からの注入状況を画面表示し、一括監視を行って注入管理するとともに、袋パッカによる大きな浸透源を有する注入管装置を複数本地盤に埋設して注入し、これにより注入ポイント当りの毎分吐出量を大きくして土粒子間浸透を可能にし、かつ多数の注入ポイントから同時に注入することにより大量の注入を達成して大容量土の経済的地盤改良を可能にする。 Therefore, in the present invention, the ground injection liquid is injected into a plurality of injection points in the ground from a plurality of unit pumps through a plurality of injection liquid supply systems by collective management by a central control device, and at this time, from the injection liquid supply system The injection status is displayed on the screen, and monitoring is performed by batch monitoring, and injection pipe devices with a large penetration source by bag packer are embedded in the ground and injected, thereby reducing the discharge amount per injection point per minute. Larger allows inter-soil particle infiltration and achieves large volume injection by simultaneously injecting from multiple injection points to allow economic ground improvement of large volume soil.
さらに、具体的に説明すれば、本発明工法では、袋パッカ長を1m、隣接する袋パッカ間隔を1mとすると、1ステージ長は2mとなり、1ステージの注入長さ1m、直径約10cmの円柱状の浸透源から注入することになる。1ステージ当り注入毎分注入量を25リットル/分にしても、通常の従来注入における、直径ほぼ10cmの球浸透源からの約
8リットル/分の注入量にくらべて約3倍の浸透速度となるが、浸透源の大きさは10倍なので、浸透抵抗は従来より低くなる。このため、注入速度が3倍でも充分に低圧での浸透注入が可能になる。したがって、注入所要時間は前者では約0.3時間、後者では約200分で済むことになる。
More specifically, in the method of the present invention, when the bag packer length is 1 m and the interval between adjacent bag packers is 1 m, the length of one stage is 2 m, and the injection length is 1 m for one stage and the circle is about 10 cm in diameter. It is injected from a columnar penetration source. Even if the injection rate per stage per injection is 25 liters / minute, the penetration rate is about 3 times higher than the injection rate of about 8 liters / minute from a spherical infiltration source having a diameter of about 10 cm in normal conventional injection. However, since the size of the penetration source is 10 times, the penetration resistance is lower than the conventional one. For this reason, osmotic injection at a sufficiently low pressure is possible even when the injection speed is three times. Therefore, the time required for injection is about 0.3 hours for the former and about 200 minutes for the latter.
さらに、1セット当り10ユニットのポンプで同時注入が可能とすれば、10箇所の同時注入が可能になり、したがって、10倍の大容量土の地盤改良が同一所要時間で行うことができ、従来の注入工法に比べて同一時間で注入可能な注入量の差ははかりしれない。しかも、10本分のユニットポンプの注入を一つの集中管理システムで一括管理することによりその利点は図り知れない。 Furthermore, if simultaneous injection is possible with a pump of 10 units per set, simultaneous injection at 10 locations is possible. Therefore, ground improvement of 10 times larger capacity soil can be performed in the same required time. The difference in the amount of injection that can be injected in the same time is not measured compared to the conventional injection method. Moreover, the advantages of the unit pump injection for 10 units cannot be realized by managing them collectively with one centralized management system.
以下、本発明を添付図面を用いて具体的に詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の地盤注入工法に用いられる多点地盤注入システムの原理図を表した説明図である。図1における多点地盤注入システムXは注入管装置Aを複数本、地盤1中に埋設し、これら注入管装置Aを通して貯蔵タンク22中の注入液を注入する地盤注入工法であって、モータ等の独立した駆動源2で作動され、かつ、集中管理装置3で制御される個々に独立したユニットポンプ4を導管21を通して地盤1中の注入管装置Aに接続し、ユニットポンプ4の作動により、貯蔵タンク22中の注入液を導管21を通して、地盤1中の注入管装置Aの外管吐出口5から地盤中に注入する。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle diagram of a multipoint ground injection system used in the ground injection method of the present invention. A multi-point ground injection system X in FIG. 1 is a ground injection construction method in which a plurality of injection pipe devices A are embedded in the
さらに、前述の独立した多数のユニットポンプ4、4・・4にはインバータ等の回転数変速機32、32・・32が備えられ、集中管理装置3に接続して制御される。さらにまた、ユニットポンプ4、4・・4を注入管装置A、A・・Aに連結する導管21、21・・21には、上述と同様にそれぞれ集中管理装置3に接続して制御される流量圧力検出器26、26・・26が備えられる。
Further, the aforementioned independent unit pumps 4, 4... 4 are provided with
上述の構成により、本発明では、流量圧力検出器26からの流量/およびまたは圧力データの信号を集中管理装置3に送信し、貯蔵タンク22中の地盤注入液を各ユニットポンプ4、4・・4の作動により任意の注入速度、注入圧力あるいは注入量で各注入管装置A、A・・Aに圧送し、複数の外管吐出口5、5・・5から注入ポイント25に多点注入する。
With the above-described configuration, in the present invention, a flow rate / and / or pressure data signal from the
本発明に用いられるユニットポンプ4としては、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクイズポンプ、スネクポンプ等が挙げられる。これらのポンプはピストンポンプを除いて、いずれも小型で、かつ、構造が簡単で、さらに故障しにくく、このため、溶液型のみならず懸濁型のグラウトも使用でき、本発明のユニットポンプとして適している。
Examples of the
本発明に用いられる注入管装置Aは図2および図3に示すように、管壁10の長手方向に間隔をあけて、硬化性流体で膨張する複数の袋パッカ6、6・・6を設け、互いに隣接する袋パッカ6、6間にはゴムスリーブ11で覆われた少なくとも一個の外管吐出口5を有し、かつ互いに隣接する袋パッカ6、6と削孔壁7との間に管外空間8を形成する外管9と、外管9内に移動自在に挿入され、長手方向に一対の膨縮パッカ12、12が間隔をあけて設けられ、噴出位置27を形成する内管13とを有してなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the injection tube apparatus A used in the present invention is provided with a plurality of
上述の内管13には注入液を送液し、吐出口14が噴出位置27に位置する注入液流路15と、膨縮パッカ12、12に流体を送って膨張させるパッカ流路16とをそれぞれ独立して備える。そして、噴出位置27をまず、袋パッカ6に合わせ、パッカ流路16を通して一対の膨縮パッカ12、12に水、空気、不活性気体等の流体を送って膨張させ、一対の膨縮パッカ12、12によって挟まれる内外管のすき間に管内空間17を形成する。この状態で袋パッカ6に注入液流路15を通してセメント等の硬化性懸濁液を送液し、吐出口14および管内空間17を通して袋パッカ6を膨張させる。さらに、膨縮パッカ12、12を収縮させ、内管13を移動しながら、上述と同様にして袋パッカ6を膨張させる。
An injection liquid is supplied to the
袋パッカ6は透水性袋体で形成され、削孔19の径よりも1.2〜5.0倍の直径を有し、かつ袋体の長さをLとし、隣接する袋体間の間隙をAとした場合、A≦2Lである。したがって、袋体中に硬化性懸濁液を填充し、膨らませて袋パッカ6を形成すると、袋体の直径が削孔径よりも大きいため、袋パッカ6によってパッカ周りの地盤領域に注入液の浸透しにくい密な地盤内パッカ20を形成する。
The
内管の移動は図2に示される内管昇降装置18を作動させて行う。この作動は図1に示されるように、内管昇降装置18を集中管理装置3に接続し、内管13の昇降を集中管理装置3で制御することにより行う。19は削孔である。
The movement of the inner pipe is performed by operating the inner
次いで、図3に示されるように、内管13の噴出位置27を管外空間8に合致させ、外管吐出口5から注入液を管内空間17、外管吐出口5および管外空間8を経て地盤1中に注入する。
Next, as shown in FIG. 3, the
集中管理装置3は図1に示されるように、パッカ流体貯蔵タンク23を経てパッカ流路16に接続され、一対の膨縮パッカ12、12への流体の送液を制御する流体送液制御部と、個々に独立した複数のユニットポンプ4の駆動源2に備えられた回転数変速機32に接続され、各駆動源2を制御する駆動制御部と、各ユニットポンプ4から地盤1中の注入管装置Aに通じる導管21に配置された流量圧力検出器26に接続され、注入圧力、および注入速度に関する注入情報を記録表示する記録表示部とを備え、さらに上述のように内管昇降装置18に接続され、内管の昇降を制御する昇降制御部を備える。
As shown in FIG. 1, the central management device 3 is connected to the
図4は本発明に用いられる多点地盤注入システムXの他の具体例の説明図であって、貯蔵タンク22と、複数のユニットポンプ4、4・・4と、複数の注入管装置A、A・・Aとを基本的に備える。
FIG. 4 is an explanatory view of another specific example of the multi-point ground injection system X used in the present invention. The
貯蔵タンク22はA液用タンク22aと、B液用タンク22bとからなり、これらタンク中のA液およびB液をそれぞれ別々に注入管装置Aに導き、合流させる構造となっている。地盤1の注入ポイント25に2本の注入管装置を配設し、これら2本の注入管装置A、AにそれぞれA液およびB液を圧送し、外管吐出口5から注入ポイント25に注入した後、地盤1中で合流し、反応させたり、あるいは異なるタイプの注入液を同時に、あるいは時間差をもって注入する。
The
一連のユニットポンプ4、4・・4は一プラント中に独立した多数のユニットポンプ4、4・・4を備えるとともに、これらユニットポンプ4、4・・4がそれぞれモータ等、独立した駆動源2で一つの集中管理装置3によって1セットの注入装置として一緒に作動し、かつ導管21、21・・21を介してA液用タンク22aおよびB液用タンク22bに接続している。
The series of unit pumps 4, 4... 4 includes a large number of independent unit pumps 4, 4... 4, and these unit pumps 4, 4. The central control device 3 operates as a set of injection devices together, and is connected to the A liquid tank 22a and the
注入管装置Aは先端に外管吐出口5を有するものであって、地盤1の複数の注入ポイント25、25・・25に複数本埋設され、A液用タンク22aに通じるユニットポンプ4、4・・4およびB液用タンク22bに通じるユニットポンプ4、4・・4にそれぞれ接続される。
The injection pipe device A has an outer
さらに、上述の独立した多数のユニットポンプ4、4・・4はそれぞれ回転数変速機32、32・・32を備える。これら回転数変速機32、32・・32はそれぞれ集中管理装置3に接続され(図中、破線で示す)、制御される。この結果、A液用タンク22aおよびB液用タンク22b中の地盤注入液A、B液は各ユニットポンプ4、4・・4の作動により任意の注入速度で合流され、導管21を通じて各注入管装置A、A・・Aに圧送され、各吐出口5、5・・5から地盤1に多点注入される。
Furthermore, the above-described independent unit pumps 4, 4... 4 are respectively provided with
さらに、ユニットポンプ4、4・・4から注入管装置A、A・・Aに通じる導管21、21・・21には、それぞれ流量検出器26が設置される。これら検出器26から検出された地盤注入液の流量および/または圧力データ信号は破線で示されるように集中管理装置3に送信される。そして、図4に示されるように注入状況を集中管理装置3の注入監視盤33で一括監視しながら地盤注入液を独立した多数のユニットポンプ4、4・・4から複数の注入管装置Aを通して地盤1中の複数の注入ポイント25に多点注入する。
Further, a
多数のユニットポンプ4、4・・4の作動は集中管理装置3に送信された地盤注入液の流量および/または圧力データ信号に基づいて回転数変速機32を介して制御される。この制御により地盤注入液は所望の圧力および/または流量に保持され、各注入管装置A、A・・Aの送液される。
The operation of the multiple unit pumps 4, 4... 4 is controlled via the
さらに、また、流量圧力検出器26から検出された地盤注入液の流量および/または圧力データ信号を集中管理装置3に送信し、これらデータを集中管理装置3の注入監視盤33に画面表示することにより、注入状況の一括監視を行って、注入管装置Aにおけるそれぞれの注入圧力および/または流量を所定の範囲に維持しながら注入するとともに、上記データの情報に基づき、注入の完了、中止、継続あるいは再注入に行う。なお、34は切り換えバルブ、ストップバルブ、リターンバルブ等のバルブであって、図4に示されるように、バルブ34を集中管理装置3と接続し、制御することもできる。
Furthermore, the flow rate and / or pressure data signal of the ground injection liquid detected from the flow
注入監視盤33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3ではこれらの注入データに記録される。このようにして、複数の注入管装置A、A・・Aに通じる多数のユニットポンプ4、4・・4毎の作動をそれぞれの注入管装置Aの注入状況に応じて最適に制御でき、しかもこれらの複数のユニットポンプ4、4・・4を一括して管理することができる。30は施工表示盤、31は日報作業装置である。
The
図5は10本のそれぞれ各注入管装置A、A・・Aの圧力流量、積算流量を一括監視した一例である。図5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
グループ2:6号から10号の積算流量、最大圧力デジタル表示
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。
FIG. 5 is an example in which the pressure flow rate and the integrated flow rate of each of the 10 injection pipe devices A, A,. The screen of FIG. 5 is described in detail as follows.
Upper two screens:
Group 1: No. 1 to No. 5 integrated flow rate and maximum pressure digital display Group 2: No. 6 to No. 10 integrated flow rate and maximum pressure digital display integrated flow rate are infusions for 20 minutes. The maximum pressure was displayed every 30 seconds, and the maximum value from 19
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
グループ4:6号〜10号の流量、圧力 トレンド表示
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ャートを示し、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。
Group 3: Flow and pressure trend display for No. 1 to No. 5
Group 4: Flow and pressure trend display of No. 6 to No. 10
The left side of each of the two screens shows the instantaneous flow rate and instantaneous pressure chart corresponding to the passage of time (t) in each liquid delivery system, and the right side shows the average instantaneous flow rate (l / min) from 19
図6に集中管理装置3の操作フローチャートを示しながら、図4の装置について説明する。図4において、まず、送液系統のNo.1〜No.10についての注入仕様ファイルの圧力規定値(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(単位時間当り流量および/または積算流量)を集中管理装置3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3のNo.1〜No.10の開始スイッチをONにしてデータ記録を開始する。 4 will be described with reference to an operation flowchart of the central management apparatus 3 shown in FIG. In FIG. 4, first, the specified pressure value (appropriate pressure range), specified injection amount (appropriate integrated injection amount range) of the injection specification file for No. 1 to No. 10 of the liquid delivery system, that is, the desired injection pressure, The flow rate (flow rate per unit time and / or integrated flow rate) is preset in the central control device 3 (system specification setting registration), and then the No. 1 to No. 10 start switches of the central control device 3 are turned ON. Start data recording.
このとき、施工表示盤35にもランプでON表示がなされる。注入監視盤33では、注入液送液系統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3は完了信号を出力してこれを注入監視盤33に表示するとともに、施工表示盤35にランプで完了状態を表示し、送液系統のストップバルブを閉める信号を出力する。
At this time, the construction display panel 35 is also turned ON by a lamp. The
The central control device 3 outputs a completion signal and displays it on the
全ての送液系統の注入が完了の後、集中管理装置3の開始スイッチをオフにすることにより集中管理装置3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36で日報等の帳票を作成し、プリンタでプリントアウトする。
After the injection of all the liquid supply systems is completed, the data recording by the centralized management device 3 is completed by turning off the start switch of the centralized management device 3. Based on the recorded data, a daily
図4において、集中管理装置3は10本の送液系統にそれぞれ配置された流量圧力検出器26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3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う。
In FIG. 4, the centralized management device 3 records and monitors the flow rate or pressure data from the flow
この詳細は次のとおりである。
測定ダータ 流量 :0〜30.0 l/分
圧力 :0〜3.00 MPa
演算ダータ 積算流量:0〜99999l
最大圧力:0〜3.00 MPa
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)
The details are as follows.
Measurement data flow rate: 0 to 30.0 l / min
Pressure: 0 to 3.00 MPa
Calculation data Accumulated flow rate: 0 to 99999 l
Maximum pressure: 0 to 3.00 MPa
Recording medium Flash memory
(Flow rate, pressure, integrated flow rate, maximum pressure for 10 systems)
注入監視:注入仕様ファ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、圧力データが監視する。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3はストップバルブ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。) Injection monitoring: Accumulated injection volume data and pressure data are monitored with the specified injection volume and pressure registered based on the injection specification file. When the injection pressure is equal to or higher than the specified pressure, or when the injection amount (integrated flow rate) reaches the specified integrated injection amount (specified integrated flow rate), the central control device 3 outputs a stop valve closing signal. At the same time, the lamp is turned on to indicate completion. (Completion by pressure regulation or completion by regulation injection amount is displayed on the screen.)
監視画面:図3に示される10本の送液系統分のデータ(流量、圧力、積算流量、最大圧力の合計40データ)を注入監視盤33上に一つの画面で表示する。
Monitoring screen: The data for 10 liquid feeding systems shown in FIG. 3 (total 40 data of flow rate, pressure, integrated flow rate and maximum pressure) are displayed on the
図7は注入液流路15を複数本設けた例の断面図であって、注入液として、A液およびB液をそれぞれ別々の注入液流路15、15を通して一対の膨縮パッカ12、12間の噴出位置27に送液し、混合して外管吐出口5から地盤1中に注入する。この場合、噴出位置27は袋パッカ6、6間に挟まれ、A、B液は一対の膨縮パッカ12、12間で混合されて所定の地盤1に注入される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an example in which a plurality of
図8〜図10は複数の注入流路および複数の膨縮パッカを有する注入管装置の例の断面図であって、外管9内に移動自在に挿入される内管13は長手方向に複数の膨縮パッカ12、12・・12が間隔をあけて設けられ、複数の噴出位置27、27・・27を形成し、これら複数の噴出位置27、27・・27は少なくとも一個づつ、管外空間8に位置するように配置される。内管13には注入液を送液し、吐出口14が各噴出位置27に別々に位置する複数の注入液流路15と、膨縮パッカ12に流体を送って膨張させるパッカ流路16とをそれぞれ独立して備える。これにより、パッカ流路16を通して複数の膨縮パッカ12、12・・12に流体を送って膨張させ、隣接する膨縮パッカ12、12によって挟まれる内外管すき間31に管内空間17を形成してなり、各噴出位置27を管外空間8に合致させ、吐出口14から注入液を管内空間17および外管吐出口5を通し、管外空間8を経て地盤1中に注入する。
8 to 10 are cross-sectional views of an example of an injection tube device having a plurality of injection channels and a plurality of expansion / contraction packers, and a plurality of
さらに、注入管装置Aは地盤1の削孔19中に挿入され、外壁長手方向に間隔をあけて複数の流体で膨張する袋パッカ6が設けられ、互いに隣接する袋パッカ6、6間にはゴムスリーブ11で覆われた少なくとも二つの外管吐出口5を有し、かつ、互いに隣接する袋パッカ6、6と削孔壁7との間に管外空間8を形成する外管9と、外管9内に移動自在に挿入され、長手方向に三個以上の膨縮パッカ12が間隔をあけて設けられ、複数の噴出位置27を形成する内管13とを有する。内管13には注入液を送液し、吐出口14が別々の噴出位置27にそれぞれ位置する複数の注入液流路15と、膨縮パッカ12に流体を送って膨張させるパッカ流路16とをそれぞれ独立して備える。そしてパッカ流路16を通して三個以上の膨縮パッカ12に流体を送って膨張させ、互いに隣接する膨縮パッカ12によって挟まれる内外管のすき間31に複数個の管内空間17を形成する。これら複数個の噴出位置27を同一の管外空間8に合致させ、吐出口14から注入液をそれぞれ別々の管内空間17を経て、外管吐出口5を通し、同一の管外空間8から地盤1中に注入する。
Further, the injection tube device A is inserted into the
各図毎に具体的に説明すると、図8は注入液流路15を複数本設け、さらに、膨縮パッカ12を3個以上設けて噴出位置27を複数個にしたり例の断面図であって、注入液としてA液およびB液をそれぞれ別々の注入液流路15を通して別々の噴出位置27、27に送液し、外管吐出口5から地盤1中に注入する。この場合、注入領域は円柱状に長く、大きな浸透源を得るという利点を有する。
Specifically, FIG. 8 is a cross-sectional view of an example in which a plurality of
図9は噴出位置27を袋パッカを挟んで複数個設けた例の断面図であって、A液、B液はそれぞれ別々に地盤1に注入される。この場合、例えば、A液として瞬結性注入液、B液として緩結性注入液を別々に注入し得、複合注入を可能にする。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an example in which a plurality of ejection positions 27 are provided with a bag packer interposed therebetween. A liquid and B liquid are separately injected into the
図10は噴出位置27を複数個隣接して設けた例の断面図であって、隣接した噴出位置27、27は上下の袋パッカ6、6に挟まれて配置される。この場合、A液、B液は外管9の外側で混合されるので、混合によって瞬結になる注入液の注入に適している。なお、図7、図8、図9において、28はポンプ、29は流量計、30は圧力計、31はすき間である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example in which a plurality of ejection positions 27 are provided adjacent to each other, and the adjacent ejection positions 27 and 27 are disposed between the upper and
図11は図1の本発明にかかる注入システムを模型的に表した説明図である。図11から注入液の地盤1への注入状況が模型的に理解される。
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing the injection system according to the present invention shown in FIG. The injection | pouring condition to the
上述構成からなる本発明は地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、これら各層毎に最適な注入を同時にあるいは選択的に達成し得るのみならず、地盤中の縦方向、横方向への立体的な注入をも可能とし、かつ、複数の注入管からの注入を任意に制御し得るとともに、複数の注入管を通して同時に注入し得、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ急速施工によって注入工期も短縮され、特に液状化防止工事のように大容土の地盤改良への利用可能性が高い。 The present invention having the above-described configuration can not only simultaneously or selectively achieve optimum injection for each layer, but also three-dimensionally in the vertical and horizontal directions in the ground. Injection can be controlled and injection from multiple injection pipes can be controlled arbitrarily, and simultaneous injection through multiple injection pipes improves the reliability of osmotic injection into fine soil layers. However, due to the rapid construction, the pouring period is shortened, and it is highly possible to improve the ground of large volumes of soil, especially as liquefaction prevention work.
A 注入管装置
X 多点地盤注入システム
1 地盤
2 駆動源
3 集中管理装置
4 ユニットポンプ
5 外管吐出口
6 袋パッカ
7 削孔壁
8 管外空間
9 外管
10 管壁
11 ゴムスリーブ
12 膨縮パッカ
13 内管
14 吐出口
15 注入液流路
16 パッカ流路
17 管内空間
18 内管昇降装置
19 削孔
20 地盤内パッカ
21 導管
22 貯蔵タンク
23 パッカ流体貯蔵タンク
24 バルブ
25 注入ポイント
26 流体圧力検出器
27 噴出位置
28 ポンプ
29 流量計
30 圧力計
31 すき間
32 回転数変速機
33 注入監視盤
34 バルブ
35 施工表示盤
36 日報作業装置
A Injection tube device X Multi-point
Claims (10)
2. The bag packer according to claim 1, wherein the bag packer is formed of a water permeable bag body, has a diameter of 1.2 to 5.0 times the hole diameter, and the length of the bag body is L, and between adjacent bag bodies. When the gap of A is assumed to be A ≦ 2L, when the bag packer is filled with the suspension and inflated to form the bag packer, the bag packer is packed with the bag packer because the bag body has a diameter larger than the hole diameter. The ground injection construction method according to claim 1, wherein the surrounding hole wall is consolidated, thereby forming a dense ground packer in which the injected solution is difficult to penetrate into the ground region around the bag packer.
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