JP2007002584A - 注入管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤の削孔中に挿入され、注入液を地盤中に注入する注入管装置であって、同じ注入管管路を使ってパッカの膨張および注入液の地盤への注入が可能であり、さらに、同時注入も可能であり、したがって、装置が簡素化される。
【解決手段】外管３と、外管３内に挿入された内管７と、内管内に挿入されたパッカ流路１０および注入液流路１２、１４とからなり、外管３は外管袋体４および外管吐出口５が取りつけられ、内管７は内管袋体８および内管吐出口９が取りつけられ、パッカ流路１０は複数の吐出口１１を有して複数の内管パッカ８ａを同時に形成し、複数本の注入液流路は外管袋体４に硬化性懸濁液を送液して外管パッカ４ａを形成するとともに、隣接する外管パッカ４ａ、４ａ間の外管吐出口５から注入液を注入することから構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は改良すべき地盤の削孔中に挿入され、注入液を地盤中に注入して、例えば地盤の液状化防止に使用する注入管装置に係り、特に、同じ注入管管路を使ってパッカの膨張および注入液の地盤への注入が可能であり、さらに、同時注入も可能であり、したがって、装置が簡素化される注入管装置に関する。

地盤の液状化等では、通常、大容土の急速施工が望まれている。この種の技術として、従来、注入管の軸方向に吐出口をはさんで、間隔をあけて設置された上下の袋パッカと、注入管まわりの削孔壁との間に大きな柱状浸透源を形成し、この柱状浸透源から大きな吐出量で注入材を注入し、低圧で注入材の土粒子間浸透を図っていた。

上述の従来技術では、大きな吐出量による急速施工であるため経済性を得るのみならず、大きな浸透源の単位浸透面積から小さな浸透速度で、低圧の土粒子浸透が可能であり、優れた浸透固結をも同時に満足するものであった。

一方、上述の従来技術では、注入管の軸方向に吐出口をはさんで、間隔をあけて上下の袋パッカを設置する。このような上下の袋パッカを形成するためには、袋体中に流体を送液して膨張させる必要があり、このためには流体を送液するための注入管管路を注入液の送液管路とは別に必要がある。

したがって、従来の注入管装置では袋パッカを膨張するための注入管管路および注入液を地盤中に注入するための注入管管路を別々に必要とし、装置が複雑化する。
２００２−１６７７４５号公報 特開平１−５２９１０号公報

そこで、本発明の課題は改良すべき地盤の削孔中に挿入され、注入液を地盤中に注入して、例えば地盤の液状化防止に使用する注入管装置であって、特に同じ注入管管路を使ってパッカの膨張および注入液の地盤への注入を可能とし、注入管管路を別々に設置する必要がなく、したがって、装置が簡素化され、上述の公知技術に存する欠点を改良した注入管装置を提供することにある。

上述の課題を解決するため、本発明の注入管装置によれば、改良すべき地盤の削孔中に挿入され、注入液を地盤中に注入して該地盤を改良する注入管装置であって、外管と、この外管内に移動自在に挿入された内管と、この内管内に移動自在に挿入されたパッカ流路および複数本の注入液流路とからなり、前記外管には外管袋体が間隔をあけて複数個取りつけられ、かつ、外管袋体内部ならびに隣接する外管袋体間に外管吐出口が設けられ、前記内管には内管袋体が間隔をあけて複数個取りつけられ、かつ内管袋体内部ならびに隣接する内管袋体間に内管吐出口が設けられ、前記パッカ流路は各内管袋体内に開口された複数の吐出口を有し、これら複数の吐出口を通して内管袋体に流体を同時送液して複数の内管パッカを同時に形成し、前記複数本の注入液流路は外管袋体に硬化性懸濁液を送液して外管パッカを形成するとともに、隣接する外管パッカ間の外管吐出口から注入液を地盤中に注入することを特徴とする。

本発明は上述のように、注入管装置として、外管と、この外管内に移動自在に挿入された内管と、この内管内に移動自在に挿入されたパッカ流路および複数本の注入液流路とからなる構成としたから、同じ注入管管路を使ってパッカの膨張および注入液の地盤への注入を可能とし、注入管管路をパッカの膨張用ならびに注入液の注入用として別々に設置する必要がなく、したがって、簡素化された注入管装置を得る。

以下、本発明を添付図面を用いて詳述する。

図１は本発明にかかる注入管装置の断面図であって、内管を移動して内管袋体が外管袋体をはさむ位置に配置して後、内管袋体に流体を送液し、内管パッカを形成した状態を示す。図２は同じく本発明にかかる注入管装置の断面図であって、外管袋体に硬化性懸濁液を送液して外管パッカを形成した状態を示す。図３は同じく本発明にかかる注入管装置の断面図であって、内管パッカから流体を排出し、内管袋体が外管吐出口をはさむ位置に内管を移動した状態を示す。図４は同じく注入管装置の断面図であって、内管パッカと外管パッカの両方を形成して外管吐出口から注入液を地盤中に注入している状態を示す。図５は実際の内管を表した断面図である。

本発明の注入管装置は図１〜図４に示されるように、改良すべき地盤１に形成された削孔２中に挿入され、注入液を地盤１中に注入して地盤１を改良する注入管装置Ａであって、外管３と、この外管３内に移動自在に挿入された内管７と、この内管７内に移動自在に挿入されたパッカ流路１０および複数本の注入液流路、例えば注入液流路Ａ１２、注入液流路Ｂ１４とから構成される。

外管３には外管袋体４が間隔をあけて複数個取りつけられ、かつ、外管袋体４の内部ならびに隣接する外管袋体４、４間に外管吐出口５、５・・５がそれぞれゴムスリーブ６に覆われて開口されている。

内管７は内管袋体８が間隔をあけて複数個取りつけられ、かつ内管袋体８の内部ならびに隣接する内管袋体８、８間に内管吐出口９がゴムスリーブ６に覆われて開口されている。

パッカ流路１０は内管袋体８内に開口された複数の吐出口１１、１１・・１１を有し、これら複数の吐出口１１、１１・・１１を通して内管袋体８に空気、水等の流体を同時送液して膨張させ、複数の内管パッカ８ａ、８ａ・・８ａを同時に形成する。

また、注入液流路は注入液流路Ａ１２および注入液流路Ｂ１４の二つを設け、注入液流路Ａ１２の吐出口１３を通して外管袋体４にセメント等の硬化性懸濁液を送液し、膨張させて外管パッカ４ａを形成するとともに、注入液流路Ａ１２を通して吐出口１３から、および注入液流路Ｂ１４を通して吐出口１５から注入液を、隣接する外管パッカ４ａ、４ａ
間の外管吐出口５からゴムスリーブ６を押し開いて地盤１中に同時に注入する。

外管袋体４は硬化性懸濁液の一部を通過する透水性袋体で構成される。この種の透水性袋体として、織布、不織布、透水性合成樹脂、網体、ドレーン材等が用いられる。具体的には例えば、東レ（株）製のスパンボンド不織布Ｇ２０４０、Ｇ２０５０が用いられる。
Ｇ２０４０は目付４０（ｇ／ｍ^２）、厚み０．１６（ｍｍ）、引張強度たて１６（ｋｇｆ／５ｃｍ^２）、よこ８（ｋｇｆ／５ｃｍ^２）、透水係数２．１３×１０^２（ｃｍ／秒）の特性を有し、Ｇ２０５０は目付５０（ｇ／ｍ^２）、厚み０．２１（ｍｍ）、引張強度たて２０（ｋｇｆ／５ｃｍ^２）、よこ１０（ｋｇｆ／５ｃｍ^２）、透水係数３．１４×１０^２（ｃｍ／秒）の特性を有する。その他、不透水性シートやゴム袋等も用いることができるが、透水性を有する方が懸濁液が加圧により密に詰まって強固なパッカとなるので好ましい。

また、袋体４は削孔２の径よりも大きな直径を有する。具体的には、好ましくは袋体４は削孔径よりも１．２〜５．０倍の直径を有する。このような袋体４中に懸濁液を充填し、膨らませて袋パッカ３を形成すると、袋体４の直径が削孔７の径よりも大きいため、外管パッカ４ａ周りの削孔壁が圧密される。これにより外管パッカ４ａ周りの地盤領域に注入材の浸透しにくい、密な地盤中内パッカ１６を形成する。

袋体４の直径が１．２倍よりも小さいと、外管パッカ４ａ周りの削孔壁の圧密が少ない。また、５．０倍よりも大きいと、袋体４が填充圧力で破れやすくなる。すなわち、袋体４に張力が均等に生じず、周辺土層の弱い部分に接触する袋体部分が不均質に加圧されて袋体が破断されやすくなる。

本発明に用いられる硬化性懸濁液としてはセメント懸濁液等、任意の懸濁液が挙げられる。このような懸濁液を例えば平均０．０５ｍｍの目のあいた不織布からなる透水性袋体４に填充して膨らませ、外管パッカ４ａを形成すると、粒径０．０５ｍｍよりも細かい粒子を含む懸濁液が袋体４から外側に通過し、圧密された削孔壁に浸透硬化する。このとき、
袋体４内は高濃度で硬化して高強度の外管パッカ４ａを形成するとともに、外管パッカ４ａ周りの地盤領域に注入材が浸透しにくい、密で強固な地盤内パッカ１６を形成する。すなわち、例えば、不織布からなる袋体４中の硬化性懸濁液が加圧されると、この一部が袋体４からの外部の地盤に浸透して地盤を強固に固結し、地盤内パッカ１６を形成する。

この状態で、隣接する外管パッカ４ａ、４ａ間の外管吐出口５から、ゴムスリーブ６を押し拡げて大きな柱状空間を通し、さらに削孔壁を通して地盤１中に注入材を注入すると、注入材は地盤１中で地盤内パッカ１６に遮断されて逸脱せず、上下方向の注入対象土層に矢印方向に、より遠くに、広く浸透し、この結果、削孔間隔（注入孔間隔）を広くとって削孔数を少なくすることができ、注入操作が簡略化されるとともに、経済的にも有利である。

上述の本発明にかかる利点を一層増大させるためには、袋体４の長さをＬとし、隣接する袋体４、４間の間隙をＡとした場合、Ａ≦２Ｌの関係にあることが好ましい。このような関係を維持することにより、本発明の上述利点は一層増大する。

なお、本発明にかかる注入管装置Ａを挿入する削孔２は垂直方向、水平方向、または斜め方向、または屈曲と直線を任意に組み合わせて形成される。図５は本発明注入管装置の実際の内管７を表した断面図であって、注入液流路Ａ１２からの注入液と注入液流路Ｂ１４からの注入液が別々の吐出口から同時に注入される。また、本発明に用いられる注入液としては、任意のものが用いられるが、例えば活性シリカ、コロイダルシリカ、シリカゾル等が用いられる。

以下、添付の本発明にかかる注入管装置を用いた注入工法を詳述する。

まず、図示しないが、内管袋体８を膨張させる前に内管７を移動して隣接する内管袋体８、８が外管袋体４をはさむ位置に配置する。その後、図１に示されるように、内管袋体８にパッカ流路１０を通して吐出口１１から流体を同時に送液して複数の内管パッカ８ａ、８ａ・・８ａを同時に形成する。

図１の状態で、図２に示されるように、例えば注入液流路Ａ１２を通して外管袋体４に
硬化性懸濁液を送液して外管パッカ４ａを形成する。このとき、外管袋体４は内管パッカ８ａではさまれているので、懸濁液は外管管路３の流失することがない。次いで、図２に
示されるように、内管パッカ８ａから流体を排出して内管袋体８とする。

図２の状態で、図３に示されるように内管７を移動して隣接する内管袋体８、８が外管吐出口５をはさむ位置とし、次いで、さらに、図４に示されるように、パッカ流路１０から流体を内管袋体８に同時送液して内管パッカ８ａを形成し、図４に示されるように、注入液流路Ａ１２および注入液流路Ｂ１４を通し、隣接する外管パッカ４ａ、４ａ間の外管吐出口５、５・・５から注入液を地盤１中に注入する。

上述構成からなる本発明装置は次の利点を有する。

（１）一本のパッカ流路から複数の内管袋体に流体を送液して複数の内管パッカを同時に形成する。

（２）注入液流路を使って外管袋体に硬化性懸濁液を送液し、袋体を膨張して外管パッカを形成し、次いで、同じ注入液流路を使って外管吐出口から注入液を地盤中に注入する。

（３）さらに、注入液流路Ａおよび注入液流路Ｂからそれぞれ別々の注入液を、隣接する
外管パッカ間の別々の外管吐出口から同時注入でき、かつ、装置も簡素化される。

本発明にかかる注入管装置は同じ注入管管路を使ってパッカの膨張および注入液の地盤への注入を行うことができ、注入管管路を別々に設置する必要がなく、すなわち、パッカ膨張用注入管管路および注入液注入用管路を別々に設置する必要がなく、したがって、装置が簡素化され、地盤注入技術分野での利用可能性が高い。

本発明にかかる注入管装置の断面図であって、内管を移動して内管袋体が外管袋体をはさむ位置に配置して後、内管袋体に流体を送液し、内管パッカを形成した状態を示す。 本発明にかかる注入管装置の断面図であって、外管袋体に硬化性懸濁液を送液して外管パッカを形成した状態を示す。 本発明にかかる注入管装置の断面図であって、内管パッカから流体を排出し、内管袋体が外管吐出口をはさむ位置に内管を移動した状態を示す。 注入管装置の断面図であって、内管パッカと外管パッカの両方を形成して外管吐出口から注入液を地盤中に注入している状態を示す。 実際の内管を表した断面図である。

符号の説明

Ａ 注入管装置
１ 地盤
２ 削孔
３ 外管
３ａ 外管管路
４ 外管袋体
４ａ 外管パッカ
５ 外管吐出口
６ ゴムスリーブ
７ 内管
８ 内管袋体
８ａ 内管パッカ
９ 内管吐出口
１０ パッカ流路
１１ 吐出口
１２ 注入液流路Ａ
１３ 吐出口
１４ 注入液流路Ｂ
１５ 吐出口
１６ 地盤内パッカ

Claims (5)

1. 改良すべき地盤の削孔中に挿入され、注入液を地盤中に注入して該地盤を改良する注入管装置であって、外管と、この外管内に移動自在に挿入された内管と、この内管内に移動自在に挿入されたパッカ流路および複数本の注入液流路とからなり、前記外管には外管袋体が間隔をあけて複数個取りつけられ、かつ、外管袋体内部ならびに隣接する外管袋体間に外管吐出口が設けられ、前記内管には内管袋体が間隔をあけて複数個取りつけられ、かつ内管袋体内部ならびに隣接する内管袋体間に内管吐出口が設けられ、前記パッカ流路は各内管袋体内に開口された複数の吐出口を有し、これら複数の吐出口を通して内管袋体に流体を同時送液して複数の内管パッカを同時に形成し、前記複数本の注入液流路は外管袋体に硬化性懸濁液を送液して外管パッカを形成するとともに、隣接する外管パッカ間の外管吐出口から注入液を注入することを特徴とする注入管装置。
2. 請求項１において、内管を移動して内管袋体が外管袋体をはさむ位置に配置して後、パッカ流路から流体を内管袋体に同時に送液して複数の内管パッカを同時に形成し、この状態で注入液流路を通して外管袋体に硬化性懸濁液を送液して外管パッカを形成し、次いで内管パッカから流体を排出して内管袋体とし、内管を移動して内管袋体が外管吐出口をはさむ位置とし、次いでさらに、パッカ流路から流体を内管袋体に同時送液して内管パッカを形成し、注入液流路を通して外管吐出口から注入液を地盤中に注入する請求項１に記載の注入管装置。
3. 請求項１において、外管袋体が硬化性懸濁液の一部を透過する透水性袋体であって、削孔径よりも１．２〜５．０倍の直径を有し、かつ、袋体の長さをＬとし、上下に隣接する袋体間の間隙をＡとした場合、Ａ≦２Lとしてなる請求項１に記載の注入管装置。
4. 請求項１において、外管袋体中に硬化性懸濁液を充填し、膨らませて外管パッカを形成する際、袋体の直径が削孔径よりも大きくし、外管パッカによってパッカ周りの削孔壁が圧密されるとともに、袋体が透水性袋体であって、袋体から透過された一部の硬化性懸濁液が圧密された削孔壁に浸透固結し、これにより袋体内を高濃度で硬化して高強度の袋パッカを形成するとともに、袋パッカ周りの地盤領域に注入材の浸透しにくい密な地盤内パッカを形成する請求項１に記載の注入管装置。
5. 請求項１において、注入管装置を挿入する削孔は垂直方向、水平方向または斜め方向または屈曲と直線を任意に組み合わせて形成される請求項１に記載の注入管装置。