JP2010070923A - 地盤注入装置及びそれを用いた地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の二重管ダブルパッカ式地盤注入工法で行われていたセメントベントナイト等のシール材の充填、養生、クラッキングの作業を不要にし、従来の工法に比べて工期が短く低コストの簡便な地盤改良工法及び装置を提供する。
【解決手段】二重管パッカ式の地盤注入装置が、逆止弁機能付きの吐出口が長手方向に間隔を置いて配置された高膨張性のフレキシブルホースと、少なくとも１つのパッカと吐出孔とを先端部付近に備えてフレキシブルホース内に設置されて使用される注入管と、から構成される。フレキシブルホースは、注入管のパッカの膨張に伴ってフレキシブルホースが膨張できるような高膨張性とする。注入管のパッカの膨張によりフレキシブルホースが膨張して外管パッカを形成することで、フレキシブルホースと孔壁との隙間が塞がれるので、注入材の逸走が防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は地盤の改良技術に関するものであり、特に薬液やセメントグラウトなどの注入材を地盤に注入するための二重管パッカ式の地盤注入装置及びそれを用いた地盤改良工法に関する。

地盤改良に用いられる従来の二重管パッカ工法を図２０及び図２１を参照して説明する。図２０は従来の二重管ダブルパッカ工法に用いられている注入装置の要部を示す（例えば特許文献１参照）。この注入装置は、塩化ビニル管や鋼管などの剛性の外管７６と、外管内に内管として設置される注入管７０とからなる。外管７６には長手方向に間隔を置いて逆止弁付きの吐出口２０が設けられている。注入管７０の先端部付近には吐出孔２１が設けられ、その吐出孔２１を挟んで上下にパッカ７２、７８が配置されている。シール材のクラッキング作業や注入材の注入作業の際には、まず、外管７６の吐出口２０を挟んで上方及び下方に注入管７０のパッカ７２、７８が配置されるようにし、パッカを高圧の気体又は液体で膨張させて外管７６と注入管７０との間に密閉空間を形成する。次いで、水や注入材２２を注入管７０の注入孔２１から外管７６の吐出口２０を通じて地盤１０に注入する。図２０（ａ）はパッカ７２、７８を膨張させる前の状態を示し、図２０（ｂ）はパッカ７２、７８を膨張させて水又は注入材２２を地盤に注入している状態を示す。

図２１は従来の二重管ダブルパッカ工法の説明図であり、その作業手順は次の通りである。
（１）先端にビット２６を備えたケーシング２４を用いるケーシング掘りによって、注入予定深度までボーリングを行なう（図２１（ａ））。
（２）ボーリング孔にホース８０を挿入し、そのホースからボーリング孔の中にシール材Ｓ（例えばセメントベントナイト）を充填する（図２１（ｂ））。
（３）先端にキャップ２８が取り付けられた外管（スリーブ管ともいう）７６を継ぎながらボーリング孔の中に挿入する（図２１（ｃ））。
（４）ボーリング孔からケーシング２４を引き抜き、シール材７４が所定の強度に達するまで（一般に数日間）養生する（図２１（ｄ））。
（５）シール材７４が固化した後、外管７６の中に内管（ダブルパッカ付き注入管）７０を挿入し、外管の吐出口２０から例えば圧力水を送出してシール材７４に割れ目を入れる（クラッキング作業）（図２１（ｅ））。また、水押しを行なって地盤の透水性も随意に検査する。
（６）注入する吐出口２０を挟んでその上下に内管７０の上部パッカ７２と下部パッカ７８とを配置し、それらのパッカ７２、７８を膨張させることで内管７０と外管７６との間に密閉空間を形成した後、吐出口２０から注入材Ｇを地盤に注入する（図２１（ｆ））。注入材Ｇの地盤ヘの注入は、シール材７４に形成された割れ目を通じて地山に圧入することで行なう。

このように、従来の二重管ダブルパッカ工法は、外管と地山の隙間にシール材を充填することを特徴とする二重管注入工法である。外管と地山の隙間にシール材を充填するので、その隙間を通じて注入材が地表に逸走するのが防止できる。
特開平９−３８６８号公報

従来の二重管ダブルパッカ注入工法では、シール材の充填（上記作業（２））、シール材の養生（上記作業（４））、及びシール材のクラッキング（上記作業（５））に多くの日数、労力、費用を要するという問題があった。

本発明の目的は従来の二重管パッカ注入工法におけるシール材の使用に必然的に伴う上記問題を解消し、従来の工法に比べて工期が短く低コストの簡便な地盤改良工法及び装置を提供することである。

〔第１の課題解決手段〕上記目的を達成するため、本発明の二重管パッカ式の地盤注入装置は、逆止弁機能付きの吐出口が長手方向に間隔を置いて配置されたフレキシブルホースと、少なくとも１つのパッカと吐出孔とを先端部付近に備え、前記フレキシブルホース内に設置されて使用される注入管と、からなり、前記フレキシブルホースが、前記注入管のパッカの膨張に伴って前記フレキシブルホースの内壁を前記パッカが押圧して前記フレキシブルホースを膨張させ地盤の掘削孔壁に密接させ得るように高膨張性であることを特徴とする。

従来の二重管ダブルパッカ注入工法で用いられるシール材は、本発明では使用しないので、上記問題が解消される。従来の工法におけるシール材は、注入材が外管と地山の隙間を通じて地表に逸走するのを防止する機能を有していたが、本発明では外管にパッカを形成することによってこの機能を実現する。すなわち、内管のパッカを膨張させると、それに伴って外管が膨張して外管にパッカが形成されるので、注入材が外管と地山の隙間を通じて地表に逸走するのを防止できる。

従来工法の外管には剛性の高い塩化ビニル管もしくは鋼管が用いられてきた。本発明においては外管に高膨張性のフレキシブルホース（例えばゴムやポリウレタン等の高分子化合物を素材とするホース）を使用できる。

〔第２の課題解決手段〕また、上記目的を達成するため、第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段である二重管パッカ式の地盤注入装置において、前記フレキシブルホースの吐出口が、切れ目の形成された前記フレキシブルホースの管壁部の外側に孔付きの非膨張性の円筒部材を装着して構成され、前記フレキシブルホースは、前記非膨張性の円筒部材の孔と前記フレキシブルホースの切れ目が重なった部分が逆止弁として機能するように高弾性であることを特徴とする。

〔第３の課題解決手段〕また、上記目的を達成するため、本発明の地盤改良工法は、地盤に削孔した孔に、前記注入管がパッカを１つだけ備えた第１又は第２の課題解決手段に記載の地盤注入装置を、前記フレキシブルホース内に前記注入管が入れられた状態で設置する工程と、前記フレキシブルホースの吐出口の上方で前記注入管のパッカを膨張させることで前記フレキシブルホースも膨張させて地盤の掘削孔壁に密接させた後、前記吐出口から注入材を地盤に注入する注入工程と、必要なら前記注入管を前記フレキシブルホース内にて上に移動させて前記フレキシブルホースの別の吐出口について前記注入工程を実行する作業を任意回数繰り返す工程と、からなる。

〔第４の課題解決手段〕また、上記目的を達成するため、本発明の地盤改良工法は、地盤に泥水掘りで削孔する工程と、前記注入管がパッカを１つだけ備えた第１又は第２の課題解決手段に記載の地盤注入装置を、前記フレキシブルホース内に前記注入管が入れられた状態で掘削孔内に設置する工程と、前記フレキシブルホースの吐出口の上方で前記注入管のパッカを膨張させることで前記フレキシブルホースも膨張させて地盤の掘削孔壁に密接させた後、前記吐出口から注入材を地盤に注入する注入工程と、必要なら前記注入管を前記フレキシブルホース内にて上に移動させて前記フレキシブルホースの別の吐出口について前記注入工程を実行する作業を任意回数繰り返す工程と、からなる。

〔第５の課題解決手段〕また、上記目的を達成するため、本発明の地盤改良工法は、地盤に削孔した孔に、前記注入管がパッカを２つ備えた第１又は第２の課題解決手段に記載の地盤注入装置を、前記フレキシブルホース内に前記注入管が入れられた状態で掘削孔内に設置する工程と、前記フレキシブルホースの任意の吐出口を挟んで上方及び下方で前記注入管のパッカを膨張させることで前記フレキシブルホースも膨張させて地盤の掘削孔壁に密接させた後、前記吐出口から注入材を地盤に注入する注入工程と、必要なら前記注入管を前記フレキシブルホース内にて移動させて前記フレキシブルホースの別の吐出口について前記注入工程を実行する作業を任意回数繰り返す工程と、からなる。

本発明の第１の課題解決手段によると、高膨張性のフレキシブルホースを外管に用い、内管のパッカの膨張にともない外管にパッカを形成することで、シール材を使用しなくても、注入材が外管と地山の隙間を通じて地表に逸走するのを防止できる。シール材を使用しないので、従来の工法に比べて工期が短く低コストの簡便な地盤改良工法及び装置を提供できる。

本発明の第２の課題解決手段によると、外管として用いられる高弾性のフレキシブルホースの管壁に切れ目を形成し、その外側に孔付きの非膨張性の円筒部材を装着することで、水や注入材の逆流を防止する機能をもった吐出口（逆止弁）が簡便に得られる。このような構成により、現場において任意の場所に吐出口を適宜追加することもできる。

本発明の第３の課題解決手段によると、従来の工法で必要であったシール材の充填作業、シール材の養生、シール材のクラッキング作業が不要になり、工期を短縮でき、費用も削減できる。また、従来の工法では外管と内管を別々に掘削孔に挿入していたが、本発明では外管の挿入後すぐに注入を始められるため、予め外管内に内管を配置しておいた状態で孔に挿入できるので、更なる工期の短縮、低コスト化が実現できる。

本発明の第４及び５の課題解決手段によると、第３の課題解決手段で得られる上記効果に加えて、フレキシブルなホースを外管として用いるので、湾曲した掘削孔にも対応できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態：二重管シングルパッカ式地盤注入工法及び装置：図１〜２〕
図１は二重管シングルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。図１（ａ）は注入管１４（以下、内管ともいう）のパッカ１６が膨張していない状態を示す。図１（ｂ）は注入管１４のパッカ１６が膨張することでフレキシブルホース１８（以下、外管ともいう）も膨張して掘削孔壁１２に密接した状態において、水又は注入材２２を地盤１０に注入している状態を示す。

この二重管シングルパッカ式地盤注入装置は、外管であるフレキシブルホース１８の中に、内管である注入管１４が挿入された状態で使用される。フレキシブルホース１８には、軸方向に間隔を置いて逆止弁機構付きの吐出口２０が複数設けられている。注入管１４の先端部分付近には１つのパッカ１６が設けられ、注入管１４の先端部又はその近傍の側部には吐出孔（図示せず）が設けられている。注入材２２の地盤１０への注入は、注入管１４の吐出孔から送出された注入材を、フレキシブルホース１８の吐出口２０から地盤１０中に噴射することによって行われる。

外管１８は、所定の場所に注入材２２を注入する機能の他、孔壁１２の崩壊から内管１４を保護し、確実に内管１４をガイドする機能も有する。その外管１８として、高膨張性のフレキシブルホース１８を採用している。フレキシブルホース１８の高膨張性は、少なくとも、注入管１４のパッカ１６の膨張に伴ってフレキシブルホース１８の内壁をパッカ１６が押圧してフレキシブルホース１８を膨張させ孔壁１２に密接させ得るだけの膨張性とする。

注入管１４のパッカ１６は、高圧流体（圧縮空気、窒素ガス、高圧の水など）によってパッカラバーを膨張させる構造にできる。この高圧流体は、注入管１４の内部又は外部に配設された流体供給管（図示せず）によりパッカ１６中に供給される。例えば、空気は空気圧縮機（コンプレッサ）から、窒素ガスは液化ボンベから、水はポンプから供給される。ダブルパッカの場合には高圧流体用の流体供給管が上部パッカと下部パッカに通じている点を除いて、基本的な構造はシングルパッカもダブルパッカも同じである。

この実施形態の二重管シングルパッカ式地盤注入装置は、パッカが１つなので構造が簡単であり、下の吐出口から上の吐出口に向かって順番に注入材を注入する場合に好適である。

図２（ａ）〜（ｄ）は二重管シングルパッカ式地盤注入工法の説明図であり、その作業手順は次の通りである。
（１）先端にビット２６を備えたケーシング２４を用いるケーシング掘りによって、注入予定深度までボーリングを行なう（図２（ａ））。
（２）先端にキャップ２８が取り付けられた外管１８内に内管１４を挿入した状態で両管をケーシング２４内に挿入する（図２（ｂ））。
（３）ボーリング孔からケーシング２４を引き抜く（（図２（ｃ））。
（４）注入する吐出口２０のすぐ上方に内管１４のパッカ１６を配置し、そのパッカ１６を膨張させることで外管１８を膨張させて外管パッカ３２を形成し、内管１４と外管１８との間、及び外管１８と孔壁１２との間に密閉空間をそれぞれ形成した後、吐出口２０から注入材Ｇを地盤に注入する（図２（ｄ））。注入材Ｇの地盤への注入は、下の吐出口２０から上の吐出口２０に向かって順番に行なう。

因に、従来工法において、シール材のクラッキング作業を行う場合には、吐出口を挟んでその上下で密閉できるダブルパッカを用いる必要があった。本発明では、シール材のクラッキング作業は不要となったので、必ずしもダブルパッカにする必要はなく、用途によってはより構造の簡単なシングルパッカが使用できるようになった。

〔第２実施形態：二重管ダブルパッカ式地盤注入工法及び装置：図３〜４〕
図３（ａ）及び（ｂ）は、掘削孔内に設置された二重管ダブルパッカ式地盤注入装置の説明図である。注入管１４の先端に近い部分に上部パッカ１６と下部パッカ１７が設けられ、両パッカの間に注入管１４の吐出孔２１が設けられている点で異なる以外は第１の実施形態と同じである。

図４（ａ）〜（ｄ）は二重管ダブルパッカ式地盤注入工法の説明図であり、その作業手順は次の通りである。
（１）先端にビット２６を備えたケーシング２４を用いるケーシング掘りによって、注入予定深度までボーリングを行なう（図４（ａ））。
（２）先端にキャップ２８が取り付けられた外管１８内に内管１４を挿入した状態で両管をケーシング２４内に挿入する（図４（ｂ））。
（３）ボーリング孔からケーシング２４を引き抜く（（図４（ｃ））。
（４）任意の吐出口２０を挟んでその上下に内管１４の上部パッカ１６と下部パッカ１７とを配置し、それらのパッカ１６、１７を膨張させることで外管１８を膨張させて外管パッカ３２、３４を形成し、内管１４と外管１８との間、及び外管１８と孔壁１２との間に密閉空間をそれぞれ形成した後、吐出口２０から注入材Ｇを地盤に注入する（図４（ｄ））。

第２の実施形態の二重管ダブルパッカ式地盤注入装置は、順番を問わず、任意の吐出口から注入する場合にも適用できる。例えば、浅部に高透水性の水みちが存在する地盤において、最初にその付近の吐出口から注入して注入材の地表への漏出を防止する場合に適用できる。

〔第３実施形態：保孔材付き二重管シングルパッカ式地盤注入工法及び装置：図５〜６〕
図５（ａ）及び（ｂ）は、掘削孔内に設置された保孔材付き二重管シングルパッカ式地盤注入装置の要部を示し、図５（ａ）はパッカ１６を膨張させる前の状態、図５（ｂ）はパッカ１６を膨張させ、吐出口２０から水又は注入材２２を地盤に注入している状態を示す。外管１８に設けられた吐出口２０が、孔壁１２から崩落した土砂で閉塞しないように、その周囲に保孔材３０が巻かれている点で異なる以外は、第１実施形態と同じである。図６（ａ）〜（ｄ）は保孔材付き二重管シングルパッカ式地盤注入工法の説明図である。作業手順は第１の実施形態と同じである。

保孔材３０には、透水性を有する一方で土粒子や砂粒子の侵入を防ぐ土木材料、例えば高分子材料製の不織布や網が適している。例えば、透水性能の高いポリエチレン製ネット（又は不織布）、例えばＴＡＣメンドレン（東拓工業株式会社の商品名）に使用される透水ネットや、ヘチマロン（新光ナイロン株式会社の商品名）などが使用できる。

〔第４実施形態：保孔材付き二重管タブルパッカ式地盤注入工法及び装置：図７〜８〕
図７（ａ）及び（ｂ）は、掘削孔内に設置された保孔材付き二重管ダブルパッカ式地盤注入装置の要部を示し、図７（ａ）はパッカ１６、１７を膨張させる前の状態、図７（ｂ）はパッカ１６、１７を膨張させ、吐出口２０から水又は注入材２２を地盤に注入している状態を示す。注入管１２の先端に近い部分に上部パッカ１６と下部パッカ１７が設けられ、両パッカの間に内管１４の吐出孔２１が設けられている点で異なる以外は第３の実施形態と同じである。図８（ａ）〜（ｄ）は保孔材付き二重管ダブルパッカ式地盤注入工法の説明図である。作業手順は第２の実施形態と同じである。

〔第５実施形態：泥水掘りの場合の二重管シングルパッカ式地盤注入工法及び装置：図９〜１０〕
図９（ａ）及び（ｂ）は泥水掘りのボーリング孔に設置した二重管シングルパッカ式地盤注入装置の要部を示し、図９（ａ）はパッカ１６を膨張させる前の状態、図９（ｂ）はパッカ１６を膨張させ、吐出口２０から水又は注入材２２を地盤に注入している状態を示す。

図１０（ａ）〜（c）は泥水掘りの場合の二重管シングルパッカ式地盤注入工法の説明図であり、その作業手順は次の通りである。
（１）泥水４０を使用したコアチューブ４２によるボーリング（泥水掘り）を行なって注入予定深度まで削孔する（図１０（ａ））。
（２）先端にキャップ２８が取り付けられた外管１８内に内管１４を挿入した状態で両管を孔内に挿入する（図１０（ｂ））。
（３）注入する吐出口２０のすぐ上方に内管１４のパッカ１６を配置し、そのパッカ１６を膨張させることで外管１８を膨張させて外管パッカ３２を形成し、内管１４と外管１８との間、及び外管１８と孔壁１２との間に密閉空間をそれぞれ形成した後、吐出口２０から注入材Ｇを地盤に注入する（図１０（ｃ））。注入材Ｇの地盤への注入は、下の吐出口２０から上の吐出口２０に向かって順番に行なう。

コアチューブによるボーリングは、孔壁とコアチューブの接触面積が狭く、回転抵抗が小さいため、小型のボーリングマシンで実施することができる。ただし、孔曲がりしやすく、軟弱な地層ではボーリング孔壁の崩壊による器具の抑留事故が起きやすいという短所がある。

この孔曲がりはコアチューブによるボーリングではしばしば生じる。一般的な垂直ボーリングでは、地層傾斜角が６０°以上の場合は傾斜方向に、地層傾斜角が４５°以下の場合は反傾斜方向に孔曲がりするといわれている。一方、水平ボーリングにおいては、孔径とボーリングロッド径の差が小さい場合は下向きに曲がり、孔径とボーリングロッド径の差が大きい場合には上向きに曲がるといわれている（社団法人全国地質調査業協会連合会「建設技術者のためのボーリングポケットブック」第１版第８刷、昭和５４年、ｐｐ．８４〜８５）。

ボーリング作業においては、スライムの排除、ビット刃先の冷却、コアチューブやボーリングロッドの回転抵抗の減少を目的として、孔内に清水を送る。しかし軟弱な地層をボーリングする際には、清水に代えて、ボーリング孔壁の崩壊防止やスライムの沈降防止の効果が高い泥水を用いることがある。

一般に、泥水には、水１００リットルに対してベントナイト７〜１０ｋｇを混合し、さらにカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）や界面活性剤などの調整剤を添加して、その性質を整えたものが用いられる。

一方、ケーシング掘りは、孔壁とケーシングの接触面積が広く、回転抵抗が大きいため、大型のボーリングマシンでなければ実施することができない。ただし、孔曲がりしにくく、軟弱な地層でもボーリング孔壁の崩壊による器具の抑留事故が起きにくいという長所がある。

上述したように、コアチューブによるボーリングは孔曲がりしやすく、従来の二重管ダブルパッカ工法では外管（鋼管や塩ビ管など）の挿入が困難になる場合があるが、本発明の外管はフレキシブルなため、そうした問題が生じない。

〔第６実施形態：泥水掘りの場合の二重管ダブルパッカ式地盤注入工法及び装置：図１１〜１２〕
図１１（ａ）及び（ｂ）は泥水掘りのボーリング孔に設置した二重管ダブルパッカ式地盤注入装置の要部を示し、図１１（ａ）はパッカ１６、１７を膨張させる前の状態、図１１（ｂ）はパッカ１６、１７を膨張させ、吐出口２０から水又は注入材２２を地盤に注入している状態を示す。注入管１４の先端に近い部分に上部パッカ１６と下部パッカ１７が設けられ、両パッカの間に注入管１４の吐出孔２１が設けられている点以外は第５の実施形態と同じである。

図１２（ａ）〜（c）は泥水掘りの場合の二重管ダブルパッカ式地盤注入工法の説明図であり、その作業手順は次の通りである。
（１）泥水４０を使用したコアチューブ４２によるボーリング（泥水掘り）を行なって注入予定深度まで削孔する（図１２（ａ））。
（２）先端にキャップ２８が取り付けられた外管１８内に内管１４を挿入した状態で両管を孔内に挿入する（図１２（ｂ））。
（３）任意の吐出口２０を挟んでその上下に内管１４の上部パッカ１６と下部パッカ１７とを配置し、それらのパッカ１６、１７を膨張させることで外管１８を膨張させて外管パッカ３２、３４を形成し、内管１４と外管１８との間、及び外管１８と孔壁１２との間に密閉空間をそれぞれ形成した後、吐出口２０から注入材Ｇを地盤に注入する（図１２（c））。

従来の二重管ダブルパッカ工法ではコアチューブによるボーリングは採用されなかった。その理由は次の通りである。
（１）万が一、孔曲がりが生じると、塩化ビニル管や鋼管等からなる剛性の外管が設置できなくなること。
（２）保孔対策として泥水を用いなければならないが、泥水をシール材に置き換える作業が難しいこと。

本発明は、外管をフレキシブルホースで構成し、シール材を使用しないので、従来の二重管ダブルパッカ工法では採用できなかったコアチューブによる泥水掘りにも対応できる。

次に、外管に設けられる逆止弁機能付きの吐出口について説明する。
まず、図１８及び図１９に従来の外管の吐出口２０の構造を示す。図１９は図１８のＣ部の拡大図である。外管１８の管壁に孔６６を開け、その孔６６の上に小さな密閉空間が形成されるように、突き合わせた２枚のラバー６０で覆い、それらの両端をかしめ部材６２でかしめた構造となっている。内管１４の吐出孔６８から送出された注入材が、外管１８の孔６６を通り、突き合わせ部６４を内側から押圧することで、突き合わせ部６４が開いて注入材を外部に送出できる。外部から加わる圧力によっては突き合わせ部６４が開かないので、逆止弁として機能する。本発明の外管１８の吐出口２０には、この従来の逆止弁付きの吐出口の構造を採用することもできる。

図１３は本発明による逆止弁機能付き吐出口の構造を示す概略図であり、図１３（ａ）はフレキシブルな外管１８、図１３（ｂ）は非膨張性の円筒部材５２、図１３（ｃ）は外管１８に円筒部材５２を装着した状態を示す。外管１８の管壁には複数の切れ目５０が長手方向に入れられている（図１３（ａ））。切れ目５０は管壁を貫通している。円筒部材５２の管壁には複数の長孔５４が開けられている（図１３（ｂ））。図１３（ｃ）に示されるように、外管１８の外側に円筒部材５２を装着して、外管１８の切れ目５０と円筒部材５２の長孔５４とが重なって切れ目５０の一部が外部に露出した部分が形成される。この部分が逆止弁を構成する。円筒部材５２は、例えば熱収縮チューブ、塩ビ管、ワイヤーホース、鋼管など伸びない材質から作られる。外管１８に長手方向の切れ目５０を形成し、円筒部材５２に長手方向と直交する方向に長い長孔５４を形成することで、切れ目５０と長孔５４とが重なる可能性が高まるので、円筒部材５２を外管１８に装着しやすい。

図１４は図１３（ｃ）のＡ-Ａ矢視断面図であり、図１５は図１３（ｃ）のＢ-Ｂ矢視断面図である。

図１６は、逆止弁の機構を説明する図である。図１６（ａ）は、注入材は注入されておらず、外部から水圧が加わっている状態を示す。断面が円筒状のフレキシブルホースは、外側から圧力が加わるとアーチ効果により圧縮力に変換されるため、切れ目５０では密着方向に作用し、開くことはない。
図１６（ｂ）は、注入材が注入される場合の状態を示す。フレキシブルホースは高弾性であり、その外側に装着した円筒部材５２は非膨張性なので、内側から注入材の圧力が作用するとフレキシブルホース１８の切れ目５０が開き、注入材を外部に送出できる。注入材の圧力が作用しなくなると、外管１８の弾性によって切れ目５０が元の状態に戻る。この構成により、注入材が外管１８の外に出ることはできるが、外から外管１８の中に入ることは阻止されるので、逆止弁として機能する。

図１７は本発明の逆止弁機能付き吐出口の別の態様の概略図である。この態様では、フレキシブルな外管１８には十字形の切れ目５０が入れられており、非膨張性の円筒部材５２には円形の孔５４が複数形成されている。ただし、外管１８に形成する切れ目５０と円筒部材５２に形成される孔５４の形状はこれらに限定されるものではなく、高弾性のフレキシブルな外管１８に形成された切れ目５０と、その外側に配置された孔付きの非膨張性の円筒部材５２との基本的な組み合わせである限り、任意の形状を採用できる。孔付きの円筒部材５２の代わりに、孔の開けられていない円筒部材を外管１８に外側に装着することにより、不要な吐出口を容易に機能停止できる。

本発明の逆止弁機能付き吐出口はこのように高弾性のフレキシブルホースからなる外管に切れ目を入れ、その外側に孔付きの非膨張性の円筒部材を配置した簡単な構造なので、現場でも容易に加工でき、必要に応じて吐出口の位置を変えられる。

本発明の第１実施形態による二重管シングルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。 第１実施形態による二重管シングルパッカ式地盤注入工法の作業手順を示す説明図である。 第２実施形態による二重管ダブルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。 第２実施形態による二重管ダブルパッカ式地盤注入工法の作業手順を示す説明図である。 第３実施形態において保孔材が装着された二重管シングルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。 第３実施形態における保孔材付き二重管シングルパッカ式地盤注入工法の作業手順を示す説明図である。 第４実施形態において保孔材が装着された二重管ダブルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。 第４実施形態における保孔材付き二重管ダブルパッカ式地盤注入工法の作業手順を示す説明図である。 第５実施形態において泥水堀りの孔に用いられた二重管シングルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。 第５実施形態における泥水掘りの場合の二重管シングルパッカ式地盤注入工法の作業手順を示す説明図である。 第６実施形態において泥水堀りの孔に用いられた二重管ダブルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。 第６実施形態における泥水掘りの場合の二重管ダブルパッカ式地盤注入工法の作業手順を示す説明図である。 本発明の外管に設けられる逆止弁機能付き吐出口の一実施形態の概略図であり、（ａ）は管壁に切れ目が形成されたフレキシブルホース、（ｂ）は管壁に長孔が形成された円筒部材、（ｃ）はフレキシブルホースの外側に円筒部材を装着した状態を示す。 図１３（ｃ）のＡ-Ａ矢視断面図である。 図１３（ｃ）のＢ-Ｂ矢視断面図である。 図１５の吐出口の部分における逆止弁の機構を説明する図であり、（ａ）はフレキシブルホースの外側から吐出口に水圧が作用している状態、（ｂ）はフレキシブルホースの内側から吐出口に注入材の圧力が作用している状態を示す。 本発明の逆止弁機能付き吐出口の別の実施形態の概略図である。 従来の逆止弁付き吐出口を外管に備えた二重管ダブルパッカ式注入装置の要部を示す。 図１８のＣ部の拡大図である。 従来の二重管ダブルパッカ式地盤注入装置の要部の機構を示す説明図である。 従来の二重管ダブルパッカ式地盤注入工法の作業手順を示す説明図である。

符号の説明

１０ 地盤
１２ 掘削孔の孔壁
１４ 注入管（内管）
１６ パッカ
１７ パッカ
１８ フレキシブルホース（外管）
２０ 逆止弁付き吐出口
２１ 内管の吐出孔
２２ 水又は注入材
２４ ケーシング
２６ ビット
２８ キャップ
３０ 保孔材
４０ 泥水
４２ コアチューブ
５０ 切れ目
５２ 円筒部材
５４ 孔
６０ ラバー部材
６２ かしめ部材
６４ ラバーの突き合わせ部
６６ 孔
６８ 孔
７０ 内管
７２ 上部パッカ
７４ シール材
７６ 外管
７８ 下部パッカ
Ｇ グラウト
Ｓ シール材
Ｗ 水

Claims (5)

1. 逆止弁機能付きの吐出口が長手方向に間隔を置いて配置されたフレキシブルホースと、
   少なくとも１つのパッカと吐出孔とを先端部付近に備え、前記フレキシブルホース内に設置されて使用される注入管と、
   からなり、前記フレキシブルホースが、前記注入管のパッカの膨張に伴って前記フレキシブルホースの内壁を前記パッカが押圧して前記フレキシブルホースを膨張させ地盤の掘削孔壁に密接させ得るように高膨張性であることを特徴とする二重管パッカ式の地盤注入装置。
2. 前記フレキシブルホースの吐出口が、切れ目の形成された前記フレキシブルホースの管壁部の外側に孔付きの非膨張性の円筒部材を装着して構成され、前記フレキシブルホースは、前記非膨張性の円筒部材の孔と前記フレキシブルホースの切れ目が重なった部分が逆止弁として機能するように高弾性である請求項１に記載の地盤注入装置。
3. 地盤に削孔した孔に、前記注入管がパッカを１つだけ備えた請求項１又は２に記載の地盤注入装置を、前記フレキシブルホース内に前記注入管が入れられた状態で設置する工程と、
   前記フレキシブルホースの吐出口の上方で前記注入管のパッカを膨張させることで前記フレキシブルホースも膨張させて地盤の掘削孔壁に密接させた後、前記吐出口から注入材を地盤に注入する注入工程と、
   必要なら前記注入管を前記フレキシブルホース内にて上に移動させて前記フレキシブルホースの別の吐出口について前記注入工程を実行する作業を任意回数繰り返す工程と、
   からなる地盤改良工法。
4. 地盤に泥水掘りで削孔する工程と、
   前記注入管がパッカを１つだけ備えた請求項１又は２に記載の地盤注入装置を、前記フレキシブルホース内に前記注入管が入れられた状態で掘削孔内に設置する工程と、
   前記フレキシブルホースの吐出口の上方で前記注入管のパッカを膨張させることで前記フレキシブルホースも膨張させて地盤の掘削孔壁に密接させた後、前記吐出口から注入材を地盤に注入する注入工程と、
   必要なら前記注入管を前記フレキシブルホース内にて上に移動させて前記フレキシブルホースの別の吐出口について前記注入工程を実行する作業を任意回数繰り返す工程と、
   からなる地盤改良工法。
5. 地盤に削孔した孔に、前記注入管がパッカを２つ備えた請求項１又は２に記載の地盤注入装置を、前記フレキシブルホース内に前記注入管が入れられた状態で掘削孔内に設置する工程と、
   前記フレキシブルホースの任意の吐出口を挟んでその上方及び下方で前記注入管のパッカを膨張させることで前記フレキシブルホースも膨張させて地盤の掘削孔壁に密接させた後、前記吐出口から注入材を地盤に注入する注入工程と、
   必要なら前記注入管を前記フレキシブルホース内にて移動させて前記フレキシブルホースの別の吐出口について前記注入工程を実行する作業を任意回数繰り返す工程と、
   からなる地盤改良工法。