JP2013133638A - 高圧スイベル及び高圧噴射攪拌工法 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧噴射攪拌工における自削孔モニターの噴射経路切替作業を簡略化できるスイベルを提供する。
【解決手段】スイベル１は、削孔水・硬化材の一方を自削孔モニター７へ圧送するための流路１３と、モニター７の噴射経路切替用のスチールボール２を投入するための投入口３と、該投入口を塞ぐプラグ４を有する。このスイベルを用いた施工では、注入ロッド頭部に接続したスイベルを介して削孔水を圧送し、先端モニターの削孔水吐出口６１から削孔水を吐出しながら削孔する。削孔後に投入口３からスチールボール２を投入してモニターの削孔水用経路５７を塞ぎ硬化材用噴射経路に切り替える。そして再びスイベルの投入口３をプラグ４で塞ぎ、硬化材を圧送して、モニターの硬化材ノズル６２から硬化材を噴射する。スイベルを切離すことなくスチールボールを投入できるので、スイベルの大小に関係なく、モニターの噴射経路切替作業が極めて簡単になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧スイベルとこれを用いた高圧噴射攪拌工法（いわゆるジェットグラウト工法）に関するものであり、具体的には、注入ロッドを改良対象地盤の目標深度まで挿入し、該ロッド先端に接続したモニターの噴射ノズルから超高圧硬化材を側方噴射するとともに、該ロッドを回転させながら引き上げることで柱状改良体を地中に造成する地盤改良工法と、これに用いる高圧スイベルに関する発明である。

高圧噴射撹拌による地盤改良工法としては、例えば図４(A)〜(D)に示すように、注入ロッド先端のモニターから削孔水を吐出しながら地盤を切削して目標深度まで削孔した後、該モニターから超高圧硬化材を噴射し、かつ注入ロッドをその軸周りに回転させながら徐々に引き上げて該ロッドの周囲に切削土と液状硬化材とからなる柱状の改良体を造成する方法が知られている。

この種の地盤改良工では、図５に示すように、注入ロッド６の頭部にスイベル８が接続されている。スイベル８の取り込み口８１，８２にはそれぞれ図示しない高圧ホース・エアーホースが接続されている。一方、注入ロッド６の先端側には、削孔の際には削孔水を吐出して地盤を削孔し、造成の際には地盤中に硬化材を高圧噴射する自削孔モニター９が接続されている。

スイベル８は、注入ロッド６の頭部に接続してあり、削孔水と硬化材を圧送するための液体流路８３と圧縮エアーを圧送するためのエアー流路８４を有している。液体流路８３とエアー流路８４はそれぞれ、注入ロッド６を介して、自削孔モニター９の流路９５，９６に通じている。

自削孔モニター９は、下端部に掘削ビット９１と削孔水吐出口９２を有し、側部に硬化材ノズル９３とエアーノズル９４を有している。さらにモニター９は、削孔水と硬化材を圧送するための液体流路９５と、圧縮エアーを圧送するためのエアー流路９６を有している。液体流路９５は、削孔水流路と硬化材流路の両方を兼ねている。

削孔の際は図５（Ａ）に示すように、液体流路８３，９５を介して削孔水を圧送し、削孔水吐出口９２から削孔水を吐出しながらモニター下方の地盤を切削することにより注入ロッド６を目標深度まで挿入する。

目標深度までの削孔が完了したら、図５（Ｂ）に示すように注入ロッド６からスイベル８を切り離して、該注入ロッドの上部からその内管内にスチールボール２を投入する。これにより、削孔水吐出口９２に通ずるモニター内の削孔水用経路９７がスチールボール２で塞がれて、モニターの噴射経路が硬化材用噴射経路に切り替わる。

スチールボール２の投入が完了したら図５（Ｃ）に示すように再びスイベル８を接続して、液体流路８３，９５内に硬化材を圧送し、硬化材ノズル９３から地盤中に硬化材を高圧噴射する。同時に自削孔モニター９を注入ロッド６と共にその軸回りに回転させながら徐々に引き上げることにより、注入ロッドの周囲に硬化材と切削土からなる柱状の改良体が造成される。

実開昭４８−６３５１２号公報 特開２０００−３０３４４５号公報 特開２００８−０９５４４２号公報

図５（Ｂ）に示すように、スチールボールの投入によるモニターの噴射経路切り替えには、スイベルの切り離し・接続作業が必要であったが、従来の自削孔方式はＣＣＰ工法、ＪＳＧ工法等小径ジェットに限られていたことから、スチールボール投入のためのスイベルの切り離し・接続に大きな労力は必要なかった。しかし、造成径の大径化に対応すべくスイベルが大型・大重量になると、スイベルの切り離し・接続作業には大きな労力を要することになったが、有効な対策はこれまで考え出されなかった。また、このようなスイベルの切り離し・接続作業は、硬い高圧ホース及びエアーホースを接続したままで行うため、取り回しが著しく悪く、作業性の改善が強く望まれていた。

ジェットグラウト工法ではＣＣＰ工法を除いて、スイベルおよびロッドの切り離し・接続は図６に示すようにクレーン等を用いて行われている。ＪＳＧ工法の場合スイベルの切り離し・接続時に取り回すスイベルとホースの重量は30kg程度であり、大きな労力は必要なかった。しかし造成径の大型化に対応し大型・大重量となったスイベルとホースの重量は100kgを越え、スチールボール投入時のスイベルの切り離し・接続作業を煩雑な重労働としていた。つまり、大型・大重量のスイベルを取り扱う際には、接続したままの高圧ホースやエアーホースの重量や抵抗（硬さ）の増大、さらにパッキン類の大型化に伴う回転抵抗の増大、また使用するパイプレンチ等の工具の重量の増加等により施工性が著しく低下していた、このような条件下では取り回しが悪く危険を伴うため、スチールボール投入時の安全確保が課題となっていた。

上述したスチールボール投入時のスイベルの切り離し・接続の問題に対応すべく、スイベルに接続した高圧ホースを一時的に切り離してスチールボールを入れ、これを硬化材で押し流す方法も検討された。しかしこの方法では、スチールボールが途中で引っかかって押し流すことができず確実性に欠けるといった問題がある。また、図６から分かるように、高圧ホースの接続箇所は高所である上に足場が不安定なため、その切り離し・接続作業は危険性が高い。さらに、改良径の大径化に伴ってスイベルが大型になると、これに接続する高圧ホースがより一層重たくて硬いものとなるため、高圧ホースの切り離し・接続作業が極めて困難かつ重労働となった。

なお、モニターを削孔状態から噴射状態に切り替える方法としては、上述したスチールボールをモニター内に投入して削孔水用経路を塞ぐことで超高圧の噴射経路に切り替える方法の他にも、特許文献１のように２液の圧力差で経路を切り替える方法や、特許文献２，３のように超高圧噴射経路は切り替えずに、削孔時に水を下方向に吐出していたものを、噴射時にはエアーを横方法に噴射するように経路を切り替える方法が提案されている。
しかしながら、超高圧の硬化材を通すジェットグラウトのモニターでは機械的な稼働部分の耐久性や動作の安定性に問題があり、スチールボールによる方法にとって代わる有効な経路切り替え方法はいまだに見出されていないのが現実である。
したがって、スチールボールによる方法が広く利用されているにもかかわらず、大型化したスイベルの切り離し、接続対策はいまだに大きな課題となっている。

また従来技術では、図５（Ｂ）に示すようにスイベルを切り離したときに、注入ロッドの流路が解放される結果、モニターのエアーノズル内に土砂が逆流して詰まりを起こすといった問題があった。このような詰まりがエアーノズルに生ずると、ロッドを抜き上げてノズル部分を分解しない限りノズルの詰まりを取り除くことはできないにも拘わらず、未だこのエアーノズルの詰まりを防止できる有効対策は提案されていない。

また、近年のジェットグラウトでは造成径の大径化が進み、エアーノズルの詰まりを防止することがより強く望まれている。すなわち、造成径を大きく早く施工するためには、硬化材の吐出量を多くする必要があり、併せて、ジェットの切削長を長く確保するためにエアー量も多くする必要が生じる。このようにエアー量を多くするためには、エアーノズルの径を大きくする必要があるが、ノズル径が大きくなると、スイベルを切り離したときに大きな土粒子（砂や砂礫）がエアーノズルに入り込み易くなり、該ノズルに詰まりが起こり易くなる。したがって、造成径の大径化に対応するためにも、エアーノズルの詰まりを防止できる有効な対策が強く望まれている。

そこで上述した従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、自削孔モニターを用いた高圧噴射攪拌工において、より簡単かつ確実にスチールボールを投入できるようにするとともに、モニターのエアーノズルの詰まりを防止できる高圧スイベル及び高圧噴射攪拌工法を提供することにある。

上記目的は、噴射経路切り替え式の自削孔モニターを用いた高圧噴射攪拌工法で利用する高圧スイベルであって、削孔水及び硬化材の一方をモニターへ圧送するための兼用流路と、モニターの噴射経路を硬化材用噴射経路に切り替える球状弁体を前記流路に投入するための専用投入口と、前記投入口を塞ぐための閉塞部材とを有する高圧スイベルによって達成される。

また上記目的は、注入ロッドの頭部に接続したスイベルを介して削孔水を圧送し、該ロッド先端に接続したモニターの削孔水吐出口から削孔水を吐出しながら削孔し、削孔後にスイベルの投入口から球状弁体を投入し、該弁体でモニターの削孔水用経路を塞いで、モニターの噴射経路を硬化材用噴射経路に切り替え、弁体投入後に前記投入口を塞ぎ、スイベルを介して硬化材を圧送して、モニターの硬化材ノズルから硬化材を噴射する、ことを特徴とする高圧噴射攪拌工法によって達成される。

上記高圧噴射攪拌工法では、モニターの硬化材ノズルに押し出し可能なノズルプラグを設け、前記硬化材ノズルと対をなす周囲のエアーノズルからエアーを噴射しながら、スイベルの投入口から球状弁体を投入する。

本発明によれば、自削孔モニターの噴射経路切り替えに用いるスチールボール（球状弁体）専用の投入口がスイベルに形成されている。これにより、スイベルを注入ロッドから切り離すことなく、スチールボールを投入できる。すなわち、注入ロッドにスイベルを接続したままで、且つ、スイベルに高圧ホースを接続したまで、自削孔モニターの噴射経路切り替え作業を進めることができる。
したがって、従来、モニターの噴射経路を切り替えるたびに必要であったスイベルの切り離し・接続作業を省略できるので、そのための時間と労力を削減できる。その結果、自削孔モニターの噴射経路切り替え作業を簡単かつ速やかに完了することができ、施工時間が短縮し、施工能率が飛躍的に向上する。
また、スチールボールの投入作業は、単に投入口をあけて弁体を放り込むだけで済むので、用いるスイベルの大きさ・重量にかかわらず、モニターの噴射経路切り替え作業が極めて簡単になる。
また、施工全般におけるスイベルの接続、切り離しの回数が減ることで、施工中のスイベルの緩みの危険性を回避できる。
また、造成する改良体の大径化によって大型のスイベルを扱う場合には、自削孔モニターの噴射経路切り替え時に大型スイベルの切り離し・接続の作業が無くなることで、安全性が向上する。
また、作業が簡単になり安全性が向上することで、モニターの噴射経路切り替え手段として信頼性の高いスチールボール投入方式が、より一層利用しやすくなる。
なお、投入口は、スチールボールを投入するときを除いて、ねじ込み式プラグや開閉式バルブなどの閉塞部材で塞ぐようになっているので、削孔水および超高圧硬化材の圧送を妨げることはない。

また本発明によれば、スチールボール投入のための作業において、スイベルを注入ロッドから切り離す必要がないので、スイベルを介した圧縮エアーの送給を止めることなく当該作業を進めることができる。
したがって、モニターの硬化材ノズルに予めノズルプラグを設けておき、該硬化材ノズル周囲のエアーノズルから圧縮エアーを噴射しながら、スイベルの投入口から閉塞部材を外して（或いは開いて）スチールボールを投入することで、モニターのエアーノズルの詰まりを防止できる。このとき、エアーノズルで囲まれた硬化材ノズルにはノズルプラグが予め設けてあるので、エアーを連続噴射しても、硬化材ノズルに逆流が生じることはない。
よって、(1)硬化材ノズルにノズルプラグを設けた特徴と、(2)噴射経路切り替え作業時にエアーノズルから圧縮エアを噴射する特徴と、の２つの特徴によって、エアーノズルの詰まりを防止できる。

また、上記のようにエアーノズルの詰まりを防止できるので、エアーノズル径が大きくなっても、スイベルを切り離したときの大きな土粒子等の逆流を阻止できる。したがって、大径のエアーノズルが必要となる大径の造成においても、ジェットの切削長を長く確保できるので、造成径の大径化に確実に対応できるようになる。

本発明の高圧噴射攪拌工法に用いる高圧スイベル及び自削孔モニターを示す断面図である。 自削孔モニターの硬化材ノズルに設けるノズルプラグの機能作用を示す断面図である。 本発明の高圧噴射攪拌工法における高圧スイベル及び自削孔モニターの機能作用を示す図である。 一般的な高圧噴射攪拌工法の概要を示す図である。 従来の高圧噴射攪拌工法に用いる高圧スイベル及び自削孔モニターを示す図である。 スチールボール投入のためにスイベルを切り離している様子を示す図である。

本発明は、高圧噴射攪拌工法と該工法で用いる高圧スイベルに関するものである。
はじめに図１に基づいて、高圧スイベル及び自削孔モニターの各構成について説明する。

（高圧スイベル）
図１に示すスイベル１は、自削孔モニターを利用した高圧噴射攪拌工法で用いる高圧スイベルである。
このスイベル１は、クレーン等による吊り込みを可能にする吊り下げ部１１と、削孔水および超高圧硬化材の一方を圧送するための液体流路１３と、圧縮エアーを圧送するためのエアー流路１５と、球状弁体（止水栓）をなすスチールボール２を投入するための投入口３と、該投入口を塞ぐ閉塞部材であるねじ込み式プラグ４と、注入ロッド６にねじ込み式に接続される接続部１７とを有している。

エアー流路１５は、注入ロッド６を介してモニター７のエアー流路５２に連通している。このエアー流路１５の上流側始端にある取り込み口１６は、図示しないエアーホースを介して、圧縮エアー供給装置に接続される。

液体流路１３は、注入ロッド６を介してモニター７の液体流路５１に連通している。この液体流路１３は、削孔水をモニターの削孔水吐出口６１に圧送するための削孔水流路と、硬化材をモニターの硬化材ノズル６２に圧送するための硬化材流路を兼ねた兼用通路である。液体流路１３の上流側始端にある取り込み口１４は、図示しない高耐圧性の高圧ホースを介して、高圧硬化材供給装置および高圧水供給装置に接続される。施工の進捗状況に応じてモニター７の噴射経路が削孔水経路または硬化材用噴射経路に設定され、削孔水または硬化材が液体流路１３，５１を介して圧送される。

投入口３は、スイベル１のトップハウジングに形成されたスチールボール専用の投入口であり、その奥のガイドホールを介して液体流路１３に通じている。この投入口３は、施工中、スチールボール２を投入するときを除いて、取り外し可能なプラグ４で塞がれている。プラグ４は、液体流路１３を通る削孔水および硬化材の圧送圧力を受けても外れないように、投入口３に取り付けられている。本実施形態では、投入口３を塞ぐ閉塞部材として、外ねじが形成されたねじ込み式のプラグ４を採用している。スチールボール２を投入するときには、プラグ外側の把手を掴んでねじが緩む方向に回して、図１に示すように、投入口３からプラグ４を手作業で取り外す。

後述するモニター７の噴射経路の切り替え（削孔水経路から硬化材用噴射経路への切り替え）を行うときには、図１に示すように、投入口３からプラグ４を一時的に取り外してスチールボール２を投入する。投入されたスチールボール２は、スイベル１内の液体流路１３およびそれに通ずる注入ロッド６内の流路を伝って落下し、モニター７内の削孔水用経路５７の入口にあるボール弁座５８に着座する。着座したスチールボール２は、モニター７の削孔水用経路５７を閉塞する閉塞部材として機能する。スチールボール２がボール弁座５８に着座したときに、モニター７の噴射経路が削孔水経路から硬化材用噴射経路に切り替わる。

（自削孔モニター）
自削孔式の地盤改良用モニター７は、注入ロッド６の先端にねじ込み式に接続して用いられる噴射装置である。
このモニター７は、液体流路５１およびエアー流路５２が形成されたモニター本体５３と、該モニター本体の下端に設けられた掘削ビット５４を有している。またモニター７は、その下端部に削孔水吐出口６１、側部に硬化材ノズル６２をそれぞれ備え、さらに、硬化材ノズルの周囲に配置されたエアーノズル６３を具備している。削孔水吐出口６１からは削孔水が下向きに吐出される。硬化材ノズル６２からは超高圧液状硬化材がロッド径方向に噴射され、該硬化材ノズル６２と対をなすエアーノズル６３からは、前記超高圧硬化材に随伴する圧縮エアーが噴射される。

エアー流路５２は、その下流側終端に設けられたエアーノズル６３に通じている。
液体流路５１は、削孔水吐出口６１と硬化材ノズル６２の双方に通じている。この液体流路５１は、削孔水を削孔水吐出口６１に圧送するための削孔水流路と、硬化材を硬化材ノズル６２に圧送するための硬化材流路を兼ねた兼用通路である。施工の進捗状況に応じて、削孔水および硬化材の一方が液体流路５１を介して圧送される。

削孔水吐出口６１は、削孔水用経路５７を介して、その上流側の液体流路５１に通じている。削孔水吐出口６１と削孔水用経路５７の間には、土砂等の逆流を防止するための逆止弁５６が設けられている。削孔水用経路５７の入口には、落下してきたスチールボール２が着座可能なボール弁座５８が形成されている。スイベル１の投入口３から投入されたスチールボール２が落下し、注入ロッド６内を通ってモニター７のボール弁座５８に着座することで削孔水用経路５７が閉塞し、これにより、モニター７の噴射経路が削孔水経路から硬化材用噴射経路に切り替わる。「削孔水経路」に設定されているときには削孔水吐出口６１から吐出可能であり、「硬化材用噴射経路」に設定されているときには硬化材ノズル６２から噴射可能である。

エアーノズル６３は硬化材ノズル６２の周囲を囲むようにモニター本体５３に設けられ、正面視でエアーノズル６３と硬化材ノズル６２が同心円状になるように配置されている。超硬の硬化材ノズル６２は、モニター本体５３に対し着脱自在に構成されており、ねじ込むことで該モニター本体に固定される。硬化材ノズル６２の基端側の外周面には、ねじ結合のための外ねじが形成されている。

硬化材ノズル６２には、その内側を塞ぐノズルプラグ６５が設けられている。このノズルプラグ６５は、ゴムやプラスチックなどの弾性部材から形成されており、柱状部と円錐状部を有している。硬化材ノズル６２をモニター本体５３に取り付けるときは、図２（Ａ）に示すように予めノズルプラグ６５を硬化材ノズル６２の基端側から挿入してノズル内に嵌め込んでおき、この状態でモニター本体５３に硬化材ノズル６２をねじ込む。

上記構成のノズルプラグ６５は、削孔の際には図２（Ｂ）に示すように、液体流路５１を流れる削孔水の送水圧力（例えば2MPa程度）を受けるが、円錐部がノズル内壁に引っかかるため、当該圧力を受けても硬化材ノズル６２の外へ押し出されることはない。また、削孔水の圧力を受けることで円錐部が周囲のノズル内壁に密着するので、削孔時に硬化材ノズル６２から削孔水が漏れ出ることはない。さらに、削孔水の圧送中は常にノズルプラグ６５に対し押し出し方向の高圧が作用するので、ノズル外部から地下水による静水圧を受けても、モニター内に押し込まれることはない。
一方、削孔が完了して硬化材の圧送を開始すると、ノズルプラグ６５は、液体流路５１内の硬化材から超高圧（例えば20〜40MPa程度）を受けるため円錐状部が縮径方向に弾性変形し、図２（Ｃ）に示すように硬化材ノズル６２からノズルプラグ６５が噴射方向に押し出される。
このようにノズルプラグ６５は、削孔の際には削孔水の圧力を受けても硬化材ノズル６２を塞ぐ状態を維持し、モニターの噴射経路切り替え後に硬化材の圧力を受けることで硬化材ノズル６２から押し出される。

このようなノズルプラグ６５を硬化材ノズル６２に設けることで、削孔の際に硬化材ノズル６２から削孔水が無駄に放出されるのを阻止できる。加えて、ノズルプラグ６５が硬化材ノズル６２の詰まり防止手段として機能するので、エアーノズル６３の詰まり防止のために圧縮エアーを連続噴射しても、硬化材ノズル６２への土砂等の逆流を阻止できる。

上記構成のモニター７において、液体流路５１を流れる液体（削孔水または硬化材）がいずれの経路を経て吐出・噴射されるかは、モニター内での噴射経路の設定状況によって決定される。
削孔時には、モニター７の噴射経路は「削孔水経路」に設定されている。この設定状態では、上述したとおり、硬化材ノズル６２はノズルプラグ６５で塞がれているため、液体流路５１を通る削孔水は削孔水用経路５７を経て削孔水吐出口６１から吐出される。
削孔完了後は、モニター７の噴射経路は「硬化材用噴射経路」に設定される。この設定状態では、スチールボール２がボール弁座５８に着座して削孔水用経路５７を塞ぐため、液体流路５１を通る超高圧硬化材はノズルプラグ６５を押し出して硬化材ノズル６２から噴射される。
削孔水経路から硬化材用噴射経路への切り替えは、スイベル１の投入口３からプラグ４を外しスチールボール２を投入することで行われる。

（高圧噴射攪拌工法）
次に、上述した高圧スイベル１及び自削孔モニター７を用いた自削孔方式の高圧噴射攪拌工法（ジェットグラウト）について説明する。

はじめに、図２（Ａ）に示すようにノズルプラグ６５を硬化材ノズル６２に内挿し、該硬化材ノズルの基端側をモニター本体５３の所定位置にねじ込んで固定する。

次に図３（Ａ）に示すように、注入ロッド６の先端側に自削孔モニター７を接続し、該ロッドの頭部にスイベル１を接続する。スイベル１の液体流路１３には高圧ホースを介して高圧水供給装置および高圧硬化材供給装置を接続し、エアー流路１５にはエアーホースを介して圧縮エアー供給装置を接続する。スイベル１の投入口３はプラグ４で塞がれている。

続いて、ボーリングマシンを用いて削孔を開始し、削孔深度に応じて注入ロッドを継ぎ足しながら削孔し、注入ロッド６を目標深度まで挿入する。この削孔工程では、モニター７を注入ロッド６とともに回転させながら地盤中に押し込んで削孔する。同時に、スイベル１および注入ロッド６を介して削孔水を圧送し、モニター下端の削孔水吐出口６１から削孔水を吐出する。

削孔の間は、図３（Ａ）に示すように、スイベル１を介して圧縮エアーを送給し、モニター７のエアーノズル６３から連続して圧縮エアーを噴射する。これにより、削孔時におけるエアーノズル６３の詰まりを防止できる。なお、エアーノズル６３で囲まれた硬化材ノズル６２は、予め内装しておいたノズルプラグ６５によって詰まりが防止されている。

目標深度までの削孔が完了したら、図３（Ｂ）に示すように、注入ロッド６にスイベル１を接続したままで、該スイベルの投入口３からプラグ４を取り外してスチールボール２を投入する。プラグ４を取り外す際には、外側からプラグの把手を掴んでねじが緩む方向に回し続けることで、手作業で簡単に取り外すことができる。なお、プラグ４を外してスチールボール２を投入する際には、注入ロッド６からスイベル１を切り離す必要はなく、また、スイベル１に接続した高圧ホースを切り離す必要もない。

スチールボール２の投入作業の間は、スイベル１を介して圧縮エアーを送り続け、エアーノズル６３からエアーを噴射しながら、プラグ４を外してスチールボール２を投入する。

投入口３から投入されたスチールボール２はスイベル１の液体流路１３に入り込んで落下し、注入ロッド６内の液体流路、モニター７の液体流路５１を経て、ボール弁座５８の略すり鉢状の座面に着座する。

スチールボール２がボール弁座５８に着座すると、削孔水用経路５７はその上の液体流路５１から遮断される。これにより、モニター７の噴射経路が削孔水経路から硬化材用噴射経路に切り替わり、続いて圧送される硬化材は硬化材ノズル６２から噴射可能になる。

スチールボール２を投入し終えたら、図３（Ｃ）に示すように、スイベル１の投入口３を再びプラグ４で塞ぎ、該スイベルを介して硬化材の圧送を開始する。削孔水の送水圧力よりも遥かに高い圧力で圧送される硬化材は、硬化材ノズル６２を塞ぐノズルプラグ６５を押し出し、該硬化材ノズルを開放する。一方、スチールボール２は硬化材の圧送圧力によってボール弁座５８に押し付けられるので、モニター７の噴射経路は硬化材用噴射経路に維持される。

続いて、モニター７の硬化材ノズル６２，８３から超高圧硬化材および圧縮エアーを連続的に噴射するとともに、モニター７を注入ロッド６とともに回転させながら徐々に引き上げる。この過程で、連続的に噴射する超高圧硬化材と圧縮空気の旋回噴流により、地山を所定領域にわたって切削するとともに、切削した土砂と噴射した硬化材を攪拌する。これにより、注入ロッドの周囲に切削土と液状硬化材とからなる略円柱状の改良体が地中に造成される。

上述した本発明によれば、スチールボール専用の投入口３がスイベル１に形成されているので、モニター７の噴射経路切り替え時にスイベル１を注入ロッド６から切り離すことなく、スチールボール２を投入できる。すなわち、注入ロッド６にスイベル１を接続したままで、且つ、スイベル１に高圧ホースを接続したまで、自削孔モニター７の噴射経路切り替え作業を進めることができる。したがって、従来、モニターの噴射経路を切り替えるたびに必要であったスイベルの切り離し・接続作業を省略できるので、施工時間が短縮し、施工能率が飛躍的に向上する。また、施工全般におけるスイベルの接続、切り離しの回数が減ることで、施工中のスイベルの緩みの危険性を回避できる。また、大型のスイベルを扱う場合であっても、自削孔モニターの噴射経路切り替え時に大型スイベルの切り離し・接続の作業が無くなることで、安全性が向上する。

また、スチールボール投入のための作業において、スイベル１を注入ロッド６から切り離す必要がないので、図３（Ｂ）に示すように、スイベルを介した圧縮エアーの送給を止めることなく当該作業を進めることができる。したがって、モニター７の硬化材ノズル６２に予めノズルプラグ６５を設けておき、該硬化材ノズル周囲のエアーノズル６３から圧縮エアーを噴射しながら、スイベルの投入口３からプラグ４を外してスチールボール２を投入することで、モニターのエアーノズル６３の詰まりを防止できる。このとき、エアーノズル６３で囲まれた硬化材ノズル６２にはノズルプラグ６５が予め設けてあるので、エアーを連続噴射しても、硬化材ノズル６２に逆流が生じることはない。

さらに、上記のようにエアーノズル６２の詰まりを防止できるので、エアーノズル径が大きくなっても、スイベル１を切り離したときの大きな土粒子等の逆流を阻止できる。したがって、大径のエアーノズルが必要となる大径の造成においても、ジェットの切削長を長く確保できるので、造成径の大径化に確実に対応できるようになる。

（変形例）
上述した実施形態は本発明の実施態様の一例であって、本発明の技術的範囲には種々の変形例が含まれる。

例えば、図１に例示する態様では理解を容易にするために、スイベル１の投入口３およびプラグ４の位置を高圧ホース接続口の反対側に図示しているが、必ずしもこれが最適な態様ではない。すなわち、投入口３及びプラグ４の位置や角度は、図示するものに限定されず、スイベルの機能を維持でき且つスチールボールを投入できる限り、スイベルのいかなる位置に設けてもよい。

例えば、スイベルの構造あるいは操作性を考慮して、使い易い位置に投入口およびプラグを設けてもよい。或いは、スイベルの加工性や製造コストなどを考慮して、適切な位置に投入口およびプラグを設けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、投入口３を閉塞する閉塞部材としてねじ込み式プラグ４を用いているが、閉塞部材の態様はこれに限定されず、スイベル外部から投入口を開閉できるものであればいかなるものでも利用できる。例えば、ねじ込み式プラグの他にも、着脱式または開閉式の蓋、開閉式バルブなどを閉塞部材として採用してもよい。

また、上述した実施形態では二重管式の高圧噴射攪拌工を代表例として挙げたが、本発明の高圧スイベルの適用範囲はこれに限定されず、例えば、単管式あるいは三重管式の高圧噴射攪拌工で用いることも可能である。

１ 高圧スイベル
２ スチールボール（球状弁体）
３ 投入口
４ プラグ（閉塞部材）
６ 注入ロッド
７ 自削孔モニター
８ スイベル
９ 自削孔モニター
１１ 吊り下げ部
１３ 液体流路
１４ 取り込み口
１５ エアー流路
１６ 取り込み口
１７ 接続部
５１ 液体流路
５２ エアー流路
５３ モニター本体
５４ 掘削ビット
５６ 逆止弁
５７ 削孔水用経路
５８ ボール弁座
６１ 削孔水吐出口
６２ 硬化材ノズル（超高圧硬化材噴射ノズル）
６３ エアーノズル（圧縮エアー噴射ノズル）
６５ ノズルプラグ
８１ 取り込み口
８２ 取り込み口
８３ 液体流路
８４ エアー流路
９１ 掘削ビット
９２ 削孔水吐出口
９３ 硬化材ノズル
９４ エアーノズル
９５ 液体流路
９６ エアー流路
９７ 削孔水用経路

Claims (3)

1. 自削孔モニターを用いた高圧噴射攪拌工法で利用する高圧スイベルであって、
   削孔水及び硬化材の一方をモニターへ圧送するための流路と、
   モニターの噴射経路を切り替える球状弁体を前記流路に投入するための投入口と、
   前記投入口を塞ぐための閉塞部材と、を有することを特徴とする高圧スイベル。
2. 請求項１のスイベルと自削孔モニターを用いる工法であって、
   注入ロッドの頭部に接続したスイベルを介して削孔水を圧送し、該ロッド先端に接続したモニターの削孔水吐出口から削孔水を吐出しながら削孔し、
   削孔後にスイベルの投入口から球状弁体を投入し、該弁体でモニターの削孔水用経路を塞いで、モニターの噴射経路を硬化材用噴射経路に切り替え、
   弁体投入後に前記投入口を塞ぎ、スイベルを介して硬化材を圧送して、モニターの硬化材ノズルから硬化材を噴射する、ことを特徴とする高圧噴射攪拌工法。
3. モニターの硬化材ノズルにノズルプラグを設け、
   前記硬化材ノズルと対をなすエアーノズルからエアーを噴射しながら、スイベルの投入口から球状弁体を投入することを特徴とする請求項２に記載の高圧噴射攪拌工法。