JP2013227757A - Packer for injecting mortar - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地中に形成されたボーリング孔等の内部に挿入され、膨張部を膨張させることでボーリング孔等の内部に閉塞空間を形成した後に、この閉塞空間を介して地中にモルタル等の薬液を浸透させるために用いられるモルタル注入用パッカーに係り、より詳しくは、容易に膨張部を膨張可能としたことを特徴とするモルタル注入用パッカーに関する。 The present invention is inserted into a borehole or the like formed in the ground, and after forming an enclosed space in the borehole or the like by inflating the expanding portion, mortar or the like is inserted into the ground through the enclosed space. More particularly, the present invention relates to a mortar injection packer characterized in that the expansion portion can be easily expanded.
従来から、ダム建設やトンネル掘削、巨大構造物の建築等の際には、地盤を強固にするため、地中にボーリング孔を形成し、適宜このボーリング孔内に鋼管を挿装して、このボーリング孔や鋼管内及びその周囲にモルタル等の薬液を圧入することが行われており、そのための装置としてモルタル注入用パッカーが用いられている。 Conventionally, in the case of dam construction, tunnel excavation, construction of huge structures, etc., in order to strengthen the ground, a borehole is formed in the ground, and a steel pipe is inserted into the borehole as appropriate. A chemical solution such as mortar is pressed into and around a borehole or a steel pipe, and a mortar injection packer is used as an apparatus for that purpose.
このモルタル注入用パッカーについて説明すると、地盤改良用のモルタル注入用パッカーは一般的に、内部に薬液を通過可能とした中空のロッドを有しているとともに、このロッドの任意の箇所にはラバー製の膨張部が周設され、この膨張部はロッドの外周方向に向けて膨張可能とされている。 This mortar injection packer will be explained. Generally, a mortar injection packer for ground improvement has a hollow rod through which a chemical solution can pass, and an optional part of this rod is made of rubber. An inflatable portion is provided around the inflatable portion, and the inflatable portion can be inflated toward the outer periphery of the rod.
そして、このモルタル注入用パッカーを、ボーリング孔やボーリング孔内に挿装した鋼管内に挿入し、その状態で膨張部を膨張させ、これにより膨張部より下方部分に閉塞空間を形成し、その状態で、ロッド内を介してボーリング孔にモルタル等の薬液を注入して地盤改良を可能としている。 Then, the mortar injection packer is inserted into a borehole or a steel pipe inserted into the borehole, and the expanded portion is expanded in this state, thereby forming a closed space below the expanded portion. Therefore, it is possible to improve the ground by injecting chemicals such as mortar into the borehole through the rod.
ところで、モルタル注入用パッカーにおける膨張部を膨張させる方法には様々な方法があり、例えばエアーにより膨張部を膨張させる方法があるが、この方法では、ロッド内にエアー用流路を形成する必要があるために、ロッドが長くなるとエアー用流路も長くする必要がありコストが高くなってしまうという問題点がある。 By the way, there are various methods for expanding the expansion part in the mortar injection packer. For example, there is a method of expanding the expansion part with air. In this method, it is necessary to form an air flow path in the rod. For this reason, when the rod becomes long, the air flow path needs to be lengthened, which increases the cost.
そのため、コストを抑えるために、膨張部に圧縮方向の圧力を加えることにより膨張させる方法を採用したものが存在する。即ち、図5はこのモルタル注入用パッカーの構造を示す長手方向に沿った概略一部断面図であり、図において41がモルタル注入用パッカー(以下「従来のモルタル注入用パッカー」という。)である。そして、この従来のモルタル注入用パッカー41では、中空のロッド42を有しており、このロッド42の内部を介して薬液等をボーリング孔やボーリング孔内に挿装した鋼管内(以下単に「ボーリング孔内」という。)に注入可能としている。
Therefore, in order to reduce the cost, there is one that employs a method of expanding by applying pressure in the compression direction to the expanding portion. That is, FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view along the longitudinal direction showing the structure of this mortar injection packer, in which 41 is a mortar injection packer (hereinafter referred to as “conventional mortar injection packer”). . The conventional
また、前記ロッドの先端部(図における右側)近傍には一対の座金43a、43bが周設されており、この一対の座金43a、43bは、先端側(図における右側)43bがロッド42に固着され、基端側(図における左側)43aはロッド42に対して摺動可能とされている。そして、前記一対の座金43間には、ラバー製の円筒状の膨張部44が周設されている。
Further, a pair of
更に、前記ロッド42における基端側座金43aの基端側(図における左側)は、周囲にねじ切り加工が施されており、このねじ切り加工された部分の一部を収容する配置で、前記ロッド42には、ガイドパイプ45が摺動可能に摺設されている。
Further, the base end side (left side in the figure) of the base end side washer 43a in the
そして、この構成において、ガイドパイプ45における反座金側の端部に当設するような配置においてロッド42のねじ切り加工された部分にハンドル46を螺合し、さらにこの状態でハンドル46を締め付け方向に回していくと、ハンドル46に押されながらガイドパイプ45がロッド42の先端側に移動していくとともに、このガイドパイプ45に押されながら基端側座金43aもまたロッド42の先端側に移動していき、これにより膨張部44を、ロッド42の長手方向に向けて圧縮していく。
In this configuration, the
そうすると、膨張部44は、その先端側にはロッド42に固着された先端側座金43bが位置しているために先端側には移動できず、ロッド42の外周方向に膨張していく。
Then, since the distal
従って、このモルタル注入用パッカー41をボーリング孔内に挿入した状態で、ハンドル46を締め付け方向に回すことにより、膨張部44は、ロッド42の外周側に膨張してボーリング孔内壁に当設し、ボーリング孔における膨張部よりも下方部分に閉塞空間を形成することが可能となり、この状態でロッド42の内部を介して前記閉塞空間内にモルタル等の薬液を注入していくことにより地盤改良を行うことが可能となる。
Accordingly, by rotating the
このように、膨張部に圧縮方向の圧力を加えることにより膨張部を膨張させる従来のモルタル注入用パッカーでは、ハンドルを回すことのみによって膨張部を膨張させることができるために、エアー等により膨張部を膨張させるモルタル注入用パッカーと異なりエアー用流路を設ける必要がなく、コストを抑えることが可能となるが、その一方、ハンドルを回す必要があるために、労力が必要であるという問題点が指摘可能である。 Thus, in the conventional mortar injection packer that expands the expansion part by applying pressure in the compression direction to the expansion part, the expansion part can be expanded only by turning the handle. Unlike the mortar injection packer that expands the air, it is not necessary to provide an air flow path, and it is possible to reduce the cost, but on the other hand, it is necessary to turn the handle, so there is a problem that labor is required It can be pointed out.
この点本発明者は過去に、流体圧力を用いてロッドを基端側に移動させることで膨張部に圧力を加え、それにより膨張させる装置を提案したが、この装置では、流体を受け入れる圧力室の内壁の一部を基端側座金が形成しているとともに、基端側の座金はロッドの長手方向へ移動可能であるため、流体圧力を圧力室に供給すると、流体の圧力はロッドの他に圧力室の内壁の一部を形成している座金にも加わってしまい、そのためにロッドにのみ圧力を加えることが困難であるために、効率よく膨張部を膨張させることができないという問題点があった。 In this regard, the present inventor has previously proposed a device that applies pressure to the expansion portion by moving the rod to the proximal end side using fluid pressure, and thereby expands the pressure. Since the proximal washer forms a part of the inner wall of the rod and the washer on the proximal end is movable in the longitudinal direction of the rod, when fluid pressure is supplied to the pressure chamber, the fluid pressure is In addition, it is also added to the washer that forms a part of the inner wall of the pressure chamber, and therefore it is difficult to apply pressure only to the rod, so that the expansion portion cannot be efficiently expanded. there were.
そこで、本発明は、膨張部に圧縮方向の圧力を加えることにより膨張部を膨張させる方式のモルタル注入用パッカーにおいて、膨張部を容易かつ効率よく膨張させることが可能であるモルタル注入用パッカーを提供することを課題としている。 Accordingly, the present invention provides a mortar injection packer that can easily and efficiently expand the expansion portion in a mortar injection packer that expands the expansion portion by applying pressure in the compression direction to the expansion portion. The challenge is to do.
本発明のモルタル注入用パッカーは、
所定長とした円筒形状の噴射軸と、
該噴射軸の先端側外周及び後端側外周のそれぞれに、噴射軸の長手方向に移動自在に周設された、先端側ラバーホルダー及び基端側ラバーホルダーと、
該先端側ラバーホルダー及び基端側ラバーホルダー間において、中間部ラバーホルダーを介して互いに隣り合う配置で、前記噴射軸の外周側に噴射軸の長手方向に移動自在に周設された、前記噴射軸の長手方向に向けた圧縮圧力を加えることによって前記噴射軸の外周方向へ膨張し、膨張している状態において加えている圧縮圧力を解除すると元の形状に復元する複数個の膨張部と、
前記噴射軸における前記先端側ラバーホルダーよりも先端側に連結されたロックナットと、を具備したパッカー部と、
該パッカー部の基端側ラバーホルダー側に配設された、前記膨張部に噴射軸の長手方向に向けた圧縮圧力を加えるためのシリンダー部と、を具備して、
前記シリンダー部は、
円筒状のシリンダーチューブと、該シリンダーチューブの両端部を閉鎖したシリンダーヘッドと、を具備して内部を密閉状態にしたシリンダー本体と、
該シリンダー本体の内部の密閉状態を維持しながらシリンダー本体の長手方向に移動自在にしてシリンダー本体を貫通するとともに先端側で前記噴射軸の基端側に連結された円筒状のロッドと、
前記シリンダー本体内において前記ロッドに周設され、その外周面が前記シリンダー本体の内壁と密着し、前記ロッドの移動に伴ってシリンダー本体内を移動するピストンと、を具備して、
前記シリンダー本体の壁内に、先端部が前記シリンダー本体内に開口して基端側は外部に開口した流路を形成し、
前記ピストンを前記パッカー部側に移動した際におけるピストンの先端面とシリンダー本体の内壁間に、前記流路を介してシリンダー本体内に供給された流体を受け入れる受入空間を形成し、
前記流路を介して前記シリンダー本体の内部に流体を供給することにより、前記ピストンを反パッカー部側に移動することで前記噴射軸を基端側に移動させ、前記ロックナットを介して前記膨張部に圧縮圧力を加えることを可能にした、ことを特徴としている。
The packer for mortar injection of the present invention is
A cylindrical injection shaft having a predetermined length;
A distal end side rubber holder and a proximal end side rubber holder, which are arranged around the distal end side outer periphery and the rear end side outer periphery of the injection shaft so as to be movable in the longitudinal direction of the injection shaft;
The injection unit disposed between the front end side rubber holder and the base end side rubber holder so as to be adjacent to each other via an intermediate rubber holder, and is arranged on the outer peripheral side of the injection shaft so as to be movable in the longitudinal direction of the injection shaft. A plurality of inflatable portions that expand in the outer circumferential direction of the injection shaft by applying a compression pressure directed in the longitudinal direction of the shaft, and restore the original shape when the compression pressure applied in the expanded state is released;
A packer portion comprising a lock nut connected to the front end side of the front end side rubber holder in the injection shaft;
A cylinder portion disposed on the base end side rubber holder side of the packer portion for applying a compression pressure in the longitudinal direction of the injection shaft to the expansion portion,
The cylinder part is
A cylinder body comprising a cylindrical cylinder tube and a cylinder head having both ends of the cylinder tube closed, and the inside of which is hermetically sealed;
A cylindrical rod that is movable in the longitudinal direction of the cylinder body while maintaining the sealed state inside the cylinder body and penetrates the cylinder body and is connected to the proximal end side of the injection shaft on the distal end side;
In the cylinder body is provided around the rod, the outer peripheral surface thereof is in close contact with the inner wall of the cylinder body, and includes a piston that moves in the cylinder body as the rod moves,
In the wall of the cylinder body, a distal end portion is opened in the cylinder body, and a base end side is formed with a flow path opened to the outside.
Forming a receiving space for receiving the fluid supplied into the cylinder body via the flow path between the front end surface of the piston and the inner wall of the cylinder body when the piston is moved to the packer part;
By supplying fluid to the inside of the cylinder body through the flow path, the injection shaft is moved to the base end side by moving the piston to the side opposite to the packer portion, and the expansion is performed through the lock nut. It is possible to apply a compression pressure to the part.
本発明のモルタル注入用パッカーでは、シリンダー内に流体を供給することによりシリンダー内でピストンを移動させ、それに伴ってロッド及びこのロッドが連結された噴射軸を移動させ、それによって膨張部に噴射軸の長手方向に向けた圧縮圧力を加えることで、膨張部を外周側に膨張させることを可能にしている。 In the mortar injection packer of the present invention, by supplying a fluid into the cylinder, the piston is moved in the cylinder, and the rod and the injection shaft to which the rod is connected are moved accordingly. By applying a compression pressure directed in the longitudinal direction, the inflatable portion can be expanded to the outer peripheral side.
そのために、ハンドルを回して膨張部に圧縮圧力を加える従来のモルタル注入用パッカーと異なり、人力を用いることが無いので、容易に膨張部を膨張させることが可能である。 Therefore, unlike the conventional mortar injection packer in which the handle is turned to apply a compression pressure to the inflating portion, no human power is used, so that the inflating portion can be easily inflated.
また、内部を密閉状態としたシリンダー内に流体を供給することで、シリンダー内のピストンを移動させてロッド及びロッドが連結された噴射軸を移動させることとしているために、シリンダー内に供給した流体の圧力を効率よくピストンに加えることができ、従って、膨張部を容易かつ効率よく膨張させることが可能である。 In addition, by supplying fluid into the cylinder with the inside sealed, the piston in the cylinder is moved to move the rod and the injection shaft to which the rod is connected. Can be efficiently applied to the piston, so that the expansion portion can be easily and efficiently expanded.
本発明のモルタル注入用パッカーはパッカー部を有しており、このパッカー部は、所定長とした円筒形状の噴射軸を有している。 The packer for mortar injection according to the present invention has a packer portion, and this packer portion has a cylindrical injection shaft having a predetermined length.
そして、この噴射軸の先端側外周及び後端側外周のそれぞれには、噴射軸の長手方向に移動自在にして、先端側ラバーホルダー及び後端側ラバーホルダーが周設されており、更に、噴射軸における、先端側のラバーホルダーよりも先端側には、ロックナットが連結されている。 A front end side rubber holder and a rear end side rubber holder are provided around the front end side outer periphery and the rear end side outer periphery of the injection shaft so as to be movable in the longitudinal direction of the injection shaft. A lock nut is connected to the shaft on the tip side with respect to the rubber holder on the tip side.
また、この先端側ラバーホルダーと後端側ラバーホルダー間には複数個の膨張部が周設されており、この膨張部はそれぞれ、噴射軸の長手方向に向けた圧縮圧力を加えることによって噴射軸の外周方向へ膨張し、加えた圧縮圧力を解除すると元の形状に復元する性質を有しており、中間ラバーホルダーを介して、互いに隣り合う配置で、噴射軸の外周側に、噴射軸の長手方向に移動自在に周設されている。 In addition, a plurality of inflating portions are provided between the front end rubber holder and the rear end rubber holder, and each of the inflating portions applies a compression pressure in the longitudinal direction of the injection shaft to thereby apply the injection shaft. When the applied compression pressure is released, it is restored to its original shape, and is arranged adjacent to each other via an intermediate rubber holder, on the outer periphery side of the injection shaft. It is circumferentially arranged to be movable in the longitudinal direction.
次に、本発明のモルタル注入用パッカーでは、パッカー部の膨張部に噴射軸の長手方向に向けた圧縮圧力を加えるためのシリンダー部を具備しており、このシリンダー部は、シリンダー本体を有している。 Next, the packer for mortar injection according to the present invention includes a cylinder part for applying a compression pressure directed in the longitudinal direction of the injection shaft to the expansion part of the packer part, and this cylinder part has a cylinder body. ing.
そして、このシリンダー本体は、円筒状のシリンダーチューブと、このシリンダーチューブの両端部をそれぞれ閉鎖したシリンダーヘッドを具備し、内部を密閉状態としている。 The cylinder body includes a cylindrical cylinder tube and a cylinder head in which both ends of the cylinder tube are closed, and the inside is sealed.
また、シリンダー本体の壁内に流路が形成されており、この流路は、先端部がシリンダー本体内に開口し、基端側は外部に開口している。 In addition, a flow path is formed in the wall of the cylinder body, and the flow path has a distal end portion opened in the cylinder body and a proximal end side opened outside.
更に、シリンダー部はロッドを具備しており、このロッドは、シリンダー本体の内部の密閉状態を維持しながら、シリンダー本体の長手方向に移動自在にしてシリンダー本体を貫通しており、先端側は、パッカー部の噴射軸の基端側に連結されている。 Furthermore, the cylinder part has a rod, and this rod is movable in the longitudinal direction of the cylinder body while penetrating the cylinder body while maintaining a sealed state inside the cylinder body. It is connected to the base end side of the injection shaft of the packer part.
また、シリンダー本体内において前記ロッドにはピストンが周設され、このピストンは、その外周面がシリンダー本体の内壁と密着しており、ロッドの移動に伴って、シリンダー本体内を移動することとしている。 In addition, a piston is provided around the rod in the cylinder body, and the outer peripheral surface of the piston is in close contact with the inner wall of the cylinder body, and moves in the cylinder body as the rod moves. .
更に、シリンダー本体内には、ピストンをパッカー部側に移動した際におけるピストンの先端面とシリンダー本体の内壁間に、流路を介してシリンダー本体内に供給された流体を受け入れる受入空間を形成している。 Furthermore, in the cylinder body, a receiving space for receiving the fluid supplied into the cylinder body through the flow path is formed between the front end surface of the piston and the inner wall of the cylinder body when the piston is moved to the packer side. ing.
そして、このような構成によって、流路を介してシリンダー本体内に流体を供給してピストンを反パッカー部側に移動することで、ロッドを基端側に移動させるとともに噴射軸を基端側に移動させ、これにより、ロックナットを介して膨張部に圧縮圧力を加えることを可能にしている。 And by such a structure, by supplying a fluid into the cylinder body through the flow path and moving the piston to the anti-packer part side, the rod is moved to the proximal end side and the injection shaft is moved to the proximal end side. This makes it possible to apply a compression pressure to the inflatable part via the lock nut.
ここで、前記パッカー部とシリンダー部間にリング状のガードリングを介在させるとよく、これにより、シリンダー部あるいはパッカー部をガードすることが可能となる。 Here, it is preferable to interpose a ring-shaped guard ring between the packer portion and the cylinder portion, thereby enabling the cylinder portion or the packer portion to be guarded.
また、前記ロックナットと先端側のラバーホルダー間にスペーサーを備えるとよく、これにより、噴射軸の長さを変更することなく、膨張部の数を増減することが可能となる。 In addition, it is preferable to provide a spacer between the lock nut and the rubber holder on the front end side, and this makes it possible to increase or decrease the number of inflating parts without changing the length of the injection shaft.
本発明のモルタル注入用パッカーの実施例について図面を参照にして説明すると、図1は、本実施例のモルタル注入用パッカーの長手方向に沿った構造を示す断面図であり、図において1が本実施例のモルタル注入用パッカーである。 An embodiment of a mortar injection packer according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a structure along the longitudinal direction of the mortar injection packer of the present embodiment. It is a packer for mortar injection of an example.
そして、本実施例のモルタル注入用パッカー1は、ボーリング孔内に閉塞空間を形成するためのパッカー部と、このパッカー部を作動させるためのシリンダー部を有して構成されている。 The mortar injection packer 1 of the present embodiment is configured to have a packer portion for forming a closed space in the boring hole and a cylinder portion for operating the packer portion.
即ち、図において2がパッカー部であり、本実施例においてこのパッカー部2は、噴射軸3を有しており、本実施例において前記噴射軸3は、所定長とした円筒形状としている。 That is, in the figure, reference numeral 2 denotes a packer portion. In this embodiment, this packer portion 2 has an injection shaft 3, and in this embodiment, the injection shaft 3 has a cylindrical shape with a predetermined length.
そして、前記噴射軸3の先端側外周及び後端側外周のそれぞれには、先端側ラバーホルダーと後端側ラバーホルダーが周設されている。即ち、図において4が先端側ラバーホルダー、5が後端側ラバーホルダーであり、この先端側ラバーホルダー4及び後端側ラバーホルダー5はそれぞれ、アルミ等の金属製のリング状としており、噴射軸3の長手方向に移動自在とされている。 A front end side rubber holder and a rear end side rubber holder are provided around each of the front end side outer periphery and the rear end side outer periphery of the injection shaft 3. That is, in the drawing, 4 is a front end side rubber holder, 5 is a rear end side rubber holder, and the front end side rubber holder 4 and the rear end side rubber holder 5 are each made of a metal ring such as aluminum, and the injection shaft 3 is movable in the longitudinal direction.
次に、図において6は膨張部である。即ち、本実施例のモルタル注入用パッカー1では、前記噴射軸3における、前記先端側ラバーホルダー4と後端側ラバーホルダー5間に、複数個の膨張部が周設されている。
Next,
ここで前記膨張部6について説明すると、本実施例において前記膨張部6は、ラバー製の所定長を有するリング状としており、厚み方向、即ち、噴射軸3の長手方向に向けた圧縮圧力を加えることによって、噴射軸3の外周方向へ膨張し、この膨張している状態で、加えている圧縮圧力を解除すると元の形状に復元する性質を有し、噴射軸3の長手方向に移動自在にして、噴射軸3の外周に周設されている。
Here, the
また、前記複数個の膨張部6間にはアルミ等の金属製のリング状とした中間部ラバーホルダー7が周設されており、この中間部ラバーホルダー7は、噴射軸3の長手方向に移動自在としている。
Further, an intermediate rubber holder 7 having a ring shape made of metal such as aluminum is provided between the plurality of inflating
更に、前記先端側ラバーホルダー4よりも先端側において、前記噴射軸3には、ロックナット8が連結されており、このロックナット8は、前記先端側ラバーホルダー4を噴射軸3の基端側に押圧することにより、膨張部6に圧縮圧力を加えることとしている。
Further, a
次に、このように構成されるパッカー部2を作動させるためのシリンダー部について説明すると、図2は前記シリンダー部を拡大して示した断面図であり、図において11がシリンダー部であり、本実施例において前記シリンダー部11は、内部を密閉状態としたシリンダー本体と、シリンダー本体内の密閉状態を維持した状態でシリンダー本体を貫通したロッドと、シリンダー本体内において前記ロッドに周設されたピストンを具備している。
Next, the cylinder part for operating the packer part 2 configured as described above will be explained. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the cylinder part. In the figure, 11 is the cylinder part. In the embodiment, the
即ち、図において12がシリンダー本体であり、本実施例において前記シリンダー本体12は、両端部が開口とされた円筒状としたアルミ等の金属製のシリンダーチューブ13を有しており、このシリンダーチューブ13の両端部の開口はそれぞれ、先端側シリンダーヘッド14と後端側シリンダーヘッド15で閉鎖されており、これによりシリンダー本体12は、内部を密閉状態としている。
That is, in the figure,
次に、図において16は、前記シリンダー本体12を貫通したピストンロッドである。即ち、本実施例においては、ピストンロッド16を有しており、このピストンロッド16は、中空の円筒状としており、前記先端側シリンダーヘッド14及び後端側シリンダーヘッド15にそれぞれ形成した貫通孔17を貫通することで、シリンダー本体12を貫通しており、更に、ピストンロッド16は、シリンダー本体12の長手方向に移動自在にして、前記シリンダー本体12を貫通している。
Next, 16 in the figure is a piston rod that penetrates the
また、前記貫通孔17内には、貫通孔17の内壁と前記ピストンロッド16の外周とをシールするためのパッキン等のシール部材31が配設されており、これにより、ピストンロッド16は、前記シリンダー本体12の内部の密閉状態を維持したまま、前記シリンダー本体12の長手方向に移動自在にしてシリンダー本体12を貫通している。
In addition, a sealing
更に、前記ピストンロッド16の先端は、前記パッカー部2を構成する噴射軸3の基端側に、螺合等によって連結されており、これにより、前記パッカー部2とシリンダー部11は一体化されているとともに、ピストンロッド16と噴射軸3は内部で通じている。
Further, the tip end of the
次に、図において19はピストンである。即ち、本実施例では、前記シリンダー本体12内において、前記ロッド16の外周にピストン19が周設され、ロッド16の移動に伴って、リンダー本体12の長手方向(図2における矢印方向)へ移動自在とされている。
Next, 19 is a piston in the figure. That is, in this embodiment, a
また、前記ピストン19は、外周面が前記シリンダー本体12の内壁と密着しており、この密着状態を維持したまま、前記ピストンロッド16の移動に伴って、シリンダー本体12内を移動することとしている。即ちピストン19は、シリンダー本体12の内部を二つの部屋20a、20bに仕切っており、ピストンロッド16の移動に伴って、前記部屋20a、20bの容量が変化することとなっている。
The
なお、図において32は、前記ピストン19の外周面とシリンダー本体12の内壁を密着させるためのパッキン等のシール部材であり、また、図において33は、シリンダーチューブ13とシリンダーヘッド14、15間に介在してシリンダー本体12内の密閉状態を維持するためにOリングであり、34はロッド16の移動をスムーズにするためのベアリング、35はウエアリングである。
In the figure, 32 is a sealing member such as packing for bringing the outer peripheral surface of the
次に、図において10はガードリングである。即ち、本実施例においては、前記シリンダー本体12とパッカー部2における後端側ラバーホルダー5間に、アルミ等の金属製のガードリングが介在されており、これにより、パッカー部2あるいはシリンダー部11をガードしている。
Next, 10 is a guard ring in the figure. That is, in the present embodiment, a metal guard ring such as aluminum is interposed between the
次に、図において21は、前記シリンダー本体12の内部において前記ピストン19の先端側シリンダーヘッド14側に位置する部屋20a(「作動側の部屋」と言う。)の内部に圧力流体を供給するための作動側流路である。即ち、本実施例のモルタル注入用パッカー1では、前記シリンダー本体12の内部に圧力流体を供給し、供給した流体の圧力で前記ピストン19を移動させるとともにピストンロッド16を移動させることで、ピストンロッド16が連結されている噴射軸3を基端側に移動して、膨張部6に圧縮圧力を加えることとしている。
Next, in the figure,
そして、本実施例のモルタル注入用パッカー1では、シリンダー本体12の内壁に作動用流路21を形成して、この作動用流路21の先端部を、前記シリンダー本体12内に開口とした作動用流体供給口23として、作動用流路21の基端部は、シリンダー本体12の外部に開口とした作動用流路注入口22とし、これにより、作動用流体注入口22より油等の作動用流体を注入することで、作動用流体をシリンダー本体12内に供給可能としている。
In the mortar injection packer 1 of this embodiment, the
また、前記作動用流路供給口23は、前記シリンダーチューブ13の内壁における前記先端側シリンダーヘッド14側の端部としており、一方、前記ピストン19において、先端側シリンダーヘッド14側の端面の周縁部分には受入空間27を形成しており、この受入空間27は、ピストン19を先端側シリンダーヘッド14側に移動してピストン19の端面を先端側シリンダーヘッド14に当接した際に、前記作動用流路供給口23に通じる箇所に形成している。
In addition, the operation flow path supply
そして、この構成により、ピストン19を先端側シリンダーヘッド14側に移動してピストン19の端面を先端側シリンダーヘッド14に当接した状態(図1の状態)において、前記作動用流体注入口流路供給22から液体等の作動用流体を注入すると、この作動用流体が受入空間27内に供給され、作動用流体の注入を継続することで、作動用流体の圧力によって、ピストン19を反パッカー部側へ移動することを可能にしている。
With this configuration, in the state where the
次に、図において24は、反パッカー部側へ移動したピストン19をパッカー部側へ戻すために、前記シリンダー本体12の内部において前記ピストン19の後端側シリンダーヘッド15側に位置する部屋20b(「解除側の部屋」と言う。)の内部に圧力流体を供給するための解除側流路である。
Next, in the figure,
即ち、本実施例のモルタル注入用パッカー1では、後端側シリンダーヘッド15に解除用流路24を形成し、この解除用流路24の先端部を前記シリンダー本体12内に開口とした解除用流体供給口26とし、解除用流路24の基端部は後端側シリンダー本体12の外部に開口とした解除用流路注入口25としている。
That is, in the mortar injection packer 1 of the present embodiment, a
そして、この構成により、ピストン19が後端側シリンダーヘッド15側に移動している状態(図3の状態)において、前記解除用流体注入口25から液体等の解除用流体を注入すると、この解除用流体が解除側の部屋204b内に供給され、解除用流体の注入を継続することで、解除用流体の圧力によって、ピストン19をパッカー部側へ移動することを可能にしている。
With this configuration, when a release fluid such as a liquid is injected from the
次に、このように構成される本実施例のモルタル注入用パッカー1の作用について説明すると、膨張部6が膨張していない通常の状態(図1の状態)において、シリンダー部11を固定し、作動用流体注入口22から作動用流体を注入してシリンダー本体12の受入空間27内に作動用流体を供給し、更にこの供給を継続していくと、作動用流体の流体圧力によってピストン19が反パッカー部側に移動していくとともに、シリンダー本体12の作動用の部屋20a内に作動用流体が供給されていき、作動用の部屋20aの容量が増えていくとともに、それに伴ってピストン19が反パッカー部側に更に移動していく。
Next, the operation of the mortar injection packer 1 of this embodiment configured as described above will be described. In a normal state where the
そして、ピストン19の移動に伴って、ピストン19が周設されているピストンロッド16もまた反パッカー部側に移動していき、それにより、ピストンロッド16の先端部が連結されている噴射軸3も反パッカー部側に移動していく。
With the movement of the
そうすると、噴射軸3の移動に伴って、ロックナット8が先端側ラバーホルダー4を噴射軸3の基端側に押圧していき、それにより、膨張部6に対して、前記噴射軸3の長手方向に向けた圧縮圧力を加えて、膨張部6を前記噴射軸3の外周方向へ膨張させることが可能となる。この状態を示した断面図が図3である。
Then, with the movement of the injection shaft 3, the
即ち、図3において、膨張部6は、噴射軸3の長手方向に向けた圧縮圧力を受けることによって噴射軸3の外周方向へ膨張している。従って、本実施例のモルタル注入用パッカー1では、これをボーリング孔内に挿入した状態で作動側流路21を介して受入空間27内に液体等の作動用流体を供給することで、膨張部6を外周方向に膨張させ、ボーリング孔における膨張部6の下方部分を閉塞空間にすることができ、その状態で、ピストンロッド16及び噴射軸3の内部を通して、閉塞空間内に地盤強固剤等としてのモルタル等の薬液を注入することが可能である。
That is, in FIG. 3, the
一方、ピストン19が反パッカー部側に移動することで膨張部6が膨張している図3の状態において、解除用流体注入口22から解除用流体を注入して解除側の部屋20b内に解除用流体を供給していくと、前述したように、解除用流体の圧力によって、ピストン19がパッカー部側へ移動するとともにピストンロッド16もパッカー部側へ移動し、それに伴って噴射軸3も先端側に移動し、膨張部6に加わっていた圧縮圧力が解除されて膨張部6の膨張が解除することが可能である。この状態が図1の状態である。
On the other hand, in the state of FIG. 3 where the
このように本実施例のモルタル注入用パッカー1では、作動用流体を注入することのみで膨張部を膨張させることができるために、人力により膨張部に圧縮圧力を加えていた従来の装置と異なり、容易に膨張部を膨張させることが可能である。 Thus, in the mortar injection packer 1 of the present embodiment, since the expansion portion can be expanded only by injecting the working fluid, unlike the conventional apparatus in which the compression pressure is applied to the expansion portion by human power. It is possible to easily expand the expanding portion.
また、内部を密閉状態としたシリンダー本体内に流体を供給することで、シリンダー本体内のピストンを移動させることとしているために、シリンダー本体内に供給した流体はピストンの移動にのみ用いられるので、シリンダー内に供給した流体の圧力を効率よくピストンに加えることができ、従って、膨張部を容易かつ効率よく膨張させることが可能である。 In addition, since the piston in the cylinder body is moved by supplying fluid into the cylinder body with the inside sealed, the fluid supplied into the cylinder body is used only for moving the piston. The pressure of the fluid supplied into the cylinder can be efficiently applied to the piston. Therefore, the expansion portion can be easily and efficiently expanded.
更に、本実施例のモルタル注入用パッカー1では、中空のロッドのみを用いて薬液を先端側に噴射する従来のモルタル注入用パッカーと異なり、パッカー部2を構成する噴射軸3にシリンダー部11を構成する円筒状のピストンロッド16を連結して、ピストンロッド16側から供給した薬液を噴射軸3の先端から噴射することとしているために、ボーリング孔が深い場合でも、長いロッドを用いる必要が無いという利点もある。
Further, in the mortar injection packer 1 of this embodiment, unlike the conventional mortar injection packer that uses only a hollow rod to inject a chemical solution to the tip side, the
なお、前述の実施例では、先端側ラバーホルダー4よりも先端側において、前記噴射軸3にロックナット8を連結して、ロックナット8によって先端側ラバーホルダー4を噴射軸3の基端側に押圧している形態を説明したが、その他、図4に示すように、ロックナット8と先端側ラバーホルダー4の間にスペーサー9を介在して、スペーサー9を介して先端側ラバーホルダーを基端側に押圧してもよく、このように構成することで、噴射軸3の長さを変更することなく、膨張部6の数を変更することが可能である。
In the above-described embodiment, the
本発明のモルタル注入用パッカーでは、シリンダー本体内に作動用流体を注入してシリンダー本体内のピストン及びピストンロッドを移動させることで膨張部に圧縮圧力を加えて膨張させることを可能としているために、シリンダーの作用により膨張部に圧縮圧力を加えるパッカーの全般に適用可能である。 In the mortar injection packer according to the present invention, the working fluid is injected into the cylinder body and the piston and the piston rod in the cylinder body are moved so that the expansion portion can be expanded by applying a compression pressure. In addition, the present invention can be applied to all types of packers that apply a compression pressure to the expansion portion by the action of a cylinder.
1 モルタル注入用パッカー
2 パッカー部
3 噴射軸
4 先端側ラバーホルダー
5 後端側ラバーホルダー
6 膨張部
7 中間ラバーホルダー
8 ロックナット
9 スペーサー
10 ガードリング
11 シリンダー部
12 シリンダー本体
13 シリンダーチューブ
14 先端側シリンダーヘッド
15 後端側シリンダーヘッド
16 ピストンロッド
17 貫通孔
19 ピストン
20 シリンダー本体内の部屋
21 作動側流路
22 作動用流体注入口
23 作動用流体供給口
24 解除側流路
25 解除用流体注入口
26 解除用流体供給口
27 受入空間
31 シール部材
32 シール部材
33 Oリング
34 ベアリング
35 ウエアリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Packer for mortar injection 2 Packer part 3 Injection shaft 4 Front end side rubber holder 5 Rear end
Claims (3)
該噴射軸(3)の先端側外周及び後端側外周のそれぞれに、噴射軸(3)の長手方向に移動自在に周設された、先端側ラバーホルダー(4)及び基端側ラバーホルダー(5)と、
該先端側ラバーホルダー(4)及び基端側ラバーホルダー(5)間において、中間部ラバーホルダー(7)を介して互いに隣り合う配置で、前記噴射軸(3)の外周側に噴射軸(3)の長手方向に移動自在に周設された、前記噴射軸(3)の長手方向に向けた圧縮圧力を加えることによって前記噴射軸(3)の外周方向へ膨張し、膨張している状態において加えている圧縮圧力を解除すると元の形状に復元する複数個の膨張部(6)と、
前記噴射軸(3)における前記先端側ラバーホルダー(4)よりも先端側に連結されたロックナット(8)と、を具備したパッカー部(2)と、
該パッカー部(2)の基端側ラバーホルダー(5)側に配設された、前記膨張部(6)に噴射軸(3)の長手方向に向けた圧縮圧力を加えるためのシリンダー部(11)と、を具備して、
前記シリンダー部(11)は、
円筒状のシリンダーチューブ(13)と、該シリンダーチューブ(13)の両端部を閉鎖したシリンダーヘッド(14、15)と、を具備して内部を密閉状態にしたシリンダー本体(12)と、
該シリンダー本体(12)の内部の密閉状態を維持しながらシリンダー本体(12)の長手方向に移動自在にしてシリンダー本体(12)を貫通するとともに先端側で前記噴射軸(3)の基端側に連結された円筒状のロッド(16)と、
前記シリンダー本体(12)内において前記ロッド(16)に周設され、その外周面が前記シリンダー本体(12)の内壁と密着し、前記ロッド(16)の移動に伴ってシリンダー本体(12)内を移動するピストン(19)と、を具備して、
前記シリンダー本体(12)の壁内に、先端部が前記シリンダー本体(12)内に開口して基端側は外部に開口した流路(21)を形成し、
前記ピストン(16)を前記パッカー部(2)側に移動した際におけるピストン(19)の先端面とシリンダー本体(12)の内壁間に、前記流路(21)を介してシリンダー本体(12)内に供給された流体を受け入れる受入空間(27)を形成し、
前記流路(21)を介して前記シリンダー本体(12)の内部に流体を供給することにより、前記ピストン(19)を反パッカー部側に移動することで前記噴射軸(3)を基端側に移動させ、前記ロックナット(8)を介して前記膨張部(6)に圧縮圧力を加えることを可能にした、ことを特徴とするモルタル注入用パッカー。 A cylindrical injection shaft (3) having a predetermined length;
A tip end side rubber holder (4) and a base end side rubber holder (around the periphery of the tip end side outer periphery and the rear end side outer periphery of the injection shaft (3) are provided so as to be movable in the longitudinal direction of the injection shaft (3). 5) and
Between the front end side rubber holder (4) and the base end side rubber holder (5), an injection shaft (3) is disposed on the outer peripheral side of the injection shaft (3) in an arrangement adjacent to each other via an intermediate rubber holder (7). In the state where it is expanded in the outer peripheral direction of the injection shaft (3) by applying a compression pressure directed in the longitudinal direction of the injection shaft (3), which is movably provided in the longitudinal direction of A plurality of inflatable portions (6) that restore the original shape when the applied compression pressure is released;
A packer portion (2) comprising: a lock nut (8) connected to the tip end side of the tip end side rubber holder (4) in the injection shaft (3);
A cylinder portion (11) for applying a compressive pressure in the longitudinal direction of the injection shaft (3) to the expansion portion (6) disposed on the base end side rubber holder (5) side of the packer portion (2). ), And
The cylinder part (11)
A cylinder body (12) having a cylindrical cylinder tube (13) and a cylinder head (14, 15) having both ends of the cylinder tube (13) closed, and having the inside sealed;
The cylinder body (12) is maintained in a hermetically sealed state so as to be movable in the longitudinal direction of the cylinder body (12) so as to penetrate the cylinder body (12) and at the distal end side of the injection shaft (3). A cylindrical rod (16) connected to
The rod (16) is provided around the cylinder body (12), and the outer peripheral surface thereof is in close contact with the inner wall of the cylinder body (12), and the cylinder (12) moves in the cylinder body (12) as the rod (16) moves. A piston (19) for moving
Formed in the wall of the cylinder body (12) is a flow path (21) having a distal end opened into the cylinder body (12) and a proximal end opened to the outside.
When the piston (16) is moved to the packer part (2), the cylinder body (12) is interposed between the tip surface of the piston (19) and the inner wall of the cylinder body (12) via the flow path (21). Forming a receiving space (27) for receiving the fluid supplied therein;
By supplying fluid to the inside of the cylinder body (12) through the flow path (21), the injection shaft (3) is moved to the proximal side by moving the piston (19) to the side opposite to the packer. The mortar injection packer characterized in that it is possible to apply a compression pressure to the expansion portion (6) through the lock nut (8).
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