JP2022001711A - High-pressure jetting nozzle device and ground improvement device equipped therewith - Google Patents

High-pressure jetting nozzle device and ground improvement device equipped therewith Download PDF

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Abstract

To provide a high-pressure jetting nozzle device and a ground improvement device equipped with the same, which can discharge cut soil of the ground to a ground surface as waste mud, and also sufficiently increase a jet arrival distance of a hardener liquid jetted from the high-pressure jetting nozzle device.SOLUTION: Since an air cover 25 is provided with inclined grooves inclined obliquely almost in the same direction toward a tip formed on an inner surface, the compressed air jetted from the air cover 25 can be swirled around cement milk jetted from a nozzle body 24, which increases the cutting capacity of the cement milk jetted from the nozzle body 24, thereby destroying a tissue structure of the ground and allowing the cement milk to be jetted over a long distance.SELECTED DRAWING: Figure 14

Description

本発明は、注入ロッド内の硬化材液供給管内と連通し、注入ロッドの先端と連結したモニターの側面に設けられた高圧噴射ノズル装置およびそれを備えた地盤改良装置である。 The present invention is a high-pressure injection nozzle device provided on the side surface of a monitor that communicates with the inside of the curing material liquid supply pipe in the injection rod and is connected to the tip of the injection rod, and a ground improvement device provided with the high-pressure injection nozzle device.

従来より、注入ロッド内の硬化材液供給管内と連通し、注入ロッドの先端と連結したモニターの側面に設けられた高圧噴射ノズル装置およびそれを備えた地盤改良装置が知られている。 Conventionally, there has been known a high-pressure injection nozzle device provided on the side surface of a monitor which communicates with the inside of a curing material liquid supply pipe in an injection rod and is connected to the tip of the injection rod, and a ground improvement device provided with the high-pressure injection nozzle device.

この種の高圧噴射ノズル装置は、高圧噴射ノズル装置の内側に材液噴射ノズルが設けられ、外側に空気噴射ノズルが形成され、そして、高圧噴射ノズル装置から硬化材液が噴射されるとともに空気噴射ノズルから圧縮空気が高圧噴射されると、高圧噴射ノズル装置の内側から硬化材液が噴射され、その外側(外周部)から圧縮空気が噴射されることにより、硬化材液の噴流の周りに圧縮空気の気層被膜が作られ、圧縮空気の気層被膜がない場合に比べて噴射到達距離を増大させることができるというものであった(たとえば、特許文献1)。そして、地盤が切削された切削土が排泥となって、空気噴射ノズルから噴射される圧縮空気により上部に運搬され、地表面に排出させることができるものであった。 In this type of high-pressure injection nozzle device, a material liquid injection nozzle is provided inside the high-pressure injection nozzle device, an air injection nozzle is formed on the outside, and a cured material liquid is injected from the high-pressure injection nozzle device and air is injected. When compressed air is jetted from the nozzle at high pressure, the curing material liquid is jetted from the inside of the high-pressure injection nozzle device, and the compressed air is jetted from the outside (outer peripheral portion) to compress around the jet of the curing material liquid. An air vapor layer film was formed, and the jet reach range could be increased as compared with the case where there was no compressed air air layer film (for example, Patent Document 1). Then, the cut soil from which the ground was cut becomes waste mud, which is transported to the upper part by the compressed air ejected from the air injection nozzle and can be discharged to the ground surface.

特開2018−150706号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-150706

しかしながら、従来の地盤改良装置は、コンプレッサーから送られてくる圧縮空気を空気噴射ノズルから高圧噴射させる場合、空気噴射ノズルの口径が一定の大きさであれば、コンプレッサーの最大出力以上の流量の圧縮空気を空気噴射ノズル122から噴射させることができないことから、地盤の切削土を排泥として地表面に排出させるためには、空気噴射ノズルの口径の大きさを大きくする必要があるが、空気噴射ノズルの口径を大きくすると、硬化材液の噴流の周りに圧縮空気の気相被膜が十分形成できず、高圧噴射ノズル装置から噴射される硬化材液の噴射到達距離をあまり増大させることができないという問題があった。 However, in the conventional ground improvement device, when the compressed air sent from the compressor is injected at high pressure from the air injection nozzle, if the diameter of the air injection nozzle is a certain size, the flow rate is compressed to be equal to or higher than the maximum output of the compressor. Since air cannot be injected from the air injection nozzle 122, it is necessary to increase the size of the diameter of the air injection nozzle in order to discharge the cut soil from the ground to the ground surface as waste mud. If the nozzle diameter is increased, a vapor phase film of compressed air cannot be sufficiently formed around the jet of the cured material liquid, and the injection reach of the cured material liquid injected from the high-pressure injection nozzle device cannot be increased so much. There was a problem.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、所定の最大出力のコンプレッサーであっても、地盤の切削土を排泥として地表面に排出させることができるとともに、高圧噴射ノズル装置から噴射される硬化材液の噴射到達距離を十分増大させることができる高圧噴射ノズル装置およびそれを備えた地盤改良装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even a compressor having a predetermined maximum output can discharge the cut soil of the ground to the ground surface as waste mud and is injected from a high-pressure injection nozzle device. It is an object of the present invention to provide a high-pressure injection nozzle device capable of sufficiently increasing the injection reach of a hardened material liquid and a ground improvement device equipped with the high-pressure injection nozzle device.

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第1の態様に係るものは、注入ロッド内の軸方向に形成された硬化材液供給管内と連通し、該注入ロッドの先端と連結したモニターの側面に設けられた高圧噴射ノズル装置であって、内周面が先端方向へ縮径して形成されたテーパ面状の中間内径部と、中間内径部の先端と連通し、直径が中間内径部の先端の直径と略同径である先端内径部と、中間内径部の後端と連通し、直径が中間内径部の後端の直径と略同径、もしくは略同径から後端方向へ拡径して形成された後端内径部とからなる中空形状の硬化材液流路が構成されたノズル本体部と、内周面に先端方向に向かって斜め略同方向に傾斜する傾斜溝が複数個形成され、ノズル本体部の外周側との間に圧縮空気流路が構成されたエアカバーと、を有し、エアカバーとノズル本体部の外周側との間の先端から噴射された圧縮空気は、ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液の周りを旋回流として覆うので、ノズル本体部の先端内径部から噴射される硬化材液の切削能力が増大され、硬化材液をより遠距離まで噴射することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems and achieve the above object, the one according to the first aspect of the present invention communicates with the inside of the curing material liquid supply pipe formed in the axial direction in the injection rod, and the tip of the injection rod. It is a high-pressure injection nozzle device provided on the side surface of the monitor connected to the above, and communicates with the tapered intermediate inner diameter portion formed by reducing the inner peripheral surface toward the tip and the tip of the intermediate inner diameter portion. It communicates with the tip inner diameter portion whose diameter is substantially the same as the diameter of the tip of the intermediate inner diameter portion and the rear end of the intermediate inner diameter portion, and the diameter is substantially the same as or from approximately the same diameter as the diameter of the rear end of the intermediate inner diameter portion. The nozzle body, which has a hollow hardener liquid flow path consisting of the inner diameter of the rear end formed by expanding the diameter toward the rear end, and the inner peripheral surface are inclined in substantially the same direction diagonally toward the tip. It has an air cover in which a plurality of inclined grooves are formed and a compressed air flow path is formed between the nozzle body and the outer peripheral side of the nozzle body, and from the tip between the air cover and the outer peripheral side of the nozzle body. Since the injected compressed air covers the area around the curing material liquid injected from the tip of the nozzle body as a swirling flow, the cutting ability of the curing material liquid injected from the inner diameter of the tip of the nozzle body is increased and hardening is performed. It is characterized by injecting the material liquid to a longer distance.

本発明によれば、内周面に先端方向に向かって斜め略同方向に傾斜する傾斜溝が複数個形成されたエアカバーが設けられているので、エアカバーから噴射された空気がノズル本体部の先端から噴射される硬化材液の周りを旋回するようになる。このことから、ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液の切削能力が増大されるので、地盤の組織構造が破壊され、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができる。すなわち、エアカバーとノズル本体部の外周側との間の先端から噴射された圧縮空気がノズル本体部から噴射される硬化材液の周りを隙間なく覆いながら旋回するので、ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液がその周りを旋回する圧縮空気により中央方向に押圧され、ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液の噴射直後の硬化材液噴射流が半径方向に大きく増大しにくくなり、硬化材液の速度を維持できる。また、硬化材液の周りを旋回する圧縮空気の旋回流により旋回流周辺の地盤が押圧されながら切削されるので、硬化材液噴射流の周りの圧縮空気が隙間なく包括でき、空気層を厚くすることができる。このように、ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液の噴射直後の硬化材液噴射流が半径方向に大きく増大しにくくなるので硬化材液噴射流の直進性を増大させることができるとともに、ノズル本体部から噴射直後の硬化材液噴射流の周りの圧縮空気層を厚くすることができるので、ノズル本体部から噴射直後の硬化材液噴射流の周りの地盤がその硬化材液噴射流の流れの障害となることも小さくすることができる。これにより、ノズル本体部から噴射される硬化材液の速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)を長くすることができ、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができる。さらに、キャビテーションによるキャビティ(気泡)は、硬化材液の圧力が低くなった周辺部で発生し、このキャビティは、地盤が硬化材液に及ぼす抵抗等(圧力上昇)により崩壊することになるが、そのキャビティの崩壊時に大きな衝撃力が発生するので、そのキャビティの崩壊時に発生した大きな衝撃力が、硬化材液の運動量を減少させることになる。本発明においては、ノズル本体部から噴射された硬化材液の周辺部でキャビテーションによるキャビティが存在しても、エアカバーとノズル本体部の外周側との間から噴射された圧縮空気が硬化材液の周りを隙間なく包括しながら旋回するので、硬化材液が地盤と接しにくくなり、硬化材液の周辺部で存在するキャビティの崩壊を防ぐことができる。これにより、ノズル本体部から噴射される硬化材液の速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)をより長くすることができ、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができる。すなわち、エアカバーとノズル本体部の外周側との間から真っすぐ圧縮空気が噴射される場合は、硬化材液の周りを圧縮空気により隙間なく包括させることができないので、その圧縮空気により硬化材液の包括していない部分が地盤と接しやすくなり、硬化材液が周囲の地盤と接することによりキャビティが崩壊することになる。そして、そのキャビティの崩壊時の大きな衝撃力により硬化材液の運動量が減少することになるので、ポテンシャルコア領域をより長くすることができず、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができない。このように、エアカバーとノズル本体部の外周側との間から噴射された圧縮空気が硬化材液の周りを隙間なく包括しながら旋回することにより、硬化材液が地盤と接しにくくなり、硬化材液の周辺部で発生したキャビティの崩壊を防ぐことができるので、ノズル本体部から噴射される硬化材液の速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)をより長くすることができ、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができる。 According to the present invention, since the air cover is provided on the inner peripheral surface with a plurality of inclined grooves inclined in substantially the same direction diagonally toward the tip end, the air injected from the air cover is discharged from the nozzle body. It will swirl around the curing material liquid sprayed from the tip of. As a result, the cutting ability of the hardened material liquid sprayed from the tip of the nozzle main body is increased, so that the tissue structure of the ground is destroyed and the hardened material liquid can be sprayed to a longer distance. That is, the compressed air jetted from the tip between the air cover and the outer peripheral side of the nozzle body swirls while covering the area around the curing material liquid jetted from the nozzle body without any gaps, so that the compressed air is swirled from the tip of the nozzle body. The injected hardener liquid is pressed toward the center by the compressed air swirling around it, and the hardener liquid jet immediately after the injection of the hardener liquid jetted from the tip of the nozzle body is unlikely to increase significantly in the radial direction. Therefore, the speed of the curing material liquid can be maintained. In addition, since the ground around the swirling flow is pressed and cut by the swirling flow of compressed air swirling around the hardened material liquid, the compressed air around the hardened material liquid jet flow can be included without gaps, and the air layer is thickened. can do. As described above, since the jet of the hardened material liquid immediately after the injection of the hardened material liquid jetted from the tip of the nozzle body is unlikely to increase significantly in the radial direction, the straightness of the hardened material liquid jet can be increased. Since the compressed air layer around the hardener liquid jet immediately after injection from the nozzle body can be thickened, the ground around the hardener liquid jet immediately after injection from the nozzle body is the hardener liquid jet. It is also possible to reduce the obstacles to the flow of the water. As a result, it is possible to lengthen the region (potential core region) in which the speed of the cured material liquid jetted from the nozzle main body does not decrease, and the cured material liquid can be sprayed to a longer distance. Furthermore, cavitation-induced cavities (air bubbles) are generated in the peripheral area where the pressure of the hardened material liquid is low, and these cavities collapse due to the resistance of the ground to the hardened material liquid (pressure rise). Since a large impact force is generated when the cavity collapses, the large impact force generated when the cavity collapses reduces the momentum of the cured material liquid. In the present invention, even if there is a cavity due to cavitation in the peripheral portion of the curing material liquid sprayed from the nozzle body, the compressed air sprayed from between the air cover and the outer peripheral side of the nozzle body is the curing material liquid. Since it swirls while covering the circumference of the hardener without any gaps, it becomes difficult for the hardened material liquid to come into contact with the ground, and it is possible to prevent the cavities existing in the peripheral portion of the hardened material liquid from collapsing. As a result, the region (potential core region) in which the speed of the cured material liquid ejected from the nozzle main body does not decrease can be made longer, and the cured material liquid can be injected to a longer distance. That is, when the compressed air is jetted straight from between the air cover and the outer peripheral side of the nozzle body, the compressed air cannot cover the area around the cured material liquid without any gaps. The non-inclusive part of the air is likely to come into contact with the ground, and the cavity will collapse when the hardened material liquid comes into contact with the surrounding ground. Then, since the momentum of the hardened material liquid is reduced due to the large impact force at the time of collapse of the cavity, the potential core region cannot be made longer and the hardened material liquid cannot be ejected to a longer distance. .. In this way, the compressed air sprayed from between the air cover and the outer peripheral side of the nozzle body swirls while covering the area around the curing material liquid without any gaps, so that the curing material liquid does not easily come into contact with the ground and is cured. Since the collapse of the cavity generated in the peripheral part of the material liquid can be prevented, the region (potential core region) in which the speed of the cured material liquid sprayed from the nozzle body does not decrease can be made longer, and the cured material liquid can be made longer. Can be sprayed to a longer distance.

本発明のうち第2の態様に係るものは、第1の態様に係る高圧噴射ノズル装置であって、エアカバーの傾斜溝は、エアカバーの内周面に4個〜8個の範囲内、略同形状で形成されていることを特徴とするものである。 The second aspect of the present invention is the high pressure injection nozzle device according to the first aspect, and the inclined grooves of the air cover are in the range of 4 to 8 on the inner peripheral surface of the air cover. It is characterized in that it is formed in substantially the same shape.

本発明によれば、エアカバーの傾斜溝がエアカバーの内周面に4個〜8個の範囲内、略同形状で形成されているので、エアカバーとノズル本体部の外周側との間の先端から4個〜8個の傾斜溝に沿って流れてきた大きな流れで強く噴射された圧縮空気がノズル本体部の先端から噴射される硬化材液の周りで一体になって旋回させることができる。これにより、ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液がその周りを旋回する圧縮空気により中央方向により強く押圧され、また、硬化材液噴射流周りの圧縮空気層の厚さもより厚くすることができる。これにより、ノズル本体部の先端から噴射される硬化材液の速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)を長くすることができ、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができる。 According to the present invention, the inclined grooves of the air cover are formed on the inner peripheral surface of the air cover in a range of 4 to 8 in substantially the same shape, so that the space between the air cover and the outer peripheral side of the nozzle body portion is formed. The compressed air strongly injected by the large flow flowing along the 4 to 8 inclined grooves from the tip of the nozzle can be swirled together around the curing material liquid injected from the tip of the nozzle body. can. As a result, the cured material liquid ejected from the tip of the nozzle body is pressed more strongly in the central direction by the compressed air swirling around it, and the thickness of the compressed air layer around the cured material liquid jet flow is also made thicker. Can be done. As a result, the region (potential core region) in which the speed of the cured material liquid ejected from the tip of the nozzle main body does not decrease can be lengthened, and the cured material liquid can be injected to a longer distance.

本発明のうち第3の態様に係るものは、第2の態様に係る高圧噴射ノズル装置であって、エアカバーの傾斜溝は、エアカバーの内周面に先端方向に向かって略26.49度〜略46.68度の範囲内で斜めに傾斜していることを特徴とするものである。 The third aspect of the present invention is the high pressure injection nozzle device according to the second aspect, in which the inclined groove of the air cover is approximately 26.49 toward the tip on the inner peripheral surface of the air cover. It is characterized in that it is inclined diagonally within the range of degrees to approximately 46.68 degrees.

本発明によれば、エアカバーの傾斜溝は、エアカバーの内周面に先端方向に向かって略26.49度〜略46.68度の範囲内で斜めに傾斜しているので、ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液がその周りを旋回する圧縮空気により中央方向により強く押圧され、また、硬化材液噴射流周りの圧縮空気層の厚さもより厚くすることができる。これにより、ノズル本体部の先端から噴射される硬化材液の速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)を長くすることができ、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができる。 According to the present invention, the inclined groove of the air cover is inclined diagonally in the range of about 26.49 degrees to about 46.68 degrees toward the tip toward the inner peripheral surface of the air cover, so that the nozzle body is inclined. The cured material liquid ejected from the tip of the portion is pressed more strongly in the central direction by the compressed air swirling around the portion, and the thickness of the compressed air layer around the cured material liquid jet can also be made thicker. As a result, the region (potential core region) in which the speed of the cured material liquid ejected from the tip of the nozzle main body does not decrease can be lengthened, and the cured material liquid can be injected to a longer distance.

本発明のうち第4の態様に係るものは、第3の態様に係る高圧噴射ノズル装置であって、エアカバーの傾斜溝の後端側の開口部は、ノズル本体部と前記エアカバーが装着された状態で、ノズル本体部の略中心からエアカバーの傾斜溝の後端側の最大外側部までの長さを径とした円に対して、略42.1%〜略64.1%であることを特徴とするものである。 The fourth aspect of the present invention is the high-pressure injection nozzle device according to the third aspect, and the nozzle body and the air cover are attached to the opening on the rear end side of the inclined groove of the air cover. In this state, the diameter is approximately 42.1% to 64.1% with respect to the circle whose diameter is the length from the substantially center of the nozzle body to the maximum outer portion on the rear end side of the inclined groove of the air cover. It is characterized by being.

本発明によれば、エアカバーの傾斜溝の後端側の開口部がノズル本体部の略中心からエアカバーの傾斜溝の後端側の最大外側部までの長さを径とした円に対して略42.1%〜略64.1%であるので、エアカバーの傾斜溝の後端側の開口部を広くとることができ、より大容量の圧縮空気を強く噴射させることができる。 According to the present invention, with respect to a circle whose diameter is the length of the opening on the rear end side of the inclined groove of the air cover from the substantially center of the nozzle body to the maximum outer portion on the rear end side of the inclined groove of the air cover. Since it is approximately 42.1% to approximately 64.1%, the opening on the rear end side of the inclined groove of the air cover can be widened, and a larger volume of compressed air can be strongly injected.

本発明のうち第5の態様に係るものは、第1の態様に係る高圧噴射ノズル装置であって、ノズル本体部の後端内径部には、中空形状断面を複数の空間に分割する流路分割部が形成され、流路分割部は、流路分割部近傍の中空形状の後端内径部の略中心部分に、流路分割部近傍の後端内径部の中空形状断面積の2%〜20%の面積を有する部分を有し、ノズル本体部の後端内径部を流れる硬化材液が流路分割部で分割されたそれぞれの空間でより細かく層流化された後に、中間内径部の有形物が存在しない中空形状の空間で縮径されて先端方向に送られるので、ノズル本体部の先端内径部から噴射される硬化材液の切削能力が増大され、硬化材液をより遠距離まで噴射することができることを特徴とするものである。 The fifth aspect of the present invention is the high-pressure injection nozzle device according to the first aspect, and a flow path for dividing a hollow cross section into a plurality of spaces in the inner diameter portion of the rear end of the nozzle body portion. A split portion is formed, and the flow path split portion is located at substantially the center of the hollow rear end inner diameter portion near the flow path split portion, and is 2% to 2% of the hollow shape cross-sectional area of the rear end inner diameter portion near the flow path split portion. After having a portion having an area of 20% and the curing material liquid flowing through the inner diameter portion of the rear end of the nozzle body portion being more finely stratified in each space divided by the flow path dividing portion, the intermediate inner diameter portion Since the diameter is reduced and sent toward the tip in a hollow space where no tangible object exists, the cutting ability of the hardened material liquid sprayed from the inner diameter of the tip of the nozzle body is increased, and the hardened material liquid can be sent to a longer distance. It is characterized by being able to inject.

本発明によれば、ノズル本体部の後端内径部の略中心部を流れる硬化材液が流路分割部の略中心部分に衝突し、その衝突した後端内径部の略中心部分の硬化材液が流路分割部で分割されたそれぞれの流路に流入し速度を増大しながら縮径して形成された中間内径部の内周面に向かって送られるので、その中間内径部の内周面に生じる乱流の境界層の厚さを減らすことができ、より細かく層流化させることかができる。これにより、ノズル本体部先端の材液噴射ノズルから噴射された硬化材液の切削能力を増大することにより、地盤の組織構造を破壊し、硬化材液をより遠距離まで噴射することができる。すなわち、中間内径部の内周面に生じる乱流の境界層の厚さを減らすことができるので、ノズル本体部先端の材液噴射ノズルの噴射口から噴射される硬化材液が噴射口のほぼ全面において略同一速度で噴射されることになる。これにより、ノズル本体部先端の材液噴射ノズルの噴射口から噴射される硬化材液の速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)を長くすることができ、硬化材液をより遠距離まで噴射させることができる。 According to the present invention, the curing material liquid flowing in the substantially central portion of the inner diameter portion of the rear end of the nozzle body collides with the substantially central portion of the flow path dividing portion, and the cured material in the substantially central portion of the inner diameter portion of the rear end colliding with the collision material. Since the liquid flows into each flow path divided by the flow path dividing portion and is sent toward the inner peripheral surface of the intermediate inner diameter portion formed by reducing the diameter while increasing the speed, the inner circumference of the intermediate inner diameter portion is reached. The thickness of the boundary layer of the turbulent flow generated on the surface can be reduced, and the laminar flow can be made finer. As a result, by increasing the cutting ability of the hardened material liquid sprayed from the material liquid injection nozzle at the tip of the nozzle main body, the tissue structure of the ground can be destroyed and the hardened material liquid can be sprayed to a longer distance. That is, since the thickness of the boundary layer of the turbulent flow generated on the inner peripheral surface of the intermediate inner diameter portion can be reduced, the cured material liquid injected from the injection port of the material liquid injection nozzle at the tip of the nozzle body is almost the same as the injection port. It will be injected at substantially the same speed on the entire surface. As a result, it is possible to lengthen the region (potential core region) where the speed of the cured material liquid sprayed from the injection port of the material liquid injection nozzle at the tip of the nozzle body does not decrease, and the cured material liquid is sprayed to a longer distance. be able to.

本発明のうち第6の態様に係るものは、モニターに装着された第1〜第5のいずれかの態様に係る高圧噴射ノズル装置を備えた地盤改良装置である。 The sixth aspect of the present invention is a ground improvement device provided with a high-pressure injection nozzle device according to any one of the first to fifth aspects mounted on a monitor.

本発明の高圧噴射ノズル装置によれば、所定の最大出力のコンプレッサーであっても、地盤の切削土を排泥として地表面に排出させることができるとともに、高圧噴射ノズル装置から噴射される硬化材液の噴射到達距離を十分増大させることができる。 According to the high-pressure injection nozzle device of the present invention, even with a compressor having a predetermined maximum output, the cutting soil of the ground can be discharged to the ground surface as waste mud, and the hardening material injected from the high-pressure injection nozzle device can be discharged. The spray reach of the liquid can be sufficiently increased.

本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置が装着される地盤改良装置の施工状況を示す図である。It is a figure which shows the construction state of the ground improvement apparatus to which the high pressure injection nozzle apparatus is attached in one Embodiment of this invention. (a)同高圧噴射ノズル装置が装着されたモニターの外観斜視図である。(b)注入ロッドとモニターを結合する結合ピンを示す図である(A) FIG. 3 is an external perspective view of a monitor equipped with the high-pressure injection nozzle device. (B) It is a figure which shows the coupling pin which connects an injection rod and a monitor. 図2のA-A断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. (a)図3のP−P部分の拡大図である。(b)モニターのノズル本体部取付孔を示す図である。(A) It is an enlarged view of the PP part of FIG. (B) It is a figure which shows the nozzle main body part mounting hole of a monitor. 本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置の構成部品を示す図である。It is a figure which shows the component of the high pressure injection nozzle apparatus in one Embodiment of this invention. 同構成部品の断面図である。It is sectional drawing of the same component. (a)本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置のエアカバーの前方斜視図である。(b)同高圧噴射ノズル装置のエアカバーの後方斜視図である。(c)同高圧噴射ノズル装置のエアカバーの背面図である。(d)図7のD−D断面図である。(A) It is a front perspective view of the air cover of the high pressure injection nozzle device in one Embodiment of this invention. (B) It is a rear perspective view of the air cover of the high pressure injection nozzle device. (C) It is a rear view of the air cover of the high pressure injection nozzle device. (D) is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 同高圧噴射ノズル装置のエアカバーの側面図である。It is a side view of the air cover of the high pressure injection nozzle device. 図8のA−A断面図〜M−M断面図である。8A cross-sectional view to MM cross-sectional view of FIG. 本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置のエアカバーの傾斜角の算出方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of the inclination angle of the air cover of the high pressure injection nozzle apparatus in one Embodiment of this invention. 図3のB−B断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 図3のC−C断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置およびその周辺器具の組立方法を示す図である。It is a figure which shows the assembly method of the high pressure injection nozzle device and the peripheral device thereof in one Embodiment of this invention. 同高圧噴射ノズル装置の装着方法を示す図である。It is a figure which shows the mounting method of the high pressure injection nozzle device. 同高圧噴射ノズル装置の先端ノズルからの噴射状態を示す図である。It is a figure which shows the injection state from the tip nozzle of the high pressure injection nozzle device. 本発明の変形例1における図8のA−A断面図〜M−M断面図である。8A cross-sectional view to MM cross-sectional view of FIG. 8 in the first modification of the present invention. 同変形例1における高圧噴射ノズル装置のエアカバーの傾斜溝の傾斜角の算出方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of the inclination angle of the inclination groove of the air cover of the high pressure injection nozzle device in the same modification 1. FIG. 同変形例1におけるエアカバーの傾斜溝の各種の傾斜角を示す図である。It is a figure which shows various inclination angles of the inclination groove of the air cover in the said modification 1. FIG. 本発明の変形例2における高圧噴射ノズル装置のエアカバー後端側側面の開口部比率を示す図である。It is a figure which shows the opening ratio of the side surface on the rear end side of the air cover of the high pressure injection nozzle device in the modification 2 of this invention.

以下、本発明の高圧噴射ノズル装置1の一実施形態について図面を参照にしながら説明する。図1は、本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置が装着される地盤改良装置の施工状況を示す図である。 Hereinafter, an embodiment of the high-pressure injection nozzle device 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a construction status of a ground improvement device to which a high-pressure injection nozzle device according to an embodiment of the present invention is mounted.

図1に示すように、注入ロッド2の先端にモニター3が結合して取り付けられている。このモニター3の先端に設けられた先端ノズル4から注入ロッド2およびモニター3内を介して供給される水(液体)が噴射され、また、モニター3の側面に設けられた高圧噴射ノズル装置1からは注入ロッド2およびモニター3内を介して供給されるセメントミルク(硬化材液)、空気が噴射される。 As shown in FIG. 1, the monitor 3 is coupled and attached to the tip of the injection rod 2. Water (liquid) supplied through the injection rod 2 and the inside of the monitor 3 is ejected from the tip nozzle 4 provided at the tip of the monitor 3, and also from the high-pressure injection nozzle device 1 provided on the side surface of the monitor 3. Is sprayed with cement milk (hardening material liquid) and air supplied through the injection rod 2 and the monitor 3.

作業機5は、注入ロッド2を支持するとともに、注入ロッド2を上下動、回転および揺動させる機械である。これにより、注入ロッド2およびモニター3は、作業機5により、上下動のみならず回転、揺動も可能となる。 The working machine 5 is a machine that supports the injection rod 2 and moves, rotates, and swings the injection rod 2 up and down. As a result, the injection rod 2 and the monitor 3 can be rotated and swung as well as vertically moved by the working machine 5.

注入ロッド2の後端部にはスイベル6が取り付けられている。また、注入ロッド2は2重管から構成され、注入ロッド2内の内側のセメントミルク兼用水供給路7にはセメントミルクまたは水(液体)が供給され、注入ロッド2内の外側の空気供給路8には空気が供給される(図3参照)。なお、本実施形態では、セメントミルク兼用水供給路7を用いて、セメントミルク(硬化材液)供給管と水供給管を一つの供給管として構成させたが、これに限らず、セメントミルク(硬化材液)供給管と、水供給管をそれぞれ別々の供給管として構成させてもよい。また、このように、セメントミルク(硬化材液)供給管と、水供給管を別々の供給管として構成する場合には、セメントミルク(硬化材液)と水を分ける3重管等の多重管や多孔管を用いるようにしてもよい。また、本実施形態では、2重管から構成される注入ロッド2内の内側をセメントミルク兼用水供給路7、外側を空気供給路8としたが、これに限らず、2重管から構成される注入ロッド2内の内側を空気供給路、外側をセメントミルク兼用水供給路としてもよい。 A swivel 6 is attached to the rear end of the injection rod 2. Further, the injection rod 2 is composed of a double pipe, and cement milk or water (liquid) is supplied to the cement milk combined water supply path 7 inside the injection rod 2, and the outer air supply path inside the injection rod 2 is supplied. Air is supplied to No. 8 (see FIG. 3). In the present embodiment, the cement milk (hardened material liquid) supply pipe and the water supply pipe are configured as one supply pipe by using the cement milk combined water supply passage 7, but the present invention is not limited to this. The hardener liquid) supply pipe and the water supply pipe may be configured as separate supply pipes. Further, in the case where the cement milk (hardened material liquid) supply pipe and the water supply pipe are configured as separate supply pipes in this way, a multiple pipe such as a triple pipe that separates the cement milk (hardened material liquid) and water. Or a perforated tube may be used. Further, in the present embodiment, the inside of the injection rod 2 composed of the double pipe is the cement milk combined water supply passage 7, and the outside is the air supply passage 8, but the present invention is not limited to this and is composed of the double pipe. The inside of the injection rod 2 may be used as an air supply path, and the outside may be used as a cement milk combined water supply path.

モニター3は、上述したように注入ロッド2の先端に結合して取り付けられている。そして、モニター3内部には、中央に注入ロッド2のセメントミルク兼用水供給路7と連通するセメントミルク兼用水流路9が軸方向に形成され、そのセメントミルク兼用水流路9の外周側には注入ロッド2の空気供給路8と連通する空気流路10が軸方向に4個形成されている(図3、図12参照)。空気流路10の詳細については後述する。なお、本実施形態では、セメントミルク兼用水流路9を用いて、セメントミルク(硬化材液)流路と水流路を一つの流路として構成させたが、これに限らず、セメントミルク(硬化材液)流路と、水流路をそれぞれ別々の流路として構成させてもよい。 The monitor 3 is attached to the tip of the injection rod 2 as described above. Inside the monitor 3, a cement milk combined water flow path 9 communicating with the cement milk combined water supply channel 7 of the injection rod 2 is formed in the axial direction, and injection is performed on the outer peripheral side of the cement milk combined water flow path 9. Four air flow paths 10 communicating with the air supply passage 8 of the rod 2 are formed in the axial direction (see FIGS. 3 and 12). The details of the air flow path 10 will be described later. In the present embodiment, the cement milk (hardened material liquid) flow path and the water flow path are configured as one flow path by using the cement milk combined water flow path 9, but the present invention is not limited to this, and the cement milk (hardened material) flow path is not limited to this. The liquid) flow path and the water flow path may be configured as separate flow paths.

スイベル6は、水の供給源11、空気の供給源12、およびセメントミルク(硬化材液)の供給源13からそれぞれ供給される水、空気、およびセメントミルクの各供給ホース14、15、16と連結されるとともに、水、空気、およびセメントミルクを注入ロッド2内に設けられた空気供給路8、およびセメントミルク兼用水供給路7に供給するものである(図1参照)。このように、水の供給源11、空気の供給源12、およびセメントミルクの供給源13からそれぞれ供給される水、空気、およびセメントミルクは、各供給ホース14、15、16→スイベル6→各供給路7、8→各流路9、10を経て、ノズルなどから噴射される。ここで、水、セメントミルクは、水、セメントミルクの各供給ホース14、16からセメントミルク兼用水供給路7に供給される。 The swivel 6 includes water, air, and cement milk supply hoses 14, 15, and 16, which are supplied from the water supply source 11, the air supply source 12, and the cement milk (hardening material liquid) supply source 13, respectively. It is connected and supplies water, air, and cement milk to the air supply path 8 provided in the injection rod 2 and the cement milk combined water supply path 7 (see FIG. 1). As described above, the water, air, and cement milk supplied from the water supply source 11, the air supply source 12, and the cement milk supply source 13, respectively, are the supply hoses 14, 15, 16 → swivel 6 → each. It is injected from a nozzle or the like via the supply paths 7 and 8 → each flow path 9 and 10. Here, water and cement milk are supplied to the cement milk combined water supply channel 7 from the water and cement milk supply hoses 14 and 16, respectively.

次に、図2〜図12を用いて、注入ロッド2およびモニター3の構成について具体的に説明する。図2(a)は本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置が装着されたモニターの外観斜視図であり、図2(b)は注入ロッドとモニターを結合する結合ピンを示す図であり、図3は図2のA-A断面図であり、図4(a)は図3のP−P部分の拡大図であり、図4(b)はモニターのノズル本体部取付孔を示す図である。ここで、図2(a)および図3については、注入ロッド2の上方側を省略して表示している。 Next, the configurations of the injection rod 2 and the monitor 3 will be specifically described with reference to FIGS. 2 to 12. FIG. 2A is an external perspective view of a monitor equipped with a high-pressure injection nozzle device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a diagram showing a coupling pin for connecting an injection rod and a monitor. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, FIG. 4A is an enlarged view of the PP portion of FIG. 3, and FIG. 4B is a view showing a mounting hole for a nozzle body of the monitor. be. Here, in FIGS. 2A and 3, the upper side of the injection rod 2 is omitted.

図2(a)に示すように、注入ロッド2は、上述したようにモニター3と結合して取り付けられている。この注入ロッド2とモニター3の結合については後述する。ここで、注入ロッド2は、外径45mmで、内径37mmの注入ロッド外管17と、外形24mmで、内径14mmの注入ロッド内管18とから構成される2重管が用いられている。そして、注入ロッド外管17の下部は内径42mmで、その下部には結合ピン挿入孔19が形成され、下部内面には結合ピン36の半外周と略同径の結合ピン注入ロッド凹部20aが形成されている(図13参照)。また、注入ロッド外管17下部の内径42mmの上端から少し下部からは注入ロッド内管18の外径が22mmで形成されている。また、モニター3は、最大外形が68mmで、モニター3内部には直径が14mmのセメントミルク兼用水流路9が形成され、モニター3には、上部が外径42mmで、内径37mmのモニター外管17aと、外形24mmで、内径14mmのモニター内管18aが形成され、このモニター外管17aとモニター内管18aの間に空気流路10が構成されている(図3参照)。そして、この空気流路10は、モニター外管17aとモニター内管18aの間の流路と、その流路と連通するモニター3の内部に形成された4個の流路から構成されている(図11参照)。このように、注入ロッド2内の空気供給路8とモニター3内の空気流路10が連通している。モニター3の側面には、上述したように、セメントミルクと空気を噴射させる高圧噴射ノズル装置1が設けられ、側面上部には結合ピン36の半外周と略同径の結合ピンモニター凹部20bが形成されている(図13参照)。また、モニター3の先端部には、水(液体)を噴射させる先端ノズル4が設けられている。なお、本実施形態では、外径45mm程度の円形断面の注入ロッド2を用いたが、これに限らず、直径50mm〜140mm程度(たとえば、75mm程度)の円形断面の注入ロッドを用いてもよく、また、直径50mm〜140mm程度(たとえば、75mm程度)の円形断面の注入ロッドを用いた場合には、注入ロッド内管18の内径を14mm〜16mmにしてもよい。ここで、注入ロッド内管18の内径は、注入ロッド内管18内を流れるセメントミルクの流量により決められる。さらに、六角形断面を有する注入ロッドを用いてもよい。また、結合ピン36は、スプリングピン36aとスプリングピン36bから構成されている(図2(b)参照)。この結合ピン36は、注入ロッド2下部の結合ピン挿入孔19に、最初にスプリングピン36bが挿入され、それから結合ピン挿入孔19に挿入されたスプリングピン36bの中空部にスプリングピン36aが圧入される。 As shown in FIG. 2A, the injection rod 2 is attached in combination with the monitor 3 as described above. The connection between the injection rod 2 and the monitor 3 will be described later. Here, as the injection rod 2, a double tube composed of an injection rod outer tube 17 having an outer diameter of 45 mm and an inner diameter of 37 mm and an injection rod inner tube 18 having an outer diameter of 24 mm and an inner diameter of 14 mm is used. The lower portion of the injection rod outer tube 17 has an inner diameter of 42 mm, a coupling pin insertion hole 19 is formed in the lower portion thereof, and a coupling pin injection rod recess 20a having substantially the same diameter as the semi-peripheral circumference of the coupling pin 36 is formed on the inner surface of the lower portion. (See FIG. 13). Further, the outer diameter of the injection rod inner pipe 18 is formed to be 22 mm from the upper end of the inner diameter 42 mm of the lower portion of the injection rod outer pipe 17 and slightly below. Further, the monitor 3 has a maximum outer diameter of 68 mm and a cement milk combined water flow path 9 having a diameter of 14 mm is formed inside the monitor 3, and the monitor 3 has a monitor outer tube 17a having an outer diameter of 42 mm and an inner diameter of 37 mm. A monitor inner tube 18a having an outer diameter of 24 mm and an inner diameter of 14 mm is formed, and an air flow path 10 is formed between the monitor outer tube 17a and the monitor inner tube 18a (see FIG. 3). The air flow path 10 is composed of a flow path between the monitor outer tube 17a and the monitor inner tube 18a, and four flow paths formed inside the monitor 3 communicating with the flow path (the air flow path 10). See FIG. 11). In this way, the air supply path 8 in the injection rod 2 and the air flow path 10 in the monitor 3 communicate with each other. As described above, a high-pressure injection nozzle device 1 for injecting cement milk and air is provided on the side surface of the monitor 3, and a coupling pin monitor recess 20b having a diameter substantially the same as the half outer circumference of the coupling pin 36 is formed on the upper portion of the side surface. (See FIG. 13). Further, a tip nozzle 4 for injecting water (liquid) is provided at the tip of the monitor 3. In the present embodiment, the injection rod 2 having a circular cross section having an outer diameter of about 45 mm is used, but the present invention is not limited to this, and an injection rod having a circular cross section having a diameter of about 50 mm to 140 mm (for example, about 75 mm) may be used. Further, when an injection rod having a circular cross section having a diameter of about 50 mm to 140 mm (for example, about 75 mm) is used, the inner diameter of the injection rod inner tube 18 may be 14 mm to 16 mm. Here, the inner diameter of the injection rod inner pipe 18 is determined by the flow rate of cement milk flowing in the injection rod inner pipe 18. Further, an injection rod having a hexagonal cross section may be used. Further, the coupling pin 36 is composed of a spring pin 36a and a spring pin 36b (see FIG. 2B). In this coupling pin 36, the spring pin 36b is first inserted into the coupling pin insertion hole 19 at the lower part of the injection rod 2, and then the spring pin 36a is press-fitted into the hollow portion of the spring pin 36b inserted into the coupling pin insertion hole 19. To.

図3に示すように、高圧噴射ノズル装置1には、セメントミルクを噴射させる材液噴射ノズル21と、圧縮空気を噴射させる空気噴射ノズル22が形成されている。具体的には、高圧噴射ノズル装置1の内側に材液噴射ノズル21が設けられ、外側に空気噴射ノズル22が形成されている。このように、高圧噴射ノズル装置1からセメントミルクと圧縮空気が高圧噴射されると、高圧噴射ノズル装置1の内側からセメントミルクが噴射され、その外側(外周部)から圧縮空気が噴射され、セメントミルクの噴流の周りに圧縮空気の気相被膜を作ることにより、圧縮空気の気相被膜がない場合に比べて噴射到達距離を増大させることができる。具体的には、後述する。 As shown in FIG. 3, the high-pressure injection nozzle device 1 is formed with a material liquid injection nozzle 21 for injecting cement milk and an air injection nozzle 22 for injecting compressed air. Specifically, the material liquid injection nozzle 21 is provided inside the high-pressure injection nozzle device 1, and the air injection nozzle 22 is formed outside. In this way, when cement milk and compressed air are jetted from the high-pressure jet nozzle device 1 at high pressure, cement milk is jetted from the inside of the high-pressure jet nozzle device 1, and compressed air is jetted from the outside (outer peripheral portion) of the cement milk. By forming a gas phase film of compressed air around the jet of milk, the jet reach can be increased as compared with the case where there is no gas phase film of compressed air. Specifically, it will be described later.

材液噴射ノズル21は、ノズル本体部取付孔23に挿入されるノズル本体部24の先端に形成されている(図4、図5参照)。ここで、ノズル本体部取付孔23は、上述したように、モニター3の軸方向の高さが異なる位置に、円周上等間隔に2個形成されている。なお、本実施形態では、ノズル本体部取付孔23がモニター3の軸方向の高さが等間隔異なる位置に、円周上等間隔に2個形成されているとしたが、モニター3の軸方向の高さが等間隔異なる位置でなくてもよく、また円周上等間隔の位置に形成させていなくてもよい。また、ノズル本体部取付孔23の数も2個でなくてもよく、3個、4個、6個などの2個以上(好ましくは4個以上)の複数個、また1個形成されるようにしてもよい。 The material liquid injection nozzle 21 is formed at the tip of the nozzle body 24 inserted into the nozzle body mounting hole 23 (see FIGS. 4 and 5). Here, as described above, two nozzle main body mounting holes 23 are formed at positions where the heights of the monitors 3 in the axial direction are different, at equal intervals on the circumference. In the present embodiment, it is assumed that two nozzle main body mounting holes 23 are formed at positions where the heights of the monitor 3 in the axial direction are different at equal intervals on the circumference, but the axial direction of the monitor 3 is formed. The heights of the above may not be different at equal intervals, and may not be formed at equal intervals on the circumference. Further, the number of the nozzle body mounting holes 23 does not have to be two, and a plurality of two or more (preferably four or more) such as three, four, and six, or one is formed. You may do it.

このように、モニター3の軸方向の高さが異なる位置にノズル本体部取付孔23が複数個形成されているので、用途に合わせて異なるノズル本体部取付孔23にノズル本体部24を取り付けることにより、様々な形状の固結体を短時間で効率良く造成することができる。 In this way, since a plurality of nozzle body mounting holes 23 are formed at positions where the heights of the monitors 3 in the axial direction are different, the nozzle body 24 can be mounted in different nozzle body mounting holes 23 according to the application. As a result, consolidated bodies of various shapes can be efficiently formed in a short time.

また、空気噴射ノズル22は、ノズル本体部24の外周面とエアカバー25の内周面などから形成されている。また、エアカバー25は、内周面に先端方向に向かって斜め略同方向に傾斜する略同形状の傾斜溝25aが6個形成されている(図7参照)。具体的には、エアカバー25は、図9に示すような形状をしている。この図9(a)〜図9(m)は、エアカバー25の先端の面(M−M面(図8参照))から傾斜溝25aが後方に向かって傾斜し、その傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点))の位置が円周方向に8度(「ネジレ角」)傾斜した面(図9参照)の横断面である。具体的には、図8のA−A断面は図9(a)に対応し、図8のB−B断面は図9(b)に対応し、図8のC−C断面は図9(c)に対応し、・・図8のK−K断面は図9(k)に対応し、図8のL−L断面は図9(L)に対応し、図8のM−M面は図9(m)に対応している。すなわち、図8のM−M面の図9(m)から後方に向かって、傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が円周方向に8度傾斜した面がL−L断面の図9(L)となり、さらに傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が円周方向に8度傾斜した面がK−K断面の図9(k)となる。ここで、図8上部の「Φ15.5mm」、「Φ16.5mm」「Φ17.6mm」・・・「Φ28.0mm」は、上記で説明したエアカバー25のそれぞれの断面における「傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「ノズル本体26のセメントミルク兼用水流路9の中心」を結んだ線を半径とする円の直径である(図9参照)。また、図8下部の「Φ14.0mm」、「Φ14.1mm」「Φ14.2mm」・・・「Φ15.4mm」は、上記で説明したエアカバー25のそれぞれの断面における「ノズル本体26」の外周の直径である。このように、エアカバー25の中空上の内面(傾斜溝25aも含む)は、先端に向かって最大径が小さくなり、エアカバー25の内周面の傾斜溝25aは、最大横幅が6mmで、先端方向に向かって42.85度の斜め略同方向にアーチ形状をして傾斜して形成されている(図10参照)。ここで、エアカバー25の傾斜溝25aの先端方向に向かって斜め方向の傾斜角は、エアカバー25の傾斜溝25aのエアカバー25の高さ方向(先後方向)の回転角度である(図10参照)。すなわち、「「先端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」を結んだ傾斜線」と「「傾斜溝25aの先端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」を結んだ平面上の線(長さ16.7mm)」と「「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」からエアカバー25の高さ方向の線(エアカバー25の高さ18mm)」からなる三角形から求められるエアカバー25の傾斜溝25aの高さ方向(先後方向)の回転角度である(図10参照)。そして、モニター3内の空気流路10から先端に向かって断面積が縮小された流路を経て圧縮空気を高速で空気噴射ノズル22から噴射される。このように、エアカバー25の空気噴射ノズル22から噴射された圧縮空気は、後述するように、ノズル本体部24から噴射されたセメントミルクの周りを旋回流として覆うので、ノズル本体部24の先端内径部から噴射されるセメントミルクの切削能力が増大され、セメントミルクをより遠距離まで噴射することができる。ここで、図7(a)は本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置のエアカバーの前方斜視図であり、図7(b)は同高圧噴射ノズル装置のエアカバーの後方斜視図であり、図7(c)は同高圧噴射ノズル装置のエアカバーの背面図であり、図7(d)図7のD−D断面図であり、図8は同高圧噴射ノズル装置のエアカバーの側面図であり、図9は図8のA−A断面図〜M−M面図である、図10は本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置のエアカバーの傾斜溝の傾斜角の算出方法を示す図である。なお、本実施形態では、空気噴射ノズル22がノズル本体部24の外周面とエアカバー25の内周面などから形成されるとしたが、これに限らず、モニター3内の空気流路10と連通し、ノズル本体部24の先端外径部周囲を囲うように構成され、モニター3内の空気流路10から先端に向かって断面積が縮小されて圧縮空気を高速で噴射するノズルであれば、他の形態の空気噴射ノズルであってもよい。また、本実施形態では、エアカバー25の内周面の傾斜溝25aを先端方向に向かって42.85度傾斜させたが、これに限らず、略26.49度〜略46.68度(好ましくは、略30.33度〜略42.85度)の範囲内で斜めに傾斜させてもよい。また、本実施形態では、エアカバー25の内周面の傾斜溝25aを6個設けたが、これに限らず、4個〜8個(4個〜6個もしくは6個〜8個)設けてもよい。さらに、本実施形態では、エアカバー25の内周面の傾斜溝25aの最大横幅を6mmとしたがが、これに限らず、4mm〜8mm(好ましくは、5mm〜7mm)にしてもよい。また、本実施形態では、エアカバー25先端の径をΦ15.5mmにしたが、これに限らず、エアカバー25の空気噴射ノズル22から噴射された圧縮空気の量を多くする場合は、エアカバー25先端の径をΦ15.5mm〜Φ21.5mm(好ましくは、Φ15.5mm〜Φ19.5mm)の範囲内で大きいエアカバー25を用いてもよい。 Further, the air injection nozzle 22 is formed from an outer peripheral surface of the nozzle body 24 and an inner peripheral surface of the air cover 25. Further, the air cover 25 is formed with six inclined grooves 25a having substantially the same shape and inclined in substantially the same direction diagonally toward the tip end on the inner peripheral surface (see FIG. 7). Specifically, the air cover 25 has a shape as shown in FIG. In FIGS. 9 (a) to 9 (m), the inclined groove 25a is inclined rearward from the surface (MM surface (see FIG. 8)) at the tip of the air cover 25, and the inside of the inclined groove 25a. It is a cross section of a surface (see FIG. 9) in which the position of the outermost point of the peripheral surface (outer apex of the inner peripheral surface) is inclined by 8 degrees (“twist angle”) in the circumferential direction. Specifically, the AA cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 9A, the BB cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 9B, and the CC cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 9 ( Corresponding to c) ... The KK cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 9 (k), the LL cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 9 (L), and the MM plane of FIG. 8 corresponds to FIG. It corresponds to FIG. 9 (m). That is, a surface in which the position of the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) of the inner peripheral surface of the inclined groove 25a is inclined by 8 degrees in the circumferential direction from FIG. 9 (m) of the MM surface of FIG. Is FIG. 9 (L) of the LL cross section, and the surface in which the position of the outermost point of the inner peripheral surface (outer apex of the inner peripheral surface) of the inclined groove 25a is inclined by 8 degrees in the circumferential direction is the view of the KK cross section. It becomes 9 (k). Here, "Φ15.5 mm", "Φ16.5 mm", "Φ17.6 mm" ... "Φ28.0 mm" in the upper part of FIG. 8 are the "tilted grooves 25a" in each cross section of the air cover 25 described above. It is the diameter of a circle whose radius is the line connecting the "outermost point of the inner peripheral surface (outer apex of the inner peripheral surface)" and the "center of the water flow path 9 for cement milk of the nozzle body 26" (see FIG. 9). Further, "Φ14.0 mm", "Φ14.1 mm", "Φ14.2 mm" ... "Φ15.4 mm" in the lower part of FIG. 8 are the "nozzle body 26" in each cross section of the air cover 25 described above. The diameter of the outer circumference. As described above, the maximum diameter of the hollow inner surface (including the inclined groove 25a) of the air cover 25 becomes smaller toward the tip, and the inclined groove 25a on the inner peripheral surface of the air cover 25 has a maximum width of 6 mm. It is formed in an arch shape and inclined in substantially the same direction at an angle of 42.85 degrees toward the tip (see FIG. 10). Here, the inclination angle in the oblique direction toward the tip of the inclined groove 25a of the air cover 25 is the rotation angle of the inclined groove 25a of the air cover 25 in the height direction (front-back direction) of the air cover 25 (FIG. 10). reference). That is, "an inclined line connecting" the outermost point of the inner peripheral surface on the tip side (outer apex of the inner peripheral surface) "and" the outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface) "" and " A line (length) on a plane connecting the "outermost point of the inner peripheral surface on the tip side of the inclined groove 25a (outer apex of the inner peripheral surface)" and the "outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface)". 16.7 mm) ”and“ a line in the height direction of the air cover 25 (height 18 mm of the air cover 25) from the outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface) ”. It is a rotation angle in the height direction (front-back direction) of the inclined groove 25a of the air cover 25 obtained from the above (see FIG. 10). Then, compressed air is injected from the air injection nozzle 22 at high speed from the air flow path 10 in the monitor 3 through the flow path whose cross-sectional area is reduced toward the tip. In this way, the compressed air injected from the air injection nozzle 22 of the air cover 25 covers the circumference of the cement milk injected from the nozzle body 24 as a swirling flow, as will be described later, so that the tip of the nozzle body 24 The cutting ability of the cement milk sprayed from the inner diameter portion is increased, and the cement milk can be sprayed to a longer distance. Here, FIG. 7A is a front perspective view of the air cover of the high-pressure injection nozzle device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a rear perspective view of the air cover of the high-pressure injection nozzle device. 7 (c) is a rear view of the air cover of the high-pressure injection nozzle device, FIG. 7 (d) is a sectional view taken along the line DD of FIG. 7, and FIG. 8 is a side surface of the air cover of the high-pressure injection nozzle device. 9 is a sectional view taken along the line AA to MM in FIG. 8, FIG. 10 is a method for calculating the inclination angle of the inclined groove of the air cover of the air cover of the high-pressure injection nozzle device according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows. In the present embodiment, the air injection nozzle 22 is formed from the outer peripheral surface of the nozzle body 24 and the inner peripheral surface of the air cover 25, but the present invention is not limited to this, and the air flow path 10 in the monitor 3 is not limited to this. If it is a nozzle that communicates and is configured to surround the periphery of the outer diameter portion of the tip of the nozzle body 24, the cross-sectional area is reduced from the air flow path 10 in the monitor 3 toward the tip, and compressed air is injected at high speed. , Other forms of air injection nozzles may be used. Further, in the present embodiment, the inclined groove 25a on the inner peripheral surface of the air cover 25 is inclined by 42.85 degrees toward the tip end, but the present invention is not limited to this, and is not limited to this, and is approximately 26.49 degrees to approximately 46.68 degrees ( Preferably, it may be tilted obliquely within the range of about 30.33 degrees to about 42.85 degrees). Further, in the present embodiment, six inclined grooves 25a on the inner peripheral surface of the air cover 25 are provided, but the present invention is not limited to this, and four to eight (4 to six or six to eight) are provided. May be good. Further, in the present embodiment, the maximum width of the inclined groove 25a on the inner peripheral surface of the air cover 25 is set to 6 mm, but the maximum width is not limited to this, and may be 4 mm to 8 mm (preferably 5 mm to 7 mm). Further, in the present embodiment, the diameter of the tip of the air cover 25 is set to Φ15.5 mm, but the present invention is not limited to this, and when the amount of compressed air injected from the air injection nozzle 22 of the air cover 25 is increased, the air cover is used. A large air cover 25 may be used with a tip diameter of Φ15.5 mm to Φ21.5 mm (preferably Φ15.5 mm to Φ19.5 mm).

ノズル本体部24は、ノズル本体26と、ノズル本体延長部27から構成されている(図5参照)。具体的には、ノズル本体26は、先方部分は径を小さくした円柱形状で、後方部分は先方部分より少し径を大きくした円柱形状である。そして、ノズル本体部24の中空形状をした内部は、後端内径部28と、中間内径部29と、先端内径部30とから構成されている(図6参照)。ここで、図5は本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置の構成部品を示す図であり、図6は同構成部品の断面図であり、図11は図3のB−B断面図であり、図12は図3のC−C断面図である。この中間内径部29と先端内径部30はノズル本体26内に形成され、後端内径部28はノズル本体延長部27内に形成されている。また、ノズル本体延長部27内部の後端内径部28には、中空形状の後端内径部28断面を複数の空間に分割する流路分割部31が形成されている(図5参照)。 The nozzle body 24 is composed of a nozzle body 26 and a nozzle body extension 27 (see FIG. 5). Specifically, the nozzle body 26 has a cylindrical shape with a smaller diameter at the front portion and a cylindrical shape with a slightly larger diameter at the rear portion than the front portion. The hollow interior of the nozzle body 24 is composed of a rear end inner diameter portion 28, an intermediate inner diameter portion 29, and a tip inner diameter portion 30 (see FIG. 6). Here, FIG. 5 is a diagram showing components of the high-pressure injection nozzle device according to the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of the components, and FIG. 11 is a sectional view taken along the line BB of FIG. Yes, FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. The intermediate inner diameter portion 29 and the tip inner diameter portion 30 are formed in the nozzle body 26, and the rear end inner diameter portion 28 is formed in the nozzle body extension portion 27. Further, the rear end inner diameter portion 28 inside the nozzle body extension portion 27 is formed with a flow path dividing portion 31 that divides the cross section of the hollow rear end inner diameter portion 28 into a plurality of spaces (see FIG. 5).

ノズル本体支持具32は、ノズル本体26の先方外周面から取り付けられ、先端外周面が円形形状で、後方外周面に雄螺子が形成されている。また、エアカバー25は、先端外周面が六角形形状で、後方外周面に雄螺子が形成されている(図5参照)。また、エアカバー25の中空内部は、上述したように、先端方向へ縮径したテーパ形状で、先端方向に向かって斜め略同方向に傾斜する傾斜溝25aが形成されている(図6参照)。 The nozzle body support 32 is attached from the front outer peripheral surface of the nozzle body 26, has a circular tip outer peripheral surface, and has a male screw formed on the rear outer peripheral surface. Further, the air cover 25 has a hexagonal shape on the outer peripheral surface at the tip, and a male screw is formed on the outer peripheral surface at the rear (see FIG. 5). Further, as described above, the hollow interior of the air cover 25 has a tapered shape whose diameter is reduced toward the tip end, and an inclined groove 25a that is inclined in substantially the same direction diagonally toward the tip end is formed (see FIG. 6). ..

そして、注入ロッド2内のセメントミルク兼用水供給管7、モニター3内のセメントミルク兼用水流路9を介して供給されたセメントミルクは、ノズル本体延長部27→ノズル本体26の順にノズル本体部24内に送り込まれ、材液噴射ノズル21から噴射される(図11参照)。また、注入ロッド2内の空気供給路8、モニター3内の空気流路10を介して供給された圧縮空気は、空気噴射ノズル22から噴射される(図11参照)。ここで、空気噴射ノズル22は2個の空気流路10と連通している。このように、本実施形態における高圧噴射ノズル装置1は、ノズル本体26とノズル本体延長部27からなるノズル本体部24と、ノズル本体部支持具32と、エアカバー25から構成されている。 The cement milk supplied via the cement milk combined water supply pipe 7 in the injection rod 2 and the cement milk combined water flow path 9 in the monitor 3 is supplied to the nozzle body portion 24 in the order of the nozzle body extension portion 27 → the nozzle body 26. It is sent into the inside and is ejected from the material liquid injection nozzle 21 (see FIG. 11). Further, the compressed air supplied through the air supply path 8 in the injection rod 2 and the air flow path 10 in the monitor 3 is injected from the air injection nozzle 22 (see FIG. 11). Here, the air injection nozzle 22 communicates with the two air flow paths 10. As described above, the high-pressure injection nozzle device 1 in the present embodiment is composed of a nozzle body portion 24 including a nozzle body 26 and a nozzle body extension portion 27, a nozzle body portion support 32, and an air cover 25.

モニター3の下部には、差圧弁34が設けられている(図3参照)。そして、削孔時には、注入ロッド2のセメントミルク兼用水流路7に低圧水が供給され、この低圧水が差圧弁34を介して先端ノズル4から噴出され、削孔が完了した後には、注入ロッド2のセメントミルク兼用水流路7にセメントミルクが供給されることにより差圧弁34が閉鎖し、材液噴射ノズル21(高圧噴射ノズル装置1)からセメントミルクが噴射される。 A differential pressure valve 34 is provided at the lower part of the monitor 3 (see FIG. 3). At the time of drilling, low-pressure water is supplied to the cement milk combined water flow path 7 of the injection rod 2, and this low-pressure water is ejected from the tip nozzle 4 via the differential pressure valve 34. When the cement milk is supplied to the cement milk combined water flow path 7 of No. 2, the differential pressure valve 34 is closed, and the cement milk is injected from the material liquid injection nozzle 21 (high pressure injection nozzle device 1).

次に、図13、図14を用いて、注入ロッド2、モニター3、および高圧噴射ノズル装置1の組立方法について説明する。ここで、図13は本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置およびその周辺器具の組立方法を示す図であり、図14は同高圧噴射ノズル装置の装着方法を示す図である。 Next, a method of assembling the injection rod 2, the monitor 3, and the high-pressure injection nozzle device 1 will be described with reference to FIGS. 13 and 14. Here, FIG. 13 is a diagram showing a method of assembling the high-pressure injection nozzle device and its peripheral equipment according to the embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a diagram showing a method of mounting the high-pressure injection nozzle device.

図13に示すように、まずモニター上部管35の上部から注入ロッド2の下端が挿入される。この注入ロッド2の挿入に際し、注入ロッド外管17の下端に形成された半円形形状の注入ロッド突起部44とモニター上部管35の上部に形成された半円形形状のモニター上部管内突起部45を嵌合させて、モニター上部管35と注入ロッド2との円周方向の位置合わせが行われ、取り付けられる。そして、注入ロッド2下部の結合ピン挿入孔19から結合ピン36を挿入し、結合ピン36を注入ロッド内管18下部の結合ピン注入ロッド凹部20aとモニター上部管35上部の結合ピンモニター凹部20bに嵌合させることにより、モニター3が注入ロッド2に結合される。なお、本実施形態では、モニター上部管35内の4個形成されている空気流路10上端の上部と下部を一体として説明したが、これに限らず、モニター上部管35内の4個形成されている空気流路10上端の上部と下部を別体として構成させてもよい。このように別体として構成させることにより、モニター上部管35内の4個の空気流路10の形成が容易になる。 As shown in FIG. 13, the lower end of the injection rod 2 is first inserted from the upper part of the monitor upper tube 35. When inserting the injection rod 2, a semi-circular injection rod protrusion 44 formed at the lower end of the injection rod outer tube 17 and a semi-circular monitor upper tube inner protrusion 45 formed at the upper part of the monitor upper tube 35 are formed. By fitting, the monitor upper tube 35 and the injection rod 2 are aligned in the circumferential direction and attached. Then, the coupling pin 36 is inserted from the coupling pin insertion hole 19 at the bottom of the injection rod 2, and the coupling pin 36 is inserted into the coupling pin injection rod recess 20a at the bottom of the injection rod inner tube 18 and the coupling pin monitor recess 20b at the top of the monitor upper tube 35. By fitting, the monitor 3 is coupled to the injection rod 2. In the present embodiment, the upper part and the lower part of the upper end of the air flow path 10 formed in the four pieces in the monitor upper pipe 35 have been described as one, but the present invention is not limited to this, and four pieces in the monitor upper pipe 35 are formed. The upper part and the lower part of the upper end of the air flow path 10 may be configured as separate bodies. By configuring as a separate body in this way, it becomes easy to form the four air flow paths 10 in the monitor upper pipe 35.

次に、モニター上部管35の側面に形成されたノズル本体部取付孔23に高圧噴射ノズル装置1が取り付けられる(図14参照)。具体的には、以下の(1)〜(3)の手順で、モニター上部管35のノズル本体部取付孔23に高圧噴射ノズル装置1が取り付けられる。 Next, the high-pressure injection nozzle device 1 is attached to the nozzle main body attachment hole 23 formed on the side surface of the monitor upper tube 35 (see FIG. 14). Specifically, the high-pressure injection nozzle device 1 is attached to the nozzle main body attachment hole 23 of the monitor upper tube 35 by the following procedures (1) to (3).

(1)ノズル本体延長部27をノズル本体部取付孔23に挿入させる。これにより、ノズル本体延長部27がノズル本体部取付孔23に嵌められる。 (1) The nozzle body extension portion 27 is inserted into the nozzle body portion mounting hole 23. As a result, the nozzle body extension portion 27 is fitted into the nozzle body portion mounting hole 23.

(2)次に、ノズル本体26の先端方向からノズル本体支持具32が嵌め込まれ、その状態で、ノズル本体部取付孔23に挿入される。このノズル本体支持具32がノズル本体部取付孔23に挿入される際には、ノズル本体支持具32の後端外周に形成された雄螺子とモニター3のノズル本体部取付孔23に形成された雌螺子とを螺合させることにより、ノズル本体支持具32(ノズル本体26とノズル本体延長部27も含む)がモニター3に取り付けられる。このようにして取り付けられたノズル本体延長部27は、モニター3内のセメントミルク兼用水流路9(硬化材液流路)内に突出して取り付けられている(図4参照)。なお、本実施形態では、ノズル本体延長部27がモニター3内のセメントミルク兼用水流路9(硬化材液流路)内に突出して取り付けられたが、好ましくは、モニター3のセメントミルク兼用水流路9(硬化材液流路)の略中心部まで突出させて取り付けるようにするのがよい。 (2) Next, the nozzle body support 32 is fitted from the tip direction of the nozzle body 26, and is inserted into the nozzle body mounting hole 23 in that state. When the nozzle body support 32 is inserted into the nozzle body mounting hole 23, it is formed in the male screw formed on the outer periphery of the rear end of the nozzle body support 32 and in the nozzle body mounting hole 23 of the monitor 3. By screwing the female screw, the nozzle body support 32 (including the nozzle body 26 and the nozzle body extension 27) is attached to the monitor 3. The nozzle body extension portion 27 attached in this way is projected and attached into the cement milk combined water flow path 9 (hardened material liquid flow path) in the monitor 3 (see FIG. 4). In the present embodiment, the nozzle body extension 27 is attached so as to project into the cement milk combined water flow path 9 (hardened material liquid flow path) in the monitor 3, but the cement milk combined water flow path of the monitor 3 is preferable. It is preferable to project the 9 (curing material liquid flow path) to the substantially center of the mounting.

(3)次に、エアカバー25がノズル本体26先端方向から嵌め込まれ、エアカバー25の外周に形成された雄螺子とモニター3側面内周のエアカバー取付孔43に形成された雌螺子とを螺合させることにより、エアカバー25がモニター3に取り付けられる。 (3) Next, the air cover 25 is fitted from the tip of the nozzle body 26, and the male screw formed on the outer periphery of the air cover 25 and the female screw formed in the air cover mounting hole 43 on the inner circumference of the side surface of the monitor 3 are inserted. By screwing, the air cover 25 is attached to the monitor 3.

次に、モニター上部管35下部に差圧弁34を内蔵したモニター下部管39が取り付けられる。具体的には、モニター下部管39の上部外周の雄螺子とモニター上部管35の下部内周の雌螺子とを螺合させることにより、モニター下部管39がモニター上部管35に取り付けられる。 Next, a monitor lower pipe 39 having a differential pressure valve 34 built in the lower part of the monitor upper pipe 35 is attached. Specifically, the monitor lower tube 39 is attached to the monitor upper tube 35 by screwing the male screw on the upper outer circumference of the monitor lower tube 39 and the female screw on the lower inner circumference of the monitor upper tube 35.

このように、ノズル本体部24の後端内径部28がモニター3のセメントミルク兼用水流路9(硬化材液流路)内まで突出して設けることにより、ノズル本体部24内部の直線距離を十分長く確保することができ、ノズル本体部24内を流れるセメントミルクの乱流の発生を少なくすることができ、ノズル本体部24の先端から噴射されるセメントミルクの切削能力を増大することにより、地盤の組織構造を破壊し、セメントミルクを遠距離まで噴射することができる。さらに、流路分割部31で分割された流路の断面合計面積は、流路分割部31近傍の後端内径部28の中空形状断面積の40%を占めた形状にしているので、ノズル本体部24の後端内径部28を流れるセメントミルクが流路分割部31で分割されたそれぞれの空間に分流して適度な圧縮力で圧縮されながら先端方向に送られるので、セメントミルクを流路分割部31で分割されたそれぞれの空間でより速度を増しながら細かく層流化させることができ、ノズル本体部24先端の材液噴射ノズル21から噴射されたセメントミルクの切削能力を増大することにより、地盤の組織構造を破壊し、セメントミルクをより遠距離まで噴射することができる。なお、本実施形態では、流路分割部31で分割された流路の断面合計面積を流路分割部31近傍の後端内径部28の中空形状断面積の40%を占める形状としたが、これに限らず、流路分割部31近傍の後端内径部28の中空形状断面積の2%〜20%の面積を有するようにしてもよい。 In this way, the rear end inner diameter portion 28 of the nozzle body portion 24 is provided so as to project into the cement milk combined water flow path 9 (hardened material liquid flow path) of the monitor 3, so that the linear distance inside the nozzle body portion 24 is sufficiently long. It can be secured, the generation of turbulent flow of cement milk flowing in the nozzle main body 24 can be reduced, and the cutting ability of the cement milk ejected from the tip of the nozzle main body 24 is increased, so that the ground can be secured. It can destroy the tissue structure and inject cement milk over long distances. Further, since the total cross-sectional area of the flow path divided by the flow path dividing portion 31 has a shape that occupies 40% of the hollow cross-sectional area of the rear end inner diameter portion 28 near the flow path dividing portion 31, the nozzle main body. Since the cement milk flowing through the rear end inner diameter portion 28 of the portion 24 is divided into the respective spaces divided by the flow path dividing portion 31 and sent toward the tip while being compressed by an appropriate compressive force, the cement milk is divided into the flow path. It is possible to finely stratify while increasing the speed in each space divided by the portion 31, and by increasing the cutting ability of the cement milk ejected from the material liquid injection nozzle 21 at the tip of the nozzle body 24, the cutting ability is increased. It can destroy the tissue structure of the ground and inject cement milk over longer distances. In the present embodiment, the total cross-sectional area of the flow path divided by the flow path dividing portion 31 is set to occupy 40% of the hollow cross-sectional area of the rear end inner diameter portion 28 in the vicinity of the flow path dividing portion 31. Not limited to this, it may have an area of 2% to 20% of the hollow cross-sectional area of the rear end inner diameter portion 28 in the vicinity of the flow path dividing portion 31.

また、ノズル本体部24の後端内径部28を流れるセメントミルクが流路分割部31で分割されたそれぞれの空間に分流して先端方向に送られるので、セメントミルクを流路分割部31で分割されたそれぞれの空間でより細かく層流化させることができ、ノズル本体部24先端の材液噴射ノズル21から噴射されたセメントミルクの切削能力を増大することにより、地盤の組織構造を破壊し、セメントミルクをより遠距離まで噴射することができる。これにより、ノズル本体部24先端の材液噴射ノズル21から噴射されたセメントミルクの切削能力を増大することにより、地盤の組織構造を破壊し、セメントミルクをより遠距離まで噴射することができる。 Further, since the cement milk flowing through the rear end inner diameter portion 28 of the nozzle main body portion 24 is divided into the respective spaces divided by the flow path dividing portion 31 and sent toward the tip end, the cement milk is divided by the flow path dividing portion 31. It is possible to make the layer flow more finely in each of the created spaces, and by increasing the cutting ability of the cement milk injected from the material liquid injection nozzle 21 at the tip of the nozzle body 24, the structure of the ground is destroyed. Cement milk can be sprayed over longer distances. As a result, by increasing the cutting ability of the cement milk ejected from the material liquid injection nozzle 21 at the tip of the nozzle main body 24, the tissue structure of the ground can be destroyed and the cement milk can be ejected to a longer distance.

以上のように、ノズル本体支持具32の外周面外側に形成された雄螺子とモニター3のノズル本体部取付孔23の内周面内側に形成された雌螺子が螺合することにより、ノズル本体部24がモニター3に着脱自在に取り付けられるので、土質等に合わせてノズル本体部24を自由に取り替えることができるとともに、ノズル本体部24を簡易な方法でモニター3に取り付けることができる。 As described above, the male screw formed on the outside of the outer peripheral surface of the nozzle body support 32 and the female screw formed on the inner peripheral surface of the nozzle body mounting hole 23 of the monitor 3 are screwed together to form the nozzle body. Since the portion 24 is detachably attached to the monitor 3, the nozzle main body portion 24 can be freely replaced according to the soil quality and the like, and the nozzle main body portion 24 can be attached to the monitor 3 by a simple method.

次に、本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置が装着されたモニターを備えた地盤改良装置による施工手順について簡単に説明する。 Next, a construction procedure using a ground improvement device equipped with a monitor equipped with a high-pressure injection nozzle device according to an embodiment of the present invention will be briefly described.

まず、注入ロッド2をこれから掘削する位置に位置決めした後に、その位置において注入ロッド2の先端ノズル4から水(液体)を噴射させて、所定の深度まで削孔される。そして、所定の深度まで削孔された後には、注入ロッド2を揺動させながら、材液噴射ノズル21からセメントミルク、および空気噴射ノズル22から圧縮空気がそれぞれ噴射される。具体的には、噴射ノズル(材液噴射ノズル21、空気噴射ノズル22)からセメントミルクを圧縮空気とともに噴射しながら、注入ロッド2を30度(所定の角度)揺動させる。本実施形態において、エアカバー25の内周面に先端方向に向かって斜め略同方向に傾斜する傾斜溝25aが形成されているので、エアカバー25とノズル本体部24の外周側との間の先端から噴射される圧縮空気がノズル本体部24から噴射されたセメントミルクの周りを旋回することになる。これにより、ノズル本体部24の先端から噴射されたセメントミルクの切削能力が増大するので、地盤の組織構造が破壊され、セメントミルクをより遠距離まで噴射させることができる(図15参照)。すなわち、エアカバー25とノズル本体部24の外周側との間の先端から噴射された圧縮空気がノズル本体部24から噴射されるセメントミルクの周りを隙間なく覆いながら旋回するので、ノズル本体部24の先端から噴射されたセメントミルクがその周りを旋回する圧縮空気により中央方向に押圧され、ノズル本体部24の先端から噴射されたセメントミルクの噴射直後のセメントミルク噴射流が半径方向に大きく増大しにくくなり、セメントミルクの速度を維持できる。また、セメントミルクの周りを旋回する圧縮空気の旋回流により旋回流周辺の地盤が押圧されながら切削されるので、セメントミルク噴射流の周りの圧縮空気が隙間なく包括でき、空気層を厚くすることができる。このように、ノズル本体部24の先端から噴射されたセメントミルクの噴射直後のセメントミルク噴射流が半径方向に大きく増大しにくくなるのでセメントミルク噴射流の直進性を増大させることができるとともに、ノズル本体部24から噴射直後のセメントミルク噴射流の周りの圧縮空気層を厚くすることができるので、ノズル本体部24から噴射直後のセメントミルク噴射流の周りの地盤がそのセメントミルク噴射流の流れの障害となることも小さくすることができる。これにより、ノズル本体部24から噴射されるセメントミルクの速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)を長くすることができ、セメントミルクをより遠距離まで噴射させることができる。さらに、ノズル本体部24から噴射されたセメントミルクの周辺部でキャビテーションによるキャビティ(気泡)が存在しても、エアカバー25とノズル本体部24の外周側との間から噴射された圧縮空気がセメントミルクの周りを隙間なく包括しながら旋回するので、セメントミルクが地盤と接しにくくなり、セメントミルクの周辺部で存在するキャビティの崩壊を防ぐことができる。これにより、ノズル本体部から噴射されるセメントミルクの速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)をより長くすることができ、セメントミルクをより遠距離まで噴射させることができる。すなわち、エアカバー25とノズル本体部24の外周側との間から真っすぐ圧縮空気が噴射される場合は、セメントミルクの周りを圧縮空気により隙間なく包括させることができないので、その圧縮空気によりセメントミルクの包括していない部分が地盤と接しやすくなり、セメントミルクが周囲の地盤と接することによりキャビティが崩壊することになる。そして、そのキャビティの崩壊時の大きな衝撃力によりセメントミルクの運動量が減少することになるので、ポテンシャルコア領域をより長くすることができず、セメントミルクをより遠距離まで噴射させることができない。このように、エアカバー25とノズル本体部24の外周側との間から噴射された圧縮空気がセメントミルクの周りを隙間なく包括しながら旋回することにより、セメントミルクが地盤と接しにくくなり、セメントミルクの周辺部で発生したキャビティの崩壊を防ぐことができるので、ノズル本体部24から噴射されるセメントミルクの速度が衰えない領域(ポテンシャルコア領域)をより長くすることができ、セメントミルクをより遠距離まで噴射させることができる。ここで、ポテンシャルコア領域とは、ノズル本体部24から噴射されるセメントミルクの速度が衰えない領域のことであり、このポテンシャルコア領域では、材液噴射ノズル21出口の噴射圧をそのまま保持し、いわばジェットの核(コア)をなしており、材液噴射ノズル21から噴射されたセメントミルク噴射流の径の広がりが小さくなっている(図15参照)。ここで、図15は、本発明の一実施形態における高圧噴射ノズル装置の先端ノズルからの噴射状態を示す図である。 First, after positioning the injection rod 2 at a position to be excavated, water (liquid) is ejected from the tip nozzle 4 of the injection rod 2 at that position to drill a hole to a predetermined depth. Then, after the holes are drilled to a predetermined depth, cement milk is injected from the material liquid injection nozzle 21 and compressed air is injected from the air injection nozzle 22 while swinging the injection rod 2. Specifically, the injection rod 2 is swung by 30 degrees (predetermined angle) while injecting cement milk together with compressed air from the injection nozzles (material liquid injection nozzle 21, air injection nozzle 22). In the present embodiment, since the inclined groove 25a is formed on the inner peripheral surface of the air cover 25 so as to be inclined in substantially the same direction diagonally toward the tip end, the space between the air cover 25 and the outer peripheral side of the nozzle body 24 is formed. The compressed air jetted from the tip swirls around the cement milk jetted from the nozzle body 24. As a result, the cutting ability of the cement milk ejected from the tip of the nozzle main body 24 is increased, so that the tissue structure of the ground is destroyed and the cement milk can be ejected to a longer distance (see FIG. 15). That is, the compressed air jetted from the tip between the air cover 25 and the outer peripheral side of the nozzle body 24 swirls while covering the area around the cement milk jetted from the nozzle body 24 without any gaps. The cement milk jetted from the tip of the nozzle is pressed toward the center by the compressed air swirling around it, and the jet of cement milk immediately after the jet of the cement milk jetted from the tip of the nozzle body 24 greatly increases in the radial direction. It becomes difficult and the speed of cement milk can be maintained. In addition, since the ground around the swirling flow is pressed and cut by the swirling flow of compressed air swirling around the cement milk, the compressed air around the cement milk jet flow can be included without gaps, and the air layer should be thickened. Can be done. In this way, the jet of cement milk immediately after the jet of cement milk jetted from the tip of the nozzle body 24 is unlikely to increase significantly in the radial direction, so that the straightness of the jet of cement milk can be increased and the nozzle can be increased. Since the compressed air layer around the cement milk jet immediately after injection from the main body 24 can be thickened, the ground around the cement milk jet immediately after injection from the nozzle main body 24 is the flow of the cement milk jet. Obstacles can also be reduced. As a result, the region (potential core region) in which the speed of the cement milk ejected from the nozzle main body 24 does not decrease can be lengthened, and the cement milk can be ejected to a longer distance. Further, even if a cavity (air bubble) due to cavitation exists in the peripheral portion of the cement milk jetted from the nozzle body 24, the compressed air jetted from between the air cover 25 and the outer peripheral side of the nozzle body 24 is cement. Since it swirls around the milk without any gaps, it becomes difficult for the cement milk to come into contact with the ground, and it is possible to prevent the cavities existing around the cement milk from collapsing. As a result, the region where the speed of the cement milk ejected from the nozzle main body does not decrease (potential core region) can be made longer, and the cement milk can be ejected to a longer distance. That is, when the compressed air is jetted straight from between the air cover 25 and the outer peripheral side of the nozzle main body 24, the cement milk cannot be surrounded by the compressed air without any gaps. The non-inclusive part of the air is more likely to come into contact with the ground, and the cement milk comes into contact with the surrounding ground, causing the cavity to collapse. Then, since the momentum of the cement milk is reduced due to the large impact force at the time of the collapse of the cavity, the potential core region cannot be made longer and the cement milk cannot be ejected to a longer distance. In this way, the compressed air injected from between the air cover 25 and the outer peripheral side of the nozzle main body 24 swirls while covering the area around the cement milk without any gaps, so that the cement milk does not easily come into contact with the ground and the cement is cemented. Since the collapse of the cavity generated in the peripheral part of the milk can be prevented, the region where the speed of the cement milk ejected from the nozzle body 24 does not decrease (potential core region) can be made longer, and the cement milk can be made more. It can be sprayed over a long distance. Here, the potential core region is a region in which the speed of the cement milk jetted from the nozzle main body 24 does not decrease, and in this potential core region, the jet pressure at the outlet of the material liquid injection nozzle 21 is maintained as it is. So to speak, it forms the core of the jet, and the spread of the diameter of the cement milk jet jet jetted from the material liquid jet nozzle 21 is small (see FIG. 15). Here, FIG. 15 is a diagram showing an injection state from the tip nozzle of the high-pressure injection nozzle device according to the embodiment of the present invention.

次に、注入ロッド2が30度揺動された状態で、注入ロッド2を所定の長さ(例えば、10cm以下(好ましくは、5.0cm(より好ましくは、2.5cm))引き上げる。そして、噴射ノズル(材液噴射ノズル21、空気噴射ノズル22)からの噴射が完了するまで、時計回りの揺動噴射→注入ロッド2引上げ→反時計回りの揺動噴射→注入ロッド2引上げ→時計回りの揺動噴射→注入ロッド2引上げが繰り返される。なお、本実施形態では、注入ロッド2を揺動させたが、これに限らず、注入ロッド2を一方向(右回転、左回転可)に回転させてもよい。 Next, with the injection rod 2 swung 30 degrees, the injection rod 2 is pulled up by a predetermined length (for example, 10 cm or less (preferably 5.0 cm (preferably 2.5 cm))). Until the injection from the injection nozzles (material liquid injection nozzle 21, air injection nozzle 22) is completed, clockwise rocking injection → injection rod 2 pulling up → counterclockwise rocking injection → injection rod 2 pulling up → clockwise Swing injection → The injection rod 2 is repeatedly pulled up. In this embodiment, the injection rod 2 is swung, but the injection rod 2 is rotated in one direction (clockwise rotation or counterclockwise rotation is possible). You may let me.

次に、クレーン等により注入ロッド2が掘削孔から引き上げられ、掘削孔内から抜き出される。このようにすることにより、地中に扇形の固結体が造成される。 Next, the injection rod 2 is pulled up from the excavation hole by a crane or the like and is extracted from the excavation hole. By doing so, a fan-shaped consolidated body is created in the ground.

次に、変形例について説明する。 Next, a modification will be described.

(変形例1)
本実施形態と変形例1の異なるところは、本実施形態では、エアカバー25の傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が8度(「ネジレ角」)回転したところの横断面(A−A断面〜M−M面(図8参照))を図9(a)〜図9(m)に示し、そのエアカバー25の傾斜溝25aの傾斜角(エアカバー25の内周面に先端方向に向かって斜めに傾斜する角、「42.85度」)を求めたが、変形例1では、エアカバー25の横断面(A−A断面〜M−M面(図8参照))がエアカバー25の傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が4度(「ネジレ角」)回転したところであるエアカバー25を用い、そのエアカバー25の傾斜溝25aの傾斜角(エアカバー25の内周面に先端方向に向かって斜めに傾斜する角、「42.85度」)を求めるようにしたところである。すなわち、変形例1のエアカバー25の傾斜溝25aの傾斜角は、本実施形態におけるエアカバー25の傾斜溝25aの傾斜角より小さい傾斜角となっている。
(Modification 1)
The difference between this embodiment and the first modification is that in the present embodiment, the position of the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) of the inclined groove 25a of the air cover 25 is rotated by 8 degrees (“twist angle”). The cross section (AA cross section to MM plane (see FIG. 8)) is shown in FIGS. 9 (a) to 9 (m), and the inclination angle (air cover) of the inclined groove 25a of the air cover 25 is shown. An angle that inclines diagonally toward the tip of the inner peripheral surface of 25, "42.85 degrees") was obtained. (See FIG. 8)) uses the air cover 25 in which the position of the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) of the inner peripheral surface of the inclined groove 25a of the air cover 25 is rotated by 4 degrees (“twist angle”). The inclination angle of the inclined groove 25a of the air cover 25 (the angle inclined toward the tip of the inner peripheral surface of the air cover 25, "42.85 degrees") has just been obtained. That is, the inclination angle of the inclined groove 25a of the air cover 25 of the first modification is smaller than the inclination angle of the inclined groove 25a of the air cover 25 in the present embodiment.

エアカバー25は、図16に示すような形状をしている。図16(a)〜図16(m)は、エアカバー25の先端の面(M−M面(図8参照))から傾斜溝25aが後方に向かって傾斜し、その傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が円周方向に4度傾斜した面(図16参照)の横断面である。具体的には、図8のA−A断面は図16(a)に対応し、図8のB−B断面は図16(b)に対応し、図8のC−C断面は図16(c)に対応し、・・図8のK−K断面は図16(k)に対応し、図8のL−L断面は図16(L)に対応し、図8のM−M面は図16(m)に対応している。すなわち、図8のM−M面の図16(m)から後方に向かって、傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が円周方向に4度傾斜した面がL−L断面の図16(L)となり、さらに傾斜溝25aの頂点の位置が円周方向に4度傾斜した面がK−K断面の図16(k)となる。ここで、図16は、本発明の変形例1における図8のA−A断面図〜M−M断面図である。 The air cover 25 has a shape as shown in FIG. In FIGS. 16A to 16M, the inclined groove 25a is inclined rearward from the surface (MM surface (see FIG. 8)) at the tip of the air cover 25, and the inner circumference of the inclined groove 25a is inclined. It is a cross section of a surface (see FIG. 16) in which the position of the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) is inclined by 4 degrees in the circumferential direction. Specifically, the AA cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 16A, the BB cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 16B, and the CC cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. Corresponding to c) ... The KK cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 16 (k), the LL cross section of FIG. 8 corresponds to FIG. 16 (L), and the MM plane of FIG. 8 corresponds to FIG. It corresponds to FIG. 16 (m). That is, a surface in which the position of the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) of the inner peripheral surface of the inclined groove 25a is inclined 4 degrees in the circumferential direction from FIG. 16 (m) of the MM surface of FIG. Is FIG. 16 (L) in the LK cross section, and the surface in which the position of the apex of the inclined groove 25a is inclined by 4 degrees in the circumferential direction is shown in FIG. 16 (k) in the KK cross section. Here, FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line AA to a cross-sectional view taken along the line AM of FIG. 8 in the modified example 1 of the present invention.

エアカバー25の傾斜溝25aの先端方向に向かって斜め方向の傾斜角は、上述したように、エアカバー25の傾斜溝25aのエアカバー25の高さ方向(先後方向)の回転角度である(図10参照)。すなわち、「「先端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」を結んだ傾斜線」と「「傾斜溝25aの先端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」を結んだ平面上の線(長さ10.53mm)」と「「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」からエアカバー25の高さ方向の線(エアカバー25の高さ18mm)」からなる三角形から求められるエアカバー25の傾斜溝25aの高さ方向(先後方向)の回転角度である(図17参照)。このように、エアカバー25の内周面の傾斜溝25aは、本実施形態と同様の方法で傾斜角を求めると、傾斜角が30.33度となり、エアカバー25は、先端方向に向かって30.33度の斜め略同方向にアーチ形状をして傾斜して形成された形状となる(図17参照)。ここで、 図17は、本発明の変形例1における高圧噴射ノズル装置のエアカバーの傾斜溝の傾斜角の算出方法を示す図である。 As described above, the inclination angle in the oblique direction toward the tip of the inclined groove 25a of the air cover 25 is the rotation angle of the inclined groove 25a of the air cover 25 in the height direction (front-back direction) of the air cover 25 (front-back direction). See FIG. 10). That is, "an inclined line connecting" the outermost point of the inner peripheral surface on the tip side (outer apex of the inner peripheral surface) "and" the outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface) "" and " A line (length) on a plane connecting the "outermost point of the inner peripheral surface on the tip side of the inclined groove 25a (outer apex of the inner peripheral surface)" and the "outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface)". 10.53 mm) ”and“ a line in the height direction of the air cover 25 (height 18 mm of the air cover 25) from the outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface) ”. It is a rotation angle in the height direction (front-back direction) of the inclined groove 25a of the air cover 25 obtained from the above (see FIG. 17). As described above, when the inclination angle of the inclined groove 25a on the inner peripheral surface of the air cover 25 is obtained by the same method as in the present embodiment, the inclination angle becomes 30.33 degrees, and the air cover 25 is directed toward the tip end direction. The shape is formed by inclining an arch shape at an angle of 30.33 degrees in substantially the same direction (see FIG. 17). Here, FIG. 17 is a diagram showing a method of calculating the inclination angle of the inclination groove of the air cover of the high-pressure injection nozzle device according to the first modification of the present invention.

エアカバー25の傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が円周方向に8度(「ネジレ角」)回転したところの横断面(A−A断面〜M−M面(図8参照))を図9(a)〜図9(m)に示し、その場合の傾斜溝25aの傾斜角(エアカバー25の内周面に先端方向に向かって斜めに傾斜する角)は42.85度であり、また、図8のA−A断面〜MM面をエアカバー25の傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)の位置が円周方向に4度(「ネジレ角」)回転したところの横断面とした場合を図16に示し、この場合のエアカバー25の傾斜溝25aの傾斜角は30.33度であった。また、同様の方法で、図8のA−A断面〜MM面をエアカバー25の傾斜溝25aの(「ネジレ角」)の位置が円周方向に1度〜15度回転したところの横断面とした場合を図18に示す。このように、図8のA−A断面〜MM面をエアカバー25の傾斜溝25aの(「ネジレ角」)の位置が円周方向に1度回転したところの横断面とした場合は、「傾斜溝25aの先端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」を結んだ平面上の線の長さが6.62mmで傾斜溝25aの傾斜角が20.19度となり、また、円周方向に2度回転したところの横断面とした場合は、「傾斜溝25aの先端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」を結んだ平面上の線の長さが7.60mmで傾斜溝25aの傾斜角が22.89度となり・・・円周方向に15度回転したところの横断面とした場合は、「傾斜溝25aの先端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「後端側の内周面最外側点(内周面外側頂点)」を結んだ平面上の線の長さが21.75mmで傾斜溝25aの傾斜角が50.39度となる。これらのうち、傾斜溝25aのネジレ角が円周方向に4度〜8度付近のエアカバー25を用いると、実験結果(数値解析)から、セメントミルクをより遠距離まで噴射させることができたことから、エアカバー25の内周面の傾斜溝25aの傾斜角は、略26.49度〜略46.68度(好ましくは、略30.33度〜略42.85度)の範囲内であることが好ましい。ここで、図18は本発明の変形例1におけるエアカバーの傾斜溝の各種の傾斜角を示す図である。 Cross section (AA cross section to M-) where the position of the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) of the inclined groove 25a of the air cover 25 is rotated by 8 degrees (“twist angle”) in the circumferential direction. The M surface (see FIG. 8)) is shown in FIGS. 9 (a) to 9 (m), and the inclination angle of the inclined groove 25a in that case (inclined diagonally toward the tip toward the inner peripheral surface of the air cover 25). The angle) is 42.85 degrees, and the position of the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) of the inner peripheral surface of the inclined groove 25a of the air cover 25 is in the circumferential direction on the AA cross section to the MM surface of FIG. FIG. 16 shows a case where the cross section is rotated by 4 degrees (“twist angle”), and the inclination angle of the inclined groove 25a of the air cover 25 in this case is 30.33 degrees. Further, in the same manner, the cross section from the AA cross section to the MM surface of FIG. 8 where the position (“twist angle”) of the inclined groove 25a of the air cover 25 is rotated by 1 to 15 degrees in the circumferential direction. Is shown in FIG. In this way, when the AA cross section to the MM surface of FIG. 8 is a cross section where the position of the inclined groove 25a (“twist angle”) of the air cover 25 is rotated once in the circumferential direction, “ The length of the line on the plane connecting the "outermost point of the inner peripheral surface on the tip side of the inclined groove 25a (outer apex of the inner peripheral surface)" and the "outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface)". When the inclination is 6.62 mm, the inclination angle of the inclined groove 25a is 20.19 degrees, and the cross section is rotated twice in the circumferential direction, "the innermost surface on the tip side of the inclined groove 25a". The length of the line on the plane connecting the "outer point (outer apex of the inner peripheral surface)" and the "outermost point of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface)" is 7.60 mm, and the inclination groove 25a is inclined. The angle is 22.89 degrees ... When the cross section is rotated by 15 degrees in the circumferential direction, it is "the outermost point of the inner peripheral surface on the tip side of the inclined groove 25a (outer apex of the inner peripheral surface)". The length of the line on the plane connecting the "outermost points of the inner peripheral surface on the rear end side (outer apex of the inner peripheral surface)" is 21.75 mm, and the inclination angle of the inclined groove 25a is 50.39 degrees. Of these, when the air cover 25 having a twist angle of the inclined groove 25a around 4 to 8 degrees in the circumferential direction was used, cement milk could be sprayed to a longer distance from the experimental results (numerical analysis). Therefore, the inclination angle of the inclined groove 25a on the inner peripheral surface of the air cover 25 is within the range of about 26.49 degrees to about 46.68 degrees (preferably about 30.33 degrees to about 42.85 degrees). It is preferable to have. Here, FIG. 18 is a diagram showing various inclination angles of the inclined groove of the air cover in the modified example 1 of the present invention.

(変形例2)
本実施形態と変形例2の異なるところは、本実施形態では、エアカバー25の内周面に傾斜溝25aが6個設けられ、また、ノズル本体部支持具32にエアカバー25とノズル本体部24が装着された状態において、ノズル本体部24の後端側側面のセメントミルク兼用水流路(硬化材液流路)9の中心からエアカバー25の傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)を結んだ線を直径(20mm)とする円に対するエアカバー25の後端側側面のエアー開口部(エアカバー25とノズル本体部24の間の開口)の比率(0.628)を求めたが、変形例2では、エアカバー25の内周面の傾斜溝25aを4個、6個、8個とし、ノズル本体部24の後端側側面のセメントミルク兼用水流路(硬化材液流路)9の中心からエアカバー25の傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)を結んだ線を直径(20mm〜40mm)とする円に対するエアカバー25の後端側側面のエアー開口部(エアカバー25とノズル本体26の間の開口)の比率を求めるところが異なる。ここで、図19は本発明の変形例2における高圧噴射ノズル装置のエアカバー後端側側面の開口部比率を示す図である。
(Modification 2)
The difference between the present embodiment and the modified example 2 is that in the present embodiment, six inclined grooves 25a are provided on the inner peripheral surface of the air cover 25, and the air cover 25 and the nozzle main body are provided on the nozzle main body support 32. With the 24 mounted, the outermost point (inside) of the inner peripheral surface of the inclined groove 25a of the air cover 25 from the center of the cement milk combined water flow path (hardened material liquid flow path) 9 on the rear end side side surface of the nozzle body 24. The ratio (0.628) of the air opening (opening between the air cover 25 and the nozzle body 24) on the rear end side side surface of the air cover 25 to the circle whose diameter (20 mm) is the line connecting the outer apex of the peripheral surface). ) Was obtained, but in the modified example 2, the inclined grooves 25a on the inner peripheral surface of the air cover 25 were set to 4, 6, and 8 and the water flow path for cement milk (cured) on the rear end side side surface of the nozzle body 24. After the air cover 25 for a circle whose diameter (20 mm to 40 mm) is a line connecting the center of the material liquid flow path 9 to the outermost point (outer apex of the inner peripheral surface) of the inclined groove 25a of the air cover 25. The difference is that the ratio of the air opening (opening between the air cover 25 and the nozzle body 26) on the side surface on the end side is obtained. Here, FIG. 19 is a diagram showing the opening ratio of the side surface on the rear end side of the air cover of the high-pressure injection nozzle device in the second modification of the present invention.

図19(a)に示すように、ノズル本体部支持具32にエアカバー25とノズル本体26が装着された状態において、エアカバー25の後端側の側面断面は、中央からそれぞれ「ノズル本体部24の先端内径部30(中央の白色部)」→「ノズル本体部24の構成部(「ハッチング部」)」→「エアカバー25の開口部(白色部)」→「エアカバー25の構成部(ハッチング)」から構成されている。そして、エアカバー25の後端側側面の開口部比率は、「(エアカバー25の開口部の面積)/(「傾斜溝25aの内周面最外側点(内周面外側頂点)」と「ノズル本体26のセメントミルク兼用水流路9の中心」を結んだ線を半径とする円の面積)」により求めることができる。そして、エアカバー25の傾斜溝25aが4個の場合は、「エアカバー後端側側面の開口部比率」が0.623(Φ20)、0.532(Φ28)、0.421(Φ40)であり、傾斜溝6個の場合は「エアカバー後端側側面の開口部比率」が0.628(Φ20)、0.534(Φ28)、0.422(Φ40)となり、傾斜溝8個の場合は「エアカバー後端側側面の開口部比率」が0.641(Φ20)、0.539(Φ28)、0.423(Φ40)となる。このことから、エアカバー25の傾斜溝25aの後端側の開口部は、ノズル本体26とエアカバー25が装着された状態で、ノズル本体26の硬化材液流路の略中心からエアカバー25の傾斜溝25aの後端側の最大外側部までの長さを径とした円に対して、略42.1%〜略64.1%であるということができる。 As shown in FIG. 19A, when the air cover 25 and the nozzle body 26 are mounted on the nozzle body support 32, the side cross sections of the air cover 25 on the rear end side are “nozzle body portions” from the center. 24 tip inner diameter part 30 (white part in the center) ”→“ Nozzle body part 24 component part (“hatching part”) ”→“ Air cover 25 opening (white part) ”→“ Air cover 25 component part (Hatching) ”. The opening ratio of the rear end side side surface of the air cover 25 is "(area of the opening of the air cover 25) / (" outermost point of the inner peripheral surface of the inclined groove 25a (outer apex of the inner peripheral surface) "". It can be obtained by the area of a circle whose radius is the line connecting the center of the water flow path 9 for cement milk of the nozzle body 26). When the air cover 25 has four inclined grooves 25a, the "opening ratio of the side surface on the rear end side of the air cover" is 0.623 (Φ20), 0.532 (Φ28), 0.421 (Φ40). In the case of 6 inclined grooves, the "opening ratio of the side surface on the rear end side of the air cover" is 0.628 (Φ20), 0.534 (Φ28), 0.422 (Φ40), and in the case of 8 inclined grooves. The "opening ratio of the side surface on the rear end side of the air cover" is 0.641 (Φ20), 0.539 (Φ28), and 0.423 (Φ40). From this, the opening on the rear end side of the inclined groove 25a of the air cover 25 is the air cover 25 from the substantially center of the curing material liquid flow path of the nozzle body 26 with the nozzle body 26 and the air cover 25 attached. It can be said that it is approximately 42.1% to approximately 64.1% with respect to the circle whose diameter is the length to the maximum outer portion on the rear end side of the inclined groove 25a.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。さらに本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲の記載によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. Furthermore, the scope of the present invention is shown by the description of the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 高圧噴射ノズル装置
2 注入ロッド
3 モニター
4 先端ノズル
5 作業機
6 スイベル
7 セメントミルク兼用水供給路
8 空気供給路
9 セメントミルク兼用水流路
10 空気流路
11 水の供給源
12 空気の供給源
13 セメントミルクの供給源
14 水供給ホース
15 空気供給ホース
16 セメントミルク供給ホース
17 注入ロッド外管
17a モニター外管
18 注入ロッド内管
18a モニター内管
19 結合ピン挿入孔
20a 結合ピン注入ロッド凹部
20b 結合ピンモニター凹部
21 材液噴射ノズル
22 空気噴射ノズル
23 ノズル本体部取付孔
24 ノズル本体部
25 エアカバー
25a 傾斜溝
26 ノズル本体
27 ノズル本体延長部
28 後端内径部
29 中間内径部
30 先端内径部
31 流路分割部
32 ノズル本体部支持具
34 差圧弁
35 モニター上部管
36 結合ピン
36a スプリングピン
36b スプリングピン
37 注入ロッド内管接続管
38 ノズル本体延長部留め凸部
39 モニター下部管
40 流路閉止具
41 ノズル本体部取付孔閉止具
42 空気流路閉止具
43 エアカバー取付孔
44 注入ロッド突起部
45 モニター上部管内突起部
46 Oリング
47 Oリング取付凹部
1 High-pressure injection nozzle device 2 Injection rod 3 Monitor 4 Tip nozzle 5 Working machine 6 Swivel 7 Cement milk combined water supply channel 8 Air supply channel 9 Cement milk combined water channel 10 Air channel 11 Water source 12 Air supply source 13 Cement milk source 14 Water supply hose 15 Air supply hose 16 Cement milk supply hose 17 Injection rod outer pipe 17a Monitor outer pipe 18 Injection rod inner pipe 18a Monitor inner pipe 19 Coupling pin insertion hole 20a Coupling pin Injection rod recess 20b Coupling pin Monitor recess 21 Material liquid injection nozzle 22 Air injection nozzle 23 Nozzle body mounting hole 24 Nozzle body 25 Air cover 25a Inclined groove 26 Nozzle body 27 Nozzle body extension 28 Rear end inner diameter 29 Intermediate inner diameter 30 Tip inner diameter 31 Flow Path division 32 Nozzle body support 34 Differential pressure valve 35 Monitor upper tube 36 Coupling pin 36a Spring pin 36b Spring pin 37 Injection rod inner tube connection tube 38 Nozzle body extension fastening convex part 39 Monitor lower tube 40 Flow path closure 41 Nozzle body mounting hole closure 42 Air flow path closure 43 Air cover mounting hole 44 Injection rod protrusion 45 Monitor upper pipe protrusion 46 O-ring 47 O-ring mounting recess

Claims (6)

注入ロッド内の軸方向に形成された硬化材液供給管内と連通し、該注入ロッドの先端と連結したモニターの側面に設けられた高圧噴射ノズル装置であって、
内周面が先端方向へ縮径して形成されたテーパ面状の中間内径部と、該中間内径部の先端と連通し、直径が該中間内径部の先端の直径と略同径である先端内径部と、該中間内径部の後端と連通し、直径が該中間内径部の後端の直径と略同径、もしくは該略同径から後端方向へ拡径して形成された後端内径部とからなる中空形状の硬化材液流路が構成されたノズル本体部と、
内周面に先端方向に向かって斜め略同方向に傾斜する傾斜溝が複数個形成され、前記ノズル本体部の外周側との間に圧縮空気流路が構成されたエアカバーと、を有し、
該エアカバーとノズル本体部の外周側との間の先端から噴射された圧縮空気は、前記ノズル本体部の先端から噴射された硬化材液の周りを旋回流として覆うので、前記ノズル本体部の先端内径部から噴射される硬化材液の切削能力が増大され、硬化材液をより遠距離まで噴射することを特徴とする高圧噴射ノズル装置。
A high-pressure injection nozzle device provided on the side surface of a monitor that communicates with the inside of a curing material liquid supply pipe formed in the injection rod in the axial direction and is connected to the tip of the injection rod.
A tip that communicates with the tapered intermediate inner diameter portion formed by reducing the inner peripheral surface toward the tip and the tip of the intermediate inner diameter portion, and whose diameter is substantially the same as the diameter of the tip of the intermediate inner diameter portion. A rear end formed by communicating with the inner diameter portion and the rear end of the intermediate inner diameter portion and having a diameter substantially the same as the diameter of the rear end of the intermediate inner diameter portion, or expanding from the substantially same diameter toward the rear end. The nozzle body, which has a hollow hardener liquid flow path consisting of an inner diameter,
It has an air cover in which a plurality of inclined grooves inclined in substantially the same direction diagonally toward the tip end are formed on the inner peripheral surface, and a compressed air flow path is formed between the inner peripheral surface and the outer peripheral side of the nozzle body. ,
The compressed air jetted from the tip between the air cover and the outer peripheral side of the nozzle body covers the curing material liquid sprayed from the tip of the nozzle body as a swirling flow, so that the nozzle body A high-pressure injection nozzle device characterized in that the cutting ability of the hardened material liquid sprayed from the inner diameter of the tip is increased and the hardened material liquid is sprayed to a longer distance.
前記エアカバーの傾斜溝は、該エアカバーの内周面に4個〜8個の範囲内、略同形状で形成されていることを特徴とする請求項1記載の高圧噴射ノズル装置。 The high-pressure injection nozzle device according to claim 1, wherein the inclined grooves of the air cover are formed on the inner peripheral surface of the air cover in a range of 4 to 8 and having substantially the same shape. 前記エアカバーの傾斜溝は、該エアカバーの内周面に先端方向に向かって略26.49度〜略46.68度の範囲内で斜めに傾斜していることを特徴とする請求項2記載の高圧噴射ノズル装置。 2. The high pressure injection nozzle device described. 前記エアカバーの傾斜溝の後端側の開口部は、前記ノズル本体部と前記エアカバーが装着された状態で、前記ノズル本体部の硬化材液流路の略中心から前記エアカバーの傾斜溝の後端側の最大外側部までの長さを径とした円に対して、略42.1%〜略64.1%であることを特徴とする請求項3記載の高圧噴射ノズル装置。 The opening on the rear end side of the inclined groove of the air cover is the inclined groove of the air cover from the substantially center of the curing material liquid flow path of the nozzle main body with the nozzle main body and the air cover attached. The high-pressure injection nozzle device according to claim 3, wherein the diameter is approximately 42.1% to approximately 64.1% with respect to a circle having a diameter up to the maximum outer portion on the rear end side. 前記ノズル本体部の後端内径部には、中空形状断面を複数の空間に分割する流路分割部が形成され、
該流路分割部は、該流路分割部近傍の中空形状の前記後端内径部の略中心部分に、該流路分割部近傍の該後端内径部の中空形状断面積の2%〜20%の面積を有する部分を有し、
該ノズル本体部の後端内径部を流れる硬化材液が前記流路分割部で分割されたそれぞれの空間でより細かく層流化された後に、前記中間内径部の有形物が存在しない中空形状の空間で縮径されて先端方向に送られるので、前記ノズル本体部の先端内径部から噴射される硬化材液の切削能力が増大され、硬化材液をより遠距離まで噴射することができることを特徴とする請求項1記載の高圧噴射ノズル装置。
A flow path dividing portion for dividing the hollow cross section into a plurality of spaces is formed in the rear end inner diameter portion of the nozzle body portion.
The flow path dividing portion is located at substantially the center of the hollow-shaped rear end inner diameter portion in the vicinity of the flow path dividing portion, and is 2% to 20% of the hollow shape cross-sectional area of the rear end inner diameter portion in the vicinity of the flow path dividing portion. Has a portion with an area of%
After the curing material liquid flowing through the inner diameter of the rear end of the nozzle body is laminarized more finely in each space divided by the flow path dividing portion, the hollow shape in which the tangible material of the intermediate inner diameter does not exist. Since the diameter is reduced in space and sent toward the tip, the cutting ability of the hardened material liquid sprayed from the inner diameter of the tip of the nozzle body is increased, and the hardened material liquid can be sprayed to a longer distance. The high-pressure injection nozzle device according to claim 1.
前記モニターに装着された請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の前記高圧噴射ノズル装置を備えた地盤改良装置。
A ground improvement device provided with the high-pressure injection nozzle device according to any one of claims 1 to 5, which is mounted on the monitor.
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