JP3006399U - 地盤硬化材注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】地盤硬化材注入層を造成する注入装置におい
て、噴射の継続による地盤内圧や過剰スライムを吸収す
るために先端側側壁に設定された開口部、また場合によ
っては噴射ノズルが、水平方向への挿入やロッドの回動
等により、開口機構の設定部が上向きになってまともに
土圧を受けたり、被圧水の影響により目詰まりを生じた
り、開口機構からスライム等がロッド内に侵入したりす
るのを防止し、不利な注入環境においても硬化材注入を
可能にすることを目的とする。 【構成】注入ロッド１に設けた開口部２の口縁部内壁
に、開口部２に添って摺動する開閉蓋３の受圧部３２を
摺動可能に収納するシリンダー室４を設け、シリンダー
室４内に圧送する流体圧により開閉蓋３の受圧部３２の
作動を行うようにして開口部２を必要に応じて自由に開
閉するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は軟弱地盤の安定、構築物の基礎、地山の支保等のための硬化材注入層 を造成するための地盤硬化材注入装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、地盤硬化材の注入はロッドの先端部側壁に噴射ノズルを設け、これを地 盤に挿入すると共にロッド内に地盤硬化材を圧送して噴射ノズルから地盤中に噴 射して注入するのを基本とし、これに圧力水、エアー等、多くの材料が噴射シス テムに組み込まれ、更にスライム吸入孔等を含めて複雑な構成を持つ装置が用い られるようになっている。

【０００３】 このような噴射システムの多様化に対応して、注入ロッドの先端側側壁には多 くの開口部が設定されるようになり、泥土の侵入等開口部の挿入地盤に対する保 護が問題となってきている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来のスライム吸入等の吸引作用を伴う高圧噴射注入工法においては、注入環 境が被圧水の影響下にある場合には施工不能とされ、特に水平方向にロッドを挿 入する場合には、被圧水の影響下になくても、注入ロッドの回動等により開口設 定部が上向きになってまともに土圧を受けるので、開口部に目詰まりを生じたり 、スライムがロッド内に侵入したりして施工を中断せざるを得ない等の問題があ った。

【０００５】 開口部の保護に関しては、開閉ゲートを設けて必要時に開閉する提案はなされ ているが、地盤中に挿入されたロッドのゲートを地上からの操作により開閉する には機構的に可なり複雑な構造となり、これに応じてロッドの径も大きくなって しまうという問題もあった。

【０００６】 また、開口部を設けないで高圧噴射注入を行うことも多く行われているが、そ の場合には噴射により地盤の内部圧力が高まり、思わぬ所に地盤隆起を生じさせ たり、圧力噴出を招いたりするという問題もあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は以上の問題点に対応して、挿入ロッドに開閉する覆蓋を設けた圧力吸 入用の開口部を設け、ロッド内に設けた排出経路と接合して地盤の内部圧力が高 まった段階で、開口部の覆蓋を開口して過剰な地内圧を吸収し、過剰スライムと 共にロッド内に設けた排出経路を通じて排出するように構成したものである。

【０００８】 また、地上からの自由な操作により地中推進時には覆蓋を閉鎖して開口部を被 覆保護し、更に必要な場合には噴射ノズルの設定部にもこれを設けて硬化材等の 噴射作動時や内圧吸入開口部の作動時にのみ開放するようにして、土砂等のロッ ド内への侵入を防止しつつ、ロッドの地盤挿入を行うようにしたものである。

【０００９】 更に、開口部覆蓋の構造を開口部に添って摺動する開閉蓋に構成し、開閉蓋に 設けた受圧部を摺動可能に収納するシリンダー室を設け、シリンダー室内に圧送 する流体圧により開閉蓋の受圧部を作動操作して開口部の開閉操作を行うように した。

【００１０】 なお、必要がある場合にはシリンダー室の所定位置にノズル機構を設け、開閉 蓋受圧部の所定位置への移動に対応してシリンダー室への圧送流体がノズル機構 によって所定方向に噴射されるように構成することにより、ロッド開閉蓋の作動 流体をロッド内の搬送力に利用できるようにして、ロッド内搬送機構の簡素化に 資するようにした。

【００１１】 また更に、必要がある場合には、開閉蓋の一端をスプリングによってシリンダ ー室の所定方向に付勢するようにして開閉蓋の作動を確実にするようにした。

【００１２】

【作用】

硬化材噴射ノズル11を先端部側壁に設け、開口部２に連結する排出経路21と、 硬化材供給路12とを有する注入ロッド１を、先端部から潤滑水を噴出させながら 、これを支持する回転進退機構13によって対象地盤Ｇに回転推進させる。

【００１３】 所定深度に達したところで、硬化材供給路12に高圧で硬化材を供給し、噴射ノ ズル11から高圧高速で噴射しながら注入ロッド１を回動させつつ後退させ、ロッ ド周辺土壌を硬化材噴流で切削攪拌して硬化材注入層Ｐを造成して行く。

【００１４】 硬化材の高圧高速での噴射が継続すると、地盤の内部圧力が高まるので、セン サーもしくは所定の計算によって内部圧力が一定以上に達したことが把握される と、ロッド側壁開口部２の口縁部内壁に設けたシリンダー室４の開放作動スペー ス41に圧縮空気或いは高圧水、油圧等の流体が導入される。

【００１５】 流体が導入されると、シリンダー室内に収容された開閉蓋３の受圧部32が、そ の導入圧を受けて開口部２に添って摺動しながら移動し、開口部を閉鎖している 開閉蓋の覆蓋部31を移動して開口部を開放する。

【００１６】 開口部を開放されると、継続的な圧力噴射によって逃げ場を失っていた地盤の 内部圧力が過剰スライムとともに開口部２からロッド内に流入し、開口部２に連 結する排出経路21から外部に排出される。

【００１７】 内部圧力と過剰スライムの外部への排出により、地盤の内部圧力が一定以下に なると、シリンダー室の閉鎖作動スペース42に流体が導入され、受圧部32が導入 圧によって移動され、これに連続する開閉蓋の覆蓋部31が開口部２上に移動し開 口部を閉鎖する。

【００１８】 開口部２の開閉作動は以上のように行われるので、操作部において開放作動ス ペースと閉鎖作動スペースの選択を行って流体導入操作を行うことによって、何 時でも自由に地盤挿入されているロッド開口部の開閉を行うことができる。

【００１９】 開閉作動の構成については他の実施例として、シリンダー室において開閉蓋の 一端をスプリング５によってシリンダー室の所定方向に付勢した場合には、シリ ンダー室の流体導入スペースに流体が導入されることによって開閉蓋３はスプリ ング５の付勢力に抗して開口部の開放もしくは閉鎖部位に移動するから、流体導 入を中止し送圧を緩めることによりスプリングの付勢力によって開閉蓋が原位置 に復元するので、開閉操作は簡素化される。

【００２０】 更に他の実施例として、シリンダー室４の所定位置にノズル機構43を設け、開 閉蓋受圧部32の所定位置への移動に対応してシリンダー室への圧送流体がノズル 機構43によって所定方向に噴射されるように構成すれば、開口部２からロッド１ 内に取り入れられた資料やスライム等をその噴射力によって搬送できる。

【００２１】 このように構成した地盤挿入用ロッドを開閉蓋３によって開口部２を閉鎖した 状態で対象地盤に挿入すれば、開口部２が上向き状態となったり、対象地盤が被 圧水の影響下にあったりしても開口部が閉鎖されているので、土砂等のロッド内 への侵入は防止される。

【００２２】 以上のような機構による開閉蓋３を、硬化材噴射ノズル及び必要に応じて設け られる材料噴射ノズル設定部にも設けることにより、ノズル機構を含む開口部が 上向き状態となったり、対象地盤が被圧水の影響下にある注入環境にも対応する ことができる。

【００２３】 本件考案は以上のように、地盤挿入ロッド１の地中推進時には開口部２を閉鎖 し、スライム吸入や硬化材の噴射等の時にのみ開放するようにして、土砂等のロ ッド内への侵入を防止しつつ前進・後退・回動が行われるので、地盤内圧やスラ イムの吸入孔の径を大きくして吸入量を大きくし、或いは噴射ノズルのノズル径 を大きくして吐出量を大きくして注入を行うことができ、被圧水の影響下にある 地盤においても注入施工を可能とするものである。

【００２４】

【実施例】

以下図面に従って、先ず、シリンダー室において開閉蓋の一端をスプリングに よって付勢し、更にシリンダー室の所定位置にノズル機構を設けた開口部がスラ イム吸入孔の場合における本考案の実施例を説明する。

【００２５】 １は地盤挿入用ロッドで、先端部は削孔ビット14と潤滑液噴出孔が設けられ、 対象地盤に向けて前進、後退、回転若しくは所定角度往復回動等の作動を与える 操作機構13によって支持される。

【００２６】 更に、ロッド１の先端部側壁には、ロッド内の硬化材供給路12に連結する硬化 材噴射ノズル11と、同じくロッド内の排出経路21に連結する開口部２とが設定さ れ、これらの設定部の口縁部内壁に、開口部に添って摺動する開閉蓋３の受圧部 32を摺動可能に収納するシリンダー室４が設けられている。

【００２７】 開閉蓋３は上端部をスプリング５によって付勢され、シリンダー室４の作動ス ペース41に流体が導入されない状態においては、開閉蓋の覆蓋部31が開口部２上 にあり、開口部を閉鎖した状態に位置づけられる。

【００２８】 覆蓋部31の上部には、開放作動スペース41への流体の導入によって、開閉蓋３ が下降したときに、開口部２と重なって開口部２を開放する開放孔33が開口して いる。

【００２９】 また、シリンダー室４には開閉蓋３が下降したときに、作動スペース41に開口 し、シリンダー室４内に加圧された流体を排出経路21に噴射するノズル機構43が 設けられている。なお、シリンダー室４の構成についてはスプリング５を使用せ ず開放作動と閉鎖作動のスペースをそれぞれ設けて、これに対する流体の導入に よって開閉作動しても良い。

【００３０】 12は硬化材供給路で、注入ロッド１の先端部の差圧切替弁15によって掘削時に は掘削潤滑水を低圧でビット部に供給し、注入時には地盤硬化材を高圧で噴射ノ ズル11に供給するものである。

【００３１】 以上のように構成された装置を、先ず、開閉蓋３を閉鎖した状態で硬化材供給 路12に掘削潤滑水を供給しながら回転進退機構13により注入ロッド１を適宜回動 させながら前進させると、差圧切替弁15はビット部に開放されているから潤滑水 がビット部14に供給され、ビット部14の掘削回動を潤滑し注入ロッド１を対象地 盤に挿入推進する。ロッドの長さは必要に応じて適宜継手していく。

【００３２】 ロッド１が所定深度に達したところで、潤滑水を地盤硬化材に切替え、噴射ノ ズル設定部の覆蓋を開放し高圧例えば４００キログラムパー平方センチ程度の圧 力で硬化材供給路12に圧送すると、差圧切替弁15がビット部14への供給路を閉鎖 し、地盤硬化材は噴射ノズル11から高圧噴射されると共にその噴流がロッド１の 作動に応じて周辺土壌を切削攪拌しつつ注入され、地盤硬化材注入層が造成され る。

【００３３】 このようにして硬化材の高圧噴射注入が継続して行われると、これにより過剰 スライムが発生して地盤内圧が上昇する。これが圧力センサーによって感知され 、これに対応する操作によってシリンダー室への流体供給路６を通じてシリンダ ー室４のスペース41に圧縮空気等の作動流体が導入される。

【００３４】 導入された圧縮空気の圧力を開閉蓋３の受圧部32が受けると、開閉蓋３がスプ リング５の付勢力に抗して下降し、開放孔33が開口部２と重なって開口部２を開 放する。

【００３５】 開口部２が開放されると、上昇した地盤内圧による圧迫を受けているロッド周 辺のスライムは開口部２からロッド内に流入し、排出経路21に吸引されると共に 、排出経路21を搬送されて外部に排出される。

【００３６】 更に開閉蓋３の下降により作動スペース41が拡張し、ノズル機構43がスペース 41内に開口してスペース41内に加圧された圧縮空気が排出経路21の排出方向に噴 射されると、スライム吸入開口部付近に負圧が生じてスライムの吸入を促進する と共に、排出方向へのエア噴射が排出経路21の搬送力を高める。

【００３７】 スライムの吸入により地盤内圧が下降すると圧力センサーによってこれが感知 され、スペース41への圧縮空気の導入が停止されるとスプリング５の付勢力によ って開閉蓋３が上昇し、覆蓋部31が開口部２上に移動して開口部を閉鎖する。

【００３８】 このようにして、開閉蓋３の開閉によるスライム調整を行いながら、噴射ノズ ルの回動と注入ロッドの後退によって、これに沿った注入層の造成を行なってい くものである。

【００３９】 第３図はスプリングを用いず、シリンダー室４の開放作動スペース41と閉鎖作 動スペース42に選択的に圧縮空気或いは高圧水等の流体を導入して開閉蓋３の開 閉を行う基礎的な構成を示すものである。

【００４０】

【考案の効果】

本考案は以上のように構成したので、ロッド側壁に設けた開口部を挿入地盤中 において自由に開閉操作を行うことができ、簡易な構成で確実な作動を期待でき るので、これまで困難とされてきた注入環境おいて極めて効果的な地盤硬化材注 入を行うことができる。

【００４１】 特に、被圧水の影響下にある地盤においても噴射ノズルを開閉蓋によって保護 することができるので、噴射ノズルへの泥水侵入を防止しながらの施工が可能で あり、更に注入ロッドを水平方向に挿入して上部方向に噴射ノズルを回動させて の注入の施工を可能にする等の効果がある。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による地盤硬化材注入装置ロッド先端部
の実施例を示す要部拡大縦断側面図

【図２】スプリングを用いた開閉蓋作動機構における閉
鎖状態を示す注入ロッドの開閉蓋作動部の要部拡大縦断
側面図

【図３】スプリングを用いた開閉蓋作動機構における開
放状態を示す注入ロッドの開閉蓋作動部の要部拡大縦断
側面図

【図４】同じく、スプリングを用いない開閉蓋作動機構
の閉鎖状態における機構要部を示す注入ロッドの開閉蓋
作動部の要部拡大縦断側面図

【図５】本考案による地盤硬化材注入装置のロッド垂直
挿入による施工の実施例を示す全体側面図

【図６】本考案による地盤硬化材注入装置のロッド水平
挿入による施工の実施例を示す全体側面図

【符号の説明】

１ 地盤挿入用ロッド 11 硬化材噴射ノズル 12 硬化材供給路 13 操作機構 14 削孔ビット 15 差圧切替弁 ２ 開口部 21 排出経路 ３ 開閉蓋 31 開閉蓋の覆蓋部 32 開閉蓋の受圧部 33 開閉蓋の開放孔 ４ シリンダー室 41 シリンダー室の開放作動スペース 42 シリンダー室の閉鎖作動スペース 43 シリンダー室のノズル機構 ５ スプリング ６ シリンダー室への流体供給路 Ｇ 対象地盤 Ｐ 硬化材注入層

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【手続補正書】

【提出日】平成６年８月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部側壁に、シリンダー室に供給され
   る流体によるピストンの作動によって開閉する開口部と
   硬化材噴射ノズルとを設け、該シリンダー室への流体供
   給路と、開口部に連結する排出経路と、硬化材噴射ノズ
   ルに連結する硬化材供給路とを内臓する注入ロッドを、
   回転進退を与える操作機構によって支持して成る地盤硬
   化材注入装置
2. 【請求項２】 シリンダー室への圧送流体が、ピストン
   の作動に対応してシリンダー室から所定経路に圧送され
   るように構成した「請求項１」記載の地盤硬化材注入装
   置
3. 【請求項３】 硬化材噴射ノズルのほかに圧力水、エア
   ー等、材料噴射ノズルを注入ロッドに設け、シリンダー
   室に供給される流体によるピストンの作動によって開閉
   する覆蓋を、硬化材等の噴射ノズル設定部にも設けるる
   ようにした「請求項１」「請求項２」記載の地盤硬化材
   注入装置