JP3347685B2 - パッカー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パッカー装置に関
する。特に、法面、土留め、トンネル、水止め等におい
て、コンクリート、モルタル等（以下、モルタル類とも
いう。）で覆われた既設覆工物の面を破壊することなく
補修する既設覆工物の補修工法に好適なパッカー装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるパッカー装置として、従来、図１
５に示すようなものがあった。この図示例のパッカー装
置７０は、相対的に大径の拡径部７４が先端側部分にネ
ジ固定された内管７３と、拡径部７４より後方の内管部
分を取り囲み且つ内管７３に対してその長手方向に沿っ
て前後スライド自在の外管７１と、この外管７１と内管
７３の拡径部７４との間の内管部分を取り囲む可撓性パ
ッカー部材７５とを備え、外管７１と内管拡径部７４と
の間で可撓性パッカー部材７５を挟み圧縮して側方に張
出させるものである。

【０００３】特に、内管７３基端部の外周面にネジ７３
Ｎが切られ、このネジ部７３Ｎが外管７１基端部から突
出しており、その突出ネジ部７３Ｎに、第１のハンドル
７７付ナット７６、第２のハンドル７９付ナット７８お
よびロックナット８０がこの順に螺合されている。

【０００４】かくして、パッカー装置７０の先端部分を
被注入体９０の被注入孔９０ａに挿入するとともに、ロ
ックナット８０と第２のハンドル７９付ナット７８とを
ロックし、ロックナット８０、第２のハンドル７９付ナ
ット７８および内管７３とを一体とした後に、第２のハ
ンドル７９を固定した状態で第１のハンドル７７を回転
させることで、内管７３が外管７１に対して徐々に後進
していき、その内管７３の拡径部７４と外管７１との離
間距離が縮まり、さらに第１のハンドル７７を回転させ
締めつけていくことで、内管拡径部７４と外管７１との
間で可撓性パッカー部材７５を挟み圧縮して側方に膨出
させ張出させることができるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
パッカー装置では、ハンドル付ナットを多数回にわたり
回転させなければ、パッカーを張出させることができな
いため、パッカー張出し作業が非常に面倒なものであっ
た。

【０００６】そこで、本発明の主たる課題は、迅速かつ
容易にパッカーを張出すことができるパッカー装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、相対的に大径の拡径部を先端側部分に有する内管
と、前記拡径部より後方の内管部分を取り囲み且つ内管
に対してその長手方向に沿って前後スライド可能な外管
と、この外管と前記内管の拡径部との間の内管部分を取
り囲む可撓性パッカー部材と、前記外管に対して取付け
られた軸部材周りに揺動するハンドル、およびこのハン
ドルの揺動に応じて前記内管を前記外管に対して前後ス
ライド移動させるリンク機構部からなるワンタッチ手段
とを備え、前記ハンドルの揺動により前記リンク機構部
を介して前記内管を外管に対して後へスライド移動させ
ることによって、前記内管の拡径部と前記外管との間で
前記可撓性パッカー部材を挟み圧縮して側方に張出させ
るように構成したことを特徴とするパッカー装置であ
る。

【０００８】またより好適な態様として、相対的に大径
の拡径部を先端側部分に有する内管と、前記拡径部より
後方の内管部分を隙間をもって取り囲み、且つ内管に対
してその長手方向に沿って前後スライド自在とされ、且
つ側面に圧気吹出口が形成された外管と、この外管と前
記内管拡径部との間の内管部分を取り囲む可撓性パッカ
ー部材とを含む、注入管部と、前記外管に対して取付け
られた軸部材周りに揺動するハンドル、およびこのハン
ドルの揺動に応じて前記内管を前記外管に対して前後ス
ライド移動させるリンク機構部からなるワンタッチ手段
とを備え、前記ハンドルの揺動により前記リンク機構部
を介して前記内管を外管に対して後へスライド移動させ
ることによって、前記内管の拡径部と前記外管との間で
前記可撓性パッカー部材を挟み圧縮して側方に張出させ
るように構成するとともに、圧気を、前記内管と外管と
の隙間を通して前記圧気吹出口から吹出させるように構
成したことを特徴とするパッカー装置も提案する。

【０００９】なお、本発明のパッカー装置は、内管が外
管に対して相対的に回転しつつ後進するものであり、従
って、外管を固定として内管を後へスライドさせてパッ
カーを張出させること、および内管を固定として外管を
前へスライドさせてパッカーを張出させることを含むも
のである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、既設覆工物の補修工法への適用例を引いて詳説す
る。すなわち、地盤を切取りまたは盛土によってできた
人工的な土の傾斜面、例えば法面が風雨などによって崩
壊することを防ぐために、草木を植えたり、モルタルを
吹き付けたりすることを法面保護工と呼んでいる。この
法面保護工の一つのモルタル類による吹き付け工は、安
価で簡便な工法のために広範に施工されている。

【００１１】近年このモルタルまたはコンクリート吹付
け工の後の既設法面が、風化し、また地山の土砂の流出
等でひび割れ、崩壊を生じている。このため地山と、吹
付コンクリートの裏面との間に空洞を生じる場合があ
る。このため、再度吹付け工等法面保護工を行い法面の
補修を施している。

【００１２】かかる従来の既設覆工物の補修工法として
は、本出願人が、先の特公平５−２２７７５号におい
て、覆工物を破壊することなく覆工物と背面地山との間
の空洞等を計測し、次いで削孔ドリルにより既設覆工物
を貫通して地山内までアンカー孔を削孔した後に、削孔
ドリルを引き抜き、続いてこのアンカー孔にアンカー材
を挿入し、このアンカー材内を通じて、覆工物と背面地
山との間の空洞等に硬化材を充填する方法がある。以下
では、この特公平５−２２７７５号の工法を更に改良し
た新工法において、本発明に係るパッカー装置を使用す
る例を示す。

【００１３】＜空洞部等の検出＞ 既設覆工物補修工法では施工に際して先ず、既設覆工物
背面のどの箇所に空洞が生じているかを正確に特定する
必要がある。空洞を特定する公知の手段としては、例え
ば、超音波の反射波を利用して検出する方法、空洞と他
の箇所との熱放射の違いを熱赤外線カメラで検出して特
定する方法、ハンマーで覆工物を叩き、その際の音を聞
き分けて経験によって検出する方法等がある。これらは
いずれも公知の方法であるので、ここでは敢えて説明を
略す。空洞の位置が特定されたならば、その部位に以下
に述べるように新規にアンカーを設ける。

【００１４】＜管状アンカー材の削孔挿入工程＞ 本新工法では、例えば図１に示すような、先端ビット１
Ｂを備えるとともに、この先端ビット１Ｂの先端面と頭
部１Ｈを除く基端側部分とに、内外に連通する先端吐出
口ＰＨ，…および基端側吐出口ＢＨ１〜ＢＨ３をそれぞ
れ形成した管状アンカー材（以下、単にアンカー材とも
いう）１を新規アンカーとして用いる。頭部１Ｈは非挿
入部分であり、アンカー材１の挿入深さ等に応じて適宜
長さを定める。また、図示例では、基端側吐出口ＢＨ１
〜ＢＨ３を長手方向に間隔を空けて複数設けており、こ
れらのうちいずれかが次述の挿入後において、既設覆工
物背面と地山表面との間の空洞部と略同じ深さ方向位置
にくるようになっている。

【００１５】そして図３に示すように、かかる管状アン
カー材１により既設覆工物Ｃ１を貫通してその背面の地
山ＢＧ内まで削孔し、この削孔によって管状アンカー材
１をその頭部１Ｈを残して地山ＢＧ内まで挿入する。図
示例では圧気を先端ビット１Ｂの先端吐出口から吹出し
て、この吹出しエアに乗せて削孔屑をアンカー材１外面
とアンカー孔壁ＡＨ１との隙間Ｓ１から既設覆工物Ｃ１
表面側へ排出させる、いわゆるエア削孔を採用してい
る。２は削岩機を示している。

【００１６】かかるエア削孔を行う場合、基端側吐出口
ＢＨ１〜ＢＨ３からも削孔エアを吹出させてしまうと、
その吹出しエアが削孔屑の排出を妨げるように作用し、
削孔屑の排出が円滑に行われない。そこで、図１および
図２に示すように、管状アンカー材１内にエア供給用内
管３を挿入し、かつこのエア供給用内管３を先端吐出孔
ＰＨ，…にのみ連通させた状態として、削孔エアを、こ
のエア供給用内管３の内部流路３Ｆを通して先端吐出口
ＰＨ，…のみから吹出させつつ削孔を行うのが好まし
い。この例ではエア供給用内管３の先端面３ａを、先端
ビット１Ｂ背面の先端吐出口への入口面１ｂに突き合わ
せ状態で直接接続しているが、図４に示すように、エア
供給用内管３の先端出口３ａを、最先端側の基端側吐出
口ＢＨ１と先端吐出口の入口１ｂとの間のアンカー材１
内に臨ませ、エア供給用内管３の内部流路３Ｆと先端吐
出口の入口１ｂとをアンカー材内流路１Ｆの一部分を介
して間接的に接続することもできる。この場合、エア供
給用内管３の少なくとも先端部３０の外周面をアンカー
材内周面に密着させる（図示例では、エア供給用内管３
の先端部３０の外周面にシールリングＲを巻付けて密着
シールしている）。

【００１７】また、図１および図２に示す例のエア供給
内管３の基端部には、アンカー材１と削岩機２とを接続
する接続部４が取付けられている。この接続部４は先端
側にナット部４ａを有し、アンカー材１の基端部周面に
形成されたネジ部１Ｎの外側に螺合するようなってい
る。この接続前の状態が図１に、接続後の状態が図２に
示されている。

【００１８】削孔挿入が完了したならば、図５に示すよ
うにアンカー材１を引き抜かずに残して、その挿入した
状態のアンカー材１から削岩機２および接続部４を含む
エア供給用内管３を取り外す（図５には取り外した状態
を示している）。

【００１９】＜第１の注入工程＞ 次に図６に示すように、この削孔挿入した管状アンカー
材１を引き抜かずに、硬化材Ｇ１を、その管状アンカー
材１内および先端側部分の吐出口ＰＨ，…を通して吐出
させる。この吐出硬化材Ｇ１は、管状アンカー材１とア
ンカー孔ＡＨとの隙間Ｓ１における少なくとも先端側部
分に対して注入充填する。さらに通常の場合には、図中
Ｇ１１として示すように注入硬化材は隙間周囲の背面地
山ＢＧ内にも浸透する。

【００２０】本発明のパッカー装置はかかる硬化材の注
入で使用することができる。図７〜９には第１のパッカ
ー装置例５を示し、図１０には第２のパッカー装置例５
０を示した。先ず両パッカー装置５，５０の共通点につ
いて説明すると、それらはいずれも次のような構成を有
するものである。

【００２１】すなわち、相対的に大径の拡径部６ａを先
端側部分に有する内管６と、拡径部６ａより後方の内管
部分を隙間をもって取り囲み、且つ内管６に対してその
長手方向に沿って前後スライド自在とされた外管７と、
この外管７の先端面と内管拡径部６ａの後端面との間の
内管部分を取り囲む筒状の可撓性パッカー部材５Ｐとを
含む、注入管部８を備えるとともに、内管６を外管７に
対して前後スライド移動させるワンタッチ操作手段９を
備えたものである。

【００２２】このワンタッチ操作手段９としては、同図
に詳細に示すように、外管７に対して取付けられた軸部
材周りに揺動するハンドル９Ｈと、このハンドル９Ｈの
揺動に応じて内管６を外管７に対して前後スライド移動
させるリンク機構部９Ｒとからなり、ハンドル９Ｈの揺
動によりリンク機構部９Ｒを介して内管６を外管７に対
して後へスライド移動させることによって、内管６の拡
径部６ａの後端面と外管７の先端面との間で可撓性パッ
カー部材５Ｐを挟み圧縮して側方に膨張させ張出させる
ように構成することができる。

【００２３】かくして、このワンタッチ操作手段９によ
り、図８に示すように内管６を外管７に対して後へスラ
イド移動させることによって、内管６の拡径部６ａと外
管７先端面との間で可撓性パッカー部材５Ｐを挟み圧縮
して側方に膨張させ張出させることができる。

【００２４】このように、両パッカー装置５，５０はパ
ッカー部材５Ｐの張出し機構において異なるところはな
く（相違する構造については後述する。）、双方ともに
ワンタッチでパッカー部材５Ｐを張出させることができ
るものであるので、ナットを締めつけていくことでパッ
カーを張出させる従来タイプの装置と比べて各段に迅速
かつ容易にパッカー張出しを行うことができる利点を有
する。

【００２５】注入に際しては、先ず、可撓性パッカー部
材５Ｐが側方に張出していない状態で、パッカー装置５
の注入管部８をアンカー材１内に挿入する。この際、パ
ッカー部材５Ｐの張出状態を示す図９から理解できるよ
うに、注入管部８のパッカー部材５Ｐが少なくともアン
カー材１の最先端側の基端側吐出口ＢＨ１を塞ぎうる位
置、すなわち好ましくは最先端側の基端側吐出口ＢＨ１
よりも先端側に位置させる。しかる後、図９に示すよう
に、ワンタッチ操作手段９によりパッカー部材５Ｐを側
方に張出させ、その張出したパッカー部材５Ｐによりア
ンカー材１の内面と注入管部８の外面との隙間Ｓ２を塞
いだ状態とする。その上で、この閉塞状態を保持しつ
つ、硬化材Ｇ１をパッカー装置５の内管６内を通してア
ンカー材１内へ供給する。硬化材Ｇ１はアンカー材１内
を通り、先端吐出口ＰＨ，…のみから吐出される。

【００２６】かくして、硬化材Ｇ１を、アンカー材１内
を介して先端吐出口ＰＨ，…のみから吐出させ、アンカ
ー材１外面とアンカー孔内面ＡＨ１との隙間Ｓ１に対し
て注入充填することができる。

【００２７】ところで、かかるアンカー材先端部のみの
硬化材注入において、注入量が多すぎるもしくは注入ス
ピードが速すぎることなどが原因で、注入した硬化材が
アンカー材１の基端側吐出口ＢＨ１〜ＢＨ３を閉塞して
しまうことがある。これでは、後述する第２の注入工程
において円滑な硬化材注入ができなくなったり、あるい
は注入不能となったりすることが想定される。これに対
して、前述第１のパッカー装置５を用いると、この閉塞
を防止することができる。

【００２８】すなわち図９に詳細に示すように、第１の
パッカー装置５では、第２のパッカー装置５０と異な
り、外管７の先端側部位に圧気吹出口７ａ，７ａを形成
するとともに、この圧気吹出口に対して内管６外面と外
管７内面との隙間Ｓ３を介して連通する圧気供給口９ａ
をワンタッチ操作手段９に設けており、少なくとも前述
第１の注入工程以降であって且つその注入硬化材の硬化
前に、好適には第１の注入直後に、圧気を圧気供給口９
ａおよび隙間Ｓ３を通して圧気吹出口７ａ，７ａから外
管７外面とアンカー材１内面との隙間Ｓ４に吹出させ、
この吹出圧気を、更にアンカー材１の基端側吐出口ＢＨ
１〜ＢＨ３から吹出させて、それら基端側吐出口ＢＨ１
〜ＢＨ３ならびにこれに連通する隙間Ｓ４，Ｓ３等を塞
いでいる未硬化の硬化材を吹き飛ばすことができる。か
くして、第１の注入による硬化材Ｇ１によりアンカー材
１の基端側吐出口ＢＨ１〜ＢＨ３への連通路が塞がって
しまうのを防止できる。なお、図６の工程図にはこの第
１のパッカー装置５が示されている。注入後、パッカー
装置５はアンカー材から引き抜かれる。

【００２９】＜硬化待ち＞ 一方、前述の第１の注入工程で注入した硬化材Ｇ１の硬
化により、管状アンカー材１の先端側部分が地山に対し
て固定されるのを待つ。

【００３０】＜管状アンカー材の緊張定着工程＞ 第１の注入による硬化材Ｇ１が硬化したならば、図１１
に示すように、既設覆工物Ｃ１表面から突出する管状ア
ンカー材１の頭部１Ｈに対して、アンカー挿通孔１０ａ
を有する支圧板１０を通し、次いでそのアンカー材頭部
１Ｈ周面に形成されたネジ部１Ｎ（図１１には示してい
ない）にテンションナット１１を螺合させ締付ける。こ
れにより、テンションナット１１がアンカー材１を介し
て地山ＢＧに反力を取りつつ、支圧板１０を既設覆工物
Ｃ１表面に圧接させる。かくして、管状アンカー材頭部
１Ｈを既設覆工物Ｃ１表面に対して定着させるととも
に、地山ＢＧと既設覆工物Ｃ１とに跨って固定された管
状アンカー材１に作用する緊張力によって、地山ＢＧと
既設覆工物Ｃ１とを強固に一体化することができる。

【００３１】＜新規覆工工程＞ 次に、図１２に示すように、既設覆工物Ｃ１表面を新た
に覆工し、新規覆工物Ｃ２を構築する。新規覆工におい
ては、アンカー材頭部１Ｈが突出しているのを埋め殺す
ために、図示例のようにモルタル類を用いた吹き付け工
法を採用するのが好ましい。また、特に吹き付けの際に
は、次述する第２の注入のために、管状アンカー材１の
基端面の開口部１Ｃにキャップ１２（ゴム製が好適）を
嵌めておき、このキャップ１２の基端部が露出するよう
に、新規吹き付けを行うのが好ましい。しかし他のコン
クリートブロック等による覆工を行っても良い。

【００３２】＜第２の注入工程＞ 新規覆工が完了したならば、図１３に示すように、硬化
材を、緊張定着されている管状アンカー材１内およびア
ンカー材１の基端側部分の吐出口ＢＨ１〜ＢＨ３を通し
て、既設覆工物Ｃ１背面と地山ＢＧ表面との間の空洞部
Ｈに対して注入充填する。

【００３３】図示例では、前述キャップ１２を新規覆工
物Ｃ２表面側から取り外して、新規覆工物Ｃ２表面側か
らその内部に埋め殺されたアンカー材１の基端面開口部
１Ｃに連通する注入孔１３を形成する。しかる後、前述
の第２のパッカー装置５０（もちろん、第１のパッカー
装置５を用いても良い。）を用い、その注入管部８を新
規覆工物Ｃ２の注入孔１３に挿入するとともに、パッカ
ー部材５Ｐを張出させ注入孔１３の口元の隙間を塞いだ
上で硬化材の注入を行う。

【００３４】この際、複数あるアンカー材１の基端側吐
出口ＢＨ１〜ＢＨ３のいずれか（図示例ではＢＨ３）
が、既設覆工物Ｃ１背面と地山ＢＧ表面との間の空洞部
Ｈと略同じ深さ方向位置にくるので、主にその基端側吐
出口ＢＨ３から空洞部Ｈに対して、ならびに主に他の基
端側吐出口ＢＨ１，…ＢＨ２，…からアンカー材１外面
とアンカー孔内面ＡＨ１との隙間Ｓ１における前述第１
の注入により注入しなかった残部に対する注入充填が行
われる。またこの際、通常の場合には、図中Ｇ２２とし
て示すように注入硬化材は隙間Ｓ１および空洞部Ｈ周囲
の背面地山ＢＧ内にも浸透する。

【００３５】＜後処理＞ 必要に応じて、前述第２の注入に際して使用した、新規
覆工物Ｃ２表面の前述キャップ１２により形成された残
孔１３にモルタル類Ｍを充填し、新規覆工物Ｃ２表面が
孔のない平坦な面となるようにコテ仕上げをする。

【００３６】＜その他＞ 本発明のパッカー装置は、上述したような既設覆工物の
補修工法のみならず、法面や地山に形成したものを含む
被注入孔もしくは管路などの注入路一般に対して、その
注入路内に硬化材や他の流体を注入する際に、使用する
ことができるものである。

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、迅速か
つ容易にパッカーを張出すことができるパッカー装置と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンカー材およびエア供給用内管を示す、縦断
面図である。

【図２】アンカー材にエア供給用内管を取付けた状態を
示す、縦断面図である。

【図３】自削孔工程を示す、一部縦断面図である。

【図４】エア供給用内管の他の例を示す、縦断面図およ
び要部拡大図である。

【図５】地削孔工程終了後の状態を示す、一部縦断面図
である。

【図６】第１の注入工程を示す、一部縦断面図である。

【図７】本発明に係る、第１のパッカー装置を示す、一
部縦断面図である。

【図８】そのパッカー膨出状態を示す、一部縦断面図で
ある。

【図９】図８の要部拡大図である。

【図１０】本発明に係る、第２のパッカー装置を示す、
一部縦断面図である。

【図１１】管状アンカー材の緊張定着工程を示す、一部
縦断面図である。

【図１２】新規覆工工程を示す、一部縦断面図である。

【図１３】第２の注入工程を示す、一部縦断面図であ
る。

【図１４】仕上げ工程を示す、一部縦断面図である。

【図１５】従来のパッカー装置を示す、縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１…管状アンカー材、ＢＨ１〜ＢＨ３…基端側吐出口、
ＰＨ…先端吐出口、３…エア供給用内管、５…第１のパ
ッカー装置、５０…第２のパッカー装置、９…ワンタッ
チ操作手段、Ｃ１…既設覆工物、Ｃ２…新規覆工物、Ｂ
Ｇ…地山。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に大径の拡径部を先端側部分に有す
   る内管と、 前記拡径部より後方の内管部分を取り囲み且つ内管に対
   してその長手方向に沿って前後スライド可能な外管と、 この外管と前記内管の拡径部との間の内管部分を取り囲
   む可撓性パッカー部材と、 前記外管に対して取付けられた軸部材周りに揺動するハ
   ンドル、およびこのハンドルの揺動に応じて前記内管を
   前記外管に対して前後スライド移動させるリンク機構部
   からなるワンタッチ手段とを備え、 前記ハンドルの揺動により前記リンク機構部を介して前
   記内管を外管に対して後へスライド移動させることによ
   って、前記内管の拡径部と前記外管との間で前記可撓性
   パッカー部材を挟み圧縮して側方に張出させるように構
   成したことを特徴とするパッカー装置。
2. 【請求項２】相対的に大径の拡径部を先端側部分に有す
   る内管と、 前記拡径部より後方の内管部分を隙間をもって取り囲
   み、且つ内管に対してその長手方向に沿って前後スライ
   ド自在とされ、且つ側面に圧気吹出口が形成された外管
   と、 この外管と前記内管拡径部との間の内管部分を取り囲む
   可撓性パッカー部材とを含む、注入管部と、 前記外管に対して取付けられた軸部材周りに揺動するハ
   ンドル、およびこのハンドルの揺動に応じて前記内管を
   前記外管に対して前後スライド移動させるリンク機構部
   からなるワンタッチ手段とを備え、 前記ハンドルの揺動により前記リンク機構部を介して前
   記内管を外管に対して後へスライド移動させることによ
   って、前記内管の拡径部と前記外管との間で前記可撓性
   パッカー部材を挟み圧縮して側方に張出させるように構
   成するとともに、圧気を、前記内管と外管との隙間を通
   して前記圧気吹出口から吹出させるように構成したこと
   を特徴とするパッカー装置。