JP3677657B2

JP3677657B2 - 薬液注入工法及びそれに用いるダブルパッカー

Info

Publication number: JP3677657B2
Application number: JP2002207337A
Authority: JP
Inventors: 隆善松永
Original assignee: 株式会社大阪防水建設社
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: JP2004052253A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤改良工法に係り、詳しくは、地質状況に応じて地盤中に注入材を注入することにより、地山（自然地盤）の止水及び地山強度の改良を図る薬液注入工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の地盤改良工法として、例えば、特開平１１−１１７２８８号公報に開示の工法があり、これは、図６に示すように、先ず、改良すべき地盤Ａの所要箇所をケーシングパイプｂによりケーシング堀りして縦坑Ｈを形成し（図６（イ））、ケーシングパイプｂを抜き取った後、管ベンダー１を内部に備えたガイド管２を縦坑Ｈに挿入し（図６（ロ））、ガイド管２内部の管ベンダー１に金属管３を強制的に押し通して金属管３を縦方向から横方向へ曲げ加工を行いながら金属管３を地中へと略横方向に円弧状に前進移動させ（図６、（ハ））、移動終了後に、金属管３の上方への強制引き抜きにつれ金属管先部を前進位置から管ベンダー内まで後退移動させ、この前後の移動の少なくとも一方向の移動の間に、金属管３の先部の噴射口３ａ１を通じて薬液（グラウト）を外側方に噴射させる（図６（ニ））ことにより地盤改良部を形成する工法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の地盤改良工法では、予め地質を調査して深度に応じた所要量の薬液を金属管３の噴射口から地中に注入し地盤改良を行うが、上記のように金属管３をガイド管２から強制的に引き抜いてしまった後に、地層中の小亀裂などを伝って薬液が流れ出す等の通常の地質調査では予測困難な要因によって、改良を施したはずの地盤に所望の強度が得られていないことがあり、再度、ボーリングから薬液注入作業をやり直さなければならないという問題があった。
【０００４】
特に、既設埋設管等があると、一度薬液で周囲を固めてしまっている場合には、その既設埋設管の下部に薬液注入を行うのに、噴射口付きの金属管３を再度、地中に進入させることが困難であり、既設埋設管を撤去しなければならないような事態も生じ、地盤改良工事が難航するという問題もあった。
【０００５】
そこで本発明は、薬液注入のやり直し、即ち薬液再注入を容易になし得る薬液注入工法及びそれに用いるダブルパッカーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る薬液注入工法は、内部に管ベンダーを備えたガイド管を、改良目的地盤内に貫入設置するガイド管設置工程と、前記ガイド管内部の管ベンダーに金属管を強制的に押し通して該金属管を縦方向から横方向へ曲げ加工を行いながら該金属管を地中へと略横方向に前進移動させる金属管進入工程と、前記曲げ加工がなされた金属管内に、逆止弁付きの薬液注入口を所定間隔毎に備える可撓性外管を挿入する外管挿入工程と、前記可撓性外管を地中に残した状態で、前記金属管を引き抜き、しかる後、前記ガイド管を引き抜く、管引き抜き工程と、前記金属管及びガイド管を引き抜いた後の縦坑にシール材を注入するシール材注入工程と、前記可撓性外管内に、可撓性の注入ホースに接続され且つパッカー同士が互いに可撓性連結部材によって連結されているダブルパッカーを挿入するダブルパッカー挿入工程と、前記ダブルパッカーから前記可撓性外管の各薬液注入口を通じて薬液を地中に圧入する薬液注入工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
而して、金属管噴射管ではなく埋殺しの可撓性外管に可撓性を持たせたダブルパッカーを挿入し、該ダブルパッカーから可撓性外管の薬液注入口を通じて地中に薬液注入を行うこととしたので、薬液の再注入を容易になし得る。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、上記薬液注入工法に適した本発明に係るダブルパッカーは、パッカー同士が可撓性連結材によって連結されていることを特徴とする。パッカー同士を可撓性連結材によって連結したことにより、前記可撓性外管への挿入を可能にする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について以下に図面を参照して説明する。なお、全図を通し、同様の構成部分には同符号を付した。
【００１０】
本発明に係る薬液注入工法は、改良すべき地盤Ａの所要箇所に縦坑Ｈを形成し（図１（イ））、管ベンダー１を内部に備えたガイド管２を縦坑Ｈに挿入し（図１（ロ））、ガイド管２内部の管ベンダー１に金属管３を強制的に押し通して金属管３を縦方向から横方向へ曲げ加工を行いながら金属管３を地中へと略横方向に円弧状に前進移動させる（図１（ハ））工程は、従来の薬液注入工法と同様であり、それ以降の工程及び金属管３に噴射口を必要としない点が従来と異なる。図中、符号Ｇで示すのは、既設埋設管である。
【００１１】
なお、図示の管ベンダー１は、ベンディングローラを備える形式のものであるが、例えば、特開平１０−１５２８３０号公報や特開平１０−１５２８３１号公報等に開示されているような、その他の種々の管ベンダーを採用することができる。また、図示の例では、管ベンダ１は、金属管３を円弧状に曲げられているが、縦方向から横方向へ曲げられるものであれば良く、特開平１０−１５２８３０号公報の添付図１１に開示されているように、曲げた後の形状が直線状であっても良い。
【００１２】
金属管３の前進移動を終えた後、可撓性外管４が金属管３に挿入される（図２（イ））。金属管３の管内には、地中の土が詰まっているから、可撓性外管４は、金属管３内に詰まっている土を押し出すことができ、押し出す際に座屈を生じない程度の座屈強度を有していることが必要である。また、可撓性外管４は、薬液を１．５ＭＰａ程度の高圧で注入しても破裂しない程度の引っ張り強度を有する一方で、円弧状の経路に沿って送り込むことができるような可撓性を有することが必要である。そのような可撓性外管４としては、例えば、外径が２０〜５０ｍｍ、肉厚が３〜５ｍｍ程度のポリエチレン管を例示することができる。
【００１３】
可撓性外管４は、その先端にアンカー部材５を備えることが好ましい。アンカー部材５は、例えば、特許第２５９９６８５号公報に開示のものを用いることができ、末広がりで弾性を有する逆止爪片５ａを備えている。アンカー部材５が金属管３から出るまで可撓性外管４を金属管３に押し通し、可撓性外管４を少し引き戻せば、アンカー部材５が地中に定着する。
【００１４】
また、可撓性外管４は、所定間隔毎、例えば、３０ｃｍ間隔で薬液注入口４ａを備えている。薬液注入口４ａには、管外から管内へ地下水等が流入しないように逆止弁６が取り付けられている。逆止弁６は、例えば、図３に示すように、可撓性外管４の外周に環状凹部４ｂを形成して、その環状凹部４ｂに帯状ゴム環６ａを外嵌し、帯状ゴム環６ａには、注入口４ａと重ならない位置に薬液噴射用のスリット６ｂを形成したものとすることができるが、これに限らず、公知の逆止弁を採用することができる。
【００１５】
可撓性外管４を金属管３に挿入した後、可撓性外管４をそのままにしておいて、金属管３のみをガイド管２から強制的に引き抜く。このとき、曲げ加工が施されていた金属管３は、管ベンダー１によって元の真っ直ぐな形状に戻されながら、引き抜かれる。金属管３を引き抜い後、ガイド管２を地中から引き抜く。
【００１６】
ガイド管２が引き抜かれた後の縦坑Ｈに、シール材（シールグラウト）を注入する。シール材Ｓ（図２（ハ）参照）は、一般には、固化に２〜３日を要する。
【００１７】
次に、注入ホース８が接続されたダブルパッカー７を、可撓性外管４に挿入し、ダブルパッカー７を通じて薬液（グラウト）を注入する。
【００１８】
注入ホース８は、最大で１．５ＭＰａ程度の薬液注入圧力に耐え得るものであって、可撓性外管４の円弧状管路に沿って挿入し得るような可撓性を有するものであれば良く、例えば、外径が８〜２０ｍｍ、肉厚が１〜３ｍｍの程度のポリエチレン製ホースが好ましいが、ナイロン、テトロン、その他の樹脂製ホースを採用することもできる。
【００１９】
ダブルパッカー７は、可撓性外管４の円弧状管路に沿って挿入できるように、図４及び図５に示すように、１対のパッカー７ａ、７ｂが可撓性連結部材７ｃによって連結されている。
【００２０】
可撓性連結部材７ｃは、例えば、直径が１０〜３０ｍｍ、長さが１０〜２０ｃｍ程度のワイヤーやピアノ線等の線材、或いは、厚みが１〜５ｍｍ、幅が１〜３ｃｍ、長さが１０〜２０ｃｍ程度のステンレス板などの板バネ材を採用することができる。
【００２１】
パッカー７ａ、７ｂは、それぞれ、ゴム筒部７ａ−１、７ｂ−１とその両端を閉じる金属製キャップ７ａ−２、７ｂ−２とを有し、ゴム筒部７ａ−１，７ｂ−１が、可撓性外管４の円弧状管路に沿って弾性変形（撓み変形）できるようになっている。
【００２２】
パッカー７ａ−１、７ｂ−１には、圧力水をパッカー７ａ−１，７ｂ−１に注入するための注水ホース１０、１１が接続されている。パッカー７ａ−１，７ｂ−１は、注水ホース１０，１１からの注水を受けて膨張するようになっている。
【００２３】
また、ピアノ線のような補強用線材９を注入ホース８に沿って縛り付ける等して固定したり、或いは、注入ホース８を３本束ねたりすることにより、強度を増加させて、可撓性外管４内に押し込みやすくすることが好ましい。
【００２４】
なお、ダブルパッカー７を装着した注入ホース８は、可撓性外管４に予め挿入しておいて、可撓性外管４を金属管３に挿入する際に、可撓性外管４とともに金属管３に挿入しておいても良い。
【００２５】
こうしてダブルパッカー７が可撓性外管４内にセットされたら、注入ホース８と図外において接続されたポンプを作動させて、薬液をダブルパッカー７に送り、可撓性外管４の薬液注入口４ａ、及び逆止弁６を介して、薬液を地中に圧中する。
【００２６】
ダブルパッカー７による薬液注入は、可撓性外管４内をステップアップさせつつ、或いは、ステップダウンさせつつ行うことができる。
【００２７】
薬液注入は、一次注入と二次注入とに分けて行うことができる。一次注入では、ゲルタイムの長いもの、即ち、硬化時間が２〜３日と比較的長い薬液を注入する。二次注入は、一次注入による薬液が硬化した後、ゲルタイムが例えば、２０分〜１日程度の薬液を注入する。一次注入により、薬液を地中に十分に浸透させ、二次注入により地盤の強度を高めることができる。
【００２８】
薬液注入を終え、薬液が固化した後、ボーリング調査により、予定していた強度が得られているかを調べ、予定しいた強度が得られていない層が存在する場合は、再度、その層に薬液を注入することができる。
【００２９】
また、薬液再注入を容易に行えるので、既設埋設管等の既設埋設物の下方に薬液を再注入するのに効果がある。
【００３０】
薬液注入を終えた後、ダブルパッカー７は引き抜かれるが、可撓性外管４はそのまま地中に埋められる。薬液が固化していて引き抜くことが困難であり、また、そのまま埋めておいても、シールド掘進などの障害とならないように容易に破壊できるため不都合が生じることも無いからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薬液注入工法の一次実施形態を、工程順に説明するために、一部の工程の施工状態を示す縦断面図である。
【図２】図１に続く工程の施工状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の構成要素であって図２（ロ）に示す可撓性外管を、一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の構成要素であって図２（ハ）に示す、ダブルパッカーを備える注入ホースを一部拡大して示す斜視図である。
【図５】図４のダブルパッカーを拡大して示す断面図である。
【図６】従来の薬液注入工法の一例を工程順に説明するために、各工程の施工状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１管ベンダー
２ガイド管
３金属管
４可撓性外管
４ａ薬液注入口
５アンカー部材
６逆止弁
７ダブルパッカー
７ａ、７ｂパッカー
８注入ホース

Claims

内部に管ベンダーを備えたガイド管を、改良目的地盤内に貫入設置するガイド管設置工程と、
前記ガイド管内部の管ベンダーに金属管を強制的に押し通して該金属管を縦方向から横方向へ曲げ加工を行いながら該金属管を地中へと略横方向に前進移動させる金属管進入工程と、
前記曲げ加工がなされた金属管内に、逆止弁付きの薬液注入口を所定間隔毎に備える可撓性外管を挿入する外管挿入工程と、
前記可撓性外管を地中に残した状態で、前記金属管を引き抜き、しかる後、前記ガイド管を引き抜く、管引き抜き工程と、
前記金属管及びガイド管を引き抜いた後の縦坑にシール材を注入するシール材注入工程と、
前記可撓性外管内に、可撓性の注入ホースに接続され且つパッカー同士が互いに可撓性連結部材によって連結されているダブルパッカーを挿入するダブルパッカー挿入工程と、
前記ダブルパッカーから前記可撓性外管の各薬液注入口を通じて薬液を地中に圧入する薬液注入工程と、を有することを特徴とする薬液注入工法。
前記ダブルパッカーに接続される注入ホースが、該注入ホースに沿って補強用線材が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の薬液注入工法。
請求項１に記載の薬液注入工法の実施に適したダブルパッカーであって、パッカー同士が可撓性連結材によって連結されていることを特徴とするダブルパッカー。