JP3770295B2 - High-pressure jet injection mixing processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤の改良、建設構造物基礎等を目的として施工される地盤硬化材注入工法において、定型均一なる良質な地盤改良体を形成し得る高圧ジェット噴射混合処理工法いわゆるジェットグラウト工法で使用する高圧ジェット噴射混合処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高圧ジェット噴射混合処理工法は、水に高い圧力を加えて得られる強力なエネルギーによって地盤の組織を破壊し、スライムを地表に排出することによって地中に人為的空間を作り、硬化材を充填して強固な固結体を造成するものである。
【0003】
図5に示すように、注入管1として三重管を使用し、圧縮空気2を伴った超高圧水3を地盤に回転して噴出させて地盤を切削し、そのスライム4を地表に排出させるとともに硬化材5を同時充填させ、円柱状の固結体を造成する三重管工法(コラムジェットグラウト工法)について説明する。
【0004】
図6に示すように、注入管1は、超高圧水流路6、圧縮空気流路7、硬化材流路8の各流路を有する注入管本体部1aの先端にモニター1bを取付け、頂部に前記注入管本体部1aの各流路に超高圧水、圧縮空気、硬化材を送る注入管スイベル1cを設けたものである。
【0005】
モニター1bでは高圧水ノズル9と空気ノズル10を組合わせ、超高圧水3と圧縮空気2を同時に噴射して、所定造成範囲の土砂を切削する噴射ノズル11を設け、この噴射ノズル11の下方に硬化材5を噴射する硬化材ノズル12を設けた。図中13は先端シューである。
【0006】
三重管工法(コラムジェットグラウト工法)の施工手順は、図7に示すように、ボーリングマシン14で先端にメタルクラウン15、スタビライザー16を有するケーシングパイプ17でガイドホールを施工し、図8に示すように、トラッククレーン等でこのケーシングパイプ17内に三重管による注入管1の注入管本体部1aを建込む。
【0007】
図9に示すように、ケーシングパイプ17を引き抜き(状況によってはケーシングパイプを残すこともある)、図10に示すように造成マシン18を設置し、また注入管本体部1aの上端に注入管スイベル1cを設置し、圧縮空気2、超高圧水3、硬化材5を注出して注入管1を回転しながら引き上げ、図11に示すようにコラム施工完了となる。
【0008】
このように噴射ノズル11からは、周囲を圧縮空気により包合された超高圧水が噴射され、これが地中の土粒子を撹乱するとともに人為的空間を作り、この空隙部に、次には硬化材ノズル12から抽出される硬化材が充填されることとなる。この噴射ノズル11の周囲より噴射される圧縮空気は、エアーリフト効果と称される絶妙な効果を与える上で欠くことのできない要因の一つと目されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)では、噴射ノズル11は1個のみであり、地盤の切削能力には限界があるので、注入管1の引上速度には限界がある。ちなみに、噴射ノズル11から周囲を圧縮空気で包合され噴射される超高圧水の超高圧ポンプの能力は、70リットル/min 400kgf/cm2であるとして、回転数5〜6rpm、引上速度は16〜25min/m が適切とされた。
【0010】
なお、特公平6-54007 号公報では、重合構造の四つの流路を有する注入ロッドの先端に設置されたモニターの側壁に、各々ロッド内流路に通ずるとともに、噴射口において重合する重合構造の上部噴射ノズルと下部噴射ノズルの2つを設けたものが示されている。
【0011】
この2つのノズルは、各ノズルの周囲ノズルから加圧気体を、上部ノズルからは超高圧水を、下部ノズルからは超高圧硬化材を噴射するものである。
【0012】
従って、この特公平6-54007 号公報のものは硬化材を超高圧で噴射できるという効果はあるが、周囲を圧縮空気で包合され噴射される超高圧水での切削能力を高められるものではない。
【0013】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、超高圧水での切削能力を高められることで、引上速度を高めることができるので、施工性能が向上する高圧ジェット噴射混合処理装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、注入管を回転させて引き上げる際に、圧縮空気を伴った超高圧水を噴射ノズルから地盤に噴出させて地盤を切削するとともに硬化材を充填させ、円柱状の固結体を造成する高圧ジェット噴射混合処理方法に使用するものとして、超高圧水、圧縮空気、硬化材の流路を有する注入管本体部の先端に、高圧水ノズルと空気ノズルを組合わせ、高圧水と圧縮空気を同時に噴射して、所定造成範囲の土砂を切削する噴射ノズルを設け、この噴射ノズルの下方に硬化材を噴射する硬化材ノズルを設けたモニターを取付け、注入管本体部の頂部に前記注入管本体部の各流路に超高圧水、圧縮空気、硬化材を送る注入管スイベルを設けた高圧ジェット噴射混合処理装置において、
注入管本体部は中央に超高圧水流路を形成する管を形成し、その回りに圧縮空気流路を形成する2つの管と硬化材流路を形成する管とを並べて形成した多管体で構成し、モニター上方の高圧水ノズルと空気ノズルを組合わせる噴射ノズルは注入管軸に対して直交方向で相互に反対方向に向くように上下で位置をわずかにずらして対に設け、この2つの噴射ノズルから圧縮空気を伴った超高圧水を噴射して2方向を同時切削するものとし、高圧水ノズルは双方が中央の管の超高圧水流路に連通し、空気ノズルはそれぞれ個別の管の圧縮空気流路に連通させたことを要旨とするものである。
【0015】
本発明によれば、モニター上方で高圧水ノズルと空気ノズルを組合わせる噴射ノズルは注入管軸に対して直交方向で相互に反対方向に向くように対に設けたので、従来と比較して周囲を圧縮空気により包合された超高圧水での地盤の切削能力は倍増化し、その結果、注入管の引き上げ速度を倍程度に増やして引き上げ時間を減少しても支障がなく、施工性能を上げることができる。
【0016】
また、このように切削能力を高めることにより、場合によっては、硬化材は従来配合と比較して比重大、粘性高のものを使用でき、硬化材の希釈が少ないので、地盤中の歩留まりがよく、早く引き上げての品質(強度)を確保できる。
【0017】
また、2個の高圧水ノズルと空気ノズルを組合わせる噴射ノズルは、圧縮空気流路については独自の流路、すなわち、別系統ラインとすることで、仮に一方の噴射ノズルが閉塞しても、閉塞による圧力差で他の噴射ノズルに影響を与えることがない。このようにして、地盤、深度により1本の造成中に、エアーの風量・圧力を各噴射ノズル毎に調整することが可能となる。
【0018】
さらに、注入管軸に対して直交方向で相互に反対方向に向くように対に設ける噴射ノズルは、これを上下で位置をわずかにずらしたので、注入管を回転するときに圧縮空気により包合された超高圧水での地盤の切削平面は完全に重なることはなく、その分上下で広がりが確保できるとともに、上下に間隔を存して完全に分離することもないので相乗作用も期待できる。
【0019】
また、前記作用に加えて、注入管本体部は中央の超高圧水流路の回りに圧縮空気流路と硬化材流路を並べて形成した多管体で構成することで、注入管本体部の構成を簡単にすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。先に本発明装置を使用して行う高圧ジェット噴射混合処理方法を図1について説明すると、基本的には前記従来例で説明した三重管工法(コラムジェットグラウト工法)の施工手順と変わりはなく、超高圧水3、圧縮空気2、硬化材5の流路を有する注入管1の先端に、高圧水ノズルと空気ノズルを組合わせ、高圧水と圧縮空気を同時に噴射して、所定造成範囲の土砂を切削する噴射ノズル11を設け、この噴射ノズル11の下方に硬化材5を噴射する硬化材ノズル12を設けたモニター1bを取付け、注入管本体部1aの頂部に前記注入管本体部1aの各流路に超高圧水、圧縮空気、硬化材を送る注入管スイベル1cを設けた高圧ジェット噴射混合処理装置を使用し、注入管1の引き上げの際に、圧縮空気2を伴った超高圧水3を噴射ノズル11から地盤に回転して噴出させて地盤を切削し、そのスライムを地表に排出させるとともに硬化材5を同時充填させ、円柱状の固結体を造成するものである。
【0021】
本発明は前記噴射ノズル11はこれを注入管1の軸直方向で相互に反対方向に向くように対に設け、この2つの噴射ノズル11から圧縮空気2を伴った超高圧水3を噴射して2方向を同時切削することとした。
【0022】
そして、圧縮空気2は各噴射ノズル11に対しては別系統ラインで送るものとし、各ライン毎に風量・圧力計等によるセンサー19a,19bを設けて監視・制御する。
【0023】
次にこのような方法を行うための本発明装置について説明する。図2、図3、図4は注入管1の実施形態を示す縦断側面図であり、図中1aは注入管本体部、1bはその下端に取り付けるモニター、1cは注入管本体部1aの頂部に設ける注入管スイベルである。
【0024】
注入管本体部1aは、中央に超高圧水流路6を形成する管29aを形成し、その回りに圧縮空気流路7を形成する管29b,29b′と硬化材流路8を形成する管29cとを並べて形成した多管体29をもって構成する。図示の例では管29b,29b′は管29aを中にして左右に配置し、管29cはこれら管29bと29b′の間に2個ずつ並べて形成した。
【0025】
モニター1bでは高圧水ノズル9と空気ノズル10を組合わせる噴射ノズル11は注入管1の軸直方向で相互に反対方向に向くように対に、しかも、上下で位置を多少ずらせるようにして設け、前記多管体29による注入管本体部1aに合わせて高圧水ノズル9は前記の双方の噴射ノズル11のものが超高圧水流路6を形成する管29aに連通し、空気ノズル10は一方の噴射ノズル11のもの(図示では下側)が圧縮空気流路7を形成する管29bに、他方が圧縮空気流路7を形成する管29b′にそれぞれ連通させた。
【0026】
さらにモニター1bでは前記2つの噴射ノズル11の下方に硬化材ノズル12を設けるが、この硬化材ノズル12は前記硬化材流路8を形成する管29cに連通させる。本実施形態ではモニター1bの先端にはメタルクラウン25を設けた。
【0027】
注入管スイベル1cは、注入管本体部1aの超高圧水流路6を形成する管29aに連通する高圧水注入口26、圧縮空気流路7を形成する管29bに連通する圧縮空気注入口27a、圧縮空気流路7を形成する管29bに連通する圧縮空気注入口27b、硬化材流路8を形成する管29cに連通する硬化材注入口28を有するもので、これら高圧水注入口26と、圧縮空気注入口27a,27b、硬化材注入口28は相互に独立して回転可能となるようにスイベル機構が設定される。
【0028】
なお、モニター1b、注入管スイベル1cカップリングで注入管本体部1aに着脱自在に嵌合する構成が採用し得る。
【0029】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の高圧ジェット噴射混合処理装置は、超高圧水での切削能力を高められることで、引上速度を高めることができるので、施工性能が向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置を使用する高圧ジェット噴射混合処理工法の説明図である。
【図2】 本発明の高圧ジェット噴射混合処理装置の実施形態を示す一部省略した縦断側面図である。
【図3】 図2のB−B線断面図である。
【図4】 図2のC−C線断面図である。
【図5】 従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)を示す縦断側面図である。
【図6】 従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)で使用する三重管の縦断側面図である。
【図7】 従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)の第1工程の縦断側面図である。
【図8】 従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)の第2工程の縦断側面図である。
【図9】 従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)の第3工程の縦断側面図である。
【図10】 従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)の第4工程の縦断側面図である。
【図11】 従来の三重管工法(コラムジェットグラウト工法)の第5工程の縦断側面図である。
【符号の説明】
1…注入管 1a…注入管本体部
1b…モニター 1c…注入管スイベル
2…圧縮空気
3…超高圧水 4…スライム
5…硬化材 6…超高圧水流路
7…圧縮空気流路 8…硬化材流路
9…高圧水ノズル 10…空気ノズル
11…噴射ノズル 12…硬化材ノズル
13…先端シュー 14…ボーリングマシン
15…メタルクラウン 16…スタビライザー
17…ケーシングパイプ 18…造成マシン
19a,19b…センサー
25…メタルクラウン 26…高圧水注入口
27a,27b…圧縮空気注入口 28…硬化材注入口
29…多管体 29a,29b,29b′,29c…管 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a so-called jet grouting method, which is a high-pressure jet mixing treatment method that can form a uniform, good quality ground improvement body in a ground hardening material injection method that is constructed for the purpose of soft ground improvement, construction structure foundations, etc. it relates a high-pressure jet mixing treatment MakotoSo location to be used.
[0002]
[Prior art]
The high-pressure jet injection mixing method destroys the structure of the ground by powerful energy obtained by applying high pressure to water, creates an artificial space in the ground by discharging slime to the surface, and fills with hardener. A strong solid body.
[0003]
As shown in FIG. 5 , a triple pipe is used as the
[0004]
As shown in FIG. 6 , the
[0005]
In the
[0006]
As shown in FIG. 7 , the triple pipe method (column jet grouting method) is constructed as shown in FIG. 8 , in which a guide hole is constructed with a
[0007]
As shown in FIG. 9 , the
[0008]
In this way, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional triple pipe method (column jet grouting method), there is only one
[0010]
In Japanese Patent Publication No. 6-54007, a side wall of a monitor installed at the tip of an injection rod having four flow paths having a polymerization structure is connected to each flow path in the rod and has a polymerization structure that is polymerized at an injection port. One having two upper and lower spray nozzles is shown.
[0011]
These two nozzles eject pressurized gas from the surrounding nozzles of each nozzle, ultra-high pressure water from the upper nozzle, and ultra-high pressure curing material from the lower nozzle.
[0012]
Accordingly, the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-54007 has the effect that the hardened material can be injected at an ultra-high pressure, but the cutting ability with the ultra-high-pressure water that is encapsulated with the compressed air and injected is not improved. Absent.
[0013]
An object of the present invention to eliminate the disadvantages of the prior art, by increased cutting ability of the ultra high pressure water, it is possible to increase the pulling speed, a high-pressure jet mixing treatment MakotoSo location where construction performance is enhanced Is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Since the present invention is to achieve the above object, note pipe when pulling the rotate, the ultra-high pressure water with compressed air is ejected into the ground from the injection nozzle is filled with curing material while cutting the ground, cylindrical Combined with a high-pressure water nozzle and an air nozzle at the tip of the injection tube main body with a flow path for ultra-high pressure water, compressed air, and hardener Injecting high pressure water and compressed air at the same time to provide a spray nozzle that cuts the soil within a predetermined range, and installing a monitor with a hardener nozzle that sprays the hardener below this spray nozzle ultrahigh pressure water to the flow channel of the injection tube body portion at the top, compressed air, in a high pressure jet mixing treatment MakotoSo location in which a injection pipe swivel Send hardener,
The injection tube main body is a multi- tube body formed by forming a tube forming an ultra-high pressure water flow channel at the center, and arranging two tubes forming a compressed air flow channel and a tube forming a hardening material flow channel around the tube. The injection nozzle that combines the high-pressure water nozzle and the air nozzle above the monitor is provided in pairs with the position slightly shifted up and down so as to be perpendicular to the injection tube axis and opposite to each other. It is assumed that ultra-high pressure water with compressed air is injected from the injection nozzle and cuts in two directions at the same time. Both high-pressure water nozzles communicate with the ultra-high-pressure water flow path of the central pipe , and each air nozzle is connected to an individual pipe. The gist of the invention is that it is communicated with the compressed air flow path.
[0015]
According to the present invention, the injection nozzle that combines the high-pressure water nozzle and the air nozzle above the monitor is provided in pairs so as to be orthogonal to the injection tube axis and opposite to each other. The ground cutting ability with ultra-high pressure water encapsulated in compressed air is doubled, and as a result, there is no problem even if the pulling time is increased by doubling the pulling speed of the injection pipe and the construction performance is improved. be able to.
[0016]
Also, by increasing the cutting ability in this way, in some cases, hardened materials can be used that are more serious and more viscous than conventional blends, and since the hardened material is less diluted, the yield in the ground is good. The quality (strength) can be secured by pulling up quickly.
[0017]
In addition, the injection nozzle that combines the two high-pressure water nozzles and the air nozzle is an original flow path for the compressed air flow path, i.e., a separate system line, even if one of the injection nozzles is blocked, The pressure difference due to the blockage does not affect other injection nozzles. In this way, it becomes possible to adjust the air volume and pressure for each injection nozzle during the creation of a single pipe depending on the ground and depth.
[0018]
Follicle Further, the injection nozzle provided in another to face in opposite directions pairs Cartesian direction relative injection tube axis, because it was slightly shifting the position in the vertical, by compressed air when rotating the injection tube The ground cutting planes in the combined ultra-high pressure water do not overlap completely, so that the spread can be ensured up and down, and synergistic action can be expected because there is no separation between the top and bottom .
[0019]
In addition to the action, the injection tube body portion by configuring it Takantai formed by arranging a central ultrahigh pressure water flow path around the cured material flow path and the compressed air flow path, the configuration of the injection tube body portion Can be easy.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. When the high-pressure jet injection mixing method performed using the apparatus of the present invention is described with reference to FIG. 1, the construction procedure of the triple pipe method (column jet grout method) described in the conventional example is basically the same. A combination of a high-pressure water nozzle and an air nozzle at the tip of an
[0021]
In the present invention, the
[0022]
The
[0023]
Next, an apparatus of the present invention for performing such a method will be described. 2, 3, 4 is a longitudinal side view showing an implementation form of the
[0024]
Note pipe
[0025]
In the
[0026]
Further, in the
[0027]
The
[0028]
Note that
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the high-pressure jet jet mixing treatment apparatus of the present invention can increase the pulling speed by increasing the cutting ability with ultra-high pressure water, so that the construction performance is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a high-pressure jet injection mixing method using the apparatus of the present invention.
2 is a longitudinal side view partially omitted showing the implementation form of high pressure jet mixing apparatus of the present invention.
3 is a sectional view taken along line B-B of FIG.
4 is a sectional view taken along line C-C of Figure 2.
FIG. 5 is a longitudinal side view showing a conventional triple pipe method (column jet grouting method).
FIG. 6 is a longitudinal side view of a triple pipe used in a conventional triple pipe method (column jet grouting method).
FIG. 7 is a longitudinal side view of a first step of a conventional triple pipe method (column jet grouting method).
FIG. 8 is a longitudinal side view of a second step of a conventional triple pipe method (column jet grouting method).
FIG. 9 is a longitudinal side view of a third step of a conventional triple pipe method (column jet grouting method).
FIG. 10 is a longitudinal side view of a fourth step of a conventional triple pipe method (column jet grouting method).
FIG. 11 is a vertical side view of a fifth step of a conventional triple pipe method (column jet grouting method).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
11 ...
13 ...
15 ...
17 ...
19a, 19b ... Sensor
25…
27a, 27b ... compressed
29 ... multi-tube 29a, 29b, 29b ', 29c ... tube
Claims (1)
注入管本体部は中央に超高圧水流路を形成する管を形成し、その回りに圧縮空気流路を形成する2つの管と硬化材流路を形成する管とを並べて形成した多管体で構成し、モニター上方の高圧水ノズルと空気ノズルを組合わせる噴射ノズルは注入管軸に対して直交方向で相互に反対方向に向くように上下で位置をわずかにずらして対に設け、この2つの噴射ノズルから圧縮空気を伴った超高圧水を噴射して2方向を同時切削するものとし、高圧水ノズルは双方が中央の管の超高圧水流路に連通し、空気ノズルはそれぞれ個別の管の圧縮空気流路に連通させたことを特徴とする高圧ジェット噴射混合処理装置。High-pressure jet injection that forms ultra-high pressure water with compressed air from the injection nozzle onto the ground to cut the ground and fill with a hardener to form a cylindrical solid body when the injection pipe is rotated and pulled up As a method used for the mixing treatment method, a combination of a high pressure water nozzle and an air nozzle at the tip of an injection pipe main body having a flow path of ultra-high pressure water, compressed air, and a curing material is jetted simultaneously. The injection nozzle for cutting the soil within a predetermined formation range is provided, and a monitor provided with a curing material nozzle for injecting the curing material is attached below the injection nozzle, and each of the injection tube main body portions is attached to the top of the injection tube main body portion. ultrahigh pressure water flow path, compressed air, in a high pressure jet mixing treatment MakotoSo location in which a injection pipe swivel Send hardener,
The injection tube main body is a multi-tube body formed by forming a tube forming an ultra-high pressure water flow channel at the center, and arranging two tubes forming a compressed air flow channel and a tube forming a hardening material flow channel around the tube. The injection nozzle that combines the high-pressure water nozzle and the air nozzle above the monitor is provided in pairs with the position slightly shifted up and down so as to be perpendicular to the injection tube axis and opposite to each other. It is assumed that ultra-high pressure water with compressed air is injected from the injection nozzle and cuts in two directions at the same time. Both high-pressure water nozzles communicate with the ultra-high-pressure water flow path of the central pipe , and each air nozzle is connected to an individual pipe. high pressure jet mixing treatment MakotoSo location, characterized in that in communication with the compressed air flow path.
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