JP4050161B2 - 注入装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤を掘削して形成した削孔近傍の地盤中に地盤改良剤を注入するための注入装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、軟弱な地盤にトンネルを掘進するなどの場合には、予め地山を補強しておく必要がある。そのため、トンネルの地山を掘削して削孔を形成し、この削孔内へ、例えば、図2に示すような、地盤固化剤などの薬物を注入するための注入装置20を削孔51内に挿入して、上記削孔51内から上記地山50内へ地盤固化剤を注入して上記地山50を補強する工法が用いられている。この注入装置20は、上記削孔51内に挿入される、長手方向に複数の開口部21sを有する外管21と、この外管内21に挿入される、注入液移送管22に接続された、側面に複数の注入孔23sを有する注入管23と、この注入管23の上記注入孔23sの前,後にそれぞれ設けられた2つのパッカー24,24とから成るダブルパッカー25とを備えたもので、上記外管内21を上記削孔51内に挿入した後、図外のジャッキ等の推進手段により上記注入液移送管22を推進して上記ダブルパッカー25を上記外管21内に挿入し、上記パッカー24,24に図示しない空気管から空気を導入してこれを膨らまし、上記外管21の内空部を区切った後、注入液移送管22から送られた地盤固化剤を、上記注入管23の注入孔23sから上記パッカー24,24で囲まれた空間内に注入する工程を繰り返すものである。この注入された地盤固化剤は、上記外管21の開口部21sから削孔51内に注入され、上記地山50中に浸透し、固化するので、上記地山50を補強することが可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、注入量が多い場合や注入する区間が長い場合には、作業時間が長大になるため、工期を短縮するためには、多大な残業をするとか、作業を2交代制にする必要があった。また、注入作業を効率よく行うため、地盤固化剤を高圧注入することも考えられるが、高圧注入すると逸走による改良体不良の懸念があるので、浸透注入圧の高圧化には限界があった。
そこで、注入液移送管22を多重管としたり、あるいは、注入液移送管22に代えて、複数の細管を結束した注入管を設けたりなどするとともに、上記外管21内を複数の領域に分割し、この分割された複数の領域に同時に地盤固化剤を注入する方法も提案されている(例えば、特許文献1,2など)。しかしながら、これらの方法では、装置が大規模になってしまうため、実用的な方法とはいえない。また、一部の注入液移送管22あるいは細管が不調であった場合には、地盤固化剤が浸透しない領域が生じてしまう恐れがあった。
また、地盤固化材を端部より順次注入するため、必要な箇所を先に固化することができなかった。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−76822号公報 明細書
【特許文献2】
特開2001−131953号公報 明細書
【0005】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で地盤固化剤の注入時間を短縮することのできる注入装置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】
本発明の請求項1に記載の発明は、地盤に掘削された削孔内に挿入される長手方向に複数の開口部を有する外管と、側面に複数の注入孔を有する注入管とこの注入管の奥側と手前側とに取付けられて上記外管の内空部を遮断する2つのパッカーとを有し、上記外管の奥側に設置された奥側のダブルパッカーと、側面に複数の注入孔を有する注入管とこの注入管の奥側と手前側とに取付けられて上記外管の内空部を遮断する2つのパッカーとを有し、上記外管の手前側に設置された手前側のダブルパッカーと、上記奥側のダブルパッカーの注入管に接続されて当該注入管に地盤固化剤を供給する奥側の注入移送管と、上記手前側のダブルパッカーの注入管に接続されて当該注入管に地盤固化剤を供給する手前側の注入移送管とを備え、上記削孔近傍の地盤中に上記注入液移送管から送られた地盤固化剤を上記地盤中に注入する注入装置において、上記手前側のダブルパッカーに、上記奥側の注入液移送管を貫通させるための中空部を設けて、上記奥側の注入液移送管を上記中空部を通して上記奥側の注入管に接続することにより、上記奥側のダブルパッカーと上記手前側のダブルパッカーとが独立に移動可能となるようにしたことを特徴とするものである。これにより、簡単な構成で地盤固化剤の注入時間を短縮することが可能となる。また、万が一、一方のパッカー装置が不調であった場合でも、他方のパッカー装置により地山の改良を続行できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る注入管装置10の要部構成を示す図で、11は地山50に掘削された削孔51内に挿入される、長手方向に複数の開口部11sを有する外管、12A,12Bは上記外管11の奥側と手前側とにそれぞれ挿入される第1及び第2のダブルパッカーで、この第1及び第2のダブルパッカー12A,12Bは、それぞれ、側面に複数の注入孔13sを有する注入管13(13A,13B)と、この注入管13の注入孔13sの前,後に設けられ、上記外管11内に地盤固化剤注入用の空間を形成するためのパッカー14,14(14A,14A、14B,14B)とを備えている。また、15(15A,15B)は上記第1及び第2のダブルパッカー12A,12Bの注入管13にそれぞれ接続され、上記注入管13に地盤固化剤を供給する注入液移送管である。
本例では、上記外管11の手前側に設置される第2のダブルパッカー12Bの注入管13Bの径を奥側に位置する第1のダブルパッカー12Aの注入管13Aの径よりも大きくするとともに、上記第2のダブルパッカー12Bに中空部16を設けて、この中空部16に奥側に設置される第1のダブルパッカー12Aの注入管13Aに連結される注入液移送管15Aを通すことにより、第1のダブルパッカー12Aと第2のダブルパッカー12Bとを独立に移動可能としている。なお、第2のダブルパッカーのパッカー14B,14Bで囲まれた空間内に導入された地盤固化剤が上記第2のダブルパッカー12Bの外部に漏れ出さないように、上記中空部16と注入管13Bとの間、及び、パッカー14Bとの間はシーリングが施されている。
【0008】
次に、上記注入管装置10による地盤固化剤の注入方法について説明する。
まず、外管11を上記削孔51内に挿入した後、図外のジャッキ等の推進手段により注入液移送管15A,15Bを推進して上記第1及び第2のダブルパッカー12A,12Bを外管11内挿入する。このとき、奥側に設置される第1のダブルパッカー12Aを外管11の先端部近傍まで挿入し、手前側に設置される第2のダブルパッカー12Bは外管11のほぼ中心部近傍に位置するように挿入する。そして、注入液移送管15A,15Bから、ダブルパッカー12A,12Bの注入管13A,13Bに送られた地盤固化剤を、上記注入管13A,13Bのそれぞれの注入孔13sから、上記パッカー14A,14Aで囲まれた空間内、及び、パッカー14B,14Bで囲まれた空間内にそれぞれ注入する。この注入された地盤固化剤は、上記外管11の開口部11sから削孔51内に注入されて上記地山50中に浸透する。そして、上記第1及び第2のダブルパッカー12A,12Bを徐々に引き出しながら上記地山50中に地盤固化剤を順次注入する。上記注入された地盤固化剤は上記地山50中に浸透して固化するので、上記地山50を補強することができる。
【0009】
上記補強する地山50の強度がほぼ均一である時には、上記第1及び第2のダブルパッカー12A,12Bを同じ速度で引き出せばよい。また、地山50の強度が場所により異なる場合には、地山50の弱い部分に位置するパッカー装置(例えば、第1のダブルパッカー12A)では、地盤固化剤を余計に注入しなければならない。したがって、他方のパッカー装置(第2のダブルパッカー12B)が地盤固化剤の注入を終了し、引き出される場合でも、地盤固化剤の注入を継続するため、そのままの位置に停止する必要がある。本例では、第1のダブルパッカー12Aと第2のダブルパッカー12Bとを独立に移動可能としているので、上記のように、地山50の強度が異なる場合でも十分対応可能である。
【0010】
このように、本実施の形態では、地山50に掘削された削孔51内に挿入される外管11の奥側と手前側とに、注入液移送管15にそれぞれ接続され、上側面に複数の注入孔13sを有する注入管13と、この注入管13の注入孔13sの前,後に設けられたパッカー14とを備えた第1及び第2のダブルパッカー12A,12Bを挿入して、2台のダブルパッカー(第1及び第2のダブルパッカー12A,12B)にて地盤固化剤の注入を行うようにしたので、簡単な構成で地盤固化剤の注入時間を短縮することができる。また、上記外管11の手前側に設置される第2のダブルパッカー12Bに中空部16を設けて、この中空部16に奥側に設置される第1のダブルパッカー12Aの注入管13Aに連結される注入液移送管15Aを通して、第1のダブルパッカー12Aと第2のダブルパッカー12Bとを独立に移動可能としたので、地山50の強度が場所により異なる場合でも、効率的に地盤固化剤の注入を行うことができる。
また、2台のダブルパッカー12A,12Bが独立に移動可能なので、地盤固化剤の注入が終了したダブルパッカーは、速やか移動して他のヵ所で注入作業を行えるので、作業効率が格段に向上する。あるいは、注入材が固化しないうちであれば、一方のダブルパッカーで地盤固化剤の注入した箇所に、他のダブルパッカーで更に地盤固化剤を注入することも可能である。
更には、上記2台のダブルパッカー12A,12Bを用いて、異なる地盤固化剤を注入することも可能である。
また、万が一、一方のダブルパッカーが不調であった場合でも、他方のダブルパッカーにより地山50の改良を続行できるという利点を有する。
【0011】
なお、上記実施の形態では、直線的な削孔51内に地盤固化剤を注入する場合について説明したが、トンネルアーチ部などに地盤固化剤を注入する場合には、図2(a),(b)に示すように、第1及び第2のダブルパッカー12A,12Bをアーチ部30の頂上近傍に設置し、第1ダブルパッカー12Aを前進させる(時計周り方向に移動させる)とともに、第2ダブルパッカー12Bを後退させる(時計周り方向に移動させる)ようにして、上記アーチ部31の周囲の地盤に地盤固化剤を注入するようにしてもよい。これにより、トンネル掘削において最も強度が必要とされるアーチ部31を最初に補強することができるので、トンネルを効率的に掘削することが可能となる。
また、上記例では、2台のダブルパッカー(第1及び第2のダブルパッカー12A,12B)にて地盤固化剤の注入を行う注入管装置10について説明したが、複数台設けてもよい。なお、上記外管11の手前側に設置されるダブルパッカーは、奥側に設置されるダブルパッカーの注入液移送管を通す中空部が必要であるので、注入管の径を、当該注入管のよりも奥側にある注入管の径よりも大きくする必要がある。
また、上記例では、外管11の形状をストレートな形状としたが、これに限るものではなく、本発明の注入管装置10は、外管が曲線ボーリングなどで使用される曲がり鋼管などに対しても適用可能である。
【0012】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、地盤に掘削された削孔内に挿入される長手方向に複数の開口部を有する外管と、側面に複数の注入孔を有する注入管とこの注入管の奥側と手前側とに取付けられて上記外管の内空部を遮断する2つのパッカーとを有し、上記外管の奥側に設置された奥側のダブルパッカーと、側面に複数の注入孔を有する注入管とこの注入管の奥側と手前側とに取付けられて上記外管の内空部を遮断する2つのパッカーとを有し、上記外管の手前側に設置された手前側のダブルパッカーと、上記奥側のダブルパッカーの注入管に接続されて当該注入管に地盤固化剤を供給する奥側の注入移送管と、上記手前側のダブルパッカーの注入管に接続されて当該注入管に地盤固化剤を供給する手前側の注入移送管とを備え、上記削孔近傍の地盤中に上記注入液移送管から送られた地盤固化剤を上記地盤中に注入する注入装置において、上記手前側のダブルパッカーに、上記奥側の注入液移送管を貫通させるための中空部を設けて、上記奥側の注入液移送管を上記中空部を通して上記奥側の注入管に接続することにより、上記奥側のダブルパッカーと上記手前側のダブルパッカーとが独立に移動可能となるようにしたので、簡単な構成で地盤固化剤の注入時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態に係る注入装置の要部構成を示す図である。
【図2】 本発明による注入装置を用いた地盤固化材の注入方法の一例を示す図である。
【図3】 従来の注入装置の要部構成を示す図である。
【符号の説明】
10 注入装置、11 外管、11s 開口部、12A,12B ダブルパッカー、13A,13B 注入管、13s 注入孔、14A,14B パッカー、15A,15B 注入液移送管、16 中空部、50 地山、51 削孔。
Claims (1)
- 地盤に掘削された削孔内に挿入される長手方向に複数の開口部を有する外管と、側面に複数の注入孔を有する注入管とこの注入管の奥側と手前側とに取付けられて上記外管の内空部を遮断する2つのパッカーとを有し、上記外管の奥側に設置された奥側のダブルパッカーと、側面に複数の注入孔を有する注入管とこの注入管の奥側と手前側とに取付けられて上記外管の内空部を遮断する2つのパッカーとを有し、上記外管の手前側に設置された手前側のダブルパッカーと、上記奥側のダブルパッカーの注入管に接続されて当該注入管に地盤固化剤を供給する奥側の注入移送管と、上記手前側のダブルパッカーの注入管に接続されて当該注入管に地盤固化剤を供給する手前側の注入移送管とを備え、上記削孔近傍の地盤中に上記注入液移送管から送られた地盤固化剤を上記地盤中に注入する注入装置において、上記手前側のダブルパッカーに、上記奥側の注入液移送管を貫通させるための中空部を設けて、上記奥側の注入液移送管を上記中空部を通して上記奥側の注入管に接続することにより、上記奥側のダブルパッカーと上記手前側のダブルパッカーとが独立に移動可能となるようにしたことを特徴とする注入装置。
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