JP4145291B2 - 地盤注入工法 - Google Patents

Description

本発明は軟弱地盤、漏水地盤等の地盤注入工法に係り、詳細にはパッカとして膨縮パッカを用いることによりパッカの膨縮が自在あり、したがって、パッカを長尺にし、膨張させることにより外管吐出口の一部を閉じることができ、かつ収縮させることにより、内管を外管内で上下に移動することができ、しかもこの膨縮パッカを三つ以上備えることにより、二つ以上の外管吐出口から同時に注入することができ、これにより、瞬結性グラウトや浸透性グラウトを重ね合わせた複合注入が可能であるのみならず、複数の外管吐出口から同時注入することができる地盤注入工法に関する。

軟弱地盤、漏水地盤等の地盤注入工法として、従来、第１１図に示される注入管２０を用いた注入工法が知られている。（特許第２７７２６３７号）

図１１において、注入管２０は外管２１と、内管２２を有し、この地盤２３中への設置に際して、まず外管２１を地盤２３中に設置する。外管２１には軸方向の異なる位置の管壁２４に任意の複数個の吐出口２５、２５・・２５が開口される。この吐出口２５はいずれもゴムスリーブ２６によって覆われる。

次いで、外管２１に内管２２が遊挿される。内管２１にも軸方向の異なる位置の管壁２７に任意の複数個の噴射口２８、２８・・２８が開口される。この噴射口２８、２８・・２８はできるだけ小さくしぼって開口され、これにより内管２２内の注入液の毎分送液量に対して管内圧力を生ぜしめ、注入液を噴射口２８から空間３１内に噴射させるようにする。

さらに、内管２２と外管２１の間隙に形成される管路２９の長手方向の異なる位置には少なくとも三個のパッカ３０、３０・・３０が間隔をあけて配置され、これによりこれら互いに隣り合ったパッカ３０、３０間、すなわち隣り合った上下のパッカ３０、３０間には互いに独立した空間３１が長手方向に複数個形成される。しかも、これら各空間３１にはそれぞれ少なくとも一個の外管吐出口２５および内管噴射口２８が位置するようにパッカ３０、３０を配置する。

上述のようにして構成される注入管装置２０を用い、注入に際してまず、外管２１と地盤２３の間隙にスリーブグラウト３２を注入してシールする。次に内管２２の管路２２ａから注入液を導入し、矢印のように注入液を内管２２の噴射口２８、２８・・２８から各空間３１、３１内に噴射し、さらに各空間３１、３１・・３１に位置する外管２１の吐出口２５を経てゴムスリーブ２６を押し拡げ、スリーブグラウト３２を割って地盤２３中に浸透注入する。

しかし、上述の公知技術の注入管２０に存するパッカ３０はゴムリングで構成されており、このため、内管２２を移動することができず、しかも、パッカを長尺とすることもできず、したがって、瞬結性グラウトや浸透性グラウトを重ね合わせた複合注入は不可能である。さらに、上述の公知の注入管２０では土圧がかかって変形した場合、内管が全く移動できなくなる。
特許第２７７２６３７号

そこで、本発明が解決しようとする課題はパッカとしてゴムリングに代えて三個以上の膨縮パッカを用いることにより、パッカを長尺にし、膨張させることにより外管吐出口の一部を閉じることができ、かつ、収縮させることにより、内管を上下に移動することができ、これにより瞬結性グラウトや浸透性グラウトを重ね合わせた複合注入が可能であるのみならず、複数の外管吐出口から同時注入することもでき、上述の公知技術に存する欠点を改良した地盤注入工法を提供することにある。

上述の課題を解決するため、本発明によれば、地盤中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口を有する外管を設置し、この外管内に、長手方向の異なる位置に三個以上の膨縮パッカを有し、かつ、互いに隣接する膨縮パッカ間に内管吐出口を有する内管を遊挿し、前記三個以上の膨縮パッカに流体を送り、該膨縮パッカを膨張させて互いに隣接する膨縮パッカ間に二個以上の外管内空間を形成し、内管吐出口から注入液を外管内空間および外管吐出口を経て地盤に同時注入することを特徴とする。

さらに、上述の課題を解決するため、本発明によれば、地盤中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口を有する外管を設置し、この外管内に、長手方向の異なる位置に三個以上の膨縮パッカを有し、かつ、互いに隣接する膨縮パッカ間に、内管吐出口を有する内管を遊挿し、前記三個以上の膨縮パッカに流体を送り、該膨縮パッカを膨張させて互いに隣接する膨縮パッカ間に二個以上の外管内空間を形成し、内管吐出口から注入液を外管内空間および外管吐出口を経て地盤に同時注入し、次いで、膨縮パッカから流体を排出して膨縮パッカを収縮し、内管を移動して内管吐出口を他の外管吐出口に合致させて注入ステージを移動の後、膨縮パッカを膨張させて外管内空間を形成し、同様にして繰り返し注入液を地盤中に同時注入することを特徴とする。

さらに、上述の課題を解決するため、本発明によれば、地盤中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口を有する外管を設置し、この外管内に、長手方向の異なる位置に三個以上の膨縮パッカを有し、互いに隣接する膨縮パッカ間に、内管吐出口がそれぞれ別々に位置する複数本の内管を遊挿し、前記三個以上の膨縮パッカに流体を送って該膨縮パッカを膨張させて互いに隣接する膨縮パッカ間に二個以上の外管内空間を形成し、内管吐出口から注入液を外管内空間および外管吐出口を経て地盤に同時注入することを特徴とする。

さらに、また、上述の課題を解決するため、本発明によれば、地盤中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口を有する外管を設置し、この外管内に、長手方向の異なる位置に三個以上の膨縮パッカを有し、互いに隣接する膨縮パッカ間に、内管吐出口がそれぞれ別々に位置する複数本の内管を遊挿し、前記三個以上の膨縮パッカに流体を送って該膨縮パッカを膨張させて互いに隣接する膨縮パッカ間に二個以上の外管内空間を形成し、内管吐出口から注入液を外管内空間および外管吐出口を経て地盤に同時注入し、次いで、膨縮パッカから流体を排出して膨縮パッカを収縮し、複数本の内管を移動して内管吐出口をそれぞれ他の外管吐出口に合致させて注入ステージを移動の後、膨縮パッカを膨張させて外管内空間を形成し、同様にして繰り返し注入液を地盤中に同時注入することを特徴とする。

本発明は長手方向の異なる位置に三個以上の膨縮パッカを有し、これらの膨縮パッカ間に内管吐出口を有する内管を外管に遊挿し、膨縮パッカに流体を送って膨張させ、互いに
隣接する膨縮パッカ間に二個以上の外管内空間を形成し、内管吐出口から注入液を外管内空間および外管吐出口を経て地盤に同時注入する。さらに、膨縮パッカから流体を排出して収縮し、この状態で内管を他の注入ステージに移動の後、膨縮パッカを膨張させ、同様にして繰り返し注入液を同時注入する。したがって、パッカを長尺にしても内管はパッカの流体を抜いて縮少することによって、上下に移動自在である。しかも、外管吐出口の一部を膨縮パッカで閉じながら他の吐出口から注入でき、瞬結性グラウトや浸透性グラウトを重ね合わせた複合注入が可能になる。

以下、本発明を添付図面を用いて詳述する。

図１は本発明地盤注入工法の工程を説明するための断面図である。図２は膨縮パッカから流体を排出して内管を他の注入ステージに移動した状態の断面図である。図３は図２の膨縮パッカを膨張して他の注入ステージから注入を行った状態の断面図である。図４は内管を複数本使用した状態を表した断面図である。図５は図４の膨縮パッカから流体を排出して複数本の内管を他の注入ステージに移動した状態の断面図である。図６は図５の膨縮パッカを膨張して他の注入ステージから注入を行った状態の断面図である。図７は外管内空間にさらに膨縮パッカを備えた状態の断面図である。図８は図７の膨縮パッカから流体を排出して複数本の内管を他の注入ステージに移動した状態の断面図である。図９は図８の膨縮パッカを膨張して他の注入ステージから注入を行った状態の断面図である。図１０は実際に使用される注入管の断面図である。図１１は公知の注入管の断面図である。

図１に示されるように本発明はまず、地盤１中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口２，２・・２を有する外管３を設置する。この外管３の地盤１への設置は図示しないが、地盤１に削孔を形成し、この削孔内に外管３を挿入することにより行う。外管吐出口２，２・・２はそれぞれゴムスリーブ４で覆われる。

次いで、この外管３内に内管５を遊挿する。内管５は外側長手方向の異なる位置に間隔をあけて三個以上の膨縮パッカ６，６・・６を有し、かつ互いに隣接する膨縮パッカ６，６間に噴射口からなる内管吐出口７を有する。

本発明では、三個以上の膨縮パッカ６，６・・６にこれら膨縮パッカ６，６・・６と連絡されたパッカ流路８を通して、空気、水等の流体を送って膨縮パッカ６，６・・６を膨張させる。これにより、互いに隣接する膨縮パッカ６，６間に二個以上の外管内空間９，９・・９を形成し、内管吐出口７から注入液を外管内空間９および外管吐出口２を経て地盤１内に同時注入し、固結領域１０，１０・・１０を形成する。このとき、互いに隣接する膨縮パッカ６，６間に存在する外管吐出口２以外の吐出口は膨縮パッカ６で閉じられている。

次いで、図２に示されるように、膨縮パッカ６，６・・６から流体を排出して膨縮パッカ６，６・・６を収縮し、内管５の移動を自在とする。このようにして、内管５を上方に移動して内管吐出口７を他の外管吐出口２に合致させ、注入ステージを移動する。すなわち、内管５を内管吐出口７の位置が図１の膨縮パッカ６，６・・６によって閉じられていた外管吐出口２と合致する位置に移動の後、図３に示されるように、膨縮パッカ６，６・・６を膨張させて外管内空間９，９・・９を形成し、図１と同様にして繰り返し注入液を地盤１中に同時注入し、固結領域１０を重ね合わせる。

上述の本発明において、図１の注入液として瞬結性グラウトを用い、図3の注入液として浸透性グラウトを用いることにより複合注入が可能になる、すなわち、図１において、固結時間の短い瞬結性グラウトを注入し、次いで、注入ステージを移動して、図３において、固結時間の長い浸透性グラウトを注入することにより複合注入が可能になる。

図４は内管５を複数本用いた例の断面図である。図４に示されるように、図１と同様、地盤１中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口２，２・・２を有する外管３を設置し、この外管３内に複数本の内管７，７・・７を遊挿する。複数の内管７，７・・７は図１と同様長手方向の異なる位置に三つ以上の膨縮パッカ６，６・・６を有し、かつ互いに隣接する膨縮パッカ６，６間にそれぞれの内管吐出口７，７・・７が別々に位置して構成される。そして、図４に示されるように、三個以上の膨縮パッカ６，６・・６に流体を送って膨張させて互いに隣接する膨縮パッカ間に二個以上の外管内空間９，９・・９を形成し、内管吐出口７から注入液を外管内空間９および外管吐出口２を経て地盤に同時注入し、固結領域１０を形成する。

次いで、図５に示されるように、膨縮パッカ６，６・・６から流体を排出して収縮し、内管５を移動自在とする。その後、複数本の内管５，５・・５を上方に移動して内管吐出口７をそれぞれ他の外管吐出口に合致させて注入ステージを移動の後、図６に示されるように、膨縮パッカ６，６・・６を膨張させて外管内空間９を形成し、同様にして繰り返し注入液を地盤１中に同時注入し、固結領域を重ね合わせて形成する。

図７は図４の外管内空間９にさらに空間内膨縮パッカ１１を設けた例の断面図である。図７に示されるように、図１と同様、あるいは図４と同様、地盤１中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口２，２・・２を有する外管３を設置し、この外管３内に複数本の内管７，７・・７を遊挿する。複数の内管７，７・・７は長手方向の異なる位置に三つ以上の膨縮パッカ６，６・・６を有し、かつ空間内膨縮パッカ１１によって区切られた空間１２、１２のそれぞれには、一個の内管吐出口７が配置される。この内管吐出口は必ずしも噴射口でなくてもよく、細孔であることもできる。

そして、図７に示されるように、三個以上の膨縮パッカ６，６・・６および空間内膨縮パッカ１１に流体を送って膨張させ、膨縮パッカ６と、空間内膨縮パッカ１１との間の区切られた空間１２の内管吐出口７から注入液を、区切られた空間１２および外管吐出口２を経て地盤１に同時注入し、固結領域１０を形成する。

次いで、図８に示されるように、膨縮パッカ６，６・・６および空間内膨縮パッカ１１から流体を排除して収縮し、内管５を移動自在とする。その後、複数本の内管５，５・・５を上方に移動して内管吐出口７をそれぞれ他の外管吐出口に合致させて注入ステージを移動の後、図９に示されるように、膨縮パッカ６，６・・６および空間内膨縮パッカ１１を膨張させて区切られた空間１２を形成し、同様にして繰り返し注入液を地盤１中に同時注入し、固結領域１０を重ね合わせて形成する。

なお、図４において、外管３内に、さらに、膨縮パッカ６と連結されたパッカ流路８を遊挿し、パッカ流路８を通して膨縮パッカ６に流体を送って該パッカを膨張させ、あるいは膨縮パッカ６から流体を排出して該パッカを収縮させる。さらに図７において、外管３内に膨縮パッカ６および空間内膨縮パッカ１１と連絡されたパッカ流路８を遊挿し、パッカ流路８を通して膨縮パッカ６および空間内膨縮パッカ１１に流体を送って該パッカを膨張させ、あるいはこれらパッカ６、１１から流体を排出して該パッカを収縮させる。

図１０は現場で現実に使用される実際の注入管を表した断面図であって、本発明工法はこの注入管を用いて実施される。特に、内管５の先端部１６はゴム管等の撓み部材１３によって連結される。さらに、注入液（Ａ液、Ｂ液）は図示しない自動制御の注入液送液装置を用い、注入液槽１５からポンプＰ、圧力計Ｐおよび流量計Ｆを経て内管５の注入液流路１７、１８に送液され、Ａ液、Ｂ液は別々の内管吐出口７、７からそれぞれ噴射され、外管内空間９を経て、外管吐出口から地盤１に注入される。次いで、内管５は上方に移動され、上述と同様に地盤１中に注入される。

本発明はパッカとして膨縮パッカを使用することによりパッカの膨縮が自在であり、したがって、パッカを長尺とし、膨張させることにより、外管吐出口の一部を閉じることができ、かつ収縮させることにより内管を外管内で上下に移動させることもでき、しかもこの膨縮パッカを三つ以上備えることにより、二つ以上の外管吐出口から同時に注入することができ、このため、瞬結性グラウトや浸透性グラウトを重ね合わせた複合注入が可能であり、地盤注入分野においての利用性が高い。

本発明地盤注入工法の工程を説明するための断面図である。 膨縮パッカから流体を排出して内管を他の注入ステージに移動した状態の断面図である。 図２の膨縮パッカを膨張して他の注入ステージから注入を行った状態の断面図である。 内管を複数本使用した状態を表した断面図である。 図４の膨縮パッカから流体を排出して複数本の内管を他の注入ステージに移動した状態の断面図である。 図５の膨縮パッカを膨張して他の注入ステージから注入を行った状態の断面図である。 外管内空間にさらに膨縮パッカを備えた状態の断面図である。 図７の膨縮パッカから流体を排出して複数本の内管を他の注入ステージに移動した状態の断面図である。 図８の膨縮パッカを膨張して他の注入ステージから注入を行った状態の断面図である。 実際に使用される注入管の断面図である。 公知の注入管の断面図である。

符号の説明

１ 地盤
２ 外管吐出口
３ 外管
５ 内管
６ 膨縮パッカ
７ 内管吐出口
８ パッカ流路
９ 外管内空間
１０ 固結領域
１１ 空間内膨縮パッカ
１２ 区切られた空間

Claims (4)

1. 地盤中に、軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口を有する外管を配置し、この外管内に、長手方向の異なる位置に三個以上の膨縮パッカを備え、互いに隣接する膨縮パッカ間にそれぞれの内管吐出口が別々に位置する複数本の内管を遊挿し、さらに、外管内には前記三個以上の膨縮パッカと連絡されたパッカ流路を備え、前記三個以上の膨縮パッカに流体を送って該膨縮パッカを膨張させて互いに隣接する膨縮パッカ間に二個以上の外管内空間を形成し、前記複数本の内管にそれぞれの注入液を送液し、二つ以上の外管吐出口から同時に地盤に注入し、次いで、膨縮パッカから流体を排出して膨縮パッカを収縮し、複数本の内管を移動して内管吐出口をそれぞれ他の外管吐出口に合致させて注入ステージを移動の後、膨縮パッカを膨張させて外管内空間を形成し、同様にして繰り返し注入液を二つ以上の外管吐出口から地盤中に注入することを特徴とする地盤注入工法。
2. 請求項１において、内管吐出口が噴射口である請求項１に記載の地盤注入工法。
3. 請求項１において、流体は気体または水である請求項１に記載の地盤注入工法。
4. 請求項１において、浸透性の異なるグラウトを併用する場合、注入液として、まず、浸透性の悪い方のグラウトを注入し、次いでステージを移動して浸透性の良い方のグラウトを注入する請求項１に記載の地盤注入工法。

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