JP4292044B2 - 地盤改良用薬液注入装置 - Google Patents

Description

本考案は、地中に形成されたボーリング孔内に挿入したスリーブパイプを介して、地中にセメントミルク等の薬液を浸透させるために用いられる地盤改良用薬液注入装置に係り、より詳しくは、薬液注入後のスリーブパイプ内の洗浄を確実に行うことを可能とした地盤改良用薬液注入装置に関する。

従来から、ダム建設や巨大構造物の建築の際には、地盤を強固にするため、薬液注入装置を用いてボーリング孔にセメントミルク等の薬液を圧入することが行われているが、特に軟弱地盤等の場合には、スリーブ注入工法とよばれる方法が採用されている。

図４乃至図６は、この方法により地盤改良を行う場合を説明するための図であり、スリーブ注入工法により地盤改良を行う場合には、まず、図４に示すように、ケーシング堀り等のボーリングによって地中３１に形成したボーリング孔３２内にフレキシブルホース３３等を挿入し、このフレキシブルホース３３を介して、前記形成したボーリング孔３２内に、セメントを混合したシールグラウド３４を充填する。

そしてその後に、シールグラウド３４を充填したボーリング孔３２内に、一定間隔ごとに円孔３５０２を形成するとともにこの円孔３５０２を塞いでいる逆止弁３５０１を周設した中空のスリーブパイプ３５を挿入するとともに、ケーシング３７を引き抜き、その後、前記シールグラウド３４が一定の強度になるまで養生する。

そして、シールグラウド３４が一定の強度になった後に、スリーブパイプ３５内に薬液注入装置３６を挿入し、この薬液注入装置３６を用いて地中に薬液を注入することにより地盤改良を行う。

ここで、図６は、前記スリーブパイプ３５内に薬液注入装置３６を挿入して薬液を注入している状態の一部断面図であり、前記薬液注入装置３６は、一般的に、その内部に薬液用流路（図示せず）が形成されるとともに、この薬液用流路の先端部は、薬液注入装置の任意の箇所において外部に連通しており、この連通した部分が放出口３６０４とされている。

また、この放出口の上下部分には、エアーにより膨張する上部膨張部３６０１及び下部膨張部３６０２が周設されるとともに、薬液注入装置３６の内部には、この上部膨張部３６０１及び下部膨張部３６０２にエアーを送るためのエアー管が備えられている（図示せず）。そして、前記上部膨張部３６０１及び下部膨張部３６０２はそれぞれ、エアー管を介して、エアーホースから注入されたエアーによって膨張し、この膨張によって、スリーブパイプ３５内における前記上部膨張部３６０１と下部膨張部３６０２間に閉塞空間３８を形成可能としている。

そして、このように構成される薬液注入装置３６を用いて地中に薬液の注入を行う場合には、図６に示すように、スリーブパイプ３５に備えた逆止弁３５０１の上下に前記上部膨張部３６０１及び下部膨張部３６０２が位置するようにして薬液注入装置３６を配置するとともに、エアーホースを介して薬液注入装置３６内にエアーを注入して上部膨張部３６０１及び下部膨張部３６０２を膨張させて、スリーブパイプ３５内に閉塞空間３８を形成する。

そしてその後に、薬液注入ホースを介して、地盤改良用の薬液を薬液注入装置３６内に注入し、放出口３６０４を介して閉塞空間３８内に薬液を放出する。

そうすると、閉塞空間３８内に薬液が満たされるとともに、この状態で更に高圧力で放出口３６０４から薬液の放出を行うと、閉塞空間３８内に満たされた薬液は更に、スリーブパイプ３５の円孔３５０２、及び逆止弁３５０１からボーリング孔３２内に放出されるとともに、ボーリング孔３２内に充填したシールグラウド３４を貫通して地中に浸透して、これにより地盤の改良が行われる。

そして、地中への薬液の注入が終了した後は、エアーを抜いて膨張部の膨張を解除して、パッカーを一定の距離だけ上に上げ、その位置で再び、上記と同様の方法により地盤にセメントミルク等の薬液を注入する。これにより、軟弱地盤においても地盤改良を行うことが可能となる。

ところで、このようなスリーブ注入工法で地中に薬液を注入した後には、薬液注入装置３６を用いて、薬液用流路を介してスリーブパイプ３５内に洗浄液等を放出し、その圧力によりスリーブパイプ３５内に充填されている薬液をスリーブパイプ３５の外側に押し、これによりスリーブパイプ３５内を洗浄することが行われるが、このとき、従来の薬液注入装置１では、特に下部膨張部３６０２の近傍に充填されている薬液を有効にスリーブパイプ３５の外側に押し出すことが困難であり、そのために、下部膨張部３６０１の近傍においては薬液が残ってしまい、そのために、この薬液が固化してしまうことにより、スリーブパイプを円滑に引き抜くことができない事態を招いてしまうこともあった。

しかしながら、従来は、このような薬液注入装置における問題点を有効に解決する方法は提案されていなかった。

そこで、本発明は、薬液注入後にスリーブパイプ内の洗浄を行う際において、スリーブパイプ内の薬液を確実に排出可能とする薬液注入装置を提供することを課題としている。

本発明の薬液注入装置は、
上部ヘッドと、該上部ヘッドの下側に連結された、エアーを注入することにより膨張する上部膨張部を備えた上部パッカー部と、該上部パッカーの下側に連結された、薬液を放出するための放出口を備えたノズル部と、該ノズル部の下側に連結された中間ホース部と、該中間ホース部の下側に連結された、エアーを注入することにより膨張する下部膨張部を備えた下部パッカー部とにより構成されるとともに、その内部に、前記放出口まで薬液を搬送するための薬液用流路と、前記上部膨張部及び下部膨張部までエアーを搬送するためのエアー管とを備えた薬液注入装置において、
少なくとも前記放出口の上方側から下方側に至る部分の外周側に、本体部と該本体部（９０１）に連設した装着部により構成された放出用カバーを、前記装着部を前記放出口の上方部分に装着することで周設し、前記放出用カバーと前記薬液注入装置の外周との間に、前記装着部側においては閉鎖され、反装着部側では外部に連通した隙間を形成した、ことを特徴としている。

本発明の薬液注入装置では、少なくとも、薬液や洗浄液を放出するための放出口の上方側から下方側に至る部分の外周側に、本体部と該本体部に連設した装着部により構成された放出用カバーを周設しており、周設に際しては、前記装着部を前記放出口の上方部分に装着し、前記放出用カバーと前記薬液注入装置の外周との間に、前記装着部側においては閉鎖され、反装着部側では外部に連通した隙間を形成している。

そのため、スリーブパイプ内の洗浄の際に放出口から洗浄液を放出すると、この放出された洗浄液は、放出用カバーと薬液注入装置の外周との間に形成された隙間を通って、下部膨張部側に向けて放出される。

そうすると、この圧力によって、スリーブパイプ内の薬液が攪拌され、これによって、洗浄液を放出し続けることにより、スリーブパイプ内の薬液はすべてスリーブパイプの外側に押し出されていく。

そのため、本発明の薬液注入装置を用いることにより、薬液注入後に洗浄において、特に下部膨張部近傍の薬液をも有効に排出することができ、これにより、スリーブパイプ内の薬液を確実に排出してスリーブパイプ内を洗浄することが可能となる。

本発明の薬液注入装置では、上部ヘッドの下側に、エアーを注入することにより膨張する上部膨張部を備えた上部パッカー部が連結されており、また、この上部パッカーの下側には、薬液を放出するための放出口を備えたノズル部が連結されている。更に、このノズル部の下側には、中間ホース部を介して、エアーを注入することにより膨張する下部膨張部とを備えた下部パッカー部が連結されており、更にまた、その内部には、前記ノズル部の通孔まで薬液を搬送するための薬液用流路と、前記上部パッカー部及び下部パッカー部の膨張部までエアーを搬送して膨張部を膨張させるためのエアー管が備えられている。

そして、少なくとも前記放出口の上方側から下方側に至る部分の外周側には放出用カバーを周設しており、この放出用カバーは、本体部とこの本体部に連設した装着部により構成され、前記装着部を前記放出口の上方部分に装着することで薬液注入装置の外周に周設し、前記放出用カバーと前記薬液注入装置の外周との間に、前記装着部側においては閉鎖され、反装着部側では外部に連通した隙間を形成している。

ここで、放出用カバーは、前記放出口の上方から前記下部膨張部の近傍に至るまで部分において、その外周側に装着するとよく、これにより、特に下部膨張部近傍の薬液を有効にスリーブパイプから排出することが可能となる。

本考案の薬液注入装置の実施例について図面を参照にして説明すると、図１は、本実施例の薬液注入装置の構造を示す断面図であり、図において１が本実施例の薬液注入装置である。

そして、本実施例の薬液注入装置１は、上部ヘッド２と、この上部ヘッド２の下側に連結された上部パッカー部３と、この上部パッカー部３の下側に連結されたノズル部４と、このノズル部４の下側に連結された中間ホース５と、中間ホース５の下側に連結された下部パッカー部６とにより構成される装置本体と、この装置本体に周設された放出用カバー９とを備えている。

ここで、前記装置本体について説明すると、本実施例における前記装置本体は、上部ヘッド２を備えており、即ち、図において２が上部ヘッドであり、本実施例においてこの上部ヘッドは略円柱形状とされており、その内部には、先端がエアーホース１０に連結されるエアー管７と、先端部に薬液注入用ホース１１が連結される薬液用流路８が形成されており、これにより、エアー及び薬液の搬送を可能としている。

次に、前記上部ヘッド２の下側には、略円柱形状の上部パッカー部３の上端部分が螺着されている。即ち、図１において３が上部パッカー部であり、この上部パッカー部３の内部には、前記上部ヘッド２から送られてくるエアーを受け入れて搬送するためのエアー管７と、前記上部ヘッド２の薬液用流路８から搬送されてくる薬液を受け入れて搬送するための薬液用流路８が形成されており、これらのエアー管７及び薬液用流路８の上部ヘッド２側の端部は、前記上部ヘッド２に形成したエアー管７及び薬液用流路８と連通している。

また、前記上部パッカー部３には、前記上部ヘッド２のエアー管より送られてくるエアーにより膨張するラバー製の上部膨張部３０１が周設されており、またこの上部膨張部３０１の両端部分には、上部膨張部３０１を固定するための固定用カバー部３０２が備えられている。

そして、この上部パッカー部３の下端部には、搬送されてきた薬液等を放出するための放出口を備えたノズル部が連結されている。

即ち、図において４がノズル部であり、このノズル部４は、前記上部パッカー部３の下側に螺着されるとともに、その内部には、前記上部パッカー部３から送られてくるエアーを受け入れて搬送するためのエアー管７が形成されており、このエアー管７における上部パッカー部３側の端部は、前記上部パッカー部３に形成したエアー管７に連通している。

また、前記ノズル部４の内部には、前記上部パッカー部３の薬液用流路８から搬送されてくる薬液を受け入れて搬送するための薬液用流路８が形成されている。そして、この薬液用流路８における上部パッカー部３側の端部は、前記上部パッカー部３に形成した薬液用流路８と連通しており、一方、薬液用流路８の終端部分は外部に連通しており、この連通部分が放出口８０１とされている。そしてこれにより、薬液用流路８を搬送されてきた薬液は、この放出口８０１より、スリーブパイプ内に放出可能としている。

次に、前記ノズル部４の下端部分には中間ホース部５が連結されており、この中間ホース部５内には、前記ノズル部４から送られてきたエアーを受け入れるとともに、この受け入れたエアーを下部パッカー部へ搬送するためのエアー管７が形成され、このエアー管７におけるノズル部４側の端部は、前記ノズル部４に形成したエアー管７と連通している。

そして、この中間ホース部５の下端部分には、略円柱形状の下部パッカー部３の上端部分が螺着されている。即ち、図１において６が下部パッカー部であり、この下部パッカー部６は、前記中間ホース部５の下側に螺着されており、その内部には、前記中間ホース部５から送られてくるエアーを受け入れるためのエアー管７が形成され、このエアー管７における前記中間ホース部５側の端部は、前記中間ホース部５に形成したエアー管７と連通している。

また、前記上部パッカー部３の場合と同様に、その周囲にはラバー製の下部膨張部６０１が周設されているとともに、この下部膨張部６０１の両端部分には、下部膨張部６０１を固定するための固定用カバー６０２が周設されており、この構成により、下部膨張部６０１を、エアー管７より送られてくるエアーにより膨張可能としている。

なお、図１において１２、１３、１４、１５、１６は、各構成部品間をシールするためのＯリングである。

次に、図１において９は前記放出用カバーであり、この放出用カバー９は、前記装置本体の外周側に周設され、主に、スリーブパイプ内の洗浄を行う際に有効に作用する。

ここで、図３は、前記放出用カバー９を示した斜視図であり、本実施例において前記放出用カバー９は、全体として略円筒形状をしており、本体部９０１とこの本体部９０１に連設した装着部９０２により構成されている。そして、本体部９０１は、これを前記装置本体に周設した際に装置本体との間にわずかな隙間が形成される程度の内径とされている。

また、装着部９０２は、前記本体部９０１よりも小径とされており、具体的には、前記装置本体の外形とほぼ同程度の内径とされている。

そして、本実施例においてこの放出用カバー９は、前記ノズル部８における放出口８０１の上方部分から下部パッカー部６における下部膨張部６０１の上方部分近傍までに至る部分を覆うことが可能な長さ寸法にしており、前記装着部９０２を前記ノズル部８における放出口８０１の上方部分に装着するとともに、その装着に際しては、放出口８０１の上方部分が閉塞されるようにしている。具体的には、本実施例においては、装着部９０２を装置本体にかしめており、これにより、図１に示されるように、本体部９０１と装置本体との間にわずかな隙間９０３が形成されるとともに、この隙間９０３は、装着部９０２側においては閉鎖され、反装着部９０２側では外部に連通した状態とされている。

そのため、放出口８０１から放出された薬液や洗浄液は、まず隙間９０３内に放出され、その後、図１における矢印Ａで示すように、下部膨張部６０１側に向けて、スリーブパイプ内に放出される。

次に、このようにして構成される本実施例の薬液注入装置１の使用方法を説明すると、図２において、地中２１に形成するとともにその内部にシールグラウド２４を充填したボーリング孔２３内に、一定間隔ごとに円孔２２０１及びこの円孔２２０１を閉塞するように周設された逆止弁２２０２を備えたスリーブパイプ２２を挿入するとともに、このスリーブパイプ２２内に本実施例の薬液注入装置１を挿入する。

そして、薬液注入装置１の上部膨張部３０１と下部膨張部６０１間にスリーブパイプ２２の逆止弁２２０２が位置するようにした後に、エアー管７内にエアーを送り込んで上部パッカー部３の上部膨張部３０１及び下部パッカー部６の下部膨張部６０１を膨張させ、図に示すように、上部パッカー部３と下部パッカー部６間に閉塞空間１９を形成する。

そして、その後に、薬液用流路８内に高圧力で薬液を注入して放出口８０１より薬液を放出して閉塞空間１９内を薬液で充填するとともに、更に薬液の注入を行い、スリーブパイプ２２の円孔２２０１及び逆止弁２２０２を介して、薬液を放出する。そうすると、放出された薬液はシールグラウド２４を貫通して地中２１に浸透し、これにより地盤改良を行うことができる。

そして、スリーブパイプ２２内の洗浄を行う場合には、薬液の代わりに洗浄液を注入して、これにより、放出口８０１よりスリーブパイプ２２内に洗浄液を放出する。

そうすると、この洗浄液はまず、放出用カバー９により形成された隙間９０３内に放出された後に、前記隙間９０３がわずかな空間であるために、下部膨張部６０１側に向けて、スリーブパイプ内に高圧で放出される。

そしてこれにより、この洗浄液の水圧によりスリーブパイプ内の薬液は攪拌されながらスリーブパイプ２２の外側に排出されていき、この放出を継続することにより、やがてスリーブパイプ２２内の薬液はすべて排出される。

このように、本実施例の薬液注入装置では、薬液等を放出するための放出口の上方から下方に至る部分を覆うような配置で、放出用カバーを装置本体に周設するとともに、その周設に際しては、装置本体との間にわずかな隙間が生じるようにするとともに、放出口の上方側を閉鎖している。

そのため、スリーブパイプ内の洗浄の際に放出口から放出された洗浄液は下部膨張部側へ向けて高圧で放出され、これにより、スリーブパイプ内の薬液を攪拌することができ、スリーブパイプ内の薬液を確実に排出することが可能となる。

放出口の上方から下部膨張部の近傍に至る部分に放出用カバーを装着することによって、スリーブパイプ内に放出される洗浄液の水圧をより強くすることができ、より有効にスリーブパイプ内の洗浄を行うことが可能となる。

本発明の薬液注入装置の実施例の構造を示す一部断面図である。 本発明の薬液注入装置の実施例の使用方法を説明するための図である。 本発明の薬液注入装置の実施例に用いる放出用カバーを示す斜視図である。 軟弱地盤における地盤改良の方法を説明するための図である。 軟弱地盤における地盤改良の方法を説明するための図である。 従来の薬液注入装置を用いて地盤へ薬液を注入する場合を説明するための図である。

符号の説明

１ 薬液注入装置
２ 上部ヘッド
３ 上部パッカー部
３０１ 上部膨張部
３０２ 上部膨張部を固定するための固定用カバー
４ ノズル部
５ 中間ホース部
６ 下部パッカー部
６０１ 下部膨張部
６０２ 下部膨張部を固定するための固定用カバー
７ エアー管
８ 薬液用流路
８０１ 放出口
９ 放出用カバー
９０１ 本体部
９０２ 装着部
９０３ 放出用カバーにより形成される隙間

Claims (1)

1. 上部ヘッド（２）と、該上部ヘッド（２）の下側に連結された、エアーを注入することにより膨張する上部膨張部（３０１）を備えた上部パッカー部（３）と、該上部パッカー（３）の下側に連結された、薬液を放出するための放出口（８０１）を備えたノズル部（４）と、該ノズル部（４）の下側に連結された中間ホース部（５）と、該中間ホース部（５）の下側に連結された、エアーを注入することにより膨張する下部膨張部（６０１）を備えた下部パッカー部（６）とにより構成されるとともに、その内部に、前記放出口（８０１）まで薬液を搬送するための薬液用流路（８）と、前記上部膨張部（３０１）及び下部膨張部（６０１）までエアーを搬送するためのエアー管（７）とを備えた薬液注入装置（１）において、
   前記放出口（８０１）の上方から前記下部膨張部（６０１）の近傍に至る部分の外周側に、本体部（９０１）と該本体部（９０１）に連設した装着部（９０２）により構成された放出用カバー（９）を、前記装着部（９０２）を前記放出口（８０１）の上方部分に装着することで周設し、前記放出用カバー（９）と前記薬液注入装置（１）の外周との間に、前記装着部（９０２）側においては閉鎖され、反装着部（９０２）側では外部に連通した隙間（９０３）を形成した、ことを特徴とする薬液注入装置。