JP4522909B2 - 掘進用管状ユニットおよびこれを使用する地盤改良工法 - Google Patents
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Description
このボーリング機には、先端部が軸に対して斜めにカットされた形状の掘進ヘッドが取り付けられており、これを回転させながら前進させれば直線的な削孔が行なわれるが、回転させずに前進させると斜めにカットされた面が土圧を受けて斜め方向に進むという特徴がある。さらにこの掘進ヘッドは位置センサを内蔵しており、掘進の先端位置は常時監視できる。図12はこの掘進機6を使用して構造物Sの下部の地盤改良を行なう場合の概念図であるが、構造物S脇の地上から斜めにボーリングを開始し、所定の深さに到達したら掘進ヘッドを水平方向に変え、以後はそのまま水平にボーリングするのである。
Sは構造物、Gは改良対象地盤である。(a)に示すように、先端に前記の掘進ヘッド1を有する可撓性の連結用ロッド92を備えた非開削式ボーリング機(掘進機6)を用い、構造物Sの近傍から斜め下方に向けて削孔を開始し、所定の位置で推進方向を水平に、ついで斜め上方に転じ、反対側の地表に至るまで削孔してパイロット孔91を形成し、(b)に示すように掘進ヘッド1をバックリーマ93に換装し、前記パイロット孔91を逆に掘進機6に向けて拡径することにより本孔95を形成すると共に、薬液注入管を収容している外筒管2をこの本孔95内に引き込み、外筒管2を引き抜いて薬液注入管を本孔95内に残置させて薬液を注入し、これらの操作をくり返すことにより改良対象地盤全体にわたって薬液を浸透させ、固化して地盤を改良する。7は薬液供給装置である。
本発明は、従来の技術におけるこれまでの諸問題を解消し、既設の構造物直下の地盤改良を経済的に行なうことのできる掘進用管状ユニットおよびこれを使用する地盤改良工法を実現することを目的とする。
図7はパッカ15付近を示す掘進ヘッド1の部分断面図で、(a)はパッカ15が収縮した状態、(b)はパッカ15が膨張した状態を示す。パッカ15はゴム等の弾性材でできたリング状の中空体で、内部にエア等のガスや液体などの流体を送り込んだり逃がしたりすることで膨張、収縮させることができる。掘進ヘッド1が前進、あるいは後退などの移動中はパッカ15が抵抗とならないように収縮させておき、薬液噴射中はこれをふくらませて後方のすきまをなくし、薬液の地盤内への浸透を助ける。なお、パッカ15に孔を設け、これから気体を噴出させるようにして、化学物質による土壌汚染等の場合の気体による処理を行なうこともできる。気体は掘進ヘッド1の噴出口11、12から噴出させてもよい。
つぎにこの掘進用管状ユニットを使用する地盤改良工法を説明する。本発明の地盤改良工法は、第1工程で掘進ヘッド1を前進させて地盤内に管状ユニットを送り込み、第2工程で管状ユニットを引き戻しながら地盤内に薬液を噴射し、薬液の化学作用により硬化させて地盤を改良するものである。図9に示すように、掘進ヘッド1、外筒管2、ロータリージョイント5よりなる掘進用管状ユニットのロータリージョイント5部分を掘進機6に取り付け、クランプ65で把持するか、チャック66で回転自在に保持し、まず第1の工程では後方のロータリージョイント5から外筒管2内に送り込んだ水を掘進ヘッド1の噴出口から地盤内に噴射させながら後端のロータリージョイント5の部分を前進させ、図12で説明した特許文献1に記載の工法と同様に地盤内を掘進させる。このときに噴射するのは通常水など液体1種類のみでよいから、内管3は挿入しなくてよい。その代わりに掘進ヘッド1に近い外筒管2内にジャイロセンサ等の位置センサを挿入し、掘進ヘッド1の現在位置を監視する。ジャイロセンサは、例えば特開2000−73396号公報などに記載がある。本発明では掘進は改良対象地盤の終端位置までで、特許文献2に記載の発明のように反対側の地表まで行なう必要はない。
このように、本発明では工事完了後の管状ユニットは完全に回収されて繰り返し使用できる上、特許文献2に記載の発明のように地盤内に不要となった噴射管が残ることがないので、クリーンな施工である。
2 外筒管
3 内管
4 パッカ用流体配管
5 ロータリージョイント
6 掘進機
7 薬液供給装置
10 先端金物
11、12 噴出口
13 混合室
14 (掘進ヘッドの)本体
15 パッカ
16 先端プレート
17 コントロール板
21、22、32 管継手
23 管体
31 先端口金
33 ふさぎ部材
34 チューブ
41 円周溝
51、54 内筒
52 ケーシング
53 ベアリング
55 エア入口
56 一液入口
57 二液入口
60 ベース
61 前進フレーム
62 回転用モータ
63 チェーン
64 前進用モータ
65 クランプ
66 チャック
91 パイロット孔
92 連結用ロッド
93 バックリーマ
94 ケーブル
95 本孔
B ボーリング孔
C 薬液注入部分
G 改良対象地盤
H 立坑
P 管体
S 構造物
Claims (4)
- 先端が軸に対して斜め向きの平面で削られた形状で、先端部および側面に流体の噴出口(11、12)を有し、後端付近に流体圧によって膨張するリング状のパッカ(15)を備える略円筒状の掘進ヘッド(1)と、この掘進ヘッド(1)の後方に管継手(21、22)を介して連結される外筒管(2)と、この外筒管の末端に連結されるロータリージョイント(5)と、前記パッカ(15)とこのロータリージョイント(5)とを接続するパッカ用流体配管(4)とから構成される掘進用管状ユニット。
- 前記掘進ヘッド(1)の噴出口(11、12)とロータリージョイント(5)とが外筒管(2)の内部に配置された内管(3)でも接続されている請求項1に記載の掘進用管状ユニット。
- 前記の軸に対して斜め向きの平面に重ねて、少なくとも先端方向にはみだした刃先を有するコントロール板(17)を取り付けた請求項1または2に記載の掘進用管状ユニット。
- ロータリージョイントから外筒管内に送り込んだ液体を掘進ヘッドの噴出口から地盤内に噴射しながら掘進用管状ユニットを前進させて地盤内を掘進し、掘進ヘッドが目標位置に到達したら、パッカを膨張させて後方をふさぎ、ロータリージョイントから外筒管内に送り込んだ薬液または気体を掘進ヘッドの噴出口から周囲の地盤内に噴射し、パッカをしぼませて所定距離後退し、再びパッカを膨張させて後方をふさいで掘進ヘッドの噴出口から薬液または気体を周囲の地盤内に噴射することをくり返す請求項1ないし3のいずれかに記載の掘進用管状ユニットを使用する地盤改良工法。
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