JP5147029B1 - 地盤注入材の注入装置および注入工法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤中に地盤注入材を広域に低圧で注入できるようにする。
【解決手段】地盤Ｇに形成された掘削孔Ｈ内に設置されて、地盤注入材を地盤Ｇ中に注入する地盤注入材の注入装置１において、周面に注入口７ｃおよび該注入口７ｃを覆う逆止弁９が設けられ、内部に地盤注入材が供給される注入管２と、注入管２より大径で、不透水性を有した管状の膜体から成り、管軸方向に所定の間隔で放出口４ｃが複数形成され、内側に注入管２が配置されることで、注入管２の外周の注入口７ｃおよび逆止弁９を含んでさらに管軸方向へ広がった所定の範囲を覆う広域注入膜４と、広域注入膜４の外周に設けられ、広域注入膜４を覆って保護しつつ広域注入膜４の膨張を抑制する、透水性を有した保護部材５とを備え、保護部材５の両端部および広域注入膜４の両端部を、注入管２の外周面に固定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、地盤注入材の注入装置および注入工法に関し、特に、地盤中に広域に地盤注入材を注入する技術に関する。

地盤の強化や改良などを目的として、地盤中に地盤注入材を注入する装置および工法がある。これらは、たとえば特許文献１〜５に開示されているように、周面に注入口と該注入口を覆うスリーブ状の逆止弁が設けられた注入管を、対象地盤に形成した掘削孔内に設置する。そして、注入管内に地盤注入材を所定の圧力で供給することにより、注入口から逆止弁を押し開きながら地盤注入材を流出させて、周囲の地盤中に注入する。

このように、地盤注入材が注入口から逆止弁を開いて地盤中へ注入されると、いわゆる点注入となるので、地盤注入材が逆止弁の周囲に球状に高圧で注入されてしまう。このため、たとえば、対象地盤が既設構造物の直下にある場合には、地盤注入材の注入圧力により地盤が隆起して、既設構造物を傾けたり損傷させたりするおそれがある。また、たとえば、対象地盤が注入管の管軸方向に広がっている場合には、注入口および逆止弁の設置数を多くしなければならず、その分注入操作が増えてしまう。

一方、地盤注入材の注入幅を注入管の管軸方向に広げるために、特許文献１および２では、注入管の外周に、注入口と逆止弁を含む管軸方向の一定範囲を覆うように、導水部材を取り付けている。導水部材は、網、スポンジ、織布、不織布、透水性合成樹脂、ドレーン材、またはゴムなどを加工して、筒、チューブ、袋、かご、または帯などの形状に成形され、透水性と弾性を有している。導水部材は、自身の弾性力で注入管に取り付いていたり、両端を接着剤などで注入管に密着状態で固定されていたりしている。

また、特許文献３および４では、注入管の外周のパッカー間に、孔壁保持材を取り付けている。孔壁保持材は、導水部材と同様に成形され、透水性を有している。また、特許文献４の孔壁保持材には、部分的に不透水加工を施したり、水膨張性ゴムを貼り付けたりして、不透水部分を形成し、地盤注入材の注入量を下方に多くしている。

また、特許文献５では、注入管のテーパー面に注入口と逆止弁を設け、逆止弁の外側にテーパー面を覆うようにメッシュ部材を設けている。メッシュ部材の両端部は、注入管の外周面に封止部材により固定されている。

しかしながら、特許文献１〜５のような構造では、掘削孔内に注入管を設置する際に、導水部材や孔壁保持材やメッシュ部材が損傷するおそれがある。また、当該部材を網状やスポンジ状などの透水性の高い形態にした場合、地盤注入材が、当該部材の逆止弁近傍から殆ど注入されてしまい、逆止弁より離れた箇所まで行き渡らず、地盤注入材を広域に注入できないおそれがある。さらに、ゴムや合成樹脂などの不透水性の材料を用いて、当該部材を透水性の低い形態にした場合、当該部材が地盤注入材の充満により膨張して、地盤注入材が地盤中へ高圧で注入されるおそれがある。

特許第４８４８５５３号公報 特開２０１１−７４５９１号公報 特許第４１５７５３１号公報 特許第４０９７６７１号公報 特開２００３−３０１４４８号公報

本発明の課題は、地盤中に地盤注入材を広域に低圧で注入できるようにすることである。

本発明の地盤注入材の注入装置は、地盤に形成された掘削孔内に設置されて、地盤注入材を地盤中に注入する注入装置であって、周面に注入口および該注入口を覆う逆止弁が設けられ、内部に地盤注入材が供給される注入管と、注入管より大径で、不透水性を有した管状の膜体から成り、管軸方向に所定の間隔で放出口が複数形成され、内側に注入管が配置されることで、注入管の外周の注入口および逆止弁を含んでさらに管軸方向へ広がった所定の範囲を覆う広域注入膜と、広域注入膜の外周に設けられ、広域注入膜を覆って保護しつつ広域注入膜の膨張を抑制する、透水性を有した保護部材とを備え、保護部材の両端部および広域注入膜の両端部を、注入管の外周面に固定している。

上記により、掘削孔内に注入管を設置する際に、広域注入膜および保護部材が注入管から外れず、広域注入膜が損傷するのを保護部材により防止することができる。また、掘削孔内に注入管を設置した後、注入管内に地盤注入材を供給することで、地盤注入材が注入口から流出して、注入管と広域注入膜の間の空間に溜まり、広域注入膜の各放出口から保護部材を通って、地盤中に柱状に注入される。このため、注入管の注入口から流出した地盤注入材の流出圧を、注入管と広域注入膜の間の空間で低下させることができる。また、広域注入膜の膨張を保護部材で抑制しているので、地盤注入材を広域注入膜の各放出口から均等に放出しつつ、該放出圧が高くなるのを抑制することができる。よって、地盤中に地盤注入材を、広域注入膜および保護部材の管軸方向の幅に渡って、広域に低圧で注入することが可能となる。

また、本発明では、上記地盤注入材の注入装置において、注入口および逆止弁は、注入管の管軸方向に所定の間隔で複数設けられ、広域注入膜および保護部材は、注入管の管軸方向に複数設けられ、注入管に、隣り合う広域注入膜の間および隣り合う保護部材の間に突出する隔壁を設け、保護部材および広域注入膜の両端部を隔壁に当接させ、隔壁の外径と保護部材の外径を同一にしてもよい。

これにより、地盤注入材が各保護部材および各広域注入膜の両端部から管軸方向へ逸出するのを、隔壁により食い止めることができる。このため、広域注入膜の管軸方向の幅毎に、地盤注入材を地盤中に注入することができる。また、隔壁の外径と保護部材の外径を同一にしているので、掘削孔内に注入管を設置する際に、保護部材や広域注入膜が孔壁に引っ掛かるのを防止することができる。

また、本発明では、上記地盤注入材の注入装置において、注入管は、延長管と、注入口および逆止弁が設けられ、延長管の一端を連結する第１継ぎ手管と、延長管の他端を連結する第２継ぎ手管とを、複数用いて組み立てられ、隣り合う第２継ぎ手管の間に、延長管および第１継ぎ手管を覆うように、広域注入膜および保護部材を取り付けてもよい。

これにより、１つの第１継ぎ手管の注入口から地盤中への地盤注入材の注入幅を、第１継ぎ手管と該第１継ぎ手管の両端部に連結された延長管の長さに渡って広くとることができる。また、延長管の長さと保護部材および広域注入膜の幅を変えることで、地盤注入材の注入幅を任意に設定することができる。

また、本発明では、上記地盤注入材の注入装置において、注入口近傍の注入管の外周面に、スリーブ状の逆止弁を装着する凹部を設け、該凹部の傍に注入口から管軸方向に地盤注入材を誘導する誘導溝を設けてもよい。

これにより、逆止弁のずれを凹部により防止しつつ、注入口から流出した地盤注入材を誘導溝により注入管と広域注入膜の間の空間に行き渡らせ易くすることができる。

また、本発明では、上記地盤注入材の注入装置において、さらに、注入管と広域注入膜の間に設けられ、注入管と広域注入膜の所定の間隔を保持する、透水性を有した間隔保持部材を備えてもよい。

これにより、広域注入膜が注入管に密着して地盤注入材の流れが阻止されるのを、間隔保持部材により防止することができる。そして、透水性の間隔保持部材を通して、地盤注入材を注入管と広域注入膜の間に確実に行き渡らせることができる。

また、本発明では、上記地盤注入材の注入装置において、さらに、外周面に管軸方向へ所定の間隔で一対の膨縮可能なパッカーが設けられ、パッカーの間に吐出口が形成され、注入管内に挿入される地盤注入材供給用の供給管を備えてもよい。

これにより、二重管構造の地盤注入材の注入装置を用いて、地盤中に地盤注入材を広域に低圧で注入することができる。

次に、本発明の地盤注入材の注入工法は、上記地盤注入材の注入装置を用いて行う注入工法であって、地盤に掘削孔を形成した後、該掘削孔内に注入管を設置し、地盤注入材を注入管内に所定の圧力で供給して、注入口と放出口と保護部材を通して地盤中に注入する。

これにより、掘削孔の周囲の地盤中に、地盤注入材を広域に低圧で注入することができる。

また、本発明の注入工法において、前記供給管が備わっている場合、地盤に掘削孔を形成した後、該掘削孔内に注入管を設置して、該注入管内に供給管を挿入し、吐出口が注入口の近傍に来るように、注入管内で供給管を位置決めして、パッカーを膨張させることにより、供給管を固定し、地盤注入材を供給管内に所定の圧力で供給して、吐出口、注入管内のパッカーにより区切られた空間、注入口、注入管と広域注入膜の間の空間、放出口、および保護部材を通して地盤中に注入してもよい。

これにより、二重管構造の地盤注入材の注入装置を用いて、掘削孔の周囲の地盤中に、地盤注入材を広域に低圧で注入することができる。

本発明によれば、地盤中に地盤注入材を広域に低圧で柱状に注入することが可能となる。

本発明の第１実施形態による地盤注入材の注入装置を示した図である。 図１の注入装置の分解図である。 図１の注入装置に備わる第１継ぎ手管を示した図である。 図１の注入装置の第１継ぎ手管近傍の断面図である。 図１の注入装置の第２継ぎ手管近傍の断面図である。 図１の注入装置による地盤注入材の注入状態を示した図である。 本発明の実施形態による地盤注入材の注入工法の説明図である。 本発明の実施形態による地盤注入材の注入工法の説明図である。 本発明の実施形態による地盤注入材の注入工法の説明図である。 本発明の実施形態による地盤注入材の注入工法の説明図である。 本発明の実施形態による地盤注入材の注入工法の説明図である。 本発明の実施形態による地盤注入材の注入工法の説明図である。 本発明の第２実施形態による間隔保持部材を示した図である。 本発明の第２実施形態による地盤注入材の注入装置の第１継ぎ手管近傍の断面図である。 本発明の第２実施形態による地盤注入材の注入装置の第２継ぎ手管近傍の断面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、第１実施形態による地盤注入材の注入装置１の構造を、図１〜図６を参照しながら説明する。

図１および図２に示すように、地盤注入材の注入装置１には、注入管２、供給管３、広域注入膜４、および保護部材５が備わっている。

注入管２は、図２に示すように、延長管６、第１継ぎ手管７、および第２継ぎ手管８から構成されている。延長管６は、塩化ビニルなどの合成樹脂製で、長尺な円筒状に形成されている。

継ぎ手管７、８は、ＡＢＳなどの合成樹脂製で、延長管６より短尺な円筒状に形成されている。継ぎ手管７、８の両端部には、図４および図５に示すように、凹形の連結部７ａ、８ａが形成されている。連結部７ａ、８ａには、延長管６の端部が挿し込まれて、接着剤、圧入、または螺合などの手段により連結されている。

図３および図４に示すように、第１継ぎ手管７の周面には、注入口７ｃが設けられている。注入口７ｃ近傍の第１継ぎ手管７の外周面には、凹部７ｂが設けられている。凹部７ｂには、注入口７ｃを覆うようにスリーブ状の逆止弁９が装着されている。逆止弁９は、ゴムなどの弾性体から成り、第１継ぎ手管７の外周面に弾性接触している。凹部７ｂの傍には、注入口７ｃから管軸方向に地盤注入材を誘導する誘導溝７ｍが複数設けられている。

図１および図５に示すように、第２継ぎ手管８の外周面８ｃには、径方向に突出するフランジ状の隔壁８ｆが設けられている。

図１および図２に示すように、複数の延長管６と継ぎ手管７、８を用いて、延長管６の一端を第１継ぎ手管７に連結し、延長管６の他端を第２継ぎ手管８に連結することにより、注入管２は所定の長さに組み立てられている。また、注入管２の管軸方向に所定の間隔で注入口７ｃと逆止弁９が複数設けられている。注入管２の先端は、図１（ａ）に示すように、キャップ１２で封止されている。

広域注入膜４は、図４および図５に示すように、延長管６および第１継ぎ手管７より大径で、不透水性を有した管状の膜体から成る。本例では、広域注入膜４は、ポリアミドなどの合成樹脂または合成ゴムで形成された厚みの薄い長尺なチューブから構成されている（図２参照）。図５に示すように、広域注入膜４の外径は、第２継ぎ手管８の外周面８ｃの外径より大きく、隔壁８ｆの外径より小さくなっている。広域注入膜４には、図１および図２に示すように、管軸方向に所定の間隔で放出口４ｃが複数形成されている。

図１に示すように、広域注入膜４は、隣り合う第２継ぎ手管８の間に、延長管６および第１継ぎ手管７を覆うように取り付けられている。これにより、延長管６および第１継ぎ手管７が広域注入膜４の内側に配置され、広域注入膜４が注入管２の外周の注入口７ｃおよび逆止弁９を含んでさらに管軸方向へ広がった所定の範囲を覆う。この所定の範囲とは、１つの第１継ぎ手管７と該第１継ぎ手管７の両端部に連結された２つの延長管６の長さに渡る範囲である。

保護部材５は、透水性を有し、図４および図５に示すように、広域注入膜４の外周に設けられている。本例では、保護部材５は、ポリエチレンなどの合成樹脂で網状に形成された長尺なパイプから構成されている（図２参照）。保護部材５の厚みは、広域注入膜４の厚みより厚くなっている。図５に示すように、保護部材５の外径は、第２継ぎ手管８の隔壁８ｆの外径と同一になっている。

図１に示すように、保護部材５は、隣り合う第２継ぎ手管８の間に、延長管６、第１継ぎ手管７、および広域注入膜４を覆うように取り付けられている。これにより、延長管６、第１継ぎ手管７、および広域注入膜４が保護部材５の内側に配置される。保護部材５は、広域注入膜４を覆って保護しつつ、広域注入膜４の膨張を抑制する。

保護部材５および広域注入膜４は、第１継ぎ手管７と１対１で対応するように、注入管２の管軸方向に複数設けられている。隣り合う広域注入膜４の間および隣り合う保護部材５の間には、図１および図５に示すように、第２継ぎ手管８の隔壁８ｆが突出している。図５に示す保護部材５および広域注入膜４の両端部５ｔ、４ｔは、隔壁８ｆに当接していて、第２継ぎ手管８の外周面８ｃに、接着剤、接着テープ、または固定具などにより固定されている。広域注入膜４と注入管２の間に形成される空間Ｚは、第２継ぎ手管８により管軸方向に閉塞されている。

図２および図６に示すように、供給管３の先端部の外周面には、管軸方向へ所定の間隔で一対のパッカー１０が設けられている。また、パッカー１０の間には、吐出口３ｃが形成されている。供給管３の外径は、注入管２の内径より小さくなっている。図２に示す収縮状態のパッカー１０の外径も、注入管２の内径より小さくなっている。

供給管３は注入管２内に挿入される。供給管３内には地盤注入材が供給される。供給管３には、各パッカー１０内に対して流体を入出するためのホース１１が内装されている。注入管２内には、供給管３を介して、地盤注入材が供給される。このように、注入装置１は、注入管２と供給管３の二重管構造になっている。

次に、上述した注入装置１を用いた地盤注入材の注入工法を、図７〜図１２を参照しながら説明する。

本注入工法では、図７などに示すような、既設構造物Ｋの下方にある地盤Ｇの強化を目的として、地盤改良用の薬液から成る地盤注入材を、注入装置１により地盤Ｇ中に注入する。

まず、施工対象の地盤Ｇの軟弱や土質などの状態に応じて、地盤注入材を注入する範囲、深度、間隔、圧力、および注入量などを設定する。次に、図示しない掘削機により、図７に示すように、既設構造物Ｋの周囲の地表面Ｇａから設定深度まで、地盤Ｇを斜めや曲線状に掘削し、さらに、既設構造物Ｋの下方の地盤Ｇを水平に掘削する。

そして、形成された掘削孔Ｈ内に、図８に示すように、注入管２を設置する。この際、たとえば、掘削工程で用いたケーシングパイプの内側に注入管２を通して、掘削孔Ｈの奥まで注入管２を挿入した後、ケーシングパイプを掘削孔Ｈ内から引き抜いて、注入管２を掘削孔Ｈ内に設置してもよい。

注入管２の後端開口部２ｂは、地表面Ｇａから露出させておく。また、注入管２と掘削孔Ｈとの隙間を、シールグラウトなどで埋めておいてもよい。その場合、掘削孔Ｈの奥の方の注入管２との隙間にシールグラウトが到らなくても、地表面Ｇａの付近の注入管２と掘削孔Ｈとの隙間をシールグラウトで閉塞しておけば、後で注入する地盤注入材が地表面Ｇａへ流出するのを防止することができる。

次に、図９に示すように、注入管２の後端開口部２ｂから内部に、供給管３を挿入する。そして、供給管３の吐出口３ｃが、注入管２の最奥にある第１継ぎ手管７の注入口７ｃの近傍に来るように、注入管２内で供給管３を位置決めする（図６参照）。

供給管３の後端３ｂは、図１０に示す、地上に設置した地盤注入材供給装置２０に接続しておく。供給管３に内装されたホース１１の後端は、地上に設置した流体供給装置３０に接続しておく。

そして、流体供給装置３０からホース１１を通してパッカー１０内に、膨張用の流体を供給して、図６および図１０に示すように、パッカー１０を膨張させる。すると、供給管３が固定されて、注入管２内が区切られ、供給管３の吐出口３ｃ近傍に閉塞された空間Ｘが形成される。

次に、図１０に示す地盤注入材供給装置２０により、供給管３内に地盤注入材を所定の圧力で供給する。すると、図６に矢印で示すように、地盤注入材が供給管３の吐出口３ｃから、注入管２内のパッカー１０間にある空間Ｘへ吐出する。地盤注入材の供給管３への供給圧は、地盤注入材が吐出口３ｃから噴出するような高い圧力ではなく、あくまでも吐出するような低い圧力に設定する。

そして、空間Ｘに溜まった地盤注入材は、近傍にある第１継ぎ手管７の注入口７ｃから流出して、逆止弁９を押し広げる。さらに、地盤注入材は、逆止弁９と注入管２の隙間を通って、逆止弁９の両端部から注入管２と広域注入膜４の間の空間Ｚへ流出する。この際、地盤注入材は誘導溝７ｍを通ることで、注入管２の管軸方向へ誘導される。このため、第２継ぎ手管８により閉塞された空間Ｚの両端部Ｚａ（図５）まで、地盤注入材が行き渡る。

そして、空間Ｚに溜まった地盤注入材は、図６および図１０に矢印で示すように、広域注入膜４の各放出口４ｃから放出されて、保護部材５の網目を通り、地盤Ｇ中に注入される。この際、地盤注入材は、最奥にある広域注入膜４と保護部材５の管軸方向の幅に渡って広域に地盤Ｇ中に、シャワーのように注入されて行く。つまり、地盤Ｇ中に地盤注入材が低圧で柱状注入される。地盤Ｇ中に注入された地盤注入材は、図１１にハッチングＭで示すように、地盤Ｇ中に広く浸透して行く。

所定量の地盤注入材を注入すると、地盤注入材供給装置２０からの地盤注入材の供給を停止し、流体供給装置３０によりホース１１を通してパッカー１０内の流体を吸引して、パッカー１０を収縮させる。次に、供給管３の地表面Ｇａからの露出部分３ｄを引っ張って、供給管３を地上側へ所定量移動させ、吐出口３ｃを注入管２の次の第１継ぎ手管７の注入口７ｃの近傍に位置決めする。

次に、上述したように、パッカー１０を膨張させて、注入管２内を区切ってから、供給管３内に地盤注入材を供給する。そして、図１１に示すように、最奥の注入位置から所定の間隔をおいた次の注入位置より、地盤Ｇ中に地盤注入材を注入する。

この後は、上述したように、順次、供給管３を管軸方向に移動させて、各注入位置に位置決めする。そして、地盤注入材を供給管３内に供給して、吐出口３ｃ、注入管２内のパッカー１０により区切られた空間Ｘ、注入口７ｃ、注入管２と各広域注入膜４の間の空間Ｚ、放出口４ｃ、および保護部材５の網目を通して地盤Ｇ中に注入する。

注入した地盤注入材は地盤Ｇ中に広く浸透して、その後硬化する。すると、図１２にハッチングＭ’で示すように、既設構造物Ｋの下方の地盤Ｇが強化された状態となる。

上記によると、掘削孔Ｈ内に注入管２を設置する際に、広域注入膜４が損傷するのを保護部材５により防止することができる。また、広域注入膜４および保護部材５の両端部４ｔ、５ｔを第２継ぎ手管８の外周面８ｃに固定しているので、広域注入膜４および保護部材５が注入管２から外れるのを防止することができる。

また、掘削孔Ｈ内に注入管２を設置した後、注入管２内に地盤注入材を所定の圧力で供給することで、地盤注入材が注入口７ｃから流出して、注入管２と広域注入膜４の間の空間Ｚに溜まる。そして、地盤注入材は、広域注入膜４の各放出口４ｃから保護部材５の網目を通って、地盤Ｇ中に柱状に注入される。

このため、注入管２の注入口７ｃから流出した地盤注入材の流出圧を、注入管２と広域注入膜４の間の空間Ｚで低下させることができる。また、広域注入膜４の膨張を保護部材５で抑制しているので、地盤注入材を広域注入膜４の各放出口４ｃから均等に放出しつつ、該放出圧が高くなるのを抑制することができる。

よって、地盤Ｇ中に地盤注入材を、各広域注入膜４および各保護部材５の管軸方向の幅に渡って、広域に低圧で注入することが可能となる。然も、広域注入膜４を合成樹脂製で薄肉のチューブから構成し、保護部材５を合成樹脂製で網状のパイプから構成することで、注入装置１の製造コストを低く抑えることができる。

また、地盤注入材が各保護部材５および各広域注入膜４の両端部５ｔ、４ｔから管軸方向へ逸出するのを、各第２継ぎ手管８の隔壁８ｆにより食い止めることができる。このため、広域注入膜４の管軸方向の幅毎に、地盤注入材を地盤Ｇ中に注入することができる。

また、隔壁８ｆの外径と保護部材５の外径を同一にしている。このため、掘削孔Ｈ内に注入管２を設置する際に、保護部材５や広域注入膜４が、掘削孔Ｈの孔壁に引っ掛かったり、ケーシングパイプ内でつかえたりするのを防止することができる。

また、１つの第１継ぎ手管７の注入口７ｃから地盤Ｇ中への地盤注入材の注入幅を、第１継ぎ手管７と該第１継ぎ手管７の両端部に連結された延長管６の長さに渡って広くとることができる。

また、延長管６の長さと保護部材５および広域注入膜４の幅を変えることで、地盤注入材の注入幅を任意に設定することができる。

また、逆止弁９のずれを第１継ぎ手管７の凹部７ｂにより防止することができる。また、注入口７ｃから流出した地盤注入材を、誘導溝７ｍにより注入管２と広域注入膜４の間の空間Ｚに行き渡らせ易くすることができる。

さらに、二重管構造の地盤注入材の注入装置１により、掘削孔Ｈの周囲の地盤Ｇ中に地盤注入材を広域に低圧で注入できる結果、地盤Ｇの隆起による既設構造物Ｋの傾きや損傷を防止することが可能となる。

また、施工対象の地盤Ｇが注入管２の管軸方向に広くても、注入口７ｃおよび逆止弁９の設置間隔を広くすることにより、これらの設置数を少なくして、注入装置１にかかるコストを低く抑えることができる。さらに、その分注入操作数を少なくすることができる。

次に、第２実施形態による地盤注入材の注入装置１の構造を、図１３〜図１５を参照しながら説明する。

図１４および図１５に示すように、注入管２と広域注入膜４の間には、間隔保持部材１３が設けられている。間隔保持部材１３は、図１３に示すように長尺で、透水性を有している。本例では、間隔保持部材１３は、ポリエチレンなどの合成樹脂で網状に形成されたパイプから構成されている。

間隔保持部材１３は、第１継ぎ手管７と第２継ぎ手管８の間で、延長管６の外周面６ｃに、接着テープ、固定具、または接着剤などにより固定されている。間隔保持部材１３は、地盤注入材の管軸方向への流出を阻害することなく、注入管２と広域注入膜４の所定の間隔（空間Ｚの高さ）を保持する。

このようにすると、シールグラウトの充填などによる圧力で、広域注入膜４が注入管２に密着して地盤注入材の流れが阻止されるのを、間隔保持部材１３により防止することができる。そして、間隔保持部材１３の網目を通して、地盤注入材を注入管２と広域注入膜４の間の空間Ｚに確実に行き渡らせることができる。またこの結果、地盤Ｇ中に地盤注入材を、各広域注入膜４および各保護部材５の管軸方向の幅に渡って確実に注入することが可能となる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では、吐出口３ｃを挟んで両側に一対のパッカー１０を備えた供給管３を用いて、注入管２内に地盤注入材を供給した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、管軸方向に所定の間隔で複数の吐出口が設けられた供給管や、パッカーを３つ以上備えた供給管などを用いてもよい。また、パッカーの無い単なるホースなどを用いて、注入管２内に地盤注入材を供給するようにしてもよい。

また、注入管２に代えて、内部または外周面に複数のパッカーが設けられた注入管を用いてもよい。外周面に複数のパッカーが設けられた注入管を用いる場合は、そのパッカー間に注入口、逆止弁、広域注入膜、保護部材、および間隔保持部材を設置すればよい。さらに、延長管６と継ぎ手管７、８により組み立てた注入管２以外の注入管を用いてもよい。

また、上記実施形態では、広域注入膜４に孔状の放出口４ｃ（図１）を設けた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、広域注入膜にスリット状の放出口を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、保護部材５や広域注入膜４の両端部５ｔ、４ｔを、第２継ぎ手管８の外周面８ｃに固定した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、保護部材５や広域注入膜４の両端部５ｔ、４ｔを、延長管６の外周面６ｃに固定してもよい。また、広域注入膜４の両端部４ｔを延長管６の外周面６ｃに固定し、保護部材５の両端部５ｔを第２継ぎ手管８の外周面８ｃに固定してもよい。さらに、保護部材５や広域注入膜４の一端部５ｔ、４ｔを延長管６の外周面６ｃに固定し、他端部５ｔ、４ｔを第２継ぎ手管８の外周面８ｃに固定してもよい。

また、上記実施形態では、第１継ぎ手管７と１対１で広域注入膜４や保護部材５を設けた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、複数の第１継ぎ手管７に対して１つの広域注入膜４と保護部材５を設けるようにしてもよい。つまり、管軸方向に並ぶ複数の逆止弁９に対して１つの広域注入膜４と保護部材５を設けるようにしてもよい。

また、注入管の先端部にだけ注入口を設けて、該注入口を１つの逆止弁で覆い、該注入口と逆止弁を含んでさらに管軸方向へ広がった所定の範囲を覆うように、広域注入膜と保護部材を１つずつ設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、保護部材５や間隔保持部材１３を、合成樹脂で網状に形成された長尺なパイプから構成した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、たとえば、保護部材５や間隔保持部材１３として、金属や天然繊維や合成樹脂などを、網状や格子状や螺旋状やたわし状や多連のリング状などに加工したものを用いてもよい。また、スポンジ状のものを用いてもよい。但し、地盤注入材の流出を阻害しないものがよい。

また、上記実施形態では、既設構造物Ｋの下方の地盤Ｇ中に注入管２を設置して、該地盤Ｇ中に地盤注入材を注入した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。これ以外に、既設構造物の有無にかかわらず、地盤中に鉛直方向、上方向、斜め方向、または水平方向に延びるように形成された掘削孔内に、注入管２を設置して、この周囲の地盤中に地盤注入材を注入してもよい。

さらに、上記実施形態では、地盤の強化を目的として、地盤改良用の薬液から成る地盤注入材を地盤中に注入するために、本発明を適用した例を示した。然るに、これ以外の目的で、その他の地盤注入材を地盤中に注入するために、本発明を適用することも可能である。

１ 地盤注入材の注入装置
２ 注入管
３ 供給管
３ｃ 吐出口
４ 広域注入膜
４ｃ 放出口
４ｔ 広域注入膜の両端部
５ 保護部材
５ｔ 保護部材の両端部
６ 延長管
７ 第１継ぎ手管
７ｂ 凹部
７ｃ 注入口
７ｍ 誘導溝
８ 第２継ぎ手管
８ｃ 第２継ぎ手管の外周面
８ｆ 隔壁
９ 逆止弁
１０ パッカー
１３ 間隔保持部材
Ｇ 地盤
Ｈ 掘削孔
Ｘ パッカーにより区切られた空間
Ｚ、Ｚａ 注入管と広域注入膜の間の空間

Claims (8)

1. 地盤に形成された掘削孔内に設置されて、地盤注入材を地盤中に注入する地盤注入材の注入装置であって、
   周面に注入口および該注入口を覆う逆止弁が設けられ、内部に地盤注入材が供給される注入管と、
   前記注入管より大径で、不透水性を有した管状の膜体から成り、管軸方向に所定の間隔で放出口が複数形成され、内側に前記注入管が配置されることで、前記注入管の外周の前記注入口および前記逆止弁を含んでさらに管軸方向へ広がった所定の範囲を覆う広域注入膜と、
   前記広域注入膜の外周に設けられ、前記広域注入膜を覆って保護しつつ前記広域注入膜の膨張を抑制する、透水性を有した保護部材と、を備え、
   前記保護部材の両端部および前記広域注入膜の両端部を、前記注入管の外周面に固定した、ことを特徴とする地盤注入材の注入装置。
2. 請求項１に記載の地盤注入材の注入装置において、
   前記注入口および前記逆止弁は、前記注入管の管軸方向に所定の間隔で複数設けられ、
   前記広域注入膜および前記保護部材は、前記注入管の管軸方向に複数設けられ、
   前記注入管に、隣り合う前記広域注入膜の間および隣り合う前記保護部材の間に突出する隔壁を設け、
   前記保護部材および前記広域注入膜の両端部を前記隔壁に当接させ、
   前記隔壁の外径と前記保護部材の外径を同一にした、ことを特徴とする地盤注入材の注入装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の地盤注入材の注入装置において、
   前記注入管は、
   延長管と、
   前記注入口および前記逆止弁が設けられ、前記延長管の一端を連結する第１継ぎ手管と、
   前記延長管の他端を連結する第２継ぎ手管と、を複数用いて組み立てられ、
   隣り合う前記第２継ぎ手管の間に、前記延長管および前記第１継ぎ手管を覆うように、前記広域注入膜および前記保護部材を取り付けた、ことを特徴とする地盤注入材の注入装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の地盤注入材の注入装置において、
   前記注入口近傍の前記注入管の外周面に、スリーブ状の前記逆止弁を装着する凹部を設け、
   前記凹部の傍に前記注入口から管軸方向に地盤注入材を誘導する誘導溝を設けた、ことを特徴とする地盤注入材の注入装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の地盤注入材の注入装置において、
   前記注入管と前記広域注入膜の間に設けられ、前記注入管と前記広域注入膜の所定の間隔を保持する、透水性を有した間隔保持部材を備えた、ことを特徴とする地盤注入材の注入装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の地盤注入材の注入装置において、
   外周面に管軸方向へ所定の間隔で一対の膨縮可能なパッカーが設けられ、前記パッカーの間に吐出口が形成され、前記注入管内に挿入される地盤注入材供給用の供給管を備えた、ことを特徴とする地盤注入材の注入装置。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の地盤注入材の注入装置を用いて行う地盤注入材の注入工法であって、
   地盤に掘削孔を形成した後、該掘削孔内に前記注入管を設置し、
   地盤注入材を前記注入管内に所定の圧力で供給して、前記注入口と前記放出口と前記保護部材を通して地盤中に注入する、ことを特徴とする地盤注入材の注入工法。
8. 請求項６に記載の地盤注入材の注入装置を用いて行う地盤注入材の注入工法であって、
   地盤に掘削孔を形成した後、該掘削孔内に前記注入管を設置して、該注入管内に前記供給管を挿入し、
   前記吐出口が前記注入口の近傍に来るように、前記注入管内で前記供給管を位置決めして、前記パッカーを膨張させることにより、前記供給管を固定し、
   地盤注入材を前記供給管内に所定の圧力で供給して、前記吐出口、前記注入管内の前記パッカーにより区切られた空間、前記注入口、前記注入管と前記広域注入膜の間の空間、前記放出口、および前記保護部材を通して地盤中に注入する、ことを特徴とする地盤注入材の注入工法。

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