JP6529176B2 - 薬液注入工法 - Google Patents

Description

本発明は、ボーリング孔を掘削し、当該ボーリング孔の周辺領域に薬液を注入する技術に関する。

例えば可撓性のある掘削装置（いわゆる「曲がりボーリング」）を用いた薬液注入工法では、曲がりボーリングで所定の経路のボーリング孔を掘削する。その後、ボーリング孔内に注入装置を挿入して、所定区域毎に薬液を注入する。
薬液の注入に際しては、例えば、ボーリング孔の切羽先端近傍まで薬液注入装置を挿入して薬液を注入し、その後、所定距離だけ地上側に移動する（地上側に引き出す）。以下、薬液注入装置を所定距離だけ地上側に移動することと、薬液を注入することを繰り返す。そして、ボーリング孔に沿った所定領域に薬液を注入する。

従来は薬液が注入される領域の位置を把握して管理するため、可撓性のある掘削装置で掘削された経路を、薬液注入以前の段階で予め（紙の）図面上に記入し、移動量（例えば、薬液注入装置を地上側に引き出す量）から薬液注入箇所を決定し、地上側の薬液供給機械（ポンプ）の吐出圧から薬液が注入された領域を決定して、上述した（紙の）図面上に表示している。
そして、個々の薬液注入箇所における薬液注入量を一定にしていた。

しかし、例えば図４で示す様に、同一のボーリング孔ＣＬ１について、薬液を注入した領域Ｄ２１、Ｄ２２の隙間ＤＣ（薬液が注入されていない領域）が比較的大きい場合に、隙間ＤＣに対して適正に薬液を注入することが困難である。
地中の薬液注入領域を紙の図面上に描画する従来技術では、薬液注入領域Ｄ２１、Ｄ２１、ＤＣは同一サイズであると判断して、同一の注入圧で同一量の薬液を注入していた。その結果、領域ＤＣについては、図４において点線で示す様に注入されてしまい、注入領域が断面非円形となってしまい、不適当な薬液注入領域が生成されてしまうという問題があった。なお図４において、ハッチングを付して表現されている領域ＤＣＢについては、実施形態の欄で後述する。
薬液注入に際しては、隣接する薬液注入領域が一部重複する様に薬液を注入し、薬液が注入されていない領域が生じない様に施工されている。しかし、図４〜図７においては、図示の簡略化のため、薬液注入領域同士が重複しない態様で示されている。

薬液注入領域を画像化しない従来技術では、例えば図５で示す様に、ボーリング孔ＣＬ１に沿った領域に非円形の薬液注入領域ＤＣ（図４の領域ＤＣ参照）が存在する場合には、隣接するボーリング孔ＣＬ２に沿って薬液を注入する際に、領域ＤＣ近傍の領域では、先行して薬液が注入された領域Ｅ２、Ｅ３と同一圧、同一量で薬液を注入することが困難であるという問題があった（図５において、領域Ｅ２、Ｅ３と同じ大きさの領域が点線ＥＣで示されている）。
仮に点線で示す領域ＥＣに対して領域Ｅ２、Ｅ３と同一圧、同一量の薬液を強制的に注入してしまうと、ボーリング孔ＣＬ２に隣接するボーリング孔（図示せず）に沿って薬液を注入することが、さらに困難になる。
なお、図５においてハッチングを付して示す領域ＥＣＢ１〜ＥＣＢ３については、実施形態の欄で後述する。

さらに、図６で示す様に、隣接するボーリング孔ＣＬ２に対して離隔する様に湾曲してしまったボーリング孔ＣＬ３に沿って薬液を注入する場合において、ボーリング孔ＣＬ２から離隔している領域Ｆ７〜Ｆ９に、先行して注入された領域Ｆ５、Ｆ６と同一圧、同一量の薬液を注入してしまうと、薬液が注入されない大きな領域が生じてしまうという問題もある。そして薬液が注入されない大きな領域が生じてしまうと、地盤全体に要求される必要な強度が得られず、その後に行われる各種工事に悪影響を及ぼしてしまう。
図６において、領域Ｆ５、Ｆ６と同一圧、同一量の薬液を注入した場合の領域Ｆ７〜Ｆ９は点線で示されている。また、図６におけるハッチングを付した領域Ｆ７Ｂ、Ｆ８Ｂについては、実施形態の欄で後述する。

これに加えて、図７で示す様に、隣接するボーリング孔ＣＬ２に対して離隔する様に湾曲してしまったボーリング孔ＣＬ３が存在する場合、当該ボーリング孔ＣＬ３はボーリング孔ＣＬ４に近接する様に湾曲している。
図７において、ボーリング孔ＣＬ４において、ボーリング孔ＣＬ３が湾曲している領域に近接する領域Ｇ６〜Ｇ８については、先行して注入された領域Ｇ４、Ｇ５と同一圧、同一量の薬液を注入しようとすると（領域Ｇ４、Ｇ５と同じ大きさの領域を点線Ｇ６〜Ｇ８で示す）、近接するボーリング孔ＣＬ３に沿って注入された領域が存在するので、注入が困難になる。
図７において、ハッチングを付して示す領域Ｇ６Ｂ〜Ｇ９Ｂについては、実施形態の欄で後述する。

図４〜図７を参照して説明した様な問題に対して、従来の紙の図面上にボーリング孔の軌跡を予め記入して行う管理方法では、問題の存在すら認識することができず、対処は困難である。
図４〜図７で示す様な問題に対処するためには、注入を行う領域毎の状態を把握して、薬液の注入圧や注入量を制御することにより対処することが望まれる。
しかし、従来の薬液注入工法では、注入を行う領域毎の状態を把握して、薬液の注入圧や注入量を制御する技術は提案されていない。
また、図４〜図７で例示した可撓性の掘削装置（いわゆる「曲がりボーリング」）を用いた場合のみならず、可撓性を有さない通常の掘削装置で直線的なボーリング孔（例えば垂直方向に対して傾斜したボーリング：斜め方向のボーリンク）を掘削する場合においても、注入を行う領域毎の状態を把握して、薬液の注入圧や注入量を制御することが望まれている。

特開２０１４−８４５５５号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、注入を行う領域毎の状態を把握して、薬液の注入圧や注入量を制御することが出来る薬液注入工法の提供を目的としている。

本発明の地中固結体の薬液注入工法は、例えば可撓性のある掘削装置（いわゆる「曲がりボーリング」）で所定の経路（軌跡）のボーリング孔（１）を掘削し、当該ボーリング孔（１）内に注入装置（２）を挿入して、所定区域毎に薬液を注入する薬液注入工法において、
ボーリング孔（１）の経路（軌跡）を決定して地上側で画像として表示装置（６）に表示する工程と、
薬液注入装置（２）の位置を決定して地上側で画像として表示装置（６）に表示する工程と、
薬液を注入する領域における薬液注入圧及び／又は薬液注入量を決定する決定工程と、
薬液が注入された領域（Ｒ）を地上側で画像として表示装置（６）に表示する薬液注入領域表示工程を有し、
前記決定する工程では、薬液注入領域表示工程で表示装置（６）に表示されている先行して薬液が注入された領域（Ｒ）の画像と、施工現場の土壌の性状に基づいて薬液注入圧及び／又は薬液注入量を決定することを特徴としている。

本発明において、薬液を注入しようとする箇所が、近接した領域に先行して薬液が注入された領域（Ｒ）に対して近接している場合には、薬液注入圧を低圧にし、及び／又は、薬液注入量を減少させるのが好ましい。
或いは本発明において、薬液を注入しようとする箇所が、近接した領域に先行して薬液が注入された領域（Ｒ）に対して離隔している場合には、薬液注入圧を高圧にし、及び／又は、薬液注入量を増加するのが好ましい。

本発明の地中固結体の薬液注入工法の実施に際しては、所定の経路（軌跡）のボーリング孔（１）を掘削する工程では、可撓性のある掘削装置（いわゆる「曲がりボーリング」）を用いることが好ましい。

上述の構成を具備する本発明によれば、薬液を注入する注入圧、注入量を決定するに際しては、注入工法を施工するべきボーリング孔（１）、注入装置（２）先端の位置、薬液が注入された領域（Ｒ）における状況を、施工者が画像として認識することが可能である。
そのため本発明によれば、薬液を注入する全ての領域について注入圧、注入量を同一にすることなく、薬液を注入するべき領域の位置、当該領域の周囲の状況、特に先行して薬液が注入された領域（Ｒ）の状態を考慮して、適正な注入圧、注入量に制御することが出来る。

例えば、同一のボーリング孔（１）について、薬液を注入した領域（Ｄ２１、Ｄ２２）の隙間（ＤＣ：薬液が注入されていない領域）が小さい場合（図４参照）に、当該隙間（ＤＣ）には薬液を注入することが困難である。
これに対して本発明では、当該領域及び隙間（Ｄ２１、Ｄ２２、ＤＣ）を画像で視認して（隙間ＤＣの）薬液注入を行うことが出来るので、例えば、薬液の吐出圧を先行する領域（Ｄ２１、Ｄ２２）に比較して低圧にし、及び／又は、薬液注入量を先行する領域（Ｄ２１、Ｄ２２）に比較して少なくすることが出来る（領域ＤＣＢ）。その結果、先行する領域（Ｄ２１、Ｄ２２）と同一圧、同一量の薬液を隙間（ＤＣ）に強制的に注入して、不均一な注入領域が生成されてしまうことが防止される。

また、（図5で示す様に）先行する領域（Ｄ２１、Ｄ２２）と同一圧、同一量の薬液を隙間（ＤＣ）に強制的に注入して、不均一な注入領域（ＤＣ）が生成されてしまうと、当該不均一な注入領域（ＤＣ）が存在するボーリング孔（ＣＬ１）に隣接するボーリング孔（ＣＬ２）において、不均一な注入領域（ＤＣ）近傍の領域（ＥＣ）では、先行して薬液が注入された領域（Ｅ２、Ｅ３）と同一圧、同一量の薬液を注入することが困難である。
本発明によれば、不均一な注入領域（ＤＣ）が存在した場合でも、施工者は、その近傍領域（ＥＣ）が注入困難であることを視覚により瞬時に把握することが出来るので、当該近傍領域（ＥＣ）の注入圧を小さくし、及び／又は、薬液注入量を少なくして対処することが出来る（領域ＥＣＢ１〜ＥＣＢ３）。

さらに（図６で示す様に）隣接するボーリング孔（ＣＬ２）に対して離隔する様に湾曲したボーリング孔（ＣＬ３）に沿って薬液を注入する場合に、本発明では、全てのボーリング孔（ＣＬ１〜ＣＬ３）に沿って薬液を注入した領域を画像化することが出来るので、施工者は、隣接するボーリング孔（ＣＬ２）に対して離隔した領域（Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９）については、先行して注入された領域（Ｆ５、Ｆ６）よりも高い注入圧及び／又は大量の薬液を注入しなければならないことを視覚により瞬時に把握することが出来る。
そのため、隣接するボーリング孔（ＣＬ２）から離隔している領域に大きな注入圧で、及び／又は、大量の注入薬液を注入して（領域Ｆ７Ｂ、Ｆ８Ｂ）、薬液が注入されない多大な領域の発生を防止することが出来る。

それに加えて、（図７で示す様に）隣接するボーリング孔（ＣＬ３）が湾曲しており、隣接するボーリング孔（ＣＬ４）に対して接近する場合には、当該湾曲したボーリング孔（ＣＬ３）が近接する領域（Ｇ６〜Ｇ８）では、先行して注入された領域と同一圧、同一量の薬液を注入することは困難である。
これに対して本発明では、隣接するボーリング孔（ＣＬ３）が接近する様に湾曲しており、当該湾曲したボーリング孔（ＣＬ３）と近接した領域（Ｇ６〜Ｇ８）は注入が困難であることを、施工者は視覚的に瞬時に判断することが出来る。そのため、当該領域（Ｇ６〜Ｇ８）については、先行して注入された領域（Ｇ４、Ｇ５）に比較して、注入圧及び／又は薬液注入量を小さくして対処することが出来る（領域Ｇ６Ｂ〜Ｇ９Ｂ）。

本発明の実施形態を示すブロック図である。 実施形態で用いられる制御装置の機能ブロック図である。 実施形態における制御を示すフローチャートである。 薬液注入における一態様を示す説明図である。 薬液注入における一態様であって、図４で示す態様とは異なる態様を示す説明図である。 薬液注入における一態様であって、図４、図５で示す態様とは異なる態様を示す説明図である。 薬液注入における一態様であって、図４〜図６で示す態様とは異なる態様を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図示の実施形態では、可撓性のある掘削装置を用いてボーリング孔１を掘削し（いわゆる「曲がりボーリング」を施工し）、そのボーリング孔１の周辺領域に薬液を注入する工法について説明している。ただし、可撓性のある掘削装置を使用せず、通常の掘削装置で直線的なボーリング孔を掘削する場合についても、図示の実施形態は適用可能である。
なお、実施形態では薬液注入工法として浸透注入工法を想定しているが、割裂注入について図示の実施形態を適用することが可能である。

図１で示す状態では、ボーリング孔１の掘削及びボーリング孔１の経路（軌跡）の計測は終了し、薬液注入が行われている。図１において、可撓性のある掘削装置（いわゆる「曲がりボーリング」装置、図示せず）により、所定の経路（軌跡）に沿って、所定箇所までボーリング孔1を掘削する。符号Ａはボーリング孔1の切羽側端部を示す。
所定箇所までボーリング孔１を切削したならば、掘削装置を所定距離ずつ地上側に引き出す。その際に、掘削装置先端部に設けられた計測装置（いわゆる「ジャイロ」：図示せず）により、地上側に引き出す（引き込む）際の方向と距離が計測され、そのデータが地上側のコントロールユニットＣＵ（制御装置）に送信される。
そして、可撓性のある掘削装置が地上側に引き出されるまで、所定距離毎に引き出す距離と方向とが計測され、所定距離毎の方向及び距離を積算することにより、地上側のコントロールユニットＣＵにおいて、ボーリング孔の正確な経路（軌跡）を演算することが出来る。
図示はされていないが、掘削時に所定の距離（比較的短い距離）毎に掘削、掘削装置の引出、引出量と引出方向の測定を繰り返し、そのデータをコントロールユニットＣＵで積算することにより、掘削の際に所定経路通りのボーリング孔が掘削されているか否かを判断することも可能である。

可撓性のある掘削装置を地上側に引き出した後、ボーリング孔１内に薬液注入装置２を挿入する。そして注入装置２がボーリング孔１先端Ａ（切羽側端部）に到達したならば、薬液の注入を開始する。
注入装置２により周辺領域Ｒに薬液が注入された後、注入装置２を引出量δＬだけ地上側に移動し（注入装置２を地上側に引き出し）、引出量δＬだけ地上側に移動した位置で再び薬液を注入する（矢印Ｉ）。
以下、注入装置２を地上側に移動することと、薬液を注入することを繰り返し、ボーリング孔１の所定領域に対して薬液を注入する。

注入装置２は地上側の注入管供給装置３によりボーリング孔１内に挿入され或いは地上側に引き出される。そして注入用薬液は、地上側の薬液供給装置５から注入管2Ａを通じて注入装置２に供給される。
薬液を注入する注入圧、注入時間（或いは注入量）は、地上側のポンプ４により制御し、調整することが出来る。

注入装置２が挿入されたボーリング孔１の正確な経路（軌跡）は、所定距離毎に、計測装置（いわゆる「ジャイロ」）により（地上側に引き出される）方向を計測し、注入管供給装置３により地上側に引き出される距離を計測し、その計測結果を積算することにより、演算することが出来る。
そして、事前に取得した施工領域の土壌の性状と、注入圧、注入時間（或いは注入量）をパラメータとして用いて演算することにより、薬液が注入された領域ＲをコントロールユニットＣＵに接続された表示装置４上に画像として表示することが出来る。
すなわちコントロールユニットＣＵ及び表示装置６により、注入工法を施工するべきボーリング孔１、注入装置２先端の位置、薬液が注入された領域Ｒを、画像として表示することが出来る。

図示の実施形態において、薬液注入用ポンプ４から薬液の注入圧、注入量（或いは注入時間）の情報が入力信号ラインＩＬ１を介してコントロールユニットＣＵに送信され、注入管供給装置３から注入装置２の引出量（注入管２Ａの引出量Ｌ）の情報が入力信号ラインＩＬ２を介してコントロールユニットＣＵに送信される。
コントロールユニットＣＵから表示装置６には、出力信号ラインＯＬ１により、演算された薬液が注入された領域Ｒの画像データが送信される。
ここで事前に取得した施工領域の土壌の性状は、薬液注入に先立ち、入力装置７（操作盤）から入力信号ラインＩＬ３を介してコントロールユニットＣＵに入力される。

図１において符号８はレベルを示しており、レベル８は、注入工法が施工される領域における地表の隆起、沈下を、目標物体９の上下方向の変動を測定することで検出し、入力信号ラインＩＬ４によりコントロールユニットＣＵに送信する機能を有している。コントロールユニットＣＵはレベル８の測定結果に基づいて施工領域の地表の隆起、沈下を判断し、出力信号ラインＯＬ２によりポンプ４に作動指令（例えば、薬液の注入を停止する旨の指令）を送信する。
なお、注入装置２が挿入されたボーリング孔１の正確な経路（軌跡）は、上述したように計測装置（いわゆる「ジャイロ」）による計測結果をコントロールユニットＣＵにより演算することで決定され、コントロールユニットＣＵにデータとして保存される。
図１では明示されていないが、ボーリング孔１は垂直方向（深さ方向）及び／又は水平方向に複数本切削され、複数のボーリング孔１の各々について注入装置２を挿入して、薬液が注入される。

次に、コントロールユニットＣＵについて、主として図２を参照して説明する。
図２において、コントロールユニットＣＵは、ボーリング孔経路決定ブロックＢ１、注入位置決定ブロックＢ２、注入領域決定ブロックＢ３、画像作成ブロックＢ４、停止信号発生ブロックＢ５、記憶ブロックＢ６（何れも機能ブロック）を有している。

ボーリング孔経路決定ブロックＢ１は、入力信号ラインＩＬ５を介して掘削装置の先端部に設けられた計測装置１０（いわゆる「ジャイロ」）の計測データ（移動方向のデータ）を取得すると共に、注入管供給装置３から地上側への引き出し量のデータを入力信号ラインＩＬ２−２により取得して、ボーリング孔１の経路を決定する機能を有する。
ボーリング孔経路の決定に際しては、注入管供給装置３による地上側への引き出し量（所定量）毎に、当該引き出し量と計測装置１０（いわゆる「ジャイロ」）による引き出し方向を求め、当該引き出し量及び引き出し方向を積算することにより、ボーリング孔１の正確な経路（軌跡）を演算して決定する。決定されたボーリング孔１の経路（軌跡）は、表示装置６により画像として表示される。図示はされていないが、掘削時に所定の距離（比較的短い距離）毎に掘削、掘削装置の引出、引出量と引出方向の測定を繰り返し、所定の距離（比較的短い距離）毎の引出量と引出方向の測定データを積算することにより、掘削の際に所定経路通りのボーリング孔が掘削されているか否かを判断することも可能である。
また、ボーリング孔経路決定ブロックＢ１は、決定したボーリング孔１の経路のデータを、注入位置決定ブロックＢ２及び記憶ブロックＢ６に送信する機能をも有する。

注入位置決定ブロックＢ２は、ボーリング孔経路決定ブロックＢ１で決定したボーリング孔１の経路のデータと、注入管供給装置３から入力信号ラインＩＬ２により送信される注入管２Ａの引出量（注入装置２の地上側への移動量）を取得し、注入装置２の位置すなわち薬液の注入位置を決定する機能を有する。
注入位置の決定に際しては、ボーリング孔１の経路（軌跡）上で、ボーリング孔１の切羽側先端位置から、注入開始より注入装置２が地上側に引き出された量（その時点における注入装置２の切羽側先端からの移動量）だけ地上側にスライドすれば良い。決定された注入位置は、表示装置６により画像として表示される。
注入位置決定ブロックＢ２は、決定した注入位置のデータを注入領域決定ブロックＢ３に送信する機能をも有する。

注入領域決定ブロックＢ３は、注入位置決定ブロックＢ２で決定した注入位置のデータ、入力信号ラインＩＬ１により送信される薬液注入用ポンプ４の制御データ（吐出圧、吐出量）、記憶ブロックＢ６に記憶される施工領域の土壌の性状データ及び他のボーリング孔での注入実績データに基づいて、注入領域を決定する機能を有する。
注入領域の決定に際しては、薬液注入用ポンプ４の制御データ（吐出圧、吐出量）から薬液の注入圧、注入量（或いは注入時間）を決定し、当該注入圧、注入時間（或いは注入量）と、施工領域の土壌の性状をパラメータとして用いて演算することにより、注入位置を中心として薬液が到達した領域（注入領域）を決定する。さらに、それ以前に薬液を注入した際の各種データ（土壌のデータ、画像データ等：記憶ブロックＢ６に保存）をも参照して、薬液注入領域を決定することが出来る。
また、注入領域決定ブロックＢ３は、決定した注入領域のデータを画像作成ブロックＢ４に送信する機能も有している。

画像作成ブロックＢ４は、注入領域決定ブロックＢ３で決定した注入領域のデータを取得し、注入領域の画像データを作成する機能を有する。画像作成については、従来公知のソフトウェア、市販ソフトウェアを使用することが可能である。
画像作成ブロックＢ４は、作成した注入領域の画像データを、出力信号ラインＯＬ１により表示装置６に送信する機能を有している。
また画像作成ブロックＢ４は、作成した注入領域の画像データを、実績データとして記憶ブロックＢ６に送信する機能を有する。

画像作成ブロックＢ４から注入領域の画像データを受信した表示装置６は、薬液が注入された領域Ｒを画面上に画像として表示することが出来る。
その結果、表示装置６では、薬液注入領域Ｒ（図１参照）、ボーリング孔１の経路（軌跡）、薬液注入位置（注入装置２の位置）が画像として表示される。薬液注入領域Ｒの画像、ボーリング孔１の経路（軌跡）、薬液注入位置（注入装置２の位置）の画像は、後続のルーチンで薬液注入圧、注入量を決定する際に参照される。

停止信号発生ブロックＢ５は、レベル８から入力信号ラインＩＬ４により送信される施工領域の地表の隆起量或いは沈下量の測定データを取得して、当該領域の隆起或いは沈下の有無を判断する機能を有している。
そして当該領域に隆起或いは沈下が発生したと判断した場合には、それ以上の隆起、沈下を防止するため、出力信号ラインＯＬ２を介して、薬液注入用ポンプ４に停止信号を発信する機能を有している。その際に、停止信号発生ブロックＢ５は、表示装置６に対して、薬液注入用ポンプ４に停止信号を発信した旨の信号を送信する機能も有している。

薬液注入用ポンプ４は、停止信号発生ブロックＢ５からの停止信号を受信すると直ちに作動を停止する機能を有している。作動停止に関しては自動制御の場合には限定されず、出力信号ラインＯＬ３を介して表示装置６に表示されたデータから、作業者（図示せず）が隆起或いは沈下が発生したと判断して、停止信号を発信する場合も包含する。
表示装置６は、停止信号発生ブロックＢ５から薬液注入用ポンプ４に停止信号が発信された旨の信号を受信すると、施工領域の地表に隆起或いは沈下が発生したことと、そのために薬液の注入が停止されたことを表示する機能を有している。
なお、薬液注入用ポンプ４の停止に際しては、停止信号発生ブロックＢ５からは施工領域の地表に隆起或いは沈下が発生した旨の信号が発信され、その信号が表示装置６で表示されると施工者が手動でポンプ４を停止する様に構成することも可能である。

記憶ブロックＢ６は、注入工法の施工前の調査により取得した施工領域の土壌の性状、他のボーリング孔での注入実績データ（以前の約注入の際に取得された各種データ）、ボーリング孔経路決定ブロックＢ１の決定結果（ボーリング孔１の経路データ）、画像作成ブロックＢ４の作成データ（注入領域の画像データ）等を保存する機能を有している。記憶ブロックＢ６に記憶されているデータは、必要に応じて上述した各種の機能ブロックに送信される。
ここで、土壌の性状、他のボーリング孔での注入実績のデータは、事前に或いは施工の進捗に応じて、入力装置７（操作盤）を用いて施工者やデータ管理者がコントロールユニットＣＵの記憶ブロック６に入力する。
記憶ブロックＢ６には、画像作成ブロックＢ４で作成された注入領域の画像データが送信され、所定の制御サイクルで画像として表示される薬液注入領域が変更（更新）される。そのため、施工者は最新の画像を参照して各種判断を行うことが出来る。

次に、主として図３を参照して、薬液注入作業の手順について説明する。
図３において、ステップＳ１では、可撓性のある掘削装置（いわゆる「曲がりボーリング」）により掘削されたボーリング孔１内に注入装置２を挿入する。注入装置２は、ボーリング孔１先端Ａ（切羽側端部）に到達するまで挿入される。そしてステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、注入管供給装置３により注入装置２を所定量だけ引き出す。ここで、薬液注入領域の画像を参照して、注入装置２の引込量（地上側への引出量）を決定しても良い。
ここでステップＳ２の注入装置２の引出は、ボーリング孔１先端Ａ（切羽側端部）における最初の薬液注入の際は行わず、ボーリング孔１先端Ａ（切羽側端部）における薬液注入が行われた後に（ボーリング孔１における２回目の注入時から）実行される。
ステップＳ２において、注入装置２を所定量だけ引き出すと、ボーリング孔１の経路（奇跡）と注入装置２の引出量から、注入位置決定ブロックＢ２（図２参照）により、注入装置２の位置すなわち薬液注入位置が決定される。

ステップＳ３では、注入装置２の注入圧及び注入量を決定する。
注入圧、注入量を決定するに際しては、注入工法を施工するべきボーリング孔１、注入装置２先端の位置、先行して薬液が注入された領域Ｒを、施工者が画像として認識し、事前調査により取得した施工領域の土壌の性状、他のボーリング孔での注入実績をも参照して、決定される。
図３では明示はされていないが、ステップＳ３で注入圧、注入量を決定するに先立って、ボーリング孔１の経路（軌跡）を決定して表示装置６に画像として表示する工程と、薬液注入装置２の位置を決定して表示装置６に画像として表示する工程と、薬液が注入された領域Ｒ（図１参照）を表示装置６に画像として表示する工程が実行される。

図４において、ボーリング孔ＣＬ１に沿って薬液を注入した際に、薬液を注入した領域Ｄ２１、Ｄ２２の隙間ＤＣ（薬液が注入されていない領域）に薬液を注入することが困難である。領域Ｄ２１、Ｄ２２と同一の注入圧、注入量で薬液を注入してしまうと、図４において点線で示す領域ＤＣの様に、不適当な薬液注入領域が生成されてしまう。
これに対して図示の実施形態では、施工者（作業者）は領域Ｄ２１、Ｄ２２の位置、大きさを画像で視認して隙間ＤＣの薬液注入を行うことが出来るので、薬液注入圧及び／又は薬液注入量を領域Ｄ２１、Ｄ２２に比較して少なくして、図４においてハッチングを施した状態で表示されている領域ＤＣＢの様にのみ薬液を注入することが出来る。それにより、薬液注入領域ＤＣＢとして領域Ｄ２１、Ｄ２２の隙間ＤＣに薬液を注入して、図４において点線で示す領域ＤＣの生成を防止することが出来る。

また図５で示す様に、非円形の不適当な薬液注入領域ＤＣが存在するボーリング孔ＣＬ１に隣接するボーリング孔ＣＬ２において、領域ＤＣ近傍の領域ＥＣでは、先行して薬液が注入された領域Ｅ２、Ｅ３と同一圧、同一量の薬液を注入することが困難である。
これに対して、図示の実施形態では薬液を注入した領域が画像化されるので、施工者は領域ＥＣが注入困難領域であることを視覚により瞬時に把握することが出来る。その結果、例えば、領域ＥＣにおける薬液注入圧を領域Ｅ２、Ｅ３に比較して低圧にして、及び／又は、薬液注入量を領域Ｅ２、Ｅ３に比較して少なくして、ハッチングを施した領域ＥＣＢ１〜ＥＣＢ３に薬液を注入して、領域ＥＣが不適当な領域ＤＣと同様な形状となってしまう様な事態を防止することが出来る。

さらに図６で示す様に、隣接するボーリング孔ＣＬ２に対して離隔する様に湾曲したボーリング孔ＣＬ３に沿って薬液を注入する場合に、ボーリング孔ＣＬ２から離隔している領域Ｆ７〜Ｆ９においても、先行して注入された領域Ｆ５、Ｆ６と同一圧、同一量の薬液を注入してしまうと、薬液が注入されない領域が大きくなってしまう。
それに対して、図示の実施形態において、ボーリング孔ＣＬ１〜ＣＬ３に沿って薬液を注入した領域を画像化すれば、施工者は領域Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９の様な領域では先行して注入された領域Ｆ５、Ｆ６よりも大きな注入圧及び／又は大量の薬液を注入しなければならないことを視覚により瞬時に把握出来る。その結果、ボーリング孔ＣＬ２から離隔している領域では、領域Ｆ７Ｂ〜Ｆ９Ｂ（但し、図６では薬液注入領域Ｆ７Ｂ、Ｆ８Ｂのみを図示）の様に、大きな注入圧で、大量の薬液が注入されるので、薬液が注入されない多大な領域が発生することを防止出来る。

そして図７で示す様に、ボーリング孔ＣＬ３が隣接するボーリング孔ＣＬ４に近接する様に離隔する様に湾曲してしまった場合には、ボーリング孔が近接する領域Ｇ４〜Ｇ６については、先行して注入された領域Ｇ４、Ｇ５と同一圧、同一量の薬液を注入することは困難である。
図示の実施形態によれば、ボーリング孔ＣＬ１〜ＣＬ４に沿って薬液を注入した領域を画像化して、画像として比較することにより、領域Ｇ６〜Ｇ８は先行して薬液が注入された領域Ｇ４、Ｇ５に比較して、注入圧を低くして、及び／又は、薬液注入量を少なくしなければならないことを、施工者は視覚により瞬時に把握することが出来る。そして、領域Ｇ６〜Ｇ８の注入圧を低くして、及び／又は、薬液注入量を少なくして、図７のハッチングを付した領域Ｇ６Ｂ〜Ｇ９Ｂのように適正に薬液を注入することが出来る。

上述したように、薬液注入圧及び／又は薬液注入量は薬液注入の直前に決定され、決定された注入圧、注入量に制御するべく、薬液注入用ポンプ４の吐出圧、吐出量が決定される。
ただし、画像化する速度その他の各種制御速度が速く、いわゆる「リアルタイム」で薬液が注入される状態を画像化出来るのであれば、隣接する薬液注入領域と現在薬液を注入している領域とが重複するまでは薬液を注入し、重複した瞬間に地上側の薬液注入用ポンプを停止して薬液注入を終了することも可能である。
ただし図示の実施形態では、いわゆる「リアルタイム」で薬液が注入される状態が画像として認識できる場合の制御ではなく、薬液注入圧及び／又は薬液注入量を決定した後に、決定した圧力及び／又は注入量で薬液を注入する場合について、説明している。

ステップＳ３で薬液注入圧及び／又は薬液注入量を決定したならばステップＳ４に進み、決定された注入圧、注入量に応じ薬液注入用ポンプ４の吐出圧及び／又は吐出量を制御して、薬液注入を行う。
そしてステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、注薬液の注入領域Ｒの画像を作成し、作成画像を表示装置６に表示する。
注入領域Ｒの画像は、後続の工程で薬液を注入する際に、薬液の注入圧及び／又は薬液注入量を決定する際に参照される。

次のステップＳ６では、現在薬液が注入されている領域（図１の領域Ｒ）に所定の注入圧で所定の注入量が注入したか否かを判断する。当該判断は、例えば施工者が薬液注入用ポンプ４の吐出圧・吐出量を確認することで行う。
ステップＳ６で、所定の注入圧で所定の注入量が注入された場合（ステップＳ６が「Ｙｅｓ」の場合）はステップＳ１３に進み、所定の注入圧で所定の注入量が注入されていない場合（ステップＳ６が「Ｎｏ」の場合）はステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、注入工法の施工領域の地表が隆起したか否かを判断する。具体的には、レベル８の測定結果に基づく停止信号発生ブロックＢ５（図２参照）が判断し、その判断結果を例えば施工者が表示装置６で確認する。
ステップＳ７で、施工領域の地表が隆起した場合（ステップＳ７が「Ｙｅｓ」）はステップＳ８に進み、施工領域の地表が隆起しない場合（ステップＳ７が「Ｎｏ」）はステップＳ１０に進む。

ステップＳ８（施工領域の地表が隆起した場合）では、施工領域の地表が隆起した時のデータ（薬液注入圧、薬液注入量、注入位置、薬液注入領域の画像データ等）をコントロールユニットＣＵの記憶ブロックＢ６に記録して、ステップＳ９に進む。
ステップＳ９では、施工領域の地表の隆起に対する所定の処理を行う。そして薬液注入工法を終了する。

ステップＳ１０（施工領域の地表が隆起しない場合）では、薬液注入工法が施工されている領域の地表が沈下したか否かを判断する。例えば、レベル８による測定結果に基づいて、コントロールユニットＣＵの停止信号発生ブロックＢ５により地表が沈下したか否か判断し、その判断結果を表示装置６で表示して、施工者が表示装置６で確認する。
ステップＳ１０は、出力信号ラインＯＬ３を介して表示装置６に表示されたデータから、作業者（図示せず）が隆起或いは沈下が発生したと判断する場合も包含する。
ステップＳ１０で施工領域の地表が沈下したと判断された場合（ステップＳ１０が「Ｙｅｓ」）はステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、施工領域の地表が沈下した判断を受け、その時のデータ（薬液注入圧、薬液注入量、注入位置、薬液注入領域の画像データ等）をコントロールユニットＣＵの記憶ブロックＢ６に記録して、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、施工領域の地表が沈下した場合の処理を実行する。そして薬液注入を停止する。
ステップＳ１０において施工領域の地表が沈下しない場合（ステップＳ１０が「Ｎｏ」）にはステップＳ４に戻り、薬液注入を続行する。

ステップＳ１３（ステップＳ６で所定の注入量だけ薬液を注入した場合）では、施工中のボーリング孔１に沿った全ての領域における注入が終了したか否かを判断する。 当該判断に際しても、施工者が薬液を注入した領域Ｒの画像を視覚で確認することで行うことが可能である。
ステップＳ１３で、施工中のボーリング孔１に沿った全ての領域における薬液注入が終了したと判断した場合（ステップＳ１３が「Ｙｅｓ」）はステップＳ１４に進む。
一方、施工中のボーリング孔１に沿った全ての領域における薬液注入が終了していないと判断した場合（ステップＳ１３が「Ｎｏ」）はステップＳ２に戻り、当該ボーリング孔１に沿った領域の薬液注入を継続する。

図３では図示されていないが、ステップＳ６で所定の注入圧で所定の注入量だけ薬液を注入した場合（ステップＳ６が「Ｙｅｓ」の場合）に、ステップＳ１３に進む以前の段階で、施工領域の地表が隆起していないか、或いは施工領域の地表が沈下していないかを、例えばレベル８による測定結果に基づいて判断する工程が実施される。
例えば施工領域近傍の地盤に空洞が存在する場合には、ステップＳ４〜Ｓ６の薬液注入の間には施工領域近傍の地表の隆起や沈下は発生しないが、所定の注入量だけ薬液が注入された後に近傍の地表が隆起し或いは沈降する場合が存在するからである。
係る隆起や沈降が計測された場合には、ステップＳ８、Ｓ１１と同様に施工領域の地表の隆起、沈降のデータ（薬液注入圧、薬液注入量、注入位置、薬液注入領域の画像データ等）を記録し、ステップＳ９、Ｓ１２と同様に所定の処理を行い、薬液注入工法を終了する。換言すれば、図３において、ステップＳ６で所定の注入圧で所定の注入量だけ薬液が注入され（ステップＳ６が「Ｙｅｓ」）、且つ、施工領域近傍の地表に隆起、沈降が生じない場合に、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１４（施工中のボーリング孔１に沿った全ての領域における薬液注入が終了したと判断した場合）では、全てのボーリング孔１について薬液注入が終了したか否かを判断する。その際にも、施工者が薬液を注入した領域Ｒの画像を視覚で確認することが可能である。
ステップＳ１４で、当該注入工法の全てのボーリング孔１について注入を終了したと判断した場合（ステップＳ１４が「Ｙｅｓ」）は、薬液注入工法を終了する。一方、ステップＳ１４で、全てのボーリング孔１について薬液注入を終了していない判断した場合（ステップＳ１４が「Ｎｏ」）はステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５では、注入装置２をボーリング孔１から引き抜いて、薬液注入が行われていない他のボーリング孔で薬液を注入すべく、ステップＳ１に戻る。以下、ステップＳ１〜Ｓ１５の工程を繰り返す。

図示の実施形態によれば、薬液を注入する注入圧、注入量を決定するに際しては、注入工法を施工するべきボーリング孔１の経路（軌跡）、注入装置２先端の位置、薬液が注入された領域における状況を、施工者が画像として認識することが出来る。そのため、図示の実施形態によれば、薬液を注入する全ての領域について注入圧、注入量を同一にすることなく、薬液を注入するべき領域の位置、当該領域の周囲の状況、特に先行して薬液が注入された領域の状態を考慮して、薬液注入領域毎に適正な注入圧及び／又は注入量に制御することが出来る。
ここで、注入圧、注入量の決定は、薬液注入の直前に行われ、地上側の薬液注入用ポンプ４の吐出圧、吐出量を制御することが出来るので、薬液注入を迅速且つ柔軟に行うことが出来る。

また、図示の実施形態によれば、地上側に設置されたレベル８の測定結果に基づき、注入工法の施工領域の地表が隆起していることや、或いは沈下していることを検知し、施工領域の地表が隆起或いは沈下していることを検知した場合には薬液注入を停止する。そのため、事前の施工領域調査の結果に反して施行領域の地表が隆起或いは沈下した場合には、そのことを確実に検知して、迅速に対処することが出来る。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では可撓性のある掘削装置（いわゆる「曲がりボーリング」）を用いているが、通常の掘削装置を用いて直線的に（例えば、直方向に対して傾斜した方向：いわゆる「斜め方向」）にボーリング孔を掘削する場合についても、本発明を適用することが出来る。
また図示の実施形態では浸透注入により薬液を注入しているが、割裂注入により薬液を注入する場合についても本発明を適用可能である。

１・・・ボーリング孔
２・・・薬液注入装置
３・・・注入管供給装置
４・・・薬液注入用ポンプ
５・・・薬液供給装置
６・・・表示装置
７・・・入力装置（操作盤）
８・・・レベル
９・・・目標物体
１０・・・計測装置（ジャイロ）
Ｂ１・・・ボーリング孔経路決定ブロック
Ｂ２・・・注入位置決定ブロック
Ｂ３・・・注入領域決定ブロック
Ｂ４・・・画像作成ブロック
Ｂ５・・・停止信号発生ブロック
Ｂ６・・・記憶ブロック
ＣＵ・・・コントロールユニット
ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＩＬ４、ＩＬ５・・・入力信号ライン
ＯＬ１、ＯＬ２・・・出力信号ライン

Claims (4)

1. 所定の経路のボーリング孔を掘削し、当該ボーリング孔内に注入装置を挿入して、所定区域毎に薬液を注入する薬液注入工法において、
   ボーリング孔の経路を決定して地上側で画像として表示装置に表示する工程と、
   薬液注入装置の位置を決定して地上側で画像として表示装置に表示する工程と、
   薬液を注入する領域における薬液注入圧及び／又は薬液注入量を決定する決定工程と、
   薬液が注入された領域を地上側で画像として表示装置に表示する薬液注入領域表示工程を有し、
   前記決定する工程では、薬液注入領域表示工程で表示装置に表示されている先行して薬液が注入された領域の画像と、施工現場の土壌の性状に基づいて薬液注入圧及び／又は薬液注入量を決定することを特徴とする地中固結体の薬液注入工法。
2. 薬液を注入しようとする箇所が、近接した領域に先行して薬液が注入された領域に対して近接している場合には、薬液注入圧を低圧にし、及び／又は、薬液注入量を減少させる請求項１の地中固結体の薬液注入工法。
3. 薬液を注入しようとする箇所が、近接した領域に先行して薬液が注入された領域に対して離隔している場合には、薬液注入圧を高圧にし、及び／又は、薬液注入量を増加する請求項１、２の何れかの地中固結体の薬液注入工法。
4. 所定の経路のボーリング孔を掘削する工程で可撓性のある掘削装置を用いる請求項１〜３の何れか１項の地中固結体の薬液注入工法。
   

Images