JPH01198916A - 薬液注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は地盤の強化等土質改良のために、地中に薬液を
注入する装置の改良に関するものである。

従来の技術： 先端に掘削刃を備えた外管と所定の間隙をおいて内管を
組合わせた２重管型薬液注入ロッドを用い、該ロッド先
端付近で注入液の圧力を作用させて薬液吐出口の位置の
切り換えおよび開閉を行うようになっている薬液注入装
置か、地盤の改良工法において既に提案されている。そ
の先行技術として特開昭５８−５８３１４号公報にみら
れるものがある。

このような薬液注入装置を用いて地盤の改良を行うこと
により、ゲル化材が注入ロッド位置から横方向に拡散注
入できて地盤の強化と浸水性の低下とを合理的にできる
ことになる。

解決しようとする課題： しかしながら、この先行技術では、薬液注入作業の進行
につれて、注入するゲル化材が、ロッド先端付近に設け
られた弁の摺動面に凝結周行することにより、常時上昇
傾向となるようにばね力を付勢されて、供給液圧で操作
されるようになっている弁子ないし弁子操作部が、移動
不能な状態となり、作業の継続困難となる欠点があった
。

課題を解決するための手段： 本発明はこのような既提案の装置かもつ問題点を解決し
、しかも操作が確実で容易な構成とした薬液注入装置を
提供することにある。

すなわち、本発明は先端に掘削刃を有して、かつ掘削時
のボーリング水吐出孔と、薬液注入時における瞬結性薬
液と緩結性薬液との注入とを切換えて行える弁が、先端
部に設けてある２重管型薬液注入ロッドからなる装置に
おいて、内管は軸方向の力を伝達できるとともに外管内
に対してシールできる状態で接続し、該内管を注入ロッ
ド後端部に設けた流体圧作動シリンダのピストンに連結
し、この流体圧作動シリンダによって、内管を軸方向に
変位させることにより、ウッド先端部の薬液吐出孔の変
換および開閉を行う弁が作動できるように構成したので
ある。　　□ 本発明における注入ロッド先端部の弁構造は、外管に設
けた薬液吐出孔を開閉するように、該外管内で摺動する
可動弁子が、内管先端に直結してあり、この弁子の中心
に内管の内部と連通ずる流通孔があり、この孔と交叉し
て外管の薬液吐出孔と合致したときに薬液を地中に吐出
させる孔を設け、外管側の空隙を流れる液が弁子の流通
孔に流入するための孔を弁子の上側位置に設けてあり、
このような可動弁子に対して、外管の下端部内に、中心
で前記弁子の流通孔下端との嵌め合いにて内管と外管と
の流通路を閉じる固定弁子を、液流通路を備えた支持片
にて上向きに突出付設した構成とする。

また、本発明における注入ロッド先端部の弁構造として
、内管先端に直結して外管内を摺動する可動弁子には、
中心に内管内部と連通ずる流通孔があり、この流通孔と
交叉して外管の薬液吐出孔と合致したときに薬液を地中
に吐出させる孔を設け、外管側の空隙を流れる液が弁子
の流通孔に流入するための孔を、この弁子の上側位置に
設けてあり、さらに前記流通孔は内懐が大きくなるよう
にし、このような可動弁子に対して、その流通孔内中心
に、可動弁子が引き上げられたとき流通孔内下端縁と接
して内外管と外管下端部内との流通を閉じる固定弁子を
、液の通路を備えた支持片にて立設した構成とする。

さらに、本発明における注入ロッド先端部の弁構造とし
て、内管先端に直結する管状の可動弁子は、その先端を
尖らせて、かつその先端寄り周面に液吐出孔を、またそ
の液吐出孔から適宜前れた上部位置に液入口孔を、それ
ぞれ設け、外管の下端部内には適宜間隔をおいて上下に
可動弁子に対する弁座リングを固着し、この弁座リング
間の空隙に、外管の薬液吐出孔が通じるようにし、可動
弁子の液吐出孔が外管下端内に開口することによりボー
リング水を吐出させ、可動弁子の液吐出孔が支持リング
間の空隙に開口させて瞬結性薬液の吐出注入ができ、可
動弁子の突き降しにて緩結性薬液の注入が行えるように
構成したのである。

作　　　用　： 本発明の薬液注入装置では、薬液注入ロッドを公知の掘
削機により駆動操作して、回転させながら通常の掘削工
法と同様にして目的地盤に掘削進入させる。

この際注入ロッドの上端には、ロッド先端部に設けてあ
る弁の操作用流体圧作動シリンダを取り付け、内管を上
または下に移動させてボーリング水が掘削部に注入され
るようにする。このボーリング水は内外管いずれを通し
てもよい。また、掘削の進行でロッドを接続する際は、
特に内管は軸方向の力が伝達できて、しかもシール効果
が高い状態に保たれるように接続する。

この掘削が終って、薬液の注入操作を行うには、まず内
管の操作用流体圧作動シリンダを作動させて、内管を軸
方向に移動させる。この流体圧作動シリンダには圧縮空
気等を別設の制御機構によって供給制御する。

じる。この状態で可動弁子の流通孔が外管の先端掘削刃
部より上方位置にある薬液吐出孔に連通ずる状態となっ
て、外管側に供給する公知の凝結主剤液と、内管側に供
給する瞬結性の硬化剤液とが、内管下端の可動弁子自流
通孔で混合して瞬結性凝結液となり、薬液吐出孔から外
部に吐出し、掘削孔近傍の地中に注入されて掘削孔にパ
ツカを形成する。

次に再び流体圧作動シリンダを逆作動して可動弁子を前
記動作と逆に動かせ、外管の薬液吐出孔を閉じて、外管
先端側に開弁（固定弁子との接触を解く）シ、内管側に
緩結性硬化剤液を所要量供給すれば、先に形成したパツ
カの下方の掘削孔に吐出され、孔壁から地中に浸透注入
される。

実施例： 次に本発明装置を実施例について図面により説明すれば
、次の通りである。

第１図に示すのは、薬液注入ロッド（１）の後端部（使
用時の上端部、以下は上端部と称する）のスイベル管継
手０Ｏ部の概要断面図であって、このスイベル管継手α
Ｏの本体αＢ上部には、軸心を合致させて弁操作用の流
体圧作動シリンダ（ｍが直結しである。この作動シリ、
シダα９内を貫通する中空軸α０にピストンαＱが取り
付いている。ピストン付きの中空軸（＋６は、その外端
に内管（３）への液供給管接手（３′）（エルボ）が取
り付けられ、液供給管系き接続するようにし、スイベル
管継手ＱＯ内に突き出した内端部には、内管（３）と接
続するためのスイベル管継手（ト）雌管必が直結されて
いる。該スイベル管継手Ｑｌの雄管必は雄部管構造にし
て、雌側を公知の嵌め合せ形カップリングとして内管（
３）の上端部と接続するようにしである。各継手部およ
び中空軸α６と作動シリンダαυの貫通孔部とは、たと
えば０リングなどのシールリング００にてシールしであ
る。スイベル管継手αＯの本体０υには、外管（４）側
に供給する薬液等の供給管接続口（口が上側部に設けて
あり、内下部に軸方向の力を受支して外管（４）端が旋
回自在に接続する軸受機構０３が組込んである。

もちろん回動する部分に対しては公知の手段でシールし
である。

第２図に示すのは注入ロッド（１）の継ぎ足し部であり
、外管（４）はねじ込み構造のカップリング（５）によ
り接続し、内管（３）は嵌め合い構造（公知構造）の接
手（６）により、それぞれシール状態を保って接続でき
るようにしである。

なお、上記各部の構造について、図示したものは概要で
あるため細部を省略しである。

第３図に示すのは上記したような注入ロッド（１）の先
端に付設される掘削部と薬液注入の弁構造を示す一興体
例である。薬液注入操作弁（イ）は、外管（４）先端の
掘削刃（７）取り付は部より上方位置で、その内部を摺
動自在にして内管（３）の先端に固着した可動弁子Ｑ１
Ｊと、この可動弁子Ｑ］）の中心にて内管（３）の内部
と連通ずる流通孔（イ）下端に嵌脱可能なよう支持片（
ハ）中心に立設の固定弁子（ホ）と、外管（４）に放射
状に設けた複数個の薬液吐出孔（ハ）とから・なる。

可動弁子（財）は外管（４）の先端部内周面と摺接し、
流通孔（イ）に交叉して―かつ前記外管（４）の薬液吐
出孔（ハ）と合致したとき流通孔（イ）から薬液（瞬結
性凝結液）を地中に吐出させる孔（ハ）が、該薬液吐出
孔（財）に対応する数穿設しである。また可動弁子Ｑυ
の流通孔翰下端周面と、外管側付設の支持片（ハ）中心
で立設の固定弁子（４）とは、可動弁子Ｑ１Ｊが下降し
て孔（イ）と外管側の薬液吐出孔・胸とが合致した状態
で、流通孔（イ）の下端か閉鎖するよう構成し、この状
態で可動弁子２１）の下降が阻止されるよう支持片（ハ
）が外管（４）に取り付けである。ｉは固定弁子（ハ）
に取り付くシールリングである。支持片（ハ）には第４
図に示す如く複数の流通路（イ）が設けてある。（７）
は掘削刃である。（ハ）は外管から内管への連通孔で好
ましくは切線方向に複数穿設しである。

このような構成の薬液注入操作弁−を備えた場合には、
公知の掘削機により、掘削作業時は、内管（３）もしく
は外管（４）、または内外両管に水を供給して掘削する
。この際、スイベル管継手αＯ上部の作動シリンダ０９
へはピストンＯＱを持上げる方向に操作流体を供給しく
接続口（ト）側へ）、中空軸００とこれに繋がる内管（
３）を引上げることにより可動弁子＠が上昇して、流通
孔（イ）下部と固定弁子（イ）との嵌合が解かれて、内
管（３）から外管（４）下端内部への流通路が開放され
、ボーリング水は掘削部に供給される。

薬液注入作業に移行するには、水の供給を止め、まず作
動シリンダａ９を操作してピストン０６を押し下げる。

すると内管（３）が下降して、その下端に連結した可動
弁子３υが下限まで移動することにより、固定弁子（至
）が流通孔（イ）の下部に嵌合して閉し、同時に通孔（
イ）が外管（４）に設けてある薬液吐出孔■と合致する
。この状態（第５図参照）で内管（３）側には瞬結性硬
化剤液を、また外管（４）側には凝結主剤液を、それぞ
れ所要の割合で供給する。すると、外管（４）側を流れ
る主剤液は、可動弁子ＣＩ）によって下部で管路を閉じ
られているから、内管（３）の下端部に開口する連通孔
（ハ）を通じて可動弁子ｆ２１）の流通孔（イ）内に送
り込まれ、内管（３）側を流下した硬化剤液と混合して
、瞬結性注入液となって薬液吐出孔（ハ）から掘削孔（
ａ）に吐出し、その近傍の地中に一部浸入し、急速に凝
結してパッカ（４）を形成する（第１１図参照）。その
後は再び作動シリンダ０９を逆作動させて、可動弁子Ｃ
υを引き上げ、薬液吐出孔（ハ）を閉じると共に固定弁
子（イ）による流通孔（イ）の閉鎖を解く。以後は外管
（４）側にそのままａ粘土剤液を、内管（３）側には緩
結性硬化剤液を、それぞれ供給することにより、前記同
様に可動弁子＠の流通孔（ハ）内で混合してそのまま流
通路＠を通り外管（４）先端から掘削孔（ａ）内に吐出
され、先に形成されたパッカ（４）により阻止されて掘
削孔を上昇することなく横方向に地中に浸透して地層を
強化する。

このようにして掘削孔の底部からその周囲に不透水性で
あって地盤強化の凝結材浸透層（匂が形成されることに
なるが、さらに必要に応じて薬液注入ロッド（１）を所
要寸法引上げ、その上方で前記同様にして薬液注入する
ことにより多段に地盤強化を行うことができる。

次に薬液注入操作弁（２ＱＡ）の第２具体例を第６図に
示す。この具体例では、内管（３）の下端に直結する可
動弁子（２１Ａ）が、その内部に内懐が太くなった流通
孔（２（６）を設けてある。またこの流通孔（僚の下端
部には内縁が弁座（イ）となる東岸（支）か一体的に取
り付けである。

この可動弁子（２１Ａ）の流通孔（部内には、固定弁子
（賞が、外管（４）の下端部内（ｎに固着した支持片（
ハ）の中央上面にて直立したステム始の先端に取り付け
て、中心線上で配設しである。この固定弁子（個のステ
ム始取り付は側と前記弁座６との接触で、外Ｎ（４）の
下端部内（ト）に対する流通が閉し、可動弁子（（８）
が当接して下限位置を設定する係止段部−を外管（４）
に付設しである。この可動弁子（２１Ａ）が下限位置に
あるときには、固定弁子＜ｍの上端が流通孔（瞬の入口
側を閉じないようにしてあり、上限に達したとき、第７
図に示すように、外管（４）に放射状に設けた複数の薬
液吐出孔（ハ）と合致して薬液を吐出する連通孔−を、
流通孔（（至）に交叉して穿設しである。また、固定弁
子（鯛の支持片（ハ）には前記具体例と同様流通路（支
）が設けてある。

（７）は掘削刃である。

この具体例にあっては、薬液注入の作業に際し、第６図
に示すように可動弁子（２１Ａ）を下げると掘削孔底部
側へ液が流れ、可動弁子（２１Ａ）を引上げると、第７
図示のように弁座６と固定弁子（（８）とが接触して流
通孔（僚を閉し、逆に外管（４）に設けた薬液吐出孔（
ハ）と流通孔（（至）とが連通ずる。したがってボーリ
ング水・瞬結性注入液・緩結性注入液のそれぞれは、第
１の具体例と逆方向に作動シリンダα９を操作すること
で目的作業が行える。

第８図に示すのは、第３の具体例であって、この薬液注
入操作弁（（支）は、内管（３）の下端に直結する可動
弁子（２１Ｂ）が管状で、その先端ａｈを尖らせて閉じ
た形状になっており、この可動弁子（２１Ｂ）に対して
外管（４）の内側に、薬液吐出孔（ハ）と連通ずる環状
溝０］）を備えた弁座環■が固着しである。可動弁子（
２１Ｂ）には、その先端部６と、適宜離れた上部位置と
に、それぞれ周面に液通孔昌、（ハ）が複数穿設してあ
り、この両液通孔始（ハ）の関係は、可動弁子（（支）
の先端ａｈが掘削刃（７）位置より下方に突き出した状
態で、外管（４）側の液が内管（３）に流入できる状態
となるようにしである。もつとも必要に応し、上記より
短い寸法で両孔を設けてもよい。

この具体例の場合、掘削時には第８図に示すように可動
弁子（２迅）の下側液通孔・錦が弁座環■より下方に位
置するようにしてボーリング水を供給し、瞬結性薬液注
入時には第９図に示す如く内管（３）を引き上げて、下
側液通孔ｉが弁座環（至）の環状溝０１）位置に対応す
るようにし、緩結性薬液注入時には第１０図に示すよう
に内管（３）を押し下げて、積極的に可動弁子（（ト）
先端シ５を掘削孔底部に突き出して、それぞれ供給する
。もちろんこれに限定されない。

上記した第２、第３の具体例による場合も第１の具体例
と同様に取り扱うことができ、また同様の作用効果が得
られる。

発明の効果： 本発明装置によれば、薬液注入口ツ・ドの上端に付設す
る流体圧作動シリンダによって、内管を介して下端部の
薬液注入操作弁を切換え・開閉することにより、掘削時
のボーリング水の供給と、掘削孔にパツカを形成して緩
結性の凝結液を地盤に注入する操作とが簡単に実施でき
、特に、内管側に硬化剤を供給するようにして地中での
薬液の注入操作を繰返す場合に、時間の経過でもって弁
部分で液が凝結することがあっても、弁構造部分は操作
シリンダによる推力で、いずれも軸方向ＩＣ摺動させて
切換えられるように構成しであるから、作動不良を来す
ことはなく、確実な操作ができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の注入ロッド上部スイベル管継手部
分の概要断面図、第２図は注入ロッド継ぎ平部の断面図
、第３図は薬液注入操作弁構造の断面図、第４図は第３
図のｆｆ−ＩＶ視図、第５図は瞬結性注入液を注入する
場合の態様を示す図、第６図は薬液注入操作弁の他の具
体例断面図、第７図は瞬結性注入液の注入態様を示す図
、第８図乃至第１０図は薬注入操作弁のさらに他の具体
例を示す図、第１１図は本発明装置を用いての薬液注入
の説明図である。 （１）・・・薬液注入ロッド　　　（３）・・・内　　
　管（４）・・・外　　　管　　　　　（５）・・・外
管のカップリング（６）・・・内管の嵌め合い接手　（
７）・・・掘　削　刃ａＯ・・・スイベル管継手　　　
αυ・・・本　　　体（２）・・・薬液等の供給管接続
口 α３・・・軸受機構　　　　　　０９・・・流体圧作動
シリンダαＱ・・・中　空　軸　　　　α６・・・ピス
トン（ハ）・・・スイベル管継手　　　的・・・シール
リング翰（２Ｘ）（ａＥ）・・・薬液注入操作弁＆１）
（２１Ａ）（２Ｂ）・・・可動弁子　　　（イ）・・・
弁　　座（イ）（（支）・・・流通孔　　　　（ハ）（
イ）・・・通　　孔（ハ）・・・薬液吐出孔　　　　（
ハ）・・・支　持　片（イ）（２６’ｌ）　・・・固定
弁子　　　（社）・・・流　通　路（至）・・・連　通
　孔　　　　■・・・弁　座　環Ｇυ・・・環　状　溝
　　　　（ａ）・・・掘　削　孔（４）・・・パ　ッ　
カ　　　　Ｑ３）・・・凝結材浸透層第８図　　　　　
　　第９図 第沼図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　先端に掘削刃を有して、かつボーリング水吐出と、
   薬液注入時における瞬結性薬液と緩結性薬液との注入と
   を、切換えて行える弁が、先端部に設けてある２重管型
   薬液注入ロッドからなる装置において； 内管は軸方向の力を伝達できるとともに、外管内に対し
   てシールできる状態で接続し、該内管を注入ロッド後端
   部に設けた流体圧作動シリンダに接続して、この作動シ
   リンダにて内管を軸方向に変位させることにより、注入
   ロッド先端部の液吐出孔の変換および開閉を行う弁が作
   動できるように構成したことを特徴とする薬液注入装置
   。 ２　注入ロッド先端部の弁構造は、外管に設けた薬液吐
   出孔を開閉するように、該外管内で摺動する可動弁子が
   内管先端に直結してあり、この弁子に設けた内管と連通
   する流通孔と交叉して、外管の薬液吐出孔と合致したと
   き瞬結性薬液を吐出させる孔を設け、該弁子の上側位置
   に外管側から前記流通孔に流入するための孔を設け、こ
   のような可動弁子に対して、外管の下端部内に中心で前
   記弁子の流通孔下端との嵌め合いにて内外管の流通を閉
   じる固定弁子を、注入ロッド先端への液通路を備えな支
   持片にて上向きに突設した構成とする特許請求の範囲第
   １項記載の薬液注入装置。 ３　注入ロッド先端部の弁構造は、外管に設けた薬液吐
   出孔を開閉するように、該外管内で摺動する可動弁子が
   内管先端に直結してあり、この弁子に設けた内管と連通
   する流通孔と交叉して、外管の薬液吐出孔と合致したと
   き瞬結性薬液を吐出させる孔を設け、弁子の上側位置に
   外管側から前記流通孔に流入するための孔を設け、さら
   に前記流通孔は内懐を大きくして、その流通孔内中心に
   、可動弁子が引き上げられたとき流通孔内下端縁と接し
   て注入ロッド内と外管下端部内との流通を閉じる固定弁
   子を、注入ロッド先端への液通路を備えた支持片にて立
   設した構成とする特許請求の範囲第１項記載の薬液注入
   装置。 ４　注入ロッド先端部の弁構造は、内管先端に直結する
   管状の可動弁子と、外管に設けた薬液吐出孔に通ずる空
   隙が独立して形成されるよう、該外管内に固着した弁座
   リングとからなり、可動弁子は先端を尖らせてその先端
   寄り周面に液吐出孔を、またその液吐出孔から適宜離れ
   た上部位置に外管側からの液入口孔を、それぞれ設け、
   流体圧作動シリンダによつて内管を介し可動弁子が多段
   階に移動操作されるよう構成した特許請求の範囲第１項
   記載の薬液注入装置。