JPH0285415A - 薬液注入工法及び薬液注入管 - 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〉 開示技術は軟弱地盤の改良等に用いる薬液グラウトの地
盤内への注入を行う薬液注入技術の分野に属する。

く要旨の概要〉 而して、この出願の発明は外管の先端部に削孔用のメタ
ルクラウンを有し、その外側面に薬液注入口を有し、内
管には該薬液注入口を開閉するスリーブバルブを有し、
メタルクラウンとの間にはスレイムを注入管内に逆流さ
′ｔ！すいようにするチエツクバルブか介装されている
二重管タイプであって、注入薬液に対し上部てグラウト
パッカーが形成自在にされる薬液注入管、及び、該注入
管による薬液注入工法に関する発明でおり、特に、外管
の所定部位上位には瞬結薬液注入口か設Ｇノられ、その
所定部位下側には緩結薬液注入口か設けられ、該外管の
内部には緩結薬液注入口を開閉自在にスライドするスリ
ーブバルブを一体的に有する等の内管を有し、該内管に
は上部の瞬結薬液注入（−旧こ対する圧力応動バルブと
、該瞬結薬液注入口、及び、緩結薬液注入口に対する薬
液の供給ノズルをスリット状等に付設されている薬液注
入管と該注入管による薬液注入工法に係る発明でおる。

〈従来技術〉 周知の如く、国土の狭隘な我か国に於いては土地の有効
利用は極めて無視出来ない問題であり、就中、近時の如
く、産業活動か隆盛になり、そのうえ情報産業か高度に
発達した社会に於いては農産業や林業は勿論のこと、生
産工場や情報処理用の所謂ハイテクビル、通信関係の＃
ｆＡ設等の建物や構築物に対する土地のスムースな供給
調整かクローズアップされてきており、したかつて、こ
れに対処するに埋立て海岸や河川、湖沼等の軟弱地盤の
改良や地盤中に於ける基礎構造物の構築が建設産業にお
Ｃプる土木工事として著しく重要な位置を占めるように
なってきている。

而して、かかる地盤改良工事においては薬液注入管を地
盤中に打設し、所定の削孔を形成させて所定のゲルタイ
ムの瞬結ヤ〕緩結の薬液を地盤中に注入し凝結させて地
盤を硬化改良し、当該軟弱地盤をしてヒル等の構築か可
能であるように有効利用する技術が各種研究開発され、
例えば、当業者にとり周知のソレタンシュ工法やダブル
ストレーナ工法、スリーブグラウト工法、更には、所謂
パイモート工法、ユニバック工法、そして、マルチライ
ザー工法、サイマルジョン工法等それぞれの特徴を生か
した工法が各種開発されて実用化されている。

そして、これらの各種の工法には上述した如く薬液注入
管か必要であり、これらの薬液注入管の種類から機能別
に分類すると、単管のものではその先端のメタルクラウ
ン部分から削孔水を噴出ざｌて削孔し、所定の削孔深度
にてその側部の注入口から瞬結、或は、緩結の所定のゲ
ルタイムの薬液を地盤中に注入するものかあるが、地盤
の性状によって単一種の薬液の注入だＣノでは所望設Ｋ
ｌの地盤改良が時間的に精度的に行われないために、二
重管、三重管等の多重管による葉液注入が行われるよう
になり、例えば、二重管を用いて瞬結薬液を一次注入し
緩結薬液を二次注入するような態様のものがあるか、注
入管から注入される葉液は必ずしも全注入量が地盤中に
注入されて所定のゲルタイムで凝結するに至らず、それ
までに注入管と削孔とのリング状間隙から被圧状態で押
Ｈ：力の弱い地表にスライムアップして逸散し、そのた
め、所定の地盤改良か出来なくなるきらいがあり、又、
高価な薬液の参画低下を招く不利点かあった。

〈発明か解決しようとする課題〉 これに対するに、所謂スペースグラウト方式やマルチラ
イザ一方式があって、二重管を用いて瞬結薬液と緩結薬
液を時間的に交互に注入する態様かあり、例えば、上部
にて瞬結薬液を注入し、地盤中にグラウトパッカーを形
成し、ぞの下位側で−６＝ 緩結薬液を注入し、注入薬液の完全被圧状態を現出して
地盤改良を効率的に行うような技術も開発されているが
、瞬結薬液と緩結薬液を時間的に交互に注入するために
施工能率が悪くコストアップにつながるデメリットがあ
る。

又、両者の間に時間的ずれがあることから注入精度が設
計通りに保たれ難いことから確実な仕上り精度が得られ
ない不具合があり、又、注入時間のずれによる地盤内で
の薬液の節理を介しての逸散により地下水汚染等が生じ
かねないという公害上の不具合もあった。

これに対するに、種々の新技術が新たに研究開発され、
例えば、三重管が用いられて上部の注入口と下部の注入
口からそれぞれ瞬結薬液、及び、緩結薬液を地盤中に注
入し、両者の同時注入による上述各問題を解決するよう
にする技術も案出されてはいるか、瞬結用、緩結用の各
薬液が液−液系であるために三重管内での各送給経路で
の薬液の圧送により、例えば、下部から注入する緩結薬
液の各濃度、特に、硬化剤の濃度か変化したり、設定当
量の比率が安定出来ず、瞬結薬液と緩結薬液の同時注入
による利点が確実には達成されないという点から必要性
が阻まれるというデメリットがあった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく軟弱地盤
改良等におりる薬液注入による瞬結薬液を介してのグラ
ウトパッカーを前提とする所定ゲルタイムの緩結薬液の
同時注入の問題点を解決すべき技術的課題とし、二重答
方式でありながら、炭酸ガス等の硬化剤を用いることに
より当該二重管による上部グラウトｌクツカーを介して
の下部緩結薬液の同時注入を行え、当該瞬結薬液、及び
、緩結薬液の同時注入による利点を確実に生かし、低公
害性であって、しかも、高能率、高精度裡に工事が行え
、そのうえ、低コスト化が可能となり、設計通りの地盤
改良がなされるようにして建設産業における土木技術利
用分野に益する優れた薬液注入工法及び薬液注入管を提
供せんとするものである。

〈課題を解決するだめの手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出
願の発明の構成は前述課題を解決するために、所定の軟
弱地盤の改良を薬液注入により行うに際し、二重管タイ
プの注入管を当該所定地盤に打設し、例えば、所定ステ
ップ深度でその内管内にカーボロツク等の緩結薬液を地
上より圧送し、又、該内管と外管との間に炭酸ガス等の
硬化剤等を圧送し、内管内には小径ボール等のチエツク
バルブを投入し、外管のモニター下部側面に形成した緩
結注入口を閉鎖しているスリーブバルブをスライドダウ
ンさせて前進させ、当該緩結薬液注入口を開ぎ、又、外
管と内管との間に圧送される炭酸ガス等の硬化剤は圧送
されて内管の上部に形成されたスリン１〜タイプの薬液
供給ノズルから緩結薬液が圧出されて、外管と内管の間
に介装されているゴム製の７ラツパタイプの圧力応動バ
ルブを押し開いて圧送される硬化剤と反応して瞬結薬液
とされ、内管の上部の瞬結薬液の注入口より地盤中に注
入されて所定の速いゲルタイムで地盤向上部にグラウト
パッカーを形成し、而して、内管のノズルから圧出され
て下部注入口より噴出した緩結薬液は地盤中に注入され
、上部のグラウトパッカーによりシールされて地上にス
ライムアップすることなく被圧状態で設定ゲルタイムで
地盤中の土壌と凝固反応しゲル化し、所定に地盤改良か
１１われ、高能率裡に地盤改良が行われ、しかも、瞬結
薬液、緩結薬液の両者共設計ゲルタイムでゲル化し、地
下水汚染等の公害も生ぜず、薬液の逸散等もなく改良歩
留も良く、改良精度も設ｈ１通りに高く維持することが
出来るようにした技術的手段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を図面に基づいて説明す
れば以下の通りである。

１はこの出願の発明の１つの要旨の中心を成す薬液注入
管であり、図示態様は所定の軟弱地盤の薬液注入による
改良に供されるものであり、所定径の外管２とその内部
に所定のリング状間隙を介し内装されて軸方向に所定ス
パン進退勤白在にされでいる内管３とより成り、その先
端部分のモニタ一部４の上部には所定長さの二重管ジヨ
イントの連結部５かネジ螺刻され、又、先端には図示し
ないメタルクラウンに対する接合部６が同じくネジ螺刻
され、所定部位の上部には瞬結薬液の地盤内への注入ロ
ア、７が直径方向に一対刻設されており、又、該瞬結薬
液の注入ロアの下部所定部位には緩結薬液の地盤に対す
る注入口８．８・・・が周方向所定間隔を介して４つ穿
設され、又、メタルクラウン部の接合部６の上部にスト
ッパピン９を介して座１０に対Ｊるチエツクバルブとし
てのチエツクボール１１か注入管１内へのスライムの逆
流を防止するように設りられている。

而して、外管２の緩結薬液の注入口８に対応する内管３
の下端の部分には該外管２の内面にスライド自在なスリ
ーブバルブ１２かＯ−リング１３．１３を介して囲動自
在に設けられており、その下端のブラケッ１へ１４と１
−配座１０との間には設定バネ定数の弾圧スプリング１
５か介装されており、又、該スリーブバルブ１２の上部
には外管２の緩結薬液注入口８に対応する注入口８′が
穿設されている。

そして、該スリーブバルブ１２の内部には座１０に向け
て周方向所定間隔を介して設定数の軸方向のノズル１６
．１６・・・が図上で下方に向けて穿設されて該スリー
ブバルブ１２内の上部に形成された混合室１７に開口し
、小径のチエツクバルブとしてのホール１８．１８・・
・を内管３の内部通路１９を介して地上より投入されて
座着させることか出来るようにされている。

又、外管２の上記瞬結薬液の注入ロアに対応する内管３
の部分には他のスライド自在なスリーブバルブ１２′が
Ｏ−リング１３′を介してスライド自在に内設されてあ
り、該瞬結薬液の注入ロアを開閉自在にされ、又、該ス
リーブバルブ１２′の上部には外管２との間に混合室１
７′を形成し、該混合室１７′　に対しては薬液供給ノ
ズルとしてのスリット２０．２０・・・か周方向に所定
間隔を介して該内管３内と混合室１７′を連通自在に穿
設されている。

又、該スリッ１〜２０．２０・・・の下部には断面皿型
のシールブラケラ１〜２２が付設され、その下面にはゴ
ム製のノラッパタイプのリング状の圧力応動バルブ２１
かリングワイヤ等により所定に固設されて、混合室１７
′　に対する外管２と内管３との間の薬液通路２３を開
閉自在にしている。

而して、該注入管１は図示はしないか、地上に於いて所
定の個所に搬入セットされるポーリング機により所定の
深度まで図示しない所定領域内の軟弱地盤に対し打設さ
れて削孔を行うようにされると共に、内管３内の薬液通
路１９に対しては、例えば、水ガラスと炭酸ガスの混合
体である所謂カーボロツク等の緩結薬液を仕送送給する
ようにされ、又、外管２と内管３との間の薬液通路２３
に対しては硬化剤としての炭酸ガスを所定圧力で圧送す
るようにされている。

尚、カーボロツク等の緩結薬液は内管３内の薬液通路１
９を圧送されるに際しては緩結薬液の注入口８に対する
スリーブバルブ１２か弾圧スプリング１５に抗して第２
図に示す様に、スライドダウンして前進し、該緩結注入
口８を開く出力で補給するようにされ、この際、上部の
瞬結薬液の注入ロアに対するスリーブバルブ１２′の上
部ノズルのスリット２０．２０から混合室１７′へ圧出
される緩結薬液の圧損を計算して予め弾圧スプリング１
５のバネ定数が決められている。

又、上部の７ラツパタイプの圧力応動バルブ２１の弾性
係数も圧送される炭酸カスの圧力により第２図に示す様
に、ブラケッ１へ２２に併設して外管２どの間にリング
状間隙を形成し、混合室１７′でスリット２０．２０か
ら圧出される緩結薬液と炭酸ガスが二次混合されて瞬結
薬液とされるように予め設計されている。

上述構成の注入管１において、所定の軟弱地盤を薬液に
より改良するに際し、所謂ステップアップ方式により施
工を行うに当該軟弱地盤に所定の位置にポーリング機を
搬入セットし、該ポーリング機に注入管１を挿入し、内
管３内に削孔水を所定の低圧で圧送し、ポーリング機に
よりポーリンブロンドを回転し地盤に削孔を行っていく
。

尚、当該プロセスにおいて、内管３内の通路１９内に圧
送される削孔水は低圧で削孔を行い、又、−１４＝ 下部、及び、上部のスリーブバルブ１２．１２′は対応
する瞬結薬液の注入ロア、及び、緩結薬液の注入口８を
当該第１図に示す様に閉鎖した状態を維持し、外管２と
内管３の間の通路２３には炭酸ガスを圧送していないし
、又、圧力応動バルブ２１は外管２の内面に密着した状
態を維持し、したがって、削孔水は内管３内の通路１９
を通り下部のスリーブバルブ１２のノズル１６より座１
０内を通ってチエツクバルブ１１を開さ一１図示しない
メタルクラウンによる削孔を助勢する。

又、モニタ一部４の上部連結部５に於いては図示しない
二重管の所定ユニット長のジヨイントを順次連結して所
定長にして削孔を行っていく。

而して、所定ステップの深度に達すると、当該所定ステ
ップ深度に於いて地上より内管３内に設定数の小径のチ
エツクバルブのボール１８．１８・・・を投入し、下部
スリーブバルブ１２の各ノズル１６の上部に座着さ−け
、該各ノズル１６をシールさせてスリーブバルブ１２を
被圧状態にする。

そして、図示しないミキサー、及び、ポンプにより二重
管ジヨイントを介しモニタ一部の内管３の通路１９内に
水ガラス、及び、炭酸ガスの気液混合状態の緩結薬液と
しての所謂カーボロツク等の薬液を所定圧で圧送すると
共に、外管２と内管３との間の通路２３に所定圧の硬化
剤としての炭酸ガスを圧送させる。

而して、注入前にスリーブバルブ１２の各ノズル１６に
は小径のチエツクバルブとしての各ボール１８か各々予
め上部より投入されて座着されているために、該スリー
ブバルブ１２をして被圧状態にし、弾圧スプリング１５
に抗して下部スリーブバルブ１２、及び、これと一体化
された内管３を介し上部スリーブバルブ１２′もスライ
ドダウンして第２図に示す様な変位姿勢になる。

一方、外管２と内管３との間の通路２３に圧送された炭
酸ガスは、前述した如く所定圧力により撓曲してフラッ
パタイプのリング状の圧力応動バルブ２１をしてブラケ
ット２２に外接し、外管２の内面との間にリング状間隙
を形成し、混合室１７′　と連通シ、そこで、内管３の
薬液供給口２０．２０がら圧出されてくる緩結薬液のカ
ーボロツク等の薬液と混合室１７′で混合され瞬結薬液
となされ、第２図に示す様に、スリーブバルブ１２のス
ライドダウンと共に一体的に下降する内管３により上部
のスリーブバルブ１２′が下降して瞬結薬液の注入ロア
を開くことにより、瞬結薬液は瞬結薬液の注入ロアより
地盤中に注入されて設定ゲルタイムの速い時間で固化し
地盤向上部にグラウトパッカーを形成する。

一方、内管３内の通路１９を圧送された緩結薬液は、下
部スリーブバルブ１２が緩結薬液の注入口８を第２図に
示す様に開いていることにより該注入口８より地盤中へ
と注入されていく。

したがって、第２図に示す様に、当該ステップ注入の施
工においては上部の瞬結注入ロアより緩結薬液と硬化剤
としての炭酸ガスとの混合された瞬結薬液か地盤中に注
入されてグラウトパッカーを形成し、同時に下部の緩結
薬液の注入口８からは水ガラスと炭酸ガスの混合体であ
る緩結薬液が地盤中に注入され、上部のグラウトパッカ
ーにより被圧状態にされてシールされ、その結果、地上
にスライムアップせず、確実に設計通りに地盤を硬化さ
せることが出来、したがって、瞬結薬液、及び、緩結薬
液共設計通りのゲルタイムで地盤中に注入されて地下水
汚染等をすることがなく、しかも、設計通りのゲルタイ
ムで凝固固化が行われていくことになる。

そこで、当該ステップ深度での薬液注入が終了すると、
緩結薬液、及び、硬化剤としての炭酸カスの圧送を中止
すると、下部スリーブバルブ１２、及び、内管３は弾圧
スプリング１５のスプリングバックにより第２図の姿勢
から第１図の姿勢に移って戻り、又、圧力応動バルブ２
１も第２図の姿勢から第１図の姿勢に復位するものであ
り、ステップ注入終了後に注入ロッドを所定の深度まで
引き上げて、次のステップ深度での瞬結薬液と緩結薬液
の同時注入を行っていく。

このようにして、所定のステップ注入により確実にグラ
ウトパッカーによる被圧状態での所定ゲルタイムの緩結
薬液の地盤内への注入が地下水力染や地上へのスライム
アップを防止しながら、設計通りのリイクルの工期で精
度良く行われ、したがって、改良精度も設計通りに行わ
れて信頼度を高り１ｑることか出来る。

尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るもの
でないことは勿論であり、例えば、スリーブバルブにつ
いてはパッカータイプにする等種々の態様か採用可能で
ある。

削孔や薬液注入における注入管の回動については一般の
在米態様技術からして単なる設計上のものであることは
言うまでもないことである。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基本的に河川、湖沼、
埋立て海岸等の軟弱地盤の改良等における薬液注入工事
に用いる薬液注入において、例えば、注入時に上部て瞬
結薬液を注入してグラウトパッカーを形成し、該グラウ
トパッカーによるシールを介しての被圧状態で同時に緩
結薬液を下部から注入りることにより施Ｔ能率を大幅に
向上させ、しかも、設Ｈ−ｊグルタイム゛Ｃ瞬結薬液、
及び、緩結薬液の地盤内でのゲル化を図ることか出来る
ために、工期も設計通りに図ることか出来、著しく］ス
トダウンを図ることか出来るという効果かあり、又、薬
液の地盤中での逸散等を防止するために歩留も良く地下
水汚染等も避Ｃブられ、この点からも薬液注入の効率を
安全性をもって大幅に上げることが出来るという利点が
ある。

したがって、注入精度を著しく向上させ、精度に対する
信頼性も上げられ、公害問題を削減することか出来ると
いう効果もある。

しかも、瞬結薬液、及び、緩結薬液のゲルタイムを予め
調整することが出来るために、地盤の性状に応じて施工
設計の自由度を上げられるという利点もある。

したがって、適用範囲か拡大出来、設計は勿論、施工の
柔軟性が得られるという効果かある。

又、薬液の地盤への注入が均質な浸透注入とすることか
出来、この点からも地盤改良精度が向上し、無公害性を
促進出来るという信頼性の良さか得られる利点かある。

而して、注入管を二重管方式にし、例えば、瞬結薬液を
水ガラス、及び、炭酸カスによる混合体としての緩結薬
液に対し、硬化剤としての炭酸ガスを送給混合して瞬結
薬液とすることが出来るために、従来の如き二重管方式
の複雑な注入管を用いることなく二重管で瞬結薬液と緩
結薬液を同時注入することが出来、装置としての注入管
の構造を簡単にし、注入管の初期製造は勿論のこと、保
守点検整備、及び、使用時における管理等も著しくし易
くなるという効果もある。

又、外管の上部に瞬結薬液の注入口を、下部に緩結薬液
の注入口を設け、該緩結薬液の注入口に対するスリーブ
バルブを内管に一体連結する等により内管内に緩結薬液
を圧送し、外管と内管の間に硬化剤を供給して混合させ
て瞬結薬液とし、上部の瞬結薬液の注入口より地盤に注
入しグラウトパッカーを形成させることが出来ると共に
、同時に内管内を圧送させた緩結薬液を外管の下部緩結
薬液の注入口より地盤に注入させることか出来、緩結薬
液をして所定ゲルタイムのプラウ１〜材として地盤中に
注入することが出来るにもかかわらず、硬化剤の供給に
より瞬結薬液ともすることが出来、使用薬液の種類を少
くして取り扱いかし易く、又、当量関係の管理調整もし
易いという利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の１実施例の説明図でおり、第１
図はその構造概略半組断面図、第２図は薬液注入プロセ
スにおける注入管の半組断面図である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）地盤中に注入管を削孔貫入し所定深度にて薬液を
   該地盤中に注入し、次いで次のステップに該注入管を軸
   方向に１ストローク変位させて次の薬液注入を行うプロ
   セスを反復して行う薬液注入工法において、上記各ステ
   ップでの薬液注入を上部の瞬結薬液注入と先部の緩結薬
   液注入を同時に行うようにしたことを特徴とする薬液注
   入工法。
2. （２）上記薬液注入時に上部の瞬結薬液注入によりグラ
   ウトパッカーを形成させるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の薬液注入工法。
3. （３）上記薬液注入をステップアップ方式にて行い上部
   の瞬結薬液注入によりグラウトパッカーを形成させるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   薬液注入工法。
4. （４）上記瞬結薬液注入を緩結薬液に硬化剤を注入管内
   にて混合して合成して行うようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の薬液注入工法。
5. （５）先端にメタルクラウンを装備し、モニター部の側
   面に薬液注入口を穿設され、内部に該薬液注入口に対す
   るスライドするスリーブバルブを有する二重管タイプで
   あつてグラウトパッカー形成自在な薬液注入管構造にお
   いて、瞬結薬液注入口を上部にその下側に緩結薬液注入
   口を側設した外管が該緩結薬液注入口を開閉自在にスラ
   イドするスリーブバルブを有した内管を有し、該内管に
   は上記瞬結薬液注入口に対する圧力応動バルブと薬液供
   給ノズルを付設されていることを特徴とする薬液注入管
   。
6. （６）上記内管が上記スリーブバルブと一体化されて進
   退動自在にされていることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の薬液注入管。
7. （７）上記薬液供給ノズルが長手方向のスリットに形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の薬液注入管。
8. （８）上記圧力応動バルブがリング状のフラッパタイプ
   に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載の薬液注入管。
9. （９）上記瞬結薬液注入口と緩結薬液注入口との間に混
   合室が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の薬液注入管。