JPH03228911A - 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〉 開示技術は軟弱地盤の改良工事等に用いる薬液注入装置
の構造の技術分野に属する。

〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明は外管とその内部に同芯的に設
けられた内管とを有する二重管タイプの薬液注入管の外
管が炭素ガスに接続され、内管は水ガラス源に接続され
ており、外管の側面に設けられた所定数複数の注入口に
対する被圧ピストンバルブが設けられて炭酸ガスと水ガ
ラスの混合した瞬結薬液と緩結薬液を地盤中に交互に注
入することができる複合注入の装置に関する発明であり
、特に、被圧ピストンバルブが相対的に小数の上部の注
入口に対応する上部被圧ピストンバルブと多数の下部注
入口に対応する下部被圧ピストンバルブの２つの被圧ピ
ストンバルブに通液腔を内設するパイプにより一体的に
形成され、上部の被圧ピストンバルブの上部に炭酸ガス
と水力ラスの混合室が形成され、しかも、外管に接続す
る炭酸ガス源の通路に所定サイズの縁結ゲルタイム用の
切換バルブを装備するバイパス通路が設けられ、瞬結薬
液と緩結薬液の炭酸ガス送給か切換え自在にされている
複合注入装置に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、国土の狭隘な我が国に於ては土地の有効利
用は極めて重要な問題であり、従来より種々の土地有効
利用に係わる開発技術が研究、実用化されてきている。

このうち海岸、湖沼、河川、遠浅海岸等の軟弱地盤の改
良工事は地盤を強化しその上に、各種構造物等を構築し
得る点で古くから各種の技術か開発され、所謂サンドド
レーン工法やケミコパイル工法等の外に種々の薬液を地
盤中に注入する薬液注入工法が広く用いられるようにな
ってきている。

しかしながら、核種薬液注入工法はもともと軟弱地盤中
の水分含有率の高い部位に液系の薬液を注入するもので
あり、しかも、地盤中に於ける薬液の逸走等の点から地
下水を汚染したりする公害問題が発生する不具合かあり
、その取り扱いか署しく便利であるにも拘らず、その使
用には多くの制限か加えられるような不都合さが生じて
きた。

しかしながら、注入薬液のうち、水ガラスのみは公害性
が低いことからその使用が許容されるに及び、しかも、
注入管により地盤中に水ガラスを噴出注入する際に瞬結
方式とすることで地盤内の逸走を阻止し、可及的に設計
通りの改良領域を形成することが出来るようになってき
た。

而して、該種瞬結タイプの薬液注入においては、水ガラ
スに所定量のＦｄＩガスを送給して注入管内部の混合室
に混合攪拌して注入口から地盤中に噴出するようにされ
ているが、注入管の地盤内への掘削削孔に際して削孔水
を注入し、所定深度まで削孔後にチエツクバルブを介し
削孔水の注入を停止し、水ガラスと炭酸ガスを混合させ
て地盤中に注入するようにされていた。

そして、薬液の注入に際しては注入管内に設けられた被
圧ピストンバルブを薬液の圧力により押出後退させて注
入口から地盤中に噴出させるようにしていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、在来タイプの薬液注入装置の薬液注入管
においては外管の外側面に設けられた注入口の数に制限
があるために、勢い、各注入口に働く薬液圧力が大きく
、地盤中への噴出プロセスが高くなり、薬液が地盤内へ
逸走する可能性がある不都合さがあり、又、同一レベル
に所定数の注入口が設けられていることから、地盤中へ
の均一な薬液の注入が出来かねるという不都合さもあっ
た。

そして、瞬結薬液注入時には地盤改良施工中におけるユ
ニットロッドの切離しやスイーベルジョイントの接合を
行わねばならず、したがって、その都度、薬液の中断を
余儀なくされ、プロセスが著しく煩瑣となるマイナス点
があった。

又、水ガラスに対する炭酸ガスの混合割合が瞬結式にさ
れているために、ユニットロッドの切換えの前後におけ
る水ガラスの停止に際し、薬液管の内部で薬液が凝固し
、詰り硯象を起こすという不都合さがあり、したがって
、薬液の中断の次には水道水等の水を送給して詰り解消
をせねばならず、その結果、薬液の再送給における薬液
の稀釈が生じ、所定のゲルタイムでの薬液の地盤中への
噴出が阻害されるという欠点があった。

更に、複合注入を行うために瞬結薬液と緩結薬液を確実
に切換えが自在に出来て複合注入を簡単に行うことが困
難であるという難点があった。

〈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公害問題
を可及的に生じない薬液注入工法での水ガラスと炭酸ガ
スとの薬液管内に於ける混合、及び、ユニットロッドの
切離し、スイーベルジョイントの接合等の問題点を解決
すべき技術的課題とし、地盤に対する薬液の噴出注入が
均一な分布にて行われ、水力ラスに対する炭酸ガスの混
合割合が予め所定に調節自在にされ、しかも、施工中に
おけるユニットロッドの取外しやスイーベルジョイント
の接合に際しても薬液の緩結ゲルタイム化が行なわれて
詰り現象等が生ぜず、又、スムースに瞬結注入と緩結注
入か交互に切換えか自在にされ均一な複合注入工事が行
なわ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装置を提供せんとするものであ
る。

〈課題を解決するための手段・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発
明の構成は前述課題を解決するために、遠浅海岸、河川
、湖沼等の軟弱地盤等の地盤の薬液注入による改良工事
を行うに際し、所定深度まで貫入した外管、内管の二重
答方式の薬液注入管の削孔水による削孔を介して所定深
度に達した後は内管内に水ガラスを送給し外管内に炭酸
ガスを送給し、両者を薬液バルブの上部の混合室にて所
定に混合し、予め、内管内へ所定のポールバルブを投入
することにより被圧ピストンバルブを被圧状態にして押
出させ、該被圧ピストンバルブが上部の被圧ピストンバ
ルブとこれに一体の通液腔を有するパイプを介しての連
結による下部被圧ピストンバルブよりなることにより該
上下の被圧ピストンバルブは共に一体的に押出され、そ
れぞれの被圧ピストンバルブのうちの下部の被圧ピスト
ンは相対的に多くの数の注入口を開放し、これに対し上
部の被圧ピストンバルブは相対的に少ない数の注入口を
開放して注入中は切換バルブの切換えにより所定の瞬結
ゲルタイム、又は、緩結ゲルタイムの薬液を交互に各ス
テップ毎に注入して均一な地盤改良を図ると共に、ステ
ップアップに伴うユニットロッドの切離しやスイーベル
ジョイントの接合に際しては、外管から炭酸ガス源に接
続される送給通路に介装された所定のゲルタイムのバイ
パス通路の切換えバルブを、該バイパス通路側に切換え
、該バイパス通路に介設した所定時間の緩結ゲルタイム
の切換バルブを通して炭酸ガスを所定量送給させるよう
にし、□したがって、注入管内に於て混合される水力ラ
スと炭酸ガスは所定時間の緩結タイプにされ、これによ
り、ユニットロッド切離しやスイーベルジョイントの接
合における薬液注入管中の薬液の凝固は避けられ、スム
ースにゆとりを持ってユニットロッドの切離しヤスイー
ベルジヨイントの接合が行われ、次のステップでは再び
バイパス通路を切換えバルブを介して本通路側に瞬結ゲ
ルタイムの切換バルブが介装されていることにより、炭
酸ガスは薬液管内に於て水ガラスと瞬結タイプに混合さ
れ、又、切換バルブの切換えにより各ステップ毎にて再
び所定の地盤改良が行うことが出来、しかも、上下の被
圧ピストンバルブからの各々対応する複数の注入口から
瞬結薬液と緩結薬液を交互に複合注入により地盤中には
均一分布による薬液の注入が行なわれて精度の高い地盤
改良工事が行なわれ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、この発明の１実施例を図面に基づいて説明すれば
以下の通りである。

第１図に示す態様において、１はこの出願の発明の要旨
の中心を成す薬液注入装置であり、大別して地盤中へ貫
入する薬液注入管２と、水ガラスと炭酸ガスの薬液送給
系３と１２に分けられ、水ガラスタンク４からは水ガラ
スが送給ポンプ５、及び、流量計６圧力監視装置６′を
介して連通ずる薬液注入管２の内管にスイーベルジョイ
ント７を介し通路８により送給されるように接続されて
おり、一方、ゲルタイム調整用の炭酸ガスボンベ９はコ
ントローラ１０を介し分岐経路１１により薬液管２の外
管に通路１２を介しスイーベルジョイント７により接続
されている。

尚、該分岐経路１１は第２図に示す様に、例えば、瞬結
の類ゲルタイム用の本通路１４に対し、切換えバルブ１
５．１５を介し中ゲルタイム用、長ゲルタイム用のバイ
パス通路１６．１６’が分岐して設けられてそれぞれ中
ゲルタイム用、長ゲルタイム用の切０ 換バルブ１７．１７’が介設されている。

尚、本通路１４に瞬結用の切換バルブが設けられていな
いがコントローラ１０内に設けられている。

而して、薬液注入管２に於ては第３，４図に示す様に、
その外管１８はその先端のクラウンビット１９との間の
所定部位に十文字方向に４つの所定サイズの下部の薬液
注入口２０．２０・・・が放射方向に穿設開口され、更
に、その上部の所定部位には該下部の薬液注入口２０に
平面視でオーバーツプセずに周方向に位相を変えられた
上部の薬液注入口２１゜２１、２１が３つ放射方向に穿
設されている。

而して、外管１８の内側上部に於ては、図示しない内管
接続用のジヨイント２２が設けられて外管１８との間に
炭酸ガス送給腔２３が、又、内側には水ガラス送給腔２
４が形成されており、その下側には該水ガラスと炭酸ガ
スの混合室２５が形成されている。

而して、該混合室２５の下側には連結パイプ２６を介し
上部の被圧ピストンバルブ２７と下部の被圧ピストンバ
ルブ２８とが一体的に連結されており、通液腔としての
連通腔２９により連通され、下部被圧１ ピストンバルブ２８内部の腔部３０は該連通腔２９に接
続するテーパ部３１にチエツクボール３２．３２・・・
の受座３３．３３・・・が形成されて、クラウンビット
１９への連通腔３４が接続されている。

そして、クラウンビット１９の上部にはディスク状の受
座３５が介設されて下部被圧ピストンバルブ２８との間
に戻りスプリング３６が介設されており、又、受座３５
の下側には座３７が形成されてチエツクボール３８をピ
ン３９との間に収納している。

尚、４１．４１・・・はシール用のＯ−リングである。

上述構成において、所定軟弱地盤領域に於て水ガラスと
炭酸ガスの混合薬液を注入して地盤改良を行うに際して
は、先ず、薬液注入管２の内管内に削孔水を送給し送給
腔２４、連通孔２９、連通腔３４を介して、送水しなが
ら削孔して所定深度まで掘削していく。

そして、所定深度に達したところで、内管内にチエツク
ボール３２．３２・・・を投入することにより、各チエ
ツクボール３２は座３３に座着して下部被圧ピストンバ
ルブ２８を被圧状態にし、水ガラスと炭酸２ ガスを所定圧にて送給し、戻りスプリング３６に抗して
所定ストローク押進させるが、該下部被圧ピストンバル
ブ２８に連結パイプ２６を介して上部被圧ピストンバル
ブ２７も一体連結されているために、該上部被圧ピスト
ンバルブ２７も所定ストローク押進され、したがって、
両内管の被圧ピストンバルブ２７．２８は対応する注入
口２０．２０・・・、　２１．２１．２１を開き、地上
でバルブ１５を開閉し、切換バルブ１７゜１７′を通し
て送給することにより所定の瞬結薬液と緩結薬液をスト
ロークに従って交互に複合注入し１ステツプの注入が完
了すると、次のステップまで薬液注入管２を引上げてこ
れをくり返しステップ毎に瞬結薬液と緩結薬液を交互に
複合注入を行う。

この場合、先述した如く、平面視的に上部注入口２１．
２１．２１と下部注入口２０．２０・・・はオーバーラ
ツプせず、周方向に位相を異ならせていることにより均
一分散状態で地盤中に薬液が噴出注入され、所定のゲル
タイムで凝結していく。

而して、注入ロッド１本分の注入が完了した場３ 合、その薬液注入管２を１本切離し、或いは、スイーベ
ルジョイント７の接合を行うに際して、分岐経路１１の
切換えバルブ１５．１５を本通路１４側よりバイパス通
路１６．１６’側に所定に切換えることにより、炭酸ガ
スは該バイパス通路１６．１６’側に送給されて介装さ
れている中間ゲルタイムの緩結切換バルブ１７、長いゲ
ルタイムの切換バルブ１７′を通ることにより薬液注入
管２内に於ける混合薬液のゲルタイムは緩結タイプにさ
れ、該薬液注入管２中に於ける凝固は起こらず、ロッド
切離し時は水ガラスと炭酸ガスの送給を中止してスムー
ス、且つ、確実にユニットロッドの切離しや連結を行い
、次のステップに移動させて切換えバルブ１５゜１５を
再びバイパス通路１６．１６’側から本通路１４側に切
換えて炭酸ガスをコントローラ１０内の瞬結ゲルタイム
の切換バルブを通すことにより薬液注入管２中に於ける
混合薬液は所定の瞬結ゲルタイムとされて本通路１４を
通り上下の被圧ピストンバルブ２７．２８を押圧押進さ
せて対応する各注入口２１゜２０を開いて前述同様の複
合注入をくり返し地盤中４ へ均一な注入を行う。

このような反復操作により薬液注入管２をステップアッ
プしながら地盤中へ瞬結薬液と緩結薬液を各ステップ毎
に複合注入をスムースに行い、しかも、その間の所定回
数のユニットロッドの交換、作業等は薬液の薬液注入管
２内での凝結等に対する虞れなく確実に行なうことが出
来る。

勿論、薬液注入管２による削孔、或いは、薬液の地盤中
への噴出注入において、該薬液注入管２の回動作用を付
与する等は自在である。

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、チエツクボールに代
えて電磁バルブにする等種々の態様が採用可能である。

〈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、
遠浅海岸等の軟弱地盤等の地盤改良工事において、地盤
に対する公害問題発生の虞れのない水ガラスと炭酸ガス
の混合薬液による瞬結薬液と緩結薬液を地盤中へ交互に
各ステップ毎に複合性５ 人を行なうに際し、薬液注入管には１ステップ長当り上
下２段、しかも、平面視位相を変えた注入口により各噴
射方向へ薬液を複合注入することで、地盤内への均一な
薬液の噴出注入が行なえ、精度の高い地盤改良が行なえ
るという優れた効果か秦される。

又、薬液注入に際しても、薬液注入管に送給して水ガラ
スと混合する炭酸ガスを注入中は所定の瞬結ゲルタイム
と緩結ゲルタイムに合致するように切換バルブを切換え
ながら複合注入するのに対しユニットロッド切離しやス
イーベルジョイントの接合に際しては、炭酸ガスを本通
路からバイパス通路を介し中、長時間緩結のゲルタイム
に対応する切換バルブを通過ざゼて送給させることから
、ユニットロッドの交換時に薬液注入管内での薬液の凝
固が起らず、スムースに安定して交換作業か行えるとい
う効果があり、従来のように深堀して注入を行った場合
にも中間に水を送給するような煩瑣な手間がかからず、
施工がスムースに行なえるという優れた効果が奏される
。

１に のようにすることにより、地盤中に於ける薬液は瞬結ゲ
ルタイムと緩結ゲルタイムの薬液を交互に複合注入が出
来るため限定した範囲に均一な浸透注入を行なうことが
出来ると共にユニットロッドの交換時には緩結のゲルタ
イムにして薬液注入管の詰りを防止することが出来るよ
うにする効果か奏される。

そして、瞬結ゲルタイムと緩結ゲルタイムの切換えはプ
ラン１〜の本体側で操作出来、切換装置の先は注入ホー
ス２本のままで瞬結と緩結を交互に行うことが可能であ
るという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の１実施例の説明図であり、第１
図は全体概略模式図、第２図は炭酸ガスの送給切換え経
路の模式側面図、第３図は薬液管の部分断面側面図、第
４図は被圧ピストンバルブの部分切截斜視図である。 ２・・・注入管　　　　　４・・・水ガラス源９・・・
炭酸ガス源　　　１２・・・接続通路７ １５・・・切換えバルブ １７・・・切換バルブ ２０・・・注入口 ２２・・・内管 ２６・・・連結パイプ ２７・・・上部被圧ピストンバルブ ２８・・・下部被圧ピストンバルブ １６・・・バイパス通路 １８・・・外管 ２１・・・上部注入口 ２５・・・混合室 ８ 八へ ｉ　　　Ｌ ７４−

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭酸ガス源に接続される外管と水ガラス源に接続
   される内管を有する注入管が該外管に形成された複数の
   注入口に対する被圧ピストンバルブを装備している薬液
   注入装置において、上記被圧ピストンバルブが相対的に
   小数の上部注入口と多数の下部注入口に対する上下の２
   つの被圧ピストンバルブを一体的に形成されていること
   を特徴とする薬液注入装置。
2. （２）上記上部の被圧ピストンバルブの上部に水ガラス
   と炭酸ガスの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１項記載の薬液注入装置。
3. （３）上記上下の各被圧ピストンバルブが通液腔を内設
   するパイプで連結されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の薬液注入装置。
4. （４）上記注入管と炭酸ガス源との間の接続通路にバイ
   パス通路が介設されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の薬液注入装置。
5. （５）上記バイパス通路に緩結ゲルタイム用の切換バル
   ブが介設されているため切換バルブの開閉により瞬結薬
   液と緩結薬液を交互に複合注入ができることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の薬液注入装置。
6. （６）上記バイパス通路と本通路との間に切換バルブが
   介設されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の薬液注入装置。