JPH0440490B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、都市河川や沿岸湖沼地域の埋め立
て等水中底床の地盤を固化安定改良するべくセメ
ント等の固化材の粉体を地盤中に噴射して攪拌す
る技術分野に属する。

＜要旨の概要＞ 而して、この発明は、都市河川、或いは、湖
沼、海等の水面に台船等の水上構造物を設け、そ
のリーダを介し噴射攪拌パイプをその外側のシー
ルカバー内にて下降させて底床下部の地盤内に貫
入してセメント等の固化材の粉体を気体輸送して
地盤中に噴射して攪拌し、而して、輸送する気体
は地盤から浮上する行程にて回収し、水中の水質
を変化させず、大気を汚染させないようにした水
中地盤に対する粉体噴射攪拌工法に関する発明で
あり、特に、底床から該底床よりわずかに上位の
水中にかけて底床や水面の高さの変化に無関係に
低い高さのシールカバーをセツトし、改良中上記
地盤中から浮上する輸送気体を該シールカバー中
で浮上させ、該シールカバーから回収すると共
に、水質調整剤を該シールカバー内の水に供給し
て該シールカバー内の水の水質を該シールカバー
外の水に対して変化させないようにして無公害裡
に施工を行うようにした水中地盤に対する粉体噴
射攪拌工法に係る発明である。

＜従来の技術＞ 周知の如く、地盤改良、就中、軟弱地盤に対す
る地盤改良は、種々の改良材を地盤中に注入して
行う等のさまざまの工法が研究開発され、実施工
に採用されているが、公害や環境調和等の問題を
無視することが出来なくなり、例えば、水ガラス
系の注入剤等の特殊の注入剤を用いる以外はほと
んど不可能になつてきた。

而して、軟弱地盤、特に、海岸や湖沼、或い
は、海、湖沼、河川等の底床下の地盤の如く、含
水比が相当に高い地盤に対して薬液注入による地
盤改良安定工法を用いることは改良工事プロセス
において液体の含有比を高めるうえからもともと
矛盾があり、好ましくない種々の問題があり、こ
れに対処するに、セメント等の固化粉体を気体輸
送して地盤中に噴射して土壌と攪拌する工法が案
出され、広く採用されるようになつてきた。

特に、近時海岸埋め立てや大型プラント等の基
礎工事、或いは、都市河川の埋め立ての伴う基礎
底床の安定化処理等には有力な手段として所謂噴
射攪拌工法が種々研究されて実用化されるように
なつてきている。

さりながら、一般に地上での軟弱地盤に対する
粉体噴射攪拌工法は行い易いが、海岸埋め立てや
河川、湖沼、海岸の底床下の地盤に対する安定化
処理に該種工法を用いるようにすると、新たな公
害問題が発生する基本的な阻害条件が出てきた。

即ち、海面や河川、湖沼の水面等の上に設けた
台船等の水上構造物からそのリーダを介し噴射攪
拌パイプを降下させて底床下部の地盤内にセメン
ト等の固化粉体を注入するにはその手段として一
般に空気等の気体輸送を採用しているが、地盤内
に固化材の粉体を噴射攪拌した後に輸送手段とし
て用いた空気等の気体は噴射攪拌パイプの外側面
やその一体スピルを介して上昇し、フイルタ等に
より粉塵を濾過され浄化されて大気に放出される
ように処理されはするものの、地盤や底床から水
中に浮上するように輸送気体を放出させると、相
当な水域に輸送気体が放散されて水質を変え、水
の自然系態を崩す虞が生じ、又、水面に浮上して
大気に散出される泡内にセメント粉塵等があつて
周囲の大気を汚染するという不具合もある。

これに対処するに、特願昭55−135167号に示さ
れる先願発明の如く、第１図に示す様に、例え
ば、都市河川の水面１に浮設した台船等の水上構
造物２に所定の装置を設置し、そのリーダ３に沿
つて噴射攪拌パイプ４をその外側に設けたシール
カバー５内に降下させ、駆動モータ６により回転
させながら、底床７下部の地盤８に貫入させ、送
給装置９により気体輸送を介して所定のセメント
等の固化材の粉体をスイーベルジヨイント１０に
よつて該噴射攪拌パイプ４から送給し、下端の噴
射攪拌翼１１を介して該地盤８内に噴射し、土壌
と攪拌させて改良造成体１２を形成させるように
し、而して、そのプロセスにおいて、輸送に供し
た気体は噴射攪拌パイプ４の外面に設けたスピル
１３に沿つてシールカバー５内を上昇し、排気孔
１４より台船２の濾過装置１５より清浄に濾過さ
れて、大気に放出されるような公害防止手段が開
発採用されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ さりながら、該種水中での粉体噴射攪拌工法に
おいては水面１に対する底床７の相対的な高底
差、或いは、海岸近くの都市に於ける河川での潮
の干満期による水面の高さ変化によつてシールカ
バー５の下端エツジ１６が必ずしも充分に底床７
に根入れ出来るとは限らない難点があり、又、水
面１と底床７とのヘツド差が大きいために、該シ
ールカバー５の下端エツジ１６に対する洗掘作用
が起こり、そこから水がシールカバー５内に浸入
したり、或いは、セメント粉体を粉塵として含有
する輸送気体が河川水の中へ噴出することにな
り、その結果、河川の水質を上述同様にアンバラ
ンスにして水の自然系態を崩したり、或いは、水
面に浮上して大気にセメント粉体をまきちらす虞
が避けられないという欠点もあつた。

これに対処するに、設計範囲内で最大高さのシ
ールカバー５を作るとすれば、その重量は極めて
大きくなり、施工時にその沈下、或いは、上昇に
相当な動力を要し、工事費がかさむという不利点
もあつた。

＜発明の目的＞ この発明の目的は上述従来技術に基づく河川
や、海洋等の水中地盤に対する粉体噴射攪拌の問
題点を解決すべき技術的課題とし、水面下の底床
の相対的な深さ等に無関係に確実に地盤から浮上
する輸送気体シールカバー内で回収し、又、水中
の水質のアンバランス化を阻止し、大気汚染も防
止することが出来、しかも、確実に、又、スムー
スに水中の底床下の地盤に体する固化材の粉体の
噴射攪拌を行つて地盤安定化処理を行うことが出
来るようにして建設産業における地盤改良技術利
用分野に益する優れた水中地盤に対する粉体噴射
攪拌工法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、海、河川、湖沼等の水面にセツトした台船等
の水上構造物のリーダより噴射攪拌パイプを水中
に降下させると共に、その先部周囲にシールカバ
ーを設けて底床に挿入して該底床下部の地盤に貫
入し、台船より所定の固化材の粉体を噴射撹拌パ
イプ内に気体輸送して該地盤内に噴射攪拌して所
定の地盤改良を行い、そのプロセスにてシールカ
バーは水面下の底床の深さに無関係に該底床から
設定高さの水中に於いて充分に噴射攪拌パイプを
囲繞するようにし、且つ、その先端のエツジは底
床に対し充分に根入れが行うことが出来るように
し、而して、改良中地盤から浮上する輸送気体は
噴射攪拌パイプの周囲よりシールカバー内から水
上に上昇し、該シールカバー外の水を汚染して
PH、及び、汚濁度を変化させることがないように
し、シールカバー内のみの水質が変化した水は水
質調整装置によつて水質調整剤をシールカバー内
の水に供給して初期の水質と変わらないように調
整され、又、回収される浮上輸送気体は充分な粉
塵を濾過されて大気に散出されるようにされ、
水、及び、大気系共に全く公害がないようにした
技術的手段を講じたものである。

＜実施例＞ 次に、この発明の実施例を第２図以下の図面に
従つて説明すれば以下の通りである。

尚、第１図と同一態様部分は同一符号を用いて
説明するものとする。

而して、図示態様は都市河川の水底の軟弱地盤
改良工事を行うものである。

第２，３図に示す実施例において、上述第１図
に示す従来態様と異なる装置の点は有蓋のシール
カバー５′がその上部テーパコーンの蓋体から下
端の根入れ用のエツジ１６を有する下端までの高
さが充分に体さくされ、底床７より僅か上位の水
中にあるようにされ、水上構造物としての台船２
の後端に固定して設けたウインチ１７によりワイ
ヤ１８を介して昇降自在にされており、上端のテ
ーパコーンの蓋体には、第３図に示す様に、該ウ
インチ１７のブラケツトに設けられ、ハニカム１
９を有するロータリー軸受２０からベローズタイ
プのホース１４′が下延して接続されている。

したがつて、該ホース１４′とロータリー軸受
２０とシールカバー５′内外はシールされ、ホー
ス１４′とシールカバー５′内は連通状態にされて
いる。

そして、該ロータリー軸受２０と台船２の濾過
装置１５との間には排気ホース２１が設けられ、
又、該台船２の水質調整装置２２から硫酸、及
び、硫酸バンド液の供給パイプ２３が延出されて
ホース１４′、及び、シールカバー５′内に臨まさ
れそれらの内部の水の水質を適宜に調整可能にさ
れている。

而して、当該実施例における都市の河川の底床
７下部の地盤８の改良安定施工を行うに際して
は、水面１に台船２を浮設し、該台船２の端部か
ら下設したシールカバー５′の自重、及びウイン
１７、ワイヤ１８を介し該シールカバー５′を下
降させ、ホース１４′をそのベローズを介し伸長
し、該シールカバー５′の下端エツジ１６を底床
７に対して所定深さ根入れさせる。

したがつて、シールカバー５′を水上の所定高
さ上位位置に在る状態から下降させて底床７に根
入れさせることにより、シールカバー５′内、及
び、ホース１４′内の水面レベルは、図示する様
に、その外側の水面レベルと同一になる。

よつて、該シールカバー５′の下端に於けるヘ
ツド差はないことになる。

尚、この間、予め該シールカバー５′のテーパ
コーン状蓋体より内部に対し先端に噴射攪拌翼１
１を固定されている噴射攪拌パイプ４をしてリー
ダ３に沿つて駆動モータ６により下降させ、該噴
射攪拌翼１１を底床７下部の地盤８に所定深さ回
転貫入させて台船２の粉体供給装置９より固化材
の粉体としてのセメントを気体輸送によりスイー
ベルジヨイント１０を介し該噴射攪拌パイプ４内
に供給し、その先端の噴射攪拌翼１１から地盤８
内に噴射して攪拌させて改良造成体１２を従来態
様同様に形成させる。

而して、このプロセスにおいて、従来態様同様
に粉体輸送に供した気体は噴射攪拌パイプ４の外
側面のスピル１３に沿つて上昇し、シールカバー
５′の内部の水を浮上していくが、浮上気体に含
有されるセメント粉体は該シールカバー５′内の
水に溶け込んでその水質をアンバランスに変化さ
せる。

さりながら、該シールカバー５′内の水はパイ
プ２３より台船２の水質調整装置２２から硫酸、
及び、硫酸バンド等の水質調整剤を供給されて初
期水質と同一値に自動調整され、したがつて、該
シールカバー５′内の水は常に初期水質を同一に、
即ち、シールカバー５′の外側の水と同一水質に
調整されている状態が保たれることになる。

尚、この場合のホース１４′、及び、シールカ
バー５′内の水の量は少ないため、水質調整の薬
材の量は少くて済む。

而して、該シールカバー５′内の水中を上昇す
る浮上気体はホース１４′内の水面上に上がりホ
ース２１を介して排ガス処理装置１５によつて含
有されるセメント粉塵を濾過され清浄化されて大
気中に放散される。

尚、上述プロセスにおいて、シールカバー５′
は水面１に対する底床７のその状態における所定
深さに対応して自重、及び、ウインチ１７により
下降されてその先端エツジ１６が底床７に根入れ
されているために、先述従来態様のような所謂洗
掘等は起こらず、又、該シールカバー５′内外の
ヘツド差がないために、シールカバー５′内の水
が外に漏れて外の水の水質のアンバランスをきた
すようなこともない。

そして、地盤８に対する噴射攪拌工事が終了す
れば、噴射攪拌パイプ４の上昇の共にウインチ１
７、ワイヤ１８を介しシールカバー５′を引き上
げ、又、ホース１４′も適宜に引き上げて初期状
態に戻し、次段の下降に備えるようにする。

勿論、上述実施例におけるシールカバー５′は
施工の前後において適宜定期、不定期的に保守点
検整備をするが、不測にしてガス漏れが生じた
り、或いは、先端エツジ１６の底床７に対する姿
勢アンバランス等が生じてシールカバー５′内外
の水が置換されて周囲の水の質が変化し、水の自
然系態がくずれるような虞がある場合には、該シ
ールカバー５′の回りにおいて水面１に適宜フロ
ートを有するフエンスを該シールカバー５′、及
び、台船２との間にサークル状にセツトし、該フ
エンスから、例えば、ビニール製等のシートを閉
断面状に水中に垂下させ、その先端に適宜錘を設
けて底床７に座着させ、該シートによりその外側
に対しシールドゾーンを形成させ、不測にしてシ
ールカバー５′からガス漏れが生じたり、或いは、
先端エツジ１６から水質の変化したシールカバー
５′内の水が流出しても当該川の水を全体的に汚
染することがないようすることが出来る。

したがつて、このような態様では、川の水に対
する水質変化や汚濁の心配はより確実に阻止さ
れ、一層安全性が高まり、公害問題や環境悪化の
虞のない噴射攪拌施工が行われる。

次に、第４，５図に示す実施例においてはシー
ルカバー５′のテーパーコーン状の蓋体の一側寄
りにキヤンドモータ内臓の水中ポンプ２４を設
け、又、他側寄りに排気口２５を設けてペローズ
タイプの排気パイプ１４″を介して台船２の濾過
装置１５へのホース２１に接続するように、更
に、シールカバー５′内に台船２の水質調整装置
２２からの薬材供給パイプ２３に接続するベロー
ズタイプのホース２３′をシール裡に臨ませるよ
うにしている。

而して、地盤８に体する改良作業に際しては、
噴射攪拌パイプ４の地盤８への貫入後、セメント
の噴射攪拌に先立ち、水中ポンプ２４を動作させ
てシールカバー５′内の水を排水してその内上部
に気室を形成し、それから施工を開始し、シール
カバー５′内に浮上する気体は上部で捕集され、
排気口２５よりホース１４″，２１を介して台船
２の濾過装置１５に吸引され、セメント粉塵を濾
過され清浄化されて外気に放散される。

この間のシールカバー５′の内底部の少量の水
は浮上気体によりPHはアンバランスに変化される
が、台船２の水質調整装置２２からパイプ２３を
介して送入される薬材により初期水質に戻され、
この場合、該シールカバー５′内の水量が少いた
めに、前述実施例同様薬材の量は少くて済む。

而して、この発明の実施態様としては噴射攪拌
パイプ４が１本の場合ばかりでなく、複数本連設
する場合にも適用可能であり、その例として、第
６図に示す一対の単基シールカバー５′，５′をそ
れぞれ併設した態様があり、各シールカバー５′，
５′には連設管２５′，２５′を介して排気ホース
１４を上延させると共に、各々水中ポンプ２
４，２４、硫酸供給用のホース２３′，２３′を装
備しているものであり、又、第７図に示す実施例
は１つのシールカバー５″に２本の噴射攪拌パイ
プ４，４が挿設された態様であるが、実質的に上
述各実施例と作用効果に差がないものである。

そして、単基のシールカバーをそれぞれ有する
３本以上の噴射攪拌パイプを設置する態様や、単
基シールカバー内に３本以上の噴射攪拌パイプを
セツトする態様も可能であり、又、シールカバー
内上部に気室を形成させたり、排気ホースを介し
て水面まで水を内在させたりする態様は選択自在
である。

尚、この発明においては、第８，９図に示す様
に、台船２に於いて、リーダ３、及び、駆動モー
タ６噴射攪拌パイプ４、シールカバー５′は該台
船２のベース２６に設けた固定フレーム２７の横
方向ラツク２８に対し稼動フレーム２５に設けた
ピニオン３０が該稼動フレーム２５に設けた設た
３１によつて係合回転することにより、該台船２
の一側端から他側端に対して移動することが出来
るようにされており、この場合、該稼動フレーム
２５は固定フレーム２７の溝フランジに対しロー
ラ３２，３３により安定して移動するようにされ
ている。

したがつて、噴射攪拌パイプ４による、地盤８
の一側寄りから、他側寄りにかけての実質的全幅
の噴射攪拌安定改良工事が充分になされることに
なる。

尚この発明の実施態様は上述各実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、シールカバ
ー内の上昇輸送気体により水質汚濁された水を台
船の水質調整装置に回収して水質調整された水を
該シールカバー外の一般水中に戻し、又、一般水
を該シールカバー内に供給するようにする種々の
態様が採用可能である。

又、シールカバーの昇降機械としてはベローズ
タイプも可能である。

更に、水上構造物としては、上記台船の他に突
堤や棧橋等も採用、利用可能である。

そして、この発明の適用対象の工事は上述実施
例の都市河川のみならず湖沼、或いは、海岸埋め
立て地等にも適用可能であることも勿論である。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、基本的に薬液注入工
法に比し、含水比の高い軟弱地盤に対し優れた効
果を発揮することの出来る粉体噴射攪拌工事にお
いて、特に、河川の底床下部の地盤や埋め立て地
の軟弱地盤に粉体の噴射攪拌を行うに際し、地盤
上の水に対し、何等その水質のバランスを崩すこ
となく、又、水面上の大気中に浮上する輸送気体
に含有される固化粉体を放散することなく、した
がつて、水中は勿論大気に対しても何等公害汚染
を及ぼすことがなく、確実に初期の目的の粉体噴
射攪拌工事を行うことが出来るという優れた効果
が奏される。

而して、用いられるシールカバーは底床からそ
の上部の僅かに上位の水中に対し設置可能な高さ
とされるために底床の水面に対し相対深さが異な
る場合であつても、或いは、都市河川の如く、潮
の干満によつて水面が変化するような場合であつ
ても、確実に該シールカバーの下端はそのエツジ
をして底床に根入れさせることが出来、したがつ
て、該シールカバー内の水をしてその外の水と置
換されることがなく、該シールカバー内のみの水
質を調整すれば、何等シールカバー外の河川水や
海水の水質を汚濁することがないという優れた効
果が奏される。

又、該シールカバーはその高さが小さく形成さ
れているためにその全体重量は常に同一一定重量
で軽量であるために、そのセツト、リセツトに対
する動力も常に一定に小動力で済むという効果も
ある。

又、水面に対して底床の相対深さの如何を問わ
ず、確実にシールカバーの下端のエツジを該底床
に対し根入れをすることが出来るために、シール
カバー外の水圧をして押圧に利用出来、したがつ
て、洗掘等の現象も起こらず、又、上昇する輸送
気体もシールカバー外に漏れることもなく、その
ため、該シールカバー内においてのみ確実に輸送
気体が上昇し、浮上気体は回収されて濾過され、
大気に放散され、大気の汚染が防止されるのみな
らず、シールカバー内の変化する水質は台船等の
水上構造物の水質調整装置により確実に初期状態
に調整されるという優れた効果が奏される。

又、シールカバー内の水圧はその外側の水圧と
同様にヘツドが保たれるようにすることも可能で
あるために、上述洗掘やガス漏れの虞もなく、そ
れだけ圧力調整等の調圧手段やポンプ等の要ら
ず、装置が簡単になり、単にイニシヤルコストの
みならず、ランニングコストも安くなるという優
れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく水中地盤に対する粉
体噴射攪拌工法の部分断面図、第２図以下はこの
発明の実施例の説明図であり、第２図は１実施例
の断面図、第３図は第２図ロータリー軸受の断面
図、第４図は他の実施例の断面図、第５図は第４
図ロータリー軸受断面図、第６，７図は別の実施
例の断面図、第８，９図はリーダ、及びシールカ
バーの横往復機構の平面図、及び、断面図であ
る。 ２……水上構造物、７……底床、８……地盤、
５′，５″……シールカバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水面に設けた水上構造物から底床下の地盤中
   に固化材の粉体を気体輸送して噴射し、土壌と攪
   拌しその工程で浮上する輸送気体を回収するよう
   にした粉体噴射攪拌工法において、底床から該底
   床上の水中にかけてセツトした該水中内に高さの
   あるシールカバー中に該輸送気体を浮上させ、該
   浮上輸送気体を回収すると共にシールカバー中の
   水に対し水質調整剤を供給して水質調整を行うよ
   うにしたことを特徴とする水中地盤に対する粉体
   噴射攪拌工法。