JPH11190018A - 高圧噴射撹拌による地盤改良工法及び該工法に用いるモニター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧噴射撹拌による地盤改良工法を大深度地
下に対しても効率良く施工出来るようにする。 【解決手段】 高圧噴射撹拌杭工法の三重管先端に装着
する高圧ノズルＮ₁ （地盤切削用）及び硬化材ノズルＮ
₀ を備えたモニターのうち、高圧ノズルＮ₁ に逆止弁２
１，２３を付加する。従って、大深度地下の地盤改良作
業（杭造成作業）中にあっての、三重管の脱着作業時に
三重管内の圧力が解放されて先端モニターに対する泥水
圧が作用しても高圧ノズルの孔詰りは逆止弁２１，２３
が阻止し、従来の高圧ノズルの孔詰り修復作業が無くな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟弱地盤或いは滞
水地盤を強化したり、止水性を向上させる地盤改良に関
する技術であり、特に推進工事やシールド工事でのたて
坑掘削や掘進機の発進・到達作業を容易にするための地
盤改良に有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、超高圧水の周囲に空気を沿わせた
水ジェットで地盤を切削して排泥液をリフトアップしな
がら、水ジェットの下方からは硬化材を吐出充填して行
く高圧噴射撹拌杭工法が、地盤改良工法としてその効果
の確実性から普及してきた。この高圧噴射撹拌杭工法
（以後従来工法と称する）は、図１１乃至１５に示すと
おりのものであって本発明の基礎となるものであるの
で、以下に詳述する。

【０００３】図１１及び図１２に示すとおり、まず排泥
液を溜め、吸引処理をするためのピット７を所定位置に
造成し、ボーリングマシン１を造成杭の杭芯位置合せし
て設置した上で先端にスタビライザー５及びメタルクラ
ウン（削孔ビット）６を有するケーシングパイプ（ガイ
ド管）３をセットし、ケーシングパイプ３の上端部に削
孔用スイベル２を接続して、清水ポンプ（図示せず）か
らの清水を削孔用スイベル２から１００〜１５０リット
ル／分で送水し、メタルクラウンから放出しながら油圧
装置４の回転及び押圧によってケーシングパイプ３を計
画深度まで矢印Ａ₁ の如く削孔する（図１１）。

【０００４】次いで、超高圧水用の内管Ｐ₁ と圧縮エア
用の中管Ｐ₂ と硬化材用の外管Ｐ₃とから成る単位長３
ｍの三重管（図４参照）９の先端に、高圧水とエアを噴
出する高圧ノズルＮ′₁ と硬化材ノズルＮ₀ とを備えた
モニター１０′（図１３）を装着し、高圧ノズルＮ′₁
上にビニールテープ（図示せず）を巻き付けた状態で該
三重管９をクレーン８を用いて矢印Ａ₂ の如く降下しな
がら所定深度に到達するまで順次単位三重管を接続して
ケーシングパイプ３内に建て込み（図１１）、次いで
ケーシングパイプ３を矢印Ａ₃ の如く引き抜く（図１１
）。

【０００５】次いで、図１２及び図１３に示す如
く、造成マシンを設置し、三重管の上端部には第１供給
口（高圧水用）１３第２供給口（圧縮エア用）１４及び
第３供給口（硬化材用）１５から成る三重管スイベル１
２を取付け、注入プラント（図示せず）より各供給口に
供給しながら集中管理装置（図示せず）によって超高圧
水、圧縮エア及び硬化材（セメントミルク）の流量及び
圧力の測定管理の下に、油圧装置４で三重管９を規定の
回転速度で回転し、モニター１０′の１個の高圧ノズル
Ｎ′₁ からの水ジェットＪ₁ によって造成杭Ｚの範囲の
地盤を切削して排泥液を処理ピット７へと排泥しながら
高圧ノズルＮ′₁ の下方の硬化材ノズルＮ ₀ からの造成
ジェットＪ₀ によって切削土砂と硬化材とを置換する造
成工程を、下方から上方へと矢印Ａ₄ の如く遂行する。

【０００６】尚、高圧ノズルＮ′₁ 上のビニールテープ
はモニターを造成開始位置、即ち造成杭Ｚの下端位置に
下した際の地下水圧による土砂のノズルＮ′₁ 内への進
入を防止するためであり、水ジェットＪ₁ の噴出開始に
よりビニールテープは瞬時に破れる。

【０００７】そして、三重管９の引き抜きにしたがって
造成マシン１１から順次上方へ突出する各単位長三重管
（３ｍ長）は造成作業を休止し、三重管スイベル１２を
取り外した後に切り離し、三重管スイベル１２を次の単
位三重管の頂部に装着した後造成作業を再開する。この
単位三重管の切離し及び三重管スイベル１２の装着は５
〜１０分の作業であるが、該脱着作業を順次繰返しなが
ら造成杭Ｚの所定長Ｌを形成する。

【０００８】尚、従来工法に於ける標準施工仕様は下記
のとおりである。 施工対象土質：砂質土、標準貫入値（Ｎ値）：３０＜Ｎ
≦５０ 高圧水：圧力４００kg／cm² 、吐出量７０リットル／分 圧縮エア：圧力６〜７kg／cm² 、１．５〜３．０Nm³ ／
分 硬化材：圧力２０〜３０kg／cm² 、吐出量１８０リット
ル／分 硬化材使用量：３．６ｍ³ ／ｍ（０．１８ｍ³ ／分×１
００cm÷２．５cm×０．５分） 三重管引き抜き速度：２．５cm／３０sec 三重管回転数：２〜３回転／２．５cm

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】造成工程中は、三重管
の引き抜きによって単位三重管（定尺３ｍ長）が造成マ
シン１１よりも上方に突出する毎に、図１４（Ａ）の如
く三重管スイベル１２を外して単位三重管を取り外す必
要があるが、三重管の脱着作業時間は５〜１０分であっ
て、三重管スイベル１２を外した状態では三重管の圧力
は解放されるため、近年の大深度地盤改良のような三重
管モニター１０′が地下の深い場所に位置する場合に
は、地下水位からの大きな水頭差Ｈによる大きな泥水圧
を受け、図１４（Ｂ）に示す如く、高圧水噴射孔２０及
びエア噴射孔２２から矢印Ｆ₁ の如く細粒子が入り込
む。

【００１０】そして、再度三重管スイベルを次の三重管
の上端に装着して各ノズルＮ′₁ 及びＮ₀ を作用させて
造成作業を開始すれば、造成ノズルＮ₀ は径が大きいた
め問題なく噴出作用を奏し、高圧ノズルＮ′₁ のうちの
高圧水噴射孔２０も高圧水経路Ｃ₁ に入り込んだ細粒子
を水の噴射力で放出する（図１４（Ｃ))が、地盤の関係
や深度によってはまれに詰まることがある。しかし、通
常の造成工事では問題はない。

【００１１】しかし、エア噴射孔２２にあっては、造成
作用中の、圧力６〜７kg／cm² 、吐出量１．５〜３．０
Nm³ ／分の常用の圧縮エアの下では、地盤土質によって
はエア経路Ｃ₂ に入り込んだ細粒子を吹き出せない場合
が生じ、モニターのノズルＮ′₁ が詰まれば、三重管９
全長を引き上げてノズルを掃除して開通させた後、再び
ビニールテープを高圧ノズルＮ′₁ 上に巻いて三重管９
を造成中の深度まで下ろし、ノズルＮ′₁ の噴射作用を
開始し、ビニールテープを破って造成作業を再開してい
る。

【００１２】このノズルの孔詰り修復作業は造成作業に
於ける作業能率低下となり、近年の大深度地下工事に伴
う造成工事にあっては、ノズルＮ′₁ の孔詰りが生じ易
く、しかも数１０ｍの大深度からの三重管モニターの引
き上げ及び再降下はより長時間の修復作業となり、従来
工法に於ける問題点となって来た。

【００１３】尚、従来工法にあっては、造成工事中の三
重管先端のモニターが正常に作動しているか否か、即
ち、高圧水噴射孔２０、エア噴射孔２２、及び硬化材ノ
ズルＮ ₀ が計設値どおりに作動しているか否かは、地上
に設置した集中管理システムで常時監視しており、モニ
ターの造成杭内での上下位置変位や、造成杭位置の変化
等での地盤や地下水状態の常時変化に対処するため、例
えば、圧縮エアの供給状態にあっても、供給圧が予じめ
現場で設定した圧力範囲内にあるか否かで作動中か否か
を判定している。従って、従来工法にあっては例えば、
高圧ノズルＮ₁ を２個使用すれば、１個のノズルＮ₁ が
詰まっても他のノズルＮ₁ が正常であれば、設計どおり
の地盤切削が出来ていないにもかかわらず正常と判定す
ることとなる為、結局、１個のみの高圧ノズルＮ₁ の作
動状態の監視しか出来なく、高圧ノズルＮ₁ は１個のモ
ニターには１個しか適用出来ない。

【００１４】また、造成作業中は、図１５（Ａ）に示す
如く、ノズルＮ′₁ からの水ジェットＪ₁ の地盤切削力
は強大であり、地盤反力Ｋによって三重管先端部に軸ぶ
れを引起こすため、造成杭Ｚの軸心０−０は軸０−０′
の変動を生じながら形成され、造成杭Ｚの側面が凹凸変
位を生じ、結局、隣接杭との境界重合部には設計上存在
しないはずの未改良域Ｚ_e を生ずる危険がある。本発明
は、新規なモニターを採用することにより、従来工法の
効率及び信頼性を画期的に向上させ、且つ、従来工法の
適用領域を拡大するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の地盤改
良工法は、例えば、図１、図１１に示す如く、対象地盤
中にケーシングパイプ３を計画深度まで削孔挿入し、次
いで、中心の高圧水と周囲の圧縮エアとから成る水ジェ
ットＪ₁ を噴出する少なくとも圧縮エア経路には逆止弁
２３を備えた高圧ノズルＮ₁ と硬化材を噴出する硬化材
ノズルＮ₀ とを有するモニター１０を先端に備えた単位
長片接続三重管９をケーシングパイプ３中に計画深度ま
で挿入すると共にケーシングパイプ３を引き抜き、次い
で、三重管９を回転しながら三重管スイベル１２を介し
て高圧ノズルＮ₁ からは高圧水と圧縮エアとから成る水
ジェットＪ₁ を側方に噴出して地盤を切削すると共に硬
化材ノズルＮ₀ からは造成ジェットＪ₀ を噴出し、三重
管９を逐次引き抜いて所定長さ造成工程を行うものであ
る。

【００１６】従って、モニターの噴出経路中で孔詰りの
生じ易い高圧ノズルＮ₁ の圧縮エア経路は、逆止弁によ
って保護されているため、造成工程中での三重管の引き
抜き切り離しと、それに続く造成作業再開も、高圧ノズ
ルＮ₁ 及び造成ノズルＮ₀ の孔詰りを生ずることなく実
施出来、本発明工法によって大深度地盤改良も能率良く
実施出来る。

【００１７】また、圧縮エア経路が逆止弁で保護されて
いるので高圧ノズルの孔詰りが阻止出来、高圧ノズルＮ
₁ の複数個使用が可能となり、地盤切削速度を複数倍に
向上出来る。しかも、高圧ノズルＮ₁ の複数からそれぞ
れの水ジェットＪ₁ を、相互にモニター１０の軸心に略
直交側方へ、且つ各水ジェットＪ₁ 間の角度が等しい
（２個の場合はモニター周上で軸心に対する上面視１８
０°間隔、３個の場合は１２０°間隔）ように噴射する
ので、各水ジェットＪ₁ の地盤に対する反力Ｋが均合
い、従って、三重管を長く継ぎ足して造成作業を行う大
深度地下での施工に際しても、各造成杭Ｚは側面が比較
的平滑な状態で形成出来、各造成杭Ｚの軸０−０のぶれ
も生じないため各隣接杭Ｚ間に設計どおり接合域Ｚ₁ が
形成出来、従来の如き未改良域Ｚ_e を生ずる危険がな
い。尚、水ジェットＪ₁ をモニター１０の軸心に直交
（水平）よりやゝ下方向きとすれば、排泥液の上昇の面
で有利となる。

【００１８】また、高圧ノズルＮ₁ が高圧水逆止弁２１
及びエア逆止弁を備え、硬化材ノズルＮ₀ が硬化材逆止
弁３０を備えたモニターを用いるので、三重管９の各単
位長片の脱着時、即ち三重管内が無圧となっても各ノズ
ルからの泥水液の逆流は阻止出来、従って、大深度地下
工事や水平施工等の三重管９の脱着が多く且つ地下水圧
の影響を受ける区域での地盤改良工事も各ノズルＮ₁ ，
Ｎ₀ の孔詰りを生ずることなく施工出来る。また、例え
ば、複数個のノズルＮ₁ 間の間隔ｌ₁ は１個の水ジェッ
トＪ₁ での施工時の引き抜き１ピッチに相当するように
配置すれば、造成作業中の三重管９の引き抜きピッチを
ノズルＮ₁ 数倍で実施出来るのであり、ノズルＮ₁ を複
数個用いればノズルＮ₁ が１個の場合の複数倍の切削能
力となる。従って、ノズルの孔詰りが生じない事と、三
重管９の引き抜き速度がノズルＮ ₁ 数倍になる事とが相
俟って、設計どおりの造成杭が高能率で形成出来る。

【００１９】また、図１０に示す如く、先端にモニター
１０を備えた三重管９をたて坑から水平に挿入して地盤
の切削造成をするに際し、排泥液をたて坑壁に設置した
口元パッカー装置（図１０）を介して取出すようにした
ので、水平施工に於ける常時流出排泥液の処理が可能と
なり、たて坑内の作業環境が維持出来るため、大深度地
下での水平施工も合理的に遂行出来、大深度地盤の造成
工事が直施工（地表面からの直接施工）より効率的に実
施出来る。

【００２０】地盤改良工法に用いるモニターの発明は、
例えば図４図５及び図６に示す如く、三重管の高圧水経
路Ｃ₁ に連通する第１シリンダー２４の外周面に拡開状
側壁Ｓ₁ を備えた第１環溝Ｇ₁ を配置し、第１シリンダ
ー内面と第１環溝Ｇ₁ とを高圧水供給孔Ｏ₁ で連通させ
ると共に該環溝Ｇ₁ にはオーリングＲ₁ を嵌合し、高圧
水ノズル１７を該逆止弁２１上に位置させると共に第１
シリンダー２４上に嵌着した第２シリンダー２５に高圧
水ノズル１７の基部を止着する。

【００２１】そして、図５及び図７に示す如く、高圧水
ノズル１７の外周には圧縮エア経路Ｃ₂ に連通するエア
取入孔Ｏ₂ とオーリングＲ₂ を装着した拡開状側壁Ｓ₂
を備えた第２環溝Ｇ₂ に連通しているエア供給孔Ｏ₂₁と
を備えたキャッチバルブ１８を嵌合し、エアノズル１９
をモニターボディ２６に止着してキャッチバルブ１８を
固定し、高圧水ノズル１７の先端外周とエアノズル１９
の先端内周との間に環状のエア噴射孔２２を形成した逆
止弁２１，２３付高圧ノズルＮ₁ （図２（Ｂ))を有し、
高圧ノズルＮ₁ の下方には硬化材経路Ｃ₃ と連通する硬
化材ノズルＮ₀を備えた構造である。

【００２２】従って、本発明の高圧ノズルＮ₁ は、従来
の高圧ノズルＮ′₁ と同様に、中心部から超高圧水を、
その周囲から圧縮エアを噴出させる高圧ノズルであるに
かかわらず、高圧水ノズル１７にもエアノズル１９にも
逆止弁が装着出来、本件地盤改良工法の発明が好都合に
実施出来る。しかも高圧ノズルＮ₁ は、キャッチバルブ
を組み込んだため、高圧水ノズル１７とキャッチバルブ
１８とエアノズル１９の３部材の重合形態でコンパクト
に形成出来る。

【００２３】また、高圧水逆止弁としてのオーリングＲ
₁ 、及びエア逆止弁としてのオーリングＲ₂ は、共にゴ
ム製であり、拡開状側壁を有する環溝内に嵌合して環溝
底面からの供給孔に逆止弁作用を行うので、各オーリン
グの供給孔に対する開放及び閉止作用は、正確に且つ破
損を生ずることなく発揮出来ると共に、高圧ノズルＮ ₁
の組立て及びモニターのメンテナンスが容易となる。

【００２４】また、高圧水逆止弁２１にあっては耐摩耗
性を有するゴム製オーリングＲ₁ の２本が環溝底面に並
置され、しかも環溝底幅Ｗ₁ が供給孔Ｏ₁ の径より大で
あるので、高圧水の噴出圧力は最初に両オーリングＲ₁
の間に作用するため、両オーリングは、均等に圧力を受
けてスムーズに拡開伸長し、噴出圧力が無くなれば溝底
に均斉に着座し、両オーリングＲ₁ に対する応力作用が
均等に出来て、逆止弁の信頼性及び耐久性が大である。

【００２５】また、エア逆止弁２１にあっては、耐摩耗
性を有するゴム製オーリングＲ₂ の１本が環溝に嵌合さ
れているが、環溝底幅Ｗ₂ よりもエア供給孔Ｏ₂₁の径ｄ
₂ の方がやゝ大であるため、圧縮エアの最初の噴出圧力
はオーリングＲ₂ の下面のみならず側面にも作用するこ
ととなり、オーリングＲ₂ への伸長作用力が分散出来て
オーリングＲ₂ と側壁との摩擦も軽減出来、オーリング
Ｒ₂ の損傷を最小に出来、逆止弁の信頼性及び耐久性が
大となる。

【００２６】また第１環溝Ｇ₁ の両側壁Ｓ₁ が３２度±
２度の角度で拡開しているため、地下水圧による逆流を
生ずる側圧力作用を許容限定内に保持すると共にオーリ
ングＲ₁ に加わる伸長破壊力作用をも許容限度内に抑え
ることが出来、高圧水逆止弁としての信頼性及び耐久性
が確保出来る。

【００２７】また、第２環溝Ｇ₂ の両側壁Ｓ₂ が２８度
±２度の角度で拡開しているため、１本のオーリングＲ
₂ に対する地下水圧の逆流阻止作用としての側圧力作用
を許容限度内に保持すると共に、オーリングＲ₁ に対す
る伸長破壊力作用も許容限度内に抑えることが出来、エ
ア逆止弁としての信頼性及び耐久性が確保出来る。

【００２８】また、高圧水供給孔Ｏ₁ を第１環溝Ｇ₁ 内
に複数個配置し、且つ高圧水供給孔Ｏ₁ 群の合計断面積
を第１シリンダー２４の内径面積の約１．１倍としたた
めに、第１シリンダー２４から高圧水ノズル１７への経
路での圧力損失を防止しながら高圧水逆止弁構造の小型
化が達成出来る。

【００２９】また、高圧水ノズル１７上に嵌合するキャ
ッチバルブ１８には、内側外周部から内腔部Ｂを指向す
る複数のエア取入孔Ｏ₂ と、内腔部Ｂから第２環溝Ｇ₂
に貫通する複数のエア供給孔Ｏ₂₁とが配置されているた
め、高圧水ノズル１７とエアノズル１９との間の狭いス
ペース内に信頼性のあるエア逆止弁２３が組立容易に、
且つコンパクトに形成出来る。

【００３０】

【実施例】〔モニターの構造（図４、図５、図６、図
７）〕モニター１０の全体構造は、図４（Ａ）の如く、
地盤切削用の高圧ノズルＮ₁を２．５cm間隔で２個組み
込んだ高圧ノズル部Ｙ₁ と、硬化材ノズルＮ₀ を組み込
んだ先端部材Ｙ₂ とから成り、高圧ノズル部Ｙ₁ を接続
ソケットＴ₁ によって三重管９と接続し、高圧ノズル部
Ｙ₁ と先端部材Ｙ₂ とは接続ソケットＴ₂ によって接続
したものであり、図５から明らかな如く、三重管９の内
管Ｐ₁ の高圧水経路Ｃ₁ からの加圧水ｗ₁ が第１シリン
ダー２４を経由して高圧水ノズル１７内へと流入し、中
管Ｐ₂ の圧縮エア経路Ｃ₂ からの圧縮エア流ａ₁ が第２
シリンダー２５外周とボディ２６内周間を経由してキャ
ッチバルブ１８内へと流入し、外管Ｐ₃ の硬化材経路Ｃ
₃ からの硬化材流ｍがボディ２６を通過して先端部材Ｙ
₂の硬化材ノズルＮ₀ へと案内される構造である。

【００３１】高圧ノズル部Ｙ₁ は、中心部に、高圧水経
路Ｃ₁ の末端となる第１シリンダー２４が位置し、第１
シリンダー２４の外周面に第２シリンダー２５が嵌合
し、第２シリンダー２５の外周面とボディ２６の内周面
との間で圧縮エア経路Ｃ₂ からのエア流ａ₁ が案内され
る構造とした。

【００３２】（高圧水逆止弁（図５、図６))高圧ノズル
Ｎ₁ の中心の高圧水ノズル１７は、第１シリンダー２４
の第１環溝Ｇ₁ 上に位置決めして該ノズル１７の基部外
周を第２シリンダー２５の側面に形成した取付用孔に螺
合することにより、第１シリンダー２４の内部と連通状
態で側方に起立させている。第１シリンダー２４の周面
上の第１環溝Ｇ₁ は２５mm間隔で２ケ所配置し、各環溝
Ｇ₁ の底には第１シリンダー２４の内部と連通する高圧
水供給孔Ｏ₁ を等間隔に６個穿孔し、又各環溝Ｇ₁ の底
面にはそれぞれ２本のオーリングＲ₁ を並列配置した。

【００３３】寸法関係は、第１シリンダー２４の内径は
１０mmとし、全１２個の各高圧水供給孔Ｏ₁ は３mm径と
し、全高圧水供給孔Ｏ₁ の合計断面積が第１シリンダー
内円断面積の約１．１倍とした。第１環溝の溝底幅Ｗ₁
は４mmで両溝側壁Ｓ₁ をそれぞれ１６°傾斜して３２度
で拡開する形態とし、溝底にユトリルゴム（ＮＢＲ）の
オーリングＲ₁ （ＪＩＳ・Ｂ・２４０１−１９６３、呼
び番号Ｐ２０）２本を密接並置し、各高圧水供給孔Ｏ₁
に対する逆止弁を形成した。

【００３４】（エア逆止弁（図５、図７))キャッチバル
ブ１８は、ＭＣナイロン（Monomer Casting Nylon, US
A, The Polymer Corp. の商標名）成形品であり、内側
には高圧水ノズル１７外周に嵌合するための嵌合孔Ｏ₁₈
及び高圧水ノズル１７周面上に圧縮エアポケットを形成
するために嵌合孔Ｏ₁₈より大径となった内腔部Ｂを有
し、外側には基端当接面Ｅ₀ 、前端面Ｅ₁ 、圧縮エア流
ａ₁ の作用面Ｅ₂ 、及び外周に段落で形成した押圧面Ｅ
₃ と、内腔部Ｂの先端寄りの外周には両側壁が２８°に
拡開した第２環溝Ｇ₂ とを備えた形態である。

【００３５】そして、作用面Ｅ₂ から内腔部Ｂへ斜向連
通するエア取入孔Ｏ₂ を等間隔に８個、内腔部Ｂから第
２環溝Ｇ₂ の溝底に連通するエア供給孔Ｏ₂₁を等間隔に
１２個有し、各エア取入孔Ｏ₂ は２．７mm径、エア供給
孔Ｏ₂₁径は２．０mm径、第２環溝の溝底幅Ｗ₂ を１．９
mmとし、ユトリルゴム（ＮＢＲ）製で２．４mm径の太さ
のオーリングＲ₂ １本を溝底及び両側壁Ｓ₂ 間に密接状
態で第２環溝Ｇ₂ 内に嵌合した。

【００３６】（高圧ノズルＮ₁ （図５))図５に示す如
く、高圧水ノズル１７の基部外周を第２シリンダー２５
の取付用孔に螺合して高圧水ノズル１７を逆止弁２１を
介して第１シリンダー２４内と連通するように止着し、
次いで、エア逆止弁２３を装着したキャッチバルブ１８
を高圧水ノズル１７上に嵌合してその基端当接面Ｅ₀ を
ノズル１７の支持フランジ１７′に当接する。

【００３７】次いで前面中央にノズル孔１９′を有する
キャップ形状のエアノズル１９を、キャッチバルブ１８
上にかぶせ、キャッチバルブの押圧面Ｅ₃ を押圧した形
態にボディ２６の取付孔に螺合固定し、高圧水ノズル１
７の先端外周面とエアノズル１９のノズル孔１９′内周
との間に環状間隙を形成してエアジェットａ₂ の噴射口
とし、中央からは高圧水流ｗ₂ を、その周面からは圧縮
エア流ａ₂ を噴出する高圧ノズルＮ₁ とし、該ノズルＮ
₁ を２個、それぞれ２５mm間隔でモニター軸心に直交側
方向きとし、且つモニター周面上の１８０度間隔（背中
合せ）に配置した。

【００３８】〔試験施工〕本発明の高圧ノズルＮ₁ を２
個有するモニター１０による工法が、従来工法より杭の
造成時間を短縮し、且つ同等の杭径と杭強度が得られる
か否かを確認のため下記の条件の下に試験工事を実施し
た。

【００３９】 １）．土質条件 砂質土、標準貫入値 ３０＜Ｎ≦５０ ２）．施工条件 深度：ＧＬ−１５．００ｍ〜ＧＬ−１７．００ｍ 造成長：１．５ ３）．使用硬化材の配合（１ｍ³ 当りの標準配合） セメント： ７６０kg ２４０．０リットル 混和剤 ： １２kg １０．０リットル 清水 ： ７５０kg ７５０リットル ─────────────────── 合計 ：１，５２２kg １，０００リットル 但し、セメント：普通ポルトランドセメント（比重３．
１６） 混和剤：ナフタリンスルホン酸系統の流動化促進剤（比
重１．２０〜１．２３） ４）．効果判定基準 杭径：φ２，０００mm以上 杭強度：一軸圧縮強度３０kgf ／cm² 以上、粘着力５kg
f ／cm² 以上 （参考）噴射撹拌杭工法の改良体（造成杭）の設計基準強度： 粘性度 砂質土 一軸圧縮強度 １０kgf ／cm² ３０kgf ／cm² 粘着力（ｃ） ３kgf ／cm² ５kgf ／cm² 付着力（ｆ） １／３ｃkgf ／cm² １／３ｃkgf ／cm² 曲げ引張り強度 ２／３ｃkgf ／cm² ２／３ｃkgf ／cm² 弾性係数Ｅ₅₀ １０００kgf ／cm² ３０００kgf ／cm²

【００４０】（ｉ）本発明工法 本発明モニターを三重管９の先端に装着し、各ノズルＮ
₁ 及びＮ₀ にテープを巻かずにケーシングパイプ中に建
て込み、油圧装置４で三重管９を回転しながら、第１供
給口１３より高圧水を、第２供給口１４より圧縮エアを
供給し、モニター１０の２つの高圧ノズルＮ₁ より水ジ
ェットＪ₁ を噴射して造成径Ｚ₀ の範囲の地盤を切削し
て排泥液を上方の処理ピット７内に排出しながら、第３
供給口１５より硬化材を供給して１つの硬化材ノズルＮ
₀ より硬化材を排泥液と置換し、三重管９を２〜３回転
する毎に５．０cmピッチで引き抜いて、造成杭Ｚを下記
の施工仕様で試験造成した。

【００４１】施工仕様 高圧水：圧力４００kg／cm² 、吐出量１４０リットル／
分 圧縮エア：圧力６〜７kg／cm² 、３．０〜６．０Nm³ ／
分 硬化材：圧力１０〜３０kg／cm² 、吐出量３６０リット
ル／分 硬化材使用量：３．６ｍ³ ／ｍ 引き上げ速度：３０秒／５．０cm 三重管回転数：２〜３回転／５．０cm

【００４２】（ii）従来工法 図１１乃至図１３に示したとおり、逆止弁のない１個の
高圧ノズルＮ′₁ と１つの硬化材ノズルＮ₀ を有するモ
ニター１０′を装着し、高圧ノズルＮ′₁ にはテープを
巻いて三重管９によって本発明と同一条件下で下記の施
工仕様で造成杭Ｚを試験造成した。尚、高圧ノズルＮ′
₁ のテープは最初の水ジェットＪ₁ の噴出により破断貫
通した。 施工仕様 高圧水：圧力４００kg／cm² 、吐出量７０リットル／分 圧縮エア：圧力６〜７kg／cm² 、１．５〜３．０Nm³ ／
分 硬化材：圧力２０〜３０kg／cm² 、吐出量１８０リット
ル／分 硬化材使用量：３．６ｍ³ ／ｍ 引き上げ速度：３０秒／２．５cm 三重管回転数：２〜３回転／２．５cm

【００４３】（iii)試験結果 造成杭の固結体の強度試験結果は次表のとおり： 工事名 本発明工法 従来工法 供試体番号Ｎｏ． １ ２ ３ ４ １ ２ ３ ４ 一軸圧縮強度(kgf／cm²) 237.9 67.1 47.1 68.2 30.3 47.6 34.5 59.9 粘着力(kgf／cm²) 38.99 14.62 両工法とも、設計基準強度を満たし、杭径φ2,000mm を
確保出来た。但し、施工深度が17ｍと浅いにもかかわら
ず、即ち、三重管９は短かくて軸ぶれが比較的生じ難い
条件下であるにかかわらず、杭表面は従来工法製品の方
に波状凹凸が目立った。

【００４４】以上の結果より、高圧ノズルＮ₁ を２．５
cm間隔で２個配置したモニターを使用して、従来の高圧
ノズルＮ′₁ が１個のモニターの使用の場合より２倍の
ピッチで引き上げても、各高圧ノズルが同一条件で作用
しておれば製造品（杭）強度に関して全く問題なく、む
しろ硬化材の迅速置換を行う本発明の物の方が優れてい
た（原因未解析）。しかも造成杭Ｚの表面は従来工法の
杭よりはるかに平滑に形成出来た。

【００４５】〔高圧ノズルの孔詰り試験〕大深度地下で
の施工にあってモニター１０のノズルＮ₁ ，Ｎ₀ の孔詰
りが問題となるのは高圧ノズルＮ₁ のエアノズル１９で
あるので、本発明のモニター１０のエアノズル１９の孔
詰りを防止するためのエア逆止弁（オーリング）の耐圧
試験を、図８に略示する装置を用いて下記の条件で室内
実験した。 ｉ）エアノズルにニップルを介してホースを取付け、ハ
ンドポンプでホースに泥水液を注入圧送する。 ii）加圧時間は、三重管の脱着時間５〜１０分のうち、
最大時間１０分とし、１０分間加圧力を一定に保つ。 iii)逆止弁の内側に水を溜めて、該水のこぼれによって
泥水液の侵入を監視する。 試験結果は下表のとおりであった。

【００４６】

【表１】

【００４７】以上の試験によって、本発明実施例のモニ
ター１０は、エア逆止弁２３が水深、即ち水頭差、５０
ｍまでは実質上耐えられる物であり、高圧水逆止弁２１
もその材質及び構造からエア逆止弁と同等の機能を奏す
ると思われる。但し、高圧水経路Ｃ₁ には例え泥水の逆
流があっても、高圧水経路の噴出エネルギーが大なた
め、実質上問題はない。従って、本発明の実施例のモニ
ター１０は大深度地下の地盤改良に適用しても、ノズル
の孔詰りを生ずる心配は無い事が確認出来た。

【００４８】〔高圧水逆止弁に関する実験〕第１環溝Ｇ
₁ の溝底幅Ｗ₁ と高圧水供給孔Ｏ₁ の径とを同一とした
場合、即ち側壁Ｓ₁ を供給孔Ｏ₁ からストレート放射角
とした場合には、高圧水の噴射後にオーリングＲ₁ を調
査した結果、２本並置のオーリングＲ₁ に位置ずれが見
られた。溝底幅Ｗ₁ を供給孔Ｏ₁ より大とし、溝底の両
側に角部Ｇ₁₀を形成すれば、高圧水の噴射後のオーリン
グＲ₁ は、角部Ｇ₁₀が座り位置の安定部となって２本が
正常に着座した。

【００４９】また、オーリングＲ₁ を１本とした場合
は、供給孔Ｏ₁ からの高圧水の噴射エネルギーが大であ
るためと流路が両側の２カ所であって直接オーリングＲ
₁ に当る水圧力が高いため、オーリングＲ₁ の破壊が生
じた。また、全供給孔Ｏ₁ の１２個の孔断面合計を第１
シリンダー２４の内径断面積より大としたので、高圧水
経路Ｃ₁ の水圧は低下することなくオーリングＲ₁ に加
圧できた。また、放射角、即ち両側壁の拡開角が大な
程、オーリングＲ₁ に加わる水圧力は減少出来るが、側
圧力が減少して地下水圧による漏れが生じた。

【００５０】以上の事項により、オーリングＲ₁ を２本
並置として両側及び中央部に水圧を作用させると共に、
溝底両側に角部Ｇ₁₀を形成してオーリングの着座部と
し、且つ片側の溝側壁Ｓ₁ の傾角も実験によって１６度
が最善である事を見出した。尚、溝側壁Ｓ₁ の傾角１６
度は、オーリングＲ₁ の材質、寸法及び噴出水圧の相互
設定関係によっては、１度前後、即ち溝両側の拡開角３
２度に２度前後、の範囲内での変更であっても同効機能
が得られる。

【００５１】〔エア逆止弁に関する実験〕 環溝Ｇ₂ の放射角（拡開角）： イ．放射角０では、オーリングＲ₂ が切断した。 ロ．放射角４０°では、エア噴射量は十分である。但
し、泥水液の加圧による逆押し耐圧実験では、ただちに
漏液が発生したが、放射角が大であると側圧が低くなる
ためである。 ハ．放射角を逐次狭くしながら実験を繰り返し、エア噴
射量と泥水液による逆押し耐圧実験により、放射角２８
度に決定した。 尚、放射角はオーリングＲ₂ の材質、寸法及びエア噴射
圧力等の相互設定関係によって２８度±２度の範囲内で
も同効機能を奏する。

【００５２】キャッチバルブの孔：１つのキャッチバル
ブ１８には、２．７mm径のエア取入孔Ｏ₂ を８孔と、
２．０mm径のエア供給孔Ｏ₂₁を１２孔、それぞれ材質の
強度との関係で実験的に決定した。エア取入れ孔Ｏ₂ の
合計断面積とエア供給孔Ｏ₂₁の合計断面積比は１．２：
１となったが作用上は問題ない。また、エア供給孔Ｏ₂₁
の径（２．０mm）が第２環溝Ｇ₂ の溝底幅Ｗ₂ （１．９
mm）よりわずかに大である為、オーリングＲ₂ に対する
圧縮エアの最初の噴射圧作用が両側にも効果的に及び、
オーリングＲ₂ に初期伸長作用を平滑に及ぼす結果、オ
ーリングＲ₂ の耐久性が向上した。

【００５３】〔水平施工〕図９（Ａ)(Ｂ）は、逆止弁３
０を設けた硬化材ノズルＮ₀ に関するものであり、硬化
材経路Ｃ₃ へバネ３２を介して逆止弁本体３１を出入可
能とし、硬化材供給圧が作用すれば硬化材が噴出し、該
経路Ｃ₃ が無圧となればバネ３２の作用によって逆止弁
本体３が押し戻されて硬化材ノズルＮ₀ からの泥水の逆
流が阻止される。モニター１０の高圧ノズルＮ₁ にも硬
化材ノズルＮ₀ にも逆止弁を付与すれば、どのような作
業環境下でも三重管９内への外部からの地下水や泥水の
逆流が完全に防げ、大深度地下水圧の常時作用下での三
重管の脱着作業の必要な大深度地下水平施工にも有利に
適用出来る。

【００５４】即ち、図１０に示す如く、高圧ノズルにも
硬化材ノズルにも逆止弁を装着したモニターを用いて、
予じめ削孔したたて坑内から三重管を水平に挿入し、高
圧噴射撹拌作業を実施して、泥水液は泥水液処理管から
地下水位近傍の処理タンクに取出すと共に、泥水液処理
管及び三重管にはたて坑壁に配置した口元パッカー装置
で泥水漏出を阻止すれば、大深度地下での水平施工も実
施出来る。従って、河川下横断区域や地下構築物の下方
等にあっても、大深度地下水平施工同様に、掘削たて坑
から三重管を水平に挿入する水平施工によって地盤改良
が有利に実施出来る。

【００５５】

【発明の効果】高圧ノズルＮ₁ の圧縮エア経路は、逆止
弁を備えているため、造成工程中での三重管の脱着作業
時の泥水液の逆流に伴う高圧ノズルの孔詰りが阻止出来
て、大深度地下の地盤改良工事が能率良く実施出来、大
深度地下の水平施工も可能である。

【００５６】また、高圧ノズルＮ₁ に逆止弁を装着して
孔詰りを防止したので、高圧ノズルＮ₁ の複数個使用が
可能となり、しかも、複数の高圧ノズルからそれぞれ水
ジェットＪ₁ をモニター軸心に略直交側方へ、且つ各水
ジェットＪ₁ 間角度が等しいように噴射するので、１つ
の水ジェットＪ₁ の複数倍の切削速度となり、しかも各
水ジェットＪ₁ の地盤反力Ｋが均合うため、三重管が長
い状態でも三重管末端のモニター部分での軸ぶれが防止
出来、各造成杭Ｚが設計どおりに形成出来て、造成杭内
に未改良域Ｚ_e の生ずる恐れは無い。

【００５７】また、本発明モニターにあっては、高圧水
ノズル１７にもエアノズル１９にも硬化材ノズルＮ₀ に
も逆止弁が装着してあるため、大深度地下での地盤改良
工法が好都合に実施出来、しかも、高圧ノズルＮ₁ はキ
ャッチバルブ１８を組み込んだ構造としたため、高圧水
ノズル１７とキャッチバルブ１８とエアノズル１９との
３部材の重合形態でコンパクトに形成出来る。

【００５８】また、高圧水逆止弁としてのオーリングＲ
₁ 及びエア逆止弁としてのオーリングＲ₂ は、共にゴム
製であり、拡開状側壁を有する環溝内に嵌合して環溝底
面からの供給孔（噴出孔）に逆止弁作用を行うので、各
オーリングの供給孔に対する開放及び閉止作用は正確
に、且つ破損を生ずることなく発揮し、しかも高圧ノズ
ルＮ₁ の組立て及びメンテナンスも容易となる。

【００５９】また、高圧水逆止弁にあっては、ゴム製オ
ーリングＲ₁ の２本が溝底面に並置され、しかも溝底幅
Ｗ₁ が供給孔Ｏ₁ の径より大であるため、高圧水の噴出
圧力は最初に両オーリングＲ₁ の間に作成し、両オーリ
ングＲ₁ は均等に圧力を受けてスムーズに拡開伸長し、
噴出圧力が無くなれば溝底に均斉に着座して高圧水逆止
弁の信頼性及び耐久性が大である。

【００６０】また、エア逆止弁にあっては、ゴム製オー
リングＲ₂ の１本が環溝に嵌合され、環溝底溝幅Ｗ₂ よ
りもエア供給孔Ｏ₂₁の径ｄ₂ の方がやゝ大であるため、
圧縮エアの最初の噴出圧力はオーリングＲ₂ の内面と両
側面に作用することとなり、オーリングＲ₂ への初期伸
長作用力が分散出来てオーリングＲ₂ と側壁との摩擦も
軽減出来、オーリングＲ₂ の損傷が最小に出来ると共に
逆止弁としての信頼性及び耐久性が大となる。

【００６１】また、エア逆止弁２３は高圧水ノズル１７
上にキャッチバルブ１８を嵌合し、更にエアノズル１９
をキャッチバルブ上に嵌合する形態とし、キャッチバル
ブには内側外周から内腔部Ｂを指向する複数のエア取入
孔Ｏ₂ と、内腔部Ｂから第２環溝Ｇ₂ に貫通する複数の
エア供給孔Ｏ₂₁とを配置した構成であるため、高圧水ノ
ズル１７とエアノズル１９との間の狭いスペース内に信
頼性のあるエア逆止弁が組立容易に、且つコンパクトに
形成出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の造成作用略示側面図である。

【図２】図１のモニター部分拡大図であって、（Ａ）は
モニター部分を示し、（Ｂ）は高圧ノズルＮ₁ の略示拡
大図である。

【図３】本発明の造成作用と造成杭との関係を示す図で
あって、（Ａ）は地盤反力作用説明図であり、（Ｂ）は
造成杭相互の接続関係を示す図である。

【図４】本発明モニターの全体縦断面図である。

【図５】本発明モニターの要部拡大断面図である。

【図６】高圧水逆止弁を示す図であって、（Ａ）は全体
縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ′断面図、（Ｃ）
は（Ａ）の一部拡大図である。

【図７】エア逆止弁の図であって、（Ａ）は縦断側面
図、（Ｂ）は横断面図、（Ｃ）は（Ａ）の部分拡大図で
ある。

【図８】エア逆止弁の耐圧試験に用いた装置の略示側面
図である。

【図９】硬化材逆止弁を示す図であって、（Ａ）は硬化
材噴出時を、（Ｂ）は逆止弁作用時を示す図である。

【図１０】本発明の水平施工状態の略示説明図である。

【図１１】従来工法説明図であって、はケーシングパ
イプ打込み状態を、は三重管の立て込み状態を、は
ケーシングパイプの引き抜き状態を示す図である。

【図１２】図１１のつづきであり、は三重管による造
成作業開始状態を、は造成完了後の三重管引き抜き状
態を示す図である。

【図１３】従来工法に用いるモニターの略示側面図であ
る。

【図１４】従来工法説明図であって、（Ａ）は三重管の
切り離し状態を、（Ｂ）は三重管切り離し時の泥水液の
高圧ノズル内への逆流状態を、（Ｃ）は高圧ノズルの噴
射再始動時の孔詰り状態を示す図である。

【図１５】従来工法での造成作業説明図であって、
（Ａ）は三重管の軸ぶれの生ずる状態を、（Ｂ）は軸ぶ
れによって造成杭間に未改良域の出来た状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…ボーリングマシン ２…削孔用スイベル ３…ケーシングパイプ ４…油圧装置 ５…スタビライザー ６…メタルクラウン ７…排泥液処理ピッチ ８…クレーン ９…三重管 １０，１０′…モニター １１…造成マシーン １２…三重管スイベル １３…第１供給口 １４…第２供給口 １５…第３供給口 １６…排泥液 １７…高圧水ノズル １８…キャッチバルブ １９…エアノズル ２０…高圧水噴射孔 ２１…高圧水逆止弁 ２２…エア噴射孔 ２３…エア逆止弁 ２４…第１シリンダー ２５…第２シリンダー ２６…ボディ ３０…硬化材逆止弁 ３１…逆止弁本体 ３２…バネ Ｂ…内腔部 Ｃ₁ …高圧水経路 Ｃ₂ …圧縮エア経路 Ｃ₃ …硬化材経路 Ｅ₀ …基端当接面 Ｅ₁ …前端面 Ｅ₂ …作用面 Ｅ₃ …押圧面 Ｇ₁ …第１環溝 Ｃ₂ …第２環溝 Ｈ…水頭差 Ｊ₁ …水ジェット Ｊ₀ …造成ジェット Ｋ…地盤反力 Ｎ₀ …硬化材ノズル Ｎ₁ ，Ｎ′₁ …高圧ノズル Ｏ₁ …高圧水供給孔 Ｏ₂ …エア取入口 Ｏ₁₈…嵌合孔 Ｏ₂₁…エア供給孔 Ｐ₁ …内管 Ｐ₂ …中管 Ｐ₃ …外管 Ｒ₁ ，Ｒ₂ …オーリング Ｓ₁ ，Ｓ₂ …溝側壁 Ｔ₁ ，Ｔ₂ …接続ソケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 淳彦 東京都港区南青山一丁目二番六号 日産建 設株式会社内 (72)発明者 五味 信治 東京都港区南青山一丁目二番六号 日産建 設株式会社内 (72)発明者 中本 実 東京都港区南青山一丁目二番六号 日産建 設株式会社内 (72)発明者 米村 種夫 東京都港区南青山一丁目二番六号 日産建 設株式会社内 (72)発明者 岡本 將昭 東京都港区南青山一丁目二番六号 日産建 設株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象地盤中にケーシングパイプ（３）を
   計画深度まで削孔挿入し、次いで、中心の高圧水と周囲
   の圧縮エアとから成る水ジェット（Ｊ₁ ）を噴出する少
   くとも圧縮エア経路には逆止弁（２３）を備えた高圧ノ
   ズル（Ｎ₁ ）と硬化材を噴出する硬化材ノズル（Ｎ₀ ）
   とを有するモニター（１０）を先端に備えた単位長片接
   続三重管（９）をケーシングパイプ（３）中に計画深度
   まで挿入すると共にケーシングパイプ（３）を引き抜
   き、次いで、三重管（９）を回転しながら三重管スイベ
   ル（１２）を介して高圧ノズル（Ｎ₁ ）からは高圧水と
   圧縮エアとから成る水ジェット（Ｊ₁ ）を側方に噴射し
   て地盤を切削すると共に硬化材ノズル（Ｎ₀ ）からは造
   成ジェット（Ｊ₀ ）を噴出し、三重管（９）を逐次引き
   抜いて所定長さ造成工程を行う、地盤改良工法。
2. 【請求項２】 複数の高圧ノズル（Ｎ₁ ）からそれぞれ
   の水ジェット（Ｊ₁）を、相互にモニター（１０）の軸
   心に略直交側方へ、且つ各水ジェット（Ｊ₁）間角度が
   等しいように噴射する請求項１の地盤改良工法。
3. 【請求項３】 高圧ノズル（Ｎ₁ ）が高圧水逆止弁（２
   １）及びエア逆止弁（２３）を備え、硬化材ノズル（Ｎ
   ₀ ）が硬化材逆止弁（３０）を備えた請求項１又は２の
   地盤改良工法。
4. 【請求項４】 地面からたて坑を所定深度まで掘削し、
   先端にモニター（１０）を備えた単位長片接続三重管
   （９）で該たて坑内から水平に地盤を切削造成すると共
   に、排泥液をたて坑壁に配置した口元パッカー装置を介
   して取出す請求項１から３までのいずれか１項の地盤改
   良工法。
5. 【請求項５】 三重管（９）の先端に装着するモニター
   （１０）であって、高圧水経路（Ｃ₁ ）に連通する第１
   シリンダー（２４）の外周面に拡開状側壁（Ｓ₁ ）を備
   えた第１環溝（Ｇ₁ ）を配置し、第１シリンダー（２
   ４）内面と第１環溝（Ｇ₁ ）とを高圧水供給孔（Ｏ₁ ）
   で連通させると共に該環溝（Ｇ₁ ）には高圧水逆止弁
   （２１）としてのオーリング（Ｒ₁ ）を嵌合し、高圧水
   ノズル（１７）を該逆止弁（２１）上に位置させると共
   に第１シリンダー（２４）上に嵌着した第２シリンダー
   （２５）に高圧水ノズル（１７）の基部を止着し、高圧
   水ノズル（１７）の外周には、圧縮エア経路（Ｃ₂ ）に
   連通するエア取入孔（Ｏ₂ ）と、エア逆止弁（２３）と
   してのオーリング（Ｒ₂ ）を装着した拡開状側壁
   （Ｓ ₂ ）を備えた第２環溝（Ｇ₂ ）に連通しているエア
   供給孔（Ｏ₂₁）、とを備えたキャッチバルブ（１８）を
   嵌合し、エアノズル（１９）をモニターボディ（２６）
   に止着してキャッチバルブ（１８）を固定し、高圧水ノ
   ズル（１７）の先端外周とエアノズル（１９）の先端内
   周との間に環状のエア噴射孔（２２）を形成した逆止弁
   （２１，２３）付高圧ノズル（Ｎ₁ ）を有し、高圧ノズ
   ル（Ｎ₁ ）の下方には硬化材経路（Ｃ₃ ）と連通する硬
   化材ノズル（Ｎ₀ ）を有するモニター。
6. 【請求項６】 高圧水逆止弁（２１）として、第１環溝
   （Ｇ₁ ）の溝底幅（Ｗ₁ ）が高圧水供給孔（Ｏ₁ ）の径
   （ｄ₁ ）より大であり、ユトリルゴム等の耐摩耗性を有
   するゴム製のオーリング（Ｒ₁ ）の２本が溝底及び両側
   壁（Ｓ₁ ）に密接並置され、エア逆止弁（２３）とし
   て、第２環溝（Ｇ₂ ）の溝底幅（Ｗ₂ ）がエア供給孔Ｏ
   ₂₁の径（ｄ₂ ）よりやゝ小であり、ユトリルゴム等の耐
   摩耗性を有するゴム製のオーリング（Ｒ₂ ）１本が溝底
   及び両側壁（Ｓ₂ ）に密接配置されている請求項５のモ
   ニター。
7. 【請求項７】 高圧水逆止弁（２１）の第１環溝
   （Ｇ₁ ）の両側壁（Ｓ₁ ）が３２度±２度の角度で拡開
   しており、エア逆止弁（２３）の第２環溝（Ｇ₂ ）の両
   側壁（Ｓ₂ ）が２８度±２度の角度で拡開している請求
   項５又は６のモニター。
8. 【請求項８】 高圧水供給孔（Ｏ₁ ）が第１環溝
   （Ｇ₁ ）に複数個配置されていて高圧水供給孔（Ｏ₁ ）
   群の合計断面積が第１シリンダー（２４）の内径面積の
   約１．１倍であり、キャッチバルブ（１８）には内方外
   周上から内腔部（Ｂ）を指向する複数のエア取入孔（Ｏ
   ₂ ）と内腔部（Ｂ）から第２環溝（Ｇ₂ ）に貫通する複
   数のエア供給孔（Ｏ₂₁）とが配置されている請求項５か
   ら７までのいずれか１項のモニター。