JPS59114321A - グラウト注入装置 - 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】 本発明は、パッカーを備えた実質的に可撓性の注入装置
に関する。

本体工事の補助工法としての薬液注入工法において、近
年本体工事対象の地下構造物の大型化に伴って必然的に
薬液注入の施工深度が深くなる傾向にあｐ、また立坑内
等狭い場所での施工も多くなっている。

ところで、通常注入管は鋼管またはプラスチック管から
なる所定単位長たとえば２ｍの注入管を継ぎ足して使用
するが、その着脱作業は現実的に多大な手間を要し、特
に鋼管を用いた場合、作業員の負担は重量の点できわめ
て大きい。

そして前述のように、狭い立坑内で、特に水平、斜注入
の場合には、単位注入管の長さを通常より短かくせねば
ならないこともある。

一方、前述のように長深度施工の際において大きな問題
の１つとして孔開りがある。孔開りがあると、素孔にし
ろケーシングパイプにしろその内部に注入管を挿入する
場合、注入管そのものが剛体からなるのであるため、注
入管設置機の油圧力をもってしても所定長までの注入管
の挿入設置が困難なことが多い。そして強引に挿入でき
たとしても、そのねじ部や構造に損傷を生じたシする。

本発明は前記従来の問題点に対処するために提案された
もので、その目的は注入管の挿入および撤去がきわめて
容易となり、たとえ孔開りがあってもそのことが可能と
なり、さらにグラウトの基部（地上）側への流出を確実
に防止できる注入装置を提供することにある。

この目的を達成する本第１発明は、可撓性複流路管の先
端に、軸方向上下にそれぞれ流体圧によって膨張・復元
するパッカーと、それらパッカーの間に形成されたグラ
ウト吐出口とを備えた先端装置を設け、前記複流路管の
一つの流路を各パッカー＼作用させる流体圧の作動流体
の流路となし、他の一つの流路をグラウト送給路とした
ことを特徴とするグラウト注入装置、である。

また第２発明は、可撓性複流路管の先端に、軸方向上下
にそれぞれ流体圧によって膨張・復元するバンカーを有
するパッカ一部と、それらパッカ一部のパッカー間に形
成されたグラウト吐出口とを備えた先端装置を設け、前
記各パッカ一部は非可撓性被着体にスリ・−プ状可撓性
パッカーをその両端部において固定した構造となし、こ
れらパッカ一部間は可撓性連結管にょシ連結し、との可
撓性連結管の周囲にスプリングを巻回し、前記複流路管
の一つの流路を各パッカーへ作用させる流体圧の作動流
体の流路となし、他の一つの流路をグラウト送給路とし
たことを特徴とするグラウト注入装置、である。

本発明は、次の知見に基いている。第１に、前述のよう
に、従来方式では注入管の着脱に多大な手間を要するこ
とに鑑み、可能な限＃）１本も０で施工を行うことを目
的として、可撓性注入管を用いるようにしたものである
。可撓性注入管であれば、たとえばリールへ予め長尺注
入管を巻取っておき、注入管の挿入に当ってそこから順
次繰シ出すことが可能となる。第２に、可撓性注入管を
用いることによって、孔面シがあったとしても、注入管
が撓むので、孔開りに追従゛しながら円滑に挿入できる
ことである。第３に、グラウトの基部側への流出を防止
しながら、あるステップにおいてその位置に確実に注入
する手段としてパッカーを用いることは有効なことであ
るが、この場合パッカーとしてグラウト圧による舌片の
撓みを利用した成形ゴムを用いることが従来性なわれて
いるけれども、そのパッカー機能を十分に果すためには
、パッカーが外管内面に可能な限シ密着しかつ硬度的に
高いものが必要となる結果、パッカーと外管内面との摩
擦力が大となり、挿入がしばしば困難となり、特に孔開
り部分では不可能に近いことがあることに鑑み、本発明
に則ってパッカーとして流体圧によって膨張・復元する
パッカーを用いると、流体圧の非作用時にはパッカーが
復元（非膨張）状態にあるため、外管内面とのクリアラ
ンスが確保され、円滑な挿入および引き上げが可能とな
ることである０第４に、外管内に本発明に係る注入内管
を挿入するようにするとともに、外管に形成した注入口
から周辺地盤にグラウトを注入するようにすると、パッ
カーは平滑な外管内面に当接するから、パッカーとして
の作用を十分に果すこととなる。たとえば直接パッカー
に、注入管と平行的に設けたエア−ホースを介してエア
ーを供給することによって膨出させ、パッカーを直接削
孔壁に押し当てた状態でグラウト注入する方法が公知で
あるが、削孔壁が乱れている場合にはパッカー効果が十
分でない。この点、本発明装置の具体的適用に当って、
削孔壁内に直接挿入するのではなく、予め設置した外管
内に本注入装置を挿入し、注入は外管の注入口から行う
ようにすると、ノくツカー効来が十分発揮され、グラウ
トが先端および基部側への流出がなくなυ、注入口のみ
から注入が可能となる。第５に、注入管を単管として、
そこにグラウトを送給してグラウトの注入と共にグラウ
トをパッカー内面に作用させてグラウト圧によりパッカ
ーを膨出することも可能であるけれども、グラウトの注
出圧とノ（ツカ−の膨出圧とが同じまたは後者が前者よ
り小さいと、パッカーが十分きかないことがあることに
鑑み、注入管を複流路管となし、一方の流路をパッカー
への作用流体路、他の流路をグラウト路とすれば、そし
てパッカーの膨出圧をグラウトの注出圧より高めておけ
ば、パッカーがその作用を十分（発揮する。第６に、第
５で述べたようにパッカー流路とグラウト流路を区別し
、かつパッカーを保持するためには、先端装置の構造が
複雑とならざるを得す、この複雑な構造を可能とするた
めには、金属製とせざるを得ない。しかし、先端装置の
全てを金属製となし、かつそれが長いと、孔開シがあっ
た場合挿入が困難である。そこで、上パッカ一部と下パ
ッカ一部とを可撓性の連結管によシ連結し、しかもその
連結管にスプリングを巻回させておけば、孔開シがあっ
ても挿入撤去を容易に行うことができる。

以下本発明を図面によって具体的に説明する。

まず、第１図〜第４図に沿って注入装置を説明した後、
第５図〜第８図によって施工法を説明することとする。

本注入装置は、第１図の接手Ａ１第２図の可撓性注入内
管Ｂ１内管Ｂ相互を接続するための第３図の中間アダプ
ターＣ１第４図の先端装置りを基本要素とする。またグ
ラウト路とパッカー膨張用の水路との２流路を確保する
ために、各要素Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは基本的に同心２重管構
造となっている。

接手Ａは、内側管１に給水口２を形成しエルボ管たる外
側管３に給液口４を形成したもので、それぞれポンプか
らの水Ｗおよびグラウ）Ｇを導くためのホース（図示せ
ず）が接続される。

注入内管Ｂは、内側においては、内パイプ５に連続した
ニップル６とキャップ７とにより端部を固定したたとえ
ば繊維強化ゴムからなる内ホース８を有しており、外側
においてはニップル９とキャップ１０とによシ端部を固
定した同材料製の外ホース１１を有しておシ、さらにニ
ップル９に係合する接続用のユニオン１２を備えている
。１３は１ステツプ長を示すマークで、たとえば３３ｃ
ＩＩＬごと付される。かがる注入内管Ｂは、その全長が
たとえば２０〜３０ｍとされ、必要により第３図に示す
、内アダプター１４および外アダプター１５を有する中
間アダプターＣを、ユニオン１２と連結することにより
接続されるｏしたがって、注入内管Ｂ全体は、その主要
部が可撓性の内ホース′８および外ホース１１からなる
ため、実質的に可撓性となっている。

先端装置りは、注入内管Ｂの先端に取付けられる。この
先端装置は、各々撓み不可ノ上バッカ一部２０と下パッ
カ一部２１とこれらを繋ぐ撓み可能な連結部２２とを備
えている。上バッカ一部２０は、内ホース８に連通ずる
内側管２３および外ホース１１に連通ずる外側管２４を
備えた２重管構造となシ、外側管２４の外方には、両端
においてそれぞれ外側管２４と共に被着体を構成するニ
ップル２５Ａ、２５Ｂおよびキャップ２６Ａ、２６Ｂに
よって固定された繊維強化ゴム等からなるスリーブ状上
パッカー２７が配されている。他方、下パッカ一部２１
は、単管２８のみを有し、その外側に上パッカ一部２０
と同様に、単管２８と共に被着体を構成するニップル２
９Ａ、２９Ｂおよびキャップ３０Ａ。

３０Ｂによって固定された下パッカー３１が設けられて
いる。

また−Ｆパッカ一部２０の両端には、固定ニップル３２
．３３が設けられ、下パッカ一部２１の両端にも固定ニ
ップル３４および先端沓３５が設けられている。３６は
繊維強化ゴム等からなる可撓性の連結管で、その一方端
部は固定ニップル３３とキャップ３７とにより、他方端
部は固定ニップル３４とキャップ３８とによシそれぞれ
固定され、内側管２３と単管２８とを連通している○連
結管３６の外周には密の押込力伝達スプリング３９が巻
回されている〇一方、上パッカ一部２０において、内側
管２３から放射方向に外側管２４を破って連通短管４０
が設けられ、上パッカー２７の内面に臨んでお９、下パ
ッカ一部２１において、単管２８に連通口４１が形成さ
れ、下パッカー３１の内側に連通している。その結果、
内側管２３に地上から水圧を与えると、連通短管４０を
介して上パッカー２７に圧が作用し、それが仮想線で膨
出し、逆に圧を解放すると復元する。また同時に、水圧
は連結管３６および単管２８から連通口４１を介して下
パッカー３１にも作用するから、下パッカー３１も膨出
する。

これに対して、内側管２３と外側管２４との間隙に、地
上からグラウ）Ｇを圧送すると、固定ニップル３３の壁
に放射方向に複数形成された吐出口４２を通ってグラウ
）Ｇが吐出される。

なお、先端装置りにおいて、パッカー２７゜３１および
連結管３６を除いて他の部材は全て鋼で構成されている
○ただし、０リングは除く。

施工に際しては、次のように行なわれる。まず第５図の
ように、削孔機を用いて穿孔しケーシングパイプ５０を
建込む。次いで、第６図のように、このケーシングパイ
プ５０内に外管６０を建込む。この外管６０には、その
長手方向に１ステツプごと注入口６１が形成され、さら
に注入口６１がゴムスリーブ６２が覆われた構造となっ
ている。その後、第７図のように、その後注入するグラ
ウトを所定域外へ逸出するのを防止し、かつ均等に注入
されるように、機能するスリーブグラウトＳＧを、ケー
シングパイプ５０と外管６０との間に注入し、続いてケ
ーシングパイプ５０を引抜く。ここで、対象地盤によっ
ては、ケーシングパイプ５０を建込みを省略することも
可能である。

その後、第８図のように、先端装置りを備えた注入内管
Ｂを、外管６０内に挿入する。この挿入に当っては、パ
ッカー２７．３１に圧を作用させない、したがって復元
（収縮）状態で行う。その結果、第４図に示すように、
外管６゜と先端装置りとは勿論注入内管Ｂとはクリアラ
ンスがあるので、容易に所定深度までの挿入が可能であ
る。もし、必要ならば、人力によることなくこの種の分
野で用いられているエキストラクター（または注入管設
置機）による機械力（油圧力）を利用してもよい。さら
に挿入に際しての押込力は、注入内管Ｂを伝って先端ま
で作用するが、孔開９がある場合などにおいて、もし押
込力伝達スプリング３９を設けないとすれば、連結管３
６部分において特にそれが注入内管Ｂのように２重管で
なく単管であるため、容易に撓んでしまい、押込力が作
用しないことがあることもある。そこで、スプリング３
９を設けておくと、孔開りに追従できるとともに、押込
力をこれを介して伝達できる。また先端装置たとえば５
３０ｍｍ程度にされるが、もし全体を剛体構造とすると
孔開りに対応できないことがあるので、可撓性連結管３
６とスプリング３９とを併用することが望ましいのであ
る。

所定位置まで先端装置りを挿入したならば、流体気密性
の点から気体ではなく液体たとえば水Ｗを地上から送給
し、上下パッカー２７．３１を膨張させ、外管６０の内
面に密着させる。しかる後、グラウ）Ｇを送給し、吐出
口４２がら吐出させる。吐出されたグラウトＧは、上下
パッカー２７．３１によシ上下の流動が阻止されている
ので、その圧により注入口６１がらゴムスリーブ６２を
拡開し、さらにスリーブグラウ）ＳＧを割って周辺地盤
に注入される。ここで、パッカー２７．３１の外管６ｏ
内への接触圧ヵは、グラウトＧの外管６０内の充満圧力
より高くしておくのが望ましい。もし、低いとパッカー
２７．３１と外管６０の内面との間から流出する虞れが
あるからである。

あるステップでの注入が終了したならば、パッカー２７
．３１への圧力を解放または減圧した後、注入内管Ｂを
介して先端装置りの引上げまたは押込みを行い、次のス
テップへ移動させ、そのステップにおいて吐出口４２か
ら吐出させる。吐出されたグラウ）Ｇは、上下パッカー
２７゜３１により上下の流動が阻止されているので、そ
の圧により注入口６１からゴムスリーブ６２を拡開し、
さらにスリーブグラウ）ＳＧを割って周辺地盤に注入さ
れる。ここで、パッカー２７゜３１の外管６０内への接
触圧力は、グラウ）Ｇの外管６０内の充満圧力より高く
しておくのが望ましい。もし、低いとパッカー２７．３
１と外管６０の内面との間から流出する虞れがあるから
である。

あるステップでの注入が終了したならば、パッカー２７
．３１への圧力を解放または減圧した後、注入内管Ｂを
介して先端装置りの引上げまたは押込みを行い、次のス
テップへ移動させ、そのステップにおいて前述と同様に
注入作業を行う。

上記例において、シールグラウトｓＧは、注入口６１か
ら注入されるグラウトの逸走を抑制し、目的とするゾー
ンに確実にグラウトを注入するためのものであるが、場
合によっては使用しなくともよい。またゴムスリーブ６
２は、注入口６１を通してのグラウトの逆流を防止し、
繰返し注入を可能ならしめるが、単に１ステツプごとの
引上げ注入のような場合には、省略することも可能であ
る。さらに外管６ｏは通常プラスチック管を用いるが、
鋼製管であってもよいし、かつ鋼製とする場合には先端
にビットを設けて削孔ロッドとして使用することも可能
である。また油圧力によって打設することも可能である
。

またパッカーは、吐出口の上下に設けて、対応する外管
の注入口のみから吐出させるのが、注入の信頼性の点か
ら望ましいけれども、一連の引上げ注入の場合には、下
パッカーを省略することもできる。

一方、本発明においては、（注入）内管として実質的に
可撓性材料から形成しであるので、変形が容易である。

したがって、第９図および第１０図のような態様を採る
ことができ、きわめて便宜である。すなわち、予め先端
装置りを備えた注入内管Ｂを台車１００に設けられたり
−ル１０１に巻取っておき、これから注入内管Ｂを繰シ
出し、外管６０内に挿入し、注入内管Ｂの引き上げに当
っては、エキストラクター１０２および／捷たはリール
１０１の回転にょｐ引き上げ、引き上げた分については
リール１０１に巻取っておくことができる。リール１０
１は、モータ１０３によりチェーン１０４を介して巻取
りが行なわれる。１０５は注入内管Ｂの挿入深さを検知
するための位置検出器で、たとえば内蔵いる。また前述
の注入内管Ｂのマークは、目視によ仝挿入深さの判断以
外に、これを光学方式等により読み取９、挿入深さ検出
のためのマーカーとしての利用が可能である。

以上の通シ、本発明は、先端装置の吐出口の上下にパッ
カーをそれぞれ設けたから、グラウトの上下への流出を
確実に防止できる。そして、先端装置の基部は、従来の
金属製単位注入管を継ぎ足し連結するものとは全く異っ
て、可撓性注入管を用いたから、そしてその注入管は長
尺とすることができるので、着脱の手間から解放され、
かつ狭い立坑での作業も円滑となる。捷た注入管は複流
路管となり、流路をパッカー作動流体路とグラウト送給
路とに区分したがら、パッカーの膨出圧をグラウト注出
圧より大とすることが可能となり、パッカー効果を十分
に発揮させることができる。

また、特に第２発明にあっては、上記効果に加えて、上
下パッカ一部間を可撓性連結管で連があっても、注入装
置の挿入撤去を確実に行うことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は注入接手の一部断面正面図、第２図は注入内管
の半断面正面図、第３図は中間アダプターの半断面正面
図、第４図は先端装置の半断面正面図、第５図〜第８図
は施工法を順に示した断面図、第９図は巻取装置の正面
図、第１０図はその側面図である。 Ａ・・接手　Ｂ・・注入内管　Ｃ・・中間アダプターＤ
・・先端装置　Ｇ・・グラウト　Ｗ・・水　ＳＧ・・シ
ールグラウト　８°°内ホース　１１・・外ホース　２
０・・上、パッカ一部　２１・・下パッカ一部２２・・
連結部　２３°°内側管　２４・・外側管２７・・上バ
ッカー　２８・・単管　３１・・下バッカー　３６・・
連結管　３９・・押込力伝達スプリング　４０・・連通
短管　４１・・連通口　４２・・吐出口　５０・・ケー
シングパイプ　６０・・外管６１・・注入口　６２・・
ゴムスリーブ　１０°１・・リール　１０２・・エキス
トラクター 第５図　　第６図 第７図　　　第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可撓性複流路管の先端に、軸方向上下にそれぞれ
   流体圧によって膨張・復元するパッカーと、それらパッ
   カーの間に形成されたグラウト吐出口とを備えた先端装
   置を設け、前記複流路管の一つの流路を各パッカーへ作
   用させる流体圧の作動流体の流路となし、他の一つの流
   路をグラウト送給路としたことを特徴とするグラウト注
   入装置。
2. （２）　　可撓性複流路管の先端に、軸方向上下ＩＣそ
   れぞれ流体圧によって膨張・復元するパッカーを有する
   パッカ一部と、それらパッカ一部のパッカー間に形成さ
   れたグラウト吐出口とを備えた先端装置を設け、前記各
   パッカ一部は非可撓性被着体にスリーブ状可撓性パッカ
   ーをその両端部において固定した構造となし、これらパ
   ッカ一部間は可撓性連結管によシ連結し、この可撓性連
   結管の周囲にスプリングを巻回し、前記複流路管の一つ
   の流路を各パッカーへ作用させる流体圧の作動流体の流
   路となし、他の一つの流路をグラウト送給路としたこと
   を特徴とするグラウト注入装置。
3. （３）土部パッカ一部は実質的に二重管構造となし、そ
   の内側流路が前記複流路管の一つの流路に連通し、かつ
   連結管および下部パッカ一部に連通して、上下者パッカ
   ーの内面に連なり、外側流路が前記複流路管の他の一つ
   の流路に連通し、かつ前記グラウト吐出口に連通してい
   る特許請求の範囲第２項記載のグラウト注入装置。