JPS6117628A - 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」 この発明は薬液注入装置、特に瞬結グラウトと緩結グラ
ウトを同一工程で交互に注入する複合注入に最適な注入
装置に関するものである。

「従来の技術」 従来、注入管の先端のグラウトモニタ一部に薬液の吐出
口を開閉するピストン弁、あるいは二種の薬液を混合室
内に導入して合流混合させるための弁孔を開閉するスプ
ール弁を設け、各弁体を注入薬液の圧送圧力によって前
進させると共に、薬液の圧送中断時に弁体に装着した戻
しバネによって後退させることにより吐出口及び弁孔を
開閉しながら注入を行なうようにした装置が知られてい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 このように従来の注入装置においては、注入薬液の圧送
圧力により弁体を戻しバネの弾力に抗して移動させるた
め、薬液の圧送圧力及び吐出圧は戻しバネの弾力によっ
て制限されると共に、弁孔又は吐出口の開閉を薬液の圧
送及び中断によって操作しなければならないため、複合
注入などにおいて薬液の切換え注入操作が不連続となり
、しかも薬液の圧力で弁体を前進させて弁孔又は吐出口
を開放し薬液を吐出させると、圧力減少を生じて弁体が
戻しバネにより後退し弁孔又は吐出口を閉鎖しようとす
るため、弁の開閉が不安定となり、薬液の圧送に脈動を
生じやすい等の欠点があった。

また、従来の注入装置では戻しバネの装着部分に薬液が
流入するようになっているため、流入した薬液の硬化に
より戻しバネが固結されて正常なバネ機能を失い、注入
施工の継続が不可能となる欠点もあった。

この発明は前記従来の課題を解決するために薬液以外の
圧力流体により前進し、戻しバネにより後退する弁体を
用いて弁孔を開閉させることにより、薬液の注入圧を戻
しバネの弾力に制限されることなく、また薬液の切換え
注入時に薬液の圧送を中断することなく安定的に連続し
た注入施工を可能とし、しかも薬液による戻しバネの固
結を防止するようにした合理的な注入装置を提案するも
のである。

「実施例、問題点を解決するための手段」以下この発明
を図面に示す実施例について説明すると、図はこの発明
に係る注入装置のグラウトモニタ部の構造を示したもの
で、外管Ａ、内管Ｂ及びその内部中心に配した中心管Ｃ
の三重管構成になっており、それぞれ後端部において所
要数の接続用の外管、内管及び中心管を順次接続するこ
とにより、所定長さの注入管を構成するようになってい
る。

外管Ａは、先端からドリルビットｌ、逆止弁ボディ２、
下部注入部ボディ３、流路ボディ４、上部注入部ボディ
５、継手管６等の複数の管状部材を分解自在に連結一体
化して構成されている。

内管Ｂは、外管Ａの上部注入部ボディ５の内部に互いに
一部を重ね合わせて前後一体に結合したパルプ管７ａ、
７ｂと継手管８とを分解自在に連結一体化して構成され
、継手管８の外周に設けた放射状突起又は穴あきフラン
ジ等の突部８′を外管Ａの上部注入部ボディ３と継手管
６との継手部間に挟着固定すると共に、バルブ管７ａ、
７ｂの外周に設けた密封フランジ９ａ。

９ｂを外管Ａの上部注入部ボディ５の内周面に密接支持
することにより固定されている。

更に中心管Ｃは、外管Ａの流路ボディ４の後端部内に先
端を位置する管体１０、その先端部に連結された密封管
１１、密封管１１と略同外径でその後方の管体１０の外
周に包着されたゴム又は合成樹脂のシール部材１２、及
び管体１０の後端に連結された継手管１３とから一体に
構成され、継手管１３の外周に設けた放射状突起又は穴
あきフランジ等の突部１３′を内管Ｂの後部バルブ管７
ｂ−と継手管８との継手部間に挟着固定することにより
内管Ｂの中心部に固定されている。

外管Ａの継手管６及び上部注入部ボディ５と、内管Ｂの
継手管８及び後部バルブ管７ｂとの間には、所定間隙の
外流路１４が設けられ、また内管Ｂと中心管Ｃとの間に
は所定間隙の内流路１５が設けられており、各流路１４
，１５は容管Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ接続用の外管、内管
及び中心管を連結した場合に形成される外流路及び内流
路に連通ずるようになっている。

外管Ａの下部注入部ボディ３及び上部注入部ボディ５に
は、周方向に所定間隔で長大からなる複数の吐出口１６
．１７がそれぞれ設けられている。また、上部注入部ボ
ディ５の吐出口１７の周辺における内周部には、バルブ
管７ａ。

７ｂ及びその密封部９ａ、９ｂによって囲まれた薬液の
混合室１８が設けられている。

内管Ｂのバルブ管７ａ、７ｂの重なり部分には、後部バ
ルブ管７ｂの周囲に複数穿設した連通孔１９を介して外
流路１４に連通ずる迂回路２０が設けられ、この迂回路
２０は後部バルブ管７ｂの周囲に複数穿設し〆弁孔２１
を介して混合室１８に連通されている。また、前部バル
ブ管７ａの周囲には、内流路１５と混合室１８を連通さ
せる弁孔２２が複数穿設されている。

そして、各弁孔２１．！２の穿設部の外周にはゴム等の
弾性材からなる環状の弁板２３が包着されている。

中心管Ｃの先端部には、先端が閉鎖した筒状のバルブプ
ランジャ２４がその内周面を密封管１１及びシール部材
１２に密接して軸方向に進退自在に取付けられている。

このバルブプランジャ２４の後端部は、内管Ｂの前部バ
ルブ管７ａの先端部内に摺動自在に密接して嵌合され、
その後部端部と中心管Ｃの管体１０との間には内流路１
５に連通ずる切換え流路２５が設けられ、また前部外周
から前方にかけて外管Ａとの間に先端導入路２６が形成
されている。

バルブプランジャ２４の中間部周囲には、これが後退位
置にあるとき切換え流路２５と先端導入路２６に開口し
て両者を連通し、かつ前進位置にあるときはシール部材
１２によって閉鎖される複数の弁孔２７が設けられてい
る。また、バルブプランジャ２４はその後退位置におい
て内管Ｂの弁孔２２を閉鎖し、前進位置にあるときは弁
孔２２を開放して内流路１５と混合室１８を連通させる
ように構成されている。

更に、バルブプランジャ２４の先端にはピストン状のＯ
リング付きヘッド２４が突設され、このヘッド２４１は
その前方に設けたシリンダ２８内に進退自在に密接して
挿嵌されている。シリンダ２８は、その周囲に複数の流
路２９を形成して外管Ａの流路ボディ４の中心部に固定
されており、その先端部には軸受３０が取付けられてい
る。そして、この軸受３０とヘッド２４′との間には圧
縮コイルバネ等の戻しバネ３１が装着され、ヘッド２４
１を介してバルブプランジャ２４に対してその後退方向
へ弾圧力を付与している。

軸受３０の中心孔３０′にはロケット型のプラグバルブ
３２が挿嵌され、その後端は軸受３０から突出して後退
位置にあるプランジャヘッド２４′の先端に近接して保
持されている。このプラグバルブ３２は、その中間部周
囲に形成した凹溝３３に軸受３０の中心孔３０内周に装
着した０リング３４が係合して所定位置に仮止め保持さ
れており、この状態でバルブプランジャ２４がＯリング
３４の拘束力以上の圧力で前進するとき、そのヘッド２
４に押圧されてＯリング３４を圧潰又は内周部を切断し
て前方に突出するように構成されている。

従って、シリンダ２８の内部はその後端をＯリング付き
プランジャヘッド２４２で、かつ先端は軸受３０及びプ
ラグバルブ３２でそれぞれ常時密封されて内部に薬液等
が侵入しないようになっており、この結果内部の戻しバ
ネ３１は薬液等で固結されることなく常にその弾圧力を
発揮してプラグバルブ３２を正常に後退させることがで
きる。

プラグバルブ３２の前方には、下部注入部ボディ３内に
前後に摺動可能に嵌合したピストンバルブ３５が仮止め
保持されている。このピストンパルプ３５は、その外周
面で下部吐出口１６を閉鎖する後退位置において所定剪
断力で切断可能なシャーピン３６により下部注入部ボデ
ィ３に係止されており、その中心部には先端部がラッパ
状に拡開した流路３７が設けられている。そしてこの流
路３７は、プラグバルブ３２が軸受３０に仮止めされた
状態においては流体が自由に流通できるように開放され
ており、またプラグバルブ３２が前進するときにはその
先端部が密に嵌合して閉鎖されるようになっている。

逆止弁ボディ２の内部には、弁体３８の弁孔３９をバネ
４０に弾圧されたポール４１により閉鎖した逆止弁４２
が設置されている。

「発明の作用」 以上のように構成されたグラウトモニターを使用して複
合注入施工を行う際には、外管Ａ。

内管Ｂ、中心管Ｃにそれぞれ接続用の外管、内管及び中
心管を連結すると共に、三重管スイベルを上端に装着し
て注入管を構成する。

そして先ず、第１．２図に示すように内流路１５に掘削
水を圧送しながら注入管を回転して先端のドリルビット
ｌで削孔し、順次所要数の接続管を連結しながら所定深
度に達するまで掘進する。この場合において、外流路１
４及び中心管Ｃ内には何らの流体も圧送しないため、掘
削水は内流路１５から後退位置にあるバルブプランジャ
２４内の切換え流路２５及、び弁孔２７を通って先端導
入路２６に流入し、更にシリンダ２８の外周の流路２９
及び開放状態にあるピストンパルプ３５の中心流路３７
を通って逆止弁４２に至り、とのポール４０を後退させ
なから弁孔３９を通ってドリルビットｌの先端から吐出
する。

このようにして所定深度まで掘進した後、順次注入管を
引揚げながら注入を行う、この注入に際しては、第３図
に示すように先ず中心管Ｃ内に薬液以外の水又は空気等
の非硬化性圧力流体を圧送し、先端のバルブプランジャ
２４を加圧して下降させ、ヘッド２４′によりプラグバ
ルブ３２を押圧して前方に突出させ、その先端部をビス
−トンバルブ３５の中心流路３７に密に挿嵌し、これに
よってドリルビットｌへの先端流路を閉鎖する。

次いで、中心管Ｃの圧力流体によりバルブプランジャ２
４を加圧した状態において、外流路１４にセメント懸濁
液等の瞬結硬化剤（Ｂ液）を圧送すると共に、内流路１
５に緩結薬液（Ａ液）を圧送する。外流路１４内を流下
したＢ液は連通孔１９から迂回路２０内に流入し、弁孔
２１から弁板２３を押しのけて混合室１８内に流入する
。一方、内流路１５を流下したＡ液は、バルブプランジ
ャ２４の前進により開口している弁孔２２から弁板２３
を押しのけて混合室１８内に流入し、外流路１４からの
Ｂ液と合流混合して上部吐出口１７から吐出噴射し、そ
の周辺地盤と注入管周辺の隙間に注入されて短時間に硬
化してパッカーを構成する。

このようにして瞬結注入工程が終了後、中心管Ｃ内への
圧力流体の圧送を停止し、これによってバルブプランジ
ャ２４の加圧を解除すると、第４図に示すように戻しバ
ネ３１の弾圧力によりバルブプランジャ２４は自動的に
後退し、その後端部で混合室１８の弁孔２２を閉鎖する
と共に、弁孔２７を開放して切換え流路２５と先端導入
路２６を連通させる。これによって内流路１５に引続き
圧送されているＢ液は、直ちに切換え流路２５、弁孔２
７を通って先端導入路２６に流入し、更に流路２９から
ピストンバルブ３５の前方に流入し、ピストンバルブ３
５を加圧してシャーピン３６を切断し、ピストンバルブ
３５を前進下降させる。

このピストンバルブ３５の下降によって下部吐出口１６
が開放されるため、Ａ液は吐出口１６から吐出噴射して
周辺地盤中に注入される。

この場合、先の瞬結注入によるパッカー効果でＡ液の上
昇逸出が防止され、Ａ液による確実な浸透注入を行うこ
とが可能となる。

なお、シリンダ２８の周囲にＡ液が満たされても、シリ
ンダ２８の後端部はプランジャヘッド２４′で、かつ先
端は軸受３０及びプラグバルブ３２でそれぞれ密封され
ているため、内部にＡ液が侵入することはなく、戻しバ
ネ３１は恒久的にその機能を発揮することができる。

このようにして１ステツプの瞬結及び緩結注入工程が終
了後、順次注入管を引揚げながら同様に次段のステップ
の注入を行う。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、注入管の中心部に非硬化
性圧力流体を圧送する先端が開口した中心管を設置し、
中心管の先端部の外周に先端部が閉鎖された筒状のプラ
ンジャを進退自在かつ密封状に取付けると共に、このプ
ランジャに後退方向に弾圧力を付与する戻しバネを装着
し、プランジャの進退作動により中心管周囲に設けた薬
液流路の弁孔を開閉するようにしてなるので、弁孔の開
閉を薬液の圧送及び停止操作に無関係に行うことができ
、薬液の注入圧をバネなどに制限されることなく自由に
設定することができると共に、弁孔の開閉作動も確実で
薬液の円滑な圧送が可能となり、しかも薬液の切換え注
入時に薬液の圧送を中断することなく安定的に連続した
注入施工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の注入装置の後端部の構成を示す縦断
側面図、第２図は同先端部の構成を示す縦断側面図、第
３図は瞬結注入時におけるこの発明の注入装置の要部の
縦断側面図、第４図は緩結注入時にお【するこの発明の
注入装置の要部の縦断側面図である。 Ａ・・外管、　ＢΦ・内管、　Ｃ・・中心管、１・・ド
リルビット、　　　２・・逆止弁ボディ、３・・下部注
入部ボディ、４・・流路ボディ、５・・上部注入部ボデ
ィ、６・・継手部材。 ？ａ、７ｂ・・バルブ管、　　８・・継手部材、９ａ、
９ｂ＊ｅバルブ管密封部、 １０・・管体、　　　　　ｌｌΦ・密封管、１２・・シ
ール部材、　　１３０拳継手部材、１３・・突部、　　
　　　１４・争外流路、１５・管内流路、　　　　１６
・会下部吐出口、１７・・上部吐出口、　−１８・令混
合室、１９・一連通孔、　　　２０・争迂回路。 ２１・・弁孔（上部）、２２・争弁孔（下部）、２３−
−弁板、　　　２４・拳バルブプランジャ、２４１・・
ヘッド、　　　２５・争切換え流路、２６・・先端導入
路、　２７Φ−慟弁孔、２８−ｅシリンダ、　　　２９
自流路、３０・・軸受、　　　　３０′・・中心孔。 ３１１１・戻しバネ、　　　３２・−プラグバルブ、３
３・−凹溝、　　　　　３４・１１０リング、３５・−
ピストンバルブ、３６−Φシャーピン、３７・瞭流路、
　　　　３８・会弁体、３９・・弁孔、　　　　４０・
−ポール、４１−−バネ、　　　　４２参・逆止弁。 特許出願人　ケミカルグラウト株式会社同　　産機商事
株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）注入管の中心部に非硬化性圧力流体を圧送する先端
   が開口した中心管を設置し、前記中心管の先端部の外周
   に先端部が閉鎖された筒状のプランジャを進退自在かつ
   密封状に取付けると共に、このプランジャに後退方向に
   弾圧力を付与する戻しバネを装着し、前記プランジャの
   進退作動により前記中心管周囲に設けた薬液流路の弁孔
   を開閉するようにしてなることを特徴とする薬液注入装
   置。 ２）戻しバネはプランジャの先端部を進退自在かつ密封
   状に挿嵌した密封状のシリンダ内に装填してなることを
   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）シリンダにはその先端部に軸受を設け、この軸受の
   中心孔にプラグをプランジャの前進力で前方に突出可能
   に保持してなることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の注入装置。 ４）戻しバネは、プランジャ先端と軸受との間のシリン
   ダ内に装着してなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の薬液注入装置。 ５）シリンダの前方には、所定押圧力により前進可能に
   外管内に保持され、その前進時に外管に設けた注入口を
   開放するピストンバルブを設け、このピストンバルブに
   はプラグの前進時にその先端部が挿嵌して閉鎖される掘
   削水流路を中心に設けてな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）薬液流路は、中心管とその周囲に設けた内管との間
   に形成した内流路と、前記内管と外管との間に形成した
   外流路、及びプランジャ前半部外周からピストンバルブ
   先端部にかけて外管の内周部に形成した先端導入路とか
   らな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。 ７）内管先端部の内流路内には、その内周部に摺動自在
   にプランジャの後端部を挿嵌し、このプランジャの内周
   面と中心管の外周部間に前記内流路に連通する切換え導
   入路を設けてなることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の薬液注入装置。 ８）弁孔は、プランジャの中間部に設け、このプランジ
   ャが後退位置にあるとき切換え導入路と先端導入路とを
   連通するように開放され、かつプランジャが前進位置に
   あるとき中心管の先端部外周に設けた閉鎖部材によって
   閉鎖されるようにしてなることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項記載の薬液注入装置。 ９）内管の先端部とその周囲の外管との間には外管に設
   けた注入口に連通する混合室を設けてなることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載の薬液注入装置。 １０）弁孔は、内管の先端部に混合室に連通して設け、
   プランジャが後退位置にあるときその後端部で閉鎖され
   、かつプランジャが前進位置にあるとき内流路と前記混
   合室を連通させるようにしてなることを特徴とする特許
   請求の範囲第９項記載の薬液注入装置。 １１）内管には、外流路に連通し、かつ弁孔を介して混
   合室に連通する迂回路を設けてなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項記載の薬液注入装置。