JPS63184608A - 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） この発明は地中に薬液を注入して、地盤を改良するため
の薬液注入装置に関する。

（従来の技術） 従来この種の薬液注入装置として、この発明の発明者に
よって案出された、特公昭６０−３５７６号公報に開示
されている装置が知られている。

この装置は先端に掘削刃を具えた外管内に所定の間隙を
おいて内管を配置し、該内管の先端に前記間隙を閉塞す
る環状壁を設け、この環状壁に円周方向に所定の間隔を
置いた第１孔および第２孔を設けるとともに、外管に第
１孔と常時連通ずる注出孔を設け、前記内管の先端付近
にばねによって常時上昇傾向を付与されたピストン弁を
配置し、このピストン弁は、上昇位置において第１孔を
閉鎖するとともに、前記間隙と外管の先端部内とを連通
ずるように第２孔を開口し、下降位置において第１孔を
開口してこの第１孔と内管内とを連通ずるとともに、間
隙と内管内とを連通ずるように第２孔を開口するように
なっているものである。

そしてピストン弁が上昇位置にあるとき内外管間の間隙
に液体を供給すると、この液体は第２孔を経て外管の先
端部内に流入し、内外管間の間隙および内管の双方に液
体を供給すると、内管に供給した液体の圧力によってピ
ストン弁が下降し、それにより内外管間の間隙に供給し
た液体が第２孔を経て内管に流入して双方の液体が合流
し、合流液体は第１孔および注出孔を経て外部に注出さ
れる。

（発明が解決しようとする問題点） ピストン弁の下降位置において内管への液体の供給を停
止すると、ピストン弁は上昇位置へ復帰するのであるが
、このときの復帰力はばね力によってのみ与えられる。

その際ピストン弁には内管内の静水圧や摺動抵抗が作用
し、このためこれらの力に抗すべく大きなばね力を必要
とするだけでなく、ばね力を大とするとピストン弁を下
降させるためには大きな供給圧を必要とし、その結果供
給液の漏洩防止のための対策を構しなければならないと
いう問題点があった。

この発明は上記のような従来の装置のもつ問題点を解消
することができる薬液注入装置を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するためになされたこの発明の薬液注
入装置は、下端に掘削刃を具え、上端においてそれぞれ
開口する縦向きの第１流路と、それを取囲む第２流路と
が形成されたロッドの下部に、第１流路と常時連通し、
かつロッドの下端付近に出口部を有する縦向きの第３流
路を形成し、この第３流路の上部周壁に該第３流路と第
２流路とを連通ずる上下方向に離間した上下部連通孔と
、上部連通孔と同じ高さ位置にある注出孔とを設け、第
３流路の上部にばねによって常時上昇傾向を付与され、
ピストン部が下部連通孔よりも上方に位置するピストン
弁を上下動可能に配置し、このピストン弁は上昇位置に
おいて上部連通孔および注出孔を閉鎖するとともに、下
部連通孔を介しての第２流路と第３流路の下部との連通
を許し、下降位置において上部連通孔および注出孔を開
口するとともに、下部連通孔を介しての第２流路と第３
流路の下部との連通を阻止するようになっていることを
特徴とするものである。

（作　　用） ピストン弁が上昇位置にあるとき、第２流路に液体を供
給すると、この液体は下部連通孔を経て第３流路の下部
に流入し、外部に注出される。第１、第２流路の双方に
液体を供給すると、第１流路に供給した液体が第３流路
の上部に流入し、その供給圧がピストン部の上面に作用
してピストン弁が下降し、それにより第２流路に供給し
た液体が上部連通孔を経て第３流路に流入して双方の液
体が合流し、合流液体は注出孔を経て外部に注出される
。そして第１流路への液体の供給を停止し、第２流路の
みに液体を供給すると、この液体が下部連通孔を経て第
３流路の上部に流入し、その供給圧がピストン部の下面
に作用して、ばね力と供給圧との協働によりピストン弁
が上昇し、それにより上部連通孔および注出孔が閉鎖す
るいっぽう、第２流路に供給した液体は下部連通孔およ
び第３流路の上部を経て第３流路の下部に流入し、外部
に注出される。

（実施例） 第１〜６図に示すように、下端に掘削刃４を具えた注入
ロッド１に、上端においてそれぞれ開口する縦向きの第
１流路２とそれを取囲む縦向きの第２流路３とが形成さ
れ、このロッド１の下部に第１流路２と常時連通し、ロ
ッド１の下端付近に出口部５を有する縦向きの第３流路
６が形成され、第３流路６はその上部の第１チヤンバ６
ａ、中間部の第２チャンバ６ｂ、下部の第３チヤンバ６
ｃを含む。

第１チヤンバ６ａの周壁には第２流路３と第１チヤンバ
６ａとを連通ずる上下方向に離間した上下部連通孔７，
８と、上部連通孔７と同じ高さ位置にある上部注出孔９
が設けられている。第３流路６には第１ピストン弁１０
が上下動可能に配置され、この第１ピストン弁１０は第
１チヤンバ６ａに収容されてその周壁に沿って摺動し、
下部連通孔８よりも上方に位置するピストン部１１と、
その下方に延び下端が第３チヤンバ６Ｃに達するロッド
１２とを具え、ロッド１２の上端には第１、第２チヤン
バ６ａ、６ｂ間の第３流路６の周壁に摺接可能な大径部
１２ａが形成されている。第２チヤンバ６ｂの底壁とロ
ッド１２に設けた支持リング１３との間にばね１４が配
置され、このばね１４によって第１ピストン弁１０が常
時上昇傾向を付与されている。

第１ピストン弁１０はその上昇位置において上部連通孔
７および上部注出孔９を閉鎖するとともに、　ロッド１
２の大径部１２ａが第３流路６の周壁から遊離し、それ
により下部連通孔８を介しての第２流路３と第３流路６
の下部すなわち第３チヤンバ６ｃとの連通を許しく第１
，３図）、下降位置において上部連通孔７および上部注
出孔９を開口するとともに、　ロッド１２の大径部１２
ａが第３流路６の周壁に摺接して第３流路６を遮断し、
それにより下部連通孔８を介しての第２流路３と第３チ
ヤンバ６ｃとの連通を阻止するようになっている（第２
図）。

第３チヤンバ６Ｃの周壁に下部注出孔１５が設けられ、
その周囲にゴム等からなる環状の弾性弁１６が設けられ
ている。第３チヤンバ６ｃの出口部５に第２ピストン弁
１７が摺動可能に配置され、この第２ピストン弁１７は
上下端がそれぞれ第３チヤンバ６ｃおよび出口部５の下
方に突出し、上端に第３チヤンバの底壁に係止可能なフ
ランジ１８が設けられ、また上下部に横向孔１９．２０
とそれらを連通ずる縦向孔２１とが設けられている。

第２ピストン弁１７はその周囲に設けた止めスプリング
２２が、出口部５の周壁に係止する上昇位置において、
上部横向孔１９が第３チヤンバ６ｃに開口しく第１図）
、止めスプリング２２が出口部５から離脱する下降位置
において上部横向孔１９が閉鎖するようになっている（
第２，３図）、下部横向孔２０の周囲には環状の弾性弁
２３が設けられている。

前記のような注入ロッド１の第１、第２流路２．３に第
７図に示すようにして所要の資材源を供給することとな
る。該図において、２８は瞬結型硬化剤槽であって配管
２９により第１流路２に接続され、この配管２９にポン
プ３０及び弁３１が設置されている。３２は例えば水ガ
ラス等の主剤槽であって配管３３により第２流路３に接
続され、配管３３にはポンプ３４及びその前後に弁３５
．３６がそれぞれ設置され、弁３６には緩結型硬化剤槽
３７が配管３８により接続され、さらに配管３８に設置
された弁２４にポーリング水の水槽２６が配管２７によ
り接続されている。

前記のものにより地盤３９に対する孔４０の掘削、薬液
の注入等の作業が行われるのであり、これを以下に説明
する。

１、孔の掘削作業（第１，８図） 掘削を開始する前に注入ロッド１の先端開口２５から図
示しない棒を挿入して、第２ピストン弁１７を押し上げ
、止めスプリング２２を出口部５の周壁に係合させるこ
とにより第１図示のように第２ピストン弁１７を上昇位
置に保持する。

そして、第２流路３にポンプ３４によって水槽２６から
ポーリング水を供給し、注入ロッド１を回転しながら通
常の掘削工法と同様にして地盤３９の掘削を行なう。

その際第２流路３に供給したポーリング水は、下部連通
孔８を経て第３流路６に流れ込んだのち、その第３チヤ
ンバ６ｃに流入し、さらに第２ピストン弁１７の孔１９
．２０内に入り、液圧によって弾性弁２３を押し拡げ、
下部横向孔２０からロッド１の先端開口２５を経て孔４
ｏ内に注出され、このようにして第８図示のように所定
深さの削孔４０が形成される。その際弾性弁２３は逆止
弁の役目を果たすので、被圧水が高いところでも土砂の
流入が起こらない。

また弾性弁２３を弾性弁１６より低い圧力で作動するよ
うにしておくことにより、下部注出孔１５からのポーリ
ング水の注出を抑えることができる。

２、瞬結型注入材の注入（第２，９図）前記のようにし
て削孔４０の掘削が終了したら、第２流路３への給水を
停止し、第１流路２内にポンプ３０によって槽２８から
瞬結型硬化剤を、又ポンプ３４によって第２流路３に槽
３２から主剤を同時に供給する。

これにより第１ピストン弁１０には上方からの供給液圧
が作用することから第１ピストン弁１０は第２図に示す
ように、ばね１４の押上刃に抗して下降し、ピストン部
１１が上部連通孔７および上部注出孔９を開口し、また
ロッド１２の大径部１２ａが第３流路６の壁面に摺接し
て下部連通孔８を介しての第２流路３から第３チヤンバ
６ｃへの流れを阻止する。

これによって、第２流路３から上部連通孔７を経て第３
流路６の第１チヤンバ６ａに流れ込んだ主剤と第１チヤ
ンバ６ａ内の瞬結型硬化剤とが、第１ピストン弁ｌＯの
上方において混合して瞬結型注入材を構成し、このよう
にして構成された瞬結型注入材は上部注出孔９を経て削
孔４０に注出され、その一部が孔壁に浸透して短時間の
うちに固結し、第９図示のよ・うに削孔４０にパッカ４
１が形成される。

また第１ピストン弁１０の下降によって第２ピストン弁
１７が押下げられ、その上部横向孔１９が閉鎖される。

３、緩結型注入材の注入（第３，１０図）前記のように
してパッカ４１が形成されたら、第１流路２への瞬結型
硬化剤の供給を停止し。

第２流路３へのみポンプ３４によって槽３２から主剤と
、槽３７から緩結型硬化剤とを供給し、供給系路におい
てそれらを混合して緩結型注入材を構成する。

それにより第１ピストン弁１０のピストン部１１には、
下部連通孔８を経て第１チヤンバ６ａに流入する緩結型
注入材により下方からの供給液圧が作用し、この液圧と
ばね１４の押上刃との協働により第１ピストン弁１０は
当初位置に復帰し、上部連通孔７および上部注出孔９を
閉鎖する。したがって第２流路３に供給された緩結型注
入材は、下部連通孔８を経て第３流路６に流れ込んだの
ち、その第３チヤンバ６ｃに流入し、液圧によって弾性
弁１６を押し拡げ、第１０図示のようにパッカ４１の下
方の削孔４０に注出され、孔壁に浸透注入されて緩結型
注入材層４２が形成される。

このようにして孔４０の底部に不透水性であって地盤強
化用の注入材層４２が形成されるが、さらに必要に応じ
て注入ロッド１を所要寸度だけ引上げ、その上方に前記
と同様にして注入材層４２′を形成したものを第１１図
に示し、　このようなことは必要に応じてさらに所要回
数繰返すことができる。

第１２〜１６図は別の実施例を示し、第１ピストン弁１
０のロッド１２が、第１、第３チヤンバ６８゜６Ｃ間の
第３流路６の周壁に常時摺接し、ロッド１２の上下部に
横酊孔５１，５２と、それらを連通ずる縦向孔５３とが
設けられ、これらの孔５１．５２゜５３が第２流路３と
第３チヤンバ６ｃとを連通ずる実質的な流路を形成して
いる。すなわちポーリング水あるいは緩結型注入材を供
給する第１ピストン弁ｌＯの上昇位置において、上部横
向孔５１が第１チヤンバ６ａに開口し、それにより下部
連通孔８を介しての第２流路３と第３チヤンバ６ｃとの
連通を許しく第１２．！４図）、また瞬結型注入材を供
給する第１ピストン弁１０の下降位置において上部横向
孔５１が閉鎖し、それにより下部連通孔８を介しての第
２流路３と第３チヤンバ６ｃとの連通を阻止するように
なっている（第１３図）。

この実施例の場合、第１ピストン弁１０の下降位置から
上昇位置への復帰が、ピストン部１１の下面に作用する
液圧と、ばね１４の押上刃とによってもたらされるのは
前記と同様であるが、注入材はロッド１２の内部を通過
するので、ばね１４には付着せず、注入材の付着による
ばね１４の作動不良を防止することができる。

前記両実施例ともポーリング水の供給時に（第１，１２
図）、第３チヤンバ６Ｃに流入したポーリング水が弾性
弁１６を押し拡げ下部注出孔１５から多少漏洩すること
が考えられる。ポーリング水が下部注出孔１５から漏洩
しても、実用上は差しつかえないが、これを確実に抑止
する如くしたのが第１７．１８図に示す実施例である。

すなわち第３流路６の出口部５に第４チヤンバ６ｄが設
けられ、下部注出孔１５は第３チヤンバ６Ｃと第４チヤ
ンバ６ｄとの間に設けられている。また第２ピストン弁
１７の縦向孔２１に中仕切５４が設けられ、その上下に
１対の中間部横向孔５５．５６が設けられている。

そしてポーリング水を供給する第２ピストン弁１７の上
昇位置において、上部横向孔１９および中間部横向孔５
５．５６がそれぞれ第３チヤンバ６Ｃおよび第４チヤン
バ６に開口するとともに、下部注出孔１５が第２ピスト
ン弁１７により閉鎖されるようになっていて、ポーリン
グ水は上部横向孔１９および中間部横向孔５５．５６を
経て下部横向孔２０から注出される（第１７図）。また
緩結型注入材を供給する第２ピストン弁１７の下降位置
において、上部横向孔１９が下部注出孔１５と連通する
とともに、中間部横向孔５５．５６が閉鎖されるように
なっていて、緩結型注入材は上部横向孔１９を経て下部
注出孔１５から注出される（第１８図）６第１９〜２２
図はさらに別の実施例を示し、この実施例では下部注出
孔１５を上下に挾むようにして第３流路６のバイパス流
路５７が設けられている。また第２ピストン弁１７の上
部に上下に離間した第１．第２上部横向孔５８．５９と
、中間部に中間部横向孔６０が設けられ、縦向孔２１内
に第２上部横向孔５９を開閉する第３ピストン弁６よが
上下に摺動可能に配置され、この第３ピストン弁６１は
ばね６２によって常時上昇傾向を付与されている。

そしてポーリング水を供給する第２ピストン弁１７の上
昇位置において、第１上部横向孔５８および中間部横向
孔６０がバイパス流路５７に開口するとともに、下部注
出孔１５が第２ピストン弁１７によって閉鎖されるよう
になっていて、ポーリング水は第１上部横向孔５８．バ
イパス流路５７および中間部横向孔６０を経て下部横向
孔２０から注出される（第１９図）、また緩結型注入材
を供給する第２ピストン弁１７の下降位置において、第
３ピストン弁６１が供給液圧によって下降して第２上部
横向孔５９が下部注出孔１５と連通するとともに、第１
上部横向孔５８および中間部横向孔６０が閉鎖されるよ
うになっていて、緩結型注入材は第２上部横向孔５９を
経て下部注出孔１５から注出される（第２０図）。

前記した各実施例に限らず、同様の機能をもつものなら
ば、その特許請求の範囲を逸脱しない限り随意変更でき
ることはいうまでもなく。

例えば下部注出孔１５および第２ピストン弁１７を設け
ずに、ポーリング水と緩結型注入材の双方共、第３流路
６の出口部５から注出されるようにしてもよい、また適
用される注入材はすでに多くのものが提供されているの
で、適当なものを任意に選択することができる。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば第３流路に配置したピ
ストン弁が、その下降位置から上昇位置に復帰する際、
その復帰力はピストン弁を上昇付勢するばね力のみなら
ず、下部連通孔を経て第１流路から第３流路の上部に流
入し、ピストン部の下面に作用する液体の供給圧によっ
ても与えられ、これによりばね力を比較的小さなものと
することができるので、ピストン弁を下降させるための
液体の供給圧を小さくすることができ、したがって漏洩
防止のための対策が不要となり、装置を安価に製作する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の一部縦断正面図であって、
掘削時における状態を示すもの、第２図は同上のものの
瞬結型注入材注入時における状態を示す一部縦断正面図
、第３図は同上のものの緩結型注入材注入時における状
態を示す一部縦断正面図、第４図は第１図の線Ａ−Ａに
沿って得た横断面図、第５図は第２図の線Ｂ−Ｂに沿っ
て得た横断面図、第６図は第３図の線Ｃ−Ｃに沿って得
た横断面図、第７図は同上のものの材料供給系統を示す
線図、第８図乃至第１１図はこの発明のものを使用して
の工法の順序を示す概略図、第１２図は別の実施例の一
部縦断正面図であって、掘削時における状態を示すもの
、第１３図は同上のものの瞬結型注入材注入時における
状態を示す一部縦断正面図、第１４図は同上のものの緩
結型注入材注入時における状態を示す一部縦断正面図、
第１５図は第１２図の線Ｄ−Ｄに沿って得た横断面図、
第１６図は第１４図の線Ｅ−Ｅに沿って得た横断面図、
第１７図はさらに別の実施例の一部縦断正面図であって
、掘削時における状態を示すもの、第１８図は同上のも
のの緩結型注入材注入時における状態を示す一部縦断正
面図、第１９図はさらに別の実施例の一部縦断正面図で
あって、掘削時における状態を示すもの、第２０図は同
上のものの緩結型注入材注入時における状態を示す一部
縦断正面図、第２１図は第１９図の線Ｆ−Ｆに沿って得
た横断面図、第２２図は第２０図の線Ｇ−Ｇに沿って得
た横断面図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、下端に掘削刃を具え、上端においてそれぞれ開口す
   る縦向きの第１流路と、それを取囲む第２流路とが形成
   されたロッドの下部に、第１流路と常時連通し、かつロ
   ッドの下端付近に出口部を有する縦向きの第３流路を形
   成し、この第３流路の上部周壁に該第３流路と第２流路
   とを連通する上下方向に離間した上下部連通孔と、上部
   連通孔と同じ高さ位置にある注出孔とを設け、第３流路
   の上部にばねによって常時上昇傾向を付与され、ピスト
   ン部が下部連通孔よりも上方に位置するピストン弁を上
   下動可能に配置し、このピストン弁は上昇位置において
   上部連通孔および注出孔を閉鎖するとともに、下部連通
   孔を介しての第２流路と第３流路の下部との連通を許し
   、下降位置において上部連通孔および注出孔を開口する
   とともに、下部連通孔を介しての第２流路と第３流路の
   下部との連通を阻止するようになっていることを特徴と
   する薬液注入装置。