JPS6344892B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パツカーを備えた可撓性注入管を用
いるグラウト注入工法に関する。

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
伴つて必然的に薬液注入の施工深度が深くなる傾
向にあり、また立坑内等狭い場所での施工も多く
なつている。

ところで、通常注入管は鋼管またはプラスチツ
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、特に水平および斜注
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つとして孔曲りがある。孔曲りがあ
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
をもつてしても所期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りする。

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、たとえ孔曲りがあつ
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グラウ
ト注入工法を提供することにある。

この目的の達成のため、本発明は、２重管構造
となりその一方の流路に連通し、流体圧によつて
膨張・復元する上パツカー２７が設けられ、この
上パツカー２７より下方に他方の流路に連通する
吐出口４２を備えた上パツカー部２０と；前記一
方の流路に下方に連なる可撓性の連結管３６と；
この連結管３６の下方に連なり流体圧によつて膨
張・復元する下パツカー３１を備えた下パツカー
部２１と；地上側に配置され前記一方の流路およ
び他方の流路に対応する給液口を独立的に有する
接手Ａと；この接手Ａと前記上パツカー部２０と
を繋ぎ、２重管構造となり、両端を除いてその２
重管が繊維強化ゴムからなる内ホース８と外ホー
ス１１とで形成することにより全体として可撓性
となり、内ホース８および外ホース１１の内およ
び間隙の一方を前記一方の流路に他方を前記他方
の流路に連通した注入内管Ｂと；を備えた注入管
を用い： 予め深さ方向に間隔を置いて形成された多数の
注入口６１を有する外管６０を対象地盤中に挿入
した後、 前記注入管を外管６０内に挿入し、前記一方の
流路に流体圧を作用させて上パツカー２７および
下パツカー３１を外管６０内面に対して膨張させ
た状態で、他方の流路を通してグラフトＧを圧送
し、吐出口４２および注入口６１を通して周辺地
盤に注入し、 この注入作業をあるステツプで終了したなら
ば、一方の流路への流体圧を解放して上パツカー
２７および下パツカー３１を復元させ、次のステ
ツプに注入管を外管６０内において移動させた
後、上記の注入作業を当該次のステツプで行う、
構成としたものである。

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、可能な限り１本もので
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つて
おき、注入管の挿入に当つてそこから順次繰り出
すことが可能となる。第２に、可撓性注入管を用
いることによつて、孔曲りがあつたとしても、注
入管が撓むので、孔曲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、あるステツプにおいて
その位置に確実に注入する手段としてパツカーを
用いることは有効なことであるが、この場合パツ
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行なわれているけ
れども、そのパツカー機能を十分に果すために
は、パツカーが外管内面に可能な限り密着しかつ
硬度的に高いものが必要となる結果、パツカーと
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、特に孔曲り部分では不可能に近いこ
とがあることに鑑み、本発明に則つてパツカーと
して流体圧によつて膨張・復元するパツカーを用
いると、流体圧の非作用時にはパツカーが復元
（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。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、パツカーは平滑な外管内
面に当接するから、パツカーとしての作用を十分
に果すこととなる。たとえば直接パツカーに、注
入管と平行的に設けたエアーホースを介してエア
ーを供給することによつて膨出させ、パツカーを
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
はパツカー効果が十分でない。この点、本発明法
では、外管に対して挿入する内管にパツカーを設
け、注入は外管の注入口から行うようにするもの
であるから、グラウトの基部への流出がない。

以下本発明を図面によつて具体的に説明する。

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

本注入装置は、第１図の接手Ａ、第２図の可撓
性注入内管Ｂ、内管Ｂ相互を接続するための第３
図の中間アダプターＣ、第４図の先端装置Ｄを基
本要素とする。またグラウト路とパツカー膨張用
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重管構造となつてい
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およびグラウト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
連続したニツプル６とキヤツプ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、外側においてはニツプル９とキ
ヤツプ１０とにより端部を固定した同材料製の外
ホース１１を有しており、さらにニツプル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33cmご
と付される。かかる注入内管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。したがつて、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
となつている。

先端装置Ｄは、注入内管Ｂの先端に取付けられ
る。この先端装置は、各々撓み不可の上パツカー
部２０と下パツカー部２１とこれらを繋ぐ撓み可
能な連結部２２とを備えている。上パツカー部２
０は、内ホース８に連通する内側管２３および外
ホース１１に連通する外側管２４を備えた２重管
構造となり、外側管２４の外方には、両端におい
てそれぞれニツプル２５Ａ，２５Ｂおよびキヤツ
プ２６Ａ，２６Ｂによつて固定された繊維強化ゴ
ム等からなるスリーブ状上パツカー２７が配され
ている。他方、下パツカー部２１は、単管２８の
みを有し、その外側に上パツカー部２０と同様
に、ニツプル２９Ａ，２９Ｂおよびキヤツプ３０
Ａ，３０Ｂによつて固定された下パツカー３１が
設けられている。

また上パツカー部２０の両端には、固定ニツプ
ル３２，３３が設けられ、下パツカー部２１の両
端にも固定ニツプル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ツプル３３
とキヤツプ３７とにより、他方端部は固定ニツプ
ル３４とキヤツプ３８とによりそれぞれ固定さ
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３
９が巻回されている。

一方、上パツカー部２０において、内側管２３
から放射方向に外側管２４を破つて連通短管４０
が設けられ、上パツカー２７の内面に臨んでお
り、下パツカー部２１において、単管２８に連通
口４１が形成され、下パツカー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を介して上パツカー２
７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
パツカー３１にも作用するから、下パツカー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、地上からグラウトＧを圧送すると、固定ニ
ツプル３３の壁に放射方向に複数形成された吐出
口４２を通つてグラウトＧが吐出される。

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６
１がゴムスリーブ６２が覆われた構造となつてい
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、対象地盤によつては、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Ｄを備えた
注入内管Ｂを、外管６０内に挿入する。この挿入
に当つては、パツカー２７，３１に圧を作用させ
ない、したがつて復元（収縮）状態で行う。その
結果、第４図に示すように、外管６０と先端装置
Ｄ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を伝つて先端まで作用するが、孔曲りがある
場合などにおいて、もし押込力伝達スプリング３
９を設けないとすれば、連結管３６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３９を設けておくと、孔曲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530mm程度にされるが、もし全体
を剛体構造とすると孔曲りに対応できないことが
あるので、可撓性連結管３６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Ｄ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、上下パツカー２７，３１を膨
張させ、外管６０の内面に密着させる。しかる
後、グラウトＧを送給し、吐出口４２から吐出さ
せる。吐出されたグラウトＧは、上下パツカー２
７，３１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６
２を拡開し、さらにスリーブグラウトSGを割つ
て周辺地盤に注入される。ここで、パツカー２
７，３１の外管６０内への接触圧力は、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、低いとパツカー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。

あるステツプでの注入が終了したならば、パツ
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Ｄの引上げまた
は押込みを行い、次のステツプへ移動させ、その
ステツ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、場合によつては使用しなくと
もよい。またゴムスリーブ６２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６０は通常プラスチツク管を用い
るが、鋼製管であつてもよいし、かつ鋼製とする
場合には先端にビツトを設けて削孔ロツドとして
使用することも可能である。また油圧力によつて
打設することも可能である。

またパツカーは、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、下パツ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てあるので、変形
が容易である。したがつて、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Ｄを備えた注入
内管Ｂを台車１００に設けられたリール１０１に
巻取つておき、これから注入内管Ｂを繰り出し、
外管６０内に挿入し、注入内管Ｂの引き上げに当
つては、エキストラクター１０２および／または
リール１０１の回転により引き上げ、引き上げた
分についてはリール１０１に巻取つておくことが
できる。リール１０１は、モータ１０３によりチ
エーン１０４を介して巻取りが行なわれる。１０
５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、たとえば内蔵するローラーの回転数を
検出する構成となつている。また前述の注入内管
Ｂのマークは、目視による挿入深さの判断以外
に、これを光学方式等により続み取り、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。

以上の通り、本発明は、外管内において内管を
移動させて外管の注入口からグラウトを注入する
に当つて、内管として可撓性のものを用いたの
で、孔曲りがあつても容易にその移動が可能であ
るとともに、パツカーとして成形ゴムを用いるの
ではなく、流体圧により膨張復元するパツカーを
用いたから、復元状態において容易に内管の移動
が可能である。そして、パツカーは直接削孔壁に
作用するのではなく、平滑な外管の内面に作用す
るようにしたから、グラウトの基部への流出を確
実に防止できる。しかも、注入内管を、従来全く
試みのなかつた可撓性長尺注入管としたから、狭
い立坑でも着脱を行うことなく挿脱が可能であ
り、作業性がきわめて優れたものとなる。

【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、２０…上パツカー部、２１…下パツカー部、
２２…連結部、２３…内側管、２４…外側管、２
７…上パツカー、２８…単管、３１…下パツカ
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、１０１…リー
ル、１０２…エキストラクター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２重管構造となりその一方の流路に連通し、
   流体圧によつて膨張・復元する上パツカー２７が
   設けられ、この上パツカー２７より下方に他方の
   流路に連通する吐出口４２を備えた上パツカー部
   ２０と；前記一方の流路に下方に連なる可撓性の
   連結管３６と；この連結管３６の下方に連なり流
   体圧によつて膨張・復元する下パツカー３１を備
   えた下パツカー部２１と；地上側に配置され前記
   一方の流路および他方の流路に対応する給液口を
   独立的に有する接手Ａと；この接手Ａと前記上パ
   ツカー部２０とを繋ぎ、２重管構造となり、両端
   を除いてその２重管が繊維強化ゴムからなる内ホ
   ース８と外ホース１１とで形成することにより全
   体として可撓性となり、内ホース８および外ホー
   ス１１の内および間隙の一方を前記一方の流路に
   他方を前記他方の流路に連通した注入内管Ｂと；
   を備えた注入管を用い： 予め深さ方向に間隔を置いて形成された多数の
   注入口６１を有する外管６０を対象地盤中に挿入
   した後、 前記注入管を外管６０内に挿入し、前記一方の
   流路に流体圧を作用させて上パツカー２７および
   下パツカー３１を外管６０内面に対して膨張させ
   た状態で、他方の流路を通してグラウトＧを圧送
   し、吐出口４２および注入口６１を通して周辺地
   盤に注入し、 この注入作業をあるステツプで終了したなら
   ば、一方の流路への流体圧を解放して上パツカー
   ２７および下パツカー３１を復元させ、次のステ
   ツプに注入管を外管６０内において移動させた
   後、上記の注入作業を当該次のステツプで行うこ
   とを特徴とするグラウト注入工法。