【手続補正書】
【提出日】平成17年9月26日(2005.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】注入工事支援処理装置及び注入工事支援処理方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】対象地盤領域に複数の注入孔を形成するとともに、該注入孔内に軸方向に複数の注入口を有する注入外管を設置したのち、該注入外管内に軸方向に複数のパッカーを装着した注入内管を挿入し、前記注入外管の各注入口から所定量の固化材をそれぞれ地盤に注入することによって前記対象地盤領域全体を改良する二重管ダブルパッカー式注入工事に対し、その支援処理を行う注入工事支援処理装置であって、
設計に基づく前記各注入外管の位置情報と、
計測器によって計測された各注入外管の孔曲り情報と、
前記各注入外管の位置情報及び孔曲り情報に基づき、実際の各注入口の位置関係を表す三次元モデルを構築し、前記対象地盤領域を複数段に区分した各注入ゾーンに対する設計総注入量を、該注入ゾーンに位置する複数の各注入口の位置関係に応じて、該各注入口に最適配分化する指示注入量情報を作成する指示注入量情報作成装置と
を備えることを特徴とする注入工事支援処理装置。
【請求項２】前記指示注入量情報作成装置は、
前記注入外管の位置情報並びに注入仕様情報を入力する設計データ入力部と、
前記注入外管の孔曲り情報を入力する孔曲りデータ入力部と、
前記注入設計データ入力部及び孔曲りデータ入力部によって入力された各種情報に基づき、前記三次元モデル及び注入仕様とを含むデータベースを構築するデータベース記憶部と、
前記データベース記憶部に構築されているデータベースに基づき、前記指示注入量情報を与える注入量調整部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の注入工事支援処理装置。
【請求項３】対象地盤領域に複数の注入孔を形成するとともに、該注入孔内に軸方向に複数の注入口を有する注入外管を設置したのち、該注入外管内に軸方向に複数のパッカーを装着した注入内管を挿入し、前記注入外管の各注入口から所定量の固化材をそれぞれ地盤に注入することによって前記対象地盤領域全体を改良する二重管ダブルパッカー式注入工事に対する支援処理を行う注入工事支援処理方法であって、
設計に基づく前記各注入外管の位置情報を取得する第１の工程と、
計測器によって計測された前記各注入外管の孔曲り情報を取得する第２の工程と、
前記各注入外管の位置情報及び孔曲り情報に基づき、実際の各注入口の位置関係を表す三次元モデルを構築する第３の工程と、
前記対象地盤領域を複数段に区分した各注入ゾーンに対する設計総注入量を、該注入ゾーンに位置する複数の各注入口の位置関係に応じて、該各注入口に最適配分する指示注入量情報を作成する第４の工程と
を備えることを特徴とする注入工事支援処理方法。
【請求項４】前記第３及び第４の工程には、
前記注入外管の位置情報並びに注入仕様情報を注入設計データ入力部に入力する第５の工程と、
前記注入外管の孔曲り情報を孔曲りデータ入力部に入力する第６の工程と、
前記注入設計データ入力部及び孔曲りデータ入力部によって入力された各種情報に基づき、前記三次元モデル及び注入仕様を含むデータベースをデータベース記憶部に構築する第７の工程と、
前記データベース記憶部に構築されているデータベースに基づき、前記指示注入量情報を与える第８の工程と
が含まれることを特徴とする請求項３に記載の注入工事支援処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、孔曲りを考慮した二重管ダブルパッカー式の注入施工に適する注入工事支援処理装置及び注入工事支援処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、土木・建築構造物の構築に際して、地盤支持力の増大、地盤の変形（沈下、膨れ上がり、はらみ出し）、水圧・透水性の減少ないし除去、耐久性の維持・増進等を目的として、軟弱地盤の改良が行われている。
【０００３】
ここで、軟弱地盤とは、固有の地盤に限定されるものではなく、構築しようとする構造物と地盤の性質の相対性によって決まるものであるため、一義的に決定されるものではないが、通常、土粒子が微細で間隙比の大きいシルトや粘土、圧縮性の極めて大きい泥炭などの特殊土、地震時に液状化しやすい地下水位の高い緩い砂地盤などを総称するものである。
【０００４】
地盤改良工法の一つに、二重管ダブルパッカー式注入工法がある。この工法は、代表的な注入工法であって、軸方向に複数の注入口を有した注入外管を、改良対象地盤中にセメントベントナイト（ＣＢ）液等のスリーブグラウトにより固定し、その後、ゲル化時間の長い注入材（緩結材）を各注入口から注入することにより、対象地盤を改良するものである。
【０００５】
この工法では、対象地盤に建て込んだ複数の注入外管から固化材をそれぞれ注入し、対象領域全体の改良を行う。したがって、対象地盤領域に複数の注入孔を形成することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種の孔を地盤に形成するための削孔作業においては、地盤の性状や硬軟の分布状態、障害物の存在などによって孔曲がりすることが多々ある。孔曲がりした場合にはこれを修正することができないし、しかも、どの程度孔曲がりしているかの確認も容易ではない。
【０００７】
そのため、たとえば図６（ａ）に示すような所定の領域に対する設計上の注入口の位置（任意の注入ゾーン断面）に対して、図６（ｂ）に示すように、実際の注入口位置（任意の注入ゾーン）がずれてしまい、当初の設計通りに各注入口から固化材を注入した場合、改良対象領域に均一に固化材を注入できないという問題を生じる。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、改良対象領域に対し、固化材を均一に注入することを可能とする注入工事支援処理装置及び注入工事支援処理方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の注入工事支援処理装置は、対象地盤領域に複数の注入孔を形成するとともに、該注入孔内に軸方向に複数の注入口を有する注入外管を設置したのち、該注入外管内に軸方向に複数のパッカーを装着した注入内管を挿入し、注入外管の各注入口から所定量の固化材をそれぞれ地盤に注入することによって対象地盤領域全体を改良する二重管ダブルパッカー式注入工事に対し、その支援処理を行う注入工事支援処理装置であって、設計に基づく各注入外管の位置情報と、計測器によって計測された各注入外管の孔曲り情報と、各注入外管の位置情報及び孔曲り情報に基づき、実際の各注入口の位置関係を表す三次元モデルを構築し、対象地盤領域を複数段に区分した各注入ゾーンに対する設計総注入量を、該注入ゾーンに位置する複数の各注入口の位置関係に応じて、該各注入口に最適配分化する指示注入量情報を作成する指示注入量情報作成装置とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、指示注入量情報作成装置は、注入外管の位置情報並びに注入仕様情報を入力する設計データ入力部と、注入外管の孔曲り情報を入力する孔曲りデータ入力部と、注入設計データ入力部及び孔曲りデータ入力部によって入力された各種情報に基づき、三次元モデル及び注入仕様とを含むデータベースを構築するデータベース記憶部と、データベース記憶部に構築されているデータベースに基づき、指示注入量情報を与える注入量調整部とを備えるようにすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の注入工事支援処理方法は、対象地盤領域に複数の注入孔を形成するとともに、該注入孔内に軸方向に複数の注入口を有する注入外管を設置したのち、該注入外管内に軸方向に複数のパッカーを装着した注入内管を挿入し、注入外管の各注入口から所定量の固化材をそれぞれ地盤に注入することによって対象地盤領域全体を改良する二重管ダブルパッカー式注入工事に対する支援処理を行う注入工事支援処理方法であって、設計に基づく各注入外管の位置情報を取得する第１の工程と、計測器によって計測された各注入外管の孔曲り情報を取得する第２の工程と、各注入外管の位置情報及び孔曲り情報に基づき、実際の各注入口の位置関係を表す三次元モデルを構築する第３の工程と、対象地盤領域を複数段に区分した各注入ゾーンに対する設計総注入量を、該注入ゾーンに位置する複数の各注入口の位置関係に応じて、該各注入口に最適配分する指示注入量情報を作成する第４の工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３及び第４の工程には、注入外管の位置情報並びに注入仕様情報を注入設計データ入力部に入力する第５の工程と、注入外管の孔曲り情報を孔曲りデータ入力部に入力する第６の工程と、注入設計データ入力部及び孔曲りデータ入力部によって入力された各種情報に基づき、三次元モデル及び注入仕様を含むデータベースをデータベース記憶部に構築する第７の工程と、データベース記憶部に構築されているデータベースに基づき、指示注入量情報を与える第８の工程とが含まれることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る注入工事支援処理装置及び注入工事支援処理方法においては、指示注入量情報作成装置により、設計に基づく注入孔情報（注入外管の位置情報）と、計測器によって計測された注入孔の孔曲り情報とに基づき、実際の各注入口の位置関係を表す三次元モデルを構築し、各注入ゾーンの設計注入量を実際の注入口の位置関係に応じて、各注入口に各注入ゾーンにおける設計注入量を最適配分するようにする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の注入工事支援処理装置の一実施の形態を示すブロック図、図２は、図１の注入外管を説明するための図、図３は、図１の注入工事支援処理装置の動作を説明するためのフローチャート、図４及び図５は、図１の注入工事支援処理装置の動作を説明するための図である。
【００１５】
図１に示す注入工事支援処理装置は、たとえば二重管ダブルパッカー式による注入工事に関するものであり、指示注入量情報作成装置４０を備えている。
【００１６】
指示注入量情報作成装置４０は、設計装置１０からの注入孔情報と、削孔装置２０からの注入孔の孔曲り情報を取込み、指示注入量情報３５を作成して注入施工装置３０に与えるものである。
【００１７】
ここで、設計装置１０は、削孔長、孔座標、注入ステップ座標、薬液、注入量、注入圧等を設計するものである。ここで、削孔長、孔座標、注入ステップ座標等は、注入孔情報（注入外管の位置情報）として、記録媒体１０ａに記録される。また、薬液、注入量、注入圧等は、注入仕様情報として記録媒体１０ａに記録される。
【００１８】
削孔装置２０は、注入孔の削孔作業及びその孔曲り計測を行うものである。削孔装置２０は、削孔機２１及び孔内傾斜計やジャイロ等の計測器２２を備えている。計測器２２によって計測された注入孔の孔曲り情報は、記録媒体２０ａに記録される。孔曲り計測は、削孔時に注入孔自体に計測器２２を挿入して計測することもできるが、注入孔に注入外管を建て込んだ後、その注入外管内に計測器２２を挿入し計測することもできる。本発明において、注入孔の孔曲り情報は、注入外管の孔曲り情報と同じである。
【００１９】
注入施工装置３０は、指示注入量情報３５に基づいて、注入施工を行うものである。注入施工装置３０は、薬液作成プラント３１、注入ポンプ３２、流量圧力測定装置３３、注入内管１０１、パッカー加圧ポンプ３４を備えている。注入内管１０１には、たとえば図２に示すように、上下パッカー１０２及び固化材吐出口１０５が設けられている。
【００２０】
この注入施工は、次の手順により行われる。図２に示すように、各注入孔５０に予め建て込んでおいた注入外管１０３内に、注入内管１０１を挿入し、上下パッカー１０２を注入外管１０３の各注入口５１を跨ぐように配置した後、上下パッカー１０２を膨張させ、当該注入口５１の上下を密閉した状態で、固化材吐出口１０５から固化材を吐出し、注入口５１を介し、周辺地盤に注入する。
【００２１】
通常、注入外管１０３の最下端に形成された注入口５１から注入を開始し、順次、注入内管１０１を上方にステップアップさせて、各注入口５１からステップ毎に固化材を注入する。その際、流量圧力測定装置３３によって、単位時間毎の注入圧、注入流量、ステップ毎の注入量を注入データとしてメモリカード３０ａに記録する。また、図２の１０６は、注入口５１から固化材等の逆流を防止するためのゴムスリーブである。
【００２２】
指示注入量情報作成装置４０は、記録媒体１０ａに記録されている注入孔情報（注入外管の位置情報）及び注入仕様情報や記録媒体２０ａに記録されている注入孔の孔曲り情報等に基づいて、実際の各注入口の位置関係を表した三次元モデルを構築し、対象地盤領域を複数段に区分した各注入ゾーンに対する設計総注入量を、当該注入ゾーンに位置する複数の各注入口５１の位置関係に応じて、該各注入口５１に最適配分する指示注入量情報３５を作成するものである。
【００２３】
指示注入量情報作成装置４０は、注入設計データ入力部４１、孔曲りデータ入力部４２、データベース記憶部４３、注入量調整部４４、注入効果処理部４５、注入データ入力部４６、注入効果図化部４７を備えている。
【００２４】
注入設計データ入力部４１は、記録媒体１０ａに記録されている注入孔情報（注入外管の位置情報）及び注入仕様情報を、データベース記憶部４３に入力する。孔曲りデータ入力部４２は、記録媒体２０ａに記録されている注入孔の孔曲り情報を、データベース記憶部４３に入力する。
【００２５】
データベース記憶部４３は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）内に搭載されているものであうて、三次元モデル、注入仕様、注入データのデータベースを構築するものである。
【００２６】
注入量調整部４４は、データベース記憶部４３に構築されたデータベースに基づき、上記の指示注入量情報３５を提供する。注入効果処理部４５は、注入効果の判定処理を行うものである。ここで、判定処理に先立ち、注入効果判定支援図出力条件が与えられる。注入効果判定支援図出力条件としては、注入薬液、注入孔又は任意の注入ゾーン断面、管理図出力データ（終了注入圧、流量、注入量等）がある。
【００２７】
注入データ入力部４６は、メモリカード３０ａに記録されている単位時間毎の注入圧、注入流量、ステップ毎の注入量等の注入データを、データベース記憶部４３に与える。
【００２８】
注入効果図化部４７は、注入効果処理部４５によって注入効果の判定処理された結果を図化するものである。
【００２９】
次に、このような構成の注入工事支援処理装置の動作について説明する。
【００３０】
まず、図３に示すように、記録媒体１０ａに記録されている注入孔情報（注入外管の位置情報）及び注入仕様情報を、データベース記憶部４３に入力する（ステップ２０１）。次に、削孔機２１により注入孔を削孔するとともに孔内傾斜計やジャイロ等の計測器２２によって注入孔の孔曲り計測を行う（ステップ２０２）。次に、記録媒体２０ａに記録された注入孔の孔曲り情報を、データベース記憶部４３に入力する（ステップ２０３）。
【００３１】
次に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって注入孔の孔曲りが許容範囲内か否かを判定する（ステップ２０４）。注入孔の孔曲りが許容範囲内であれば、（ステップ２０６）設計注入量に従って注入施工を行う。これに対し、注入孔の孔曲りが許容範囲内でなければ注入量調整部４４により、各注入口からの設計注入量を、各注入ゾーンに位置する各注入口の互いの位置関係に応じて修正する（ステップ２０５）。
【００３２】
すなわち、図４に示すように、対象地盤領域を所定深度毎に区分した各注入ゾーン（ａ）〜（ｃ）を抽出する。そして、各注入ゾーン（ａ）〜（ｃ）において、図５に示すように、隣接する各注入口５１の位置間の距離より、各注入口５１が上記の各注入ゾーン（ａ）〜（ｃ）に示す重みを算出し、その重みに応じて、各注入ゾーン（ａ）〜（ｃ）に定められた設計繰注入量を各注入口５１に配分する。
【００３３】
そして、上述した指示注入量情報３５を作成し、注入施工装置３０に与える。その後、注入施工を行う（ステップ２０６）。
【００３４】
次に、流量圧力測定装置３３により、単位時間毎の注入圧、注入流量、ステップ毎の注入量を注入データとしてメモリカード３０ａに記録するとともに、メモリカード３０ａに記録された注入データを、データベース記憶部４３に入力する（ステップ２０７）。
【００３５】
次に、注入効果処理部４５により、注入効果の判定処理を行う（ステップ２０８）。ここで、判定処理に先立ち、注入薬液、注入孔又は任意の注入ゾーン断面、管理図出力データ（終了注入圧、流量、注入量等）等の注入効果判定支援図出力条件が与.えられる。
【００３６】
次に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって補足注入が必要か否かが判定される（ステップ２０９）。補足注入が必要であると判定されると、（ステップ２０６）に移行し、再度、補足分の注入施工が行われる。補足注入が必要でなければ、注入施工が完了となる。
【００３７】
このように、本実施の形態では、二重管ダブルパッカー注入工事の支援を行うに際し、指示注入量情報作成装置４０により、設計に基づく注入孔情報（注入外管の位置情報）と、計測器によって計測された注入孔５０の孔曲り情報とに基づき、実際の各注入口５１の位置関係を表す三次元モデルを構築し、各注入ゾーン（ａ）〜（ｃ）の設計注入量を、実際の注入口５１の位置関係に応じて、各注入口５１に最適配分するので、注入孔５０に孔曲りが生じたとしても、対象地盤領域に固化材を均一に注入することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の如く本発明に係る二重管ダブルパッカー式の注入工事支援処理装置及びその注入工事支援処理方法によれば、指示注入量情報作成装置により、設計に基づく注入孔情報（注入外管の位置情報）と、計測器によって計測された注入孔の孔曲り情報とに基づき、実際の各注入口の位置関係を表す三次元モデルを構築し、各注入ゾーンの設計注入量を、実際の注入口の位置関係に応じて、各注入口に最適配分するので、注入孔に孔曲りが生じたとしても、対象地盤領域全体に固化材を均一に注入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の二重管ダブルパッカー式の注入工事支援処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】
二重管ダブルパッカー式の注入状況を説明するための図である。
【図３】
図１の注入工事支援処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】
図１の注入工事支援処理装置の動作を説明するための図である。
【図５】
図１の注入工事支援処理装置の動作を説明するための図である。
【図６】
従来の注入施工を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…設計装置、１０ａ，２０ａ…記録媒体、２０…削孔装置、２１…削孔機、２２…計測器、３０…注入施工装置、３０ａ…メモリカード、３１…薬液作成プラント、３２…注入ポンプ、３３…流量圧力測定装置、３４…パッカー加圧ポンプ、３５…指示注入量情報、４０…指示注入量情報作成装置、４１…注入設計データ入力部、４２…孔曲りデータ入力部、４３…データベース記憶部、４４…注入量調整部、４５…注入効果処理部、４６…注入データ入力部、４７…注入効果図化部、５０…注入孔、５１…注入口、１０３…注入外管、１０１…注入内管、１０２…上下パッカー、１０６…ゴムスリーブ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004197415.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004197415.tif 000002