(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装置において、該注入液を所定の圧力に加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する導管と、この導管に設けられた絞り部とからなる地盤注入装置。
【請求項２】
請求項１において、前記注入液加圧部は地盤注入液の流量圧力制御機能を有するリターン装置および／またはインバータを備えてなる請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項３】
請求項１において、前記絞り部よりも下流側の前記導管にさらに、圧力計および／または流量計を設け、前記絞り部は圧力計および／または流量計からの情報に基づき、絞りを調整することにより、前記導管から注入管路に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を調整するようにした請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項４】
請求項１において、前記絞り部は流量面積を所定の値に設定したオリフイスまたは流量制御弁である請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項５】
請求項１において、前記絞り部はリバーシブルモータおよびこのリバーシブルモータに連結され、このモータの稼動によって上下に運動するシャフトを備え、このシャフトを先端から前記導管の管路内に挿入し、上下に運動させることによって前記導管管路の横断面の絞りを調整する請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項６】
請求項１において、導管は注入液加圧部に連通する分配装置から複数本分岐してなる請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項７】
地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装置において、該注入液を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する一部または全部が柔軟性ないしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の柔軟性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧ないしは緩圧して該導管管路の横断面の絞りを調整する絞り部とを備え、前記絞り部は前記絞りを調整することにより、導管から注入管路に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を調整することを特徴とする地盤注入装置。
【請求項８】
請求項７において、前記注入液加圧部は地盤注入液の流量圧力制御機能を有するリターン装置および／またはインバータを備えてなる請求項７に記載の地盤注入装置。
【請求項９】
請求項７において、前記絞り部はさらに、リバーシブルモータおよびこのリバーシブルモータに連結され、このモータの稼動によって上下に運動するシャフトを備え、前記一対の硬質片のうち、一方は前記柔軟性ないしは弾力性導管に近接ないしは接触するように、前記シャフトに取り付けられ、他方は前記柔軟性ないしは弾力性導管を挟んで前記一方の硬質片と対向する位置に配置され、前記シャフトの上下運動により前記柔軟性ないしは弾力性導管を前記一対の硬質片間に挟んで押圧ないしは緩圧するようにした請求項７に記載の地盤注入装置。
【請求項１０】
請求項７において、前記絞り部よりも下流側の導管に、圧力計および／または流量計が設けられ、この圧力計および／または流量計からの情報に基づき、前記絞り部はリバーシブルモータを稼動させ、シャフトを上下運動させて前記柔軟性ないはし弾力性導管を押圧なしいは緩圧するようにした請求項７に記載の地盤注入装置。
【請求項１１】
請求項７において、さらに制御装置を備え、この制御装置は圧力計および／または流量計に接続されてこれらの情報を受け、かつ絞り部に接続されてこれら情報に基づいて絞り部に指示を与えて絞りを調整し、送液中の注入液がそれぞれの注入管路における情況に応じて圧力および／または流量を調整して導管から注入管路に送液するようにした請求項７に記載の地盤注入装置。
【請求項１２】
請求項７において、前記絞り部に至るまでの導管には注入液リターン装置が備えられ、この注入液リターン装置は前記流量計および／または圧力計からの情報に基づき、リターン量を調整し、これにより、注入液を所望の圧力に保持して導管に送液する請求項７に記載の地盤注入装置。
【請求項１３】
請求項１１において、制御装置はさらに注入液加圧部とも接続され、流量計および／または圧力計からの情報に基づき、注入液加圧部に指示を与え、地盤注入液の加圧状態を調整するようにした請求項１１に記載の地盤注入装置。
【請求項１４】
請求項７において、導管は注入液加圧部に連通する分配装置から一本または複数本分岐してなる請求項７に記載の地盤注入装置。
【請求項１５】
地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する導管と、前記導管に設けられた絞り部およびこれよりも下流側の導管に設けられた圧力計および／または流量計とを備えた地盤注入装置を用い、前記注入液を注入加圧部から導管および注入管路を経て地盤中に注入することを特徴とする地盤注入工法。
【請求項１６】
請求項１５において、地盤注入装置は注入液加圧部に地盤注入液の流量圧力制御機能を有するリターン装置および／またはインバータを備え、前記注入液が絞り部に至るまでの圧力を所定の値に調整することにより、絞り部を通過する地盤注入液の吐出量を調整するようにした請求項１５に記載の地盤注入工法。
【請求項１７】
請求項１５において、絞り部はオリフイスまたは流量制御弁である請求項１５に記載の地盤注入工法。
【請求項１８】
請求項１５において、地盤注入装置はさらに制御装置を備え、この制御装置は前記圧力計および／または流量計に接続されてこれらからの情報を受け、かつ絞り部に接続され、前記情報に基づいて絞り部に指示を与え、前記注入液を注入加圧部から導管および注入管路を経て地盤中に注入するに際して、絞り部に絞りの指示を与えながら注入を行なって絞りを調整し、これにより該導管から注入管路に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を注入管路における注入情況に応じて調整するようにした請求項１５に記載の地盤注入工法。
【請求項１９】
請求項１５において、前記絞り部はリバーシブルモータおよびこのリバーシブルモータに連結され、このモータの稼動によって上下に運動するシャフトを備え、このシャフトを先端から前記導管の管路内に挿入し、上下に運動させることによって前記導管管路の横断面の絞りを調整する請求項１５に記載の地盤注入工法。
【請求項２０】
請求項１５において、地盤注入液が
（ａ）水ガラス中のアルカリの一部または全部を除去して得られるシリカ溶液を主材とした注入液、
（ｂ）水ガラスのアルカリを酸で中和して得られる非アルカリ領域のシリカ溶液を主材とした注入液、
（ｃ）コロイダルシリカを主材とした注入液、
（ｄ）水ガラスのアルカリの一部または全部を除去して得られるシリカ溶液に水ガラスおよび／またはコロイダルシリカを添加してなるシリカ溶液を主材とした注入液、
（ｅ）水ガラスと、コロイダルシリカと、反応剤とを混合してなるシリカ溶液を主材とした注入液。、
（ｆ）セメントおよび／または粘度を有効成分とする懸濁性注入液、
（ｇ）スラグおよびアルカリを有効成分とする懸濁性注入液、
（ｈ）水ガラス水溶液と多価金属化合物を別々の注入液送液系統から別々に地盤中に注入して地盤中で反応させる注入液、
（ｉ）水ガラス水溶液と反応剤水溶液を別々の注入液送液系統で送液して合流し、地盤に注入する注入液、
の群から選択される請求項１５に記載の地盤注入工法。
【請求項２１】
地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する、一部または全部が柔軟性ないしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の柔軟性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧ないしは緩圧して地盤注入液の絞りを調整する絞り部とを備えた地盤注入装置を用い、前記注入液を注入液加圧部から導管および注入管路を経て地盤中に注入するに際して、前記柔軟性ないしは弾力性導管が前記絞り部によって押圧ないしは緩圧されてなり、これにより前記導管から注入管路に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を注入管路における情況に応じて調整することを特徴とする地盤注入工法。
【請求項２２】
請求項２１において、前記絞り部よりも下流側の導管に、さらに流量計および／または圧力計を設け、この流量計および／または圧力計からの情報に基づき、前記絞り部に指示を与えてリバーシブルモータを稼動させ、シャフトを上下振動させて前記柔軟性ないしは弾力性導管を押圧ないしは緩圧するようにした請求項２１に記載の地盤注入工法。
【請求項２３】
請求項２１において、さらに制御装置を備えた地盤注入装置を用い、この制御装置は前記圧力計および／または流量計に接続され、かつ絞り部に接続され、圧力計および／または流量計からの情報を受けてこの情報に基づき絞り部に指示を与え、この指示を与えながら注入を行なう請求項２１に記載の地盤注入工法。
【請求項２４】
請求項２１において、注入液加圧部には流量圧力調整機能を有する注入液リターン装置および／またはインバータが備えられ、該注入液が該絞り部に至るまでの圧力を所定の値に調整することにより絞り部を通過する注入液の吐出量を調整するようにした請求項２１に記載の地盤注入工法。
【請求項２５】
請求項２１において、複数の注入管路に複数の導管を通して送液する請求項２１に記載の地盤注入工法。
【請求項２６】
請求項２５において、複数の導管は注入液加圧部に連通する分配装置から分岐してなる請求項２５に記載の地盤注入工法。
【請求項２７】
請求項２１において、地盤注入液が
（ａ）水ガラス中のアルカリの一部または全部を除去して得られるシリカ溶液を主材とした注入液、
（ｂ）水ガラスのアルカリを酸で中和して得られる非アルカリ領域のシリカ溶液を主材とした注入液、
（ｃ）コロイダルシリカを主材とした注入液、
（ｄ）水ガラスのアルカリの一部または全部を除去して得られるシリカ溶液に水ガラスおよび／またはコロイダルシリカを添加してなるシリカ溶液を主材とした注入液、
（ｅ）水ガラスと、コロイダルシリカと、反応剤とを混合してなるシリカ溶液を主材とした注入液。、
（ｆ）セメントおよび／または粘度を有効成分とする懸濁性注入液、
（ｇ）スラグおよびアルカリを有効成分とする懸濁性注入液、
（ｈ）水ガラス水溶液と多価金属化合物を別々の注入液送液系統から別々に地盤中に注入して地盤中で反応させる注入液、
（ｉ）水ガラス水溶液と反応剤水溶液を別々の注入液送液系統で送液して合流し、地盤に注入する注入液、
の群から選択される請求項２１に記載の地盤注入工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地盤注入液を地盤中に設置された注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装置および工法に係り、特に注入の際の圧力変化にもかかわらず、所定の吐出量で注入し、さらに、吐出量を注入情況に応じて任意に調整し得る地盤注入装置および工法に係り、詳細には、地盤注入液を注入管路に送液する導管の横断面の絞りを調整して所定の吐出量で注入し得る地盤注入装置および工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤中に注入液を注入して該地盤を改良する地盤改良技術として、従来、注入すべき地盤に注入管を設置し、これら注入管を一本づつ下方から上方に引き上げ、あるいは上方から下方に押し下げて注入ステージを移向しながら注入する方法が知られている。
【０００３】
しかし、注入すべき対象地盤は大方、軟弱な沖積層であって、透水性の異なる土層が積層して構成されており、このため、注入ステージを移向させながらそれぞれの土層に最適な注入を達成すること、すなわち、最適な注入圧、注入速度、注入量、注入率等による注入を達成することは極めて煩雑であって、長時間を必要とし、不経済となり、実質的に不可能であった。
【０００４】
また、近年、地盤注入により液状化防止を行なうことが要求されている。このような液状化防止には大容量土の経済的急速施工が必要である。しかし、従来の注入工法ではこのような急速施工は不可能であった。
【０００５】
特に、地盤は上述のとおり、透水性の異なる土層が積層して構成されており、このため、各土層間で注入圧が異なって圧力変化を起こし、あるいは注入中に注入圧力の変化を起こし、この地盤内圧力変化のため一定量の吐出量で地盤注入することは非常に困難であった。
【０００６】
【発明が解決すべき課題】
また、地盤中に設置した複数の注入管路に一つのポンプから同時に注入する場合、各注入管路吐出口の地盤の注入圧力が異なれば、圧力の低い注入管路のみに注入液が吐出され、所定の注入量を複数の注入管路に同時に注入することは不可能であった。
【０００７】
さらに、一台のポンプから多数のオリフイスまたは噴射口を介して多数の注入管に同時に注入液を送液し、地盤中に注入する方法も提案されている。この方法では個々の注入管について、地盤の抵抗圧の変化の幅が大きい場合、あるいは、それぞれの注入管における地盤抵抗圧が注入過程中に変化する場合、ポンプ圧力が変動してしまい、このため、各注入管に所定の吐出速度で注入することが困難である。また、多数の注入管のうち、いずれかの注入管の注入が終了してのち、残りの注入管からの注入を所定圧力および吐出量を保ちながら注入することもまた困難なため、実用化には至っていないのが実情である。
【０００８】
例えば、複数の注入管のうち、一部の注入管の注入が完了してこの注入管路のバルブを閉束した場合、送液管内の圧力は急上昇して残りの注入管への注入量が急激に増大してしまい、一定の注入圧力で一定の注入量を維持して注入を継続することが困難になる。また、各注入管毎に注入管からの吐出量を注入情況に応じて変動させることも困難である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は地盤注入の際の注入圧力の変化にもかかわちず、所定の吐出量で注入し得、上述の公知技術に存する欠点を改良した地盤注入装置および工法を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の他の目的は複数の注入管路吐出口の浸透抵抗圧力がそれぞれ異なっても、複数の注入管路から同時に、所定の注入速度で注入し得、さらに、複数の注入管路のうち、一部の注入が完了して注入を停止しても、他の残りの注入管路に影響を与えず、所定の圧力および吐出量を保ったまま、最後の一本の注入管路まで容易に注入し得、さらにまた、注入中、各注入管路毎にその吐出量を注入情況に応じて調整し得、上述公知技術に存する欠点を改良した地盤注入装置および工法を提供することにある。
【００１１】
さらにまた、本発明の他の目的は液状化防止工事あるいは大規模工事における急速施工のための地盤改良等、大容量土の地盤改良に適し、特に、改良すべき地盤に複数の注入管路を設置し、これら複数の注入管路から注入液を同時に、かつ選択的に、さらには自動的に注入し得る地盤注入装置および工法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明装置によれば、地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装置において、該注入液を所定の圧力に加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する導管と、この導管に設けられた絞り調整装置とからなることを特徴とする。
【００１３】
さらに、上述の目的を達成するため、本発明装置によれば、地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入装置において、該注入液を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する一部または全部が柔軟性ないしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の柔軟性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧ないし緩圧して該導管管路の横断面の絞りを調整する絞り調整装置を備え、前記絞り調整装置は前記絞りを調整することにより、導管から注入管路に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を調整することを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、上述の目的を達成するため、本発明方法によれば、地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する導管と、前記導管に設けられた絞り調整装置およびこれよりも下流側の導管に設けられた圧力計および／または流量計とを備えた地盤注入装置を用い、前記注入液を注入加圧部から導管および注入管路を経て地盤中に注入することを特徴とする。
【００１５】
さらに、上述の目的を達成するため、本発明方法によれば、地盤注入液を地盤中に設置された複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結する地盤注入工法において、該注入液を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連通され、該注入液を前記注入管路に送液する、一部または全部が柔軟性ないしは弾力性導管でつくられた導管と、この導管の柔軟性ないしは弾力性部分に設けられ、この導管を押圧ないしは緩圧して地盤注入液の絞りを調整する絞り調整装置とを備えた地盤注入装置を用い、前記注入液を注入液加圧部から導管および注入管路を経て地盤中に注入するに際して、前記柔軟性ないしは弾力性導管が前記絞り調整装置によって押圧ないしは緩圧されてなり、これにより前記導管から注入管路に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を注入管路における情況に応じて調整することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を添付図面を用いて詳述する。
【００１７】
図１は本発明装置の一具体例のフローシートである。図２はオリフイス口径φ2.０mmにおける抵抗圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆとの関係を各液圧について表したグラフである。図３はオリフイス口径φ2.５mmにおける抵抗圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆとの関係を各液圧について表したグラフである。図４は本発明にかかる注入液加圧部と他の具体例の説明図である。図５は本発明にかかる地盤注入装置の変形例のフローシートである。図６は本発明の絞り部として用いられる流量制御弁の一具体例の断面図である。図７は流量制御弁の他の例の断面図である。図８は本発明に用いられる注入液リターンシステムの具体例の断面図である。図９は本発明にかかる絞り部の他の具体例の断面図である。図１０は本発明にかかる絞り部のさらに他の形式の説明図である。図１１は図１０の絞り部の操作状態を表した部分断面図である。図１２は図１０の絞り部の変形例の部分断面図である。図１３は図１０の絞り部のさらに他の変形例の部分断面図である。図１４は本発明にかかる地盤注入装置の他の具体例のフローシートである。図１５は本発明にかかる地盤注入装置のさらに他の具体例のフローシートである。図１６は本発明にかかる地盤注入装置のさらに他の具体例のフローシートである。図１７は中央管理部に接続された本発明装置の一具体例のフローシートである。図１８は中央管理部を有する図１の装置を具体的に表した説明図である。図１９は集中管理装置Ｘ１の操作フローチャートである。図２０は図１８の１０本の送液系統分のデータを表した画面である。図２１は本発明にかかる一具体例の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図である。図２２は本発明にかかる他の具体例の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図である。図２３は本発明のさらに他の具体例の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図である。
【００１８】
図１に示されるように、本発明地盤注入装置Ａは地盤注入液５を地盤３中に設置された複数本の注入管路２、２・・・２を通して地盤３中に注入し、該地盤３を固結する装置であって、地盤注入液５を所定の圧力に加圧する注入液加圧部１と、この注入液加圧部１に連通され、前記注入液５を注入管路２に送液する導管６と、この導管６に設けられた絞り部７とから基本的に構成される。なお、絞り部７は導管６の上端部、すなわち、送液系13と導管６の分岐点、あるいは後述の分配装置11から導管６への出口に設けてもよい。
【００１９】
また、図１に示されるように、地盤注入液５の絞り部７に至る送液系13に注入液リターンシステムＲＳ、すなわち、送液流量計ｆ0 および／または送液圧力計Ｐ0 と、注入液リターン装置ＲＡを設け、所定の注入圧力Ｐ0 を保つように流量圧力制御装置10によってリターン装置ＲＡを制御し、注入液の一部をリターン管路Ｒを通して注入液槽４にリターンさせる。すなわち、注入液リターンシステムＲＳは送液圧力計Ｐ0 および／または送液流量計ｆ0 からの信号情報を流量圧力制御装置10が受け、この信号を注入液リターン装置ＲＡに伝達する。注入液リターン装置ＲＡは送液圧力計Ｐ0 および／または送液流量計ｆ0 からの情報に基づき、送液系13中の注入液を送液系13からリターン管路Ｒに分流して注入液槽４にリターンさせることにより送液系13の液圧を所望の圧力に保持し、これにより絞り部７を通して導管６から注入管路２に送液される注入液の吐出量を所定の量に保持する。
【００２０】
図１において、地盤注入液５は絞り部７の上流側の高い圧力部から下流側の低い圧力部に噴射される。この場合、加圧された地盤注入液５の注入圧力Ｐ0 と注入される地盤３の注入圧力Ｐ1nの差圧を充分に大きくとれば、絞り部７より下流側の各導管６、６・・・６の注入圧力にばらつきがあっても、各導管６の吐出量（注入速度）は絞り部７の面積が同じであればほぼ同一量となる。そして、吐出量は注入圧力Ｐ0 と絞り部７の孔の面積によって定まる。
【００２１】
しかし、図１において、地盤注入液５は注入の初めから終りまで常に全導管６、６・・・６から正確に同様に注入されるとは限らず、あるいは対象注入個所によっては早く完了して注入を終了する導管６もでてくる。ところが、導管６、６・・・６の一部が注入を終了すると、この注入量が残りの他の導管６、６・・・６に分配されるため、導管６内の圧力が高くなり、残りの導管６、６・・・６からの吐出量が増えてしまう。これを防ぐために、ポンプ14のインバータ（図示せず）を調節して回転数を調整し、圧力を落として流量を調整するか、リターンシステムを作動させる。このようにして、導管６の注入中の数の変動にもかかわらず、送液系13の圧力を所定値に保持し得、各導管６、６・・・６から所定流量の注入を自動的に継続することができる。
【００２２】
また、図１において、注入開始から完了まで、注入液リターンシステムＲＳにより注入圧力Ｐ0 を任意の値に設定して地盤注入液５を自動的にリターンさせ、注入圧力Ｐ0 と、稼動している導管６、６・・・６の数とに対応した吐出量を任意に得ることもできる。さらに、ポンプ14に図示しないインバータを設けることにより、最も適切な流量範囲（圧力範囲）内で、所定の流量ないしは圧力に調整することもできる。このように、注入液リターンシステムＲＳにより、あるいはインバータにより、さらにはこれらの併用により地盤注入液を所定圧力に加圧する注入液加圧部１を本発明では、流量圧力制御機能を有する注入液加圧部１と呼ぶ。なお、図１において、送液系13と、導管６との間に分配装置11を設け、導管６、６・・・６を分配装置11から伸長させてもよい。また、12は導管６と注入管路２の連結部である。さらに、導管６には図１に示すように、分岐バルブＶ1 、Ｖ2 ・・・Ｖi 、Ｖn 、さらには、圧力計（圧力検出器）８、流量計（流量検出器）９を任意に設けることもできる。
【００２３】
図２および図３は図１の分配装置11中の加圧された地盤注入液５（絞り部７（オリフイス）よりも上流側の液圧＝Ｐ0 ）をオリフイス（絞り部７）から噴出する場合、オリフイスの口径を2.０mmおよび2.５mmとし、リターンシステムＲＳを用いてオリフイスよりも上流側の液圧を所定圧力に保ち、オリフイスよりも下流側の液圧（地盤抵抗圧力）を種々変化させたときのオリフイスからの流量ｆ（ｌ／分）の変化のグラフである。
【００２４】
図２および図３から、液圧Ｐ0 が地盤抵抗圧力Ｐよりも充分に高いときには、流量  ｆは液圧ＰとオリフイスＯの口径によって定まり、また、液圧Ｐが変動しても流量ｆはほとんど変動しない。また、液圧Ｐ0 とＰとの差がある範囲内に小さくなると流量ｆは急速に低下することがわかる。一般に、液圧Ｐ0 は２０〜１００kgf/cm2 とし、Ｐ0 とＰの差は５kgf/cm2 以上、好ましくは、１０kgf/cm2 が望ましい。
【００２５】
図４は本発明に用いられる注入液リターンシステムＲＳの他の具体例のフローシートであり、ポンプ14を並列して複数個用い、これにより、送液量を多くして注入圧力Ｐ0 を高めて非常に多数の注入管路から同時に注入することができる。すなわち、これにより、本発明は図１に示す導管６、６・・・６を数十本あるいは１００本以上、一度に地盤中に設置して急速施工を可能とする。また、１吐出口当たり１〜５ｌ／分の低吐出量により土粒子間浸透も可能になる。すなわち、１吐出口３ｌとして１００吐出口を同時注入する場合、３００ｌ／分の注入ポンプを必要とする。ところが、３００ｌ／分の薬液注入ポンプは入手しにくい。しかし、図４の装置を用いることにより３０ｌ／分の薬液注入ポンプ１０台を一セットにし、１００本の吐出口から一気に注入することができる。しかも、この注入液リターンシステムＲＳを用いることにより、一台毎のポンプの吐出量を調整することなく、多数の吐出口から、吐出口の数が変動しても一定圧力Ｐ0 により、所定量の吐出量で自動的に注入し続けることができ、上述のリターン装置を用いることによってこのような画期的注入工法の実用化が可能になる。
【００２６】
注入液リターン装置ＲＡは注入中連続して稼動しており、送液圧力計Ｐ0 の信号を得た流量圧力制御装置10は注入液リターン装置ＲＡに指示して地盤注入液５をリターン管路Ｒを通して分流リターンさせ、図１における分配装置11内の圧力（絞り部７よりも上流側の液圧）を制御して吐出量を制御する。さらに、流量計９の信号を受けて分配装置15内の圧力を制御し、最も適切な導管６の吐出量になるように制御する。かつ、導管６の一部が所定注入を終えて注入を停止しても、残りの導管から同一吐出量で注入して最後の一本まで注入できるようになる。
【００２７】
図５は円筒環状の分配装置11を用いた本発明にかかる地盤注入装置の例を示す。一般に、分配装置はポンプで注入液を送液系13から直接各導管６に送液すると直ちに過大の圧力を呈して稼動が難しくなる。また、脈動を生じるため、地盤への均質な浸透が困難になる。これに対して、送液系13から分配装置11を経て導管６に送液すると、脈動が吸収されて地盤中への均質な浸透が可能になる。また、図５のように、絞り部７に至る送液系13に注入液リターンシステムＲＳ、すなわち、送液圧力計Ｐ0 ないしは送液流量計ｆ0 、注入液リターン装置ＲＡ、リターン管路Ｒ、および流量圧力制御装置10を設けることにより、ポンプ14を通常の稼動状態にしてスタートしたまま、徐々に注入圧力Ｐ0 を上昇させ、導管６、６・・・６からの吐出量を把握しながら注入圧力Ｐ0 を設定して、安全かつ容易に注入操作が可能になる。また、ポンプ14の脈動が分配装置15内で吸収され、このため、各注入管路２、２・・・２には脈動のない地盤注入液５が送液され、脈状注入の起こりにくい土粒子間浸透が可能になる。特に、図５のような円筒環状の分配装置15は分配装置11内の圧力が均等に分布するため、各導管６、６・・・６への吐出量が均質になる。なお、送液圧力計Ｐ0 や送液流量計ｆ0 は分配装置内に設けることもできる。
【００２８】
図６は本発明にかかる絞り部の一具体例であって、流量制御弁Ｂの断面図である。図６において流量制御弁Ｂは弁本体15と、入口通路16と、出口通路17と、バランスピストン18と、スプリング19と導入口22とを備えて構成される。
【００２９】
弁本体15は地盤注入液５を矢印方向に導入する入口20および矢印方向に排出する出口21を有し、入口通路16はこの入口20から弁本体15の内部に通じ、かつ出口通路17はこの出口21から弁本体15の内部に通じている。
【００３０】
バランスピストン18は入口通路16および出口通路21間にこれら通路方向に沿って移動自在に内蔵され、かつ入口通路16に通じる導入口（オリフイス）22および出口通路17に通じる流出口23を有している。なお、導入口22はバランスピストン18の通路方向への移動により絞りおよび開きを自在に調整できる。
【００３１】
スプリング19は伸縮性弾性体であって、出口通路17内に装着され、バランスピストン18を出口通路17の方向から付勢する。このような伸縮性弾性体として、図６に示されるスプリング19のほかに、図示しないが、スプリングを内在した合成樹脂製のクッション材、スプリングをゴムのような伸縮製膜で覆ったクッション材、硬質ゴムのような合成樹脂製の可撓性クッション材等、スプリングの間に注入液のゲルが詰まって機能低下を来さないようにした各種クッション材が用いられる。
【００３２】
上述の構成からなる図６に示される流量制御弁Ｂは出口21側に圧力Ｐ1 （抵抗圧）が増えると、出口21側圧力Ｐ1 と入口20側圧力Ｐ0 の圧力差Ｐ0 −Ｐ1 が小さくなり、注入速度が減少するが、バランスピストン18は地盤抵抗圧が増えるため、スプリング19を押して入口20側に移動する。この移動により導入口22（オリフイス）の開口部が大きくなり、入口20から流入する流量が増大するように作用する。
【００３３】
また、出口21側の圧力（地盤抵抗圧）Ｐ1 が低くなると、出口21側圧力Ｐ1 と入口20側圧力Ｐ0 の圧力差Ｐ0 −Ｐ1 が大きくなり、注入速度が増大するが、バランスピストン18は出口21側に移動する。この移動により導入口22が絞られて開口部が小さくなり、導入口22から流入する流量が減少するように作用する。すなわち、本発明にかかる流量制御弁Ｂは出口21側の圧力変化にもかかわらず、出口21から常に一定の吐出量を吐出するように作動する。このように、注入孔毎に地盤注入圧力に変動があっても、注入中にゲル化が進行して地盤の抵抗圧が増大しても一定の吐出量を保持するように作動する。
【００３４】
注入に当たっては、注入対象とする土層に最も適した注入圧力と吐出量で注入することが望ましい。所定のポンプ圧を保って、それに対応した吐出量で注入するべきであるが、注入中の地盤の変化、ゲル化に伴う浸透抵抗の変化、あるいは注入操作上のばらつきによってポンプ圧が変動し、吐出量も変化しやすい。これに対し、本発明によれば、上述弁の機能により出口側の圧力変化にもかかわらず、ほぼ一定の吐出量を保持できる。
【００３５】
図７は流量制御弁Ｂの他の例の断面図を示す。図７において、流量制御弁Ｃは図６の流量制御弁Ｂと同様、弁本体15と、入口通路16と、出口通路17と、バランスピストン18と、スプリング19とを備えて構成される。
【００３６】
すなわち、図７において、ネジ24を回転し、スプリング19の方向に押し込むことにより、スプリング19を介してバランスピストンを移動し、導入口（オリフイス）22の開口面積を狭くして地盤注入液５の通過量を減らす。この結果、流出口23を経て出口21から吐出される地盤注入液５の量は減少する。これとは逆に、ネジ24を反対に回転することによってバランスピストンを上述とは逆に移動し、導入口（オリフイス）22の開口面積を広くして地盤注入液５の通過量を増大させる。この結果、流出口23を経て出口21から吐出される地盤注入液５の量は増大する。
【００３７】
このような流量制御弁Ｃを用いることにより、施工前の流量試験に基づいて、あらかじめネジ24を調整して所定の吐出量に設定することができ、また、注入中、注入状況に応じてネジ24をまわし、適宜に吐出量を調整することもできる。
【００３８】
図８は本発明に用いられる注入液リターンシステムの具体例を示した断面図である。すなわち、図８は送液系13、すなわち、注入液槽４より分配装置11に至る途中の送液系13に注入液リターン装置ＲＡおよびこれよりも下流側に送液圧力計Ｐ0 および／または送液流量計ｆ0 を設けるとともに、これら注入液リターン装置ＲＡ、および送液圧力計Ｐ0 あるいは送液流量計ｆ0 をそれぞれ流量圧力制御装置10に接続した例である。この場合、注入液リターン装置ＲＡは送液圧力計Ｐ0 および／または送液流量計ｆ0 からの情報に基づき、送液系13中の地盤注入液５を送液系13からリターン管路Ｒに分流することにより送液系13の液圧を所望の圧力に保持する。なお、注入液リターン装置ＲＡでは、上述信号を受け、リバーシブルモータ26のシヤフト25を矢印方向に、上下に正逆移動し、リターン管路Ｒ開口部の面積を調整してリターン管路Ｒへの地盤注入液５のリターン量を調整し、送液系13側の圧力ないしは流量を所望の設定値とする。これらの装置とポンプを一体化して流量圧力制御機能を有する注入液加圧部１とすることができる。
【００３９】
図９は本発明にかかる絞り部７のさらに他の具体例の断面図である。絞り部７は流量圧力制御装置10からの指示を受け、リバーシブルモータ26の稼動によりシヤフト25を矢印方向に運動させ、導管６中に送液される地盤注入液５をシヤフト25で絞り、オリフイス（絞り）の口径を調整する機能を有する。すなわち、流量圧力制御装置10に接続された圧力計８および／または流量計９からの情報に基づき、導管６中に送液中の地盤注入液５が所定の圧力範囲および／または瞬時流量範囲を保持するように、絞りａを調整して導管６の液圧を所望の圧力範囲および／または瞬時流量範囲に保持する。なお、オリフイスのように口径が一定のものは一定の流量を保持して流量の変動はできないが、上述のように絞り部７を用いれば、導管６の流量を自動的に調整できる。このように、本発明では、ポンプにリターン装置やインバータを設けずとも、絞り部に流量圧力制御装置を設けて絞り部よりも上側の液圧を調整して絞り部の断面積に対応した流量を得ることによって、注入液加圧部に所定の圧力に加圧する機能をもたらすことができる。
【００４０】
図１０は本発明に用いられる絞り部７の他の形式の説明図であり、図１１は図１０の絞り状態を表した説明図である。図１０および図１１において、地盤注入液５を注入管路２に送液する導管６（送液系）は一部または全部が柔軟性導管６ａで形成される。そして、この柔軟性導管６ａには、この導管６ａを押圧ないしは緩圧して該導管６ａの管路６ｂの横断面の絞りを調整する絞り部７が備えられる。この柔軟性導管６ａに用いられる材料としては、例えば合成樹脂等のゴムが用いられる。
【００４１】
このような図１０および図１１に示す構造の絞り部７は柔軟性導管６ａを押圧ないしは緩圧して管路６ｂの横断面の絞りを調整し、これにより、管路６ｂに阻害するものが存在せず、したがって、注入液として、例え、懸濁性の注入液を流しても管路６ｂの絞り部が詰まることがない。
【００４２】
この絞り部７の具体的構造としては、図１０に示されるように、一対の硬質片27、27を備え、図１１に示されるように、この一対の硬質片27、27で柔軟性導管６ａを挟持して管路６ｂを押しつぶし、あるいは復元させることにより導管６ａを押圧ないしは緩圧する。この場合、シヤフト25はギヤを上下することにより手動で調整することもできるが、自動的に行なう方が好ましい。
【００４３】
例えば、図１０に示すように、本発明にかかる絞り部７はリバーシブルモータ26、およびこのモータ26の稼動によって上下に運動するシャフト25を備える。28はギヤボックスである。そして、一対の硬質片27、27のうち、一方は柔軟性導管６ａに近接ないしは接触するように、シャフト25の、例えば先端に取りつけられ、他方は柔軟性導管６ａを挟んで、一方の硬質片27と対向する位置に配置される。これにより、図１１に示されるように、シャフト25の上下運動により柔軟性導管６ａを一対の硬質片27、27間に挟んで押圧ないしは緩圧する。
【００４４】
さらに、本発明では図１０に示されるように、絞り部７よりも下流側の送液系導管６（ないしは柔軟性導管６ａ）に圧力計８および／または流量計９、例えば電磁流量計８を設け、かつ、流量圧力制御装置10をも設ける。この制御装置10は所望の流量を設定しておき、圧力計８および／または流量計９、および絞り部７のリバーシブルモータ26と接続され、圧力計８および／または流量計９からの情報に基づき、絞り部７に指示を与えてリバーシブルモータ26を稼動させ、シャフト25を上下運動させて柔軟性導管６ａを押圧ないしは緩圧して絞りを調整し、設定された所望の流量に調整する。硬質片27、27としては例えば、硬質プラスチックや金属等からなる硬質の棒状体が用いられる。
【００４５】
図１０において、制御装置10は絞り部以外に注入液加圧部１と接続してもよい。すなわち、図１の注入液加圧部１の例えば、ポンプ14とも接続され、圧力計８および／または流量計９からの情報に基づき、注入加圧部１（ポンプ14）に指示を与え、例えば、インバータに指示してポンプ14の回転数を上げ下げして地盤注入液５の加圧状態を調整する。なお、この制御装置10は図示しないが、リターン装置を調整して絞り部７より上流側の圧力が所定値を保つようにリターン量を調整することもできる。
【００４６】
地盤注入液５は上述のとおり、注入液加圧部１を経て加圧送液され、次いで、図１０に示されるように、柔軟性導管６ａに設置された絞り部７の上下に運動自在なシャフト25の硬質片27により柔軟性導管６ａが挟持されて流量が絞られる。この硬質片27、27で挟まれ、絞られた流路の断面をａとすると、流路ａを流れる注入液５の瞬時流量ｑは硬質片27、27よりも上流側の圧力Ｐ0 と注入管路２内圧力Ｐ1 （地盤注入圧）の差圧△Ｐ＝Ｐ0 −Ｐ1 によって定まる。差圧△Ｐが大きいほど、また、流路ａが大きいほど、瞬時流量ｑは大きくなる。また、△Ｐがゼロに近づくにつれてｑはゼロに近づく。
【００４７】
したがって、地盤注入圧Ｐ1 が注入経過とともに変動して注入圧力が上昇し、△Ｐが小さくなっても流路ａを大きくすることによって瞬時流量ｑを所定範囲に保つことができ、あるいは流路ａを小さくすることによって瞬時流量を小さくし、Ｐ1 の上昇を抑えて地盤の変状を少なくすることができる。
【００４８】
そして、これらの調整を導管６（柔軟性導管６ａ）毎に行なうことができる。すなわち、本発明によれば、注入加圧部１の圧力と、絞り部７のシヤフト25の調整による流路ａの断面を変動することにより、個々の導管６（柔軟性導管６ａ）毎に、注入状況に応じて注入圧力、瞬時注入量（注入速度）の調整が可能であり、圧力が上がっても瞬時注入量を低くすることによって低圧にして所定量に達するまで注入しつづけたり、あるいは地盤変位を最小限にして所定注入量を注入することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明に用いられる図１０の絞り部７は図９の地盤注入液５の流れをシヤフト25で直接遮断するものとは異なり、図１０に示すように、外側から硬質片27、27で柔軟性導管６ａを挟持して流量を調整するので、懸濁液を用いても柔軟性導管６ａが地盤注入液５で詰まることがない。
【００５０】
図１２は図１０の絞り部７の変形例であって、複数の注入管路２、２・・・２にそれぞれつながる複数の柔軟性導管６ａ、６ａ・・・６ａを一組の硬質片27、27で同時に導管６ａの管路６ｂの絞りを調整する。これは地盤条件がほぼ同一で、かつ注入条件もほぼ同一であって、複数の注入管路から同時に注入する場合に用いられる。この場合、絞り部７よりも下流側の圧力および／または流量は一本の導管の測定のみで足りる。
【００５１】
図１３も図１０の絞り部７の他の変形例であって、複数の柔軟性導管６ａ、６ａ・・・６ａをそれぞれ別々の絞り部７、７・・・７で吐出量を調整する。この場合、それぞれの導管６ａは注入管路に通じ、それぞれの注入管路の注入状況に応じて最適の吐出量で注入できる。
【００５２】
図１４は本発明にかかる地盤注入装置の他の具体例のフローシートである。図１４において、地盤注入装置Ａは注入液槽４中の地盤注入液５を地盤３中に設置された一本または複数本の注入管路２、２・・・２を通して地盤３中に注入し、地盤３を固結する。このような本発明にかかる地盤注入装置Ａは注入液加圧部１と、絞り部７と、導管６、６・・・６とを基本的に備えて構成される。なお、図１４において、中央の縦方向に画かれた破線よりも左側の部分が注入管路２を一本用いた装置であり、この破線を取り除いた全体図が複数本の注入管路２、２・・・２を用いた装置である。説明上、両者は同じであるので、図１４により複数の注入管路２、２・・・２を例として両者の説明を兼ねる。一本の注入管路２を用いた例は破線の左側の部分である。なお、この地盤注入装置Ａにおいて、絞り部７として図６、または図７に示す流量制御弁ＢまたはＣ、図９や図１０の絞り部等をそれぞれ用いることができる。
【００５３】
注入液加圧部１は注入液槽４と導管（送液系13) を介して連結され、槽４中の地盤注入液５を注入液加圧部１に導き入れ、加圧する。この注入液加圧部１は具体的には例えば、一台のポンプから構成され、あるいは図４に示されるように、複数台のポンプ14、14・・・14を並列して構成され、さらには図示しないが、注入液を満たした耐圧容器にコンプレッサからの圧気を加えて注入液を送液する注入液加圧部で構成される。
【００５４】
導管６、６・・・６はそれぞれ送液系13を介して注入液加圧部１に連通され、注入液加圧部１によって加圧された注入液を注入管路２、２・・・２に送液する。これら導管６、６・・・６にはそれぞれ、絞り部７およびこれよりも下流側に圧力計８および／または流量計９が設けられる。12は地盤３中の注入管路２と、導管６とを連結する連結部である。
【００５５】
本発明にかかる地盤注入装置Ａはさらに、図１４に示されるように、流量圧力制御装置Ｘを備える。この制御装置Ｘは図１４の装置の例ではそれぞれの導管６、６・・・６に備えられ、各導管６の圧力計８および／または流量計９に接続されてこれらの情報を受け、さらに絞り部７に接続され、圧力計８および／または流量計９からの情報に基づいて、絞り部７に指示を与える。
【００５６】
絞り部７は制御装置10からの指示を受け、導管６中に送液中の注入液が所定の圧力範囲および／または瞬時流量範囲を保持するように、絞りを調整して導管６の液圧を所望の圧力範囲および／または瞬時流量範囲に保持する。
【００５７】
すなわち、注入液槽４中の注入液５は送液系13を介し、注入液加圧部１から導管６を経て注入管路２から地盤３中に注入されるが、この際、絞り部７に絞りの指示を与えながら注入を行なって導管６中の液圧を所望の圧力範囲および／または瞬時流量範囲に保持する。これによって、注入液加圧部１はポンプ14に直接リターン装置やインバータを備えなくても注入液を所定の圧力に加圧する機能を付加される。
【００５８】
図９を用いて具体的に説明すると、あらかじめ流量圧力制御装置10に所望の圧力値および／または流量値を設定しておき、この状態で、圧力計８および／または流量計９から実際の圧力値および／または流量値を制御装置10に送る。絞り部７にはリバーシブルモータ26が内在し、制御装置10の指示により実際の圧力値および／または流量値が設定値に近付き、かつ同じ値を保つように、リバーシブルモータ26を正転あるいは逆転し、シャフト25を上下ないしは左右に揺動して開度を調整し、注入管路２の流量を調整する。
【００５９】
なお、本発明において、制御装置10と、絞り部７と、圧力計８および／または流量計９とを一体化して流量圧力制御装置Ｘとして用いることもできる。
【００６０】
これにより、各導管６から注入管路２に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力は所望の範囲に保持されるのみならず、複数の導管６、６・・・６のいずれかが注入を停止しても、残りの各導管６の吐出量および／または吐出圧力もまた、所望の範囲に保持される。
【００６１】
図１５は制御装置10を一個備えた例である。この場合、複数の導管６の圧力計８および／または流量計９は一個所の制御装置10に接続されるとともに、この一個の制御装置10からそれぞれの絞り部７に指示を与える。したがって、制御装置10は一個で済むので装置が簡略化される。また、図１５において、複数の導管６、６・・・６は分配装置11に連結され、この分配装置11から複数の導管６、６・・・６が分岐する。
【００６２】
さらに、図１５では注入液加圧部１としてインバータ１ａを有するポンプ、絞り部７として図１ならびに図８に示すリターン管路Ｒを備える。なお、図９の絞り部７を用いた場合、注入するにつれて差圧△Ｐ1 が少なくなってきたら、インバータ（あるいは無段変速機。これらを有するポンプを注入速度可変ポンプという）１ａを調整してＰ0 を高め、△Ｐを高くすることができる。さらにその上、各注入管路２の注入状況に応じて、最も適切な流量、圧力を保つような流路Ａとなるように、シャフト25を絞り部７で調整すればよい。
【００６３】
さらに、この△Ｐ1 に対応してシャフト25を調整してリターン量を調整し、各注入管路２への流量を各注入管路２における注入状況の変化に応じて調整することもできる。また、図１５および図１６の分配装置11は送液系13に設けた耐圧容器であって、この容器から複数の導管６、６・・・６が分岐する。このようにすると同一条件で各導管６、６・・・６に注入液が分流する。
【００６４】
図１６は図１５の装置において、さらに送液系13、すなわち、注入液加圧部１から導管６に至る途中の導管（送液系13）に、注入液リターン装置ＲＡおよび、これよりも下流側に圧力計８ａおよび／または流量計９ａを設けるとともに、これら注入液リターン装置ＲＡ、および圧力計８ａあるいは流量計９ａをそれぞれ制御装置10に接続した例である。この場合、注入液リターン装置ＲＡは圧力計８ａおよび／または流量計９ａからの情報に基づき、送液系13中の注入液を送液系13からリターン管路Ｒに分流することにより送液系13の液圧を所望の圧力に保持する。この場合も、注入液リターン装置ＲＡ、圧力計８ａおよび／または流量計９ａ、および制御装置10を一体化して流量圧力制御装置Ｘａとすることもできる。これにより、注入液が導管６に導入される以前の送液系13の段階で送液系13から導管６に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を所望の範囲に保持し得る。
【００６５】
図１７は本発明にかかるＡ液およびＢ液の二液を注入管路２内ないしは地盤３中で合流させる例の簡略化ブロック図であって、中央管理部Ｘに接続された例である。この場合、送液圧力計Ｐ0 および／または送液流量計ｆ0 および複数の導管６、６・・・６の圧力計８および／または流量計９は中央管理部Ｘの集中管理装置Ｘ１に接続されるとともに、この集中管理装置Ｘ１からそれぞれの絞り部７、リターン装置ＲＡおよび注入監視盤Ｘ２に指示を与える。
【００６６】
図１８は本発明にかかる地盤注入装置Ａであって、中央管理部Ｘに接続された例を示す。図１８中、Ｘは中央管理部であって、集中管理装置Ｘ１、注入監視盤Ｘ２、日報作成装置Ｘ３、プリンタＸ４、施工表示盤Ｘ５を含む。図１８中、29はストップバルブ、30はランプ、31は開始スイッチである。
【００６７】
図１８において、各導管６、６・・・６にそれぞれ圧力計８および／または流量計９、および絞り部７、７・・・７を設け、圧力計８および／または流量計９は集中管理装置Ｘ１に接続し、さらに、絞り部７は直接、またはストップバルブ29を介し、施工表示盤Ｘ５に接続し、施工表示盤Ｘ５は集中管理装置Ｘ１に接続する。図１８では、これらのデータを注入監視盤Ｘ２に画面表示して注入状況を一括監視することができる。注入監視盤Ｘ２には、注入年月日、注入時間等の「時データ」、注入ブロックNo. 、注入孔の孔番、注入ポイント等の「場所データ」、注入圧力、流量（単位時間流量や積算流量）等の「注入データ」が表示され、かつ、集中管理装置Ｘ１によってこれらの注入データが記録される。その他、後述のように、注入液識別データや地盤（あるいは構造物）変位データを表示することもできる。
【００６８】
そして図１８において、地盤注入液を注入液加圧部１から送液系13、流量圧力制御装置10、および分配装置11を介し、複数の導管６、６・・・６を通して地盤３中の複数の異なる注入ポイントにそれぞれ同時に注入するに際し、複数の導管６、６・・・６の各圧力計８ないしは流量計９から検出された注入液の流量および／または圧力のデータは集中管理装置Ｘ１に送信されて注入監視盤Ｘ２で画面表示されて施工状況が表示される。このようなデータの画面表示により、注入状況の一括監視を行って注入液の注入が管理され、記録される。
【００６９】
図１８を用いて具体例の説明すると、注入液槽４からの注入液は送液系13のポンプ14および圧力流量制御装置10により一定圧力に制御されて分配装置11に導入され、次いで複数の導管６、６・・・６に分流され、図示しないオリフイスを内在した絞り部７を経て注入管路２、２、・・・２を通って地盤３中に注入される。
【００７０】
このとき、導管６、６・・・６に設けた圧力計８および／または流量計９で検出された流量信号および／または圧力信号は中央管理部Ｘの集中管理装置Ｘ１に送信され、注入監視盤Ｘ２で画面表示され、注入状況の一括監視を行なう。
【００７１】
集中管理装置Ｘ１には日報作成装置Ｘ３（パソコン）およびプリンタＸ４が接続され、記録された各データが日報作成装置Ｘ３によって日報として作成され、プリンタＸ４でプリントアウトされる。
【００７２】
図１９に集中管理装置Ｘ１の操作フローチヤートを示しながら、図１８の装置について説明する。図１８において、まず、導管６、６・・・６のNo.1〜10についての注入仕様フアイルの圧力規定値（適正圧力範囲）、規定注入量（適正積算注入量範囲）、すなわち、所望の注入圧力、流量（単位時間当たり流量および／または積算流量）を集中管理装置Ｘ１に予め設定しておき（システム仕様設定登録）、次いで集中管理装置Ｘ１のNo.1〜10の開始スイッチ31をＯＮにしてデータ記録を開始する。
【００７３】
このとき、施工表示盤Ｘ５にもランプ30でＯＮ表示がなされる。注入監視盤Ｘ２では、導管６、６・・・６からの注入データを画面に表示し、これらデータが設定値に達したときに、集中管理装置Ｘ１は完了信号あるいは警報信号を出力してこれを注入監視盤Ｘ２に表示するとともに、施工表示盤Ｘ５にランプ30で完了状態あるいは中断信号を表示し、導管６、６・・・６のストップバルブ29を閉める信号を出力する。
【００７４】
全ての導管６、６・・・６の注入が完了の後、集中管理装置Ｘ１の開始スイッチ31をオフにすることにより集中管理装置Ｘ１によるデータの記録が終了する。これら記録データに基づいて日報作成装置Ｘ３で日報等の帳票を作成し、プリンタＸ４でプリントアウトする。
【００７５】
図１８において、集中管理装置Ｘ１は１０本の導管６、６・・・６にそれぞれ配置された圧力計８および／または流量計９からの流量ないしは圧力データを記録し、監視する。また、この装置Ｘ１は予め設定された、それぞれ規定圧力値（あるいは規定圧力範囲）、規定瞬時流量値（あるいは規定瞬時流量範囲）、および規定積算注入量（あるいは規定積算注入量範囲）により注入完了あるいは注入中断の自動判断を行なう。
【００７６】
この詳細は以下のとおりである。
0003654855.tif 000002
【００７７】
注入監視：
注入仕様フアイルに基づき登録された規定注入量、規定圧力をもって積算注入量データ、圧力データを監視する。注入圧力が定められた規定圧力以上であった場合、または、注入量（積算流量）が規定積算注入量（規定積算流量）に達した場合、集中管理装置Ｘ１はストップバルブ29の閉信号を出力するとともに、ランプを点灯させて完了または中断であることを表示する。（圧力規定による完了か、中断か、規定注入量による完了かは画面に表示される。）
【００７８】
監視画面：
図１８に示される１０本の送液系統分のデータ（流量、圧力、積算流量、最大圧力の合計４０データ）を注入監視盤Ｘ２上に一つの画面で表示する。図２０は図１８の１０本の送液系統分のデータを表示した画面を示す。
【００７９】
図２０の画面を詳述すると、以下のとおりである。
0003654855.tif 000003
積算流量は２０分間の注入量である。また、最大圧力は３０秒毎に表示され、１９分３０秒から２０分までの間の最大値を表示した。最大圧力が設定圧力以上になり続けたら警報信号を出し、その送液系統の注入は中断か、終了することの判断になる。また、積算流量が設定積算流量に達した場合も、この送液系統の注入は終了することの判断になる。
【００８０】
0003654855.tif 000004
２画面のそれぞれの左側は各送液系統における時間（ｔ）の経過に対応した瞬時流量と瞬時圧力のチヤートを示し、右側は１９分３０秒から２０分までの平均瞬時流量（ｌ／分）と平均瞬時圧力（ＭＰａ）を示す。
【００８１】
このようにして、図２０の画面に示されるように、注入監視盤Ｘ２には送液系統No.1〜10の送液状態が同時に表示されるが、一つの送液系統毎に画面を切り換えながら表示することもできる。なお、流量圧力制御装置10における設定圧力、実際圧力、分配装置11への送液流量、積算送液流量を同一画面または別の画面に表示してもよい。これにより、分配装置11内の液圧と、複数の導管６、６・・・６の圧力、流量との関係をリアルタイムで把握でき、注入を所定の設定範囲内に納まるように管理できる。また、図２０において、最大圧力の代わりに、図１８の送液系13における圧力や流量を表示してもよい。さらに、集中管理装置Ｘ１は注入仕様フアイル、注入結果一覧表、注入チヤート、日計表、週計表、月計表等の帳票作成ならびに解析データの作成をも行なうことができる。
【００８２】
注入仕様フアイルは集中管理装置Ｘ１の動作設定フアイル（図１９におけるシテスム仕様設定）であり、導管６、６・・・６の注入完了条件の規定圧力値、規定注入量の設定を行なう。さらに導管６の絞り部７の絞りや、注入液加圧部１におけるポンプ14のインバータの調整や分配装置11内の流体圧を設定値に保つためのリターンシステムＲＳの調整を行なうための注入仕様を作成する。各帳票フアイルは記録された流量、圧力、積算流量あるいは最大圧力の各データと、孔番等の手動入力、または自動入力によるデータとから変換作成される。さらに解析データは各帳票データから変換作成される。
【００８３】
なお、図２０の画面において、各導管の一本毎に一枚づつ、例えば、注入孔における注入ポイント毎に、ブロックNo．、注入孔No．およびステージNo．とともに、圧力、流量、チヤートを表示することもできる。
【００８４】
さらに、これらのデータから注入孔毎に、例えば、各ステージ毎に、時間ｔに対する注入圧力Ｐ、流量Ｑ、および積算流量（ｌ）を表示することもできる。
【００８５】
図２１は本発明にかかる注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図であって、注入管路２として複数本の細管32を結束してなる注入管路２を用いた例を示す。各細管32、32・・・32は先端吐出口33がそれぞれ軸方向の異なる位置に開口され、削孔34に装填されたスリーブグラウト35中に埋設するように地盤３中に設置される。吐出口33からの地盤注入液は固化したスリーブグラウト35を破り、地盤壁３ａを通って地盤３中に浸透、注入される。なお、このスリーブグラウト35は使用しなくてもかまわない。
【００８６】
図２２は本発明にかかる他の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図であって、注入管路２として、複数の細管32、32・・・32をバンド37で結束し、かつ、複数の袋パッカ36、36・・・36を軸方向に間隔をあけて装着してなる注入管路２を用いた例を示す。そして、細管32は先端吐出口33が袋パッカ36の内側および袋パッカ36、36間にそれぞれ位置するようにバンド37によって結束される。このような注入管路２を地盤３に設置するに際し、まず、袋パッカ36をふくらませないで削孔34に挿入の後、細管32を通じて袋パッカ36内には吐出口33から袋パッカ36をふくらませて固化させる固結材あるいは水、泥水、空気窒素ガス等の不活性気体等、各種流体を填充して袋パッカ36を膨脹させる。さらに、吐出口33から地盤注入液をそれぞれ吐出し、袋パッカ36、36間の空間38から地盤注入液を地盤３中に浸透、注入する。
【００８７】
さらに、図２３もまた、他の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図であって、注入管路２として、二重管ダブルパッカ注入管路２ａを用いた例を示す。この注入管路２ａは内管39、外管40および細管32から構成される。内管39は先端部分に上下に離れてパッカ36ａを備え、この間に内管吐出口39ａを有する。まず、注入管路２ａを地盤３の削孔34に挿入の後、次いで、内管39の吐出口39ａから各袋パッカ36、36・・・36に硬化物を填充して膨脹させ、袋パッカ36、36・・・36を形成する。この状態で細管32の吐出口32ａから地盤注入液を地盤３中に注入し、地盤３を固結する。上下に隣接する袋パッカ36、36間には外管40の吐出口40ａが設けてあるが、これは必ずしも必要としない。なお、この外管吐出口40ａを通して、注入後に地盤３の透水試験を行なうことができ、試験の結果、注入が不充分の場合には外管40の吐出口40ａから地盤注入液を再注入することもできる。図２３中、41はゴムスリーブであり、吐出口はこのゴムスリーブ41によって覆われる。
【００８８】
本発明では、その他の注入管路、例えば図示しないが、先端吐出口を有する単管、内管および外管を有し、先端に内管吐出口および外管吐出口をそれぞれ有する二重管、内管、外管および中管からなり、内管吐出口、外管吐出口および中管吐出口をそれぞれ有する三重管等も用いることもできる。また、上述三重管において、外管内には任意の複数の管路を並列して設けてもよく、その吐出口は外管の軸方向の異なる位置に設けてもよい。
【００８９】
本発明に用いられる地盤注入液５は次のａ）〜ｇ）に示される注入液から任意に選択される。これらの注入液５はいずれもゲル化時間を十数時間に設定できるので、大量の注入液をつくって置いてもゲル化の心配がないのみならず、大量の注入液を長時間かけて送液でき、かつ地盤中に注入した後、確実にゲル化し、さらに粘性が小さく、ねばりが少ないため、リターン装置やオリフイス、絞りバルブ等にシリカゲルが詰まることがなく、本装置に用いられる地盤注入液として極めて優れたものである。また、セメント、スラグ等の懸濁性注入液もまた、図９、図１０に示す絞り部を有する装置を用いることにより、詰まり難く、本発明に適している。また、図１７に示すように、本発明装置を複数セットで用い、それぞれ主材、反応剤を別々に分岐管を通して送液し、注入管路内で合流するか、あるいは地盤中に吐出後、地盤中で反応させれば、全ての注入材を注入することができる。
【００９０】
ａ）水ガラス中のアルカリの一部またはイオン交換樹脂またはイオン交換膜で除去して得られるシリカ濃度が0.１〜８重量％のシリカ溶液を主材とした注入液。あるいは、これにさらに水ガラス、酸、塩等を加えてなる注入液。
【００９１】
ｂ）水ガラスのアルカリを酸で中和して得られる非アルカリ領域のシリカ濃度が    0.１〜８重量％のシリカ溶液を主材とした注入液。あるいは、これをさらにイオン交換樹脂やイオン交換膜で注入液中の金属イオンあるいは酸根の全部あるいは一部を除去して得られる注入液。
【００９２】
ｃ）水ガラスをイオン交換によってアルカリを除去し、得られたシリカを造粒したコロイダルシリカを主材とした注入液。
【００９３】
ｄ）水ガラスのアルカリを除去して得られるシリカ溶液に水ガラスおよび／またはコロイダルシリカを添加してなるシリカ溶液を主材とした注入液。
【００９４】
ｅ）水ガラスと、コロイダルシリカと、反応剤とを混合してなるシリカ溶液を主材とした注入液。
【００９５】
ｆ）セメントや粘土を有効成分とする懸濁性注入液。
【００９６】
ｇ）スラグ、特に比表面積８０００cm2/g 以上の微粒子スラグとアルカリ（セメント、消石灰、水ガラス、苛性アルカリ、アルミン酸ソーダ、炭酸ソーダ、重炭酸ソーダ等、アルカリ性を呈する塩等）。
【００９７】
ｈ）水ガラス水溶液と多価金属化合物を別々の注入液送液系統から別々に地盤中に注入して地盤中で反応させる注入液。
【００９８】
ｉ）水ガラス水溶液と反応剤水溶液を別々の注入液送液系統で送液して合流し、地盤に注入する注入液。
【００９９】
上記のうち、ａ）〜ｅ）の注入液は粘性が低く、長いゲル化時間を有し、このため、絞り部にゲルが付着することがない。さらに、十数時間のゲル化時間とすることができるので、注入液をリターンさせても、注入が完了するまでの間、増粘してゲル化する心配がない。
【０１００】
以下、具体的に説明すると、
（１）水ガラスを硫酸やリン酸と混合してあるいはさらに、硫酸アルミニウムや塩化アルミニウム等のアルミニウム塩を加えてｐＨ0.５〜７、ＳｉＯ2 濃度0.１〜８重量％のシリカ水溶液を製造する。このようなシリカ溶液はゲル化時間を１時間〜十数時間に調整し得、ゲル化の直前まで1.１〜3.０ｃｐｓ／２０℃の低粘度を維持でき、さらに、強度を固結標準砂で１〜８kgf/cm2 の一軸圧縮強度とすることができる。したがって、これら注入液を数時間リターンしながら注入しても、本発明の注入装置が正常に作動し得るので、本発明装置に適合した極めて優れた注入液ということができる。
【０１０１】
（２）水ガラスをイオン交換樹脂やイオン交換膜で処理し、アルカリを除去して得られる活性珪酸水溶液を加熱することにより分子量を数万以上に結合安定化し、次いでＳｉＯ2 含有量を２０〜３０％に濃縮し、ｐＨ値を９〜１０程度に安定化してコロイダルシリカを製造する。
【０１０２】
このコロイダルシリカ溶液を希釈してＳｉＯ2 含有量0.１〜２０％程度のシリカ溶液とする。これにＮａＣｌやＫＣｌ等の中性質を加えてゲル化時間を十数時間に調整の後、地盤中に注入する。
【０１０３】
ここで、図１７並びに図１８に示される本発明にかかる装置を用い、Ａ液として水ガラスを有効成分とする水溶液、およびＢ液として塩化カルシウム、塩化マグネシウム等のアルカリ土金属塩化物や、塩化アルミニウム等の多価金属塩化物を有効成分とする水溶液をそれぞれ異なる導管６を通して以下のように地盤３中に注入し、地盤３中でＡ、Ｂ液を反応させて地盤３を固結した。
【０１０４】
（１）Ａ液を注入後、Ｂ液を注入する。
（２）Ｂ液を注入後、Ａ液を注入する。
（３）Ａ液とＢ液を交互に注入する。
（４）Ａ液とＢ液を同時に注入する。
【０１０５】
上述において、導管６の流量圧力検出器８、９で検出された流量信号ないしは圧力信号を集中管理装置Ｘ１に送信して各注入液の導管６、６・・・６の注入状況を把握し、これら注入状況を注入監視盤Ｘ２に画面表示して一括監視を行ない、注入管理する。この際、集中管理装置Ｘ１に流量の範囲、圧力範囲および／または積算流量範囲について仕様設定し、Ａ、Ｂ両液を別々に地盤中に注入し、以下のいずれかの現象が生じるまで繰り返し注入する。
【０１０６】
（１）注入が所定の圧力範囲ないしは注入量に達する。
（２）注入圧が上昇して注入が困難になるか、注入圧が設定限界になる。
（３）地盤隆起が生じるか、あるいは地盤隆起が設定限界になる。
【０１０７】
Ｂ液としてのアルカリ土金属塩化物や多価金属塩化物は水ガラスグラウトと反応して瞬間的に沈殿物を生じる。この沈殿物は加圧することによって水分を放出し、圧縮されて強固なゲル化物となる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は地盤注入液を地盤中に設置された一本または複数本の注入管路を通して地盤中に注入し、該地盤を固結するに際して、該注入液を加圧する注入液加圧部と、この注入液加圧部に連結され、前記加圧部によって加圧された注入液を前記一つまたは複数の注入管路にそれぞれ送液する一つまたは複数の導管と、前記導管にそれぞれ設けられた絞り部およびこれより下流側の分岐管に設けられた圧力計および／または流量計と、前記圧力計および／または流量計に接続されてこれらからの情報を受け、かつ絞り部に接続されてこれら情報に基づいて絞り調整装置に指示を与える制御装置とを備えた地盤注入装置を用いて地盤注入を行なう。
【０１０９】
このため、前記注入液を注入液加圧部から導管を経て注入管路から地盤中に注入するに際して、この注入を絞り部に絞りの指示を与えながら行なって導管中の液圧を所望の圧力に保持し得る。
【０１１０】
したがって、各導管から注入管路に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力を所望の範囲に保持するとともに、複数の導管のいずれかが注入を停止しても、残りの各分岐管の吐出量および／または吐出圧力を所望の範囲に保持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一具体例のフローシートである。
【図２】オリフイス口径φ2.０mmにおける抵抗圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆとの関係を各液圧について表したグラフである。
【図３】オリフイス口径φ2.５mmにおける抵抗圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆとの関係を各液圧について表したグラフである。
【図４】本発明にかかる注入液加圧部と他の具体例の説明図である。
【図５】本発明にかかる地盤注入装置の変形例のフローシートである。
【図６】本発明の絞り部として用いられる流量制御弁の一具体例の断面図である。
【図７】本発明に用いられる流量制御弁の変形例の断面図である。
【図８】本発明に用いられる注入液リターンシステムの具体例の断面図である。
【図９】本発明にかかる絞り部の他の具体例の断面図である。
【図１０】本発明にかかる絞り部のさらに他の形式の説明図である。
【図１１】図１０の絞り部の操作状態を表した部分断面図である。
【図１２】図１０の絞り部の変形例の部分断面図である。
【図１３】図１０の絞り部のさらに他の変形例の部分断面図である。
【図１４】本発明にかかる地盤注入装置の他の具体例のフローシートである。
【図１５】本発明にかかる地盤注入装置のさらに他の具体例のフローシートである。
【図１６】本発明にかかる地盤注入装置のさらに他の具体例のフローシートである。
【図１７】中央管理部に接続された本発明装置の一具体例のフローシートである。
【図１８】図１７の装置を具体的に表した説明図である。
【図１９】集中管理装置Ｘ１の操作フローチャートである。
【図２０】図１８の１０本の送液系統分のデータを表した画面である。
【図２１】本発明にかかる一具体例の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図である。
【図２２】本発明にかかる他の具体例の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図である。
【図２３】本発明のさらに他の具体例の注入管路を地盤中に埋設した状態の断面図である。
【符号の説明】
Ａ  地盤注入装置
Ｂ  流量制御弁
Ｃ  流量制御弁
Ｘ  中央管理部
Ｘ１  集中管理装置
Ｘ２  注入監視盤
Ｘ３  日報作成装置
Ｘ４  プリンタ
Ｘ５  施工表示盤
１  注入液加圧部
1a  インバータ
２  注入管路
2a  二重管ダブルパッカ注入管路
３  地盤
3a  地盤壁
４  注入液槽
５  地盤注入液
６  導管
6a  導管
７  絞り部
８  分岐圧力計
９  分岐流量計
10  流量圧力制御装置
11  分配装置
12  連結部
13  送液系
14  ポンプ
15  弁本体
16  入口通路
17  出口通路
18  バランスピストン
19  スプリング
20  入口
21  出口
22  導入口
23  流出口
24  ネジ
25  シヤフト
26  リバーシブルモータ
27  硬質片
28  ギヤボックス
29  ストップバルブ
30  ランプ
31  開始スイッチ
32  細管
32ａ  細管吐出口
33  吐出口
34  削孔
35  スリーブグラウト
36  袋パッカ
36ａ  パッカ
37  バンド
38  空間
39  内管
39ａ  内管吐出口
40  外管
40ａ  外管吐出口
41  ゴムスリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003654855.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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