(57)【要約】 【課題】既設構造物の直下であっても合理的なコストでかつ十分な精度で薬液を注入する。【解決手段】本発明を用いて薬液注入を行うにはまず、斜切りヘッド１をケーシングパイプ２の先端に取り付けるとともに、該ケーシングパイプの内部に薬液注入用外管１０を挿入配置する。次に、ケーシングパイプ２を対象地盤４２に推進圧入する。次に、ケーシングパイプ２の先端を斜切りヘッド１から離脱させつつ、該ケーシングパイプを対象地盤４２から引き抜く。ケーシングパイプ２を対象地盤４２から引き抜く際、これと並行して、ケーシングパイプ２の基端側からその内周面と薬液注入用外管１０の外周面との隙間に向けてシール材６１を加圧注入する。薬液注入用外管１０を対象地盤４２内に埋設したならば、従来と同様にして薬液を対象地盤４２に注入する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液注入用内管を内部に挿入自在で該薬液注入用内管から供給された薬液を吐出させる薬液吐出孔が形成された薬液注入用外管を地盤改良を行う対象地盤に埋設する薬液注入用外管の埋設方法において、
推進圧入用先導体をケーシングパイプの先端に取り付けるとともに、前記ケーシングパイプの内部に前記薬液注入用外管を挿入した後で又は挿入と並行して該ケーシングパイプを前記対象地盤に推進圧入し、
推進圧入後、前記ケーシングパイプの先端を前記推進圧入用先導体から離脱させつつ該ケーシングパイプを前記対象地盤から引き抜くことを特徴とする薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項２】
推進圧入時には前記ケーシングパイプと前記推進圧入用先導体との材軸方向に沿った相対移動を拘束し、推進圧入後、前記相対移動の拘束を遠隔操作で解除する請求項１記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項３】
前記推進圧入用先導体が推進圧入方向と逆方向に移動するのを防止する逆進防止手段を該推進圧入用先導体に設けた請求項１又は請求項２記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項４】
前記ケーシングパイプを水平又は斜め下方に向けて推進圧入する請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項５】
第１の環状隙間塞ぎ部材をその内周縁部又は内周面が前記薬液注入用外管の外周面に摺動自在となるように前記ケーシングパイプの先端近傍内周面に取り付け、該第１の環状隙間塞ぎ部材に代えて又はそれに加えて第２の環状隙間塞ぎ部材をその外周縁部又は外周面が前記ケーシングパイプの内周面に摺動自在となるように前記薬液注入用外管の基端近傍外周面に取り付けた請求項４記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項６】
前記ケーシングパイプの推進圧入口に該推進圧入口を取り囲むようにして第３の環状隙間塞ぎ部材を配置するとともに、該環状隙間塞ぎ部材を、前記ケーシングパイプの引抜き中には該ケーシングパイプの外周面に、前記ケーシングパイプの引抜き後には前記薬液注入用外管の外周面にそれぞれ内周縁部又は内周面が当接するように膨張自在に構成した請求項４記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項７】
前記第１の環状隙間塞ぎ部材を水密性材料で形成するとともに該第１の環状隙間塞ぎ部材を地盤側にのみ開く逆止弁として構成し、前記引抜き工程において、前記ケーシングパイプを引き抜きながらその内周面と前記薬液注入用外管との外周面との間にシール材を加圧注入する請求項５記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項８】
前記薬液注入用外管の先端近傍内面又は前記推進圧入用先導体の背面に視準用ターゲットを取り付け、該視準用ターゲットを用いて前記推進圧入用先導体を操作することにより該推進圧入用先導体の先導方向を調整する請求項１乃至請求項４のいずれか一記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項９】
前記視準用ターゲットを着脱自在とし、該視準用ターゲットを前記ケーシングパイプの推進圧入後に回収する請求項８記載の薬液注入用外管の埋設方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一記載の薬液注入用外管の埋設方法における前記ケーシングパイプの引抜き工程終了後、前記薬液注入用外管内に薬液注入用内管を挿入し、該薬液注入用内管の周面に離隔配置された一対のパッカーを作動させることで前記薬液注入用外管の内部空間に仕切り領域を形成し、該仕切り領域に向けて前記薬液注入用内管から薬液を吐出することを特徴とする薬液注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として既設構造物の下方を地盤改良する際に適用される薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤強度が不足しあるいは所要の止水性を確保できない場合、いわゆる薬液注入工法による地盤改良を施すことによって対象地盤の強度や止水性を改善することが可能であり、地盤性状や改良範囲などに応じてさまざまな工法が開発されているが、それらのうち、ゲル化時間が比較的長い薬液を地盤内に均等に浸透させる場合に適した注入方式として二重管ダブルパッカー注入方式が知られている。
【０００３】
二重管ダブルパッカー注入方式を用いて薬液を注入するには、まず、ボーリングによって地盤を掘削するとともにその掘削中あるいは掘削後に建て込まれたケーシングパイプの内部に薬液注入用外管を建て込み、該薬液注入用外管とケーシングパイプとの間にシール材を充填した後、ケーシングパイプを引き抜いてこれを撤去し、次いで、一対のパッカーが二段に配置されてなる薬液注入用内管を薬液注入用外管の内部に挿入する。
【０００４】
ここで、薬液注入用外管には材軸方向に沿って複数の薬液吐出孔を設けてあるので、それらのうち、所望の薬液吐出孔に上述した一対のパッカーに挟まれた区間が一致するように薬液注入用内管を薬液注入用外管内で適宜進退させ、次いで、上述のパッカーを作動させて薬液注入用外管の内部領域を仕切り、しかる後、薬液注入用内管から仕切り領域へと薬液を供給する。
【０００５】
このようにすると、仕切り領域に供給された薬液は、薬液注入用外管の薬液吐出孔から吐出され、周囲のシール材を割裂しつつ地盤内へと浸透する。
【０００６】
かかる二重管ダブルパッカー注入方式によれば、薬液注入用外管に設けられた薬液吐出孔の位置が予めわかっていることから、所望の深さ位置で薬液再注入を容易に行うことができるなど、信頼性が高い工法として数多くの現場で採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９３０５０号公報
【特許文献２】特開２０００−２７１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上述した二重管ダブルパッカー注入方式は、地上から鉛直下方にボーリングを行うことを前提としたものであるため、既設構造物の直下を地盤改良しようとする場合には、例えば既設構造物の側方位置にて立坑を掘削形成し、該立坑から水平ボーリングを行った上で上述の二重管ダブルパッカー注入方式を適用するといった工夫が必要となる。
【０００９】
しかしながら、立坑から水平ボーリングを行う方法では、ボーリングロッドやその先端に連結されたコアバーレルあるいは掘削ビットを撤去した後、掘削孔の奥部から土砂が流入するため、その土砂が障害となって薬液注入用外管を挿入することができないという問題や、水平ボーリングゆえ、本来的に直線性の確保が難しいという問題を生じる。
【００１０】
加えて、二重管ダブルパッカー注入方式は、信頼性が高い工法ではあるものの、ボーリングによる地盤掘削との組み合わせが前提となるため、工程数が多くならざるを得ず、経済的な観点で改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、既設構造物の直下であっても合理的なコストでかつ十分な精度で薬液を注入することが可能な薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法を提供することを目的とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は請求項１に記載したように、薬液注入用内管を内部に挿入自在で該薬液注入用内管から供給された薬液を吐出させる薬液吐出孔が形成された薬液注入用外管を地盤改良を行う対象地盤に埋設する薬液注入用外管の埋設方法において、
推進圧入用先導体をケーシングパイプの先端に取り付けるとともに、前記ケーシングパイプの内部に前記薬液注入用外管を挿入した後で又は挿入と並行して該ケーシングパイプを前記対象地盤に推進圧入し、
推進圧入後、前記ケーシングパイプの先端を前記推進圧入用先導体から離脱させつつ該ケーシングパイプを前記対象地盤から引き抜くものである。
【００１３】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、推進圧入時には前記ケーシングパイプと前記推進圧入用先導体との材軸方向に沿った相対移動を拘束し、推進圧入後、前記相対移動の拘束を遠隔操作で解除するものである。
【００１４】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、前記推進圧入用先導体が推進圧入方向と逆方向に移動するのを防止する逆進防止手段を該推進圧入用先導体に設けたものである。
【００１５】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、前記ケーシングパイプを水平又は斜め下方に向けて推進圧入するものである。
【００１６】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、第１の環状隙間塞ぎ部材をその内周縁部又は内周面が前記薬液注入用外管の外周面に摺動自在となるように前記ケーシングパイプの先端近傍内周面に取り付け、該第１の環状隙間塞ぎ部材に代えて又はそれに加えて第２の環状隙間塞ぎ部材をその外周縁部又は外周面が前記ケーシングパイプの内周面に摺動自在となるように前記薬液注入用外管の基端近傍外周面に取り付けたものである。
【００１７】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、前記ケーシングパイプの推進圧入口に該推進圧入口を取り囲むようにして第３の環状隙間塞ぎ部材を配置するとともに、該環状隙間塞ぎ部材を、前記ケーシングパイプの引抜き中には該ケーシングパイプの外周面に、前記ケーシングパイプの引抜き後には前記薬液注入用外管の外周面にそれぞれ内周縁部又は内周面が当接するように膨張自在に構成したものである。
【００１８】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、前記第１の環状隙間塞ぎ部材を水密性材料で形成するとともに該第１の環状隙間塞ぎ部材を地盤側にのみ開く逆止弁として構成し、前記引抜き工程において、前記ケーシングパイプを引き抜きながらその内周面と前記薬液注入用外管との外周面との間にシール材を加圧注入するものである。
【００１９】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、前記薬液注入用外管の先端近傍内面又は前記推進圧入用先導体の背面に視準用ターゲットを取り付け、該視準用ターゲットを用いて前記推進圧入用先導体を操作することにより該推進圧入用先導体の先導方向を調整するものである。
【００２０】
また、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、前記視準用ターゲットを着脱自在とし、該視準用ターゲットを前記ケーシングパイプの推進圧入後に回収するものである。
【００２１】
また、本発明に係る薬液注入方法は、請求項１乃至請求項９のいずれか一記載の薬液注入用外管の埋設方法における前記ケーシングパイプの引抜き工程終了後、前記薬液注入用外管内に薬液注入用内管を挿入し、該薬液注入用内管の周面に離隔配置された一対のパッカーを作動させることで前記薬液注入用外管の内部空間に仕切り領域を形成し、該仕切り領域に向けて前記薬液注入用内管から薬液を吐出するものである。
【００２２】
ボーリングマシンを用いて薬液注入用外管を地盤内に建て込む場合、ボーリングロッドやその先端に連結されたコアバーレルあるいは掘削ビットを掘削孔から撤去した後でなければ、薬液注入用外管をケーシングパイプ内に建て込むことができないことは既に述べた通りであり、ボーリングマシンを用いる限り、工程短縮にはどうしても限界がある。加えて、水平ボーリングの場合、ボーリングロッド等を撤去する際に、ケーシングパイプの奥部から土砂が流入し、その後の薬液注入用外管の挿入が困難になる。
【００２３】
これに対し、ボーリング工法以外に薬液注入用外管を地盤に埋設可能な方法として小口径管推進工法の利用が考えられるが、小口径管推進工法は、発進立坑から到達立坑に向けて埋設管を推進圧入していくものであって到達立坑の設置が不可欠であるため、鉛直下方あるいは斜め下方に向けて薬液注入用外管を埋設するために到達立坑の設置が不可能である場合や、コストの関係で到達立坑を設置したくない場合には、従来の小口径管推進工法を薬液注入に適用することが困難となる。
【００２４】
本出願人らは、上記の点に鑑み、ボーリング工法以外の方法で薬液注入用外管を鉛直下方あるいは斜め下方に向けて地盤内に埋設するにはどうすればよいかに着眼して研究を重ねた結果、本発明をなすに至ったものである。
【００２５】
すなわち、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法においては、薬液注入用外管を地盤改良を行う対象地盤に埋設するにあたり、まず、推進圧入用先導体をケーシングパイプの先端に取り付け、次に、ケーシングパイプの内部に薬液注入用外管を挿入してから、又は挿入と並行して、該ケーシングパイプを対象地盤に推進圧入する。
【００２６】
推進圧入は、例えば対象地盤に立坑を予め掘削形成し、該立坑内を推進圧入のための作業空間としてケーシングパイプを順次継ぎ足しながら行うとともに、推進圧入の進捗に合わせて、薬液注入用外管についても必要に応じて適宜継ぎ足していく。
【００２７】
推進圧入が完了したならば、ケーシングパイプの先端を推進圧入用先導体から離脱させつつ、該ケーシングパイプを対象地盤から引き抜く。
【００２８】
このようにすると、薬液注入用外管は、ケーシングパイプの引抜きにより、対象地盤内に残置される形で該対象地盤に埋設されることとなり、かくしてボーリング工法を用いた埋設方法よりも工程が大幅に簡略化される。
【００２９】
加えて、薬液注入用外管は、ケーシングパイプに先付けされた状態で該ケーシングパイプとともに地盤内に配置されるため、ボーリング工法のように流入土砂が障害となってケーシングパイプへの挿入が困難になるといった事態は起こり得ない。
【００３０】
薬液注入用外管は、鉛直、斜め下方あるいは水平といった対象地盤内での埋設姿勢を踏まえつつ、所望の薬液注入領域に対応する位置に薬液吐出孔を材軸方向に沿って列状に設けて構成するが、推進圧入を行う作業場所が立坑である場合その他一体形成されたものではケーシングパイプ内への挿入が困難である場合には、ケーシングパイプと同様に分割構成とし、これらを、ケーシングパイプの推進圧入の進捗に合わせて、順次継ぎ足しながらケーシングパイプ内に挿入すればよい。
【００３１】
推進圧入用先導体は、後方から伝達される推進力によって地盤を側方に押しのけるようにして前進が可能なものであればどのようなものでもよく、例えば圧密ジャッキヘッドを採用することもできるが、本発明では、推進圧入用先導体が地盤内に残置されるため、コスト面では斜切りヘッドが望ましい。
【００３２】
推進圧入用先導体は、推進圧入のために必要な推進力又はそれに加えて斜切りヘッドの場合には材軸回りの回転力がケーシングパイプから確実に伝達されるように該ケーシングパイプの先端に取り付ける必要があるが、上述の推進力や回転力がケーシングパイプから伝達されるためには、ケーシングパイプの先端が推進圧入用先導体の背面に確実に当接し、かつ係合や噛合によって材軸回りの相対回転が生じないように構成されていれば足りるものであって、必ずしもケーシングパイプとの間で材軸方向に沿った相対移動を拘束する必要はなく、例えばケーシングパイプの先端外周面に材軸方向に延びる突条を設けるとともに該突条が嵌合する溝を推進圧入用先導体の背面側に形成された凹部内周面に設ける構成を採用すれば、ケーシングパイプを対象地盤から引き抜く操作を行うだけで、ケーシングパイプの先端を推進圧入用先導体から離脱させることができる。
【００３３】
一方、推進圧入用先導体に作用する前方からの土圧が何らかの要因で減少した場合、推進圧入が完了していない段階で推進圧入用先導体がケーシングパイプから離間し、上述した係合や噛合が外れてしまうことが懸念されるが、その場合、推進圧入時にはケーシングパイプと推進圧入用先導体との材軸方向に沿った相対移動を拘束しておき、推進圧入が完了した後、その拘束を遠隔操作で解除するようにすればよい。
【００３４】
ケーシングパイプと推進圧入用先導体との材軸方向に沿った相対移動の拘束及び該拘束の遠隔操作による解除を行うための構成は、公知のロック機構あるいはアンロック機構を用いて適宜構成することが可能であり、例えば、推進圧入用先導体の背面側に形成された凹部内周面に該凹部の開口縁部から材軸方向に延びる縦溝及び該縦溝の先端で直角に曲がる横溝からなるＬ字状の係合溝を設けるとともに、該係合溝に嵌合される係合キーをケーシングパイプの先端外周面に突設させた構成とすることができる。
【００３５】
かかる構成においては、推進圧入用先導体に設けられた係合溝のうち、縦溝をケーシングパイプの係合キーに位置合わせし、その状態で推進圧入用先導体をケーシングパイプの先端に嵌め込んだ後、係合キーが係合溝の横溝に嵌め込まれるように推進圧入用先導体を回転させれば、上述した材軸方向の相対移動を拘束することができるとともに、ケーシングパイプをその基端側にて逆方向に回転させれば、係合キーを横溝から縦溝に移動させて上述の拘束を解除することができるとともに、引き続いてケーシングパイプを基端側に引き寄せれば、ケーシングパイプの先端を推進圧入用先導体から離脱させることができる。
【００３６】
ケーシングパイプを引き抜く際、推進圧入用先導体との間で材軸方向に沿った相対移動が拘束されていない場合や拘束が解除されている場合であっても、摩擦力等が原因でケーシングパイプの先端を推進圧入用先導体から離脱させることができず、ケーシングパイプに引きずられるようにして推進圧入用先導体や薬液注入用外管が引き抜かれるおそれがある。
【００３７】
この場合、薬液注入用外管の先端が推進圧入用先導体の背面に固定されあるいは当接されるように該薬液注入用外管をケーシングパイプ内に挿入しておき、ケーシングパイプを引き抜く際、薬液注入用外管をその基端側で押さえながら作業を行うことにより、ケーシングパイプの先端を推進圧入用先導体から離脱させることができるが、推進圧入用先導体が推進圧入方向と逆方向に移動するのを防止する逆進防止手段を該推進圧入用先導体に設けるようにしたならば、特段の操作を行わずとも、ケーシングパイプとともに推進圧入用先導体や薬液注入用外管が引き抜かれるのを防止することができる。
【００３８】
本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法は、薬液注入用外管を任意の姿勢で埋設する場合に適用することが可能であって、いずれの場合も薬液注入用外管をケーシングパイプに先付けすることによる工程簡略化という作用効果を享受することできるが、ケーシングパイプを水平又は斜め下方に向けて推進圧入する場合に適用するようにすれば、ケーシングパイプ内に土砂が流入して薬液注入用外管を挿入できないという事態も未然に回避することができる。
【００３９】
ケーシングパイプを水平又は斜め下方に向けて推進圧入する場合においては、ケーシングパイプを引き抜く際、ケーシングパイプの先端を推進圧入用先導体から離脱させることに伴って、該ケーシングパイプと薬液注入用外管との隙間から土砂や地下水が流入し、これらが基端側に噴出して推進圧入作業に支障を来す懸念があるが、かかる場合には、
(a)  第１の環状隙間塞ぎ部材をその内周縁部又は内周面が薬液注入用外管の外周面に摺動自在となるようにケーシングパイプの先端近傍内周面に取り付ける
(b)  第２の環状隙間塞ぎ部材をその外周縁部又は外周面がケーシングパイプの内周面に摺動自在となるように薬液注入用外管の基端近傍外周面に取り付ける
(c)  ケーシングパイプの推進圧入口に該推進圧入口を取り囲むようにして第３の環状隙間塞ぎ部材を配置するとともに、該環状隙間塞ぎ部材を、ケーシングパイプの引抜き中には該ケーシングパイプの外周面に、前記ケーシングパイプの引抜き後には薬液注入用外管の外周面にそれぞれ内周縁部又は内周面が当接するように膨張自在に構成する
という構成を単独で又は適宜組み合わせて採用することが可能であり、これらの構成によれば、薬液注入用外管とケーシングパイプとの隙間あるいは薬液注入用外管と地盤孔壁との隙間から流入した土砂や地下水が基端側に噴出し、例えば立坑内での推進圧入作業が困難になるおそれがなくなる。
【００４０】
なお、第１、第２及び第３の環状隙間塞ぎ部材は、これらを水密性材料で構成することによって、土砂及び地下水のいずれも遮断可能な構成とすることができるが、スポンジ等の透水性材料であっても土砂の噴出だけは防止されるため、例えば立坑内に溜まった地下水についてはこれを別途排水することで、最小限のコストで推進圧入作業を継続することが可能となる。
【００４１】
ケーシングパイプを引き抜く際、ボーリング工法では、引抜き後に露出する地盤の孔壁と薬液注入用外管との間に隙間が生じ、該隙間が水ミチとなって薬液が不測の方向に流れる、いわゆる逸液が生じる懸念があるため、ケーシングパイプを引き抜く前に予めシール材を充填するが、本発明では、推進圧入によってケーシングパイプを地盤内に配置するため、ケーシングパイプを引き抜いた後、上昇した土圧が元に戻ろうとするときに孔壁と薬液注入用外管との隙間を塞ぐ作用が期待できる。
【００４２】
この場合には、ボーリング工法とは異なり、シール材の充填を省略することができるが、確実性を期すのであれば、薬液注入用外管の周囲にシール材を充填するのが望ましい。
【００４３】
具体的には例えば、第１の環状隙間塞ぎ部材を水密性材料で形成するとともに該第１の環状隙間塞ぎ部材を地盤側にのみ開く逆止弁として構成しておき、ケーシングパイプの引抜き工程において、ケーシングパイプを引き抜きながらケーシングパイプの内周面と薬液注入用外管との外周面との間にシール材を加圧注入することにより、該シール材をケーシングパイプの先端から充填するようにすればよい。
【００４４】
ケーシングパイプを推進圧入する際の直進性を高めるためには、薬液注入用外管の先端近傍内面又は推進圧入用先導体の背面に視準用ターゲットを取り付け、該視準用ターゲットを用いて推進圧入用先導体を操作することにより該推進圧入用先導体の先導方向を調整するようにすればよい。
【００４５】
視準用ターゲットは、薬液注入用外管が先端閉鎖型である場合には、その先端近傍の内周面又は底面に取り付け、先端解放型である場合には、その先端近傍の内周面又は推進圧入用先導体の背面に取り付ければよい。
【００４６】
視準用ターゲットは、基端側から照射されたレーザー光を反射するように構成してもよいし、ＬＥＤなど自ら発光するもので構成してもよい。
【００４７】
ここで、上述の視準用ターゲットを着脱自在とし、該視準用ターゲットをケーシングパイプの推進圧入後に回収するようにすれば、視準用ターゲットを繰り返し用いることができるとともに、駆動用バッテリーが地盤内に残置されるのを防止することができる。
【００４８】
回収方法は任意であるが、磁着や吸着による方法を採用することができる。
【００４９】
上述した各発明によって薬液注入用外管を地盤に埋設した後は、ボーリング工法を用いた従来の薬液注入工法と同様、薬液注入用外管内に薬液注入用内管を挿入し、該薬液注入用内管の周面に離隔配置された一対のパッカーを作動させることで薬液注入用外管の内部空間に仕切り領域を形成し、該仕切り領域に向けて薬液注入用内管から薬液を吐出するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係る薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法の実施手順を示したフローチャート。
【図２】斜切りヘッド１及びケーシングパイプ２を示した図であり、(a)は材軸を含む断面図、(b)はＡ−Ａ線方向から見た矢視図、(c)はＢ−Ｂ線方向から見た矢視図。
【図３】斜切りヘッド１、ケーシングパイプ２及び薬液注入用外管１０の取付け状況を材軸を含む断面で示した図であり、(a)は取付け前、(b)は取付け後の状況をそれぞれ示した図。
【図４】既設構造物４１の下方を対象地盤４２として薬液注入用外管１０を埋設する様子を示した図であり、(a)は薬液注入用外管１０が挿入されたケーシングパイプ２を対象地盤４２に推進圧入している様子を、(b)は推進圧入されたケーシングパイプ２を引き抜いている様子をそれぞれ示した鉛直断面図。
【図５】斜切りヘッド１の先導方向を修正する機構を示したブロック図。
【図６】ケーシングパイプ２を推進圧入した後の薬液注入用外管の埋設方法及びそれに続く薬液注入方法の実施手順を示した説明図であり、(a)は、ケーシングパイプ２を引き抜きながらシール材６１を加圧注入している様子を、(b)は、薬液注入用外管１０に挿入された薬液注入用内管６３を介して薬液を対象地盤４２に注入する様子をそれぞれ示した図。
【図７】斜切りヘッド１の変形例を示した側面図。
【図８】変形例に係る断面図。
【図９】別の変形例に係る断面図。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明に係る薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００５２】
図１は、本実施形態に係る薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法の実施手順を示したフローチャート、図２は、それらに用いるケーシングパイプ２、該ケーシングパイプの先端に取り付けられる推進圧入用先導体としての斜切りヘッド１及びケーシングパイプ２の内部に挿入される薬液注入用外管１０を示した図である。
【００５３】
図２でよくわかるように、斜切りヘッド１は、円筒体の先端を斜めにカットした全体形状をなし、ケーシングパイプ２から受ける推進力及び該ケーシングパイプの材軸回りの回転力をそのテーパ面３で前方地盤に作用させることにより、該地盤の土砂を周囲に押しのけるようにしながら該地盤に圧入されるようになっているとともに、回転速度を変化させることにより、先導方向を調整してケーシングパイプ２の推進圧入における直進性を確保できるようになっている。
【００５４】
斜切りヘッド１の背面側には、ケーシングパイプ２の先端が嵌め込まれる円形断面の凹部４を設けてあり、該凹部の内周面には、凹部４の開口縁部から材軸方向に沿って延びる縦溝５及び該縦溝の先端から直角に延びる横溝６からなるＬ字状の係合溝７を互いに対向する位置にそれぞれ設けてあり、横溝６，６は、背面側から推進方向を見たときにそれぞれ時計方向に延びるように形成してある。
【００５５】
凹部４の底面には、ＬＥＤで形成された視準用ターゲットとしてのターゲット９を取り付けてあり、該ターゲットを基端側から視準することにより、ケーシングパイプ２の直進性を確認することができるようになっている。
【００５６】
ターゲット９は、ケーシングパイプ２の推進圧入後、その基端側から回収できるよう、斜切りヘッド１の背面側に磁着しておく。
【００５７】
一方、ケーシングパイプ２の先端縁部には、斜切りヘッド１に設けられた係合溝７に嵌め込まれる係合キー８，８を互いに反対側となる位置に鍔状に突設してある。
【００５８】
ケーシングパイプ２の先端近傍内周面には、第１の環状隙間塞ぎ部材としての環状の弁体１１を取り付けてあり、その内側に薬液注入用外管１０を挿通したとき、該薬液注入用外管の外周面に内周縁部が摺動自在となるように構成してある。
【００５９】
弁体１１は、水密性材料であるゴムで形成してあるとともに地盤側にのみ開く逆止弁として構成してあり、ケーシングパイプ２を推進圧入した後で該ケーシングパイプを引き抜く際、ケーシングパイプ２の内周面と薬液注入用外管１０の外周面との隙間を介して周辺地盤から土砂や地下水が流入するのを阻止する一方、基端側から加圧圧入されたシール材をケーシングパイプ２の先端側から噴出させて薬液注入用外管１０と周辺地盤との隙間に充填できるようになっている。
【００６０】
本実施形態に係る薬液注入用外管の埋設方法を用いて薬液注入用外管１０を対象地盤４２に埋設するには、まず、斜切りヘッド１をケーシングパイプ２の先端に取り付けるとともに、ケーシングパイプ２の内部に薬液注入用外管１０を挿入配置する（図１，ステップ１０１）。
【００６１】
図３は、ケーシングパイプ２、斜切りヘッド１及び薬液注入用外管１０の取付け状況を示した図である。同図でわかるように、斜切りヘッド１をケーシングパイプ２の先端に取り付けるには、係合キー８，８を斜切りヘッド１の縦溝５に位置合わせした状態でケーシングパイプ２を前進させ、さらにケーシングパイプ２の端面を斜切りヘッド１の凹部４の底面に当接させながら、該ケーシングパイプを時計回りに回転させて係合キー８，８を横溝６，６に嵌め込めばよい。
【００６２】
このようにすると、ケーシングパイプ２の端面と斜切りヘッド１の凹部４の底面との当接箇所を介してケーシングパイプ２からの推進力が斜切りヘッド１に伝達されるとともに、係合キー８，８の側面と横溝６，６の溝内面との当接箇所を介してケーシングパイプ２からの回転力が斜切りヘッド１に確実に伝達される。
【００６３】
また、係合キー８，８が横溝６，６に嵌り込むことによって、ケーシングパイプ２の材軸方向に沿った斜切りヘッド１の離脱が拘束されるので、ケーシングパイプ２を推進圧入する工程中においても、上述したケーシングパイプ２からの推進力や回転力は斜切りヘッド１に確実に伝達される。
【００６４】
一方、薬液注入用外管１０については、斜切りヘッド１をケーシングパイプ２の先端に取り付ける作業に合わせて、ケーシングパイプ２の先端近傍内周面に取り付けられた弁体１１の内側に挿通される形でケーシングパイプ２の内部に挿入配置すればよい。
【００６５】
ケーシングパイプ２内への薬液注入用外管１０の挿入配置は、ケーシングパイプ２への斜切りヘッド１の取付けを行う前か後かを問わないし、薬液注入用外管１０の先端を斜切りヘッド１の背面に固定するかどうかも任意である。
【００６６】
次に、図４(a)に示すように、既設構造物４１の下方を地盤改良の対象地盤４２とし、該対象地盤に上述のケーシングパイプ２を推進圧入する（ステップ１０２）。
【００６７】
ケーシングパイプ２を推進圧入するにあたっては、対象地盤４２の側方に立坑４３を掘削形成し、該立坑に推進駆動機構及び回転駆動機構が設けられた推進装置４４を設置するとともに、ケーシングパイプ２を、分割された複数のケーシングパイプ２ａで構成し、該ケーシングパイプを継ぎ足しながら推進装置４４で対象地盤４２に水平に圧入する。
【００６８】
なお、薬液注入用外管１０を硬質塩化ビニルその他の硬質な材料で形成する場合には、ケーシングパイプ２と同様、薬液注入用外管１０を、分割された複数の薬液注入用外管１０ａで構成し、これらを継ぎ足しながらケーシングパイプ２の内部に挿入していけばよい。
【００６９】
以下、本実施形態では、薬液注入用外管１０を、分割された複数の薬液注入用外管１０ａで構成するものとして説明する。
【００７０】
ケーシングパイプ２を推進圧入するにあたっては、図５に示すように、斜切りヘッド１の背面側に取り付けられたターゲット９を、立坑４３に設置されたＣＣＤカメラ搭載のトランシット５１で視準し、その際にＣＣＤカメラで撮像された画像データを演算処理部５２で演算処理することによって、ケーシングパイプ２の先頭位置における計画ラインからの偏心方向及び偏心量を求めるとともに、それら偏心方向及び偏心量を用いて推進装置４４に内蔵された制御部５３で回転駆動機構５４を駆動制御して斜切りヘッド１の回転をいったん停止させるなどの操作を行うことにより、ケーシングパイプ２の先端における先導方向を修正して該ケーシングパイプの直進性を確保する。
【００７１】
予定された計画ラインに沿ってケーシングパイプ２を対象地盤４２内に推進圧入したならば、次に、図４(b)に示すように、ケーシングパイプ２を対象地盤４２から引き抜く（ステップ１０３）。
【００７２】
ケーシングパイプ２を引き抜くには、まず、ケーシングパイプ２を反時計回りに回転させることで、ケーシングパイプ２の先端に設けられた係合キー８，８を斜切りヘッド１に設けられた横溝６，６から外して縦溝５，５に移す。
【００７３】
このようにすると、ケーシングパイプ２と斜切りヘッド１との拘束状態が解除されて材軸方向に沿った相対移動が可能な状態となるので、ケーシングパイプ２を手前に引き出すことにより、ケーシングパイプ２の先端を斜切りヘッド１から離脱させることができる。
【００７４】
上述した拘束の解除操作は、立坑４３側に突出しているケーシングパイプ２の基端側を回すことで可能であって、斜切りヘッド１の取付け位置に対する直接操作ではなく、該位置から離隔した箇所からの遠隔操作となる。
【００７５】
ケーシングパイプ２を対象地盤４２から引き抜くにあたっては、推進圧入時とは逆に、継ぎ足されたケーシングパイプ２ａを基端側から順次取り外しながら行えばよい。
【００７６】
なお、斜切りヘッド１の背面側に磁着されたターゲット９については、推進圧入完了後は不要になるので、先端に回収用マグネットが取り付けられた回収ロッド（図示せず）をケーシングパイプ２に挿入し、該回収ロッドの先端に磁着させる形で回収する。
【００７７】
一方、ケーシングパイプ２を対象地盤４２から引き抜く際、これと並行して、図６(a)に示すように、ケーシングパイプ２の基端側からその内周面と薬液注入用外管１０の外周面との隙間に向けてシール材６１を加圧注入する（ステップ１０４）。
【００７８】
このようにすると、シール材６１は同図に示すように、ケーシングパイプ２の先端近傍に到達した後、弁体１１を開いてケーシングパイプ２の先端側から噴出し、薬液注入用外管１０と対象地盤４２との隙間に充填される。
【００７９】
このようにして薬液注入用外管１０を対象地盤４２内に埋設したならば、図６(b)に示すように、従来の二重管ダブルパッカー注入方式と同様、一対のパッカー６２，６２が先端近傍に離間配置されてなる薬液注入用内管６３を薬液注入用外管１０の内部に挿入するとともに、薬液注入用外管１０に設けられた複数の薬液吐出孔６４のうち、所望の薬液吐出孔６４にパッカー６２，６２に挟まれた区間が一致するように薬液注入用内管６３を薬液注入用外管１０内で適宜進退させた後、パッカー６２，６２を作動させて薬液注入用外管１０の内部領域を仕切り、しかる後、薬液注入用内管６３から仕切り領域へと薬液を供給する（ステップ１０５）。
【００８０】
このようにすると、仕切り領域に供給された薬液は、薬液注入用外管１０の薬液吐出孔６４を覆う弾性スリーブ６５を押し拡げるようにして該薬液吐出孔から吐出され、周囲のシール材６１を割裂しつつ、対象地盤４２内へと浸透する。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態に係る薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法によれば、薬液注入用外管１０は、ケーシングパイプ２の引抜きにより、対象地盤４２内に残置される形で該対象地盤に埋設されることとなり、かくしてボーリング工法を用いた埋設方法よりも工程が大幅に簡略化される。
【００８２】
また、薬液注入用外管１０は、ケーシングパイプ２に先付けされた状態で該ケーシングパイプとともに対象地盤４２内に配置されるため、薬液注入用外管１０を水平に配置する場合であっても、ボーリング工法のように流入土砂が障害となってケーシングパイプ２への挿入が困難になるといった事態を未然に回避することが可能となる。
【００８３】
また、本実施形態に係る薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法によれば、ケーシングパイプ２に設けた係合キー８，８と斜切りヘッド１に設けたＬ字状の係合溝７との協働作用により、推進圧入時には材軸方向に沿ったそれらの相対移動を拘束しておき、推進圧入が完了した後、その拘束を遠隔操作で解除するようにしたので、例えば斜切りヘッド１に作用する前方からの土圧が何らかの要因で減少した場合であっても、推進圧入に必要な推進力や回転力をケーシングパイプ２から斜切りヘッド１に確実に伝達しつつ、ケーシングパイプ２を引き抜く際には、簡単な操作でケーシングパイプ２の先端を斜切りヘッド１から離脱させることが可能となる。
【００８４】
また、本実施形態に係る薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法によれば、環状の弁体１１を、その内周縁部が薬液注入用外管１０の外周面に摺動自在となるように、ケーシングパイプ２の先端近傍内周面に取り付けるとともに、該弁体を、地盤側にのみ開く逆止弁として構成したので、ケーシングパイプ２を推進圧入した後で該ケーシングパイプを引き抜く際、ケーシングパイプ２の内周面と薬液注入用外管１０の外周面との隙間を介して周辺地盤から土砂や地下水が流入するのを阻止する一方、基端側から加圧圧入されたシール材６１をケーシングパイプ２の先端側から噴出させて薬液注入用外管１０と対象地盤４２との隙間に充填することができる。
【００８５】
また、本実施形態に係る薬液注入用外管の埋設方法及びそれを用いた薬液注入方法によれば、斜切りヘッド１の背面側にターゲット９を取り付けておき、該ターゲットを立坑４３に設置されたＣＣＤカメラ搭載のトランシット５１で視準するとともに、その際の撮像データで演算処理を行って推進装置４４の回転駆動機構５４を駆動制御するようにしたので、ケーシングパイプ２の先端における先導方向を随時修正して該ケーシングパイプの直進性を確保することが可能となる。
【００８６】
本実施形態では、ケーシングパイプ２に設けた係合キー８，８と斜切りヘッド１に設けたＬ字状の係合溝７との協働作用により、推進圧入時には材軸方向に沿ったそれらの相対移動を拘束し、推進圧入が完了した後、その拘束を遠隔操作で解除するようにしたが、推進圧入中にケーシングパイプ２と斜切りヘッド１とが材軸方向に沿って相対移動する懸念がないのであれば、それらを必ずしも拘束する必要はなく、例えばＬ字状の係合溝７から横溝６，６を省略し、縦溝５，５のみで構成するようにしてもかまわない。
【００８７】
かかる構成によれば、前方から作用する土圧が急激に減少するなどの理由で斜切りヘッド１がケーシングパイプ２の先端から外れることがない限り、縦溝５，５と係合キー８，８との係合作用によってケーシングパイプ２からの推進力や回転力を確実に斜切りヘッド１に伝達させることができるとともに、推進圧入後においては、ケーシングパイプ２を引き抜くだけでその先端を斜切りヘッド１から離脱させることが可能であり、材軸方向に沿った両者の拘束状態をわざわざ解除する必要がなくなる。
【００８８】
なお、ケーシングパイプ２と斜切りヘッド１との材軸方向に沿った相対移動を拘束する手段は、機械分野で用いられている公知の連結機構や荷重伝達機構から任意に選択採用することができるとともに、拘束手段を解除するための遠隔操作についてもそれらの連結機構や荷重伝達機構に応じて適宜選択することが可能である。
【００８９】
また、本実施形態では、ケーシングパイプ２を水平に推進圧入する場合について説明したが、本発明は、斜め下方に推進圧入する場合、例えば立坑を設けずに地上から斜め下方に推進圧入する場合にも適用することができることはもちろん、既設構造物４１が存在しないのであれば、鉛直下方に推進圧入する場合にも適用することができる。
【００９０】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、ケーシングパイプ２を引き抜く際、摩擦力その他の理由によって、斜切りヘッド１やその背後の薬液注入用外管１０もケーシングパイプ２に引きずられるように後退するおそれがある場合には、図７に示すように、斜切りヘッド１に代えて、逆進防止手段としての抵抗板７１がテーパ面３に取り付けられた斜切りヘッド１′を採用すればよい。
【００９１】
かかる構成によれば、後退動作が生じたときにに抵抗板７１のテール部７２が周辺地盤から大きな抵抗を受けるため、ケーシングパイプ２に引きずられるように後退するおそれがなくなる。
【００９２】
また、本実施形態では、ケーシングパイプ２の引抜き操作に伴って薬液注入用外管１０の周囲に隙間が形成される場合を想定し、該隙間にシール材６１を充填するようにしたが、推進圧入による土圧増加の戻りその他の理由によって、薬液注入用外管１０の周囲に隙間が形成されないか又はそれを考慮する必要がないのであれば、シール材６１の加圧注入工程を省略することが可能である。
【００９３】
これに関連し、本実施形態では、ケーシングパイプ２の先端近傍内周面に第１の環状隙間塞ぎ部材としての環状の弁体１１を取り付けることで、周辺地盤から土砂や地下水が流入するのを阻止しつつ、基端側から加圧圧入されたシール材をケーシングパイプ２の先端側から噴出させて薬液注入用外管１０と地盤との隙間に充填できるように構成したが、シール材６１の加圧注入を省略するのであれば、弁体１１に代えて、図８(a)に示すように、第１の環状隙間塞ぎ部材としての環状のゴム体８１を、その内周面が薬液注入用外管１０の外周面に摺動自在となるようにケーシングパイプ２の先端近傍内周面に取り付けるようにしてもかまわない。
【００９４】
また、ゴム体８１に代えて、又はゴム体８１に加えて、同図(b)に示すように、第２の環状隙間塞ぎ部材としてのゴム体８２を、その外周面がケーシングパイプ２の内周面に摺動自在となるように、薬液注入用外管１０の基端近傍外周面に取り付けるようにしてもかまわない。
【００９５】
この構成であっても、ケーシングパイプ２の内周面と薬液注入用外管１０の外周面との隙間を介した対象地盤４２からの地下水や土砂の立坑４３への流入を防止することができる。
【００９６】
なお、図８に示した各変形例において、地下水の流入が許容されるのであれば、ゴム体８１やゴム体８２の材質を止水性材料であるゴムに代えて、透水性材料であるスポンジとすることも可能である。
【００９７】
また、図９(a)に示すように、第２の環状隙間塞ぎ部材としてのチューブ体８４を、その外周縁部がケーシングパイプ２の内周面に摺動自在となるようにかつ取付け位置が立坑４３の内壁面８３から後退した位置となるように薬液注入用外管１０の基端近傍外周面に取り付けるとともに、ケーシングパイプ２を抜き去った後は、その外周縁部が対象地盤４２の孔壁８５に当接するように膨張自在に構成してもよい。
【００９８】
かかる構成によれば、ケーシングパイプ２を引抜き中においては、その内周面と薬液注入用外管１０の外周面との隙間を介した対象地盤４２からの地下水や土砂の立坑４３への流入を防止することができるとともに、ケーシングパイプ２をすべて引き抜いた後においては、薬液注入用外管１０と対象地盤４２の孔壁８５との隙間を介した地下水や土砂の流入を防止することが可能となる。
【００９９】
また、図９(b)に示すように、第３の環状隙間塞ぎ部材としてのチューブ体８６を、ケーシングパイプ２を引抜き中のときは、その内周縁部がケーシングパイプ２の外周面に摺動自在となるように、ケーシングパイプ２の引抜き後は、その内周縁部が膨張によって薬液注入用外管１０の外周面に当接されるように、立坑４３の内壁面８３に設けられた推進圧入口８７に取り付けるようにしてもよい。
【０１００】
かかる構成によれば、ケーシングパイプ２を引抜き中においてはその外周面、ケーシングパイプ２をすべて引き抜いた後においては、薬液注入用外管１０の外周面と対象地盤４２の孔壁８５との隙間を介した地下水や土砂の立坑４３への流入を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【０１０１】
１，１′      斜切りヘッド（推進圧入用先導体）
２，２ａ      ケーシングパイプ
９            ターゲット（視準用ターゲット）
１０，１０ａ    薬液注入用外管
１１            弁体（第１の環状隙間塞ぎ部材）
４２            対象地盤
６１            シール材
６２            パッカー
６３            薬液注入用内管
６４            薬液吐出孔
７１            抵抗板（逆進防止手段）
８１            ゴム体（第１の環状隙間塞ぎ部材）
８２            ゴム体（第２の環状隙間塞ぎ部材）
８４            チューブ体（第２の環状隙間塞ぎ部材）
８６            チューブ体（第３の環状隙間塞ぎ部材）
８７            推進圧入口
【図１】
2014125781.tif 000003
【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】
2014125781.tif 000008
【図７】
2014125781.tif 000009
【図８】
2014125781.tif 000010
【図９】
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