(57)【要約】【課題】地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、これら各層毎に最適な注入を同時に、あるいは選択的に達成し得るのみならず、地盤中の縦方向、横方向への立体的な注入をも可能にする。【解決手段】注入管装置Ａを通して注入液を注入する地盤注入工法であって、この注入管装置Ａは管壁１０長手方向に間隔をあけて複数の袋パッカ６を設け、互いに隣接する袋パッカ６間には外管吐出口５を有し、かつ管外空間８を形成する外管９と、噴出位置２７を形成する内管１３とを有する。内管１３には、注入液流路１５と、パッカ流路１６とをそれぞれ独立して備え、パッカ流路１６を通して膨縮パッカ１２に流体を送って膨張させ、膨縮パッカ１２によって挟まれる内外管のすき間３１に管内空間１７を形成して構成される。【選択図】図２
2006312811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入管装置を複数本、地盤中に埋設し、これら注入管装置を通して注入液を注入する地盤注入工法であって、独立した駆動源で作動し、かつ集中管理装置で制御される個々に独立したユニットポンプをそれぞれの注入管装置に接続し、ユニットポンプの作動により注入液を地盤中に注入する地盤注入工法において、前記注入管装置は管壁長手方向に間隔をあけて、硬化性流体で膨張する複数の袋パッカを設け、互いに隣接する袋パッカ間にはゴムスリーブで覆われた少なくとも一つの外管吐出口を有し、かつ互いに隣接する袋パッカと削孔壁との間に管外空間を形成する外管と、外管内に移動自在に挿入され、長手方向に一対の膨縮パッカが間隔をあけて設けられ、噴出位置を形成する内管とを有し、該内管には、注入液を送液し、吐出口が噴出位置に位置する注入液流路と、前記膨縮パッカに流体を送って膨張させるパッカ流路とをそれぞれ独立して備え、該パッカ流路を通して一対の膨縮パッカに流体を送って膨張させ、一対の膨縮パッカによって挟まれる内外管のすき間に管内空間を形成してなり、該噴出位置を管外空間に合致させ、外管吐出口から注入液を管内空間、外管吐出口および管外空間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２】
請求項１において、内管は吐出口がそれぞれ噴出位置に位置する複数の注入液流路を有してなる請求項１の地盤注入工法。
【請求項３】
請求項1において、さらに、内管昇降装置を設け、内管はこの昇降手段により外管内を所定の注入ステージに上下移動される請求項１の地盤注入工法。
【請求項４】
請求項１において、集中管理装置はパッカ流路に接続され、一対の膨縮パッカへの流体の送液を制御する流体送液制御部と、個々に独立した複数のユニットポンプの駆動源に接続され、各駆動源を制御する駆動制御部と、各ユニットポンプから地盤中の注入管装置に通じる導管に配置された流量圧力検出器に接続され、注入圧力、注入量および注入速度に関する注入情報を記録表示する記録表示部とを備えた請求項１の地盤注入工法。
【請求項５】
請求項４において、集中管理装置はさらに、内管昇降装置に接続され、内管の昇降を制御する昇降制御部を有してなる請求項４の地盤注入工法。
【請求項６】
請求項１において、外管内に移動自在に挿入される内管は長手方向に複数の膨縮パッカが間隔をあけて設けられ、複数の噴出位置を形成し、これら複数の噴出位置は少なくとも一個づつ、管外空間に位置するように配置され、該内管には注入液を送液し、吐出口が各噴出位置に別々に位置する複数の注入液流路と、前記膨縮パッカに流体を送って膨張させるパッカ流路とをそれぞれ独立して備え、該パッカ流路を通して複数の膨縮パッカに流体を送って膨張させ、隣接する膨縮パッカによって挟まれる内外管すき間に管内空間を形成してなり、各噴出位置を管外空間に合致させ、吐出口から注入液を管内空間および外管吐出口を通し、管外空間を経て地盤中に注入する請求項１の地盤注入工法。
【請求項７】
請求項６において、内管を移動して複数個の噴出位置を他の管外空間に少なくとも一個づつ合致させ、吐出口から注入液を各管内空間を経て外管吐出口を通し、別々の管外空間から地盤中に注入する請求項６の地盤注入工法。
【請求項８】
請求項１において、注入管装置は地盤の削孔中に挿入され、外壁長手方向に間隔をあけて複数の流体で膨張する袋パッカが設けられ、互いに隣接する袋パッカ間にはゴムスリーブで覆われた少なくとも二つの外管吐出口を有し、かつ、互いに隣接する袋パッカと削孔壁との間に管外空間を形成する外管と、該外管内に移動自在に挿入され、長手方向に三個以上の膨縮パッカが間隔をあけて設けられ、複数の噴出位置を形成する内管とを有し、該内管には注入液を送液し、吐出口が別々の噴出位置にそれぞれ位置する複数の注入液流路と、前記膨縮パッカに流体を送って膨張させるパッカ流路とをそれぞれ独立して備え、該パッカ流路を通して三個以上の膨縮パッカに流体を送って膨張させ、互いに隣接する膨縮パッカによって挟まれる内外管のすき間に複数個の管内空間を形成してなり、これら複数個の噴出位置を同一の管外空間に合致させ、吐出口から注入液をそれぞれ別々の管内空間を経て、外管吐出口を通し、同一の管外空間から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９】
請求項８において、内管を移動して複数個の噴出位置を他の管外空間に合致させ、吐出口から注入液をそれぞれ別々の管内空間を経て、外管吐出口を通して同一の管外空間から地盤中に注入する請求項８の地盤注入工法。
【請求項１０】
請求項１において、前記袋パッカは透水性袋体で形成され、削孔径よりも１．２〜５．０倍の直径を有し、かつ袋体の長さをＬとし、隣接する袋体間の間隙をＡとした場合、Ａ≦２Ｌとしてなり、袋体中に懸濁液を填充し、膨らませて袋パッカを形成する際、袋体の直径が削孔径よりも大きいため、袋パッカによってパッカ周りの削孔壁が圧密され、これにより袋パッカ周りの地盤領域に注入液の浸透しにくい密な地盤内パッカを形成する請求項１の地盤注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軟弱地盤等の地盤中に地盤注入液を多点的に注入する多点地盤注入工法に係り、特に、地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、これら各層毎に最適な注入を同時に、あるいは選択的に達成し得るのみならず、地盤中の縦方向、横方向への立体的な注入をも可能にし、かつ、複数の注入管装置からの注入を任意に制御し得るとともに、複数の注入管装置を通して同時に注入し得、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ急速施工によって注入工期も短縮され、特に液状化防止工事のように大容土の地盤改良を急速、かつ確実に施工し得る地盤注入工法に関する。
【０００２】
ここで、地盤注入液とは軟弱地盤等の地盤を強化ないしは止水するための地盤固結用注入材、産業廃棄物等、公害物質の固化のための注入材、公害物質からの有害物質の漏出を防止する止水層を形成するための固結材、公害物質の無公害化のための化学物質を含む注入薬液材、あるいは重金属等を化学的に不活性化する重金属固定材等を言う。
【背景技術】
【０００３】
地盤は通常、各層毎に透水係数や間隙率が異なるため、各層毎に地盤状況が異なるものである。この種の地盤への薬液注入に際して、従来、図示しないが、地盤中に注入管を単独で、あるいは複数本間隔をあけて挿入、これら注入管を通して注入ステージを上または下に移向しながら順次に注入液を注入していた。
【０００４】
ところで、薬液注入に際して最も大きな課題は透水係数の小さな微細砂層への浸透、あるいは異なる土層からなる地盤への均質な浸透にある。
【０００５】
微細砂層への透水性は通常、ｋ＝１０−３〜１０−４ｃｍ／秒であり、このような土層に対して地盤の破壊を起こさないように薬液を注入するには、浸透理論上、毎分１リットル以下〜数リットルの低吐出量で低圧注入しなければならない。
【０００６】
しかし、上述の公知の注入工法では、一本の注入管に対して、それぞれ一セットの注入ポンプを使用する。このような注入方式では、工期をできるだけ短くしたいという経済性の面から、また、ポンプの性能限界の面から毎分１０〜２０リットルの吐出量とせざるを得ず、注入圧が高くなって地盤の破壊を起こす。このため、地盤が隆起したり、微細な土層の浸透固結が不充分となってしまう。
【０００７】
また、異なる土層の地盤に対する注入では、土層が変化した際に、この土層変化に対応して注入速度を変化させたり、注入量をコントロールすることは実用上難しく、このため、ある層では注入液が多量に拡がったり、また、ある層では僅かしか浸透しなかったり等が起こり、このような注入状態では、隣接する固結体同志の連続性が得られないという問題が生じる。
【０００８】
なお、本出願人による先願として特開平１２−４５２５９号公報記載の発明が出願されている。これによれば、複数の注入管を地盤中に配置し、これら複数の注入管を通してそれぞれの吐出口から地盤改良材を地盤中に注入するに当り、一プラント中に多数のユニットポンプを備え、これら多数のユニットポンプを一つの駆動源で同時に作動する多連装ポンプにより前記注入液を各注入管に圧送し、吐出口から地盤中に注入するものである。
【０００９】
上述の公知技術では、注入細管がポンププラントから注入孔まで長距離を要するため、低粘度で長いゲルタイムの注入液を用いる必要があった。ところが、長いゲルタイムの時間の注入液は一度地表面、あるいは、地盤中の粗い層に逸脱を始めるとゲル化時間を短縮できないため注入を中止せざるを得ず、その間に注入細管内でグラウトがゲル化してしまう等の不都合があった。
【００１０】
また、一台の駆動源で多連装ポンプを構成する多数のユニットポンプを同時に駆動するため、それぞれの吐出口における地盤条件が異なり、したがって、最適の注入条件が異なるにもかかわらず、全てのユニットポンプが同一条件で駆動するため、それぞれの吐出口に対して最適の注入を行うことが不可能だった。
【特許文献１】特開２００３−２３２０３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の課題は上述に示されるように、これまでの開発されている広域な地盤に対するグラウトの低圧浸透注入をさらに発展させ、大吐出量による低圧浸透注入を可能にし、しかも各グラウト注入管の注入状況に応じて、それぞれのユニットポンプによる注入速度、注入圧、注入の中止、再開、ゲル化時間等を任意に管理し得、さらに、多数のユニットポンプの作動を同時に管理して注入状況の全体を把握管理することを可能にする、上述の公知技術の欠点を改良した多点地盤注入工法を提供することにある。
【００１２】
さらに、本発明の他の課題は一次注入による粗詰注入の際、あるいは注入中に長いゲル化時間のグラウトが逸脱し始めた際、ゲル化時間の短いグラウトを注入してこれを防止することを可能とし、ゲル化時間の長いグラウトや、短いグラウトの単独注入、あるいは組み合わせ注入、多ステージの同時注入等も自由自在に注入でき、多点注入の実用性を飛躍的に発展させることにある。
【００１３】
さらにまた、本発明の他の課題は透水性が少ない細粒土層、あるいは地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、ユニットポンプ１リットル程度から３０リットル／分の可変吐出量により最適な注入を同時にあるいは選択的に達成するのみならず、一注入ユニット当り４〜５０リットル程度のユニットポンプを組み合わせることができ、したがって、一度に１セット当り４〜５０ユニットのポンプ分、すなわち、１×（４〜５０）ｌ／分から３０×（４〜５０）ｌ／分、原理的には１セット当り４〜１５００ｌ／分、実用的には１セット当り５０〜５００ｌ／分の大吐出量の注入速度で、かつ一注入ステージ当り低圧の浸透注入による土粒子間浸透が可能である。また、地盤中に縦方向、横方向への立体的な注入も可能であり、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ、急速施工によって注入工期の短縮も達成され、上述の公知技術に存する欠点を改良した多点地盤注入工法を提供することにある。
【００１４】
さらに、本発明の課題は使用し得る地盤注入液が溶液型注入液のみならず、懸濁型注入液も可能であり、これにより注入ポイント毎の地盤状況に応じた任意注入を選択し得、上述の公知技術に存する欠点を改良した多点地盤注入工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の課題を達成するため、本発明の地盤注入工法によれば、注入管装置を複数本、地盤中に埋設し、これら注入管装置を通して注入液を注入する地盤注入工法であって、独立した駆動源で作動し、かつ集中管理装置で制御される個々に独立したユニットポンプをそれぞれの注入管装置に接続し、ユニットポンプの作動により注入液を地盤中に注入する地盤注入工法において、前記注入管装置は管壁長手方向に間隔をあけて、硬化性流体で膨張する複数の袋パッカを設け、互いに隣接する袋パッカ間にはゴムスリーブで覆われた少なくとも一つの外管吐出口を有し、かつ互いに隣接する袋パッカと削孔壁との間に管外空間を形成する外管と、外管内に移動自在に挿入され、長手方向に一対の膨縮パッカが間隔をあけて設けられ、噴出位置を形成する内管とを有し、該内管には、注入液を送液し、吐出口が噴出位置に位置する注入液流路と、前記膨縮パッカに流体を送って膨張させるパッカ流路とをそれぞれ独立して備え、該パッカ流路を通して一対の膨縮パッカに流体を送って膨張させ、一対の膨縮パッカによって挟まれる内外管のすき間に管内空間を形成してなり、該噴出位置を管外空間に合致させ、外管吐出口から注入液を管内空間、外管吐出口および管外空間を経て地盤中に注入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上述構成からなる本発明は地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、これら各層毎に最適な注入を同時に、あるいは選択的に達成し得るのみならず、地盤中の縦方向、横方向への立体的な注入をも可能とし、かつ、複数の注入管からの注入を任意に制御し得るとともに、複数の注入管を通して同時に注入し得、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ急速施工によって注入工期も短縮され、特に液状化防止工事のように大容土の地盤改良を急速、かつ確実に施工し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
一般に、従来の注入工法では、注入管ピッチを０．８ｍ〜１ｍとし、また注入ステージについては０．２５〜０．５ｍを一単位として注入土量１ｍ３当り３００ｌ〜４００ｌ、経済性を考慮して注入速度８〜２０ｌ／分の注入量で注入することを基本としていた。しかし、実際の地盤では、注入液を地盤破壊を起こさずに土粒子間浸透させるためには、注入速度を８ｌ／分以下、例えば１〜５ｌ／分にしなければならないことが多い。しかし、従来の一つの注入ポイントに対して一つの注入ポンプで注入する方式では、こうのような
注入速度では経済的に不可能であった。
【００１８】
一方、近年、液状化防止工事等、大容量土の地盤改良の急速施工が要求されるようになった。この場合、経済性の点から注入孔間隔を広くとって一本の注入管から大量の注入液を長時間にわたって注入することが必要である。すなわち、液状化防止工事では、経済性の点から注入孔間隔を１．５〜４ｍとせざるを得ない。
【００１９】
例えば、注入孔間隔を２ｍの正方向配置にする場合、
（１）注入管の埋設間隔            Ｐ＝２ｍ×２ｍの正方形配置
（２）注入速度                    ｆ＝２０ｌ／分
（３）注入管１孔当り改良平面積は  Ａｐ＝２ｍ×２ｍ＝４ｍ２であり、
（４）１ステージ当り改良土量（ｍ３）を
Ｖ＝２ｍ（１ステージ当りの改良厚さ）×４ｍ２＝８ｍ３とすると、
（５）１ステージ当り注入量（ｋｌ）
Ｑ＝Ｖｘ（０．３５〜０．０４）＝８×（０．３５〜０．０４）ｍ３
＝２．８ｍ３〜３．２ｍ＝３．０ｍ３（平均）
（０．３５〜０．０４：注入率、すなわち、改良土量１ｍ３当りの注入薬液の比          率）
（６）１ステージ当り注入時間
ｔ１＝３ｋｌ÷０．０２ｋｌ／分＝１５０分
＝２．５時間（注入継続時間）
と長時間による注入を行わなくてはならない。この場合、毎分の注入流量を５ｌ／分とすると、上述の４倍の注入時間、すなわち、１０時間を必要とする。
【００２０】
同じく、注入孔間隔を４ｍの正方向配置にする場合、
Ａｐ＝４ｍ×４ｍ＝１６ｍ２、
１ステージの改良土量は、
Ｖ＝２ｍ（改良厚さ）×１６ｍ３、
＝３２ｍ３
１ステージ注入量（ｋｌ）は
Ｑ＝Ｖｘ（０．３５〜０．４０）      
＝３２×（０．３５〜０．４０）
＝１１．２〜１２．８ｋｌ≒１２ｋｌ（平均）であり、
注入速度ｆ＝２０ｌ＝／分とすると、
１ステージ当り注入時間
ｔ＝１２ｋｌ÷０．０２ｋｌ
＝６００分
＝１０時間である。この場合、毎分の注入流量を５ｌ／分とすると、上述の４倍の注入時間、すなわち、４０時間を必要とする。
【００２１】
ところが、このような注入では注入に長時間を要するため、また、一本当りの注入受け持ち範囲が広いため、注入液は分散して地表面や周辺に逸脱しやすく、均質な注入効果が得られにくい。また、長時間にわたる注入中に土中でゲル化が進行し、このため地盤の注入条件が変化してしまい、注入効果も不確実になる。さらにまた、長時間の注入作業を要するため、施工期間が長くなるのみならず、施工期間中、その区域の利用が不可能になる。これを防ぐため、注入孔間隔を狭くすると、１ステージ当りの注入量は少なくなり、かつ注入時間も短くなるものの、多数の注入孔を削孔しなくてはならず、工期が非常に長くなる。
【００２２】
そこで、本発明では地盤注入液を集中管理装置による一括管理により複数のユニットポンプから複数の注入液送液系統を通して地盤中の複数の注入ポイントに注入し、このとき、注入液送液系統からの注入状況を画面表示し、一括監視を行って注入管理するとともに、袋パッカによる大きな浸透源を有する注入管装置を複数本地盤に埋設して注入し、これにより注入ポイント当りの毎分吐出量を大きくして土粒子間浸透を可能にし、かつ多数の注入ポイントから同時に注入することにより大量の注入を達成して大容量土の経済的地盤改良を可能にする。
【００２３】
さらに、具体的に説明すれば、本発明工法では、袋パッカ長を１ｍ、隣接する袋パッカ間隔を１ｍとすると、１ステージ長は２ｍとなり、１ステージの注入長さ１ｍ、直径約１０ｃｍの円柱状の浸透源から注入することになる。１ステージ当り注入毎分注入量を２５リットル／分にしても、通常の従来注入における、直径ほぼ１０ｃｍの球浸透源からの約
８リットル／分の注入量にくらべて約３倍の浸透速度となるが、浸透源の大きさは１０倍なので、浸透抵抗は従来より低くなる。このため、注入速度が３倍でも充分に低圧での浸透注入が可能になる。したがって、注入所要時間は前者では約０．３時間、後者では約２００分で済むことになる。
【００２４】
さらに、１セット当り１０ユニットのポンプで同時注入が可能とすれば、１０箇所の同時注入が可能になり、したがって、１０倍の大容量土の地盤改良が同一所要時間で行うことができ、従来の注入工法に比べて同一時間で注入可能な注入量の差ははかりしれない。しかも、１０本分のユニットポンプの注入を一つの集中管理システムで一括管理することによりその利点は図り知れない。
【００２５】
以下、本発明を添付図面を用いて具体的に詳述する。
【００２６】
図１は本発明の地盤注入工法に用いられる多点地盤注入システムの原理図を表した説明図である。図１における多点地盤注入システムＸは注入管装置Ａを複数本、地盤１中に埋設し、これら注入管装置Ａを通して貯蔵タンク２２中の注入液を注入する地盤注入工法であって、モータ等の独立した駆動源２で作動され、かつ、集中管理装置３で制御される個々に独立したユニットポンプ４を導管２１を通して地盤１中の注入管装置Ａに接続し、ユニットポンプ４の作動により、貯蔵タンク２２中の注入液を導管２１を通して、地盤１中の注入管装置Ａの外管吐出口５から地盤中に注入する。
【００２７】
さらに、前述の独立した多数のユニットポンプ４、４・・４にはインバータ等の回転数変速機３２、３２・・３２が備えられ、集中管理装置３に接続して制御される。さらにまた、ユニットポンプ４、４・・４を注入管装置Ａ、Ａ・・Ａに連結する導管２１、２１・・２１には、上述と同様にそれぞれ集中管理装置３に接続して制御される流量圧力検出器２６、２６・・２６が備えられる。
【００２８】
上述の構成により、本発明では、流量圧力検出器２６からの流量／およびまたは圧力データの信号を集中管理装置３に送信し、貯蔵タンク２２中の地盤注入液を各ユニットポンプ４、４・・４の作動により任意の注入速度、注入圧力あるいは注入量で各注入管装置Ａ、Ａ・・Ａに圧送し、複数の外管吐出口５、５・・５から注入ポイント２５に多点注入する。
【００２９】
本発明に用いられるユニットポンプ４としては、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクイズポンプ、スネクポンプ等が挙げられる。これらのポンプはピストンポンプを除いて、いずれも小型で、かつ、構造が簡単で、さらに故障しにくく、このため、溶液型のみならず懸濁型のグラウトも使用でき、本発明のユニットポンプとして適している。
【００３０】
本発明に用いられる注入管装置Ａは図２および図３に示すように、管壁１０の長手方向に間隔をあけて、硬化性流体で膨張する複数の袋パッカ６、６・・６を設け、互いに隣接する袋パッカ６、６間にはゴムスリーブ１１で覆われた少なくとも一個の外管吐出口５を有し、かつ互いに隣接する袋パッカ６、６と削孔壁７との間に管外空間８を形成する外管９と、外管９内に移動自在に挿入され、長手方向に一対の膨縮パッカ１２、１２が間隔をあけて設けられ、噴出位置２７を形成する内管１３とを有してなる。
【００３１】
上述の内管１３には注入液を送液し、吐出口１４が噴出位置２７に位置する注入液流路１５と、膨縮パッカ１２、１２に流体を送って膨張させるパッカ流路１６とをそれぞれ独立して備える。そして、噴出位置２７をまず、袋パッカ６に合わせ、パッカ流路１６を通して一対の膨縮パッカ１２、１２に水、空気、不活性気体等の流体を送って膨張させ、一対の膨縮パッカ１２、１２によって挟まれる内外管のすき間に管内空間１７を形成する。この状態で袋パッカ６に注入液流路１５を通してセメント等の硬化性懸濁液を送液し、吐出口１４および管内空間１７を通して袋パッカ６を膨張させる。さらに、膨縮パッカ１２、１２を収縮させ、内管１３を移動しながら、上述と同様にして袋パッカ６を膨張させる。
【００３２】
袋パッカ６は透水性袋体で形成され、削孔１９の径よりも１．２〜５．０倍の直径を有し、かつ袋体の長さをＬとし、隣接する袋体間の間隙をＡとした場合、Ａ≦２Ｌである。したがって、袋体中に硬化性懸濁液を填充し、膨らませて袋パッカ６を形成すると、袋体の直径が削孔径よりも大きいため、袋パッカ６によってパッカ周りの地盤領域に注入液の浸透しにくい密な地盤内パッカ２０を形成する。
【００３３】
内管の移動は図２に示される内管昇降装置１８を作動させて行う。この作動は図１に示されるように、内管昇降装置１８を集中管理装置３に接続し、内管１３の昇降を集中管理装置３で制御することにより行う。１９は削孔である。
【００３４】
次いで、図３に示されるように、内管１３の噴出位置２７を管外空間８に合致させ、外管吐出口５から注入液を管内空間１７、外管吐出口５および管外空間８を経て地盤１中に注入する。
【００３５】
集中管理装置３は図１に示されるように、パッカ流体貯蔵タンク２３を経てパッカ流路１６に接続され、一対の膨縮パッカ１２、１２への流体の送液を制御する流体送液制御部と、個々に独立した複数のユニットポンプ４の駆動源２に備えられた回転数変速機３２に接続され、各駆動源２を制御する駆動制御部と、各ユニットポンプ４から地盤１中の注入管装置Ａに通じる導管２１に配置された流量圧力検出器２６に接続され、注入圧力、および注入速度に関する注入情報を記録表示する記録表示部とを備え、さらに上述のように内管昇降装置１８に接続され、内管の昇降を制御する昇降制御部を備える。
【００３６】
図４は本発明に用いられる多点地盤注入システムＸの他の具体例の説明図であって、貯蔵タンク２２と、複数のユニットポンプ４、４・・４と、複数の注入管装置Ａ、Ａ・・Ａとを基本的に備える。
【００３７】
貯蔵タンク２２はＡ液用タンク２２ａと、Ｂ液用タンク２２ｂとからなり、これらタンク中のＡ液およびＢ液をそれぞれ別々に注入管装置Ａに導き、合流させる構造となっている。地盤１の注入ポイント２５に２本の注入管装置を配設し、これら２本の注入管装置Ａ、ＡにそれぞれＡ液およびＢ液を圧送し、外管吐出口５から注入ポイント２５に注入した後、地盤１中で合流し、反応させたり、あるいは異なるタイプの注入液を同時に、あるいは時間差をもって注入する。
【００３８】
一連のユニットポンプ４、４・・４は一プラント中に独立した多数のユニットポンプ４、４・・４を備えるとともに、これらユニットポンプ４、４・・４がそれぞれモータ等、独立した駆動源２で一つの集中管理装置３によって１セットの注入装置として一緒に作動し、かつ導管２１、２１・・２１を介してＡ液用タンク２２ａおよびＢ液用タンク２２ｂに接続している。
【００３９】
注入管装置Ａは先端に外管吐出口５を有するものであって、地盤１の複数の注入ポイント２５、２５・・２５に複数本埋設され、Ａ液用タンク２２ａに通じるユニットポンプ４、４・・４およびＢ液用タンク２２ｂに通じるユニットポンプ４、４・・４にそれぞれ接続される。
【００４０】
さらに、上述の独立した多数のユニットポンプ４、４・・４はそれぞれ回転数変速機３２、３２・・３２を備える。これら回転数変速機３２、３２・・３２はそれぞれ集中管理装置３に接続され（図中、破線で示す）、制御される。この結果、Ａ液用タンク２２ａおよびＢ液用タンク２２ｂ中の地盤注入液Ａ、Ｂ液は各ユニットポンプ４、４・・４の作動により任意の注入速度で合流され、導管２１を通じて各注入管装置Ａ、Ａ・・Ａに圧送され、各吐出口５、５・・５から地盤１に多点注入される。
【００４１】
さらに、ユニットポンプ４、４・・４から注入管装置Ａ、Ａ・・Ａに通じる導管２１、２１・・２１には、それぞれ流量検出器２６が設置される。これら検出器２６から検出された地盤注入液の流量および／または圧力データ信号は破線で示されるように集中管理装置３に送信される。そして、図４に示されるように注入状況を集中管理装置３の注入監視盤３３で一括監視しながら地盤注入液を独立した多数のユニットポンプ４、４・・４から複数の注入管装置Ａを通して地盤１中の複数の注入ポイント２５に多点注入する。
【００４２】
多数のユニットポンプ４、４・・４の作動は集中管理装置３に送信された地盤注入液の流量および／または圧力データ信号に基づいて回転数変速機３２を介して制御される。この制御により地盤注入液は所望の圧力および／または流量に保持され、各注入管装置Ａ、Ａ・・Ａの送液される。
【００４３】
さらに、また、流量圧力検出器２６から検出された地盤注入液の流量および／または圧力データ信号を集中管理装置３に送信し、これらデータを集中管理装置３の注入監視盤３３に画面表示することにより、注入状況の一括監視を行って、注入管装置Ａにおけるそれぞれの注入圧力および／または流量を所定の範囲に維持しながら注入するとともに、上記データの情報に基づき、注入の完了、中止、継続あるいは再注入に行う。なお、３４は切り換えバルブ、ストップバルブ、リターンバルブ等のバルブであって、図４に示されるように、バルブ３４を集中管理装置３と接続し、制御することもできる。
【００４４】
注入監視盤３３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３ではこれらの注入データに記録される。このようにして、複数の注入管装置Ａ、Ａ・・Ａに通じる多数のユニットポンプ４、４・・４毎の作動をそれぞれの注入管装置Ａの注入状況に応じて最適に制御でき、しかもこれらの複数のユニットポンプ４、４・・４を一括して管理することができる。３０は施工表示盤、３１は日報作業装置である。
【００４５】
図５は１０本のそれぞれ各注入管装置Ａ、Ａ・・Ａの圧力流量、積算流量を一括監視した一例である。図５の画面を詳述すると、以下のとおりである。
上半分の２画面：
グループ１：１号〜５号の積算流量、最大圧力デジタル表示
グループ２：６号から１０号の積算流量、最大圧力デジタル表示
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、その送液系統の注入は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。
【００４６】
下半分の２画面：
グループ３：１号〜５号の流量、圧力        トレンド表示  
グループ４：６号〜１０号の流量、圧力      トレンド表示  
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ャートを示し、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。
【００４７】
図６に集中管理装置３の操作フローチャートを示しながら、図４の装置について説明する。図４において、まず、送液系統のNo.1〜No.10についての注入仕様ファイルの圧力規定値（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（単位時間当り流量および／または積算流量）を集中管理装置３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３のNo.1〜No.10の開始スイッチをＯＮにしてデータ記録を開始する。
【００４８】
このとき、施工表示盤３５にもランプでＯＮ表示がなされる。注入監視盤３３では、注入液送液系統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３は完了信号を出力してこれを注入監視盤３３に表示するとともに、施工表示盤３５にランプで完了状態を表示し、送液系統のストップバルブを閉める信号を出力する。
【００４９】
全ての送液系統の注入が完了の後、集中管理装置３の開始スイッチをオフにすることにより集中管理装置３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３６で日報等の帳票を作成し、プリンタでプリントアウトする。
【００５０】
図４において、集中管理装置３は１０本の送液系統にそれぞれ配置された流量圧力検出器２６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３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）により注入完了の自動判断を行う。
【００５１】
この詳細は次のとおりである。
測定ダータ      流量    ：０〜３０．０    ｌ／分
圧力    ：０〜３．００    ＭＰａ
演算ダータ      積算流量：０〜９９９９９ｌ
最大圧力：０〜３．００    ＭＰａ
記録媒体        フラッシュメモリカード
記録時間        １分データ記録（３０秒や１０秒データでもよい）
（１０系統分の流量、圧力、積算流量、最大圧力）
【００５２】
注入監視：注入仕様ファ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、圧力データが監視する。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３はストップバルブの閉信号を出力するとともに、ランプを点灯させて完了であることを表示する。（圧力規定による完了か、規定注入量による完了かは画面に表示される。）
【００５３】
監視画面：図３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３３上に一つの画面で表示する。
【００５４】
図７は注入液流路１５を複数本設けた例の断面図であって、注入液として、Ａ液およびＢ液をそれぞれ別々の注入液流路１５、１５を通して一対の膨縮パッカ１２、１２間の噴出位置２７に送液し、混合して外管吐出口５から地盤１中に注入する。この場合、噴出位置２７は袋パッカ６、６間に挟まれ、Ａ、Ｂ液は一対の膨縮パッカ１２、１２間で混合されて所定の地盤１に注入される。
【００５５】
図８〜図１０は複数の注入流路および複数の膨縮パッカを有する注入管装置の例の断面図であって、外管９内に移動自在に挿入される内管１３は長手方向に複数の膨縮パッカ１２、１２・・１２が間隔をあけて設けられ、複数の噴出位置２７、２７・・２７を形成し、これら複数の噴出位置２７、２７・・２７は少なくとも一個づつ、管外空間８に位置するように配置される。内管１３には注入液を送液し、吐出口１４が各噴出位置２７に別々に位置する複数の注入液流路１５と、膨縮パッカ１２に流体を送って膨張させるパッカ流路１６とをそれぞれ独立して備える。これにより、パッカ流路１６を通して複数の膨縮パッカ１２、１２・・１２に流体を送って膨張させ、隣接する膨縮パッカ１２、１２によって挟まれる内外管すき間３１に管内空間１７を形成してなり、各噴出位置２７を管外空間８に合致させ、吐出口１４から注入液を管内空間１７および外管吐出口５を通し、管外空間８を経て地盤１中に注入する。
【００５６】
さらに、注入管装置Ａは地盤１の削孔１９中に挿入され、外壁長手方向に間隔をあけて複数の流体で膨張する袋パッカ６が設けられ、互いに隣接する袋パッカ６、６間にはゴムスリーブ１１で覆われた少なくとも二つの外管吐出口５を有し、かつ、互いに隣接する袋パッカ６、６と削孔壁７との間に管外空間８を形成する外管９と、外管９内に移動自在に挿入され、長手方向に三個以上の膨縮パッカ１２が間隔をあけて設けられ、複数の噴出位置２７を形成する内管１３とを有する。内管１３には注入液を送液し、吐出口１４が別々の噴出位置２７にそれぞれ位置する複数の注入液流路１５と、膨縮パッカ１２に流体を送って膨張させるパッカ流路１６とをそれぞれ独立して備える。そしてパッカ流路１６を通して三個以上の膨縮パッカ１２に流体を送って膨張させ、互いに隣接する膨縮パッカ１２によって挟まれる内外管のすき間３１に複数個の管内空間１７を形成する。これら複数個の噴出位置２７を同一の管外空間８に合致させ、吐出口１４から注入液をそれぞれ別々の管内空間１７を経て、外管吐出口５を通し、同一の管外空間８から地盤１中に注入する。
【００５７】
各図毎に具体的に説明すると、図８は注入液流路１５を複数本設け、さらに、膨縮パッカ１２を３個以上設けて噴出位置２７を複数個にしたり例の断面図であって、注入液としてＡ液およびＢ液をそれぞれ別々の注入液流路１５を通して別々の噴出位置２７、２７に送液し、外管吐出口５から地盤１中に注入する。この場合、注入領域は円柱状に長く、大きな浸透源を得るという利点を有する。
【００５８】
図９は噴出位置２７を袋パッカを挟んで複数個設けた例の断面図であって、Ａ液、Ｂ液はそれぞれ別々に地盤１に注入される。この場合、例えば、Ａ液として瞬結性注入液、Ｂ液として緩結性注入液を別々に注入し得、複合注入を可能にする。
【００５９】
図１０は噴出位置２７を複数個隣接して設けた例の断面図であって、隣接した噴出位置２７、２７は上下の袋パッカ６、６に挟まれて配置される。この場合、Ａ液、Ｂ液は外管９の外側で混合されるので、混合によって瞬結になる注入液の注入に適している。なお、図７、図８、図９において、２８はポンプ、２９は流量計、３０は圧力計、３１はすき間である。
【００６０】
図１１は図１の本発明にかかる注入システムを模型的に表した説明図である。図１１から注入液の地盤１への注入状況が模型的に理解される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
上述構成からなる本発明は地盤状況が各層毎に異なる地盤に対して、これら各層毎に最適な注入を同時にあるいは選択的に達成し得るのみならず、地盤中の縦方向、横方向への立体的な注入をも可能とし、かつ、複数の注入管からの注入を任意に制御し得るとともに、複数の注入管を通して同時に注入し得、このため、微細土層への浸透注入の信頼性が向上し、かつ急速施工によって注入工期も短縮され、特に液状化防止工事のように大容土の地盤改良への利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に用いられる地盤注入システムの一具体例のフローシートである。
【図２】本発明に用いられる注入管装置の袋パッカを膨張させる一具体例の断面図である。
【図３】本発明に用いられる注入管装置の注入状態を表した断面図である。
【図４】本発明に用いられる他の注入システムのフローシートである。
【図５】送液系統１０本についての積算流量と最大圧、および流量と圧力を注入監視盤に表した画面表示の例である。
【図６】集中管理装置の操作フローチャートである。
【図７】本発明に用いられる注入管装置の他の具体例の断面図である。
【図８】本発明に用いられる注入管装置の他の具体例の断面図である。
【図９】本発明に用いられる注入管装置の他の具体例の断面図である。
【図１０】本発明に用いられる注入管装置の他の具体例の断面図である。
【図１１】本発明の注入システムの原理を表した模型図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ  注入管装置
Ｘ  多点地盤注入システム
１  地盤
２  駆動源
３  集中管理装置
４  ユニットポンプ
５  外管吐出口
６  袋パッカ
７  削孔壁
８  管外空間
９  外管
１０  管壁
１１  ゴムスリーブ
１２  膨縮パッカ
１３  内管
１４  吐出口
１５  注入液流路
１６  パッカ流路
１７  管内空間
１８  内管昇降装置
１９  削孔
２０  地盤内パッカ
２１  導管
２２  貯蔵タンク
２３  パッカ流体貯蔵タンク
２４  バルブ
２５  注入ポイント
２６  流体圧力検出器
２７  噴出位置
２８  ポンプ
２９  流量計
３０  圧力計
３１  すき間
３２  回転数変速機
３３  注入監視盤
３４  バルブ
３５  施工表示盤
３６  日報作業装置
【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】
2006312811.tif 000010
【図９】
2006312811.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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