(57)【要約】【課題】地下水を多量に含んでいる地中に薬液を注入するに際し、注入装置内部を介しての地下水の逆流を防止可能な地盤改良用薬液注入装置を提供すること。【解決手段】薬液放出部（２）と、該薬液放出部（２）の基端側に連結された、エアーにより膨張する膨張部（３０１）を備えたパッカー部（３）と、該パッカー部（３）の基端側に連結された、二重管ロッドが連結される連結部（４）とを備え、その内部に、長手方向に沿った両端部が開口とされた薬液搬送路（５）と、基端部が開口とされるとともに先端部は前記膨張部（３０１）の裏側まで延出されたエアー搬送路（６）とを備えた地盤改良用薬液注入装置において、前記薬液放出部（２）に、前記薬液搬送路（５）の先端側を開閉自在な配置で弁体（７）を配設するとともに、弾性手段（８）により、該弁体（７）を、前記薬液搬送路（５）における先端側を閉鎖する方向に付勢した。【選択図】図１
2006118230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液放出部（２）と、該薬液放出部（２）の基端側に連結された、エアーにより膨張する膨張部（３０１）を備えたパッカー部（３）と、該パッカー部（３）の基端側に連結された、二重管ロッドが連結される連結部（４）とを備え、その内部に、長手方向に沿った両端部が開口とされた薬液搬送路（５）と、基端部が開口とされるとともに先端部は前記膨張部（３０１）の裏側まで延出されたエアー搬送路（６）とを備えた地盤改良用薬液注入装置において、
前記薬液放出部（２）に、前記薬液搬送路（５）の先端側を開閉自在な配置で弁体（７）を配設するとともに、弾性手段（８）により、前記弁体（７）を、前記薬液搬送路（５）における先端側を閉鎖する方向に付勢したことを特徴とする地盤改良用薬液注入装置。
【請求項２】
前記薬液搬送路（５）の先端側を開閉自在な配置で薬液放出部（２）の内部における薬液搬送路（５）内に弁体（７）を挿装し、前記薬液放出部（２）の先端側内周にリング部材（１１）を係止し、該リング部材（１１）の裏面にスプリング受け（１２）を当接し、前記弁体（７）とスプリング受け（１２）間に弾性手段（８）を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の地盤改良用薬液注入装置。
【請求項３】
前記弁体（７）が球体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地盤改良用薬液注入装置。
【請求項４】
前記弾性手段（８）がスプリングであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の地盤改良用薬液注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良に際して地中にセメントミルク等の薬液を浸透させるために用いる地盤改良用薬液注入装置に係り、より詳しくは、その先端部に逆止弁を備えることにより地下水等が注入装置内に逆流することを防止可能とした地盤改良用薬液注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に地盤改良に際しては、地中に形成したボーリング孔内に地盤改良用薬液注入装置を挿入し、その後、この地盤改良用薬液注入装置を介して、セメントミルク等の薬液を地中に浸透させることが行われる。
【０００３】
ここで、従来から用いられている地盤改良用薬液注入装置について説明すると、図４は、従来から用いられている地盤改良用薬液注入装置（以下単に「注入装置」という。）４１の構造を説明するための長手方向に沿った一部断面図であり、従来の薬液注入装置４１は、略円柱形状とされており、先端側に位置する、薬液を地中に放出するための薬液放出部４２と、この薬液放出部４２の基端側に連結されたパッカー部４３と、このパッカー部４３の基端側に連結されるとともに、使用に際してはロッド等に連結される連結部４４とを有して構成されており、前記パッカー部４３の外周には、裏面側にエアーを供給することにより外周方向に膨張し、この膨張状態において前記供給したエアーを取り除くことにより収縮することを可能とした、ラバー製の膨張部４３０１が周設されている。
【０００４】
そして、薬液注入装置４１の内部には、薬液注入装置４１の長手方向に沿って薬液搬送路４５が形成されており、この薬液搬送路４５は、その基端側は前記連結部４４の基端部で開口とされ、先端部は前記薬液放出部４２の先端部で開口とされている。そしてこれによって、薬液搬送路４５の基端側から供給された薬液は、薬液搬送路４５内を搬送されつつ、薬液放出部４２の先端側より地中内に放出され、これにより地中に薬液を浸透可能としている。
【０００５】
また、薬液注入装置４１の内部にはエアー搬送路４６が形成されており、このエアー搬送路４６の基端側は、前記連結部４４において、ジョイント４７を介して注入装置４１の外部に連通しており、使用に際しては、ジョイント４７に図示しないエアー管等を連結可能としている。
【０００６】
一方、エアー搬送路４６の先端側は前記膨張部４３０１の内側に連通しており、これにより、ジョイント４７を介してエアー搬送路４６内にエアーを注入すると、このエアーはエアー搬送管４６内を搬送されつつ膨張部４３０１の内側まで導かれ、更にエアーの注入を続けると、膨張部４３０１はエアー圧によって外周側に膨張していき、膨張した状態でエアーを取り除くことにより膨張部４３０１が収縮していく。
【０００７】
そして、このように構成される注入装置４１を用いて地中に薬液の注入を行う場合には、ジョイント４７にエアー管を連結するとともに、連結部４４には、薬液搬送路を備えたロッド等を、薬液搬送路どうしが連通するように連結した状態で、地中に形成したボーリング孔内に薬液注入装置４１を挿入する。そして、まず、エアー搬送路４６内にエアーを供給して膨張部４３０１を膨張させて、これにより、膨張部４３０１の先端側に閉塞空間を形成する。そしてその状態において、薬液搬送路４５内にセメントミルク等の薬液を供給していく。
【０００８】
そうすると、薬液搬送路４５内に供給された薬液は薬液放出部４２の先端側開口から注入装置１の外部に放出され、さらに高圧力で薬液を供給していくと、薬液放出部４２から放出された薬液は地中に浸透していき、これにより地盤改良を行うことが可能となる。
【０００９】
このように、注入装置を用いることにより軟弱地盤等を改良することが可能であるが、このとき、地中が地下水を多量に含んでいる場合には、地中の地下水が逆流してしまうおそれがある。
【００１０】
この点、過去において、地中を削孔するに際して掘削ロッドの周囲から地下水が噴出することを防止するための「穿孔ロッド挿入口元の止水装置」（特開２００１−２０７００）が提案されており、これを用いることにより、薬液注入の際にも、注入装置の周囲からの地下水の噴出を防止することは可能であるが、かかる装置を用いた場合でも、注入装置の内部を通っての地下水の噴出を防止することは不可能である。
【００１１】
即ち、注入装置の場合には、前述したように、薬液を放出するための薬液搬送路が装置内部に形成されており、この薬液搬送路は、薬液を放出するという目的上、先端部は注入装置の外部に連通している。そのため、この注入装置をボーリング孔内に挿入した場合において、地下水が多量に存在する場合には、この薬液搬送路を介して地下水が噴出してしまうという問題点があり、そのため、薬液を注入するに際しては、地下水の水圧を上回る圧力で薬液を供給しなければならないという問題点がある。
【特許文献１】特開２００１−２０７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、地下水を多量に含んでいる地中に薬液を注入するに際して、注入装置内部を介しての地下水の逆流を防止可能な地盤改良用薬液注入装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の地盤改良用薬液注入装置は、薬液放出部と、該薬液放出部の基端側に連結された、エアーを注入することにより膨張する膨張部を備えたパッカー部と、該パッカーの基端側に連結された、二重管ロッドが連結される連結部とを備え、その内部に、長手方向に沿った両端部が開口とされた薬液搬送路と、基端部が開口とされるとともに先端部は前記膨張部の裏側まで延出されたエアー搬送路とを備えた地盤改良用薬液注入装置において、前記薬液放出部に、前記薬液搬送路の先端側を開閉自在な配置で弁体を配設するとともに、弾性手段により、前記弁体を、前記薬液搬送路における先端側を閉鎖する方向に付勢したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の地盤改良用薬液注入装置では、薬液を放出するための薬液搬送路の開口を開閉自在な配置で弁体を配設するとともに、この弁体を、弾性手段により、前記開口を閉鎖する方向に付勢している。そのために、薬液の放出をしていない常態においては薬液搬送路の先端側開口は閉鎖されており、これにより地下水の逆流を防止することができる。一方、薬液搬送路内に薬液を供給すると、この薬液の圧力によって弁体は薬液搬送路の先端側開口を開放する方向へ移動し、これにより薬液を放出可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の地盤改良用薬液注入装置では、先端側に位置する薬液放出部と、この薬液放出部の基端側に連結された、エアーを注入することにより膨張する膨張部が周設されたパッカー部と、このパッカーの基端側に連結された、使用に際して二重管ロッドが連結される連結部とを備えており、その内部には、長手方向に沿った両端部が開口とされた薬液搬送路と、基端部がジョイントを介して外部に連通するとともに先端部は前記膨張部の裏側まで延出されたエアー搬送路とを備えている。
【００１６】
そして、前記薬液放出部には、薬液搬送路の先端側を開閉自在な配置で弁体を配設しており、この弁体は、弾性手段により、前記薬液搬送路における先端側を閉鎖する方向に付勢されている。
【００１７】
ここで、前記薬液搬送路の先端側を開閉自在な配置で、薬液放出部の内部に球状の弁体を挿装し、前記薬液放出部の先端側内周にリング部材を係止し、この係止部材の裏面にスプリング受けを当接し、前記弁体とスプリング受けの間にスプリング等の弾性体を介在させるとよい。これにより、有効に地下水の逆流を防止しつつ地中に薬液を浸透させることが可能となる。
【実施例１】
【００１８】
本発明の地盤改良用薬液注入装置（以下単に「薬液注入装置」という。）の実施例について図面を参照にして説明すると、図１は、本実施例の薬液注入装置の構造を示す断面図であり、図において１が本実施例の薬液注入装置である。
【００１９】
そして、本実施例の薬液注入装置１は、略円柱形状としており、先端側に配置される薬液放出部２と、この薬液放出部２の基端側に連結されたパッカー部３と、このパッカー部３の基端側に連結されるとともに、使用に際しては二重管ロッドに連結される連結部４とを有して構成されている。
【００２０】
また、前記パッカー部３の外周側には、両端部分を固定部材３０２で固定したラバー製の膨張部３０１が周設されており、この膨張部３０１は、その裏面側にエアーを受け入れることにより、外周側へ膨張し、膨張した状態においてエアーを抜くことにより元の形状まで収縮可能としている。なお、図１において１３は、各構成部品間をシールするためのＯリングである。
【００２１】
次に、本実施例における薬液注入装置１では、その内部に、長手方向に沿って薬液搬送路５が形成されている。そして、この薬液搬送路５の先端部は前記薬液放出部２の先端部で開口とされ、また、薬液搬送路５の基端部は前記連結部５の基端側で開口とされており、これにより、基端部側開口から薬液を供給すると、この供給された薬液は、薬液搬送路５内を搬送されつつ、薬液放出部２の先端部開口から外部に放出可能としている。
【００２２】
また、本実施例の薬液注入装置１では、前記薬液搬送路と同様に、その内部にエアー搬送路６が形成されており、このエアー搬送路６は、その基端部は前記連結部４の基端側で開口とされており、その先端部は、前記膨張部３０１の内側に連通している。そして、これにより、エアー搬送路６内にエアーを注入していくと、この供給されたエアーはエアー搬送管６内を搬送されつつ膨張部３０１の内側まで導かれ、更にエアーの注入を続けると、膨張部３０１はエアー圧によって外周側に膨張していくことを可能としている。
【００２３】
従って、本実施例の薬液注入装置１では、その内部に薬液搬送路５とエアー搬送路６とを有する二重管構造としており、そのために、連結部４にエアー管、及び薬液供給管等を連結するのみで、ボーリング孔等に閉塞空間を形成しつつ、この閉塞空間内に薬液を放出可能である。
【００２４】
なお、本実施例においては、連結部４の基端側ではエアー搬送路６の開口の周囲に薬液搬送路５の開口が位置するような配置としており、パッカー部３においては、薬液搬送路５の周囲にエアー搬送路６が位置する配置としているが、この位置関係は特に限定されず、薬液搬送路５及びエアー搬送路６が内部に形成されていればよい。
【００２５】
次に、図２は、本実施例の薬液注入装置１における先端部分の構造を示した断面図であり、本実施例において前記薬液放出部２は、先端部に向けてテーパー状に外径を小さくしていった形状としており、その内部には薬液搬送路５が形成されており、薬液搬送路５の先端は薬液放出部２の先端で開口とされている。そして、薬液搬送路５内には、薬液搬送路５を閉鎖可能な配置で球状の弁体７を移動自在に配設しており、これにより、前記薬液搬送路５の開口を開閉自在としている。
【００２６】
即ち、本実施例において前記薬液放出部２内に形成された薬液搬送路５は、その任意の箇所の径を小さくし、これにより、先端側に弁座部９を形成し、薬液搬送路５における、前記弁座部９と先端側開口との間を弁体の移動空間１０としている。そして、前記移動空間１０内に、弁座９を閉止可能で、かつ、移動空間１０の内壁との間に空間を形成可能な径とした球状の弁体７を挿装している。
【００２７】
一方、薬液放出部２における薬液搬送路５の先端部分近傍にはスナップリング１１を係止するとともに、このスナップリング１１における弁体７側にはスプリング受け１２を当接してスナップリング１１によりスプリング受け１２を支持しており、更に、スプリング受け１２と前記弁体７との間には、スプリング受け１２に支持される形態で弾性体としてのスプリング８を介在している。そして、このような構成により、前記弁体７は、スプリング８により、薬液搬送路５を閉鎖する方向に付勢されつつ、薬液搬送路５を開閉自在とされている。
【００２８】
この関係を更に説明すると、図２において、弁体７は、スプリング８により、薬液搬送路５を閉鎖する方向に付勢されており、即ち、薬液搬送路５の開口は、薬液放出部２の内部において弁体７により閉鎖されている。なお、本実施例においては、スプリング受け１２は、その裏面がスナップリング１１により支持される構成とし、スプリング８はスプリング受け１２に支持される構成としているため、スプリング受け１２及びスプリング８が飛び出すことはない。
【００２９】
次に、この状態で、スプリング８の付勢力に対抗可能な圧力で薬液搬送路５内に薬液を供給し、更にこの薬液の供給を継続すると、弁体７は、図３に示すように、薬液の圧力により、スプリング８の付勢力に反して、移動空間１０内を薬液放出部２の先端側へ移動していく。
【００３０】
そうすると、薬液搬送路５の閉鎖が解除され、更に、弁体７は、移動空間１０の内壁との間に空間を形成可能な径としているために、薬液搬送路５に供給された薬液は、移動空間１０の内壁と弁体７との間を通過しつつ、薬液放出部２の先端から外部に放出され、これにより地中への薬液注入が可能となる。
【００３１】
そして、薬液の注入を完了した後に薬液の供給を停止すると、弁体７は再びスプリング８の付勢力により図２に示すような元の位置に戻り、薬液搬送路５は弁体７により閉鎖され、これにより、地中の地下水が逆流することを防止することが可能である。
【００３２】
このように、本実施例の薬液注入装置１では、薬液を放出する薬液放出部２の内部に逆止弁としての弁体７を備えているために、薬液の注入に支障を来たすこと無く、装置内部への地下水の逆流を有効に防止することが可能である。
【００３３】
なお、本実施例において前記弁体としてはゴム製の球状体を用いたが、必ずしもゴム製にする必要はなく、そのほか、金属製、樹脂性でもよい。また、弁体は必ずしも球状にする必要もなく、弁座部を閉止可能かつ、移動空間１０の内壁との間に空間が形成可能な外径であればいずれの形状でもよい。
【００３４】
次に、このように構成される本実施例の薬液注入装置１の使用方法について説明すると、本実施例の薬液注入装置１を使用して地盤改良を行う場合には、本実施例の薬液注入装置１における連結部４を、内部に薬液搬送路及びエアー搬送路が形成された二重管ロッド１４に、連結部４の薬液搬送路５と二重管ロッドの薬液搬送路が、及び連結部４のエアー搬送路６と二重管ロッドのエアー搬送路が連通するようにして連結し、更に、二重管ロッド１４における薬液搬送路５及びエアー搬送路６にそれぞれ、薬液供給手段及びエアー供給手段を連結し、その状態で、二重管ロッド１４とともに、本実施例の薬液注入装置１をボーリング孔等に挿入していく。
【００３５】
そして、所定深度まで本実施例の薬液注入装置１を挿入した後に、エアー用流路６内にエアーを供給して膨張部３０１を膨張させ、膨張部３０１の外周でボーリング孔の内壁を押圧することにより、ボーリング孔における膨張部３０１より先端側に閉塞空間を形成する。
【００３６】
更に、その状態で、薬液搬送路５内に薬液を高圧力で供給する。そうすると、前述したように、薬液の圧力により弁体７が移動し、弁体７による薬液搬送路の閉鎖が解除されるとともに、薬液放出部２の先端側から薬液が放出され、これにより地中に薬液を浸透して地盤改良を行うことが可能となる。
【００３７】
一方、薬液の注入が完了した後は、薬液の供給を停止することにより、前述の作用によって薬液搬送路５が閉鎖され、これにより地下水の逆流を防止することが可能である。
【００３８】
このように、本実施例の薬液注入装置１では、薬液を供給していないときには弁体により薬液搬送路を閉鎖することを可能としているために、地下水が装置内部を通って逆流することを防止することができるとともに、薬液の供給を停止することのみで薬液搬送路５を閉鎖することが可能であり、地下水の逆流防止のための特別な操作も不要である。
【００３９】
なお、前述の説明では、薬液放出部２の内部に弁体を挿装した形態を説明したが、本発明の薬液注入装置では、薬液搬送路５の先端側開口を開閉自在な配置で弁体を配設するとともに、この弁体を、弾性手段により、薬液搬送路における先端側開口を閉鎖する方向に付勢してあればよく、必ずしも前述の構造に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明では、弁体を用いて地下水の逆流を防止する構造としているために、地盤改良に限らず、掘削によって地下水が噴出する可能性が考えられる薬液注入作業のすべてに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の薬液注入装置の実施例の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の薬液注入装置の実施例における弁体の挿装構造を説明するための断面図である。
【図３】本発明の薬液注入装置の実施例における弁体の作用を説明するための断面図である。
【図４】従来の薬液注入装置を説明するための一部断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    薬液注入装置
２    薬液放出部
３    パッカー部
３０１    膨張部
３０２    膨張部を固定するための固定用カバー
４    連結部
５    薬液搬送路
６    エアー搬送路
７    弁体
８    スプリング
９    弁座部
１０    弁体の移動空間
１１    スナップリング
１２    スプリング受け
１３    Ｏリング
【図１】
2006118230.tif 000003
【図２】
2006118230.tif 000004
【図３】
2006118230.tif 000005
【図４】
2006118230.tif 000006