(57)【要約】【課題】低圧注入の下で可能な限り多くの注入材を可能な限り広範囲に効率的に注入することができる注入管装置および注入工法を提供する。【解決手段】削孔１内に注入材吐出口８ａを備えた注入外管８を建て込む。当該注入外管８内に注入内管９を建て込む。注入外管８に注入材吐出口８ａを開閉する逆止弁５と、当該逆止弁５を含む管軸方向の一定範囲Ｌを覆う柱状空間導水部材６をそれぞれ取り付ける。削孔１と注入外管８との間の間隙３内にシールグラウト４を充填する。シールグラウト４としてセメントまたはベントナイトを充填する。【選択図】図４
2011153401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔内に設置された、注入材吐出口と逆止弁を備えた注入管と、前記注入材吐出口および逆止弁を有する部分を含む管軸方向の一定範囲を覆うように前記注入管に取り付けられた柱状空間導水部材と、前記削孔の孔壁と前記注入管との間隙内に充填されたシールグラウトとを備えてなることを特徴とする注入管装置。
【請求項２】
削孔内に設置された注入外管と、当該注入外管内に設置された注入内管と、前記削孔の孔壁と前記注入外管との間隙内に充填されたシールグラウトとを備え、前記注入外管は注入材吐出口および逆止弁と、前記注入材吐出口および逆止弁を有する部分を含む管軸方向の一定範囲を覆う柱状空間導水部材とを備えなることを特徴とする注入管装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の注入管装置において、柱状空間導水部材の上下両側、またはいずれか一側にパッカーを備えてなることを特徴とする注入管装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかひとつに記載された複数の注入管装置を用いた注入装置において、各注入管装置に導管を介して接続された注入材貯蔵タンクと、各導管に接続され、かつそれぞれ独立した駆動源で作動するように構成され、注入材を前記貯蔵タンクから各注入管装置にそれぞれ圧送する複数のユニットポンプと、各導管に接続され、注入材の流量と圧力を検出する流量圧力検出器と、各導管に接続され、注入材の圧送を開始および遮断するバルブと、各ユニットポンプに接続されたユニットポンプの回転数変則機と、前記ユニットポンプ、流量圧力検出器、バルブおよび回転変則機を制御する集中管理装置とを備え、前記注入管装置の注入管はそれぞれ複数の注入地点に所定間隔をおいて形成された削孔内に挿入され、各注入地点における流量および／または圧力データの信号が前記流量圧力検出器から集中管理装置に送信され、各注入地点における注入状況を前記集中管理装置で一括監視しながら前記貯蔵タンクから複数の注入地点の注入管にそれぞれ各ユニットポンプの作動により任意の注入速度、注入圧力、注入量で圧送し、複数の注入地点に同時に、或いは選択的に注入するように構成されてなることを特徴とする注入装置。
【請求項５】
請求項１に記載された注入管装置、または請求項４に記載された注入装置を用いて地盤中に注入材を注入する注入工法において、削孔内に注入管を挿入する工程と、削孔の孔壁と注入管との間の空隙内にシールグラウトを充填する工程と、注入管を介して地盤中に注入材を注入する工程とからなることを特徴とする注入工法。
【請求項６】
請求項２または３に記載された注入管装置、または請求項４に記載された注入装置を用いて地盤中に注入材を注入する注入工法において、削孔内に注入外管を、当該注入外管内に注入内管をそれぞれ挿入する工程と、前記削孔と注入外管との間の間隙内にシールグラウトを充填する工程と、前記注入内管を介して地盤中に注入材を注入する工程とからなることを特徴とする注入工法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の注入工法において、注入材として酸性から中性領域のシリカ溶液を注入することを特徴とする注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注入管装置および注入工法に関し、低圧注入の下で可能な限り大容量の注入材を可能な限り広範囲に均一に注入することができる。
【背景技術】
【０００２】
薬液注入による地盤改良は、削孔内に挿入された注入管を用いてセメント系の固化材や水ガラス系の薬液や気泡混入溶液を地盤中に注入する方法であり、主に地盤の止水性向上、強度増加、液状化防止、空洞部の充填等を目的に行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１３に図示するように、先端に、注入材吐出口２０ａと当該注入材吐出口２０ａにおける注入材の逆流を防止する逆止弁(図省略)を備えた複数の独立した注入管２０を、吐出口２０ａが管軸方向に互いに間隔をおいて位置するように削孔２１内に挿入し、各注入管２０を介して地盤中に注入材を注入したときの注入圧によって、逆止弁が押し広げられて吐出口２０ａが開口することにより注入材が周囲の地盤中に吐出されるように構成された注入管装置に関する記載が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、図１４（ａ），(ｂ)に図示するように削孔２１内に設置された注入外管２２と注入外管２２内に挿入された注入内管２３とからなる注入管装置に関する記載が開示されている。
【０００５】
注入外管２２は、管軸方向に所定間隔をおいて形成された複数の注入材吐出口２２ａと、各注入材吐出口２２ａを挟んでその上下両側に取り付けられた袋体からなる外管パッカー２２ｂ，２２ｂとを備え、各外管パッカー２２ｂは、袋体にセメント系固化材などを充填することにより削孔２１の内径より大きい径に膨張するように形成されている(図１４(ａ)参照)。
【０００６】
また、注入材吐出口２２ａの上下両側において削孔２１の孔壁と注入外管２２との間隙を外管パッカー２２ｂ，２２ｂが塞ぐことにより、削孔２１の孔壁と注入外管２２との間に管軸方向に一定長連続する柱状浸透源２４が形成されるよう構成されている。
【０００７】
注入内管２３は、先端に注入材吐出口２３ａと注入材吐出口２３ａを挟んでその上下両側に内管パッカー２３ｂ，２３ｂを備え、内管パッカー２３ｂは、地上からエアまたは流体を充填することにより膨張して注入外管２２と注入内管２３との間隙を注入材吐出口２２ａおよび２３ａの上下両側で塞ぐことにより、注入内管２３を介して注入材浸透源２４内に注入材を供給できるように構成されている(図１４(ｂ)参照)。
【０００８】
そして、注入ステージＡ，Ｂ，Ｃにおいて、注入内管２３を介して地上から柱状浸透源２４内に注入材を供給することにより、大きな吐出速度で注入しても削孔２１の孔壁から周囲の地盤中に低圧で浸透注入(土粒子間浸透)させることができる(図１４(ｂ)参照)。
【０００９】
さらに、特許文献３には、図１４(ｃ)に図示するように、図１４(ａ)，(ｂ)に図示する注入管装置において、上下の外管パッカー２２ｂ，２２ｂ間に形成された空間からなる柱状浸透源２４内に透水性孔壁保護部材２５を設置して孔壁崩壊を防止するようにした注入管装置に関する記載が開示されている。
【００１０】
また、特許文献４には、図１５に図示するように複数の注入口から注入材を同時注入する注入システムと注入工法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第２８５２７２１号
【特許文献２】特許第３５０９７４４号
【特許文献３】特許第３８８９４０８号
【特許文献４】特許第３７２４６４４号
【特許文献５】特許第２７００６１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１，４に記載された注入管装置は、高圧ポンプ、圧力・流量管理装置、そしてこれらの監視制御する管理システムを用いて、予め設定された地点に注入材を点注入する装置であるため(図１３,図１６(a))、大きな吐出速度で注入すると、高圧注入となり脈状注入に陥り、地盤全体に注入材を均一注入することは困難であり、このため、少量の吐出で低圧注入を強いられるため多くの注入時間を必要とし、１本の注入管当りの注入効率がわるいものであった。  
【００１３】
特許文献２および特許文献３に記載された注入管装置は(図１４,図１７)、注入管の周囲に管軸方向に一定長連続する空間からなる柱状浸透源を形成し、柱状浸透源を介して周囲の地盤中に注入材を浸透注入させる装置であるが、これまでの柱状浸透源は、注入管と孔壁との間の柱状空間を外管パッカーによって管軸方向に一定区間密閉することにより形成するため、装置の構造が複雑化し、かつ作業手順が増える等の課題があり、また、透水性の異なる土層が細かく体積している地盤では、注入ステージを細かく組んで最適の注入を行うことが難しい等の理由により柱状浸透源を形成することが面倒であった。
【００１４】
また、他の注入ステージ、或いは他の削孔内に注入された注入材が柱状浸透空間内に回り込んで空間を充填してしまい、その後の柱状注入ができなくなってしまうことがあった。
【００１５】
ところで、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は、図１６(ａ)，(ｂ)に図示するように、地盤中に注入管２６を単独で注入しながら引き上げるか、或いは図１３に図示するように複数本間隔をあけて挿入し、これら注入管２６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材を注入していた。
【００１６】
また、図１６(ｃ)〜(ｅ)に図示するように、ケーシングａを用いたボーリングによって削孔した後、シールグラウト２９内に設置した注入管(ダブルパッカー内管)２６を挿入してゴムスリーブからなる逆止弁２６ａを通してシールグラウト２９を突き破りながら注入ステージを上下に移行して注入材を注入していた。
【００１７】
これらは、いずれも図１６(ａ)に図示する点注入を基本にしているため、上述するような点注入の欠点があった。
【００１８】
しかし、薬液注入などの注入工法におい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、或いは異なる土層からなる地盤への均質な浸透にある。
【００１９】
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とされている。
【００２０】
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が、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とがあり、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ことがあった。
【００２１】
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、ある層では注入材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することが起こり、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課題があった。
【００２２】
なお、特許文献４は、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たり、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同時に作動する多連装ポンプにより前記改良材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。
【００２３】
上述の公知技術では、注入孔間隔を長くとり(１．５ｍ〜４．０ｍ)、広範囲の固結径を得るには低粘土で１０時間以上のゲルタイムの注入材を用いる必要があった。    
【００２４】
ところが、長いゲルタイムの時間の注入材は一度地表面、或いは、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さの問題があった。
【００２５】
したがって、一つの注入ポイントから大きな吐出量で注入しても土粒子間浸透し、かつ各注入ポイント毎に最適の注入圧、注入速度で注入を行える注入工法が望まれていた。
【００２６】
なお、図１６(ａ)，(ｂ)は、点注入工法の原理を示し、図において、注入管２６によって地盤中に注入された注入材は、注入管２６の先端から地盤中に均等に注入されるのが理想であるが、注入材吐出口からの点注入であるため球状浸透となり、吐出量を多くすると高圧注入になり、脈状注入になりやすい。
【００２７】
図１６(ｃ)〜(ｅ)は、従来使用されている二重管ダブルパッカー工法である。ケーシングａで削孔した後(図１６(ｃ))、吐出口２６ａがゴムスリーブからなる逆止弁２６ｂで覆われた注入外管２６をケーシングａ内に挿入し(図１６(ｄ))、シールグラウト２９を充填しながら(図１６(ｅ))、ケーシングａを引き抜く。
【００２８】
そして、シールグラウト２９の固化を待って後、注入外管２６内にダブルパッカーを有する注入内管を挿入して注入材を地盤内に注入する(図省略)。注入内管に注入材を注入すると、その注入圧で逆止弁２６ｂが開くことにより地盤内に注入材が注入される。このため、注入が点注入で行われ、図１６(ａ)，(ｂ)と同様の課題があった。
【００２９】
また、図１７(ａ)，(ｂ)は柱状注入工法の原理を示したものであり、図において、注入管２６によって地盤中に注入された注入材は、上下の外管パッカー２７，２７間に所定長に形成された柱状浸透源２８内に吐出され、この柱状浸透源２８から周囲の地盤中に浸透注入される。その際、柱状浸透源２８の孔壁から周囲の地盤中に注入材を均等に浸透注入させることができる。
【００３０】
しかし、他の注入ステージからの注入材、或いは隣接した注入ステージからの注入材が外管パッカー２７を迂回して柱状浸透源に注入してくるおそれがあった。
【００３１】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、低圧注入下で可能な限り大容量の注入材を可能な限り広域な地盤に均一に注入でき、しかも柱状注入の可能な注入管装置および注入工法を提供することを目的とするものである。
【００３２】
また、吐出量を大きくしても土粒子間浸透が可能なため、注入孔間隔を大きくとり、ゲルタイムも極端に長くしても(１０数時間〜数十時間)、数時間のゲルタイムが可能になり、また長いゲル化時願でも隣接する吐出口に逆流する心配がなく、対象地盤が複雑でも土層毎に、或いは注入ステージ毎に確実な注入を可能にした注入管装置および注入工法を提供することを目的とするものである。
【００３３】
さらに、これまでに開発されている広域な地盤に対する注入材の低圧浸透注入による多点注入ポンプの利点を生かしながら、低圧注入による土粒子間浸透を保ちながら各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、しかも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した注入管装置および注入工法をすることを目的とするものである。  
【課題を解決するための手段】
【００３４】
請求項１記載の注入管装置は、削孔内に設置された、注入材吐出口と逆止弁を備えた注入管と、前記注入材吐出口および逆止弁を有する部分を含む管軸方向の一定範囲を覆うように前記注入管に取り付けられた柱状空間導水部材と、前記削孔の孔壁と前記注入管との間隙内に充填されたシールグラウトとを備えてなることを特徴とするものである(図１)。
【００３５】
本発明は、吐出口を覆う逆止弁の外側に位置して柱状空間導水部材からなる柱状浸透源を注入管の管軸方向に一定長設けて、孔壁と注入管との間にシールグラウトを充填することにより、周囲の地盤中に柱状浸透源から大容量の注入材を低圧下で浸透注入できるようにしたものである。
【００３６】
注入管には鋼管や硬質塩ビ管、或いは生分解性注入管などを用いることができ、また、柱状空間導水部材は注入管外周部の、注入材吐出口を有する部分を含む管軸方向の一定範囲に柱状浸透源を構成し得るもので、一定の厚さを有し、網状またはスポンジ状で、透水性と弾力性に富む素材から筒状または帯状に形成されたものが望ましいが、他に織布、不織布、透水性合成樹脂材、各種ドレーン材、さらには、全体に複数の注入材吐出口や注入材吐出スリットを有するチューブ、袋体或いは樹脂繊維などからなる網状体またはかご状体、さらには合成樹脂テープ等を用いることができる。また、これら柱状空間導水部材は、注入材吐出口と注入材吐出口における注入材の逆流を防止する逆止弁を含む注入管の管軸方向の一定範囲を覆うように取り付けるだけでよい。
【００３７】
シールグラウトには、注入管を介して地中に注入材を注入する際に、注入材吐出口から吐出する注入材の注入圧によって容易にひび割れし、砕けるような低強度に固化するセメント材、ベントナイト、ベントナイト・セメント材、或いは石灰、石膏などを用いることができる。
【００３８】
このシールグラウトによって削孔壁の崩壊が防止され、かつ注入管の各注入材吐出口が柱状空間導水部材の内側において逆止弁によって閉塞されていることにより、隣接する注入管の吐出口から吐出された注入材が吐出口から注入管内に逆流する心配がない。
【００３９】
従来工法の特許文献５には、スパイラルテープが注入管の吐出口を覆う構造が記載されているが、このスパイラルテープはそれ自体が逆止弁として用いられるもので、隣接する吐出口からの注入材はスパイラルテープの隙間から吐出口に逆流してくるので、注入管として効果的に機能しない。
【００４０】
柱状空間導水部材の長さは、通常０．１ｍ〜３．０ｍ程度、好ましくは０．２〜１．０ｍであり、注入管孔径よりも長く、その長さは対象とするステージの土層の厚さ、土層構造、透水性、毎分吐出量、注入圧力、材質や構造などによってきめればよい。
【００４１】
なお、注入管装置として、注入材吐出口と当該注入材吐出口における注入材の逆流を防止する逆止弁を備え、かつ前記注入材吐出口が管軸方向に間隔をおいて位置するように削孔内に設置された複数の注入管と、前記注入材吐出口および逆止弁を有する部分を含む管軸方向の一定範囲を覆うように前記注入管に取り付けられた柱状空間導水部材と、前記削孔の孔壁と前記注入管との間の間隙内に充填されたシールグラウトとを備えた構成としてもよい。
【００４２】
この場合の注入管は削孔内に個々に独立して挿入されてもよく、また一つに束ねて挿入されてもよい。また、各注入管の注入材吐出口の間隔と柱状空間導水部材の設置長さは、地盤の性状に応じて任意に設定することができる。
【００４３】
柱状空間導水部材は、注入材吐出口と逆止弁を有する部分の一定範囲を覆うように個々に筒状に取り付けてもよく、または注入材吐出口と逆止弁を有する部分の一定範囲を覆うように管軸方向に螺旋状に連続して取り付けてもよい(図２，３，４参照)。
【００４４】
請求項２記載の注入管装置は、削孔内に設置された注入外管と、当該注入外管内に設置された注入内管と、前記削孔の孔壁と前記注入外管との間隙内に充填されたシールグラウトとを備え、前記注入外管は注入材吐出口および逆止弁と、前記注入材吐出口および逆止弁を有する部分を含む管軸方向の一定範囲を覆う柱状空間導水部材とを備えなることを特徴とするものである (図５〜図８参照)。
【００４５】
なお、注入材吐出口、逆止弁および柱状空間導水部材は、注入外管の管軸方向に所定間隔おきに複数設けてもよい。
【００４６】
この実施形態によれば、注入内管として図９(ａ)に図示する注入内管を用いることにより、注入外管内で注入内管を上下方向に移動させて柱状空間導水部材の注入ステージ毎に注入材を注入することができ、また、図９(ｂ)に図示する注入内管を用いることにより、一つの注入地点において複数の注入ステージ内に注入材を同時に注入することができる。
【００４７】
請求項３記載の注入管装置は、請求項１または２記載の注入管装置において、柱状空間導水部材の上下両側、またはいずれか一側にパッカーを備えてなることを特徴とするものである。
【００４８】
本発明は、孔壁と注入管との間の間隙をシールグラウトで充填した上、さらに各注入材吐出口の上下両側を土中パッカーによって塞ぐことにより、注入材の他のステージへの逸送を確実に防止し、特定の注入ステージの地層内に注入材確実に浸透注入させることができる(図５(ｂ)参照)。
【００４９】
外管パッカーをその間隔を狭めて設置してその間にゲル化タイムの短いグラウトや懸濁型グラウトを粗詰め注入してもよい。
【００５０】
請求項４記載の注入管装置は、請求項１〜３のいずれかひとつに記載された複数の注入管装置を用いた注入装置において、各注入管装置に導管を介して接続された注入材貯蔵タンクと、各導管に接続され、かつそれぞれ独立した駆動源で作動するように構成され、注入材を前記貯蔵タンクから各注入管装置にそれぞれ圧送する複数のユニットポンプと、各導管に接続され、注入材の流量と圧力を検出する流量圧力検出器と、各導管に接続され、注入材の圧送を開始および遮断するバルブと、各ユニットポンプに接続されたユニットポンプの回転数変則機と、前記ユニットポンプ、流量圧力検出器、バルブおよび回転変則機を制御する集中管理装置とを備え、前記注入管装置の注入管はそれぞれ複数の注入地点に所定間隔をおいて形成された削孔内に挿入され、各注入地点における流量および／または圧力データの信号が前記流量圧力検出器から集中管理装置に送信され、各注入地点における注入状況を前記集中管理装置で一括監視しながら前記貯蔵タンクから複数の注入地点の注入管にそれぞれ各ユニットポンプの作動により任意の注入速度、注入圧力、注入量で圧送し、複数の注入地点に同時に、或いは選択的に注入するように構成されてなることを特徴とするものである。
【００５１】
本発明によれば、複数の注入地点において複数の地層内に注入材を同時に、或いは選択的に注入することができる。また、図４および図１０〜図１２に図示するように、複数の注入管から同時に、或いは任意に注入することができる。
【００５２】
なお、各注入管装置の注入内管を昇降させる注入管昇降装置と注入内管の注入ステージを管理する注入ステージ管理装置を設置することもできる(図１０〜１２)。
【００５３】
注入内管として図９(ａ)に図示するような注入内管を用い、かつ各注入地点において、注入管昇降装置によって注入内管を昇降させることにより、複数の注入地点に同時に、かつ各注入地点の各地層内に順に注入材を注入することができる。
【００５４】
請求項５記載の注入工法は、請求項１に記載された注入管装置、または請求項４に記載された注入装置を用いて地盤中に注入材を注入する注入工法において、削孔内に注入管を挿入する工程と、削孔の孔壁と注入管との間の空隙内にシールグラウトを充填する工程と、注入管を介して地盤中に注入材を注入する工程とからなることを特徴とするものである。
【００５５】
請求項６記載の注入工法は、請求項２または３に記載された注入管装置、または請求項４に記載された注入装置を用いて地盤中に注入材を注入する注入工法において、削孔内に注入外管を、当該注入外管内に注入内管をそれぞれ挿入する工程と、前記削孔と注入外管との間の間隙内にシールグラウトを充填する工程と、前記注入内管を介して地盤中に注入材を注入する工程とからなることを特徴とするものである。
【００５６】
請求項７記載の注入工法は、請求項５または請求項６に記載の注入工法において、注入材として酸性から中性領域のシリカ溶液を注入することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００５７】
本発明は以上の構成からなり、削孔内に建て込まれた注入管に当該注入管に設けられた注入材吐出口を開閉する逆止弁と、当該逆止弁を含む管軸方向の一定範囲を覆う柱状空間導水部材をそれぞれ取り付け、かつ前記削孔壁と前記注入管との間の間隙内にシールグラウトを充填することにより構成され、特に削孔壁と注入管との間のシールグラウトで覆われた柱状空間導水部材からなる柱状浸透源が管軸方向に一定範囲に形成されることにより、削孔の孔壁から周囲の地盤中に大容量の注入材を注入しても、注入材は柱状空間導水部材で覆われた一定長さの範囲からシールグラウトを破って柱状注入により低圧注入することができる。また、柱状浸透源はシールグラウト内に柱状空間導水部材によって容易に形成することができる。
【００５８】
また、各柱状空間導水部材(柱状浸透源)からの注入材の注入圧によってシールグラウトは、一定長破壊されてそれぞれの柱状空間導水部材から独立して所定の注入ステージに最適の注入が行われる。
【００５９】
また、各注入ステージでは、シールグラウトと柱状空間導水部材と注入管の注入材吐出口を覆う逆止弁によって他の注入ステージ、或いは他の注入管からの注入材が注入管内に逆流したり、吐出口を塞いだりすることなく、また未注入の柱状空間や注入材吐出口はシールグラウトの存在によって閉塞されることがないので、計画通りの注入、或いは繰り返し注入が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】注入管装置の一実施形態を示し、（ａ）は注入管の正面図、（ｂ），(ｃ)はその要部拡大断面図である。
【図２】図１に図示する注入管装置の配置例を示す概要図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、削孔内に注入管を設置する手順を示す断面図である。
【図４】注入管装置の一実施形態を示し、（ａ）は複数の注入管を結束して設置した場合の正面図、（ｂ），(ｃ)はその要部拡大断面図である。
【図５】注入管装置の一実施形態を示し、(ａ)，(ｂ)はは注入管の正面図である。
【図６】図５に図示する注入管装置の要部を示し、（ａ），(ｂ)は要部拡大断面図である。
【図７】スリットを有する柱状空間導水部材を有する注入管装置の一実施形態を示し、(ａ)，(ｂ)は注入管の正面図、(ｃ)は(ａ)，(ｂ)における横断面図である。
【図８】注入管装置の一実施形態を示し、(ａ)は透水性マットやネットを筒状やかご状にして注入管を覆った柱状空間導水部材の断面図、(ｂ)は透水性マットを注入管に螺旋状に巻きつけた柱状空間導水部材の断面図、(ｃ)は(ａ)，(ｂ)における横断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、注入内管の一例を示す一部破断正面図である。
【図１０】注入管装置の一実施形態を示し、注入材を複数地点の地盤中に同時に或いは選択的に注入できるように構成された注入管装置の概要図である。
【図１１】注入管装置の一実施形態を示し、注入材を複数地点の複数の注入ステージの地盤中に同時に或いは選択的に注入できるように構成された注入管装置の概要図である。
【図１２】注入管装置の一実施形態を示し、注入材を複数地点の注入ステージの地盤中に同時に或いは選択的に注入できるように構成された注入管装置の概要図である。
【図１３】従来の注入管装置の一例を示す断面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ），(ｃ)は、従来の注入管装置の一例を示す断面図である。
【図１５】従来の注入管装置の一例を示す断面図である。
【図１６】注入工法の原理を示す説明図である。
【図１７】注入工法の原理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図１(ａ)，(ｂ)，(ｃ)は、本発明の一実施形態を示し、図において、削孔１内に注入管２が建て込まれている。注入管２は鋼管、硬質塩ビ管、或いは合成樹脂製チューブ、さらには生分解性管などから形成されている。
【００６２】
削孔１の孔壁と注入管２との間隙３内には、シールグラウト４が削孔１の全長に渡って、或いは注入材の注入領域に部分的に充填されている。  
【００６３】
シールグラウト４は、削孔１内で固化することにより注入管２を削孔１内に固定し、削孔１の孔壁崩壊を防止し、かつ削孔１内に注入された注入材が孔壁と注入管２間の間隙３内を注入管２の管軸方向に逸送するのを防止する働きを有するものであり、固化しても注入材の吐出圧で容易に砕かれるような低強度のセメントモルタルやベントナイト、或いは低アルカリ性セメント、石灰、石膏などが用いられている。
【００６４】
注入管２の先端は閉塞され、先端の側部に一個または複数の注入材吐出口２ａが側方に開口して形成されている。注入材吐出口２ａはゴムスリーブ等の注入圧で膨張し、加圧されなければ閉じる弾力性のある管体や袋体などからなる逆止弁５によって塞がれている。
【００６５】
逆止弁５は注入管２を介して地上から注入された注入材が吐出口２ａから地中に吐出する際の吐出圧によって押し広げられることにより、吐出口２ａが開くように取り付けられている。
【００６６】
注入管２の先端には柱状空間導水部材６が取り付けられている。柱状空間導水部材６は、注入管２の注入材吐出口２ａを有する部分を含む注入管２先端の外周を注入管２の管軸方向に一定区間Ｌを覆うように取り付けられている。
【００６７】
そして、削孔１内の孔壁と注入管２間の間隙３内にシールグラウト４が充填されると、注入管２の注入材吐出口２ａを有する部分を含むその上下方向の一定区間Ｌ内に、シールグラウト４によって覆われた柱状浸透源７が構成される。
【００６８】
柱状空間導水部材６は一定厚さを有し、かつ透水性を有する網状体などから筒状に形成されている。そして、柱状空間導水部材６は図１(ａ)，(ｂ)に図示するように、注入管２の先端に注入材吐出口２ａを有する部分を含む注入管２先端の外周を注入管２の管軸方向に一定区間Ｌを覆うように取り付けられている。
【００６９】
なお、柱状空間導水部材６は、他に織布、不織布、スリットを有する合成樹脂膜材や帯状合成樹脂材、或いはかごや各種ドレーン材などから注入管２の外周を覆う管状、または図１(ｃ)に図示するような注入管２の外周に沿って連続する螺旋状に形成されている。
【００７０】
いずれの場合においても、柱状空間導水部材６は素材自体が透水性であるか、素材自体は不透水性であっても隙間やスリットを有することにより透水性を有して形成されている。
【００７１】
そして、注入管２に注入された注入材は、注入材吐出口２ａから逆止弁５を押し広げて柱状浸透源７としての柱状空間導水部材６内に吐出され、かつ注入材の吐出圧力によって柱状空間導水部材６の外側に押し出され、シールグラウト４を破壊して周辺の地盤中に浸透注入される。
【００７２】
なお、注入材吐出口２ａは逆止弁５によって覆われているため、一度破壊されたシールグラウト４の割れ目から他の注入ステージに吐出された注入材、または他の注入材吐出口から吐出された注入材が注入管２内に逆流することはない。また、同じ注入材吐出口２ａから繰り返し注入することができる。
【００７３】
また、柱状空間導水部材６の網目は、シールグラウト４が入り込まないような網目状に形成され、また、シールグラウト４は粘性が大きいため、注入材が柱状浸透導水部材６の網目やスリット、或いは螺旋状の隙間から注入管２内に逆流することはないので、柱状浸透源７の機能を保持することができる。
【００７４】
このような構成において、注入管２を介して注入された注入材は、注入材の注入圧によって逆止弁５を押し広げ、注入材吐出口２ａから柱状空間導水部材６内に、或いは柱状空間導水部材６と注入管との間に吐出されて柱状浸透源７を形成する。
【００７５】
そして、注入材は柱状浸透源７から周囲に押し出され、その吐出圧によってシールグラウト４を破り、削孔１の孔壁から周囲の地盤中に浸透注入(土粒子間浸透)される。
【００７６】
その際、削孔１の孔壁と注入管２との間隙３内は、その全長、或いは所定の注入深度の範囲がシールグラウト４によって充填されていることにより、注入材が管軸方向に逸送することはない。また、注入管２の管軸方向に隣接した柱状浸透源７内に、或いは隣接した他の注入管内に注入材が流入することもない。
【００７７】
図２は、図１(ａ)，(ｂ)，(ｃ)に図示する注入管装置の設置例を示したものであり、図示するように複数の注入管２が地盤中に注入深さを変えて、一定間隔おきに設置されている。
【００７８】
このような配置で注入を行うことにより、地盤に長さＬに対応した大きな固結体を効率的に形成することができ、地盤改良を急速に行うことができる。
【００７９】
本発明は、柱状浸透源７の長さＬを大きくすることにより、吐出量を大きくしても低圧で注入することができると、注入孔間隔Ｄを大きくすることができるため、大きな浸透の固結体を形成して効果的でかつ経済的に広範囲の地盤改良を行うことができるため、液状化対策工に適している。
【００８０】
特に、近年の液状化工法の性能設計では、液状化しやすい層を完全に固結しなくても、図２に図示するように未固結部を残して経済性を得ることができる。このような目的のために長いゲル化時間と耐久性にすぐれた弱アルカリ性、中性、酸性領域(ｐＨ１〜10)のシリカ溶液を注入するのが望ましい。
【００８１】
このようなグラウトは水ガラスのアルカリを酸で中和したシリカゾルグラウト、或いは水ガラスをイオン交換樹脂やイオン交換膜で処理したシリカグラウト、或いはこれらの混合物などを上げることができる。
【００８２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、注入管２を地盤中に設置する方法を示したものであり、最初にケーシングａと掘削機ｂを用いて削孔１を形成する。次に、先端に吐出口２ａを有し、かつ逆止弁５と柱状空間導水部材６が取り付けられた注入管２を削孔１のケーシングａ内に建て込む。
【００８３】
そして、削孔１のケーシングａ内にシールグラウト４を充填しながらケーシングａを徐々に引き抜く。以上の手順により削孔１内に注入管２を建て込むことができる。
図４(ａ)〜(ｃ)は、本発明の他の実施形態を示し、削孔１内に複数の注入管２が建て込まれている。
【００８４】
各注入管２の先端は、図１(ｂ),(ｃ)で説明した注入管１の先端と同じように構成されている。すなわち、注入管２の先端は閉塞され、先端の側部に注入材吐出口２ａが形成され、かつ逆止弁５と柱状空間導水部材６がそれぞれ取り付けられている。柱状空間導水部材６は、管状または螺旋状に形成されている(図２(ｂ)，(ｃ))。
【００８５】
さらに、このように構成された各注入管２の先端は削孔１の深さ方向に所定間隔をおいて位置するように配置されている。そして、削孔１の孔壁と各注入管２との間隙３内にシールグラウト４が削孔１の全長にわたって充填されている。
【００８６】
このような構成により、削孔１と注入管２との間隙３内に、管軸方向に一定区間Ｌ連続する複数の柱状浸透源７が管軸方向に所定間隔おきに形成されている。そして、複数の注入管２に注入材を同時に注入することにより、複数の注入ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ内に注入材を同時に注入することができる。
【００８７】
図５(ａ)，(ｂ)と図６、並びに図７は、同じく本発明の他の実施形態を示し、削孔１内に注入外管８が建て込まれ、各注入外管８内に注入内管９が建て込まれている。    
【００８８】
注入外管８と注入内管９はいずれも鋼管または硬質塩ビ管、または生分解性注入管などから形成されている。また、削孔１の孔壁と注入外管８との間隙３内にシールグラウト４が削孔１の全長、或いは地盤改良領域区間内にわたって充填されている。
【００８９】
注入外管８の先端は閉塞され、その側部に複数の注入材吐出口８ａが注入外管８の管軸方向に所定間隔おきに形成されている。また、各吐出口８ａに逆止弁５が取り付けられ、さらにその外側に管状(図６(ａ))または螺旋状(図６(ｂ))またはスリットが設けられたチューブ状(図７(ａ)，(ｂ))の柱状空間導水部材６が取り付けられている。
【００９０】
柱状空間浸透部材６は、図６(ａ)，(ｂ)や図７(ａ)，(ｂ)に図示するように各吐出口８ａを含む注入外管８の外周を注入外管８の管軸方向に一定区間Ｌを覆うように、かつ注入外管８の管軸方向に所定間隔おきに複数取り付けられている。
【００９１】
また、柱状空間導水部材６は、吐出口８ａと逆止弁５を覆うように注入外管８の外周に螺旋状に取り付けられる場合もある。
【００９２】
このように構成されていることにより、図６(ａ)の実施形態においては、孔壁と注入外管８との間隙３内に管軸方向に一定区間Ｌ連続する複数の柱状浸透源７が管軸方向に一定間隔おきに形成されている。
【００９３】
また、図６(ｂ)の実施形態においては、各区間Ｌ内を孔壁と注入外管８との間隙３内に管軸方向に螺旋状に連続する複数の柱状浸透源７が管軸方向に一定間隔おきに形成されている。
【００９４】
また特に、図５(ｂ)に図示する実施形態において、注入外管８の各柱状空間導水部材６，６間に袋体やゴムチューブ等からなる外管パッカー８ｂが取り付けられている。これらの外管パッカー８ｂは、袋体やゴムチューブ等からなる袋体に地上からセメント系固化材や薬液などを充填することにより削孔１の内径より大きい径に膨張するように形成されている。
【００９５】
そして、各柱状空間導水部材６の上下両側において削孔１の孔壁と注入外管８との間隙を外管パッカーが膨張して塞ぐことにより、削孔１の孔壁と注入外管８との間の間隙３を管軸方向に複数に区画することができるようになっている。
【００９６】
また、外管パッカー８ｂを二段形成し、その間から瞬結性グラウトや懸濁型グラウトを注入して粗い土層や軟らかい注入材が逸送しやすい土層に順次注入してから、柱状空間導水部材から浸透性グラウトを注入してもよい。
【００９７】
本発明によれば、孔壁と注入外管８との間の間隙をシールグラウト４で充填した上、さらに各注入材吐出口８ａの上下両側を外管パッカー８ｂ，８ｂによって塞ぐことにより、注入材の他のステージへの逸送を確実に防止し、特定の注入ステージの地層内に注入材を確実に浸透注入させることができる。
【００９８】
図７(ａ)，(ｂ)，(ｃ)は、同じく本発明の他の実施形態を示し、特に柱状空間導水部材６が透水性の織布やスリットを有する合成樹脂膜材などから管軸方向に連続する袋状またはチューブ状に形成された注入管装置を示したものである。
【００９９】
そのうち、図７(ａ)に図示する注入管装置は、柱状空間導水部材６が注入管２の注入材吐出口２ａを有する部分を含む管軸方向の一定長を覆う定長さに形成され、各注入材吐出口２ａを有する部分を覆うように個々に取り付けられ、かつその上下両端部が注入管２に密着した状態に固着されている。
【０１００】
また、図７(ｂ)に図示する注入管装置は、柱状空間導水部材６が複数の注入材吐出口２ａを覆うように注入管１の管軸方向に連続して形成され、注入管１の管軸方向に連続して取り付けられ、かつ各注入材吐出口２ａを有する部分の上下両側部６ａ，６ａにおいて、接着材などにより注入管１に密着した状態に固着されている。なお、図７(ｃ)は、図７(ａ)，(ｂ)における横断面図である。
【０１０１】
図８(ａ)，(ｂ)，(ｃ)は、同じく本発明の他の実施形態を示し、特に柱状空間導水部材６が透水性網材から注入管２の管軸方向に連続する管状または注入管２の管軸方向に連続する螺旋状に形成された注入管装置を示したものである。
【０１０２】
そのうち、図８(ａ)に図示する注入管装置は、柱状空間導水部材６が注入管２の注入材吐出口２ａを有する部分を含む管軸方向の一定長を覆う管状に形成され、各注入材吐出口２ａを有する部分を覆うように個々に取り付けられ、かつその上下両端部６ａ，６ａが注入管２に接着材などによって密着した状態に固着されている。
【０１０３】
また、図８(ｂ)に図示する注入管装置は、柱状空間導水部材６が複数の注入材吐出口２ａを覆うように注入管１の管軸方向に螺旋状に連続して形成され、注入管１の管軸方向に連続して取り付けられている。なお、図８(ｃ)は、図８(ａ)，(ｂ)における横断面図である。
【０１０４】
図９（ａ），（ｂ）は特に注入内管を示し、注入内管９の先端は閉塞され、先端の側部に注入材吐出口９ａが形成され、当該吐出口９ａを挟んでその上下両側に一組のパッカー９ｂ，９ｂが取り付けられている。パッカー９ｂは、注入外管８と注入内管９との間隙内においてエアまたは流体を注入することにより膨張し、吐出口８ａの上下両側を密閉し得るように構成されている。
【０１０５】
このような構成において、注入内管９の吐出口９ａと注入外管８の吐出孔８ａが同一レベルに位置するように注入内管９を注入外管８内にセットすると共に、パッカー９ｂを膨張させて注入外管８と注入内管９との間隙に注入内管９から柱状浸透源７に連通じる注入材流路を形成する。
【０１０６】
そして、注入内管９を介して地中に注入材を注入すると、注入材は、その注入圧によって逆止弁５を開け、吐出口８ａから柱状浸透源７内に吐出される。そして、柱状浸透源７からシールグラウト４を破り、掘孔１の孔壁から周囲の地盤中に浸透注入することができる。
【０１０７】
なお、注入内管は単管でも複数の管を有していてもよく、内管パッカーを形成するためのパッカー流路を有していてもよく、或いは内管流路を通る注入材の流体圧でパッカーが作動してもよい。
【０１０８】
また、注入外管８内で注入内管９を管軸方向に移動することにより、各注入ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの地盤中に注入材を順に浸透注入させることができる。
【０１０９】
なお、地盤状況に応じて柱状空間導水部材６の長さを調整することができる。例えば、透水性の小さい層に対しては、柱状空間導水部材６の長さを長くすれば、低圧下でも多くの注入材を注入することができ、また大きな固結径を得たい場合は、柱状空間導水部材６の長さを長くして削孔１の間隔を大きくすればよい。
【０１１０】
図９（ｂ）に図示する注入内管９は、注入材吐出口９ａと注入材吐出口９ａを挟んでその上下両側に一組の内管パッカー９ｂ，９ｂが管軸方向に複数組設けられており、この注入内管を用いることにより、複数の注入ステージの地盤中に注入材を同時に注入することができる。
【０１１１】
図１０〜図１２は、対象地盤の複数地点に注入材を同時に注入できるように構成された注入管装置を示したものである。
【０１１２】
図１０において、対象地盤の複数の地点に削孔１が所定間隔をおいて形成され、各削孔１内に図１（ａ），（ｂ）に図示する注入管装置の注入管２が建て込まれている。
【０１１３】
各注入管２には注入材が貯蔵された注入材貯蔵タンク１０が導管１１を介してそれぞれ接続され、各導管１１には注入材貯蔵タンク１０から各注入管２に注入材を圧送するためのユニットポンプ１２、各注入地点における注入材の流量と圧力を検出するための流量圧力検出器１３、さらに注入材の圧送を開始および遮断するためのバルブ１４がそれぞれ接続されている。
【０１１４】
各ユニットポンプ１２は、インバータ等の回転数変速機１５を備え、かつモータ等の独立した駆動源１６によって個々に作動するように構成されている。また、各ユニットポンプ１２、回転数変速機１５、流量圧力検出器１３およびバルブ１４は、それぞれ集中管理装置１７に接続され、すべて集中管理装置１７によって個々に制御されるようになっている。
【０１１５】
このような構成において、流量圧力検出器１３からの流量／およびまたは圧力データの信号が集中管理装置１７に送信されると、貯蔵タンク１０から各注入管２にそれぞれ各ユニットポンプ１２の作動により注入材が任意の注入速度、注入圧力および注入量で圧送される。
【０１１６】
そして、複数の注入地点において、注入材が各注入管２の注入材吐出口２ａから注入材浸透源７に同時に或いは選択的に吐出され、さらに注入材浸透源７から周囲の地盤中に同時に浸透注入される。
【０１１７】
図１１は、図１０の実施形態において、さらに複数の注入地点において複数の注入ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに注入材を同時に注入できるように構成された注入管装置を示したものである。
【０１１８】
図において、複数の注入地点にそれぞれ形成された各削孔１内に、図４に図示する注入管装置の注入管２が建て込まれ、各注入管２の先端は、図１で説明した注入管２の先端と同一に構成されている。
【０１１９】
すなわち、注入管２の先端は閉塞され、先端の側部に注入材吐出口２ａが形成され、かつ逆止弁５と柱状空間導水部材６がそれぞれ取り付けられている。さらに、このように構成された各注入管２の先端は削孔１の深さ方向に所定間隔をおいて位置するように配置されている。また、削孔１の孔壁と各注入管２との間隙３内にシールグラウト４が所定区間長にわたって充填されている。このような構成により、削孔１と注入管２との間隙３内に、管軸方向に一定区間Ｌ連続する複数の柱状浸透源７が管軸方向に所定間隔おきに構成されている。
【０１２０】
また、注入材貯蔵タンク１０、導管１１、ユニットポンプ１２、流量圧力検出器１３などを備えている点等の、その他の構成は図１０に図示する実施形態と同一に構成されている。
【０１２１】
そして、各注入地点の注入管２に注入材を同時に或いは選択的に注入することにより、複数の注入地点の複数の注入ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの地盤中に注入材を同時に注入することができる。
【０１２２】
図１２は、図５，６の実施形態において、さらに複数の注入地点の複数において注入ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの地盤中に注入材を順にまたは同時に注入できるように構成された注入管装置を示したものである。
【０１２３】
図において、複数の注入地点にそれぞれ形成された各削孔１内に、図５，６に図示する注入管装置の注入外管８が建て込まれ、各注入外管８内に注入内管９が建て込まれている。
【０１２４】
また、注入内管９を昇降させて注入ステージを変える注入内管昇降装置１８と注入内管９の注入ステージを管理する注入ステージ管理装置１９がそれぞれ取り付けられている。
【０１２５】
その他の構成、すなわち、各注入外管８の先端が閉塞され、その側部に複数の注入材吐出口８ａが形成され、さらに各吐出口８ａに逆止弁５がそれぞれ取り付けられ、その外側に柱状空間導水部材６がそれぞれ取り付けられている等の点は、図５，６に図示する実施形態と同一に構成されている。
【０１２６】
また、柱状空間浸透部材６は、各吐出口８ａを含む注入外管８の外周を注入外管８の管軸方向に一定区間Ｌを覆うように、かつ注入外管８の管軸方向に所定間隔おきに取り付けられていることにより、削孔１の孔壁と注入外管８との間隙３内に管軸方向にシールグラウト内に一定区間Ｌ連続する複数の柱状浸透源７が管軸方向に一定間隔おきに形成されている等の点も、図５，６に図示する実施形態と同一に構成されている。
【０１２７】
また、注入内管９の先端が閉塞され、先端の側部に注入材吐出口９ａが形成され、かつ当該吐出口９ａを挟んでその上下両側に一組のパッカー９ｂ，９ｂが取り付けられている等の点、さらに、パッカー９ｂは、注入外管８と注入内管９との間隙内においてエアまたは流体を注入することにより膨張し、吐出口８ａの上下両側を密閉し得るように構成されている等の点も、図５，６に図示する実施形態と同一に構成されている。
【０１２８】
また、注入材貯蔵タンク１０、導管１１、ユニットポンプ１２、流量圧力検出器１３などを備えている等の点も、図５，６に図示する実施形態と同一に構成されている。
【０１２９】
このような構成において、流量圧力検出器１３からの流量／およびまたは圧力データの信号が集中管理装置１７に送信されると、貯蔵タンク１０内の注入材がそれぞれ各ユニットポンプ１２の作動により任意の注入速度、注入圧力および注入量で各注入内管９に圧送される。
【０１３０】
そして、複数の注入地点において、注入材が各注入外管８の複数の注入材吐出口８ａから複数の柱状浸透源７内にそれぞれ吐出され、さらに各注入地点において柱状浸透源７から周囲の地盤中に同時に浸透注入される。
【０１３１】
その際、各注入地点における注入内管８が、集中管理装置１７からの信号による指示によって注入内管昇降装置１８が作動することにより、注入外管８内を注入内管９が上昇することにより、複数の注入地点の各注入ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの地盤中に注入材を順に注入することができる。
【０１３２】
また特に、図９（ｂ）に図示する注入内管９を用いることにより、複数の注入地点における複数の注入ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの地盤中に注入材を同時に浸透注入することができる。
【０１３３】
図１０〜図１２に図示する実施形態において、ユニットポンプ１２は通常、５〜１００台を１セットとして多連装注入装置を構成し、１セット中でこれらのユニットポンプ１２を横、縦或いは三次元として配置することができる。
【０１３４】
また、ユニットポンプ１２はいずれもそれぞれがモータ等の駆動源１６で作動させることができる。さらに、各駆動源１６は集中管理装置１７で制御されるインバータ等の回転数変速機１５によって作動させることができる。
【０１３５】
したがって、この実施形態によれば、多数のユニットポンプ１２で構成しながら全体として容量が小さい、コンパクトな、一体化した１セットの注入装置として構成することができる。
【０１３６】
このため、一セットの多連装装置はユニットポンプ１２としてプランジャポンプを用いると、吐出量が５０ＨＺで１〜３０リットル／分で、例えば１０台を用いた場合、集中管理装置１７からの指示でインバータにより所定の注入ポイントに最適の注入速度、注入圧力を保持しながら、多数の吐出口（例えば、５０個の吐出口）からの全体の注入を集中管理装置１７によって、全吐出量が（１〜３０）×１０＝５〜３００リットル／分の範囲で一括管理され、低圧、低吐出量による粒子間浸透が可能となり、しかも急速施工による工期の短縮が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、複数の注入地点の複数の注入ステージに柱状浸透源を個々に独立に形成し、各柱状浸透源から注入材を地盤中に順にまたは同時に注入することができ、かつ柱状浸透により大きな注入速度でも低圧で土粒子間浸透せしめることができ、さらに大きな固結径を得ることができて、大容量土の経済的地盤改良が要求される液状化防止注入工に適した注入管装置を提供する。
【符号の説明】
【０１３８】
１  削孔
２  注入管
３  間隙
４  シールグラウト
５  逆止弁
６  柱状空間導水部材
７  柱状浸透源
８  注入外管
９  注入内管
１０  注入材貯蔵タンク
１１  導管
１２  ユニットポンプ
１３  流量圧力検出器
１４  逆止弁
１５  回転数変速機
１６  駆動源
１７  集中管理装置
１８  注入内管昇降装置
１９  注入ステージ管理装置
２０  外管パッカー
【図１】
2011153401.tif 000003
【図２】
2011153401.tif 000004
【図３】
2011153401.tif 000005
【図４】
2011153401.tif 000006
【図５】
2011153401.tif 000007
【図６】
2011153401.tif 000008
【図７】
2011153401.tif 000009
【図８】
2011153401.tif 000010
【図９】
2011153401.tif 000011
【図１０】
2011153401.tif 000012
【図１１】
2011153401.tif 000013
【図１２】
2011153401.tif 000014
【図１３】
2011153401.tif 000015
【図１４】
2011153401.tif 000016
【図１５】
2011153401.tif 000017
【図１６】
2011153401.tif 000018
【図１７】
2011153401.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月21日(2011.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管軸方向に複数の注入材吐出口と当該吐出口を覆う逆止弁を有して削孔内に設置された注入管であって、当該注入管の外周部に前記注入材吐出口および逆止弁を有する部分含む管軸方向の一定範囲を覆うように取り付けられた柱状空間導水部材からなる柱状浸透源と、前記削孔の孔壁と前記注入管および柱状空間導水部材との間隙内に充填されたシールグラウトとから構成され、当該シールグラウトは前記注入管、吐出口および逆止弁を介して地盤中に注入される注入材の吐出圧によって砕かれるような強度を有し、前記注入材は前記注入管、吐出口および逆止弁を介し、前記柱状浸透源から前記シールグラウトを破って所定の注入ステージに注入されることによって、他の注入ステージから、或いは他の注入管からの注入液が注入管内に逆流したり、未注入の柱状浸透源が閉塞されることなく独立した各注入ステージ毎に地盤中に注入されるように構成されてなることを特徴とする注入管装置。
【請求項２】
管軸方向に複数の注入材吐出口と当該吐出口を覆う逆止弁を有して削孔内に設置された注入外管と、当該注入外管内に設置された注入内管と、前記注入外管の外周部に前記吐出口および逆止弁を有する部分を含む管軸方向の一定範囲を覆うように取り付けられた柱状空間導水部材からなる柱状浸透源と、前記削孔の孔壁と前記注入外管および柱状空間導水部材との間隙内に充填されたシールグラウトとから構成され、当該シールグラウトは前記注入内管、注入外管の吐出口および逆止弁を介して地盤中に注入される注入材の吐出圧によって砕かれるような強度を有し、前記注入材は前記注入内管、注入外管の吐出口および逆止弁を介し、前記柱状浸透源から前記シールグラウトを破って地盤中に注入されるように構成されてなることを特徴とする注入管装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の注入管装置において、柱状空間導水部材の上下両側、またはいずれか一側にパッカーを備えてなることを特徴とする注入管装置。
【請求項４】
複数の注入地点に配置された請求項１〜３のいずれかひとつに記載の注入管装置と、注入材貯蔵タンクと、それぞれ独立した駆動源で作動することにより前記貯蔵タンクから各注入地点の注入管装置に注入材を圧送する複数のユニットポンプと、各注入地点の注入材の流量と圧力を検出する流量圧力検出器と、各注入地点の注入材の圧送を開始および遮断するバルブと、各ユニットポンプの回転数変則機と、前記ユニットポンプ、流量圧力検出器、バルブおよび回転数変則機を制御する集中管理装置を備えて構成されてなることを特徴とする注入管装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかひとつに記載の注入管装置による注入工法において、削孔内に複数の注入管を設置し、当該注入管の外周部に注入材吐出口および当該吐出口を覆う逆止弁を有する部分含む管軸方向の一定範囲を覆うように柱状空間導水部材からなる柱状浸透源を取り付け、かつ前記削孔の孔壁と前記注入管および柱状空間導水部材との間隙内にシールグラウトを充填し、当該シールグラウトは前記注入管、注入管の吐出口および逆止弁を介して地盤中に注入される注入材の吐出圧によって砕かれるような強度を有し、前記注入材は前記注入管、注入管の吐出口および逆止弁を介し、前記柱状浸透源からシールグラウトの一定範囲を注入圧によって破り、所定の注入ステージに柱状に浸透せしめることによって、他の注入ステージから、或いは他の注入管から逆流したり、未注入の柱状空間が閉塞されることなく各ステージ毎に広範囲に浸透せしめることを特徴とする注入工法。
【請求項６】
請求項４記載の注入管装置による注入工法において、各注入地点に注入管装置を配置し、流量圧力検出器から集中管理装置に送信される各注入地点における流量および／または圧力データの信号に基づいて、各注入地点における注入状況を前記集中管理装置において一括監視すると共に、前記集中管理装置において各ユニットポンプ、回転数変速機およびパルブを制御することにより、貯蔵タンクから各注入地点の注入管に注入材を各ユニットポンプの作動により任意の注入速度、注入圧力および注入量で圧送し、各注入地点に同時に、または順番にあるいは選択的に注入することを特徴とする注入工法。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の注入工法において、注入材として酸性から中性領域のシリカ溶液を注入することを特徴とする注入工法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
請求項１記載の注入管装置は、管軸方向に複数の注入材吐出口と当該吐出口を覆う逆止弁を有して削孔内に設置された注入管であって、当該注入管の外周部に前記注入材吐出口および逆止弁を有する部分含む管軸方向の一定範囲を覆うように取り付けられた柱状空間導水部材からなる柱状浸透源と、前記削孔の孔壁と前記注入管および柱状空間導水部材との間隙内に充填されたシールグラウトとから構成され、当該シールグラウトは前記注入管、吐出口および逆止弁を介して地盤中に注入される注入材の吐出圧によって砕かれるような強度を有し、前記注入材は前記注入管、吐出口および逆止弁を介し、前記柱状浸透源から前記シールグラウトを破って所定の注入ステージに注入されることによって、他の注入ステージから、或いは他の注入管からの注入液が注入管内に逆流したり、未注入の柱状浸透源が閉塞されることなく独立した各注入ステージ毎に地盤中に注入されるように構成されてなることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
請求項２記載の注入管装置は、管軸方向に複数の注入材吐出口と当該吐出口を覆う逆止弁を有して削孔内に設置された注入外管と、当該注入外管内に設置された注入内管と、前記注入外管の外周部に前記吐出口および逆止弁を有する部分を含む管軸方向の一定範囲を覆うように取り付けられた柱状空間導水部材からなる柱状浸透源と、前記削孔の孔壁と前記注入外管および柱状空間導水部材との間隙内に充填されたシールグラウトとから構成され、当該シールグラウトは前記注入内管、注入外管の吐出口および逆止弁を介して地盤中に注入される注入材の吐出圧によって砕かれるような強度を有し、前記注入材は前記注入内管、注入外管の吐出口および逆止弁を介し、前記柱状浸透源から前記シールグラウトを破って地盤中に注入されるように構成されてなることを特徴とするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
請求項４記載の注入管装置は、複数の注入地点に配置された請求項１〜３のいずれかひとつに記載の注入管装置と、注入材貯蔵タンクと、それぞれ独立した駆動源で作動することにより前記貯蔵タンクから各注入地点の注入管装置に注入材を圧送する複数のユニットポンプと、各注入地点の注入材の流量と圧力を検出する流量圧力検出器と、各注入地点の注入材の圧送を開始および遮断するバルブと、各ユニットポンプの回転数変則機と、前記ユニットポンプ、流量圧力検出器、バルブおよび回転数変則機を制御する集中管理装置を備えて構成されてなることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
請求項５記載の注入工法は、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の注入管装置による注入工法において、削孔内に複数の注入管を設置し、当該注入管の外周部に注入材吐出口および当該吐出口を覆う逆止弁を有する部分含む管軸方向の一定範囲を覆うように柱状空間導水部材からなる柱状浸透源を取り付け、かつ前記削孔の孔壁と前記注入管および柱状空間導水部材との間隙内にシールグラウトを充填し、当該シールグラウトは前記注入管、注入管の吐出口および逆止弁を介して地盤中に注入される注入材の吐出圧によって砕かれるような強度を有し、前記注入材は前記注入管、注入管の吐出口および逆止弁を介し、前記柱状浸透源からシールグラウトの一定範囲を注入圧によって破り、所定の注入ステージに柱状に浸透せしめることによって、他の注入ステージから、或いは他の注入管から逆流したり、未注入の柱状空間が閉塞されることなく各ステージ毎に広範囲に浸透せしめることを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
請求項６記載の注入工法は、請求項４記載の注入管装置による注入工法において、各注入地点に注入管装置を配置し、流量圧力検出器から集中管理装置に送信される各注入地点における流量および／または圧力データの信号に基づいて、各注入地点における注入状況を前記集中管理装置において一括監視すると共に、前記集中管理装置において各ユニットポンプ、回転数変速機およびパルブを制御することにより、貯蔵タンクから各注入地点の注入管に注入材を各ユニットポンプの作動により任意の注入速度、注入圧力および注入量で圧送し、各注入地点に同時に、または順番にあるいは選択的に注入することを特徴とするものである。