(57)【要約】【課題】所定位置に確実にロックされる注入装置の提供。【解決手段】注入装置１０は、地盤中に埋設した外管１２の内部に挿入され、注入材の注入に用いられる。装置１０は、外管１２内に設置される装置本体１４と、本体１４の後方に連結されるロック機構１６とを備えている。本体１４は、中心軸上に設けられ、先端に注入材吐出口を開口し、上部から注入材が供給される注入内管１８と、流体の注入により拡径して、外管１２の内面に密着するとともに、流体の除去により外管１２の内面から離間する単独パッカー２０とを有している。ロック機構１６は、注入材の注入時に、外管１２の内面と圧接して、注入装置本体１４の軸方向移動を規制するロック状態、および、注入装置１０の挿入及び引き抜き時に、外管１２の内面から離間して、注入装置本体１４の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれかの状態にする。【選択図】図１
2004232204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に埋設した外管、または、地盤中に形成した削孔内に挿入され、前記地盤に向けて地盤改良用注入材を吐出する注入装置において、
前記注入装置は、前記外管内に設置される装置本体と、前記装置本体の後方に連結されるロック機構とを備え、
前記装置本体は、中心軸上に設けられ、先端に注入材吐出口を開口し、上部側から前記注入材が供給される注入内管と、
流体の注入により拡径して、前記外管ないしは削孔の内面に密着するとともに、前記流体の除去により前記外管の内面から離間する単独パッカーとを有し、
前記ロック機構は、前記注入材の注入時に、前記外管ないしは削孔の内面と圧接して、前記注入装置本体の軸方向移動を規制するロック状態、および、前記注入装置の挿入及び引き抜き時に、前記外管の内面から離間して、前記注入装置本体の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれかの状態にすることを特徴とする地盤改良材の注入装置。
【請求項２】
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、複数のロックピースと、ピストンとを備え、
前記ロックピースは、一端側が前記ホルダに揺動自在に支持され、揺動端側にゴムリングが装着されて、中心軸側に向けて収縮させられており、
前記ピストンは、先端に前記ロックピースと係合するテーパ部材が固着され、流体の注入により前記注入内管の外周に沿って軸方向に移動し、前記ロックピースの前記揺動端側が、前記ゴムリングの弾性力に抗して、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記ゴムリングの弾性力により、前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることを特徴とする請求項１記載の地盤改良材の注入装置。
【請求項３】
前記ロックピースは、前記外管の内面と対向する部位に鋸歯状突起を有することを特徴とする請求項２記載の地盤改良材の注入装置。
【請求項４】
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、ピストンとを備え、
前記リンク機構部は、一端側が前記ホルダにピン連結され、
前記ピストンは、先端側が前記リンク機構部と連結され、流体の注入により軸方向に移動し、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることを特徴とする請求項１記載の地盤改良材の注入装置。
【請求項５】
前記パッカーの拡径および収縮駆動部は、前記ピストンの軸方向移動用駆動部と兼用することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の地盤改良材の注入装置。
【請求項６】
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させる移動機構部とを備え、
前記リンク機構部は、両端が前記ホルダと前記駆動部に連結され、
前記移動機構部は、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するように付勢する圧縮スプリングを備え、
前記移動機構部の軸方向移動の際に、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることを特徴とする請求項１記載の地盤改良材の注入装置。
【請求項７】
前記移動機構部は、前記注入内管の外周面に沿って軸方向移動するスライド筒の一端に結合され、前記外管の上方に延設されるワイヤーの操作により、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させることを特徴とする請求項６記載の地盤改良材の注入装置。
【請求項８】
前記注入内管は、主材注入管と硬化剤注入管の二重構造であって、前記主材注入管と前記硬化剤注入管の先端部分で、主材と硬化剤とを混合することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の地盤改良材の注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤内に硬化剤などの薬液を注入する注入装置に関し、特に、地盤改良に使用される注入材の注入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地盤改良のための薬液注入装置及び工法としては、ダブルパッカー装置と、それを用いた工法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。
このダブルパッカー装置による注入工法は、ケーシングを挿入しながら地盤を所定深度まで削孔し、ケーシング内に外管を建て込み、シール材を充填した後、先端にダブルパッカーを装着した注入内管を外管内に挿入し、上下のパッカーの膨張によって閉塞空間を作り、パッカー間に設けられた注入孔から地盤改良用注入材を閉鎖空間を介して、地盤中に吐出する。
このような方法で地盤改良用注入材を注入すると、注入材が外管に沿って地上へ溢出することなく所定の地盤に注入でき、特に、複合地盤に於いては、地盤改良効果の確実性が高い工法である。
しかしながら、このような従来のダブルパッカー装置及び工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１８２５４５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平８−２２６１１９号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開平７−９０８３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、ダブルパッカー装置は、所定の間隔を隔てて一対のパッカーを設けるので、全長が長くなり、削孔に曲がりが生じた場合に挿入できないという問題があった。
【０００７】
また、瞬結性（ゲルタイムが短い）注入材、或いは、ホモゲル強度が高い注入材を使用する場合には、パッカー間で閉塞された空間から、このような性状の注入材を注入すると、早期に注入材が硬化して、パッカー及びパッカー周囲が注入材によって外管に固定され、パッカーの収縮が困難になると共に、これを収縮させても、上部側へのステップアップができなくなるという問題があり、このような性状の注入材は、従来のダブルパッカー装置に適用することができなかった。
【０００８】
このような問題点を解決するためには、例えば、ダブルパッカーに代えて、シングルパッカーで構成する注入装置が考えられるが、このような構成の注入装置には、以下に説明する別の技術的な課題があった。
【０００９】
つまり、ダブルパッカー装置の場合には、注入材を閉鎖空間に吐出した際に、上下のパッカーには、異なる方向の圧力が加わるが、装置全体から見ると圧力均衡が働いて、パッカーは、所定位置に固定可能であった。
【００１０】
ところが、ダブルからシングルに構成を変更すると、注入材の注入圧力によって、シングルパッカーには、これを上方に押し上げようとする推力が作用するようになり、外管とパッカーとの摩擦力だけでは、装置全体を所定の位置に固定することが困難になり、装置全体が上方向に移動してしまうという問題が発生する。
【００１１】
この場合、特に、高強度で、且つ、ゲルタイムが短い瞬結性の注入材を使用する場合には、より高い圧力で注入する必要があるため、注入装置の予期せぬ移動により、外管からの確実な注入材吐出に影響を及ぼす。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、地盤への挿入・引き抜きが容易で、高強度で瞬結性の注入剤にも適用可能で、且つ、所定位置に確実にロックされる地盤改良材の注入装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地盤中に埋設した外管、または、地盤中に形成した削孔内に挿入され、前記地盤に向けて地盤改良用注入材を吐出する注入装置において、前記注入装置は、前記外管内に設置される装置本体と、前記装置本体の後方に連結されるロック機構とを備え、前記装置本体は、中心軸上に設けられ、先端に注入材吐出口を開口し、上部側から前記注入材が供給される注入内管と、流体の注入により拡径して、前記外管ないしは削孔の内面に密着するとともに、前記流体の除去により前記外管の内面から離間する単独パッカーとを有し、前記ロック機構は、前記注入材の注入時に、前記外管ないしは削孔の内面と圧接して、前記注入装置本体の軸方向移動を規制するロック状態、および、前記注入装置の挿入及び引き抜き時に、前記外管の内面から離間して、前記注入装置本体の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれかの状態にするようにした。
【００１４】
このように構成した地盤改良材の注入装置によれば、ロック機構は、外管ないしは削孔の内面と圧接して、注入装置本体の軸方向移動を規制するロック状態、および、注入装置の挿入及び引き抜き時に、外管ないしは削孔の内面から離間して、注入装置本体の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれかの状態にするので、注入材の注入時にロック状態にすると、単独パッカーであっても、注入材の注入圧力による注入装置本体の軸方向移動に対抗することができ、これにより、確実に注入材を地盤中に吐出させることができる。
【００１５】
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、複数のロックピースと、ピストンとを備え、前記ロックピースは、一端側が前記ホルダに揺動自在に支持され、揺動端側にゴムリングが装着されて、中心軸側に向けて収縮させられており、前記ピストンは、先端に前記ロックピースと係合するテーパ部材が固着され、流体の注入により前記注入内管の外周に沿って軸方向に移動し、前記ロックピースの前記揺動端側が、前記ゴムリングの弾性力に抗して、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記ゴムリングの弾性力により、前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることができる。
【００１６】
この構成によれば、ピストンの軸方向移動により、ロックピースの揺動端側が、ゴムリングの弾性力に抗して、外管内面に圧接するロック状態と、ゴムリングの弾性力により、外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態になるので、簡単な構成により、注入装置本体の軸方向移動を規制することができる。
【００１７】
前記ロックピースには、前記外管の内面と対向する部位に鋸歯状突起を設けることができる。
【００１８】
この構成によれば、鋸歯状突起が外管に圧接されると、外管との間の摩擦力が増すので、より一層注入装置本体の軸方向移動を強固に規制することができる。
【００１９】
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、ピストンとを備え、前記リンク機構部は、一端側が前記ホルダにピン連結され、前記ピストンは、先端側が前記リンク機構部と連結され、流体の注入により軸方向に移動し、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることができる。
【００２０】
前記パッカーの拡径および収縮駆動部は、前記ピストンの軸方向移動用駆動部と兼用することができる。
【００２１】
この構成によれば、注入装置の簡素化を図ることができる。
前記ロック機構は、前記注入内管の外周に配置され、前記注入装置本体と連結されるホルダと、く字形に屈曲した複数のリンク機構部と、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させる移動機構部とを備え、前記リンク機構部は、両端が前記ホルダと前記駆動部に連結され、前記移動機構部は、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するように付勢する圧縮スプリングを備え、前記移動機構部の軸方向移動の際に、前記リンク機構部の屈曲端が、前記外管内面に圧接するロック状態と、前記屈曲端が前記外管の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることができる。
【００２２】
前記移動機構部は、前記注入内管の外周面に沿って軸方向移動するスライド筒の一端に結合され、前記外管の上方に延設されるワイヤーの操作により、前記リンク機構部を軸方向に沿って移動させることができる。
【００２３】
前記注入内管は、主材注入管と硬化剤注入管の二重構造であって、前記主材注入管と前記硬化剤注入管の先端部分で、主材と硬化剤とを混合することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１および図２は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第１実施例を示しており、図１は、縦方向断面図で、図２は、図１の要部断面図である。
【００２５】
同図に示した注入装置１０は、地盤Ｅ中に埋設される外管１２の内部に挿入され、地盤改良用の注入材Ａを注入するものである。外管１２は、両端が開口した中空の管体であって、その周面には、図３に示すように、注入装置１０から注出された注入材Ａを地盤に吐出するための吐出孔１２ａが任意の箇所に穿設されている。
【００２６】
なお、外管１２の吐出孔１２ａは、外管１２の長手方向に沿って一定間隔で穿設したり、管外からの逆流を防止する逆止弁構造を付設してもよい。また、以下の実施例では、地盤中に掘削形成される削孔内に外管１２を埋設設置し、この外管１２内に注入装置１０を挿入する場合の適用例を示しているが、本発明の実施は、この態様に限定されることはなく、削孔内に直接注入装置１０を挿入してもよい。
【００２７】
注入装置１０は、外管１２内に設置される装置本体１４とロック機構１６とを備え、ロック機構１６は、装置本体１４の後方に連結されている。装置本体１４は、注入内管１８と単独パッカー２０とを備えている。
【００２８】
注入内管１８は、外管１２の中心軸Ｏ上に配置された両端が開口した中空円筒管であって、先端側に注入材Ａの吐出口１８ａが開口形成され、上端側は、図示省略の注入材Ａの供給部に連通され、上部側から注入材Ａが供給される。
【００２９】
単独パッカー２０は、注入内管１８の外周側に配置され、両端が開口した円筒状の支持筒２０ａと、円筒状ラバー２０ｂと、ラバーホルダ２０ｃとを備えている。
【００３０】
支持筒２０ａは、下端側が注入内管１８にネジ止めされ、注入内管１８の外周面との間に所定の環状空間２１を隔成するようにして、注入内管１８の外周に配置されている。
【００３１】
円筒状ラバー２０ｂは、伸縮自在なものであって、両端が開口した円筒状に形成されていて、円筒状開口端は、ラバーホルダ２０ｃにより挟持されている。ラバーホルダ２０ｃは、支持筒２０ａの両端側外周面に、シールリング２０ｄを介装して固設されていて、支持筒２０ａの外周には、閉塞空間２０ｅが形成されている。
【００３２】
この閉塞空間２０ｅには、駆動管２０ｆの先端側が連通している。このように構成した単独パッカー２０では、駆動管２０ｆを介して、流体、例えば、水などの液体や空気などの気体を注入すると、これが閉塞空間２０ｅ内に充填されて、円筒状ラバー２０ｂを拡径させ、拡径した円筒状ラバー２０ｂの外面が外管１２の内面に当接して、これに密着する。
【００３３】
このような密着状態において、閉塞空間２０ｅ内から流体を、駆動管２０ｆを介して外部に注出除去すると、円筒状ラバー２０ｂの拡径状態が収縮して、円筒状ラバー２０ｂの外面は、外管１２の内面から離間する。
【００３４】
一方、ロック機構１６は、本実施例の場合、ホルダ１６０と、複数のロックピース１６１と、ピストン１６２とを備えている。ホルダ１６０は、概略円錐台状に形成され、パッカー２０の支持筒２０ａの端部に、ネジを介して連結固定され、中心に貫通孔１６３が貫通形成されている。
【００３５】
また、ホルダ１６０の側面には、３枚のロックピース１６１の一端がピン結合されている。３枚のロックピース１６１は、図２に示すように、外管１２の中心に対して、等角度間隔に配置されていて、ホルダ１６０に揺動自在に支持されている。
【００３６】
なお、図２に符号１９で示した部材は、駆動管２０ｆ，２０ｆ’に接続される流体の供給ホースであり、本実施例の場合には、一方の駆動管２０ｆは、後述するように、パッカー２０の拡径および収縮駆動部と、ピストン１６２の軸方向移動用駆動部と兼用されており、他方の駆動管２０ｆ’は、図２に示すように、ピストン１６２の操作側で空間部２１（図中の１６８の外側部分）に連通している。
【００３７】
この駆動管２０ｆ’は、流体を供給することで、ピストン１６２を、注入内管１８の軸方向に沿って、図２の左方向に強制的に移動させて、ゴムリング１６６の付勢力により、ロックピース１６１を中心軸がわに収縮させるアンロック状態を補助する。なお、この駆動管２０ｆ’は、ゴムリング１６６の弾性力を適宜選択することでアンロック状態を安定して維持できるようにすると、必ずしも必要としない。
【００３８】
各ロックピース１６１の外面側には、外管１２の内面と対向する位置に、鋸歯状の突起１６４が形成されている。また、各ロックピース１６１の内面側には、中心軸Ｏに向けて下方に傾斜する傾斜面１６５が設けられている。
【００３９】
他方、各ロックピース１６１の揺動端側には、ゴムリング１６６が装着されていて、これにより、３枚のロックピース１６１は、中心軸Ｏ側に常時収縮するように付勢されている。
【００４０】
ピストン１６２は、基部１６７と、この基部１６７の一端に延設された操作端１６８とを備え、基部１６７が注入内管１８と支持筒２０ａとで隔成された環状空間２１内に設置され、操作端１６８は、注入内管１８の外周に嵌合されたホルダ１６０の貫通孔１６３内を挿通して、ロックピース１６１の下方まで延びている。
【００４１】
ピストン１６２の操作端１６８の先端には、ロックピース１６１の傾斜面１６５と係合するテーパ面を備えたテーパ部材１６９が固着されている。
【００４２】
また、本実施例の場合には、パッカー２０の駆動管２０ｆの先端側は、環状空間２１にも連通していて、パッカー２０の拡径および収縮駆動部は、ピストン１６２の軸方向移動用駆動部と兼用されており、これにより、注入装置１０の簡素化を図っている。
【００４３】
このように構成したロック機構１６では、環状空間２１に流体を注入しない定常状態では、図１の下半分に示すように、ホルダ１６０に揺動自在に支持されたロックピース１６１は、揺動端側がゴムリング１６６により中心軸Ｏ側に収縮するように付勢されているので、外管１２の内面から離間した位置にある。
【００４４】
この場合、ロックピース１６１の傾斜面１６５とテーパ部材１６９とが係合しているので、ゴムリング１６６の付勢力を受けて、ピストン１６２は、装置本体１４の先端側に移動している。なお、この場合、ピストン１６２を流体圧により強制的に移動させるようにしてもよい。また、この際のピストン１６２の移動範囲は、環状空間２１内に設けられた段部２２により規制される。
【００４５】
このような状態においては、ロックピース１６１の鋸歯状突起１６４が外管１２の内面から離間しているので、パッカー２０を拡径していなければ、注入内管１８の操作により、装置本体１４を任意の位置に移動することができる。
【００４６】
一方、この状態から、駆動管２０ｆを介して、流体を環状空間２１内に注入すると、ピストン１６２は、この注入圧力を受けで、図１の下半分に示した位置から、同図の上半分に示すように、右方向に向けて移動する。
【００４７】
ピストン１６２が軸方向に沿って右方向移動すると、その操作端１６８に、傾斜面１６５と係合するテーパ部材１６９が固着されているので、この右移動に伴って、各ロックピース１６１は、ゴムリング１６６の付勢力に抗して、外方側に向けて回動し、最終的には、鋸歯状突起１６４が外管１２の内面に圧接する。この場合の圧接力は、ロックピース１６１に設けられているテーパーによるクサビ効果で倍加される。
【００４８】
このような圧接状態になると、装置本体１４は、軸方向の移動が規制されることになる。つまり、本実施例の場合には、ロック機構１６では、ロックピース１６１の揺動端側が、ゴムリング１６６の弾性力に抗して、外管１２の内面に圧接するロック状態と、ゴムリング１６６の弾性力、およびまたは、駆動管２０ｆ’によるピストン１６２の移動とゴムリング１６６の弾性力とにより、外管１２の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態になり、これらの状態は、ピストン１６２を軸方向に移動させることで制御される。
【００４９】
次に、上記構成の注入装置１０を使用して、地盤Ｅ中に地盤改良用の注入材Ａを注入する方法について、図３を参照にして説明する。同図においては、地盤Ｅ中に既に外管１２が、比較的強度が低いシール材充填部２４を介在させて、埋設されている。
【００５０】
注入材Ａを注入する際には、まず、注入装置１０が外管１２の最深部の近傍に挿入設置される。この際には、パッカー２０を収縮させた状態で、かつ、ロック機構１６もアンロック状態とする。
【００５１】
装置１０が所定の位置にセットされると、駆動管２０ｆに流体を供給して、単独パッカー２０の円筒状ラバー２０ｂを拡径されて、これを外管１２の内面に密着させる。
【００５２】
これは、注入内管１８の先端吐出口１８ａから注入材Ａを吐出させた際に、その逆流を防止するために行われる。本実施例の場合には、これと同時に、環状空間２１内にも流体が注入されて、ピストン１６２が軸方向に沿って移動するので、このピストン１６２の移動に伴って、ロック機構１６のロックピース１６１が外方に揺動移動し、その結果、鋸歯状突起１６４が外管１２の内面に圧接して、装置本体１４の軸方向移動を規制するロック状態になる。
【００５３】
このような状態が確保されると、次に、注入内管１８に注入材Ａを供給して、注入材Ａを吐出口１８ａから噴出させる。パッカー２０で隔成された空間内に注入材Ａが充満されて、その内圧が高まると、図３（Ａ）に示すように、外管１２に設けられている逆止弁を開放させて、吐出孔１２ａからその外方に地盤Ｅ中に注入材Ａが噴射注入される。
【００５４】
この場合、注入材Ａの噴射圧でシール材充填部２４が破壊され、注入材Ａは、地盤Ｅ中のクラック部や、ポーラス部に沿って、外方に拡散して、所定形状の地盤改良領域が形成される。
【００５５】
そして、所定量の注入材Ａが注入されると、注入材Ａの供給を中止して、駆動管２０ｆを介して流体を注出除去し、パッカー２０の円筒状ラバー２０ｂを収縮させて、外管１２の内面から離間させると共に、ロック機構１６のロックピース１６１もアンロック状態にして、注入装置１０を所定距離だけ上方に移動させる。移動させた後は、図３（Ｂ）に示すように、上記と同じ操作を順次繰り返すことにより、地盤Ｅ中に注入材Ａが注入されて、地盤改良が行われる。
【００５６】
さて、以上のように構成した地盤改良材の注入装置１０によれば、注入材Ａの注入時に、外管１２の内面と圧接して、注入装置本体１４の軸方向移動を規制するロック状態、および、注入装置１０の挿入及び引き抜き時に、外管１２の内面から離間して、注入装置本体１４の軸方向移動を許容するアンロック状態のいずれか一方の選択が可能なロック機構を備えているので、注入材Ａの注入時にロック状態にすると、単独パッカー２０であっても、注入材Ａの注入圧力による注入装置本体１４の軸方向移動に対抗することができ、これにより、確実に注入材Ａを地盤中に吐出させることができる。
【００５７】
この場合、注入装置１０は、単独パッカー２０しか有していないので、瞬結性（ゲルタイムが短い）注入材、或いは、ホモゲル強度が高い注入材を使用することができるし、高強度で、且つ、ゲルタイムが短い瞬結性の注入材を使用する場合に、より高い圧力で注入する際にも、注入装置１０の移動が防止される。
【００５８】
また、本実施例の場合、ピストン１６２は、その軸方向移動により、ロックピース１６１の揺動端側が、ゴムリング１６６の弾性力に抗して、外管１２の内面に圧接するロック状態と、ゴムリング１６６の弾性力により、外管１２の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態になるので、簡単な構成により、注入装置本体１４の軸方向移動を規制することができる。
【００５９】
さらに、本実施例の場合、ロックピース１６１には、外管１２の内面と対向する部位に鋸歯状突起１６４を設けているので、鋸歯状突起１６４が外管１２に圧接されると、外管１２との間の摩擦力が増すので、より一層注入装置本体１４の軸方向移動を強固に規制することができる。
【００６０】
図４および図５は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第２実施例を示しており、上記第１実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００６１】
これらの図に示した第２実施例では、注入装置１０ａは、上記実施例と同様に装置本体１４とロック機構１６ａとを備えていて、装置本体１４は、注入内管１８，単独パッカー２０などを備え、第１実施例と実質的に同一構成となっている。
【００６２】
ロック機構１６ａは、ホルダ１６０ａと、く字形に屈曲したリンク機構部１６１ａと、ピストン１６２ａとを備えている。ホルダ１６０ａは、概略円錐台状に形成されていて、ネジ結合により装置本体１４の支持筒２０ａと連付け固定されており、中心に注入内管１８が挿通される貫通孔１６３ａが貫通形成されている。
【００６３】
リンク機構部１６１ａは、２枚のリンク板をピン結合したものであって、一端側がホルダ１６０ａにピン結合されているとともに、く字形の屈曲端には、突起１６４ａが設けられている。
【００６４】
リンク機構部１６１ａは、同一構成のものが３個用いられていて、３個のリンク機構部１６１ａは、図５に示すように、外管１２の中心に対して等角度間隔になるように配置されている。
【００６５】
ピストン１６２ａは、基部１６５ａと操作端１６６ａとを備え、駆動管２０ｆを介して、基部１６５ａと操作端１６６ａとの間に流体を供給することで駆動されるものであって、流体供給位置が第１実施例のピストン１６２と異なっている。
【００６６】
ピストン１６２ａの操作端１６６ａの先端には、連結部材１６７ａを介して、リンク機構部１６１ａの端部に連結されている。連結部材１６７ａは、操作端１６６ａの外周面に嵌合していて、注入内管１８の軸方向に沿って摺動移動する。
【００６７】
以上のように構成されたリンク機構部１６ａによれば、環状空間２１に流体を注入する定常状態では、図４の下半分に示すように、ホルダ１６０ａに一端が支持されたリンク機構部１６１ａは、屈曲端に設けられた突起１６４ａは、外管１２の内面から離間した位置にある。なお、この場合、図４に示すように、圧縮バネ１８０ａをリンク機構部１６１ａに介装して、リンク機構部１６１ａが常時く字形に折れ曲るようにしておくと、突起１６４ａが、外管１２の内面から離間した位置にある状態を安定的に維持することができる。
【００６８】
このような状態においては、パッカー２０を拡径していなければ、注入内管１８の操作により、装置本体１４を任意の位置に移動することができる。
【００６９】
一方、この状態から、駆動管２０ｆを介して、流体を基部１６５ａと操作端１６６ａとの間に注入すると、ピストン１６１ａは、この注入圧力を受けで、図４の下半分に示した位置から、同図の上半分に示すように、左方向に向けて移動する。
【００７０】
ピストン１６１ａが軸方向に沿って左方向移動すると、その操作端１６６ａに、リンク機構部１６１ａと連結する連結部材１６７ａが設けられているので、この左移動に伴って、各リンク機構部１６１ａは、く字形に折れ曲り、屈曲端に設けられている突起１６４ａが外管１２の内面に圧接する。
【００７１】
このような圧接状態になると、突起１６４ａが外管１２の内面に食込むクサビ効果により圧接力が倍加するとともに、装置本体１４は、軸方向の移動が規制されることになる。つまり、本実施例の場合には、リンク機構部１６１ａの屈曲端の突起１６４ａが、外管１２の内面に圧接するロック状態と、屈曲端の突起１６４ａが外管１２の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることが可能になっていて、このような状態は、ピストン１６１ａを軸方向に移動させることで制御される。
【００７２】
以上のように構成した第２実施例においても、図３に示したように地盤Ｅ中に地盤改良用の注入材Ａを注入する際には、第１実施例と同等の作用効果が得られる。
【００７３】
図６および図７は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第３実施例を示しており、上記第１実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００７４】
これらの図に示した第３実施例では、注入装置１０ｂは、上記実施例と同様に装置本体１４とロック機構１６ｂとを備えていて、装置本体１４は、注入内管１８，単独パッカー２０などを備え、第１実施例と実質的に同一構成となっている。
【００７５】
ロック機構１６ｂは、ホルダ１６０ｂと、く字形に屈曲したリンク機構部１６１ｂと、リンク機構部１６１ｂの移動機構部１６２ｂとを備えている。
【００７６】
ホルダ１６０ｂは、概略円錐台状に形成されていて、ネジ結合により装置本体１４の支持筒２０ａと連結固定されており、中心に注入内管１８が挿通される貫通孔１６３ｂが貫通形成されている。
【００７７】
リンク機構部１６１ｂは、２枚のリンク板をピン結合したものであって、一端側がホルダ１６０ｂにピン結合されているとともに、く字形の屈曲端には、突起１６４ｂａが設けられている。
【００７８】
リンク機構部１６１ｂは、同一構成のものが３個用いられていて、３個のリンク機構部１６１ｂは、図７に示すように、外管１２の中心に対して等角度間隔になるように配置されている。
【００７９】
移動機構部１６２ｂは、スライド筒１６５ｂと、固定筒１６６ｂと、圧縮スプリング１６７ｂと、ワイヤー１６８ｂとを備えている。スライド筒１６５ｂは、注入内管１８の外周にスライド移動自在に嵌着されていて、外周にリンク機構部１６１ｂの一端がピン結合されている。
【００８０】
固定筒１６６ｂは、注入内管１８の外周に固定されていて、圧縮スプリング１６７ｂは、スライド筒１６５ｂと固定筒１６６ｂとの間に、圧縮状態で介装されていて、リンク機構部１６１ｂの屈曲端の突起１６４ｂが、外管１２の内面に圧接する方向に常時付勢している。
【００８１】
ワイヤー１６８ｂは、一端がスライド筒１６５ｂに結合されていて、他端は、外管１２に沿って上方に延設されている。このワイヤー１６８ｂを引っ張ると、スライド筒１６５ｂが圧縮スプリング１６７ｂの付勢力に抗して、固定筒１６６ｂ側にスライド移動して、リンク機構部１６１ｂの突起１６４ｂが外管１２の内面から離間する。
【００８２】
以上のように構成したロック機構１６ｂによれば、図６の下半分に示すように、ワイヤー１６８ｂを引張った状態では、スライド筒１６５ｂが圧縮スプリング１６７ｂを圧縮しつつ固定筒１６６ｂ側に移動するので、ホルダ１６０ｂに一端が支持されたリンク機構部１６１ｂは、屈曲端に設けられた突起１６４ｂが、外管１２の内面から離間した位置にある。
【００８３】
このような状態においては、パッカー２０を拡径していなければ、注入内管１８の操作により、装置本体１４を任意の位置に移動することができる。
【００８４】
一方、この状態から、ワイヤー１６７ｂに加えられている引張り力を除去すると、スライド筒１６５ｂは、圧縮スプリング１６７ｂの弾性力を受けて、図６の下半分に示した位置から、同図の上半分に示すように、左方向に向けて移動する。
【００８５】
スライド筒１６５ｂが軸方向に沿って左方向移動すると、これにリンク機構部１６１ｂの一端が連結されているので、この左移動に伴って、各リンク機構部１６１ｂは、く字形に折れ曲り、屈曲端に設けられている突起１６４ｂが外管１２の内面に圧接する。
【００８６】
このような圧接状態になると、装置本体１４は、軸方向の移動が規制されることになる。つまり、本実施例の場合には、リンク機構部１６１ｂの屈曲端の突起１６４ｂが、外管１２の内面に圧接するロック状態と、屈曲端の突起１６４ｂが外管１２の内面から離間するアンロック状態とのいずれかの状態にすることが可能になっていて、このような状態は、ワイヤー１６８ｂを引張ることで制御される。
【００８７】
以上のように構成した第３実施例においても、図３に示したように地盤Ｅ中に地盤改良用の注入材Ａを注入する際には、第１実施例と同等の作用効果が得られる。
【００８８】
図８は、本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第４実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００８９】
同図に示した実施例は、上記第２実施例の変形例であり、注入装置１０ｃは、装置本体１４とロック機構１６ａとを備えていて、装置本体１４は、注入内管１８，単独パッカー２０などを備え、これらの部分の構成は、第２実施例と実質的に同一構成となっている。
【００９０】
本実施例の場合、装置本体１４の中心軸上に設けられた注入内管１８は、主材注入管１８０と硬化剤注入管１８１の二重管構造になっている。主材注入管１８０は、硬化剤注入管１８１を内部に収納していて、硬化剤注入管１８１の外周に形成された環状部を介して、供給され、この環状部は、先端側で逆止弁１８２により閉止されている。
【００９１】
硬化剤注入管１８１は、先端が閉塞されていて、その近傍に逆止弁１８３により閉塞された吐出孔１８４が設けられている。主材および硬化剤を各管１８０，１８１に供給すると、これらが逆止弁１８２，１８３を開弁させて、先端側で合流し、この後に吐出口から排出される。
【００９２】
このような構成の二重管構造を採用すると、ダブルパッカー装置では使用できなかった瞬結、高強度な注入材を使用することができるとともに、暖結タイプの注入材とを交互に切替えて使用することが容易になり、施工能率が向上する。
【００９３】
【発明の効果】
以上、実施例により詳細に説明したように、本発明にかかる地盤改良材の注入装置によれば、注入材の注入時には、装置本体が確実に外管にロックされ、パッカー部が単独パッカーであっても、注入材の注入圧力による注入装置本体の移動に耐えることができ、確実に注入材の吐出が行われるとともに、注入装置の挿入，引き抜きは外管に接触することなく円滑に行うことができる。
【００９４】
また，パッカー部を単独パッカーとすることで、ダブルパッカーでは使用できなかった瞬結・高強度な注入材を使用することが可能となり、また、これと暖結タイプの注入材とを交互に切替えて使用することもできるので、施工能率が向上する
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第１実施例を示す縦断説明図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【図３】図１に示した注入装置の使用状態の説明図である。
【図４】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第２実施例を示す縦断説明図である。
【図５】図４の要部断面図である。
【図６】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第３実施例を示す縦断説明図である。
【図７】図６の要部断面図である。
【図８】本発明にかかる地盤改良材の注入装置の第４実施例を示す縦断説明図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  注入装置
１２                          外管
１４                          装置本体
１６，１６ａ，１６ｂ          ロック機構
１８                          注入内管
２０                          単独パッカー
２１                          環状空間
【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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