(57)【要約】【課題】地盤注入用薬液が、単独では固化しないが混合されると固化するタイプの薬液であっても、削孔工程と薬液注入工程との間で流路の開閉処理が極めて容易に行われる様な注入工法及びそれに用いられる注入装置の提供。【解決手段】掘削用ロッド（２）先端に設けられた注入装置（１）の掘削用流体流路（２０）に連通する噴射口（６）から掘削用流体を噴射する削孔工程と、前記注入装置に薬液注入用ユニット（９）を挿入する挿入工程とを含み、該挿入工程では前記薬液用ユニット（９）の先端部（４０）が注入装置（１）の注入薬液用流路（３０）に介装された常閉の開閉手段（８）を開放すると共に削孔用流体流路（２０）を閉鎖しており、前記薬液注入用ユニット（９）に装着されているパッカ（１３）を膨張する工程と、注入薬液を噴射する工程とを有する。【選択図】　図４
2004011148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削用ロッド先端に設けられ、掘削用流体が流過する掘削用流体流路及びそれに連通する噴射口と、注入薬液が流過する注入薬液用流路及びそれに連通する注入口とを有し、掘削用流体流路と注入薬液用流路とは共通部分から分岐しており、掘削用流体流路は薬液注入用ユニットが挿入された際には閉塞される様に構成されており、注入薬液用流路には開閉手段により閉鎖されているが、薬液注入用ユニットが挿入された際には開放される様に構成されていることを特徴とする注入装置。
【請求項２】
前記薬液注入用ユニットには、パッカが装着されていると共に、該パッカに流体を供給するパッカ用流体供給通路及び注入薬液用通路が形成されており、前記薬液注入用ユニットの先端部は当該ユニットが挿入された際に注入装置の注入薬液用流路に介装された前記開閉手段を開放する様に構成されている請求項１の注入装置。
【請求項３】
掘削用ロッド先端に設けられ、掘削用流体が流過する掘削用流体流路と、注入薬液が流過する注入薬液用流路とを有する注入装置の掘削用流体流路に連通する噴射口から掘削用流体を噴射する削孔工程と、前記注入装置に薬液注入用ユニットを挿入する挿入工程とを含み、該挿入工程では前記薬液注入用ユニットの先端部が注入装置の注入薬液用流路に介装された常閉の開閉手段を開放すると共に掘削用流体流路を閉鎖しており、前記薬液注入用ユニットに装着されているパッカを膨張する工程と、注入薬液を噴射する工程と、を有することを特徴とする注入工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注入工法及びそれに用いられる装置に関する。より詳細には、比較的小径の可撓性ロッドの先端に削孔ヘッドを備えて地盤を掘削する工法（所謂「曲がりボーリング」）と好適に組み合わせることが出来る注入工法及び注入装置（注入ヘッド）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斯かる工法（所謂「曲がりボーリング工法」）では、削孔計画線に沿って地盤中を削孔し（削孔工程）、薬液注入が必要な地盤中の領域に到達したならば、薬液注入手段により当該領域に薬液を注入する（薬液注入工程）。
【０００３】
従来の工法では、掘削用流体を噴射して削孔する工程と、薬液を注入する工程とは、例えば削孔終了後に注入用孔空き管を敷設するという様に、（削孔する工程と薬液を注入する工程とは）別工程で行われていた。
削孔と薬液注入とを同一工程で行うためには、比較的小径な可撓性ロッド内に、掘削用流体流路と地盤注入用薬液流路とを形成しなければならず、構造が複雑化するという問題がある。それと共に、削孔工程と薬液注入工程との間で、流路の切り換え処理が必要となって施工が複雑になる、という問題が存在することによる。
【０００４】
特に、地盤注入用薬液が、複数の液体を混合するタイプの薬液、すなわち単独では固化しないが混合されると固化するタイプの薬液では、各々の薬液が流過する流路が必要となるので、さらに複雑となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、地盤注入用薬液が、単独では固化しないが混合されると固化するタイプの薬液であっても、削孔工程と薬液注入工程との間で流路の開閉処理が極めて容易に行われる様な注入工法及びそれに用いられる注入装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の注入装置（１）は、掘削用ロッド（２：可撓性を有する比較的小径のロッド）先端に設けられ、掘削用流体（例えば泥水）が流過する掘削用流体流路（２０）及びそれに連通する噴射口（６）と、注入薬液（例えば、水ガラス系薬液注入材料の様な固化材）が流過する注入薬液用流路（３０）及びそれに連通する注入口（７）とを有し、掘削用流体流路（２０）と注入薬液用流路（３０）は共通部分（２３）から分岐しており、掘削用流体流路（２０）は薬液注入用ユニット（９：地盤改良材注入体）が挿入された際には閉塞される様に構成されており、注入薬液用流路（３０）には開閉手段（８：常閉のバルブ）により閉鎖されているが、薬液注入用ユニット（９：地盤改良材注入体）が挿入された際には開放される様に構成されている（請求項１）。
【０００７】
ここで、前記薬液注入用ユニット（９：地盤改良材注入体）にはパッカ（１３）が装着されていると共に、該パッカ（１３）に流体を供給するパッカ用流体供給通路（１２）及び注入薬液用通路（１０、１１）が形成されており、前記薬液注入用ユニット（９）の先端部（４０）は当該ユニット（９）が（前記注入装置１に）挿入された際に注入装置（１）の注入薬液用流路（３０）に介装された前記開閉手段（８：常閉のバルブ）を開放する様に構成されている（請求項２）。
【０００８】
上述した注入装置（１）を用いて行われる本発明の注入工法は、掘削用ロッド（２：可撓性を有する比較的小径のロッド）先端に設けられ、掘削用流体（例えば泥水）が流過する掘削用流体流路（２０）と、注入薬液（例えば、水ガラス系薬液注入材料の様な固化材）が流過する注入薬液用流路（３０）とを有する注入装置（１）の掘削用流体流路（２０）に連通する噴射口（６）から掘削用流体を噴射する削孔工程と、前記注入装置に薬液注入用ユニット（９：地盤改良材注入体）を挿入する挿入工程とを含み、該挿入工程では前記薬液注入用ユニット（９）の先端部（４０）が注入装置（１）の注入薬液用流路（３０）に介装された常閉の開閉手段（８）を開放すると共に掘削用流体流路（２０）を閉鎖しており、前記薬液注入用ユニット（９）に装着されているパッカ（１３）を膨張する工程と、注入薬液を噴射する工程、とを有することを特徴としている（請求項３）。
【０００９】
本発明の実施に際して、複数の液体を混合するタイプの薬液、すなわち単独では固化しないが混合されると固化するタイプの薬液を使用するのが好ましい。
【００１０】
斯かる構成を具備する本発明によれば、削孔時には、注入装置（１）には薬液注入用ユニット（９）は挿入されていないので、注入薬液用流路（３０）に介装された常閉の開閉手段（８）は閉鎖されているため、薬液は供給されない。
一方、掘削用流体流路（２０）は閉鎖されていないので、掘削用流体流路（２０）を介して掘削用流体のみが噴射される。
【００１１】
一方、薬液注入の際には、前記薬液注入用ユニット（９）を前記注入装置（１）に挿入することにより、前記薬液注入用ユニット（９）の先端部（４０：スタブ）が注入装置（１）の注入薬液用流路（３０）に介装された常閉の開閉手段（８）を開放し、薬液注入流路（３０）を介して注入薬液を注入することを可能にする。
それと共に、前記薬液注入用ユニット（９）の先端が掘削用流体流路（２０：より詳細には、掘削用流体流路２０の共通部分２３）を閉鎖するので、掘削用流体が注入装置（１）から噴射されることが無い。
そして、パッカ（１３）を膨張することにより、薬液注入用ユニット（９）は支持され、抜け止めが図られる。
なお、パッカに代えて、機械的な抜け止め機構を採用することも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１において、削孔注入ヘッド（注入装置）１は、曲がりボーリングにおいて使用される可撓性ロッド２の先端に取り付けらており、該ロッド２の地上側端部は削孔機４で支持されている。なお、符号３は、制御用のケーブルの巻き取り用リールである。
【００１３】
図２で示す様に、削孔注入ヘッド１はヘッド本体５を有している。ヘッド本体５は、掘削用流体が通る通路２ａを有する前記可撓性ロッド２の先端に取り付けられており、その内部には、掘削用流体、例えば泥水が流過する掘削用流体流路２０と、注入薬液（例えば、地盤改良材）が流過する注入薬液用流路３０とが形成されており、流路２０と流路３０とは、共通部分２３から分岐して構成されている。
【００１４】
掘削用流体流路２０は掘削用流体を噴射する噴射口６に連通しており、注入薬液用流路３０は注入薬液を注入する複数の注入口７に連通している。注入薬液用流路３０にはバルブ８（開閉手段）が介装されており、そのバルブ８は、噴射口６から掘削用流体を噴射する削孔工程時には、注入口７に至る注入薬液用流路３０を閉じている。
ここで、バルブ８は、流路を閉塞するシリンダ状弁体と、該弁体を押圧するバネとを有している。
【００１５】
図３において、地盤改良時（薬液注入時）にロッド２の通路２ａに挿入され、その先端部が削孔注入ヘッド１内に挿入される地盤改良材注入体９（薬液注入用ユニット）を示す。
地盤改良材注入体９は、地盤改良材を構成する注入薬液が流過する第１および第２の通路１０、１１と、ロッド２の通路２ａ内で膨張して注入体９を支持するパッカ１３へのエアが通る通路１２、とを有している。
【００１６】
図示の実施形態において、注入薬液は、単独では固化しないが２種の薬液が混合されると固化するタイプが用いられている。そのため、地盤改良材注入体９の注入薬液用通路として、第１、第２の通路１０、１１の２本が設けられているのである。
【００１７】
図４では、ロッド２の通路２ａ内に地盤改良材注入体９を挿入し、削孔注入ヘッド１に地盤改良注入体９が接続された状態が示されている。地盤改良材注入体９の棒状部分９ａの先端部４０を、開閉手段８のバネに抗して押し込むことにより、開閉手段８のシリンダ状弁体が押し込まれて、開閉手段８は開く。
【００１８】
上記の削孔注入ヘッド１によって施工するに際しては、先ず、削孔注入ヘッド本体５の噴射口６から、ロッド２の通路２ａを経て供給される掘削用流体（高圧泥水）を、図２に矢印Ｊで示すように噴射して、削孔計画路線に沿って地盤を削孔する（図１：削孔工程）。
【００１９】
軟弱地盤等の地盤改良材の注入を必要とする区域では、地盤改良材注入体９をロッド２の通路２ａ内に挿入し、図４に示すように、地盤改良材注入体９の棒状部分９ａの先端で、削孔注入ヘッド本体５内の注入薬液用流路３０に介装されたバルブ８を開く。
それと共に、通路１２を介してパッカ１３にエアを供給してパッカ１３を膨張させ、ロッド２の通路２ａ内に注入体９を支持し、注入圧の反力による抜け止めを図る。
注入薬液のロッド２側への漏洩防止には、０リング１５が用いられている。
【００２０】
なお、抜け止め機構としては、パッカではなく、機械的な抜け止め機構（例えばＯリング１５）を用いても良い。この場合、その抜け止め機構に密封性が高いと、ヘッド本体５からロッド２側への漏洩があると、注入圧でユニット全体が地上側へ移動してしまう恐れが生ずる。一方、密封性が全く無い場合は、掘削用泥水と薬液とが混合する恐れがあり、あるいはロッド内で固化するので好ましくない。
【００２１】
そして、地盤改良材注入体９の通路１０、１１を介して、２種類の注入薬液を削孔注入ヘッド本体５内の注入薬液用流路３０に供給する。供給された２種類の薬液は流路３０を流過する際に混合され、固化可能な薬液として、注入口７から地盤改良する地盤中へ注入される（注入薬液を噴射する工程）。
【００２２】
以後、削孔工程と注入薬液を噴射する工程とを繰り返す。
予め定められた施工時期において、図５に示すように、先端にジャイロスコープ等の計測手段１４を取り付けた通信線１５を削孔１６内に挿入し、計測手段１４からの計測信号を解析することにより、削孔軌跡を測定する。そして、削孔計画線に沿っているか否かの判定を行う。
【００２３】
なお、図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（１）　内径が比較的小さい可撓性ロッドを使用する場合で、しかも、地盤注入用薬液が、単独では固化しないが混合されると固化するタイプの薬液であっても、削孔工程と薬液注入工程との間で流路の開閉処理が、容易に且つ確実に行われる。
（２）　掘削用流体と注入薬液との供給経路が別個であるので、吐出量の制限がない。
（３）　掘削用流体と注入薬液との供給経路が別個であるので、ロッド内の汚れが防止できる。
（４）　ロッド内の清浄な状態が保たれるため、ジャイロスコープ等の計測手段の出し入れが容易である。
（５）　パッカを膨張させて薬液注入ユニットを支持しており、機械的な抜け止め機構（例えばＯリング）と共に、注入圧による反力を確実に受けて抜け止めの機能を果たすと共に着脱が容易である。
（６）　注入工法を施工するコストを低く抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る削孔注入ヘッドを用いて曲がりボ−リングを行う状態を示す概略側面図。
【図２】本発明に係る削孔注入ヘッドを構成するヘッド本体の縦断面図。
【図３】本発明に係る削孔注入ヘッドを構成する地盤改良材注入体の拡大斜視図。
【図４】削孔注入ヘッド本体に地盤改良材注入体を接続した一部を平面で示す縦断面図。
【図５】削孔後、計測器を用いて削孔軌跡を計測する状態を示す概略側面図。
【符号の説明】
１・・・削孔注入ヘッド
２・・・可撓性ロッド
３・・・リ−ル
４・・・削孔機
５・・・削孔注入ヘッド本体
６・・・噴射口
７・・・注入口
８・・・開閉手段
９・・・地盤改良材注入体
１０・・・第１の薬液通路
１１・・・第２の薬液通路
１２・・・パッカ用エア通路
１３・・・パッカ
１４・・・計測器
１５・・・通信線
１６・・・削孔
【図１】
2004011148.tif 000003
【図２】
2004011148.tif 000004
【図３】
2004011148.tif 000005
【図４】
2004011148.tif 000006
【図５】
2004011148.tif 000007