(57)【要約】【目的】有害物浄化剤および／またはこの浄化剤を含む固結材からなる注入液を注入液加圧部から複数の注入液送液系統を通し、注入状況を一括監視しながら地盤中の複数の注入ポイントに注入して無害化処理する。【構成】人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤４の無害化処理であって、有害物浄化剤、または該浄化剤を含む固結材を地盤４中の注入ポイント５ａに注入し、注入液の流量および／または圧力のデータを集中管理装置Ｘ１に送信して注入状況を注入監視盤Ｘ２の画面に表示し、一括監視を行うことから構成される。地盤に遮蔽壁を形成してもよく、また、多連装注入装置を使用してもよい。【選択図】  図１
2004195407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の無害化処理方法において、有害物浄化剤を主成分として含む注入液を注入液加圧部から複数の注入液送液系統を通して前記地盤中の注入ポイントに注入し、前記複数の注入液送液系統には流量圧力検出器を設け、これら検出器から検出された注入液の流量および／または圧力のデータを注入監視盤を備えた集中管理装置に送信し、注入液送液系統からの注入状況を前記注入監視盤の画面に表示し、一括監視を行うことを特徴とする有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記有害物を含む地盤の無害化処理に先立って、前記有害物の周囲に固結材による不透水性の遮蔽壁を形成するようにした請求項１に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項３】
請求項１において、前記注入液の流量および／または圧力のデータを注入監視盤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送液系統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を行う請求項１に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項４】
請求項１において、前記注入液加圧部は単一または複数個独立して構成され、それぞれ複数の注入液送液系統に分岐される請求項１に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項５】
請求項１において、注入液加圧部は各注入液送液系統に連通する複数のポンプを備えた請求項１に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項６】
請求項５において、複数のポンプの各ピストン駆動体は単一の駆動体によって同時に駆動する請求項５に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項７】
請求項５において、複数のポンプの各ピストン駆動体はそれぞれ独立した複数の駆動体によって同時に駆動する請求項５に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項８】
請求項１において、複数の注入液送液系統はそれぞれ、地盤中に複数本設置された注入管路に連結され、これら各注入管路はそれぞれ、軸方向の異なる位置に吐出口を有する複数本の細管を結束した注入管から構成される請求項１に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項９】
人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の無害化処理方法において、前記有害物の周囲に固結材による不透水性の遮蔽壁を形成し、次いで、この遮蔽壁によって囲まれた領域に注水し、または有害物浄化剤からなる注入液を注入して有害物を水中に転移し、地上に脱水して無害化することを特徴とする有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項１０】
人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の無害化処理方法であって、複数の注入管路を地盤の複数の注入ポイントに埋設し、これら注入管路を通して複数の吐出口から注入液を同時に多点注入するに当たり、それぞれ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多数のユニットポンプを備えた多連装注入装置を用い、これら多数のユニットポンプが複数の注入液送液系統を通して複数の注入管路と接続され、前記多数のユニットポンプの作動により、注入液を複数の吐出口から地盤中の複数の注入ポイントを通して多点注入してなり、前記注入液が有害物浄化剤からなる注入液であることを特徴とする地盤の無害化処理方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記複数の注入液送液系統は単一の駆動体によって複数のポンプのピストン駆動体を同時に駆動する注入液加圧部のそれぞれのポンプに連通する請求項１０に記載の地盤の無害化処理方法。
【請求項１２】
請求項１０において、前記ユニットポンプがそれぞれ集中管理装置で制御される回転数変速機を備えた請求項１０に記載の地盤の無害化処理方法。
【請求項１３】
請求項１、９または１０において、前記注入液にさらに固結材を併用する請求項１、９または１０に記載の地盤の無害化処理方法。
【請求項１４】
請求項１、９または１０において、有害物浄化剤が無機系還元剤、キレート剤、または有機物分解微生物である請求項１、９または１０に記載の有害物を含む地盤の無害化処理における管理方法。
【請求項１５】
請求項１４において、無機系還元剤が硫酸第一鉄、塩化第一鉄、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸ナトリウム、または亜硫酸カリウムである請求項１４に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項１６】
請求項９または１３において、固結材が
（ａ）水ガラス中のアルカリの一部または全部を除去して得られるシリカ溶液を
主材とした固結材、
（ｂ）水ガラスと酸を混合して得られる酸性水ガラスをイオン交換樹脂またはイオン交換膜で塩の一部または全部を除去して得られるシリカ溶液を主材とした固結材、
（ｃ）水ガラスのアルカリを酸で中和して得られる非アルカリ領域のシリカ溶液
を主材とした固結材、
（ｄ）コロイダルシリカを主材とした固結材、
（ｅ）水ガラスのアルカリの一部または全部を除去して得られるシリカ溶液に水ガラスおよび／またはコロイダルシリカを添加してなるシリカ溶液を主材
とした固結材、
（ｆ）水ガラスと、コロイダルシリカと、反応剤とを混合してなるシリカ溶液を
主材とした固結材、
（ｇ）懸濁性固結材、
（ｈ）水ガラス水溶液と多価金属化合物を別々の注入液送液系統から別々に地盤
中に注入して地盤中で反応させてなる固結材、
（ｉ）水ガラス水溶液と反応剤水溶液を別々の注入液送液系統で送液して合流し
、地盤に注入する固結材、
の群から選択される請求項９または１３に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【請求項１７】
請求項１において、注入領域の所定の位置に排水材を設置し、注入に際して該排水材を通して地下水を逃がすか、排水材による地下水の脱水を併用して注入液の浸透を誘導するか、または該注入液を注入しながら排水材により有害物を含む地下水を地盤上に脱水する請求項１に記載の有害物を含む地盤の無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は６価クロム、水銀、鉛、カドミウム等の重金属、土木工事等によって発生する廃泥土、焼却灰、汚泥、産業廃棄物、環境ホルモン、農薬残留物、有機溶剤、有機洗剤等、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の無害化処理方法に係り、詳細には、該地盤に複数の注入管路を設置し、これら複数の注入管路から固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液の注入状況を一括監視して管理する有害物を含む地盤の無害化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重金属、廃泥土、焼却灰、汚泥、産業廃棄物等、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の処理に際し、従来、有害物の抽出、無害化、焼却、溶融、固化、遮蔽層による隔離ないしは封じ込め等の方法が採用されている。
【０００３】
有機系の有害成分を含有した有害物について燃焼、紫外線照射、微生物による生分解等により無害化できる。しかし、無機系の有害成分、例えば水銀、鉛、カドミウム、クロム等の重金属を含有した有害物については、無害化は難しく、固化あるいは遮蔽によらなければならない。また、産業廃棄物のような大量の汚染物質はあらゆる有害物を含むものであり、これらを選別することは困難で、そのまま固化あるいは分解する必要がある。
【０００４】
また、有害物を含む地盤の処理方法として、従来、該地盤中に固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液を一本ないしは複数本の注入管を通して注入する処理方法も知られている。これは注入管に送液される注入液の流量値および圧力値を検出し、これら検出された流量値や圧力値を記録計によりチャートとして記録し、管理する方法である。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
しかし、上述の従来法では、流量の変化や圧力の変化が起こった場合、流量計の監視、ポンプの吐出量の調整等、充分な経験に基づく人為的管理を必要とし、しかもこの管理は一セット毎に必要である。また、一本づつの注入では、地盤中の地下水に溶出している有害物が注入液の浸透とともに外側に移行してしまい、地盤中に効果的に囲い込んだり、注入液と有害物を効率よく反応させることができない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は６価クロム、水銀、鉛、カドミウム等の重金属、土木工事等によって発生する廃泥土、焼却灰、汚泥、産業廃棄物、環境ホルモン、農薬残留物、有機溶剤、有機洗剤等、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の処理に当たり、該地盤に複数の注入管路を設置し、これら複数の注入管路から注入される固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液の注入状況を一括監視して管理し、上述の公知技術に存する欠点を改良した有害物を含む地盤の処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明によれば、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の無害化処理方法において、固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液を注入液加圧部から複数の注入液送液系統を通して前記地盤中の注入ポイントに注入し、前記複数の注入液送液系統には流量圧力検出器を設け、これら検出器から検出された注入液の流量および／または圧力のデータを注入監視盤を備えた集中管理装置に送信し、注入液送液系統からの注入状況を前記注入監視盤の画面に表示し、一括監視を行うことを特徴とする。
【０００８】
さらに、上述の目的を達成するため、本発明によれば、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の処理方法において、前記有害物の周囲に固結材による不透水性の遮蔽壁を形成し、次いで、この遮蔽壁によって囲まれた領域に注水し、または固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液を注入して有害物を水中に転移し、地上に脱水して無害化することを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、上述の目的を達成するため、本発明によれば、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の無害化処理方法であって、複数の注入管路を地盤の複数の注入ポイントに埋設し、これら注入管路を通して複数の吐出口から注入液を同時に多点注入するに当たり、それぞれ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多数のユニットポンプを備えた多連装注入装置を用い、これら多数のユニットポンプが送液系統を通して複数の注入管路と接続され、前記多数のユニットポンプの作動により、注入液を複数の吐出口から地盤中の複数の注入ポイントを通して多点注入してなり、前記注入液が固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を添付図面を用いて具体的に詳述する。
本発明の地盤の無害化処理にいて、処理対称すべき重金属や有機物の有害物としては、アルキル水銀、総水銀、カドミウム、鉛、有機リン、六価クロム、ひ素、シアン、ＰＣＢ、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，３ジクロロプロペン、チウラム、シマジン、チオベンカルブ、ベンゼン、セレン等が挙げられる。
【００１１】
図１は本発明にかかる有害物を含む地盤の無害化処理方法を説明するためのフローシートであって、中央管理部Ｘ、注入液加圧部Ｙ、注入液分配部Ｚ、および注入部Ｗから主に構成される。
【００１２】
図１において、地盤４中に注入すべき注入液は固結材および／または有害物浄化剤であって、固結材は固結材槽２ａに、有害物浄化剤は有害物浄化剤槽２ｂにそれぞれ貯蔵され、使用に際して、これら槽から単独で、あるいは混合し注入液槽２に導入される。固結材と浄化剤の混合液は有害物浄化剤槽２ｂの浄化剤と、固結材層２ａの固結材とを注入液槽２に導いて混合することにより得られる。
【００１３】
有害物浄化剤としては、具体的には無機系還元剤、例えば、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム等が挙げられ、さらにキレート剤や有機物分解微生物も用いられる。キレート剤としては、例えば、ピロリジン系の骨格をもつ液体キレート化合物、具体的にはピロリジン系イオウ化合物
【化１】
2004195407.tif 000003
が挙げられる。これら重金属と非常に結合しやすく、瞬時に結合して水に不溶性の金属キレート化合物を作る。この金属キレート化合物は結合力が強く、一旦結合した化合物は水に溶解せず、非常に安定したキレート化合物となる。したがって、重金属イオンと結合した化合物は埋め立て処分しても、雨水や酸性雨、あるいは有機物腐廃による有機酸、アルカリ物質等に再溶解することなく、二次公害の恐れが全く生じない安定な重金属固定剤である。その他に、イミン系イオウ化合物、例えば、
【化２】
2004195407.tif 000004
カルバミン酸系イオウ化合物、例えば、
【化３】
2004195407.tif 000005
等が挙げられる。
【００１４】
微生物による分解例としては一例を示すと次のとおりである。産業廃棄物中の有機物は細菌や糸状金菌等の微生物によって分解される。発ガン物質であるトリハロメタンの生成に関与するアンモニアは硝化菌により、工業用溶剤トリクロロエチレンはアンモニア酸化菌により分解される。また、農薬は土壌中の糸状菌、細菌、放射菌によって分解される。例えば、パラチオンはPseudomonas stuzeri とPseudomonas aeruginosaの共同により分解される。また、カーバメイト系殺虫剤はpenicillium trichoderma によって分解される。さらに、ＰＣＢはPseudo- monas Alealigenes によって分解され、クロロベンゼンもPseudomonas によって分解される。
【００１５】
固結材としては、次のａ）〜ｇ）に示される固結材から任意に選択される。これらの固結材はいずれもゲル化時間を十数時間に設定できるので、大量につくって置いてもゲル化の心配がないのみならず、大量を長時間かけて送液でき、かつ地盤中に注入した後、確実にゲル化する。さらにこれは粘性が小さく、ねばりが少ないため、リターン装置やオリフイス、絞りバルブ等にシリカゲルが詰まることがなく、本発明に用いられる固結材として極めて優れたものである。また、セメント、スラグ等の懸濁性固結材もまた、ねばりが少ないので、詰まり難く、本発明に適している。また、図１０および図１１に示すように、本発明にかかる装置を複数セットで用い、それぞれ主材、反応剤を別々に分岐管を通して送液し、注入管路内で合流するか、あるいは地盤中に吐出後、地盤中で反応させることもできる。
【００１６】
ａ）水ガラス中のアルカリの一部または全部をイオン交換樹脂またはイオン交換膜で除去して得られるシリカ溶液を主材とした固結材。あるいは、これにさらに水ガラス、酸、塩等を加えてなる固結材。
【００１７】
ｂ）水ガラスと酸を混合して得られる酸性水ガラスをイオン交換樹脂またはイオン交換膜で塩の一部または全部を除去して得られるシリカ溶液を主材とした固結材。
【００１８】
ｃ）水ガラスのアルカリを酸で中和して得られる非アルカリ領域のシリカ溶液を主材とした固結材。あるいは、これをさらにイオン交換樹脂やイオン交換膜で固結材中の金属イオンあるいは酸根の全部あるいは一部を除去して得られる固結材。
【００１９】
ｄ）水ガラスをイオン交換によってアルカリを除去し、得られたシリカを造粒したコロイダルシリカを主材とした固結材。
【００２０】
ｅ）水ガラスのアルカリの一部または全部を除去して得られるシリカ溶液に水ガラスおよび／またはコロイダルシリカを添加してなるシリカ溶液を主材とした固結材。
【００２１】
ｆ）水ガラスと、コロイダルシリカと、反応剤とを混合してなるシリカ溶液を主材とした固結材。
【００２２】
ｇ）懸濁性固結材、例えば、粘土やセメントやスラグを有効成分とする懸濁性固結材、あるいはこれに反応剤を添加した懸濁型固結材。
【００２３】
ｈ）水ガラス水溶液と多価金属化合物を別々の注入液送液系統から別々に地盤中に注入して地盤中に反応させてなる固結材。
【００２４】
ｉ）水ガラス水溶液と反応剤水溶液を別々の注入液送液系統で送液して合流し、地盤に注入する固結材。
【００２５】
このようにして得られた固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液は注入液加圧部Ｙの注入液槽２から導管８に導入され、グラウトポンプ１で加圧されて加圧注入液として導管８を通して注入液分配部Ｚに送液される。中央管理部Ｘには注入監視盤Ｘ２を備えた集中管理装置Ｘ１を必須として包含する。グラウトポンプ１は集中管理装置Ｘ１からの指示を受け、注入液を所望の圧力に加圧する。グラウトポンプ１はインバータ３または無段変速機を有するポンプ、あるいはリターン装置ＲＡを有するポンプであてっもよい。インバータ３や無段変速機は集中管理装置Ｘ１からの指示を受けなくても、直接流量を調整して所定の圧力値にセットすることもできる。また、リターン装置ＲＡも直接調整して導管８の圧力が所望の圧力を保つようにリターンさせることもできる。なお、上述の調整は手動で行ってもよい。
【００２６】
リターン装置ＲＡは図１に示されるように、集中管理装置Ｘ１からの指示を受けて導管８の流体圧が所望の圧力になるようにリターン管路Ｒへの注入液のリターン量を自動調整する。しかし、図３に示されるように、集中管理装置Ｘ１とは独立した流量圧力制御装置10を設け、これにより導管８の流体圧が所定の圧力を保持するようにリターン量を自動調整してもよい。
【００２７】
これを図８を用いて詳述すると、流量圧力制御装置10には導管８側の所望の圧力ないしは流量が設定される。そして、注入液は注入液加圧部Ｙの注入液槽２から導管８を通って分配装置６に向かう。このとき、導管８では、圧力計Ｐ0 および／または流量計ｆ0 により注入液の圧力ないしは流量が測定される。このデータは流量圧力制御装置10に送信されるとともに、流量圧力制御装置10では、このデータに基づく信号をリターン装置ＲＡに送信する。リターン装置ＲＡでは、この信号を受け、リバーシブルモータ13のシヤフト12を矢印方向に、上下に正逆移動し、リターン管路Ｒ開口部の面積を調整してリターン管路Ｒへの注入液のリターン量を調整し、導管８側の圧力ないしは流量を所望の設定値とする。
【００２８】
また、図１のグラウトポンプ１に代えて、図２に示されるように、コンプレッサ３Ｂを用いることもできる。この場合、図２に示されるように、注入液槽２からの注入液をまず、加圧容器３Ａを充填し、次いでコンプレッサ３Ｂの作動により加圧容器３Ａ中の注入液を加圧して加圧注入液とする。なお、本発明において、流量とは単位時間、例えば１分当たりの注入流量ないしは注入時間における注入流量の合計（積算流量）をいう。
【００２９】
注入液分配部Ｚは複数本の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを備える。これら複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓはそれぞれ注入液加圧部Ｙから分配装置６を通して分岐され、先端に連結部７、７・・・７を有し、この連結部７、７・・・７で地盤４に埋設された注入部Ｗの注入管路５、５・・・５と連結される。そして加圧部Ｙからの加圧注入液は分配装置６を介して各送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓに分配され、注入管路５を通って地盤４中の複数の異なる注入ポイント５ａにそれぞれ同時に注入される。ここで、異なる注入ポイント５ａは異なる注入管路５、５・・・５の地盤４中の開口部であることはもちろんのこと、図示しないが、同一注入管路５の異なる注入ステージにおける開口部であることもできる。
【００３０】
９ａはストップバルブであって、各送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓに取りつけられる。このストップバルブ９ａは注入が完了した時点で手動により送液系統Ｓを閉束することもでき、また図示しないが、集中管理装置Ｘ１からの電気信号によって自動的に開閉される。また、三方コックを用い、送液終了後、送液系統Ｓに洗浄水を通して送液系統Ｓ内を洗浄する際に吸水口として使用される。さらに、注入が完了した送液系統Ｓの注入液を注入液槽２へリターンさせるときにも使用される。
【００３１】
なお、分配装置６には図示しないが攪拌装置を備えることもできる。また、各送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓは分配装置６を経ずに、直接注入液加圧部Ｙの導管８から分岐することもできる。さらに図示しないが、複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓはそれぞれ独立した注入液加圧部Ｙに連結することもできる。独立した複数の注入液加圧部としては複数個の注入液ポンプであってもよく、また、単一の駆動体によって同時に駆動する複数個のポンプのピストン駆動体を駆動する注入液加圧部であって、複数の送液系統がそれぞれ複数個のポンプに連通したものであることもできる。この場合、複数の注入ポンプと複数の送液系統の注入ポイントにおける注入が１：１で対応して注入され、この複数の注入ポイントの注入データが集中管理装置Ｘ１の注入監視盤Ｘ２で画面表示され、一括監視で注入管理される。
【００３２】
ここで、図１におけるリターンシステムＲＳを説明する。
注入液加圧部Ｙの導管８に設けた流量圧力検出器ｆ0 、ＰO から検出された注入液の流量信号ないしは圧力信号は集中管理装置Ｘ１に送信される。集中管理装置Ｘ１はこれら信号に基づき、あらかじめ設定された導管８内圧力（分配装置６内圧力に相当）になるようにリターンシステムＲＳのリターン装置ＲＡに指示してリターン管路Ｒに注入液を分流するか、あるいはインバータ３に指示してグラウトポンプ１を制御することにより、送液系統Ｓへの送液を所望の設定値の瞬時流量および／または圧力に維持する。
【００３３】
なお、図１の注入液加圧部Ｙにおいて、リターンシステムＲＳおよび流量圧力検出器ｆ0 、Ｐ0 の代わりに、図３に示すように、流量圧力制御装置10を中央管理部Ｘの集中管理装置Ｘ１から独立して、すなわち、図１のように集中管理装置Ｘ１と接続せずに用い、これにより注入液を所望の瞬時流量ないしは圧力に維持することもできる。この場合、図８に示すように、リターンシステムＲＳは集中管理装置Ｘ１からの指示によらずとも、流量圧力制御装置10によって設定した送液圧力になるように、リターンシステムＲＳを制御することができる。
【００３４】
さらに、リターンシステムＲＳの他の具体例を図２５に示す。グラウトポンプ１を並列して複数個用い、注入圧力を高めたり、非常に多数の注入管路から同時に注入することができる。これにより、本発明は送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを数十本あるいは１００本以上、一度に地盤中に設置して急速施工を可能とする。例えば、１吐出口当たり１〜５ｌ／分の低吐出量により土粒子間浸透が可能になる。すなわち、１吐出口３ｌとして１００吐出口を同時注入する場合、３００ｌ／分の注入ポンプを必要とする。ところが、３００ｌ／分の薬液注入ポンプは入手し難い。しかし、図２５のシステムを用いることにより３０ｌ／分の薬液注入ポンプ１０台を一セットにし、１００本吐出口から一気に注入することができる。しかも、このリターンシステムＲＳを用いることにより、一台毎のポンプの吐出量を調整することなく、多数の吐出口から、吐出口の数が変動しても一定圧力Ｐｏにより、所定量の吐出量で自動的に注入し続けることができ、上述のリターン装置を用いることによってこのような画期的注入工法の実用化が可能になる。
【００３５】
本発明に用いられる図１、図３等に示される分岐バルブ11は分配装置６から分岐した複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓにそれぞれ設けられた所定の口径、あるいは口径を調整し得る流路部分をいう。すなわち、一定の口径からなるオリフイスの例、あるいは口径の絞りを調整し得る絞り調整装置の例等が一例として挙げられる。いずれにせよ、分岐バルブ11の上流側の注入液は注入液加圧部Ｙによって、下流側よりも高い圧力を保持し、注入管路５に送液され得る機能をもつ。
【００３６】
図１の分岐バルブ11では、図９に示されるように、集中管理装置Ｘ１からの電気信号によってリバーシブルモータ13のシヤフト12が正逆方向、すなわち矢印方向に移動され、図８と同様に注入液加圧部Ｙから注入管路５に流れる送液系統Ｓ中の注入液の流量を調整する。このような絞り調整可能な分岐バルブ11でも、一定の口径のオリフイスと、圧力ないしは流量の関係についての原理は同じである。図１における分岐バルブ11は絞り調整のできない、図１１のような一定口径オリフイスＯであってもよい。
【００３７】
ここで、図１および図３の注入液加圧部Ｙにおける注入液の圧力Ｐ0 と、送液系統ＳにおけるオリフイスＯを通して注入管路５に送液される流量ｆおよび注入圧力Ｐとの関係について説明する。
【００３８】
図５および図６は図７の分配装置６中の加圧された注入液（ポンプ圧＝Ｐ0 ）を、オリフイスＯから噴出する場合、オリフイスＯの下流側にストップバルブを有する流路を設け、ストップバルブを絞って下流側の圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆを流量圧力検出器ｆ、Ｐで測定したグラフである。
【００３９】
図５および図６から、グラウトポンプのポンプ圧Ｐ0 が抵抗圧力Ｐよりも充分に高いときには、流量ｆは抵抗圧力ＰとオリフイスＯの口径によって定まり、また、抵抗圧力Ｐが変動しても流量ｆはほとんど変動しない。また、抵抗圧力Ｐとポンプ圧Ｐ0 の差がある範囲内に小さくなると流量ｆは急速に低下することがわかる。
【００４０】
図３の装置の分配装置６から送液系統Ｓを６本分岐し、これら送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの分岐バルブ11、11・・・11には図示しないがオリフイスを内蔵するものとし、このような装置を用いて上述と同様な流量試験を行ない、結果を表１に示した。試験の条件はポンプ圧Ｐ0 ：３０Kgf/cm2 、オリフイス口径：φ2.０mm、分岐バルブ数：６個、流量ｆ：３分間の流量ｆ（ｌ）、抵抗圧力Ｐ：分岐バルブ11の下流側の圧力（注入圧に相当）、６本の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを全て空気中で開放したときの流量ｆ0 ：１５ｌ／分である。
【００４１】
表１はオリフイスの下流側、すなわち、分岐バルブ11よりも下流側の送液系統Ｓの流路にストップバルブ９をつけ、いくつかのストップバルブ９、９・・・９を絞って下流側圧力Ｐを種々変化させて流量ｆを測定した測定結果である。
【００４２】
【表１】
2004195407.tif 000006
【００４３】
表１からバルブＶ１の圧力Ｐを変動しても、２０Kgf/cm2 まではほとんど流量ｆが変化しないことがわかる。また、圧力がＰO ：３０Kgf/cm2 に近づくにつれて流量ｆは減少し、ついにはＯになることもわかる。また、Ｖ１のバルブの流量が変化しても、あるいはＶ１のバルブの流量がゼロになっても、それ以外のバルブからの流量は変化しないことがわかる。これは流量圧力制御装置によって自動的に制御されるためである。
【００４４】
また、注入中、いくつかの送液系統における注入ポイントの抵抗圧が高くなり、他の吐出口よりも流量が少なくなっても、その把握は流量圧力検出器によって集中管理装置で一括してなされる。このため、所定の注入量の注入の終了時点がそれぞれの送液系統で異なっても、注入時間を各送液系統毎に管理することにより、所望の注入量をそれぞれの送液系統毎に完了するまで管理することができる。
【００４５】
図９は図１における分岐バルブ11（絞り調整装置）の一具体例の断面図を示す。分岐バルブ11、すなわち、絞り調整装置11は集中管理装置Ｘ１からの指示を受け、リバーシブルモータ13の稼動によりシヤフト12を矢印方向に運動させ、送液系統Ｓ中に送液される注入液をシヤフト12で絞り、オリフイスの口径を調整する機能を有する。すなわち、送液系統Ｓ中に送液中の注入液が所定の圧力範囲および／または瞬時流量範囲を保持するように、絞りを調整して送液系統Ｓの液圧を所望の圧力範囲および／または瞬時流量範囲に保持する。なお、オリフイスのように口径が一定のものは一定の流量を保持して流量の変動はできないが、上述のように分岐バルブ11を用いれば、送液系統Ｓの流量を自動的に調整できる。
【００４６】
なお、図７に示されるように、口径の異なるオリフイスＯを並列し、ストップバルブ（四方コック）９ａで異なる口径のオリフイスに切り換えるようにすれば、あるいは複数のオリフイスを同時に使用すれば、注入中に注入状況に応じて流量を変化させることができる。この場合、四方コック９ａは手動でも、図示しないが、集中管理装置Ｘ１からの電気信号によって切り換えることができる。
【００４７】
すなわち、図１における注入液槽２中の注入液は導管８を介し、注入液加圧部Ｙから送液系統Ｓを経て注入管路５から地盤４中に注入されるが、分岐バルブ11として絞り調整バルブを用いる場合、注入中にそれぞれの送液系統Ｓの注入状況に応じて、図９に示すように、絞り調整装置11に絞りの指示を与えながら注入を行って送液系統Ｓ中の液圧を所望の圧力および／または流量に保持する。なお、分岐バルブ11は分配装置６から注入液を送液系統Ｓに分岐する役目を果たすので、分岐なる用語を用いて表現する。
【００４８】
注入液は注入液加圧部Ｙを経て送液系統Ｓに加圧送液され、次いで、図９に示されるように、送液系統Ｓに設置された絞り調整装置11（分岐バルブ11）の上下に移動自在なシヤフト12により流路が絞られる。シヤフト12で絞られた流路の断面をＡとすると、流路Ａを流れる注入液の瞬時流量ｑは圧力Ｐ0 とＰ1 の差がある程度以内になるとシヤフト12よりも上流側の圧力Ｐ0 （注入液加圧部Ｙによる導管８の圧力）と注入管路５内圧力Ｐ1 （地盤注入圧）の差圧△Ｐ＝Ｐ0 −Ｐ1 によって定まる。差圧△Ｐが大きいほど、また、流路Ａが大きいほど、瞬時流量ｑは大きくなる。また、△Ｐがゼロに近づくにつれてｑはゼロに近づく。
【００４９】
したがって、地盤注入圧Ｐ1 が注入経過とともに変動して注入圧力が上昇し、△Ｐが小さくなっても流路Ａを大きくすることによって瞬時流量ｑを所定範囲に保つことができ、あるいは流路Ａを小さくすることによって瞬時流量を小さくし、Ｐ1 の上昇を抑えて地盤の変状を少なくすることができる。
【００５０】
そして、これらの調整を各送液系統Ｓ毎に行う。すなわち、注入液加圧部Ｙの圧力と、絞り調整装置11のシヤフト12の調整による流路Ａの開度を変動することにより、個々の送液系統Ｓ毎に、注入状況に応じて注入圧力、瞬時注入量の調整が可能であり、圧力が上がっても瞬時注入量を小さくし、低圧にして所定量に達するまで注入しづづけたり、あるいは地盤変位を最小限にして所定注入量を注入することが可能となる。
【００５１】
図９を用いて具体的に説明すると、あらかじめ集中管理装置Ｘ１に所望の圧力値および／または流量値を設定しておき、この状態で、圧力計Ｐおよび／または流量計ｆから実際の圧力値および／または流量値を集中管理装置Ｘ１に送る。絞り調整装置（分岐バルブ）11にはリバーシブルモータ13が内在し、集中管理装置Ｘ１の指示により実際の圧力値および／または流量値が設定値に近付き、かつ同じ値を保つように、リバーシブルモータ13を正転あるいは逆転し、シヤフト12を上下して開度を調整し、注入管路５への流量を調整する。
【００５２】
これにより、各送液系統Ｓから注入管路５に送液される注入液の吐出量および／または吐出圧力は所望の範囲に保持されるのみならず、複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓのいずれかが注入を停止しても、残りの各送液系統Ｓの吐出量および／または吐出圧力もまた、所望の範囲に保持される。
【００５３】
図１０は注入液としてＡ液およびＢ液の二液を用い、例えばＡ液として有害物浄化剤およびＢ液として固結材を用い、これら二液を注入管路５内ないしは地盤４中で合流させる例の簡略化ブロック図である。この場合、複数の送液系統Ｓの流量圧力検出器ｆ、Ｐは中央管理部Ｘの集中管理装置Ｘ１に接続されるとともに、この集中管理装置Ｘ１からそれぞれの分岐バルブ（絞り調整装置）11に指示を与える。また、図１０において、複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓは分配装置６に連結される。なお、分岐バルブ11として、オリフイスである分岐バルブを用いてもよい。
【００５４】
なお、図１の流量検出器ｆo 、ｆとしては、回転流量計、電磁流量計等、任意の流量計を使用でき、パルスで出力された電気信号が集中管理装置Ｘ１に入力され、カウントされる。流量検出器ｆ0 および／または圧力検出器Ｐ0 や、流量検出器ｆおよび／または圧力検出器Ｐからの情報に基づく集中管理装置Ｘ１からの注入液加圧部Ｙへの指示によりインバータ３が制御され、グラウトポンプ１の回転数を調整して毎分流量ｆo や注入圧力ＰO を制御し、これにより送液系統Ｓの流量を制御する。同じく、送液系統Ｓの流量圧力検出器ｆ、Ｐからの情報に基づき、集中管理装置Ｘ１の指示により、分岐バルブ11の絞り開度を調節して送液系統Ｓの流量を制御する。
【００５５】
このようにして、加圧注入液の所定の設定流量ないしは設定圧力をもって、あるいは限界範囲内の流量ないしは圧力をもって、注入液を一つの導管８から複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを経て複数の注入管路５、５・・・５に、同時に、選択的にあるいはさらに、自動的に送液注入する。この結果、有害物を含む地盤を急速、かつ、確実に無害化処理する。
【００５６】
さらに、ストップバルブ９または９ａ（または三方コック）の操作は手で行うこともできるが、それぞれ信号回路により集中管理装置Ｘ１で操作することもできる。そして、上述の流量検出器ｆO および／または越力検出器ＰO からの情報に基づき、あるいは、流量圧力検出器ｆ、Ｐ、すなわち、流量検出器ｆおよびまたは圧力検出器Ｐからの情報に基づき、ストップバルブ９のオンオフ、図１に示される注入液加圧部Ｙの注入液槽２に通じるリターン管路Ｒへの切り換え制御、さらには、水洗管路への切り換え制御が三方コック９ａによって行われる。また、送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの他の注入管路５、５・・・５への連結換えも行われる。
【００５７】
本発明は図１において、各送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓにそれぞれ流量圧力検出器ｆ、Ｐおよび分岐バルブ11、11・・・11を設け、これらを集中管理装置Ｘ１に接続し、かつ、データを注入監視盤Ｘ２に画面表示したことに特徴を有する。注入監視盤Ｘ２には、注入年月日、注入時間等の「時データ」、注入フロック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」が表示される。その他、後述のように、注入液識別データや地盤（あるいは構造物）変位データを表示することもできる。
【００５８】
そして図１において、注入液を注入液加圧部Ｙから導管８、リターンシステムＲＳおよび分配装置６を介し、複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを通して地盤４中の複数の異なる注入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａにそれぞれ同時に注入するに際し、複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの各流量圧力検出器ｆ、Ｐから検出された注入液の流量および／または圧力のデータは集中管理装置Ｘ１に送信され、注入監視盤Ｘ２で画面表示されて施工状況が表示される。このようなデータの画面表示により、注入状況の一括監視を行って注入液の注入が管理され、地盤４中に例えば図１に示されるけように、第一改良ブロックおよび第二改良ブロックが無害化処理される。
【００５９】
図３は本発明にかかる装置の具体例の説明図である。注入液槽２からの注入液は導管８のグラウトポンプ１および圧力流量制御装置10により一定圧力に制御されて分配装置６に導入され、次いで複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓに分流され、図示しないオリフイスを内在した分岐バルブ11および流量圧力検出器ｆ、Ｐを経て注入管路５、５・・・５を通って地盤４中の注入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａに注入される。
【００６０】
このとき、流量圧力検出器ｆ、Ｐで検出された流量信号および／または圧力信号は中央管理部Ｘの集中管理装置Ｘ１に送信され、注入監視盤Ｘ２で画面表示され、注入状況の一括監視を行う。
【００６１】
集中管理装置Ｘ１には日報作成装置Ｘ３（パソコン）および日報作成装置Ｘ３にはプリンタＸ４が接続され、日報作成装置Ｘ３によって日報が作成され、プリンタＸ４でプリントアウトされる。
【００６２】
図４に集中管理装置Ｘ１の操作フローチヤートを示しながら、図３の装置について説明する。図３において、まず、送液系統Ｓ、Ｓ・・・ＳのNo.1〜No.10 についての注入仕様フアイルの圧力規定値（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（単位時間当たり流量および／または積算流量）を集中管理装置Ｘ１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Ｘ１のNo.1〜No.10 の開始スイッチ14をＯＮにしてデータを登録を開始する。
【００６３】
このとき、施工表示盤Ｘ５にもランプ15でＯＮ表示がなされる。注入監視盤Ｘ２では、注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓ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Ｘ１は完了信号を出力してこれを注入監視盤Ｘ２に表示するとともに、施工表示盤Ｘ５にランプ15で完了状態を表示し、送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓのストップバルブ９を閉める信号を出力する。
【００６４】
全ての送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの注入が完了の後、集中管理装置Ｘ１の開始スイッチ14をオフにすることにより集中管理装置Ｘ１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Ｘ３で日報等の帳票を作成し、プリンタＸ４でプリントアウトする。
【００６５】
図３において、集中管理装置Ｘ１は10本の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓにそれぞれ配置された流量圧力検出器ｆ、Ｐ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Ｘ１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。
【００６６】
この詳細は以下のとおりである。
測定データ        流量：０〜３0.０    １／分
圧力：０〜  3.００  ＭＰａ
演算データ    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）
【００６７】
注入監視：
注入仕様フア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、圧力データを監視する。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Ｘ１ストップバルブ９の閉信号を出力とするとともに、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。）
【００６８】
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Ｘ２上に一つの画面で表示する。図１２は図３の１０本の送液系統分のデータを表示した画面を示す。
【００６９】
図１２は画面を詳述すると、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（図３の左側５送液系統）
グループ２：６号〜１０号の積算流量、最大圧力デジタル表示、        （図３の右側の５送液系統）
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。
【００７０】
2004195407.tif 000007
２画面のそれぞれの左側は各送液系統における時間（ｔ）の経過に対応して瞬時流量と瞬時圧力のチヤートを示し、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。
【００７１】
このようにして、図１２の画面に示されるように、注入監視盤Ｘ２には送液系統No.1〜10の送液状態が同時に表示されるが、一つの送液系統毎に画面を切り換えながら表示することもできる。なお、流量圧力制御装置10における設定圧力、実際圧力、分配装置６への送液流量、積算送液流量を同一画面または別の画面に表示してもよい。これにより、分配装置６内の液圧と、複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの圧力、流量との関係をリアルタイムで把握でき、注入を所定の設定範囲内に納まるように管理できる。また、図１２において、最大圧力の代わりに、図３の導管８における圧力や流量を表示してもよい。さらに、集中管理装置Ｘ１は注入仕様フアイル、注入結果一覧表、注入チヤート、日計表、週計表、月計表等の帳票作成ならびに解析データの作成をも行うことができる。
【００７２】
注入仕様フアイルは集中管理装置Ｘ１の動作設定フアイル（図４におけるシステム仕様設定）であり、注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの注入完了条件の規定圧力値、規定注入量の設定を行う。さらに注入液送液系統Ｓの分岐バルブ11の絞りや、注入液加圧部Ｙにおけるグラウトポンプ１のインパータ３の調整や分配装置６内の流体圧を設定値に保つためのリターンシステムＲＳの調整を行うための注入仕様を作成する。各帳票フアイルは記録された流量、圧力、積算流量あるいは最大圧力の各データと、孔番等の手動入力、または自動入力によるデータとから変換作成される。さらに解析データは各帳票データから変換作成される。
【００７３】
なお、図１２の画面において、各送液系統の一本毎に一枚づつ、例えば、図１３に示される注入孔における注入ポイント毎に、ブロックNo. 、注入孔No. およびステージNo. とともに、圧力、流量、チヤートを表示することもできる。
【００７４】
これにより、各注入孔、各注入ステージにおける注入を、有害物を所定領域で処理できるように選択し、有害物の周辺への逸脱を防止することができる。すなわち、注入領域を三次元的に把え、複数の注入孔から同時に注入して有害物が逸脱しないように包囲しながら注入し、さらに、必要に応じ、有害物を拘束する方向へ追い込みながら、時間差をおいて選択的に注入することにより、土壌浄化を効果的に行うことが可能になる。
【００７５】
図１４は地盤中の複数の注入ポイントにおける注入圧力分布を注入監視盤Ｘ２上に三次元的に表した画面の一例である。この画面表示により、各注入ステージにおける注入圧力が三次元的に表示され、立体的な一括監視により注入が管理される。同様にして、積算流量も三次元的に表示して注入状況を管理することができる。
【００７６】
図１５は細管を複数本束ねて構成される注入管路５を用い、図３と同様な注入システムにより、第１注入ブロック、第２注入ブロックの注入ポイント５ａに注入を施した例を示す。図３と同様に、注入液加圧部Ｙからの加圧注入液を分配装置６に送液し、複数の送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを介して地盤４中の複数の異なる注入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａにそれぞれ同時に注入する。
【００７７】
図１５に用いられる細管を複数本束ねて構成される注入管路５としては、例えば図１６に示す注入管路５が挙げられる。図１６において、注入管路５は先端の吐出口16の位置がそれぞれ縦方向の異なる位置に配置するように複数本の細管17、17・・・17を束ねて構成される。
【００７８】
この注入管路５は地盤４の削孔18中の挿入され、さらにたの削孔18中にシール19を填充することにより地盤４中に埋設される。吐出口16から吐出される注入液は地盤壁４ａから地盤４中に浸透され、固結される。
【００７９】
複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓにはそれぞれ流量圧力検出器ｆ、Ｐが設けられる。これら検出器ｆ、Ｐから検出された注入液の流量および／または圧力のデータは集中管理装置Ｘ１に送信され、データの記録ならびに画面表示により注入状況の一括監視を行って注入管理される。導管８にも図１と同様、流量圧力検出器ｆｏ、Ｐｏが設けられる。
【００８０】
一般に、沖積層は水平に滞積しているため、水平方向の透水係数は垂直方向のそれよりも大きい。したがって、図１５において、第１ステージの土層はいずれの吐出口付近でもほぼ同じ透水係数で、例えば中砂であり、また、第ｎステージの土層もいずれの吐出口付近でもほぼ同じ透水係数で、例えば細砂である。
【００８１】
さらに、本発明において、地盤注入液を図３に示される注入液加圧部Ｙから複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを通って地盤４中の複数の異なる注入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａにそれぞれ同時に注入するに際し、地盤４の所定の注入区分に代表注入孔を設置し、この代表注入孔の各注入ステージにおける適切な圧力、流量および積算流量を測定してこれらの値を集中管理装置Ｘ１に設定して、この設定値に基づいて所定の注入区分における各注入ステージでの注入を行う。
【００８２】
上述各注入ステージにおける適切な圧力、流量および積算流量は集中管理装置Ｘ１で圧力および流量を測定することにより測定される。この場合、適切な圧力、流量および積算流量は注入試験による測定値に実際の注入による測定値を加味し、補正することにより定めることもできる。
【００８３】
すなわち、具体的には、図３のシステムを用いて地盤注入を施工するに際し、集中管理装置Ｘ１によりリターン量を調整して時間とともに注入圧を低圧から高圧に変化させ、圧力−流量曲線を得る。例えば、図１３に示されるように、注入領域を平面的に任意のブロックに分け、例えば図１３では４つのブロックに分け、１つのブロック（例えばブロックNo.1) を代表する一つの注入孔（例えば注入孔No.5）を試験注入孔として選定する。
【００８４】
この試験注入孔、(No.5)の各テスージ毎、あるいは代表的なステージにおいて、注入に先立ち、注水試験、またはゲル化時間の長い注入液による注入試験を行って、図１７に示されるＰ−ｑ曲線（曲線１および２）、すなわち、Ｐ（注入圧力Ｐ）−ｑ（流量−１／分）曲線を出す。これにより土粒子間浸透を行い、地盤の割裂注入を防いで有害物の所定範囲外への逸脱を防止することができる。
【００８５】
また、注入ポイントの注入順序を選定することにより、あるいは注入ブロックの注入順序を選択することにより、先行した注入によって地盤が拘束され、このため後からの注入が拘束効果によって注入圧力を高くしても破壊することなく注入でき、これにより土壌浄化反応を確実に実現することができる。
【００８６】
上述のとおり、第１ステージの土層はほぼ同一の透水性ではあるが、各吐出口１〜ｎの流量ｑは多少ともばらつきがある。このため、卓吐出口における所定の１００ｌの注入が完了する時間はそれぞれ異なる。このため、集中管理装置Ｘ１からの指示と注入が完了した吐出口から順次、所定の電磁バルブ（ストップバルブ９）が作動してオフになる。図１において、リターン装置ＲＡを用いずに、インバータ３を有するグラウトポンプ１を用いる場合、いくつかのバルブ、例えば10個のバルブ、すなわち10％のバルブがオフになると、残りの吐出口からの流量は増大し、かつ圧力検出器ＰO の注入圧力も増大する。これを是正して適正圧力範囲、適正流量範囲にもどすために集中管理装置Ｘ１から注入液加圧部Ｙに指示し、インバータ３を調整して流量を１割減少し、流量検出器ｆ0 の毎分流量を１３５ｌ／分とし、残りの吐出口からの平均注入速度を１.5ｌ／分とする。しかるに、図３に示すように、流量圧力制御装置10を用いた場合、リターン装置ＲＡによって常に一定の圧力ＰO ＝３０kg／cm2 を維持することができるので、最後の一本に至るまで同一流量で注入することができる。
【００８７】
注入工法の原理は土粒子間隙の水を注入液に置き換えることにある。このため、同時注入工法において、大容量土に多数の吐出口から固結材を同時注入して地盤中の有害物を含む地下水を固結土の中にポケット状に封じ込み、その内部を別途、浄化剤で処理することができる。例えば、図１８に示されるように、浸透対象の地盤４を改良ブロック（１）〜（１２）として定め、これら改良ブロック（１）〜（１２）を同時に注入して固結ゾーンを形成し、内部の汚染土壌、例えば改良ブロック（６）、（７）の土壌に浄化剤を注入することにより、確実な浄化が可能になる。同時に地下水をブロック外に排除し、次いで、想定改良ブロックに同時注入して地下水を効果的に逃がすために、注入領域の所定の位置に排水パイプ、ペーパードレーン、砂柱等の排水材を地盤中に設置してもよい。あるいはさらに、排水材を通してポンプによる地下水の吸水を併用して注入液の方向性を誘導することもできる。そして地下水におきかわって、固結材あるいは土壌浄化剤が土粒子間に浸透する。
【００８８】
なお、図１９に示す円筒環状の分配装置６は分配装置６内に圧力が均等に分布するため、各送液系統Ｓへの吐出量が正確になる。なお、圧力検出器ＰO は分配装置６内に設けることができる。
【００８９】
上述の本発明にかかる地盤注入工法において、上述複数の注入液送液系統は次の（ａ）、（ｂ）または（ｃ）、すなわち、（ａ）注入液加圧部からそれぞれ分岐する、（ｂ）独立した複数の注入液加圧部にそれぞれ連通する、（ｃ）単一の駆動体によって複数のポンプのピストン駆動体を同時に駆動する注入液加圧部のそれぞれポンプに連通する、ことから構成される。
【００９０】
前記（ａ）は具体的には、図１、図３、その他に示されるとおり、注入液加圧部Ｙから分配装置６を経て分岐され、あるいは図示しないが、注入液加圧部Ｙの導管８から直接分岐され、地盤４中の注入管路５に連結される。
【００９１】
前記（ｂ）は、ゴムスリーブで覆われた吐出口を軸方向に多数有する注入外管を地盤４中に多数設置し、これら複数の注入外管にそれぞれダブルパッカを有する注入内管を挿入して本発明にかかる注入管路５とする。この注入管路５を介して注入ステージを移動しながら注入液を地盤４中に注入することにより、複数の注入ポイント５ａから注入を同時に行い、この際、各注入管路５における注入開始から終了に至るまでの工程はそれぞれ別々に行いながら、これらの注入状況を集中管理装置Ｘ１の注入監視盤Ｘ２に画面表示して一括管理し、記録した上で各注入管路５の注入ポイント５ａ毎に日計表にアウトプットし、混乱を生じることなくデータ管理を行う。
【００９２】
なお、上述（ｂ）において、多重管ロッドを用いてＡ液、Ｂ液を合流注入したり、あるいはＡ、Ｂ液合流液の瞬結注入を行った後、Ａ、Ｃ液の緩結注入を行い、さらに多重管ロッドを移動させながら上述注入をステージ毎に繰り返す注入であってもよい。すなわち、複数の多重管ロッドから複数の注入ポイント５ａに同時に注入し、そして、それぞれの多重管ロッドにおける注入は初めから終りまでの個々の注入工程を経ながら全体の注入状況を一括管理してデータ処理を行う。
【００９３】
さらに、上述（ａ）、（ｂ）において、注入管路５（注入外管、注入内管を含む）は袋体やゴム等の弾性を有する被膜を装着し、内部に硬化性液体、水、気体（窒素等の不活性気体、空気等）等をパッカ用流路を通じて圧入し、パッカ効果を生じさせた上で注入液を注入してもよい。この場合、これらのバッカ用流体の圧入にかかわるデータ（バッカ用流体圧入データ）を集中管理装置に送液し、画面表示して注入管理することになる。すなわち、流体の種類、圧入圧力、パッカ位置等がデータとなる。
【００９４】
上述（ｃ）は図１６に示される注入管路５を用い、この注入管路５を図１５に示されるように地盤４中に配置し、それぞれの注入管路５、５・・・５を複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓにそれぞれ連通して構成される。この場合、注入液加圧部Ｙにおける多数のピストン駆動部材は一つの駆動源によって駆動される。
【００９５】
すなわち、これは一つの駆動源（モータ）で駆動する回転シャフトは多数のカムを備え、それぞれのカム駆動方式にしたがってピストンが作動する多数のユニットポンプによって構成される多連装注入装置であって、それぞれのユニットポンプが複数の注入液送液系統に連通する。もちろん、上述（ｂ）の注入方式におけるそれぞれの注入管路５に複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを連通することもできる。
【００９６】
多連装注入装置を用いた地盤の多孔無害化処理方法の一例を図２０に示す。すなわち、図２０は上述と同様、人体や環境に悪影響を及ぼす有害物を含む地盤の無害化処理方法を示すフローシートであって、複数の注入管路５、５・・・５を複数の注入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａに埋設し、これら注入管路５、５・・・５を通して複数の吐出口16、16、・・・16から、上述と同様の注入液、すなわち、固結材および／または有害物浄化剤からなる注入液を同時に多孔注入する。
【００９７】
上述の図２０に示されるフローシートは注入液槽２と、一プラント中にそれぞれモータ等の独立した駆動源23で作動し、かつ集中管理装置Ｘ１に接続されて制御される多数のユニットポンプ24、24・・・24を備えた、注入液槽２に各導管８、８・・・８を通して連結される多連装注入装置25と、地盤４中の注入ポイント５ａ中に埋設され、配置されたそれぞれが送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓ、各ユニットポンプ24、24・・・24および導管８、８・・・８を通して接続された、吐出口16、16、・・・16を有する複数の注入管路５、５・・・５とを備える。そして、多数のユニットポンプ24、24・・・24の作動により注入液を複数の吐出口16、16、・・・16から地盤４中の複数の注入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａを通して多点注入、ないしは多孔注入してなる。
【００９８】
なお、独立した多数のユニットポンプ24、24・・・24には、集中管理装置Ｘ１に接続して制御される、インバータ等の回転数変速機26、26・・・26が備えられ、さらに、ユニットポンプ24、24・・・24と注入管路５、５・・・５を連結する送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓには、上述と同様に、それぞれ集中管理装置Ｘ１に接続して制御される流量圧力検出器ｆ、Ｐが備えられる。注入管路５、５・・・５は例えばＹ字管ロッドが用いられる。
【００９９】
上述の図２０における本発明フローシートでは、流量圧力検出器ｆ、ｇ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Ｘ１に送信し、注入液槽２中の注入液を各ユニットポンプ24、24・・・24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路５、５・・・５に圧送し、複数の吐出口16、16、・・・16から同時に地盤４中の注入ポイント５ａ、５ａ・・・５ａに多点注入し、注入領域27を形成する。９ａはストップバルブである。
【０１００】
上述のユニットポンプ24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、スネークポンプ等が挙げられる。これら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、さらに故障しにくいため、溶液型のみならず、懸濁型注入液も使用でき、本発明のポンプとして適している。すなわち、これらポンプは小型、軽量、低吐出であり、脈動が少なく、構造が簡単であって故障しにくく、したがって、溶液型の注入液のみならず、懸濁型注入液も使用可能である。
【０１０１】
図２１は図２０のフローシートの他の具体例を表した説明図であって、まず、図示しないケーシングパイプ等によって地盤４を削孔して注入ポイント５ａを形成する。この注入ポイント５ａにはシール材28を填充するとともに、複数の注入管路５、５・・・５を挿入する。これら注入管路５、５・・・５はそれぞれ、直径が例えば数mmの細管であって、図示しないゴムスリーブ等、逆止弁を設けた先端の吐出口16、16、・・・16が軸方向の互いに異なる位置、順次に深い位置に、例えば、浅い位置から順次に深い位置に複数本結束される。そして、注入液槽２の注入液は導管８、ユニットポンプの集合体24ａ、送液系統Ｓ、流量圧力検出器ｆ、Ｐを経て各注入管路５、５・・・５の吐出口16、16、・・・16から地盤１中の注入ポイント５ａに注入される。ユニットポンプの集合体24ａ中のそれぞれのユニットポンプは流量圧力検出器ｆ、Ｐからの情報に基づき集中管理装置Ｘ１からの指示により制御される。
【０１０２】
シール材28を填充するに当たって、複数の細管17、17・・・17の各吐出口16、16、・・・16に、図示しない逆止弁を設け、吐出口16、16、・・・16から注入液を注入する先立って注入管路５と地盤４とのすき間にシール材（硬化材）を填充してシール材28を形成してもよい。逆止弁としてはゴムスリーブ、栓等が用いられる。なお、細管は２本を一セットとし、その先端吐出口16に逆止弁を備えた細管セットであってよく、この細管セットを複数本、吐出口の位置が軸方向に異なるように結束する。このような細管セットを用いると、Ａ液およびＢ液をそれぞれ別々の細管から送液し、先端吐出口で両液を合流することによりゲル化時間の短い固結材を注入することができ、さらに、シール材28の填充にひき続いて固結材の注入を行うこともできる。
【０１０３】
図２１に示される上述フローシートでは、注入液タンク２の注入液は導管８、ユニットポンプの集合体24ａおよび送液系統Ｓを介し、流量圧力検出器ｆ、Ｐを経て各注入管路５、５・・・５の吐出口16、16、・・・16から同時にあるいは選択的に所定の量吐出され、注入ポイント５ａのシール用モルタル（シール材）28を破って所定レベルの地盤４中に球根状に注入される。
【０１０４】
図２２は図２０と同様のフローシートにより、注入管路５として図２１と同様の細管を複数本束ねて構成される注入管路５を用いた例を示す。図２２における注入管路５はそれぞれの細管をＴ11、Ｔ12・・Ｔ1i、Ｔ1n；  Ｔ21、Ｔ22、・・Ｔ2i、Ｔ2n；  Ｔi1、Ｔi2・・Ｔii、Ｔin；  Ｔn1、Ｔn2・・Ｔni、Ｔnnとして地盤４中に埋設される。図２２において、複数の送液系統10、10・・・10の流量圧力検出器ｆ、Ｐから検出された注入液の流量および／または圧力のデータは集中管理装置Ｘ１に送信され、データの記録ならびに画面表示により注入状況の一括監視を行って注入管理される。
【０１０５】
上述の本発明によれば、図２３（ａ）に示される地盤４中の有害物20は図２３（ｂ）に示されるように、注入管路５、５・・・５を通して注入される注入液の固化物21によってつつみ込まれ、この中に含まれている有害物浄化剤と反応して無害化される。このとき、図２４（ａ）に示されるように、地盤４中の有害物20の周囲に注入管路５を通して固結材を注入し、前もって不透水性の遮蔽壁22を形成しておき、この状態で図２４（ｂ）に示されるように、注入管路５、５・・・５を通して浄化液を含む注入液を注入すれば、上述と同様、無害化処理が一層効果的である。
【０１０６】
なお、本発明において、図２４（ａ）に示されるように、まず、地盤４中の有害物20の周囲に固結材による不透水性の遮蔽壁22形成して有害物を包み込み、次いで、この遮蔽壁22によって囲まれた領域に注水し、または有害物浄化剤または該浄化剤を含む注入液または固結材を注入して有害物を水中に移転し、地上に脱水して無害化処理することもできる。ここで有害物とは上述と同様、人体や環境に悪影響をおよぼす６価クロム、水銀、鉛、カドミウム等の重金属、廃泥土、焼却灰、汚泥、産業廃棄物、生活廃水等であり、有害物浄化剤は上述と同様の無機あるいは有機系還元剤やキレート剤であり、あるいはバクテリヤであり、固結材も上述と同様の物質である。
【０１０７】
また、本発明に用いられる注入液は上述のとおりであるが、さらに詳述すると、水ガラス中のアルカリ分を酸で中和してなる非アルカリ性のシリカ液は粘性が低く、長いゲル化時間を有し、このため、絞り部にゲルが付着することがない。さらに、十数時間のゲル化時間とすることができるので、注入液をリターンさせても、注入が完了するまでの間、増粘してゲル化する心配がない。
【０１０８】
このようなことはコナイダルシリカや水ガラスのアルカリをイオン交換樹脂またはイオン交換膜で除去して得られる非アルカリ性シリカ溶液、あるいは、水ガラスと酸を混合して得られる酸性シリカ液をイオン交換樹脂またはイオン交換膜により、酸根やアルカリ金属イオンを除去して得られる非アルカリ性シリカ溶液でも同様である。
【０１０９】
以下、具体的に説明すると、
（１）水ガラスを硫酸やリン酸と混合してＰＨ0.５〜５、〔ＳｉＯ2 ）値0.５〜3.４の酸性シリカ水溶液を製造する。このようなシリカ溶液はゲル化時間を１時間〜十数時間に調整し得、ゲル化の直前まで1.５〜3.０ｃｐｓ／２０℃の低粘度を維持でき、さらに、強度を固結標準砂て１〜８Kgf/cm2 の一軸圧縮強度とすることができる。したがって、これら注入液を数時間リターンしながら注入しても、本発明にかかる注入装置が正常に作動し得るので、本発明に適合した極めて優れた注入液ということができる。
【０１１０】
また、この酸性シリカ溶液をＡ液とし、アルカリ水溶液をＢ液とし、これら二種類の注入液を本発明にかかる送液系で送液し、注入管路の先端で合流して地盤中に注入すれば、本発明にかかる装置をゲルで詰まらせることなく、ゲル化時間の短い注入液を地盤中に注入することができる。
【０１１１】
（２）水ガラスをイオン交換樹脂やイオン交換膜で処理し、アルカリを除去して得られる活性珪酸水溶液を加熱することにより分子量を数万以上に結合安定化し、次いでＳｉＯ2 含有量を２０〜３０％に濃縮し、ＰＨ値を９〜１０程度に安定化してコロイダルシリカを製造する。
【０１１２】
このコロイダルシリカ溶液を希釈してＳｉＯ2 含有量0.１〜２０％程度のシリカ溶液とする。これにＮａＣｌやＫＣｌ等の中性質を加えてゲル化時間を十数時間に調整の後、地盤中に注入する。
【０１１３】
ここで、図１０ないしは図１１に示される本発明にかかる装置を用い、Ａ液として水ガラスを有効成分とする水溶液、およびＢ液として塩化シルシウム、塩化マグネシウム等のアルカリ土金属塩化物や、塩化アルミニウム等の多価金属塩化物を有効成分とする水溶液をそれぞれ異なる導管８、８を通して以下のように地盤４中に注入し、地盤４中でＡ、Ｂ液を反応させて地盤４を固結することもできる。
【０１１４】
（１）Ａ液を注入後、Ｂ液を注入する。
（２）Ｂ液を注入後、Ａ液を注入する。
（３）Ａ液とＢ液を交互に注入する。
（４）Ａ液とＢ液を同時に注入する。
【０１１５】
上述において、注入液送液系統Ｓの流量圧力検出器ｆ、Ｐで検出された流量信号ないしは圧力信号を集中管理装置Ｘ１に送信して各注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの注入状況を把握し、これら注入状況を注入監視盤Ｘ２に画面表示して一括監視を行い、注入管理する。この際、集中管理装置Ｘ１に流量の範囲、圧力範囲および／または積算流量範囲について仕様設定し、Ａ、Ｂ両液の注入ポイント５ａで以下のいずれかの現象が生じるまで繰り返し注入する。
【０１１６】
（１）注入が所定の圧力範囲ないしは注入量に達する。
（２）注入圧が上昇して注入が困難になるか、注入圧が設定限界になる。
（３）地盤隆起が生じるか、あるいは地盤隆起が設定限界になる。
【０１１７】
Ｂ液としてのアルカリ土金属塩化物や多価金属塩化物は水ガラスグラウトと反応して瞬間的に沈殿物を生じる。この沈殿物は加圧することによって水分を放出し、圧縮されて強固なゲル化物となる。
【０１１８】
ところで、溶液型の水ガラス系グラウトを用いた工法は古くからヨーステン工法として知られている。これは反応が瞬間的に起こるため、別々の注入管を用いて地盤中で反応させるしかなかった。しかし、この場合の問題点は注入管まわりしか固結しないため、浸透範囲が狭い。さらに、水ガラス水溶液（Ａ液）と塩化カルシウム等の水溶液（Ｂ液）とを別々に地盤中に注入するため、先行して注入した液が後から注入する液によって注入範囲外に押し出されてしまい、このため、地盤中で化学当量的に反応させて一定の効果を奏し得ることができず、現在では実用に供されていない。
【０１１９】
ところが、本発明によれば、注入地盤を地盤条件がほぼ同一の複数の注入領域に区分し、その注入区分毎に複数の注入液送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓを通して同時に注入し、かつ、注入圧力、瞬時注入量ないしは積算注入量を送液系統Ｓ、Ｓ・・・Ｓの一本毎に、かつ注入区分毎に総合的に管理できる。このため、Ａ、Ｂ両液は注入区分全体として化学当量的にほぼ過不足なく注入できる。この化学当量的は注入材の主材と反応剤の関係のみならず、汚染物の推定量と浄化剤と注入量にも言える。これにより汚染物を処理するに必要充分量を地盤に注入する注入管理が可能となる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は有害物浄化剤、またはこの浄化剤を含む固結材からなる注入液を複数の注入液送液系統から複数の異なる注入ポイントにそれぞれ同時に注入するに際し、複数の注入液送液系統にそれぞれ流量圧力検出器を設け、これら検出器から検出された注入液の流量信号、ないしは圧力信号を中央管理部に送信し、データの記録ならびに画面表示により注入状況の一括監視を行って注入審理するようにしたから、有害物を含む地盤中に設置した複数本の注入管路から、対象とする土層に注入液を注入して該地盤を無害化するに際して、最適な設定流量ないしは設定圧力をもって注入液を同時かつ、自動的に、あるいは選択的に注入し、これにより広範囲の地盤を一括監視して管理しながら急速かつ確実に無害化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシステムの一具体例のフローシートである。
【図２】図１のシステムにおける注入液加圧部Ｙの他の具体例の説明図である。
【図３】本発明にかかるシステムの実際の具体例の一例を示したフローシートである。
【図４】集中管理システムの操作フローチヤートである。
【図５】オリフイス口径φ2.０mmにおける抵抗圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆとの関係を各ポンプ圧について表したグラフである。
【図６】オリフイス口径φ2.５mmにおける抵抗圧力Ｐとオリフイスからの流量ｆとの関係を各ポンプ圧について表したグラフである。
【図７】送液系統に配置されるオリフイスを並列して切り換えるように構成した説明図である。
【図８】図１における導管８を流れる注入液のリターン装置ＲＡによる流量自動調整の一具体例を表した説明図である。
【図９】図１における送液系統Ｓを流れる注入液の分岐バルブによる流量自動調整の一具体例を表した説明図である。
【図１０】本発明にかかるシステムの一具体例であって、注入液としてＡ、Ｂ液を用い、これらＡＢ注入液を地盤中で合流させた例のブロック図である。
【図１１】本発明にかかるシステムの一具体例であって、注入液としてＡ、Ｂ液を用い、これらＡＢ注入液を地盤中で合流させた例のフローシートである。
【図１２】図３の注入管理システムを用い、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１３】注入領域の４つの注入ブロック区No.1〜４を注入監視盤に表した画面表示の例である。
【図１４】注入圧力を注入監視盤に立体的に表した三次元画面表示の例である。
【図１５】本発明にかかる注入管理システムの他の一具体例であって、第１注入ブロックおよび第２注入ブロックにそれぞれ注入する例のフローシートである。
【図１６】図１５に用いられる細管17（Ｔ）を結束した注入管路の一具体例の断面図である。
【図１７】注入液の流量ｑと注入圧力ｐとの関係を表したグラフである。
【図１８】本発明にかかる注入工程の他の具体例を表した説明図である。
【図１９】本発明にかかる注入管理システムの注入液加圧部および注入液分配部における他の具体例を表した説明図である。
【図２０】多連装注入装置を用いた本発明にかかるシステムの説明図である。
【図２１】複数の細管を用いた多連装注入装置使用の本発明にかかるフローシートの説明図である。
【図２２】図２０のさらに他の具体例である。
【図２３】有害物を処理する説明図であって、（ａ）は地盤中の有害物を表し、（ｂ）は有害物を固結材で固化し、包み込んだ状態の説明図である。
【図２４】遮蔽壁を用いた処理を説明し、（ａ）は処理前、（ｂ）は処理後を表す。
【図２５】本発明にかかる注入管理システムの注入加圧部における他の具体例を表した説明図である。
【符号の説明】
１    グラウトポンプ
２    注入液槽
２ａ  有害物浄化材槽
２ｂ  固結材層
３    インバータ
３Ａ  加圧容器
３Ｂ  コンプレッサ
４    地盤
４ａ  地盤壁
５    注入管路
５ａ  注入ポイント
６    分配装置
７    連結部
８    導管
９    ストップバルブ
９ａ  ストップバルブ
10    流量圧力制御装置
11    分岐バルブ
12    シヤフト
13    リバーシブルモータ
14    開始スイッチ
15    ランプ
16    吐出口
17    細管
18    削孔
19    シール
20    有害物
21    固化物
22    遮蔽壁
23    駆動源
24    ユニットポンプ
24ａ  ユニットポンプの集合体
25    多連装注入装置
26    回転数変速機
27    注入領域
28    シール材
Ｘ    中央管理部
Ｘ１  集中管理装置
Ｘ２  注入監視盤
Ｘ３  日報作成装置
Ｘ４  プリンタ
Ｘ５  施工表示盤
Ｙ    注入液加圧部
ＲＳ  リターンシステム
ＲＡ  リターン装置
Ｒ    リターン管路
ｆ0   流量検出器
Ｐ0   圧力検出器
Ｚ    注入液分配部
Ｓ    送液系統
ｆ    流量検出器
Ｐ    圧力検出器
Ｗ    注入部
Ｏ    オリフイス
【図１】
2004195407.tif 000008
【図２】
2004195407.tif 000009
【図３】
2004195407.tif 000010
【図４】
2004195407.tif 000011
【図５】
2004195407.tif 000012
【図６】
2004195407.tif 000013
【図７】
2004195407.tif 000014
【図８】
2004195407.tif 000015
【図９】
2004195407.tif 000016
【図１０】
2004195407.tif 000017
【図１１】
2004195407.tif 000018
【図１２】
2004195407.tif 000019
【図１３】
2004195407.tif 000020
【図１４】
2004195407.tif 000021
【図１５】
2004195407.tif 000022
【図１６】
2004195407.tif 000023
【図１７】
2004195407.tif 000024
【図１８】
2004195407.tif 000025
【図１９】
2004195407.tif 000026
【図２０】
2004195407.tif 000027
【図２１】
2004195407.tif 000028
【図２２】
2004195407.tif 000029
【図２３】
2004195407.tif 000030
【図２４】
2004195407.tif 000031
【図２５】
2004195407.tif 000032