(57)【要約】【課題】掘削用流体を噴射する噴射口及び地盤改良材を噴射する噴射口の目詰りが可及的に起こすことのない削孔注入ヘッドを提供する。【解決手段】掘削用流体を噴射する噴射口（２）は、掘進方向とは偏向している方向に開口しており、また、円筒状のケーシング（８）を、その軸線方向に所要の長さにわたって切欠いた断面Ｌ字状の溝（９）を設け、その溝（９）に地盤改良材を噴射する噴射口（３）を開口してなる削孔注入ヘッド。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削用ロッド先端に設けられ、掘削用流体を噴射する掘削用流体噴射口及びそれに連通する流体通路と、注入薬液を噴射する注入薬液噴射口及びそれに連通する薬液通路とを有し、掘削用流体噴射口は掘進方向とは偏向している方向に開口している事を特徴とする注入装置。
【請求項２】
掘削用ロッド先端に設けられ、掘削用流体を噴射する掘削用流体噴射口及びそれに連通する流体通路と、注入薬液を噴射する注入薬液噴射口及びそれに連通する薬液通路とを有し、外周面に軸線方向に延びる断面Ｌ字状の溝部を設け、当該溝部に前記注入薬液噴射口が形成されていることを特徴とする注入装置。
【請求項３】
掘削用ロッド先端に設けられ且つ掘進方向とは偏向している方向に開口している掘削流体噴射口から、掘削用流体を噴射する掘削工程を有していることを特徴とする注入工法。
【請求項４】
注入工法において、掘削用ロッド先端に設けられ、掘削用流体を噴射し且つ注入薬液を噴射する注入装置の外周面に形成された溝部に設置された注入薬液噴射口から、注入薬液を噴射する工程を有してい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、例えば地盤強化材などの薬液を地盤中に注入する注入工法及びそれに用いられる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
注入工法は、軟弱な地盤において、掘削作業を行う場合などに用いられる工法である。
従来、例えば水平制御ボーリングでの軟弱な地盤の掘削においては、当該軟弱地盤の領域に、例えば水ガラス系地盤改良材のような薬液を注入して当該軟弱地盤の領域を強化する注入工法が行われている。
その場合に地盤を掘削するのに際しては、掘削用ロッドの先端に設けた削孔ヘッドから該ヘッドの掘進方向へ向けて掘削用の泥水を噴射しつつ掘削する。そして、薬液を注入するに際しては注入用孔空き管を設置し、掘削とは別工程で薬液注入を行い、以って地盤の補強を行う。
【０００３】
図６は、従来の自在削孔で用いられる削孔ヘッドを示している。また、図７及び図８は、従来の注入工法において、地盤改良材が注入される注入ヘッドを示している。
図６において、全体を符号１ａで示す削孔ヘッドは、掘削用流体が通る通路を有するロッド（図示せず）の先端に取り付けられており、掘削用流体を噴射する噴射口２ａを備えている。
【０００４】
噴射口２ａの通路４は、円筒状のケーシング８ａで覆われている。
【０００５】
削孔ヘッド１ａの掘削用流体（例えば泥水）が噴射される噴射口２ａは、削孔方向を向くように、掘削するべき地盤と対向して設けられている。
【０００６】
このため、削孔ヘッド１ａが矢印Ｓで示す方向に進行すると、軟弱土壌が噴射口２ａ内に侵入し、掘削用流体の通路４が目詰りを起こして閉塞するという問題が存在する。
【０００７】
また、図７及び図８において、全体を符号１ｂで示す円筒状の注入ヘッドには、地盤改良材（注入薬液）を噴射する噴射口３ａが開口して設けられている。
そして、前記削孔ヘッド１ａで削孔した後にその切削孔に挿入され、地盤改良材を注入して地盤強化を行っている。
【０００８】
しかし、注入ヘッド１ｂに薬液注入用の噴射口３ａを開口した結果として、ヘッド１ｂの回転時には、周囲の軟弱土壌は、地盤改良材の注入方向（半径方向）と直交する方向（軸線方向）に横切り、軟弱土壌が噴射口３ａへ「擦り付ける」様な、或いは「てこ」で「こすり付ける」様な状態となる。そのため、軟弱土壌が噴射口３ａ内に侵入し、地盤改良材の通路５が目詰りを起こして閉鎖してしまう、という問題が存在する。
薬液注入工法では、浸透注入が良好な改良効果を得る為に望ましい吐出量は、注入面積に比例するので、吐出量増加のため噴射口を増加するとヘッド内の背圧が減少し、目詰まりし易くなるという問題もある。逆に、噴射口数を減少すると、注入面積が減少して、浸透注入に対して地盤改良効果の点で不利な結果となる。
この様な相反する課題に対処できる解決策は、従来は存在しなかった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した従来技術の問題点に対処するため提案されたものであり、掘削用流体の噴射口及び注入薬液の噴射口が、軟弱地盤の土壌により閉塞してしまう事態を防止することが出来る、あるいは噴射口の総面積が小さくても有効注入面積が大きく吐出量の増大を図ることができる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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の注入装置は、掘削用ロッド（１：可撓性を有するロッドも含む）先端に設けられ、掘削用流体（例えば泥水）を噴射する掘削用流体噴射口（２）及びそれに連通する流体通路（４）と、注入薬液（例えば、水ガラス系地盤改良材の様な固化材）を噴射する薬液噴射口（３）及びそれに連通する薬液通路（５）とを有し、掘削用流体噴射口（２）は掘進方向（Ｓ：注入装置の進行方向）とは偏向している方向に開口している（請求項１）。
【００１１】
上述した注入装置を用いて実施される本発明の注入工法は、掘削用ロッド（１：可撓性を有するロッドも含む）先端に設けられ且つ掘進方向（Ｓ：注入装置の進行方向）とは偏向している方向に開口している掘削用流体噴射口（２）から、掘削用流体（例えば泥水）を噴射する掘削工程を有している（請求項３）。
【００１２】
斯かる構成を具備する本発明によれば、注入工法を行う注入装置の掘削用流体噴射口（２）は、掘進方向（Ｓ：注入装置の進行方向）とは偏向している方向に開口しているので、掘削用流体噴射口（２）は注入装置の進行方向（Ｓ：或いは掘進方向）とは対向しない。従って、掘削時に軟弱な土壌が直接に掘削用流体噴射口（２）に接触し、噴射口（２）内に侵入して掘削用流体供給の通路（４）を閉塞してしまうことが防止される。
【００１３】
また、本発明の注入装置（１）は、掘削用ロッド（可撓性を有するロッドも含む）先端に設けられ、掘削用流体（例えば泥水）を噴射する掘削用流体噴射口（２）及びそれに連通する流体通路（４）と、注入薬液（例えば、水ガラス系地盤改良材の様な固化材）を噴射する注入薬液噴射口（３）及びそれに連通する薬液通路（５）とを有し、外周面に軸線方向に延びる断面Ｌ字状の溝部（９）を設け、当該溝部（９）に前記注入薬液噴射口（３）が形成されている（請求項２）。
【００１４】
そして斯かる注入装置を用いて実施される本発明の注入工法は、掘削用ロッド（可撓性を有するロッドも含む）先端に設けられ、掘削用流体（例えば泥水）を噴射し且つ注入薬液（例えば、水ガラス系地盤改良材の様な固化材）を噴射する注入装置（１）の（ケーシング８の）外周面に形成された溝部（９）に設置された注入薬液噴射口（３）から、注入薬液を噴射する工程を有している（請求項４）。
【００１５】
斯かる構成を有する本発明によれば、注入装置（１）の注入薬液噴射口（３）を注入装置の（ケーシング８の）外周面にＬ字状の溝（９）に形成すれば、注入装置（のケーシング８）外周面の当該溝（９）の段部により、溝内に軟弱地盤の土壌は侵入しない。そのため、注入薬液噴射口（３）が閉塞されてしまうことが防止される。
【００１６】
また、Ｌ字状の溝（９）によって噴射口総面積に対して有効注入面積が増加し、注入量を増加することができる。
【００１７】
前記溝内に土壌が浸入して幾つかの薬液噴射口（３）が閉塞することがあっても、１つでも薬液噴射口（３）が閉塞してなければ、注入面積は減少しないので、注入作業は良好に実行される。
【００１８】
なお、本発明の実施に際して、前記掘削用ロッドは、可撓性を有するロッド（所謂「曲がりボーリング」で用いられるロッド）に限定されるものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１〜図５を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１において、全体を符号１で示す削孔注入ヘッド（注入装置）は、掘削用液体が通る通路を有するロッド（図示せず）の先端に取り付けられており、全体をケーシング８でカバーされている。そして掘削用流体を噴射する噴射口２と、地盤改良用の注入薬液を噴射する噴射口３とを備えている。
【００２０】
噴射口２に連通する流体通路４には開閉弁６が介装されており、噴射口３に連通する薬液通路５には開閉弁７が介装されている。
注入工法における掘削時には、弁６を開放し、弁７を閉鎖することで、掘削用流体が通路４を介して噴射口２から噴射される。一方、薬液注入時には、弁７を開放し、弁６を閉鎖して、通路５を介して注入用薬液を噴射口３から吐出する。なお、ケーシング８の先端部には、掘進方向の制御を補助するため（削孔注入ヘッド１の移動方向を特定するため）のスキー１０が取り付けられている。
【００２１】
そして、図１から明らかなように、掘削用流体（例えば泥水）を噴射する噴射口２は、掘進方向とは偏向している方向に開口している。そのため、掘削用流体噴射口２は注入ヘッド１（注入装置）の進行方向Ｓとは対向せず、掘削時に軟弱な土壌が直接に掘削用流体噴射口２と接触することは無い。その結果、軟弱な土壌が噴射口２内に侵入して掘削用流体の供給通路４を閉塞してしまうことが防止される。
【００２２】
また、図２に示すように、薬液流路５から複数の薬液噴射口３が半径方向外方に向けて開口しており、地盤改良材を地盤に注入することができる。
【００２３】
また、図３〜図５に示す実施例では、円筒状のケーシング８外周に、その軸線方向に所要の長さにわたって断面が回転方向に段部を有するＬ字状の溝９を切り欠いて形成してある。
【００２４】
そして、その断面Ｌ字状の溝９には地盤改良材の噴射口３は複数個穿孔されている。このように、地盤改良材を噴射する噴射口３を複数設けることにより、例え一つ或いは二つの噴射口３が塞がっても、開口している他の噴射口３から地盤改良材を注入することができる。
【００２５】
図３で示す様に、断面Ｌ字状の溝９に開口した噴射口３を持つヘッドが削孔している状態において、削孔注入ヘッド１が、図３及び図４において矢印Ｒで示す方向に回転する時、軟弱土壌は、断面Ｌ字状の溝９によって噴射口３内への侵入が阻止され、地盤改良材の通路５が目詰りを起こすことが大幅に減少する。
【００２６】
図４及び図５を参照すれば明らかなように（図４では溝１本のみ記載）、断面Ｌ字状の溝９における半径方向の段部１５と平坦部１６との為す空間部１７には土壌は浸入せず、泥が薬液噴射口３になすりつけられることは無い。すなわち、Ｌ字状の溝９により、空間１７には、泥が入ってこない。
【００２７】
なお、噴射口３は、図示の例では、溝には各５個形成されており、地盤改良材の噴射口３を開口した断面Ｌ字状の溝９は、図示の例では、１２０度の間隔を隔て３本設けられている。
【００２８】
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。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、掘削用流体を噴射する噴射口は、掘進方向とは偏向している方向に開口しているので、削孔注入ヘッドにより地盤を削孔する時、軟弱土壌が直接噴射口に当たらず、軟弱地盤が噴射口内に侵入し、掘削用流体の通路が目詰りを起こすことが大幅に減少する。
そして、削孔注入ヘッドの円筒状のケ−シング外周に、その軸線方向に所要の長さにわたって切り欠いて断面Ｌ字状の溝を設け、当該溝に地盤改良材の噴射口を穿孔したので、軟弱土壌は、断面Ｌ字状の溝及び薬液噴射口内への侵入が阻止され、地盤改良材の通路が目詰りを起こすことが防止される。
また、噴射口を断面Ｌ字状の溝内に設けることで、噴射口の数を増やすことなく、有効注入面積を増加することが出来る。そのため、従来の噴射口増加に伴う注入液圧の低下が防止できる。すなわち、液圧の低下なく有効面積の増加が図れて吐出量の増加を図ることができ、また閉塞が起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る削孔注入ヘッドを示す縦断面図。
【図２】図１の横断面図。
【図３】断面Ｌ字状の溝に噴射口を設けた実施例の横断面図。
【図４】断面Ｌ字状の溝に噴射口を設けた実施例の溝部詳細を示す斜視図。
【図５】断面Ｌ字状の溝に形成した噴射口を示す平面図。
【図６】従来の削孔ヘッドの縦断面図。
【図７】従来の注入ヘッドの縦断面図。
【図８】図７の注入ヘッドの横断面図。
【符号の説明】
１・・・削孔注入ヘッド
２・・・掘削用流体の噴射口
３・・・地盤改良材の噴射口
４・・・掘削用流体の通路
５・・・地盤改良材の通路
６・・・開閉弁
７・・・開閉弁
８・・・円筒状のケーシング
９・・・断面Ｌ字状の溝
１０・・・スキー
【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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