(57)【要約】【課題】注入剤を構造体内に一定圧力で加圧注入することにより、注入剤を能率よく広範囲かつ均一に注入することができ、注入量の制御も容易に行うことができる定圧注入工法および定圧注入装置を提供する。【解決手段】定圧注入工法は、加圧気体を供給する手順と、前記加圧気体の圧力を所定の一定圧力に調整する手順と、一定圧力に調整した気体を複数の注入器１７に分配供給する手順と、前記注入器に供給された加圧気体により注入剤を注入対象物内に一定の注入圧力で注入する手順とを有するものである。注入剤を能率よく広範囲かつ均一に注入することができ、注入量の制御も容易に行うことができる。【選択図】        図１
2004250912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧気体を供給する手順と、
前記加圧気体の圧力を所定の一定圧力に調整する手順と、
一定圧力に調整した気体を複数の注入器（１７）に分配供給する手順と、
前記注入器（１７）に供給された加圧気体により注入剤を注入対象物内に一定の注入圧力で注入する手順とを有する定圧注入工法。
【請求項２】
請求項１に記載した定圧注入工法であって、
前記加圧気体は、加圧窒素ガスを貯蔵するボンベ（１１１）から供給されるものである定圧注入工法。
【請求項３】
請求項１，２のいずれか１項に記載した定圧注入工法であって、
前記注入器（１７）は、注入剤を注入する対象物内に挿入配置される注入プラグ（１，１ａ，１ｂ）を介して注入剤を注入対象物内に注入するものである定圧注入工法。
【請求項４】
請求項３に記載した定圧注入工法であって、
前記注入プラグ（１，１ａ，１ｂ）は、
内部空間（２１）が形成され、前記注入器（１７）を接続するための頭部（２）と、
前記頭部（２）に連設され、注入剤を注入する対象物内に挿入配置されるための棒状の注入胴部（３）と、
前記注入胴部（３）の外周に張り出すように形成された複数の鍔状部（３１）と、
前記頭部（２）の前記内部空間（２１）と前記注入胴部（３）の先端側とを連通させるように設けられ、注入剤を通過させる注入中心孔（３２）と、
前記注入胴部（３）の外周側と前記注入中心孔（３２）とを連通させるように形成された注入側孔（３３）とを有するものである定圧注入工法。
【請求項５】
加圧気体を供給する加圧気体供給手段（１１１）と、
加圧気体供給手段（１１１）から供給された加圧気体の圧力を所定の一定圧力に調整する手段（１１３）と、
複数の注入器（１７）と、
一定圧力に調整した気体を複数の前記注入器（１７）に分配供給する分配手段（１３）と、
加圧気体により前記注入器（１７）から出力された注入剤を注入対象物内に注入する注入部（１，１ａ，１ｂ，１８）とを有する定圧注入装置。
【請求項６】
請求項５に記載した定圧注入装置であって、
前記加圧気体供給手段は、加圧窒素ガスを貯蔵するボンベ（１１１）である定圧注入装置。
【請求項７】
請求項５，６のいずれか１項に記載した定圧注入装置であって、
前記分配手段（１３）は、任意の複数個を連鎖的に接続することが可能なものである定圧注入装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載した定圧注入装置であって、
前記注入器（１７）は、手動操作を行うための操作棒（１７７）を着脱可能なピストン（１７５）を有するものである定圧注入装置。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１項に記載した定圧注入装置であって、
前記注入部（１，１ａ，１ｂ，１８）として、注入対象物内に挿入配置される注入プラグ（１，１ａ，１ｂ）が前記注入器（１７）に接続可能である定圧注入装置。
【請求項１０】
請求項９に記載した定圧注入装置であって、
前記注入プラグ（１，１ａ，１ｂ）は、
内部空間（２１）が形成され、前記注入器（１７）を接続するための頭部（２）と、
前記頭部（２）に連設され、注入剤を注入する対象物内に挿入配置されるための棒状の注入胴部（３）と、
前記注入胴部（３）の外周に張り出すように形成された複数の鍔状部（３１）と、
前記頭部（２）の前記内部空間（２１）と前記注入胴部（３）の先端側とを連通させるように設けられ、注入剤を通過させる注入中心孔（３２）と、
前記注入胴部（３）の外周側と前記注入中心孔（３２）とを連通させるように形成された注入側孔（３３）とを有するものである定圧注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建造物や建築物のモルタル壁、コンクリート構造体等の補強や、ひび、亀裂、剥離の補修等のために注入剤を注入するための注入工法および注入装置に関し、詳しくは、注入剤を構造体内に一定圧力で加圧注入することにより、注入剤を能率よく広範囲かつ均一に注入することのできる定圧注入工法および定圧注入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建造物や建築物のモルタル壁、コンクリート構造体等にひび、亀裂、剥離等が発生した場合、その亀裂等に注入剤を注入して、補強や防水を行う必要がある。従来は、注入器の注入口を構造体表面の亀裂部分に押し付け、表面亀裂の他の部分をシールして、亀裂内に注入剤を注入していた。注入剤は、無機材料としてはセメント系、ケイ酸系等があり、有機材料としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等がある。
【０００３】
また、このような注入を行う工法として、下記の特許文献１のような技術が公知である。特許文献１には、水ガラス系コンクリート改質剤溶液をコンクリート中に注入することにより、コンクリートの補強を行うコンクリート補強工法が記載されている。
【０００４】
前述のような注入剤の注入を行うための従来の注入器は、注入剤を加圧して構造体内へ注入するための加圧源として、ばねやゴム等の弾性体の弾性力を利用するものであった。すなわち、これらの弾性体に初期変位を加えて弾性力を発生させ、その弾性力により注入剤を加圧して構造体内へ注入するものであった。
【０００５】
図１６に基づいて、従来の注入器を具体的に説明する。図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ異なる種類の注入器９ａ，９ｂ，９ｃの構成を示す断面図である。コンクリート等からなる構造体５に亀裂５３等が発生した場合、注入器９ａ，９ｂ，９ｃ等によって、亀裂５３内に注入剤を注入する。
【０００６】
図１６（ａ）の注入器９ａは、ゴム等の弾性体からなる本体９１を有しており、本体９１内には注入剤が収納されている。本体９１自体の弾性体の収縮力により、注入剤が本体９１先端部（下端部）から亀裂５３内に注入される。本体９１の先端部は座金９０に接続されており、注入剤が座金９０を介して亀裂５３内に確実に注入される。なお、座金９０の位置以外の構造体５表面に現れている亀裂５３は、シール材等によって塞いでおく。
【０００７】
図１６（ｂ）の注入器９ｂは、シリンダ９２とピストン９３を有しており、シリンダ９２内に注入剤が収納されている。そして、ピストン９３をゴムバンド９４の収縮力によって下降させることにより、注入剤をシリンダ９２先端部（下端部）から亀裂５３内に注入する。座金９０を使用することは、図１６（ａ）のものと同様である。
【０００８】
図１６（ｃ）の注入器９ｃは、シリンダ９５とピストン９６を有しており、シリンダ９５内に注入剤が収納されている。そして、ピストン９６をコイルばね９７の押圧力によって下降させることにより、注入剤をシリンダ９５先端部（下端部）から亀裂５３内に注入する。座金９０を使用することは、図１６（ａ）のものと同様である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１７９４７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の注入器による注入工法では、注入剤の注入が進むに連れて弾性体に加えた初期変位が減少するため、弾性体による弾性力も減少し、注入剤を注入するための加圧力も減少していた。すなわち、注入剤の注入量と注入圧力とは、図１７に示すように変化していた。図１７のグラフは横軸が時間であり、注入剤の注入量と注入圧力の注入開始からの時間的変化を示すものである。実線の曲線が注入量を表し、点線の曲線が注入圧力を表している。注入の進行に連れて注入圧力が減少するため、図に示すように注入剤の注入量はある時点で頭打ちになってしまう。
【００１１】
また、注入剤の注入速度（単位時間あたりの注入量）も一定ではなく、注入が進行するに連れて注入速度が減少してしまい、広範囲にわたる注入剤の注入が困難であった。また、弾性体に初期変位を作業者の手作業によって設定するため、初期の注入圧力にばらつきが生じやすく、注入剤の注入量や注入範囲にもばらつきが生じやすいという問題点があった。さらに、所定の注入量を得るための初期設定を予測することも困難であった。
【００１２】
そこで、本発明は、注入剤を構造体内に一定圧力で加圧注入することにより、注入剤を能率よく広範囲かつ均一に注入することができ、注入量の制御も容易に行うことができる定圧注入工法および定圧注入装置を提供することを目的とする。
【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、本発明の定圧注入工法は、加圧気体を供給する手順と、前記加圧気体の圧力を所定の一定圧力に調整する手順と、一定圧力に調整した気体を複数の注入器に分配供給する手順と、前記注入器に供給された加圧気体により注入剤を注入対象物内に一定の注入圧力で注入する手順とを有するものである。
【００１４】
また、上記の定圧注入工法において、前記加圧気体は、加圧窒素ガスを貯蔵するボンベから供給されるものであることが好ましい。
【００１５】
また、上記の定圧注入工法において、前記注入器は、注入剤を注入する対象物内に挿入配置される注入プラグを介して注入剤を注入対象物内に注入するものであることが好ましい。
【００１６】
また、上記の定圧注入工法において、前記注入プラグは、内部空間が形成され、前記注入器を接続するための頭部と、前記頭部に連設され、注入剤を注入する対象物内に挿入配置されるための棒状の注入胴部と、前記注入胴部の外周に張り出すように形成された複数の鍔状部と、前記頭部の前記内部空間と前記注入胴部の先端側とを連通させるように設けられ、注入剤を通過させる注入中心孔と、前記注入胴部の外周側と前記注入中心孔とを連通させるように形成された注入側孔とを有するものであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の定圧注入装置は、加圧気体を供給する加圧気体供給手段と、加圧気体供給手段から供給された加圧気体の圧力を所定の一定圧力に調整する手段と、複数の注入器と、一定圧力に調整した気体を複数の前記注入器に分配供給する分配手段と、加圧気体により前記注入器から出力された注入剤を注入対象物内に注入する注入部とを有するものである。
【００１８】
また、上記の定圧注入装置において、前記加圧気体供給手段は、加圧窒素ガスを貯蔵するボンベであることが好ましい。
【００１９】
また、上記の定圧注入装置において、前記分配手段は、任意の複数個を連鎖的に接続することが可能なものであることが好ましい。
【００２０】
また、上記の定圧注入装置において、前記注入器は、手動操作を行うための操作棒を着脱可能なピストンを有するものであることが好ましい。
【００２１】
また、上記の定圧注入装置において、前記注入部として、注入対象物内に挿入配置される注入プラグが前記注入器に接続可能であることが好ましい。
【００２２】
また、上記の定圧注入装置において、前記注入プラグは、内部空間が形成され、前記注入器を接続するための頭部と、前記頭部に連設され、注入剤を注入する対象物内に挿入配置されるための棒状の注入胴部と、前記注入胴部の外周に張り出すように形成された複数の鍔状部と、前記頭部の前記内部空間と前記注入胴部の先端側とを連通させるように設けられ、注入剤を通過させる注入中心孔と、前記注入胴部の外周側と前記注入中心孔とを連通させるように形成された注入側孔とを有するものであることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の定圧注入装置１０のシステム全体の構成を示す図である。この定圧注入装置１０によって、本発明の定圧注入工法を実施する。本発明の定圧注入工法は、注入剤を一定の注入圧力で構造体内に注入するものである。この注入圧力の圧力源の加圧気体としては窒素ガスを使用している。窒素ガスは、注入剤との化学反応も少なく、排出した際の環境への影響もほとんどなく、ランニングコストも比較的小さいため、加圧気体としては最適である。しかし、加圧気体として他の気体を使用することもできる。
【００２４】
加圧窒素ガスのボンベ１１１から供給された窒素ガスは、開閉弁１１２を介してレギュレータ１１３に送られる。開閉弁１１２は、窒素ガスの供給を開閉するためのものであり、開閉弁１１２を開状態とすることにより定圧注入装置１０の動作を開始させ、開閉弁１１２を閉状態とすれば定圧注入装置１０の動作を停止させる。レギュレータ１１３は、ボンベ１１１から供給された窒素ガスの圧力を所定の圧力に調整して一定に維持するためのものである。また、その一定圧力を所望の値に調整することができる。レギュレータ１１３から出力する窒素ガスの圧力は、注入剤の種類や注入個所の状態に応じた適切な値に調整しておく。
【００２５】
レギュレータ１１３から出力された窒素ガスは、スピードコントローラ１１４に送られる。スピードコントローラ１１４は、窒素ガスの流出速度を制御することにより、注入剤の注入速度を制御するものである。また、以上のボンベ１１１、レギュレータ１１３、スピードコントローラ１１４等は、制御ボックス１１内に収納されている。作業者は、制御ボックス１１により定圧注入装置１０全体の動作開始および動作停止、注入圧力、注入速度を制御することができる。ボンベ１１１を使用しているため、気体を加圧するための動力も不要であり、装置全体が小型化されコストも低減できる。
【００２６】
制御ボックス１１には、カプラ１１５が設けられており、このカプラ１１５に分配器接続ホース１２が接続される。スピードコントローラ１１４から出力された窒素ガスは、カプラ１１５を介して分配器接続ホース１２に送られる。カプラ１１５は逆止弁付きのものであり、分配器接続ホース１２が接続された場合には、カプラ１１５を介して分配器接続ホース１２に窒素ガスが流通するが、分配器接続ホース１２を取り外すとカプラ１１５の逆止弁が閉じられて窒素ガスの流出が即座に停止する。
【００２７】
分配器接続ホース１２の他端は分配器１３のカプラ１３０に接続されている。分配器１３は、複数の注入器１７にそれぞれ一定圧力の窒素ガスを分配供給するためのものである。ここでは、１つの分配器１３に５つの分配端子としてのカプラ１３１〜１３５が設けられている。また、分配器１３の他端部にはカプラ１３６が設けられており、カプラ１３６に分配器接続ホース１２を接続して、次の分配器１３を接続することができる。このように複数の分配器１３を順次連鎖的に接続することができる。したがって、必要に応じて窒素ガスの分配数を適宜増減することができる。
【００２８】
分配器１３のカプラ１３１〜１３５には、それぞれ注入器接続ホース１４が接続され、さらに注入器１７が接続される。なお、カプラ１３０〜１３６もカプラ１１５と同様の逆止弁付きのものであり、カプラに接続ホースが接続されなければカプラは閉鎖された状態となる。したがって、分配器１３には１〜５個までの任意の数の注入器１７が接続可能である。
【００２９】
注入器接続ホース１４の先端側は、注入器１７側のカプラ１５に接続される。カプラ１５には開閉弁１５ａが設けられており、各注入器１７ごとに注入作業を開始および停止することができる。また、注入器１７には排気コック１６が設けられており、注入器１７内に蓄積した加圧窒素ガスを空気中に放出して、注入器１７内の圧力を大気圧まで落とすことができるようになっている。
【００３０】
以上のように、定圧注入装置１０には複数の分配器１３を連鎖的に接続することができ、また、それぞれの分配器１３にも１〜５個までの任意の数の注入器１７を接続することができる。そして、接続した全ての注入器１７に適切な一定圧力の窒素ガスを供給して、一定の注入圧力により注入作業を実行することができる。なお、分配器接続ホース１２および注入器接続ホース１４は、任意の長さとすることができる。また、複数種類の長さの接続ホースを用意しておき適宜選択して使用することもできる。
【００３１】
注入器１７の先端部には、座金１８または注入プラグ１（図５参照）等を適宜取り付けて注入作業を行う。これらの座金または注入プラグは、作業個所や作業内容に応じて複数種類のものが用意されているので、作業に最も適したものを選択して使用する。
【００３２】
図２は、注入器１７の構成を示す図である。なお、この注入器１７は図の左側半分を断面で示している。注入器１７の本体はシリンダ１７１として形成されており、その内部にはピストン１７５が配置されている。シリンダ１７１上部には取り外し可能なキャップ１７２がねじ結合により取り付けられている。そして、ねじ結合からの漏れを防止するためのＯリング１７３が配置されている。また、キャップ１７２の上部には、加圧窒素ガスを供給するための供給口が設けられている。
【００３３】
注入器１７下端の注入口には、この図では座金１８がねじ結合により取り付けられている。そして、ねじ結合からの漏れを防止するためのＯリング１７４が配置されている。また、注入器１７は、合成樹脂（例えば、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂等）によって形成されている。なお、シリンダ１７１とキャップ１７２とを結合するねじおよび注入器１７下端のねじは２条ねじ、３条ねじ等の多条ねじであることが好ましい。
【００３４】
図３は、座金１８の構成を示すものであり、座金１８を図２の下方側から見た図である。座金１８は、ほぼ正方形板状の基板部の上部に注入器１７の取付部が立設されている。基板部の中央には注入口１８０が設けられている。注入口１８０の周囲には下方に突出する突出条部１８１が形成されている。突出条部１８１には一部切欠が設けられている。突出条部１８１の外側には、下方に突出する円形の突出条部１８２が形成されている。さらに、基板部の外縁部にも下方に突出する突出条部１８３が形成されている。また、座金１８基板部の角部近傍には、ボルト等によって座金１８を構造体に固定するための固定用穴１８４が形成されている。
【００３５】
図４は、ピストン１７５の構成を示す図である。ピストン１７５の外周には、注入剤および窒素ガスの漏れを防止するためのＯリング１７６，１７６が配置されている。また、ピストン１７５の中央上部にはねじ穴が形成されており、このねじ穴に手動操作のための操作棒１７７をねじ込んで、ピストン１７５と操作棒１７７を結合することができる。
【００３６】
注入作業を行うには、まず注入器１７のピストン１７５に操作棒１７７を結合して操作棒１７７を引き上げることにより、注入器１７先端から注入器１７内のピストン１７５下方に注入剤を吸引する。そして、操作棒１７７を取り外し、注入器１７先端部を座金１８や注入プラグに取り付けて、キャップ１７２上部の供給口から注入器１７内のピストン１７５上方に加圧窒素ガスを供給し注入作業を開始する。なお、この注入器１７では、前述のような加圧窒素ガスによる定圧注入以外にも、操作棒１７７をピストン１７５に結合して、作業者の手押しによる注入作業を行うこともできる。
【００３７】
図５から図８は、注入プラグ１の構成を示す図である。図５は、注入プラグ１の正面図である。図６は、注入プラグ１の正面から見た断面図である。図７は注入プラグ１を図５の上方から見た図であり、図８は注入プラグ１を図５の下方から見た図である。注入プラグ１は、略円筒状の頭部２と棒状の注入胴部３とからなっている。これらの頭部２と注入胴部３は合成樹脂（例えば、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂等）により、一体に形成されている。
【００３８】
頭部２には、上面が開放している凹状の内部空間２１が形成されている。この内部空間２１に面する頭部２の内周面には、雌ねじ２２が形成されている。この雌ねじ２２に注入器１７（図２参照）先端側に形成された雄ねじが螺合されて、頭部２と注入器１７とが接続される。雌ねじ２２は２条ねじとされており、リード角が大きいため、少ない回転角度で頭部２と注入器１７とが接続できる。
【００３９】
頭部２と一体の注入胴部３は、頭部２の下面側に設けられており、頭部２よりも小径の棒状（略円筒状）に形成されている。注入胴部３には、中心軸に沿って注入中心孔３２が形成されている。注入中心孔３２は、頭部２の内部空間２１と連通しており、注入胴部３の先端側にも開口している。また、注入中心孔３２の先端側は、先端方向に開口するとともに側方開口３４として先端方向に直交する方向にも開口している。さらに、注入胴部３には中心軸と直交する方向に注入側孔３３が設けられている。注入側孔３３は、注入中心孔３２と注入胴部３の外周側とを連通させるものである。注入側孔３３は、円周上の１８０度対向する２位置に設けられている。
【００４０】
注入器１７から供給された注入剤は、頭部２の内部空間２１から注入中心孔３２に流入し、注入中心孔３２の先端側の開口から構造体内に注入される。また、注入剤は注入中心孔３２と連通する注入側孔３３を通って注入胴部３の側方にも供給され、注入胴部３の外周側の構造体内にも直接注入される。
【００４１】
注入胴部３には、外周に張り出すように形成された複数の鍔状部３１が軸方向にほぼ等間隔に設けられている。前述の注入側孔３３は、鍔状部３１と鍔状部３１の間に配置されている。鍔状部３１は、注入胴部３の外周よりも大径に形成されている。この鍔状部３１により注入プラグ１が構造体に形成された注入穴に固定される。また、鍔状部３１は、注入剤が注入穴を逆流して外に漏れるのを防止する機能も有している。なお、この形態の注入プラグ１の全長は約５０ｍｍ程度である。
【００４２】
次に、注入プラグ１を用いて構造体内に注入剤を注入する手順を説明する。図９から図１１は、構造体内に注入剤を注入する手順を示す図である。図９は、コンクリート等からなる構造体５の断面を示す図である。この図では、構造体５の表面側にモルタル層５１が形成されている場合を示している。モルタル層５１の外側にさらにタイルが貼り付けられる場合もある。また、モルタル層５１およびタイル層がない場合（この場合には、剥離はないので亀裂のみが生じる。）もある。
【００４３】
ここでは、構造体５に亀裂５３が発生しており、また、モルタル層５１と構造体５との間には剥離５２が発生している。これらの亀裂５３や剥離５２の間隙に注入剤を注入して充填し、構造体５の補強および補修を行う。注入剤を注入するには、まず図１０に示すように、構造体５の亀裂５３や剥離５２の発生している個所に注入穴５４をドリル等によって形成する。このとき注入穴５４の内径が、注入プラグ１の鍔状部３１の外径よりもやや小さくなるようにする。また、注入穴５４の深さは注入胴部３の長さよりも約１０ｍｍ程度深くなるようにする。
【００４４】
次に、注入穴５４内の切削屑を噴出空気等によって除去清掃した後に、図１１に示すように、注入胴部３を注入穴５４に挿入して構造体５中に埋め込み配置する。注入プラグ１の鍔状部３１の外径が注入穴５４の内径より大きいので、注入プラグ１の頭部２の上面を木ハンマーまたはナイロンハンマー等によって打撃して、注入プラグ１を注入穴５４内に打ち込む。頭部２がモルタル層５１の外表面に密着するまで充分に打ち込む。
【００４５】
注入プラグ１を注入穴５４内に打ち込んだ状態では、図１１に示すように、鍔状部３１が撓んで注入穴５４の内面と密着し、注入プラグ１の抜け出しを防止するようになっている。また、注入穴５４は複数の鍔状部３１によって充分にシールされ、注入剤が注入穴５４を逆流して外に漏れるのを防止している。注入穴５４以外の部分のモルタル層５１の外表面に達する亀裂は、シール材等によって塞いでおく。
【００４６】
次に、注入プラグ１の頭部２に注入器１７を接続し、注入器１７上部から所定圧力の加圧窒素ガスを供給して注入剤を注入する。注入剤は注入プラグ１を介して、構造体５の内部から亀裂５３および剥離５２中に注入されるため、注入圧力を大きくしなくても、注入剤を亀裂５３および剥離５２中に広範囲に均一に注入することができる。このため、１回の注入作業による注入範囲が広くなり、注入回数を減少させて作業を効率化することができる。
【００４７】
注入作業が終了したら、注入プラグ１の頭部２を切断して除去する。注入胴部３はそのまま構造体内に残して埋め込むようにする。または、注入プラグ１全体を除去するようにしてもよい。注入プラグ１を除去した注入穴５４または、頭部２を切断して露出した注入穴５４にはモルタル材やタイル目地材を充填しておく。
【００４８】
次に、他の形態の注入プラグについて説明する。図１２は、他の形態の注入プラグ１ａを示すものである。図５の注入プラグ１と共通の部分には同じ符号を付している。注入プラグ１ａは、頭部２の構成は注入プラグ１と同じであり、注入胴部３の長さが注入プラグ１よりも長く構成されている。注入胴部３の長さが長いので、鍔状部３１および注入側孔３３の数も注入プラグ１より多く設けられている。また、鍔状部３１の軸方向の間隔は均一ではなく、注入胴部３の先端側では広くなっている。この注入プラグ１ａは、タイル補修やより深い位置への注入作業に利用できる。なお、この形態の注入プラグ１ａの全長は約８０ｍｍ程度である。
【００４９】
図１３は、さらに他の形態の注入プラグ１ｂを示す断面図である。図５の注入プラグ１と共通の部分には同じ符号を付している。注入プラグ１ｂの頭部２は、図示のように外周面が多段テーパ面に形成されており、この多段テーパ面によって注入器と接続される。頭部２は合成樹脂で形成されている。頭部２の内側には内部空間２１が上下方向に貫通して設けられている。頭部２の下部には注入胴部３が接続されている。
【００５０】
注入胴部３は金属材料（例えば、ステンレス、鉄等）で構成されており、その外周面には全体にねじ溝が形成されている。頭部２と注入胴部３とは、このねじ溝によりねじ結合されている。注入胴部３には、中心軸に沿って注入中心孔３２が形成されている。注入中心孔３２は、頭部２の内部空間２１と連通しており、注入胴部３の先端側にも開口している。さらに、注入胴部３には中心軸と直交する方向に注入側孔３３が設けられている。注入側孔３３は、注入中心孔３２と注入胴部３の外周側とを連通させるものであり、円周上の１８０度対向する２位置に設けられている。
【００５１】
注入プラグ１ｂの鍔状部３１として、金属弾性体製のワッシャが取り付けられている。この鍔状部３１は、注入胴部３に形成された円周溝にはめ込まれている。鍔状部３１は注入胴部３の抜け出し防止の機能を有する。この注入プラグ１ｂは、タイル補修や亀裂部の補修および補強に利用できる。注入プラグ１ｂをタイル補修に使用するには、図示のように頭部２とタイルとの間に押さえ金具６を配置する。押さえ金具６は、タイルの表面を押さえて注入時における注入圧によるタイルの脱落を防止するものである。さらに、注入剤の漏れ出しを防止するためにＯリング７を配置してもよい。
【００５２】
この注入プラグ１ｂは、注入剤を構造体内に注入した後に、頭部２のみを注入胴部３から取り外して除去する。注入胴部３はそのまま構造体内に埋め込まれた状態で残され、構造体の補強のために使用される。注入胴部３の外周面にはねじ溝が形成されているため、構造体との結合強度が向上する。なお、図１３の注入プラグ１ｂの全長は約１００〜３００ｍｍ程度である。注入胴部３の長さは適宜変更することができる。
【００５３】
また、図１３の注入プラグ１ｂの頭部を、図５における頭部２と同様の形状のものとすることもできる。さらに、図１３のような形状の頭部と図５のような形状の頭部を用意しておき、注入プラグに接続する注入器の種類に応じて交換して使用することができる。
【００５４】
図１４は、押さえ金具６の構成の一例を示す図である。押さえ金具６はほぼ十字形状の金属板材で構成されており、中心部に注入プラグ１，１ａ，１ｂの注入胴部３を通す中心孔６０が形成されている。押さえ金具６を注入プラグの頭部２とタイルとの間に配置することにより、タイルの表面を押さえて注入時における注入圧によるタイルの脱落を防止することができる。
【００５５】
図１５は、本発明における注入剤の注入量と注入圧力の変化を示すグラフである。図１５のグラフは横軸が時間であり、注入剤の注入量と注入圧力の注入開始からの時間的変化を示すものである。実線が注入量を表し、点線が注入圧力を表している。本発明においては、図１５に示すように、注入圧力を常に一定値に保つことができるため、注入剤の注入量は時間経過とともに直線的に上昇し、注入速度はほぼ一定となる。このため、注入時間を増加させればそれに応じて注入量は増加し、構造体中の広範囲にわたり注入を行うことができる。また、注入圧力が一定値を保っているので均一な注入が可能となる。さらに、注入圧力と注入時間を管理することにより容易に注入剤の注入量を制御することができる。
【００５６】
また、図１５と図１７を比較すると分かるように、注入圧力が一定であるため、所定の注入量の注入を行うために必要とされる注入圧力の最大値が、従来の注入工法に比べて小さくなる。このため、注入剤の漏れを防止するためのシール等の耐圧も小さくて済み有利である。図１７に示す従来の工法では、注入の進行により注入圧力が低減するので、注入量を増大するためには注入圧力の最大値（初期値）も大きくせざるを得ない。
【００５７】
以上のように、本発明の定圧注入工法および定圧注入装置によれば、注入圧力を常に一定値に保つことができ、広範囲かつ均一な注入を行うことが可能となる。このため、１回の注入作業による注入範囲が広くなり、注入回数を減少させて作業を効率化することができる。さらに、注入圧力と注入時間を管理することにより容易に注入剤の注入量を制御することができる。
【００５８】
そして、注入プラグを使用すれば、注入剤が注入プラグを介して構造体の内部から亀裂等の中に注入されるため、注入圧力を大きくしなくても、注入剤を亀裂等の中に広範囲かつ均一に注入することができる。さらに、注入プラグの注入穴への取り付けが簡単であり、鍔状部によって注入プラグの抜け出し防止と、注入剤の漏れ防止が自動的に行える。
【００５９】
なお、ここでは構造体の亀裂や剥離の補修を行う場合を例にとって説明したが、本発明はこれ以外にも、構造体の補強、コンクリートの改質、病害虫の駆除等の広範囲の用途に適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
【００６１】
一定の注入圧力により注入するようにしたので、広範囲かつ均一な注入を行うことが可能となる。このため、１回の注入作業による注入範囲が広くなり、注入回数を減少させて作業を効率化することができる。さらに、注入圧力と注入時間を管理することにより容易に注入剤の注入量を制御することができる。
【００６２】
加圧窒素ガスを貯蔵するボンベから加圧気体を供給するようにしたので、気体を加圧するための動力も不要であり、装置全体が小型化されコストも低減できる。また、加圧気体として窒素ガスを使用しているので、加圧気体と注入剤との化学反応も少なく、加圧気体を排出した際の環境への影響もほとんどなく、ランニングコストを低減させることができる。
【００６３】
分配手段は、任意の複数個を連鎖的に接続することが可能なものとしたので、注入作業の内容に応じて窒素ガスの分配数を適宜増減することができ、最適な数の注入器を使用して注入作業を行うことができる。
【００６４】
注入器のピストンに手動操作を行うための操作棒が着脱可能であるため、注入器への注入剤の吸引作業が容易である。また、同じ注入器により、加圧気体による定圧注入と、作業者の手押しによる注入作業の両方を行うことができる。
【００６５】
注入部として注入対象物内に挿入配置される注入プラグを取り付けた場合には、注入剤が注入プラグを介して構造体の内部から亀裂等の中に注入されるため、注入圧力を大きくしなくても、注入剤を亀裂等の中に広範囲かつ均一に注入することができる。このため、１回の注入作業による注入範囲が広くなり、注入回数を減少させて作業を効率化することができる。
【００６６】
注入プラグは注入胴部の外周に張り出すように形成された複数の鍔状部を備えたものとしたので、注入プラグの注入穴への取り付けが簡単であり、鍔状部によって注入プラグの抜け出し防止と、注入剤の漏れ防止とを自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の定圧注入装置のシステム全体の構成を示す図である。
【図２】図２は、注入器の構成を示す図である。
【図３】図３は、座金の構成を示す図である。
【図４】図４は、ピストンの構成を示す図である。
【図５】図５は、注入プラグの正面図である。
【図６】図６は、注入プラグの正面から見た断面図である。
【図７】図７は、注入プラグを図５の上方から見た図である。
【図８】図８は、注入プラグを図５の下方から見た図である。
【図９】図９は、注入剤を構造体内へ注入する手順を示す図である。
【図１０】図１０は、注入剤を構造体内へ注入する手順を示す図である。
【図１１】図１１は、注入剤を構造体内へ注入する手順を示す図である。
【図１２】図１２は、他の形態の注入プラグの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、さらに他の形態の注入プラグの構成を示す断面図である。
【図１４】図１４は、押さえ金具の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明における注入剤の注入量と注入圧力の変化を示す図である。
【図１６】図１６は、従来の注入器の構成を示す図である。
【図１７】図１７は、従来の注入器による注入剤の注入量と注入圧力の変化を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ…注入プラグ
２…頭部
３…注入胴部
５…構造体
６…押さえ金具
７…Ｏリング
１０…定圧注入装置
１１…制御ボックス
１２…分配器接続ホース
１３…分配器
１４…注入器接続ホース
１６…排気コック
１７…注入器
１８…座金
２１…内部空間
２２…雌ねじ
３１…鍔状部
３２…注入中心孔
３３…注入側孔
３４…側方開口
５１…モルタル層
５２…剥離
５３…亀裂
５４…注入穴
６０…中心孔
１１１…ボンベ
１１２，１５ａ…開閉弁
１１３…レギュレータ
１１４…スピードコントローラ
１１５，１３０，１３１，１３６…カプラ
１７１…シリンダ
１７２…キャップ
１７３，１７４，１７６…Ｏリング
１７５…ピストン
１７７…操作棒
１８０…注入口
１８１，１８２，１８３…突出条部
１８４…固定用穴
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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