(57)【要約】【課題】  液送管とともに地盤から回収可能であり、しかも膨張の際の取扱いの容易性と確実な閉塞効果とが得られるパッカー技術の提供。【解決手段】  パッカーは、膨縮可能な袋体２を備える。袋体２は、エア供給管３に対する連通を除き、それ自体が密閉状であるから、膨張時の取扱いが容易であり、十分な膨張による確実な閉塞効果が得られる。また、注入管１の回収時には、袋体２を膨張させるエアを排出すれば縮小するので、地盤からの回収可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に形成した管敷設孔に敷設され、地盤に液体を注入し又は地盤から液体を吸収する液送管と、該液送管の外側に位置する環状壁面と、の隙間を閉塞するパッカーにおいて、
液送管の外周面における一部分に取付けられ、膨張可能なゴム状弾性体でなる密閉状の袋体と、袋体に接続され、それを膨張させる流体を供給する流体供給管とを備えることを特徴とするパッカー。
【請求項２】
袋体に、液送管の長手方向に沿う多数のひだを形成した請求項１記載のパッカー。
【請求項３】
液送管の周方向で相互に離間して取付ける複数の前記袋体を備える請求項１又は請求項２記載のパッカー。
【請求項４】
袋体を被覆する保護シートを取付けた請求項１〜請求項３何れか１項記載のパッカー。
【請求項５】
地盤に形成した管敷設孔に敷設され、地盤に液体を注入し又は地盤から液体を吸収する請求項１〜請求項４何れか１項記載のパッカーを備える液送管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤から揚水した地下水を異なる場所で地盤に復水したり、地盤に土壌汚染回復用の薬液を注入したり、或いは土壌汚染領域から地下水を集水したりする際に、液送管と、その外側を取り巻く環状壁面、例えば地盤に形成した管敷設孔の孔壁や該液送管を内管とする外管の内周面と、の間に形成される隙間を閉塞するパッカー技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設工事や地下工事等では、地盤の掘削時に湧き出す地下水が作業障害となる。このため、現場では、これを一旦揚水し、作業を行わない他の場所に注入管を敷設して揚水した地下水を返送することが行われている。また、地盤に土壌汚染がある場合には、汚染領域に注入管を敷設して、薬液を注入して汚染物質を分解したり、或いは汚染領域に集水管を敷設し、地下水を汲み上げて汚染物質を回収したりすることが行われている。こうした何れの場合においても、地盤には、注入管や集水管等の液送管が敷設されるが、何れの液送管についても、通常は少なくともその一端が地面に通じる敷設孔に敷設されることから、その外側にある環状壁面、例えば地盤に形成した管敷設孔の孔壁や該液送管を内管とする外管の内周面と、の間に形成される隙間を、パッカーによって閉塞し、地下水の逆流防止等を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした従来のパッカーは、主として２つのタイプに分けられる。その一つは、液送管と地盤の管敷設孔の孔壁との隙間に、セメントを含有するベントナイト系の薬液を注入して、隙間とその周囲を薬液で充填し固結することで、パッカーを形成する方法である。しかしながら、この方法では、固結部分が障害となって、スムーズに液送管を回収できない問題があったり、また人為的に形成した固結部分が地盤に居残り続けることは、自然の地盤環境にとって望ましいものではない。
【０００４】
これらの問題を解決するのが、他の一つのタイプのパッカーである。これは、例えば液送管の外周にゴム状弾性体でなる膨張可能な円筒状の袋体を取付けるとともにその両端部を気密に閉塞し、その円筒状の袋体の内部に空気を供給して膨張させ、これによって隙間を閉塞するというものである（特許文献１）。しかしながら、このパッカーでは、空気の供給量が多すぎると、円筒状の袋体の両端部分が、袋体を閉塞するバンド等を抜けて外れてしまう可能性がある。一方、空気の供給量が少ないと、液送管とその外側の環状壁面との隙間に対する十分な閉塞効果が得られなくなってしまう。そして、こうした空気の供給量と袋体の膨張程度とをバランスさせるのをさらに困難とするのは、敷設孔の孔径である。つまり、敷設孔の孔径は、通常、それを削孔した掘削ロッド（ボーリングロッド）の外径により決まるように見えるが、削孔時に孔壁が部分的に崩れて大きくなる場合もあり、必ずしも一定ではないのである。
【特許文献１】特開２００２−２６６３４１号公報
【０００５】
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明であり、その目的は、液送管とともに地盤から回収可能であり、しかも膨張の際の取扱いの容易性と確実な閉塞効果とが得られるパッカー技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく本発明は、地盤に形成した管敷設孔に敷設され、地盤に液体を注入し又は地盤から液体を吸収する液送管と、該液送管の外側に位置する環状壁面と、の隙間を閉塞するパッカーについて、液送管の外周面における一部分に取付けられ、膨張可能なゴム状弾性体でなる密閉状の袋体と、袋体に接続され、それを膨張させる流体を供給する流体供給管とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この本発明のパッカーは、膨張可能なゴム状弾性体でなる密閉状の袋体を備えており、流体供給管に対する連通を除き、その袋体そのものが密閉状であるから、膨張時には、それ自体が破裂しないように流体の供給量を調整すればよく、取扱いが容易であり、十分な膨張による確実な閉塞効果が得られる。また、液送管の回収時には、袋体を膨張させる流体を排出すれば縮小するので、地盤からの回収も可能である。
【０００８】
また本発明は、前記パッカーについて、袋体に、液送管の長手方向に沿う多数のひだを形成したものと構成した。これによれば、膨張時には、液送管の長手方向に沿う多数のひだが、液送管の外周面を取り囲むように膨張していくので、袋体の外面にひだを設けずに平坦とした場合よりも、袋体に膨張方向への膨張余裕を持たせることができ、さらに確実な閉塞効果が得られる。
【０００９】
さらに本発明は、前記パッカーについて、液送管の周方向で相互に離間して取付ける複数の前記袋体を備えるものと構成した。これによれば、液送管と環状壁面の径サイズに応じて、大きさが異なるサイズ違いの袋体を用意する必要がなく、使用する袋体の数の増減だけで、どのような径サイズであっても対応できる。そして、複数個の袋体が液送管の周方向で互いに膨張して圧接することにより、確実な閉塞効果が得られる。
【００１０】
そして本発明は、前記パッカーについて、袋体を被覆する保護シートを取付けたものと構成した。これによれば、袋体が液送管の長手方向に沿って逃げるように膨張してしまうことを抑制できるため、液送管の長手方向に沿う所定範囲での適切な閉塞効果が得られる。また、液送管の敷設時や回収時に、袋体が敷設孔の孔壁により損傷することを防止することができる。
【００１１】
そしてまた本発明は、前記目的を達成すべく、地盤に形成した管敷設孔に敷設され、地盤に液体を注入し又は地盤から液体を吸収する前記何れかの本発明によるパッカーを備える液送管として構成したため、膨張時の取扱いが容易であり、確実な閉塞効果が得られ、また地盤からも回収可能なものとすることができる。
【００１２】
以上のような本発明のパッカーは、液送管とその外側の環状壁面との隙間を閉塞するものであるが、ここでいう環状壁面とは、液送管として単管を用いる場合には、敷設孔の孔壁が環状壁面に対応することになる。しかしながら、液送管が、内外多重の多重管構造とされており、内管と外管との間をパッカーで仕切り、その仕切られた部分で、内管から外管へ、そして外管から地盤へ液体を注入等する場合がある。本発明のパッカーは、こうした内管と外管とを仕切るために利用することも可能であり、この場合は、外管の内周面が環状壁面に対応することになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のパッカー及び液送管によれば、使用後は液送管とともに地盤から回収可能であるから、自然な地盤環境を損なわない。しかも、膨張の際の取扱いが容易であり、閉塞効果による液体等の逆流を確実に阻止できるので、地下水を地盤に返送する復水工法、地盤の土壌汚染領域に薬液を注入する薬液注入工法、地盤の土壌汚染領域の地下水を集水することで地盤改良を行う地盤改良工法など、各種の工法の施工精度の向上に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１で示す１が「液送管」としての注入管である。この注入管１は、復水工法で用いる単管構造のものを示している。注入管１の外周面には、同一周上に３つの袋体２が取付けてある。３は各袋体２に下端を接続した「流体供給管」としてのエア供給管であり、その他端は、図示しない地上に設置した圧縮空気を送出するコンプレッサーにそれぞれ接続されている。また、各袋体２を覆うように注入管１に周着したのは保護シート４である。保護シート４の上下の端部は、環状の留め具５，６によって注入管１に対して固着され、抜止めされている。本実施形態におけるパッカーは、これら袋体２とエア供給管３、保護シート４、留め具５，６で構成される。
【００１５】
各袋体２は、例えば天然ゴム、合成ゴム等のゴム状弾性体にて形成される。各袋体２には、注入管１の長手方向に沿う多数のひだ２ａが形成される。また、各袋体２の下端は、ゴム状弾性体又は硬質樹脂等でなるエンドキャップ２ｂで閉塞されている。一方、上端には、エア供給管３を接続した同様の材質でなるエンドキャップ２ｃで閉塞されている。このように袋体２は、エア供給管３に対してのみ開放されており、それ以外の部分では気密に密閉されている。
【００１６】
保護シート４は、合成繊維の織り布にて円筒状に形成され、その両端は留め具５，６にて注入管１に固着され、抜止めされている。留め具５，６は、図示しないヒンジ部（図示略）にて開閉可能であり、バックル（図示略）にて両端部を締結することで閉じて保護シート４を注入管１に対して抜止めする。また、留め具５には、エア供給管３を潰さないように、各エア供給管３との重合部分に挿通部５ａがそれぞれ形成されている。
【００１７】
以上のような本形態のパッカーは、地上に設置したコンプレッサーから圧縮空気がエア供給管３を通じて送られてくると、各袋体２が図２（ａ）の状態から徐々に膨張していく。このとき、各袋体２は、それ自体が密閉状であるため、この膨張時には、それ自体が破裂しないように圧縮空気の供給量を調整すればよく、取扱いが容易である。また、各袋体２には、ひだ２ａが形成されており、しかも各ひだ２ａは、「環状壁面」としての地盤の敷設孔Ｇｈの孔壁と注入管１との隙間を、注入管１の外周面を取り囲むように膨張していく。したがって、袋体２ａの外面にひだ２ａを設けずに平坦とした場合よりも、袋体２に膨張方向への膨張余裕を持たせることができ、よって図２（ｂ）のような膨張時には確実な閉塞効果が得られる。さらに、本実施形態のように袋体２を複数個備えるパッカーの場合、敷設孔Ｇｈの孔壁が部分的に崩れてしまって、注入管１と敷設孔Ｇｈの隙間が敷設孔Ｇｈの長手方向で部分的に異なる大きさとなるような場合でも、袋体２の大きさが異なるサイズ違いのパッカーを用意する必要がなく、その隙間がどのような大きさとなっても、３個の袋体２が注入管１の周方向で互いに余裕をもって膨張し、圧接することにより、確実な閉塞効果が得られる。
【００１８】
そして、各袋体２は、保護シート４によって覆われている。このため、保護シート４は、膨張時に袋体２が注入管１の長手方向に沿って逃げるように膨張するのを拘束し、注入管１の長手方向に沿う所定範囲での適切な閉塞効果が得られる。また、この保護シート４は、袋体２を覆っているので、注入管１の敷設孔への導入時に、袋体２が敷設孔Ｇｈの孔壁により損傷することから保護することができる。
【００１９】
そして、各袋体２から空気を抜けば、再び図２（ａ）の状態に収縮するので、パッカーの各袋体２が注入管１を敷設孔Ｇｈから引抜く時の障害にならない。
【００２０】
以上のような一実施形態によるパッカーについては、様々な変形実施が可能である。例えば、前記実施形態では、注入管１にパッカーを直接取付ける例を示したが、例えば図３で示すように、パッカー取付管７を用意し、これを注入管１の地面側に接続するようにしてもよい。そして、この場合には、パッカー取付管７に、貫通孔を液密に封止したエア供給管３の導入部７ａを形成し、ここを通じてエア供給管３をパッカー取付管７の管内に導入し、管内を通じて地上のコンプレッサーに接続するようにしてもよい。こうすれば、注入管１とパッカー取付管７の敷設時に、敷設孔Ｇｈの孔壁によってエア供給管３が損傷を受けたりすることを防止できる。なお、この場合、前記実施形態の留め具５は、挿通部５ａがない留め具６を用いることができる。
【００２１】
前記実施形態では、エア供給管３は、それぞれ図示しない地上に設置した圧縮空気を送るコンプレッサーにそれぞれ接続したものを例示したが、例えばそれらを集束するアダプタを備えるようにして、アダプタに接続した１本のエア供給管を地上のコンプレッサーまで伸長させるようにしてもよい。また、空気ではなく水等の液体を「流体」として袋体２を膨張させるようにしてもよい。この場合には、コンプレッサーに代えて液体の圧送ポンプを使用するのは勿論である。
【００２２】
前記実施形態では、袋体２を３個備えるパッカーを例示したが、１個以上であれば、３個以外でもよい。また、袋体２は、エンドキャップ２ｂ，２ｃで閉塞する構成としたが、これらで閉塞せずに、ひだ２ａが両端で収束して閉塞する構成としてもよい。この場合、エア供給管３は袋体２ａと一体成形してもよい。
【００２３】
前記実施形態では、保護シート４として合成繊維の織り布にて形成したものを示したが、例えば合成繊維や他の素材でなる網材等で形成してもよい。また、保護シート４を注入管１に固定する留め具５も、前述のものに限られない。例えば、ゴム輪やゴム紐、或いはゴム状弾性体以外の材質の紐であってもよい。ただし、これらの場合には、エア供給管３が潰されないようにする必要がある。この意味では、例えばエア供給管３を全長にわたって、或いは部分的に硬質樹脂で形成してもよい。さらには留め具の押接を受ける外周部分を被覆する硬質樹脂でなる保護管を、エア供給管３に取付けてもよい。
【００２４】
前記実施形態では、復水工法に用いる注入管１として単管構造のものを例示したが、施工する工法に応じて異なる構造の管を用いことができるのは勿論である。例えば、地盤の土壌汚染領域に薬液を注入して土壌汚染を回復する薬液注入工法の場合には、各種の注入管を、また地盤の土壌汚染領域に集水管を敷設して地下水を汲み上げることで土壌汚染を回復する地盤改良工法の場合には、各種の集水管をそれぞれ用いることができる。そして、それらの管の構造が、例えば二重管構造とされており、内管と外管との間をパッカーで仕切り、その仕切られた部分で、内管から外管へ、そして外管から地盤へ液体を注入等する管である場合には、前記実施形態のパッカーは、その内管と外管とを仕切るために利用することも可能である。この場合には、外管の内周面が環状壁面に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態によるパッカーの液送管に対する取付状態を一部破断して示す外観図。
【図２】図１のパッカーの動作説明図で、分図（ａ）は縮小状態を示す説明図、分図（ｂ）は膨張状態を示す説明図。
【図３】変形例によるパッカーの取付構造を示す図１相当の外観図。
【符号の説明】
【００２６】
１    注入管（液送管）
２    袋体（パッカー）
２ａ  ひだ
２ｂ  エンドキャップ
２ｃ  エンドキャップ
３    エア供給管（流体供給管，パッカー）
４    保護シート（パッカー）
５    留め具（パッカー）
５ａ  挿通部
６    留め具（パッカー）
７    パッカー取付管
７ａ  導入部
Ｇｈ  敷設孔（環状壁面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005248631.tif 000005