(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管軸方向に並列に設置され、かつ削孔内に挿入された一本のパッカー用注入管と複数の注入用細管、前記パッカー用注入管と複数の注入用細管とを結束する複数の結束具、前記パッカー用注入管および複数の注入用細管の管軸方向に間隔をおいて設置される複数の袋パッカーおよび前記各袋パッカー間に設置された複数の柱状浸透空間を備え、前記パッカー用注入管は複数の袋パッカー間に連続して設置され、かつパッカー用注入管の周壁に形成されたパッカー内吐出口を介して各袋パッカーと連通し、前記複数の注入用細管はそれぞれ各柱状浸透空間と連通し、前記複数の袋パッカーは前記パッカー用注入管を介して注入されるパッカー用充填液によって削孔の一番深い位置の袋パッカーから一番浅い位置の袋パッカーまで順に膨張して削孔の孔壁を押圧するように設置され、前記柱状浸透空間は各袋パッカー間に前記パッカー用注入管および注入用細管の周囲を覆うように透水性被覆材を設置することにより形成され、かつ各注入用細管を介して注入される注入液が前記複数の袋パッカー間の柱状浸透空間の透水性被覆材を通して削孔壁の全周から地盤中に注入されるように構成されていることを特徴とする注入管装置。
【請求項２】
請求項１記載の注入管装置において、パッカー用注入管、注入用細管、袋パッカーおよび透水性被覆材は、変形性と柔軟性に富んだ素材から形成されていることを特徴とする注入管装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の注入管装置において、結束具は中心部に前記パッカー用注入管が貫通する貫通孔を、周縁部に前記注入用細管が嵌合する複数の嵌合溝をそれぞれ備えて形成されていることを特徴とする注入管装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかひとつに記載の注入管装置において、柱状浸透空間は、透水性被覆材が注入液の吐出圧により周方向に伸びて拡径することにより表面積が増大するように形成されていることを特徴とする注入管装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかひとつに記載の注入管装置において、透水性被覆材は透水性マット、あるいは透水性マットと当該透水性マットの上を覆う透水性シートから形成されていることを特徴とする注入管装置。
【請求項６】
管軸方向に並列に設置され、かつ所定改良領域地盤内の複数の注入地点に形成された各削孔内にそれぞれ挿入された一本のパッカー用注入管と複数の注入用細管、前記パッカー用注入管と注入用細管とを結束する複数の結束具、前記パッカー用注入管および注入用細管の管軸方向に間隔をおいて設置された複数の袋パッカーおよび前記各袋パッカー間にそれぞれ設置された複数の柱状浸透空間と、各注入地点に注入される注入液を製造する注入液製造プラントと、当該注入液製造プラントから各注入地点に注入液を送液する複数の注入液送液ポンプと、各注入地点における複数の注入ステージに同時に、または一または複数の注入ステージを選択して注入液を注入する注入液分岐バルブと、前記注入ポンプと注入液分岐バルブの作動を集中管理する集中管理装置を備え、前記パッカー用注入管は複数の袋パッカー間に連続して設置され、かつ各袋パッカーとパッカー用注入管の周壁に形成されたパッカー内吐出口を介してそれぞれ連通し、前記複数の注入用細管はそれぞれ各柱状浸透空間に連通し、前記複数の袋パッカーは前記パッカー用注入管を介して注入されるパッカー用充填液によって削孔の一番深い位置の袋パッカーから一番浅い位置の袋パッカーまで順に膨張して削孔の孔壁を押圧するように設置され、前記柱状浸透空間は各袋パッカー間に前記パッカー用注入管および注入用細管の周囲を覆うように透水性被覆材を設置することにより形成され、かつ注入用細管を介して注入される注入液は、前記複数の袋パッカー間の柱状浸透空間の透水性被覆材を通して削孔壁の全周から地盤中に注入されるように構成されていることを特徴とする注入管装置。
【請求項７】
請求項６記載の注入管装置において、各注入地点に送液される注入液の流路を切り換える流路切換えバルブと、各注入地点に送液される注入液の流量および／または圧力を計測する流量・圧力計測装置と、各注入地点における注入液の注入状況を一括監視する監視装置を備え、かつ前記流路切換えバルブと流量・圧力計測装置は集中管理装置によって制御されていることを特徴とする注入管装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の注入管装置において、各注入地点における注入液の注入に伴う地盤変位を測定する地盤変位測定装置を備えていることを特徴とする注入管装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかひとつに記載の注入管装置による注入工法において、所定改良領域地盤内の複数の注入地点に形成された各削孔内に一本のパッカー用注入管と複数の注入用細管、前記パッカー用注入管と注入用細管とを結束する複数の結束具、前記パッカー用注入管および注入用細管の管軸方向に間隔をおいて設置された複数の袋パッカーおよび前記各袋パッカー間にそれぞれ設置された複数の柱状浸透空間を形成する透水性被覆材を挿入し、各注入地点の各袋パッカー内に前記パッカー用注入管を介してパッカー用充填液を注入することにより各袋パッカーを膨張させ、各注入地点の各柱状浸透空間に注入用細管を介して注入材を注入することにより前記複数の袋パッカー間の柱状浸透空間の透水性被覆材を通して削孔壁の全周から地盤中に注入し、かつ注入液分岐バルブを介して各注入地点における複数の注入ステージに同時に、または一または複数の注入ステージを選択して注入することを特徴とする注入工法。
【請求項１０】
請求項９記載の注入工法において、複数の注入地点に同時に、または一または複数の注入地点を選択して注入することを特徴とする注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一本のパッカー用注入管と複数の注入用細管を備えた注入管装置および当該注入管装置による注入工法に関し、主として地盤状況が層ごとに異なる地盤に対して、複数の注入ステージ(層)に同時にまたは各ステージごとに、あるいは注入ステージを適宜選択して注入することができ、また大きな柱状浸透空間からの低圧注入により、大きな吐出量の土粒子間浸透により効率的に地盤注入を行うことができる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地盤は各層ごとに透水係数や間隙率が異なるため、各層ごとに地盤状況が異なる。このため、注入管を用いた地盤注入工法としては、例えば、数ｃｍごとまたは数十ｃｍごとに注入ステージを上下方向に移動しながら瞬結グラウトと緩結グラウトを交互に注入する二重管ロッド工法、あるいはセメント系の一次注入材を注入した後に溶液型の二次注入材を注入する二重管ダブルパッカー工法などが一般に利用されている。
【０００３】
また、管軸方向の異なる位置に吐出口を有する二重管構造の注入管を地盤中に設置し、地上から注入管と各吐出口を介して複数の層に注入材を同時注入する注入工法も利用されている。
【０００４】
さらに、特許文献１,2には、吐出口をそれぞれ有する複数の独立した注入用細管を、各吐出口が管軸方向に互いに間隔を置いて位置するように結束して形成された結束注入管と、当該結束注入管の周囲に管軸方向に間隔をおいて設置された複数のパッカーを備え、削孔内で管軸方向に互いに隣接する一対の各パッカーと孔壁との間で独立した空間を形成し、この空間の孔壁全体を通して吐出口からの注入材を孔壁周囲の地盤中に浸透せしめるように構成された注入管装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３１９５１号公報
【特許文献２】特開２００１−１３１９５３号公報
【特許文献３】特開２００３−１３８５５２号公報
【特許文献４】特開２００４−１３７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した二重管ロッド工法や二重管ダブルパッカー工法などの注入管を用いた注入工法は、いずれも一ステージの注入作業が終了するたびに、注入管を上下方向に移動して同じ作業を繰返し行う必要があるため、作業に時間を要して施工効率が悪く、工費が嵩む等の課題があった。
【０００７】
また、基本的に注入管の径に相当する球状の浸透源から浸透されるため、経済的な吐出速度とされる10L〜20L/分の注入では、土粒子間浸透が困難で脈状注入になりやすく、しかも、瞬結グラウトを先行注入し、その後からゲル化時間の長い二次注入材を注入しても、二次注入材は先行注入した瞬結グラウトに沿って脈状に注入されてしまうという課題があった。
【０００８】
さらに、上記特許文献1,2に開示された注入管装置は、特に複数のパッカー用注入管がパッカーごとに地上から各パッカーまで挿入されているため、パッカーの数に比例してパッカー用注入管の数が増え、これに伴い注入管を挿入するための削孔径を大きくする必要があり、削孔および掘削残土の処理などに施工コストが嵩む等の課題があった。また、注入管の数が多くなり装置が複雑なって、取り扱いが煩雑になりやすくなる等の課題もあった。
【０００９】
また、パッカーを膨張させる方法として、パッカー用注入管に注入内管を挿入し、当該パッカー用注入管の各パッカー内に通じるパッカー内注入口に注入内管のパッカー内吐出口を連通させ、パッカー一個一個に注入を行ってパッカーを膨張させる方法も実施されているが、パッカー用注入管の径を大きくする必要があり、これに伴い注入管を挿入する削孔径も大きくする必要があり、その上パッカーを膨張させる手間も繁雑なため、施工する上で経済性に問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、パッカーの構造と作業性にすぐれた注入管装置および注入装置を用いることにより、主として地盤状況が層ごとに異なる地盤に対して、複数の注入ステージ(層)に同時にまたは各ステージごとに、あるいは注入ステージを適宜選択して注入を行うことができ、また大きな柱状浸透空間からの低圧注入により、大きな吐出量の土粒子間浸透により効率的に地盤注入を行うことができる注入管装置および当該注入管装置による注入工法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の注入管装置は、管軸方向に並列に設置され、かつ削孔内に挿入された一本のパッカー用注入管と複数の注入用細管、前記パッカー用注入管と複数の注入用細管とを結束する複数の結束具、前記パッカー用注入管および複数の注入用細管の管軸方向に間隔をおいて設置される複数の袋パッカーおよび前記各袋パッカー間に設置された複数の柱状浸透空間を備え、前記パッカー用注入管は複数の袋パッカー間に連続して設置され、かつパッカー用注入管の周壁に形成されたパッカー内吐出口を介して各袋パッカーと連通し、前記複数の注入用細管はそれぞれ各柱状浸透空間と連通し、前記複数の袋パッカーは前記パッカー用注入管を介して注入されるパッカー用充填液によって削孔の一番深い位置の袋パッカーから一番浅い位置の袋パッカーまで順に膨張して削孔の孔壁を押圧するように設置され、前記柱状浸透空間は各袋パッカー間に前記パッカー用注入管および注入用細管の周囲を覆うように透水性被覆材を設置することにより形成され、かつ各注入用細管を介して注入される注入液が前記複数の袋パッカー間の透柱状浸透空間の透水性被覆材を通して削孔壁の全周から地盤中に注入されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は、削孔内に複数の柱状浸透空間を削孔方向に複数層に形成し、当該複数の柱状浸透空間に注入用細管を通して地上から注入液を送り込み、各柱状浸透空間から複数のステージ（層）に同時にまたは各ステージごとに、あるいは注入すべきステージを任意に選択して注入液を注入することにより、地盤状況が層ごとに異なる地盤に対して最適量の注入液を注入して地盤改良を効率的にかつ経済的に行うようにしたものである。
【００１３】
特に、各柱状浸透空間からの低圧注入により大きな吐出量で土粒子間浸透を可能にして、注入工法による地盤改良をきわめて効率的かつ経済的に行えるようにしたものである。
【００１４】
パッカー用注入管は、削孔の一番深い位置の袋パッカーまで連続して挿入され、かつ当該パッカー用注入管の周壁に形成されたパッカー内吐出口を介して各袋パッカーと連通していることにより、一本のパッカー用注入管の先端部から複数の袋パッカーにパッカー用充填液を送り込むことができるので、パッカー用充填液の充填をきわめて効率的に行うことができ、また削孔径を小さくすることができる。
【００１５】
なお、当該パッカー用注入管を用いることにより、地上に延びるパッカー用注入管の上端部からパッカー用充填液を送り込んで加圧すると、パッカー用充填液は最初に重力によってパッカー用注入管内をその最下端部まで注入され、各パッカー内吐出口より一番深い位置の袋パッカーから順に充填されて一番浅い位置の袋パッカーまで連続的に順に膨張される。
【００１６】
さらに、パッカー用充填液を加圧注入し、最後にパッカー用注入管の上端部を密閉しておけば、袋パッカーは膨張したまま時間の経過と共に固化する。
【００１７】
このため、パッカー用注入管の各パッカー内吐出口に逆止弁を取り付ける必要はなくなり、これによりパッカー用注入管を簡単な構造にすることができ、また注入作業も容易になる。
【００１８】
したがって、袋パッカーごとにパッカー用注入管を装着しなくてもよく、また、パッカー用注入管内に注入内管を挿入し、当該注入管を牽き上げながら袋パッカー内に充填液を注入するというような作業は不要になる。  
【００１９】
さらに、パッカー用注入管およびパッカー用注入管を挿入する削孔も小径でよいので経済的な施工が可能となる。
【００２０】
また、パッカー用注入管、注入用細管、袋パッカー、さらに柱状浸透空間を形成する透水性被覆材が変形性と柔軟性に富んだ素材から形成されていることにより、コイル状に巻いて保管や移送が可能であり、またコイル状態を解きながら削孔内に挿入できる等の取り扱いが容易になる。
【００２１】
さらに、パッカー用注入管と複数の注入用細管は、複数の結束具によってこれらの管軸方向に一定間隔おきに結束することにより結束注入管として構成されていることで、取り扱いやすいようになっている。また、各注入用細管の先端部、すなわち注入材吐出口にはゴムスリーブ等からなる逆止弁が取り付けられ、注入材が逆流しないようになっている。
【００２２】
なお、パッカー用注入管と注入用細管は、ナイロン等の変形性と柔軟性に富んだ軟質性樹脂などからなるストレート管やコルゲート管などが適し、また袋パッカーは伸縮自在なゴム製や布製の袋が適している。
【００２３】
また、例えば、図６に図示するように、パッカー用注入管と注入用細管をこれらの管軸方向に複数のパーツに形成し、各パーツはねじ式または差込み式のカップリングによって脱着自在に接続できるようにすることで、地盤の深さに応じて最適な長さとすることができる。また、保管や運搬等の際は分解してコンパクトに収容することもできる。
【００２４】
また、柱状浸透空間を形成する透水性被覆材は、注入液の吐出圧によって孔壁の周方向に伸びて表面積が増大するようなシート状に形成することで、孔壁との接触面積を大きくして注入液の浸透注入を効率的におこなうことができる。  
【００２５】
この場合の透水性被覆材は、ゴムや合成樹脂、或いは布などの伸縮自在な透水性被覆シート等から形成されていればよい。また、透水性被覆材の表面にスリット等の切れ目を入れたシートまたは透水性被覆材として透水性マットを用いてもよいし、さらにそのマットの上にスリット等の切れ目を入れたシートで被覆してもよい。また、孔壁の周方向に波形状に連続する伸縮自在な蛇腹状のシートから形成されていてもよい(図７参照)。
【００２６】
これらの透水性被覆材は、各パッカー間の孔壁空間の長さが長くても、孔壁からの土砂の崩落による孔壁空間の減少を防ぎ、広い柱状浸透空間を維持することによって大きな吐出速度で低圧注入をすることが可能になる。
【００２７】
また、スリット等の切れ目を有する透水性被覆シートは、別の注入シテージからの注入液の柱状空間への浸入を防ぎ、各注入ステージごとに確実に孔壁周囲の地盤内に所定量の注入液を注入することができる。
【００２８】
また、結束具に形成された嵌合溝は、結束具の周縁部にその円周方向に放射状に一定間隔おきに形成することにより、長い注入用細管を真横から押し込むだけで容易に結束することができ、また真横に引抜いて簡単に切り離すとことができるため、パッカー用注入管と注入用細管の結束作業を容易に行うことができる。
【００２９】
勿論、パッカー用注入管に注入内管を挿入し、当該注入内管を通して各袋パッカーに充填液を充填することもできるが、この場合のパッカー用注入管の径は大きくなり、軟質の注入管では土圧で変形して注入内管を挿入しにくくなるので、硬質の注入管にする必要がある。
【００３０】
また、各パッカー内吐出口に充填液の逆流を防止するための逆止弁を取り付ける必要があるため、パッカー用充填液の充填作業が面倒になる上に、パッカー用注入管の構造が複雑になる。
【００３１】
また、所定改良領域地盤内の複数の注入地点に上記の注入管装置をそれぞれ配置し、これらの注入管装置に注入液製造プラント、当該注入液製造プラントから各注入地点に注入液を送液する注入液送液ポンプ、複数の注入地点における複数のステージ(層)に同時にまたは各ステージごとに、あるいは注入すべきステージを任意に選択して注入液を送液する注入液分岐バルブ、各注入地点の袋パッカー内に充填されるパッカー用充填液を貯蔵した充填液貯蔵タンク、当該充填液貯蔵タンクから各注入地点の袋パッカー内に充填液を送液する充填液送液ポンプをそれぞれ接続し、さらにこれら注入液製造プラント、注入液送液ポンプ、注入液分岐バルブおよび充填液送液ポンプを集中管理する集中管理装置を配置することで、複数の注入地点において複数のステージに同時にまたはステージごとにあるいは注入ステージを任意に選択して注入液を注入することにより、きわめて効率的にかつ経済的に地盤改良を行うことができる。
【００３２】
また、各注入地点に送液される注入液の流路を切り換える流路切換えバルブと、各注入地点に送液される注入液の流量および／または圧力を計測する流量・圧力計測装置と、各注入地点における注入液の注入状況を一括監視する監視装置と、各注入地点における注入液の注入に伴う地盤変位を測定する地盤変位測定装置を接続し、かつ前記流路切換えバルブ、流量・圧力計測装置および地盤変位測定装置を制御する集中管理装置を配置することにより、注入地点を地盤の鉛直方向および水平方向へと移動しながら所定改良領域の地盤に対して三次元的にかつ安全に地盤注入を行うことができる。
【００３３】
また、流量・圧力計測装置によって各注入地点の流量と注入圧をリアルタイムで計測監視しながら複数の注入地点に必要量の注入液を同時にまたは適宜選択して注入することができ、さらに地盤変位計測装置によって注入に伴う注入地点の地盤の隆起等をリアルタイムで監視しながら注入することにより地上構造物や地下埋設物の不同沈下などを未然に防止することができ、作業の安全性も担保できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、削孔内に複数の柱状浸透空間を削孔方向に複数層に形成し、当該複数の柱状浸透空間に注入用細管を通して地上から注入液を送り込み、各柱状浸透空間から複数の注入ステージ（層）に同時にまたはステージごとに、あるいは注入すべきステージを任意に選択して注入液を注入することにより、地盤状況が層ごとに異なる地盤に対して最適量の注入液を注入して効率的にかつ経済的に地盤改良を行うことができる。
【００３５】
また、削孔の径を小さくすることができるため、削孔機械(ボーリングマシン等)は小型のものでよく、また掘削残土の排出量も少なくなり、経済的、かつ効率的に地盤注入を行うことができる。
【００３６】
また、パッカー用注入管、注入用細管、袋パッカーおよび柱状浸透空間は結束注入管として一体に構成され、しかもコイル状に巻けるように構成されていることから、取り扱いが容易で作業性がよく、また運搬、保管などの取り扱いも容易になる。
【００３７】
さらに、一本のパッカー用注入管を介して複数の袋パッカーにパッカー充填液を連続的に充填することにより、複数の袋パッカーを膨張させて複数の柱状空間を形成した後、複数の注入用細管を介し、複数の柱状浸透空間から孔壁周囲の地盤中に注入液を同時注入することにより、各柱状浸透空間からの低圧注入により大きな吐出量で土粒子間浸透を可能にして、地盤改良をきわめて効率的かつ経済的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る注入管装置の一実施形態を示し、図1(a)は削孔内に設置されたパッカー用注入管、注入用細管、袋パッカーおよび柱状浸透空間を示す縦断面図、図1(b)、図1(c)は図1(a)におけるイ−イ線断面図、ロ−ロ線断面図である。
【図２】図1においてパッカー用注入管を介して袋パッカー内にパッカー用充填液を注入する方法を示す縦断面図である。
【図３】図1において注入用細管を介して柱状浸透空間から地盤に注入液を注入する方法を示す縦断面図である。
【図４】結束具を示し、図4(a)はその側面図、図4(b),(c),(d)はその平面図である。
【図５】パッカー用注入管と複数の注入用細管の上端部分を示す側面図である。
【図６】複数のパーツにユニット化され、袋パッカー、柱状浸透空間、透水性被覆材および結束具と一体に組み立てられたパッカー用注入管と注入用細管を示す側面図である。
【図７】柱状浸透空間の変形例を示す図1(a)におけるロ−ロ線断面図である。
【図８】巻取り装置を示す側面図である。
【図９】本発明に係る注入装置の一実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１〜図６は、本発明の注入管装置の一実施形態を示し、図において、削孔Ａ内に一本のパッカー用注入管１と複数の注入用細管２がそれぞれ挿入され、また当該注入管1,2の管軸方向に複数の袋パッカー３と複数の柱状浸透空間４がそれぞれ設置されている。
【００４０】
パッカー用注入管１と注入用細管２は、共にナイロン樹脂などの柔軟性と変形性に富んだ軟質性樹脂材等からなるストレート管やコルゲート管などから形成されている。
【００４１】
また、パッカー用注入管１は、削孔Ａの中心部に地上から削孔Ａの一番深い位置に設置された袋パッカー３の位置まで連続して挿入され、複数の注入用細管２はパッカー用注入管１の周囲に削孔Ａの内周に沿って地上から各柱状浸透空間４の位置までそれぞれ連続して挿入されている。
【００４２】
また、パッカー用注入管１は、当該注入管１の周壁に形成されたパッカー内吐出口1aを介して各袋パッカー３内に連通し、各注入用細管２の先端は各柱状浸透空間４内に挿入されて各柱状浸透空間４内に連通している。
【００４３】
さらに、各注入用細管２の先端部には地盤注入液の逆流を防止するための逆止弁５が取り付けられている。逆止弁５はゴムチューブ等から形成されている。
【００４４】
また、一本のパッカー用注入管１と複数の注入用細管２、さらに浸透性被覆材４は、複数の結束具６を介して管軸方向に一定間隔おきに脱着自在に結束されており、これにより削孔Ａ内には一本のパッカー用注入管１と複数の注入用細管２、さらに複数の袋パッカー３と柱状浸透空間４を備えて構成された結束注入管７が挿入されている。
【００４５】
結束具６は金属製でもよく、またパッカー用注入管１および注入用細管２と同様に合成樹脂などの軟質性樹脂材から形成され、また短い円柱状に形成され、その中心部にはパッカー用注入管１が貫通する貫通孔6aが形成されていてもよい。また、結束具６の周縁部には注入用細管２が嵌め込まれる嵌合溝6bが円周方向に放射状に一定間隔おきに複数形成されている。
【００４６】
なお、嵌合溝6bは注入用細管２を真横から押し込むだけで簡単に結束でき、かつ簡単に引き抜けるように上下方向に連続する溝状に形成されている。また嵌合溝6bは注入管２が誤って外れないように開口端部が注入管２の外径よりやや狭く形成されている。
【００４７】
また、削孔Ａが深くなるに伴い注入用細管２の本数が徐々に少なくなることにより、結束具６の外径は削孔Ａが深くなるにつれて徐々に小径となり、また嵌合溝6bの個数も少なくなっている(図1(a),図４(b)〜(d))。
【００４８】
さらに、パッカー中央の貫通孔6aも嵌合溝6bと同様の形状に形成することにより、パッカー用注入管１の挿着も容易に行なうことができる。
【００４９】
袋パッカー３は、ゴム製または布製袋などの伸縮自在でかつ柔軟性に富んだ袋から形成され、注入管1,2の管軸方向に一定間隔おきに、すなわち各結束具6,6間に設置され、かつその上下両端部は結束具６の外周面に密閉状態に接着されている。
【００５０】
そして、袋パッカー３はパッカー用注入管１を介して地上からエア(窒素ガス等)または水、あるいはセメント懸濁液などのパッカー用充填液が注入されることにより、削孔Ａの一番深い位置に設置された袋パッカー３から順に、最上部の袋パッカー３まで孔壁を押圧するように膨張して削孔Ａ内に複数の孔壁空間８を複数層に形成する。
【００５１】
柱状浸透空間４は、各袋パッカー3,3間に孔壁に沿って透水性被覆材4aをパッカー用注入管１および複数の注入用細管２の周囲を覆うように取り付け、かつその上下両端部を上下結束具6,6の外周面に密閉した状態で接着することにより管軸方向に長い柱状の袋状に形成されている。また、結束具６を介して上下袋パッカー3,3に接続されている。
【００５２】
透水性被覆材4aは麻布やメッシュシート、あるいは全体に多数の小孔またはスリット等の切れ目を有するゴムシート、ビニールシート、さらには全体に多数の子孔を有する柔軟性と変形性に富んだ合成樹脂シート、繊維を素材とする透水性マット等から形成されている。
【００５３】
なお、透水性被覆材4aの素材や網目、小孔、スリットの大きさは、注入される注入液の種類に応じて最適なものが選択されている。さらに、透水性被覆シート4aの内側に透水性マット９が設置されることもあり、また、孔壁空間８内にスリーブグラウトが充填されることもある。スリーブグラウトには低強度のスラリー等が使用される。
【００５４】
また、砂礫地盤などでは柱状浸透空４から孔壁周囲の地盤中に瞬結グラウトや懸濁型などの一次注入材を注入して粗詰め注入を行ってから溶液型注入液などによる二次注入を行うことができるし、一次注入材と二次注入材は別々のステージから注入することもできる。
【００５５】
このような構成において、各注入用細管２を介して各柱状浸透空間４に地盤注入液が送り込まれると、注入液は各柱状浸透空間４の透水性被覆材4aを透過し、孔壁空間８を経て孔壁周囲の地盤中に浸透注入される。この場合、注入液は大きな柱状浸透空間４の周壁、すなわち透水性被覆材4aから孔壁空間８を通り孔壁周囲の地盤中に低圧注入により大きな吐出量で土粒子間浸透される。
【００５６】
なお、パッカー用注入管１と複数の注入用細管２は、一定長さ毎にパーツ化され、各パーツはねじ式または差込式の継手を介して脱着自在に接続可能なように形成されていてもよい。
【００５７】
特に、図６に図示するように、パッカー用注入管１と複数の注入用細管２と透水性被覆材4aが各結束具６の位置でパーツ化され、各袋パッカー３内に設置されるパーツは注入細管２のパーツと共に袋パッカー３および上下の結束具6,6と一体に形成され、各柱状浸透空間４内に設置されるパーツは注入細管２のパーツと共に周囲の透水性被覆材4aと一体に形成されていれば、注入管装置の組み立てをきわめて効率的に行うことができる。
【００５８】
また、柱状浸透空間４の透水性被覆材4aが伸縮自在なゴムシートまたは、図７に図示するような波形状(蛇腹状)のシートから形成してあれば、注入液の吐出圧によって削孔Ａの周方向に伸びながら孔壁を周囲に押しやるように拡径して表面積が増大することにより、より多くの注入液を孔壁周囲の地盤中にきわめて効率的に浸透注入させることができる。
【００５９】
このような構成において、地上からパッカー用注入管１内にエアまたは水、あるいはセメント懸濁液などのパッカー用充填液を送り込むと、これらのエアまたは充填液はパッカー内吐出口1aを介して各袋パッカー３内に充填される。
【００６０】
そして、削孔Ａ内の一番深い位置の袋パッカー３から上方に順に削孔Ａ内で孔壁を周囲に押しやるように徐々に膨張する。これにより削孔Ａ内の各袋パッカー3,3間に孔壁空間８が形成される。
【００６１】
次に、地上から各注入用細管２内に浸透性の地盤注入液を送り込むと、注入液は各注入用細管２の先端部に設けられた吐出口から各柱状浸透空間４内に吐出される。そして、各柱状浸透空間４から孔壁空間８を通って孔壁周囲の地盤中に浸透注入される。
【００６２】
なお、結束注入管７の保管や移送は、図８に図示するような巻取り装置Ｂのドラムにコイル状に巻いて行なわれ、また、結束注入管７を削孔Ａ内に挿入する作業も巻取り装置Ｂによって行なわれる。
【００６３】
この場合、パッカー用注入管１、注入用細管２、袋パッカー３および透水性被覆材4aなどの結束注入管７の構成部材が、いずれもナイロン樹脂やゴム等の柔軟性と変形性に富んだ素材から形成されていることにより、これらの部材はほぼ扁平な帯状の状態で巻取り装置Ｂのドラムにコイル状に巻き取られる。
【００６４】
図９は、本発明に係る注入装置の一実施形態を示し、所定改良領域地場内の複数の注入地点に図１〜図６で説明した注入管装置が配置されている。
【００６５】
すなわち、各注入地点に形成された削孔Ａ内に一本のパッカー用注入管１と複数の注入用細管２がそれぞれ挿入され、その周囲に複数の袋パッカー３と複数の柱状浸透空間４が設置され、これにより各削孔Ａ内に結束注入管７がそれぞれ挿入されている。
【００６６】
また、各注入地点のパッカー用注入管１には各袋パッカー３に送り込まれる水や懸濁液などのパッカー用充填液が貯蔵されたパッカー用充填液貯蔵タンク10と、当該充填材貯蔵タンク10内のパッカー用充填液を各袋パッカー３に送り込むためのパッカー用充填液送液ポンプ11、さらに各パッカー用注入管１へのパッカー用充填液の流路を開閉する流路切替えバルブ19が送液管12を介してそれぞれ接続されている。そして、流路切替えバブ19によって各パッカー用注入管１にパッカー用充填液が順次送液される。
【００６７】
また、各注入地点の注入用細管２には地盤に注入される注入液を製造するための注入液製造プラント13、当該プラント13から各注入地点に注入液を送り込むための注入液送液ポンプ14がそれぞれ送液管15を介して接続されている。
【００６８】
各注入地点の注入用細管２にはさらに、各注入地点の地盤に複数のステージ(層)に同時にまたは各ステージごと、あるいは注入すべきステージを任意に選択して最適量の注入液を送り込むための注入液分岐バルブ16が送液管15を介して接続されている。
【００６９】
充填液送液ポンプ11、注入液送液ポンプ14および分岐バルブ16は各注入地点の注入管装置ごとに設置され、かつ各注入地点の注入管装置ごとに独立して作動するようにユニット化されている。
【００７０】
また、充填液貯蔵タンク10、充填液送液ポンプ11、注入液製造プラント13、注入液送液ポンプ14および注入液分岐バルブ16にはこれらを集中的に管理するための集中管理装置17が信号ケーブ18を介して接続されている。
【００７１】
このような構成において、集中管理装置17において各注入地点の注入管装置への注入を制御することにより、複数の注入地点の地盤に最適量の注入液をステージごと、または複数のステージに同時に、あるいは注入すべきステージを任意に選択して注入することができる。
【００７２】
なお、各分岐バルブ16に洗浄用水を送り込むための送液管(図省略)が接続されている。これにより、各注入用細管２を介して各注入ステージに注入液を送液した後、洗浄水送液管を介して注入液分岐バルブ16に洗浄水を送液して注入液分岐バルブ16を洗浄することにより分岐バルブ16が詰まるのを防止することができ、また注入液を任意の注入用細管２に切り替えて連続的に注入することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、特に地盤状況が層ごとに異なる地盤に対して、各層ごとまたは複数の層に最適量の注入液を同時にまたは任意に選択して注入することができ、また大きな柱状浸透空間からの低圧注入により各層毎に大きな吐出量で土粒子間浸透を行うことができ、これにより注入工法による液状化対策や地盤改良をきわめて効率的かつ経済的に行うことができる。
【符号の説明】
【００７４】
Ａ  削孔
Ｂ  巻取り装置
１  パッカー用注入管
1a  パッカー内吐出口
２  注入細管
３  袋パッカー
４  柱状浸透空間
4a  透水性被覆材
５  逆止弁
６  結束具
6a  貫通孔
6b  嵌合溝
７  結束注入管
８  孔壁空間
９  透水性マット
10  パットカー用充填材貯蔵タンク
11  パッカー用充填液送液ポンプ
12  送液管
13  注入液製造プラント
14  注入液送液ポンプ
15  送液管
16  分岐バルブ（注入液分岐バルブ）
17  集中管理装置
18  信号ケーブル
19  流路切替えバルブ
【要約】
【課題】地盤状況が層毎に異なる地盤に対し、複数の注入ステージ(層)に同時に又は各ステージ毎、或いは注入するステージを任意に選択して最適量の注入液を注入可能な注入管装置、注入装置及び注入工法を提供する。
【解決手段】管軸方向に並列に設置された一本のパッカー用注入管1と複数の注入用細管2、パッカー用注入管1と複数の注入用細管2とを結束する複数の結束具6、パッカー用注入管1及び注入用細管2の管軸方向に間隔をおいて設置された複数の袋パッカー3及び各袋パッカー3,3間にそれぞれ設置された複数の柱状浸透空間4を備えて構成する。パッカー用注入管1は複数の袋パッカー3,3間に連続して設置し、かつ各袋パッカー3とそれぞれ連通させる。複数の注入用細管２はそれぞれ各柱状浸透空間4に連通させる。パッカー用注入管1、注入用細管2、袋パッカー3及び柱状浸透空間4は、変形性と柔軟性に富んだ素材から形成する。
【選択図】図１【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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