(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の削孔中に設置された、軸方向の異なる位置に複数の外管膨縮パッカを間隔をあけて有し、かつこれら外管膨縮パッカ間に外管吐出口を有する外管と、軸方向の異なる位置に複数の内管膨縮パッカを間隔をあけて有し、かつ内管膨縮パッカ間に内管吐出口を有し、内管吐出口が外管吐出口に通じるように前記外管に挿入された内管とを備えた地盤注入装置において、互いに隣接する外管膨縮パッカ間には細長い細孔が多数、全体的に分布している弾力性ないしは可塑性チューブが全体的に覆われてなり、前記外管膨縮パッカに流体を送り、膨張させてこれら外管膨縮パッカ間に外空間を形成し、さらに前記内管膨縮パッカに流体を送り、膨張させてこれら内管膨縮パッカ間に内空間を形成し、注入液を内空間から外管吐出口を経て前記チューブと外管との間隙全体に送液すると同時に、前記チューブを注入液の液圧で押し拡げて孔壁に接触させ、細長い多数の細孔が分布した前記チューブ全体から外空間を経て地盤中に長尺柱状注入することを特徴とする地盤注入装置。
【請求項２】
前記チューブは両端が絞め金具で固定されてなる請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項３】
請求項１において、注入液を前記チューブと外管との間隙全体に送液して前記チューブを孔壁に押し当てるように膨張させ、孔壁の外空間への崩壊を防止しながら細長い多数の細孔全体から地盤中に長尺柱状注入する請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項４】
前記多数の細長い細孔は横方向に開孔され、前記チューブに全体的に分布されてなる請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項５】
前記細長い細孔は多数の細長い裂け目からなり、前記チューブに全体的に分布されてなる請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項６】
請求項１において、さらに、細管状の圧力伝達部材を備え、この圧力伝達部材は一端が前記内空間に位置して内空間圧力を感知するとともに、他端が内管を通して地盤上の圧力計に連結され、内空間圧力を圧力計で測定する請求項１に記載の地盤注入装置。
【請求項７】
請求項６において、内空間に位置する細管の一端が膜で被覆されてなる請求項６に記載の地盤注入装置。
【請求項８】
請求項６において、前記細管内に液体を充填し、膜で感知された空間内圧力を液体を介して圧力計で測定する請求項６に記載の地盤注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤の削孔中に設置された、軸方向の異なる位置に複数の外管膨縮パッカを間隔をあけて有し、かつこれら外管膨縮パッカ間に外管吐出口を有する外管と、軸方向の異なる位置に複数の内管膨縮パッカを間隔をあけて有し、かつ内管膨縮パッカ間に内管吐出口を有し、内管吐出口が外管吐出口に通じるように前記外管に挿入された内管と、互いに隣接する外管膨縮パッカ間を全体的に覆い、かつ、細長い細孔が多数全体的に分布している弾力性ないしは可塑性チューブとを備えた地盤注入装置に係り、特に、孔壁の崩壊を防止するのみならず、仮に孔壁の崩壊が起こっても注入液をチューブの細長い細孔から全体的に地盤中に長尺柱状注入する地盤注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤の液状化防止等の地盤改良では、通常、大容土の急速施工が望まれている。
この種の技術として、従来、注入管の軸方向の吐出口をはさんで、間隔をあけて設置された上下の袋パッカと、注入管まわりの削孔壁との間に大きな柱状浸透源を形成し、この柱状浸透源から大きな吐出量で注入材を注入し、低圧で注入材の土粒子間浸透を図っていた。
【０００３】
上述の従来技術では、大きな柱状浸透源が確保できるならば大きな吐出量による急速施工が可能であるため経済性を得るのみならず、大きな浸透源の単位浸透面積からは小さな浸透速度で、低圧の土粒子浸透が可能であり、優れた浸透固結をも同時に満足するものであった。
【０００４】
一方、上述の従来技術では、上下の袋パッカ間の間隔を大きくとると削孔壁が崩壊して柱状空間が得られなくなる。また、液状化防止工事の場合、既設建造物直下の大きな基礎地盤の改良である事から、注入管を斜めに挿入したり、水平に挿入したり、あるいはわん曲に挿入したり等の必要性が生じる。この場合も柱状浸透による急速施工を行うには、袋パッカ間を長くとり、長尺の柱状空間を形成することが必要である。
【０００５】
しかし、上述のように、注入管を斜め方向や、水平方向や、わん曲状に設置した場合、削孔壁も斜めや、水平や、わん曲に形成しなければならず、このため、削孔壁が崩壊して柱状空間が崩れてしまう。
【特許文献１】特開２００２−１６７７４５号公報
【特許文献２】特許第２７７２６３７号（特開平１−５２９１０号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は注入管を地盤に挿入して長尺柱状空間から注入材を注入するに当り、孔壁の崩壊が起こっても注入液をチューブ全体に分布した細長い細孔から全体的に地盤に注入して長尺柱状注入を可能にし、かつ削孔壁が崩壊して柱状空間が埋まって、注入が困難になることもなく、上述の公知技術に存する欠点を改良した地盤注入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明の地盤注入装置によれば、地盤の削孔中に設置された、軸方向の異なる位置に複数の外管膨縮パッカを間隔をあけて有し、かつこれら外管膨縮パッカ間に外管吐出口を有する外管と、軸方向の異なる位置に複数の内管膨縮パッカを間隔をあけて有し、かつ内管膨縮パッカ間に内管吐出口を有し、内管吐出口が外管吐出口に通じるように前記外管に挿入された内管と、互いに隣接する外管膨縮パッカ間を全体的に覆った、細長い細孔が多数全体的に分布した弾力性ないしは可塑性チューブとを備え、前記外管膨縮パッカに流体を送り、膨張させてこれら外管膨縮パッカ間に外空間を形成し、さらに前記内管膨縮パッカに流体を送り、膨張させてこれら内管膨縮パッカ間に内空間を形成し、注入液を内空間から外管吐出口を経て、前記チューブと外管との間隙全体に送液し、細長い多数の細孔が全体的に分布したチューブから外空間を経て地盤中に長尺柱状注入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上述の本発明地盤注入装置は互いに隣接する外管膨縮パッカ間を、細長い横方向の細孔が多数全体的に分布した弾力性ないしは可塑性チューブで覆うように構成し、注入液を注入液圧により内空間から外管吐出口を経て、前記チューブと外管との間隙全体に送液するようにしたから、削孔壁が崩壊して外空間が土砂で埋まってもチューブに全体的に分布した細長い細孔全体から注入液を地盤中に注入し、長尺柱状注入を可能とする。
【０００９】
さらに、本発明地盤注入装置は注入液を注入液圧により、内空間から外管吐出口を経て、前記チューブと外管との間隙全体に送液して前記チューブを外空間の削孔壁に接触するように膨張し、削孔壁をチューブで押さえつけることにより、削孔壁の崩壊を防止しつつ、細長い細孔全体から注入液を削孔壁を経て地盤中に長尺柱状注入する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を添付図面を用いて具体的に詳述する。
【００１１】
図１は弾力性ないしは可塑性チューブを膨張させる前の本発明にかかる地盤注入装置の一具体例の断面図である。図２は図１の弾力性ないしは可塑性チューブを膨張させた状態の本発明にかかる地盤注入装置の断面図である。図３は図１のチューブと外管との間に注入液を送液した状態の部分拡大図である。図４は図２のチューブを膨張させた状態の部分拡大断面図である。図５は内管内に流体の流路と注入液の流路を別々に設けた状態の断面図である。図６は外管に弾力性ないしは可塑性チューブを覆った状態を表した斜視図である。図７は互いに隣接する外管膨縮パッカ間を弾力性ないしは可塑性チューブで覆った状態の側面図である。図８は並列した２本の内管を用いた本発明にかかる地盤注入装置の断面図である。
【００１２】
図１および図２において、本発明にかかる地盤注入装置Ａは外管１、内管２、および弾力性ないしは可塑性チューブ３を基本的に備えて構成される。外管１は軸方向の異なる位置に複数の外管膨縮パッカ４、４・・４を間隔をあけて有し、かつ、これら外管膨縮パッカ４、４間に外管吐出口５を有している。内管２は軸方向の異なる位置に複数の内管膨縮パッカ６、６・・６を間隔をあけて有し、かつ、これら内管膨縮パッカ６、６間には内管吐出口７を有している。そして、外管１の互いに隣接する外管膨縮パッカ４、４間には弾力性ないしは可塑性チューブ３で全体的に覆われている。この弾力性ないしは可塑性チューブ３には図６ないしは図７に示されるように、細長い裂け目状の横方向に向いた細孔８が多数穿設されている。
【００１３】
外管１は地盤９に穿設された削孔１０中に挿入され、外管パッカ注入口１１から外管膨縮パッカ４内に硬化材、水等の流体を送って外管膨縮パッカ４を膨張させ、孔壁１２に押し当てて地盤９の削孔１０中に設置される。この結果、外管膨縮パッカ４、４間に外空間１３が形成される。
【００１４】
内管２は外管１内に、内管吐出口７が外管吐出口５に通じるように挿入され、内管パッカ流入流出口１４から内管膨縮パッカ６内に硬化材、水等の流体を送って流体圧で内管膨縮パッカ６を膨張させ、外管１の内側に押し当てて外管１中に設置される。この結果、内管膨縮パッカ６、６間には内空間１５が形成される。内管膨縮パッカ６の膨張は図５に示されるように、内管２内に流体の流路２７を設け、この流路２７を通して膨張させることもできる。この場合、流体の流路２７の外側が注入液の流路２８となる。
【００１５】
上述のようにして構成される本発明にかかる地盤注入装置Ａは注入に際して、例えば図２に示されるように内管２を通して注入液を送液し、内管吐出口７から内空間１５および外管吐出口５を経て、チューブ３と外管１との間隙に図３に示されるように、全体的に送液し、細長い細孔全体から地盤９中に長尺柱状に注入する。さらに、チューブ３と外管１との間隙に、図４に示されるように、チューブ３を外空間１３の孔壁１２に押し当てるように膨張させ、孔壁１２の崩壊を防止するとともに、注入液をチューブ３の細長い細孔８，８・・８全体から地盤９中に長尺柱状に注入することもできる。  
【００１６】
なお、本発明装置Ａは図８に示されるように、外管１中に内管２を並列して２本備えて２系統式とし、一方から例えば瞬結性固結材を注入し、他方からは浸透性固結材を注入し、複合注入とすることもできる。
【００１７】
図９は注入管装置Ａ内に内空間１５内の圧力を感知して伝達する装置を備えた一具体例の断面図である。
【００１８】
図９において、本発明に用いられる注入管装置Ａは上述と同様、外管１と、この外管１内に挿入された内管２とを備えて構成され、地盤９中に固結材（地盤注入液）を注入して地盤９を固結する。
【００１９】
外管１は軸方向の異なる位置に複数の外管吐出口５を有し、また、内管２は複数の内管膨縮パッカ６を間隔をあけて備え、かつ、互いに隣接する内管膨縮パッカ６、６間には内管吐出口７を有して構成される。
【００２０】
そして、上述の外管１内に内管２を挿入するに際して、隣接する内管膨縮パッカ６、６間に外管吐出口５が位置し、かつ、外管１内の内管膨縮パッカ６、６間に内空間１５が形成されるように挿入する。
【００２１】
図９の特徴は上述の注入管装置Ａにおいて、内空間１５内の圧力を感知して伝達する圧力伝達部材１６を注入管装置Ａ内に設置し、この圧力伝達部材１６を通して内空間１５内で感知された圧力を伝達して測定し、内管吐出口７の正確な注入圧力を把握することに存する。
【００２２】
具体的には、圧力伝達部材１６は細管であって、一端１７が内空間１５内の圧力検出部１８に位置して内空間１５内の圧力を感知するとともに、他端１９が内管２を通して地盤の上の圧力計２０に連結され、感知された内空間１５内圧力を圧力計２０で測定し、内管吐出口７の外側の外管１と内管２の間の空間１５の圧力を測定する。この空間１５は外管吐出口５のチューブ３を介して所定のステージの注入領域に通じており、チューブ３はゆるく外管吐出口５を覆っているに過ぎないから、内空間１５内圧力がその注入ステージにおける注入液の注入地盤の注入圧力に外ならない。
【００２３】
すなわち、貯留槽２１からの注入材は注入ポンプ２２、流量計２３、圧力計２４および内管２を通し、さらに、内管吐出口７から内空間１５を通し、外管吐出口５を経て、さらにチューブ３の細長い細孔８および外空間１３を経て地盤９に注入される。このときの内管吐出口７から出た注入液の注入地盤における注入圧力は内空間１５内の圧力伝達部材（細管）１６を介し、地盤９上の圧力計２０で直接測定することにより正確な注入状況を把握できる。もちろん、ゲル化時間の長い注入液を注入する場合には、細管１６内は内空間１５を満たす注入液がそのまま充填されてその圧力を直接圧力計２０で測定して注入圧力を知ることができる。ゲル化時間が長ければ、細管１６内でゲル化する恐れがないが、ゲル化する恐れがある場合には、細管１６内を時々、手押しポンプ２５で水洗いすれば良い。
【００２４】
従来の注入管装置では、注入ポンプ２２の注入圧力は圧力計２４で地盤注入圧を測定していたが、その表示圧力は注入管内の抵抗圧、内管吐出口からの抵抗圧が本来の地盤への注入液の注入圧力に加算されたもので、実際の地盤における圧力は不明である。本発明では直接、地盤注入圧を測定するため、注入ステージにおける注入圧の変化を知り、これにより土粒子間浸透しているかについて、その状況変化を知り得る。
【００２５】
上記において、内空間１５内に位置する細管１６の一端１７は図示しない膜で被覆することもできる。この場合、内空間１５内の圧力は手押しポンプ２５により細管１６内に水等の液体を充填しておけば、膜で感知された内空間１５内の地盤内注入圧力を液体を介して圧力計２０に伝達し、この圧力を読み取ることにより測定される。上記膜は薄膜であって、好ましくは膨縮膜である。
【００２６】
なお、内空間１５が複数の場合、図１０および図１１に示されるように、内管２に分岐内管２ａを分岐し、それぞれ細管１６、１６を内管２および分岐内管２ａを通して圧力検出部１８から圧力計２０、２０ａに伝達し、それぞれの圧力計２０、２０ａでの別々の内空間１５内圧力を測定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は上述のように、注入管外壁の外管吐出口を有する上下に隣接する袋パッカ間を多数の細長い細孔（裂け目）の開いたチューブで全体的に覆い、外管吐出口からの注入材をチューブと外管のすき間からチューブを膨張させチューブの小孔全体を通して長尺柱状に地盤中に注入するようにしたから、削孔壁が崩壊して柱状空間が埋まっても外管吐出口からの注入材は細長い細孔全体から地盤中に注入されて注入が困難になるようなことはなく、急速かつ注入管を斜め方向、水平方向、あるいは曲線状に挿入しても注入が良好に達成される。
【００２８】
さらに、上述の本発明は空間内圧力を感知して伝達する圧力伝達部材を注入管装置内に設置し、この圧力伝達部材を通して前記空間内で感知した圧力を圧力計に伝達し、この伝達された圧力を地盤上の圧力計で測定することにより、内管パッカ間に位置する内管吐出口から注入液（固結材）を外管吐出口を通して地盤中に注入するに当り、地盤中への注入圧力を地盤上で正確に把握し得る。したがって、本発明は地盤注入分野において利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】チューブを膨張させる前の本発明に用いられる注入管装置の一具体例の断面図である。
【図２】図１において、チューブを膨張させたときの本発明にかかる地盤注入装置の断面図である。
【図３】図１のチューブと外管との間に注入液を送液した状態の部分拡大図である。
【図４】図２のチューブを膨張させた状態の部分拡大断面図である。
【図５】内管内に流体の流路と注入液の流路を別々に設けた状態の断面図である。
【図６】細長い多数の細孔のあいたチューブの被った状態の外管の部分斜視図である。
【図７】細長い多数の細孔のあいたチューブの被った状態の外管の製作図である。
【図８】２個の内管を並列して備えた本発明にかかる地盤注入装置の断面図である。
【図９】圧力検出部を備えた本発明に用いられる注入管装置の部分断面図である。
【図１０】２個所の圧力検出部を備えた本発明に用いられる注入管装置の断面図である。
【図１１】図１０の圧力検出部の検出状態を表した部分断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ  地盤注入装置
１  外管
２  内管
３  弾力性ないし可塑性チューブ
４  外管膨縮パッカ
５  外管吐出口
６  内管膨縮パッカ
７  内管吐出口
８  細孔
９  地盤
１０  削孔
１１  外管パッカ注入口    
１２  孔壁
１３  外空間
１４  内管パッカ流入流出口
１５  内空間
１６  圧力伝達部材（細管）
１７  一端
１８  圧力検出部
１９  他端  
２０  圧力計
２１  貯留槽
２２  注入ポンプ
２３  流量計
２４  圧力計
２５  手押しポンプ
２６  締め金
２７  流体の流路
２８  流体の流路
【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】
0004537978.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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