JP4808086B2 - 二重管ダブルパッカー注入工法用の注入内管装置 - Google Patents

Description

本発明は、薬液注入工法に用いられる二重管ダブルパッカー注入工法に使用する注入内管装置に関する。

既設基礎構造物の液状化対策や軟弱地盤における基礎杭の耐震補強を目的とした地盤改良工法の一つとして薬液注入工法がある。
薬液注入工法では、対象構造物の近傍において、垂直ボーリングや斜めボーリング、あるいは立坑を構築して水平ボーリングによる薬液注入施工が行われる。
その薬液注入工法の一つとして二重管ダブルパッカー注入工法がある。

例えば二重管ダブルパッカー注入工法の水平方向の施工手順は次の通りである。
１）立坑から地中に向けて水平に削孔し、所定の深度、位置まで水平に直進削孔を行う。
２）対策地盤中に注入外管を建て込む。
３）建て込みした注入外管に取り付けられている特殊スリーブパッカーに、注入内管を用いてセメントベントナイトを注入する。
４）同様な方法で、薬液を注入する。

このような注入施工中、建て込み開始時点における注入口において、注入材の噴出し現象が発生することがある。その場合、現場の対応としては注入材のリーク量を計測し、後で注入材を補足注入することで対応することが多いのが現状である。
一般の注入施工に使用される注入内管としては、注入材の噴出孔の前後にパッカー部、すなわち、注入材の供給時に膨張して注入外管に密着するパッカーゴムを備えている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−１４３９７７号公報

しかし、従来の注入内管では、次のような問題がある。
１）注入材のリークが発生する。
２）リークするたびに、リーク量の測定を実施し、設計注入量に対し補足注入する手間が増える。結果的にコストが増える。
３）薬材を所定の注入速度で注入できないことになり、施工時間を多く要する。翌日の注入施工、ゲルタイム及び改良体の品質にも影響を及ぼす可能性がある。

そして、リークの原因として、繰り返し使用される注入内管のパッカーゴムの不均一膨張などが一要因として考えられる。
また、20〜30 kPa にも及ぶ高水圧を送り、パッカーゴムを風船のように膨張させて薬液注入時の注入材のリークを防ぐが、従来構造では注入外管に対するパッカーゴムの密着面積が小さいため、注入材がリークしやすい構造であることが大きな原因として考えられる。
そのため、注入施工が行われる深度が深いほど注入圧力も大きくなるため、注入外管に対するパッカーゴムの密着面積が小さいとリークしやすいということになる。

本発明の課題は、二重管ダブルパッカー注入工法用の注入内管において、注入外管に対するパッカー部の密着箇所を増やして注入材のリークを防止することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、二重管ダブルパッカー注入工法に用いられ、注入外管の内部に挿入されて、注入材の噴出孔の前後に、注入材の供給時に膨張変形するパッカー部を備える注入内管において、前記パッカー部の外周に、注入材の供給時に膨張変形して前記注入外管に密着するリング状部を複数備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二重管ダブルパッカー注入工法用の注入内管装置であって、前記複数のリング状部は膨張変形前の外径が異なっていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の二重管ダブルパッカー注入工法用の注入内管装置であって、前記複数のリング状部は膨張変形前の外径が同じであることを特徴とする。

本発明によれば、パッカー部外周の複数のリング状部が、注入材の供給時に膨張変形して注入外管にそれぞれ密着するので、噴出孔から噴出する注入材に対するシールが少なくとも二段階で行えて、注入材のリークを防止できる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明を適用した一実施形態の構成を示すもので、１は注入外管、１１は注入孔、１２は逆止弁ゴムスリーブ、２は注入内管、２１は噴出孔、２２はパッカーゴム（パッカー部）、２３・２４・２５はリングゴム（リング状部）である。

図示のように、注入孔１１及び逆止弁ゴムスリーブ１２を有する注入外管１の内部に挿入される注入内管２は、セメントベントナイトや薬液等の注入材の噴出孔２１を挟んでその前後の位置に、注入材の供給時にその注入材の注入圧により風船のように膨張変形するパッカー部を構成するパッカーゴム２２を備えている。
その前後のパッカーゴム２２の外周には、三本のリング状部をなすリングゴム２３・２４・２５が間隔を開けて一体にそれぞれ備えられている。

これら三本のリングゴム２３・２４・２５は収縮可能な硬質ゴム製で、パッカーゴム２２と同時成型したり、パッカーゴム２２に後付けしたりして一体化されている。
そして、この実施形態において、三本のリングゴム２３・２４・２５は外径が異なっている。すなわち、噴出孔２１に近い側のリングゴム２３の外径が最も小さく、このリングゴム２３に対し次のリングゴム２４の外径が大きく、さらに次のリングゴム２５の外径が最も大きくなっている。

次に、図２はパッカーゴム２２及び三本のリングゴム２３・２４・２５の膨張時を示したものである。すなわち、地盤中に建て込まれた注入外管１の内部に注入内管２を挿入した状態において、注入材の注入圧によりパッカーゴム２２及び三本のリングゴム２３・２４・２５が風船のように膨張して、図示のように、三本のリングゴム２３・２４・２５が注入外管１の内周面にそれぞれ密着状態となる。
このように、前後のパッカーゴム２２において、三本のリングゴム２３・２４・２５が注入外管１の内周面にそれぞれ密着状態となっているため、噴出孔２１から噴出する注入材に対するシールが三本のリングゴム２３・２４・２５により順に三段階で行えて、注入材のリークを有効に防止できるものとなる。
また、以上のパッカーゴム２２及び三本のリングゴム２３・２４・２５は、既存の注入内管のパッカー部と簡単に交換できる。

以上において、注入外管１の内周面に対する三本のリングゴム２３・２４・２５の密着圧力は注入材の注入圧力以上に設定して安全率を十分に確保する必要がある。
そして、注入外管１の内周面に対して、噴出孔２１に近い側のリングゴム２３の密着圧力が最も小さく、このリングゴム２３に対し次のリングゴム２４の密着圧力が大きく、さらに次のリングゴム２５の密着圧力が最大となるように設定することで、最も効率良く注入材のリークを確実に防止できる。
なお、施工深度に合わせてリングゴムの強度を変えても良い。また、リングゴムの太さや間隔は適宜に設定する。

〔第２実施形態〕
図３は第２実施形態のリング状部を示したもので、図示のように、パッカーゴム２２の外周には、同径に揃えた三本のリングゴム２６が一体に備えられている。
このように、同径に揃えた三本のリングゴム２６としても、前述した第１実施形態と同様に、噴出孔２１から噴出する注入材に対するシールが三本のリングゴム２６により順に三段階で行えて、注入材のリークを有効に防止できるものとなる。

なお、以上の実施形態においては、パッカー部及びリング状部の材質をゴムとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゴムの他にも膨張変形して注入外管に密着できれば任意の材料を採用しても良い。
また、パッカー部及びリング状部の詳細形状や大きさや太さや位置や個数、例えばリング状部を少なくとも二本としたり四本以上としたりしても良い。
そして、注入孔及び噴出孔の位置や構造等も任意であり、例えばリング状部の間隔は適宜に調整可能である。
さらに、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した一実施形態の構成を示すもので、注入外管への注入内管の挿入時を示した一部破断側面図である。 図１のパッカー部膨張時を示した一部破断側面図である。 第２実施形態のリング状部を示した拡大図である。

符号の説明

１ 注入外管
１１ 注入孔
１２ 逆止弁ゴムスリーブ
２ 注入内管
２１ 噴出孔
２２ パッカー部
２３・２４・２５・２６ リング状部

Claims (3)

1. 二重管ダブルパッカー注入工法に用いられ、注入外管の内部に挿入されて、注入材の噴出孔の前後に、注入材の供給時に膨張変形するパッカー部を備える注入内管において、
   前記パッカー部の外周に、注入材の供給時に膨張変形して前記注入外管に密着するリング状部を複数備えることを特徴とする二重管ダブルパッカー注入工法用の注入内管装置。
2. 前記複数のリング状部は膨張変形前の外径が異なっていることを特徴とする請求項１に記載の二重管ダブルパッカー注入工法用の注入内管装置。
3. 前記複数のリング状部は膨張変形前の外径が同じであることを特徴とする請求項１に記載の二重管ダブルパッカー注入工法用の注入内管装置。

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