JPS6323326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地盤の強化または止水などの土質改良
のために施工する薬液注入作業に際し、２液混合
による注入薬液を、１本の注入管を地盤に穿孔挿
入した後で、その上下方向複数個所から一斉に広
範囲にわたつてほぼ一様な条件で過度な圧入が行
われることなく注入できるようにした薬液注入装
置に関する。

軟弱な地盤の強化や掘削工事に伴なう漏水又は
湧水を阻止する目的として、所要の区域の地盤に
薬液を注入し土質の安定化を計る薬液注入工法に
ついては既に種々の技術が開発され、かつ実用に
供されている。しかし乍ら地中に注入ロツドを掘
進挿入して地盤内に上下方向で広い範囲にわたり
薬液の注入を行なう場合は、この注入ロツドを所
要深さまで回転させつつ地盤に穿孔した後、該ロ
ツドを順次段階的に引上げてロツド内を通じて薬
液を所要の区間にわたつて圧入し、或いは予めロ
ツドの先端部から中間部にかけて適宜ピツチで穿
設した吐出孔を通じて薬液を一挙に注入するなど
して広い範囲に薬液の注入を行なう方式が採用さ
れつつあるも、前者のような方式では作業手数が
多くかかり、しかも急激に薬液を地中に圧入しよ
うとするその注入圧によつて地層の軟弱部分や弱
い裂目等に薬液が移行する所謂逃げの現象が発生
して薬液の消費量が多くなり、また局部的な凝結
が生じる欠点があり、従つて緩やかに圧入する必
要性があるため当然作業性が著しく抵下して工費
が嵩む。また後者の方式による場合は、従来では
ロツド内の流動抵抗によつて該ロツドを通じての
圧入薬液が各吐出孔から一定量ずつ噴出せず、対
応する部分が軟弱な個所や所謂抵抗の少ない部分
において多く液が注入されることになり、極端な
場合には一部の孔でのみ液噴出孔としての用をな
さず、均等な薬液注入が行なわれ難いため不安定
な地質改良となり、これまた不都合なものであ
る。勿論作業性も均等な薬液注入をめざすため緩
速注入を行なう必要上能率の向上が期待し難い。

本発明にては斯かる問題点を解決して地盤改良
のために掘削穿孔して挿入する注入管ロツドには
多段にほぼ所定量の注入薬液が低吐出で均等に噴
出するノズル部を設け、該ノズル部は穿孔掘削時
減摩液の圧送注入圧力に対して閉止状態を保ち、
薬液の注入時には内管側薬液の供給圧力を高める
ことで噴出ノズル部の閉止栓を地中に吹き飛ばし
て開口させ、同時に多段に配した各噴出ノズル部
から二液混合した薬液を地盤中に圧入し、必要に
応じて段階的に注入管ロツドを軸線方向に移動さ
せれば該軸線方向の広範囲にわたり均等な薬液注
入が一斉に行ない得るように構成した薬液注入装
置を提供することにある。

即ち、本発明は、ロツド先端に切削刃を備えた
二重管型薬液注入ロツドにおいて：ロツド先端部
には、掘削時外管側に供給する圧力水は液出口を
開いて切削刃部に流し、薬液注入時に内管側に供
給する液圧で外管側から切削刃部に通ずる液出口
を閉鎖するようにした制御弁を設け、中間部のロ
ツド接続体は内管に対して連通する孔を軸心に有
して嵌め合いにより、また外管とは螺合又は溶接
して連結するようにし、かつ該ロツド接続体の中
間連結部には内管と外管との間の環状通路に対応
して複数の上下連通孔を配設し、斯かるロツド接
続体の中間連結部の適宜位置には、軸心に交叉し
て内管側と外管側とに各各連通する極小径の噴射
ノズルを配設して、薬液噴出孔に通ずるようにし
た液噴出片を固設し、該液噴出片の薬液噴出孔に
は、外管側噴射ノズルを閉じて内管側液圧が前記
内管側噴射ノズルを通じ作用すると地盤中に放出
させて薬液の噴出孔を開放する閉止栓を嵌設した
ものである。

以下本発明装置を一実施例について図面により
詳述すれば、第１図乃至第４図において、１は２
重管型の注入管ロツドであり、２は外管、３は内
管で、注入管ロツドの下半部にてそれぞれ所要の
長さにほぼ統一して、その中間部から先端の穿孔
用切削刃４付着部までの間には複数のロツド接続
体１０を介して内外管２，３を接続し、該ロツド
接続体１０を所要の間隔で配設してある。３０は
注入管ロツドの先端に取付くカツタービツト取付
片であり、５は周知の回転接手であつて外管内及
び内管内にそれぞれポンプ（図示せず）からの薬
液供給管が接続されている。

而してロツド接続体１０は第２図乃至第４図に
示す如く、注入管ロツド１としての外管２の外径
とほぼ等しい直径で適宜長さを有し、中心部には
軸線方向に内管３の内径とほぼ等しい直径の中央
孔１１を有し、該中央孔１１の上下両端部には適
宜長さで内管３の端部が嵌挿し得る直径に形成し
た内管嵌挿部１２をそれぞれ設け、また上下両端
外周には外管２端が螺合定着できるようねじ１３
部を所要長刻設してなり、外管２と内管３とを接
続した状態での両管によつて形成される環状空間
部に対応する位置には適宜間隔で複数の上下連通
孔１４を同心円上で軸線に平行して貫通穿設して
ある。ただしこの上下連通孔１４は横断面におい
て中心を通る一直線上で１個所には設けず、また
その反対位置に設けた連通孔１４′は上下に貫通
せずに上側から中間部に設けた液噴出片２０装着
孔１５までにとどめて穿設してある。なお、上下
連通孔については上記に特定されるものではな
く、上下に連通するような公知手段が採用でき
る。更にこのロツド接続体１０の中間部適所には
軸芯を横断する一直線上に液噴出片の嵌挿装着用
の段付き装着孔１５と段付きボルト孔１６とを、
第３図示のように穿設し、該装着孔１５に嵌挿装
着する液噴出片２０はその外径が装着孔１５に嵌
合するよう太径のヘツド部２０′と中央孔１１内
に適宜長さ突出す細径部２０″とからなり、該液
噴出片２０はヘツド部２０′の外周適所と、段部
端面と装着孔段部との間とにＯリングパツキン２
３，２３′を介在せしめて内外のシールが行なわ
れるようになし、更に該液噴出片２０の軸心には
有段の液噴出孔２１を穿設し、その後端にはねじ
孔２２を連接して設け、更に装着時前記外管側の
連通孔１４′に対応する位置には極小径の孔を有
する液噴射ノズル２４部を液噴出孔２１に対して
穿設し、また中央孔１１内に突出した部分の上側
位置には液噴出孔２１に向け極小径の孔を有する
液噴射ノズル２４′部を穿設してあり、この両液
噴射ノズル２４，２４′はセラミツク等超硬質の
物質にて形成された勾配面をもつノズル片を液噴
出片２０に予め穿設した先すぼみ勾配の孔に嵌挿
して接着剤により一体に取り付けてある。そして
この液噴出片２０はその装着孔１５と反対位置の
ボルト孔１６からボルト１７をねじ孔２２に螺合
せしめて締結し、一体的に固着せしめる。なおこ
の際噴射ノズル２４，２４′はいずれも薬液の供
給側（図上上側）に向けて固定される。斯かる液
噴出片２０の液噴出孔２１内には閉止栓２６を嵌
挿し、該液噴出孔２１内周面には外管側に通ずる
液噴射ノズル２４の両側位置でシールリング２５
を嵌設して液の漏出が防止されるようになつてい
る。

次に注入管ロツド１０先端のクラウンカツター
取付片３０は第５図に示す如く、注入管の外径と
合致して適宜長さを有し、上半部３１と下半部３
２に分割したものを一軸上に螺合せしめたものに
して、その上半部３１には中心に内管３の接続嵌
合孔３３を設け、外周上部に注入外管の螺着用雄
ねじ部３４を形成し、内管の接続嵌合孔３３下部
には閉止弁３５の一部を構成するシリンダ３６を
下向きに開口して設け、このシリンダ３６部には
軸心先端部を弁子３５′とするピストン３７を嵌
挿し、斯かる中央部と外周形成部との連結部３
１′には外管側の薬液通孔３９を多数同心円上で
貫通穿設してなり、下半部３２は上半部３１に螺
着した状態で前記閉止弁３５の一部を構成するべ
くシリンダ３６内ピストン３７先端の弁子３５′
が嵌合する通孔３５″を中心に穿設した仕切壁３
８を設け、下部には周知構造のクラウンカツター
のビツトを備えた筒片４０を螺着したものであ
る。なお閉止弁３５をなすピストン３７側の弁子
３５′は外周にＯリングパツキン４１を嵌着して
仕切壁３８の通孔３５″内に嵌挿したとき、該Ｏ
リングパツキン４１にてシールするようになされ
ており、シリンダ３６内と内管嵌挿部３３との間
には連通孔３３′が設けてある。

斯くの如く構成された本発明装置は改良目的地
盤に対して挿入するに際し、従来と同様の手段に
より所定の方向に注入管ロツド１を回転させ（各
接続部での螺合ねじ込み方向に回転させてねじ部
が緩んで外れないようにする）、外管２内側に穿
孔用減摩液（例えば水）を圧入してロツド先端の
クラウンカツター４部に送り掘削して所要深さに
進入せしめる。この際外管２内の流路を通る液に
対して、ロツド接続体１０部分では液噴出孔２１
内に閉止栓２６が嵌挿されており、シールリング
２３，２５と該閉止栓２６とによつて液噴射孔２
１が閉じられているので、この部分に作用する液
圧によつては外部に漏出することはなく（予めこ
のように構成しておく）、またカツター取付片３
０内の閉止弁３５は外管側の通孔３９を流れる液
の圧力に対してピストン３７の頂面側は大気圧又
はそれに近い状態にあるから、弁子３５′突設側
端面に作用する減摩液圧との差圧でシリンダ３６
内にピストン３７が押戻されて通孔３５″から弁
子３５′は離れ、即ち開弁して何等支障なく切削
部に液の供給が行なわれ、注入管ロツドの掘削進
入を促進する。

而して地盤改良目的深度迄注入管ロツド１を進
入させたる後は掘削減摩剤液の供給を停止し、こ
れに代えて周知の凝結用薬液２種を内管３内側に
は例えば硬化助剤液（以下Ｂ液と称する）を、そ
して外管２内側には凝結用主剤液（以下Ａ液と称
する）を、それぞれ供給するのであり、このA.B
両液の供給に際して内管３側に先づ給液が行なわ
れると、ロツド１先端カツター取付片３０内に設
けられた閉止弁３５のピストン３７に直接液圧が
作用して該ピストン３７先端の弁子３５′が通孔
３５″内に押込まれてクラウンカツター取付け部
側への流通を閉鎖し、両薬液の供給は内外両管内
共に該ロツド内に一旦充満した後噴出孔から地盤
に向け噴出することになる。

而して、ロツドに対する給液に際してはＡ，Ｂ
両液ともほぼ等しくして供給圧力を著しく高い圧
力で（例えば100Kg／cm²）ほぼ等量づつ圧送すれ
ば、内外両管２，３内の空間部に流入する液圧に
て各ロツド接続体１０に設けられた液噴出片２０
の噴射ノズル２４′から該液噴出片２０内嵌設の
閉止栓２６後端に液圧が作用して、高圧のＢ液に
より該閉止栓２６は瞬間的に地盤内に吹き飛ばさ
れて液噴出孔２１が開口する。するとＢ液は噴射
ノズル２４′から、またＡ液は外管側に繁がる連
通孔１４′を経て噴射ノズル２４から、それぞれ
該液噴出孔２１内に噴出して、ここで混合すると
同時に地盤側に向けて高速で噴射され、注入管ロ
ツドの回転につれ、その周囲の地盤内に混合され
た薬液が圧入されることになるのである。（第７
図参照） この薬液の地盤に対する圧入は、注入管ロツド
１の下半部において上記したように複数個設けら
れた各噴出孔２１から対応する部分に対して一斉
に行なわれることになるのであつて、この際液噴
出孔２１内に向け先づ流出する噴射ノズル２４，
２４′の孔は極く小径になされていて、供給され
る各薬液の供給圧力が著しく高い圧力で送られて
いるので、適宜間隔で配設された各液噴出孔２１
間における管路中の流動に伴なう液の圧力損失に
よる減圧はいずれの位置においても殆んど無視で
きる状態になり、結果的にほぼ同様の条件のもと
で液の噴出が行なわれることになつて、しかも極
く小径の噴射ノズルを通過させることにより圧力
ヘツドを速度ヘツドに変換して地盤への注入圧力
を低くし、併せて過度の吐出量になるのを防止し
て速度ヘツドにより深部まで薬液を注入すること
ができるので、局部的な薬液の凝結が発生するよ
うなことの防止ができるのである。

またこのように供給圧を高くして注入部では低
吐出で注入することにより、地盤のふくれ上りな
どが生ぜず、注入範囲をほぼ設定できて過度な薬
液注入を防止し、しかも多段位置で一斉に行なう
ことになるから一回の注入操作で上下方向に対し
ての注入範囲を大きくとることができるのであ
り、深度大にして上下に広範囲で注入作業を必要
とする場合には注入管ロツドを目的最深部まで先
に掘進させ、薬液注入操作を行なつた後、第二段
階として適宜寸法上方にロツドを引上げて再び薬
液の注入を行ない、更に必要なればもう一度所要
寸法ロツドを引上げて薬液の注入を行なう、この
操作を繰返せば上下方向にわたり広範囲の薬液注
入作業が注入管ロツド１本の掘進により、当該ロ
ツドからの注入可能な範囲で実施できることにな
り、従来の工法に比べて著しく能率向上が計れる
ようになつたのである。なお、このような操作に
際して当初の薬液注入で地盤中に閉止栓を押出し
た後は、ロツドを引上げて所要箇所で次の薬液注
入を行なうまで各液噴出片２０内の液噴出孔２１
内部には両薬液の供給停止後流入している両薬液
が当該噴出孔２１内で混合状態になつて凝結残留
し、丁度この液噴出孔２１を閉栓状態に保つてい
るので、注入管ロツド１の引上げ移動時この孔部
に土砂が進入するのを阻止する働きをなし、上方
への移動後薬液を圧送して注入動作に移行したと
き、噴出孔２１に対して噴射ノズル２４，２４′
から噴出する高速噴流によつてこの凝結薬剤は閉
止栓同様吹き飛ばされて開口し、注入作業に支障
を来たすことはない。

而して注入管ロツドに設けられる液噴出孔の設
定ピツチは、任意に設定できるが、場合によつて
は比較的間隔を大きく設定し、薬液注入時におい
ては第２回目の薬液注入に際し、液噴出孔の設定
ピツチの例えば1/2長さロツドを引上げて行なえ
ば無理なく少数の液噴出孔を配して有効に広範囲
に薬液の注入が行なえることになり、効果的であ
る。

以上の如く本発明装置によれば１個所で注入管
ロツドを掘削進入させれば、上下方向に所要の範
囲で該ロツドの周囲の地盤を改良できることにな
るので、広範囲にわたる地盤改良に際しても注入
管ロツドの打込み個所数を減らして作業目的を完
遂でき、その結果作業性が著しく向上して経済的
に地盤改良が実施できるようになつたのである。

本発明装置は上記したように上下方向のみなら
ず、横方向にも掘進挿入して使用できることは謂
うまでもない。また必要に応じてロツド接続体は
中間外管と溶接して一体に連結することもでき、
このように構成しても液噴出部で故障が生じたと
きには液噴出片を取外して修理できるので、支障
はない。更にロツド先端部内に設けられる制御弁
としては上記実施例と同様の趣旨に則し、減摩液
の流通管を内管側にした場合、外管側に作用する
液圧により減摩液の切削刃部への流出口を閉じる
ように構成したピストン構造を有する弁子を組込
んだものの採用により対処できるのである。

なお液噴出部の構成については上記の実施例に
限定されるものではなく、例えば第６図に示す如
くロツド接続体１において外管２内側の液と内管
側の液との流路に対して、それぞれ独立した極く
小径孔を有する噴射ノズル片２７，２７′を取付
け、両噴射ノズル片から噴出する液が混合すると
同時に外向きに噴出するように配し、この混合部
をなす孔内に閉止栓２６′を嵌挿しておくような
ことも実施できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明薬液注入装置の一実施例を示すも
のであつて、第１図は全体を示す図、第２図は注
入管ロツドの接続部を示す縦断面図、第３図は液
噴出部の拡大詳細図、第４図は第３図のＡ―Ａ視
図、第５図は注入管ロツド先端のクラウンカツタ
ー取付け片の接続要部拡大断面図、第６図は液噴
出部の別例図、第７図は薬液注入時の噴射態様を
示す図である。 １…注入管ロツド、２…外管、３…内管、４…
穿孔用切削刃、１０…ロツド接続体、１１…中央
孔、１２，３３…内管嵌挿部、１３…ねじ、１４
…上下連通孔、１４′…連通孔、１５…装着孔、
１６…ボルト孔、１７…ボルト、２０…液噴出
片、２１…液噴出孔、２４，２４′…液噴射ノズ
ル、２６…閉止栓、２７，２７′…噴射ノズル片、
３０…カツター取付片、３５…閉止弁、３５′…
弁子、３５″…通孔、３６…シリンダ、３７…ピ
ストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロツド先端に切削刃を備えた二重管型薬液注
   入ロツドにおいて： ロツド先端部には、薬液注入時内管側に供給す
   る液圧で外管側から切削刃部に通ずる液出口を閉
   鎖するようにした制御弁を設け、 中間部のロツド接続体は、内管に対して連通す
   る孔を軸心に有して嵌め合いにより、また外管と
   は螺合又は溶接して連結するようにし、かつ該ロ
   ツド接続体の中間連結部には内管と外管との間の
   環状通路に対応して複数の上下連通孔を配設し、 斯かるロツド接続体の中間連結部の適宜位置に
   は、軸心に交叉して内管側と外管側とに各各連通
   する極小径の噴射ノズルを配設して薬液噴出孔に
   通ずるようにした液噴出片を固設し、該液噴出片
   の薬液噴出孔には、外管側噴射ノズルを閉じて、
   内管側液圧が前記噴射ノズルを通じ作用すると地
   盤中に放出させて薬液噴出孔を開放する閉止栓を
   嵌設したことを特徴とする薬液注入装置。