JP2000303445A - グラウトモニタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先端のグラウトモニタ部までは２重管で構成
された構造簡単でコストの安いグラウトモニタ装置を提
供すること。 【解決手段】 ２重管の外管（１）に掘削水及び高圧エ
アの共通通路（７、２０）を接続し、内管（２）にグラ
ウト材通路（５ａ）を接続し、グラウト材通路（５ａ）
を分岐してグラウト材の圧力で作動する開閉弁（１０）
により、掘削水通路（７）を閉じて高圧エア管（２０）
とするよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボーリング孔を掘
削する掘削水を供給する掘削水通路と、グラウト材を供
給するグラウト材通路と、グラウト材噴射時にグラウト
材噴流を包囲する高圧エアを供給する高圧エア通路、と
を備えたグラウトモニタ装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、軟弱地盤の改良工事を施工する
に際して、ボーリング孔を掘削し、セメントミルク等の
グラウト材をモニタに設けたグラウト材噴射ノズルから
側方或いは半径方向に噴出し、以って軟弱地盤を広範囲
に亘って改良するジェットグラウト工法は、地盤改良の
分野では広く知られている。

【０００３】そして、グラウト材を噴射する際に、グラ
ウト材の到達距離が長い程、１カ所のボーリング孔によ
り地盤改良出来る領域（面積）が広くなるので、グラウ
ト材噴射と同じに、グラウト材の噴流（の周囲）を包囲
する様に高圧エアを噴射し、グラウト材噴流の到達距離
を延長して、一度の施工により地盤改良される領域の面
積を広くする技術も、地盤改良の分野では周知である。

【０００４】ここで、（グラウト材の噴流を包囲する様
に高圧エアを噴射する）上記技術の施工に際しては、ボ
ーリング孔を掘削する掘削水を供給する掘削水通路と、
グラウト材を供給するグラウト材通路と、前記高圧エア
を供給する高圧エア通路、とを設ける事が必要であり、
これら３種類の通路をコンパクトにまとめるために３重
管が必要となる。

【０００５】しかし、３重管はそれ自体の構造複雑であ
り、コスト高となってしまう。特に地中の深い（深度が
大である）領域の地盤改良に際しては、深度が大である
領域に対して、掘削水、グラウト材、高圧エアを長い距
離を隔てた地上側から供給しなければならないので、使
用する３重管の数量が増加するため、コストの問題が非
常に重要となる。

【０００６】さらに、構造が複雑な３重管は重量が比較
的大きく、長い距離では多量の３重管を接続しなければ
ならないので、この重量の問題も深刻となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、構造が
複雑で重量が嵩む３重管を使用する必要が無く、しか
も、掘削水、グラウト材、高圧エアをモニタから噴射す
る事が出来るグラウトモニタ装置を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者は、掘削水は、グ
ラウト材及び高圧エアとは同時に供給することがないこ
とに注目し、地上からグラウトモニタまでを２重管で接
続するように構成すれば、３重管を使用する必要が無く
なることに想到した。

【０００９】本発明のグラウトモニタは、ボーリング孔
を掘削する掘削水を供給する掘削水通路と、グラウト材
を供給するグラウト材通路と、グラウト材噴射時にグラ
ウト材噴流を包囲する高圧エアを供給する高圧エア通
路、とを備えたグラウトモニタ装置において、２重管の
内管で構成されたグラウト材通路はグラウト材通路とバ
ルブ部とを有し、グラウト材通路はモニタ装置に設けら
れたグラウト材噴射ノズルに連通し、前記バルブ部はグ
ラウト材供給時にグラウト材の圧力で閉弁される常開の
開閉弁を具備しており、前記掘削水通路は前記２重管の
外管と連通すると共に、前記開閉弁を設けた個所の上流
側且つ近傍の位置で高圧エア通路と分岐しており、前記
開閉弁は掘削水通路を開閉するように構成されており、
前記掘削水通路が閉鎖された際に前記２重管は高圧エア
通路のみと連通するように構成されていることを特徴と
している。

【００１０】かかる構成を具備する本発明によれば、掘
削水によりボーリング孔を掘削している間はグラウト材
は供給されないので、前記開閉弁は開放状態であり、２
重管の外管から供給される掘削水は開閉弁の下流側の掘
削水通路に供給される。ボーリング孔を掘削した後、地
盤改良用のグラウト材を噴射する際には、２重管の内管
を介して供給されるグラウト材の圧力で前記開閉弁は閉
鎖して、２重管の外管から供給される高圧エアを開閉弁
の下流側の掘削水通路に供給することなく、高圧エア通
路にのみ供給するのである。

【００１１】従って、３重管を使用しなくても、掘削
水、グラウト材、高圧エアをモニタから好適に噴射する
事が出来る。

【００１２】本発明の実施に際して、前記開閉弁は、常
閉に付勢するスプリングと、掘削水通路の段部に形成さ
れた弁座部と、ラバー等の弾性材料で構成された弁体、
とにより構成されるのが好ましい。供給された掘削水等
に異物が混入した場合に、開閉弁が当該異物を噛み込
み、所謂「かじり」状態となってしまう事を防止するた
めである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。

【００１４】図１において、地上側（図の左側）に通じ
る２重管の外管１には、本発明の実施形態にかかるグラ
ウトモニタ装置の第１の管３が螺合されており、内管２
には本体５に螺合された連結金具６が固着されている。

【００１５】そして、本体５には後述する開閉弁１０の
開閉により掘削水或は高圧エアの通路を形成する第１の
掘削水通路７が形成されており、その第１の掘削水通路
７の端部７ａには第２の掘削水通路１７に連結する孔１
５が穿孔され、さらに、溝とラバーリングとで構成され
たシールＳ（以降、同様のシールは符号Ｓで示す）を介
して高圧エアの通路である高圧エア管２０に接続されて
いる。換言すれば、前記掘削水通路（第１の掘削水通路
７）は前記２重管の外管と連通すると共に、前記孔１５
の位置、すなわち、開閉弁１０を設けた個所の上流側且
つ近傍の位置において、前記掘削水通路（第２の掘削水
通路１７）と高圧エア通路（高圧エア管２０）と分岐し
ている。

【００１６】また、本体５の中心部に設けられた孔５ａ
の中間部には、開閉弁１０のステム１０ａが挿入される
孔９が穿孔され、その孔９の側方（図における下方）に
はグラウト材通路８が形成されている。そして、グラウ
ト材通路８の端部には雌ねじが設けられ、シールＳを介
してグラウト通路であるグラウト管２５が螺合されてい
る。

【００１７】さらに、前記の孔９には開閉弁１０のステ
ム１０ａが挿入され、スプリング１１で図の左方向（掘
削方向）に付勢されるように、スプリングシート１９が
圧入されており、スプリングシート１９の端部には弁座
１４が挿入されている。

【００１８】開閉弁１０の端部には弾性部材（例えば、
ラバー）で構成された弁体１２がセットスクリュ１３で
取り付けられている。ここで、符号Ｓはシール、符号４
はグラウト装置の第２の管、符号１５ａは孔１５を加工
のための捨て孔を塞ぐためのめくら蓋をそれぞれ示して
いる。

【００１９】図２は、図１の右端Ｘに連なる部分を分割
図示したものであり、第２の管４、高圧エア管２０、グ
ラウト管２５は何れも図１のそれらと一体である。

【００２０】そして、従来公知の技術で構成される図２
に示す部分は、高圧エア管２０とグラウト管２５と第２
の掘削水通路１７とが分離されており、それらの通路
は、変位図示されているボルト３１で接続部材３０に設
けられた高圧エア通路２０ａ、グラウト通路２５ａに接
続されている。

【００２１】また、それらの通路は第３の管３３および
連結部材３５を介して、詳細な図示を省略したグラウト
材のベント通路を含むノズル部材３６に連結されてお
り、ノズル部材３６には第２の掘削水通路１７に接続さ
れている第３の掘削水通路４０が設けられた掘削水通路
部材３７が変位図示されたボルト３２により締結されて
いる。

【００２２】さらに、掘削水通路部材３７には、チップ
４１、逆止弁４２及び掘削水出口が設けられた先端部材
４５が螺合されている。ここで、符号３６ａはグラウト
用ノズル、３６ｂはエア用ノズル、Ｓは溝とラバーリン
グとで構成されたシールをそれぞれ示している。

【００２３】以下、図１及び図４を参照して、作用につ
いて説明する。

【００２４】まず、図１において、ボーリング孔の掘削
に際して掘削水をモニタに供給する場合は、２重管の外
管１を介して掘削水を供給する。掘削水が供給される段
階では、グラウト材は供給されないので、前記開閉弁１
０は開放された状態（開の状態）となっている。

【００２５】掘削水は外管１から本体５に設けられた第
１の掘削水通路７に入り、開閉弁１０は開の状態である
ため、孔１５を通過して第２の掘削水通路１７を経由し
て、第３の掘削水通路４０（図２参照：図２において、
通路４０は、途中の図示が１部省略されている）から掘
削水出口４３に供給される。なお、掘削水出口４３は、
モニタの先端部に設けられている。

【００２６】掘削水がモニタ先端部へ供給される際に、
その一部は、高圧エア管２０を介してエア用ノズル３６
ｂにも供給される。そのため、エア用ノズル３６ｂから
も水が出るが、モニタは地下方向に掘進するので問題は
ない。

【００２７】ボーリング孔の掘削が終了し、グラウト材
を注入する場合は、外管１を図示しない高圧エア源と接
続し、内管２をグラウト材を注入するグラウト材供給ポ
ンプ（図示せず）と接続する。その状態でグラウト材を
圧送すれば、孔５ａに供給されたグラウト材の圧力で、
開閉弁１０のステム１０ａがスプリング１１の反発力に
抗して掘削側（図中右側）へ移動する。その結果、弁体
１２が弁座１４に係合して、図４で示す様に、開閉弁１
０を閉じる。

【００２８】この際に、弁体１２はラバー等の弾性材料
で構成されているので、弁体１２が弁座１４に座着した
際に異物が混入していても、開閉弁１０に当該異物を噛
み込み、所謂「かじり」状態となってしまう事は防止さ
れる。

【００２９】開閉弁１０が閉じている結果、外管１を介
して供給された高圧エアは、第２の掘削水通路１７を経
由すること無く、高圧エア管２０、高圧エア通路２０ａ
を経て、エア用ジェット３６ｂから噴射される。

【００３０】一方で、グラウト材は開閉弁１０の位置で
分岐されてグラウト材通路８、グラウト管２５、グラウ
ト通路２５ａを経てグラウト用ノズル３６ａから噴射さ
れる。そして、噴射されたグラウト材はその周囲を高圧
エアで包囲されているので、地盤中における到達距離が
非常に長くなる。その結果、半径方向距離（グラウト材
噴流の到達距離に等しい）が大きい範囲に亘って地盤中
にグラウト材が注入され、地盤改良が広範囲に行われ
る。

【００３１】したがって、２重管に連結されたグラウト
モニタ装置により、３重管を用いた場合と同様に掘削水
を用いたボーリング孔の掘削が出来ると共に、グラウト
材噴流を包囲する高圧エアの噴射により、グラウト材噴
流の到達距離を長くして、少しでも広範囲の地盤を改良
することが出来る。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されており、
２重管の外管にまず掘削水を供給してボーリング孔を掘
削し、つぎに掘削水を停止して外管に高圧エア、内管に
グラウト材を同時に供給すれば、グラウト材の圧力で掘
削水通路が高圧エア通路に切り換えられ、注入周囲をエ
アで囲んだグラウト注入が出来る。

【００３３】したがって、２重管で３種類の流体（掘削
水、グラウト材、高圧エア）を供給して地盤改良工法を
施工することが出来て、使用する機器の構造も簡単であ
り、低コストで地盤改良が施工出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すグラウトモニタ装置
の２重管側を示す分割側断面図。

【図２】図１に連なる先端側を示す分割側断面図。

【図３】図２の先端に接続される掘削水出口部を示す断
面図。

【図４】図１の開閉弁が閉じた態様を示す図。

【符号の説明】

１・・・外管 ２・・・内管 ３・・・第１の管 ４・・・第２の管 ５・・・本体 ７・・・第１の掘削水通路 ８・・・グラウト材通路 １０・・・開閉弁 １１・・・スプリング １２・・・弁体 １４・・・弁座 １７・・・第２の掘削水通路 ２０・・・高圧エア管 ２５・・・グラウト管 ３０・・・接続部材 ３５・・・連結部材 ３６・・・ノズル部材 ３７・・・掘削水通路部材 ４０・・・第３の掘削水通路 ４５・・・先端部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボーリング孔を掘削する掘削水を供給す
   る掘削水通路と、グラウト材を供給するグラウト材通路
   と、グラウト材噴射時にグラウト材噴流を包囲する高圧
   エアを供給する高圧エア通路、とを備えたグラウトモニ
   タ装置において、２重管の内管で構成されたグラウト材
   通路はグラウト材通路とバルブ部とを有し、グラウト材
   通路はモニタ装置に設けられたグラウト材噴射ノズルに
   連通し、前記バルブ部はグラウト材供給時にグラウト材
   の圧力で閉弁される常開の開閉弁を具備しており、前記
   掘削水通路は前記２重管の外管と連通すると共に、前記
   開閉弁を設けた個所の上流側且つ近傍の位置で高圧エア
   通路と分岐しており、前記開閉弁は掘削水通路を開閉す
   るように構成されており、前記掘削水通路が閉鎖された
   際に前記２重管は高圧エア通路のみと連通するように構
   成されていることを特徴とするグラウトモニタ装置。