JPH0328526B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業状の利用分野」 この発明は薬液注入装置、時に瞬結グラウトと
緩結グラウトを同一工程て交互に注入する複合注
入に最適な注入装置に関するものである。

「従来の技術」 従来、注入管の先端のグラウトモニター部に薬
液の吐出口を開閉するピストン弁、あるいは二種
の薬液を混合室内に導入して合流混合させるため
の弁孔を開閉するスプール弁を設け、各弁体を注
入薬液の圧送圧力によつて前進させると共に、薬
液の圧送中断時に弁体に装着した戻しバネによつ
て後退させることにより吐出口及び弁孔を開閉し
ながら注入を行なうようにした装置が知られてい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 このように従来の注入装置においては、注入薬
液の圧送圧力により弁体を戻しバネの弾力に抗し
て移動させるため、薬液の圧送圧力及び吐出圧は
戻しバネの弾力によつて制限されると共に、弁孔
又は吐出口の開閉を薬液の圧送及び中断によつて
操作しなければならないため、複合注入などにお
いて薬液の切換え注入操作が不連続となり、しか
も薬液の圧力で弁体を前進させて弁孔又は吐出口
を開放し薬液を吐出させると、圧力減少を生じて
弁体が戻しバネにより後退し弁孔又は吐出口を閉
鎖しようとするため、弁の開閉が不安定となり、
薬液の圧送に脈動を生じやすいの等の欠点があつ
た。

また、従来の注入装置では戻しバネの装着部分
に薬液が流入するようになつているため、流入し
た薬液の硬化により戻しバネが固結されて正常な
バネ機能を失い、注入施工の断続が不可能となる
欠点もあつた。

「問題点を解決するための手段」 この発明は前記従来の課題を解決するために、
薬液以外の圧力流体により前進し、戻しバネによ
り後退する弁体を用いて弁孔を開閉させることに
より、薬液の注入圧を戻しバネの弾力に制限され
ることなく、また薬液の切換え注入時に薬液の圧
送を中断することなく安定的に連続した注入施工
を可能とし、しかも薬液による戻しバネの固結を
防止するようにした合理的な注入装置を提案する
ものである。

「実施例」 以下この発明を図面に示す実施例について説明
すると、図はこの発明に係る注入装置のグラウト
モニタ部の構造を示したもので、外管Ａ、内管Ｂ
及びその内部中心に配した中心管Ｃの三重管構成
になつており、それぞれ後端部において所要数の
接続用の外管、内管及び中心管を順次接続するこ
とにより、所定長さの注入管を構成するようにな
つている。

外管Ａは、先端からドリルビツト１、逆止弁ボ
デイ２、下部注入部ボデイ３、流路ボデイ４、上
部注入部ボデイ５、継手管６等の複数の管状部材
を分解自在に連結一体化して構成されている。内
管Ｂは、外管Ａの上部注入部ボデイ５の内部に互
いに一部を重ね合わせて前後一体に結合したバル
ブ管７ａ，７ｂと継手管８とを分解自在に連結一
体化して構成され、継手管８の外周に設けた放射
状突起又は穴あきフランジ等の突部８′を外管Ａ
の上部注入部ボデイ３と継手管６との継手部間に
挾着固定すると共に、バルブ管７ａ，７ｂの外周
に設けた密封フランジ９ａ，９ｂを外管Ａの上部
注入部ボデイ５の内周面に密接支持することによ
り固定されている。

更に中心管Ｃは、外管Ａの流路ボデイ４の後端
部内に先端を位置する管体１０、その先端部に連
結された密封管１１、密封管１１と略同外径でそ
の後方の管体１０の外周に包着されたゴム又は合
成樹脂のシール部材１２、及び管体１０の後端に
連結された継手管１３とから一体に構成され、継
手管１３の外周に設けた放射状突起又は穴あきフ
ランジ等の突部１３′を内管Ｂの後部バルブ管７
ｂと継手管８との継手部間に挾着固定することに
より内管Ｂの中心部に固定されている。

外管Ａの継手管６及び上部注入部ボデイ５と、
内管Ｂの継手管８及び後部バルブ管７ｂとの間に
は、所定間隙の外流路１４が設けられ、また内管
Ｂと中心管Ｃとの間には所定間隙の内流路１５が
設けられており、各流路１４，１５は各管Ａ，
Ｂ，Ｃにそれぞれ接続用の外管、内管及び中心管
を連結した場合に形成される外流路及び内流路に
連通するようになつている。

外管Ａの下部注入部ボデイ３及び上部注入部ボ
デイ５には、周方向に所定間隔で長穴からなる複
数の吐出口１６，１７がそれぞれ設けられてい
る。また、上部注入部ボデイ５の吐出口１７の周
辺における内周部には、バルブ管７ａ，７ｂ及び
その密封部９ａ，９ｂによつて囲まれた薬液の混
合室１８が設けられている。

内管Ｂのバルブ管７ａ，７ｂの重なり部分に
は、後部バルブ管７ｂを周囲に複数穿設した連通
孔１９を介して外流路１４に連通する迂回路２０
が設けられ、この迂回路２０は後部バルブ管７ｂ
の周囲に複数穿設した弁孔２１を介して混合室１
８に連通されている。

また、前部バルブ管７ａの周囲には、内流路１
５と混合室１８を連通させる弁孔２２が複数穿設
されている。

そして、各弁孔２１，２２の穿設部の外周には
ゴム等の弾性材からなる環状の弁板２３が包着さ
れている。

中心管Ｃの先端部には、先端が閉鎖した筒状の
バルブプランジヤ２４がその内周面を密封管１１
及びシール部材１２に密接して軸方向に進退自在
に取付けられている。このバルブプランジヤ２４
の後端部は、内管Ｂの前部バルブ管７ａの先端部
内に摺動自在に密接して嵌合され、その後部端部
と中心管Ｃの管体１０との間には内流路１５に連
通する切換え流路２５が設けられ、また前部外周
から前方にかけて外管Ａとの間に先端導入部２６
が形成されている。

バルブプランジヤ２４の中間部周囲には、これ
が後退位置にあるとき切換え流路２５と先端導入
路２６に開口して両者を連通し、かつ前進位置に
あるときはシール部材１２によつて閉鎖される複
数の弁孔２７が設けられている。また、バルブプ
ランジヤ２４はその後退位置において内管Ｂの弁
孔２２を閉鎖し、前進位置にあるときは弁孔２２
を開放して内流路１５と混合室１８を連通させる
ように構成されている。

更に、バルブプランジヤ２４の先端にはピスト
ン状のＯリング付きヘツド２４′が突設され、こ
のヘツド２４′はその前方に設けたシリンダ２８
内に進退自在に密接して挿嵌されている。

シリンダ２８は、その周囲に複数の流路２９を
形成して外管Ａの流路ボデイ４の中心部に固定さ
れており、その先端部には軸受３０が取付けられ
ている。

そして、この軸受３０とヘツド２４′との間に
は圧縮コイルバネ等の戻しバネ３１が装着され、
ヘツド２４を介してバルブプランジヤ２４に対し
てその後退方向へ弾圧力を付与している。

軸受３０の中心孔３０′にはロケツト型のプラ
グバルブ３２が挿嵌され、その後端は軸受３０か
ら突出して後退位置にあるプランジヤヘツド２４
の先端に近接して保持されている。

このプラグバルブ３２は、その中間部周囲に形
成した凹溝３３に軸受３０の中心孔３０′内周に
装着したＯリング３４が係合して所定位置に仮止
め保持されており、この状態でバルブプランジヤ
２４がＯリング３４の拘束力以上と圧力で前進す
るとき、そのヘツド２４′に押圧されてＯリング
３４を圧潰又は内周部を切断して前方に突出する
ように構成されている。

従つて、シリンダ２８の内部はその後端をＯリ
ング付きプランジヤヘツド２４′で、かつ先端は
軸受３０及びプラグバルブ３２でそれぞれ常時密
封されて内部に薬液等が進入しないようになつて
おり、この結果内部の戻しバネ３１は薬液等で固
結されることなく常にその弾圧力を発揮してバル
ブプランジヤ２４を正常に後退させることができ
る。

プラグバルブ３２の前方には、下部注入部ボデ
イ３内に前後に摺動可能に嵌合したピストンバル
ブ３５が仮止め保持されている。

このピストンバルブ３５は、その外周面で下部
吐出口１６を閉鎖する後退位置において所定剪断
力で切断可能なシヤーピン３６により下部注入部
ボデイ３に係止されており、その中心部には先端
部がラツパ状に拡開した流路３７が設けられてい
る。

そしてこの流路３７は、プラグバルブ３２が軸
受３０に仮止めされた状態においては流体が自由
に流通できるように開放されており、またプラグ
バルブ３２が前進するときにはその先端部が密に
嵌合して閉鎖されるようになつている。

逆止弁ボデイ２の内部には、弁体３８の弁孔３
９をバネ４０に弾圧されたボール４１により閉鎖
した逆止弁４２が設置されている。

「発明の作用」 以上のように構成されたグラウトモニターを使
用して複合注入施工を行う際には、外管Ａ、内管
Ｂ、中心管Ｃにそれぞれ接続用の外管、内管及び
中心管を連結すると共に、三重管スイベルを上端
に装着して注入管を構成する。

そして先ず、第１，２図に示すように内流路１
５に堀削水を圧送しながら注入管を回転して先端
のドリルビツト１で削孔し、順次所要数の接続管
を連結しながら所定深度に達するまで掘進する。

この場合において、外流路１４及び中心管Ｃ内
には何らの流体も圧送しないため、掘削水は内流
路１５から後退位置にあるバルブプランジヤ２４
内の切換え流路２５及び弁孔２７を通つて先端導
入路２６に流入し、更にシリンダ２８の外周の流
路２９及び開放状態にあるピストンバルブ３５の
中心流路３７を通つて逆止弁４２に至り、このボ
ール４０を後退させながら弁孔３９を通つてドリ
ルビツト１の先端から吐出する。

このようにして所定深度まで掘進した後、順次
注入管を引揚げながら注入を行う。この注入に際
しては、第３図に示すように先ず中心管Ｃ内に薬
液以外の水又は空気等の非硬化性圧力流体を圧送
し、先端のバルブプランジヤ２４を加圧して下降
させ、ヘツド２４′によりプラグバルブ３２を押
圧して前方に突出させ、その先端部をピストンバ
ルブ３５の中心流路３７に密に挿嵌し、これによ
つてドリルビツト１への先端流路を閉鎖する。

次いで、中心管Ｃの圧力流体によりバルブプラ
ンジヤ２４を加圧した状態において、外流路１４
にセメント懸濁液等の瞬結硬化剤（Ｂ液）を圧送
すると共に、内流路１５に緩結薬液（Ａ液）を圧
送する。

外流路１４内を流下したＢ液は連通孔１９から
迂回路２０内に流入し、弁孔２１から弁板２３を
押しのけて混合室１８内に流入する。

一方、内流路１５を流下したＡ液は、バルブプ
ランジヤ２４′の前進により開口している弁孔２
２から弁板２３を押しのけて混合室１８内に流入
し、外流路１４からのＢ液と合流混合して上部吐
出口１７から吐出噴射し、その周辺地盤と注入管
周辺の隙間に注入されて短時間に硬化してパツカ
ーを構成する。

このようにして瞬結注入工程が終了後、中心管
Ｃ内への圧力流体の圧送を停止し、これによつて
バルブプランジヤ２４の加圧を解除すると、第４
図に示すように戻しバネ３１の弾圧力によりバル
ブプランジヤ２４は自動的に後退し、その後端部
で混合室１８の弁孔２２を閉鎖すると共に、弁孔
２７を開放して切換え流路２５と先端導入路２６
を連通させる。

これによつて内流路１５に引続き圧送されてい
るＢ液は、直ちに切換え流路２５、弁孔２７を通
つて先端導入路２６に流入し、更に流路２９から
ピストンバルブ３５の前方に流入し、ピストンバ
ルブ３５を加圧してシヤーピン３６を切断し、ピ
ストンバルブ３５を前進下降させる。

このピストンバルブ３５の下降によつて下部吐
出口１６が開放されるため、Ａ液は吐出口１６か
ら吐出噴射して周辺地盤中に注入される。この場
合、先の瞬結注入によるパツカー効果でＡ液の上
昇逸出が防止され、Ａ液による確実な浸透注入を
行うことが可能となる。

なお、シリンダ２８の周囲にＡ液が満たされて
も、シリンダ２８の後端部はプランジヤヘツド２
４′で、かつ先端は軸受３０及びプラグバルブ３
２でそれぞれ密封されているため、内部にＡ液が
侵入することはなく、戻しバネ３１は恒久的にそ
の機能を発揮することができる。

このようにして１ステツプの瞬結及び緩結注入
工程が終了後、順次注入管を引揚げながら同様に
次段のステツプの注入を行う。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、注入管の中心部
に非硬化性圧力流体を圧送する先端が開口した中
心管を設置し、中心管の先端部の外周に先端部が
閉鎖された筒状のプランジヤを進退自在かつ密封
状に取付けると共に、このプランジヤに後退方向
に弾圧力を付与する戻しバネを装着し、プランジ
ヤの進退作動により中心管周囲に設けた薬液流路
の弁孔を開閉するようにしてなるので、弁孔の開
閉を薬液の圧送及び停止操作に無関係に行うこと
ができ、薬液の注入圧をバネなどに制限されるこ
となく自由に設定することができると共に、弁孔
の開閉作動も確実で薬液の円滑な圧送が可能とな
り、しかも薬液による戻しバネの固結を防止する
ことができ、かつ薬液の切換え注入時に薬液の圧
送を中断することなく安定的に連続した注入施工
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の注入装置の後端部の構成を
示す縦断側面図、第２図は同先端部の構成を示す
縦断側面図、第３図は瞬結注入時におけるこの発
明の注入装置の要部の縦断側面図、第４図は緩結
注入時におけるこの発明の注入装置の要部の縦断
側面図である。 Ａ……外管、Ｂ……内管、Ｃ……中心管、１…
…ドリルビツト、２……逆止弁ボデイ、３……下
部注入部ボデイ、４……流路ボデイ、５……上部
注入部ボデイ、６……継手部材、７ａ，７ｂ……
バルブ管、８……継手部材、９ａ，９ｂ……バル
ブ管密封部、１０……管体、１１……密封管、１
２……シール部材、１３′……継手部材、１３…
…突部、１４……外流路、１５……内流路、１６
……下部吐出口、１７……上部吐出口、１８……
混合室、１９……連通孔、２０……迂回路、２１
……弁孔（上部）、２２……弁孔（下部）、２３…
…弁板、２４……バルブプランジヤ、２４′……
ヘツド、２５……切換え流路、２６……先端導入
路、２７……弁孔、２８……シリンダ、２９……
流路、３０……軸受、３０′……中心孔、３１…
…戻しバネ、３２……プラグバルブ、３３……凹
溝、３４……Ｏリング、３５……ピストンバル
ブ、３６……シヤーピン、３７……流路、３８…
…弁体、３９……弁孔、４０……ボール、４１…
…バネ、４２……逆止弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 注入管の中心部に非硬化性圧力流体を圧送す
   る先端が開口した中心管を設置し、前記中心管の
   先端部の外周に先端部が閉鎖された筒状のバルブ
   プランジヤを進退自在かつ密封状に取付けると共
   に、前記バルブプランジヤの進退作動により前記
   中心管周囲に設けた薬液流路の弁孔を開閉するよ
   う構成され、前記バルブプランジヤの先端部はそ
   の前部に設けたシリンダ内に進退自在かつ密封状
   に挿嵌され、前記シリンダにはその先端部に軸受
   を設け、この軸受の中心孔にプラグが前記バルブ
   プランジヤの前進力で前方に突出可能に保持さ
   れ、前記バルブプランジヤ先端と軸受との間の前
   記シリンダ内に前記バルブプランジヤの先端部に
   後退方向に弾圧力を付与する戻しバネを装着して
   なることを特徴とする薬液注入装置。 ２ シリンダの前方には、所定押圧力により前進
   可能に外管内に保持され、その前進時に外管に設
   けた注入口を開放するピストンバルブを設け、こ
   のピストンバルブにはプラグの前進時にその先端
   部が挿嵌して閉鎖される掘削水流路を中心に設け
   てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の薬液注入装置。 ３ 薬液流路は、中心管とその周囲に設けた内管
   との間に形成した内流路と、前記内管と外管との
   間に形成した外流路、及びバルブプランジヤ前半
   部外周からピストンバルブ先端部にかけて外管の
   内周部に形成した先端導入路とからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第２記載の薬液注入装
   置。 ４ 内管先端部の内流路内には、その内周部に摺
   動自在にバルブプランジヤの後端部を挿嵌し、こ
   のバルブプランジヤの内周面と中心管の外周部間
   に前記内流路に連通する切換え導入路を設けてな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   薬液注入装置。 ５ 弁孔は、バルブプランジヤの中間部に設け、
   このバルブプランジヤが後退位置にあるとき切換
   え導入路と先端導入路とを連通するように開放さ
   れ、かつバルブプランジヤが前進位置にあるとき
   中心管の先端部外周に設けた閉鎖部材によつて閉
   鎖されるようにしてなることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の薬液注入装置。 ６ 内管の先端部とその周囲の外管との間には外
   管に設けた注入口に連通する混合室を設けてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の薬
   液注入装置。 ７ 弁孔は、内管の先端部に混合室に連通して設
   け、バルブプランジヤが後退位置にあるときその
   後端部で閉鎖され、かつバルブプランジヤが前進
   位置にあるとき内流路と前記混合室を連通させる
   ようにしてなることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の薬液注入装置。 ８ 内管には、外流路に連通し、かつ弁孔を介し
   て混合室に連通する迂回路を設けてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載の薬液注入装
   置。