JPH0421009B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、地盤改良のための薬液注入におい
て、深さ方向に異つた注入口から種別または性状
の異なる薬液たとえば瞬結性薬液および緩結性薬
液を、それぞれ短時間吐出を交互に繰返しながら
注入する装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

瞬結性薬液と緩結性薬液とを併用する工法は、
特公昭58−30966号公報発明や特願昭55−102201
号発明によつて教示がある。この種のいわゆる複
合注入工法は、地盤性状に応じてきめ細かな注入
を行える等の利点がある。

しかるに、きめ細かな注入を行うためには、単
位注入量を低くすればよいことが従来から知られ
ている。しかし、従来の注入ポンプでは、低単位
注入量の注入を行い難い、あるいは低単位注入量
とする分に見合うだけの改良効果が得られない、
しからば注入量をある程度増すことによつて所期
の改良効果を満たすという考えの下に、従来の単
位注入量は通常最低12／minを超えるものとさ
れていた。

他方、注入ポンプについてみれば、注入に当つ
て可能な限り脈動を無くすのがきめ細かな注入を
可能とするものであるとの考えの下に、たとえば
４筒２連プランジヤーポンプを使用する場合、Ａ
液側の１つのプランジヤーが吐出過程に入る場合
には、他のプランジヤーが吸込過程に入るように
なし（Ｂ液側についても同様）ている。

〔発明の目的〕 本発明者は、前記従来技術を根本的に見直して
考究したところ、次の知見を得た。すなわち、第
１にあらゆる地盤に対してき細かな注入により改
良を図る場合、やはり瞬結性薬液を用いた複合注
入工法が最適であり、しかも瞬結性薬液と緩結性
薬液とを注入管内で流路を切替えながら行うので
あれば、切替作業に手間がかかるばかりでなく、
本発明のような交互注入を行うことができないの
で、使用する注入管は３流路以上のものが好まし
いことが判明した。

第２に一旦瞬結性薬液による改良ゾーン形成
後、それより先端に緩結性薬液を注入するとすれ
ば、瞬結性薬液の注入による地盤変形は少なから
ず生じるし、緩結性薬液は既に形成された瞬結性
薬液による改良ゾーンの存在によりそれがパツカ
ーとなり基部側への流出は注入管の近傍で一時的
には防止できるけれども、前方および水平方向に
ついては、水による希釈を受けたり、間隙に沿つ
て逸失したりすることが生じる難点があり、また
瞬結性薬液と緩結性薬液を同時に注入する工法で
は、緩結性薬液を注入する時点では瞬結性薬液に
よる改良ゾーンがすでに形成されてしまつている
ことが多いので、そこを緩結性薬液が割つて均質
に周辺へ注入することがなかなかできない。すな
わち、瞬結性薬液による改良ゾーンが既に形成さ
れているときに、緩結性薬液を注入すると、これ
は瞬結性薬液の改良ゾーンの弱い個所を割裂さ
せ、その始めのクラツクを通して主に注入されて
しまい均質な注入が行なわれ難い。また基部側注
入口と先端側注入口とをかなり離してみても、施
工結果からみても均質な注入が行なわれていない
ことがある。

これに対して、交互注入によれば、徐々に瞬結
性薬液による改良が行なわれているときに、徐々
に緩結性薬液が注入されるので、緩結性薬液は無
理なく全方位に瞬結性薬液ゾーンを割つて均質に
注入される。しかも、実施工の結果からして、理
由は定かではないが（均質注入が可能であること
の理由かもしれないが）、従来の２通りの複合注
入の場合より強度が大きい。

したがつて、瞬結性薬液と緩結性薬液との交互
注入が、地盤変形を殆んど生じさせない、注入薬
液量が少くても改良効果が大きいことも得られた
大きな知見である。

第３に、従来は可能な限り注入ポンプの脈動を
無くすのが良好な注入を行う上で好ましいとされ
てきたけれども、実際交互注入との関係で脈動注
入ポンプを使用すると、こうした考えは全く誤り
であり、さらに本発明に従う注入ポンプによれば
容易かつ小型の注入ポンプにより低単位注入量の
注入が可能となり、きめ細かな注入を行うことが
できることが明らかとなつた。

このように、本発明の目的は、薬液の流出およ
び地盤の変形が少く、薬液使用量が少くとも大き
な改良効果が得られ、また注入ポンプの小型化が
可能な薬液注入工法の実施に適した装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

この目的を達成するための本発明装置は、３流
路以上を有し、その２流路を用いて第１薬液が注
入管の基部側に形成された第１注入口から注入さ
れ、前記２流路以外の他の流路を用いて前記第１
薬液と異なる第２薬液が前記第１注入口より先端
側の第２注入口から注入されるようになつた注入
管と、それぞれ吸込口および吐出口を有し、第１
および第２が第１薬液吐出用、第３および第４プ
ランジヤーが第２薬液吐出用となり、かつそれぞ
れにプランジヤーを内装する第１〜第４プランジ
ヤーボツクスを備えたプランジヤーポンプとを備
え、前記第１および第２プランジヤーによる吐出
液が合流して第１注入口から、第３および第４プ
ランジヤーによる吐出液が合流して第２注入口か
らそれぞれ注入されるようになし、前記プランジ
ヤーポンプにおいて、互いに同時に駆動されるよ
うにした第１および第２プランジヤーの駆動と、
互いに同時に駆動されるようにした第３および第
４プランジヤーの駆動とは、一方対の吐出動作が
終了したとき他方対の吐出動作が開始するように
したことを特徴とするものである。

〔発明の具体例〕

次に本発明を図面に示す第１薬液として瞬結性
薬液を、第２薬液として緩結性薬液を用いた具体
例によつてさらに詳説する。

第１図は本発明装置を適用する場合の薬液注入
法例の基本的概念を示したもので、３流路注入管
１を用い、その基部側に第１注入口１８を、先端
側に第２注入口２０を形成しておき、瞬結性薬液
G_Sを構成するＡ、Ｂ液は２流路を用いて独立し
て第１注入口１８近傍まで導き、合流、混合させ
た後、第１注入口１８から注入する。緩結性薬液
G_Lを構成するＣ，Ｄ液はスイベルの手前でＹ字
管等によりまたはスイベル内で合流させた後、他
の１流路を用いて、第２注入口２０から注入す
る。

本発明においては、薬液G_SおよびG_Lの単位注
入量が12／min以下、好ましくは６／min以
下、１／minまでの低注入量とされ、ゆつくり
加圧浸透注入するようにする。また薬液G_Sおよ
びG_Lの単位注入時間Ｔは、0.1〜10秒とされ、か
つたとえば瞬結性薬液G_Sの注入後、緩結性薬液
G_Lを注入する短時間交互注入を行う。

この交互注入を前進または引上げ、あるいはそ
れらの組合せにて所定深さ範囲の地盤改良を行
う。

次いで、施工の簡便性の点で好ましい引上げ方
式による施工法を第２図によつて説明すると、ま
ずａ図のように穿孔水Ｗを供給するとともに、注
入管１に回転力および圧入力を与えながら所定深
度まで削孔する。次にｂ図のように、瞬結性薬液
G_Sを注入し、短時間後、Ｃ図のように緩結性薬
液G_Lを注入することを、交互に繰返すとともに、
注入管１に回転力と引上げ力とをまたは引上げ力
のみを与えながら、ｆまで行い、最後に注入管１
を撤去する。

このような交互注入によると、複合注入本来の
効果はもとより、瞬結性薬液G_Sおよび緩結性薬
液G_Lが低単位吐出量で注入されるので、無理に
地盤を圧迫せずきめ細かな注入が可能となり、少
い薬液量で改良効果の大きな注入を行うことがで
きる。そして瞬結性薬液G_Sは短時間の休止時間
を置きながらも連続的に注入されるので、同様に
連続的に注入される緩結性薬液の流出あるいは逸
走を補償するようになり、この点でも確実な改良
を行うことができる。

一方、３流路にしろあるいは４流路注入管にし
ろ、注入管内で流路の切替を行うことなしに注入
する場合、第３図のように、４連２筒プランジヤ
ー注入ポンプを２台P₁，P₂必要とするのに対し
て、本発明法を行う場合、第４図または第５図に
示すように、１台の４連４筒プランジヤー注入ポ
ンプで足りる。

第３図において、２はクランク軸で、第１〜第
４ピン２ａが順次180度の位相ずれを有しており、
これらにコネクチングロツド３を介して第１〜第
４プランジヤー４ａ〜４ｄが配されている。５は
吸込口の弁、６は吐出口の弁である。この場合、
第１および第２プランジヤーに対するＡ液の吸込
ホース７および吐出ホース８は共通しており、第
１プランジヤー４ａが吐出工程の場合、第２プラ
ンジヤー４ｂは吸込工程となつており、Ａ液を吐
出する場合、脈動を無くするようにしてある。Ｂ
液に関しても同様である。そしてポンプP₁によ
りＡ、Ｂ液を吐出して瞬結性薬液G_Sを構成し、
ポンプP₂によりＣ，Ｄ液を吐出して緩結性薬液
G_Lを構成する。

これでは２台のポンプP₁，P₂が必要となり、
はなはだ不経済であるし、特に高粘性の薬液を用
いる場合など、少量の薬液の吸込および吐出が不
可能であり、低単位注入量の注入には適しない。

これに対して、第４図のように、クランク軸
２′のピン２′ａとピン２′ｂとを180度の位相ずれ
となし、ピン２′ａに第１および第２プランジヤ
ー４ａ，４ｂを共通的に連結し、ピン２′ｂに第
３および第４プランジヤー４ｃ，４ｄを共通的に
連結するとともに、各プランジヤー４ａ〜４ｄに
対して、それぞれ吸込ホース７および吐出ホース
８を接続しておき、クランク軸２′の半回転ごと
瞬結用薬液G_Sおよび緩結性薬液G_Lの交互注入を
行う。

また、第５図のように、従来のクランク軸２を
用いて改造することもできる。

さらに、上記例は機械式の駆動例であるが、油
圧型プランジヤーポンプの場合には、各プランジ
ヤーに油圧系を設け、油圧制御弁の開閉タイミン
グを制御して交互注入すればよい。

次に、本発明において好適な注入管例を示す。

第６図〜第１１図は３流路注入管の構造を、施
工過程と共に示したもので、第６図は削孔過程に
おいて穿孔水Ｗを送給する工程、第７図は瞬結性
薬液G_SのＡ，Ｂ両液を供給し、第１注入口１８
から合流液G_Sを注入する工程、第８図はＣ，Ｄ
液による緩結性薬液G_Lを第２注入口２０から注
入する工程、第９図はステツプアツプ（引上げ）
後、瞬結性薬液G_Sを注入する工程、第１０図は
ステツプアツプ後において緩結性薬液を注入する
工程、第１１図は注入休止あるいは注入完了後、
洗浄水W′にて注入装置内を洗浄する工程をそれ
ぞれ示す。

なお、図面は先端装置部分のみを示してあり、
この基部にはたとえば３流路管からなる本体管が
設けられ、さらにスイベルに連つている。

図面中の符号１０は第１外管、１２は第２外
管、１４は先端にビツト16を有する先端管で、順
次先端側へ螺合連結されいる。第１外管１０に
は、第１注入口１８が放射方向に貫通してかつ周
方に複数形成され、この第１注入口１８の近傍を
もつて外管の第１注入口部分が構成されている。
また第２外管１２には、第１注入口１８に対して
深さ方向に間隔を置いて、第２注入口２０が放射
方向に貫通してかつ周方向に複数形成され、この
第２注入口２０の近傍をもつて外管の第２注入口
部分が構成されている。

他方、第１外管１０内には、有底状弁座部２２
ａおよびこれと螺合により一体となつた接手管部
２２ｂを有するスプール弁２２が移動自在に内装
されている。また第１外管１０内には、中接手２
４がこれと螺合により一体化され、第１外管１０
の基部と接手管部２２ｂとの間に間隙をもつて同
心的に設けられている。かくして、本体管（図示
せず）の（最）内管に接手管部２２ｂの基部が挿
嵌し、中接手２４が中（間）管に挿嵌することに
より、内管を通して送給されるＡ液が接手管部２
２ｂ内のＡ液路２６に入り、内管と中管との間隙
を通るＢ液が、接手管部２２ｂと中接手２４との
間隙のＢ流路２８に入り、さらに本体管の外管と
中管との間隙を通る穿孔水Ｗまたは緩結性薬液
G_Lが中接手２４と第１外管１０の基部との間の
Ｃ流路３０に導かれる。

Ａ液は、その送給時には逆止弁３２をスプリン
グ３４の付勢力に抗して押し下げた後、弁座部２
２ａに形成された複数の吐出口３６から第１注入
口１８の背後において第１外管１０とスプール弁
２２との間隙により構成された混合室３８へ吐出
され、他方Ｂ液は、その送給時には、接手管部２
２ｂの肩部分を介してスプール弁２２全体を押し
下げながら混合室３８へ吐出される。そしてＡ，
Ｂ両液は混合室３８内において向流的に合流混合
された後、瞬結性薬液G_Sとして第１注入口１８
から周辺地盤へと注出される。

一方、第１外管１０の先端面と第２外管１２の
内面の段部とに規制され止環４０が設けられてい
る。この止環４０内には先が円錐状となつた閉塞
弁４２が設けられ、この閉塞弁４２は、当初にお
いては、Ｏリング４４が設けられているため、止
環４０から前方へ抜け出ることなくスプール弁２
２の先端面に隣接して配されている。さらに、第
１外管１０および止環４０の内厚部分には軸心と
平行してＣ流路を構成する複数の連通孔４６，４
８が形成され、その結果穿孔水Ｗまたは緩結性薬
液G_Lは、Ｃ流路３０から連通孔４６，４８を抜
けて止環４０の前方へ導かれる。

５０は環状弁で、第２外管１２にスプリング５
２に付勢された状態で移動自在に内装されてい
る。環状弁５０は、その先端部はその外面が第２
外管１２の内径と一致され、基端側はその外面が
第２外管１２の内径より小とされ、したがつて第
２外管１２との間において環状路５４を構成して
いる。そして、削孔時および瞬結性薬液注入時に
は、第６図、第７図、第９図に示すように、スプ
リング５２により環状弁５０が基部側へ付勢され
ている関係上、環状弁５０が第２注入口２０を閉
塞し、緩結性薬液の注入時および洗浄時には、第
８図、第１０図および第１１図に示すように、閉
塞弁４２を介して環状弁５０が先端側へ押し下げ
られる関係止、第２注入口２０を開口する。また
環状弁５０の基端開口に対して、第６図の状態で
は、閉塞弁４２の先端が遊びをもつて挿入された
状態にあり、閉塞弁４２が止環４０から押し出さ
れた後は（第７図〜第１１図）、閉塞弁４２が密
嵌して閉塞するようになる。また、第１１図の状
態から第７図の状態への復帰は、薬液の送給を停
止することにより、今まで押し下げられていたス
プリング５２の反発復帰力を利用して環状弁５０
および閉塞弁４２を基端側に移動させることによ
り行う。

このように構成された装置においては、次のよ
うな作動をする。

まず、注入管に回転力と圧入力を与えながら、
第６図のように、穿孔水Ｗを供給し、これをＣ流
路３０、連通孔４６，４８を通し、閉塞弁４２と
環状弁５０の基端開口との間を抜けて環状弁５０
内の内路５６に導き、さらに噴出口５８から前方
へ噴出させつつ、所定深度までの削孔を行う。

所定深度まで達したならば、第７図のように、
Ａ液路２６およびＢ液路２８にそれぞれＡ，Ｂ両
液を供給し、Ｂ液の送給圧によつてスプール弁２
２を押し下げながら、混合室３８において合流混
合させ第１注入口１８から瞬結性薬液G_Sを注入
する。このとき、スプール弁２２の押下げに伴つ
て、閉塞弁４２が止環４０から抜け出て、環状弁
５０の基端開口に密嵌してそこを閉塞する。

次に、注入管を移動させることなく、同一位置
で、Ｃ流路３０に、予めスイベルの手前のＹ字管
等で合流させた緩結性薬液G_Lを導き、これを連
通孔４６，４８に通す。止環４０を出た薬液G_L
は、閉塞弁４２による環状弁５０の閉塞に伴つ
て、行き場がないので、環状弁５０の先端部の張
出部および閉塞弁４２の基端面に圧力を作用さ
せ、環状弁５０を押し下げながら、環状路５４を
通つて第２注入口２０から注入される。

次に、注入管を所定長ステツプアツプし、次の
ステツプにおいて、第９図のような同様な作動に
よる瞬結性薬液G_Sの注入および第１０図のよう
な同様な作動による緩結性薬液G_Lの注入がなさ
れる。

その後、順次ステツプを引上げ、各ステツプに
おいて薬液G_S，G_Lの注入を行い、最終的に徹去
する前に、Ａ、Ｂ、Ｃ流路２６，２８，３０に洗
浄水W′を供給し、第１および第２注入口１８，
２０から注出させながら各流路の洗浄を行う。

他方、第１２図のように、切替弁５０′の周壁
に流入口５０′ａを形成し、これをキヤツプ状閉
塞弁４２′により閉塞もしくは開口するようにし
てもよい。

なお、緩結性薬液G_Lを、注入管先端から吐出
させるのであれば、スプール弁２２は移動自在と
することなく、第７図の状態で位置決固定してお
き、また閉塞弁４２および環状弁５０は不要であ
る。

他方、４流路注入管を用いてもよく、たとえば
特開昭57−96119号公報等の公知のものを用いる
ことができる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、低単位注入量お
よび短単位注入時間による交互注入であるから、
地盤変形や薬液の流出もしくは逸失を生じること
なく、少い薬液量で効果の大きい地盤改良を行う
に適しており、しかも注入ポンプが１台で足り、
かつ特別の改良を施すことなく従来の注入ポンプ
の部分的改良で足り経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を適用する薬液注入法例を
概念的に示す説明図、第２図ａ〜ｆは引上げ方式
による旋工例を示す断面図、第３図は従来の注入
ポンプの使用例を示す概要図、第４図および第５
図は本発明に係る注入ポンプ例を示す概要図、第
６図〜第１１図は３流路注入管の構造およびその
作動を施工過程順に示した縦断面図、第１２図は
注入管の変形例を部分的に示した縦断面図であ
る。 １……注入管、２，２′……クランク軸、２ａ，
２′ａ……ピン、４ａ〜４ｄ……プランジヤー、
７……吸込ホース、８……吐出ホース、１８……
第１注入口、２０……第２注入口、G_S……瞬結
性薬液、G_L……緩結性薬液、Ａ，Ｂ……瞬結性
薬液を構成する液、Ｃ，Ｄ……緩結性薬液を構成
する液、Ｗ……穿孔水、W′……洗浄水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３流路以上を有し、その２流路を用いて第１
   薬液が注入管の基部側に形成された第１注入口か
   ら注入され、前記２流路以外の他の流路を用いて
   前記第１薬液と異なる第２薬液が前記第１注入口
   より先端側の第２注入口から注入されるようにな
   つた注入管と、それぞれ吸込口および吐出口を有
   し、第１および第２プランジヤーが第１薬液吐出
   用、第３および第４プランジヤーが第２薬液吐出
   用となりかつそれぞれにプランジヤーを内装する
   第１〜第４プランジヤーボツクスを備えたプラン
   ジヤーポンプとを備え、前記第１および第２プラ
   ンジヤーによる吐出液が合流して第１注入口か
   ら、第３および第４プランジヤーによる吐出液が
   合流して第２注入口からそれぞれ注入されるよう
   になし、前記プランジヤーポンプにおいて、互い
   に同時に駆動されるようにした第１および第２プ
   ランジヤーの駆動と、互いに同時に駆動されるよ
   うにした第３および第４プランジヤーの駆動と
   は、一方対の吐出動作が終了したとき他方対の吐
   出動作が開始するようにしたことを特徴とする薬
   液注入装置。