JPS6040412A - 薬液注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
向に異った注入口から種別寸たけ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工法およびその装置に
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５
８’−３０９６６号公報発明や特願昭５５−１０２２０
１号発明によって教示がある。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Ｏしがるに、きめ細かな注入を行うために
は、単位注入量を低くす扛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っ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１２１／＝を
超えるものとさｎていた。

他方、注入ポンプについてみれば、注入に当って可能な
限り脈動を無くすのがきめ細７５＼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つのプランジャ
ーが吐出過程に入る場合には、他のプランジャーが吸込
過程に入るようになしく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開して考究した
ところ、次の知見を得た。すなわち、第１にあらゆる地
盤に対してきめ細か々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、そ扛よ
シ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す生じるし、緩結性薬液
は既に形成さ扛た瞬結性薬液による改良ゾーンの存在に
よりそれがパッ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、間隙に沿って
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
に形成されてし捷っていることが多いので、そこを緩結
性薬液が割って均質に周辺へ注入することがなかなかで
きない０すなわち、瞬結性薬液による改良ゾーンが既に
形成さ扛ているときに、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
始めのクラックを通して主に注入されてしまい均質な注
入が行なわれ離い。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
が行なわしていないことがある。

こ扛に対して、交互注入によｎ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
薬液ゾーンを割っ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９の
複合注入の場合より強度が太きい。

したがって、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貸せない、注入薬液量が少くても
改良効果が大きいことも得ら牡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ｎ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
注入ポンプによル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った。

きな改良効果が得られ、また注入ポンプの小型化か可能
な薬液注入工法およびその装置を提供することにある。

〔発−〇構成〕

この目的を達成するため本発明法は、３流路以上の注入
管を用い、その２流路を用いて第１薬液を注入管の基部
側に形成した第１注入口から注入し、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薬液を前記
第１注入口より先端側の第２注入口から注入するもので
あって、前記第１薬液および第２薬液を、その各単位吐
出量が１２１７ｍｍ以下、各注入吐出時間が０．１〜１
０秒、かつ注入が交互に行われるよう注入することを特
徴とするものである０また、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ｎ、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ｐ先端側の第２注入口から注入さ扛るよ
うになった注入管と、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
が４２薬液吐出用となり、かつそれぞれにプラノジャー
を内装する第１〜゛第４プランジャーボ、クスを備えた
プランジャーポンプとを備え、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
入口からそ几ぞれ注入されるようになし、前記プランジ
ャーポンプにおいて、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、−力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ってさら
に詳説する０ 第１図は本発明法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Ｇｓ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１
８から注入する。緩結性薬液ＱＬを構成するＣ９Ｄ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ＧｓおよびＧＬの単位注入量が
１２　ｇｍ＝以下、好ましくは６１７ｍ１ｎ以下の低注
入量とされ、ゆっくシ加圧浸透注入するようにする。ま
た薬液ＧｓおよびＧＬの単位注入時間Ｔは、０．１〜１
０秒とさ扛、かつたとえば瞬結性薬液Ｇｓの注入後、緩
結性薬液ＱＬ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図によって説明すると、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Ｇｓを注入し、短時間後、
（０図のように緩結性薬液ＱＬ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ｔ
たは引上げ力のみを与えながら、（ｆ）　ｔ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Ｇｓおよび緩結性薬液ＧＬ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Ｇｓは短時
間の休止時間を置きながらも連続的に注入さｎ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対して、本発明法を
行６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９る。

第３図において、２はクランク軸で、第１〜第４ピン２
ａが順次１８０度の位相ずれを有しており、これらにコ
ネクチングロッド３を介して第１〜第４プランジヤー４
ａ〜４ｄが配されている。５は吸込口の弁、６は吐出１
コの弁である。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は吸込工程となってお９、Ａ液を吐
出する場合、脈動を無くするようにしである。Ｂ液に関
しても同様である。そしてポンプＰ１によ、ＯＡ、Ｂ液
を吐出して瞬結性薬液Ｇｓを構成し、ポンプＰ２により
Ｃ，Ｄ液を吐出して緩結性薬液ＧＬを構成する。

こｎでは２台のポンプＰ＋　、　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とビン２’ｂとを１８０度の位相ず扛となし、ピ
ン２’ａＫ第１および第２プランジャー４ａ、４ｂを共
通的に連結し１．ビン２’ｂに第３および第４プランジ
ャー４ｃ、４ｄを共通的に連結するとともに、各プラン
ジャー４ａ〜４ｄに対して、そ汎ぞれ吸込ホース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Ｇｓおよび緩結性薬液ＧＬ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ちるが、油圧型プラ
ンジャーポンプの場合には、各プランジャーに油圧系を
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ｎばよい。

次に、本発明において好適な注入管例を示す〇第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ＧｓのＡ、Ｂ両液を供給し
、第１注入口１８から合流液Ｇ８を注入する工程、第８
図はＣ，Ｄｉによる緩結性薬液ＧＬを第２注入口２０か
ら注入する工程、第９図はステップアップ（引上げ）後
、瞬結性薬液Ｇｓを注入する」程、第１０図はステップ
アッ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
にスイベルに連っている。

図面１０は第１外管、１２は第２外管、１４は先端にビ
ット１６を有する先端管で、順次先端側へ螺合連結され
ている。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向に複数形成さ扛、この第１注入口
１８の近傍をもって外管の第１注入口部分が構成さｎ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２゜が放射方向に
貫通してかつ周方向に複数形成さｎｌこの第２注入口２
０の近傍をもって外管の第２注入口部分が構成さ扛てい
る。

他方、第１外管１０内には、有底状弁座部２２ａおよび
これと螺合により一体となった接手管部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２４がこれと螺合により一体化
さ扛、第１外管１０の基部と接手管部２２ｂとの間に間
隙をもって同心的に設けらｎ、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扛るＡ液が接手管部２２ｂ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９
、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ＧＬ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ｎ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２２ａに形成さ
ｎ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との間隙によ多構成さ
ｎ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２２ｂの肩部分を介してスプール弁２２全
体を押し下けながら混合室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
混合さ几た後、瞬結性薬液ＧＳ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
部とに規制さ几止環４０が設けられている。この止環４
０内には先が円錐状となった閉塞弁４２が設けら扛、こ
の閉塞弁４２は、轟初においては、ＯＩＪング４４が設
けられているため、止環４ｏがら前方へ抜は出ることな
くスプール弁２２の先端面に隣接して配さ扛ている。さ
らに、第１外管１ｏおよび止環４ｏ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４６．４８が
形成され、その結果穿孔水Ｗまたは緩結性薬液ＧＬは、
Ｃ流路３ｏがら連通孔４６．４８を抜けて止環４ｏ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５２に付勢
さｎた状態で移動自在に内装さ几ている。環状弁５ｏ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、したがって第２外管１２との間において環状路５４
を構成してｂ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５ｏが基部側へ付勢されている関
係上、環状弁５ｏが第２注入口２ｏ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上、第２注入口２０を開
口する。また環状弁５ｏの基端開口に対して、第６図の
状態では、閉塞弁４２の先端が遊びをもって挿入さＩ″
した状態にあシ、閉塞弁４２が止環４ｏがら押し出さｆ
′した後は（第７図〜第１Ｉ図）、閉塞弁４２が密嵌し
て閉塞するようになる。

このように構成さ扛た装置においては、次のような作動
をする。

捷ず、注入管に回転力と圧入力を掬えながら、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が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２
６およびＢ液路２８にそ扛ぞｔ’ＬＡ、Ｂ両液を供給し
、Ｂ液の送給圧によってスプール弁２２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が
ら瞬結性薬液Ｇ８を注入する。このとき、スプール弁２
２の押下げに伴って、閉塞弁４２が止環４ｏがら抜は出
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３ｏに、予めスイベルの手前の７字管等で合流させた
緩結性薬液ＧＬを導き、これを連通孔４６．４８に通す
。止環４ｏを出た薬／ｆｆ１ＧＬは、閉塞弁４２による
環状弁５ｏの閉塞に伴って、行き場がないので、環状弁
５ｏ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５ｏを押し下げながら、環状路５４
を通って第２注入口２ｏがら注入さｎる。

次に、注入管を所定長ステップアンプ１次のステップに
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ょる緩結
性薬ｆｆＧＬの注人がなさ扛る〇 その後、順次ステップを引上げ、各ステップにおいて薬
液ＧＳ、ＧＬの注入を行い、最終的に撤去する前に、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から注出させなから各
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、こ扛をキャップ状閉塞弁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ＧＬを、注入管先端から吐出させるの
であ扛ば、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、捷た閉塞弁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５
７−９６１１９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ことができる。

また、本発明装置によれば、使用により上記効果かもた
らさ几るとともに、注入ポンプが１台で足り、かつ特別
の改良を施すことな〈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図は本発明法を概念的に示す説明図、第２図（ａ）
〜（ｆ）は引上げ方式による施工例を示す断面図、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列を示す概要図、
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Ｏｌ・・注入管　
２，２′・・クランク軸　２ａ、２″ａ・・ピン　４ａ
〜４ｄ・・プランジャー　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　ＧＬ・・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 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）３流路以上の注入管を用い、その２流路を用いて
   第１薬液を注入管の基部側に形成した第１注入口から注
   入し、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薬液を前記第１注入口よシ先端側の第２注
   入口から注入するものであって、前記第１薬液および第
   ２薬液を、その各単位吐出量が１２４／ｍ以下、各注入
   吐出時間が０．１〜１０秒、かつ注入が交互に行われる
   よう注入することを特徴とする薬液注入工法。
2. （２）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注入口よシ先端側の第２注入口
   がら注入されるようになった注入管と、それぞノを吸込
   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が第２薬液吐出用となり　かつそ肛
   ぞれにプランジャーを内装する第１〜第４プランジヤー
   ボツクスを備えたプランジャーポンプとを備え、前記第
   １および第２プランン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注入口からそ几ぞ几注入さ扛るようにな
   し、前記プランジャーポンプにおいて、亙いに同時に駆
   動さ扛るようにした第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、−力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。