JPS6330449B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、噴射注入装置、更に詳しくはグラウ
ト材注入の有効射程距離を向上させ高能率で作業
が可能な噴射注入装置に関する。

〔従来の技術〕

地盤改良手段としての在来の薬液注入工法の有
する欠点を除去し、確実な効果を達成するため噴
射注入工法が開発された。

この噴射注入工法は、超高圧のジエツトの利用
して地盤を切り崩し、これによつてできる空隙に
グラウト材を填充する一種の誘導注入工法であ
る。

斯かる噴射注入工法として現在種々のものが存
在するが、地下水面以下の地盤中に於て噴射注入
を行なう場合が多く、斯かる水中での噴射の場合
には、ジエツトの圧力減衰が距離に対して著し
く、ジエツト噴射のノズルからの地盤を破砕する
有効射程距離が小さくなつてしまう問題が存在す
る。

即ち、有効射程距離が小さいということは、そ
れだけグラウト材填充によりできる固結物の長さ
が短くなり、目的とする作業完了までの施工時間
が長くなり、作業能率が低下することを意味す
る。

そこで、従来、ノズルからのジエツト噴射の有
効射程距離を格段に向上させて作業の高能率化、
施工コストの低減を図る技術として、特開昭54−
47318号公報が知られている。

この公知例によれば、円筒状ケーシングを地盤
中に挿入し、該ケーシングの側部に穿設した溝孔
からエアを膨出させるようにし、更に該溝孔から
薬液を地盤中に噴出させると共に該エアを随伴さ
せ、而して、地盤中のスライスを該溝孔よりケー
シング内に導入して後排出パイプより地上に排出
し、一方、地上より上記エアを補給するようにし
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然し、この公知例では、地盤中に設けた孔とこ
の孔に挿入される円筒状ケーシングの外壁との隙
間から、溝孔から膨出させられるエアが多量に流
出し、土中にエア領域を存在させることは実際に
困難である。敢て存在させようとするには、非常
に大量のエアを注入しなければならない。

又、この公知例は、比重及び粘性の大きい薬液
ジエツトを随伴したエアと共に噴出するものであ
るから、その噴射距離が清水の噴射に比較して短
く、自ずとその地盤を切削する距離には制限があ
る。

従つて、薬液ジエツトで掘削される領域が小さ
いものとなり、この領域にエアが貯留されたとし
ても、薬液ジエツトの飛距離が短いため、上述し
た如く、有効射程距離が小さいものとなり、それ
だけグラウト材填充によりできる固結物の長さが
短くなり、目的とする作業完了までの施工時間が
長くなり、作業能率が低下するという従来の問題
点を解決し得たものではない。

〔発明の目的〕

本発明は斯かる従来の問題点を解決するために
為されたもので、その目的は、エア漏れ防止域を
ケーシング側と大気側とに設けることによつて、
エア貯留領域を形成するエア量の漏出を防止する
と共に供給エア量を少なくし、薬液の有効射程距
離を長くするために真水による予掘りを行ない、
この空間領域にエアを充満した空気領域で液状グ
ラウト剤を噴射注入するようにした噴射注入装置
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る噴射注入装置は、対象地盤中に所
定深さまで埋進される中空外管と、この中空外管
内に配設され先端部に設けた第１ノズルから水準
面以下の所定地盤に液状グラウト材を高圧噴射、
注入するか、若しくは高圧の空気噴射と共に上記
液状グラウト材を噴射、注入する注入液管と、先
端部に設けた第２ノズルが上記第１ノズルよりも
上記中空外管内の所定距離上方に配置されて高圧
清水を噴射し上記第１ノズルの噴射注入部直上の
所定地盤を予め所定量掘削し得る高圧水管と、上
記第２ノズルにより掘削された空間内に高圧空気
を供給、充填するエア管と、上記中空外管内に設
けられ上記エア管の開口部よりも先端部領域に於
ける高圧空気が中空管内の上方へ逸散するのを防
止する第１封止手段と、上記中空外管が埋設され
ている対象地盤の開口部に於てこの中空外管を気
密状態に回転、摺動自在に支持すると共にエア管
から供給される高圧空気が地盤内の中空外管の外
周面と周辺地盤との隙間から外部に洩れるのを防
止する第２封止手段と、掘削時の破砕土を外部に
排出する排土管とを備え、上記第１ノズル及び第
２ノズルが上記所定距離を置いて上記外管と共に
上方へ移動しつつ、各々上記した所定の噴射作業
を行なうように構成したものである。

〔発明の作用〕

本発明に於ては、注入液管先端に設けた第１ノ
ズルを中空外管下端近傍に位置させ、高圧水管先
端に設けた第２ノズルを上記第１ノズルよりも所
定距離だけ上方に位置させ、中空外管と共に上記
注入液管及び高圧水管を上昇させる際に、上記第
２ノズルから高圧噴射されるジエツト水により第
１ノズルからの液状グラウト状の噴射注入部直上
の地盤を予め所定量切削し、この掘削された土を
排土管より外部に排出して形成された空間内に高
圧空気をエア管より気密に封入することにより、
掘削空間の崩落を防ぎ、上記第２ノズルを追つて
上昇する第１ノズルから上記掘削空間内に液状グ
ラウト材を噴射、注入する。

そして、上記作業中に於て、エア管から供給さ
れる空気は、中空外管内に於ては第１封止手段に
より管内を上昇できないように阻止され、又、中
空外管外と壁面との間を通つて大気側へ流出しよ
うとする空気は、第２封止手段によつて大気への
流出が阻止される。

従つて、エア管から供給された空気は、ジエツ
ト水により掘削された土中に溜まり、ジエツト水
の飛距離を更に増長させることになる。即ち、ジ
エツト水は地盤中の空気領域で噴射されることに
なるから、有効射程距離は飛躍的に増大すること
になる。

その結果、次に第１ノズルから噴射される液状
グラウト材の噴射、注入距離が増大される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を図面により説明
する。

図は本発明に係る噴射注入装置の一実施例を示
す要部縦断面図であり、該噴射注入装置Ａは、目
的とする対象地盤Ｂ内に所定深さまで適宜手段に
より埋入、推進された状態を示す中空外管１と、
この中空外管１内に配設された注入液管２、高圧
水管３、エア管４、排土管５、第１封止手段６及
び第２封止手段７とを備えている。

中空外管１は、地盤Ｂ表面付近にて支持管８に
回動かつ摺動自在に嵌装されており、本実施例で
は中空外管１の上部に設けられた図示しない駆動
手段により回転しながら圧入され、先端部に設け
たビツト９が地盤Ｂを排除しながら所定深さまで
推進される。

上記注入液管２は、その先端部の近傍側面に設
けられた第１ノズル１０が上記外管１の先端の細
径管１ａ内に配置され、該細経管１ａの側壁の対
応位置に形成された孔１１から外管１の軸方向と
略直交方向に液状グラウト状を噴射、注入し得る
ようになつている。

又、本実施例では、第１ノズル１０の下方にバ
ルブ１２を介してボトムノズル１３が設けられて
おり、上記ビツト９の推進の際に高圧ジエツト液
等を噴射して推進能力を高め得る。

尚、上記第１ノズル１０は、例えばセメントミ
ルク等の液状グラウト材のみを高圧噴射するもの
でも良く、若しくは液状グラウト材の周囲から高
圧空気を同時に噴射して、より噴射注入能力を高
めたものであつても良い。何れの場合にも、注入
液管２の上端に連結された図示しない高圧ポンプ
若しくはエアコンプレツサ等の圧送手段から、液
状グラウト材若しくは液状グラウト材及び高圧空
気が圧送される。

上記高圧水管３の先端には、上記注入液管２の
第１ノズル１０から所定距離だけ上方に位置して
第２ノズル１４が設けられており、外管１の側壁
部の対応位置に形成された孔１ｂから、上記第１
ノズル１０による噴射方向と同一方向に高圧清水
をジエツト噴射し得るようになつている。尚、該
高圧清水は、高圧水管３の上端に連結された図示
しない適宜圧送手段を介して送給される。

上記エア管４は、上記第２ノズル１４近傍にそ
の開口端４ａが配置されて、上方の他端に連結さ
れたエアコンプレツサ等の圧送手段から高圧空気
が送給されるようになつている。又、上記排土管
５は、その開口端５ａが後述する水準面１５に略
接して配置され、管中途に所定数設けたフラツパ
ー弁１６により、上方への排土の移動のみを許容
して配設されている。

上記第１封止手段としての隔壁６は、図示の如
く注入液管２、高圧水管３、エア管４及び排土管
５を気密に貫通させて、該隔壁６の上下を封止し
ており、上記エア管４から送給される高圧空気が
上方へ散逸するのを防いでいる。

又、上記第２封止手段７としての固定ベース
は、上記支持管８の外周に円板形の本体７ａが気
密に嵌合され、且つ二重の環状爪７ｂ，７ｂが地
盤Ｂ中に定着されてなり、外管１外周面と周辺地
盤との間隙から上記エア管４により送給される高
圧空気が外部に漏れるのを防いでいる。

尚、上記外管１と支持管８との接合部にも第２
封止手段としてのシール材１７及びＯ−リング１
８が装着されており、又、支持管８下方には外管
１外周に所定深さまでハツカー体１９が嵌装され
て、同じく第２封止手段として上記高圧空気の外
部への漏出を防止している。又、図中２０はベア
リング、２１は外管１に形成された排土用孔であ
る。

次に、本実施例の作用につき説明する。

外管１が図示の所定深さまで地盤Ｂ中に埋入さ
れた時点で、エア管４の開口端４ａから高圧空気
が外管１内に圧入され、該空気圧により水準面１
５を図示の位置まで押し下げる。

この状態で外管１を上記駆動手段により所定速
度で徐々に上方に引き抜いていく。

又、注入液管２、高圧水管３、エア管４、排土
管５を上記外管１の上方移動に連動させながら、
第１ノズル１０からは液状グラウト材、若しくは
高圧空気と共に該グラウト材を高速ジエツト流に
より水中噴射させて対象地盤Ｂを切削しながら土
と液状グラウト材を撹拌混合して固結させ所定の
固結体などを次第に上方へと形成していく。

一方、第２ノズル１４は、第１ノズル１０に連
動しながら、高圧清水を対象地盤にジエツト噴射
して、該地盤を掘削し、破砕された土は、排土用
孔２１から噴射された水と混合し、エア管４から
の高圧空気の圧力により、排土管５の開口端５ａ
からフラツパー弁１６を通過して外部に排出され
る。孔内の水準面１５は常に排土管５の開口端５
ａの位置を保つ。よつて、第２ノズル１４による
切削部には、ジエツト噴出方向に所定距離を有す
る空隙部２２が次第に上方へと形成されていく。

而して、該空隙部２２には、エア管４から高圧
の空気が送給されて、上記第１及び第２封止手段
６，７により気密に空隙部２２内に充満して周囲
地盤に所定圧を加えるから、周囲地盤の崩落が防
止できる。

排土管５の開口端５ａ以下に於ては常に水が存
在しているので、第１ノズル１０が所定距離に上
昇して、第２ノズル１４により予め形成された空
隙部２２の下端まで達すると、水準面１５もこれ
に伴い上昇するから、第１ノズル１０が位置する
部分の空隙部２２は、該第１ノズル１０の上昇に
つれ常に地下水が充満していることになるが、第
１ノズル１０で切削すべき地盤が既に第２ノズル
１４にて所定距離分だけ水平方向に掘削されてい
ることからして、第１ノズル１０から噴射される
液状グラウト材の有効射程距離は、水中噴射であ
るにも拘らず従来に比較して格段に向上し、第１
ノズル１０により形成される固結体等の水平距離
が非常に拡大する。

或いは、従来と同じ水平距離の固結体を形成す
るのには、より低い圧力で良いことになる。

而して、斯かる１回分の噴射注入作業により形
成し得る固結体等が従来に比べ相当量拡大し得る
ため、中空外管１の埋入や液状グラウト材の噴射
注入の作業の回数を低減でき、作業能率を格段に
向上することが可能であり、作業コストの低下も
実現し得るものである。

尚、本実施例では主として鉛直方向の固結体を
形成する場合につき説明したが、これに限らず水
平方向の固結体の形成或いは中空外管１及び第１
ノズル１０、第２ノズル１４等を一体に回転又は
揺動することにより柱列若しくは群状のパイル工
事にも適用し得るものである。この場合、第１、
第２ノズル１０，１４の向きは相反する方向に向
くように取り付けることが望ましい。

〔発明の効果〕

上述した如く本発明は、対象地盤中に所定深さ
まで埋進される中空外管と、この中空外管内に配
設され先端部に設けた第１ノズルから水準面以下
の所定地盤に液状グラウト材を高圧噴射、注入す
るか、若しくは高圧の空気噴射と共に上記液状グ
ラウト材を噴射、注入する注入液管と、先端部に
設けた第２ノズルが上記第１ノズルよりも上記中
空外管内の所定距離上方に配置されて高圧清水を
噴射し上記第１ノズルの噴射注入部直上の所定地
盤を予め所定量掘削し得る高圧水管と、上記第２
ノズルにより掘削された空間内に高圧空気を供
給、充填するエア管と、上記中空外管内に設けら
れ上記エア管の開口部よりも先端部領域に於ける
高圧空気が中空管内の上方へ逸散するのを防止す
る第１封止手段と、上記中空外管が埋設されてい
る対象地盤の開口部に於てこの中空外管を気密状
態に回転、摺動自在に支持すると共にエア管から
供給される高圧空気が地盤内の中空外管の外周面
と周辺地盤との隙間から外部に洩れるのを防止す
る第２封止手段と、掘削時の破砕土を外部に排出
する排土管とを備え、上記第１ノズル及び第２ノ
ズルが上記所定距離を置いて上記外管と共に上方
へ移動しつつ、各々上記した所定の噴射作業を行
なうように構成したので、従来の第１ノズルから
のグラウト材の噴射、注入に先立ち、その直上に
予め第２ノズルにより所定の空隙部を形成せしめ
ることにより、第１ノズルが水中噴射の場合であ
つてもその有効射程距離を格段に向上させること
ができ、又、上記空隙部には第１ノズルが上昇し
てくるまでは高圧空気が充満されて周囲地盤の崩
落を防止しているため、上記作用効果はより適確
なものとなる。

因つて、１回の作業当たりの効率を非常に高く
設定し得るから、作業時間が短縮され、工事費用
の低減を達成し得る有用なものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る噴射注入装置の一実施例を示
す要部縦断面図である。 〔主要な部分の符号の説明〕、Ａ……噴射注入
装置、Ｂ……地盤、１……中空外管、２……注入
液管、３……高圧水管、４……エア管、５……排
土管、６……第１封止手段、７……第２封止手
段、１０……第１ノズル、１４……第２ノズル、
２２……空隙部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対象地盤中に所定深さまで埋進される中空外
   管と、この中空外管内に配設され先端部に設けた
   第１ノズルから水準面以下の所定地盤に液状グラ
   ウト材を高圧噴射、注入するか、若しくは高圧の
   空気噴射と共に上記液状グラウト材を噴射、注入
   する注入液管と、先端部に設けた第２ノズルが上
   記第１ノズルよりも上記中空外管内の所定距離上
   方に配置されて高圧清水を噴射し上記第１ノズル
   の噴射注入部直上の所定地盤を予め所定量掘削し
   得る高圧水管と、上記第２ノズルにより掘削され
   た空間内に高圧空気を供給、充填するエア管と、
   上記中空外管内に設けられ上記エア管の開口部よ
   りも先端部領域に於ける高圧空気が中空管内の上
   方へ逸散するのを防止する第１封止手段と、上記
   中空外管が埋設されている対象地盤の開口部に於
   てこの中空外管を気密状態に回転、摺動自在に支
   持すると共にエア管から供給される高圧空気が地
   盤内の中空外管の外周面と周辺地盤との隙間から
   外部に洩れるのを防止する第２封止手段と、掘削
   時の破砕土を外部に排出する排土管とを備え、上
   記第１ノズル及び第２ノズルが上記所定距離を置
   いて上記外管と共に上方へ移動しつつ、各々上記
   した所定の噴射作業を行なうように構成したこと
   を特徴とする噴射注入装置。