JPS6344893B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パツカーを備えた実質的に可撓性の
注入装置に関する。

本体工事の補助工法としての薬液注入工法にお
いて、近年本体工事対象の地下構造物の大型化に
伴つて必然的に薬液注入の施工深度が深くなる傾
向にあり、また立坑内等狭い場所での施工も多く
なつている。

ところで、通常注入管は鋼管またはプラスチツ
ク管からなる所定単位長さたとえば２ｍの注入管
を継ぎ足して使用するが、その着脱作業は現実的
に多大な手間を要し、特に鋼管を用いた場合、作
業員の負担は重量の点できわめて大きい。そして
前述のように、狭い立坑内で、特に水平、斜注入
の場合には、単位注入管の長さを通常より短かく
せねばならないこともある。

一方、前述のように長深度施工の際において大
きな問題の１つとして孔曲りがある。孔曲りがあ
ると、素孔にしろケーシングパイプにしろその内
部に注入管を挿入する場合、注入管そのものが剛
体からなるのであるため、注入管設置機の油圧力
をもつてしても所定長までの注入管の挿入設置が
困難なことが多い。そして強引に挿入できたとし
ても、そのねじ部や構造に損傷を生じたりする。

本発明は前記従来の問題点に対処するために提
案されたもので、その目的は注入管の挿入および
徹去がきわめて容易となり、たとえ孔曲りがあつ
てもそのことが可能となり、さらにグラウトの基
部（地上）側への流出を確実に防止できる注入装
置を提供することにある。

この目的を達成する本発明は、繊維強化ゴムか
らなる内ホースおよび外ホースを間隙をもつて同
心的に配した長尺の可撓性複流路管の先端に、軸
方向上下にそれぞれ流体圧によつて膨張・復元す
るパツカーを有する上下パツカー部と、それら上
下パツカー部のパツカー間に形成されたグラウト
吐出口とを備えた先端装置を設け、前記各上下パ
ツカーは非可撓性被着体にスリーブ状可撓性パツ
カーをその両端部において固定した構造となし、
これら上下パツカー部間は可撓性連結管により連
結し、この可撓性連結管の周囲にコイルスプリン
グを巻回し、前記複流路管における内ホース内お
よびこれと外ホースとの間隙による２つの流路の
うち１つの流路を各パツカーへ作用させる流体圧
の作動流体の流路となし、他の１つの流路をグラ
ウト吐出口に連通するグラウト送給路としたこと
を特徴とするものである。

本発明は、次の知見に基いている。第１に、前
述のように、従来方式では注入管の着脱に多大な
手間を要することに鑑み、可能な限り１本もので
施工を行うことを目的として、可撓性注入管を用
いるようにしたものである。可撓性注入管であれ
ば、たとえばリールへ予め長尺注入管を巻取つて
おき、注入管の挿入に当つてそこから順次繰り出
すことが可能となる。第２に、可撓性注入管を用
いることによつて、孔曲りがあつたとしても、注
入管が撓むので、孔曲りに追従しながら円滑に挿
入できることである。第３に、グラウトの基部側
への流出を防止しながら、あるステツプにおいて
その位置に確実に注入する手段としてパツカーを
用いることは有効なことであるが、この場合パツ
カーとしてグラウト圧による舌片の撓みを利用し
た成形ゴムを用いることが従来行なわれているけ
れども、そのパツカー機能を十分に果すために
は、パツカーが外管内面に可能な限り密着しかつ
硬度的に高いものが必要となる結果、パツカーと
外管内面との摩擦力が大となり、挿入がしばしば
困難となり、特に孔曲り部分では不可能に近いこ
とがあることに鑑み、本発明に則つてパツカーと
して流体圧によつて膨張・復元するパツカーを用
いると、流体圧の非作用時にはパツカーが復元
（非膨張）状態にあるため、外管内面とのクリア
ランスが確保され、円滑な挿入および引き上げが
可能となることである。第４に、外管内に本発明
に係る注入内管を挿入するようにするとともに、
外管に形成した注入口から周辺地盤にグラウトを
注入するようにすると、パツカーは平滑な外管内
面に当接するから、パツカーとしての作用を十分
に果すこととなる。たとえば直接パツカーに、注
入管と平行的に設けたエアーホースを介してエア
ーを供給することによつて膨出させ、パツカーを
直接削孔壁に押し当てた状態でグラウト注入する
方法が公知であるが、削孔壁が乱れている場合に
はパツカー効果が十分でない。この点、本発明装
置の具体的適用に当つて、削孔壁内に直接挿入す
るのではなく、予め設置した外管内に本注入装置
を挿入し、注入は外管の注入口から行うようにす
ると、パツカー効果が十分発揮され、グラウトが
先端および基部側への流出がなくなり、注入口の
みから注入が可能となる。第５に、注入管を単管
として、そこにグラウトを送給してグラウトの注
入と共にグラウトをパツカー内面に作用させてグ
ラウト圧によりパツカーを膨出することも可能で
あるけれども、グラウトの注出圧とパツカーの膨
出圧とが同じまたは後者が前者より小さいと、パ
ツカーが十分きかないことがあることに鑑み、注
入管を複流路管となし、一方の流路をパツカーへ
の作用流体路、他の流路をグラウト路とすれば、
そしてパツカーの膨出圧をグラウトの注出圧より
高めておけば、パツカーがその作用を十分に発揮
する。第６に、第５で述べたようにパツカー流路
とグラウト流路を区別し、かつパツカーを保持す
るためには、先端装置の構造が複雑とならざるを
得ず、この複雑な構造を可能とするためには、金
属製とせざるを得ない。しかし、先端装置の全て
を金属製となし、かつそれが長いと、孔曲りがあ
つた場合挿入が困難である。そこで、上パツカー
部と下パツカー部とを可撓性の連結管により連結
し、しかもその連結管にスプリングを巻回させて
おけば、孔曲りがあつても挿入撤去を容易に行う
ことができる。また、グラウトの注入に当つて、
後述する外管６０の２つもしくはそれ以上の注入
孔６１，６１から一度にグラウトを注入したいこ
ともある。こうなると、上下パツカー部間長が長
くなるため、先端装置が全て金属製であると孔曲
がりに対応できないことも前提となつている。

以下本発明を図面によつて具体的に説明する。

まず、第１図〜第４図に沿つて注入装置を説明
した後、第５図〜第８図によつて施工法を説明す
ることとする。

本注入装置は、第１図の接手Ａ、第２図の可撓
性注入内管Ｂ、内管Ｂ相互を接続するための第３
図の中間アダプターＣ、第４図の先端装置Ｄを基
本要素とする。またグラウト路とパツカー膨張用
の水路との２流路を確保するために、各要素Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄは基本的に同心２重管構造となつてい
る。

接手Ａは、内側管１に給水口２を形成しエルボ
管たる外側管３に給液口４を形成したもので、そ
れぞれポンプからの水ＷおよびグラウトＧを導く
ためのホース（図示せず）が接続される。

注入内管Ｂは、内側においては、内パイプ５に
連続したニツプル６とキヤツプ７とにより端部を
固定したたとえば繊維強化ゴムからなる内ホース
８を有しており、外側においてはニツプル９とキ
ヤツプ１０とにより端部を固定した同材料製の外
ホース１１を有しており、さらにニツプル９に係
合する接続用のユニオン１２を備えている。１３
は１ステツプ長を示すマークで、たとえば33cmご
と付される。かかる注入内管Ｂは、その全長がた
とえば20〜30ｍとされ、必要により第３図に示
す、内アダプター１４および外アダプター１５を
有する中間アダプターＣを、ユニオン１２と連結
することにより接続される。したがつて、注入内
管Ｂ全体は、その主要部が可撓性の内ホース８お
よび外ホース１１からなるため、実質的に可撓性
となつている。

先端装置Ｄは、注入内管Ｂの先端に取付けられ
る。この先端装置は、各々撓み不可の上パツカー
部２０と下パツカー部２１とこれらを繋ぐ撓み可
能な連結部２２とを備えている。上パツカー部２
０は、内ホース８に連通する内側管２３および外
ホース１１に連通する外側管２４を備えた２重管
構造となり、外側管２４の外方には、両端におい
てそれぞれ外側管２４と共に被着体を構成するニ
ツプル２５Ａ，２５Ｂおよびキヤツプ２６Ａ，２
６Ｂによつて固定された繊維強化ゴム等からなる
スリーブ状上パツカー２７が配されている。他
方、下パツカー部２１は、単管２８のみを有し、
その外側に上パツカー部２０と同様に、単管２８
と共に被着体を構成するニツプル２９Ａ，２９Ｂ
およびキヤツプ３０Ａ，３０Ｂによつて固定され
た下パツカー３１が設けられている。

また上パツカー部２０の両端には、固定ニツプ
ル３２，３３が設けられ、下パツカー部２１の両
端にも固定ニツプル３４および先端沓３５が設け
られている。３６は繊維強化ゴム等からなる可撓
性の連結管で、その一方端部は固定ニツプル３３
とキヤツプ３７とにより、他方端部は固定ニツプ
ル３４とキヤツプ３８とによりそれぞれ固定さ
れ、内側管２３と単管２８とを連通している。連
結管３６の外周には密の押込力伝達スプリング３
９が巻回されている。

一方、上パツカー部２０において、内側管２３
から放射方向に外側管２４を破つて連通短管４０
が設けられ、上パツカー２７の内面に臨んでお
り、下パツカー部２１において、単管２８に連通
口４１が形成され、下パツカー３１の内側に連通
している。その結果、内側管２３に地上から水圧
を与えると、連通短管４０を介して上パツカー２
７に圧が作用し、それが仮想線で膨出し、逆に圧
を解放すると復元する。また同時に、水圧は連結
管３６および単管２８から連通口４１を介して下
パツカー３１にも作用するから、下パツカー３１
も膨出する。

これに対して、内側管２３と外側管２４との間
隙に、地上からグラウトＧを圧送すると、固定ニ
ツプル３３の壁に放射方向に複数形成された吐出
口４２を通つてグラウトＧが吐出される。

なお、先端装置Ｄにおいて、パツカー２７，３
１および連結管３６を除いて他の部材は全て鋼で
構成されている。ただし、Ｏリングは除く。

施工に際しては、次のように行なわれる。まず
第５図のように、削孔機を用いて穿孔しケーシン
グパイプ５０を建込む。次いで、第６図のよう
に、このケーシングパイプ５０内に外管６０を建
込む。この外管６０には、その長手方向に１ステ
ツプごと注入口６１が形成され、さらに注入口６
１がゴムスリーブ６２が覆われた構造となつてい
る。その後、第７図のように、その後注入するグ
ラウトを所定域外へ逸出するのを防止し、かつ均
等に注入されるように、機能するスリーブグラウ
トSGを、ケーシングパイプ５０と外管６０との
間に注入し、続いてケーシングパイプ５０を引抜
く。ここで、対象地盤によつては、ケーシングパ
イプ５０を建込みを省略することも可能である。

その後、第８図のように、先端装置Ｄを備えた
注入内管Ｂを、外管６０内に挿入する。この挿入
に当つては、パツカー２７，３１に圧を作用させ
ない、したがつて復元（収縮）状態で行う。その
結果、第４図に示すように、外管６０と先端装置
Ｄとは勿論注入内管Ｂとはクリアランスがあるの
で、容易に所定深度までの挿入が可能である。も
し、必要ならば、人力によることなくこの種の分
野で用いられているエキストラクター（または注
入管設置機）による機械力（油圧力）を利用して
もよい。さらに挿入に際しての押込力は、注入内
管Ｂを伝つて先端まで作用するが、孔曲りがある
場合などにおいて、もし押込伝達スプリング３９
を設けないとすれば、連結管３６部分において特
にそれが注入内管Ｂのように２重管でなく単管で
あるため、容易に撓んでしまい、押込力が作用し
ないことがあることもある。そこで、スプリング
３９を設けておくと、孔曲りに追従できるととも
に、押込力をこれを介して伝達できる。また先端
装置たとえば530mm程度にされるが、もし全体を
鋼体構造とすると孔曲りに対応できないことがあ
るので、可撓性連結管３６とスプリング３９とを
併用することが望ましいのである。

所定位置まで先端装置Ｄを挿入したならば、流
体気密性の点から気体ではなく液体たとえば水Ｗ
を地上から送給し、上下パツカー２７，３１を膨
張させ、外管６０の内面に密着させる。しかる
後、グラウトＧを送給し、吐出口４２から吐出さ
せる。吐出されたグラウトＧは、上下パツカー２
７，３１により上下の流動が阻止されているの
で、その圧により注入口６１からゴムスリーブ６
２を拡開し、さらにスリーブグラウトSGを割つ
て周辺地盤に注入される。ここで、パツカー２
７，３１の外管６０内への接触圧力は、グラウト
Ｇの外管６０内の充満圧力より高くしておくのが
望ましい。もし、低いとパツカー２７，３１と外
管６０の内面との間から流出する虞れがあるから
である。

あるステツプでの注入が終了したならば、パツ
カー２７，３１への圧力を解放または減圧した
後、注入内管Ｂを介して先端装置Ｄの引上げまた
は押込みを行い、次のステツプへ移動させ、その
ステツプにおいて吐出口４２から吐出させる。吐
出されたグラウトＧは、上下パツカー２７，３１
により上下の流動が阻止されているので、その圧
により注入口６１からゴムスリーブ６２を拡開
し、さらにスリーブグラウトSGを割つて周辺地
盤に注入される。ここで、パツカー２７，３１の
外管６０内への接触圧力は、グラウトＧの外管６
０内の充満圧力より高くしておくのが望ましい。
もし、低いとパツカー２７，３１と外管６０の内
面との間から流出する虞れがあるからである。

あるステツプでの注入が終了したならば、パツ
カー２７，３１への圧力を解放または減圧した
後、注入内管Ｂを介して先端装置Ｄの引上げまた
は押込みを行い、次のステツプへ移動させ、その
ステツプにおいて前述と同様に注入作業を行う。

上記例において、シールグラウトSGは、注入
口６１から注入されるグラウトの逸走を抑制し、
目的とするゾーンに確実にグラウトを注入するた
めのものであるが、場合によつては使用しなくと
もよい。またゴムスリーブ６２は、注入口６１を
通してのグラウトの逆流を防止し、繰返し注入を
可能ならしめるが、単に１ステツプごとの引上げ
注入のような場合には、省略することも可能であ
る。さらに外管６０は通常プラスチツク管を用い
るが、鋼製管であつてもよいし、かつ鋼製とする
場合には先端にビツトを設けて削孔ロツドとして
使用することも可能である。また油圧力によつて
打設することも可能である。

またパツカーは、吐出口の上下に設けて、対応
する外管の注入口のみから吐出させるのが、注入
の信頼性の点から望ましいけれども、一連の引上
げ注入の場合には、下パツカーを省略することも
できる。

一方、本発明においては、（注入）内管として
実質的に可撓性材料から形成してあるので、変形
が容易である。したがつて、第９図および第１０
図のような態様を採ることができ、きわめて便宜
である。すなわち、予め先端装置Ｄを備えた注入
内管Ｂを台車１００に設けられたりリール１０１
に巻取つておき、これから注入内管Ｂを繰り出
し、外管６０内に挿入し、注入内管Ｂの引き上げ
に当つては、エキストラクター１０２および／ま
たはリール１０１の回転により引き上げ、引き上
げた分についてはリール１０１に巻取つておくこ
とができる。リール１０１は、モータ１０３によ
りチエーン１０４を介して巻取りが行なわれる。
１０５は注入内管Ｂの挿入深さを検知するための
位置検出器で、たとえば内蔵するローラーの回転
数を検出する構成となつている。また前述の注入
内管Ｂのマークは、目視による挿入深さの判断以
外に、これを光学方式等により読み取り、挿入深
さ検出のためのマーカーとしての利用が可能であ
る。

以上の通り、本発明は、先端装置の吐出口の上
下にパツカーをそれぞれ設けたから、グラウトの
上下への流出を確実に防止できる。そして、先端
装置の基部は、従来の金属単位注入管を継ぎ足し
連結するものとは全く異つて、可撓性注入管を用
いたから、そしてその注入管は長尺とすることが
できるので、着脱の手間から解放され、かつ狭い
立坑での作業も円滑となる。また注入管は複流路
管となり、流路をパツカー作動流体路とグラウト
送給路とに区分したから、パツカーの膨出圧をグ
ラウト注出圧より大とすることが可能となり、パ
ツカー効果を十分に発揮させることができる。

また、上下パツカー部間を可撓性連結管で連結
し、かつスプリングを巻回したので、孔曲りがあ
つても、注入装置の挿入撤去を確実に行うことが
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は注入接手の一部断面正面図、第２図は
注入内管の半断面正面図、第３図は中間アダプタ
ーの半断面正面図、第４図は先端装置の半断面正
面図、第５図〜第８図は施工法を順に示した断面
図、第９図は巻取装置の正面図、第１０図はその
側面図である。 Ａ…接手、Ｂ…注入内管、Ｃ…中間アダプタ
ー、Ｄ…先端装置、Ｇ…グラウト、Ｗ…水、SG
…シールグラウト、８…内ホース、１１…外ホー
ス、２０…上パツカー部、２１…下パツカー部、
２２…連結部、２３…内側管、２４…外側管、２
７…上パツカー、２８…単管、３１…下パツカ
ー、３６…連結管、３９…押込力伝達スプリン
グ、４０…連通短管、４１…連通口、４２…吐出
口、５０…ケーシングパイプ、６０…外管、６１
…注入口、６２…ゴムスリーブ、１０１…リー
ル、１０２…エキストラクター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維強化ゴムからなる内ホースおよび外ホー
   スを間隙をもつて同心的に配した長尺の可撓性複
   流路管の先端に、軸方向上下にそれぞれ流体圧に
   よつて膨張・復元するパツカーを有する上下パツ
   カー部と、それら上下パツカー部のパツカー間に
   形成されたグラウト吐出口とを備えた先端装置を
   設け、前記各上下パツカーは非可撓性被着体にス
   リーブ状可撓性パツカーをその両端部において固
   定した構造となし、これら上下パツカー部間は可
   撓性連結管により連結し、この可撓性連結管の周
   囲にコイルスプリングを巻回し、前記複流路管に
   おける内ホース内およびこれと外ホースとの間隙
   による２つの流路のうち１つの流路を各パツカー
   へ作用させる流体圧の作動流体の流路となし、他
   の１つの流路をグラウト吐出口に連通するグラウ
   ト送給路としたことを特徴とするグラウト注入装
   置。 ２ 上部パツカー部は実質的に二重管構造とな
   し、その内側流路が前記複流路管の１つの流路に
   連通し、かつ連結管および下部パツカー部に連通
   して、上下各パツカーの内面に連なり、外側流路
   が前記複流路管の他の１つの流路に連通し、かつ
   前記グラウト吐出口に連通している特許請求の範
   囲第１項記載のグラウト注入装置。