JP2002167748A - 注入装置及び注入方法 - Google Patents
注入装置及び注入方法Info
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Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地盤への注入材の注入が簡単かつ効率的に行
える注入装置及び注入方法を提供すること。 【解決手段】 地盤に注入材を注入するための注入装置
であって、中空管１と、中空管の一部を覆う膜状物２
と、からなり、膜状物で覆われた中空管の管面に膨張孔
１１を設け、最も注入口４から離れた位置に設けた前記
膨張孔より更に離れた位置の中空管内に圧力調整体３を
設置したことを特徴とするものである。
える注入装置及び注入方法を提供すること。 【解決手段】 地盤に注入材を注入するための注入装置
であって、中空管１と、中空管の一部を覆う膜状物２
と、からなり、膜状物で覆われた中空管の管面に膨張孔
１１を設け、最も注入口４から離れた位置に設けた前記
膨張孔より更に離れた位置の中空管内に圧力調整体３を
設置したことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の隙間や亀裂
に注入材を注入するための注入装置及び注入方法に関す
るものである。
に注入材を注入するための注入装置及び注入方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】亀裂の多い地盤や結合力が弱い地盤にト
ンネルを掘削する場合に、トンネル掘削面（切羽）の上
部の崩壊や緩みを防止するための先受け工（図３参照）
や、トンネルの掘進方向にフェースボルトを打設してト
ンネル掘削面の安定を図るフェースボルト工を行う。こ
れらの工法では、削孔ｄに注入管ｂを挿入して、地盤に
硬質発泡ウレタン材などの注入材を注入して地盤の固結
力を高める。また、切土斜面の安定を図るために斜面に
中空のロックボルトを打設し、ロックボルトの内側から
セメントミルクなどの注入材を注入して地盤の固結力を
高める方法がある。これらの方法における注入材の注入
では、地盤への注入材の充填を効率的に行うために、削
孔ｄの口元付近の削孔壁面と注入管ｂの隙間を埋めて、
注入材が削孔ｄの口元から漏れるのを防いでいる。従来
は、削孔ｄ壁面と注入管ｂの隙間にウエス等の詰め物を
詰める方法や、パッカー用チューブｇから充填材を充填
して口元パッカーａを膨張させて隙間を埋める方法など
が行われていた。
ンネルを掘削する場合に、トンネル掘削面（切羽）の上
部の崩壊や緩みを防止するための先受け工（図３参照）
や、トンネルの掘進方向にフェースボルトを打設してト
ンネル掘削面の安定を図るフェースボルト工を行う。こ
れらの工法では、削孔ｄに注入管ｂを挿入して、地盤に
硬質発泡ウレタン材などの注入材を注入して地盤の固結
力を高める。また、切土斜面の安定を図るために斜面に
中空のロックボルトを打設し、ロックボルトの内側から
セメントミルクなどの注入材を注入して地盤の固結力を
高める方法がある。これらの方法における注入材の注入
では、地盤への注入材の充填を効率的に行うために、削
孔ｄの口元付近の削孔壁面と注入管ｂの隙間を埋めて、
注入材が削孔ｄの口元から漏れるのを防いでいる。従来
は、削孔ｄ壁面と注入管ｂの隙間にウエス等の詰め物を
詰める方法や、パッカー用チューブｇから充填材を充填
して口元パッカーａを膨張させて隙間を埋める方法など
が行われていた。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】前記した従来の注入
装置及び注入方法にあっては、次のような問題点があ
る。 ＜イ＞ウエスのような柔らかいもので削孔壁面と注入管
の隙間を埋めた場合、完全に注入材の漏れを防ぐのが難
しい。 ＜ロ＞口元パッカーを膨張させて隙間を埋める方法で
は、地盤へ注入材を注入する前に、パッカー用チューブ
で口元パッカーを膨張させる必要がある。 即ち、注入の工程が、口元パッカーを膨張させるための
一次注入と、地盤へ注入材を注入するための二次注入の
二段階となる。このため、注入装置の構造が複雑とな
り、注入の作業時間も長くなる。
装置及び注入方法にあっては、次のような問題点があ
る。 ＜イ＞ウエスのような柔らかいもので削孔壁面と注入管
の隙間を埋めた場合、完全に注入材の漏れを防ぐのが難
しい。 ＜ロ＞口元パッカーを膨張させて隙間を埋める方法で
は、地盤へ注入材を注入する前に、パッカー用チューブ
で口元パッカーを膨張させる必要がある。 即ち、注入の工程が、口元パッカーを膨張させるための
一次注入と、地盤へ注入材を注入するための二次注入の
二段階となる。このため、注入装置の構造が複雑とな
り、注入の作業時間も長くなる。
【０００４】
【本発明の目的】本発明は上記したような従来の問題を
解決するためになされたもので、地盤への注入材の注入
が簡単かつ効率的に行える注入装置及び注入方法を提供
することを目的とする。特に、本発明は１回の工程で注
入が行える注入装置及び注入方法を提供することを目的
とする。また、本発明は、地盤への効果的な注入が行え
る注入装置及び注入方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するも
のである。
解決するためになされたもので、地盤への注入材の注入
が簡単かつ効率的に行える注入装置及び注入方法を提供
することを目的とする。特に、本発明は１回の工程で注
入が行える注入装置及び注入方法を提供することを目的
とする。また、本発明は、地盤への効果的な注入が行え
る注入装置及び注入方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の注入装置は、地盤に注入材を注入
するための注入装置であって、中空管と、中空管の一部
を覆う膜状物と、からなり、膜状物で覆われた中空管の
管面に膨張孔を設け、最も注入口から離れた位置に設け
た前記膨張孔より更に離れた位置の中空管内に圧力調整
体を設置したことを特徴とするものである。ここで、圧
力調整体とは、中空管内が所定の内圧になるまで注入材
の流れを遮り、所定の内圧を超えた場合に外れて中空管
内を貫通させるものをいう。また、本発明の注入方法
は、地盤を掘削した後又は掘削と同時に、掘削した削孔
中に上記の注入装置を挿入し、注入口から注入材を注入
することによって前記膜状物を膨張させ、前記中空管内
が所定の内圧以上になることによって前記圧力調整体が
外れた後に、前記膨張した膜状物より深部の地盤に注入
材の注入を行うことを特徴とした方法である。このた
め、膜状物を膨張させて削孔の口元を塞ぐことと、地盤
への注入が一度の注入作業で行える。更に、確実に膜状
物を膨張させることができるので、削孔と膨張した膜状
物との密着性がよく、削孔の口元から注入材が漏れるの
を最小限とすることができる。
するために、本発明の注入装置は、地盤に注入材を注入
するための注入装置であって、中空管と、中空管の一部
を覆う膜状物と、からなり、膜状物で覆われた中空管の
管面に膨張孔を設け、最も注入口から離れた位置に設け
た前記膨張孔より更に離れた位置の中空管内に圧力調整
体を設置したことを特徴とするものである。ここで、圧
力調整体とは、中空管内が所定の内圧になるまで注入材
の流れを遮り、所定の内圧を超えた場合に外れて中空管
内を貫通させるものをいう。また、本発明の注入方法
は、地盤を掘削した後又は掘削と同時に、掘削した削孔
中に上記の注入装置を挿入し、注入口から注入材を注入
することによって前記膜状物を膨張させ、前記中空管内
が所定の内圧以上になることによって前記圧力調整体が
外れた後に、前記膨張した膜状物より深部の地盤に注入
材の注入を行うことを特徴とした方法である。このた
め、膜状物を膨張させて削孔の口元を塞ぐことと、地盤
への注入が一度の注入作業で行える。更に、確実に膜状
物を膨張させることができるので、削孔と膨張した膜状
物との密着性がよく、削孔の口元から注入材が漏れるの
を最小限とすることができる。
【０００６】
【本発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。
の実施の形態について説明する。
【０００７】＜イ＞適用範囲 本発明は、フォアパイルなどの先受け工の注入、トンネ
ル掘削面の安定化を図るフェースボルト工の注入又は自
穿孔式ロックボルトの注入などに適用できる。
ル掘削面の安定化を図るフェースボルト工の注入又は自
穿孔式ロックボルトの注入などに適用できる。
【０００８】＜ロ＞中空管 中空管１は、中空の長尺物である。中空管１には、塩化
ビニール管、ポリエチレンパイプ、鋼管、繊維強化プラ
スチック（ＦＲＰ）管等を使用する。下記する膜状物２
で覆われる中空管１の管面には少なくとも１つの膨張孔
１１を設ける。膨張孔１１は中空管１の内部と膜状物２
の内部を連通する孔である。また、中空管１には、複数
の注入孔１２を設ける。注入口４から注入された注入材
は、中空管１を通って注入孔１２から地盤に流れ出す。
これによって地盤の亀裂や隙間に注入材が充填される。
ビニール管、ポリエチレンパイプ、鋼管、繊維強化プラ
スチック（ＦＲＰ）管等を使用する。下記する膜状物２
で覆われる中空管１の管面には少なくとも１つの膨張孔
１１を設ける。膨張孔１１は中空管１の内部と膜状物２
の内部を連通する孔である。また、中空管１には、複数
の注入孔１２を設ける。注入口４から注入された注入材
は、中空管１を通って注入孔１２から地盤に流れ出す。
これによって地盤の亀裂や隙間に注入材が充填される。
【０００９】＜ハ＞膜状物 膜状物２は、中空管１の一部を覆うものである。膜状物
２には、例えば塩化ビニールシート、織布若しくは不織
布等の可撓性のシート材又はゴムシート等の弾性シート
などが使用できる。ここで、膜状物２は注入材が漏れ出
さない材料を使用するが、注入材が滲み出す程度の材料
であれば使用することも可能である。膜状物２の両端
は、止水テープ、紐材、止水バンドなどの止め具２１で
固定する。止め具２１は、中空管１と膜状物２との間か
ら注入材が漏れ出すことを防ぐ。膜状物２は、例えば注
入口４に近い中空管１の端部付近に取り付ける。ただ
し、地盤の一部分又はある地点より深部の地盤にのみ注
入をおこなう場合は、膜状物２は注入可能地盤との境界
部に設置できるように取り付ける。
２には、例えば塩化ビニールシート、織布若しくは不織
布等の可撓性のシート材又はゴムシート等の弾性シート
などが使用できる。ここで、膜状物２は注入材が漏れ出
さない材料を使用するが、注入材が滲み出す程度の材料
であれば使用することも可能である。膜状物２の両端
は、止水テープ、紐材、止水バンドなどの止め具２１で
固定する。止め具２１は、中空管１と膜状物２との間か
ら注入材が漏れ出すことを防ぐ。膜状物２は、例えば注
入口４に近い中空管１の端部付近に取り付ける。ただ
し、地盤の一部分又はある地点より深部の地盤にのみ注
入をおこなう場合は、膜状物２は注入可能地盤との境界
部に設置できるように取り付ける。
【００１０】＜ニ＞圧力調整体 圧力調整体３は、中空管１の内圧を調整するためのもの
である。圧力調整体３は、最も注入口から離れた位置に
設けた上記膨張孔１１より更に深部の中空管内に設け
る。例えば、膜状物２より地盤の深部に位置する中空管
１の内部に設置する。圧力調整体３には、例えば中空管
１の内径より少し直径が大きい弾性材料でできた球体な
どを使用する。弾性材料としては、例えば発泡ウレタン
やゴムなどが使用できる。また、所定の圧力以上の力が
作用した場合に破裂する膜材を、中空管１内部を遮断す
るように設置してもよい。圧力調整体３は、注入開始直
後は注入材を中空管１内で遮断し、中空管１内部が所定
の圧力以上になった場合に外れて中空管１が貫通するよ
うな構成とする。圧力調整体３は、例えば中空管１の一
部を継手構造として、切り離した管口からセットするこ
とができる。
である。圧力調整体３は、最も注入口から離れた位置に
設けた上記膨張孔１１より更に深部の中空管内に設け
る。例えば、膜状物２より地盤の深部に位置する中空管
１の内部に設置する。圧力調整体３には、例えば中空管
１の内径より少し直径が大きい弾性材料でできた球体な
どを使用する。弾性材料としては、例えば発泡ウレタン
やゴムなどが使用できる。また、所定の圧力以上の力が
作用した場合に破裂する膜材を、中空管１内部を遮断す
るように設置してもよい。圧力調整体３は、注入開始直
後は注入材を中空管１内で遮断し、中空管１内部が所定
の圧力以上になった場合に外れて中空管１が貫通するよ
うな構成とする。圧力調整体３は、例えば中空管１の一
部を継手構造として、切り離した管口からセットするこ
とができる。
【００１１】＜ホ＞注入材 本発明で使用する注入材は、地盤の間隙や亀裂などに注
入する注入材である。注入材としては、例えば硬質発泡
ウレタン材等の高分子樹脂材料、セメント系材料、薬液
注入用の薬剤、粘土系材料、アスファルト系材料などが
考えられる。
入する注入材である。注入材としては、例えば硬質発泡
ウレタン材等の高分子樹脂材料、セメント系材料、薬液
注入用の薬剤、粘土系材料、アスファルト系材料などが
考えられる。
【００１２】以下図面を参照しながら本発明の注入方法
について説明する。
について説明する。
【００１３】＜イ＞削孔 所定の場所に中空管１を挿入するための地盤を掘削して
削孔５を形成する。例えば先受け工の場合は、トンネル
掘削面（切羽）の上部外縁においてトンネル掘進方向よ
り斜め上方に向けて複数の削孔５を設け、円弧状の先受
け工が形成されるようにする。また、フェースボルト工
の場合は、トンネル掘削面（切羽）においてトンネルの
掘進方向に複数の削孔５を設ける。
削孔５を形成する。例えば先受け工の場合は、トンネル
掘削面（切羽）の上部外縁においてトンネル掘進方向よ
り斜め上方に向けて複数の削孔５を設け、円弧状の先受
け工が形成されるようにする。また、フェースボルト工
の場合は、トンネル掘削面（切羽）においてトンネルの
掘進方向に複数の削孔５を設ける。
【００１４】＜ロ＞中空管の挿入 上記で形成した削孔５に中空管１を挿入する。挿入時の
中空管１は、圧力調整体３が中空管１の内部を遮断し、
膜状物２は萎んだ状態である。なお、本発明を自穿孔式
ロックボルトに適用する場合は、削孔５の掘削と中空管
１の挿入は同時に行われる。
中空管１は、圧力調整体３が中空管１の内部を遮断し、
膜状物２は萎んだ状態である。なお、本発明を自穿孔式
ロックボルトに適用する場合は、削孔５の掘削と中空管
１の挿入は同時に行われる。
【００１５】＜ハ＞膜状物への注入 注入口４から注入材を注入する。注入材は当初、圧力調
整体３に阻まれるため、圧力調整体３より奥には流れ込
まない。また、注入口４から注入した注入材は、膨張孔
１１から膜状物２内部に漏れ出す。そして、膜状物２が
膨張して、膜状物２内部及び中空管１内部が所定の内圧
に達するまで圧力調整体３は中空管１内を遮断する。本
発明では、膜状物２が膨張して削孔５の内面と密着する
まで圧力調整体３が外れない。このため、確実に膜状物
２を膨張させることができ、膜状物２と削孔５の内面と
の密着性がよい。
整体３に阻まれるため、圧力調整体３より奥には流れ込
まない。また、注入口４から注入した注入材は、膨張孔
１１から膜状物２内部に漏れ出す。そして、膜状物２が
膨張して、膜状物２内部及び中空管１内部が所定の内圧
に達するまで圧力調整体３は中空管１内を遮断する。本
発明では、膜状物２が膨張して削孔５の内面と密着する
まで圧力調整体３が外れない。このため、確実に膜状物
２を膨張させることができ、膜状物２と削孔５の内面と
の密着性がよい。
【００１６】＜ニ＞地盤への注入 圧力調整体３を境に膜状物２側の中空管１内部の圧力が
所定の値以上になると、圧力調整体３が外れる。この結
果、注入材が最初に圧力調整体３を設置した位置より深
部の中空管１に流れ込む。中空管１には複数の注入孔１
２が設けてあるため、流れ込んだ注入材は注入孔１２か
ら流れ出し地盤に充填される。このとき、注入孔１２か
ら流れ出した注入材は、膨張した膜状物２に遮られるた
め、注入口４側に流れ出す量を最小限とすることができ
る。よって、効率的に地盤への注入を行うことができ
る。
所定の値以上になると、圧力調整体３が外れる。この結
果、注入材が最初に圧力調整体３を設置した位置より深
部の中空管１に流れ込む。中空管１には複数の注入孔１
２が設けてあるため、流れ込んだ注入材は注入孔１２か
ら流れ出し地盤に充填される。このとき、注入孔１２か
ら流れ出した注入材は、膨張した膜状物２に遮られるた
め、注入口４側に流れ出す量を最小限とすることができ
る。よって、効率的に地盤への注入を行うことができ
る。
【００１７】
【本発明の効果】本発明の注入装置及び注入方法は以上
説明したようになるから次のような効果を得ることがで
きる。 ＜イ＞注入口から注入材を注入するだけで膜状物の膨張
と地盤への注入が行える。このため、削孔の口元をシー
ルする作業と地盤への注入作業が一連の作業として簡単
に行うことができ、効率的である。１回の注入で注入作
業を完了できると、大幅に工期を短縮することも可能と
なる。 ＜ロ＞中空管の内部に圧力調整体を設置する。このた
め、膜状物を削孔の内壁に密着するまで充分に膨張させ
ることができる。この結果、削孔の口元から注入材が漏
れるのを最小限とすることができ、地盤への注入を効果
的に行うことができる。 ＜ハ＞地盤へ注入を行う中空管を使用して膜状物を膨張
させる。このため、注入装置を簡単な構造とすることが
できる。
説明したようになるから次のような効果を得ることがで
きる。 ＜イ＞注入口から注入材を注入するだけで膜状物の膨張
と地盤への注入が行える。このため、削孔の口元をシー
ルする作業と地盤への注入作業が一連の作業として簡単
に行うことができ、効率的である。１回の注入で注入作
業を完了できると、大幅に工期を短縮することも可能と
なる。 ＜ロ＞中空管の内部に圧力調整体を設置する。このた
め、膜状物を削孔の内壁に密着するまで充分に膨張させ
ることができる。この結果、削孔の口元から注入材が漏
れるのを最小限とすることができ、地盤への注入を効果
的に行うことができる。 ＜ハ＞地盤へ注入を行う中空管を使用して膜状物を膨張
させる。このため、注入装置を簡単な構造とすることが
できる。
【図１】本発明の注入装置の実施例の説明図
【図２】注入装置の実施例の断面図
【図３】従来の注入方法の実施例の説明図
１・・・中空管 １１・・膨張孔 ２・・・膜状物 ３・・・圧力調整体 ４・・・注入口 ５・・・削孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草野勝広 東京都千代田区九段北１丁目12番14号 潮 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AA06 AB01 BB09 CA01 CA06 CA10 CB03 DA01 DA12 DC00 DC01 2D054 AC20 FA02
Claims (2)
- 【請求項１】地盤に注入材を注入するための注入装置で
あって、 中空管と、 中空管の一部を覆う膜状物と、からなり、 膜状物で覆われた中空管の管面に膨張孔を設け、最も注
入口から離れた位置に設けた前記膨張孔より更に離れた
位置の中空管内に圧力調整体を設置したことを特徴とす
る、 注入装置。 - 【請求項２】地盤を掘削した後又は掘削と同時に、掘削
した削孔中に請求項１記載の注入装置を挿入し、 注入口から注入材を注入することによって前記膜状物を
膨張させ、 前記中空管内が所定の内圧以上になることによって前記
圧力調整体が外れた後に、前記膨張した膜状物より深部
の地盤に注入材の注入を行うことを特徴とした、 注入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000366042A JP2002167748A (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 注入装置及び注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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2000
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