地盤改良用薬液注入管および地盤改良用薬液注入施工方法
【課題】地盤内の土砂が外管体内に流入するのを防止でき、内管体を外管体に抜き差しし易く、かつ、注入範囲が深くても薬液を地盤内に注入可能な地盤改良用薬液注入管を提供する。
【解決手段】薬液注入管の外管体３２は、外周面にストレーナ孔４０を覆う弾性材からなる弁部材４２を設け、内管体３０の先端部のモニター３４の側面に、先後に間隔を置いて外管体３２の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材４４を設け、かつ、その間隔内位置に内管体３０の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設け、薬液注入時に内管体３０内に加圧された薬液を導入して、該薬液を前記側面吐出孔４６から吐出してシール部材４４，４４間の外管体３２内の内圧を上げ、ストレーナ孔４０の前記弁部材４２を開くことによって当該ストレーナ孔４０から薬液を外管体３２の外部の周囲の地盤内に注入する。
【解決手段】薬液注入管の外管体３２は、外周面にストレーナ孔４０を覆う弾性材からなる弁部材４２を設け、内管体３０の先端部のモニター３４の側面に、先後に間隔を置いて外管体３２の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材４４を設け、かつ、その間隔内位置に内管体３０の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設け、薬液注入時に内管体３０内に加圧された薬液を導入して、該薬液を前記側面吐出孔４６から吐出してシール部材４４，４４間の外管体３２内の内圧を上げ、ストレーナ孔４０の前記弁部材４２を開くことによって当該ストレーナ孔４０から薬液を外管体３２の外部の周囲の地盤内に注入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土質等地盤改良工事に用いるのに適切な地盤改良用薬液注入管および地盤改良用薬液注入施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工事中に多量の湧水が発生すると、掘削不能に陥ったり土砂の流出を促進して地盤を崩壊させたりあるいは周辺地盤が沈下したりすることになる。また、地盤の強度が足りない場合には、土圧や水圧の発生で地盤が崩壊して工事ができなくなる。
【０００３】
薬液注入工法は、上記の不具合を解消するため、地盤の「不透水化」や「強化」を行なう目的で利用されている。
【０００４】
また、当該薬液注入工法は、生活環境の向上や自然災害の防止を図ると共に、インフラ整備工事を安全かつ経済的に行なうために、無くてはならない工法である。
【０００５】
例えば、埋設物の多い市街地で地下を掘削する工事では、埋設物のため連続した土塁壁が設置できず、このため、土留めに欠損部が生じると法面を階段状、スロープ状に掘削するしかなく工事面積が広範囲になることから、市街地でインフラ工事や既設埋設物の維持管理も難しくなる。これに対して、小設備で汎用性に優れ施工容易な薬液注入工法であれば、補助工法として、地下工事容易化や施工期間短縮化を果たせる。
【０００６】
従来、薬液注入の前提として、地盤の掘削には、ボーリングマシンが使用されている（特開２００７−２５５５号：特許文献１）。このボーリングマシンにおいては、垂直下方に向けたボーリングロッドを回転させて掘削し、その際、上端のスイベルジョイントに連結した注入用ホースから掘削用水を送り込んで、削孔する。
【０００７】
薬注入工法に関して、最も効果的とされている工法にダブルパッカー方式がある。このダブルパッカー方式においては、予め口径の大きな（外径１００ｍｍ以上）ケーシングロッドにより削孔した孔内に軟弱に硬化するシールグラウトを充填する。その後、このシールグラウト中にストレーナ管を挿入埋設して、ケーシングロッドを引き抜くが、充填したシールグラウトが軟弱に硬化した時点でストレーナ管内にパッカ付き内管を挿入してストレーナ孔毎に清水を送りシールグラウトにクラックを発生させる（この工程をクラッキングと称する）。
その後にストレーナ管内にパッカー付きホース（ストレーナ孔の上下に高圧ガスで膨張収縮可能なダブルパッカーを設置したもの）を下端まで挿入して、下層の注入ステップでパッカーを利かせてシールを行なった後、ストレーナ孔から地盤中に注入グラウト（薬液）を吐出させながら、クラックを通して地盤に一次注入（粗詰注入）する。ステップ当りの注入終了後、パッカーを緩めて次のステップへ引き上げた後、前のステップと同様に、パッカー、注入、パッカー緩め、ステップアップを繰り返して最上段のステップまで注入を行なう。一次注入材が硬化した時点で、再度ダブルパッカー付き注入管をストレーナ管の先端第１ステップまで挿入し、二次注入（浸透注入）する。
このように、下層の注入ステップから上層の注入ステップまで注入管を順次段階的に引き上げながら、ステップ毎にパッカーを利かせてシールを行なって注入グラウト（薬液）を吐出させ、クラックを通して周辺地盤に注入する。
【０００８】
しかしながら、上記のダブルパッカー方式では、予めボーリングによって注入孔を削孔してケーシングロッドを引き抜いた後に、ストレーナ管を立て込む作業に加えクラッキング、一次注入、二次注入するという手順が複雑である上、さらに塩ビ管のストレーナ管を抜き取ることができず、残置するため環境保全上問題がある。また、その設置に相当の労力と工費を要するという問題がある。
ダブルパッカー工法でもステップダウン方式の注入が可能としているが、実際には、注入管が剛性の弱いホースのため順次深部に挿入できず、その上、ダブルパッカーを開閉する毎に薬液が漏れるため注入作業が困難になる欠点を持っている。
【０００９】
これに対して、ストレーナ管をケーシング削孔（ボーリング）の後に挿入設置する間接設置方法ではなく、ストレーナ管を直接ボーリングロッドとして使用し地中に設置し、そのまま注入管として使用するもので、設置後直ぐにシールグラウトを行い、続いて、上段から下降しながら、注入するステップダウン式注入の工法がある。
【００１０】
特開平９−８８０５６号（：特許文献２）で薬液注入工法を提案している。ただし、この特許文献２の工法においては、周囲の吐出孔に目詰まりの問題が起こり易いため出願人は、後述する新システムに工法を提案している。
【００１１】
この特許文献２記載の工法で使用するストレーナ管は、周面吐出孔を内部から塞ぐように、内管外周にシール材を設ける等してストレーナ管内に内管をスライド自在に密に嵌合したものである。そして、内管、ストレーナ管の先端吐出孔を介して掘削水を吐出しながら掘削し、所定深度にストレーナ管を設置後、内管を引き上げながらシールグラウトを圧送して内管先端からストレーナ管先端および周面吐出孔から削孔間隙内に注入する。その注入後内管をストレーナ管の注入範囲の上部から下方に向かって段階的に下降させて注入グラウト（薬液）を圧送し、前記シールグラウトを破って周辺地盤にステップ注入するものである。
【００１２】
この工法では、注入が完了するまで内管を上下動させるが、地盤内の外管（ストレーナ管）を上下動させないため、地盤と外管との間のシール効果は失われない。また、シール注入後上段から注入するため注入された地盤自体がパッカー効果を発揮するシステムであるため、上記ダブルパッカー方式よりも高い注入効果を得ることができる。すなわち薬液が水平に注入されて所定の場所に注入され易くなる。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献２の技術であっても注入管（内管）が単管のため注入範囲が深い場合に瞬結薬液が使用できない。すなわち、注入する薬液は主剤と硬化剤を施工現場にて混合して注入するが、硬化するまでの時間が長時間のものは注入に問題が生じないが、硬化が短時間で起こる瞬結薬液の場合に、注入管の深い部分に達する前に薬液が硬化を初めて、目的とする深度の地盤内に薬液を注入できない。
【００１４】
また、特許文献２の技術では、内管の表面にシールゴムを焼き付けており、その内管が外管（ストレーナ管）内に緊密に嵌り込む嵌合式の構成のため、施工時に内管と外管内に微細砂が入り込んだ場合に、互いの摺接抵抗が大きくなるため、ボーリングによって地盤内に挿入状態の外管に対して内管を上下移動させるのが難しくなって、作業能率が低下する問題が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−２５５５号公報
【特許文献２】特開平９−８８０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の問題点に鑑み、地盤内の土砂が外管体内に流入するのを防止でき、内管体を外管体に抜き差しし易く、かつ、注入範囲が深くても薬液を地盤内に注入可能な地盤改良用薬液注入管および地盤改良用薬液注入施工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は地盤改良用薬液注入管および地盤改良用薬液注入施工方法に係るものである。
【００１８】
本発明の地盤改良用薬液注入管は、周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、
薬液注入時に内管体内に加圧された薬液が導入されて、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしたことを特徴とする地盤改良用薬液注入管である。
【００１９】
本発明においては、外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設けており、
外管体と内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたことが好適である。
【００２０】
本発明においては、前記外管体は、一方の外管部材の端部の外周面に雄ネジが形成され、かつ、この外周面にストレーナ孔を覆う弾性材からなる弁部材を設け、他方の外管部材の端部の内周面に雌ネジが形成されており、
前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させて一方および他方の外管部材同士を連結して、これら一方および他方の外管部材の端部同士によって弁部材を挟む位置関係にしたことが好適である。
【００２１】
本発明においては、前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造は、外管体および内管体の削孔時に対応する位置に、一方に回転止め突起を形成し、他方に回転止め溝を形成したものであることが好適である。
【００２２】
本発明においては、前記第２の吐出孔を閉鎖可能な構造は、第２の吐出孔の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体内を自重で落ちていって第２の吐出孔に嵌り込む弁部材であることが好適である。
【００２３】
本発明においては、内管体は、第１の内管体の外側に第２の内管体を設けた内外二重管構造であって、第１の内管体内の空間を第１の通路とし、該第１の内管体外周面と第２の内管体内周面との間の空間を第２の通路として、これら第１の通路および第２の通路にそれぞれ液体を送液可能とし、内管体の先端部には、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニターを設け、このモニターに、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にモニターの内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設けた構造としたことが好適である。
【００２４】
本発明においては、前記の第１の通路および第２の通路の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、
内管体の先端部のモニターでは、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター側面に設けられた複数のシール部材の間隔内位置の側方向きの吐出孔から外管体のストレーナ孔に向けて混合した薬液を吐出するようにしたことが好適である。
【００２５】
本発明においては、外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先・後移動して第１の内管体の先端開口および第２の吐出孔を開閉可能な可動弁を設け、
当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を開閉可能に構成され、
外管体を回転させてボーリングビットによる削孔時には、可動弁が第１の通路を閉鎖した状態で、前記の第２の通路内に削孔水を流し、その削孔水を可動弁における後部側面の連通孔から中空内さらには先部側面の連通孔を通って、削孔水を流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記を第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を加圧して流すことによって可動弁を駆動して第１の通路を開弁させかつ第２の吐出孔を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側面向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことが好適である。
【００２６】
本発明においては、前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体と、該弁体を先方に付勢するスプリングとを設け、
モニター内周面に前記側方向きの側面吐出孔よりも先方位置に弁座を設け、前記弁体がモニター内で先方に位置するときにスプリングの付勢力によって前記弁体が弁座に密接して第２の吐出孔が閉鎖し、それと共に、外管体の先端部の逆止弁取り付け部の内側部に当接部を設け、前記弁体が当接部（クロス弁座）に当接して前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体がモニター内で後方に移動したときに前記弁体が弁座から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔が開放する構造にし、
前記外管体の回転に連動してボーリングビットを回転させる削孔時には、前記内管体を先方に移動させて、前記外管体先端部内に前記モニターを位置させ、複数のシール部材と前記外管体の先端部の内周面との密接で前記モニターの側面吐出孔を閉鎖し、かつ、前記モニター内の弁体を前記当接部に当接させることによって前記弁体を弁座から後方に移動させて第２の吐出孔を開放した状態とし、前記内管体の第１の通路および第２の通路に削孔水を流し、その削孔水をモニター内の弁体と座面との間から第２の吐出孔に向けて流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記内管体を外管体内で後方に移動させて前記モニターの側面吐出孔の先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にストレーナ孔が位置するようにし、かつ、モニター内でスプリングの付勢力で弁体が弁座に密接する状態として、第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側方向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことが好適である。
【００２７】
本発明においては、外管体の先端の先端吐出孔にはボーリングビットによる削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁を設けたことが好適である。
【００２８】
また、本発明の地盤改良用薬液注入施工方法は、周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
それと共に、前記外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
前記内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、それと共に、内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設け、
前記外管体と前記内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたものであって、
前記内管体内を介して第２の吐出孔から削孔水をボーリングビットに圧送しながら、前記外管体および内管体を同時に回転させてボーリングビットにより地盤を削孔する工程と、
地盤の削孔深度が所定の深度に至るまで外管体および内管体を継ぎ足す工程と、
削孔深度が所定の深度に至った後に、前記外管体を削孔内に残置した状態で、薬液注入時に内管体内に加圧された薬液を導入して、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入する薬液工程とを有することを特徴とする地盤改良用薬液注入工法である。
【００２９】
〔本発明の原理〕
本願発明の原理について説明する。
薬液注入工法においては、砂地盤中の土粒子の間隙や空洞等の固結材を注入することにより、土粒子同士を連結一体化して強化すると共に間隙をうめて地下水の流動を阻止して湧水を防止する。また、軟弱地盤に固結剤が楔を打ち込むように枝状に割って入って周辺地盤を圧密強化すると共に固結剤の強度発現による相乗効果で改善して地耐力を向上させるものである。
【００３０】
しかしながら、従来の薬液注入工法は、その効果が地盤条件によって左右されることが多く、信頼性に乏しい工法であった。その要因は、固結剤が地盤中に放出されると人為的に制御することができないため「糸の切れた凧」と同様で改良対象外であっても抵抗の小さい場所から注入していき、均一にならないこともあった。また、この要因が明らかでありながら、長年欠点を改善することができなかった。
【００３１】
注入する薬液の種類と特徴について説明する。
〔薬液の形態〕
薬液の形態として、砂質土のように比較的大きな間隙への注入に適した「溶液型」と、粘性土のように間隙がごく小さい土質に適した「懸濁型」がある。なお、間隙のさらに大きな礫層では「懸濁型」を先行注入してあら詰めした後「溶液型」を注入して止水性を高める複合注入的に使用することもある。
【００３２】
〔ゲルタイム〕
薬液注入には主剤と硬化剤が混合されて時間の経過に伴って粘性を高めながら次第に流動性を失い（ドロドロ状）やがて固結する。この混合から流動性を失うまでの経過時間を「ゲルタイム」という。
【００３３】
ゲルタイムは薬液が地盤の間隙内に広い範囲で浸透させるか、あるいは限定した範囲に止めるかによって経験的に選択するが、間隙の大きさによって浸透性が異なるため地盤の状況によって選択する。
瞬結薬液：６０秒以内に流動性を失う（固結）。
中結薬液：１０分以内に流動性を失う。
緩結薬液（長結）：流動性を失うまでに１０分以上かかる。
【００３４】
発明者は、従来解消出来なかった下記の点を改善したものである。
（１）内管体のシール性の改善
前述の特許文献２記載の薬液注入工法では、シール注入後地盤上段から薬液を注入するため、注入した地盤自体がパッカー効果を発揮するシステムであり、高い注入効果を得ることができる。しかしながら、内管外面に焼き付けたシール材と外管（ストレーナ管）との内面が嵌合する装置にしたため、地下水圧で細粒土が管内に流入すると内管が抜き差ししにくい点が生じる。そこで、この点を解消するため本発明を開発したものである。
【００３５】
（２）地盤改良にゲルタイム全域（瞬結から緩結材料）を使用可能にする。
発明者は、薬液注入工法は薬液の形態やゲルタイムが注入効果に及ぼす影響が大きいことを考慮して薬液を開発するとともに混合するまでは粘性が高まらない工法を可能にするべく、本発明の地盤改良用薬液注入管を創案したものである。すなわち、地盤条件に応じて、「溶液型薬液、懸濁薬液」の使用やゲルタイムも「瞬結〜緩結」までの全域の薬液を使用可能にする方法として内管体を従来の単管に加えて二重管を開発し、しかも、特許文献２記載の技術のように内管にシール材を焼き付けずに抜き差しを容易にしている。
【００３６】
（３）外管体先端からの土砂の流入防止
ストレーナ管先端が開放状態であると内管の上下動や着脱の際に土砂が管内に流入して作業を困難にするが、本発明ではこれを防止するため特殊な逆止弁を設けることが好ましい。
【００３７】
（４）内管体の抜け出し防止
ボーリングや注入時に外管体に嵌合している内管体が注入圧力で抜け出し現象が生じて作業に支障をきたすことがあるため、スイベルと内管体の間に抜け出し防止金具を装着したスイベルサブを設ける。
【００３８】
（５）内管体の逆回転による外れ防止
外管体と内管体の嵌合状態のためボーリング中に微細砂が入り込むが、外管体の回転により内管体のネジが逆回転して抜ける現象が起きるのを防止する装置をスイベルサブの機能に加えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の地盤改良用薬液注入管によれば、前記外管体を、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体とし、結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から側面に連通する側方向きの吐出孔を設け、薬液注入時に圧送ポンプ等から内管体内に加圧した薬液を導入することにより、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開き、これによって、当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしている。
【００４０】
したがって、外管体および内管体に対して地盤をボウリングして挿入する際の圧力をあまりかけない削孔時や薬剤注入前の状態では前記弁部材が閉じた状態であり、外管体外の水圧が大きいほど弁機能が高まるので、地盤内の圧力で外管体内にストレーナ孔から土砂や泥水が入らず、内管を上下動させるのに障害にならない。
【００４１】
また、内管体内に圧力を加えることによって、ストレーナ孔の弁部材が開いて地盤内にシールグラウトや薬液を十分に注入することができる。
【００４２】
なお、外管体先端にボーリングビットを設けてその外管体の回転によって削孔するときに削孔水を送り込む場合、内管体の先端開口（第２の吐出孔）から主に削孔水が出て外管体のストレーナ孔の弁部材が開くことがなくストレーナ孔から削孔水が出ず、削孔に支障が起こらない。
【００４３】
また、内管体先端の先方向きの第２の吐出孔を開口して、その第２の吐出孔を閉鎖可能な構造を設けて、削孔時には第２の吐出孔から削孔水を吐出してボーリングビットによってスムーズに削孔し、一方、薬液注入時は、第２の吐出孔を閉じて土砂の管内への流入を防ぐと共に確実に薬液を地盤に注入することができる。
また、前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造は、外管体および内管体の削孔時に対応する位置に、一方に回転止め突起を形成し、他方に回転止め溝を形成したものにできる。
【００４４】
また、前記外管体は、一方の外管部材の端部の外周面に雄ネジが形成され、かつ、この外周面にストレーナ孔を覆う弾性材からなる弁部材を設け、他方の外管部材の端部の内周面に雌ネジが形成されたものとして、前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させて一方および他方の外管部材同士を連結して、これら一方および他方の外管部材の端部同士によって弁部材を挟む位置関係にしたことによって、弁部材を外管部材の端部同士の間に挟んで保護することができ、所定深度に位置した地盤内の土砂と弁部材の間に摩擦が働かないため破損を防止できる。また、外管部材同士を外せば弁部材を露出させて簡単に取り替えることができるため、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４５】
また、前記第２の吐出孔を閉鎖可能な構造は、第２の吐出孔の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体内を自重で落ちていって第２の吐出孔に嵌り込む弁部材であるものにして、簡単な構造にできる。
【００４６】
また、本発明においては、内管体は、第１の内管体の外側に第２の内管体を設けた内外二重管構造であって、第１の内管体内の空間を第１の通路とし、該第１の内管体外周面と第２の内管体内周面との間の空間を第２の通路として、これら第１の通路および第２の通路にそれぞれ液体を送液可能とし、内管体の先端部には、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニターを設け、このモニターに、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にモニターの内部から側面に連通する側方向きの吐出孔を設けた構造にして、モニターにて薬液を混合できるようにしてゲルタイムによらずに薬液を選択でき、適切な薬液注入ができる。
【００４７】
前記の第１の通路および第２の通路の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、内管体の先端部のモニターでは、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター側面に設けられた複数のシール部材の間隔内位置の側方向きの吐出孔から外管体のストレーナ孔に向けて混合した薬液を吐出するようにできる。
【００４８】
また、外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先後動して第２の吐出孔を閉鎖可能な可動弁を設け、当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を閉鎖可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を閉鎖可能に構成されていることによって、第２の吐出孔の閉鎖構造を内管への液体の注入圧力によって駆動制御ができ、別途に弁部材を装着しなくても良いため、使い勝手が良い。
【００４９】
本発明において、前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先・後移動して第１の内管体の先端開口および第２の吐出孔を開閉可能な可動弁を設け、当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を開閉可能に構成され、外管体を回転させてボーリングビットによる削孔時には、可動弁が第１の通路を閉鎖した状態で、前記の第２の通路内に削孔水を流し、その削孔水を可動弁における後部側面の連通孔から中空内さらには先部側面の連通孔を通って、削孔水を流してボーリングに供給し、一方、薬液の注入時には、前記の第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって可動弁を駆動して第１の通路を開弁させかつ第２の吐出孔を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側面向きの吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにでき、薬液の注入を複雑な制御装置を要することなく適切に施工することができる。
【００５０】
本発明において、前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体と、該弁体を先方に付勢するスプリングとを設け、モニター内周面に前記側方向きの側面吐出孔よりも先方位置に弁座を設け、前記弁体がモニター内で先方に位置するときにスプリングの付勢力によって前記弁体が弁座に密接して第２の吐出孔が閉鎖し、それと共に、外管体の先端部の逆止弁取り付け部の内側部に当接部（クロス弁座）を設け、前記弁体が当接部に当接して前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体がモニター内で後方に移動したときに前記弁体が弁座から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔が開放する構造にできる。それと共に、前記外管体の回転に連動してボーリングビットを回転させる削孔時には、前記内管体を先方に移動させて、前記外管体先端部内に前記モニターを位置させ、複数のシール部材と前記外管体の先端部の内周面との密接で前記モニターの側面吐出孔を閉鎖し、かつ、前記モニター内の弁体を前記当接部に当接させることによって前記弁体を弁座から後方に移動させて第２の吐出孔を開放した状態とし、前記内管体の第１の通路および第２の通路に削孔水を流し、その削孔水をモニター内の弁体と座面との間から第２の吐出孔に向けて流してボーリングビットに供給し、一方、薬液の注入時には、前記内管体を外管体内で後方に移動させて前記モニターの側面吐出孔の先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にストレーナ孔が位置するようにし、かつ、モニター内でスプリングの付勢力で弁体が弁座に密接する状態として、第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側方向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにできる。
この構成によって、内管体を下降・上昇させれば（先方に向けて進めれば）弁体の開閉を確実に行なうことができること等から、削孔・注入時の操作性や誤動作が改善され、メンテナンスも容易であり、モニター制作費のコストダウンに役立てることができる。
また、注入完了後は、内管体を押し下げるだけで削孔時の状態に復帰し、いつでも削孔、シール注入、硬化剤注入を合理的に繰り返し実行することが可能になる。
また、注入工事でのこの繰り返し作業を可能にすることが重要要素である。
【００５１】
また、本発明においては、外管体の先端の先端吐出孔にはボーリングビットによる削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁を設けて土砂がボーリングビットから外管体内に流入することを防止して作業性低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管を用いた注入プラント設備の全体構成図である。
【図２】（ａ）は第１の実施形態に係る（第１の施工形態に適用する）地盤改良用薬液注入管の組み立て図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図３】同地盤改良用薬液注入管の分解説明図である。
【図４】同地盤改良用薬液注入管における外管体を構成する外管部材の説明図である。
【図５】図２（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図であって、同地盤改良用薬液注入管における外管体の端部同士の接続構造の説明図である。
【図６】同地盤改良用薬液注入管の吊下げ支持用のスイベルおよびスイベルサブの説明図であって、（ａ）が縦断説明図、（ｂ）が（ａ）のＡ方向視拡大説明図、（ｃ）が（ａ）のＢ方向に沿う横断面図である。
【図７】同地盤改良用薬液注入管を用いた削孔手順の説明図である。
【図８】同地盤改良用薬液注入管を用いたシール手順（シールグラウト注入）の説明図である。
【図９】図８のシール手順時のモニターおよびボーリングビット周辺への状態説明図である。
【図１０】同地盤改良用薬液注入管を用いた薬液注入手順の説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は、同地盤改良用薬液注入管の削孔時の内管体および外管体の継ぎ足し手順の各説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る（第２の施工形態に適用する）地盤改良用薬液注入管の説明図であり、（ａ）が組み立て図、（ｂ）が外管体の分解図、（ｃ）が内管体の分解図である。
【図１３】同地盤改良用薬液注入管の削孔時の説明図であり、（ａ）が削孔手順の説明図、（ｂ）削孔水の流通順路の説明図である。
【図１４】同地盤改良用薬液注入管のシール手順と主剤・硬化剤の流通順路の説明図である。
【図１５】同地盤改良用薬液注入管による地盤改良用薬液の注入手順の説明図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る（第３の施工形態に適用する）地盤改良用薬液注入管の組み立て図であって同地盤改良用薬液注入管を用いた削孔手順の説明図である。
【図１７】図１６の地盤改良用薬液注入管を用いたシール手順（シール注入・硬化剤注入）の説明図である。
【図１８】図１６の地盤改良用薬液注入管を構成するモニターの組立図である。
【図１９】同モニターの分解図である。
【図２０】同モニターを収容して外管体の先端部にボーリングビットを取り付けるためのモニター外管であり、（ａ）が縦断面図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図２１】逆止弁およびボーリングビットの縦断した説明図であり、（ａ）が削孔中、（ｂ）が注入中の逆止弁作動状態を示し、（ｃ）がボーリングビットの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００５４】
図１は実施形態に係る地盤改良用薬液注入管を用いた注入プラント設備の説明図である。図１に示すように、搬送車１０上に注入設備を１セット設けている。
【００５５】
注入設備には、発電して電源を供給する電源機能（動力発電機１２、配電盤１４）と、使用材料や配合水をミキサーに送り混合して一次貯留沈殿を防止する薬液調合機能（ミキサー・貯液・貯水タンク１６・送水ポンプ１８・ギヤポンプ）と、ボーリング時の掘削水や注入時の主剤・硬化剤を圧送し、これを切り換える送液機能（注入ポンプ２０・分流器・サクション・デリバリホース）と、注入量と注入圧力を時々刻々デジタル表示すると共にグラフとしてチャート紙に記録する管理機能を備えた流量計２２とを設けたものである。水は水道または給水車２４から、材料は運搬車２６を用いて搬送する。なお、この給水車２４は水道水や河川水が使用できない場合に使用する。
【００５６】
また、ボーリング機能としては、ボーリング機２８に後述するスイベル５８・注入管（内管体３０、外管体３２からなる）・モニター３４・ボーリングビット（メタルクラウン）３６を装着し、それに注入ポンプで送水しながら油圧で所定の深度まで削孔、設置する。注入時は、所定の薬液を圧入後、内管体３０、外管体３２、ボーリングビット３６を油圧でステップアップあるいはステップダウンさせることができる。
【００５７】
〔主要設備機器の役割〕
・ミキサー：薬液は「主剤」と「硬化剤」が必要でそれぞれ個別のミキサーで清水と混合し、沈殿しないで液状状態に保持するために使用する。主剤と硬化剤の配合量を変えることで固結時間（ゲルタイム）を変化させることができる。固結時間は、地盤の浸透性の違いによって変える。
【００５８】
・注入ポンプ２０：地盤をボーリングする際に清水（掘削水）を圧送し、薬液を注入する際には「主剤」と「硬化剤」を送り出すために使用する。
主剤と硬化剤は別々に送り、モニター３４内で混合されて地中で固結する。
【００５９】
・ボーリング機２８：注入管・モニター３４・メタルクラウン（ボーリングビット３６）などの器具を装着した後、注入ポンプで静水を送りながらロッドに回転を与えつつ地盤に貫入圧（給圧）を掛けながらメタルクラウンの先端ビットによる回転掘削により地盤を「ボーリング」する機械である。
【００６０】
・スイベル（ウォータスイベル）５８：回転するロッドと注入ホースの間に装着し、ロッドが回転してもホースが捩れないようにするため、ロータリジョイントを用いて通液している。
【００６１】
ロッド：ロッドに下記する二重管構造（内管体３０と外管体３２）の注入管を用いる。ロッドは、ボーリング時に清水（削孔水）を先端モニター３４まで圧送し吐出させるパイプであり、所定の深度に設置する。続いて硬化剤を圧送して地盤中に吐出させるために使用する。すなわち、削孔と注入に兼用する。
【００６２】
モニター３４：二重管から送られてきた「削孔水」や「シール薬液」および「主剤」と「硬化剤」の流路を切り替えたり「主剤」と「硬化剤」を配合して均一に混合して反応させた後地盤中に吐出させるために使用する。
削孔水：ボーリング時にズリを地上に排出してロッドの冷却と摩耗防止を行なう。
【００６３】
以下に、実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の構成を説明する。
【００６４】
本発明の第１の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の説明図を図２〜図１１に示し、第２の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の説明図を図１２〜図１５に示す。
【００６５】
図１に示すように、第１の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管は、周囲に複数の周面吐出孔（ストレーナ孔４０…）を設けた外管体３２と、該外管体３２の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔４６を設けた内管体３０とを有するものである。
【００６６】
前記地盤改良用薬液注入管においては、前記外管体３２は、一方の外管部材３８の端部３８ａを他方の外管部材３８の端部３８ａ内に挿入して結合させた構成の外管部材３８，３８の結合体であって、結合状態の一方の外管部材３８の端部３８ａおよび他方の外管部材３８の端部３８ａには、対応箇所に外管体３２内部から外部に連通するストレーナ孔４０を形成し、かつ、一方および他方の外管部材３８の端部同士の間に通常時はストレーナ孔４０を閉じ、外管体３２の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔４０を開く弁部材４２を装着している。
【００６７】
したがって、外管体３２および内管体３０をボーリングによって地盤中に挿入していて内管体３０の圧力をあまりかけない削孔時や薬剤注入前の状態では前記弁部材４２が閉じた状態であるので、地盤内の圧力が高くても外管体３２内にストレーナ孔４０から土砂や泥水が入らず、内管体３０を上下動させるのに障害にならない。
【００６８】
また、内管体３０内に圧力を加えることによって、ストレーナ孔４０の弁部材４２が開いて地盤内にシールグラウトや薬液を十分に注入することができる。
【００６９】
内管体３０の先端部にモニター３４を設けている。モニター３４の側面には、先後に間隔を置いて外管体３２の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材４４を設け、かつ、その間隔内位置に内管体３０の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設けている。
【００７０】
薬液注入時に内管体３０内に加圧された薬液が導入されて、該薬液を前記側面吐出孔４６から吐出してシール部材（例えばＯリング）４４，４４間の外管体３２内の内圧を上げ、ストレーナ孔４０の前記弁部材４２を開くことによって当該ストレーナ孔４０から薬液が外管体３２の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしている。
【００７１】
なお、外管体３２先端にボーリングビット３６を設けてその外管体３２の回転によって削孔するときに削孔水を送込む場合、内管体３０の先端開口（第２の吐出孔５０）から逆止弁７４が開いて外管体３２の吐出孔４８から主に削孔水が出るものであって、ストレーナ孔４０についてはその弁部材４２が開かずに当該ストレーナ孔４０から削孔水が出ない。したがって、削孔水がボーリングビット３６に集中してスムーズな削孔ができかつ削孔水に無駄が生じない。
【００７２】
各部を説明する。
外管体３２の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔４８と、先端が削孔刃先となるボーリングビット３６を設け、内部に削孔水を通す流路の機能を設けている。
【００７３】
また、内管体３０の先端部のモニター３４に、先方向きに開口する第２の吐出孔５０と、当該第２の吐出孔５０を閉鎖可能な構造の弁体（例えばスチールボール）５２とを設けている。
【００７４】
外管体３２と内管体３０には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造５４をスイベルサブ５６に設けている。
【００７５】
詳細には、図２〜図５に示すように、前記外管体３２は、一方の外管部材３８の端部３８ａ外周がアンダーカット形状を呈してその外周面に雄ネジ３８ｂが形成されいて、かつ、この外周面にストレーナ孔４０を覆う弾性材からなる弁部材４２を設けている。弁部材４２としては外管部材３８端部３８ａを取り囲んでストレーナ孔４０を覆うバンド状・帯状弾性材の弁部材を巻き付けて用いてもよい。前記外管体３２は、同じものを複数継ぎ足し、削孔距離応じた長さにして使用する。図４では、繋がれる外管体３２の一つを示し、図５には、繋ぐ部分の詳細を示しいる。
【００７６】
当該端部３８ａの細径になった外周面の段部近くに外ネジ構造で雄ネジ３８ｂが形成され、そのさらに端面側（先方）ストレーナ孔４０が穿設されていて、そのストレーナ孔４０を外側から包むようにバンド状弾性材（ゴムやエラストマーで構成）の弁部材４２で開閉可能に塞いでいる。
【００７７】
また、他方の外管部材３８の端部３８ａ内周が段状に拡径されている段部付近にストレーナ孔４０が穿設され、かつ、その端面側（後方）の内周面に内ネジで雌ネジ３８ｃが形成されている（図４参照）。
【００７８】
図５に示すように、外管体３２の構造において、複数の外管部材３８、３８同士をネジ結合は、一の外管部材３８の端部３８ａの前記雄ネジ３８ｂを他の外管部材３８の端部３８ａの前記雌ネジ３８ｃに螺合させて一方および他方の外管部材３８，３８同士を連結して、これら一方および他方の外管部材３８，３８のストレーナ孔４０の形成された端部３８ａ，３８ａ同士によって弁部材４２を挟む位置関係にしている。一方および他方の外管部材３８，３８の端部同士によって弁部材４２を挟む位置関係にしたことによって、弁部材４２を外管部材３８，３８の端部３８ａ，３８ａ同士の間に挟んで保護することができ、所定深度に位置した地盤内の土砂が弁部材４２に掛からず破損を防止できる。また、外管部材３８，３８同士を外せば弁部材４２を露出させて簡単に取り替えることができるため、メンテナンス性を向上させることができる。
【００７９】
また、図６に示すように、作業時に外管体３２および内管体３０を組み立て、上下方向に向けて立てて下端を地盤に向けた状態にし、上端にスイベル５８を設けて吊下げる。
前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造５４は、外管体３２および内管体３０の上端部における削孔時に対応する位置に、一方の外管体３２内側に回転止め溝５４ａを形成し、他方に内管体３０外側に回転止め突起５４ｂを形成したものである。回転止めの係止構造５４は、上記の他、外管体３２の内側に突起を内管体３０外側に溝を形成するなどでも良い。
【００８０】
また、スイベルサブ５６は、外管体３２に上端部に固定されていて、スイベル５８に係合している。スイベル５８は、内管体３０の上端に液密に取り付けられていて、注入ポンプ１８からのホースが接続されている。内管体３０内に削孔時に静水を、シール時にシール材を、薬液注入時に主剤・硬化剤を圧送できるようになっている。
【００８１】
具体的には、スイベルサブ５６には、外管体３２の上端の外管部材３８Ａの内面に回転止め溝５４ａが形成されている部分に対応するように、外面に吊り金具５６ａが溶接等によって固定されている。また、内管体３０の上端はスイベル５８に接続しているが、そのスイベル５８の下側に設けた内管体３０の外面には、受け棒６０を水平方向に突出させて棒体部であって、吊り金具５６ａの切り欠き５６ｂに係合させる。切り欠き５６ｂは、図６（ｂ）に示すように、上方から見て左回転方向に開いており、外管体３２を内管体３０に対して（上面視で）ほぼ２０度左回転させれば、受け棒６０が切り欠き５６ｂに嵌り込み、逆に外管体３２を内管体３０に対して（上面視で）ほぼ２０度以上右回転させれば、受け棒６０が切り欠き５６ｂから離脱させて内管体３０を外管体３２から外すことができる。
【００８２】
受け棒６０と吊り金具５６ａは、外管体３２を吊下げて作業性を向上させるとともに次の機能を兼ね備えている。
受け棒６０と吊り金具５６ａが無い場合の継ぎ足し作業は、内管体３０，外管体３２が別々に動くためワンタッチの作業ができないことから着脱時ともに外管体３２を支える手間がかかり作業能率を低下させる。
この状況を改善する方法として、既にボーリング機２８に装着されている内管体３０に繋ぐ側の内管体３０を載せて右回転させるが、この際、繋ぐ側の外管体３２は吊り金具５６ａと一体になっており吊り棒６０を右回転させるができ、内管体３０も一体になっているため同方向に回転してボーリング機２８側の内管体３０にワンタッチでねじ込むことが可能になる。
続いて、受け棒６０から吊り金具５６ａを２０°左回転させて受け棒６０から外してボーリング機２８側の外管体３２に接続することが早くすることができる。
注入が完了して内管体３０，外管体３２を取り外す際は、外管体３２を外して受け棒６０に吊下げた状態で内管体３０を容易に外すことができる。
【００８３】
〔内管体３０の二重管構造〕
ここで、図２〜図３に示すように、実施形態に係る薬液注入管の内管体３０は、第１の内管体６２の外側に第２の内管体６４を設けた内外二重管構造である。内管体３０では、第１の内管体６２内の空間を第１の通路６６とし、該第１の内管体６２外周面と第２の内管体６４内周面との間の空間を第２の通路６８としており、これら第１の通路６６および第２の通路６８にそれぞれ液体をスイベル５８から個別に送液可能としている。後述のように、スイベル５８には、別のホースを介して主剤と硬化剤が流入するようになっている。なお、本発明においては、内管体３０には削孔時や長いゲルタイムの薬液注入（単相注入）時には単管を用いて、異なるゲルタイムの薬液を使用する（複相注入）薬液注入時に二重管を用いても良い。また内管体３０は、二重管の他、三重以上の多重管でも良い。
【００８４】
〔モニター３４〕
内管体３０の先端部には、前記第１の通路６６および第２の通路６８を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニター３４を設け、このモニター３４に、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材（間隔を置いた一対のＯリング）４４、４４の間隔内位置にモニター３４の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設けた構造としている。
【００８５】
前記の第１の通路６６および第２の通路６８の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、内管体３０の先端部のモニター３４では、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター３４側面に設けられた複数のシール部材４４、４４の間隔内位置の側方向きの側面吐出孔４６から外管体３２のストレーナ孔４０に向けて混合した薬液を吐出するようにしたものである。
【００８６】
このモニター３４に、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材４４、４４の間隔内位置にモニター３４の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設けた構造にしているので、モニター３４にて薬液を注入管の先端部に送込んだ後に混合できるようにしているので、従来のように注入する内管体３０に入る前に混合する方式のようにゲルタイムの問題が生じることがない。よって、薬液混合時のゲルタイムを考慮することなく薬液を選択でき、地盤に最も適切な薬液を選択して注入できる。
【００８７】
〔第２の吐出孔５０の弁体５２〕
前記モニター３４において、第２の吐出孔５０を閉鎖可能な構造は、第１の実施形態（第１の施工形態）では、第２の吐出孔５０の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体３０内を自重で落ちていって第２の吐出孔５０に嵌り込む弁体５２具体的にはスチールボールである。弁体５２の装着時には、スイベル５８を内管体３０の後端から外し、上方に開口した後端から内管体３０内に弁体５２を落とし込んで簡単な手順で第２の吐出孔５０を塞ぐことができる（図９の状態参照）。
【００８８】
このように内管体３０先端の先方向きの第２の吐出孔５０を開口して、その第２の吐出孔５０を閉鎖可能な簡単な構造の弁体５２を設けているので、削孔時には第２の吐出孔５０から削孔水を吐出してボーリングビット３６によってスムーズに削孔し、一方、薬液注入時は、第２の吐出孔５０を弁体５２で閉じて確実に薬液を地盤に注入することができる。また、弁体５２は、下方に先方を向けた内管体３０内を自重で落ちていって第２の吐出孔５０に嵌り込むものであるので、簡単な構造で、経済性が高い。スチールボールであるので堅牢で再使用可能なメンテナンスフリー化できる。
【００８９】
〔外管体３２の逆止弁７４〕
また、外管体３２の先端吐出孔４８には逆止弁７４を設けている（図２、図９参照）。外管体３２を内管体３０と共に回転させて地盤に突き立てたボーリングビット（メタルクラウン）３６を回転させる削孔時（ボーリング時）に削孔水を供給する。この際、逆止弁７４は、上記の削孔水の圧力で先端吐出孔４８を開弁してボーリングビット３６に削孔水を供給し、一方、削孔水を圧送していないときに、地盤内の浸透水がその圧力によって先端吐出孔４８から外管体３２や内管体３０内に流入するのを遮断する機能を有している。
【００９０】
具体的には、逆止弁７４は、先端吐出孔４８に対して先方から後方向きに、樹脂または金属製の弁体７４ａがスプリング部材７４ｂによって付勢されて先端吐出孔４８押圧されている。逆止弁７４のスプリング部材７４ｂの付勢力は、削孔時に削孔水の送水圧力によって開弁するように設定されている。
【００９１】
したがって、外管体３２の先端の先端吐出孔４８にはボーリングビット３６による削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁７４を設けているので、土砂がボーリングビット３６から外管体３２内に流入することを防止して作業性低下を防止することができる。
【００９２】
第１の実施形態（第１の施工形態）に係る地盤改良用薬液注入管による地盤改良施工方法の手順を説明する
〔削孔〕
図７に示すように、外管体３２の下端に外管モニター（外管部材３８の接続用下端部）とボーリングビット（メタルクラウン）３６を取り付け、内管体３０の下端にモニター３４を取り付けた当該内管体３０を外管体３２内に挿入する。
【００９３】
図２に示すように、内管体３０および外管体３２をボーリング機２８に取り付けて、それらの上端に取り付けたスイベル５８を介して注入ポンプ２０で削孔水を送水する。
【００９４】
削孔水は、図７に示すように、スイベル５８から内管体３０、内管体３０下端のモニター３４に入り、削孔水の圧力で逆止弁７４を開弁して、その逆止弁７４からボーリングビット３６を通って地中に吐出する。同時に、ボーリング機２８は、外管体３２を回転させてボーリングビット３６を回転駆動するので、地盤を削孔する。図７に示すように、削孔水は外管体３２と地盤孔の間を通ってズリと共に地盤面７６に出てくる。
【００９５】
この場合、削孔深度に応じて、内管体３０および外管体３２を継ぎ足して所定の深度まで削孔する。
【００９６】
内管体３０と外管体３２のボーリング手順を図１１によって説明する。
【００９７】
図１１（ａ）に示すように、削孔準備・削孔開始時には、ボーリング機２８を据え付け、モニター３４、内管体３０、外管体３２、スイベル５８を取り付けて、ボーリングを開始する。
【００９８】
当初設置した内管体３０、外管体３２の長さからこれ以上削孔ができなくなったら、ボーリング機２８を停止して、スイベル５８を取り外し、図１１（ｂ）に示すように、スイベル５８にスイベルサブ５６を継ぎ足して（吊り金具５６ａを切り欠き５６ｂに係合して吊る）、スイベルサブ５６に内管体３０の接続部を継ぎ足す。そして、図１１（ｃ）に示すように、スイベルサブ５６に外管体３２を継ぎ足す。外管体３２は、外管部材３８を継ぎ足して延ばす。
【００９９】
そして、図１１（ｄ）に示すように、スイベル５８に継ぎ足した内管体３０をボーリング機２８側の内管体３０に接続する。
【０１００】
次いで、図１１（ｅ）に示すように、スイベルサブ５６の吊り金具５６ａを切り欠き５６ｂから外して、スイベルサブ５６に接続した外管部材３８を外管体３２に接続する。この接続の際、ストレーナ孔４０を合わせる。係止構造５４（回転止め突起５４ｂ、回転止め溝５４ａ）を係合させて、ボーリング機２８によって、内管体３０および外管体３２を同回転方向に回転させる際に両者を同時に回転させてボーリングするようにしている。
【０１０１】
〔シール剤注入〕
シール注入開始は、削孔完了状態のまま注入ポンプ２０を削孔水からシール薬液に切り替えて開始することができ、シール状況に応じてストレーナ孔４０から注入することができる。
そして、図９に示すように、弁体５２を落とし込んで第２の吐出孔５０を塞いだ状態とし、内管体３０内の第１の通路６６および第２の通路６８からシール薬液の主剤と硬化剤を注入して（同一液で良い場合は通路６６と６８に同じ液を注入する）、シール部材４４、４４間の側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出する。
この際、第２の吐出孔５０から外管体３２先端の逆止弁７４に圧力が微小にしか加わらないため塞がっており、前記側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出するシール剤の圧力が強いので前記外管体３２のストレーナ孔４０の弁部材４２が開弁して、地盤内にシール薬液の注入ができる。内管体３０の側面吐出孔４６の位置を下方から順次ストレーナ孔４０に合わせて内管体３０を引き抜いていき、順次、各ストレーナ孔４０の弁部材４２を開いて、地盤中にシール剤を注入する。
シール注入は最下端から開始し、内管体３０を改良範囲上端まで引き抜きながら注入し、外管体３２の外側の間隔を充填する。
【０１０２】
また、外管体３２を構成する外管部材３８…は実施形態では外径が４０．５ｍｍで、それぞれ５０ｃｍの長さで形成されている。したがって、ストレーナ孔４０の間隔は、（端部３８ａの長さが重なる）５０ｃｍ間隔になっており、シール剤の地盤中への注入は５０ｃｍ間隔になる。外管体３２の長さは一例であり、施工に応じて長さを設定できる。
【０１０３】
注入範囲は図８に破線で示す範囲になる。
〔薬液注入手順〕
図１０に示すように、弁体５２を落とし込んで第２の吐出孔５０を塞いだ状態で、内管体３０内の第１の通路６６および第２の通路６８のそれぞれに地盤改良剤薬液の主剤と硬化剤を注入して（同一液で良い場合は通路６６と６８に同じ液を注入する）、モニター３４内で混合して、シール部材４４、４４間の側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出する。
【０１０４】
この際、第２の吐出孔５０から外管体３２先端の逆止弁７４に圧力が微小にしか加わらないため塞がっており、前記側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出する改良材薬液の圧力が強いので前記外管体３２のストレーナ孔４０の弁部材４２が開弁して、地盤内に地盤改良剤の薬液の注入ができる。
【０１０５】
内管体３０を地盤面７６に近い、改良範囲の最上段から側面吐出孔４６の位置を順次ストレーナ孔４０に合わせて内管体３０を段階的に下げていき、順次、最下段までの各ストレーナ孔４０の弁部材４２を開いて、地盤中に地盤改良材の薬液を注入する。
【０１０６】
また、外管体３２を構成する外管部材３８…は実施形態ではそれぞれ５０ｃｍ長さで形成されている。したがって、ストレーナ孔４０の間隔はほぼ５０ｃｍ間隔になっており、地盤改良剤薬液の地盤中への注入は５０ｃｍ間隔になる。
【０１０７】
次に第２の実施形態（第２の施工形態）に係る薬液注入管を説明する。
【０１０８】
この薬液注入管は、図１２に示すように、外管体３２の先端部にボーリングビット３６を設け、前記モニター３４先端部に先方向きに第２の吐出孔５０を開口している点は第１の実施形態と同様であるが、モニター３４内には、弁体５２ではなく、先・後移動して第１の内管体６２のモニター３４内への先端開口およびモニター３４の第２の吐出孔５０を開閉可能な可動弁７８を設けたものである。（ａ）は削孔状態の可動弁７８が後退した組み立て図、（ｃ）では注入状態の可動弁７８が前進した分解図を示している。
【０１０９】
当該可動弁７８は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔７８ａが形成され、かつ周面にモニター３４内に摺接するシール部材７８ｂが設けられて、可動弁全体がスプリング等の弾性体（図示省略）によって後方向きに弾発されている。また、可動弁７８は、その先端部で前記第２の吐出孔５０を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体６２の先端開口に当接・離脱して第１の通路６６を閉鎖・開放可能に構成されている。
【０１１０】
第１の実施形態と同様に、前記内管体３０は第１の内管体６２および第２の内管体６４からなる二重管構造である。また、モニター３４は、第２の内管体６４の先端に取り付けられていて、側面吐出孔４６が開いていて、その側面吐出孔４６の前後にシール部材４４が設けられている。
また、可動弁７８の側面のシール部材７８ｂ〜７８ｂは、後方部、中央部、先端部の３箇所設けられており、後部の連通孔７８ａに近接する前方位置に後方部のシール部材７８ｂが設けられ、前部の連通孔７８ａの前後に間隔を置いて、中央部のシール部材７８ｂと先端部のシール部材７８ｂが設けられている。後方部、中央部のシール部材７８ｂ、７８ｂ外周がモニター３４内面とのシールをし、先端部のシール部材７８ｂが第２の吐出孔５０をシールできる外径に形成されている。
【０１１１】
図１３に示すように、モニター３４は、外管体３２を回転させてボーリングビット３６による削孔時には、図示しない、弾発体で可動弁７８が後方向きに付勢されることによって内管体６２内の第１の通路６６を閉鎖した状態となる。このように、可動弁７８によって第１の通路６６は閉鎖された状態で、内管体３０中の前記の第２の通路６８内に削孔水を所定圧力で流す。第２の通路６８に液圧が加わるが、第１の通路６６に液圧が加わらないので、つまり、可動弁７８には前方向きの圧力が加わらず、第１の通路６６を閉鎖した状態を維持する。このように可動弁７８を初期位置のままになる。
このとき、前記可動弁７８側面のシール部材７８ｂ〜７８ｂの後方部、中央部のものは、第２の通路６８と側面吐出孔４６との間に位置してそれら間の連通を遮断する。シール部材７８ｂの後方から第２の通路６８が、後部の連通孔７８ａに連通し、可動弁７８の内部中空を介して前部の連通孔７８ａから削孔液が先端部のシール部材７８ｂの外周とモニター３４内面との間を通って、前記第２の吐出孔５０からボーリングビット３６に向けて供給するようになっている。ボーリングビット３６周囲の削孔水は外管体３２と地盤孔の間を通って地盤面７６に排出される。
【０１１２】
図１４に示すように、シール剤の注入時には、前記第１の通路６６と第２の通路６８とにシール薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって弾発体の弾発力に抗して可動弁７８が駆動して押し下がる。これによって、第１の通路６６を開弁させかつ第２の吐出孔５０を閉鎖する。第１の通路６６と第２の通路６８が可動弁７８の後方で連通するので、前記主剤と硬化剤がモニター３４内で混合される（この際、可動弁７８の中空及び連通孔７８ａはモニター３４内でシール部材７８ｂによって閉鎖状態になっている）。側面向きの側面吐出孔４６から混合されたシール薬液が外管体３２のストレーナ孔４０を経由して孔壁と外管体３２外周との間隙内および地盤内の空洞等に供給される。下方から順次段階的に内管体３０を引き上げて各ステップで地盤内の空洞等にシール剤を注入する。
【０１１３】
シール剤注入後は、図１５に示すように、地盤改良用薬液の注入をする。前記第１の通路６６と第２の通路６８とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって可動弁７８を駆動して第１の通路６６を開弁させかつ第２の吐出孔５０を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター３４内で混合し、側面向きの側面吐出孔４６から混合した薬液を外管体３２のストレーナ孔４０を経由して地盤内に供給する。上部から順次内管体３０をステップ的に下降させてステップ毎に注入を行なう。
【０１１４】
この第２の実施形態によれば、可動弁７８全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔５０を閉鎖可能で、かつ、後端部で第１の内管体６２の先端開口を閉鎖可能に構成されていることによって、第２の吐出孔５０の閉鎖構造を内管への液体の注入圧力によって駆動制御ができ、別途に弁部材を装着しなくても良いため、使い勝手が良い。また、薬液の注入を複雑な制御装置を要することなく適切に施工することができる。
【０１１５】
次に、本発明の第３の実施形態（第３の施工形態）について説明する。
図１６が該第３の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の組み立て図であって同地盤改良用薬液注入管を用いた削孔手順の説明図である。また、図１７は、その地盤改良用薬液注入管を用いたシール手順（シール注入・硬化剤注入）の説明図である。また、図１８は地盤改良用薬液注入管を構成するモニターの組立図である。図１９は同モニターの分解図である。また、図２０は、モニター外管の説明図であり、（ａ）が縦断面図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。また、図２１は、逆止弁およびボーリングビットの縦断した説明図であり、（ａ）が削孔中、（ｂ）が注入中の逆止弁作動状態を示し、（ｃ）がボーリングビットの説明図である。
【０１１６】
図１６に示すように、第３の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管は、外管体３２の先端部にボーリングビット３６を設け、前記モニター３４内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体５２と、該弁体５２を先方に付勢するスプリング８４とを設けている。
【０１１７】
モニター３４の構造を説明する。
図１８に示すように、モニター３４は注入管の内管体３０の先端に接続されるモニター内管３４ｂと外管体３２の先端に接続されるモニター外管３４ａとを有して構成される。このモニター外管３４ａの先端部（下端部）にクロス弁座３４ｅを内蔵しており、内管３４ｂは、モニター内部外管３４ｃおよびモニター内部内管３４ｄの他、モニター内部内管３４ｄ内に弁体５２とこの弁体５２を上下動させるスプリング８４を装填して構成されている。
【０１１８】
モニター内部外管３４ｃの外面に、シール剤や硬化剤を外管体３２のストレーナ孔４０へ誘導すると共に、削孔水シール剤および硬化剤を外管体３２と内管体３０との間隙に漏れる事態を防止するＯ（オー）リングからなるシール部材４４が側面吐出孔４６の上下に二段装着されている。
【０１１９】
さらに、モニター内部外管３４ｃの内面には、スプリング８４の後端を受けるスプリング受け８０が前記側方向きの側面吐出孔４６よりも後方に配置固定し、スプリング受け８０に受けられたスプリング８４が弁体５２を先方に付勢する。また、モニター内部外管３４ｃの内面側面吐出孔４６より先方に位置してリング弁座８２を配設固定し、リング弁座８２の後面に漏れシールをするためのＯ（オー）リングからなるシール体４４ａを装着して、弁体５２がモニター内部外管３４ｃ内で先方に位置するときにスプリング８４の付勢力によってリング弁座８２に密接して第２の吐出孔５０を閉鎖するように構成されている。
また、モニター外管３４ａは、図１８、図２０に示すように、その後部に雌ネジ部にストレーナ孔４０が形成され、外管体３２先端部の雄ネジに螺合してストレーナ孔４０同士を一致させるようになっている。モニター外管３４ａは外管体３２に固定され、モニター外管３４ａの先端部でクロス弁座３４ｅより先方内部に雌ネジが形成されている。クロス弁座３４ｅは、モニター外管３４ａ内壁から互いに間隔を置いた複数の腕部が軸中央に延びた受け用の弁座であり、弁体５２が当たっても弁体５２から弁座３４ｅ間を通って液の流通ができるようになっている。
【０１２０】
逆止弁７４は、図２１に示すように、外周本体の後部が段状に細径になった部分内に弁体７４ａ、スプリング部材７４ｂを設け、外周面に雄ネジを形成して、その雄ネジを前記モニター外管３４ａの先端の雌ネジに螺合して固定するようになっている。逆止弁７４の外周本体の先端内周の雌ネジにボーリングビット３６の後部の雄ネジを螺合して固定するようになっている。
【０１２１】
なお、弁体５２は、図１９（ｃ）に示すように、弁棒５２ｃを挟んで天板５２ａと下板５２ｂとが先後に設けられ、天板５２ａの先面（下面）がリング弁座８２に密接して水密が保てるようになっている。スプリング８４は、同（ｂ）に示すように、螺旋金属スプリングが好適である。また、モニター内管３４ｂの内部外管３４ｃがモニターの内管体３０の外側の第２の内管体６４先端に螺合や溶接等で固定される。また、モニター内管３４ｂの内部内管３４ｄは、内管体３０の内側の第１の内管体６２先端に接続されてモニター３４内への液の流通と液同士の混合を確実にさせるものであるが、無くてもよい。
【０１２２】
上記のように、モニター内部外管３４ｃの内周面に前記側方向きの側面吐出孔４６よりも先方位置にリング弁座８２を設け、前記弁体５２がモニター３４内で先方に位置するときにスプリング８４の付勢力によって前記弁体５２がリング弁座８２に密接して第２の吐出孔５０が閉鎖し、それと共に、外管体３２の先端部のボーリングビット取り付け部（モニター外管３４ａおよび逆止弁７４の本体）の内側部にクロス弁座（当接部）３４ｅを設け、前記弁体５２がクロス弁座３４ｅに当接して前記スプリング８４の付勢力に抗して前記弁体５２がモニター３４内で後方に移動したときに前記弁体５２がリング弁座８２から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔５０が開放する構造にしている。
【０１２３】
第３の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管を用いた作業時には、モニター３４（モニター外管３４ａ、モニター内管３４ｂ）の上流側に図１６に示すように、外管体３２と内管体３０を接続し、その先には、図６に示したスイベル５８やスイベルサブ５６および図１の注入設備を接続し、さらに、モニター３４下部に逆止弁７４とボーリングビット３６とを装着して削孔可能な状態に構成する。
【０１２４】
（１）動作について説明する。
削孔からシール注入時については図１６〜１７によって説明する。
【０１２５】
〔ａ〕削孔時
削孔時には、図１６に示すように、前記内管体３０を先方（下方）に移動させて、前記外管体３２先端部に設けたモニター外管３４ａ内にモニター内管３４ｂを位置させる。複数のシール部材４４と前記モニター外管３４ａの内周面との密接で前記側面吐出孔４６を閉鎖し、かつ、前記モニター３４内の弁体５２を前記クロス弁座（当接部）３４ｅに当接させる。これによって前記弁体５２を押し上げてリング弁座８２から後方に移動させて第２の吐出孔５０を開放した状態とする。
前記内管体３０の第１の通路６６および第２の通路６８に削孔水を圧送する。該通路６６、６８を流下したきた削孔水は、モニター３４の第２の吐出孔５０やクロス弁座３４ｅに到達することができる。さらに、削孔水の圧力が高まると、逆止弁７４を押し下げて、ボーリングビット３６内を流下して地中に放出できる状態にある。すなわち、削孔可能状態にある。
この際、側面吐出孔４６の先は、モニター外管３４ａの内壁とシール部材４４，４４で閉塞しているので、削孔水はストレーナ孔４０方向に漏れることのない状態になっている。
【０１２６】
〔ｂ〕シール注入状態
削孔完了状態は、削孔完了と同時に引き続いてボーリングビット３６先端からシール注入可能状態である。
シール注入を任意のストレーナ孔４０から注入する必要が生じた場合は、図１７に示すように、内管体３０を引き上げてモニター３４の側面吐出孔４６をストレーナ孔４０に合わせて、引き続きシール注入を続行可能な状態になる。この場合、モニター３４内でスプリング８４の付勢力で弁体５２がリング弁座８２に密接する状態として、内管体３０の第１の通路６６と第２の通路６８とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター３４内で混合し、側方向きの側面吐出孔４６から混合した薬液を外管体３２のストレーナ孔４０を経由して地盤内に供給可能にする。
【０１２７】
上記の動作が可能なため、削孔・注入時の操作性や誤動作が改善され、メンテナンスも容易であり、モニター制作費のコストダウンに役立てることができる。
また、注入完了後は、内管体３０を押し下げるだけで削孔時の状態に復帰し、いつでも削孔、シール注入、硬化剤注入を合理的に繰り返し実行することが可能になる。
また、注入工事でのこの繰り返し作業を可能にすることが重要要素である。
【０１２８】
（２）削孔液注入手順〔Ａ〕〜〔Ｄ〕を説明する。
【０１２９】
〔Ａ〕削孔
図１６の削孔時の状態でボーリング機２８に薬液注入管をセットし、図１の注入設備までの配管を完了させ、注入ポンプ２０を稼働させる。
この際、弁体５２は押し下げられた状態のため、注入ポンプ２０から押し出された削孔水が逆止弁７４まで流下し、さらに削孔水を送水して水圧を上昇させると逆止弁７４が開き、ボーリングビット３６の先端まで送水してボーリング機２８のスピンドルの回転と給圧をかけてボーリングを開始する。
さらに、削孔水を送水しながら、ボーリングを続行し、ストレーナ管（外管体３２、必要に応じて内管体３０）を順次接続しながら所定の深度まで削孔する。
【０１３０】
〔Ｂ〕シール注入（削孔完了状態）
シール注入は、削孔完了状態で削孔水をシール剤に切換えて注入を開始する。
必要に応じて任意の外管体３２のストレーナ孔４０からシール注入する場合には、内管体３０とモニター３４を引き上げて、モニター３４の側面吐出孔４６をストレーナ孔４０の位置に合わせながら連続してシール注入を行なう。
シール剤が地表に流出してボーリング孔内がシール剤に充填されたことを確認して完了する。
【０１３１】
〔Ｃ〕硬化剤注入
モニター３４の側面吐出孔４６を注入範囲の上端のストレーナ孔４０に合っているか確認した後に、注入ポンプ２０をシール剤から硬化剤に切換えて注入を開始する。
ステップ毎の注入を完了させる毎に直下のストレーナ孔４０にモニター３４の側面吐出孔４６をステップダウンさせて連続して注入を繰り返し、最下段の注入範囲の注入を完了させる。
【０１３２】
〔Ｄ〕ストレーナ管（外管体３２および内管体３０）の引き抜きと穴埋め注入
最下段の注入が完了した後、内管体３０を押し下げてモニター３４をクロス弁座３４ｅに押しつけて削孔時の状態に復帰させる。
【０１３３】
続いて、注入ポンプ２０を硬化剤から穴埋め剤に切り替えてボーリングビット３６の先端から穴埋め充填注入しながらす外管体３２・内管体３０を引き抜いて１注入孔当りの全行程を完了させる。
【０１３４】
上記第３の実施形態の地盤改良用薬液注入管によれば、注入管完了後、モニター３４をクロス弁座３４ｅの上面に押し込んで弁体５２を押し上げて削孔時の状態に復帰（図１６参照）させた後、連続して穴埋め充填注入を行いながら、ストレーナ管である外管体３２を次第に引き抜き完了させて、ボーリング開始前の状態に戻ることが可能になった。
【０１３５】
なお、前述した従来のモニターは、弁体が残っているため、穴埋め材料を連続して下端のボーリングビット方向に吐出できないことから効率が悪く、事後に改めて充填注入していた。本発明はこのような問題を解消している。
すなわち、本発明では、ボーリング完了時からシール注入への切り替えが容易になったことに加えて、注入完了から穴埋め充填注入への切り替えが容易で時間短縮のメリットが大きい。
【０１３６】
また、従来は１孔当りの注入完了毎にモニターの掃除を要していたが、穴埋め注入後にポンプ２０から清水を送液するだけで、掃除を要しなくなり時間ロスも排除された。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明の地盤改良用薬液注入管は、平坦地、丘陵地、湿潤地等の各種地盤改良に利用することができる。
また、垂直下方向だけでなく３６０°いずれの方向のボーリング、薬液注入についても実施できる。
【符号の説明】
【０１３８】
２８ ボーリング機
３０ 内管体
３２ 外管体
３４ モニター
３４ａ モニター外管（第３の施工形態に適用）
３４ｂ モニター内管（第３の施工形態に適用）
３４ｃ モニター内部外管（第３の施工形態に適用）
３４ｄ モニター内部内管（第３の施工形態に適用）
３４ｅ クロス弁座（第３の施工形態に適用）
３６ ボーリングビット
３８ 外管部材
３８ａ 外管部材の上・下端部
３８ｂ 外管部材の雄ネジ
３８ｃ 雌ネジ
３８Ａ 外管部材（スイベルサブの外管）
４０ ストレーナ孔
４２ 弁部材
４４ シール部材（モニター側面に配設）
４４ａ シール体
４６ 側面吐出孔（モニター側壁に形成）
４８ 外管体先端の吐出孔
５０ 第２の吐出孔（モニター先端）
５２ 弁体（モニター先端閉鎖用：第１の施工形態に適用）
５２ａ 弁体の天板（第３の施工形態に適用）
５２ｂ 弁体の弁棒（第３の施工形態に適用）
５２ｃ 弁体の下板（第３の施工形態に適用）
５４ 係止構造
５４ａ 係止構造の溝
５４ｂ 係止構造の突起
５６ スイベルサブ
５６ａ 吊り金具
５６ｂ 切り欠き
５８ スイベル
６０ 受け棒
６２ 第１の内管体（内側）
６４ 第２の内管体（外側）
６６ 第１の通路
６８ 第２の通路
７４ 逆止弁
７４ａ 逆止弁の弁体
７４ｂ 逆止弁のスプリング部材
７６ 地盤面
７８ 可動弁（第２の施工形態に適用）
７８ａ 可動弁の連通孔（第２の施工形態に適用）
７８ｂ 可動弁のシール部材（第２の施工形態に適用）
８２ リング弁座（第３の施工形態に適用）
８４ スプリング（第３の施工形態に適用）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土質等地盤改良工事に用いるのに適切な地盤改良用薬液注入管および地盤改良用薬液注入施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工事中に多量の湧水が発生すると、掘削不能に陥ったり土砂の流出を促進して地盤を崩壊させたりあるいは周辺地盤が沈下したりすることになる。また、地盤の強度が足りない場合には、土圧や水圧の発生で地盤が崩壊して工事ができなくなる。
【０００３】
薬液注入工法は、上記の不具合を解消するため、地盤の「不透水化」や「強化」を行なう目的で利用されている。
【０００４】
また、当該薬液注入工法は、生活環境の向上や自然災害の防止を図ると共に、インフラ整備工事を安全かつ経済的に行なうために、無くてはならない工法である。
【０００５】
例えば、埋設物の多い市街地で地下を掘削する工事では、埋設物のため連続した土塁壁が設置できず、このため、土留めに欠損部が生じると法面を階段状、スロープ状に掘削するしかなく工事面積が広範囲になることから、市街地でインフラ工事や既設埋設物の維持管理も難しくなる。これに対して、小設備で汎用性に優れ施工容易な薬液注入工法であれば、補助工法として、地下工事容易化や施工期間短縮化を果たせる。
【０００６】
従来、薬液注入の前提として、地盤の掘削には、ボーリングマシンが使用されている（特開２００７−２５５５号：特許文献１）。このボーリングマシンにおいては、垂直下方に向けたボーリングロッドを回転させて掘削し、その際、上端のスイベルジョイントに連結した注入用ホースから掘削用水を送り込んで、削孔する。
【０００７】
薬注入工法に関して、最も効果的とされている工法にダブルパッカー方式がある。このダブルパッカー方式においては、予め口径の大きな（外径１００ｍｍ以上）ケーシングロッドにより削孔した孔内に軟弱に硬化するシールグラウトを充填する。その後、このシールグラウト中にストレーナ管を挿入埋設して、ケーシングロッドを引き抜くが、充填したシールグラウトが軟弱に硬化した時点でストレーナ管内にパッカ付き内管を挿入してストレーナ孔毎に清水を送りシールグラウトにクラックを発生させる（この工程をクラッキングと称する）。
その後にストレーナ管内にパッカー付きホース（ストレーナ孔の上下に高圧ガスで膨張収縮可能なダブルパッカーを設置したもの）を下端まで挿入して、下層の注入ステップでパッカーを利かせてシールを行なった後、ストレーナ孔から地盤中に注入グラウト（薬液）を吐出させながら、クラックを通して地盤に一次注入（粗詰注入）する。ステップ当りの注入終了後、パッカーを緩めて次のステップへ引き上げた後、前のステップと同様に、パッカー、注入、パッカー緩め、ステップアップを繰り返して最上段のステップまで注入を行なう。一次注入材が硬化した時点で、再度ダブルパッカー付き注入管をストレーナ管の先端第１ステップまで挿入し、二次注入（浸透注入）する。
このように、下層の注入ステップから上層の注入ステップまで注入管を順次段階的に引き上げながら、ステップ毎にパッカーを利かせてシールを行なって注入グラウト（薬液）を吐出させ、クラックを通して周辺地盤に注入する。
【０００８】
しかしながら、上記のダブルパッカー方式では、予めボーリングによって注入孔を削孔してケーシングロッドを引き抜いた後に、ストレーナ管を立て込む作業に加えクラッキング、一次注入、二次注入するという手順が複雑である上、さらに塩ビ管のストレーナ管を抜き取ることができず、残置するため環境保全上問題がある。また、その設置に相当の労力と工費を要するという問題がある。
ダブルパッカー工法でもステップダウン方式の注入が可能としているが、実際には、注入管が剛性の弱いホースのため順次深部に挿入できず、その上、ダブルパッカーを開閉する毎に薬液が漏れるため注入作業が困難になる欠点を持っている。
【０００９】
これに対して、ストレーナ管をケーシング削孔（ボーリング）の後に挿入設置する間接設置方法ではなく、ストレーナ管を直接ボーリングロッドとして使用し地中に設置し、そのまま注入管として使用するもので、設置後直ぐにシールグラウトを行い、続いて、上段から下降しながら、注入するステップダウン式注入の工法がある。
【００１０】
特開平９−８８０５６号（：特許文献２）で薬液注入工法を提案している。ただし、この特許文献２の工法においては、周囲の吐出孔に目詰まりの問題が起こり易いため出願人は、後述する新システムに工法を提案している。
【００１１】
この特許文献２記載の工法で使用するストレーナ管は、周面吐出孔を内部から塞ぐように、内管外周にシール材を設ける等してストレーナ管内に内管をスライド自在に密に嵌合したものである。そして、内管、ストレーナ管の先端吐出孔を介して掘削水を吐出しながら掘削し、所定深度にストレーナ管を設置後、内管を引き上げながらシールグラウトを圧送して内管先端からストレーナ管先端および周面吐出孔から削孔間隙内に注入する。その注入後内管をストレーナ管の注入範囲の上部から下方に向かって段階的に下降させて注入グラウト（薬液）を圧送し、前記シールグラウトを破って周辺地盤にステップ注入するものである。
【００１２】
この工法では、注入が完了するまで内管を上下動させるが、地盤内の外管（ストレーナ管）を上下動させないため、地盤と外管との間のシール効果は失われない。また、シール注入後上段から注入するため注入された地盤自体がパッカー効果を発揮するシステムであるため、上記ダブルパッカー方式よりも高い注入効果を得ることができる。すなわち薬液が水平に注入されて所定の場所に注入され易くなる。
【００１３】
しかしながら、上記特許文献２の技術であっても注入管（内管）が単管のため注入範囲が深い場合に瞬結薬液が使用できない。すなわち、注入する薬液は主剤と硬化剤を施工現場にて混合して注入するが、硬化するまでの時間が長時間のものは注入に問題が生じないが、硬化が短時間で起こる瞬結薬液の場合に、注入管の深い部分に達する前に薬液が硬化を初めて、目的とする深度の地盤内に薬液を注入できない。
【００１４】
また、特許文献２の技術では、内管の表面にシールゴムを焼き付けており、その内管が外管（ストレーナ管）内に緊密に嵌り込む嵌合式の構成のため、施工時に内管と外管内に微細砂が入り込んだ場合に、互いの摺接抵抗が大きくなるため、ボーリングによって地盤内に挿入状態の外管に対して内管を上下移動させるのが難しくなって、作業能率が低下する問題が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−２５５５号公報
【特許文献２】特開平９−８８０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の問題点に鑑み、地盤内の土砂が外管体内に流入するのを防止でき、内管体を外管体に抜き差しし易く、かつ、注入範囲が深くても薬液を地盤内に注入可能な地盤改良用薬液注入管および地盤改良用薬液注入施工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は地盤改良用薬液注入管および地盤改良用薬液注入施工方法に係るものである。
【００１８】
本発明の地盤改良用薬液注入管は、周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、
薬液注入時に内管体内に加圧された薬液が導入されて、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしたことを特徴とする地盤改良用薬液注入管である。
【００１９】
本発明においては、外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設けており、
外管体と内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたことが好適である。
【００２０】
本発明においては、前記外管体は、一方の外管部材の端部の外周面に雄ネジが形成され、かつ、この外周面にストレーナ孔を覆う弾性材からなる弁部材を設け、他方の外管部材の端部の内周面に雌ネジが形成されており、
前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させて一方および他方の外管部材同士を連結して、これら一方および他方の外管部材の端部同士によって弁部材を挟む位置関係にしたことが好適である。
【００２１】
本発明においては、前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造は、外管体および内管体の削孔時に対応する位置に、一方に回転止め突起を形成し、他方に回転止め溝を形成したものであることが好適である。
【００２２】
本発明においては、前記第２の吐出孔を閉鎖可能な構造は、第２の吐出孔の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体内を自重で落ちていって第２の吐出孔に嵌り込む弁部材であることが好適である。
【００２３】
本発明においては、内管体は、第１の内管体の外側に第２の内管体を設けた内外二重管構造であって、第１の内管体内の空間を第１の通路とし、該第１の内管体外周面と第２の内管体内周面との間の空間を第２の通路として、これら第１の通路および第２の通路にそれぞれ液体を送液可能とし、内管体の先端部には、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニターを設け、このモニターに、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にモニターの内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設けた構造としたことが好適である。
【００２４】
本発明においては、前記の第１の通路および第２の通路の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、
内管体の先端部のモニターでは、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター側面に設けられた複数のシール部材の間隔内位置の側方向きの吐出孔から外管体のストレーナ孔に向けて混合した薬液を吐出するようにしたことが好適である。
【００２５】
本発明においては、外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先・後移動して第１の内管体の先端開口および第２の吐出孔を開閉可能な可動弁を設け、
当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を開閉可能に構成され、
外管体を回転させてボーリングビットによる削孔時には、可動弁が第１の通路を閉鎖した状態で、前記の第２の通路内に削孔水を流し、その削孔水を可動弁における後部側面の連通孔から中空内さらには先部側面の連通孔を通って、削孔水を流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記を第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を加圧して流すことによって可動弁を駆動して第１の通路を開弁させかつ第２の吐出孔を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側面向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことが好適である。
【００２６】
本発明においては、前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体と、該弁体を先方に付勢するスプリングとを設け、
モニター内周面に前記側方向きの側面吐出孔よりも先方位置に弁座を設け、前記弁体がモニター内で先方に位置するときにスプリングの付勢力によって前記弁体が弁座に密接して第２の吐出孔が閉鎖し、それと共に、外管体の先端部の逆止弁取り付け部の内側部に当接部を設け、前記弁体が当接部（クロス弁座）に当接して前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体がモニター内で後方に移動したときに前記弁体が弁座から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔が開放する構造にし、
前記外管体の回転に連動してボーリングビットを回転させる削孔時には、前記内管体を先方に移動させて、前記外管体先端部内に前記モニターを位置させ、複数のシール部材と前記外管体の先端部の内周面との密接で前記モニターの側面吐出孔を閉鎖し、かつ、前記モニター内の弁体を前記当接部に当接させることによって前記弁体を弁座から後方に移動させて第２の吐出孔を開放した状態とし、前記内管体の第１の通路および第２の通路に削孔水を流し、その削孔水をモニター内の弁体と座面との間から第２の吐出孔に向けて流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記内管体を外管体内で後方に移動させて前記モニターの側面吐出孔の先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にストレーナ孔が位置するようにし、かつ、モニター内でスプリングの付勢力で弁体が弁座に密接する状態として、第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側方向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことが好適である。
【００２７】
本発明においては、外管体の先端の先端吐出孔にはボーリングビットによる削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁を設けたことが好適である。
【００２８】
また、本発明の地盤改良用薬液注入施工方法は、周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
それと共に、前記外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
前記内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、それと共に、内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設け、
前記外管体と前記内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたものであって、
前記内管体内を介して第２の吐出孔から削孔水をボーリングビットに圧送しながら、前記外管体および内管体を同時に回転させてボーリングビットにより地盤を削孔する工程と、
地盤の削孔深度が所定の深度に至るまで外管体および内管体を継ぎ足す工程と、
削孔深度が所定の深度に至った後に、前記外管体を削孔内に残置した状態で、薬液注入時に内管体内に加圧された薬液を導入して、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入する薬液工程とを有することを特徴とする地盤改良用薬液注入工法である。
【００２９】
〔本発明の原理〕
本願発明の原理について説明する。
薬液注入工法においては、砂地盤中の土粒子の間隙や空洞等の固結材を注入することにより、土粒子同士を連結一体化して強化すると共に間隙をうめて地下水の流動を阻止して湧水を防止する。また、軟弱地盤に固結剤が楔を打ち込むように枝状に割って入って周辺地盤を圧密強化すると共に固結剤の強度発現による相乗効果で改善して地耐力を向上させるものである。
【００３０】
しかしながら、従来の薬液注入工法は、その効果が地盤条件によって左右されることが多く、信頼性に乏しい工法であった。その要因は、固結剤が地盤中に放出されると人為的に制御することができないため「糸の切れた凧」と同様で改良対象外であっても抵抗の小さい場所から注入していき、均一にならないこともあった。また、この要因が明らかでありながら、長年欠点を改善することができなかった。
【００３１】
注入する薬液の種類と特徴について説明する。
〔薬液の形態〕
薬液の形態として、砂質土のように比較的大きな間隙への注入に適した「溶液型」と、粘性土のように間隙がごく小さい土質に適した「懸濁型」がある。なお、間隙のさらに大きな礫層では「懸濁型」を先行注入してあら詰めした後「溶液型」を注入して止水性を高める複合注入的に使用することもある。
【００３２】
〔ゲルタイム〕
薬液注入には主剤と硬化剤が混合されて時間の経過に伴って粘性を高めながら次第に流動性を失い（ドロドロ状）やがて固結する。この混合から流動性を失うまでの経過時間を「ゲルタイム」という。
【００３３】
ゲルタイムは薬液が地盤の間隙内に広い範囲で浸透させるか、あるいは限定した範囲に止めるかによって経験的に選択するが、間隙の大きさによって浸透性が異なるため地盤の状況によって選択する。
瞬結薬液：６０秒以内に流動性を失う（固結）。
中結薬液：１０分以内に流動性を失う。
緩結薬液（長結）：流動性を失うまでに１０分以上かかる。
【００３４】
発明者は、従来解消出来なかった下記の点を改善したものである。
（１）内管体のシール性の改善
前述の特許文献２記載の薬液注入工法では、シール注入後地盤上段から薬液を注入するため、注入した地盤自体がパッカー効果を発揮するシステムであり、高い注入効果を得ることができる。しかしながら、内管外面に焼き付けたシール材と外管（ストレーナ管）との内面が嵌合する装置にしたため、地下水圧で細粒土が管内に流入すると内管が抜き差ししにくい点が生じる。そこで、この点を解消するため本発明を開発したものである。
【００３５】
（２）地盤改良にゲルタイム全域（瞬結から緩結材料）を使用可能にする。
発明者は、薬液注入工法は薬液の形態やゲルタイムが注入効果に及ぼす影響が大きいことを考慮して薬液を開発するとともに混合するまでは粘性が高まらない工法を可能にするべく、本発明の地盤改良用薬液注入管を創案したものである。すなわち、地盤条件に応じて、「溶液型薬液、懸濁薬液」の使用やゲルタイムも「瞬結〜緩結」までの全域の薬液を使用可能にする方法として内管体を従来の単管に加えて二重管を開発し、しかも、特許文献２記載の技術のように内管にシール材を焼き付けずに抜き差しを容易にしている。
【００３６】
（３）外管体先端からの土砂の流入防止
ストレーナ管先端が開放状態であると内管の上下動や着脱の際に土砂が管内に流入して作業を困難にするが、本発明ではこれを防止するため特殊な逆止弁を設けることが好ましい。
【００３７】
（４）内管体の抜け出し防止
ボーリングや注入時に外管体に嵌合している内管体が注入圧力で抜け出し現象が生じて作業に支障をきたすことがあるため、スイベルと内管体の間に抜け出し防止金具を装着したスイベルサブを設ける。
【００３８】
（５）内管体の逆回転による外れ防止
外管体と内管体の嵌合状態のためボーリング中に微細砂が入り込むが、外管体の回転により内管体のネジが逆回転して抜ける現象が起きるのを防止する装置をスイベルサブの機能に加えることが好ましい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の地盤改良用薬液注入管によれば、前記外管体を、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体とし、結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から側面に連通する側方向きの吐出孔を設け、薬液注入時に圧送ポンプ等から内管体内に加圧した薬液を導入することにより、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開き、これによって、当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしている。
【００４０】
したがって、外管体および内管体に対して地盤をボウリングして挿入する際の圧力をあまりかけない削孔時や薬剤注入前の状態では前記弁部材が閉じた状態であり、外管体外の水圧が大きいほど弁機能が高まるので、地盤内の圧力で外管体内にストレーナ孔から土砂や泥水が入らず、内管を上下動させるのに障害にならない。
【００４１】
また、内管体内に圧力を加えることによって、ストレーナ孔の弁部材が開いて地盤内にシールグラウトや薬液を十分に注入することができる。
【００４２】
なお、外管体先端にボーリングビットを設けてその外管体の回転によって削孔するときに削孔水を送り込む場合、内管体の先端開口（第２の吐出孔）から主に削孔水が出て外管体のストレーナ孔の弁部材が開くことがなくストレーナ孔から削孔水が出ず、削孔に支障が起こらない。
【００４３】
また、内管体先端の先方向きの第２の吐出孔を開口して、その第２の吐出孔を閉鎖可能な構造を設けて、削孔時には第２の吐出孔から削孔水を吐出してボーリングビットによってスムーズに削孔し、一方、薬液注入時は、第２の吐出孔を閉じて土砂の管内への流入を防ぐと共に確実に薬液を地盤に注入することができる。
また、前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造は、外管体および内管体の削孔時に対応する位置に、一方に回転止め突起を形成し、他方に回転止め溝を形成したものにできる。
【００４４】
また、前記外管体は、一方の外管部材の端部の外周面に雄ネジが形成され、かつ、この外周面にストレーナ孔を覆う弾性材からなる弁部材を設け、他方の外管部材の端部の内周面に雌ネジが形成されたものとして、前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させて一方および他方の外管部材同士を連結して、これら一方および他方の外管部材の端部同士によって弁部材を挟む位置関係にしたことによって、弁部材を外管部材の端部同士の間に挟んで保護することができ、所定深度に位置した地盤内の土砂と弁部材の間に摩擦が働かないため破損を防止できる。また、外管部材同士を外せば弁部材を露出させて簡単に取り替えることができるため、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４５】
また、前記第２の吐出孔を閉鎖可能な構造は、第２の吐出孔の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体内を自重で落ちていって第２の吐出孔に嵌り込む弁部材であるものにして、簡単な構造にできる。
【００４６】
また、本発明においては、内管体は、第１の内管体の外側に第２の内管体を設けた内外二重管構造であって、第１の内管体内の空間を第１の通路とし、該第１の内管体外周面と第２の内管体内周面との間の空間を第２の通路として、これら第１の通路および第２の通路にそれぞれ液体を送液可能とし、内管体の先端部には、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニターを設け、このモニターに、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にモニターの内部から側面に連通する側方向きの吐出孔を設けた構造にして、モニターにて薬液を混合できるようにしてゲルタイムによらずに薬液を選択でき、適切な薬液注入ができる。
【００４７】
前記の第１の通路および第２の通路の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、内管体の先端部のモニターでは、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター側面に設けられた複数のシール部材の間隔内位置の側方向きの吐出孔から外管体のストレーナ孔に向けて混合した薬液を吐出するようにできる。
【００４８】
また、外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先後動して第２の吐出孔を閉鎖可能な可動弁を設け、当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を閉鎖可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を閉鎖可能に構成されていることによって、第２の吐出孔の閉鎖構造を内管への液体の注入圧力によって駆動制御ができ、別途に弁部材を装着しなくても良いため、使い勝手が良い。
【００４９】
本発明において、前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先・後移動して第１の内管体の先端開口および第２の吐出孔を開閉可能な可動弁を設け、当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を開閉可能に構成され、外管体を回転させてボーリングビットによる削孔時には、可動弁が第１の通路を閉鎖した状態で、前記の第２の通路内に削孔水を流し、その削孔水を可動弁における後部側面の連通孔から中空内さらには先部側面の連通孔を通って、削孔水を流してボーリングに供給し、一方、薬液の注入時には、前記の第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって可動弁を駆動して第１の通路を開弁させかつ第２の吐出孔を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側面向きの吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにでき、薬液の注入を複雑な制御装置を要することなく適切に施工することができる。
【００５０】
本発明において、前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体と、該弁体を先方に付勢するスプリングとを設け、モニター内周面に前記側方向きの側面吐出孔よりも先方位置に弁座を設け、前記弁体がモニター内で先方に位置するときにスプリングの付勢力によって前記弁体が弁座に密接して第２の吐出孔が閉鎖し、それと共に、外管体の先端部の逆止弁取り付け部の内側部に当接部（クロス弁座）を設け、前記弁体が当接部に当接して前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体がモニター内で後方に移動したときに前記弁体が弁座から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔が開放する構造にできる。それと共に、前記外管体の回転に連動してボーリングビットを回転させる削孔時には、前記内管体を先方に移動させて、前記外管体先端部内に前記モニターを位置させ、複数のシール部材と前記外管体の先端部の内周面との密接で前記モニターの側面吐出孔を閉鎖し、かつ、前記モニター内の弁体を前記当接部に当接させることによって前記弁体を弁座から後方に移動させて第２の吐出孔を開放した状態とし、前記内管体の第１の通路および第２の通路に削孔水を流し、その削孔水をモニター内の弁体と座面との間から第２の吐出孔に向けて流してボーリングビットに供給し、一方、薬液の注入時には、前記内管体を外管体内で後方に移動させて前記モニターの側面吐出孔の先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にストレーナ孔が位置するようにし、かつ、モニター内でスプリングの付勢力で弁体が弁座に密接する状態として、第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側方向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにできる。
この構成によって、内管体を下降・上昇させれば（先方に向けて進めれば）弁体の開閉を確実に行なうことができること等から、削孔・注入時の操作性や誤動作が改善され、メンテナンスも容易であり、モニター制作費のコストダウンに役立てることができる。
また、注入完了後は、内管体を押し下げるだけで削孔時の状態に復帰し、いつでも削孔、シール注入、硬化剤注入を合理的に繰り返し実行することが可能になる。
また、注入工事でのこの繰り返し作業を可能にすることが重要要素である。
【００５１】
また、本発明においては、外管体の先端の先端吐出孔にはボーリングビットによる削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁を設けて土砂がボーリングビットから外管体内に流入することを防止して作業性低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管を用いた注入プラント設備の全体構成図である。
【図２】（ａ）は第１の実施形態に係る（第１の施工形態に適用する）地盤改良用薬液注入管の組み立て図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図３】同地盤改良用薬液注入管の分解説明図である。
【図４】同地盤改良用薬液注入管における外管体を構成する外管部材の説明図である。
【図５】図２（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図であって、同地盤改良用薬液注入管における外管体の端部同士の接続構造の説明図である。
【図６】同地盤改良用薬液注入管の吊下げ支持用のスイベルおよびスイベルサブの説明図であって、（ａ）が縦断説明図、（ｂ）が（ａ）のＡ方向視拡大説明図、（ｃ）が（ａ）のＢ方向に沿う横断面図である。
【図７】同地盤改良用薬液注入管を用いた削孔手順の説明図である。
【図８】同地盤改良用薬液注入管を用いたシール手順（シールグラウト注入）の説明図である。
【図９】図８のシール手順時のモニターおよびボーリングビット周辺への状態説明図である。
【図１０】同地盤改良用薬液注入管を用いた薬液注入手順の説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は、同地盤改良用薬液注入管の削孔時の内管体および外管体の継ぎ足し手順の各説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る（第２の施工形態に適用する）地盤改良用薬液注入管の説明図であり、（ａ）が組み立て図、（ｂ）が外管体の分解図、（ｃ）が内管体の分解図である。
【図１３】同地盤改良用薬液注入管の削孔時の説明図であり、（ａ）が削孔手順の説明図、（ｂ）削孔水の流通順路の説明図である。
【図１４】同地盤改良用薬液注入管のシール手順と主剤・硬化剤の流通順路の説明図である。
【図１５】同地盤改良用薬液注入管による地盤改良用薬液の注入手順の説明図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る（第３の施工形態に適用する）地盤改良用薬液注入管の組み立て図であって同地盤改良用薬液注入管を用いた削孔手順の説明図である。
【図１７】図１６の地盤改良用薬液注入管を用いたシール手順（シール注入・硬化剤注入）の説明図である。
【図１８】図１６の地盤改良用薬液注入管を構成するモニターの組立図である。
【図１９】同モニターの分解図である。
【図２０】同モニターを収容して外管体の先端部にボーリングビットを取り付けるためのモニター外管であり、（ａ）が縦断面図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図２１】逆止弁およびボーリングビットの縦断した説明図であり、（ａ）が削孔中、（ｂ）が注入中の逆止弁作動状態を示し、（ｃ）がボーリングビットの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００５４】
図１は実施形態に係る地盤改良用薬液注入管を用いた注入プラント設備の説明図である。図１に示すように、搬送車１０上に注入設備を１セット設けている。
【００５５】
注入設備には、発電して電源を供給する電源機能（動力発電機１２、配電盤１４）と、使用材料や配合水をミキサーに送り混合して一次貯留沈殿を防止する薬液調合機能（ミキサー・貯液・貯水タンク１６・送水ポンプ１８・ギヤポンプ）と、ボーリング時の掘削水や注入時の主剤・硬化剤を圧送し、これを切り換える送液機能（注入ポンプ２０・分流器・サクション・デリバリホース）と、注入量と注入圧力を時々刻々デジタル表示すると共にグラフとしてチャート紙に記録する管理機能を備えた流量計２２とを設けたものである。水は水道または給水車２４から、材料は運搬車２６を用いて搬送する。なお、この給水車２４は水道水や河川水が使用できない場合に使用する。
【００５６】
また、ボーリング機能としては、ボーリング機２８に後述するスイベル５８・注入管（内管体３０、外管体３２からなる）・モニター３４・ボーリングビット（メタルクラウン）３６を装着し、それに注入ポンプで送水しながら油圧で所定の深度まで削孔、設置する。注入時は、所定の薬液を圧入後、内管体３０、外管体３２、ボーリングビット３６を油圧でステップアップあるいはステップダウンさせることができる。
【００５７】
〔主要設備機器の役割〕
・ミキサー：薬液は「主剤」と「硬化剤」が必要でそれぞれ個別のミキサーで清水と混合し、沈殿しないで液状状態に保持するために使用する。主剤と硬化剤の配合量を変えることで固結時間（ゲルタイム）を変化させることができる。固結時間は、地盤の浸透性の違いによって変える。
【００５８】
・注入ポンプ２０：地盤をボーリングする際に清水（掘削水）を圧送し、薬液を注入する際には「主剤」と「硬化剤」を送り出すために使用する。
主剤と硬化剤は別々に送り、モニター３４内で混合されて地中で固結する。
【００５９】
・ボーリング機２８：注入管・モニター３４・メタルクラウン（ボーリングビット３６）などの器具を装着した後、注入ポンプで静水を送りながらロッドに回転を与えつつ地盤に貫入圧（給圧）を掛けながらメタルクラウンの先端ビットによる回転掘削により地盤を「ボーリング」する機械である。
【００６０】
・スイベル（ウォータスイベル）５８：回転するロッドと注入ホースの間に装着し、ロッドが回転してもホースが捩れないようにするため、ロータリジョイントを用いて通液している。
【００６１】
ロッド：ロッドに下記する二重管構造（内管体３０と外管体３２）の注入管を用いる。ロッドは、ボーリング時に清水（削孔水）を先端モニター３４まで圧送し吐出させるパイプであり、所定の深度に設置する。続いて硬化剤を圧送して地盤中に吐出させるために使用する。すなわち、削孔と注入に兼用する。
【００６２】
モニター３４：二重管から送られてきた「削孔水」や「シール薬液」および「主剤」と「硬化剤」の流路を切り替えたり「主剤」と「硬化剤」を配合して均一に混合して反応させた後地盤中に吐出させるために使用する。
削孔水：ボーリング時にズリを地上に排出してロッドの冷却と摩耗防止を行なう。
【００６３】
以下に、実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の構成を説明する。
【００６４】
本発明の第１の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の説明図を図２〜図１１に示し、第２の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の説明図を図１２〜図１５に示す。
【００６５】
図１に示すように、第１の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管は、周囲に複数の周面吐出孔（ストレーナ孔４０…）を設けた外管体３２と、該外管体３２の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔４６を設けた内管体３０とを有するものである。
【００６６】
前記地盤改良用薬液注入管においては、前記外管体３２は、一方の外管部材３８の端部３８ａを他方の外管部材３８の端部３８ａ内に挿入して結合させた構成の外管部材３８，３８の結合体であって、結合状態の一方の外管部材３８の端部３８ａおよび他方の外管部材３８の端部３８ａには、対応箇所に外管体３２内部から外部に連通するストレーナ孔４０を形成し、かつ、一方および他方の外管部材３８の端部同士の間に通常時はストレーナ孔４０を閉じ、外管体３２の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔４０を開く弁部材４２を装着している。
【００６７】
したがって、外管体３２および内管体３０をボーリングによって地盤中に挿入していて内管体３０の圧力をあまりかけない削孔時や薬剤注入前の状態では前記弁部材４２が閉じた状態であるので、地盤内の圧力が高くても外管体３２内にストレーナ孔４０から土砂や泥水が入らず、内管体３０を上下動させるのに障害にならない。
【００６８】
また、内管体３０内に圧力を加えることによって、ストレーナ孔４０の弁部材４２が開いて地盤内にシールグラウトや薬液を十分に注入することができる。
【００６９】
内管体３０の先端部にモニター３４を設けている。モニター３４の側面には、先後に間隔を置いて外管体３２の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材４４を設け、かつ、その間隔内位置に内管体３０の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設けている。
【００７０】
薬液注入時に内管体３０内に加圧された薬液が導入されて、該薬液を前記側面吐出孔４６から吐出してシール部材（例えばＯリング）４４，４４間の外管体３２内の内圧を上げ、ストレーナ孔４０の前記弁部材４２を開くことによって当該ストレーナ孔４０から薬液が外管体３２の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしている。
【００７１】
なお、外管体３２先端にボーリングビット３６を設けてその外管体３２の回転によって削孔するときに削孔水を送込む場合、内管体３０の先端開口（第２の吐出孔５０）から逆止弁７４が開いて外管体３２の吐出孔４８から主に削孔水が出るものであって、ストレーナ孔４０についてはその弁部材４２が開かずに当該ストレーナ孔４０から削孔水が出ない。したがって、削孔水がボーリングビット３６に集中してスムーズな削孔ができかつ削孔水に無駄が生じない。
【００７２】
各部を説明する。
外管体３２の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔４８と、先端が削孔刃先となるボーリングビット３６を設け、内部に削孔水を通す流路の機能を設けている。
【００７３】
また、内管体３０の先端部のモニター３４に、先方向きに開口する第２の吐出孔５０と、当該第２の吐出孔５０を閉鎖可能な構造の弁体（例えばスチールボール）５２とを設けている。
【００７４】
外管体３２と内管体３０には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造５４をスイベルサブ５６に設けている。
【００７５】
詳細には、図２〜図５に示すように、前記外管体３２は、一方の外管部材３８の端部３８ａ外周がアンダーカット形状を呈してその外周面に雄ネジ３８ｂが形成されいて、かつ、この外周面にストレーナ孔４０を覆う弾性材からなる弁部材４２を設けている。弁部材４２としては外管部材３８端部３８ａを取り囲んでストレーナ孔４０を覆うバンド状・帯状弾性材の弁部材を巻き付けて用いてもよい。前記外管体３２は、同じものを複数継ぎ足し、削孔距離応じた長さにして使用する。図４では、繋がれる外管体３２の一つを示し、図５には、繋ぐ部分の詳細を示しいる。
【００７６】
当該端部３８ａの細径になった外周面の段部近くに外ネジ構造で雄ネジ３８ｂが形成され、そのさらに端面側（先方）ストレーナ孔４０が穿設されていて、そのストレーナ孔４０を外側から包むようにバンド状弾性材（ゴムやエラストマーで構成）の弁部材４２で開閉可能に塞いでいる。
【００７７】
また、他方の外管部材３８の端部３８ａ内周が段状に拡径されている段部付近にストレーナ孔４０が穿設され、かつ、その端面側（後方）の内周面に内ネジで雌ネジ３８ｃが形成されている（図４参照）。
【００７８】
図５に示すように、外管体３２の構造において、複数の外管部材３８、３８同士をネジ結合は、一の外管部材３８の端部３８ａの前記雄ネジ３８ｂを他の外管部材３８の端部３８ａの前記雌ネジ３８ｃに螺合させて一方および他方の外管部材３８，３８同士を連結して、これら一方および他方の外管部材３８，３８のストレーナ孔４０の形成された端部３８ａ，３８ａ同士によって弁部材４２を挟む位置関係にしている。一方および他方の外管部材３８，３８の端部同士によって弁部材４２を挟む位置関係にしたことによって、弁部材４２を外管部材３８，３８の端部３８ａ，３８ａ同士の間に挟んで保護することができ、所定深度に位置した地盤内の土砂が弁部材４２に掛からず破損を防止できる。また、外管部材３８，３８同士を外せば弁部材４２を露出させて簡単に取り替えることができるため、メンテナンス性を向上させることができる。
【００７９】
また、図６に示すように、作業時に外管体３２および内管体３０を組み立て、上下方向に向けて立てて下端を地盤に向けた状態にし、上端にスイベル５８を設けて吊下げる。
前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造５４は、外管体３２および内管体３０の上端部における削孔時に対応する位置に、一方の外管体３２内側に回転止め溝５４ａを形成し、他方に内管体３０外側に回転止め突起５４ｂを形成したものである。回転止めの係止構造５４は、上記の他、外管体３２の内側に突起を内管体３０外側に溝を形成するなどでも良い。
【００８０】
また、スイベルサブ５６は、外管体３２に上端部に固定されていて、スイベル５８に係合している。スイベル５８は、内管体３０の上端に液密に取り付けられていて、注入ポンプ１８からのホースが接続されている。内管体３０内に削孔時に静水を、シール時にシール材を、薬液注入時に主剤・硬化剤を圧送できるようになっている。
【００８１】
具体的には、スイベルサブ５６には、外管体３２の上端の外管部材３８Ａの内面に回転止め溝５４ａが形成されている部分に対応するように、外面に吊り金具５６ａが溶接等によって固定されている。また、内管体３０の上端はスイベル５８に接続しているが、そのスイベル５８の下側に設けた内管体３０の外面には、受け棒６０を水平方向に突出させて棒体部であって、吊り金具５６ａの切り欠き５６ｂに係合させる。切り欠き５６ｂは、図６（ｂ）に示すように、上方から見て左回転方向に開いており、外管体３２を内管体３０に対して（上面視で）ほぼ２０度左回転させれば、受け棒６０が切り欠き５６ｂに嵌り込み、逆に外管体３２を内管体３０に対して（上面視で）ほぼ２０度以上右回転させれば、受け棒６０が切り欠き５６ｂから離脱させて内管体３０を外管体３２から外すことができる。
【００８２】
受け棒６０と吊り金具５６ａは、外管体３２を吊下げて作業性を向上させるとともに次の機能を兼ね備えている。
受け棒６０と吊り金具５６ａが無い場合の継ぎ足し作業は、内管体３０，外管体３２が別々に動くためワンタッチの作業ができないことから着脱時ともに外管体３２を支える手間がかかり作業能率を低下させる。
この状況を改善する方法として、既にボーリング機２８に装着されている内管体３０に繋ぐ側の内管体３０を載せて右回転させるが、この際、繋ぐ側の外管体３２は吊り金具５６ａと一体になっており吊り棒６０を右回転させるができ、内管体３０も一体になっているため同方向に回転してボーリング機２８側の内管体３０にワンタッチでねじ込むことが可能になる。
続いて、受け棒６０から吊り金具５６ａを２０°左回転させて受け棒６０から外してボーリング機２８側の外管体３２に接続することが早くすることができる。
注入が完了して内管体３０，外管体３２を取り外す際は、外管体３２を外して受け棒６０に吊下げた状態で内管体３０を容易に外すことができる。
【００８３】
〔内管体３０の二重管構造〕
ここで、図２〜図３に示すように、実施形態に係る薬液注入管の内管体３０は、第１の内管体６２の外側に第２の内管体６４を設けた内外二重管構造である。内管体３０では、第１の内管体６２内の空間を第１の通路６６とし、該第１の内管体６２外周面と第２の内管体６４内周面との間の空間を第２の通路６８としており、これら第１の通路６６および第２の通路６８にそれぞれ液体をスイベル５８から個別に送液可能としている。後述のように、スイベル５８には、別のホースを介して主剤と硬化剤が流入するようになっている。なお、本発明においては、内管体３０には削孔時や長いゲルタイムの薬液注入（単相注入）時には単管を用いて、異なるゲルタイムの薬液を使用する（複相注入）薬液注入時に二重管を用いても良い。また内管体３０は、二重管の他、三重以上の多重管でも良い。
【００８４】
〔モニター３４〕
内管体３０の先端部には、前記第１の通路６６および第２の通路６８を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニター３４を設け、このモニター３４に、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材（間隔を置いた一対のＯリング）４４、４４の間隔内位置にモニター３４の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設けた構造としている。
【００８５】
前記の第１の通路６６および第２の通路６８の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、内管体３０の先端部のモニター３４では、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター３４側面に設けられた複数のシール部材４４、４４の間隔内位置の側方向きの側面吐出孔４６から外管体３２のストレーナ孔４０に向けて混合した薬液を吐出するようにしたものである。
【００８６】
このモニター３４に、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材４４、４４の間隔内位置にモニター３４の内部から側面に連通する側方向きの側面吐出孔４６を設けた構造にしているので、モニター３４にて薬液を注入管の先端部に送込んだ後に混合できるようにしているので、従来のように注入する内管体３０に入る前に混合する方式のようにゲルタイムの問題が生じることがない。よって、薬液混合時のゲルタイムを考慮することなく薬液を選択でき、地盤に最も適切な薬液を選択して注入できる。
【００８７】
〔第２の吐出孔５０の弁体５２〕
前記モニター３４において、第２の吐出孔５０を閉鎖可能な構造は、第１の実施形態（第１の施工形態）では、第２の吐出孔５０の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体３０内を自重で落ちていって第２の吐出孔５０に嵌り込む弁体５２具体的にはスチールボールである。弁体５２の装着時には、スイベル５８を内管体３０の後端から外し、上方に開口した後端から内管体３０内に弁体５２を落とし込んで簡単な手順で第２の吐出孔５０を塞ぐことができる（図９の状態参照）。
【００８８】
このように内管体３０先端の先方向きの第２の吐出孔５０を開口して、その第２の吐出孔５０を閉鎖可能な簡単な構造の弁体５２を設けているので、削孔時には第２の吐出孔５０から削孔水を吐出してボーリングビット３６によってスムーズに削孔し、一方、薬液注入時は、第２の吐出孔５０を弁体５２で閉じて確実に薬液を地盤に注入することができる。また、弁体５２は、下方に先方を向けた内管体３０内を自重で落ちていって第２の吐出孔５０に嵌り込むものであるので、簡単な構造で、経済性が高い。スチールボールであるので堅牢で再使用可能なメンテナンスフリー化できる。
【００８９】
〔外管体３２の逆止弁７４〕
また、外管体３２の先端吐出孔４８には逆止弁７４を設けている（図２、図９参照）。外管体３２を内管体３０と共に回転させて地盤に突き立てたボーリングビット（メタルクラウン）３６を回転させる削孔時（ボーリング時）に削孔水を供給する。この際、逆止弁７４は、上記の削孔水の圧力で先端吐出孔４８を開弁してボーリングビット３６に削孔水を供給し、一方、削孔水を圧送していないときに、地盤内の浸透水がその圧力によって先端吐出孔４８から外管体３２や内管体３０内に流入するのを遮断する機能を有している。
【００９０】
具体的には、逆止弁７４は、先端吐出孔４８に対して先方から後方向きに、樹脂または金属製の弁体７４ａがスプリング部材７４ｂによって付勢されて先端吐出孔４８押圧されている。逆止弁７４のスプリング部材７４ｂの付勢力は、削孔時に削孔水の送水圧力によって開弁するように設定されている。
【００９１】
したがって、外管体３２の先端の先端吐出孔４８にはボーリングビット３６による削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁７４を設けているので、土砂がボーリングビット３６から外管体３２内に流入することを防止して作業性低下を防止することができる。
【００９２】
第１の実施形態（第１の施工形態）に係る地盤改良用薬液注入管による地盤改良施工方法の手順を説明する
〔削孔〕
図７に示すように、外管体３２の下端に外管モニター（外管部材３８の接続用下端部）とボーリングビット（メタルクラウン）３６を取り付け、内管体３０の下端にモニター３４を取り付けた当該内管体３０を外管体３２内に挿入する。
【００９３】
図２に示すように、内管体３０および外管体３２をボーリング機２８に取り付けて、それらの上端に取り付けたスイベル５８を介して注入ポンプ２０で削孔水を送水する。
【００９４】
削孔水は、図７に示すように、スイベル５８から内管体３０、内管体３０下端のモニター３４に入り、削孔水の圧力で逆止弁７４を開弁して、その逆止弁７４からボーリングビット３６を通って地中に吐出する。同時に、ボーリング機２８は、外管体３２を回転させてボーリングビット３６を回転駆動するので、地盤を削孔する。図７に示すように、削孔水は外管体３２と地盤孔の間を通ってズリと共に地盤面７６に出てくる。
【００９５】
この場合、削孔深度に応じて、内管体３０および外管体３２を継ぎ足して所定の深度まで削孔する。
【００９６】
内管体３０と外管体３２のボーリング手順を図１１によって説明する。
【００９７】
図１１（ａ）に示すように、削孔準備・削孔開始時には、ボーリング機２８を据え付け、モニター３４、内管体３０、外管体３２、スイベル５８を取り付けて、ボーリングを開始する。
【００９８】
当初設置した内管体３０、外管体３２の長さからこれ以上削孔ができなくなったら、ボーリング機２８を停止して、スイベル５８を取り外し、図１１（ｂ）に示すように、スイベル５８にスイベルサブ５６を継ぎ足して（吊り金具５６ａを切り欠き５６ｂに係合して吊る）、スイベルサブ５６に内管体３０の接続部を継ぎ足す。そして、図１１（ｃ）に示すように、スイベルサブ５６に外管体３２を継ぎ足す。外管体３２は、外管部材３８を継ぎ足して延ばす。
【００９９】
そして、図１１（ｄ）に示すように、スイベル５８に継ぎ足した内管体３０をボーリング機２８側の内管体３０に接続する。
【０１００】
次いで、図１１（ｅ）に示すように、スイベルサブ５６の吊り金具５６ａを切り欠き５６ｂから外して、スイベルサブ５６に接続した外管部材３８を外管体３２に接続する。この接続の際、ストレーナ孔４０を合わせる。係止構造５４（回転止め突起５４ｂ、回転止め溝５４ａ）を係合させて、ボーリング機２８によって、内管体３０および外管体３２を同回転方向に回転させる際に両者を同時に回転させてボーリングするようにしている。
【０１０１】
〔シール剤注入〕
シール注入開始は、削孔完了状態のまま注入ポンプ２０を削孔水からシール薬液に切り替えて開始することができ、シール状況に応じてストレーナ孔４０から注入することができる。
そして、図９に示すように、弁体５２を落とし込んで第２の吐出孔５０を塞いだ状態とし、内管体３０内の第１の通路６６および第２の通路６８からシール薬液の主剤と硬化剤を注入して（同一液で良い場合は通路６６と６８に同じ液を注入する）、シール部材４４、４４間の側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出する。
この際、第２の吐出孔５０から外管体３２先端の逆止弁７４に圧力が微小にしか加わらないため塞がっており、前記側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出するシール剤の圧力が強いので前記外管体３２のストレーナ孔４０の弁部材４２が開弁して、地盤内にシール薬液の注入ができる。内管体３０の側面吐出孔４６の位置を下方から順次ストレーナ孔４０に合わせて内管体３０を引き抜いていき、順次、各ストレーナ孔４０の弁部材４２を開いて、地盤中にシール剤を注入する。
シール注入は最下端から開始し、内管体３０を改良範囲上端まで引き抜きながら注入し、外管体３２の外側の間隔を充填する。
【０１０２】
また、外管体３２を構成する外管部材３８…は実施形態では外径が４０．５ｍｍで、それぞれ５０ｃｍの長さで形成されている。したがって、ストレーナ孔４０の間隔は、（端部３８ａの長さが重なる）５０ｃｍ間隔になっており、シール剤の地盤中への注入は５０ｃｍ間隔になる。外管体３２の長さは一例であり、施工に応じて長さを設定できる。
【０１０３】
注入範囲は図８に破線で示す範囲になる。
〔薬液注入手順〕
図１０に示すように、弁体５２を落とし込んで第２の吐出孔５０を塞いだ状態で、内管体３０内の第１の通路６６および第２の通路６８のそれぞれに地盤改良剤薬液の主剤と硬化剤を注入して（同一液で良い場合は通路６６と６８に同じ液を注入する）、モニター３４内で混合して、シール部材４４、４４間の側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出する。
【０１０４】
この際、第２の吐出孔５０から外管体３２先端の逆止弁７４に圧力が微小にしか加わらないため塞がっており、前記側面吐出孔４６から外管体３２内に吐出する改良材薬液の圧力が強いので前記外管体３２のストレーナ孔４０の弁部材４２が開弁して、地盤内に地盤改良剤の薬液の注入ができる。
【０１０５】
内管体３０を地盤面７６に近い、改良範囲の最上段から側面吐出孔４６の位置を順次ストレーナ孔４０に合わせて内管体３０を段階的に下げていき、順次、最下段までの各ストレーナ孔４０の弁部材４２を開いて、地盤中に地盤改良材の薬液を注入する。
【０１０６】
また、外管体３２を構成する外管部材３８…は実施形態ではそれぞれ５０ｃｍ長さで形成されている。したがって、ストレーナ孔４０の間隔はほぼ５０ｃｍ間隔になっており、地盤改良剤薬液の地盤中への注入は５０ｃｍ間隔になる。
【０１０７】
次に第２の実施形態（第２の施工形態）に係る薬液注入管を説明する。
【０１０８】
この薬液注入管は、図１２に示すように、外管体３２の先端部にボーリングビット３６を設け、前記モニター３４先端部に先方向きに第２の吐出孔５０を開口している点は第１の実施形態と同様であるが、モニター３４内には、弁体５２ではなく、先・後移動して第１の内管体６２のモニター３４内への先端開口およびモニター３４の第２の吐出孔５０を開閉可能な可動弁７８を設けたものである。（ａ）は削孔状態の可動弁７８が後退した組み立て図、（ｃ）では注入状態の可動弁７８が前進した分解図を示している。
【０１０９】
当該可動弁７８は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔７８ａが形成され、かつ周面にモニター３４内に摺接するシール部材７８ｂが設けられて、可動弁全体がスプリング等の弾性体（図示省略）によって後方向きに弾発されている。また、可動弁７８は、その先端部で前記第２の吐出孔５０を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体６２の先端開口に当接・離脱して第１の通路６６を閉鎖・開放可能に構成されている。
【０１１０】
第１の実施形態と同様に、前記内管体３０は第１の内管体６２および第２の内管体６４からなる二重管構造である。また、モニター３４は、第２の内管体６４の先端に取り付けられていて、側面吐出孔４６が開いていて、その側面吐出孔４６の前後にシール部材４４が設けられている。
また、可動弁７８の側面のシール部材７８ｂ〜７８ｂは、後方部、中央部、先端部の３箇所設けられており、後部の連通孔７８ａに近接する前方位置に後方部のシール部材７８ｂが設けられ、前部の連通孔７８ａの前後に間隔を置いて、中央部のシール部材７８ｂと先端部のシール部材７８ｂが設けられている。後方部、中央部のシール部材７８ｂ、７８ｂ外周がモニター３４内面とのシールをし、先端部のシール部材７８ｂが第２の吐出孔５０をシールできる外径に形成されている。
【０１１１】
図１３に示すように、モニター３４は、外管体３２を回転させてボーリングビット３６による削孔時には、図示しない、弾発体で可動弁７８が後方向きに付勢されることによって内管体６２内の第１の通路６６を閉鎖した状態となる。このように、可動弁７８によって第１の通路６６は閉鎖された状態で、内管体３０中の前記の第２の通路６８内に削孔水を所定圧力で流す。第２の通路６８に液圧が加わるが、第１の通路６６に液圧が加わらないので、つまり、可動弁７８には前方向きの圧力が加わらず、第１の通路６６を閉鎖した状態を維持する。このように可動弁７８を初期位置のままになる。
このとき、前記可動弁７８側面のシール部材７８ｂ〜７８ｂの後方部、中央部のものは、第２の通路６８と側面吐出孔４６との間に位置してそれら間の連通を遮断する。シール部材７８ｂの後方から第２の通路６８が、後部の連通孔７８ａに連通し、可動弁７８の内部中空を介して前部の連通孔７８ａから削孔液が先端部のシール部材７８ｂの外周とモニター３４内面との間を通って、前記第２の吐出孔５０からボーリングビット３６に向けて供給するようになっている。ボーリングビット３６周囲の削孔水は外管体３２と地盤孔の間を通って地盤面７６に排出される。
【０１１２】
図１４に示すように、シール剤の注入時には、前記第１の通路６６と第２の通路６８とにシール薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって弾発体の弾発力に抗して可動弁７８が駆動して押し下がる。これによって、第１の通路６６を開弁させかつ第２の吐出孔５０を閉鎖する。第１の通路６６と第２の通路６８が可動弁７８の後方で連通するので、前記主剤と硬化剤がモニター３４内で混合される（この際、可動弁７８の中空及び連通孔７８ａはモニター３４内でシール部材７８ｂによって閉鎖状態になっている）。側面向きの側面吐出孔４６から混合されたシール薬液が外管体３２のストレーナ孔４０を経由して孔壁と外管体３２外周との間隙内および地盤内の空洞等に供給される。下方から順次段階的に内管体３０を引き上げて各ステップで地盤内の空洞等にシール剤を注入する。
【０１１３】
シール剤注入後は、図１５に示すように、地盤改良用薬液の注入をする。前記第１の通路６６と第２の通路６８とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって可動弁７８を駆動して第１の通路６６を開弁させかつ第２の吐出孔５０を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター３４内で混合し、側面向きの側面吐出孔４６から混合した薬液を外管体３２のストレーナ孔４０を経由して地盤内に供給する。上部から順次内管体３０をステップ的に下降させてステップ毎に注入を行なう。
【０１１４】
この第２の実施形態によれば、可動弁７８全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔５０を閉鎖可能で、かつ、後端部で第１の内管体６２の先端開口を閉鎖可能に構成されていることによって、第２の吐出孔５０の閉鎖構造を内管への液体の注入圧力によって駆動制御ができ、別途に弁部材を装着しなくても良いため、使い勝手が良い。また、薬液の注入を複雑な制御装置を要することなく適切に施工することができる。
【０１１５】
次に、本発明の第３の実施形態（第３の施工形態）について説明する。
図１６が該第３の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管の組み立て図であって同地盤改良用薬液注入管を用いた削孔手順の説明図である。また、図１７は、その地盤改良用薬液注入管を用いたシール手順（シール注入・硬化剤注入）の説明図である。また、図１８は地盤改良用薬液注入管を構成するモニターの組立図である。図１９は同モニターの分解図である。また、図２０は、モニター外管の説明図であり、（ａ）が縦断面図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。また、図２１は、逆止弁およびボーリングビットの縦断した説明図であり、（ａ）が削孔中、（ｂ）が注入中の逆止弁作動状態を示し、（ｃ）がボーリングビットの説明図である。
【０１１６】
図１６に示すように、第３の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管は、外管体３２の先端部にボーリングビット３６を設け、前記モニター３４内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体５２と、該弁体５２を先方に付勢するスプリング８４とを設けている。
【０１１７】
モニター３４の構造を説明する。
図１８に示すように、モニター３４は注入管の内管体３０の先端に接続されるモニター内管３４ｂと外管体３２の先端に接続されるモニター外管３４ａとを有して構成される。このモニター外管３４ａの先端部（下端部）にクロス弁座３４ｅを内蔵しており、内管３４ｂは、モニター内部外管３４ｃおよびモニター内部内管３４ｄの他、モニター内部内管３４ｄ内に弁体５２とこの弁体５２を上下動させるスプリング８４を装填して構成されている。
【０１１８】
モニター内部外管３４ｃの外面に、シール剤や硬化剤を外管体３２のストレーナ孔４０へ誘導すると共に、削孔水シール剤および硬化剤を外管体３２と内管体３０との間隙に漏れる事態を防止するＯ（オー）リングからなるシール部材４４が側面吐出孔４６の上下に二段装着されている。
【０１１９】
さらに、モニター内部外管３４ｃの内面には、スプリング８４の後端を受けるスプリング受け８０が前記側方向きの側面吐出孔４６よりも後方に配置固定し、スプリング受け８０に受けられたスプリング８４が弁体５２を先方に付勢する。また、モニター内部外管３４ｃの内面側面吐出孔４６より先方に位置してリング弁座８２を配設固定し、リング弁座８２の後面に漏れシールをするためのＯ（オー）リングからなるシール体４４ａを装着して、弁体５２がモニター内部外管３４ｃ内で先方に位置するときにスプリング８４の付勢力によってリング弁座８２に密接して第２の吐出孔５０を閉鎖するように構成されている。
また、モニター外管３４ａは、図１８、図２０に示すように、その後部に雌ネジ部にストレーナ孔４０が形成され、外管体３２先端部の雄ネジに螺合してストレーナ孔４０同士を一致させるようになっている。モニター外管３４ａは外管体３２に固定され、モニター外管３４ａの先端部でクロス弁座３４ｅより先方内部に雌ネジが形成されている。クロス弁座３４ｅは、モニター外管３４ａ内壁から互いに間隔を置いた複数の腕部が軸中央に延びた受け用の弁座であり、弁体５２が当たっても弁体５２から弁座３４ｅ間を通って液の流通ができるようになっている。
【０１２０】
逆止弁７４は、図２１に示すように、外周本体の後部が段状に細径になった部分内に弁体７４ａ、スプリング部材７４ｂを設け、外周面に雄ネジを形成して、その雄ネジを前記モニター外管３４ａの先端の雌ネジに螺合して固定するようになっている。逆止弁７４の外周本体の先端内周の雌ネジにボーリングビット３６の後部の雄ネジを螺合して固定するようになっている。
【０１２１】
なお、弁体５２は、図１９（ｃ）に示すように、弁棒５２ｃを挟んで天板５２ａと下板５２ｂとが先後に設けられ、天板５２ａの先面（下面）がリング弁座８２に密接して水密が保てるようになっている。スプリング８４は、同（ｂ）に示すように、螺旋金属スプリングが好適である。また、モニター内管３４ｂの内部外管３４ｃがモニターの内管体３０の外側の第２の内管体６４先端に螺合や溶接等で固定される。また、モニター内管３４ｂの内部内管３４ｄは、内管体３０の内側の第１の内管体６２先端に接続されてモニター３４内への液の流通と液同士の混合を確実にさせるものであるが、無くてもよい。
【０１２２】
上記のように、モニター内部外管３４ｃの内周面に前記側方向きの側面吐出孔４６よりも先方位置にリング弁座８２を設け、前記弁体５２がモニター３４内で先方に位置するときにスプリング８４の付勢力によって前記弁体５２がリング弁座８２に密接して第２の吐出孔５０が閉鎖し、それと共に、外管体３２の先端部のボーリングビット取り付け部（モニター外管３４ａおよび逆止弁７４の本体）の内側部にクロス弁座（当接部）３４ｅを設け、前記弁体５２がクロス弁座３４ｅに当接して前記スプリング８４の付勢力に抗して前記弁体５２がモニター３４内で後方に移動したときに前記弁体５２がリング弁座８２から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔５０が開放する構造にしている。
【０１２３】
第３の実施形態に係る地盤改良用薬液注入管を用いた作業時には、モニター３４（モニター外管３４ａ、モニター内管３４ｂ）の上流側に図１６に示すように、外管体３２と内管体３０を接続し、その先には、図６に示したスイベル５８やスイベルサブ５６および図１の注入設備を接続し、さらに、モニター３４下部に逆止弁７４とボーリングビット３６とを装着して削孔可能な状態に構成する。
【０１２４】
（１）動作について説明する。
削孔からシール注入時については図１６〜１７によって説明する。
【０１２５】
〔ａ〕削孔時
削孔時には、図１６に示すように、前記内管体３０を先方（下方）に移動させて、前記外管体３２先端部に設けたモニター外管３４ａ内にモニター内管３４ｂを位置させる。複数のシール部材４４と前記モニター外管３４ａの内周面との密接で前記側面吐出孔４６を閉鎖し、かつ、前記モニター３４内の弁体５２を前記クロス弁座（当接部）３４ｅに当接させる。これによって前記弁体５２を押し上げてリング弁座８２から後方に移動させて第２の吐出孔５０を開放した状態とする。
前記内管体３０の第１の通路６６および第２の通路６８に削孔水を圧送する。該通路６６、６８を流下したきた削孔水は、モニター３４の第２の吐出孔５０やクロス弁座３４ｅに到達することができる。さらに、削孔水の圧力が高まると、逆止弁７４を押し下げて、ボーリングビット３６内を流下して地中に放出できる状態にある。すなわち、削孔可能状態にある。
この際、側面吐出孔４６の先は、モニター外管３４ａの内壁とシール部材４４，４４で閉塞しているので、削孔水はストレーナ孔４０方向に漏れることのない状態になっている。
【０１２６】
〔ｂ〕シール注入状態
削孔完了状態は、削孔完了と同時に引き続いてボーリングビット３６先端からシール注入可能状態である。
シール注入を任意のストレーナ孔４０から注入する必要が生じた場合は、図１７に示すように、内管体３０を引き上げてモニター３４の側面吐出孔４６をストレーナ孔４０に合わせて、引き続きシール注入を続行可能な状態になる。この場合、モニター３４内でスプリング８４の付勢力で弁体５２がリング弁座８２に密接する状態として、内管体３０の第１の通路６６と第２の通路６８とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター３４内で混合し、側方向きの側面吐出孔４６から混合した薬液を外管体３２のストレーナ孔４０を経由して地盤内に供給可能にする。
【０１２７】
上記の動作が可能なため、削孔・注入時の操作性や誤動作が改善され、メンテナンスも容易であり、モニター制作費のコストダウンに役立てることができる。
また、注入完了後は、内管体３０を押し下げるだけで削孔時の状態に復帰し、いつでも削孔、シール注入、硬化剤注入を合理的に繰り返し実行することが可能になる。
また、注入工事でのこの繰り返し作業を可能にすることが重要要素である。
【０１２８】
（２）削孔液注入手順〔Ａ〕〜〔Ｄ〕を説明する。
【０１２９】
〔Ａ〕削孔
図１６の削孔時の状態でボーリング機２８に薬液注入管をセットし、図１の注入設備までの配管を完了させ、注入ポンプ２０を稼働させる。
この際、弁体５２は押し下げられた状態のため、注入ポンプ２０から押し出された削孔水が逆止弁７４まで流下し、さらに削孔水を送水して水圧を上昇させると逆止弁７４が開き、ボーリングビット３６の先端まで送水してボーリング機２８のスピンドルの回転と給圧をかけてボーリングを開始する。
さらに、削孔水を送水しながら、ボーリングを続行し、ストレーナ管（外管体３２、必要に応じて内管体３０）を順次接続しながら所定の深度まで削孔する。
【０１３０】
〔Ｂ〕シール注入（削孔完了状態）
シール注入は、削孔完了状態で削孔水をシール剤に切換えて注入を開始する。
必要に応じて任意の外管体３２のストレーナ孔４０からシール注入する場合には、内管体３０とモニター３４を引き上げて、モニター３４の側面吐出孔４６をストレーナ孔４０の位置に合わせながら連続してシール注入を行なう。
シール剤が地表に流出してボーリング孔内がシール剤に充填されたことを確認して完了する。
【０１３１】
〔Ｃ〕硬化剤注入
モニター３４の側面吐出孔４６を注入範囲の上端のストレーナ孔４０に合っているか確認した後に、注入ポンプ２０をシール剤から硬化剤に切換えて注入を開始する。
ステップ毎の注入を完了させる毎に直下のストレーナ孔４０にモニター３４の側面吐出孔４６をステップダウンさせて連続して注入を繰り返し、最下段の注入範囲の注入を完了させる。
【０１３２】
〔Ｄ〕ストレーナ管（外管体３２および内管体３０）の引き抜きと穴埋め注入
最下段の注入が完了した後、内管体３０を押し下げてモニター３４をクロス弁座３４ｅに押しつけて削孔時の状態に復帰させる。
【０１３３】
続いて、注入ポンプ２０を硬化剤から穴埋め剤に切り替えてボーリングビット３６の先端から穴埋め充填注入しながらす外管体３２・内管体３０を引き抜いて１注入孔当りの全行程を完了させる。
【０１３４】
上記第３の実施形態の地盤改良用薬液注入管によれば、注入管完了後、モニター３４をクロス弁座３４ｅの上面に押し込んで弁体５２を押し上げて削孔時の状態に復帰（図１６参照）させた後、連続して穴埋め充填注入を行いながら、ストレーナ管である外管体３２を次第に引き抜き完了させて、ボーリング開始前の状態に戻ることが可能になった。
【０１３５】
なお、前述した従来のモニターは、弁体が残っているため、穴埋め材料を連続して下端のボーリングビット方向に吐出できないことから効率が悪く、事後に改めて充填注入していた。本発明はこのような問題を解消している。
すなわち、本発明では、ボーリング完了時からシール注入への切り替えが容易になったことに加えて、注入完了から穴埋め充填注入への切り替えが容易で時間短縮のメリットが大きい。
【０１３６】
また、従来は１孔当りの注入完了毎にモニターの掃除を要していたが、穴埋め注入後にポンプ２０から清水を送液するだけで、掃除を要しなくなり時間ロスも排除された。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明の地盤改良用薬液注入管は、平坦地、丘陵地、湿潤地等の各種地盤改良に利用することができる。
また、垂直下方向だけでなく３６０°いずれの方向のボーリング、薬液注入についても実施できる。
【符号の説明】
【０１３８】
２８ ボーリング機
３０ 内管体
３２ 外管体
３４ モニター
３４ａ モニター外管（第３の施工形態に適用）
３４ｂ モニター内管（第３の施工形態に適用）
３４ｃ モニター内部外管（第３の施工形態に適用）
３４ｄ モニター内部内管（第３の施工形態に適用）
３４ｅ クロス弁座（第３の施工形態に適用）
３６ ボーリングビット
３８ 外管部材
３８ａ 外管部材の上・下端部
３８ｂ 外管部材の雄ネジ
３８ｃ 雌ネジ
３８Ａ 外管部材（スイベルサブの外管）
４０ ストレーナ孔
４２ 弁部材
４４ シール部材（モニター側面に配設）
４４ａ シール体
４６ 側面吐出孔（モニター側壁に形成）
４８ 外管体先端の吐出孔
５０ 第２の吐出孔（モニター先端）
５２ 弁体（モニター先端閉鎖用：第１の施工形態に適用）
５２ａ 弁体の天板（第３の施工形態に適用）
５２ｂ 弁体の弁棒（第３の施工形態に適用）
５２ｃ 弁体の下板（第３の施工形態に適用）
５４ 係止構造
５４ａ 係止構造の溝
５４ｂ 係止構造の突起
５６ スイベルサブ
５６ａ 吊り金具
５６ｂ 切り欠き
５８ スイベル
６０ 受け棒
６２ 第１の内管体（内側）
６４ 第２の内管体（外側）
６６ 第１の通路
６８ 第２の通路
７４ 逆止弁
７４ａ 逆止弁の弁体
７４ｂ 逆止弁のスプリング部材
７６ 地盤面
７８ 可動弁（第２の施工形態に適用）
７８ａ 可動弁の連通孔（第２の施工形態に適用）
７８ｂ 可動弁のシール部材（第２の施工形態に適用）
８２ リング弁座（第３の施工形態に適用）
８４ スプリング（第３の施工形態に適用）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、
薬液注入時に内管体内に加圧された薬液が導入されて、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしたことを特徴とする地盤改良用薬液注入管。
【請求項２】
外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設けており、
外管体と内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたことを特徴とする請求項１に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項３】
前記外管体は、一方の外管部材の端部の外周面に雄ネジが形成され、かつ、この外周面にストレーナ孔を覆う弾性材からなる弁部材を設け、他方の外管部材の端部の内周面に雌ネジが形成されており、
前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させて一方および他方の外管部材同士を連結して、これら一方および他方の外管部材の端部同士によって弁部材を挟む位置関係にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項４】
前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造は、外管体および内管体の削孔時に対応する位置に、一方に回転止め突起を形成し、他方に回転止め溝を形成したものであることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項５】
前記第２の吐出孔を閉鎖可能な構造は、第２の吐出孔の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体内を自重で落ちていって第２の吐出孔に嵌り込む弁体であることを特徴とする請求項２または４に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項６】
内管体は、第１の内管体の外側に第２の内管体を設けた内外二重管構造であって、第１の内管体内の空間を第１の通路とし、該第１の内管体外周面と第２の内管体内周面との間の空間を第２の通路として、これら第１の通路および第２の通路にそれぞれ液体を送液可能とし、
内管体の先端部には、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニターを設け、このモニターに、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にモニターの内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設けた構造としたことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項７】
前記の第１の通路および第２の通路の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、
内管体の先端部のモニターでは、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター側面に設けられた複数のシール部材の間隔内位置の側方向きの側面吐出孔から外管体のストレーナ孔に向けて混合した薬液を吐出するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項８】
前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先・後移動して第１の内管体の先端開口および第２の吐出孔を開閉可能な可動弁を設け、
当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を開閉可能に構成され、
外管体を回転させてボーリングビットによる削孔時には、可動弁が第１の通路を閉鎖した状態で、前記の第２の通路内に削孔水を流し、その削孔水を可動弁における後部側面の連通孔から中空内さらには先部側面の連通孔を通って、削孔水を流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記を第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって可動弁を駆動して第１の通路を開弁させかつ第２の吐出孔を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側面向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項９】
前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体と、該弁体を先方に付勢するスプリングとを設け、
モニター内周面に前記側方向きの側面吐出孔よりも先方位置に弁座を設け、前記弁体がモニター内で先方に位置するときにスプリングの付勢力によって前記弁体が弁座に密接して第２の吐出孔が閉鎖し、それと共に、外管体の先端部のボーリングビット取り付け部の内側部に当接部を設け、前記弁体が当接部に当接して前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体がモニター内で後方に移動したときに前記弁体が弁座から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔が開放する構造にし、
前記外管体の回転に連動してボーリングビットを回転させる削孔時には、前記内管体を先方に移動させて、前記外管体先端部内に前記モニターを位置させ、複数のシール部材と前記外管体の先端部の内周面との密接で前記モニターの側面吐出孔を閉鎖し、かつ、前記モニター内の弁体を前記当接部に当接させることによって前記弁体を弁座から後方に移動させて第２の吐出孔を開放した状態とし、前記内管体の第１の通路および第２の通路に削孔水を流し、その削孔水をモニター内の弁体と座面との間から第２の吐出孔に向けて流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記内管体を外管体内で後方に移動させて前記モニターの側面吐出孔の先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にストレーナ孔が位置するようにし、かつ、モニター内でスプリングの付勢力で弁体が弁座に密接する状態として、第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側方向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項１０】
外管体の先端の先端吐出孔にはボーリングビットによる削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項２から９のうちのいずれか１項に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項１１】
周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
それと共に、前記外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
前記内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、それと共に、内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設け、
前記外管体と前記内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたものであって、
前記内管体内を介して第２の吐出孔から削孔水をボーリングビットに圧送しながら、前記外管体および内管体を同時に回転させてボーリングビットにより地盤を削孔する工程と、
地盤の削孔深度が所定の深度に至るまで外管体および内管体を継ぎ足す工程と、
削孔深度が所定の深度に至った後に、前記外管体を削孔内に残置した状態で、薬液注入時に内管体内に加圧された薬液を導入して、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入する薬液工程とを有することを特徴とする地盤改良用薬液注入工法。
【請求項１】
周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、
薬液注入時に内管体内に加圧された薬液が導入されて、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入されるようにしたことを特徴とする地盤改良用薬液注入管。
【請求項２】
外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設けており、
外管体と内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたことを特徴とする請求項１に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項３】
前記外管体は、一方の外管部材の端部の外周面に雄ネジが形成され、かつ、この外周面にストレーナ孔を覆う弾性材からなる弁部材を設け、他方の外管部材の端部の内周面に雌ネジが形成されており、
前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させて一方および他方の外管部材同士を連結して、これら一方および他方の外管部材の端部同士によって弁部材を挟む位置関係にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項４】
前記削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造は、外管体および内管体の削孔時に対応する位置に、一方に回転止め突起を形成し、他方に回転止め溝を形成したものであることを特徴とする請求項２に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項５】
前記第２の吐出孔を閉鎖可能な構造は、第２の吐出孔の内径よりも大径であって、下方に先方を向けた内管体内を自重で落ちていって第２の吐出孔に嵌り込む弁体であることを特徴とする請求項２または４に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項６】
内管体は、第１の内管体の外側に第２の内管体を設けた内外二重管構造であって、第１の内管体内の空間を第１の通路とし、該第１の内管体外周面と第２の内管体内周面との間の空間を第２の通路として、これら第１の通路および第２の通路にそれぞれ液体を送液可能とし、
内管体の先端部には、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された液体を内部空間で合流させて混合するためのモニターを設け、このモニターに、先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にモニターの内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設けた構造としたことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項７】
前記の第１の通路および第２の通路の一方に主剤を他方に硬化剤を送液するものとし、
内管体の先端部のモニターでは、前記第１の通路および第２の通路を通して送液された主剤と硬化剤からなる薬液を内部空間で合流させて混合し、このモニター側面に設けられた複数のシール部材の間隔内位置の側方向きの側面吐出孔から外管体のストレーナ孔に向けて混合した薬液を吐出するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項８】
前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター先端部に先方向きに第２の吐出孔を開口し、モニター内に先・後移動して第１の内管体の先端開口および第２の吐出孔を開閉可能な可動弁を設け、
当該可動弁は先面および後面が閉鎖された中空体であって先部側面および後部側面に中空内への連通孔が形成され、かつ周面にモニター内とのシール部材が設けられて、可動弁全体が弾性体によって後方向きに弾発されており、先端部で前記第２の吐出孔を開閉可能で、かつ、後端部で第１の内管体の先端開口を開閉可能に構成され、
外管体を回転させてボーリングビットによる削孔時には、可動弁が第１の通路を閉鎖した状態で、前記の第２の通路内に削孔水を流し、その削孔水を可動弁における後部側面の連通孔から中空内さらには先部側面の連通孔を通って、削孔水を流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記を第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって可動弁を駆動して第１の通路を開弁させかつ第２の吐出孔を閉鎖し、前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側面向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項９】
前記外管体の先端部にボーリングビットを設け、前記モニター内には先後移動して第２の吐出孔を開閉可能な弁体と、該弁体を先方に付勢するスプリングとを設け、
モニター内周面に前記側方向きの側面吐出孔よりも先方位置に弁座を設け、前記弁体がモニター内で先方に位置するときにスプリングの付勢力によって前記弁体が弁座に密接して第２の吐出孔が閉鎖し、それと共に、外管体の先端部のボーリングビット取り付け部の内側部に当接部を設け、前記弁体が当接部に当接して前記スプリングの付勢力に抗して前記弁体がモニター内で後方に移動したときに前記弁体が弁座から離れて前記密接が解除され、これによって、第２の吐出孔が開放する構造にし、
前記外管体の回転に連動してボーリングビットを回転させる削孔時には、前記内管体を先方に移動させて、前記外管体先端部内に前記モニターを位置させ、複数のシール部材と前記外管体の先端部の内周面との密接で前記モニターの側面吐出孔を閉鎖し、かつ、前記モニター内の弁体を前記当接部に当接させることによって前記弁体を弁座から後方に移動させて第２の吐出孔を開放した状態とし、前記内管体の第１の通路および第２の通路に削孔水を流し、その削孔水をモニター内の弁体と座面との間から第２の吐出孔に向けて流してボーリングビットに供給し、
一方、薬液の注入時には、前記内管体を外管体内で後方に移動させて前記モニターの側面吐出孔の先後に間隔を置いて設けられた複数のシール部材の間隔内位置にストレーナ孔が位置するようにし、かつ、モニター内でスプリングの付勢力で弁体が弁座に密接する状態として、第１の通路と第２の通路とに薬液の主剤と硬化剤を圧力を加えて流すことによって前記主剤と硬化剤をモニター内で混合し、側方向きの側面吐出孔から混合した薬液を外管体のストレーナ孔を経由して地盤内に供給するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項１０】
外管体の先端の先端吐出孔にはボーリングビットによる削孔時に供給する削孔水の圧力で開弁し、外部から先端吐出孔への流入を遮断する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項２から９のうちのいずれか１項に記載の地盤改良用薬液注入管。
【請求項１１】
周囲に複数の周面吐出孔を設けた外管体と、該外管体の内部に挿入した、先端部に少なくとも側方向きに側面吐出孔を設けた内管体とを有する地盤改良用薬液注入管において、
前記外管体は、一方の外管部材の端部を他方の外管部材の端部内に挿入して結合させた構成の外管部材の結合体であって、
結合状態の一方の外管部材の端部および他方の外管部材の端部には、対応箇所に外管体内部から外部に連通するストレーナ孔を形成し、かつ、一方および他方の外管部材の端部同士の間に通常時はストレーナ孔を閉じ、外管体の内圧が外圧より高いときにストレーナ孔を開く弁部材を装着し、
それと共に、前記外管体の先端部に、先方向きに開口する先端吐出孔と、ボーリングビットとを設け、
前記内管体の先端部の側面には、先後に間隔を置いて外管体の内面に摺動可能に密接する複数のシール部材を設け、かつ、その間隔内位置に内管体の内部から外側面に連通する側方向きの側面吐出孔を設け、それと共に、内管体の先端部に、先方向きに開口する第２の吐出孔と、当該第２の吐出孔を閉鎖可能な構造とを設け、
前記外管体と前記内管体には削孔時に相対的に回転方向に固定する係止構造を設けたものであって、
前記内管体内を介して第２の吐出孔から削孔水をボーリングビットに圧送しながら、前記外管体および内管体を同時に回転させてボーリングビットにより地盤を削孔する工程と、
地盤の削孔深度が所定の深度に至るまで外管体および内管体を継ぎ足す工程と、
削孔深度が所定の深度に至った後に、前記外管体を削孔内に残置した状態で、薬液注入時に内管体内に加圧された薬液を導入して、該薬液を前記側面吐出孔から吐出してシール部材間の外管体内の内圧を上げ、ストレーナ孔の前記弁部材を開くことによって当該ストレーナ孔から薬液が外管体の外部の周囲の地盤内に注入する薬液工程とを有することを特徴とする地盤改良用薬液注入工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２０２１１９（Ｐ２０１２−２０２１１９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７９８０（Ｐ２０１１−６７９８０）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（５９５１１４６９８）水研グラウト株式会社 (2)
【出願人】（５９２１１８０７７）産機商事株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（５９５１１４６９８）水研グラウト株式会社 (2)
【出願人】（５９２１１８０７７）産機商事株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]