地盤改良薬液の注入支援システム
【課題】内管の吐出口と外管の注入口との位置合わせを高精度で行なえるとともに、作業効率を向上させることができる地盤改良薬液の注入支援システムを提供する。
【解決手段】外管３の周壁に設けた注入口３ａと外管３の外周面に固定される磁気部材１０との間隔および内管５Ａの周壁に設けた吐出口５ａ、５ｂと内管５Ａの外周面に固定される磁気センサ９との間隔を予め把握しておき、磁気センサ９が磁気部材１０を検知する検知信号および索長器１１が内管５Ｂに接続される紐状部材１１ａの移動長さを検知する検知長さに基づいて、演算装置１２により注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂとの位置関係を算出し、この位置関係をモニタ１３に表示して、この表示を参照して内管５Ａの管軸方向の位置を調整することにより、吐出口５ａ、５ｂと注入口３ａとの位置合わせをする。
【解決手段】外管３の周壁に設けた注入口３ａと外管３の外周面に固定される磁気部材１０との間隔および内管５Ａの周壁に設けた吐出口５ａ、５ｂと内管５Ａの外周面に固定される磁気センサ９との間隔を予め把握しておき、磁気センサ９が磁気部材１０を検知する検知信号および索長器１１が内管５Ｂに接続される紐状部材１１ａの移動長さを検知する検知長さに基づいて、演算装置１２により注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂとの位置関係を算出し、この位置関係をモニタ１３に表示して、この表示を参照して内管５Ａの管軸方向の位置を調整することにより、吐出口５ａ、５ｂと注入口３ａとの位置合わせをする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良薬液の注入支援システムに関し、さらに詳しくは、二重管を用いて地盤改良薬液の注入作業をする場合に、内管の吐出口と外管の注入口との位置合わせを精度よく行なえるとともに、作業効率を向上させることができる地盤改良薬液の注入支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤を強化するために、二重管を用いて対象地盤に地盤改良薬液を注入する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。地盤改良薬液を地盤に注入する際には、外管に挿入した内管を上下移動させることにより、内管の周壁に設けられた吐出口を、外管の周壁に設けられた注入口に位置合わせして、吐出口から吐出した薬液を注入口を通じて地盤に注入する。通常、外管には注入口が上下に間隔をあけて複数箇所に形成されているので、順次、内管を上下移動させて、それぞれの箇所にある注入口に吐出口を位置合わせして薬液の注入を行なう。
【０００３】
ところで、吐出口と注入口との位置合わせ作業は、例えば、内管に上下方向に所定間隔をあけて目印になるテープ類を貼り付けておき、外管に挿入した際に、外管の上端から露出している内管のテープ類に基づいて吐出口の位置を把握して、予め深さ位置を把握している注入口との位置合わせをしている。このように、内管に貼り付けたテープ類を目安として行なっていたので、吐出口と注入口との位置合わせは精度が高いものではなかった。位置合わせが不十分な場合は、薬液を浪費することになり注入時間も余分に要することになる。そして、精度よく位置合わせするために、何度も位置合わせ作業を行なうと作業時間が長くなるので作業効率の低下につながる。
【０００４】
また、内管に貼り付けたテープ類を目安にして、単純に吐出口と注入口とを位置合わせする作業では、必要なすべての注入口に吐出口を位置合わせして薬液を注入したか否かを確認することができない。それ故、必要な注入口からの薬液注入を忘れて作業を進めることがないように多大な注意を払う必要があるため、作業効率を向上させるには不利な方法であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、二重管を用いて地盤改良薬液の注入作業をする場合に、内管の吐出口と外管の注入口との位置合わせを精度よく行なえるとともに、作業効率を向上させることができる地盤改良薬液の注入支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明の地盤改良薬液の注入支援システムは、地盤に薬液を注入する注入口を周壁に有する外管と、この外管に管軸方向に移動可能に挿入されて前記薬液を吐出する吐出口を周壁に有する内管と、前記外管の外周面に固定される磁気部材と、前記内管の外周面に固定される磁気センサと、前記内管に接続される紐状部材の移動長さを検知する索長器と、前記磁気センサによる検知信号および前記索長器による検知長さが入力される演算装置と、この演算装置に接続されるモニタとを備え、予め把握している前記注入口と磁気部材との間隔、前記吐出口と磁気センサとの間隔、前記検知信号および検知長さに基づいて、前記演算装置により注入口と吐出口との位置関係を算出し、この位置関係を前記モニタに表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内管を外管に挿入して管軸方向に移動させた際に、磁気センサが検知する検知信号により磁気部材の位置が把握でき、索長器が検知する検知長さにより内管の移動長さが把握でき、前記注入口と磁気部材との間隔および前記吐出口と磁気センサとの間隔は予め把握しているので、これらに基づいて演算装置により注入口と吐出口との位置関係を精度よく算出し、この位置関係をモニタに表示することができる。そのため、モニタに表示された注入口と吐出口との位置関係を参照しながら内管の管軸方向の位置を調整することで、従来方法に比して、内管の吐出口と外管の注入口との位置合わせを精度よく行なうことができる。また、磁気センサを利用するので、吐出口と注入口との位置合わせの際の注意負担や、必要な注入口を通じて忘れることなく薬液を注入するための注意負担が軽減されるため、作業効率を向上させるには有利になる。
【０００９】
ここで、前記磁気部材として、前記外管の外周面に接する面を粘着面にした磁気テープを用いることができる。これにより、外管の外周面の所望の位置に容易に磁気部材を固定することができる。
【００１０】
薬液を注入した注入口について、注入済みであることを前記演算装置に入力することによって、注入済みであることを前記モニタに表示する構成にすることもできる。これにより、必要な注入口からの薬液注入作業を忘れるという不具合を防止することができる。
【００１１】
前記モニタに前記注入口および吐出口との位置関係をリアルタイムで図示表示する構成にすることもできる。これにより、両者の位置関係が一目して把握できるので、作業効率の向上化に有利になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の地盤改良薬液の注入支援システムの概要図である。
【図２】瞬結性固化液を供給する内管を、外管に挿入した状態を例示する説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】瞬結性固化液を地盤に注入している状態を例示する説明図である。
【図６】地盤改良薬液を供給する内管を、外管に挿入した状態を例示する説明図である。
【図７】図６のＢ１−Ｂ１断面図である。
【図８】地盤改良薬液を地盤に注入している状態を例示する説明図である。
【図９】挿入孔を形成している状態を例示する説明図である。
【図１０】外管の別の例を示す説明図である。
【図１１】図１０の外管に挿入した内管から瞬結性固化液を供給して外管パッカーを膨張させている状態を例示する説明図である。
【図１２】瞬結性固化液を地盤に注入している状態を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の地盤改良薬液の注入支援システムを実施形態に基づいて説明する。尚、図１、２、５、６、８、１０〜１２では、内部構造を明確にするため、外管３を縦断面で示している。
【００１４】
図１〜図４に例示するように、本発明の地盤改良薬液の注入支援システムは、地盤を削孔して形成された挿入孔Ｓに挿入される外管３と、この外管３に挿入されて外管軸方向に移動可能な内管５Ａとを有している。内管５Ａは瞬結性固化液Ｃを供給する。さらに、この内管５Ａとは別に、外管３に挿入されて外管軸方向に移動可能な内管５Ｂを有している。この内管５Ｂは、地盤改良薬液Ｇを供給する。この実施形態では、先端を封止した円筒体が外管３、内管５Ａ、５Ｂとして用いられる。外管３は、樹脂製の管体であり例えば塩化ビニル製である。内管５Ａ、５Ｂは、多くの部分がゴム等の可撓性材料で構成されている。
【００１５】
外管３の周壁には、管内側と管外側とを連通する注入口３ａが外管軸方向に離間して複数箇所に形成されている。注入口３ａの大きさは、例えば、直径３ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。また、外管３の外周面には、外管軸方向に離間して２つの膨張可能な外管パッカー１６が設けられている。この２つの外管パッカー１６は、互いの間の外管３の周壁に少なくとも１つの注入口３ａが存在するように配置されている。外管パッカー１６としては、水分を吸収して膨張する膨潤材または、内部に流入出する気体や液体の流体圧力により膨縮可能なシール材を例示できる。
【００１６】
外管パッカー１６の間に配置された注入口３ａは、カバー部材である逆止弁１７で覆われている。逆止弁１７は、例えば、注入口３ａを覆うようにゴム等の弾性体からなるベルト状体を外管３の外周面に巻き付けて、外管３に外嵌されるリング状の金属固定具１４によって外管３に取り付けられている。この逆止弁１７は、２つのベルト状体を注入口３ａ上の位置で突き合わせている。
【００１７】
外管パッカー１６の間に配置された注入口３ａ以外の注入口３ａは、カバー部材である多孔被覆材１５で覆われている。多孔被覆材１５は注入口３ａよりも面積の小さな貫通孔を多数有し、樹脂や金属等により形成されている。多孔被覆材１５の形態としては、樹脂メッシュ、金属メッシュ等の網状体や多孔板を例示できる。多孔被覆材１５の厚さは、例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定され、微小な貫通孔を多数有する仕様が好ましい。或いは、樹脂繊維を編組することにより形成した筒状の編み上げ体を多孔被覆材１５として用いることもできる。例えば、線径０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のナイロン樹脂繊維を複数並列して帯状体を形成し、複数の帯状体を所定の編組角度で編み上げて筒状に形成する。
【００１８】
この多孔被覆材１５は、外管３に外嵌されるリング状の金属製の金属固定具１４によって外管３に取り付けられている。多孔被覆材１５に代えて、逆止弁１７を取り付けることもできる。
【００１９】
内管５Ａは、その外周面に内管軸方向に離間した２つの膨縮可能なパッカー６ａを有し、２つの膨縮可能なパッカー６ａの間の周壁には、瞬結性固化液ＣのＣ１液を供給する吐出口５ａ、Ｃ２液を供給する吐出口５ｂが配置されている。内管５Ａの内部は、図３に例示するように２分割されて、Ｃ１液が流通する固化液流路７ａとＣ２液が流通する固化液流路７ｂの２つの流路が形成された構造になっている。
【００２０】
内管５Ａの内部には、パッカー膨張用パイプ８ａが内管軸方向に延設され、それぞれのパッカー６ａに接続している。パッカー６ａは、ゴム等の膨縮可能な中空弾性体で形成され、パッカー膨張用パイプ８ａを通じた流体の流入により膨張し、流体の流出によって収縮する。
【００２１】
もう一方の内管５Ｂは、図６、図７に例示するように、その外周面に内管軸方向に離間した２つの膨縮可能なパッカー６ｂを有し、２つの膨縮可能なパッカー６ｂの間の周壁には、地盤改良薬液Ｇを供給する吐出口５ｃが配置されている。内管５Ｂの内部は、地盤改良薬液Ｇが流通する薬液流路７ｃになっている。
【００２２】
内管５Ｂの内部には、パッカー膨張用パイプ８ｂが内管軸方向に延設され、それぞれのパッカー６ｂに接続している。パッカー６ｂは、ゴム等の膨縮可能な中空弾性体で形成され、パッカー膨張用パイプ８ｂを通じた流体の流入により膨張し、流体の流出によって収縮する。
【００２３】
この注入支援システムは、さらに、外管３の外周面に固定される磁気部材１０と、内管５Ａ、５Ｂの外周面に固定される磁気センサ９と、演算装置１２と、この演算装置１２に接続される索長器１１およびモニタ１３を備えている。索長器１１は、例えば、ワイヤ式リニアエンコーダである。内管５Ａ、５Ｂの上端部にはワイヤ等の紐状部材１１ａが接続されていて、この紐状部材１１ａの移動長さ（繰り出しおよび繰り入れ長さ）が索長器１１によって検知される。
【００２４】
磁気センサ９は、有線または無線により演算装置１２に接続されている。磁気センサ９は、例えば、樹脂製カバーで覆われて外力から保護される。磁気センサ９を外部の水分から保護するために磁気センサ９を防水仕様にする。
【００２５】
磁気部材１０としては、例えば、外管３の外周面に接する面を粘着面にした磁気テープを用いることができる。磁石等を用いることもできるが、磁気テープの場合は外管３の外周面の所望の位置に容易に固定することができ、取外しも簡単になる。磁気テープは外管３の外周面に一周以上巻き付けるとよい。これにより、外管３に挿入した内管５Ａ、５Ｂが管軸方向を中心にして回転しても、磁気センサ９が磁気テープに対応する位置に来た場合は、磁気センサ９の周方向位置によらず、磁気テープを検知することができる。即ち、磁気センサ９により確実に磁気部材１０を検知することが可能になる。
【００２６】
尚、磁気部材１０は一箇所だけに設けることもできるが、注入口３ａが複数の箇所（範囲）に存在する場合は、それぞれの注入口３ａの箇所（範囲）に対応させて複数箇所に設けることもできる。
【００２７】
演算装置１２は、例えばパーソナルコンピュータ等であり、磁気センサ９が磁気部材１０を検知した際の検知信号および索長器１１が検知した紐状部材１１ａに移動長さが入力される。また、注入口３ａと磁気部材１０との管軸方向間隔、吐出口５ａ、５ｂ、５ｃと磁気センサ９との管軸方向間隔は既知であるので、予め把握しているこれら間隔は演算装置１２に入力されている。
【００２８】
注入口３ａが複数箇所（範囲）に設けられている場合は、それぞれの箇所（範囲）において代表とする１つの注入口３と磁気部材１０との管軸方向間隔を入力すればよい。吐出口５ａ、５ｂ、５ｃが複数ある場合は、内管５Ａ、５Ｂのそれぞれにおいて、代表とする１つの吐出口５ａ、５ｂ、５ｃと磁気センサ９との管軸方向間隔を入力すればよい。
【００２９】
本発明の地盤改良薬液の注入支援システムを用いて、地盤を改良して強化する場合には、まず、図９に例示するように、削孔機１からケーシングロッド２を延ばして挿入孔Ｓを形成する。図９では、構造物１８の下方の地盤を改良するために、挿入孔Ｓを途中で屈曲させて形成しているが、図２のように上下方向に挿入孔Ｓを形成する場合は、ケーシングロッド２を鉛直下向きに延ばす。次いで、このケーシングロッド２に外管３を挿入した後、ケーシングロッド２を地上に引き抜くことにより、外管３を挿入孔Ｓの中に設置する。
【００３０】
次いで、図２に例示するように、削孔した挿入孔Ｓに外管３を挿入する。そして、収縮状態の外管パッカー１６を図５に例示するように、挿入孔Ｓの内周面と接触するように、或いは、若干すき間を有するように膨張させた状態にする。尚、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面との間にすき間に、予めセメントベントナイト等の充填材を充填しておくこともできる。
【００３１】
次いで、地盤に瞬結性固化液Ｃを注入するため、膨張させている２つの外管パッカー１６の間に配置された注入口３ａの位置に、外管３に挿入している内管５Ａの吐出口５ａ（５ｂ）を合わせるように位置決めする。この位置決めの際には、パッカー６ａを収縮状態にしておき、内管５Ａの外管３の中で管軸方向に移動させる。
【００３２】
例えば、内管５Ａを外管３に挿入して徐々に下方移動させる。この移動の際に磁気センサ９は磁気部材１０を検知する。注入口３ａと検知した磁気部材１０との管軸方向間隔および吐出口５ａ（５ｂ）と磁気センサ９との管軸方向間隔は予め把握されているので、注入口３ａと吐出口５ａ（５ｂ）との管軸方向の位置関係が算出される。それ故、磁気センサ９が磁気部材１０を検知した位置から、注入口３ａと吐出口５ａ（５ｂ）とを位置合わせさせるために必要な内管５Ａの移動距離が判明する。
【００３３】
算出された注入口３ａと吐出口５ａ（５ｂ）との位置関係はモニタ１３に表示され、内管５Ａの移動距離は、索長器１１によって検知されてモニタ１３に表示される。そこで、モニタ１３の表示を参照しながら、内管５Ａをその必要な距離移動させると両者の位置合わせが完了する。
【００３４】
このようにして、従来方法に比して吐出口５ａ（５ｂ）と注入口３ａとの位置合わせを精度よく行なうことができる。また、吐出口５ａ（５ｂ）と注入口３ａとの位置合わせの際の注意負担や、必要な注入口３ａを通じて忘れることなく薬液を注入するための注意負担が軽減されるため、作業効率を向上させるには有利になる。
【００３５】
また、本発明では磁気センサ９を使用しているので誤検知が生じ難くなっている。例えば、金属センサを使用した場合は地盤中に金属材料が埋設されていると誤検知が生じることがある。磁気センサ９を使用した場合は地盤中に磁気材料が埋設されていると誤検知が生じることがある。ただし、地盤中に金属材料が埋設されている可能性と磁気材料が埋設されている可能性とは後者の方が遥かに低い。そのため、本発明ではセンサによる誤検知を防止するには有利になっている。
【００３６】
また、モニタ１３に注入口３ａおよび吐出口５ａ（５ｂ）との位置関係をリアルタイムで図示表示、或いは、数値表示することができるが、図示表示がより好ましい。図示表示することにより、モニタ１３を一目すれば両者の位置関係が把握できるので、作業効率の向上化に有利になる。
【００３７】
注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂとの位置決め後は、パッカー６ａを膨張させて外管３の内周面に圧接させた状態にする。この状態でＣ１液を吐出口５ａから供給し、Ｃ２液を吐出口５ｂから供給する。これにより、Ｃ１液とＣ２液とが混合されて急速に固化して瞬結性固化液Ｃとなる。瞬結性固化液Ｃとしては、水ガラス系グラウト、可塑性グラウト等を例示することができる。
【００３８】
このようにして地盤に注入する直前にＣ１液とＣ２液とを混合させた瞬結性固化液Ｃを、膨張させている２つパッカー６ａの間に位置する注入口３ａを通じて地盤に注入する。内管５Ａを通じて供給された瞬結性固化液Ｃは、注入口３ａを通じて逆止弁１７の突合せ面から漏れ出るように押出されて地盤に注入される。瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａは、２つの外管パッカー１６によって挟まれているので、瞬結性固化液Ｃは、この２つの外管パッカー１６の間に誘導されて地盤に浸透する。これにより、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面とのすき間を、瞬結性固化液Ｃにより形成されたパッカーＰによって、確実にシールすることができる。
【００３９】
次いで、パッカー６ａを収縮状態にして内管５Ａを外管３から引き抜いて、図６に例示するように別の内管５Ｂを外管３に挿入する。そして、多孔被覆材１５により覆われている注入口３ａの位置に、吐出口５ｃを合わせるように位置決めする。この位置決めの際には、パッカー６ｂを収縮状態にしておく。
【００４０】
例えば、内管５Ｂを徐々に下方移動させる。この移動の際に磁気センサ９は磁気部材１０を検知する。注入口３ａと検知した磁気部材１０との管軸方向間隔および吐出口５ｃと磁気センサ９との管軸方向間隔は予め把握しているので、注入口３ａと吐出口５ｃとの管軸方向の位置関係が算出される。それ故、磁気センサ９が磁気部材１０を検知した位置から、注入口３ａと吐出口５ｃとを位置合わせさせるために必要な内管５Ｂの移動距離が判明する。
【００４１】
算出された注入口３ａと吐出口５ｃとの位置関係はモニタ１３に表示され、内管５Ｂの移動距離は、索長器１１によって検知されてモニタ１３に表示される。そこで、モニタ１３の表示を参照しながら、内管５Ｂをその必要な距離移動させると両者の位置合わせが完了する。
【００４２】
このようにして、従来方法に比して吐出口５ｃと注入口３ａとの位置合わせを精度よく行なうことができる。また、吐出口５ｃと注入口３ａとの位置合わせの際の注意負担や、必要な注入口３ａを通じて忘れることなく薬液を注入するための注意負担が軽減されるため、作業効率を向上させるには有利になる。
【００４３】
注入口３ａと吐出口５ｃとの位置決め後は、図８に例示するようにパッカー６ｂを膨張させて外管３の内周面に圧接させた状態にする。この状態で地盤改良薬液Ｇを吐出口５ｃから供給する。地盤改良薬液Ｇとしては、水ガラス系グラウト、セメント系グラウト等を例示できる。
【００４４】
供給された地盤改良薬液Ｇは、地盤に注入される際に、注入口３ａを覆う多孔被覆材１５を通過する。そのため、注入圧力が大きくても多孔被覆材１５によって適度に減圧され、地盤改良薬液Ｇが注入口３ａから外管軸直交方向（水平方向）に単に直進するのではなく、広い範囲に行き渡るようになる。
【００４５】
さらに別の高さ位置で地盤改良薬液Ｇを地盤に注入する場合には、上記した外管パッカー１６および多孔被覆材１５を、外管３の別の高さ位置にも設ける。そして、外管３に挿入した内管５Ａ、５Ｂを上記と同じ手順で管軸方向に移動させて、吐出口５ｃと目的とする注入口３ａとの位置合わせを行なう。
【００４６】
即ち、外管３に内管５Ａを挿入して必要な高さ位置において瞬結性固化液Ｃの注入作業をすべて完了させてから内管５Ａを外管３から抜き取る。次いで、外管３に内管５Ｂを挿入して必要な高さ位置において、順次、地盤改良薬液Ｇを地盤に注入する。
【００４７】
上述したように本発明では、目的とする注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂ、５ｃとの位置合わせに、磁気センサ９による検知信号および索長器１１による検知長さを利用するので、この位置合わせ作業時の注意負担や、必要な注入口３ａを通じて忘れることなく瞬結性固化液Ｃや地盤改良薬液Ｇを注入するための注意負担が軽減されるので、作業効率を向上させるには有利になる。
【００４８】
目的の注入口３ａを通じて、薬液（瞬結性固化液Ｃや地盤改良薬液Ｇ）を注入した際には、演算装置１２に、その注入口３ａを通じて既に薬液を注入済みであることを演算装置１２に入力して記憶させるとよい。そして、その注入口３ａを通じて注入済みであることをモニタ１３に表示する構成にする。これにより、必要な注入口３ａを通じて薬液を注入することを忘れるという不具合を防止できる。
【００４９】
上記実施形態では、瞬結性固化液Ｃと地盤改良薬液Ｇとをそれぞれ異なる内管５Ａ、５Ｂを用いて供給するようにしたが、同じ１つの内管によって、瞬結性固化液Ｃと地盤改良薬液Ｇとを供給することもできる。また、それぞれの内管５Ａ、５Ｂに磁気センサ９を設けたが、地盤改良薬液Ｇを供給する内管５Ｂのみに磁気センサ９を設けて、地盤改良薬液Ｇを注入する場合にだけ本発明を適用することもできる。
【００５０】
本発明においては、外管パッカー１６を、その内部に瞬結性固化液Ｃを充填することにより膨張させることもできる。この場合は、図１０に例示するように、２つの膨張可能な外管パッカー１６を設けた位置の外管３の周壁に、管内側と管外側とを連通する注入口３ｂ、３ｃを設ける。換言すれば、注入口３ｂ、３ｃを形成した位置に２つの膨張可能な外管パッカー１６を配置する。そして、これら注入口３ｂ、３ｃを通じて瞬結性固化液Ｃを２つの外管パッカー１６の内部に充填して膨張させる構成にする。
【００５１】
具体的には、地盤に瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａを挟んで管軸方向前後に配置されたそれぞれの注入口３ｂ、３ｃに逆止弁１７ｂ、１７ｃを設ける。逆止弁１７ｂ、１７ｃは、例えば、注入口３ｂ、３ｃを覆うようにゴム等の弾性体からなるベルト状体を外管３の表面に巻き付けて形成する。膨張可能な外管パッカー１６は、逆止弁１７ｂ、１７ｃを覆うように外管３の表面に取付ける。
【００５２】
また、地盤に瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａにも逆止弁１７ａを設ける。逆止弁１７ａは、例えば、注入口３ａを覆うようにゴム等の弾性体からなるベルト状体を外管３の表面に巻き付けて形成する。この逆止弁１７ａは、２つのベルト状体を注入口３ａ上の位置で突き合わせている。
【００５３】
そして、外管パッカー１６を膨張させる際には、図１１に例示するように、外管パッカー１６が設けられた範囲に、外管３に挿入している内管５Ａの２つの膨張可能なパッカー６ａの間の範囲が重複するようにして、吐出口５ａ、５ｂを合わせるように位置決めする。外管パッカー１６が設けられた範囲と内管５Ａの２つのパッカー６ａの間の範囲との位置合わせは、先の実施形態で説明した目的とする注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂ、５ｃとの位置合わせと同じであり、磁気センサ１０の検知信号および索長器１１の検知長さを用いる。
【００５４】
位置決め後は、それぞれのパッカー６ａを膨張させて外管３の内周面に圧接させた状態にして、Ｃ１液を吐出口５ａから供給し、Ｃ２液を吐出口５ｂから供給する。これによりＣ１液とＣ２液とが混合された瞬結性固化液Ｃが、注入口３ｂ、３ｃを通じて逆止弁１７ｂ、１７ｃを押上げて、逆止弁１７ｂ、１７ｃと外管３の表面とのすき間を通過して外管パッカー１６の内部に進入する。この進入した瞬結性固化液Ｃが外管パッカー１６の内部に充填することにより、外管パッカー１６が膨張して挿入孔Ｓの内周面に圧接した状態になる。
【００５５】
これとともに、図１２に例示するように、内管５Ａを通じて供給された瞬結性固化液Ｃは、注入口３ａを通じて逆止弁１７ａの突合せ面から漏れ出るように押出されて地盤に注入される。瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａは、２つの膨張させている外管パッカー１６によって挟まれているので、瞬結性固化液Ｃは、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面とのすき間に流出することがない。そのため、瞬結性固化液Ｃは、地盤に確実に浸透するとともに急速に固化して、この注入口３ａの周辺に強固なパッカーＰを形成する。これにより、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面とのすき間を、瞬結性固化液Ｃにより形成されたパッカーＰによって、確実にシールすることができる。
【００５６】
ここで、注入口３ａから瞬結性固化液Ｃが地盤に供給される前に、確実に外管パッカー１６に瞬結性固化液Ｃを充填して膨張させるために、注入口３ａを通じてよりも、それぞれの注入口３ｂ、３ｃを通じて瞬結性固化液Ｃを外部に供給し易い構造にする。そこで、例えば、地盤に瞬結性固化液Ｃを供給する注入口３ａの面積（複数の注入口３ａの場合は、それらを合算した総面積）を、外管パッカー１６に瞬結性固化液Ｃを供給するそれぞれの注入口３ｂ、３ｃの面積（複数の注入口３ｂ、３ｃの場合は、それぞれ、それらを合算した総面積）よりも小さくする。または、逆止弁１７ａを、逆止弁１７ｂ、１７ｃに比して弾性変形しにくくする。或いは、それぞれの注入口３ｂ、３ｃの面積を注入口３ａの面積よりも大きくするとともに、逆止弁１７ａをそれぞれの逆止弁１７ｂ、１７ｃよりも弾性変形にくくして、注入口３ａよりも注入口３ｂ、３ｃを通じて瞬結性固化液Ｃを外部に供給し易い構造にする。
【００５７】
また、注入口３ｂ、３ｃのうち、瞬結性固化液Ｃの供給源から遠い位置にある外管３の先端側の注入口３ｃの方が瞬結性固化液Ｃを外部に供給しにくくなる。外管３が上下に延びている場合は、瞬結性固化液Ｃの供給源から遠い位置にある下方側の注入口３ｃの方が、上方側にある注入口３ｂに比して瞬結性固化液Ｃを外部に供給しにくくなる。
【００５８】
そこで、例えば、注入口３ｃの面積（複数の注入口３ｃの場合は、それらを合算した総面積）を注入口３ｂの面積（複数の注入口３ｂの場合は、それらを合算した総面積）よりも大きくする。または、逆止弁１７ｃに比して逆止弁１７ｂの弾性変形しにくくする。或いは、注入口３ｃの面積を注入口３ｂの面積よりも大きくするとともに、逆止弁１７ｂを逆止弁１７ｃよりも弾性変形し難くする。
【００５９】
このように瞬結性固化液Ｃによって外管パッカー１６を膨張させる構造にすると、外管パッカー１６を膨張させる流体を流通させるためのパイプを特別に設ける必要がなくなる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 削孔機
２ ケーシングロッド
３ 外管
３ａ、３ｂ、３ｃ 注入口
４ アンカー
５Ａ、５Ｂ 内管
５ａ、５ｂ、５ｃ 吐出口
６ａ、６ｂ 膨縮可能なパッカー
７ａ、７ｂ 固化液流路
７ｃ 薬液流路
８ａ、８ｂ パッカー膨張用パイプ
９ 磁気センサ
１０ 磁気部材
１１ 索長器
１１ａ 紐状部材
１２ 演算装置
１３ モニタ
１４ 金属固定具
１５ 多孔被覆材（カバー部材）
１６ 外管パッカー
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 逆止弁（カバー部材）
１８ 構造物
Ｓ 挿入孔
Ｇ 地盤改良薬液
Ｐ パッカー
Ｃ 瞬結性固化液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良薬液の注入支援システムに関し、さらに詳しくは、二重管を用いて地盤改良薬液の注入作業をする場合に、内管の吐出口と外管の注入口との位置合わせを精度よく行なえるとともに、作業効率を向上させることができる地盤改良薬液の注入支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤を強化するために、二重管を用いて対象地盤に地盤改良薬液を注入する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。地盤改良薬液を地盤に注入する際には、外管に挿入した内管を上下移動させることにより、内管の周壁に設けられた吐出口を、外管の周壁に設けられた注入口に位置合わせして、吐出口から吐出した薬液を注入口を通じて地盤に注入する。通常、外管には注入口が上下に間隔をあけて複数箇所に形成されているので、順次、内管を上下移動させて、それぞれの箇所にある注入口に吐出口を位置合わせして薬液の注入を行なう。
【０００３】
ところで、吐出口と注入口との位置合わせ作業は、例えば、内管に上下方向に所定間隔をあけて目印になるテープ類を貼り付けておき、外管に挿入した際に、外管の上端から露出している内管のテープ類に基づいて吐出口の位置を把握して、予め深さ位置を把握している注入口との位置合わせをしている。このように、内管に貼り付けたテープ類を目安として行なっていたので、吐出口と注入口との位置合わせは精度が高いものではなかった。位置合わせが不十分な場合は、薬液を浪費することになり注入時間も余分に要することになる。そして、精度よく位置合わせするために、何度も位置合わせ作業を行なうと作業時間が長くなるので作業効率の低下につながる。
【０００４】
また、内管に貼り付けたテープ類を目安にして、単純に吐出口と注入口とを位置合わせする作業では、必要なすべての注入口に吐出口を位置合わせして薬液を注入したか否かを確認することができない。それ故、必要な注入口からの薬液注入を忘れて作業を進めることがないように多大な注意を払う必要があるため、作業効率を向上させるには不利な方法であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、二重管を用いて地盤改良薬液の注入作業をする場合に、内管の吐出口と外管の注入口との位置合わせを精度よく行なえるとともに、作業効率を向上させることができる地盤改良薬液の注入支援システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明の地盤改良薬液の注入支援システムは、地盤に薬液を注入する注入口を周壁に有する外管と、この外管に管軸方向に移動可能に挿入されて前記薬液を吐出する吐出口を周壁に有する内管と、前記外管の外周面に固定される磁気部材と、前記内管の外周面に固定される磁気センサと、前記内管に接続される紐状部材の移動長さを検知する索長器と、前記磁気センサによる検知信号および前記索長器による検知長さが入力される演算装置と、この演算装置に接続されるモニタとを備え、予め把握している前記注入口と磁気部材との間隔、前記吐出口と磁気センサとの間隔、前記検知信号および検知長さに基づいて、前記演算装置により注入口と吐出口との位置関係を算出し、この位置関係を前記モニタに表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内管を外管に挿入して管軸方向に移動させた際に、磁気センサが検知する検知信号により磁気部材の位置が把握でき、索長器が検知する検知長さにより内管の移動長さが把握でき、前記注入口と磁気部材との間隔および前記吐出口と磁気センサとの間隔は予め把握しているので、これらに基づいて演算装置により注入口と吐出口との位置関係を精度よく算出し、この位置関係をモニタに表示することができる。そのため、モニタに表示された注入口と吐出口との位置関係を参照しながら内管の管軸方向の位置を調整することで、従来方法に比して、内管の吐出口と外管の注入口との位置合わせを精度よく行なうことができる。また、磁気センサを利用するので、吐出口と注入口との位置合わせの際の注意負担や、必要な注入口を通じて忘れることなく薬液を注入するための注意負担が軽減されるため、作業効率を向上させるには有利になる。
【０００９】
ここで、前記磁気部材として、前記外管の外周面に接する面を粘着面にした磁気テープを用いることができる。これにより、外管の外周面の所望の位置に容易に磁気部材を固定することができる。
【００１０】
薬液を注入した注入口について、注入済みであることを前記演算装置に入力することによって、注入済みであることを前記モニタに表示する構成にすることもできる。これにより、必要な注入口からの薬液注入作業を忘れるという不具合を防止することができる。
【００１１】
前記モニタに前記注入口および吐出口との位置関係をリアルタイムで図示表示する構成にすることもできる。これにより、両者の位置関係が一目して把握できるので、作業効率の向上化に有利になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の地盤改良薬液の注入支援システムの概要図である。
【図２】瞬結性固化液を供給する内管を、外管に挿入した状態を例示する説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】瞬結性固化液を地盤に注入している状態を例示する説明図である。
【図６】地盤改良薬液を供給する内管を、外管に挿入した状態を例示する説明図である。
【図７】図６のＢ１−Ｂ１断面図である。
【図８】地盤改良薬液を地盤に注入している状態を例示する説明図である。
【図９】挿入孔を形成している状態を例示する説明図である。
【図１０】外管の別の例を示す説明図である。
【図１１】図１０の外管に挿入した内管から瞬結性固化液を供給して外管パッカーを膨張させている状態を例示する説明図である。
【図１２】瞬結性固化液を地盤に注入している状態を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の地盤改良薬液の注入支援システムを実施形態に基づいて説明する。尚、図１、２、５、６、８、１０〜１２では、内部構造を明確にするため、外管３を縦断面で示している。
【００１４】
図１〜図４に例示するように、本発明の地盤改良薬液の注入支援システムは、地盤を削孔して形成された挿入孔Ｓに挿入される外管３と、この外管３に挿入されて外管軸方向に移動可能な内管５Ａとを有している。内管５Ａは瞬結性固化液Ｃを供給する。さらに、この内管５Ａとは別に、外管３に挿入されて外管軸方向に移動可能な内管５Ｂを有している。この内管５Ｂは、地盤改良薬液Ｇを供給する。この実施形態では、先端を封止した円筒体が外管３、内管５Ａ、５Ｂとして用いられる。外管３は、樹脂製の管体であり例えば塩化ビニル製である。内管５Ａ、５Ｂは、多くの部分がゴム等の可撓性材料で構成されている。
【００１５】
外管３の周壁には、管内側と管外側とを連通する注入口３ａが外管軸方向に離間して複数箇所に形成されている。注入口３ａの大きさは、例えば、直径３ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。また、外管３の外周面には、外管軸方向に離間して２つの膨張可能な外管パッカー１６が設けられている。この２つの外管パッカー１６は、互いの間の外管３の周壁に少なくとも１つの注入口３ａが存在するように配置されている。外管パッカー１６としては、水分を吸収して膨張する膨潤材または、内部に流入出する気体や液体の流体圧力により膨縮可能なシール材を例示できる。
【００１６】
外管パッカー１６の間に配置された注入口３ａは、カバー部材である逆止弁１７で覆われている。逆止弁１７は、例えば、注入口３ａを覆うようにゴム等の弾性体からなるベルト状体を外管３の外周面に巻き付けて、外管３に外嵌されるリング状の金属固定具１４によって外管３に取り付けられている。この逆止弁１７は、２つのベルト状体を注入口３ａ上の位置で突き合わせている。
【００１７】
外管パッカー１６の間に配置された注入口３ａ以外の注入口３ａは、カバー部材である多孔被覆材１５で覆われている。多孔被覆材１５は注入口３ａよりも面積の小さな貫通孔を多数有し、樹脂や金属等により形成されている。多孔被覆材１５の形態としては、樹脂メッシュ、金属メッシュ等の網状体や多孔板を例示できる。多孔被覆材１５の厚さは、例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定され、微小な貫通孔を多数有する仕様が好ましい。或いは、樹脂繊維を編組することにより形成した筒状の編み上げ体を多孔被覆材１５として用いることもできる。例えば、線径０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のナイロン樹脂繊維を複数並列して帯状体を形成し、複数の帯状体を所定の編組角度で編み上げて筒状に形成する。
【００１８】
この多孔被覆材１５は、外管３に外嵌されるリング状の金属製の金属固定具１４によって外管３に取り付けられている。多孔被覆材１５に代えて、逆止弁１７を取り付けることもできる。
【００１９】
内管５Ａは、その外周面に内管軸方向に離間した２つの膨縮可能なパッカー６ａを有し、２つの膨縮可能なパッカー６ａの間の周壁には、瞬結性固化液ＣのＣ１液を供給する吐出口５ａ、Ｃ２液を供給する吐出口５ｂが配置されている。内管５Ａの内部は、図３に例示するように２分割されて、Ｃ１液が流通する固化液流路７ａとＣ２液が流通する固化液流路７ｂの２つの流路が形成された構造になっている。
【００２０】
内管５Ａの内部には、パッカー膨張用パイプ８ａが内管軸方向に延設され、それぞれのパッカー６ａに接続している。パッカー６ａは、ゴム等の膨縮可能な中空弾性体で形成され、パッカー膨張用パイプ８ａを通じた流体の流入により膨張し、流体の流出によって収縮する。
【００２１】
もう一方の内管５Ｂは、図６、図７に例示するように、その外周面に内管軸方向に離間した２つの膨縮可能なパッカー６ｂを有し、２つの膨縮可能なパッカー６ｂの間の周壁には、地盤改良薬液Ｇを供給する吐出口５ｃが配置されている。内管５Ｂの内部は、地盤改良薬液Ｇが流通する薬液流路７ｃになっている。
【００２２】
内管５Ｂの内部には、パッカー膨張用パイプ８ｂが内管軸方向に延設され、それぞれのパッカー６ｂに接続している。パッカー６ｂは、ゴム等の膨縮可能な中空弾性体で形成され、パッカー膨張用パイプ８ｂを通じた流体の流入により膨張し、流体の流出によって収縮する。
【００２３】
この注入支援システムは、さらに、外管３の外周面に固定される磁気部材１０と、内管５Ａ、５Ｂの外周面に固定される磁気センサ９と、演算装置１２と、この演算装置１２に接続される索長器１１およびモニタ１３を備えている。索長器１１は、例えば、ワイヤ式リニアエンコーダである。内管５Ａ、５Ｂの上端部にはワイヤ等の紐状部材１１ａが接続されていて、この紐状部材１１ａの移動長さ（繰り出しおよび繰り入れ長さ）が索長器１１によって検知される。
【００２４】
磁気センサ９は、有線または無線により演算装置１２に接続されている。磁気センサ９は、例えば、樹脂製カバーで覆われて外力から保護される。磁気センサ９を外部の水分から保護するために磁気センサ９を防水仕様にする。
【００２５】
磁気部材１０としては、例えば、外管３の外周面に接する面を粘着面にした磁気テープを用いることができる。磁石等を用いることもできるが、磁気テープの場合は外管３の外周面の所望の位置に容易に固定することができ、取外しも簡単になる。磁気テープは外管３の外周面に一周以上巻き付けるとよい。これにより、外管３に挿入した内管５Ａ、５Ｂが管軸方向を中心にして回転しても、磁気センサ９が磁気テープに対応する位置に来た場合は、磁気センサ９の周方向位置によらず、磁気テープを検知することができる。即ち、磁気センサ９により確実に磁気部材１０を検知することが可能になる。
【００２６】
尚、磁気部材１０は一箇所だけに設けることもできるが、注入口３ａが複数の箇所（範囲）に存在する場合は、それぞれの注入口３ａの箇所（範囲）に対応させて複数箇所に設けることもできる。
【００２７】
演算装置１２は、例えばパーソナルコンピュータ等であり、磁気センサ９が磁気部材１０を検知した際の検知信号および索長器１１が検知した紐状部材１１ａに移動長さが入力される。また、注入口３ａと磁気部材１０との管軸方向間隔、吐出口５ａ、５ｂ、５ｃと磁気センサ９との管軸方向間隔は既知であるので、予め把握しているこれら間隔は演算装置１２に入力されている。
【００２８】
注入口３ａが複数箇所（範囲）に設けられている場合は、それぞれの箇所（範囲）において代表とする１つの注入口３と磁気部材１０との管軸方向間隔を入力すればよい。吐出口５ａ、５ｂ、５ｃが複数ある場合は、内管５Ａ、５Ｂのそれぞれにおいて、代表とする１つの吐出口５ａ、５ｂ、５ｃと磁気センサ９との管軸方向間隔を入力すればよい。
【００２９】
本発明の地盤改良薬液の注入支援システムを用いて、地盤を改良して強化する場合には、まず、図９に例示するように、削孔機１からケーシングロッド２を延ばして挿入孔Ｓを形成する。図９では、構造物１８の下方の地盤を改良するために、挿入孔Ｓを途中で屈曲させて形成しているが、図２のように上下方向に挿入孔Ｓを形成する場合は、ケーシングロッド２を鉛直下向きに延ばす。次いで、このケーシングロッド２に外管３を挿入した後、ケーシングロッド２を地上に引き抜くことにより、外管３を挿入孔Ｓの中に設置する。
【００３０】
次いで、図２に例示するように、削孔した挿入孔Ｓに外管３を挿入する。そして、収縮状態の外管パッカー１６を図５に例示するように、挿入孔Ｓの内周面と接触するように、或いは、若干すき間を有するように膨張させた状態にする。尚、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面との間にすき間に、予めセメントベントナイト等の充填材を充填しておくこともできる。
【００３１】
次いで、地盤に瞬結性固化液Ｃを注入するため、膨張させている２つの外管パッカー１６の間に配置された注入口３ａの位置に、外管３に挿入している内管５Ａの吐出口５ａ（５ｂ）を合わせるように位置決めする。この位置決めの際には、パッカー６ａを収縮状態にしておき、内管５Ａの外管３の中で管軸方向に移動させる。
【００３２】
例えば、内管５Ａを外管３に挿入して徐々に下方移動させる。この移動の際に磁気センサ９は磁気部材１０を検知する。注入口３ａと検知した磁気部材１０との管軸方向間隔および吐出口５ａ（５ｂ）と磁気センサ９との管軸方向間隔は予め把握されているので、注入口３ａと吐出口５ａ（５ｂ）との管軸方向の位置関係が算出される。それ故、磁気センサ９が磁気部材１０を検知した位置から、注入口３ａと吐出口５ａ（５ｂ）とを位置合わせさせるために必要な内管５Ａの移動距離が判明する。
【００３３】
算出された注入口３ａと吐出口５ａ（５ｂ）との位置関係はモニタ１３に表示され、内管５Ａの移動距離は、索長器１１によって検知されてモニタ１３に表示される。そこで、モニタ１３の表示を参照しながら、内管５Ａをその必要な距離移動させると両者の位置合わせが完了する。
【００３４】
このようにして、従来方法に比して吐出口５ａ（５ｂ）と注入口３ａとの位置合わせを精度よく行なうことができる。また、吐出口５ａ（５ｂ）と注入口３ａとの位置合わせの際の注意負担や、必要な注入口３ａを通じて忘れることなく薬液を注入するための注意負担が軽減されるため、作業効率を向上させるには有利になる。
【００３５】
また、本発明では磁気センサ９を使用しているので誤検知が生じ難くなっている。例えば、金属センサを使用した場合は地盤中に金属材料が埋設されていると誤検知が生じることがある。磁気センサ９を使用した場合は地盤中に磁気材料が埋設されていると誤検知が生じることがある。ただし、地盤中に金属材料が埋設されている可能性と磁気材料が埋設されている可能性とは後者の方が遥かに低い。そのため、本発明ではセンサによる誤検知を防止するには有利になっている。
【００３６】
また、モニタ１３に注入口３ａおよび吐出口５ａ（５ｂ）との位置関係をリアルタイムで図示表示、或いは、数値表示することができるが、図示表示がより好ましい。図示表示することにより、モニタ１３を一目すれば両者の位置関係が把握できるので、作業効率の向上化に有利になる。
【００３７】
注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂとの位置決め後は、パッカー６ａを膨張させて外管３の内周面に圧接させた状態にする。この状態でＣ１液を吐出口５ａから供給し、Ｃ２液を吐出口５ｂから供給する。これにより、Ｃ１液とＣ２液とが混合されて急速に固化して瞬結性固化液Ｃとなる。瞬結性固化液Ｃとしては、水ガラス系グラウト、可塑性グラウト等を例示することができる。
【００３８】
このようにして地盤に注入する直前にＣ１液とＣ２液とを混合させた瞬結性固化液Ｃを、膨張させている２つパッカー６ａの間に位置する注入口３ａを通じて地盤に注入する。内管５Ａを通じて供給された瞬結性固化液Ｃは、注入口３ａを通じて逆止弁１７の突合せ面から漏れ出るように押出されて地盤に注入される。瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａは、２つの外管パッカー１６によって挟まれているので、瞬結性固化液Ｃは、この２つの外管パッカー１６の間に誘導されて地盤に浸透する。これにより、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面とのすき間を、瞬結性固化液Ｃにより形成されたパッカーＰによって、確実にシールすることができる。
【００３９】
次いで、パッカー６ａを収縮状態にして内管５Ａを外管３から引き抜いて、図６に例示するように別の内管５Ｂを外管３に挿入する。そして、多孔被覆材１５により覆われている注入口３ａの位置に、吐出口５ｃを合わせるように位置決めする。この位置決めの際には、パッカー６ｂを収縮状態にしておく。
【００４０】
例えば、内管５Ｂを徐々に下方移動させる。この移動の際に磁気センサ９は磁気部材１０を検知する。注入口３ａと検知した磁気部材１０との管軸方向間隔および吐出口５ｃと磁気センサ９との管軸方向間隔は予め把握しているので、注入口３ａと吐出口５ｃとの管軸方向の位置関係が算出される。それ故、磁気センサ９が磁気部材１０を検知した位置から、注入口３ａと吐出口５ｃとを位置合わせさせるために必要な内管５Ｂの移動距離が判明する。
【００４１】
算出された注入口３ａと吐出口５ｃとの位置関係はモニタ１３に表示され、内管５Ｂの移動距離は、索長器１１によって検知されてモニタ１３に表示される。そこで、モニタ１３の表示を参照しながら、内管５Ｂをその必要な距離移動させると両者の位置合わせが完了する。
【００４２】
このようにして、従来方法に比して吐出口５ｃと注入口３ａとの位置合わせを精度よく行なうことができる。また、吐出口５ｃと注入口３ａとの位置合わせの際の注意負担や、必要な注入口３ａを通じて忘れることなく薬液を注入するための注意負担が軽減されるため、作業効率を向上させるには有利になる。
【００４３】
注入口３ａと吐出口５ｃとの位置決め後は、図８に例示するようにパッカー６ｂを膨張させて外管３の内周面に圧接させた状態にする。この状態で地盤改良薬液Ｇを吐出口５ｃから供給する。地盤改良薬液Ｇとしては、水ガラス系グラウト、セメント系グラウト等を例示できる。
【００４４】
供給された地盤改良薬液Ｇは、地盤に注入される際に、注入口３ａを覆う多孔被覆材１５を通過する。そのため、注入圧力が大きくても多孔被覆材１５によって適度に減圧され、地盤改良薬液Ｇが注入口３ａから外管軸直交方向（水平方向）に単に直進するのではなく、広い範囲に行き渡るようになる。
【００４５】
さらに別の高さ位置で地盤改良薬液Ｇを地盤に注入する場合には、上記した外管パッカー１６および多孔被覆材１５を、外管３の別の高さ位置にも設ける。そして、外管３に挿入した内管５Ａ、５Ｂを上記と同じ手順で管軸方向に移動させて、吐出口５ｃと目的とする注入口３ａとの位置合わせを行なう。
【００４６】
即ち、外管３に内管５Ａを挿入して必要な高さ位置において瞬結性固化液Ｃの注入作業をすべて完了させてから内管５Ａを外管３から抜き取る。次いで、外管３に内管５Ｂを挿入して必要な高さ位置において、順次、地盤改良薬液Ｇを地盤に注入する。
【００４７】
上述したように本発明では、目的とする注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂ、５ｃとの位置合わせに、磁気センサ９による検知信号および索長器１１による検知長さを利用するので、この位置合わせ作業時の注意負担や、必要な注入口３ａを通じて忘れることなく瞬結性固化液Ｃや地盤改良薬液Ｇを注入するための注意負担が軽減されるので、作業効率を向上させるには有利になる。
【００４８】
目的の注入口３ａを通じて、薬液（瞬結性固化液Ｃや地盤改良薬液Ｇ）を注入した際には、演算装置１２に、その注入口３ａを通じて既に薬液を注入済みであることを演算装置１２に入力して記憶させるとよい。そして、その注入口３ａを通じて注入済みであることをモニタ１３に表示する構成にする。これにより、必要な注入口３ａを通じて薬液を注入することを忘れるという不具合を防止できる。
【００４９】
上記実施形態では、瞬結性固化液Ｃと地盤改良薬液Ｇとをそれぞれ異なる内管５Ａ、５Ｂを用いて供給するようにしたが、同じ１つの内管によって、瞬結性固化液Ｃと地盤改良薬液Ｇとを供給することもできる。また、それぞれの内管５Ａ、５Ｂに磁気センサ９を設けたが、地盤改良薬液Ｇを供給する内管５Ｂのみに磁気センサ９を設けて、地盤改良薬液Ｇを注入する場合にだけ本発明を適用することもできる。
【００５０】
本発明においては、外管パッカー１６を、その内部に瞬結性固化液Ｃを充填することにより膨張させることもできる。この場合は、図１０に例示するように、２つの膨張可能な外管パッカー１６を設けた位置の外管３の周壁に、管内側と管外側とを連通する注入口３ｂ、３ｃを設ける。換言すれば、注入口３ｂ、３ｃを形成した位置に２つの膨張可能な外管パッカー１６を配置する。そして、これら注入口３ｂ、３ｃを通じて瞬結性固化液Ｃを２つの外管パッカー１６の内部に充填して膨張させる構成にする。
【００５１】
具体的には、地盤に瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａを挟んで管軸方向前後に配置されたそれぞれの注入口３ｂ、３ｃに逆止弁１７ｂ、１７ｃを設ける。逆止弁１７ｂ、１７ｃは、例えば、注入口３ｂ、３ｃを覆うようにゴム等の弾性体からなるベルト状体を外管３の表面に巻き付けて形成する。膨張可能な外管パッカー１６は、逆止弁１７ｂ、１７ｃを覆うように外管３の表面に取付ける。
【００５２】
また、地盤に瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａにも逆止弁１７ａを設ける。逆止弁１７ａは、例えば、注入口３ａを覆うようにゴム等の弾性体からなるベルト状体を外管３の表面に巻き付けて形成する。この逆止弁１７ａは、２つのベルト状体を注入口３ａ上の位置で突き合わせている。
【００５３】
そして、外管パッカー１６を膨張させる際には、図１１に例示するように、外管パッカー１６が設けられた範囲に、外管３に挿入している内管５Ａの２つの膨張可能なパッカー６ａの間の範囲が重複するようにして、吐出口５ａ、５ｂを合わせるように位置決めする。外管パッカー１６が設けられた範囲と内管５Ａの２つのパッカー６ａの間の範囲との位置合わせは、先の実施形態で説明した目的とする注入口３ａと吐出口５ａ、５ｂ、５ｃとの位置合わせと同じであり、磁気センサ１０の検知信号および索長器１１の検知長さを用いる。
【００５４】
位置決め後は、それぞれのパッカー６ａを膨張させて外管３の内周面に圧接させた状態にして、Ｃ１液を吐出口５ａから供給し、Ｃ２液を吐出口５ｂから供給する。これによりＣ１液とＣ２液とが混合された瞬結性固化液Ｃが、注入口３ｂ、３ｃを通じて逆止弁１７ｂ、１７ｃを押上げて、逆止弁１７ｂ、１７ｃと外管３の表面とのすき間を通過して外管パッカー１６の内部に進入する。この進入した瞬結性固化液Ｃが外管パッカー１６の内部に充填することにより、外管パッカー１６が膨張して挿入孔Ｓの内周面に圧接した状態になる。
【００５５】
これとともに、図１２に例示するように、内管５Ａを通じて供給された瞬結性固化液Ｃは、注入口３ａを通じて逆止弁１７ａの突合せ面から漏れ出るように押出されて地盤に注入される。瞬結性固化液Ｃを注入する注入口３ａは、２つの膨張させている外管パッカー１６によって挟まれているので、瞬結性固化液Ｃは、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面とのすき間に流出することがない。そのため、瞬結性固化液Ｃは、地盤に確実に浸透するとともに急速に固化して、この注入口３ａの周辺に強固なパッカーＰを形成する。これにより、挿入孔Ｓの内周面と外管３の外周面とのすき間を、瞬結性固化液Ｃにより形成されたパッカーＰによって、確実にシールすることができる。
【００５６】
ここで、注入口３ａから瞬結性固化液Ｃが地盤に供給される前に、確実に外管パッカー１６に瞬結性固化液Ｃを充填して膨張させるために、注入口３ａを通じてよりも、それぞれの注入口３ｂ、３ｃを通じて瞬結性固化液Ｃを外部に供給し易い構造にする。そこで、例えば、地盤に瞬結性固化液Ｃを供給する注入口３ａの面積（複数の注入口３ａの場合は、それらを合算した総面積）を、外管パッカー１６に瞬結性固化液Ｃを供給するそれぞれの注入口３ｂ、３ｃの面積（複数の注入口３ｂ、３ｃの場合は、それぞれ、それらを合算した総面積）よりも小さくする。または、逆止弁１７ａを、逆止弁１７ｂ、１７ｃに比して弾性変形しにくくする。或いは、それぞれの注入口３ｂ、３ｃの面積を注入口３ａの面積よりも大きくするとともに、逆止弁１７ａをそれぞれの逆止弁１７ｂ、１７ｃよりも弾性変形にくくして、注入口３ａよりも注入口３ｂ、３ｃを通じて瞬結性固化液Ｃを外部に供給し易い構造にする。
【００５７】
また、注入口３ｂ、３ｃのうち、瞬結性固化液Ｃの供給源から遠い位置にある外管３の先端側の注入口３ｃの方が瞬結性固化液Ｃを外部に供給しにくくなる。外管３が上下に延びている場合は、瞬結性固化液Ｃの供給源から遠い位置にある下方側の注入口３ｃの方が、上方側にある注入口３ｂに比して瞬結性固化液Ｃを外部に供給しにくくなる。
【００５８】
そこで、例えば、注入口３ｃの面積（複数の注入口３ｃの場合は、それらを合算した総面積）を注入口３ｂの面積（複数の注入口３ｂの場合は、それらを合算した総面積）よりも大きくする。または、逆止弁１７ｃに比して逆止弁１７ｂの弾性変形しにくくする。或いは、注入口３ｃの面積を注入口３ｂの面積よりも大きくするとともに、逆止弁１７ｂを逆止弁１７ｃよりも弾性変形し難くする。
【００５９】
このように瞬結性固化液Ｃによって外管パッカー１６を膨張させる構造にすると、外管パッカー１６を膨張させる流体を流通させるためのパイプを特別に設ける必要がなくなる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 削孔機
２ ケーシングロッド
３ 外管
３ａ、３ｂ、３ｃ 注入口
４ アンカー
５Ａ、５Ｂ 内管
５ａ、５ｂ、５ｃ 吐出口
６ａ、６ｂ 膨縮可能なパッカー
７ａ、７ｂ 固化液流路
７ｃ 薬液流路
８ａ、８ｂ パッカー膨張用パイプ
９ 磁気センサ
１０ 磁気部材
１１ 索長器
１１ａ 紐状部材
１２ 演算装置
１３ モニタ
１４ 金属固定具
１５ 多孔被覆材（カバー部材）
１６ 外管パッカー
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 逆止弁（カバー部材）
１８ 構造物
Ｓ 挿入孔
Ｇ 地盤改良薬液
Ｐ パッカー
Ｃ 瞬結性固化液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に薬液を注入する注入口を周壁に有する外管と、この外管に管軸方向に移動可能に挿入されて前記薬液を吐出する吐出口を周壁に有する内管と、前記外管の外周面に固定される磁気部材と、前記内管の外周面に固定される磁気センサと、前記内管に接続される紐状部材の移動長さを検知する索長器と、前記磁気センサによる検知信号および前記索長器による検知長さが入力される演算装置と、この演算装置に接続されるモニタとを備え、予め把握している前記注入口と磁気部材との間隔、前記吐出口と磁気センサとの間隔、前記検知信号および検知長さに基づいて、前記演算装置により注入口と吐出口との位置関係を算出し、この位置関係を前記モニタに表示することを特徴とする地盤改良薬液の注入支援システム。
【請求項２】
前記磁気部材が、前記外管の外周面に接する面を粘着面にした磁気テープである請求項１に記載の地盤改良薬液の注入支援システム。
【請求項３】
薬液を注入した注入口について、注入済みであることを前記演算装置に入力することによって、注入済みであることを前記モニタに表示する請求項１または２に記載の地盤改良薬液の注入支援システム。
【請求項４】
前記モニタに前記注入口および吐出口との位置関係をリアルタイムで図示表示する請求項１〜３のいずれかに記載の地盤改良薬液の注入支援システム。
【請求項１】
地盤に薬液を注入する注入口を周壁に有する外管と、この外管に管軸方向に移動可能に挿入されて前記薬液を吐出する吐出口を周壁に有する内管と、前記外管の外周面に固定される磁気部材と、前記内管の外周面に固定される磁気センサと、前記内管に接続される紐状部材の移動長さを検知する索長器と、前記磁気センサによる検知信号および前記索長器による検知長さが入力される演算装置と、この演算装置に接続されるモニタとを備え、予め把握している前記注入口と磁気部材との間隔、前記吐出口と磁気センサとの間隔、前記検知信号および検知長さに基づいて、前記演算装置により注入口と吐出口との位置関係を算出し、この位置関係を前記モニタに表示することを特徴とする地盤改良薬液の注入支援システム。
【請求項２】
前記磁気部材が、前記外管の外周面に接する面を粘着面にした磁気テープである請求項１に記載の地盤改良薬液の注入支援システム。
【請求項３】
薬液を注入した注入口について、注入済みであることを前記演算装置に入力することによって、注入済みであることを前記モニタに表示する請求項１または２に記載の地盤改良薬液の注入支援システム。
【請求項４】
前記モニタに前記注入口および吐出口との位置関係をリアルタイムで図示表示する請求項１〜３のいずれかに記載の地盤改良薬液の注入支援システム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８３０５３（Ｐ２０１３−８３０５３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２４２８（Ｐ２０１１−２２２４２８）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００２１９４０６）東亜建設工業株式会社 (177)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００２１９４０６）東亜建設工業株式会社 (177)
【Ｆターム（参考）】
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