止水液注入具および止水液注入装置
【課題】 止水を必要とする箇所に変形追従性を有する弾性塊を、小型、軽量な装置でピンポイント的に形成させる止水工法に適した止水液注入具および止水液注入装置を提供する。
【解決手段】 止水液が送られてくるチューブを接続するための基部３と、基部３の前方に延びる筒状の注入部５とを分離可能に接続する。基部３のアダプタ４部分には、Ａ液およびＢ液用のチューブ接続部４ａ、４ｂを設ける。注入部５を外管７と内管８の２重管構造とし、内管８内を通過するＡ液が内管８の外側を通過してきたＢ液と合流し、外管７内のスタティックミキサ９で混合されるようにする。注入部５の外管７の長手方向に複数の注入孔１０が間隔をおいて設け、各注入孔１０から２液混合されたゲル化止水剤を地盤等に低圧で注入し、弾性ゲルによる塊を止水液注入具２の注入部５を取り囲むように形成させる。
【解決手段】 止水液が送られてくるチューブを接続するための基部３と、基部３の前方に延びる筒状の注入部５とを分離可能に接続する。基部３のアダプタ４部分には、Ａ液およびＢ液用のチューブ接続部４ａ、４ｂを設ける。注入部５を外管７と内管８の２重管構造とし、内管８内を通過するＡ液が内管８の外側を通過してきたＢ液と合流し、外管７内のスタティックミキサ９で混合されるようにする。注入部５の外管７の長手方向に複数の注入孔１０が間隔をおいて設け、各注入孔１０から２液混合されたゲル化止水剤を地盤等に低圧で注入し、弾性ゲルによる塊を止水液注入具２の注入部５を取り囲むように形成させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物と地盤とが接する付近で止水を必要とする箇所あるいは構造物における止水を必要とする箇所についての止水工法、特に硬化して弾力性のある弾性ゲルを形成するゲル化止水剤を用いて部分的に止水する止水工法に好適に用いられる止水液注入具および止水液注入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木工事で、例えば、地下水を含む地盤を掘削し、下水道工事をする場合、関東ローム層など一部の良質地盤を除き、作業の安全のため、涌水や地盤崩壊の対策が必要となる。通常の下水道工事の場合の止水、地盤改良は、特に薬剤を選ばず、止水、地盤改良ができれば、薬剤は完全凝結硬化、あるいは完全固化で良い。
【０００３】
このような止水、地盤改良で、現在、多く使用されている無機系セメント、水ガラス系等の止水剤、地盤改良剤は、注入後化学反応して完全凝結硬化または完全固化する。一部、有機系の止水剤、地盤改良剤も使用されることがあるが、現状では、固化部分に十分な弾力性は存在しない。
【０００４】
その他の背景技術として、例えば特許文献１には、パイプルーフの止水処理装置およびその工法として、推進工法で施工されたパイプルーフのパイプ間からの漏水等を防止するために止水材を高圧で噴射する噴射ノズルや施工方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、非開削で堤体を貫通する管路を敷設する方法として、堤体の天端から垂直に噴射ノズルを捩じ込み、セメントスラリーを噴射して、堤体内の管路が貫通する位置に遮水壁を造成することが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、下水道工事において、地中で竪管と横管を接続する際に、あらかじめ竪管の側面を穿孔して、直径７〜１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度（特許文献３において「ｃｍ」としているのは、図６、図７における寸法関係から見て明らかな誤記）のノズルを差し込み、ノズルを正逆回転させながら、ノズルの先端および側面の注出口から親水性ポリウレタン樹脂を注入して土中の水分と反応させ、横管が接続される位置に土砂を連結した直径６０ｃｍ、長さ３０ｃｍ程度のゴム状塊状体からなる止水帯を形成し、この止水帯をコア抜き機で穿孔して横管を通し、竪管と接続するようにした管埋設工法が記載されている。
【０００７】
これらの噴射ノズルのうち、特許文献１、特許文献２記載のものは、ノズルの注入孔からのセメント系材料などの高圧噴射により広範囲の地盤改良を行うこと目的とするため、高圧に耐え得る材質、構造のものが用いられ、高価なものとなる。
【０００８】
これに対し、特許文献３記載のものは、薬液を限られた狭い範囲に充填するものであるが、ごく短い筒状のノズルの先端と側面に設けた注出孔から薬液を噴出し、ノズルの前方に広がる形で、前述のような土砂を取り込んだ直径６０ｃｍ、長さ３０ｃｍ程度のゴム状塊状体を形成するようにしたものである。
【０００９】
特許文献４には、鋼管矢板の継手部の止水方法として、継手部内に止水体充填用袋を配置設し、下端および条件によっては側面にも開口を設けた長尺の可撓性の充填管から、水と比重を高めるための金属塩を含有するＡ液とウレタンポリマーを含有するＢ液の混合液を止水体充填用袋内に充填し、Ａ液とＢ液の反応により継手部内に弾性ゲルによる止水体を形成する方法が記載されている。
【００１０】
また、弾性ゲルを形成する他の高分子系止水剤としては、例えば特許文献５にポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートをベースとした止水剤が、特許文献６にポリエチレングリコールモノメタクリレートをベースとした止水剤が記載されている。
【００１１】
また、特許文献７および特許文献８には、マンホールなどの耐震改修のための管路用の可撓性継手が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平０５−３３２０８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３１４４５号公報
【特許文献３】特開２００１−３４９１８１号公報
【特許文献４】特開２００１−３４９１８１号公報
【特許文献５】特開２００３−１９３０３２号公報
【特許文献６】特開２００４−１１５６４６号公報
【特許文献７】特開２００５−３３０６８４号公報
【特許文献８】特開２００６−２７４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の非開削での止水、地盤改良工法では、広範囲に渡って止水、地盤改良を行うため、止水材を高圧噴射するのが一般的であり、かなり専門的な知識、技能を必要とする大規模工事となる。通常、施工機器は、大型トラック数台に積載されており、施工にはこれらを駐車あるいは設置するための広い面積を必要とする。また、施工機器が大型になるため、準備や片付けにも時間がかかり、工期が長くなる。
【００１４】
また、無機系セメントや、水ガラス系の止水剤あるいは地盤改良剤で完全凝結硬化または完全固化させて止水する場合、ひび割れや亀裂が入りやすいため、止水を必要とする部分に限定した局部的な施工では不十分であり、施工範囲が広くなり、薬剤の使用、施工の手間等において無駄も多い。
【００１５】
また、例えばマンホールなどの埋設構造物については、マンホールと管路の接続部の耐震性が問題となっており、その改修が急がれている。前述した特許文献７や特許文献８に記載のものは改修において接続部に可撓性継手を取り付けることで、耐震性の向上を図ったものであるが、施工の際、マンホールと管路の接続部をはつる必要があり、湧水や地盤崩壊の可能がある場合には、先に改修する接続部の回りの止水処理が必要となる。
【００１６】
一方、その接続部の回りの部分が地盤改良剤で完全固定化されていると、可撓性継手を有効に機能させることができなかったり、接続部に破損が生じたりするという問題もある。すなわち、可撓性継手を用いた耐震改修工法では、地震動等による変位を吸収できるように管路接続部が地盤も含め変形追従できる必要がある。
【００１７】
このような課題に対し、本願の発明者等は、無機系セメントや、水ガラス系のような弾力性のない止水剤、地盤改良剤で完全凝結硬化または完全固化させるのではなく、弾性ゲルを形成する必要最小限の量のゲル化止水剤を低圧で注入し、止水を必要とする箇所に変形追従性を有する弾性塊を、小型、軽量な止水液注入装置でピンポイント的に形成させることで、止水効果に優れ、かつ経済性および安全性を備えた止水工法を開発した。
【００１８】
本発明は、上記止水工法に適するように開発した止水液注入具および止水液注入装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願の請求項１に係る発明は、止水性を与える箇所に止水液を供給するための止水液注入具であって、止水液が送られてくるチューブを接続するためのアダプタを備えた基部と、前記基部の前方に延びた筒状の注入部とが分離可能に接続されているとともに、前記注入部の長手方向に複数の注入孔が間隔をおいて設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の注入具が注入する止水液は、無機系セメントや、水ガラス系の止水剤のように、完全固定化させるものではなく、硬化して止水を必要とする箇所に弾力性のあるゲルをピンポイント的に形成させて止水するゲル化止水剤（例えば、水を硬化剤とする親水性ウレタンなど）が好ましく、弾性ゲルの塊が部分的に形成される程度の低い排出圧（注入具からの注入部位への排出圧）で注入される。
【００２１】
この排出圧は、例えば、マンホールと管路の接続部の部分止水に適用する場合において、０．０１〜０．２Ｍｐａ程度の排出圧である。ただし、地盤の状態や深さによっては、それ以上の圧の場合もある。また、適正な圧は適用用途によっても変わる。
【００２２】
このような低圧での注入となるため、止水液注入具自体の耐圧性はそれほど要求されず、プラスチックなど安価なものが使用できる。その場合、硬化したゲル化止水剤の除去や再使用は難しいため、注入具の基部から注入部を分離可能な構成とすることで使い捨てが容易となり、硬化したゲル化止水剤中に注入部をそのまま埋め殺しにすれば、止水性を損なう恐れもない。
【００２３】
分離可能な構成は、例えば、ネジによる接続、締付具の着脱など、特に限定されず、またカッターなどで切り離すようにしてもよい。
【００２４】
また、低圧での注入となるため、注入孔を注入部の長手方向に複数、間隔をおいて配置することで、ゲル化止水剤を複数の側面の複数の注入孔から注入部の周囲に注入して行くことができるとともに、ピンポイントでの弾性ゲル塊の形成が容易となる。
【００２５】
注入孔の数や間隔も特には限定されないが、弾性ゲル塊を注入部の周囲に均等に形成させるためには、注入部の外周面の周方向にも複数分散配置することが望ましく、また注入孔を千鳥配置にしてもよい。
【００２６】
止水液は、１液の場合も２液の場合もポリタンクなどの容器に入れておく等しておけば、低圧のポンプでチューブを介して、止水液注入具の注入部に送り出すことができる。チューブは低圧での送圧であるため、特殊なものを用いる必要はなく、例えば塩化ビニル製のチューブ等、透明で柔軟なチューブが好ましい。透明であれば止水液の流れが目視でき、また柔軟性があることで、狭い空間での取扱いが容易となる。
【００２７】
請求項２は、請求項１に係る止水液注入具において、前記注入孔の孔径が長手方向で異なり、前記注入部の先端に近いほど孔径が大きくなっていることを特徴とするものである。
【００２８】
注入における圧力損失を考慮した場合、注入部の先端に近いほど孔径が大きくなるようにすることで、各注入孔からの地盤等の注入箇所への止水液の注入量を均等化することができる。ただし、注入箇所の条件や、注入部の材質、止水液の種類も考慮して各注入孔の孔径等を決める必要がある。
【００２９】
上述のように、本発明の止水液注入具は、止水を必要とする箇所に弾性ゲルをピンポイント的に形成させて、確実に止水するための注入具であり、必要な箇所に塊が形成される程度の低い排出圧で注入することで、ゲル化止水剤が硬化すると、止水液注入具の注入部を取り囲むようにして弾性ゲルによる塊が形成される。
【００３０】
請求項３は、請求項１または２に記載の止水液注入具において、前記注入部の先端には注入孔がなく閉じられていることを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の止水液注入具は、従来のようにノズルの先端から硬化性材料を高圧噴射して広範囲に渡って硬化させるタイプではなく、弾性ゲルをノズルの注入部の周囲にのみピンポイントで形成させて止水する工法であり、ゲル化止水剤をノズルとしての注入部の側面のみから注入することで、注入方向が筒状の注入部の径方向の限られた範囲となり、弾性ゲルによる塊が注入部を取り囲むように形成させやすくなる。
【００３２】
請求項４は、請求項１〜３に係る止水液注入具において、２液タイプの止水液に対応すべく、前記注入部は内管と外管とからなる２重管構造となっており、内管の先には２液を混合するための混合手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００３３】
ゲル化止水剤としては、硬化時間を調整するため、従来においても２液タイプのゲル化止水剤を用いる場合が多いが、コンパクトな構造としては止水液注入具の注入部を２重管構造として、２液を合流させる構造がある。その場合、２液を送圧にまかせて単に合流させるだけでは混ざり方にむらが生じ、場所によって硬化状況に偏りが生じる恐れなどが考えられるので、請求項４では２液が合流した後、十分な混合を図るための混合手段を設けることを限定したものである。
【００３４】
混合手段としては、これら合流した２液の流下に対し、流路の断面を複雑に変化させることで抵抗を与えながら混合できるようにするスタティックミキサなどがコンパクトでコストの上昇も少なく好ましい。もちろん、コンパクトにできれば、機械的に攪拌混合する装置を設けてもよい。
【００３５】
請求項５は、請求項１〜４に係る止水液注入具において、前記注入部長手方向に半割である２部材を組み立ててなる組立式のものであることを特徴とするものである。
【００３６】
一般的に、注入ノズルは、分解して修理や掃除がしにくい。特に、２重管構造や混合手段を具備するものはより困難である。半割り形状にすることとすれば、２重管構造やスタティックミキサも成型、組立てが容易であるとともに、必要に応じて修理や掃除をすることが容易となるので、注入施工中のトラブルにも対処しやすい。
【００３７】
請求項６に係る止水液注入装置は、止水液を貯留するためのタンクと、タンク内の止水液を計量しながら所定の圧力で止水液注入具に向かって送り出すコントローラと、請求項１〜５のいずれかに係る止水液注入具と、止水液を止水液注入具まで送るチューブとを備えていることを特徴とするものである。
【００３８】
本発明では排出圧が低いのでポンプ等による止水液の吐出圧も低く抑えることができ、コントローラ等も小型のものでよく、例えば家庭用電源単相１００Ｖを動カとする人力で移動可能で、狭い空間でも使用可能な、小型・軽量のコンパクトな機器で構成することができる。
【００３９】
また、ピンポイントで止水するためのタンクも著しく大きくなくてよい。チューブも特に高圧用のものでなくて済み、透明な塩化ビニルチューブなどが適する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の止水液注入具は、止水を必要とする箇所に弾性ゲルをピンポイント的に形成させて止水するための注入具であり、ゲル化止水剤を低圧で注入するのに適し、低圧での注入となるため、止水液注入具自体の耐圧性はそれほど要求されず、プラスチックなど安価なものが使用できる。
【００４１】
その場合、硬化したゲル化止水剤の除去や再使用が難しい場合は、注入具の基部から注入部を分離可能な構成とすることで使い捨てが容易となり、硬化したゲル化止水剤中にそのまま埋め殺しにすれば、止水性を損なう恐れもない。
【００４２】
また、低圧での注入となるため、注入孔を注入部の長手方向に複数、間隔をおいて配置することで、止水すべき箇所において、ゲル化止水剤を側面の複数の注入孔から注入部の周囲に注入して、注入部の周囲のみに弾性ゲルの塊を形成することができるので、確実にピンポイントでの止水を行うことができる。
【００４３】
また、注入部に形成される注入孔の孔径を、注入部の先端に近いほど孔径が大きくなるように構成することで、各注入孔からの地盤等の止水箇所への止水液の注入量を均等化することができ、均等な弾性ゲルの塊が得られやすくなる。
【００４４】
注入部の先端を閉じ、注入部の側面からのみ低圧で注入するように構成すれば、注入方向が筒状の注入部の径方向の限られた範囲となり、側面からの注入能力が高くなるので、弾性ゲルによる塊をより効率良く確実に注入部を取り囲むように形成させることができる。
【００４５】
注入部は内管と外管とからなる２重管構造とし、内管の先に２液を混合するための混合手段を設けることで、２液タイプのゲル化止水剤を利用してゲル化止水剤の硬化時間を調整することが容易となるとともに硬化状況に偏りが生じにくくなる。
【００４６】
止水液注入具における注入部はプラスチックなど安価な材料で製造することができ、再使用が困難であることから、埋め殺しとすることで、周囲に形成された弾性塊から引く抜く必要がなく、またそのまま残しておけば弾性塊に空隙が生じさせないので、その部分からの漏水の心配もない。
【００４７】
また、半割り形状にすることとすれば、２重管構造やスタティックミキサも成型、組立てが容易である。また、修理や掃除が容易となるので、注入施工中でのトラブルにも対処しやすい。
【００４８】
本発明の止水液注入装置は、上述のような止水液注入具を備えた装置であり、上記効果に加え、本発明では止水液の送圧はかなり低くてよいため、コントローラ等も小型のものでよく、例えば家庭用電源単相１００Ｖを動カとする人力で移動可能で、狭い空間でも使用可能な、小型・軽量のコンパクトな機器で構成することができる。
【００４９】
また、止水液の送圧はかなり低くてよいことから、例えば、マンホールのような狭い空間でも手持ち注入機での作業を安全に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、ゲル化止水剤による止水工法に、本発明の止水液注入具を用いた場合の最良の実施形態を、既存のマンホールと該マンホールに接続される既存の管路との接続部の耐震改修の際に部分止水を行う場合を例に、図示した図面に基づいて説明する。
【００５１】
図１は本発明の止水液注入具の一実施形態を示したもので、図２は図１の止水液注入具を備えた本発明の止水液注入装置全体の構成を示したものである。
【００５２】
本実施形態において、止水液注入具２は、図１(a)に示されるように、止水液が送られてくる塩化ビニル製チューブを接続するためのアダプタ４を備えた基部３と、基部３の前方に延びた筒状の注入部５とがねじ式の接続部６で分離可能に接続されている。
【００５３】
本実施形態では、ゲル化止水剤として２液タイプのゲル化止水剤を用い、親水性ウレタンを主成分とするＡ液と、Ｂ液としての水道水等の水を止水液注入具２の合流部分で混合し、注入部５の側面の注入孔１０から注入する場合であり、親水性ウレタンが水に溶解分散し、注入後、短時間で硬化して弾力性を有する弾性ゲルが形成される。
【００５４】
そのため、アダプタ４部分には、Ａ液用チューブ接続部４ａとＢ液用チューブ接続部４ｂが設けられている。また、筒状の注入部５は、外管７と内管８の２重管構造となっており、Ａ液用チューブ接続部４ａから内管８内を通過するＡ液が内管８の先端からさらに前方に延びる外管７内に入り、Ｂ液用チューブ接続部４ｂから内管８の外側を通過してきたＢ液と合流し、混合されるようになっている。
【００５５】
この合流部分には、例えば図示するような外管７と一体成形されたスタティックミキサ９が設けられており、均一な混合を可能としている。
【００５６】
注入部５は、内管８の前方に所要長さ延びている外管７の長手方向に複数の注入孔１０が間隔をおいて設けられており、各注入孔１０から２液混合されたゲル化止水剤が接続部における管路周囲の地盤等に注入されるようになっており、これら複数の注入孔１０が設けられている区間の長さが１回の注入区間の幅に対応する。注入部５を貫通させる壁厚が７５ｍｍ〜２００ｍｍ（一般的なマンホールの場合）の場合において、注入部の寸法は、３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度となる。
【００５７】
長手方向での注入孔１０の数や間隔、周方向での注入孔１０の数は、特に限定されず、注入部全体が弾性ゲルの塊で覆われるように注入孔１０が設けられていれば良い。
【００５８】
注入孔１０の孔径は長手方向で異なり、注入における圧力損失を考慮し、注入部５の先端に近いほど孔径が大きくなっている。注入孔１０の孔径は特に限定されないが、例えば注入部の外径を１６．５ｍｍとした場合において、注入孔１０の孔径は３ｍｍ〜６ｍｍ程度が好ましい。
【００５９】
また、注入部５の先端には注入孔がなく、閉じられている。ゲル化止水剤はノズルの側面の各注入孔１０からノズルの径方向に低圧で注入され、必要に応じて注入しながら、止水液注入具２を動かすことにより、弾性ゲルによる塊が止水液注入具２の注入部５を取り囲むように形成される。
【００６０】
この止水液注入具２の注入部については、プラスチックの射出成形などによって製造することができ、図１(b)、(c)は外管７を２分割した半割の成形を行い、２部材を嵌め合わせるようにして組立式とした場合を示している。前述のスタティックミキサ９は外管７の成形において凹凸形状が形成され、混合される２液が通過する際に、この凹凸形状により乱流を生じ混合されるようになっている。
【００６１】
基部３についてもプラスチックの成形品を用いることができるが、止水液注入具２全体について、材質は必ずしも限定されない。
【００６２】
止水液注入装置１全体の構成は、例えば図２に示すような構成とすることができる。図２の例では、Ａ液（親水性ウレタン）を入れたタンク２１ａとＢ液（水）を入れたタンク２１ｂが、チューブ２４ａ，２４ｂを介してポンプ機能を備えたコントローラ２２に接続され、Ａ液およびＢ液をそれぞれ計量しながら、チューブ２５ａ，２５ｂを介して止水液注入具２に接続されている。
【００６３】
この例では、コントローラ２２にチューブポンプ２３ａ，２３ｂが設けられており、Ａ液およびＢ液を０．２ＭＰａ程度の吐出圧で止水液注入具２に送るようになっている。現場の状況などにより、さらに大きい吐出圧が必要な場合は、ロータリーポンプなどを使用することもできる。
【００６４】
タンク２１ａ，２１ｂの容量は、特に限定されないが、止水はピンポイント的に行うため、止水液の量は少なくて良い。したがって、タンクは従来に比べ、遥かに小さくて良い。
【００６５】
本発明ではこのようにポンプの吐出圧も低いため、コントローラ２２全体もマンホール内に持ち運ぶことができる程度の小型のものでよく、例えば家庭用電源単相１００Ｖを動カとする人力で移動可能な、小型・軽量のコンパクトな機器で構成することができる。
【００６６】
また、主な装置は地上のマンホール３１の入口付近に設置し、マンホール３１の内部ではノズルとチューブのみを使用するようにしてもよく、狭いマンホール３１内でも容易に安全な手持ち注入機での作業が可能である。
【００６７】
次に、本発明の止水液注入装置１を用いて、既存のマンホールと該マンホールに接続されている既存の管路との接続部の耐震改修の際に、部分止水を行う場合の具体的な施工手順の一例を、図３〜図６に基づいて説明する。
【００６８】
(1) 穿孔作業（図３参照）
マンホール３１の内側から、振動ドリル３３などの穿孔器具で、マンホールの側壁３１ａに直径１０〜２０ｍｍ程度の孔３４を穿孔する。穿孔は一般工事に用いる電動振動ドリル程度で十分である。
【００６９】
この孔３４は、図３(b)に示すように、マンホールに接続されている管路３２の外周に管路３２の外周を取り巻くように、複数、例えば管路３２の外周面から１５０ｍｍ程度離れた位置に、ｐ＝３００ｍｍ程度の間隔で穿設する。
【００７０】
(2) 止水液注入具２のセット（図４参照）
マンホール３１内に、図１、図２で説明した止水液注入装置１を設置する。なお、タンク２１ａ、２１ｂ、コントローラ２２の一部あるいは全部をマンホール３１外の地上に設置してもよい。前述のように本発明における注入は低圧であるため、装置はコンパクトなものでよく、１００Ｖ電源で可動なものを用いれば、設備的にも安価となる。
【００７１】
穿孔した孔３４に、止水液注入具２のノズル部分となる注入部５を挿入する。注入部５は基部３に対し脱着可能であり、工事に応じて異なる長さのものを使用することができる。本実施形態の場合は、注入部５の長さは、マンホールの側壁３１ａの厚さに注入区間の長さを加えた長さとする。
【００７２】
(3) ゲル化止水剤の注入（図５参照）
コントローラ２２で計量され、チューブポンプ２３ａの圧を受けたＡ液（親水性ウレタン）は（図２参照）、チューブ２５ａを介して止水液注入具２の内管８に送られ、内管８の先端から外管７の内部に入る。
【００７３】
同様に、コントローラ２２で計量され、チューブポンプ２３ｂの圧を受けたＢ液（水道水など）は、チューブ２５ｂを介して止水液注入具２の外管７に送られ、外管７内でＡ液と合流し、スタティックミキサ９を通過することで混合され、ゲル化止水剤として注入部５の長手方向に設けられた複数の注入孔１０から地盤内に０．０１〜０．２Ｍｐａ程度の低い排出圧で注入される。
【００７４】
注入されたゲル化止水剤は、混合されたＡ液とＢ液の反応によりゲル化膨張し、注入部５の回りに土砂を取り込んだ弾性塊３５を形成する。各注入孔３４について、同様にゲル化止水剤の注入を行うことにより、弾性塊３５がマンホールの側壁３１ａと管路３２の接続部を取囲む形で（図５(b)参照）変形追従性を有する弾性塊の止水性連続体を形成して行く。
【００７５】
なお、Ａ液とＢ液の注入量、濃度は、マンホール３１の内面からの穿孔時に調査し、地下水の水圧・湧水の有無とその量、管路周りの水路（みずみち）の有無などにより総合的に決定する。また、本実施形態の場合、形成される弾性塊の大きさは直径ｄ＝３００ｍｍ程度とする。奥行きは注入部５の長さおよび注入孔５の間隔、個数などによって、例えば１００ｍｍ〜６００ｍｍ程度に調整することができる。もちろん、必要に応じ、径、奥行きとも設計変更が可能である。
【００７６】
このような球状の弾性塊をマンホール３１の外面と管路３２の接続部に多数連続形成させ、マンホール３１内部への涌水や周りの地盤崩壊を防止し、地震発生時に地振動変位を吸収する。
【００７７】
本実施形態において、ゲル化止水剤であるウレタン、その他親水性薬品を水と化学反応の速度は、使用するゲル化止水剤や水の温度に影響を受けるため、これらの温度に応じて配合を調整する。
【００７８】
(4) 注入完了（図６参照）
図６は注入が完了し、マンホールの側壁３１ａと管路３２の接続部の周囲に弾性塊の群による変形追従性を有する止水体が形成された状態を示している。注入部５は基部３から外し、そのまま埋め殺しにしてある。
【００７９】
低圧で注入されたゲル化止水剤は、５〜１０分程度で硬化し弾性塊３５を形成するので、注入部５を無理に引き抜くより、埋め殺しにする方が止水性が損なわれず、注入部５自体プラスチックなどで安価に製造でき、廃棄処分の手間も省けるなど、結果的に経済的である。
【００８０】
以上で、既存のマンホール３１と既存の管路３２との接続部の部分止水が完了し、耐震改修のためには、例えば特許文献７，８などに記載されているような耐震改修のための可撓性継手を取り付けることができる。
【００８１】
その場合、形成される止水体が弾性を有し、可撓性継手の変位に追随させることができるため、地震時にも可撓性継手の変位が拘束されず、マンホール３１の本体や、管路３２との接続部の破損が効果的に防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の止水液注入具および止水液注入装置は、最良の実施形態として説明した既存のマンホールとそれに接続される既存の管路との接続部の耐震改修における部分止水に用いるほか、各種地中構造物の接続部における部分補修、また地中に限らずトンネル工事での湧水箇所、その他コンクリート構造物のひび割れ部分の裏側など止水を必要とする箇所の限定された範囲に、変形追従性を有する弾性ゲルの塊を作り、止水を行う場合等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の止水液注入具の一実施形態を示したもので、(a)は止水液注入具全体を一部切欠き断面で示した正面図、(b)は注入部を構成する半割部分の平面図、(c)は同じく半割部分の正面図である。
【図２】本発明の止水液注入装置の実施形態を示したもので、(a)は止水液注入装置全体の構成を示した正面図、(b)は止水液注入具部分の平面図、(c)はコントローラ部分の正面図（ただし、(a)とは直交する方向を基準とした正面図）、(d)は(c)に対応する平面図である。
【図３】既存のマンホールと該マンホールに接続される既存の管路との接続部における部分止水に、本発明の止水液注入具を用いた場合の具体的な施工手順を示すもので、(a)はマンホールと管路との接合部の鉛直断面図、(b)は(a)と直交する方向における管路部分の鉛直断面図である。
【図４】図３の手順に続く手順におけるマンホールと管路との接合部の鉛直断面図である。
【図５】図４の手順に続く手順を示すもので、(a)はマンホールと管路との接合部の鉛直断面図、(b)は(a)と直交する方向における管路部分の鉛直断面図である。
【図６】図５の手順に続く手順におけるマンホールと管路との接合部の鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…止水液注入装置、２…止水液注入具、３…基部、４…アダプタ、４ａ…Ａ液用チューブ接続部、４ｂ…Ｂ液用チューブ接続部、５…注入部、６…接続部、７…外管、８…内管、９…スタティックミキサ、１０…注入孔、
２１ａ，２１ｂ…タンク、２２…コントローラ、２３ａ，２３ｂ…チューブポンプ、２４ａ，２４ｂ…チューブ、２５ａ，２５ｂ…チューブ、
３１…マンホール、３１ａ…側壁、３２…管路、３３…振動ドリル、３４…孔、３５…弾性塊
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物と地盤とが接する付近で止水を必要とする箇所あるいは構造物における止水を必要とする箇所についての止水工法、特に硬化して弾力性のある弾性ゲルを形成するゲル化止水剤を用いて部分的に止水する止水工法に好適に用いられる止水液注入具および止水液注入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土木工事で、例えば、地下水を含む地盤を掘削し、下水道工事をする場合、関東ローム層など一部の良質地盤を除き、作業の安全のため、涌水や地盤崩壊の対策が必要となる。通常の下水道工事の場合の止水、地盤改良は、特に薬剤を選ばず、止水、地盤改良ができれば、薬剤は完全凝結硬化、あるいは完全固化で良い。
【０００３】
このような止水、地盤改良で、現在、多く使用されている無機系セメント、水ガラス系等の止水剤、地盤改良剤は、注入後化学反応して完全凝結硬化または完全固化する。一部、有機系の止水剤、地盤改良剤も使用されることがあるが、現状では、固化部分に十分な弾力性は存在しない。
【０００４】
その他の背景技術として、例えば特許文献１には、パイプルーフの止水処理装置およびその工法として、推進工法で施工されたパイプルーフのパイプ間からの漏水等を防止するために止水材を高圧で噴射する噴射ノズルや施工方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、非開削で堤体を貫通する管路を敷設する方法として、堤体の天端から垂直に噴射ノズルを捩じ込み、セメントスラリーを噴射して、堤体内の管路が貫通する位置に遮水壁を造成することが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、下水道工事において、地中で竪管と横管を接続する際に、あらかじめ竪管の側面を穿孔して、直径７〜１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度（特許文献３において「ｃｍ」としているのは、図６、図７における寸法関係から見て明らかな誤記）のノズルを差し込み、ノズルを正逆回転させながら、ノズルの先端および側面の注出口から親水性ポリウレタン樹脂を注入して土中の水分と反応させ、横管が接続される位置に土砂を連結した直径６０ｃｍ、長さ３０ｃｍ程度のゴム状塊状体からなる止水帯を形成し、この止水帯をコア抜き機で穿孔して横管を通し、竪管と接続するようにした管埋設工法が記載されている。
【０００７】
これらの噴射ノズルのうち、特許文献１、特許文献２記載のものは、ノズルの注入孔からのセメント系材料などの高圧噴射により広範囲の地盤改良を行うこと目的とするため、高圧に耐え得る材質、構造のものが用いられ、高価なものとなる。
【０００８】
これに対し、特許文献３記載のものは、薬液を限られた狭い範囲に充填するものであるが、ごく短い筒状のノズルの先端と側面に設けた注出孔から薬液を噴出し、ノズルの前方に広がる形で、前述のような土砂を取り込んだ直径６０ｃｍ、長さ３０ｃｍ程度のゴム状塊状体を形成するようにしたものである。
【０００９】
特許文献４には、鋼管矢板の継手部の止水方法として、継手部内に止水体充填用袋を配置設し、下端および条件によっては側面にも開口を設けた長尺の可撓性の充填管から、水と比重を高めるための金属塩を含有するＡ液とウレタンポリマーを含有するＢ液の混合液を止水体充填用袋内に充填し、Ａ液とＢ液の反応により継手部内に弾性ゲルによる止水体を形成する方法が記載されている。
【００１０】
また、弾性ゲルを形成する他の高分子系止水剤としては、例えば特許文献５にポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートをベースとした止水剤が、特許文献６にポリエチレングリコールモノメタクリレートをベースとした止水剤が記載されている。
【００１１】
また、特許文献７および特許文献８には、マンホールなどの耐震改修のための管路用の可撓性継手が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平０５−３３２０８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１３１４４５号公報
【特許文献３】特開２００１−３４９１８１号公報
【特許文献４】特開２００１−３４９１８１号公報
【特許文献５】特開２００３−１９３０３２号公報
【特許文献６】特開２００４−１１５６４６号公報
【特許文献７】特開２００５−３３０６８４号公報
【特許文献８】特開２００６−２７４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来の非開削での止水、地盤改良工法では、広範囲に渡って止水、地盤改良を行うため、止水材を高圧噴射するのが一般的であり、かなり専門的な知識、技能を必要とする大規模工事となる。通常、施工機器は、大型トラック数台に積載されており、施工にはこれらを駐車あるいは設置するための広い面積を必要とする。また、施工機器が大型になるため、準備や片付けにも時間がかかり、工期が長くなる。
【００１４】
また、無機系セメントや、水ガラス系の止水剤あるいは地盤改良剤で完全凝結硬化または完全固化させて止水する場合、ひび割れや亀裂が入りやすいため、止水を必要とする部分に限定した局部的な施工では不十分であり、施工範囲が広くなり、薬剤の使用、施工の手間等において無駄も多い。
【００１５】
また、例えばマンホールなどの埋設構造物については、マンホールと管路の接続部の耐震性が問題となっており、その改修が急がれている。前述した特許文献７や特許文献８に記載のものは改修において接続部に可撓性継手を取り付けることで、耐震性の向上を図ったものであるが、施工の際、マンホールと管路の接続部をはつる必要があり、湧水や地盤崩壊の可能がある場合には、先に改修する接続部の回りの止水処理が必要となる。
【００１６】
一方、その接続部の回りの部分が地盤改良剤で完全固定化されていると、可撓性継手を有効に機能させることができなかったり、接続部に破損が生じたりするという問題もある。すなわち、可撓性継手を用いた耐震改修工法では、地震動等による変位を吸収できるように管路接続部が地盤も含め変形追従できる必要がある。
【００１７】
このような課題に対し、本願の発明者等は、無機系セメントや、水ガラス系のような弾力性のない止水剤、地盤改良剤で完全凝結硬化または完全固化させるのではなく、弾性ゲルを形成する必要最小限の量のゲル化止水剤を低圧で注入し、止水を必要とする箇所に変形追従性を有する弾性塊を、小型、軽量な止水液注入装置でピンポイント的に形成させることで、止水効果に優れ、かつ経済性および安全性を備えた止水工法を開発した。
【００１８】
本発明は、上記止水工法に適するように開発した止水液注入具および止水液注入装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願の請求項１に係る発明は、止水性を与える箇所に止水液を供給するための止水液注入具であって、止水液が送られてくるチューブを接続するためのアダプタを備えた基部と、前記基部の前方に延びた筒状の注入部とが分離可能に接続されているとともに、前記注入部の長手方向に複数の注入孔が間隔をおいて設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の注入具が注入する止水液は、無機系セメントや、水ガラス系の止水剤のように、完全固定化させるものではなく、硬化して止水を必要とする箇所に弾力性のあるゲルをピンポイント的に形成させて止水するゲル化止水剤（例えば、水を硬化剤とする親水性ウレタンなど）が好ましく、弾性ゲルの塊が部分的に形成される程度の低い排出圧（注入具からの注入部位への排出圧）で注入される。
【００２１】
この排出圧は、例えば、マンホールと管路の接続部の部分止水に適用する場合において、０．０１〜０．２Ｍｐａ程度の排出圧である。ただし、地盤の状態や深さによっては、それ以上の圧の場合もある。また、適正な圧は適用用途によっても変わる。
【００２２】
このような低圧での注入となるため、止水液注入具自体の耐圧性はそれほど要求されず、プラスチックなど安価なものが使用できる。その場合、硬化したゲル化止水剤の除去や再使用は難しいため、注入具の基部から注入部を分離可能な構成とすることで使い捨てが容易となり、硬化したゲル化止水剤中に注入部をそのまま埋め殺しにすれば、止水性を損なう恐れもない。
【００２３】
分離可能な構成は、例えば、ネジによる接続、締付具の着脱など、特に限定されず、またカッターなどで切り離すようにしてもよい。
【００２４】
また、低圧での注入となるため、注入孔を注入部の長手方向に複数、間隔をおいて配置することで、ゲル化止水剤を複数の側面の複数の注入孔から注入部の周囲に注入して行くことができるとともに、ピンポイントでの弾性ゲル塊の形成が容易となる。
【００２５】
注入孔の数や間隔も特には限定されないが、弾性ゲル塊を注入部の周囲に均等に形成させるためには、注入部の外周面の周方向にも複数分散配置することが望ましく、また注入孔を千鳥配置にしてもよい。
【００２６】
止水液は、１液の場合も２液の場合もポリタンクなどの容器に入れておく等しておけば、低圧のポンプでチューブを介して、止水液注入具の注入部に送り出すことができる。チューブは低圧での送圧であるため、特殊なものを用いる必要はなく、例えば塩化ビニル製のチューブ等、透明で柔軟なチューブが好ましい。透明であれば止水液の流れが目視でき、また柔軟性があることで、狭い空間での取扱いが容易となる。
【００２７】
請求項２は、請求項１に係る止水液注入具において、前記注入孔の孔径が長手方向で異なり、前記注入部の先端に近いほど孔径が大きくなっていることを特徴とするものである。
【００２８】
注入における圧力損失を考慮した場合、注入部の先端に近いほど孔径が大きくなるようにすることで、各注入孔からの地盤等の注入箇所への止水液の注入量を均等化することができる。ただし、注入箇所の条件や、注入部の材質、止水液の種類も考慮して各注入孔の孔径等を決める必要がある。
【００２９】
上述のように、本発明の止水液注入具は、止水を必要とする箇所に弾性ゲルをピンポイント的に形成させて、確実に止水するための注入具であり、必要な箇所に塊が形成される程度の低い排出圧で注入することで、ゲル化止水剤が硬化すると、止水液注入具の注入部を取り囲むようにして弾性ゲルによる塊が形成される。
【００３０】
請求項３は、請求項１または２に記載の止水液注入具において、前記注入部の先端には注入孔がなく閉じられていることを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の止水液注入具は、従来のようにノズルの先端から硬化性材料を高圧噴射して広範囲に渡って硬化させるタイプではなく、弾性ゲルをノズルの注入部の周囲にのみピンポイントで形成させて止水する工法であり、ゲル化止水剤をノズルとしての注入部の側面のみから注入することで、注入方向が筒状の注入部の径方向の限られた範囲となり、弾性ゲルによる塊が注入部を取り囲むように形成させやすくなる。
【００３２】
請求項４は、請求項１〜３に係る止水液注入具において、２液タイプの止水液に対応すべく、前記注入部は内管と外管とからなる２重管構造となっており、内管の先には２液を混合するための混合手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００３３】
ゲル化止水剤としては、硬化時間を調整するため、従来においても２液タイプのゲル化止水剤を用いる場合が多いが、コンパクトな構造としては止水液注入具の注入部を２重管構造として、２液を合流させる構造がある。その場合、２液を送圧にまかせて単に合流させるだけでは混ざり方にむらが生じ、場所によって硬化状況に偏りが生じる恐れなどが考えられるので、請求項４では２液が合流した後、十分な混合を図るための混合手段を設けることを限定したものである。
【００３４】
混合手段としては、これら合流した２液の流下に対し、流路の断面を複雑に変化させることで抵抗を与えながら混合できるようにするスタティックミキサなどがコンパクトでコストの上昇も少なく好ましい。もちろん、コンパクトにできれば、機械的に攪拌混合する装置を設けてもよい。
【００３５】
請求項５は、請求項１〜４に係る止水液注入具において、前記注入部長手方向に半割である２部材を組み立ててなる組立式のものであることを特徴とするものである。
【００３６】
一般的に、注入ノズルは、分解して修理や掃除がしにくい。特に、２重管構造や混合手段を具備するものはより困難である。半割り形状にすることとすれば、２重管構造やスタティックミキサも成型、組立てが容易であるとともに、必要に応じて修理や掃除をすることが容易となるので、注入施工中のトラブルにも対処しやすい。
【００３７】
請求項６に係る止水液注入装置は、止水液を貯留するためのタンクと、タンク内の止水液を計量しながら所定の圧力で止水液注入具に向かって送り出すコントローラと、請求項１〜５のいずれかに係る止水液注入具と、止水液を止水液注入具まで送るチューブとを備えていることを特徴とするものである。
【００３８】
本発明では排出圧が低いのでポンプ等による止水液の吐出圧も低く抑えることができ、コントローラ等も小型のものでよく、例えば家庭用電源単相１００Ｖを動カとする人力で移動可能で、狭い空間でも使用可能な、小型・軽量のコンパクトな機器で構成することができる。
【００３９】
また、ピンポイントで止水するためのタンクも著しく大きくなくてよい。チューブも特に高圧用のものでなくて済み、透明な塩化ビニルチューブなどが適する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の止水液注入具は、止水を必要とする箇所に弾性ゲルをピンポイント的に形成させて止水するための注入具であり、ゲル化止水剤を低圧で注入するのに適し、低圧での注入となるため、止水液注入具自体の耐圧性はそれほど要求されず、プラスチックなど安価なものが使用できる。
【００４１】
その場合、硬化したゲル化止水剤の除去や再使用が難しい場合は、注入具の基部から注入部を分離可能な構成とすることで使い捨てが容易となり、硬化したゲル化止水剤中にそのまま埋め殺しにすれば、止水性を損なう恐れもない。
【００４２】
また、低圧での注入となるため、注入孔を注入部の長手方向に複数、間隔をおいて配置することで、止水すべき箇所において、ゲル化止水剤を側面の複数の注入孔から注入部の周囲に注入して、注入部の周囲のみに弾性ゲルの塊を形成することができるので、確実にピンポイントでの止水を行うことができる。
【００４３】
また、注入部に形成される注入孔の孔径を、注入部の先端に近いほど孔径が大きくなるように構成することで、各注入孔からの地盤等の止水箇所への止水液の注入量を均等化することができ、均等な弾性ゲルの塊が得られやすくなる。
【００４４】
注入部の先端を閉じ、注入部の側面からのみ低圧で注入するように構成すれば、注入方向が筒状の注入部の径方向の限られた範囲となり、側面からの注入能力が高くなるので、弾性ゲルによる塊をより効率良く確実に注入部を取り囲むように形成させることができる。
【００４５】
注入部は内管と外管とからなる２重管構造とし、内管の先に２液を混合するための混合手段を設けることで、２液タイプのゲル化止水剤を利用してゲル化止水剤の硬化時間を調整することが容易となるとともに硬化状況に偏りが生じにくくなる。
【００４６】
止水液注入具における注入部はプラスチックなど安価な材料で製造することができ、再使用が困難であることから、埋め殺しとすることで、周囲に形成された弾性塊から引く抜く必要がなく、またそのまま残しておけば弾性塊に空隙が生じさせないので、その部分からの漏水の心配もない。
【００４７】
また、半割り形状にすることとすれば、２重管構造やスタティックミキサも成型、組立てが容易である。また、修理や掃除が容易となるので、注入施工中でのトラブルにも対処しやすい。
【００４８】
本発明の止水液注入装置は、上述のような止水液注入具を備えた装置であり、上記効果に加え、本発明では止水液の送圧はかなり低くてよいため、コントローラ等も小型のものでよく、例えば家庭用電源単相１００Ｖを動カとする人力で移動可能で、狭い空間でも使用可能な、小型・軽量のコンパクトな機器で構成することができる。
【００４９】
また、止水液の送圧はかなり低くてよいことから、例えば、マンホールのような狭い空間でも手持ち注入機での作業を安全に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、ゲル化止水剤による止水工法に、本発明の止水液注入具を用いた場合の最良の実施形態を、既存のマンホールと該マンホールに接続される既存の管路との接続部の耐震改修の際に部分止水を行う場合を例に、図示した図面に基づいて説明する。
【００５１】
図１は本発明の止水液注入具の一実施形態を示したもので、図２は図１の止水液注入具を備えた本発明の止水液注入装置全体の構成を示したものである。
【００５２】
本実施形態において、止水液注入具２は、図１(a)に示されるように、止水液が送られてくる塩化ビニル製チューブを接続するためのアダプタ４を備えた基部３と、基部３の前方に延びた筒状の注入部５とがねじ式の接続部６で分離可能に接続されている。
【００５３】
本実施形態では、ゲル化止水剤として２液タイプのゲル化止水剤を用い、親水性ウレタンを主成分とするＡ液と、Ｂ液としての水道水等の水を止水液注入具２の合流部分で混合し、注入部５の側面の注入孔１０から注入する場合であり、親水性ウレタンが水に溶解分散し、注入後、短時間で硬化して弾力性を有する弾性ゲルが形成される。
【００５４】
そのため、アダプタ４部分には、Ａ液用チューブ接続部４ａとＢ液用チューブ接続部４ｂが設けられている。また、筒状の注入部５は、外管７と内管８の２重管構造となっており、Ａ液用チューブ接続部４ａから内管８内を通過するＡ液が内管８の先端からさらに前方に延びる外管７内に入り、Ｂ液用チューブ接続部４ｂから内管８の外側を通過してきたＢ液と合流し、混合されるようになっている。
【００５５】
この合流部分には、例えば図示するような外管７と一体成形されたスタティックミキサ９が設けられており、均一な混合を可能としている。
【００５６】
注入部５は、内管８の前方に所要長さ延びている外管７の長手方向に複数の注入孔１０が間隔をおいて設けられており、各注入孔１０から２液混合されたゲル化止水剤が接続部における管路周囲の地盤等に注入されるようになっており、これら複数の注入孔１０が設けられている区間の長さが１回の注入区間の幅に対応する。注入部５を貫通させる壁厚が７５ｍｍ〜２００ｍｍ（一般的なマンホールの場合）の場合において、注入部の寸法は、３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度となる。
【００５７】
長手方向での注入孔１０の数や間隔、周方向での注入孔１０の数は、特に限定されず、注入部全体が弾性ゲルの塊で覆われるように注入孔１０が設けられていれば良い。
【００５８】
注入孔１０の孔径は長手方向で異なり、注入における圧力損失を考慮し、注入部５の先端に近いほど孔径が大きくなっている。注入孔１０の孔径は特に限定されないが、例えば注入部の外径を１６．５ｍｍとした場合において、注入孔１０の孔径は３ｍｍ〜６ｍｍ程度が好ましい。
【００５９】
また、注入部５の先端には注入孔がなく、閉じられている。ゲル化止水剤はノズルの側面の各注入孔１０からノズルの径方向に低圧で注入され、必要に応じて注入しながら、止水液注入具２を動かすことにより、弾性ゲルによる塊が止水液注入具２の注入部５を取り囲むように形成される。
【００６０】
この止水液注入具２の注入部については、プラスチックの射出成形などによって製造することができ、図１(b)、(c)は外管７を２分割した半割の成形を行い、２部材を嵌め合わせるようにして組立式とした場合を示している。前述のスタティックミキサ９は外管７の成形において凹凸形状が形成され、混合される２液が通過する際に、この凹凸形状により乱流を生じ混合されるようになっている。
【００６１】
基部３についてもプラスチックの成形品を用いることができるが、止水液注入具２全体について、材質は必ずしも限定されない。
【００６２】
止水液注入装置１全体の構成は、例えば図２に示すような構成とすることができる。図２の例では、Ａ液（親水性ウレタン）を入れたタンク２１ａとＢ液（水）を入れたタンク２１ｂが、チューブ２４ａ，２４ｂを介してポンプ機能を備えたコントローラ２２に接続され、Ａ液およびＢ液をそれぞれ計量しながら、チューブ２５ａ，２５ｂを介して止水液注入具２に接続されている。
【００６３】
この例では、コントローラ２２にチューブポンプ２３ａ，２３ｂが設けられており、Ａ液およびＢ液を０．２ＭＰａ程度の吐出圧で止水液注入具２に送るようになっている。現場の状況などにより、さらに大きい吐出圧が必要な場合は、ロータリーポンプなどを使用することもできる。
【００６４】
タンク２１ａ，２１ｂの容量は、特に限定されないが、止水はピンポイント的に行うため、止水液の量は少なくて良い。したがって、タンクは従来に比べ、遥かに小さくて良い。
【００６５】
本発明ではこのようにポンプの吐出圧も低いため、コントローラ２２全体もマンホール内に持ち運ぶことができる程度の小型のものでよく、例えば家庭用電源単相１００Ｖを動カとする人力で移動可能な、小型・軽量のコンパクトな機器で構成することができる。
【００６６】
また、主な装置は地上のマンホール３１の入口付近に設置し、マンホール３１の内部ではノズルとチューブのみを使用するようにしてもよく、狭いマンホール３１内でも容易に安全な手持ち注入機での作業が可能である。
【００６７】
次に、本発明の止水液注入装置１を用いて、既存のマンホールと該マンホールに接続されている既存の管路との接続部の耐震改修の際に、部分止水を行う場合の具体的な施工手順の一例を、図３〜図６に基づいて説明する。
【００６８】
(1) 穿孔作業（図３参照）
マンホール３１の内側から、振動ドリル３３などの穿孔器具で、マンホールの側壁３１ａに直径１０〜２０ｍｍ程度の孔３４を穿孔する。穿孔は一般工事に用いる電動振動ドリル程度で十分である。
【００６９】
この孔３４は、図３(b)に示すように、マンホールに接続されている管路３２の外周に管路３２の外周を取り巻くように、複数、例えば管路３２の外周面から１５０ｍｍ程度離れた位置に、ｐ＝３００ｍｍ程度の間隔で穿設する。
【００７０】
(2) 止水液注入具２のセット（図４参照）
マンホール３１内に、図１、図２で説明した止水液注入装置１を設置する。なお、タンク２１ａ、２１ｂ、コントローラ２２の一部あるいは全部をマンホール３１外の地上に設置してもよい。前述のように本発明における注入は低圧であるため、装置はコンパクトなものでよく、１００Ｖ電源で可動なものを用いれば、設備的にも安価となる。
【００７１】
穿孔した孔３４に、止水液注入具２のノズル部分となる注入部５を挿入する。注入部５は基部３に対し脱着可能であり、工事に応じて異なる長さのものを使用することができる。本実施形態の場合は、注入部５の長さは、マンホールの側壁３１ａの厚さに注入区間の長さを加えた長さとする。
【００７２】
(3) ゲル化止水剤の注入（図５参照）
コントローラ２２で計量され、チューブポンプ２３ａの圧を受けたＡ液（親水性ウレタン）は（図２参照）、チューブ２５ａを介して止水液注入具２の内管８に送られ、内管８の先端から外管７の内部に入る。
【００７３】
同様に、コントローラ２２で計量され、チューブポンプ２３ｂの圧を受けたＢ液（水道水など）は、チューブ２５ｂを介して止水液注入具２の外管７に送られ、外管７内でＡ液と合流し、スタティックミキサ９を通過することで混合され、ゲル化止水剤として注入部５の長手方向に設けられた複数の注入孔１０から地盤内に０．０１〜０．２Ｍｐａ程度の低い排出圧で注入される。
【００７４】
注入されたゲル化止水剤は、混合されたＡ液とＢ液の反応によりゲル化膨張し、注入部５の回りに土砂を取り込んだ弾性塊３５を形成する。各注入孔３４について、同様にゲル化止水剤の注入を行うことにより、弾性塊３５がマンホールの側壁３１ａと管路３２の接続部を取囲む形で（図５(b)参照）変形追従性を有する弾性塊の止水性連続体を形成して行く。
【００７５】
なお、Ａ液とＢ液の注入量、濃度は、マンホール３１の内面からの穿孔時に調査し、地下水の水圧・湧水の有無とその量、管路周りの水路（みずみち）の有無などにより総合的に決定する。また、本実施形態の場合、形成される弾性塊の大きさは直径ｄ＝３００ｍｍ程度とする。奥行きは注入部５の長さおよび注入孔５の間隔、個数などによって、例えば１００ｍｍ〜６００ｍｍ程度に調整することができる。もちろん、必要に応じ、径、奥行きとも設計変更が可能である。
【００７６】
このような球状の弾性塊をマンホール３１の外面と管路３２の接続部に多数連続形成させ、マンホール３１内部への涌水や周りの地盤崩壊を防止し、地震発生時に地振動変位を吸収する。
【００７７】
本実施形態において、ゲル化止水剤であるウレタン、その他親水性薬品を水と化学反応の速度は、使用するゲル化止水剤や水の温度に影響を受けるため、これらの温度に応じて配合を調整する。
【００７８】
(4) 注入完了（図６参照）
図６は注入が完了し、マンホールの側壁３１ａと管路３２の接続部の周囲に弾性塊の群による変形追従性を有する止水体が形成された状態を示している。注入部５は基部３から外し、そのまま埋め殺しにしてある。
【００７９】
低圧で注入されたゲル化止水剤は、５〜１０分程度で硬化し弾性塊３５を形成するので、注入部５を無理に引き抜くより、埋め殺しにする方が止水性が損なわれず、注入部５自体プラスチックなどで安価に製造でき、廃棄処分の手間も省けるなど、結果的に経済的である。
【００８０】
以上で、既存のマンホール３１と既存の管路３２との接続部の部分止水が完了し、耐震改修のためには、例えば特許文献７，８などに記載されているような耐震改修のための可撓性継手を取り付けることができる。
【００８１】
その場合、形成される止水体が弾性を有し、可撓性継手の変位に追随させることができるため、地震時にも可撓性継手の変位が拘束されず、マンホール３１の本体や、管路３２との接続部の破損が効果的に防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の止水液注入具および止水液注入装置は、最良の実施形態として説明した既存のマンホールとそれに接続される既存の管路との接続部の耐震改修における部分止水に用いるほか、各種地中構造物の接続部における部分補修、また地中に限らずトンネル工事での湧水箇所、その他コンクリート構造物のひび割れ部分の裏側など止水を必要とする箇所の限定された範囲に、変形追従性を有する弾性ゲルの塊を作り、止水を行う場合等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の止水液注入具の一実施形態を示したもので、(a)は止水液注入具全体を一部切欠き断面で示した正面図、(b)は注入部を構成する半割部分の平面図、(c)は同じく半割部分の正面図である。
【図２】本発明の止水液注入装置の実施形態を示したもので、(a)は止水液注入装置全体の構成を示した正面図、(b)は止水液注入具部分の平面図、(c)はコントローラ部分の正面図（ただし、(a)とは直交する方向を基準とした正面図）、(d)は(c)に対応する平面図である。
【図３】既存のマンホールと該マンホールに接続される既存の管路との接続部における部分止水に、本発明の止水液注入具を用いた場合の具体的な施工手順を示すもので、(a)はマンホールと管路との接合部の鉛直断面図、(b)は(a)と直交する方向における管路部分の鉛直断面図である。
【図４】図３の手順に続く手順におけるマンホールと管路との接合部の鉛直断面図である。
【図５】図４の手順に続く手順を示すもので、(a)はマンホールと管路との接合部の鉛直断面図、(b)は(a)と直交する方向における管路部分の鉛直断面図である。
【図６】図５の手順に続く手順におけるマンホールと管路との接合部の鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…止水液注入装置、２…止水液注入具、３…基部、４…アダプタ、４ａ…Ａ液用チューブ接続部、４ｂ…Ｂ液用チューブ接続部、５…注入部、６…接続部、７…外管、８…内管、９…スタティックミキサ、１０…注入孔、
２１ａ，２１ｂ…タンク、２２…コントローラ、２３ａ，２３ｂ…チューブポンプ、２４ａ，２４ｂ…チューブ、２５ａ，２５ｂ…チューブ、
３１…マンホール、３１ａ…側壁、３２…管路、３３…振動ドリル、３４…孔、３５…弾性塊
【特許請求の範囲】
【請求項１】
止水性を与える箇所に止水液を供給するための止水液注入具であって、止水液が送られてくるチューブを接続するためのアダプタを備えた基部と、前記基部の前方に延びた筒状の注入部とが分離可能に接続されているとともに、前記注入部の長手方向に複数の注入孔が間隔をおいて設けられていることを特徴とする止水液注入具。
【請求項２】
前記注入孔の孔径は長手方向で異なり、前記注入部の先端に近いほど孔径が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の止水液注入具。
【請求項３】
前記注入部の先端には注入孔がなく閉じられていることを特徴とする請求項１または２に記載の止水液注入具。
【請求項４】
２液タイプの止水液に対応すべく、前記注入部は内管と外管とからなる２重管構造となっており、内管の先には２液を混合するための混合手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の止水液注入具。
【請求項５】
前記注入部長手方向に半割である２部材を組み立ててなる組立式のものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の止水液注入具。
【請求項６】
止水液を貯留するためのタンクと、タンク内の止水液を計量しながら所定の圧力で止水液注入具に向かって送り出すコントローラと、請求項１〜５のいずれかに記載の止水液注入具と、止水液を止水液注入具まで送るチューブとを備えていることを特徴とする止水液注入装置。
【請求項１】
止水性を与える箇所に止水液を供給するための止水液注入具であって、止水液が送られてくるチューブを接続するためのアダプタを備えた基部と、前記基部の前方に延びた筒状の注入部とが分離可能に接続されているとともに、前記注入部の長手方向に複数の注入孔が間隔をおいて設けられていることを特徴とする止水液注入具。
【請求項２】
前記注入孔の孔径は長手方向で異なり、前記注入部の先端に近いほど孔径が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の止水液注入具。
【請求項３】
前記注入部の先端には注入孔がなく閉じられていることを特徴とする請求項１または２に記載の止水液注入具。
【請求項４】
２液タイプの止水液に対応すべく、前記注入部は内管と外管とからなる２重管構造となっており、内管の先には２液を混合するための混合手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の止水液注入具。
【請求項５】
前記注入部長手方向に半割である２部材を組み立ててなる組立式のものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の止水液注入具。
【請求項６】
止水液を貯留するためのタンクと、タンク内の止水液を計量しながら所定の圧力で止水液注入具に向かって送り出すコントローラと、請求項１〜５のいずれかに記載の止水液注入具と、止水液を止水液注入具まで送るチューブとを備えていることを特徴とする止水液注入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２４０４２４（Ｐ２００８−２４０４２４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８４３１９（Ｐ２００７−８４３１９）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（５９５０７６３５２）松村石油株式会社 (3)
【出願人】（５０７１００２８１）帝国ヒューム管東日本株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（５９５０７６３５２）松村石油株式会社 (3)
【出願人】（５０７１００２８１）帝国ヒューム管東日本株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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