注入工法

【課題】溶液グラウトを注入して改良を行った後に、溶液グラウトが注入領域から地上側へ押し戻されてしまうことを防止することが出来る注入工法の提供。
【解決手段】二重管（２０）として構成された注入管（６、１の何れか）を用いて溶液グラウトＭ１を注入孔（Ｈ）内に供給し、以って、改良するべき領域（Ｇ）に溶液グラウト（Ｍ１）を注入する工程と、注入管を用いてセメントグラウト（Ｍ２）を注入孔（Ｈ）内に供給し、供給されたセメントグラウト（Ｍ２）により注入孔（Ｈ）内に残留した溶液グラウト（Ｍ１）を置換し、以って、注入孔（Ｈ）内をセメントグラウト（Ｍ２）で充填する工程、とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶液グラウトを注入して、地盤や岩盤を改良する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤・岩盤を改良する際に用いられる溶液グラウトは、１〜５ｋｇ／ｃｍ^２程度の強度であり、セメントグラウトと比較して、その強度は低い。
そのため、溶液グラウトを地盤・岩盤に注入、浸透した場合において、地下水圧や、溶液グラウトを注入された岩盤が元に戻ろうとする力により、注入された溶液グラウトが押し戻されて、逆流してしまうことがある。そして、逆流した場合には、注入した溶液グラウトが無駄になってしまうと共に、注入孔から地上側へ押し戻されてしまう結果として、作業現場を汚染してしまう、という問題を有している。
【０００３】
そのため、溶液グラウトを注入して改良を行う際に、溶液グラウトが注入領域から地上側へ押し戻されてしまうことを防止したい、という要請が従来から存在している。
しかし、現時点では、係る要請に応えることが出来る技術は提案されていない。
【０００４】
その他の従来技術として、複数の注入ポイントにおける地盤注入液の加圧状況を、一括して管理することが出来るシステムが提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この様な従来技術（特許文献１）では、溶液グラウトを注入して改良を行う際に、溶液グラウトが注入領域から地上側へ押し戻されてしまうことを防止するものではない。そのため、上述した要請に応えることは出来ない。
【特許文献１】特開２００２−２５６５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、溶液グラウトを注入して改良を行った後に、溶液グラウトが注入領域から地上側へ押し戻されてしまうことを防止することが出来る注入工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の注入工法は、注入孔（Ｈ）を削孔する工程と、二重管（２０）として構成された注入管（注入内管６、注入外管１の何れか）を用いて溶液グラウト（Ｍ１）を注入孔（Ｈ）内に供給し、以って、改良するべき領域（Ｇ）に溶液グラウト（Ｍ１）を注入する工程と、注入管（注入内管６、注入外管１の何れか）を用いてセメントグラウト（Ｍ２）を注入孔（Ｈ）内に供給し、供給されたセメントグラウト（Ｍ２）により注入孔（Ｈ）内に残留した溶液グラウト（Ｍ１）を置換（注入孔Ｈ内に残留した溶液グラウトＭ１を地上側に排出）し、以って、注入孔（Ｈ）内をセメントグラウト（Ｍ２）で充填する工程、とを有することを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
本発明において、前記溶液グラウト（Ｍ１）は２種類の材料（Ａ液及びＢ液）を混合して製造されるゲルタイムの長い薬液であり（いわゆる「１．５ショット」）、該２種類の材料（Ａ液及びＢ液）は注入管６の内部で混合されるのが好ましい（請求項２：図１〜図５、図１２〜図１６）。
【０００８】
また本発明において、前記溶液グラウト（Ｍ１）は２種類の材料（Ａ液及びＢ液）を混合して製造されるゲルタイムの短い薬液であり（いわゆる「２ショット」）、該２種類の材料（Ａ液及びＢ液）は注入孔（Ｈ）内で混合されるのが好ましい（請求項３：図６〜図１１、図１７〜図２２）。
【０００９】
ここで、本発明において、注入孔（Ｈ）が水平方向よりも上方に傾斜しており、前記セメントグラウト（Ｍ２）は二重管（２０）として構成された注入管の外側の管路（注入外管１）から供給され、注入孔（Ｈ）内に残留した溶液グラウト（Ｍ１）は二重管（２０）として構成された注入管の内側の管路（注入内管６）から地上側へ排出されるのが好ましい（請求項４：図１〜図１１）。
【００１０】
或いは本発明において、注入孔（Ｈ）が水平方向よりも下方に傾斜しており、前記セメントグラウト（Ｍ２）は二重管（２０）として構成された注入管の内側の管路（注入内管６）から供給され、注入孔（Ｈ）内に残留した溶液グラウト（Ｍ１）は二重管（２０）として構成された注入管の外側の管路（注入外管１）から地上側へ排出されるのが好ましい（請求項５：図１２〜図２２）。
【発明の効果】
【００１１】
上述する構成を具備する本発明によれば、地盤や岩盤（Ｇ）に対する浸透性が良好な溶液グラウト（Ｍ１）を、改良するべき地盤、岩盤（Ｇ）に注入し、注入した後の注入孔（Ｈ）を、セメントグラウト（Ｍ２）で閉塞している。
そのため、注入された溶液グラウト（Ｍ１）に地下水圧や土圧が作用しても、注入孔がセメントグラウト（Ｍ２）で閉塞されているので、溶液グラウト（Ｍ１）が注入孔（Ｈ）を経由して逆流してしまうことはない。
そして、セメントグラウト（Ｍ２）は強度が高いので、土圧や地下水圧、岩盤の圧力に対しても、十分に耐えることが出来て、溶液グラウト（Ｍ１）の逆流を阻止することが出来る。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、溶液グラウト（Ｍ１）を注入して改良を行い、且つ、溶液グラウト（Ｍ１）が注入領域（Ｇ）から地上側へ押し戻されてしまうことを防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
第１実施形態は、いわゆる「１．５ショット」の薬液を混合した溶液グラウトを、改良するべき地盤中に対して注入しており、注入孔が水平方向よりも上方に傾斜している場合に行われる。
ここで、いわゆる「１．５ショット」は、ゲルタイムの長い２液（溶液Ａ、溶液Ｂ）を、注入孔よりも地上側の領域で混合して、孔内の所定深度まで送り込む方式を意味している。
【００１４】
工程自体は図示されていないが、図１で示す工程に先行して、地表、例えば法面Ｆから地盤Ｇの改良すべき領域近傍まで、注入孔Ｈを削孔する。
ここで、注入孔Ｈの削孔工程（図示せず）については、公知の態様で行われる。
【００１５】
図１に基づいて、二重管２０について説明する。
二重管２０は、注入外管１とリターン管（以下、注入内管と言う）６とで構成される。注入内管６は、注入外管１の内部への挿通と、注入外管１の内部からの引き抜きが可能である様に構成されている。
【００１６】
注入外管１は管本体１ａを備え、管本体１ａ地上側端部には外管閉塞用のバルブ２が設けられていると共に、プリベンタ３が取付けられている。図４を参照して後述するが、プリベンタ３は、注入内管６を引き抜く際において、注入外管１の外周面を伝ってセメントグラウトＭ２が漏洩してしまうことを防止するために設けられている。
【００１７】
プリベンタ３の外周部には、マニホールド３１が形成されている。
マニホールド３１は、注入外管１と直交する方向に延在する幹部３２と、枝部３３とを有しており、枝部３３は、幹部３２の途中から幹部３２に直交する方向に延在している。
幹部３２の先端部には、開閉バルブ３４を介して、チューブ４が接続されるように構成されている。枝部３３の先端には、圧力ゲージ５が取付けられている。
【００１８】
注入内管６は、注入内管６の地上側端部にマニホールド７が接続金具７１によって取付けられている。マニホールド７は、注入内管６の長手方向に延在する幹部７２と、幹部７２に直交する方向に延在する枝部７３を有している。幹部７２の端部には内管閉塞用のバルブ８が介装され、そのバルブ８にチューブ９が接続可能に構成されている。
枝部７３の先端には圧力ゲージ１０が取付けられている。
【００１９】
注入工法を施工するに際しては、図１で示す工程では、注入孔Ｈ内に、二重管２０として構成された注入管を挿入する。そして、二重管２０の注入外管１の先端近傍に設けられているパッカ１１を膨張して、注入孔Ｈから液体が漏出しない様にしている。
【００２０】
次に、溶液グラウトＭ１を、地上側の図示しない供給装置から、チューブ４、プリベンタ３、注入外管１を介して、注入孔Ｈ内に注入する。ここで、溶液グラウトＭ１は溶液ＭＡと、溶液ＭＢとを混合した混合物であり、溶液ＭＡと溶液ＭＢは、チューブ４を流れる時点で既に混合されている。
注入孔Ｈ内に注入された溶液グラウトＭ１は、注入孔Ｈから、改良するべき地盤Ｇ中に浸透する。
図１において、符号Ｅは、溶液グラウトＭ１が浸透した地盤中の領域を示している。
なお、溶液グラウトＭ１は、注入内管６から注入することも可能である。
【００２１】
図２で示す工程では、図示しない地上側のセメントグラウト供給装置によって、チューブ４を経由して、注入外管１から注入孔Ｈ内にセメントグラウトＭ２を注入する。
セメントグラウトＭ２を注入すると、注入内管６と注入外管１との間に存在している溶液グラウトＭ１１は、セメントグラウトＭ２により押圧されて、注入内管６を介して地上側に排出される。すなわち、注入内管６と注入外管１との間に存在している溶液グラウトＭ１１は、セメントグラウトＭ２により置換される。
【００２２】
注入内管６に残存している溶液グラウトＭ１２も、セメントグラウトＭ２を注入する際に、注入内管６を介して、地上側へ排出される。
注入内管６に残存している溶液グラウトＭ１２と、注入内管６と注入外管１との間に存在している溶液グラウトＭ１１は、余剰な溶液グラウトである。そして、係る余剰な溶液グラウトは、セメントグラウトＭ２を注入することにより、地上側へ排出されるのである。
【００２３】
図３でしめす工程では、余剰グラウトが排出され、セメントグラウトＭ２が注入内管６内を充填した後、注入内管６からセメントグラウトＭ２が排出される。セメントグラウトＭ２が排出されたことを確認したら、注入内管６を地上側へ徐々に引き抜く（図３における矢印ＹＬの動作）。
注入内管６を地上側へ引き抜く際に、プリベンタ３がセメントグラウトＭ２の漏出を防ぎ、注入孔Ｈ内の圧力は維持される。
【００２４】
図４で示す工程において、セメントグラウトＭ２が注入孔最深部Ｈｔからパッカ１１を介装した箇所Ｈｐまで充填されたならば、注入内管６を注入外管１から引き抜き、その後、外管閉塞用のバルブ２を閉じて、プリベンタ３を外管１から取り外す。
【００２５】
プリベンタ３を外管１から取り外した段階では、セメントグラウトＭ２は固化していない場合があるので、パッカ１１は膨張した状態を維持する。セメントグラウトＭ２は、パッカ１１と、外管閉塞用のバルブ２により、流出が防止される。
ここで、セメントグラウトＭ２は、注入外管１の内側には注入可能であるが、地盤Ｇ中には浸透し難い。そのため、セメントグラウトＭ２は、注入孔Ｈ内に充填された状態を維持する。
【００２６】
セメントグラウトＭ２が固化（養生）した後、パッカ３０を収縮し、セメントグラウトＭ２が充填されている注入外管１を引き抜く。図５は、パッカ１１が撤去され、注入外管１が注入孔Ｈから引き抜かれた状態を示している。
【００２７】
図１〜図５で示す第１実施形態によれば、図１で示す工程において、溶液グラウトＭ１は、注入外管１から、改良するべき地盤Ｇ中に浸透・注入される。
注入された溶液グラウトＭ１に対して、地下水圧や土圧、岩盤の反復力が作用して、溶液グラウトＭ１が逆流しようとしても、注入孔Ｈ内部に充填されたセメントグラウトＭ２がプラグ（栓）として作用するので、溶液グラウトＭ１が逆流することが防止される（溶液グラウトＭ１は逆流できない）。
その結果、浸透性が良好な溶液グラウトＭ１を改良するべき地盤Ｇ中に注入した際に、地下水圧や土圧、岩盤の反復力が作用して、溶液グラウトＭ１が逆流することを確実に防止することが可能となる。
【００２８】
図６〜図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
図６〜図１１の第２実施形態は、いわゆる「２ショット」の薬液ＮＡ、ＮＢを混合した溶液グラウトＮを、改良するべき地盤Ｇ中に対して注入しており、注入孔Ｈが水平方向よりも上方に傾斜している場合に適用される。
【００２９】
「２ショット」の薬液Ｎは、ゲルタイムが短い２種類の薬液ＮＡ、ＮＢであり、注入孔Ｈ内で混合する。
ゲルタイムが長い２種類の薬液を用いる第１実施形態のように、ゲルタイムが短い２種類の薬液ＮＡ、ＮＢを注入内管６や注入外管１で混合してしまうと、注入するべき地盤Ｇに到達する以前の段階で固化してしまう恐れが存在する。
そのため、図６で示す工程では、一方の薬液ＮＡをチューブ９経由で、注入内管６から注入孔Ｈ内に供給し、他方の薬液ＮＢをチューブ４経由で、注入外管１から注入孔Ｈ内に供給している。そして、注入孔Ｈ内で薬液ＮＡと薬液ＮＢとを混合している。図６において、薬液ＮＡと薬液ＮＢとを混合した溶液グラウトは、符号Ｎで示されている。
【００３０】
溶液グラウトＮの注入が行われた後、図７で示す工程では、セメントグラウトＭ２を注入する以前の段階で、内管閉塞用のバルブ８を閉じた状態で、注入内管６を注入孔Ｈの最深部Ｈｔに向けて挿入する（図７における矢印ＹＲの動作）。
この時、プリベンタ３の開閉バルブ３４を閉鎖されている。
【００３１】
図８で示す工程では、セメントグラウトＭ２によって余分なグラウトＮと置換するべく、チューブ４及び注入外管１を経由して、セメントグラウトＭ２を注入孔Ｈの下方から上方へ充填する。
セメントグラウトＭ２を注入孔Ｈの下方から上方へ充填する際に、注入孔Ｈの上方に位置した注入内管６先端から、余剰の溶液グラウトＮが、注入内管６を介して排出される。
【００３２】
余剰の溶液グラウトＮが注入内管６を介して排出されたならば、図９で示す工程を行う。
図９において、注入内管６からセメントグラウトＭ２の排出を確認したならば、注入内管閉塞用のバルブ８を閉じた状態で、注入内管６を注入外管１から徐々に引き抜く（図９における矢印ＹＬの動作）。
この時、プリベンタ３がセメントグラウトＭ２の漏出を防ぎ、注入孔Ｈ内の圧力が維持される。
【００３３】
注入内管６を完全に引き抜いたら、図１０で示す様に、注入外管１の閉塞用バルブ２を閉じて、プリベンタ３を取り外す。
図１０で示す状態でセメントグラウトＭ２が固化するまで待機し、セメントグラウトＭ２が固化したならば、図１１で示す工程において、パッカ１１を収縮して、注入孔Ｈから取り外す。
【００３４】
図１２〜図１６は本発明の第３実施形態を示す。
第３実施形態は、第１実施形態と同様に、いわゆる「１．５ショット」の溶液グラウトＭ１を、改良するべき地盤Ｇ中に対して注入する実施形態である。ただし、第１実施形態では、注入孔Ｈが水平方向よりも上方に傾斜しているが、第３実施形態では、注入孔Ｈが水平方向よりも下方に傾斜している。
【００３５】
第３実施形態の施工にあたって、先ず、１．５ショットの薬液ＭＡ、ＭＢが注入外管１から注入される（図１２の工程）。そして、注入内管６からセメントグラウトＭ２が注入される（図１３の工程）。セメントグラウトＭ２が注入されることにより、余剰の溶液グラウトＭ１は注入外管１を経由して排出される。
注入内管６からセメントグラウトＭ２が注入される点で、第３実施形態は、第１実施形態（薬液ＭＡ、ＭＢ及びセメントグラウトＭ２が注入外管１から注入される：図１、図２参照）と異なっている。
なお、図１２、図１３の工程では、注入内管６の先端６ｔは注入孔Ｈの最深部Ｈｔ近傍まで挿入されている。
【００３６】
図１４で示す工程において、注入外管１からセメントグラウトＭ２の排出を確認したならば、プリベンタ３の開閉バルブ３４を閉じ、注入内管６を注入外管１から徐々に引き抜く（図１４における矢印ＹＬの動作）。
この段階で、余剰の溶液グラウトＭ１はセメントグラウトＭ２により、注入孔Ｈから完全に排出されている。
【００３７】
第３実施形態における図１５、図１６の工程の内容は、第１実施形態における図４、図５の工程の内容と概略同様である。
【００３８】
図１７〜図２２は本発明の第４実施形態を示す。
第４実施形態は、第２実施形態と同様に、いわゆる「２ショット」の溶液グラウトＮを、改良するべき地盤Ｇ中に対して注入する実施形態である。
ただし、第２実施形態では、注入孔Ｈが水平方向よりも上方に傾斜しているが、第４実施形態では、注入孔Ｈが水平方向よりも下方に傾斜している。
【００３９】
第２実施形態では、図８の工程を参照して説明したように、セメントグラウトＭ２を注入して余剰の溶液グラウトＮを排出する際に、セメントグラウトＭ２は注入外管１から注入され、余剰の溶液グラウトＮが注入内管６先端から排出されている。
これに対して第４実施形態では、図１９で示す様に、セメントグラウトＭ２を注入して余剰の溶液グラウトＮを排出する際に、セメントグラウトＭ２は注入内管６から注入され、溶液グラウトＮが注入外管１から排出されている。
【００４０】
注入孔Ｈの先端が下側を向いている第４実施形態においては、注入孔最深部Ｈｔまで挿入した注入内管６の先端６ｔが、注入外管先端１ｔよりも下方に位置している。そして、セメントグラウトＭ２で余剰な溶液グラウトＮを置換するためには、下方からセメントグラウトＭ２を充填することが好ましい。そのため、セメントグラウトＭ２を下方（注入内管６先端）から注入し、溶液グラウトＮを上方（注入外管１先端）から排出しているのである。
【００４１】
図１７、図１８、図２０〜図２２で示す第４実施形態の工程については、対応する第２実施形態の工程（図６、図７、図９〜図１１）と同様である。
【００４２】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態の溶液グラウト注入工程を示した工程図。
【図２】第１実施形態のセメントグラウトの注入工程を示した工程図。
【図３】第１実施形態の注入内管引き抜き工程を示した工程図。
【図４】第１実施形態のプリベンタ取り外し工程を示した工程図。
【図５】第１実施形態のパッカ取り外し工程を示した工程図。
【図６】本発明の第２実施形態の溶液グラウト注入工程を示した工程図。
【図７】第２実施形態の注入内管の注入孔奥への挿入を示した工程図。
【図８】第２実施形態のセメントグラウトの注入工程を示した工程図。
【図９】第２実施形態の注入内管引き抜き工程を示した工程図。
【図１０】第２実施形態のプリベンタ取り外し工程を示した工程図
【図１１】第２実施形態のパッカ取り外し工程を示した工程図。
【図１２】本発明の第３実施形態の溶液グラウト注入工程を示した工程図。
【図１３】第３実施形態のセメントグラウトの注入工程を示した工程図。
【図１４】第３実施形態の注入内管引き抜き工程を示した工程図。
【図１５】第３実施形態のプリベンタ取り外し工程を示した工程図。
【図１６】第３実施形態のパッカ取り外し工程を示した工程図。
【図１７】本発明の第４実施形態の溶液グラウト注入工程を示した工程図。
【図１８】第４実施形態の注入内管の注入孔奥への挿入を示した工程図。
【図１９】第４実施形態のセメントグラウトの注入工程を示した工程図。
【図２０】第４実施形態の注入内管引き抜き工程を示した工程図
【図２１】第４実施形態のプリベンタ取り外し工程を示した工程図。
【図２２】第４実施形態のパッカ取り外し工程を示した工程図。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・注入外管
２・・・外管閉塞用バルブ
３・・・プリベンタ
４・・・チューブ
５・・・圧力ゲージ
６・・・注入内管／リターンチューブ
７・・・マニホールド
８・・・内管閉塞用バルブ
９・・・チューブ
１０・・・圧力ゲージ
１１・・・パッカ
２０・・・二重管
３１・・・マニホールド
Ｍ１・・・溶液グラウト
Ｍ２・・・セメントグラウト
Ｎ・・・溶液グラウト

【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入孔を削孔する工程と、二重管として構成された注入管を用いて溶液グラウトを注入孔内に供給し、以って、改良するべき領域に溶液グラウトを注入する工程と、注入管を用いてセメントグラウトを注入孔内に供給し、供給されたセメントグラウトにより注入孔内に残留した溶液グラウトを置換し、以って、注入孔内をセメントグラウトで充填する工程、とを有することを特徴とする注入工法。
【請求項２】
前記溶液グラウトは２種類の材料を混合して製造されるゲルタイムの長い薬液であり、該２種類の材料は注入管の内部で混合される請求項１の注入工法。
【請求項３】
前記溶液グラウトは２種類の材料を混合して製造されるゲルタイムの短い薬液であり、該２種類の材料は注入孔内で混合される請求項１の注入工法。
【請求項４】
注入孔が水平方向よりも上方に傾斜しており、前記セメントグラウトは二重管として構成された注入管の外側の管路から供給され、注入孔内に残留した溶液グラウトは二重管として構成された注入管の内側の管路から地上側へ排出される請求項１〜３の何れか１項の注入工法。
【請求項５】
注入孔が水平方向よりも下方に傾斜しており、前記セメントグラウトは二重管として構成された注入管の内側の管路から供給され、注入孔内に残留した溶液グラウトは二重管として構成された注入管の外側の管路から地上側へ排出される請求項１〜３の何れか１項の注入工法。

【図１】