薬液注入装置
【課題】ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して逆方向に回転させて係合状態を解除させるために保持された回転スペース部に、掘削された土砂が堆積するのを回避して、削孔ケーシングを先端ビットからスムーズに取り外して引き抜けるようにする。
【解決手段】先端ビット１１には、弁室１９からビット本体部２３の先端に向けて貫通開口する複数の噴口１５の他に、弁座部１９ｂに密着した弁体１８の封止位置よりも先端側の部分の弁室１９の周壁部を貫通して、洗浄口２０が設けられている。洗浄口２０は、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して一方向Ｘとは逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ケーシング側係合部２２の逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９に向けて開口して、回転スペース部２９に洗浄水を吐出できるようになっている。
【解決手段】先端ビット１１には、弁室１９からビット本体部２３の先端に向けて貫通開口する複数の噴口１５の他に、弁座部１９ｂに密着した弁体１８の封止位置よりも先端側の部分の弁室１９の周壁部を貫通して、洗浄口２０が設けられている。洗浄口２０は、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して一方向Ｘとは逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ケーシング側係合部２２の逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９に向けて開口して、回転スペース部２９に洗浄水を吐出できるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液注入装置に関し、特に、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される薬液注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば軟弱地盤等を改良するための地盤改良工法として、ダブルパッカ方式で薬液を改良目的地盤に注入して地盤改良を行う工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ダブルパッカ方式による地盤改良工法は、例えば中空パイプ状の削孔ケーシングを一方向に回転させながら、これの先端に取り付けた先端ビットで掘削して改良目的地盤に所定の位置まで削孔ケーシングを推進設置し、設置した削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入してこれの先端部を先端ビットに連結した後に、削孔ケーシングを先端ビットから取り外して該削孔ケーシングを改良目的地盤から引き抜き、さらに改良目的地盤に残置した注入外管の内部に、ダブルパッカーを備える注入内管を挿入して、改良目的地盤に薬液を注入することで地盤改良を行う公知の工法である。ダブルパッカ方式による地盤改良工法では、鉛直方向のみならず、横方向や斜め方向にも、相当の長さで削孔ケーシングを地中に推進させて、基盤改良を行うことが可能である。
【０００３】
また、ダブルパッカ方式による地盤改良工法をさらに効率良く行うことができるように、削孔ケーシングの発進箇所である口元部において掘削土砂や削孔水が漏れ出ないようにしたり、所定の位置まで推進設置した削孔ケーシングを先端ビットから取り外す作業や、引き抜く作業を容易にするために、種々の改良技術が開発されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平５−６５６５１号公報
【特許文献２】特公平６−８６７２７号公報
【特許文献３】特公平７−１０３５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、削孔ケーシングを地中に推進させる工程においては、先端部に取り付けた先端ビットを安定した装着状態で保持できるようにすると共に、所定の位置まで推進させた後に削孔ケーシングを引き抜く際には、先端ビットから削孔ケーシングを容易に取り外すことができるようにする簡易な手段として、例えば図８（ａ）〜（ｃ）に示すような、ビット側係合部５１とケーシング側係合部５２とからなる着脱構造が提案されている。図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造によれば、先端ビット５０には、先端側のビット本体部５３と、これに後続する縮径された装着内筒部５４との間の境界部分に、ビット本体部５３の外周部分を切り欠くようにして、幅広の係合導入部５１ａと、係合導入部５１ａのビット先端側の部分から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合溝５１ｂとからなるビット側係合部５１が設けられている。また、削孔ケーシング５５の先端部分には、先端ビット５０との接合部材としてのドライブシュー５６がネジ部５７を介して一体として取り付けられており、このドライブシュー５６の装着外筒部５８の先端縁部から突出して、基端部５２ａと、基端部５２ａの先端部から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合突部５２ｂとからなるケーシング側係合部５２が設けられている。
【０００６】
そして、図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、係合導入部５１ａを介してケーシング側係合部５２をビット側係合部５１の内側に配設すると共に、先端ビット５０の装着内筒部５４をドライブシュー５６の装着外筒部５８の内側に嵌め込んだ後に、先端ビット５０に対してドライブシュー５６を周方向片側Ｘに回転させ、ケーシング側係合部５２の係合突部５２ｂをビット側係合部５１の係合溝５１ｂ（図８（ｃ）参照）に係合させることによって、ドライブシュー５６を介在させた状態で先端ビット５０を削孔ケーシング５５の先端部分に取り付けることができるようになっている（図８（ｃ）参照）。これによって、当該周方向片側Ｘへの一方向に回転させながら先端ビット５０によって地盤を掘削して、所定の位置まで、削孔ケーシング５５を地中に推進させることが可能になる。
【０００７】
また、削孔ケーシング５５を所定の位置まで地中に推進設置した後に、先端ビット５０を地中に残置したまま削孔ケーシング５５を引き抜く際には、削孔ケーシング５５をドライブシュー５６と共に周方向片側Ｘとは反対側の逆方向に回転させれば、ケーシング側係合部５２の係合突部５２ｂによるビット側係合部５１の係合溝５１ｂへの係合状態が外れるので、係合導入部５１ａを介してケーシング側係止部５２をビット側係合部５１の外側に移動させて、先端ビット５０から削孔ケーシング５５及びドライブシュー５６を取り外すことが可能になる。
【０００８】
なお、図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、ビット側係合部５１やケーシング側係合部５２は、先端ビット５０やドライブシュー５６の周方向に１８０度の角度間隔をおいた対向する位置に、各々２箇所設けられている。これによって、削孔ケーシング５５を地中に推進させる際の先端ビット５０による地盤の掘削を、安定した状態で行えるようになっている。
【０００９】
しかしながら、図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、先端ビット５０に対してドライブシュー５６を周方向片側Ｘに回転させて、ケーシング側係合部５２の係合突部５２ａをビット側係合部５１の係合溝５１ｂに係合させた状態で、周方向片側Ｘへの回転によって削孔ケーシング５５を地中に推進する工程においては、ビット本体部５３の外周部分を切り欠くようにして形成されたビット側係止部５１における、ケーシング側係合部５２の周方向片側Ｘとは逆方向への回転側に保持された、ケーシング側係合部５２をビット側係合部５１に対して逆方向に回転させせて係合状態を解除させるための回転スペース部５９（図８（ｃ）参照）は、先端ビット５０の周面に開放されていることになるので、推進中に掘削された土砂がこの回転スペース部５９に堆積すると、ケーシング側係合部５２を逆方向に回転させ難くなって、削孔ケーシング５５を先端ビット５０から取り外すことが困難になると考えられる。このため、さらに改良を施すことが望まれている。
【００１０】
本発明は、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して逆方向に回転させて係合状態を解除させるために保持された回転スペース部に、削孔ケーシングの推進中に掘削された土砂が堆積するのを効果的に回避して、削孔ケーシングを先端ビットからスムーズに取り外して引き抜けるようにすることのできる薬液注入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される、削孔水の噴口及び逆止弁が設けられた先端ビットを先端部分に着脱可能に取り付けた削孔ケーシングを備える薬液注入装置において、該薬液注入装置は、前記削孔ケーシングを一方向に回転させながら前記先端ビットにより掘削して改良目的地盤に所定の位置まで前記削孔ケーシングを推進設置し、設置した前記削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入してこれの先端部を前記先端ビットに連結した後に、前記削孔ケーシングを逆方向に回転させることで前記先端ビットから取り外して該削孔ケーシングを改良目的地盤から引き抜き、さらに改良目的地盤に残置した前記注入外管の内部に、ダブルパッカーを備える注入内管を挿入して、改良目的地盤に薬液を注入することで地盤改良を行うことが可能な構成を備えており、且つ、前記先端ビットには、前記逆止弁の弁体の封止位置よりも先端側の部分の弁室の周壁部を貫通して、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して前記逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、前記ビット側係合部における前記ケーシング側係合部の前記逆方向への回転側に保持された回転スペース部に向けて開口する、洗浄口が形成されている薬液注入装置を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の薬液注入装置によれば、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して逆方向に回転させて係合状態を解除させるために保持された回転スペース部に、削孔ケーシングの推進中に掘削された土砂が堆積するのを効果的に回避して、削孔ケーシングを先端ビットからスムーズに取り外して引き抜けるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る薬液注入装置の要部の構成を説明する、（ａ）は先端ビットの側面図、（ｂ）は削孔ケーシング及びドライブシューの部分破断側面図、（ｃ）は削孔ケーシング及びドライブシューの先端に先端ビットを取り付けた状態の側面図である。
【図２】先端ビットの内部構造を説明する部分破断側面図である。
【図３】注入外管の先端部を先端ビットに連結する構造を説明する、削孔ケーシング及びドライブシューを省略した状態で示す断面図である。
【図４】削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入して、これの先端部を先端ビットに連結した状態の部分破断側面図である。
【図５】ドライブシューの他の形態を例示する側面図である。
【図６】（ａ）先端ビットの他の形態を例示する側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を下方から見た展開図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の好ましい一実施形態に係る薬液注入装置を用いた地盤改良工法（浸透固化処理工法）の説明図である。
【図８】従来の薬液注入装置の要部の構成を説明する、（ａ）は先端ビットの側面図、（ｂ）は削孔ケーシング及びドライブシューの部分破断側面図、（ｃ）は削孔ケーシング及びドライブシューの先端に先端ビットを取り付けた状態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい一実施形態に係る薬液注入装置は、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法として、例えば図７（ａ）〜（ｄ）に示すような、水平注入による浸透固化処理工法を施工するための装置として用いられる。本実施形態の薬液注入装置は、図７（ａ）〜（ｄ）に示す浸透固化処理工法において、改良目的地盤３０に所定の位置まで推進設置した削孔ケーシング１０を、先端ビット１１を残して地中から引き抜く際に、推進削孔時とは逆方向に削孔ケーシング１０を回転させて先端ビット１１から取り外す作業を、スムーズに行えるようにする機能を備えている。
【００１５】
ここで、図７（ａ）〜（ｄ）に示す浸透固化処理工法は、例えば地盤面から地中に掘り下げて構築した作業用の立坑３１から、横方向に向けて改良目的地盤３０に注入外管１２を設置した後に、この注入外管１２の内部にダブルパッカー１３を備える注入内管１４を挿入し、この注入内管１４から改良目的地盤３０に薬液を注入することで浸透固化改良体３２を形成して、地盤改良を行う工法であり、概略以下のような工程によって施工される。
【００１６】
すなわち、浸透固化処理工法は、例えば公知の方法によって、立坑３１における改良目的地盤３０に向けた壁面の所定の位置を口元部として、口元管（図示せず。）を設置した後に、図７（ａ）に示すように、公知の削孔機３３を立坑３１の所定の位置にセットする。また、セットした削孔機３３によって、先端に先端ビット１１を取り付けた例えば１２０ｍｍ程度の外径を備える鋼製の中空パイプ状の削孔ケーシング１０を、削孔の角度調整を行った後に、先端ビット１１によって地盤３０を掘削すると共に、一方向Ｘに回転させながら推進させて横方向に削孔することで、削孔ケーシング１０を例えば２０ｍ程度の所定の位置まで推進設置する。
【００１７】
かかる水平削孔において、削孔ケーシング１０は、公知の方法と同様に、例えば１．５ｍ程度の長さの単位管を、口元部において順次継ぎ足しながら地中に推進させることができる。また、削孔ケーシング１０の中空内部に口元部から加圧水を供給し、供給された加圧水を先端ビット１１の噴口１５（図２参照）から削孔水として吐出させながら、先端ビット１１によって地盤３０を掘削する。先端ビット１１によって掘削された土砂や削孔水は、削孔ケーシング１０の外周面と、形成された削孔３４の内壁面との間の隙間を介して口元部に送り出されると共に、公知の方法と同様に、例えば口元管に設けられた排出バルブ等を介して排除される。
【００１８】
削孔ケーシング１０を改良目的地盤３０の所定の位置まで推進設置したら、好ましくは３次元計測装置（ジャイロ）を削孔ケーシング１０に挿入して、削孔ケーシング１０による削孔３４の位置を３次元で確認した後に、図７（ｂ）に示すように、注入外管１２として、例えば外周面に公知のスリーブパッカー１６が軸方向に所定のピッチで取り付けられた、例えば４０〜６０ｍｍ程度の外径を備える中空パイプ状の塩化ビニル管を、削孔ケーシング１０の内部に挿入して、これの先端部を先端ビット１１に連結する。しかる後に、削孔ケーシング１０を先端ビット１１から取り外して、先端ビット１１及び注入外管１２を地中に残置したまま、削孔ケーシング１０を口元部側に引き抜く。注入外管１２の先端部が先端ビット１１に連結されていることで、先端ビット１１をアンカーとして機能させて、削孔ケーシング１０が引き抜かれるのに伴って注入外管１２が口元部側に引き抜かれるのを効果的に回避することが可能になる。
【００１９】
削孔ケーシング１０を地中から引き抜いて撤去したら、図７（ｃ）に示すように、漏水や薬液の逆流を防止するために、例えば口元止水板３５によって口元処理を行った後に、注入外管１２と、削孔ケーシング１０を引き抜いた後の削孔３４の内壁面との間のクリアランス部を介した薬液の流出を防止するために、注入外管１２の外周面に取り付けたスリーブパッカー１６を膨張させる。スリーブパッカー１６を膨張させるには、注入外管１２にダブルパッカー１３を備える注入内管１４の挿入して、注入外管１２における、各スリーブパッカー１６への注入口が形成された部分にダブルパッカー１３をセットする。しかる後に、注入内管１４及びダブルパッカー１３を介して例えばセメントベントナイトからなる充填材をスリーブパッカー１６に注入して、削孔３４の内壁面に密着するまでスリーブパッカー１６を各々膨張させる。これによって、注入外管１２の外周面と、削孔３４の内壁面との間のクリアランス部を、注入外管１２の軸方向に隣接するスリーブパッカー１６の間の間隔部分を除いて、強固に閉塞することが可能になる。
【００２０】
各スリーブパッカー１６を膨張させて注入外管１２の外周面と削孔３４の内壁面との間のクリアランス部を閉塞したら、図７（ｄ）に示すように、注入外管１２の軸方向に隣接するスリーブパッカー１６の間の間隔部分を薬液の浸透路として、注入外管１２における、これらの浸透路への注入口が形成された部分にダブルパッカー１３をセットする。しかる後に、注入内管１４及びダブルパッカー１３を介して、例えば浸透固化用の薬液を、例えば予め設計された所定の注入圧及び注入速度で、スリーブパッカー１６の間の浸透路を経て周囲の改良目的地盤３０に浸透注入させる。このような薬液の浸透注入作業は、削孔３４の奥部側から口元部に向けて、ダブルパッカー１３をセットする位置を順次ステップ移動させながら行うことができる。これによって、改良目的地盤３０には、削孔３４に沿って連続する浸透固化改良体３２が、順次形成されてゆくことになる。
【００２１】
薬液を改良目的地盤３０に浸透注入させて浸透固化改良体３２を形成したら、所定の養生期間を経た後に事後調査を行い、浸透固化改良体３２による地盤の改良強度を確認する。
【００２２】
そして、本実施形態の薬液注入装置は、上述のような浸透固化処理工法において用いられ、改良目的地盤３０に所定の位置まで推進設置した削孔ケーシング１０を、先端ビット１１を残して地中から引き抜く際に、削孔時とは逆方向に削孔ケーシング１０を回転させて先端ビット１１から取り外す作業を、スムーズに行えるようにする機能を備えている。
【００２３】
すなわち、本実施形態の薬液注入装置は、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される、削孔水の噴口１５及び逆止弁１７（図２参照）が設けられた先端ビット１１を先端部分に着脱可能に取り付けた削孔ケーシング１０を備える薬液注入用の装置である。本実施形態の薬液注入装置は、上述のように、削孔ケーシング１０を一方向Ｘに回転させながら先端ビット１１により掘削して改良目的地盤３０に所定の位置まで削孔ケーシング１０を推進設置し、設置した削孔ケーシング１０の内部に注入外管１２を挿入してこれの先端部を先端ビット１１に連結した後に、削孔ケーシング１０を逆方向に回転させることで先端ビット１１から取り外して該削孔ケーシング１０を改良目的地盤３０から引き抜き、さらに改良目的地盤３０に残置した注入外管１２の内部に、ダブルパッカー１３を備える注入内管１４を挿入して、改良目的地盤３０に薬液を注入することで地盤改良を行うことが可能な構成を備えており、且つ、先端ビット１１には、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２に示すように、逆止弁１７の弁体１８の封止位置よりも先端側の部分の弁室１９の周壁部を貫通して、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して一方向Ｘとは逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ビット側係合部２１におけるケーシング側係合部２２の逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９（図１（ｃ）参照）に向けて開口する、洗浄口２０が形成されている。
【００２４】
本実施系形態によれば、薬液注入装置は、削孔ケーシング１０を地中に推進させる工程においては、先端部に取り付けた先端ビット１１を安定した装着状態で保持できるようにすると共に、所定の位置まで推進させた後に削孔ケーシング１１を引き抜く際には、先端ビット１１から削孔ケーシング１０を容易に取り外すことができるようにする簡易な構造として、図１（ａ）〜（ｃ）に示すような、ビット側係合部２１とケーシング側係合部２２とからなる着脱構造が設けられている。
【００２５】
図１（ａ）〜（ｃ）に示す着脱構造では、先端ビット１１には、先端側のビット本体部２３と、これに後続する縮径された装着内筒部２４との間の境界部分に、ビット本体部２３の外周部分を切り欠くようにして、幅広の係合導入部２１ａと、係合導入部２１ａのビット先端側の部分から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合溝２１ｂとからなる、ビット側係合部２１が設けられている。また、削孔ケーシング１０の先端部分には、先端ビット１１との接合部材としてのドライブシュー２６が、ネジ部２７を介して一体として取り付けられており、このドライブシュー２６の装着外筒部２８の先端縁部から突出して、基端部２２ａと、基端部２２ａの先端部から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合突部２２ｂとからなる、ケーシング側係合部２２が設けられている。
【００２６】
そして、係合導入部２１ａを介してケーシング側係合部２２をビット側係合部２１の内側に配設すると共に、先端ビット１１の装着内筒部２４をドライブシュー２６の装着外筒部２８の内側に嵌め込んだ後に、先端ビット１１に対してドライブシュー２６を周方向片側Ｘに回転させ、ケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂをビット側係合部２１の係合溝２１ｂに係合させることによって、ドライブシュー２６を介在させた状態で先端ビット１１を削孔ケーシング１０の先端部分に取り付けることができるようになっている（図１（ｃ）参照）。これによって、当該周方向片側Ｘへの一方向Ｘに回転させながら先端ビット１１によって改良目的地盤３０を掘削させて、所定の位置まで、削孔ケーシング１０を地中に推進させることができるようになっている。
【００２７】
また、削孔ケーシング１０を所定の位置まで地中に推進設置した後に、先端ビット１１を地中に残置したまま削孔ケーシング１０を引き抜く際には、削孔ケーシング１０をドライブシュー２６と共に周方向片側Ｘとは反対側の逆方向に回転させれば、ケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂによるビット側係合部２１の係合溝２１ｂへの係合状態が外れるので、係合導入部２１ａを介してケーシング側係合部２２をビット側係合部２１の外側に移動させて、先端ビット１１から、削孔ケーシング１０及びドライブシュー２６を取り外すことができるようになっている。
【００２８】
なお、図１（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、ビット側係合部２１やケーシング側係合部２２は、先端ビット１１やドライブシュー２６の周方向に１８０度の角度間隔をおいた対向する位置に、各々２箇所設けられている。これによって、削孔ケーシング１０を地中に推進させる際の先端ビット１１による地盤の掘削を、安定した状態で行えるようになっている。
【００２９】
さらに、本実施形態では、先端ビット１１には、図２に示すように、削孔水の噴口１５及び逆止弁１７が設けられている。逆止弁１７は、先端ビット１１の内部の弁室１９に配置されたコイルバネ２５と、球状の弁体１８とからなる。弁体１８は、コイルバネ２５による、ビット先端側から後方に向けた付勢力によって、弁室１９と装着内筒部２４の中空内部とを連通させる連通口１９ａの内側周縁部分に、当該内側周縁部分を弁座部１９ｂとして密着することで、例えば削孔ケーシング１０の推進を停止すると共に、削孔ケーシング１０の中空内部を介した加圧水の供給を停止した際に、改良目的地盤３０からの被圧水が噴口１５を介して削孔ケーシング１０の内部に逆流するのを防止できるようになっている。また、先端ビット１１で改良目的地盤３０を掘削しながら削孔ケーシング１０を推進させる際には、削孔ケーシング１０を介して供給される加圧水の圧力によって、コイルバネ２５からの付勢力に抗して弁体１８をビット先端側に押し出すことで、連通口１９ａを開放させて、加圧水を、削孔水として噴口１５から先端ビット１１の前方の改良目的地盤３０に向けて吐出させることができるようになっている。
【００３０】
本実施形態では、先端ビット１１には、弁室１９からビット本体部２３の先端切削面に向けて貫通開口する複数の噴口１５の他に、弁座部１９ｂに密着した状態の弁体１８の封止位置よりも先端側の部分に、弁室１９の周壁部を貫通して、洗浄口２０が設けられている。洗浄口２０は、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ビット側係合部２１におけるケーシング側係合部２２の一方向Ｘとは逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９（図１（ｃ）参照）に向けて開口するようになっている。これによって、先端ビット１１で改良目的地盤３０を掘削しながら削孔ケーシング１０を推進させる際に、加圧水を削孔水として噴口１５から改良目的地盤３０に向けて吐出させるのに伴って、加圧水を、洗浄水として洗浄口２０から回転スペース部２９に吐出させることができるようになっている。
【００３１】
また、本実施形態では、先端ビット１１の装着内筒部２４の内側面には、図３にも示すように、これの周方向全周に亘ってリング状に連続して、略半円の断面形状を備える連結係止溝３６が形成されている。一方、図４に示すように、削孔ケーシング１０の中空内部に挿入される注入外管１２の先端部には、連結アダプター３７が一体として接合されており、この連結アダプター３７の先端部分には、図３にも示すように、例えばバネによる径方向外方への付勢力によって径方向に進退可能な球状ポッチ３８ａを備えるプランジャー３８が、周方向に９０度の角度間隔をおいて４箇所に設けられている。連結アダプター３７のプランジャー３８が設けられたヘッド部３７ａを、先端ビット１１の装着内筒部２４の中空内部に押し込むことで、プランジャー３８の球状ポッチ３８ａを連結係止溝３６に係止させて、注入外管１２の先端部を先端ビット１１に容易に連結させることができるようになっている。
【００３２】
さらに、本実施形態では、ドライブシュー２６のネジ部２７が設けられた部分の内側面には、後部にガイドテーパー部３９ａが形成された案内リブ３９が、ドライブシュー２６の軸方向に延設すると共に、周方向に間隔をおいて複数設けられている。ドライブシュー２６の内側面に案内リブ３９が設けられていることにより、注入外管１２や連結アダプター３７の軸心を、先端ビット１１の装着内筒部２４の軸心と略合致するように誘導して、注入外管１２の先端部を先端ビット１１に連結させる操作を、よりスムーズに行えるようにすることが可能になる。
【００３３】
本実施形態では、図５に示すように、ドライブシュー２６に設けられたケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂと、装着外筒部２８の先端縁部との間の間隔部分を外側から覆って、被覆プレート４０を取り付けておくこともできる。被覆プレート４０は、周方向片側Ｘにドライブシュー２６を回転させてケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂをビット側係合部２１の係合溝２１ｂへ係合させる操作の邪魔にならないように、係合突部２２ｂの外周面よりも僅かに高い位置に延設させて設けられている。係合突部２２ｂと装着外筒部２８の先端縁部との間の間隔部分を覆って被覆プレート４０が取り付けられていることにより、係合状態となったケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂとビット側係合部２１の係合溝２１ｂとの間の隙間に土砂が咬み込むのを防止して、削孔ケーシング１０を先端ビット１１から取り外す操作を、さらに容易に行えるようにすることが可能になる。
【００３４】
また、本実施形態では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、先端ビット１１のビット側係合部２１の係合溝２１ｂのビット後端側に隣接配置されて、係合溝２１ｂにケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂが係合された際に、係合突部２２ｂと装着外筒部２８の先端縁部との間の間隔部分に係合されるビット側突部４１は、係合溝２１ｂの機能に支障がない範囲で、その長さＬをできるだけ短かくしておくことができる。また、ビット側突部４１の係合溝２１ｂ側の先端角部は、面取り部４１ａとして、好ましくは湾曲形状に面取りしておくこともできる。これらによっても、削孔ケーシング１０を先端ビット１１から取り外す操作を、さらに容易に行えるようにすることが可能になる。
【００３５】
そして、上述の構成を備える本実施形態の薬液注入装置によれば、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して一方向Ｘとは逆方向に回転させて係合状態を解除させるために保持された回転スペース部２９に、削孔ケーシング１０の推進中に掘削された土砂が堆積するのを効果的に回避して、削孔ケーシング１０を先端ビット１１からスムーズに取り外して引き抜けるようにすることが可能になる。
【００３６】
すなわち、本実施形態によれば、先端ビット１１には、弁室１９からビット本体部２３の先端切削面に向けて貫通開口する複数の噴口１５の他に、弁座部１９ｂに密着した状態の弁体１８の封止位置よりも先端側の部分に、弁室１９の周壁部を貫通して、洗浄口２０が設けられている。この洗浄口２０は、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ビット側係合部２１におけるケーシング側係合部２２の一方向Ｘとは逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９（図１（ｃ）参照）に向けて開口するようになっている。これによって、先端ビット１１で改良目的地盤３０を掘削しながら削孔ケーシング１０を推進させる際に、加圧水を削孔水として噴口１５から改良目的地盤３０に向けて吐出させるのに伴って、加圧水を、洗浄水として洗浄口２０から回転スペース部２９に吐出させることが可能になるので、回転スペース部２９に土砂が堆積するのを効果的に防止して、削孔ケーシング１０を先端ビット１１からスムーズに取り外せるようにすることが可能になる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、ケーシング側係合部やビット側係合部は、上記実施形態のような構成を有するものに限定されるものではなく、推進時における一方向への回転方向とは逆方向に回転させることで、削孔ケーシングを先端ビットから取り外すことを可能にする、その他の種々のケーシング側係合部やビット側係合部を備える薬液注入装置に本発明を適用することができる。また、本発明は、水平注入による浸透固化処理工法以外の、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行うその他の種々の地盤改良工法に適用できる他、水平方向以外の、斜め方向や鉛直方向に削孔ケーシング推進させて地盤改良を行う地盤改良工法にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 削孔ケーシング
１１ 先端ビット
１２ 注入外管
１３ ダブルパッカー
１４ 注入内管
１５ 噴口
１６ スリーブパッカー
１７ 逆止弁
１８ 弁体
１９ 弁室
１９ａ 連通口
１９ｂ 弁座部
２０ 洗浄口
２１ ビット側係合部
２１ａ 係合導入部
２１ｂ 係合溝
２２ ケーシング側係合部
２２ａ 基端部
２２ｂ 係合突部
２３ ビット本体部
２４ 装着内筒部
２５ コイルバネ
２６ ドライブシュー
２７ ネジ部
２８ 装着外筒部
２９ 回転スペース部
３０ 改良目的地盤
３２ 浸透固化改良体
３４ 削孔
Ｘ 周方向形側へ回転方向（一方向への回転方向）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液注入装置に関し、特に、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される薬液注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば軟弱地盤等を改良するための地盤改良工法として、ダブルパッカ方式で薬液を改良目的地盤に注入して地盤改良を行う工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ダブルパッカ方式による地盤改良工法は、例えば中空パイプ状の削孔ケーシングを一方向に回転させながら、これの先端に取り付けた先端ビットで掘削して改良目的地盤に所定の位置まで削孔ケーシングを推進設置し、設置した削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入してこれの先端部を先端ビットに連結した後に、削孔ケーシングを先端ビットから取り外して該削孔ケーシングを改良目的地盤から引き抜き、さらに改良目的地盤に残置した注入外管の内部に、ダブルパッカーを備える注入内管を挿入して、改良目的地盤に薬液を注入することで地盤改良を行う公知の工法である。ダブルパッカ方式による地盤改良工法では、鉛直方向のみならず、横方向や斜め方向にも、相当の長さで削孔ケーシングを地中に推進させて、基盤改良を行うことが可能である。
【０００３】
また、ダブルパッカ方式による地盤改良工法をさらに効率良く行うことができるように、削孔ケーシングの発進箇所である口元部において掘削土砂や削孔水が漏れ出ないようにしたり、所定の位置まで推進設置した削孔ケーシングを先端ビットから取り外す作業や、引き抜く作業を容易にするために、種々の改良技術が開発されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平５−６５６５１号公報
【特許文献２】特公平６−８６７２７号公報
【特許文献３】特公平７−１０３５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、削孔ケーシングを地中に推進させる工程においては、先端部に取り付けた先端ビットを安定した装着状態で保持できるようにすると共に、所定の位置まで推進させた後に削孔ケーシングを引き抜く際には、先端ビットから削孔ケーシングを容易に取り外すことができるようにする簡易な手段として、例えば図８（ａ）〜（ｃ）に示すような、ビット側係合部５１とケーシング側係合部５２とからなる着脱構造が提案されている。図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造によれば、先端ビット５０には、先端側のビット本体部５３と、これに後続する縮径された装着内筒部５４との間の境界部分に、ビット本体部５３の外周部分を切り欠くようにして、幅広の係合導入部５１ａと、係合導入部５１ａのビット先端側の部分から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合溝５１ｂとからなるビット側係合部５１が設けられている。また、削孔ケーシング５５の先端部分には、先端ビット５０との接合部材としてのドライブシュー５６がネジ部５７を介して一体として取り付けられており、このドライブシュー５６の装着外筒部５８の先端縁部から突出して、基端部５２ａと、基端部５２ａの先端部から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合突部５２ｂとからなるケーシング側係合部５２が設けられている。
【０００６】
そして、図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、係合導入部５１ａを介してケーシング側係合部５２をビット側係合部５１の内側に配設すると共に、先端ビット５０の装着内筒部５４をドライブシュー５６の装着外筒部５８の内側に嵌め込んだ後に、先端ビット５０に対してドライブシュー５６を周方向片側Ｘに回転させ、ケーシング側係合部５２の係合突部５２ｂをビット側係合部５１の係合溝５１ｂ（図８（ｃ）参照）に係合させることによって、ドライブシュー５６を介在させた状態で先端ビット５０を削孔ケーシング５５の先端部分に取り付けることができるようになっている（図８（ｃ）参照）。これによって、当該周方向片側Ｘへの一方向に回転させながら先端ビット５０によって地盤を掘削して、所定の位置まで、削孔ケーシング５５を地中に推進させることが可能になる。
【０００７】
また、削孔ケーシング５５を所定の位置まで地中に推進設置した後に、先端ビット５０を地中に残置したまま削孔ケーシング５５を引き抜く際には、削孔ケーシング５５をドライブシュー５６と共に周方向片側Ｘとは反対側の逆方向に回転させれば、ケーシング側係合部５２の係合突部５２ｂによるビット側係合部５１の係合溝５１ｂへの係合状態が外れるので、係合導入部５１ａを介してケーシング側係止部５２をビット側係合部５１の外側に移動させて、先端ビット５０から削孔ケーシング５５及びドライブシュー５６を取り外すことが可能になる。
【０００８】
なお、図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、ビット側係合部５１やケーシング側係合部５２は、先端ビット５０やドライブシュー５６の周方向に１８０度の角度間隔をおいた対向する位置に、各々２箇所設けられている。これによって、削孔ケーシング５５を地中に推進させる際の先端ビット５０による地盤の掘削を、安定した状態で行えるようになっている。
【０００９】
しかしながら、図８（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、先端ビット５０に対してドライブシュー５６を周方向片側Ｘに回転させて、ケーシング側係合部５２の係合突部５２ａをビット側係合部５１の係合溝５１ｂに係合させた状態で、周方向片側Ｘへの回転によって削孔ケーシング５５を地中に推進する工程においては、ビット本体部５３の外周部分を切り欠くようにして形成されたビット側係止部５１における、ケーシング側係合部５２の周方向片側Ｘとは逆方向への回転側に保持された、ケーシング側係合部５２をビット側係合部５１に対して逆方向に回転させせて係合状態を解除させるための回転スペース部５９（図８（ｃ）参照）は、先端ビット５０の周面に開放されていることになるので、推進中に掘削された土砂がこの回転スペース部５９に堆積すると、ケーシング側係合部５２を逆方向に回転させ難くなって、削孔ケーシング５５を先端ビット５０から取り外すことが困難になると考えられる。このため、さらに改良を施すことが望まれている。
【００１０】
本発明は、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して逆方向に回転させて係合状態を解除させるために保持された回転スペース部に、削孔ケーシングの推進中に掘削された土砂が堆積するのを効果的に回避して、削孔ケーシングを先端ビットからスムーズに取り外して引き抜けるようにすることのできる薬液注入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される、削孔水の噴口及び逆止弁が設けられた先端ビットを先端部分に着脱可能に取り付けた削孔ケーシングを備える薬液注入装置において、該薬液注入装置は、前記削孔ケーシングを一方向に回転させながら前記先端ビットにより掘削して改良目的地盤に所定の位置まで前記削孔ケーシングを推進設置し、設置した前記削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入してこれの先端部を前記先端ビットに連結した後に、前記削孔ケーシングを逆方向に回転させることで前記先端ビットから取り外して該削孔ケーシングを改良目的地盤から引き抜き、さらに改良目的地盤に残置した前記注入外管の内部に、ダブルパッカーを備える注入内管を挿入して、改良目的地盤に薬液を注入することで地盤改良を行うことが可能な構成を備えており、且つ、前記先端ビットには、前記逆止弁の弁体の封止位置よりも先端側の部分の弁室の周壁部を貫通して、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して前記逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、前記ビット側係合部における前記ケーシング側係合部の前記逆方向への回転側に保持された回転スペース部に向けて開口する、洗浄口が形成されている薬液注入装置を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の薬液注入装置によれば、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して逆方向に回転させて係合状態を解除させるために保持された回転スペース部に、削孔ケーシングの推進中に掘削された土砂が堆積するのを効果的に回避して、削孔ケーシングを先端ビットからスムーズに取り外して引き抜けるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る薬液注入装置の要部の構成を説明する、（ａ）は先端ビットの側面図、（ｂ）は削孔ケーシング及びドライブシューの部分破断側面図、（ｃ）は削孔ケーシング及びドライブシューの先端に先端ビットを取り付けた状態の側面図である。
【図２】先端ビットの内部構造を説明する部分破断側面図である。
【図３】注入外管の先端部を先端ビットに連結する構造を説明する、削孔ケーシング及びドライブシューを省略した状態で示す断面図である。
【図４】削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入して、これの先端部を先端ビットに連結した状態の部分破断側面図である。
【図５】ドライブシューの他の形態を例示する側面図である。
【図６】（ａ）先端ビットの他の形態を例示する側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を下方から見た展開図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の好ましい一実施形態に係る薬液注入装置を用いた地盤改良工法（浸透固化処理工法）の説明図である。
【図８】従来の薬液注入装置の要部の構成を説明する、（ａ）は先端ビットの側面図、（ｂ）は削孔ケーシング及びドライブシューの部分破断側面図、（ｃ）は削孔ケーシング及びドライブシューの先端に先端ビットを取り付けた状態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい一実施形態に係る薬液注入装置は、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法として、例えば図７（ａ）〜（ｄ）に示すような、水平注入による浸透固化処理工法を施工するための装置として用いられる。本実施形態の薬液注入装置は、図７（ａ）〜（ｄ）に示す浸透固化処理工法において、改良目的地盤３０に所定の位置まで推進設置した削孔ケーシング１０を、先端ビット１１を残して地中から引き抜く際に、推進削孔時とは逆方向に削孔ケーシング１０を回転させて先端ビット１１から取り外す作業を、スムーズに行えるようにする機能を備えている。
【００１５】
ここで、図７（ａ）〜（ｄ）に示す浸透固化処理工法は、例えば地盤面から地中に掘り下げて構築した作業用の立坑３１から、横方向に向けて改良目的地盤３０に注入外管１２を設置した後に、この注入外管１２の内部にダブルパッカー１３を備える注入内管１４を挿入し、この注入内管１４から改良目的地盤３０に薬液を注入することで浸透固化改良体３２を形成して、地盤改良を行う工法であり、概略以下のような工程によって施工される。
【００１６】
すなわち、浸透固化処理工法は、例えば公知の方法によって、立坑３１における改良目的地盤３０に向けた壁面の所定の位置を口元部として、口元管（図示せず。）を設置した後に、図７（ａ）に示すように、公知の削孔機３３を立坑３１の所定の位置にセットする。また、セットした削孔機３３によって、先端に先端ビット１１を取り付けた例えば１２０ｍｍ程度の外径を備える鋼製の中空パイプ状の削孔ケーシング１０を、削孔の角度調整を行った後に、先端ビット１１によって地盤３０を掘削すると共に、一方向Ｘに回転させながら推進させて横方向に削孔することで、削孔ケーシング１０を例えば２０ｍ程度の所定の位置まで推進設置する。
【００１７】
かかる水平削孔において、削孔ケーシング１０は、公知の方法と同様に、例えば１．５ｍ程度の長さの単位管を、口元部において順次継ぎ足しながら地中に推進させることができる。また、削孔ケーシング１０の中空内部に口元部から加圧水を供給し、供給された加圧水を先端ビット１１の噴口１５（図２参照）から削孔水として吐出させながら、先端ビット１１によって地盤３０を掘削する。先端ビット１１によって掘削された土砂や削孔水は、削孔ケーシング１０の外周面と、形成された削孔３４の内壁面との間の隙間を介して口元部に送り出されると共に、公知の方法と同様に、例えば口元管に設けられた排出バルブ等を介して排除される。
【００１８】
削孔ケーシング１０を改良目的地盤３０の所定の位置まで推進設置したら、好ましくは３次元計測装置（ジャイロ）を削孔ケーシング１０に挿入して、削孔ケーシング１０による削孔３４の位置を３次元で確認した後に、図７（ｂ）に示すように、注入外管１２として、例えば外周面に公知のスリーブパッカー１６が軸方向に所定のピッチで取り付けられた、例えば４０〜６０ｍｍ程度の外径を備える中空パイプ状の塩化ビニル管を、削孔ケーシング１０の内部に挿入して、これの先端部を先端ビット１１に連結する。しかる後に、削孔ケーシング１０を先端ビット１１から取り外して、先端ビット１１及び注入外管１２を地中に残置したまま、削孔ケーシング１０を口元部側に引き抜く。注入外管１２の先端部が先端ビット１１に連結されていることで、先端ビット１１をアンカーとして機能させて、削孔ケーシング１０が引き抜かれるのに伴って注入外管１２が口元部側に引き抜かれるのを効果的に回避することが可能になる。
【００１９】
削孔ケーシング１０を地中から引き抜いて撤去したら、図７（ｃ）に示すように、漏水や薬液の逆流を防止するために、例えば口元止水板３５によって口元処理を行った後に、注入外管１２と、削孔ケーシング１０を引き抜いた後の削孔３４の内壁面との間のクリアランス部を介した薬液の流出を防止するために、注入外管１２の外周面に取り付けたスリーブパッカー１６を膨張させる。スリーブパッカー１６を膨張させるには、注入外管１２にダブルパッカー１３を備える注入内管１４の挿入して、注入外管１２における、各スリーブパッカー１６への注入口が形成された部分にダブルパッカー１３をセットする。しかる後に、注入内管１４及びダブルパッカー１３を介して例えばセメントベントナイトからなる充填材をスリーブパッカー１６に注入して、削孔３４の内壁面に密着するまでスリーブパッカー１６を各々膨張させる。これによって、注入外管１２の外周面と、削孔３４の内壁面との間のクリアランス部を、注入外管１２の軸方向に隣接するスリーブパッカー１６の間の間隔部分を除いて、強固に閉塞することが可能になる。
【００２０】
各スリーブパッカー１６を膨張させて注入外管１２の外周面と削孔３４の内壁面との間のクリアランス部を閉塞したら、図７（ｄ）に示すように、注入外管１２の軸方向に隣接するスリーブパッカー１６の間の間隔部分を薬液の浸透路として、注入外管１２における、これらの浸透路への注入口が形成された部分にダブルパッカー１３をセットする。しかる後に、注入内管１４及びダブルパッカー１３を介して、例えば浸透固化用の薬液を、例えば予め設計された所定の注入圧及び注入速度で、スリーブパッカー１６の間の浸透路を経て周囲の改良目的地盤３０に浸透注入させる。このような薬液の浸透注入作業は、削孔３４の奥部側から口元部に向けて、ダブルパッカー１３をセットする位置を順次ステップ移動させながら行うことができる。これによって、改良目的地盤３０には、削孔３４に沿って連続する浸透固化改良体３２が、順次形成されてゆくことになる。
【００２１】
薬液を改良目的地盤３０に浸透注入させて浸透固化改良体３２を形成したら、所定の養生期間を経た後に事後調査を行い、浸透固化改良体３２による地盤の改良強度を確認する。
【００２２】
そして、本実施形態の薬液注入装置は、上述のような浸透固化処理工法において用いられ、改良目的地盤３０に所定の位置まで推進設置した削孔ケーシング１０を、先端ビット１１を残して地中から引き抜く際に、削孔時とは逆方向に削孔ケーシング１０を回転させて先端ビット１１から取り外す作業を、スムーズに行えるようにする機能を備えている。
【００２３】
すなわち、本実施形態の薬液注入装置は、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される、削孔水の噴口１５及び逆止弁１７（図２参照）が設けられた先端ビット１１を先端部分に着脱可能に取り付けた削孔ケーシング１０を備える薬液注入用の装置である。本実施形態の薬液注入装置は、上述のように、削孔ケーシング１０を一方向Ｘに回転させながら先端ビット１１により掘削して改良目的地盤３０に所定の位置まで削孔ケーシング１０を推進設置し、設置した削孔ケーシング１０の内部に注入外管１２を挿入してこれの先端部を先端ビット１１に連結した後に、削孔ケーシング１０を逆方向に回転させることで先端ビット１１から取り外して該削孔ケーシング１０を改良目的地盤３０から引き抜き、さらに改良目的地盤３０に残置した注入外管１２の内部に、ダブルパッカー１３を備える注入内管１４を挿入して、改良目的地盤３０に薬液を注入することで地盤改良を行うことが可能な構成を備えており、且つ、先端ビット１１には、図１（ａ）〜（ｃ）及び図２に示すように、逆止弁１７の弁体１８の封止位置よりも先端側の部分の弁室１９の周壁部を貫通して、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して一方向Ｘとは逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ビット側係合部２１におけるケーシング側係合部２２の逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９（図１（ｃ）参照）に向けて開口する、洗浄口２０が形成されている。
【００２４】
本実施系形態によれば、薬液注入装置は、削孔ケーシング１０を地中に推進させる工程においては、先端部に取り付けた先端ビット１１を安定した装着状態で保持できるようにすると共に、所定の位置まで推進させた後に削孔ケーシング１１を引き抜く際には、先端ビット１１から削孔ケーシング１０を容易に取り外すことができるようにする簡易な構造として、図１（ａ）〜（ｃ）に示すような、ビット側係合部２１とケーシング側係合部２２とからなる着脱構造が設けられている。
【００２５】
図１（ａ）〜（ｃ）に示す着脱構造では、先端ビット１１には、先端側のビット本体部２３と、これに後続する縮径された装着内筒部２４との間の境界部分に、ビット本体部２３の外周部分を切り欠くようにして、幅広の係合導入部２１ａと、係合導入部２１ａのビット先端側の部分から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合溝２１ｂとからなる、ビット側係合部２１が設けられている。また、削孔ケーシング１０の先端部分には、先端ビット１１との接合部材としてのドライブシュー２６が、ネジ部２７を介して一体として取り付けられており、このドライブシュー２６の装着外筒部２８の先端縁部から突出して、基端部２２ａと、基端部２２ａの先端部から周方向片側に鉤形に折れ曲がって形成された係合突部２２ｂとからなる、ケーシング側係合部２２が設けられている。
【００２６】
そして、係合導入部２１ａを介してケーシング側係合部２２をビット側係合部２１の内側に配設すると共に、先端ビット１１の装着内筒部２４をドライブシュー２６の装着外筒部２８の内側に嵌め込んだ後に、先端ビット１１に対してドライブシュー２６を周方向片側Ｘに回転させ、ケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂをビット側係合部２１の係合溝２１ｂに係合させることによって、ドライブシュー２６を介在させた状態で先端ビット１１を削孔ケーシング１０の先端部分に取り付けることができるようになっている（図１（ｃ）参照）。これによって、当該周方向片側Ｘへの一方向Ｘに回転させながら先端ビット１１によって改良目的地盤３０を掘削させて、所定の位置まで、削孔ケーシング１０を地中に推進させることができるようになっている。
【００２７】
また、削孔ケーシング１０を所定の位置まで地中に推進設置した後に、先端ビット１１を地中に残置したまま削孔ケーシング１０を引き抜く際には、削孔ケーシング１０をドライブシュー２６と共に周方向片側Ｘとは反対側の逆方向に回転させれば、ケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂによるビット側係合部２１の係合溝２１ｂへの係合状態が外れるので、係合導入部２１ａを介してケーシング側係合部２２をビット側係合部２１の外側に移動させて、先端ビット１１から、削孔ケーシング１０及びドライブシュー２６を取り外すことができるようになっている。
【００２８】
なお、図１（ａ）〜（ｃ）の着脱構造では、ビット側係合部２１やケーシング側係合部２２は、先端ビット１１やドライブシュー２６の周方向に１８０度の角度間隔をおいた対向する位置に、各々２箇所設けられている。これによって、削孔ケーシング１０を地中に推進させる際の先端ビット１１による地盤の掘削を、安定した状態で行えるようになっている。
【００２９】
さらに、本実施形態では、先端ビット１１には、図２に示すように、削孔水の噴口１５及び逆止弁１７が設けられている。逆止弁１７は、先端ビット１１の内部の弁室１９に配置されたコイルバネ２５と、球状の弁体１８とからなる。弁体１８は、コイルバネ２５による、ビット先端側から後方に向けた付勢力によって、弁室１９と装着内筒部２４の中空内部とを連通させる連通口１９ａの内側周縁部分に、当該内側周縁部分を弁座部１９ｂとして密着することで、例えば削孔ケーシング１０の推進を停止すると共に、削孔ケーシング１０の中空内部を介した加圧水の供給を停止した際に、改良目的地盤３０からの被圧水が噴口１５を介して削孔ケーシング１０の内部に逆流するのを防止できるようになっている。また、先端ビット１１で改良目的地盤３０を掘削しながら削孔ケーシング１０を推進させる際には、削孔ケーシング１０を介して供給される加圧水の圧力によって、コイルバネ２５からの付勢力に抗して弁体１８をビット先端側に押し出すことで、連通口１９ａを開放させて、加圧水を、削孔水として噴口１５から先端ビット１１の前方の改良目的地盤３０に向けて吐出させることができるようになっている。
【００３０】
本実施形態では、先端ビット１１には、弁室１９からビット本体部２３の先端切削面に向けて貫通開口する複数の噴口１５の他に、弁座部１９ｂに密着した状態の弁体１８の封止位置よりも先端側の部分に、弁室１９の周壁部を貫通して、洗浄口２０が設けられている。洗浄口２０は、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ビット側係合部２１におけるケーシング側係合部２２の一方向Ｘとは逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９（図１（ｃ）参照）に向けて開口するようになっている。これによって、先端ビット１１で改良目的地盤３０を掘削しながら削孔ケーシング１０を推進させる際に、加圧水を削孔水として噴口１５から改良目的地盤３０に向けて吐出させるのに伴って、加圧水を、洗浄水として洗浄口２０から回転スペース部２９に吐出させることができるようになっている。
【００３１】
また、本実施形態では、先端ビット１１の装着内筒部２４の内側面には、図３にも示すように、これの周方向全周に亘ってリング状に連続して、略半円の断面形状を備える連結係止溝３６が形成されている。一方、図４に示すように、削孔ケーシング１０の中空内部に挿入される注入外管１２の先端部には、連結アダプター３７が一体として接合されており、この連結アダプター３７の先端部分には、図３にも示すように、例えばバネによる径方向外方への付勢力によって径方向に進退可能な球状ポッチ３８ａを備えるプランジャー３８が、周方向に９０度の角度間隔をおいて４箇所に設けられている。連結アダプター３７のプランジャー３８が設けられたヘッド部３７ａを、先端ビット１１の装着内筒部２４の中空内部に押し込むことで、プランジャー３８の球状ポッチ３８ａを連結係止溝３６に係止させて、注入外管１２の先端部を先端ビット１１に容易に連結させることができるようになっている。
【００３２】
さらに、本実施形態では、ドライブシュー２６のネジ部２７が設けられた部分の内側面には、後部にガイドテーパー部３９ａが形成された案内リブ３９が、ドライブシュー２６の軸方向に延設すると共に、周方向に間隔をおいて複数設けられている。ドライブシュー２６の内側面に案内リブ３９が設けられていることにより、注入外管１２や連結アダプター３７の軸心を、先端ビット１１の装着内筒部２４の軸心と略合致するように誘導して、注入外管１２の先端部を先端ビット１１に連結させる操作を、よりスムーズに行えるようにすることが可能になる。
【００３３】
本実施形態では、図５に示すように、ドライブシュー２６に設けられたケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂと、装着外筒部２８の先端縁部との間の間隔部分を外側から覆って、被覆プレート４０を取り付けておくこともできる。被覆プレート４０は、周方向片側Ｘにドライブシュー２６を回転させてケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂをビット側係合部２１の係合溝２１ｂへ係合させる操作の邪魔にならないように、係合突部２２ｂの外周面よりも僅かに高い位置に延設させて設けられている。係合突部２２ｂと装着外筒部２８の先端縁部との間の間隔部分を覆って被覆プレート４０が取り付けられていることにより、係合状態となったケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂとビット側係合部２１の係合溝２１ｂとの間の隙間に土砂が咬み込むのを防止して、削孔ケーシング１０を先端ビット１１から取り外す操作を、さらに容易に行えるようにすることが可能になる。
【００３４】
また、本実施形態では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、先端ビット１１のビット側係合部２１の係合溝２１ｂのビット後端側に隣接配置されて、係合溝２１ｂにケーシング側係合部２２の係合突部２２ｂが係合された際に、係合突部２２ｂと装着外筒部２８の先端縁部との間の間隔部分に係合されるビット側突部４１は、係合溝２１ｂの機能に支障がない範囲で、その長さＬをできるだけ短かくしておくことができる。また、ビット側突部４１の係合溝２１ｂ側の先端角部は、面取り部４１ａとして、好ましくは湾曲形状に面取りしておくこともできる。これらによっても、削孔ケーシング１０を先端ビット１１から取り外す操作を、さらに容易に行えるようにすることが可能になる。
【００３５】
そして、上述の構成を備える本実施形態の薬液注入装置によれば、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して一方向Ｘとは逆方向に回転させて係合状態を解除させるために保持された回転スペース部２９に、削孔ケーシング１０の推進中に掘削された土砂が堆積するのを効果的に回避して、削孔ケーシング１０を先端ビット１１からスムーズに取り外して引き抜けるようにすることが可能になる。
【００３６】
すなわち、本実施形態によれば、先端ビット１１には、弁室１９からビット本体部２３の先端切削面に向けて貫通開口する複数の噴口１５の他に、弁座部１９ｂに密着した状態の弁体１８の封止位置よりも先端側の部分に、弁室１９の周壁部を貫通して、洗浄口２０が設けられている。この洗浄口２０は、ケーシング側係合部２２をビット側係合部２１に対して逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、ビット側係合部２１におけるケーシング側係合部２２の一方向Ｘとは逆方向への回転側に保持された回転スペース部２９（図１（ｃ）参照）に向けて開口するようになっている。これによって、先端ビット１１で改良目的地盤３０を掘削しながら削孔ケーシング１０を推進させる際に、加圧水を削孔水として噴口１５から改良目的地盤３０に向けて吐出させるのに伴って、加圧水を、洗浄水として洗浄口２０から回転スペース部２９に吐出させることが可能になるので、回転スペース部２９に土砂が堆積するのを効果的に防止して、削孔ケーシング１０を先端ビット１１からスムーズに取り外せるようにすることが可能になる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、ケーシング側係合部やビット側係合部は、上記実施形態のような構成を有するものに限定されるものではなく、推進時における一方向への回転方向とは逆方向に回転させることで、削孔ケーシングを先端ビットから取り外すことを可能にする、その他の種々のケーシング側係合部やビット側係合部を備える薬液注入装置に本発明を適用することができる。また、本発明は、水平注入による浸透固化処理工法以外の、ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行うその他の種々の地盤改良工法に適用できる他、水平方向以外の、斜め方向や鉛直方向に削孔ケーシング推進させて地盤改良を行う地盤改良工法にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 削孔ケーシング
１１ 先端ビット
１２ 注入外管
１３ ダブルパッカー
１４ 注入内管
１５ 噴口
１６ スリーブパッカー
１７ 逆止弁
１８ 弁体
１９ 弁室
１９ａ 連通口
１９ｂ 弁座部
２０ 洗浄口
２１ ビット側係合部
２１ａ 係合導入部
２１ｂ 係合溝
２２ ケーシング側係合部
２２ａ 基端部
２２ｂ 係合突部
２３ ビット本体部
２４ 装着内筒部
２５ コイルバネ
２６ ドライブシュー
２７ ネジ部
２８ 装着外筒部
２９ 回転スペース部
３０ 改良目的地盤
３２ 浸透固化改良体
３４ 削孔
Ｘ 周方向形側へ回転方向（一方向への回転方向）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される、削孔水の噴口及び逆止弁が設けられた先端ビットを先端部分に着脱可能に取り付けた削孔ケーシングを備える薬液注入装置において、
該薬液注入装置は、前記削孔ケーシングを一方向に回転させながら前記先端ビットにより掘削して改良目的地盤に所定の位置まで前記削孔ケーシングを推進設置し、設置した前記削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入してこれの先端部を前記先端ビットに連結した後に、前記削孔ケーシングを逆方向に回転させることで前記先端ビットから取り外して該削孔ケーシングを改良目的地盤から引き抜き、さらに改良目的地盤に残置した前記注入外管の内部に、ダブルパッカーを備える注入内管を挿入して、改良目的地盤に薬液を注入することで地盤改良を行うことが可能な構成を備えており、
且つ、前記先端ビットには、前記逆止弁の弁体の封止位置よりも先端側の部分の弁室の周壁部を貫通して、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して前記逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、前記ビット側係合部における前記ケーシング側係合部の前記逆方向への回転側に保持された回転スペース部に向けて開口する、洗浄口が形成されている薬液注入装置。
【請求項１】
ダブルパッカ方式で薬液を注入して地盤改良を行う地盤改良工法において使用される、削孔水の噴口及び逆止弁が設けられた先端ビットを先端部分に着脱可能に取り付けた削孔ケーシングを備える薬液注入装置において、
該薬液注入装置は、前記削孔ケーシングを一方向に回転させながら前記先端ビットにより掘削して改良目的地盤に所定の位置まで前記削孔ケーシングを推進設置し、設置した前記削孔ケーシングの内部に注入外管を挿入してこれの先端部を前記先端ビットに連結した後に、前記削孔ケーシングを逆方向に回転させることで前記先端ビットから取り外して該削孔ケーシングを改良目的地盤から引き抜き、さらに改良目的地盤に残置した前記注入外管の内部に、ダブルパッカーを備える注入内管を挿入して、改良目的地盤に薬液を注入することで地盤改良を行うことが可能な構成を備えており、
且つ、前記先端ビットには、前記逆止弁の弁体の封止位置よりも先端側の部分の弁室の周壁部を貫通して、ケーシング側係合部をビット側係合部に対して前記逆方向に回転させて取り外すことを可能にする、前記ビット側係合部における前記ケーシング側係合部の前記逆方向への回転側に保持された回転スペース部に向けて開口する、洗浄口が形成されている薬液注入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６７４９７（Ｐ２０１２−１６７４９７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３００４１（Ｐ２０１１−３００４１）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
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