グラウト注入工法

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、瞬結性グラウトおよび緩結性グラウトを用い、あるいはこれらのほか強化用グラウトをも用いて、注入管を段階的にステップアップさせつつ各ステップで、瞬結性グラウトの注入と緩結性グラウトの注入とを同時的に行うグラウト注入工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固結時間が長い浸透性または緩結性グラウトの注入のほか、昭和５０年代になって、固結時間が６０秒以下のいわゆる瞬結性グラウトを注入することが行われるようになり、その有効性も確認されている。この場合、瞬結性グラウトは、通常は、水ガラスに対して反応剤を合流混合させて得ており、これを注入することにより、注入管の周りの間隙をパックしてグラウトの地上への流出を防止し、かつ地盤中の主に荒い間隙に注入してその間隙を荒詰めすることを目的としている。この際における注入態様は、通常は、脈状に注入される。
【０００３】一方、同時期的に、溶液型の瞬結性グラウトと溶液型の浸透性グラウトとを併用することにより、瞬結性グラウトにより脈状に注入するとともに、この瞬結性グラウトでは注入できない細かい間隙に対して浸透性グラウトを注入する、いわゆる複合注入工法が提案され、その後実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この複合注入工法は、第１工程として、予め瞬結性グラウトを先端または基端側の注入口から周辺地盤に注入した後、その位置で同一の注入口またはそれより先端側の注入口から緩結性グラウトを注入する。
【０００５】次いで、第２工程として、先の緩結性グラウトの注入口が、先の瞬結性グラウトによる改良ゾーンより上方に位置するようにステップアップした後、改めて瞬結性グラウトを注入し、続いて緩結性グラウトを注入することを、繰り返す方法を採っている。
【０００６】したがって、この複合注入工法では、注入管をステップアップするまでの時間内において、瞬結性グラウトの注入と緩結性グラウトの注入とが行われ、第１工程での改良ゾーンとステップアップした後の第２工程での改良ゾーンとに注入作業が跨がることはないものである。
【０００７】しかし、これでは第１工程において、緩結性グラウトの注入が完了した後、ステップアップした上で、先に形成した瞬結性グラウトによる改良ゾーンの上方において、改めて第２工程として、瞬結性グラウトを注入する必要があるので、結果として、ステップアップごとの複合注入となり、能率性が高くない。
【０００８】他方、いわゆる「サイマルジョン工法」は、長さ方向に複数の注入口を有する３重注入管を用い、上方の注入口から瞬結性グラウトを、下方の注入口から緩結性グラウトを注入する、いわば同時複合注入工法を提案しており、それなりに有効性を確認されている。
【０００９】しかし、瞬結性グラウトによるパッカー効果が未だ十分に発揮していない状態で、緩結性グラウトの注入が行われるので、緩結性グラウトが未発達パッカーを容易に破ってまたはそれによるバリアー抵抗無しに地上または荒い間隙を通って遠くに逸走してしまう。その結果、大量のグラウトが必要になったり、目的の改良効果が得られないことがしばしばある。
【００１０】したがって、本発明の主たる課題は、複合注入工法または後述する新規に提案する３相複合注入工法において作業能率を高めることにある。
【００１１】第２の課題は、同時複合注入工法との対比の下では、瞬結性グラウトの注入によるパッカー効果を十分発揮させて、良好な地盤改良を行うことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題は、少なくとも長さ方向に異なる２つの位置において、基端側注入口および先端側注入口を有する注入管を地盤中に挿入し、第１工程として、基端側注入口から固結時間が６０秒以下の瞬結性グラウトを注入し、その後、第２工程として、注入管をステップアップして、先の第１工程で注入し固結させた瞬結性グラウトが存する第１パッカーゾーンよりも上方位置に臨む注入管の基端側注入口から瞬結性グラウトを注入するとともに、同時にまたはその後に注入管をステップアップさせることなく、前記第１パッカーゾーンよりも下方位置に臨ませた先端側注入口から、固結時間が前記瞬結性グラウトより長い緩結性グラウトを注入することによって、当該第2工程の次の工程で利用する第２パッカーゾーンを形成するように、前記第１パッカーゾーンの上方に瞬結性グラウトを注入するとともに、当該第２工程に先だって形成されている前記第１パッカーゾーンを利用してそのパッカーゾーンの下方に緩結性グラウトを注入し、以降、この第２工程と同様の工程を繰り返し行う、ことで解決できる。
【００１３】また、後に詳述する３相複合注入工法の場合には、少なくとも長さ方向に異なる３つの位置において、基端側注入口、先端側注入口およびこれらの間の中間注入口を有する注入管を地盤中に挿入し、第１工程として、基端側注入口から固結時間が６０秒以下の瞬結性グラウトを注入するとともに、同時にまたはその後において注入管をステップアップさせることなく、この瞬結性グラウトを注入したゾーンそれより下方の位置に臨む中間注入口から、前記瞬結性グラウトより固結時間が長くかつホモゲル強度が大きい懸濁型の強化用グラウトを注入し、その後、第２工程として、注入管をステップアップして、先の第１工程で注入し固結させた瞬結性グラウトが存する第１パッカーゾーンよりも上方位置に臨む注入管の基端側注入口から瞬結性グラウトを注入するとともに、同時にまたはその後において注入管をステップアップさせることなく、当該第２工程で注入し固結させた瞬結性グラウトが存する第２パッカーゾーンよりも下方であって且つ前記第１パッカーゾーンよりも上方位置に臨む中間注入口から強化グラウトを注入し、同時にまたはその後において注入管をステップアップさせることなく、先の第１工程で注入し固結させた強化グラウトが存する第１強化ゾーンを含む、前記第１パッカーゾーンよりも下方の位置に臨む、注入管の先端側注入口から緩結性グラウトを注入することによって、当該第２工程の次の工程で利用する第２パッカーゾーンを形成するように、前記第１パッカーゾーンの上方に瞬結性グラウトを注入し、かつその第２パッカーゾーンと前記第１パッカーゾーンとの間の位置に当該第２工程よりも後の工程で利用する第２強化ゾーンを形成するように強化グラウトを注入するとともに、当該第２工程に先だって形成されている前記第１パッカーゾーンを利用してそのパッカーゾーンの下方に緩結性グラウトを注入し、以降、この第２工程と同様の工程を繰り返し行う、ことで解決できる。
【００１４】
【作用】本発明では、下方の目的改良ゾーンに対する緩結性グラウトの注入と同時的に、それよりも一段以上ステップアップしたときに緩結性グラウトを注入する予定の上方の（次の）目的改良ゾーンにおけるパッカ予定ゾーンに対して瞬結性グラウトを注入するので、注入管を上方にステップアップしたとき、直ちにまたは速やかに上方の改良ゾーンに対する緩結性グラウトの注入を行うことができる。したがって、注入作業時間としてきわめて能率性の高い注入を行うことができる。
【００１５】この点を改めて考えてみるに、複合注入工法においては、瞬結性グラウトの液と緩結性グラウトの液の切り換えにかなりの時間を要する。また、瞬結とはいっても瞬結性グラウトのパッカー効果が発現するまでにもある程度の時間を要する。しかるに、本発明によれば、下方の目的改良ゾーンに対する瞬結性グラウトの注入段階から緩結性グラウトの移行段階のまでの間において、上方の目的改良ゾーンに対する瞬結性グラウトの注入プラント側での液の切り換え準備を済ませておくことができる。この段取りが済んだ状態で、下方の緩結性グラウトの注入と同時的に、上方の目的改良ゾーンにおけるパッカ予定ゾーンに対して瞬結性グラウトを注入するのであるから、注入作業時間が大幅に短縮できる。
【００１６】しかも、下方の緩結性グラウトの注入が完了し、上方の緩結性グラウトの注入を行うべくステップアップした状態では、上方の瞬結性グラウトの注入によるパッカー効果が十分に発現していることになるので、注入管のステップアップ後、速やかに上方の目的改良ゾーンに対する緩結性グラウトの注入に移行できる。この面でも、注入作業時間が大幅に短縮する。
【００１７】一方、主に前述の同時複合注入工法との対比の下では、本発明では上述の構成から当然に、ステップアップした後における緩結性グラウトの注入時点が、ステップアップする前の瞬結性グラウトの注入時点より後となるので、瞬結性グラウトの注入によるパッカー効果が先に十分に発現した状態で、緩結性グラウトを注入することになり、その緩結性グラウトの逸走を防止できる。もって、十分な改良を達成できる。
【００１８】他方で、瞬結性グラウトおよび緩結性グラウトのみを用いる従来の代表的な複合グラウトは、一見地盤の改良の理想的な態様と映るが、特に砂礫層を含む透水
【００１９】性の高い地盤あるいはきわめて複雑な地盤に対しては、必ずしも有効ではない。すなわち、砂礫層を含む透水性の高い地盤に対して、水ガラス系の溶液型瞬結性グラウトを注入したとしても、その砂礫層の間隙を十分に目詰めすることができず、かつ強度の向上が低い。さらに、改良ゾーンが小さい問題もある。
【００２０】また、この状態で、浸透性グラウトを注入したとしても、未だ十分に地盤の荒い間隙が充填されていないので、その浸透性グラウトが逸走することが多く、効率的な改良を望めない。
【００２１】したがって、砂礫層を含む透水性の高い地盤などにあっても改良効果が高く、特に改良後の強度が高く、かつ改良径を大きくするためには、地盤中に挿入した注入管を通してその先端部から固結時間が６０秒以下の溶液型または懸濁型の瞬結性グラウトを注入した後、その注入位置またはそれより先端側から前記瞬結性グラウトより固結時間が長くかつホモゲル強度が大きい懸濁型の強化用グラウトを注入し、次いでこの強化用グラウトの注入位置またはそれより先端側から前記瞬結性グラウトより固結時間が長い溶液型の浸透性グラウトを注入することが好適である。以下の説明では、３種類のグラウトを用いる点で３相グラウト注入工法ともいう。
【００２２】かかる３相グラウト注入工法に対しても、本発明のジャンプステップ注入方式を採用できる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら具体的に詳説する。
（複合グラウト注入工法に関する例）
図１〜図４は本発明法の瞬結性グラウトおよび緩結性グラウトのみを用いる、第１の例、すなわち２相（複合）グラウト注入工法の代表的概念図であり、まず、図１に示すように、削孔ロッドを兼用した注入管１により地盤中を削孔しながら、あるいは図示しないボーリングロッドまたはケーシングロッドにより削孔した孔中に注入管を挿入することにより、所定の深度に注入管１を挿入する。この注入管１の基端側には第１注入口２Ａが、それより先端側には第２注入口２Ｃが形成されている。下端には下方に開口した削孔水吐出口２Ｄが形成されている。
【００２４】次いで、図２に示すように、第１注入口２Ａより瞬結性グラウトＳを地盤中に注入する。この瞬結性グラウトとしては、固結時間が６０秒以下の水ガラス系に代表される溶液型、あるいはセメント系もしくはセメントベントナイト系の懸濁型のものが用いられる。この瞬結性グラウトの注入により、注入管１の周囲の削孔壁との間隙を充填し、かつ地盤の荒い間隙に対して脈状の注入を行い、続くグラウトの地上側への流出を防止するためのパッカー効果と、大きい間隙に対しての荒詰めによる強度の向上とを図る。
【００２５】その後、図３に示すように、注入管１を所定長さＸステップアップし、基端側の第１注入口２Ａから瞬結性グラウトＳを注入するとともに、注入管１を移動させることなく、先に注入し固結した瞬結性グラウトＳが存する第１パッカーゾーンの前方（下方）の位置に臨ませた先端側の第２注入口２Ｃから、前記瞬結性グラウトより固結時間が長い溶液型の浸透性に優れた緩結性グラウトＬを注入する。
【００２６】この溶液型の緩結性グラウトとしては、代表的に水ガラス系のものを用いることができる。この緩結性グラウトＬは、材料が溶液型であること、固結時間が長いことによって、地盤中の細かい間隙中に浸透注入される。次いで、図４に示すように、注入管１を再度所定長さＸステップアップし、基端側の第１注入口２Ａから瞬結性グラウトＳを注入するとともに、注入管１を移動させることなく、瞬結性グラウトＳの第２パッカーゾーンより下方の位置に臨ませた先端側の第２注入口２Ｃから、前記瞬結性グラウトより固結時間が長い溶液型の緩結性グラウトＬを注入する。この溶液型の緩結性グラウトとしては、代表的に水ガラス系のものを用いることができる。この緩結性グラウトＬは、材料が溶液型であること、固結時間が長いことによって、地盤中の細かい間隙中に浸透注入される。以後、これらの注入を繰り返す。
【００２７】この場合、ステップアップするまでの同一深さ範囲内では、たとえば図４に示す状態において、緩結性グラウトＬの注入時点と、瞬結性グラウトＳの注入時点とは、同時であっても、一方が早くてもよい。しかし、図３の状態から図４の状態にステップアップした後における緩結性グラウトＬの注入時点は、ステップアップする前の瞬結性グラウトＳの注入時点より後であることは必須である。
【００２８】なお、最終の緩結性グラウトＬの注入時において、その上方の瞬結性グラウトＳの注入は必要ではない。また、図２の最深部の状態において、第２注入口２Ｃから緩結性グラウトＬを注入してもよい。この場合は、その後、図３のように、再度緩結性グラウトＬを注入してもよいし、この再度注入を省略して、図３の上方に対してのみ瞬結性グラウトＳを注入した後、図４に示す状態に移行してもよい。
【００２９】（３相グラウト工法に関する例）
一方、図５〜図８は３相グラウト工法の例を示したもので、注入管として、第１注入口２Ａと第２注入口２Ｃとの中間に第３注入口２Ｂを形成した注入管１０を用意し、この注入管１０を前述のように地盤中に所定深度まで挿入した後、まず、図５に示すように、第１注入口２Ａから瞬結性グラウトＳを注入する。
【００３０】次いで、この深度で図６に示すように、第３注入口２Ｂから前記瞬結性グラウトＳより固結時間が長くかつホモゲル強度が大きい懸濁型の強化用グラウトＲを注入する。この懸濁型のグラウトとしては、セメント系またはセメントベントナイト系のものを用いる。この強化用グラウトＲの注入により、地盤中の大きな間隙が荒詰めされ、強度の増大が図られる。このとき、既に瞬結性グラウトＳにより、注入口２Ｂの上方において、注入管１０と削孔壁との間隙が充填され、かつ脈状注入が行われパッカーが形成されているために、この強化用グラウトＲは地上側に逃げることなく、主に瞬結性グラウトＳによる改良ゾーンの下方に注入される。また、一部は先の瞬結性グラウトＳの脈状注入部分に入り込み、これを地盤間隙中に押し込み、あるいは注入不十分部分にも入り込み、地盤の強化を図る機能がある。強化用グラウトＲは懸濁型であるために、材料コストの低減を図ることができる利点もある。
【００３１】しかも、強化用グラウトＲは懸濁型のものが用いられるために、単に溶液型の瞬結性グラウトを注入した場合に比較して強度の向上効果が大きい。また、瞬結性グラウトとして、懸濁型のものを用いることもできる。この場合において、瞬結性グラウトであるが故に、これは主に注入管１０の近傍にのみ留まって固結されるために、ある程度遠くまで浸透することはない。しかるに、強化用グラウトＲとして、固結時間が少なくとも瞬結性グラウトより長いものが用いると、この強化用グラウトＲがより遠くまで浸透することとなり、改良径が大きくなる利点もある。
【００３２】続いて、図７に示すように、注入管１０を所定長さＹステップアップして、第２注入口２Ｃから緩結性グラウトＬを注入する。この緩結性グラウトＬは、材料が溶液型であること、固結時間が長いことによって、地盤中の細かい間隙中に浸透注入される。また、先に形成された強化用グラウトＲによる荒詰め強化ゾーン中にも浸透し、あるいはその強化ゾーンを通ってもしくは破ってさらに遠くにまで達して固結する。このようにして、瞬結性グラウトＳ、強化用グラウトＲおよび緩結性グラウトＬの固有の機能が相互に関連して、全体として、きわめて理想的な地盤の強化を図ることができる。
【００３３】図７に示されているように、緩結性グラウトＬの注入と同時的に、先の瞬結性グラウトＳによる改良ゾーンの上方に、瞬結性グラウトＳも第１注入口２Ａから注入する。続いて、図示していないが、第３注入口２Ｂから強化用グラウトＲも注入する。
【００３４】その後、図８のように、再び注入管１０をＹ長さ分ステップアップして、第１段階の瞬結改良ゾーンと第２段階の瞬結改良ゾーンとの間に、第２注入口２Ｃを位置させて、その第２注入口２Ｃから緩結性グラウトＬを注入する。この緩結性グラウトＬの注入と同時的に第３段階の瞬結性グラウトＳの注入も行う。以後これらの作業が繰り返される。
【００３５】瞬結性グラウトＳ、強化用グラウトＲおよび緩結性グラウトＬの注入に際しての注入量比としては、たとえばＱ＝（Ｓ＋Ｒ＋Ｌ）としたとき、Ｓ＝Ｑ×（５〜２０％) 、Ｓ＝Ｑ×（１５〜３０％) とすることができる。瞬結性グラウトＳの固結時間は好ましくは20秒以下である。強化用グラウトＲの固結時間は好ましくは30秒〜５分である。緩結性グラウトＬの固結時間は３分以上であることが望ましい。
【００３６】（注入管の先端装置）
瞬結性グラウトＳ、強化用グラウトＲおよび緩結性グラウトＬの注入口の位置としては、少なくとも２種類のグラウトの注入に際して同一の深さ方向位置とすることができるが、望ましくは基部側から先端側にかけて、瞬結性グラウトＳ、強化用グラウトＲおよび緩結性グラウトＬの注入口が順に形成されているのがよい。
【００３７】瞬結性グラウトＳ、強化用グラウトＲおよび緩結性グラウトＬの注入に際しては、注入管１（１０）に入る前にもしくはその口元に設けたＹ字管で、主材と反応材とを合流混合させることの態様のほか、好ましくは注入管１（１０）内の流路内での固結に伴う流路の詰まりを防止するために、注入管１（１０）内、特にその先端部の管内で合流混合させる。
【００３８】この管内合流混合用の先端装置の構造としては、従来公知の、いわゆるＬＡＧ工法、ＤＤＳ工法、ＭＴ工法などの瞬結注入工法用の先端装置を転用できるとともに、バイモード工法などの複合注入工法用の先端装置も用いることができる。しかしながら、前述のように、注入口の位置が深さ方向に異なっているもの、そして基本的に管内流路中の材料の付着および固結防止のために流路が異なっているものが好適である。特に、瞬結性グラウトＳの注入に際しては、合流混合部まで主材と反応材との流路が独立していることが望ましい。
【００３９】この注入管の３相グラウト工法に適用できる第１の例を、図９〜図１３に、第２の例を図１４〜図１７１７に示した。まず、第１の例の構造と注入態様を説明すると、注入管の外管１１内に案内体１２を内装させて４つの流路１３、１４、１５、１６を形成したものである。第１流路１３は案内体１２の中心部を貫通しており、他の第２流路１４、第３流路１５、第４流路１６は案内体１２の凹部と外管１１との間に形成されたものである。また、外管１１の先端部の外壁部分には、前述の注入口２Ａ、２Ｂ、２Ｃが形成され、先端は削孔水Ｗの吐出口２Ｄとなっている。さらに、外管１の先端には削孔ビット１７が一体化されており、注入管を削孔ロッドとして利用するようになっている。
【００４０】さらに、第１流路１３の下部には、段部１２ａをもって外径が拡大したスプール弁室が形成され、このスプール弁室に中間が細径部１９ａを有する第１スプール弁１９が内装されている。この第１スプール弁１９の下部に対応して第１連通孔１２ｂが案内体１２に形成されており、第２流路１４とスプール弁室とを連通している。さらに、第１スプール弁１９の上部胴部と下部胴部に対応する位置に連通し、注入口２Ａに連通する向流合流混合室１２ｃが形成されている。
【００４１】スプール弁室１８内において第１スプール弁１９の下方には、第２スプール弁２０、第３スプール弁２１および第４スプール２２が順に内装されている。
【００４２】円管状の第２スプール弁２０には、その側壁に第２連通孔２０ａが形成されており、その非作動時において第３流路１５と連通している。第３スプール弁２１は逆有底筒状となっており、その側壁に第３連通孔２１ａが形成されており、その非作動時において第３流路１６と連通しているとともに、上部が注入口２Ｂと連通する注出孔１２ｄを塞いでいる。第４スプール弁２２は円管状となっており、その上部が注入口２Ｃと連通する注出孔１２ｅを塞いでいる。さらに、外管１１の下端部内に上方に突出して逆止弁２３が一体化され、第４スプール弁２２が下降したとき、その下端開口を閉塞するようになっている。
【００４３】このように構成された注入管１０を用いて、まず前述の図１に示す削孔、挿入時には、４ポートスイベルのあるポートから、削孔水Ｗを第４流路１６内に供給しながら（図９参照）、注入管１０を公知の注入管設置機により周方向に回転させつつ削孔を行う。このとき、削孔水Ｗは、第４流路１６から第３連通孔２１ａを通って第３スプール弁２１内に入り込み、第４スプール弁２２内を抜けて、吐出口２Ｄから吐出し、削孔を助ける。
【００４４】次いで、瞬結性グラウトＳを注入する場合には、図１０に示すように、第１流路１３に瞬結性グラウトＳの反応材Ｂを、第２流路１４に主材Ａを、第１流路１３に前述のスイベルを介して供給する。このとき、反応材Ｂの供給圧力により、第１スプール弁１９が下降し、細径部１９ａが第１連通孔１２ｂに一致する。このとき、第２スプール弁２０、第３スプール弁２１、および第４スプール弁２２も下降する。かかる第１スプール弁１９の下降に伴って、反応材Ｂが向流合流混合室１２ｃ（図９参照）内に流入するとともに、主材Ａが第１連通孔１２ｂを通って細径部１９ａ（図９参照）の周囲を抜けて同様に向流合流混合室１２ｃ内に流入する。これらの流入により、主材Ａおよび反応材Ｂは合流混合室１２ｃ内において向流的に合流混合しながら第１注入口２Ａから吐出される。
【００４５】その後、図１１に示すように、第３流路１５（図９参照）に強化用グラウトＲを供給すると、その供給圧力により第１スプール弁１９が上昇されるとともに、第３スプール弁２１が下降され、その結果注出孔１２ｄが開口され、強化用グラウトＲがその注出孔１２ｄから注入口２Ｂを通って周辺地盤中に注入される。
【００４６】続いて、緩結性グラウトＬの注入に際しては、図１２に示すように、第４流路１６（図９参照）に緩結性グラウトＬを供給する。この供給圧力により、第３スプール弁２１が上昇し、注出孔１２ｅが開口され、緩結性グラウトＬがその注出孔１２ｅから注入口２Ｃを通って周辺地盤中に注入される。
【００４７】他方、図１０〜図１２に示すように、各グラウトの注入時には、第４スプール弁２２が逆止弁２３と相対的に嵌合状態にあるので、グラウトの注入管１０内への流入が防止される。
【００４８】図１４〜図１７は第２の注入管３０の先端装置の例で、外管３１内に平行の３本の第１導管３２、第２導管３３、第３導管３４が基部側から延在し、外管３０の第１案内体３５に連結されている。第１導管３２、第２導管３３、第３導管３４の各内部およびこれらと外管３１との間隙は、それぞれ流路となり、合計４つの流路が形成されている。この第１案内体３５の下方には、間隔を置いて第２案内体３６が設けられ、両者間には第４導管３７が連結されている。第２案内体３６の下方には間隔を置いて第３案内体３８が内装されている。
【００４９】第１導管３２は第１案内体３５に形成された第１流路３５Ａに連通しており、この第１流路３５Ａは最終的にリング状の流出口３５ａに連なっている。第２導管３３は第１案内体３５に形成された第２流路３５Ｂに連通しており、この第２流路３５Ｂは最終的にリング状の流出口３５ｂに連なっている。一方、これら流出口３５ａおよび流出口３５ｂの形成部分において、外管３１は途切れて第１案内体３５により連結されているとともに、上部外管３１の下端および下部外管３１の上端と第１案内体３５の外周との間に、ゴムなどの可撓性材料で形成されたスカート状逆止弁４１、４２が基部を固定した状態で設けられており、それぞれ流出口３５ａおよび流出口３５ｂを覆っている。さらに、図示のように、上部外管３１の下端および下部外管３１の上端の内面は、傾斜して面取りされており、この面取り部３１ａ、３１ａにより図１５に示すように、逆止弁４１、４２の変形を許容している。
【００５０】かくして、たとえば瞬結性グラウトＳの主材Ａを第１導管３２内に供給し、反応材Ｂを第２導管３３に供給したとき、それぞれが流出口３５ａおよび流出口３５ｂから流出するとき、その供給圧力により図１５に示すように、逆止弁４１、４２を撓ませる。同時に、逆止弁４１、４２内で囲まれた小空間内において主材Ａと反応材Ｂとが合流混合し、瞬結性グラウトＳとして、外管３１、３１間の環状注入口２Ａから周辺地盤中に注入される。
【００５１】第３導管３４内にはたとえば前述の強化用グラウトＲが供給される。この強化用グラウトＲは、第１案内体３５の第３流路３５Ｃから第４導管３７内に抜け、
【００５２】第２案内体３６に形成された第５流路３６Ａおよび流出口３６ａから流出する。このとき、前記構造例と同様に、スカート状逆止弁４３を撓ませながら第２注入口２Ｂから注入される。
【００５３】緩結性グラウトＬは、第１導管３２、第２導管３３、第３導管３４と外管３１との間隙に供給され、第１案内体３５に形成された第６流路３５Ｄを通りながら第２案内体３６の第７流路３６Ｂを通り、第３案内体３８の第８流路３８Ａに到り、流出口３８ａから流出する。このとき、前記構造例と同様に、スカート状逆止弁４４を撓ませながら第３注入口２Ｃから地盤中に注入される。
【００５４】なお、かかる注入管３０を削孔用ロッドとしても用いる場合、第２案内体３６と第３案内体３８を連結する外管３１を、図１７に示すように、削孔ビット４０を下端に有する外管３１’に代えることができる。この場合、削孔水Ｗまたは緩結性グラウトＬは外管３１’の下端の開口３１’ａから注出する。
【００５５】ところで、図１〜図４に示す複合グラウト工法の場合には、グラウトの供給系統が２系統でグラウトの注入口が２つであるから、前記の先端装置において、グラウトの供給系統および注入口を一つ減らして先端装置を構成できることが明らかである。したがって、改めて図示しない。
【００５６】本発明にいう溶液型グラウトとしては、水ガラス−反応材（硬化材）系、ウレタン系、アクリル系、尿素系などのものを、懸濁型グラウトとしては、セメントベントナイトなどのセメント−粘土系、粘土系、モルタル−セメントミルク系などの本来の懸濁型のもののほか、半懸濁型と分類できる水ガラス−セメント系、水ガラス−セメント−粘土系、水ガラス−粘土−反応材系などを含んでいう。水ガラスの反応材としては、塩化カルシウム、炭酸ナトリウム、硫酸バンド、アルミン酸ナトリウム、消石灰、硫酸銅、硫酸、重炭酸ナトリウム、ケイ弗化ナトリウム、グリオキザールなどの各種アルカリ、酸、アルコール、金属塩などを適宜選択できる。固結時間の調整には、反応材の量や、pH、材料の選択などによって行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、複合注入工法または３相グラウト注入工法において作業能率を高めることができる。また、同時複合注入工法との対比の下では、瞬結性グラウトの注入によるパッカー効果を十分発揮させて、良好な地盤改良を行うことができるなどの利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合注入工法の代表例の概念的説明のための第１工程図である。
【図２】第２工程図である。
【図３】第３工程図である。
【図４】第４工程図である。
【図５】本発明の３相グラウト注入工法の場合の代表例の概念的説明のための第１工程図である。
【図６】その第２工程図である。
【図７】第３工程図である。
【図８】第４工程図である。
【図９】用いる注入管の先端装置の第１例の第１段階作動状態縦断面図である。
【図１０】第２段階作動状態縦断面図である。
【図１１】第３段階作動状態縦断面図である。
【図１２】第４段階作動状態縦断面図である。
【図１３】13−13線矢視図である。
【図１４】用いる注入管の先端装置の第２例の縦断面図である。
【図１５】瞬結性グラウトの注入状態要部縦断面図である。
【図１６】16−16矢視図である。
【図１７】先端外管の代替例の要部縦断面図である。
【符号の説明】
１…注入管、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…注入口、１０、３０…注入管、Ｓ…瞬結性グラウト、Ｒ…強化用グラウト、Ｌ…緩結性グラウト。

【特許請求の範囲】
【請求項１】少なくとも長さ方向に異なる２つの位置において、基端側注入口および先端側注入口を有する注入管を地盤中に挿入し、第１工程として、基端側注入口から固結時間が６０秒以下の瞬結性グラウトを注入し、その後、第２工程として、注入管をステップアップして、先の第１工程で注入し固結させた瞬結性グラウトが存する第１パッカーゾーンよりも上方位置に臨む注入管の基端側注入口から瞬結性グラウトを注入するとともに、同時にまたはその後に注入管をステップアップさせることなく、前記第１パッカーゾーンよりも下方位置に臨ませた先端側注入口から、固結時間が前記瞬結性グラウトより長い緩結性グラウトを注入することによって、当該第2工程の次の工程で利用する第２パッカーゾーンを形成するように、前記第１パッカーゾーンの上方に瞬結性グラウトを注入するとともに、当該第２工程に先だって形成されている前記第１パッカーゾーンを利用してそのパッカーゾーンの下方に緩結性グラウトを注入し、以降、この第２工程と同様の工程を繰り返し行う、ことを特徴とするグラウト注入工法。
【請求項２】少なくとも長さ方向に異なる３つの位置において、基端側注入口、先端側注入口およびこれらの間の中間注入口を有する注入管を地盤中に挿入し、第１工程として、基端側注入口から固結時間が６０秒以下の瞬結性グラウトを注入するとともに、同時にまたはその後において注入管をステップアップさせることなく、この瞬結性グラウトを注入したゾーンそれより下方の位置に臨む中間注入口から、前記瞬結性グラウトより固結時間が長くかつホモゲル強度が大きい懸濁型の強化用グラウトを注入し、その後、第２工程として、注入管をステップアップして、先の第１工程で注入し固結させた瞬結性グラウトが存する第１パッカーゾーンよりも上方位置に臨む注入管の基端側注入口から瞬結性グラウトを注入するとともに、同時にまたはその後において注入管をステップアップさせることなく、当該第２工程で注入し固結させた瞬結性グラウトが存する第２パッカーゾーンよりも下方であって且つ前記第１パッカーゾーンよりも上方位置に臨む中間注入口から強化グラウトを注入し、同時にまたはその後において注入管をステップアップさせることなく、先の第１工程で注入し固結させた強化グラウトが存する第１強化ゾーンを含む、前記第１パッカーゾーンよりも下方の位置に臨む、注入管の先端側注入口から緩結性グラウトを注入することによって、当該第２工程の次の工程で利用する第２パッカーゾーンを形成するように、前記第１パッカーゾーンの上方に瞬結性グラウトを注入し、かつその第２パッカーゾーンと前記第１パッカーゾーンとの間の位置に当該第２工程よりも後の工程で利用する第２強化ゾーンを形成するように強化グラウトを注入するとともに、当該第２工程に先だって形成されている前記第１パッカーゾーンを利用してそのパッカーゾーンの下方に緩結性グラウトを注入し、以降、この第２工程と同様の工程を繰り返し行う、ことを特徴とするグラウト注入工法。

【図１】