特開 2023-91917 注入ホース送り装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023091917

(43)【公開日】2023-07-03

(54)【発明の名称】注入ホース送り装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/12 20060101AFI20230626BHJP

【ＦＩ】

E02D3/12 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021206790

(22)【出願日】2021-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】390036504

【氏名又は名称】日特建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(74)【代理人】

【識別番号】100143786

【弁理士】

【氏名又は名称】根岸 宏子

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 潤

【テーマコード（参考）】

2D040

【Ｆターム（参考）】

2D040DA05

2D040DB00

2D040DC00

(57)【要約】

【課題】掘削孔への注入ホースの挿入作業や掘削孔からの注入ホースの引き上げ作業を容易に行うことができる注入ホース送り装置を提案する。
【解決手段】注入ホースＨを地盤に造成した掘削孔ＤＨに挿入する又は掘削孔ＤＨから引き上げるための注入ホース送り装置１は、注入ホースＨの外周面に接触する第一駆動ローラ３と、第一駆動ローラ３に対向して設けられ、注入ホースＨの外周面に接触する第二駆動ローラ４と、第二駆動ローラ４を第一駆動ローラ３に向けて押し付ける弾性体６と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

注入ホースを地盤に造成した掘削孔に挿入する又は当該掘削孔から引き上げるための注入ホース送り装置であって、
前記注入ホースの外周面に接触する第一駆動ローラと、
前記第一駆動ローラに対向して設けられ、前記注入ホースの外周面に接触する第二駆動ローラと、
前記第二駆動ローラを前記第一駆動ローラに向けて押し付ける弾性体と、を備える注入ホース送り装置。

【請求項2】

前記第一駆動ローラの外周面に、前記注入ホースの外周面に接触する第一凹状面を有し、
前記第二駆動ローラの外周面に、前記注入ホースの外周面に接触する第二凹状面を有する、請求項１に記載の注入ホース送り装置。

【請求項3】

前記第一駆動ローラの外周面及び前記第二駆動ローラの外周面に、径方向外側に向けて突出する突出部を有する、請求項１又は２に記載の注入ホース送り装置。

【請求項4】

前記突出部は、前記第一駆動ローラ及び前記第二駆動ローラの径方向外側からの視点でＶ字状になるＶ字状凸部が当該第一駆動ローラ及び当該第二駆動ローラの周方向に沿って複数配置されて形成されている、請求項３に記載の注入ホース送り装置。

【請求項5】

前記注入ホースの外周面に接触し、送り出される当該注入ホースとともに回転して当該注入ホースの送り出し量を計測する計測手段を有する、請求項１～４の何れか一項に記載の注入ホース送り装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、注入ホース送り装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば砂礫層や崩壊性の高い未固結層の地盤を改良する工法として、薬液注入工法が知られている。薬液注入工法の一例としては、ダブルパッカーやトリプルパッカーを用いる工法が挙げられる（例えば特許文献１）。

【0003】

一般に、ダブルパッカー等を用いる薬液注入工法においては、ケーシングパイプ等を用いて所定深度まで削孔して掘削孔を造成し、次いで注入ホースを掘削孔に挿入して（厳密には、掘削孔内に残されたケーシングパイプ内に注入ホースを挿入して）、シーリンググラウト等の薬液を注入ホースから注出させる。そしてスリーブパイプを建て込んだ後、ケーシングパイプを引き抜き、パッカーを備えるインジェクションパイプをスリーブパイプに挿入し、パッカーを拡径させた状態でインジェクションパイプに薬液を注入して、地盤改良体を造成する（例えば特許文献２参照）。なお、注入ホースを掘削孔に挿入する作業は、従来、人力によって行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－３１４９４０号公報

【特許文献2】特開２０２１－１７２９８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで近年は、地下５０ｍを超えるような大深度に構造物を築造することがあり、それに伴い大深度での地盤改良も求められている。このような大深度まで注入ホースを挿入し、また挿入した注入ホースを引き上げる場合、注入ホースの長さが長くなるうえ重量も増すことから、作業員の負担が大きくなっている。特にこのような注入ホースは、水や薬液が注入ホース内に導入された状態で掘削孔に挿入され、又は掘削孔から引き上げられるため、重量が一段と増えて作業員の負担は一層大きくなっている。

【0006】

このような問題点に鑑み、本発明では、掘削孔への注入ホースの挿入作業や掘削孔からの注入ホースの引き上げ作業を容易に行うことができる注入ホース送り装置を提案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、注入ホースを地盤に造成した掘削孔に挿入する又は当該掘削孔から引き上げるための注入ホース送り装置であって、前記注入ホースの外周面に接触する第一駆動ローラと、前記第一駆動ローラに対向して設けられ、前記注入ホースの外周面に接触する第二駆動ローラと、前記第二駆動ローラを前記第一駆動ローラに向けて押し付ける弾性体と、を備える注入ホース送り装置である。

【0008】

このような注入ホース送り装置において、前記第一駆動ローラの外周面に、前記注入ホースの外周面に接触する第一凹状面を有し、前記第二駆動ローラの外周面に、前記注入ホースの外周面に接触する第二凹状面を有することが好ましい。

【0009】

またこの注入ホース送り装置において、前記第一駆動ローラの外周面及び前記第二駆動ローラの外周面に、径方向外側に向けて突出する突出部を有することが好ましい。

【0010】

またこの注入ホース送り装置において、前記突出部は、前記第一駆動ローラ及び前記第二駆動ローラの径方向外側からの視点でＶ字状になるＶ字状凸部が当該第一駆動ローラ及び当該第二駆動ローラの周方向に沿って複数配置されて形成されていることが好ましい。

【0011】

またこの注入ホース送り装置において、前記注入ホースの外周面に接触し、送り出される当該注入ホースとともに回転して当該注入ホースの送り出し量を計測する計測手段を有することが好ましい。

【発明の効果】

【0012】

上述した構成になる本発明の注入ホース送り装置によれば、弾性体によって第一駆動ローラと第二駆動ローラで挟まれた状態になる注入ホースは、この状態で第一駆動ローラと第二駆動ローラをともに回転させることにより、これらのローラの回転方向に応じて掘削孔へ挿入したり掘削孔から引き上げたりすることができる。なお注入ホースは、注入ホースの外径よりも大径になるジョイントを用いて複数本をつないで用いられることがある。本発明の注入ホース送り装置は、弾性体によって第二駆動ローラを第一駆動ローラに向けて押し付けていて、注入ホースとは外径が異なるジョイントも第一駆動ローラと第二駆動ローラの間を通過できるため、このようなジョイントで接続された注入ホースも問題なく使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係る注入ホース送り装置の一実施形態に関する模式図である。

【図2】図１に示した注入ホース送り装置の駆動部に関する模式図である。

【図3】図１に示した矢印Ｘに沿う矢視図である。

【図4】図１に示した第一駆動ローラと第二駆動ローラにおける径方向外側からの部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら本発明に係る注入ホース送り装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明に係る注入ホース送り装置の一実施形態を模式的に示した図である。図示した注入ホース送り装置１は、地盤に造成した掘削孔ＤＨに注入ホースＨから薬液を注入する薬液注入工法を行うにあたり、掘削孔ＤＨに注入ホースＨを挿入する、又は掘削孔ＤＨから注入ホースＨを引き上げる際に使用される。なお、ダブルパッカーやトリプルパッカーを用いる薬液注入工法においては、ケーシングパイプ等を用いて地盤に掘削孔ＤＨを造成し、掘削孔ＤＨ内に残されたケーシングパイプ内に注入ホースＨを挿入するが、図１ではケーシングパイプを省略して示している。また図示した注入ホースＨは、ジョイントＪを介して複数本をつないだものである。なおジョイントＪの外径は、注入ホースＨの外径よりも大径である。

【0015】

本実施形態の注入ホース送り装置１は、図１において仮想線で示すベース２を備えている。また注入ホース送り装置１には、第一駆動ローラ３、第二駆動ローラ４、駆動側揺動アーム５、弾性体（駆動側弾性体６）、調整部７、駆動部８、第一従動ローラ９、第二従動ローラ１０、従動側揺動アーム１１、弾性体（従動側弾性体１２）、エンコーダ１３が設けられている。

【0016】

第一駆動ローラ３は、略円板状になるものであって、ベース２に回転可能に支持されている。第二駆動ローラ４は、第一駆動ローラ３と同径の略円板状になるものであって、駆動側揺動アーム５に回転可能に支持されている。本実施形態の第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４において、外周面を構成する部位はゴム等の弾性部材で形成されている。なお、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４の詳細な構成については後述する。

【0017】

駆動側揺動アーム５は、その一端部がベース２に対して揺動可能に取り付けられている。本実施形態の駆動側揺動アーム５は、ベース２に対して、第二駆動ローラ４が第一駆動ローラ３に対向する位置で揺動軸Ｃ１を中心に揺動するように取り付けられている。ベース２には調整部７が取り付けられていて、駆動側揺動アーム５の他端部は、調整部７に取り付けられた駆動側弾性体６に接続され、第二駆動ローラ４が第一駆動ローラ３に近づく向きに付勢されている。ここで調整部７とは、駆動側揺動アーム５の他端部に付与される駆動側弾性体６の付勢力を調整するものである。本実施形態の調整部７は、一端部に駆動側弾性体６が取り付けられるボルトと、このボルトをベース２に固定するナットにより構成されていて、ベース２に固定する際のボルトの長さを変更することにより、駆動側弾性体６が駆動側揺動アーム５に付与する付勢力を調整できるようにしている。

【0018】

駆動部８は、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４を同期させて回転させるものである。図２に示すように本実施形態の駆動部８は、モータ１４、２つの駆動スプロケット１５、２つのアイドラースプロケット１６、チェーン１７、アイドラー１８、アイドラー用揺動アーム１９、アイドラー用弾性体２０で構成されている。

【0019】

モータ１４は、第一駆動ローラ３を回転させるものである。第一駆動ローラ３の回転軸には、駆動スプロケット１５が取り付けられている。第二駆動ローラ４の回転軸にも駆動スプロケット１５が取り付けられている。２つのアイドラースプロケット１６は、ベース２に回転可能に支持されている。そして２つの駆動スプロケット１５と２つのアイドラースプロケット１６には、図２に示すようにチェーン１７が掛けられていて、モータ１４を駆動させることによって２つの駆動スプロケット１５は同期して逆方向に回転する。すなわち、２つの駆動スプロケット１５のそれぞれが取り付けられた第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４は、同期して逆方向に回転する。

【0020】

なお、第二駆動ローラ４は駆動側揺動アーム５に取り付けられていて、駆動側揺動アーム５が揺動することによって第二駆動ローラ４の回転軸に取り付けられた駆動スプロケット１５も移動する。従って、駆動側揺動アーム５が揺動すると、２つの駆動スプロケット１５と２つのアイドラースプロケット１６を周回する長さが変動し、チェーン１７の長さが余る又は不足することになる。これに対して本実施形態では、アイドラー１８、アイドラー用揺動アーム１９、アイドラー用弾性体２０によって、チェーン１７における長さの過不足を吸収している。本実施形態の具体的な構成について説明すると、アイドラー用揺動アーム１９は、一端部にアイドラー１８が回転可能に取り付けられていて、他端部は、アイドラー１８がチェーン１７に接触する位置においてベース２に揺動可能に支持されている。またアイドラー用揺動アーム１９は、全長が可変できるようになっていて、アイドラー用弾性体２０は、アイドラー用揺動アーム１９の全長が長くなる向きにアイドラー用揺動アーム１９を付勢している。すなわちアイドラー１８は、アイドラー用揺動アーム１９によって移動しつつアイドラー用弾性体２０によってチェーン１７に対して一定圧で接触するため、チェーン１７の長さに過不足が生じる場合でもそれを吸収することができる。

【0021】

そして第一従動ローラ９は、略円板状になるものであって、ベース２に回転可能に支持されている。また第二従動ローラ１０は、従動側揺動アーム１１に回転可能に支持されている。

【0022】

従動側揺動アーム１１は、その一端部がベース２に対して揺動可能に支持されている。本実施形態の従動側揺動アーム１１は、ベース２に対して、第二従動ローラ１０が第一従動ローラ９に対向する位置で揺動軸Ｃ２を中心に揺動するように取り付けられている。従動側揺動アーム１１の他端部には、ベース２に取り付けられた従動側弾性体１２が取り付けられていて、従動側揺動アーム１１は、第二従動ローラ１０が第一従動ローラ９に近づく向きに付勢されている。

【0023】

そして第一従動ローラ９の中心軸には、エンコーダ１３が取り付けられていて、第一従動ローラ９の回転量は、エンコーダ１３によって把握することができる。なおエンコーダ１３は、本明細書等における「計測手段」に相当する。

【0024】

このような構成になる注入ホース送り装置１は、図１に示すように、掘削孔ＤＨの近傍に設置される。ここで注入ホースＨは、水平方向に延在するように第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４の間、及び第一従動ローラ９と第二従動ローラ１０の間を通過し、更に第一従動ローラ９から垂直方向に延在して掘削孔ＤＨに挿入される状態で注入ホース送り装置１に設置される。

【0025】

この状態において注入ホースＨは、駆動側弾性体６の付勢力によって第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４に挟まれた状態にある。そして注入ホースＨを掘削孔ＤＨに挿入するには、図１において第一駆動ローラ３が反時計回りに回転する向きにモータ１４を駆動させる。これにより第二駆動ローラ４は、チェーン１７を介して第一駆動ローラ３と同期して回転する。なお第二駆動ローラ４は、図１において時計回りに回転する。従って第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４で挟まれた状態の注入ホースＨは、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４によって図１に示した矢印Ａの向きに送り出されるため、掘削孔ＤＨの奥側に向けて注入ホースＨを挿入することができる。またモータ１４の回転方向を逆にすれば、第一駆動ローラ３は時計回りに回転して第二駆動ローラ４は反時計回りに回転し、注入ホースＨは矢印Ｂの向きに送り出されるため、掘削孔ＤＨから注入ホースＨを引き上げることができる。なお、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４は同径であって、第一駆動ローラ３が注入ホースＨを送り出す量と第二駆動ローラ４が送り出す量は等しいため、第一駆動ローラ３と注入ホースＨとの間での滑りと第二駆動ローラ４と注入ホースＨとの間での滑りが生じにくくなる。また、駆動側弾性体６が駆動側揺動アーム５を介して第二駆動ローラ４に付与する付勢力は、調整部７によって変更することができるため、注入ホースＨが潰れずに且つ第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４との間で注入ホースＨが滑らないように駆動側弾性体６の付勢力を調整することができる。なお、掘削孔ＤＨの深さが深くなると必要となる注入ホースＨの長さも長くなり、それに伴い注入ホースＨの重量も増すことになるため、駆動側弾性体６の付勢力を変更する必要がある。これに対して本実施形態の注入ホース送り装置１は、調整部７を備えているため、駆動側弾性体６の付勢力を注入ホースＨの長さに応じて変更することができる。

【0026】

ところで、注入ホースＨの送り出しに伴ってジョイントＪが第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４の間に入り込むと、駆動側弾性体６の付勢力によって第一駆動ローラ３に向けて押し付けられている第二駆動ローラ４は、第一駆動ローラ３から離れる向きに移動する。すなわち本実施形態の注入ホース送り装置１によれば、ジョイントＪで接続した注入ホースＨであっても問題なく使用することができる。

【0027】

また第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４によって注入ホースＨが送り出される際、注入ホースＨは第二従動ローラ１０によって第一従動ローラ９に押し付けられているため、第一従動ローラ９は注入ホースＨの移動とともに回転する。ここで第一従動ローラ９の回転量は、エンコーダ１３によって把握されるため、第一従動ローラ９の直径、及びエンコーダ１３から得られる第一従動ローラ９の回転量に基づいて、注入ホースＨの移動量を計測することができる。

【0028】

すなわち、注入ホースＨを掘削孔ＤＨに挿入する際は、エンコーダ１３の計測値から注入ホースＨの先端が掘削孔ＤＨの底部に至るまで挿入されたかを知ることができる。また注入ホースＨを掘削孔ＤＨから引き上げる際は、エンコーダ１３の計測値から注入ホースＨの引き上げ量を知ることができる。ここで薬液注入工法においては、注入ホースＨから所定量の薬液を注出した後、注入ホースＨを所定長さ引き上げ、再び注入ホースＨから薬液を所定量注出して注入ホースＨを所定長さ引き上げる、といった手順で掘削孔ＤＨに薬液が注入される。すなわち、作業員が人力で注入ホースＨを引き上げていた従来の作業では、例えば注入ホースＨに所定の間隔で目印を付け、作業員はその目印を目安にして注入ホースＨを所定量引き上げるようにしていたが、本実施形態の注入ホース送り装置１によれば、エンコーダ１３の計測値から注入ホースＨの引き上げ量を把握することができるため、このような目印を廃止することができ、また注入ホースＨの引き上げ量を確認する作業員の負担を減らすことができる。なお、エンコーダ１３で得られる計測値を利用する場合は、注入ホース送り装置１の動作を制御する制御部に対し、注入ホースＨを所定量引き上げた後はモータ１４を自動的に停止させるように構成することが好ましい。また注入ホースＨから薬液を注出させる薬液注入装置と注入ホース送り装置１との間で情報のやり取りができるように構成し、注入ホースＨを所定量引き上げてモータ１４を自動的に停止させた後は、薬液注入装置から注入ホースＨに対して自動的に所定量の薬液を注入し、その後は自動的に注入ホースＨを所定量引き上げる、といった作業ができるように構成してもよい。

【0029】

ところで注入ホースＨを掘削孔ＤＨに挿入する、又は掘削孔ＤＨから引き上げる際は、注入ホースＨ内に導入された水や薬液、又は注入ホースＨから掘削孔ＤＨ内に注入された薬液によって、多くの場合、注入ホースＨの外周面は濡れた状態になっている。そしてこのように注入ホースＨの外周面が濡れていると、上述した第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４を同径にすることによる注入ホースＨが滑りにくくなる効果や、駆動側弾性体６の付勢力を調整部７で調整して注入ホースＨを滑りにくくする効果にもかかわらず、注入ホースＨが第一駆動ローラ３や第二駆動ローラ４に対して滑ってしまい、注入ホースＨが送り出されないことがあった。

【0030】

このため本実施形態の第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４には、図３に示すように、外周面の幅方向中央部を径方向内側に窪ませた第一凹状面３ａと第二凹状面４ａを設けている。すなわち、注入ホースＨが第一凹状面３ａと第二凹状面４ａに接触する接触面積は、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４の外周面が径方向外側からの視点で平坦状である場合に比して大きくなるため、注入ホースＨが第一駆動ローラ３や第二駆動ローラ４に対して滑りにくくなり、注入ホースＨの外周面が濡れていてもこれを送り出すことができる。

【0031】

また注入ホースＨの外周面が濡れている場合の第一駆動ローラ３や第二駆動ローラ４との滑りを抑制するには、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４の外周面に、径方向外側に向けて突出する突出部を設けることが好ましい。突出部は、例えば図４（ａ）に示すように径方向外側からの視点で円形状になる円形状凸部Ｐ１を、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４の周方向及び幅方向に複数配置したものでもよいし、図示は省略するが径方向外側からの視点で多角形状（三角形状、四角形状等）になるものを複数配置したものでもよい。また突出部は、図４（ｂ）に示すように径方向外側からの視点でＶ字状になるＶ字状凸部Ｐ２を周方向及び幅方向に複数配置したものでもよい。

【0032】

ところで本発明者が突出部について検討を重ねたところ、図４（ａ）に示した円形状凸部Ｐ１を第一凹状面３ａと第二凹状面４ａに複数配置した第一駆動ローラ３及び第二駆動ローラ４に比して、図４（ｂ）に示したＶ字状凸部Ｐ２を第一凹状面３ａと第二凹状面４ａに複数配置した方が、注入ホースＨの外周面が濡れていても滑りを抑制できる効果が高いことが認められた。ここで、滑り抑制の原理について予測すると、Ｖ字状凸部Ｐ２を複数配置したものの方が円形状凸部Ｐ１を複数配置したものよりも排液性が高く、注入ホースＨと第一駆動ローラ３（又は第二駆動ローラ４）との間に水や薬液が溜まりにくくなって、これらの間の摩擦力の低下が抑制できることが挙げられる。

【0033】

なお、Ｖ字状凸部Ｐ２について更に検討を重ねたところ、注入ホースＨの外周面が濡れていた状態での滑りを抑制できる効果に関し、Ｖ字状凸部Ｐ２の幅、及びＶ字状凸部Ｐ２が幅方向に隣り合う列間のピッチによって有意差があることが認められた。図４（ｂ）に示すように、第一凹状面３ａと第二凹状面４ａに設けるＶ字状凸部Ｐ２の幅をＬ１、幅方向に隣り合う列間のピッチをＬ２とする場合、Ｌ１が１１ｍｍでＬ２が１２ｍｍのＶ字状凸部Ｐ２に比して、Ｌ１が６ｍｍでＬ２が６．５ｍｍのＶ字状凸部Ｐ２の方が滑りを抑制できる効果が高いことが認められた。なお、Ｌ１とＬ２の公差は±２ｍｍ程度である。よってＶ字状凸部Ｐ２は、幅Ｌ１が６±２ｍｍ、ピッチＬ２が６．５±２ｍｍであることが好ましい。

【0034】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、上記の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、上記の実施形態における効果は、本発明から生じる効果を例示したに過ぎず、本発明による効果が上記の効果に限定されることを意味するものではない。

【0035】

例えば、第一駆動ローラ３と第二駆動ローラ４の外周面に上述した突出部を設ける場合は、第一駆動ローラ３等の外周面を構成するゴム等の弾性部材からＶ字状凸部Ｐ２等が一体的に突出するようにしてもよいし、この弾性部材に対してＶ字状凸部Ｐ２等を備えるゴム製のシートを固着するようにしてもよい。このようなＶ字状凸部Ｐ２等を備えるゴム製のシートを固着する場合は、使用を重ねてＶ字状凸部Ｐ２等がすり減った場合でも、新たにシートを固着させることによって第一駆動ローラ３等を容易に再生することができる。

【0036】

また本実施形態では、第一従動ローラ９の中心軸に設けたエンコーダ１３によって注入ホースＨの送り出し量を計測するように構成したが、例えば注入ホースＨの外周面に設けた所定間隔の目印を読み取る計測器を設ける等のように、他の計測手段を用いてもよい。

【符号の説明】

【0037】

１：注入ホース送り装置
３：第一駆動ローラ
３ａ：第一凹状面
４：第二駆動ローラ
４ａ：第二凹状面
６：駆動側弾性体（弾性体）
ＤＨ：掘削孔
Ｈ：注入ホース
Ｐ１：円形状凸部（突出部）
Ｐ２：Ｖ字状凸部（突出部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】