グラウトの比率制御方法及びその装置
【課題】注入圧力を上限値以下に制限するだけの問題点を回避し、作業者が施工中に適切な対応判断をすることを実現する方法を提供すること。
【解決手段】濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御方法において、予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数とを乗算して前記低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して濃度プログラム値の制限された一定範囲内で注入流量が比例するように流量調整する。乗算係数は、上下限濃度プログラム値と上下限圧力値のオア出力からなる加減算信号に基づき設定する。
【解決手段】濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御方法において、予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数とを乗算して前記低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して濃度プログラム値の制限された一定範囲内で注入流量が比例するように流量調整する。乗算係数は、上下限濃度プログラム値と上下限圧力値のオア出力からなる加減算信号に基づき設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラウトを注入して地盤改良する工法において、地盤の性状及びこの性状の変化に応じて変化する注入流量又は注入圧力を、グラウト濃度、即ちＷ／Ｃを調整して、設定された値に追従し、制御するグラウトの比率制御方法及びその装置に関するもので、さらに、対象とする地盤の性状及びこの性状の変化に応じて徐々に変更される注入流量又は圧力の設定値とその測定値を、工程の経過に応じて把握し易いように表示する方法及び装置を包含するものである。
【背景技術】
【０００２】
グラウト注入による地盤改良は、透水性の大きい地質層や地盤のクラックの止水効果を図るために地中に止水壁を構築したり、また、脆弱な地盤や岩盤を補強して建造物の構築に耐え得る強度の地盤に改良したりするなどのために施工される。
【０００３】
図５は、地盤改良しようとする岩盤等にグラウトを注入する状況を示す模式図であり、地盤３５に挿入された注入管３４のグラウト吐出孔３６から噴出するグラウト３９がクラック３８に充填されていく状況を示している。注入管３４のグラウト吐出孔３６に近い位置への充填注入は、注入抵抗が少なく容易であるが、グラウト吐出孔３６から遠ざかるほど抵抗が増して充填注入が困難になる。
【０００４】
一本の注入管３４を使用して注入する場合、注入を開始してグラウト吐出孔３６の近傍の地盤空隙部がグラウト３９で充満するに従って注入抵抗が上昇する。そのため、さらにグラウト吐出孔３６より遠ざかる岩盤の空隙にグラウト３９を充填するには、注入圧力を上昇させる必要がある。しかし、岩盤を破壊させないためには注入圧力の上昇を制限しなければならない。
【０００５】
この点に鑑み、注入工程の進捗に応じて注入抵抗が増大して圧力が上昇すると、注入流量を低減させて圧力上昇を抑制する方法が採用されている（特許文献１）。
【０００６】
岩盤の破壊を防ぐために注入圧力を制限すれば、グラウト吐出孔３６からより遠ざかる位置へのグラウト３９の充填注入ができなくなる。図６は、改良すべき地盤３５の領域にグラウト注入の空白部分をなくするために、複数本の注入管３４を間隔ｐで配置してグラウトを注入する例を示した図であり、一本のグラウト吐出孔３６からより広い領域にグラウト３９を充填注入させることができれば、注入管３４の挿入間隔ｐをより大きくし、地盤改良すべき領域における注入管３４の挿入本数を減らすことができるので、工費の低減を図ることができる。しかし、注入抵抗が増大する場合には、グラウト注入の空白部分をなくするために注入管３４の挿入間隔ｐを狭めなければならない。
【０００７】
また、同じ圧力で地盤３５にグラウト３９を注入するとき、グラウト３９の粘度が高ければ注入抵抗が大きく、注入管３４のグラウト吐出孔３６からより遠い領域まで充填注入することが困難であり注入流量が低下する。しかし、グラウト３９の粘度が低ければ注入抵抗は低く、グラウト吐出孔３６からより遠い、より狭いクラック３８へのグラウト充填注入が容易になる。
【０００８】
以上の点に鑑み、吐出圧を制限することにより、より遠いクラック３８の狭い領域にグラウト３９を充填注入させることが困難になるような場合、注入するグラウト３９の粘度を低くして、即ち、低い濃度に移行して注入を継続する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００９】
この特許文献１には、図４に示すように、濃度の異なる２種のグラウトを混合して濃度調整し、必要な濃度のグラウトを生成して注入に供するシステム例が記載されている。この図４において、貯留槽１１に貯留され、撹拌機１２で撹拌されている希釈液（又は低濃度グラウト）１０は、圧送ポンプ１３により切替弁１４，流量検出器１５を介してラインミキサー３１に送られる。同じく貯留槽２１に貯留され、撹拌機２２で撹拌されているグラウト原液（又は高濃度グラウト）２０は、圧送ポンプ２３により切替弁２４，流量検出器２５を介してラインミキサー３１に送られる。
【００１０】
濃度の異なる２種のグラウトがラインミキサー３１で混合されて、濃度調整され、このラインミキサー３１から濃度調整グラウトとして吐出される。グラウト圧送管３７を圧送されているグラウト３９は、注入管３４に送られる。そのときの圧力が圧力発信器３２によって検出される。注入管３４は、ボーリングマシン３３によって地盤３５に挿入され、そのグラウト吐出孔３６からグラウト３９が吐出される。なお、この図４では、低濃度ラインと、高濃度ラインにそれぞれ流量検出器１５と流量検出器２５を配置したが、ラインミキサー３１の出口側のグラウト圧送管３７に１台の流量発信器のみを配置してもよい。
【００１１】
制御回路４０の速度制御信号出力端子１７と速度制御信号出力端子２７からそれぞれの速度信号を出力し、この速度信号に応じてモータインバータからなる速度制御器１６及び速度制御器２６から速度制御信号を出力し、低濃度用のポンプ１３と高濃度用のポンプ２３は、それぞれの速度制御信号によって駆動され、両者の運転速度の比に応じてラインミキサー３１から吐出されるグラウト３９の濃度が決まる。
【００１２】
グラウトの濃度は、主成分の水とセメントの質量比、Ｗ／Ｃで表されるが、上述に説明した低濃度グラウトとしてセメントを混入しない水（希釈液）を貯留し、高濃度グラウトとしてＷ／Ｃ＝１０／５を貯留しているとする。
ここでＷ／Ｃ＝１０／３のグラウトを得ようとすれば、
１０／３＝（１０＋ｘ）／５
ｘ＝５×１０／３−１０＝（５０−３０）／３＝２０／３＝６．７
となり
高濃度グラウト１５ｋｇに対して低濃度グラウトを６．７ｋｇ添加すれば、求める濃度Ｗ／Ｃ＝１０／３のグラウトが得られる。
【００１３】
Ｗ／Ｃ＝１０／５の高濃度グラウトの比重を１．３ｋｇ／リットルとすれば、低濃度グラウトは水であるから比重は１．０ｋｇ／リットルであり、低濃度グラウトと高濃度グラウトの混合比は
６．７：（１５／１．３）＝６．７：１１．５４＝０．５８：１
となり、１リットルの高濃度グラウトに対して０．５８リットルの低濃度グラウトを混合すればよいことになる。
【００１４】
高圧の吐出を要求されるグラウトポンプにはプランジャー型が採用されるが、この構造のポンプの吐出量は運転速度に比例するので、図４に示すシステムにおいて所要濃度のグラウトを生成するには、上述の計算によって求めた低濃度グラウトと高濃度グラウトの体積混合比を低濃度用のポンプ１３と高濃度用のポンプ２３の運転速度比とすればよい。
【００１５】
また、ラインミキサー３１から吐出される吐出流量は、低濃度用のポンプ１３と高濃度用のポンプ２３が吐出する量の合計値になるので、注入流量は両ポンプ１３，２３の運転速度に依存する。
【００１６】
以上で分かる通り、図４に示すシステムにおいては、吐出されるグラウトの濃度及びグラウトの吐出流量は、制御回路４０によって演算され、発せられる信号、即ち速度制御器１６及び速度制御器２６に与える速度制御信号出力端子１７と速度制御信号出力端子２７からの速度信号によって調節される。
【００１７】
注入管３４のグラウト吐出孔３６から、地盤３５内のより遠い、より狭い間隙にグラウト３９を充填注入するため、注入開始後、徐々にグラウト濃度を低減する手法を採用する場合、前記特許文献１では、徐々に低減する濃度値をプログラム設定して圧送ポンプ１３と圧送ポンプ２３の運転速度比を調節して濃度制御する方法が提案されているが、注入圧力を上限値以下に制限するため、併せて注入流量をも調節する必要がある。
【００１８】
図７のグラフは、注入工程において、徐々に低減するようプログラム化されたグラウト濃度を実線で表し、また、注入流量を調節して注入圧力を一定値に調整するように制御した場合の流量値の変化を点線で表し、横軸を時間軸として示している。
【００１９】
図７のグラフにおいて、注入圧力を一定位置に保ちつつ、グラウト注入を開始すると、流量値がＡ１点において下降し始めたものとする。これはグラウト３９が地盤３５に充満して注入抵抗が増加することによる注入圧力の上昇を抑えるため、流量を低下させ始めたことを示している。
【００２０】
Ｂ０点においてプログラムされた濃度が低下し始めたものとすると、それに応じて注入圧力も低下する。圧力を復帰させるために流量は増加傾向に入るが、さらにプログラムされたグラウト濃度が低下するので、圧力上昇により流量は低下傾向に転ずる。
【００２１】
このプログラムは、グラウト濃度がＣ０点で低下を停止してＤ０点まで変化せず同一濃度を継続し、それ以降は再度低減を開始してＥ０点に至るものとする。グラウト流量は、注入圧力を一定に調節することにより、濃度が低下しなくなったＣ１点から低下傾向を強め、グラウト濃度が再び低下し始めるＤ１点から流量の低下傾向は少なくなりＥ１点を経由して注入工程の終了に至る。
【００２２】
図７は、注入流量を調整することにより圧力を一定に保てたと想定した場合のグラフであるが、実際にはプランジャー形式のポンプの吐出圧は脈動を皆無にすることができないし、ダンピングを効かせ過ぎると応答性が悪くなるという問題がある。
【００２３】
さらに、注入圧力の上昇による岩盤破壊を恐れ、注入圧力を上限値以下に制限するだけに重点をおいた制御方法を採れば、注入圧力が低下した状態における注入流量の増大、不要個所への漏出によるグラウトの過大流出、環境汚染などの危険性を防止することができない恐れがある。
【００２４】
また、注入施工する作業者は、施工中にグラウト濃度、注入流量、注入圧力などの表示、記録する計器類を監視するだけでは、得られるデータ相互の関連性を理解し、工事状況を把握しながら最適な対応をすることが難しい。
【００２５】
【特許文献１】特開２００５−１１３５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
解決しようとする問題点は、次の通りである。
グラウト濃度を経時的にプログラム制御しつつ、注入流量を調節して注入圧力を制御する方式は、ポンプ吐出圧力の脈動によるハンチングを生じ、これを嫌ってダンピングを効かせると追従性の劣化など制御の不具合を避けることができない。
【００２７】
注入圧力を上限値以下に制限するだけの方法では、注入圧力が低下した状態における注入流量の増大、不要個所へのグラウト漏出と関連する環境汚染の危険性がある。
【００２８】
さらに、作業者が施工中におけるグラウト濃度と注入流量の関連を把握し、工事についての適切な対応判断をすることが難しい。注入流量、注入圧力の変動が大きく、何らかの改善を要する。
【００２９】
本発明は、ポンプ吐出圧力の脈動による制御の不具合を避けること、注入圧力を上限値以下に制限するだけの方法における問題点を回避すること、作業者が施工中に適切な対応判断をすることを実現する方法及び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】
【００３０】
本発明は、濃度の異なる複数のグラウト液を混合して濃度調整しつつ注入するグラウト注入工法において、低濃度ポンプ及び高濃度ポンプの運転速度比を調節してグラウト濃度をプログラム制御する手段に加え、濃度プログラム値の制限された一定範囲内で注入流量が比例するように流量調整するものである。
【００３１】
具体的には、プログラム濃度値と注入流量の測定値を多ペン記録計のペン指示入力として与え、濃度指示ペンに上下限位置を定めて流量指示ペンの到達を検知する手段を設け、グラウト流量を濃度指示ペンの上下限値の範囲内に収まるよう制御する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、グラウト注入工事において、２以上の入力端を有する１入力用の記録ペン機構に上下限検知機構を設けて、その入力端に注入流量とレンジ合わせをしたプログラム濃度値を与え、他の入力端に注入流量を入力し、流量ペンが濃度の上下限検知位置と重なったときに注入流量を増減調節することにより、的確な注入を行うことができる。
【００３３】
注入圧力を上限値と下限値で制限するようにしたので、注入圧力が低下した状態における注入流量の増大、不要個所へのグラウト漏出と関連する環境汚染を防止することができる。
【００３４】
さらに、同一の記録紙に、予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して混合注入された注入流量値とを同時に表示するようにしたので、作業者が施工中におけるグラウト濃度と注入流量の関連を把握し、工事についての適切な対応判断をすることができる。
【００３５】
記録計の前面にグラウト濃度の上下限機構、および注入流量ペンが目視できるので、作業者が注入状況を把握し、工事進捗中における的確な対処が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明によるグラウトの比率制御装置は、注入された流量信号、注入時の圧力信号、濃度プログラム信号に基づき制御回路により低濃度ポンプと高濃度ポンプの速度を制御し、濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御装置において、
前記制御回路は、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を設定する手段と、
濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数を演算する手段と、
前記下限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して低濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する低濃度用乗算器と、
前記上限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して高濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する高濃度用乗算器と
を具備した構成とする。
【実施例１】
【００３７】
図２（ａ）（ｂ）は、既製の２ペン型記録計の第２ペン機構部６１に、第１ペン機構６０の記録ペン６３の上限位置と下限位置を検出する光電式の上限検出器７１及び下限検出器７２を設けた一実施例を示す正面図と側面図である。
前記第１ペン機構６０は、インクユニット６２の付いた記録ペン６３が第１ペンガイド６６にガイドされて、ドライブワイヤ６４，プーリ６５を介して図示されないサーボ機構によって駆動され記録紙５９に流量値を記録する。
【００３８】
前記第２ペン機構６１は、反射式ホトセンサ６７を設けた上限検出器７１、下限検出器７２をスライドベース６９の上に取り付けてあり、これらの上限検出器７１と下限検出器７２には、それぞれインクユニット８２，上限値記録ペン８４とインクユニット８３，下限値記録ペン８５が設けられ、ドライブワイヤ７４，プーリ７５を介してサーボ機構によって第２ペンガイド７３にガイドされて左右に移動して上限濃度プログラム値７７と下限濃度プログラム値７８を記録する。上限検出器７１と下限検出器７２の取り付け位置は、スライドベース６９の長孔７０に位置調整ねじ７６で調整可能になっている。前記第１ペン機構６０の記録ペン６３と第２ペン機構６１の記録ペン８４，８５が交差するときに衝突しないように取り付けられる。
なお、上限濃度プログラム値７７と下限濃度プログラム値７８は、予め記録紙５９に記載されているものを用いることもできる。この場合には、第２ペン機構６１のインクユニット８２，インクユニット８３，上限値記録ペン８４，下限値記録ペン８５は取り外してもよい。
【００３９】
前記記録ペン６３には、上下限検出器７１、７２と交差するときにホトセンサ７６が重なる位置に反射板６８を取り付け、前記記録ペン６３が上下限検出器７４、７５と重なるとそれぞれ検知出力を発するように構成されている。
【００４０】
前記記録ペン６３は、スプロケット５８の回転によって送られる記録紙５９上に流量値７９を記録し、上下限検出器７１，７２は、プログラムされたグラウト濃度値に応じて、ドライブワイヤー７４，７５を介して第２ペンガイド７３にガイドされて左右に移動する。
【００４１】
図１は、本発明に基づく機能を搭載した制御回路４０の作用を説明するための図であり、説明を容易にするために改造記録計を含むハード・ロジックをブロック図で示しているが、同じ機能をソフトプログラムによって構成することも可能である。
【００４２】
この図１において、プログラム発信器４１は、注入するグラウト濃度値をプログラム設定するか又は予め設定されたパターンの中から選択するなどにより、注入開始指令が発せられると濃度設定値を出力し、乗算器４４に与えられる。
【００４３】
スケール設定器４３、スケーラ４２によって出力されるスケール信号は、前記スケーラ４１からの濃度設定値とともに乗算器４４に与えられ、濃度プログラム値を出力する。
【００４４】
乗算器４４の濃度プログラム値は、濃度設定値ｘとして０〜１の理論値をとり、一方は減算器４５で１−ｘの演算をして低濃度用乗算器５６に与えられ、他方は濃度設定値ｘがそのまま高濃度用乗算器５７に与えられるとともに、記録計４８に第２ペン機構６１への入力として与えられる。
【００４５】
前記低濃度用乗算器５６には、前記減算器４５の出力と、Ｄ／Ａコンバータ５５の乗算係数としての出力が与えられ、この低濃度用乗算器５６から速度制御信号出力端子１７へ低濃度ポンプ速度信号として出力する。
前記高濃度用乗算器５７には、前記乗算器４４の出力と、Ｄ／Ａコンバータ５５の乗算係数としての出力が与えられ、この高濃度用乗算器５７から速度制御信号出力端子２７へ高濃度ポンプ速度信号として出力する。
【００４６】
前記記録計４８の第２ペン機構６１に組み込まれた上限検出器７１及び下限検出器７２は、乗算器４４からのグラウト濃度のプログラム値に応じて第２ペンガイド７３にガイドされて左右に動き、流量信号入力端子１９，流量信号入力端子２９に入力した流量信号によって動く第１ペン機構６０の記録ペン６３と同位置に重なると、それぞれリミット信号Ｈｑ，Ｌｑを発する。
【００４７】
一方、圧力信号入力端子３０に入力した注入圧力の上限値と下限値に応じて発せられるところのコンパレータ４７からの圧力リミット信号Ｈｐ，Ｌｐは、それぞれ記録計４８から出力されるプログラム濃度のリミット信号Ｈｑ，Ｌｑとオアゲート４９，５０でオア出力され、このオア出力された信号は、さらに、パルス発信器４６からのパルスとアンドゲート５１，５２でアンド出力されて上限入力、下限入力として積算器５３に減算パルス又は加算パルスを与える。
【００４８】
前記積算器５３の積算内容は、理論値「＋１〜−１」を採るものとし、アンドゲート５１からの上限入力信号によって減算され、アンドゲート５２からの下限入力信号によって加算され、積算器５３からの積算出力は、値「Ｓ」として加減算器５４に与えられて理論値「１」が加算される。
【００４９】
前記加減算器５４の出力は、Ｄ／Ａコンバータ５５を介して前記低濃度用乗算器５６，高濃度用乗算器５７に与えられ、速度制御信号出力端子１７からは、低濃度ポンプ速度信号として出力し、速度制御信号出力端子２７からは、高濃度ポンプ速度信号として出力する。
【００５０】
ここで、前記プログラム発信器４１側から低濃度用乗算器５６と高濃度用乗算器５７に与えられる信号は、圧送ポンプ１３と圧送ポンプ２３の運転速度比を与え、また、積算器５３側から低濃度用乗算器５６と高濃度用乗算器５７に与えられる信号は、圧送ポンプ１３と圧送ポンプ２３の合計吐出量を調節する役割を果たす。
【００５１】
図３は、記録ペン機構などを説明した図２の記録紙５９の部分を示しており、プログラムされたグラウト濃度値の上下限値７７、７８と、注入流量値７９の時間的経過を説明する図である。
【００５２】
この図３において、記録紙５９の上に示した上限濃度プログラム値７７と下限濃度プログラム値７８は、記録計４８の第２ペン機構６１に組み込まれたグラウト濃度プログラム値の上限検出器７１、下限検出器７２の軌跡であり、その位置にインクユニット８２，８３を搭載した上限値記録ペン８４，下限値記録ペン８５によって、記録紙５９の上に描かせる。
【００５３】
注入流量値７９は、記録紙５９の上に第１ペン機構６０の記録ペン６３によって描かれた注入流量値である。この図３において、注入流量値７９と上限濃度プログラム値７７が上限交点８０で交わると、この点からすでに説明した注入流量を低減する機能が働き、流量低下が始まることを示している。
【００５４】
注入流量が低減しつつ注入流量値７９と下限濃度プログラム値７８が下限交点８１で交わると、この点から注入流量は増加方向に調整される。
【００５５】
プログラム濃度値として記録計４８の第２ペン機構６１に入力する上限濃度プログラム値７７，下限濃度プログラム値７８は、注入流量値７９が記録紙５９の上において、その上下限値の間に描かれるようレンジ調節する。
【００５６】
グラウト濃度に応じて注入流量を調節する制御の進行中に、注入圧力が管理すべき上限値を越えれば、濃度値にかかわらず流量を制限して圧力上昇を防止するよう調節することは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による機能の注入制御部の作用を説明するブロック図である。
【図２】既製の２ペン型記録計に光電式上下限検出器を設けた本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。
【図３】記録計の記録紙の部分を示した正面図である。
【図４】グラウトを濃度調整して生成、注入する従来のシステム例を示す図である。
【図５】岩盤にグラウトを注入する状況を示す模式図である。
【図６】複数の注入管が間隔ｐで配されていることを示した説明図である。
【図７】流量調整して圧力を一定に保てたと想定した場合の特性図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…希釈液（低糖度グラウト）、１１…貯留槽、１２…撹拌機、１３…圧送ポンプ、１４…切替弁、１５…流量検出器、１６…速度制御器、１７…速度制御信号出力端子、１８…切替信号出力端子、１９…流量信号入力端子、２０…グラウト原液（高濃度グラウト）、２１…貯留槽、２２…撹拌機、２３…圧送ポンプ、２４…切替弁、２５…流量検出器、２６…速度制御器、２７…速度制御信号出力端子、２８…切替信号出力端子、２９…流量信号入力端子、３０…圧力信号入力端子、３１…ラインミキサー、３２…圧力検出器、３３…ボーリングマシーン、３４…注入管、３５…地盤、３６…グラウト吐出孔、３７…グラウト圧送管、３８…クラック、３９…グラウト、４０…制御回路、４１…スケーラ、４２…スケーラ設定器、４３…スケーラ設定器、４４…乗算器、４５…減算器、４６…パルス発信器、４７…コンパレータ、４８…記録計、４９、５０…オアゲート、５１、５２…アンドゲート、５３…積算器、５４…加減算器、５５…Ｄ／Ａコンバータ、５６…低濃度用乗算器、５７…高濃度用乗算器、５８…スプロケット、５９…記録紙、６０…第１ペン機構、６１…第２ペン機構、６２…インクユニット、６３…記録ペン、６４…ドライブワイヤ、６５…プーリ、６６…第１ペンガイド、６７…反射式ホトセンサ、６８…反射板、６９…スライドベース、７０…長孔、７１…上限検出器、７２…下限検出器、７３…第２ペンガイド、７４…ドライブワイヤ、７５…プーリ、７６…位置調整ねじ、７７…上限濃度プログラム値、７８…下限濃度プログラム値、７９…注入流量値、８０…上限交点、８１…下限交点。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラウトを注入して地盤改良する工法において、地盤の性状及びこの性状の変化に応じて変化する注入流量又は注入圧力を、グラウト濃度、即ちＷ／Ｃを調整して、設定された値に追従し、制御するグラウトの比率制御方法及びその装置に関するもので、さらに、対象とする地盤の性状及びこの性状の変化に応じて徐々に変更される注入流量又は圧力の設定値とその測定値を、工程の経過に応じて把握し易いように表示する方法及び装置を包含するものである。
【背景技術】
【０００２】
グラウト注入による地盤改良は、透水性の大きい地質層や地盤のクラックの止水効果を図るために地中に止水壁を構築したり、また、脆弱な地盤や岩盤を補強して建造物の構築に耐え得る強度の地盤に改良したりするなどのために施工される。
【０００３】
図５は、地盤改良しようとする岩盤等にグラウトを注入する状況を示す模式図であり、地盤３５に挿入された注入管３４のグラウト吐出孔３６から噴出するグラウト３９がクラック３８に充填されていく状況を示している。注入管３４のグラウト吐出孔３６に近い位置への充填注入は、注入抵抗が少なく容易であるが、グラウト吐出孔３６から遠ざかるほど抵抗が増して充填注入が困難になる。
【０００４】
一本の注入管３４を使用して注入する場合、注入を開始してグラウト吐出孔３６の近傍の地盤空隙部がグラウト３９で充満するに従って注入抵抗が上昇する。そのため、さらにグラウト吐出孔３６より遠ざかる岩盤の空隙にグラウト３９を充填するには、注入圧力を上昇させる必要がある。しかし、岩盤を破壊させないためには注入圧力の上昇を制限しなければならない。
【０００５】
この点に鑑み、注入工程の進捗に応じて注入抵抗が増大して圧力が上昇すると、注入流量を低減させて圧力上昇を抑制する方法が採用されている（特許文献１）。
【０００６】
岩盤の破壊を防ぐために注入圧力を制限すれば、グラウト吐出孔３６からより遠ざかる位置へのグラウト３９の充填注入ができなくなる。図６は、改良すべき地盤３５の領域にグラウト注入の空白部分をなくするために、複数本の注入管３４を間隔ｐで配置してグラウトを注入する例を示した図であり、一本のグラウト吐出孔３６からより広い領域にグラウト３９を充填注入させることができれば、注入管３４の挿入間隔ｐをより大きくし、地盤改良すべき領域における注入管３４の挿入本数を減らすことができるので、工費の低減を図ることができる。しかし、注入抵抗が増大する場合には、グラウト注入の空白部分をなくするために注入管３４の挿入間隔ｐを狭めなければならない。
【０００７】
また、同じ圧力で地盤３５にグラウト３９を注入するとき、グラウト３９の粘度が高ければ注入抵抗が大きく、注入管３４のグラウト吐出孔３６からより遠い領域まで充填注入することが困難であり注入流量が低下する。しかし、グラウト３９の粘度が低ければ注入抵抗は低く、グラウト吐出孔３６からより遠い、より狭いクラック３８へのグラウト充填注入が容易になる。
【０００８】
以上の点に鑑み、吐出圧を制限することにより、より遠いクラック３８の狭い領域にグラウト３９を充填注入させることが困難になるような場合、注入するグラウト３９の粘度を低くして、即ち、低い濃度に移行して注入を継続する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００９】
この特許文献１には、図４に示すように、濃度の異なる２種のグラウトを混合して濃度調整し、必要な濃度のグラウトを生成して注入に供するシステム例が記載されている。この図４において、貯留槽１１に貯留され、撹拌機１２で撹拌されている希釈液（又は低濃度グラウト）１０は、圧送ポンプ１３により切替弁１４，流量検出器１５を介してラインミキサー３１に送られる。同じく貯留槽２１に貯留され、撹拌機２２で撹拌されているグラウト原液（又は高濃度グラウト）２０は、圧送ポンプ２３により切替弁２４，流量検出器２５を介してラインミキサー３１に送られる。
【００１０】
濃度の異なる２種のグラウトがラインミキサー３１で混合されて、濃度調整され、このラインミキサー３１から濃度調整グラウトとして吐出される。グラウト圧送管３７を圧送されているグラウト３９は、注入管３４に送られる。そのときの圧力が圧力発信器３２によって検出される。注入管３４は、ボーリングマシン３３によって地盤３５に挿入され、そのグラウト吐出孔３６からグラウト３９が吐出される。なお、この図４では、低濃度ラインと、高濃度ラインにそれぞれ流量検出器１５と流量検出器２５を配置したが、ラインミキサー３１の出口側のグラウト圧送管３７に１台の流量発信器のみを配置してもよい。
【００１１】
制御回路４０の速度制御信号出力端子１７と速度制御信号出力端子２７からそれぞれの速度信号を出力し、この速度信号に応じてモータインバータからなる速度制御器１６及び速度制御器２６から速度制御信号を出力し、低濃度用のポンプ１３と高濃度用のポンプ２３は、それぞれの速度制御信号によって駆動され、両者の運転速度の比に応じてラインミキサー３１から吐出されるグラウト３９の濃度が決まる。
【００１２】
グラウトの濃度は、主成分の水とセメントの質量比、Ｗ／Ｃで表されるが、上述に説明した低濃度グラウトとしてセメントを混入しない水（希釈液）を貯留し、高濃度グラウトとしてＷ／Ｃ＝１０／５を貯留しているとする。
ここでＷ／Ｃ＝１０／３のグラウトを得ようとすれば、
１０／３＝（１０＋ｘ）／５
ｘ＝５×１０／３−１０＝（５０−３０）／３＝２０／３＝６．７
となり
高濃度グラウト１５ｋｇに対して低濃度グラウトを６．７ｋｇ添加すれば、求める濃度Ｗ／Ｃ＝１０／３のグラウトが得られる。
【００１３】
Ｗ／Ｃ＝１０／５の高濃度グラウトの比重を１．３ｋｇ／リットルとすれば、低濃度グラウトは水であるから比重は１．０ｋｇ／リットルであり、低濃度グラウトと高濃度グラウトの混合比は
６．７：（１５／１．３）＝６．７：１１．５４＝０．５８：１
となり、１リットルの高濃度グラウトに対して０．５８リットルの低濃度グラウトを混合すればよいことになる。
【００１４】
高圧の吐出を要求されるグラウトポンプにはプランジャー型が採用されるが、この構造のポンプの吐出量は運転速度に比例するので、図４に示すシステムにおいて所要濃度のグラウトを生成するには、上述の計算によって求めた低濃度グラウトと高濃度グラウトの体積混合比を低濃度用のポンプ１３と高濃度用のポンプ２３の運転速度比とすればよい。
【００１５】
また、ラインミキサー３１から吐出される吐出流量は、低濃度用のポンプ１３と高濃度用のポンプ２３が吐出する量の合計値になるので、注入流量は両ポンプ１３，２３の運転速度に依存する。
【００１６】
以上で分かる通り、図４に示すシステムにおいては、吐出されるグラウトの濃度及びグラウトの吐出流量は、制御回路４０によって演算され、発せられる信号、即ち速度制御器１６及び速度制御器２６に与える速度制御信号出力端子１７と速度制御信号出力端子２７からの速度信号によって調節される。
【００１７】
注入管３４のグラウト吐出孔３６から、地盤３５内のより遠い、より狭い間隙にグラウト３９を充填注入するため、注入開始後、徐々にグラウト濃度を低減する手法を採用する場合、前記特許文献１では、徐々に低減する濃度値をプログラム設定して圧送ポンプ１３と圧送ポンプ２３の運転速度比を調節して濃度制御する方法が提案されているが、注入圧力を上限値以下に制限するため、併せて注入流量をも調節する必要がある。
【００１８】
図７のグラフは、注入工程において、徐々に低減するようプログラム化されたグラウト濃度を実線で表し、また、注入流量を調節して注入圧力を一定値に調整するように制御した場合の流量値の変化を点線で表し、横軸を時間軸として示している。
【００１９】
図７のグラフにおいて、注入圧力を一定位置に保ちつつ、グラウト注入を開始すると、流量値がＡ１点において下降し始めたものとする。これはグラウト３９が地盤３５に充満して注入抵抗が増加することによる注入圧力の上昇を抑えるため、流量を低下させ始めたことを示している。
【００２０】
Ｂ０点においてプログラムされた濃度が低下し始めたものとすると、それに応じて注入圧力も低下する。圧力を復帰させるために流量は増加傾向に入るが、さらにプログラムされたグラウト濃度が低下するので、圧力上昇により流量は低下傾向に転ずる。
【００２１】
このプログラムは、グラウト濃度がＣ０点で低下を停止してＤ０点まで変化せず同一濃度を継続し、それ以降は再度低減を開始してＥ０点に至るものとする。グラウト流量は、注入圧力を一定に調節することにより、濃度が低下しなくなったＣ１点から低下傾向を強め、グラウト濃度が再び低下し始めるＤ１点から流量の低下傾向は少なくなりＥ１点を経由して注入工程の終了に至る。
【００２２】
図７は、注入流量を調整することにより圧力を一定に保てたと想定した場合のグラフであるが、実際にはプランジャー形式のポンプの吐出圧は脈動を皆無にすることができないし、ダンピングを効かせ過ぎると応答性が悪くなるという問題がある。
【００２３】
さらに、注入圧力の上昇による岩盤破壊を恐れ、注入圧力を上限値以下に制限するだけに重点をおいた制御方法を採れば、注入圧力が低下した状態における注入流量の増大、不要個所への漏出によるグラウトの過大流出、環境汚染などの危険性を防止することができない恐れがある。
【００２４】
また、注入施工する作業者は、施工中にグラウト濃度、注入流量、注入圧力などの表示、記録する計器類を監視するだけでは、得られるデータ相互の関連性を理解し、工事状況を把握しながら最適な対応をすることが難しい。
【００２５】
【特許文献１】特開２００５−１１３５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
解決しようとする問題点は、次の通りである。
グラウト濃度を経時的にプログラム制御しつつ、注入流量を調節して注入圧力を制御する方式は、ポンプ吐出圧力の脈動によるハンチングを生じ、これを嫌ってダンピングを効かせると追従性の劣化など制御の不具合を避けることができない。
【００２７】
注入圧力を上限値以下に制限するだけの方法では、注入圧力が低下した状態における注入流量の増大、不要個所へのグラウト漏出と関連する環境汚染の危険性がある。
【００２８】
さらに、作業者が施工中におけるグラウト濃度と注入流量の関連を把握し、工事についての適切な対応判断をすることが難しい。注入流量、注入圧力の変動が大きく、何らかの改善を要する。
【００２９】
本発明は、ポンプ吐出圧力の脈動による制御の不具合を避けること、注入圧力を上限値以下に制限するだけの方法における問題点を回避すること、作業者が施工中に適切な対応判断をすることを実現する方法及び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】
【００３０】
本発明は、濃度の異なる複数のグラウト液を混合して濃度調整しつつ注入するグラウト注入工法において、低濃度ポンプ及び高濃度ポンプの運転速度比を調節してグラウト濃度をプログラム制御する手段に加え、濃度プログラム値の制限された一定範囲内で注入流量が比例するように流量調整するものである。
【００３１】
具体的には、プログラム濃度値と注入流量の測定値を多ペン記録計のペン指示入力として与え、濃度指示ペンに上下限位置を定めて流量指示ペンの到達を検知する手段を設け、グラウト流量を濃度指示ペンの上下限値の範囲内に収まるよう制御する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、グラウト注入工事において、２以上の入力端を有する１入力用の記録ペン機構に上下限検知機構を設けて、その入力端に注入流量とレンジ合わせをしたプログラム濃度値を与え、他の入力端に注入流量を入力し、流量ペンが濃度の上下限検知位置と重なったときに注入流量を増減調節することにより、的確な注入を行うことができる。
【００３３】
注入圧力を上限値と下限値で制限するようにしたので、注入圧力が低下した状態における注入流量の増大、不要個所へのグラウト漏出と関連する環境汚染を防止することができる。
【００３４】
さらに、同一の記録紙に、予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して混合注入された注入流量値とを同時に表示するようにしたので、作業者が施工中におけるグラウト濃度と注入流量の関連を把握し、工事についての適切な対応判断をすることができる。
【００３５】
記録計の前面にグラウト濃度の上下限機構、および注入流量ペンが目視できるので、作業者が注入状況を把握し、工事進捗中における的確な対処が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明によるグラウトの比率制御装置は、注入された流量信号、注入時の圧力信号、濃度プログラム信号に基づき制御回路により低濃度ポンプと高濃度ポンプの速度を制御し、濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御装置において、
前記制御回路は、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を設定する手段と、
濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数を演算する手段と、
前記下限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して低濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する低濃度用乗算器と、
前記上限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して高濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する高濃度用乗算器と
を具備した構成とする。
【実施例１】
【００３７】
図２（ａ）（ｂ）は、既製の２ペン型記録計の第２ペン機構部６１に、第１ペン機構６０の記録ペン６３の上限位置と下限位置を検出する光電式の上限検出器７１及び下限検出器７２を設けた一実施例を示す正面図と側面図である。
前記第１ペン機構６０は、インクユニット６２の付いた記録ペン６３が第１ペンガイド６６にガイドされて、ドライブワイヤ６４，プーリ６５を介して図示されないサーボ機構によって駆動され記録紙５９に流量値を記録する。
【００３８】
前記第２ペン機構６１は、反射式ホトセンサ６７を設けた上限検出器７１、下限検出器７２をスライドベース６９の上に取り付けてあり、これらの上限検出器７１と下限検出器７２には、それぞれインクユニット８２，上限値記録ペン８４とインクユニット８３，下限値記録ペン８５が設けられ、ドライブワイヤ７４，プーリ７５を介してサーボ機構によって第２ペンガイド７３にガイドされて左右に移動して上限濃度プログラム値７７と下限濃度プログラム値７８を記録する。上限検出器７１と下限検出器７２の取り付け位置は、スライドベース６９の長孔７０に位置調整ねじ７６で調整可能になっている。前記第１ペン機構６０の記録ペン６３と第２ペン機構６１の記録ペン８４，８５が交差するときに衝突しないように取り付けられる。
なお、上限濃度プログラム値７７と下限濃度プログラム値７８は、予め記録紙５９に記載されているものを用いることもできる。この場合には、第２ペン機構６１のインクユニット８２，インクユニット８３，上限値記録ペン８４，下限値記録ペン８５は取り外してもよい。
【００３９】
前記記録ペン６３には、上下限検出器７１、７２と交差するときにホトセンサ７６が重なる位置に反射板６８を取り付け、前記記録ペン６３が上下限検出器７４、７５と重なるとそれぞれ検知出力を発するように構成されている。
【００４０】
前記記録ペン６３は、スプロケット５８の回転によって送られる記録紙５９上に流量値７９を記録し、上下限検出器７１，７２は、プログラムされたグラウト濃度値に応じて、ドライブワイヤー７４，７５を介して第２ペンガイド７３にガイドされて左右に移動する。
【００４１】
図１は、本発明に基づく機能を搭載した制御回路４０の作用を説明するための図であり、説明を容易にするために改造記録計を含むハード・ロジックをブロック図で示しているが、同じ機能をソフトプログラムによって構成することも可能である。
【００４２】
この図１において、プログラム発信器４１は、注入するグラウト濃度値をプログラム設定するか又は予め設定されたパターンの中から選択するなどにより、注入開始指令が発せられると濃度設定値を出力し、乗算器４４に与えられる。
【００４３】
スケール設定器４３、スケーラ４２によって出力されるスケール信号は、前記スケーラ４１からの濃度設定値とともに乗算器４４に与えられ、濃度プログラム値を出力する。
【００４４】
乗算器４４の濃度プログラム値は、濃度設定値ｘとして０〜１の理論値をとり、一方は減算器４５で１−ｘの演算をして低濃度用乗算器５６に与えられ、他方は濃度設定値ｘがそのまま高濃度用乗算器５７に与えられるとともに、記録計４８に第２ペン機構６１への入力として与えられる。
【００４５】
前記低濃度用乗算器５６には、前記減算器４５の出力と、Ｄ／Ａコンバータ５５の乗算係数としての出力が与えられ、この低濃度用乗算器５６から速度制御信号出力端子１７へ低濃度ポンプ速度信号として出力する。
前記高濃度用乗算器５７には、前記乗算器４４の出力と、Ｄ／Ａコンバータ５５の乗算係数としての出力が与えられ、この高濃度用乗算器５７から速度制御信号出力端子２７へ高濃度ポンプ速度信号として出力する。
【００４６】
前記記録計４８の第２ペン機構６１に組み込まれた上限検出器７１及び下限検出器７２は、乗算器４４からのグラウト濃度のプログラム値に応じて第２ペンガイド７３にガイドされて左右に動き、流量信号入力端子１９，流量信号入力端子２９に入力した流量信号によって動く第１ペン機構６０の記録ペン６３と同位置に重なると、それぞれリミット信号Ｈｑ，Ｌｑを発する。
【００４７】
一方、圧力信号入力端子３０に入力した注入圧力の上限値と下限値に応じて発せられるところのコンパレータ４７からの圧力リミット信号Ｈｐ，Ｌｐは、それぞれ記録計４８から出力されるプログラム濃度のリミット信号Ｈｑ，Ｌｑとオアゲート４９，５０でオア出力され、このオア出力された信号は、さらに、パルス発信器４６からのパルスとアンドゲート５１，５２でアンド出力されて上限入力、下限入力として積算器５３に減算パルス又は加算パルスを与える。
【００４８】
前記積算器５３の積算内容は、理論値「＋１〜−１」を採るものとし、アンドゲート５１からの上限入力信号によって減算され、アンドゲート５２からの下限入力信号によって加算され、積算器５３からの積算出力は、値「Ｓ」として加減算器５４に与えられて理論値「１」が加算される。
【００４９】
前記加減算器５４の出力は、Ｄ／Ａコンバータ５５を介して前記低濃度用乗算器５６，高濃度用乗算器５７に与えられ、速度制御信号出力端子１７からは、低濃度ポンプ速度信号として出力し、速度制御信号出力端子２７からは、高濃度ポンプ速度信号として出力する。
【００５０】
ここで、前記プログラム発信器４１側から低濃度用乗算器５６と高濃度用乗算器５７に与えられる信号は、圧送ポンプ１３と圧送ポンプ２３の運転速度比を与え、また、積算器５３側から低濃度用乗算器５６と高濃度用乗算器５７に与えられる信号は、圧送ポンプ１３と圧送ポンプ２３の合計吐出量を調節する役割を果たす。
【００５１】
図３は、記録ペン機構などを説明した図２の記録紙５９の部分を示しており、プログラムされたグラウト濃度値の上下限値７７、７８と、注入流量値７９の時間的経過を説明する図である。
【００５２】
この図３において、記録紙５９の上に示した上限濃度プログラム値７７と下限濃度プログラム値７８は、記録計４８の第２ペン機構６１に組み込まれたグラウト濃度プログラム値の上限検出器７１、下限検出器７２の軌跡であり、その位置にインクユニット８２，８３を搭載した上限値記録ペン８４，下限値記録ペン８５によって、記録紙５９の上に描かせる。
【００５３】
注入流量値７９は、記録紙５９の上に第１ペン機構６０の記録ペン６３によって描かれた注入流量値である。この図３において、注入流量値７９と上限濃度プログラム値７７が上限交点８０で交わると、この点からすでに説明した注入流量を低減する機能が働き、流量低下が始まることを示している。
【００５４】
注入流量が低減しつつ注入流量値７９と下限濃度プログラム値７８が下限交点８１で交わると、この点から注入流量は増加方向に調整される。
【００５５】
プログラム濃度値として記録計４８の第２ペン機構６１に入力する上限濃度プログラム値７７，下限濃度プログラム値７８は、注入流量値７９が記録紙５９の上において、その上下限値の間に描かれるようレンジ調節する。
【００５６】
グラウト濃度に応じて注入流量を調節する制御の進行中に、注入圧力が管理すべき上限値を越えれば、濃度値にかかわらず流量を制限して圧力上昇を防止するよう調節することは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による機能の注入制御部の作用を説明するブロック図である。
【図２】既製の２ペン型記録計に光電式上下限検出器を設けた本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。
【図３】記録計の記録紙の部分を示した正面図である。
【図４】グラウトを濃度調整して生成、注入する従来のシステム例を示す図である。
【図５】岩盤にグラウトを注入する状況を示す模式図である。
【図６】複数の注入管が間隔ｐで配されていることを示した説明図である。
【図７】流量調整して圧力を一定に保てたと想定した場合の特性図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…希釈液（低糖度グラウト）、１１…貯留槽、１２…撹拌機、１３…圧送ポンプ、１４…切替弁、１５…流量検出器、１６…速度制御器、１７…速度制御信号出力端子、１８…切替信号出力端子、１９…流量信号入力端子、２０…グラウト原液（高濃度グラウト）、２１…貯留槽、２２…撹拌機、２３…圧送ポンプ、２４…切替弁、２５…流量検出器、２６…速度制御器、２７…速度制御信号出力端子、２８…切替信号出力端子、２９…流量信号入力端子、３０…圧力信号入力端子、３１…ラインミキサー、３２…圧力検出器、３３…ボーリングマシーン、３４…注入管、３５…地盤、３６…グラウト吐出孔、３７…グラウト圧送管、３８…クラック、３９…グラウト、４０…制御回路、４１…スケーラ、４２…スケーラ設定器、４３…スケーラ設定器、４４…乗算器、４５…減算器、４６…パルス発信器、４７…コンパレータ、４８…記録計、４９、５０…オアゲート、５１、５２…アンドゲート、５３…積算器、５４…加減算器、５５…Ｄ／Ａコンバータ、５６…低濃度用乗算器、５７…高濃度用乗算器、５８…スプロケット、５９…記録紙、６０…第１ペン機構、６１…第２ペン機構、６２…インクユニット、６３…記録ペン、６４…ドライブワイヤ、６５…プーリ、６６…第１ペンガイド、６７…反射式ホトセンサ、６８…反射板、６９…スライドベース、７０…長孔、７１…上限検出器、７２…下限検出器、７３…第２ペンガイド、７４…ドライブワイヤ、７５…プーリ、７６…位置調整ねじ、７７…上限濃度プログラム値、７８…下限濃度プログラム値、７９…注入流量値、８０…上限交点、８１…下限交点。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御方法において、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数とを乗算して前記低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して濃度プログラム値の制限された一定範囲内で注入流量が比例するように流量調整するようにしたことを特徴とするグラウトの比率制御方法。
【請求項２】
濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数は、上限濃度プログラム値と上限圧力値のオア出力を減算信号とし、下限濃度プログラム値と下限圧力値のオア出力を加算信号とし、これらの加減算信号に基づき設定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラウトの比率制御方法。
【請求項３】
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して混合注入された注入流量値とを記録計の記録紙に同時に表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラウトの比率制御方法。
【請求項４】
注入された流量信号、注入時の圧力信号、濃度プログラム信号に基づき制御回路により低濃度ポンプと高濃度ポンプの速度を制御し、濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御装置において、
前記制御回路は、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を設定する手段と、
濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数を演算する手段と、
前記下限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して低濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する低濃度用乗算器と、
前記上限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して高濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する高濃度用乗算器と
を具備したことを特徴とするグラウトの比率制御装置。
【請求項５】
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を設定する手段は、注入するグラウト濃度値をプログラム設定するプログラム発信器と、スケール信号を出力するスケーラと、これらを乗算して濃度プログラム値とする乗算器とからなることを特徴とする請求項４記載のグラウトの比率制御装置。
【請求項６】
乗算係数演算手段は、上限濃度プログラム値と上限圧力値のオア出力をする上限用オアゲートと、下限濃度プログラム値と下限圧力値のオア出力をする下限用オアゲートと、前記上限用オアゲートの出力を減算信号とし、下限用オアゲートの出力を加算信号とし、これらの加減算信号を積算する積算器と、この積算器の出力値と定数との加減算をして乗算係数を出力する加減算器とからなることを特徴とする請求項４記載のグラウトの比率制御装置。
【請求項７】
低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して混合注入された注入流量値を記録紙に記録する第１ペン機構と、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を前記記録紙に併記して記録する第２ペン機構と
を具備したことを特徴とする請求項４，５又は６記載のグラウトの比率制御装置。
【請求項１】
濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御方法において、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数とを乗算して前記低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して濃度プログラム値の制限された一定範囲内で注入流量が比例するように流量調整するようにしたことを特徴とするグラウトの比率制御方法。
【請求項２】
濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数は、上限濃度プログラム値と上限圧力値のオア出力を減算信号とし、下限濃度プログラム値と下限圧力値のオア出力を加算信号とし、これらの加減算信号に基づき設定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラウトの比率制御方法。
【請求項３】
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値と、低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して混合注入された注入流量値とを記録計の記録紙に同時に表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラウトの比率制御方法。
【請求項４】
注入された流量信号、注入時の圧力信号、濃度プログラム信号に基づき制御回路により低濃度ポンプと高濃度ポンプの速度を制御し、濃度の異なるグラウト液を低濃度ポンプと高濃度ポンプでそれぞれ圧送し、混合して濃度調整しつつ注入するグラウトの比率制御装置において、
前記制御回路は、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を設定する手段と、
濃度の異なる複数のグラウト液の合計値を設定する乗算係数を演算する手段と、
前記下限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して低濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する低濃度用乗算器と、
前記上限の濃度プログラム値と乗算係数演算手段の乗算係数を乗算して高濃度ポンプの運転速度を制御する速度制御信号を出力する高濃度用乗算器と
を具備したことを特徴とするグラウトの比率制御装置。
【請求項５】
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を設定する手段は、注入するグラウト濃度値をプログラム設定するプログラム発信器と、スケール信号を出力するスケーラと、これらを乗算して濃度プログラム値とする乗算器とからなることを特徴とする請求項４記載のグラウトの比率制御装置。
【請求項６】
乗算係数演算手段は、上限濃度プログラム値と上限圧力値のオア出力をする上限用オアゲートと、下限濃度プログラム値と下限圧力値のオア出力をする下限用オアゲートと、前記上限用オアゲートの出力を減算信号とし、下限用オアゲートの出力を加算信号とし、これらの加減算信号を積算する積算器と、この積算器の出力値と定数との加減算をして乗算係数を出力する加減算器とからなることを特徴とする請求項４記載のグラウトの比率制御装置。
【請求項７】
低濃度ポンプと高濃度ポンプの運転速度比を調節して混合注入された注入流量値を記録紙に記録する第１ペン機構と、
予め設定された上限と下限の濃度プログラム値を前記記録紙に併記して記録する第２ペン機構と
を具備したことを特徴とする請求項４，５又は６記載のグラウトの比率制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２６６９３６（Ｐ２００８−２６６９３６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０９２１５（Ｐ２００７−１０９２１５）
【出願日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（５０５３５７５３５）株式会社ニュージェック (3)
【出願人】（３９１００６０３８）東都電機工業株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１８日（２００７．４．１８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（５０５３５７５３５）株式会社ニュージェック (3)
【出願人】（３９１００６０３８）東都電機工業株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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