グラウト注入制御方法および装置
【課題】廃液で地球環境を汚染することがなく、また、洗浄工程を注入工程と同時に行うことで作業時間を短縮することのできる方法及び装置を提供すること。
【解決手段】原液グラウトを第１供給ラインを経て合流管に送るとともに、希釈液を第２供給ラインを経て合流管に送り、この合流管に連結された注入ラインのミキサにより所定の濃度に混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、原液グラウトを第１供給ラインから第２供給ラインに、希釈液を第２供給ラインから第１供給ラインに交互に切替えて合流管に送り、希釈液の通過時にラインを洗浄し、その洗浄済液を希釈液として利用して廃液を出さないようにした。
【解決手段】原液グラウトを第１供給ラインを経て合流管に送るとともに、希釈液を第２供給ラインを経て合流管に送り、この合流管に連結された注入ラインのミキサにより所定の濃度に混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、原液グラウトを第１供給ラインから第２供給ラインに、希釈液を第２供給ラインから第１供給ラインに交互に切替えて合流管に送り、希釈液の通過時にラインを洗浄し、その洗浄済液を希釈液として利用して廃液を出さないようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤や地盤などの地山に構造体を建設するダム建設工事、都市土木工事等の土木工事において、当該地山にグラウトを注入するときに配管内にグラウトが目詰まりしないようにしたグラウト注入制御方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
グラウト（地山改良剤又は安定剤）を地山に注入して地山改良を行う土木工法には、従来から、配合比毎に一定量ずつ注入するバッチ方式（特許文献１）と配合比を注入圧力等に応じて連続的に可変して注入する連続可変方式とが知られている（特許文献２）。
バッチ方式は、まず、グラウト注入前に透水テスト（水押し）を行う。次いで、図１０に示すように、１ステージにおいて透水が３０Ｌ（リットル）／分以上のときは、配合比の濃いＷ／Ｃ＝８／１を初期設定とし、透水が３０Ｌ／分以下のときは、配合比の薄いＷ／Ｃ＝１０／１を初期設定とし、例えば、４００Ｌを混合生成して２３分で注入する。
以後、配合比Ｗ／Ｃ＝６／１のグラウト４００Ｌを混合生成して２１分で注入し、つぎに配合比Ｗ／Ｃ＝４／１のグラウト４００Ｌを混合生成して２０分で注入し、つぎに配合比Ｗ／Ｃ＝２／１のグラウト８００Ｌを混合生成して４８分で注入する。最後にＷ／Ｃ＝１／１のグラウト原液を１０００Ｌをそのまま、１Ｌ／分に達するまで時間を設定せずに注入し（この例では２時間１２分）、１Ｌ／分に達したら、所定時間（たとえば３０分間）のダメ押しの注入をする。
この例では、ダメ押し注入後にグラウト原液３４９．０Ｌが廃棄される。
【０００３】
連続可変方式は、水押し試験等の予備調査に基づいて、グラウト注入プログラム制御ラインを設定し、グラウトの濃度、成分比を注入施工時の地山性状に応じて最適となるように、注入流量制限値と注入圧力制限値を監視しながら、注入施工開始後の工程の進捗に伴う当該地山の性状変化に応じて注入グラウト濃度の濃淡を制御しつつ注入する方法であり、高濃度の原液グラウトと希釈液とをそれぞれ別途に用意し、それぞれ独立したポンプによって圧送し、注入工程の進捗に応じて濃度、成分などが変化する最適性状のグラウト供給の要求に対応すべく、注入孔に至る直前の管路において混合比及び総量を地山の状態に応じて連続的に増減する等、可逆調整しつつ注入する。
【０００４】
さらに詳しくは、図９において、注入点における地山の性状に適合したグラウト注入プログラム制御ラインが与えられた場合、注入を開始するＳ点からは、初期設定濃度に基づくグラウト原液と希釈液の流量値が自動演算され、その結果によってグラウト原液ポンプと希釈液ポンプの速度が与えられ、初期設定濃度のグラウト注入が開始され、プログラム設定された注入流量Ｑ０に至り流量制御が継続される。
低濃度である初期設定濃度のグラウトが地山に注入され、次第に地山の注入抵抗が増加するに従い、注入流量Ｑを制御値に維持する結果、注入圧力ＰはＰ１のように、次第に上昇する。
【０００５】
Ａ０時点に至り注入流量Ｑを低減させる領域に入ると、注入圧力Ｐの上昇傾向は若干低下するが、さらに注入圧力Ｐは上昇を続け、圧力制御幅に入ってＡｌ時点において設定制御値を越えることになるので、ここに至り注入圧力ＰをＰ２のように制限値内に維持しつつ、プログラムによって与えられる流量値に制御しようとすれば、注入抵抗が低下するよう、注入グラウトの粘度を低下させればよく、そのために希釈液の流量に対するグラウト原液の流量比率を自動的に低下させて対処する。
【０００６】
図９におけるＡ０時点からの流量低減領域のうち、注入圧力Ｐが制限値に至ったＡｌ時点からＢ時点に至る領域では、注入流量Ｑをプログラムによる逓減曲線に追従させたとき、地山の注入抵抗の増加と注入量の減少が平衡し、注入圧力Ｐを管理値の一定範囲内に維持できるとは限らず、変動を伴う。
注入圧力Ｐが上昇した場合にはグラウト原液に対する希釈液の供給比率を増やして注入グラウトの濃度を低下させ、注入圧力Ｐが低下した場合には注入グラウトの濃度を上昇させる自動調整を行う。
【０００７】
このように注入グラウトの濃度調節は、注入施工の進捗に応じて一方的に増加させるのみではなく、注入圧力の変化に応じて高濃度側へも低濃度側へも、グラウト原液ポンプと希釈液ポンプの運転速度を自在に自動調整することによって高濃度側から低濃度側へ又は低濃度側から高濃度側へと可逆的な制御を行う。
【０００８】
Ｂ時点に至り、注入流量Ｑがほぼゼロになってからも、さらにＣ時点に至るまでの一定時間、ポンプの低速運転を続け圧力を加えるが、この領域は「ダメ押し」と称し、先立って注入された高濃度のグラウトを地山に十分浸透させる工程であり、加圧媒体として全工程中で最も低濃度のグラウトが、場合によっては希釈液のみが適用される。
【０００９】
上記何れの方式によらずグラウト注入時に、グラウトを圧送する配管内でグラウトが付着し、その状態が長時間経過すると、目詰まりを起こし、正確な注入ができないばかりか、注入不能になる恐れがあり、さらにグラウト注入装置自体が故障したり、使用不可能になる。
このような目詰まりを防止するため、図５ないし図８に示すような配管内を洗浄水で洗浄する方法が提案されている（特許文献３）。これらの図の配管路において、太線が開通しているラインを表わしている。
【００１０】
グラウト注入時には、図５において、ミキシングプラント１０から圧送・廃棄切替えコック１１を介して原液ミキサ１２に供給された原液（例えば、Ｗ／Ｃ＝１／１）のグラウトが原液ポンプ１３、原液・水切替え弁１５、原液流量計１６、原液開閉弁１７、原液・廃液切替え弁１８を経てサブミキサ１９に供給される。水は、水ポンプ２０から水流量調整コック２２、水流量計２３、水開閉弁２４を経てサブミキサ１９に供給される。サブミキサ１９で目的の濃度に混合されたグラウトは、グラウト・水洗切替え弁２７、グラウトポンプ２８、質量流量計２９、自動グラウト流量計３０の制御弁３１を経て地山に注入されるとともに、一部は、復帰・廃棄切替え弁３２を介してサブミキサ１９に戻される。
【００１１】
注入終了時には、図６において、原液・水切替え弁１５が閉じられ、原液ミキサ１２のグラウトの原液は、原液ポンプ１３、原液流量調整コック１４を経て原液ミキサ１２に戻されて循環する。水流量調整コック２２が閉じられ、水ポンプ２０からの水は、水流量調整コック２１を経て戻される。また、グラウト・水洗切替え弁２７と制御弁３１が切り替えられ、洗浄水は、ライン水洗弁２６、グラウト・水洗切替え弁２７、グラウトポンプ２８、質量流量計２９、制御弁３１、復帰・廃棄切替え弁３２を介してサブミキサ１９へ送られ、配管内のグラウトをサブミキサ１９に押し出す。
【００１２】
洗浄時には、図７において、原液・水切替え弁１５と原液・廃液切替え弁１８を切替え、水を水ポンプ２０により、原液・水切替え弁１５、原液流量計１６、原液開閉弁１７、原液・廃液切替え弁１８のラインに流して洗浄し、洗浄した廃液を廃棄する。また、ライン水洗弁２６、グラウト・水洗切替え弁２７、復帰・廃棄切替え弁３２を切替えてグラウト・水洗切替え弁２７、グラウトポンプ２８、質量流量計２９、復帰・廃棄切替え弁３２のラインに水を流して洗浄し、洗浄した廃液を廃棄するとともに、注入管を洗浄する。さらに、エアブロー弁２５を開いてサブミキサ１９とグラウト・水洗切替え弁２７との間に空気を送り、グラウトの固着を防止する。
【００１３】
再注入準備時には、図８において、原液・水切替え弁１５を水側に切替えるとともに、原液・廃液切替え弁１８をサブミキサ１９側に切替え、水にて原液ラインを洗浄しつつ希釈液をサブミキサ１９に供給し、また、グラウト・水洗切替え弁２７、制御弁３１、復帰・廃棄切替え弁３２を切替えて、サブミキサ１９内の残留グラウトを循環して所定の濃度に希釈する。
なお、ミキシングプラント１０からの原液の廃液は、必要に応じて圧送・廃棄切替えコック１１を切替えて廃棄される。
【特許文献１】特開平８−２０９６７４号公報。
【特許文献２】特開２００５―１１３５２３号公報。
【特許文献３】特開２００２―６１１６５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上のような洗浄方法では、次のような場合にはいずれも廃液が廃棄される。
ミキシングプラント１０のグラウト原液が不必要になると、その廃液が圧送・廃棄切替えコック１１を介して廃棄される。
サブミキサ１９の入口側の原液ラインを水で洗浄すると、洗浄した廃液が原液・廃液切替え弁１８を介して廃棄される。
サブミキサ１９の出口側のラインを洗浄液で洗浄すると、その洗浄した廃液が復帰・廃棄切替え弁３２を介して廃棄される。
このように、グラウトの供給ラインや注入管を洗浄した廃液を廃棄するだけでなく、グラウト原液も廃棄するので、グラウト廃液で土壌や地下水などが汚染され、地球環境を悪化させるおそれがある。
また、洗浄工程は、グラウトの注入工程を終了してから別工程として行なわれるため、作業時間が長くなるばかりか、長時間かけて注入工程で付着したグラウトをその後の洗浄工程では十分洗浄できない。
などの問題点を有する。
本発明は、廃液で地球環境を悪化させることがなく、また、洗浄工程を注入工程と同時に行うことで作業時間を短縮することのでき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】
【００１５】
本発明は、原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えて合流管５４に送るようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法である。
【００１６】
また、原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第２希釈液戻し弁５３を経て貯留タンク５８に貯留し、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第１希釈液戻し弁５２を経て貯留タンク５８に貯留するようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１及び３の記載によれば、原液タンク４０からの原液グラウトと希釈液タンク４３からの希釈液をミキサ５６により所定の濃度に混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法及び装置において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えて合流管５４に送るようにしたので、グラウト原液を廃棄したり、洗浄時に、原液ラインを洗浄した洗浄済液や、サブミキサ１９の後段のラインを洗浄した洗浄済液を廃棄したりすることがなく、土壌や地下水などを汚染するおそれがない。
また、一方のラインでグラウトの供給工程を行っているときに、他方のラインでは希釈水で洗浄工程を行い、逆に、これまでグラウトを送っていた一方のラインを希釈水で洗浄工程を行っているときに、他方のラインではグラウトの供給工程を行なうようにしたため、グラウト供給工程と洗浄工程が同時に行われ、従来のグラウト供給後の洗浄工程が不要になり、作業時間を大幅に改善できる。
【００１８】
請求項２及び４の記載によれば、原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第２希釈液戻し弁５３を経て貯留タンク５８に貯留し、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第１希釈液戻し弁５２を経て貯留タンク５８に貯留するようにしたので、一方のラインで原液グラウトをそのまま地山に注入するときは、他方のラインは専ら洗浄を行い、その洗浄済液は貯留タンク５８に戻して再利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、原液タンク４０にて配合比の最も濃い、例えば、Ｗ（水）／Ｃ（セメント）＝１／１のグラウトを作り、この原液タンク４０を、第１供給ライン４４に連結する。
また、希釈液としての水を供給する希釈液タンク４３には、第２供給ライン４５が連結される。
本発明は、配合比毎に一定量ずつ注入するバッチ方式であってもよいし、また、配合比を注入圧力等に応じて連続的に可変して注入する連続可変方式であってもよい。
【００２０】
前記第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の間であって、原液タンク４０にできるだけ近い位置に第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の流路を交互に切替える切替え弁４６が設けられる。
前記第１供給ライン４４には、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、１入力２出力の第１希釈液戻し弁５２を介して合流管５４の一方の入力側に連結する。
前記第２供給ライン４５には、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、１入力２出力の第２希釈液戻し弁５３を介して合流管５４の他方の入力側に連結する。
この合流管５４の出力側に連結された注入ライン５５にはミキサ５６が設けられる。このミキサ５６は、グラウト原液と希釈液を撹拌翼等でかき混ぜる駆動型の方式のものでもよいし、グラウト原液と希釈液が配管中を通過するときに混合される静止型のスタテックミキサであってもよい。
前記第１希釈液戻し弁５２と第２希釈液戻し弁５３の他の出力側は、貯留タンク５８に連結され、この貯留タンク５８は、開閉弁５９を介して前記原液タンク４０に連結される。
【００２１】
前記第１供給ライン４４の第１圧力・流量検出器４８と第２供給ライン４５の第２圧力・流量検出器５０は、制御回路５１に接続される。前記第１圧力・流量検出器４８は、第１供給ライン４４を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送り、また、前記第２圧力・流量検出器５０は、第２供給ライン４５を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送る。制御回路５１では、予め設定された流量となるように第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の開度を制御するとともに、切替え弁４６、第１希釈液戻し弁５２、第２希釈液戻し弁５３、開閉弁５９の開閉を制御する。このうち、切替え弁４６では、一方の第１供給ライン４４でグラウトを送っているときに、他方の第２供給ライン４５で水を送り、逆に、一方の第１供給ライン４４で水を送っているときに、他方の第２供給ライン４５でグラウトを送るように、所定時間間隔で交互に切替えてグラウトの注入工程と水による洗浄工程を同時に行なう。
【００２２】
切替える時間間隔は、注入するグラウトの濃度が薄いときは長く、濃いときは短くする。すなわち、グラウト濃度が薄いときは、グラウトの付着量が少なく、かつ、グラウト原液に対する希釈液の量が多くなって、洗浄がよく行なわれるので、切替えの時間間隔は、長くしてもよく、また、グラウト濃度が濃いときは、グラウトの付着量が多く、かつ、グラウト原液に対する希釈液の量が少なくなって、洗浄が不十分になるおそれがあるので、切替えの時間間隔は、短くすることが望ましい。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１を図１ないし図４に基づき説明する。
図１（ａ）において、原液タンク４０には、セメントと水（希釈液）が供給され、撹拌翼４１で撹拌されて所定濃度の原液、例えば、配合比の最も濃いＷ（水）／Ｃ（セメント）＝１／１の原液グラウトを作る。この原液タンク４０には、第１供給ライン４４が連結される。
また、希釈液タンク４３には、希釈液としての水が供給され、この希釈液タンク４３には、第２供給ライン４５が連結される。
【００２４】
前記第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の間であって、原液タンク４０にできるだけ近い位置に第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の流路を交互に切替える切替え弁４６が設けられる。この切替え弁４６は、１入力２出力の３方弁４６ａと４６ｃ、２入力１出力の３方弁４６ｂと４６ｄで構成されている。しかし、これに限られるものではなく、図１（ｂ）に示すような２ライン切替えのスプール弁を使用してもよいし、（ｃ）に示すような２入力２出力の４方弁を使用してもよい。
【００２５】
前記第１供給ライン４４には、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、１入力２出力の第１希釈液戻し弁５２が順次連結され、さらに、合流管５４の一方の入力側に連結され、前記第２供給ライン４５には、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、１入力２出力の第２希釈液戻し弁５３が順次連結され、さらに、合流管５４の他方の入力側に連結される。この合流管５４の出力側には注入ライン５５が連結され、この注入ライン５５にはミキサ５６が設けられる。
前記第１希釈液戻し弁５２と第２希釈液戻し弁５３の他の出力側は、貯留タンク５８に連結され、この貯留タンク５８は、開閉弁５９を介して前記原液タンク４０に連結されている。
【００２６】
前記第１供給ライン４４の第１圧力・流量検出器４８と第２供給ライン４５の第２圧力・流量検出器５０は、制御回路５１に接続されている。前記第１圧力・流量検出器４８は、第１供給ライン４４を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送り、また、前記第２圧力・流量検出器５０は、第２供給ライン４５を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送る。制御回路５１では、予め設定された流量となるように第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の回転速度、開度等を制御するとともに、切替え弁４６、第１希釈液戻し弁５２、第２希釈液戻し弁５３、開閉弁５９の開閉を制御する。
【００２７】
次に、グラウトの注入動作を説明する。
第１回目の注入動作（図１）
まず、原液タンク４０が第１供給ライン４４に連結され、希釈液タンク４３が第２供給ライン４５に連結されるように、制御回路５１からの指令で切替え弁４６を切替え制御するとともに、第１希釈液戻し弁５２と第２希釈液戻し弁５３を合流管５４側に連通する（図１の太線ラインが連通している）。
ついで、グラウト注入前に透水テスト（水押し）を行い、その結果に応じて最初の配合比を濃いＷ／Ｃ＝８／１とするか、薄いＷ／Ｃ＝１０／１とするかを制御回路５１で判断して第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の開度を制御する。
第１ポンプ４７による原液グラウトの所定の供給量と、第２ポンプ４９による水の所定の供給量とが合流管５４を経て注入ライン５５のミキサ５６に送られて初期設定の濃度のグラウトとなり、地山への注入が行われる。
この注入方法は、図１０に示すような配合比毎に一定量ずつ注入するバッチ方式であってもよいし、また、図９に示すような配合比を注入圧力等に応じて連続的に可変して注入する連続可変方式であってもよい。
【００２８】
第２回目の注入動作（図２）
図１０に示すようなバッチ方式により初期設定の濃度のグラウトを４００Ｌを注入するものとした場合、例えば、第１回目の注入にて半分の２００Ｌを注入した時点で、原液タンク４０を第２供給ライン４５に連結し、希釈液タンク４３を第１供給ライン４４に連結するように制御回路５１からの指令により切替え弁４６を切替える（図２の太線ラインが連通している）とともに、第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の開度を水用とグラウト用に設定する。
また、図９に示すような連続可変方式により初期設定の濃度のグラウトを注入するものとした場合、第１回目の注入が所定時間、例えば、ｔ１に達した時点で、制御回路５１からの指令により切替え弁４６を切替える。
すると、グラウトは、原液タンク４０から切替え弁４６の３方弁４６ａと４６ｄ、第２供給ライン４５、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、第２希釈液戻し弁５３を経て合流管５４に供給され、また、水は、希釈液タンク４３から切替え弁４６の３方弁４６ｃと４６ｂ、第１供給ライン４４、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、第１希釈液戻し弁５２を経て合流管５４に供給され、注入ライン５５のミキサ５６に送られて所定の濃度のグラウトとなり、地山への注入が行われる。
【００２９】
このように、第１回目にグラウトの供給路であった第１供給ライン４４が、第２回目では、水の供給路となり、第１供給ライン４４内が洗浄され、その洗浄済液がミキサ５６に送られて希釈液として利用される。また、第１回目に水の供給路であった洗浄された第２供給ライン４５内を、第２回目では、グラウトの供給路となり、目詰まりを起こすことなくミキサ５６に送られる。このように、グラウトの注入工程を行いながら、洗浄工程をも同時に行なうことができて作業能率を向上させ、さらに、洗浄済液を廃棄せずに有効利用でき、環境汚染を防止できる。
以後、配合比が変化して次第に濃くなっても同様に、所定量毎に、又は、所定時間毎に切替え弁４６により第１供給ライン４４と第２供給ライン４５を切り替えて次第に配合比Ｗ／Ｃの高い濃度のグラウトまで注入する。
なお、切替える時間間隔ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、…は、図９に示すように、注入するグラウトの濃度が薄いときは長く、濃くなるに従がい短くすることが望ましい。すなわち、グラウト濃度が薄いときは、グラウト原液に対する希釈液の量が多くなって、洗浄がよく行なわれるので、切替えの時間間隔は、長くしてもよく、また、グラウト濃度が濃いときは、グラウト原液に対する希釈液の量が少なくなって、洗浄が不十分になるおそれがあるので、切替えの時間間隔は、短くすることが望ましい。
この切替える時間間隔は、配管中のグラウトの付着量を電磁気的な検出器等により検出し、この付着量に応じて制御するようにしてもよい。
【００３０】
最後の原液グラウトの注入動作（図３及び図４）
図１０に示すようにバッチ方式により原液タンク４０で作られた原液のグラウト１０００Ｌを注入する場合、又は、図９に示すように連続可変方式にてＢ時点で高濃度のグラウトを注入する場合、まず第１回目は、図３に示すように、原液タンク４０を第１供給ライン４４に連結するとともに第１希釈液戻し弁５２を合流管５４側に連結し、また、希釈液タンク４３を第２供給ライン４５に連結するとともに、第２希釈液戻し弁５３を戻しライン５７に連結する。
この状態では、原液のグラウトは、第１供給ライン４４、注入ライン５５を経て希釈されることなく注入される。また、水は、第２供給ライン４５を通り、第２供給ライン４５、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、第２希釈液戻し弁５３を洗浄し、その洗浄済液は、戻しライン５７を介して貯留タンク５８に貯留される。
【００３１】
次に、所定量又は所定時間注入後の第２回目は、図４に示すように、切替え弁４６を切替えて原液タンク４０を第２供給ライン４５に連結するとともに第２希釈液戻し弁５３を合流管５４側に連結し、また、希釈液タンク４３を第１供給ライン４４に連結するとともに、第１希釈液戻し弁５２を戻しライン５７に連結する。
この状態では、原液のグラウトは、第２供給ライン４５、注入ライン５５を経て希釈されることなく注入される。また、水は、第１供給ライン４４を通り、第１供給ライン４４、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、第１希釈液戻し弁５２を洗浄し、その洗浄済液は、戻しライン５７を介して貯留タンク５８に貯留される。
以後、何回かの切替えにより所定量の原液グラウトを注入し、最後に所定時間（たとえば３０分間）のダメ押しの注入をする。
【００３２】
貯留タンク５８に貯留された洗浄済液は、開閉弁５９を開いて原液タンク４０に戻し、希釈液として再利用される。
【００３３】
前記実施例１において、切替え弁４６の切替えタイミングは、前述のように一定時間毎に行なう方法、グラウトの濃度が薄いときは、切り替え時間を長くし、濃度が高くなるにつれて切替え時間を短くする方法、所定量毎に行う方法、グラウトの付着量に応じて行う方法など状況に応じて適宜設定できる。
【００３４】
図１（ａ）においては、切替え弁４６が４個の３方弁で構成したので、原液タンク４０から３方弁４６ｂまでと、３方弁４６ａと３方弁４６ｄの間は洗浄されない。そこで、切替え弁４６をできるだけ原液タンク４０に近づけるか、図１（ｂ）に示すような２ライン切替えのスプール弁を使用したり、（ｃ）に示すような２入力２出力の４方弁を使用することで、洗浄できない範囲をできるだけ短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は、本発明によるグラウト注入制御方法及び装置の一実施例を示すもので、グラウトを設定された濃度に希釈しつつ注入するときの切替え弁４６の切替え前の動作説明図、（ｂ）は、切替え弁４６の他の例の説明図、（ｃ）は、切替え弁４６のさらに他の例の説明図である。
【図２】図１において、切替え弁４６の切替え後の動作説明図である。
【図３】本発明のグラウト注入制御方法及び装置において、グラウト原液をそのまま注入するときの切替え弁４６の切替え前の動作説明図である。
【図４】図３において、切替え弁４６の切替え後の動作説明図である。
【図５】従来のグラウト注入制御方法及び装置によるグラウト注入時の動作説明図である。
【図６】図５におけるグラウト注入終了時の動作説明図である。
【図７】図５における洗浄時の動作説明図である。
【図８】図５におけるグラウト再注入準備時の動作説明図である。
【図９】グラウトを連続可変方式で注入する場合の動作説明図である。
【図１０】グラウトをバッチ方式で注入する場合の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ミキシングプラント、１１…圧送・廃棄切替えコック、１２…原液ミキサ、１３…原液ポンプ、１４…原液流量調整コック、１５…原液・水切替え弁、１６…原液流量計、１７…原液開閉弁、１８…原液・廃液切替え弁、１９…サブミキサ、２０…水ポンプ、２１…水流量調整コック、２２…水流量調整コック、２３…水流量計、２４…水開閉弁、２５…エアブロー弁、２６…ライン水洗弁、２７…グラウト・水洗切替え弁、２８…グラウトポンプ、２９…質量流量計、３０…自動グラウト流量計、３１…制御弁、３２…復帰・廃棄切替え弁、４０…原液タンク、４１…撹拌翼、４３…希釈液タンク、４４…第１供給ライン、４５…第２供給ライン、４６…切替え弁、４７…第１ポンプ、４８…第１圧力・流量検出器、４９…第２ポンプ、５０…第２圧力・流量検出器、５１…制御回路、５２…第１希釈液戻し弁、５３…第２希釈液戻し弁、５４…合流管、５５…注入ライン、５６…ミキサ、５７…戻しライン、５８…貯留タンク、５９…開閉弁。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤や地盤などの地山に構造体を建設するダム建設工事、都市土木工事等の土木工事において、当該地山にグラウトを注入するときに配管内にグラウトが目詰まりしないようにしたグラウト注入制御方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
グラウト（地山改良剤又は安定剤）を地山に注入して地山改良を行う土木工法には、従来から、配合比毎に一定量ずつ注入するバッチ方式（特許文献１）と配合比を注入圧力等に応じて連続的に可変して注入する連続可変方式とが知られている（特許文献２）。
バッチ方式は、まず、グラウト注入前に透水テスト（水押し）を行う。次いで、図１０に示すように、１ステージにおいて透水が３０Ｌ（リットル）／分以上のときは、配合比の濃いＷ／Ｃ＝８／１を初期設定とし、透水が３０Ｌ／分以下のときは、配合比の薄いＷ／Ｃ＝１０／１を初期設定とし、例えば、４００Ｌを混合生成して２３分で注入する。
以後、配合比Ｗ／Ｃ＝６／１のグラウト４００Ｌを混合生成して２１分で注入し、つぎに配合比Ｗ／Ｃ＝４／１のグラウト４００Ｌを混合生成して２０分で注入し、つぎに配合比Ｗ／Ｃ＝２／１のグラウト８００Ｌを混合生成して４８分で注入する。最後にＷ／Ｃ＝１／１のグラウト原液を１０００Ｌをそのまま、１Ｌ／分に達するまで時間を設定せずに注入し（この例では２時間１２分）、１Ｌ／分に達したら、所定時間（たとえば３０分間）のダメ押しの注入をする。
この例では、ダメ押し注入後にグラウト原液３４９．０Ｌが廃棄される。
【０００３】
連続可変方式は、水押し試験等の予備調査に基づいて、グラウト注入プログラム制御ラインを設定し、グラウトの濃度、成分比を注入施工時の地山性状に応じて最適となるように、注入流量制限値と注入圧力制限値を監視しながら、注入施工開始後の工程の進捗に伴う当該地山の性状変化に応じて注入グラウト濃度の濃淡を制御しつつ注入する方法であり、高濃度の原液グラウトと希釈液とをそれぞれ別途に用意し、それぞれ独立したポンプによって圧送し、注入工程の進捗に応じて濃度、成分などが変化する最適性状のグラウト供給の要求に対応すべく、注入孔に至る直前の管路において混合比及び総量を地山の状態に応じて連続的に増減する等、可逆調整しつつ注入する。
【０００４】
さらに詳しくは、図９において、注入点における地山の性状に適合したグラウト注入プログラム制御ラインが与えられた場合、注入を開始するＳ点からは、初期設定濃度に基づくグラウト原液と希釈液の流量値が自動演算され、その結果によってグラウト原液ポンプと希釈液ポンプの速度が与えられ、初期設定濃度のグラウト注入が開始され、プログラム設定された注入流量Ｑ０に至り流量制御が継続される。
低濃度である初期設定濃度のグラウトが地山に注入され、次第に地山の注入抵抗が増加するに従い、注入流量Ｑを制御値に維持する結果、注入圧力ＰはＰ１のように、次第に上昇する。
【０００５】
Ａ０時点に至り注入流量Ｑを低減させる領域に入ると、注入圧力Ｐの上昇傾向は若干低下するが、さらに注入圧力Ｐは上昇を続け、圧力制御幅に入ってＡｌ時点において設定制御値を越えることになるので、ここに至り注入圧力ＰをＰ２のように制限値内に維持しつつ、プログラムによって与えられる流量値に制御しようとすれば、注入抵抗が低下するよう、注入グラウトの粘度を低下させればよく、そのために希釈液の流量に対するグラウト原液の流量比率を自動的に低下させて対処する。
【０００６】
図９におけるＡ０時点からの流量低減領域のうち、注入圧力Ｐが制限値に至ったＡｌ時点からＢ時点に至る領域では、注入流量Ｑをプログラムによる逓減曲線に追従させたとき、地山の注入抵抗の増加と注入量の減少が平衡し、注入圧力Ｐを管理値の一定範囲内に維持できるとは限らず、変動を伴う。
注入圧力Ｐが上昇した場合にはグラウト原液に対する希釈液の供給比率を増やして注入グラウトの濃度を低下させ、注入圧力Ｐが低下した場合には注入グラウトの濃度を上昇させる自動調整を行う。
【０００７】
このように注入グラウトの濃度調節は、注入施工の進捗に応じて一方的に増加させるのみではなく、注入圧力の変化に応じて高濃度側へも低濃度側へも、グラウト原液ポンプと希釈液ポンプの運転速度を自在に自動調整することによって高濃度側から低濃度側へ又は低濃度側から高濃度側へと可逆的な制御を行う。
【０００８】
Ｂ時点に至り、注入流量Ｑがほぼゼロになってからも、さらにＣ時点に至るまでの一定時間、ポンプの低速運転を続け圧力を加えるが、この領域は「ダメ押し」と称し、先立って注入された高濃度のグラウトを地山に十分浸透させる工程であり、加圧媒体として全工程中で最も低濃度のグラウトが、場合によっては希釈液のみが適用される。
【０００９】
上記何れの方式によらずグラウト注入時に、グラウトを圧送する配管内でグラウトが付着し、その状態が長時間経過すると、目詰まりを起こし、正確な注入ができないばかりか、注入不能になる恐れがあり、さらにグラウト注入装置自体が故障したり、使用不可能になる。
このような目詰まりを防止するため、図５ないし図８に示すような配管内を洗浄水で洗浄する方法が提案されている（特許文献３）。これらの図の配管路において、太線が開通しているラインを表わしている。
【００１０】
グラウト注入時には、図５において、ミキシングプラント１０から圧送・廃棄切替えコック１１を介して原液ミキサ１２に供給された原液（例えば、Ｗ／Ｃ＝１／１）のグラウトが原液ポンプ１３、原液・水切替え弁１５、原液流量計１６、原液開閉弁１７、原液・廃液切替え弁１８を経てサブミキサ１９に供給される。水は、水ポンプ２０から水流量調整コック２２、水流量計２３、水開閉弁２４を経てサブミキサ１９に供給される。サブミキサ１９で目的の濃度に混合されたグラウトは、グラウト・水洗切替え弁２７、グラウトポンプ２８、質量流量計２９、自動グラウト流量計３０の制御弁３１を経て地山に注入されるとともに、一部は、復帰・廃棄切替え弁３２を介してサブミキサ１９に戻される。
【００１１】
注入終了時には、図６において、原液・水切替え弁１５が閉じられ、原液ミキサ１２のグラウトの原液は、原液ポンプ１３、原液流量調整コック１４を経て原液ミキサ１２に戻されて循環する。水流量調整コック２２が閉じられ、水ポンプ２０からの水は、水流量調整コック２１を経て戻される。また、グラウト・水洗切替え弁２７と制御弁３１が切り替えられ、洗浄水は、ライン水洗弁２６、グラウト・水洗切替え弁２７、グラウトポンプ２８、質量流量計２９、制御弁３１、復帰・廃棄切替え弁３２を介してサブミキサ１９へ送られ、配管内のグラウトをサブミキサ１９に押し出す。
【００１２】
洗浄時には、図７において、原液・水切替え弁１５と原液・廃液切替え弁１８を切替え、水を水ポンプ２０により、原液・水切替え弁１５、原液流量計１６、原液開閉弁１７、原液・廃液切替え弁１８のラインに流して洗浄し、洗浄した廃液を廃棄する。また、ライン水洗弁２６、グラウト・水洗切替え弁２７、復帰・廃棄切替え弁３２を切替えてグラウト・水洗切替え弁２７、グラウトポンプ２８、質量流量計２９、復帰・廃棄切替え弁３２のラインに水を流して洗浄し、洗浄した廃液を廃棄するとともに、注入管を洗浄する。さらに、エアブロー弁２５を開いてサブミキサ１９とグラウト・水洗切替え弁２７との間に空気を送り、グラウトの固着を防止する。
【００１３】
再注入準備時には、図８において、原液・水切替え弁１５を水側に切替えるとともに、原液・廃液切替え弁１８をサブミキサ１９側に切替え、水にて原液ラインを洗浄しつつ希釈液をサブミキサ１９に供給し、また、グラウト・水洗切替え弁２７、制御弁３１、復帰・廃棄切替え弁３２を切替えて、サブミキサ１９内の残留グラウトを循環して所定の濃度に希釈する。
なお、ミキシングプラント１０からの原液の廃液は、必要に応じて圧送・廃棄切替えコック１１を切替えて廃棄される。
【特許文献１】特開平８−２０９６７４号公報。
【特許文献２】特開２００５―１１３５２３号公報。
【特許文献３】特開２００２―６１１６５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上のような洗浄方法では、次のような場合にはいずれも廃液が廃棄される。
ミキシングプラント１０のグラウト原液が不必要になると、その廃液が圧送・廃棄切替えコック１１を介して廃棄される。
サブミキサ１９の入口側の原液ラインを水で洗浄すると、洗浄した廃液が原液・廃液切替え弁１８を介して廃棄される。
サブミキサ１９の出口側のラインを洗浄液で洗浄すると、その洗浄した廃液が復帰・廃棄切替え弁３２を介して廃棄される。
このように、グラウトの供給ラインや注入管を洗浄した廃液を廃棄するだけでなく、グラウト原液も廃棄するので、グラウト廃液で土壌や地下水などが汚染され、地球環境を悪化させるおそれがある。
また、洗浄工程は、グラウトの注入工程を終了してから別工程として行なわれるため、作業時間が長くなるばかりか、長時間かけて注入工程で付着したグラウトをその後の洗浄工程では十分洗浄できない。
などの問題点を有する。
本発明は、廃液で地球環境を悪化させることがなく、また、洗浄工程を注入工程と同時に行うことで作業時間を短縮することのでき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】
【００１５】
本発明は、原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えて合流管５４に送るようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法である。
【００１６】
また、原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第２希釈液戻し弁５３を経て貯留タンク５８に貯留し、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第１希釈液戻し弁５２を経て貯留タンク５８に貯留するようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１及び３の記載によれば、原液タンク４０からの原液グラウトと希釈液タンク４３からの希釈液をミキサ５６により所定の濃度に混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法及び装置において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えて合流管５４に送るようにしたので、グラウト原液を廃棄したり、洗浄時に、原液ラインを洗浄した洗浄済液や、サブミキサ１９の後段のラインを洗浄した洗浄済液を廃棄したりすることがなく、土壌や地下水などを汚染するおそれがない。
また、一方のラインでグラウトの供給工程を行っているときに、他方のラインでは希釈水で洗浄工程を行い、逆に、これまでグラウトを送っていた一方のラインを希釈水で洗浄工程を行っているときに、他方のラインではグラウトの供給工程を行なうようにしたため、グラウト供給工程と洗浄工程が同時に行われ、従来のグラウト供給後の洗浄工程が不要になり、作業時間を大幅に改善できる。
【００１８】
請求項２及び４の記載によれば、原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第２希釈液戻し弁５３を経て貯留タンク５８に貯留し、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第１希釈液戻し弁５２を経て貯留タンク５８に貯留するようにしたので、一方のラインで原液グラウトをそのまま地山に注入するときは、他方のラインは専ら洗浄を行い、その洗浄済液は貯留タンク５８に戻して再利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、原液タンク４０にて配合比の最も濃い、例えば、Ｗ（水）／Ｃ（セメント）＝１／１のグラウトを作り、この原液タンク４０を、第１供給ライン４４に連結する。
また、希釈液としての水を供給する希釈液タンク４３には、第２供給ライン４５が連結される。
本発明は、配合比毎に一定量ずつ注入するバッチ方式であってもよいし、また、配合比を注入圧力等に応じて連続的に可変して注入する連続可変方式であってもよい。
【００２０】
前記第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の間であって、原液タンク４０にできるだけ近い位置に第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の流路を交互に切替える切替え弁４６が設けられる。
前記第１供給ライン４４には、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、１入力２出力の第１希釈液戻し弁５２を介して合流管５４の一方の入力側に連結する。
前記第２供給ライン４５には、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、１入力２出力の第２希釈液戻し弁５３を介して合流管５４の他方の入力側に連結する。
この合流管５４の出力側に連結された注入ライン５５にはミキサ５６が設けられる。このミキサ５６は、グラウト原液と希釈液を撹拌翼等でかき混ぜる駆動型の方式のものでもよいし、グラウト原液と希釈液が配管中を通過するときに混合される静止型のスタテックミキサであってもよい。
前記第１希釈液戻し弁５２と第２希釈液戻し弁５３の他の出力側は、貯留タンク５８に連結され、この貯留タンク５８は、開閉弁５９を介して前記原液タンク４０に連結される。
【００２１】
前記第１供給ライン４４の第１圧力・流量検出器４８と第２供給ライン４５の第２圧力・流量検出器５０は、制御回路５１に接続される。前記第１圧力・流量検出器４８は、第１供給ライン４４を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送り、また、前記第２圧力・流量検出器５０は、第２供給ライン４５を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送る。制御回路５１では、予め設定された流量となるように第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の開度を制御するとともに、切替え弁４６、第１希釈液戻し弁５２、第２希釈液戻し弁５３、開閉弁５９の開閉を制御する。このうち、切替え弁４６では、一方の第１供給ライン４４でグラウトを送っているときに、他方の第２供給ライン４５で水を送り、逆に、一方の第１供給ライン４４で水を送っているときに、他方の第２供給ライン４５でグラウトを送るように、所定時間間隔で交互に切替えてグラウトの注入工程と水による洗浄工程を同時に行なう。
【００２２】
切替える時間間隔は、注入するグラウトの濃度が薄いときは長く、濃いときは短くする。すなわち、グラウト濃度が薄いときは、グラウトの付着量が少なく、かつ、グラウト原液に対する希釈液の量が多くなって、洗浄がよく行なわれるので、切替えの時間間隔は、長くしてもよく、また、グラウト濃度が濃いときは、グラウトの付着量が多く、かつ、グラウト原液に対する希釈液の量が少なくなって、洗浄が不十分になるおそれがあるので、切替えの時間間隔は、短くすることが望ましい。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１を図１ないし図４に基づき説明する。
図１（ａ）において、原液タンク４０には、セメントと水（希釈液）が供給され、撹拌翼４１で撹拌されて所定濃度の原液、例えば、配合比の最も濃いＷ（水）／Ｃ（セメント）＝１／１の原液グラウトを作る。この原液タンク４０には、第１供給ライン４４が連結される。
また、希釈液タンク４３には、希釈液としての水が供給され、この希釈液タンク４３には、第２供給ライン４５が連結される。
【００２４】
前記第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の間であって、原液タンク４０にできるだけ近い位置に第１供給ライン４４と第２供給ライン４５の流路を交互に切替える切替え弁４６が設けられる。この切替え弁４６は、１入力２出力の３方弁４６ａと４６ｃ、２入力１出力の３方弁４６ｂと４６ｄで構成されている。しかし、これに限られるものではなく、図１（ｂ）に示すような２ライン切替えのスプール弁を使用してもよいし、（ｃ）に示すような２入力２出力の４方弁を使用してもよい。
【００２５】
前記第１供給ライン４４には、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、１入力２出力の第１希釈液戻し弁５２が順次連結され、さらに、合流管５４の一方の入力側に連結され、前記第２供給ライン４５には、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、１入力２出力の第２希釈液戻し弁５３が順次連結され、さらに、合流管５４の他方の入力側に連結される。この合流管５４の出力側には注入ライン５５が連結され、この注入ライン５５にはミキサ５６が設けられる。
前記第１希釈液戻し弁５２と第２希釈液戻し弁５３の他の出力側は、貯留タンク５８に連結され、この貯留タンク５８は、開閉弁５９を介して前記原液タンク４０に連結されている。
【００２６】
前記第１供給ライン４４の第１圧力・流量検出器４８と第２供給ライン４５の第２圧力・流量検出器５０は、制御回路５１に接続されている。前記第１圧力・流量検出器４８は、第１供給ライン４４を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送り、また、前記第２圧力・流量検出器５０は、第２供給ライン４５を流れる流体の圧力と流量を検出して、その出力信号を制御回路５１に送る。制御回路５１では、予め設定された流量となるように第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の回転速度、開度等を制御するとともに、切替え弁４６、第１希釈液戻し弁５２、第２希釈液戻し弁５３、開閉弁５９の開閉を制御する。
【００２７】
次に、グラウトの注入動作を説明する。
第１回目の注入動作（図１）
まず、原液タンク４０が第１供給ライン４４に連結され、希釈液タンク４３が第２供給ライン４５に連結されるように、制御回路５１からの指令で切替え弁４６を切替え制御するとともに、第１希釈液戻し弁５２と第２希釈液戻し弁５３を合流管５４側に連通する（図１の太線ラインが連通している）。
ついで、グラウト注入前に透水テスト（水押し）を行い、その結果に応じて最初の配合比を濃いＷ／Ｃ＝８／１とするか、薄いＷ／Ｃ＝１０／１とするかを制御回路５１で判断して第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の開度を制御する。
第１ポンプ４７による原液グラウトの所定の供給量と、第２ポンプ４９による水の所定の供給量とが合流管５４を経て注入ライン５５のミキサ５６に送られて初期設定の濃度のグラウトとなり、地山への注入が行われる。
この注入方法は、図１０に示すような配合比毎に一定量ずつ注入するバッチ方式であってもよいし、また、図９に示すような配合比を注入圧力等に応じて連続的に可変して注入する連続可変方式であってもよい。
【００２８】
第２回目の注入動作（図２）
図１０に示すようなバッチ方式により初期設定の濃度のグラウトを４００Ｌを注入するものとした場合、例えば、第１回目の注入にて半分の２００Ｌを注入した時点で、原液タンク４０を第２供給ライン４５に連結し、希釈液タンク４３を第１供給ライン４４に連結するように制御回路５１からの指令により切替え弁４６を切替える（図２の太線ラインが連通している）とともに、第１ポンプ４７と第２ポンプ４９の開度を水用とグラウト用に設定する。
また、図９に示すような連続可変方式により初期設定の濃度のグラウトを注入するものとした場合、第１回目の注入が所定時間、例えば、ｔ１に達した時点で、制御回路５１からの指令により切替え弁４６を切替える。
すると、グラウトは、原液タンク４０から切替え弁４６の３方弁４６ａと４６ｄ、第２供給ライン４５、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、第２希釈液戻し弁５３を経て合流管５４に供給され、また、水は、希釈液タンク４３から切替え弁４６の３方弁４６ｃと４６ｂ、第１供給ライン４４、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、第１希釈液戻し弁５２を経て合流管５４に供給され、注入ライン５５のミキサ５６に送られて所定の濃度のグラウトとなり、地山への注入が行われる。
【００２９】
このように、第１回目にグラウトの供給路であった第１供給ライン４４が、第２回目では、水の供給路となり、第１供給ライン４４内が洗浄され、その洗浄済液がミキサ５６に送られて希釈液として利用される。また、第１回目に水の供給路であった洗浄された第２供給ライン４５内を、第２回目では、グラウトの供給路となり、目詰まりを起こすことなくミキサ５６に送られる。このように、グラウトの注入工程を行いながら、洗浄工程をも同時に行なうことができて作業能率を向上させ、さらに、洗浄済液を廃棄せずに有効利用でき、環境汚染を防止できる。
以後、配合比が変化して次第に濃くなっても同様に、所定量毎に、又は、所定時間毎に切替え弁４６により第１供給ライン４４と第２供給ライン４５を切り替えて次第に配合比Ｗ／Ｃの高い濃度のグラウトまで注入する。
なお、切替える時間間隔ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、…は、図９に示すように、注入するグラウトの濃度が薄いときは長く、濃くなるに従がい短くすることが望ましい。すなわち、グラウト濃度が薄いときは、グラウト原液に対する希釈液の量が多くなって、洗浄がよく行なわれるので、切替えの時間間隔は、長くしてもよく、また、グラウト濃度が濃いときは、グラウト原液に対する希釈液の量が少なくなって、洗浄が不十分になるおそれがあるので、切替えの時間間隔は、短くすることが望ましい。
この切替える時間間隔は、配管中のグラウトの付着量を電磁気的な検出器等により検出し、この付着量に応じて制御するようにしてもよい。
【００３０】
最後の原液グラウトの注入動作（図３及び図４）
図１０に示すようにバッチ方式により原液タンク４０で作られた原液のグラウト１０００Ｌを注入する場合、又は、図９に示すように連続可変方式にてＢ時点で高濃度のグラウトを注入する場合、まず第１回目は、図３に示すように、原液タンク４０を第１供給ライン４４に連結するとともに第１希釈液戻し弁５２を合流管５４側に連結し、また、希釈液タンク４３を第２供給ライン４５に連結するとともに、第２希釈液戻し弁５３を戻しライン５７に連結する。
この状態では、原液のグラウトは、第１供給ライン４４、注入ライン５５を経て希釈されることなく注入される。また、水は、第２供給ライン４５を通り、第２供給ライン４５、第２ポンプ４９、第２圧力・流量検出器５０、第２希釈液戻し弁５３を洗浄し、その洗浄済液は、戻しライン５７を介して貯留タンク５８に貯留される。
【００３１】
次に、所定量又は所定時間注入後の第２回目は、図４に示すように、切替え弁４６を切替えて原液タンク４０を第２供給ライン４５に連結するとともに第２希釈液戻し弁５３を合流管５４側に連結し、また、希釈液タンク４３を第１供給ライン４４に連結するとともに、第１希釈液戻し弁５２を戻しライン５７に連結する。
この状態では、原液のグラウトは、第２供給ライン４５、注入ライン５５を経て希釈されることなく注入される。また、水は、第１供給ライン４４を通り、第１供給ライン４４、第１ポンプ４７、第１圧力・流量検出器４８、第１希釈液戻し弁５２を洗浄し、その洗浄済液は、戻しライン５７を介して貯留タンク５８に貯留される。
以後、何回かの切替えにより所定量の原液グラウトを注入し、最後に所定時間（たとえば３０分間）のダメ押しの注入をする。
【００３２】
貯留タンク５８に貯留された洗浄済液は、開閉弁５９を開いて原液タンク４０に戻し、希釈液として再利用される。
【００３３】
前記実施例１において、切替え弁４６の切替えタイミングは、前述のように一定時間毎に行なう方法、グラウトの濃度が薄いときは、切り替え時間を長くし、濃度が高くなるにつれて切替え時間を短くする方法、所定量毎に行う方法、グラウトの付着量に応じて行う方法など状況に応じて適宜設定できる。
【００３４】
図１（ａ）においては、切替え弁４６が４個の３方弁で構成したので、原液タンク４０から３方弁４６ｂまでと、３方弁４６ａと３方弁４６ｄの間は洗浄されない。そこで、切替え弁４６をできるだけ原液タンク４０に近づけるか、図１（ｂ）に示すような２ライン切替えのスプール弁を使用したり、（ｃ）に示すような２入力２出力の４方弁を使用することで、洗浄できない範囲をできるだけ短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は、本発明によるグラウト注入制御方法及び装置の一実施例を示すもので、グラウトを設定された濃度に希釈しつつ注入するときの切替え弁４６の切替え前の動作説明図、（ｂ）は、切替え弁４６の他の例の説明図、（ｃ）は、切替え弁４６のさらに他の例の説明図である。
【図２】図１において、切替え弁４６の切替え後の動作説明図である。
【図３】本発明のグラウト注入制御方法及び装置において、グラウト原液をそのまま注入するときの切替え弁４６の切替え前の動作説明図である。
【図４】図３において、切替え弁４６の切替え後の動作説明図である。
【図５】従来のグラウト注入制御方法及び装置によるグラウト注入時の動作説明図である。
【図６】図５におけるグラウト注入終了時の動作説明図である。
【図７】図５における洗浄時の動作説明図である。
【図８】図５におけるグラウト再注入準備時の動作説明図である。
【図９】グラウトを連続可変方式で注入する場合の動作説明図である。
【図１０】グラウトをバッチ方式で注入する場合の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ミキシングプラント、１１…圧送・廃棄切替えコック、１２…原液ミキサ、１３…原液ポンプ、１４…原液流量調整コック、１５…原液・水切替え弁、１６…原液流量計、１７…原液開閉弁、１８…原液・廃液切替え弁、１９…サブミキサ、２０…水ポンプ、２１…水流量調整コック、２２…水流量調整コック、２３…水流量計、２４…水開閉弁、２５…エアブロー弁、２６…ライン水洗弁、２７…グラウト・水洗切替え弁、２８…グラウトポンプ、２９…質量流量計、３０…自動グラウト流量計、３１…制御弁、３２…復帰・廃棄切替え弁、４０…原液タンク、４１…撹拌翼、４３…希釈液タンク、４４…第１供給ライン、４５…第２供給ライン、４６…切替え弁、４７…第１ポンプ、４８…第１圧力・流量検出器、４９…第２ポンプ、５０…第２圧力・流量検出器、５１…制御回路、５２…第１希釈液戻し弁、５３…第２希釈液戻し弁、５４…合流管、５５…注入ライン、５６…ミキサ、５７…戻しライン、５８…貯留タンク、５９…開閉弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えて合流管５４に送るようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法。
【請求項２】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第２希釈液戻し弁５３を経て貯留タンク５８に貯留し、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第１希釈液戻し弁５２を経て貯留タンク５８に貯留するようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法。
【請求項３】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１ポンプ４７により第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２ポンプ４９により第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御装置において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えるための切替え弁４６を具備したことを特徴とするグラウト注入制御装置。
【請求項４】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１ポンプ４７により第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２ポンプ４９により第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御装置において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えるための切替え弁４６と、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を戻しライン５７に送るために、合流管５４の前段に設けられた第２希釈液戻し弁５３と、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を戻しライン５７に送るために、合流管５４の前段に設けられた第１希釈液戻し弁５２と、この戻しライン５７に送られた洗浄済液を貯留する貯留タンク５８とを具備したことを特徴とするグラウト注入制御装置。
【請求項１】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えて合流管５４に送るようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法。
【請求項２】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御方法において、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第２希釈液戻し弁５３を経て貯留タンク５８に貯留し、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を合流管５４の前段の第１希釈液戻し弁５２を経て貯留タンク５８に貯留するようにしたことを特徴とするグラウト注入制御方法。
【請求項３】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１ポンプ４７により第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２ポンプ４９により第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御装置において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えるための切替え弁４６を具備したことを特徴とするグラウト注入制御装置。
【請求項４】
原液タンク４０からの原液グラウトを第１ポンプ４７により第１供給ライン４４を経て合流管５４に送るとともに、希釈液タンク４３からの希釈液を第２ポンプ４９により第２供給ライン４５を経て合流管５４に送り、この合流管５４に連結された注入ライン５５にて混合して地山に注入するようにしたグラウト注入制御装置において、前記原液タンク４０の原液グラウトを第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に、前記希釈液タンク４３の希釈液を第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に交互に切替えるための切替え弁４６と、前記原液タンク４０からの原液グラウトを、第１供給ライン４４、合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５の洗浄液として用い、その洗浄済液を戻しライン５７に送るために、合流管５４の前段に設けられた第２希釈液戻し弁５３と、前記原液タンク４０の原液グラウトを、第１供給ライン４４から第２供給ライン４５に切替えて合流管５４を経てそのまま注入ライン５５から地山に注入するときは、前記希釈液タンク４３の希釈液を、第２供給ライン４５から第１供給ライン４４に切替えて第１供給ライン４４の洗浄液として用い、その洗浄済液を戻しライン５７に送るために、合流管５４の前段に設けられた第１希釈液戻し弁５２と、この戻しライン５７に送られた洗浄済液を貯留する貯留タンク５８とを具備したことを特徴とするグラウト注入制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１６２２１７（Ｐ２００７−１６２２１７Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５５７５３（Ｐ２００５−３５５７５３）
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（３９１００６０３８）東都電機工業株式会社 (8)
【出願人】（５０５３５７５３５）株式会社ニュージェック (3)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（３９１００６０３８）東都電機工業株式会社 (8)
【出願人】（５０５３５７５３５）株式会社ニュージェック (3)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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