固結材注入装置
【課題】主剤と硬化剤などの複数の液剤からなり、地盤改良工事等に使用される固結材を、簡便な構成により等量注入することが可能な固結材注入装置を提供する。
【解決手段】主剤と硬化剤などの異なる液剤からなる２液型固結材を個別に収納するタンク１，２には、それぞれ管路３，４が連結されるとともに、その途中にグラウトポンプ５，６が設置されている。さらに下流側には、内部が長手方向に沿って２等分された管体からなる調圧部材８が設けられている。そして、グラウトポンプ５，６により圧送された各液剤は、この調圧部材８でほぼ等圧状態に調整され、ほぼ同じ流量となってＹ字管９で合流して注入管１１から地中に拡散浸透する。
【解決手段】主剤と硬化剤などの異なる液剤からなる２液型固結材を個別に収納するタンク１，２には、それぞれ管路３，４が連結されるとともに、その途中にグラウトポンプ５，６が設置されている。さらに下流側には、内部が長手方向に沿って２等分された管体からなる調圧部材８が設けられている。そして、グラウトポンプ５，６により圧送された各液剤は、この調圧部材８でほぼ等圧状態に調整され、ほぼ同じ流量となってＹ字管９で合流して注入管１１から地中に拡散浸透する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主剤と硬化剤などの複数の液剤からなり、地盤改良工事等に適用される固結材の注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダム工事やトンネル工事等における湧水・漏水の防止、あるいは軟弱土壌の強化などの地盤改良工事においては、セメント系グラウト材や硬質発泡ウレタン等の各種固結材の注入工法が広く行われている。ここで使用される固結材としては、主剤と硬化剤（促進剤）の組合せからなる２液型のものが多用されている。その混合割合は、現場での作業性等を考慮し、等量となるように予め調整されるのが一般的である。この固結材注入工法は、例えばセメントミルク等の主剤と珪酸ナトリウム水溶液等の硬化剤とを適宜の段階で混合するとともに、ボーリングロッド、二重管等の注入管を介して地中に注入し、両者の反応により硬化（ゲル化）させるものである。注入方法としては、２液をグラウトミキサー等で混合した後にグラウトポンプにより圧送して注入管から吐出する１ショット方式、２液を別々の管路で圧送して管路の途中で合流した後に注入管から吐出する１．５ショット方式、さらに２液を別々の管路で圧送して地中内に挿入された二重管先端の吐出部で混合する２ショット方式などがある。
【０００３】
ところで、２液型固結材の中には両液剤の粘度に大きな差があり、その流動性が異なることが多い。したがって、このような２液型固結材の注入装置においては、グラウトポンプで圧送された各液剤について、それらの合流部分よりも手前側で注入圧力と流量を検知し、この情報をグラウトポンプにフィードバックすることにより、両液剤が確実に同じ容積比率で混合されるように調整している（特許文献１，２参照）。このため、圧力センサ等が必要であり、注入装置の構成及び制御が複雑になるという問題があった。
【特許文献１】実用新案登録第２５２０６４９号公報
【特許文献２】特公昭５８−３０４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもので、簡便な構成により等量注入が可能な固結材注入装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、混合により硬化する複数の液剤からなる固結材を個別の管路を介して各液剤をポンプで圧送し、それら管路の下流側の適宜位置で各液剤を合流させて地盤へ注入する固結材注入装置において、前記各管路の合流位置よりも上流側に、各液剤の注入圧力を略等圧状態に調整する調圧部材を設けるという技術手段を採用した。なお、前記調圧部材としては、軸心方向に延在する弾性変形可能な隔壁により等分された複数の流路を備え、それら流路の両端側において前記各管路と連通する管体が好適である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の固結材注入装置によれば、粘度の異なる複数の液剤からなる固結材を対象にした場合、連動させたポンプで各液剤を加圧したときに調圧部材よりも上流側では、それら液剤の流動性が異なるために各管路内での注入圧力に差が生じるが、調圧部材を通過する際に各管路内の注入圧力が略等圧状態に調整される結果、その下流側ではほぼ同じ流量で液剤が合流することになる。このため、従来装置のような圧力センサ等が不要になり、装置の簡略化が可能である。
【０００７】
また、内空部が弾性変形可能な隔壁で複数の流路に等分された管体を調圧部材として使用した場合には、これを各液剤が個別に流通する複数の管路を跨ぐように配置し、管体の流路の両端側を各管路と連通すると、調圧部材内の隔壁が隣接する流路間の圧力差に基づき高い側から低い側に湾曲変形する。即ち、管体の流路の断面積が圧力差に応じて適宜変化することにより、簡便な手段で常に略等圧状態を実現することができるので好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の固結材注入装置は、上記のような構成を採用するから、２液型に限らず３液以上の液剤からなる各種の固結材に適用することができる。その注入方法は、各液剤が独立した管路の途中で合流する１．５ショット方式、あるいは地盤内に挿入された注入管の吐出口まで管路が独立している２ショット方式のいずれにも対応が可能であるが、調圧後も独立した管路が続き２ショット方式よりは、合流場所が管路の途中にある１．５ショット方式のほうが調圧部材の効果をより発揮させやすいので好ましい。また、調圧部材として使用する複数の流路を備える管体は、その内空部内に設けられた隔壁が液剤の注入圧力によって容易に弾性変形することが要件であるから、素材にはゴム、ポリウレタン、熱可塑性エラストマーなどの弾性高分子材料が好適である。但し、周囲の管壁部分については、注入圧力で変形しない程度の十分な厚さが必要である。したがって、同じ素材で一体成形をする場合には、隔壁部分の厚さを管壁部分に比べて薄く形成することになるが、隔壁部分の素材を管壁部分と異ならせた場合にはこの限りでない。さらに、管体の長さや肉厚等は、液剤の種類、圧送条件などに応じて適宜選定すればよく、調圧部材を管路（配管系統）の複数個所に設けることも可能である。以下、図面に基づき本発明の実施例について説明するが、もちろんこれに限定されるものではなく、この発明の技術思想内での種々の変更実施は可能である。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明に係る固結材注入装置の第１実施例を示す説明図である。図示の固結材注入装置は、主剤と硬化剤からなる２液型固結材を対象としたものであり、その注入方法は１．５ショット方式である。それぞれの液剤を収納する２個のタンク１，２には、独立した管路３，４が連結されるとともに、それら管路３，４の途中にグラウトポンプ５，６が設置されている。グラウトポンプ５，６は、原動機７に連結して連動するように設定されている。それぞれの管路３，４は、グラウトポンプ５，６の下流側において調圧部材８に連結され、さらに調圧部材８の下流側でＹ字管９に連結されている。Ｙ字管９の先端側は、アダプタ１０を介して注入管１１に連結されるとともに、注入管１１は削孔１２に対して挿入口側においてウエス等の閉塞材１３により封止されている。なお、管路３側には流量計１４が設けられている。
【００１０】
図２は、調圧部材８のＡ−Ａ線断面図であり、横断面円形状の管体の内空部が、その軸心方向に沿って設けられた隔壁１５より流路１６，１７に２等分されている。調圧部材８は、適宜の弾性高分子材料からなり、隔壁１５の肉厚が管壁１８よりも薄く形成されている。なお、図示はしないが、調圧部材８と管路３，４との接続は、流路１６，１７の横断面形状が円形でないことから、それらの形状に挿入部分が適合した適宜形状の継手を介して行われ、気密状態で結合される。
【００１１】
次に、上記固結材注入装置の使用方法について説明する。タンク１，２に収納されたそれぞれの液剤は、連動したグラウトポンプ５，６により管路３，４内を同じ吐出圧で圧送され、調圧部材８を通過してＹ字管９で合流する。この場合、それぞれの液剤の粘度に大きな差があると、調圧部材８よりも上流側の管路３，４内での注入圧力に差が生じる。即ち、高粘度の液剤側では流動性が低いために、低粘度の液剤側に比べて注入圧力が高くなる。したがって、このような状態においては、調圧部材８を介さずにそのままＹ字管９に合流するとなると、流量に差が生じ、等量で混合することができない。これに対して、本発明ではそれぞれの液剤が調圧部材８を通過する際に、流路１６，１７内での圧力差に応じて隔壁１５が弾性変形し、流路１６，１７の断面積が変化する。即ち、図２において二点鎖線で示すように、高圧側の流路１７が低圧側の流路１６に向けて湾曲することで略等圧状態に調整され、調圧部材８を出た時点では、ほぼ同じ吐出圧で圧送されることにより、ほぼ同じ容積比率でＹ字管９に流入する。Ｙ字管９で合流して混合された２種の液剤は、注入管１１から削孔１２内に吐出され、さらに周囲の地盤に拡散浸透することになる。
【実施例２】
【００１２】
図３は、本発明に係る固結材注入装置の第２実施例の要部を示す説明図である。なお、前記第１実施例と重複する部分についてはその説明を省略する。図示の固結材注入装置は、２ショット方式に適用したものであり、調圧部材１９の下流側にアダプタ２０を介して注入管としての二重管２１が連結された構成である。このアダプタ２０は二重管構造であり、管路２２が端面側から内側の通路に接続されるとともに、管路２３が側面側から外側の通路に接続されている。この場合、ポンプで圧送された２種の液剤は、調圧部材１９において等圧状態に調整された後、ほぼ同じ流量でアダプタ２０及び二重管２１を通過し、二重管２１の先端を出た所で合流して混合され、削孔２４内から周囲の地盤に拡散浸透する。
【実施例３】
【００１３】
図４は、本発明に係る固結材注入装置の第３実施例で使用する調圧部材の断面図である。図示の調圧部材２５は、３液からなる固結材を対象とするものであり、内空部が隔壁２６により３等分されている。隔壁２６の肉厚は管壁２７よりも薄く成形され容易に弾性変形が可能である。そして、流路２８，２９，３０内を流通する各液剤の注入圧力に差があった場合には、隔壁２６が適宜弾性変形してそれぞれの圧力差に応じて流路断面積を変化させることにより、注入圧力を等圧状態に調整することができる。その結果、調圧部材２５を通過した時点で、３液の流量はほぼ等量となるように調整される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る固結材注入装置の第１実施例を示す説明図である。
【図２】第１実施例で使用する調圧部材の断面図である。
【図３】本発明に係る固結材注入装置の第２実施例の要部を示す説明図である。
【図４】第３実施例で使用する調圧部材の断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１，２…タンク、３，４，２２，２３…管路、５，６…ポンプ、７…原動機、８，１９，２５…調圧部材、９…Ｙ字管、１０，２０…アダプタ、１１，２１…注入管、１５，２６…隔壁、１６，１７，２８，２９，３０…流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主剤と硬化剤などの複数の液剤からなり、地盤改良工事等に適用される固結材の注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダム工事やトンネル工事等における湧水・漏水の防止、あるいは軟弱土壌の強化などの地盤改良工事においては、セメント系グラウト材や硬質発泡ウレタン等の各種固結材の注入工法が広く行われている。ここで使用される固結材としては、主剤と硬化剤（促進剤）の組合せからなる２液型のものが多用されている。その混合割合は、現場での作業性等を考慮し、等量となるように予め調整されるのが一般的である。この固結材注入工法は、例えばセメントミルク等の主剤と珪酸ナトリウム水溶液等の硬化剤とを適宜の段階で混合するとともに、ボーリングロッド、二重管等の注入管を介して地中に注入し、両者の反応により硬化（ゲル化）させるものである。注入方法としては、２液をグラウトミキサー等で混合した後にグラウトポンプにより圧送して注入管から吐出する１ショット方式、２液を別々の管路で圧送して管路の途中で合流した後に注入管から吐出する１．５ショット方式、さらに２液を別々の管路で圧送して地中内に挿入された二重管先端の吐出部で混合する２ショット方式などがある。
【０００３】
ところで、２液型固結材の中には両液剤の粘度に大きな差があり、その流動性が異なることが多い。したがって、このような２液型固結材の注入装置においては、グラウトポンプで圧送された各液剤について、それらの合流部分よりも手前側で注入圧力と流量を検知し、この情報をグラウトポンプにフィードバックすることにより、両液剤が確実に同じ容積比率で混合されるように調整している（特許文献１，２参照）。このため、圧力センサ等が必要であり、注入装置の構成及び制御が複雑になるという問題があった。
【特許文献１】実用新案登録第２５２０６４９号公報
【特許文献２】特公昭５８−３０４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもので、簡便な構成により等量注入が可能な固結材注入装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、混合により硬化する複数の液剤からなる固結材を個別の管路を介して各液剤をポンプで圧送し、それら管路の下流側の適宜位置で各液剤を合流させて地盤へ注入する固結材注入装置において、前記各管路の合流位置よりも上流側に、各液剤の注入圧力を略等圧状態に調整する調圧部材を設けるという技術手段を採用した。なお、前記調圧部材としては、軸心方向に延在する弾性変形可能な隔壁により等分された複数の流路を備え、それら流路の両端側において前記各管路と連通する管体が好適である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の固結材注入装置によれば、粘度の異なる複数の液剤からなる固結材を対象にした場合、連動させたポンプで各液剤を加圧したときに調圧部材よりも上流側では、それら液剤の流動性が異なるために各管路内での注入圧力に差が生じるが、調圧部材を通過する際に各管路内の注入圧力が略等圧状態に調整される結果、その下流側ではほぼ同じ流量で液剤が合流することになる。このため、従来装置のような圧力センサ等が不要になり、装置の簡略化が可能である。
【０００７】
また、内空部が弾性変形可能な隔壁で複数の流路に等分された管体を調圧部材として使用した場合には、これを各液剤が個別に流通する複数の管路を跨ぐように配置し、管体の流路の両端側を各管路と連通すると、調圧部材内の隔壁が隣接する流路間の圧力差に基づき高い側から低い側に湾曲変形する。即ち、管体の流路の断面積が圧力差に応じて適宜変化することにより、簡便な手段で常に略等圧状態を実現することができるので好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の固結材注入装置は、上記のような構成を採用するから、２液型に限らず３液以上の液剤からなる各種の固結材に適用することができる。その注入方法は、各液剤が独立した管路の途中で合流する１．５ショット方式、あるいは地盤内に挿入された注入管の吐出口まで管路が独立している２ショット方式のいずれにも対応が可能であるが、調圧後も独立した管路が続き２ショット方式よりは、合流場所が管路の途中にある１．５ショット方式のほうが調圧部材の効果をより発揮させやすいので好ましい。また、調圧部材として使用する複数の流路を備える管体は、その内空部内に設けられた隔壁が液剤の注入圧力によって容易に弾性変形することが要件であるから、素材にはゴム、ポリウレタン、熱可塑性エラストマーなどの弾性高分子材料が好適である。但し、周囲の管壁部分については、注入圧力で変形しない程度の十分な厚さが必要である。したがって、同じ素材で一体成形をする場合には、隔壁部分の厚さを管壁部分に比べて薄く形成することになるが、隔壁部分の素材を管壁部分と異ならせた場合にはこの限りでない。さらに、管体の長さや肉厚等は、液剤の種類、圧送条件などに応じて適宜選定すればよく、調圧部材を管路（配管系統）の複数個所に設けることも可能である。以下、図面に基づき本発明の実施例について説明するが、もちろんこれに限定されるものではなく、この発明の技術思想内での種々の変更実施は可能である。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明に係る固結材注入装置の第１実施例を示す説明図である。図示の固結材注入装置は、主剤と硬化剤からなる２液型固結材を対象としたものであり、その注入方法は１．５ショット方式である。それぞれの液剤を収納する２個のタンク１，２には、独立した管路３，４が連結されるとともに、それら管路３，４の途中にグラウトポンプ５，６が設置されている。グラウトポンプ５，６は、原動機７に連結して連動するように設定されている。それぞれの管路３，４は、グラウトポンプ５，６の下流側において調圧部材８に連結され、さらに調圧部材８の下流側でＹ字管９に連結されている。Ｙ字管９の先端側は、アダプタ１０を介して注入管１１に連結されるとともに、注入管１１は削孔１２に対して挿入口側においてウエス等の閉塞材１３により封止されている。なお、管路３側には流量計１４が設けられている。
【００１０】
図２は、調圧部材８のＡ−Ａ線断面図であり、横断面円形状の管体の内空部が、その軸心方向に沿って設けられた隔壁１５より流路１６，１７に２等分されている。調圧部材８は、適宜の弾性高分子材料からなり、隔壁１５の肉厚が管壁１８よりも薄く形成されている。なお、図示はしないが、調圧部材８と管路３，４との接続は、流路１６，１７の横断面形状が円形でないことから、それらの形状に挿入部分が適合した適宜形状の継手を介して行われ、気密状態で結合される。
【００１１】
次に、上記固結材注入装置の使用方法について説明する。タンク１，２に収納されたそれぞれの液剤は、連動したグラウトポンプ５，６により管路３，４内を同じ吐出圧で圧送され、調圧部材８を通過してＹ字管９で合流する。この場合、それぞれの液剤の粘度に大きな差があると、調圧部材８よりも上流側の管路３，４内での注入圧力に差が生じる。即ち、高粘度の液剤側では流動性が低いために、低粘度の液剤側に比べて注入圧力が高くなる。したがって、このような状態においては、調圧部材８を介さずにそのままＹ字管９に合流するとなると、流量に差が生じ、等量で混合することができない。これに対して、本発明ではそれぞれの液剤が調圧部材８を通過する際に、流路１６，１７内での圧力差に応じて隔壁１５が弾性変形し、流路１６，１７の断面積が変化する。即ち、図２において二点鎖線で示すように、高圧側の流路１７が低圧側の流路１６に向けて湾曲することで略等圧状態に調整され、調圧部材８を出た時点では、ほぼ同じ吐出圧で圧送されることにより、ほぼ同じ容積比率でＹ字管９に流入する。Ｙ字管９で合流して混合された２種の液剤は、注入管１１から削孔１２内に吐出され、さらに周囲の地盤に拡散浸透することになる。
【実施例２】
【００１２】
図３は、本発明に係る固結材注入装置の第２実施例の要部を示す説明図である。なお、前記第１実施例と重複する部分についてはその説明を省略する。図示の固結材注入装置は、２ショット方式に適用したものであり、調圧部材１９の下流側にアダプタ２０を介して注入管としての二重管２１が連結された構成である。このアダプタ２０は二重管構造であり、管路２２が端面側から内側の通路に接続されるとともに、管路２３が側面側から外側の通路に接続されている。この場合、ポンプで圧送された２種の液剤は、調圧部材１９において等圧状態に調整された後、ほぼ同じ流量でアダプタ２０及び二重管２１を通過し、二重管２１の先端を出た所で合流して混合され、削孔２４内から周囲の地盤に拡散浸透する。
【実施例３】
【００１３】
図４は、本発明に係る固結材注入装置の第３実施例で使用する調圧部材の断面図である。図示の調圧部材２５は、３液からなる固結材を対象とするものであり、内空部が隔壁２６により３等分されている。隔壁２６の肉厚は管壁２７よりも薄く成形され容易に弾性変形が可能である。そして、流路２８，２９，３０内を流通する各液剤の注入圧力に差があった場合には、隔壁２６が適宜弾性変形してそれぞれの圧力差に応じて流路断面積を変化させることにより、注入圧力を等圧状態に調整することができる。その結果、調圧部材２５を通過した時点で、３液の流量はほぼ等量となるように調整される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る固結材注入装置の第１実施例を示す説明図である。
【図２】第１実施例で使用する調圧部材の断面図である。
【図３】本発明に係る固結材注入装置の第２実施例の要部を示す説明図である。
【図４】第３実施例で使用する調圧部材の断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１，２…タンク、３，４，２２，２３…管路、５，６…ポンプ、７…原動機、８，１９，２５…調圧部材、９…Ｙ字管、１０，２０…アダプタ、１１，２１…注入管、１５，２６…隔壁、１６，１７，２８，２９，３０…流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合により硬化する複数の液剤からなる固結材を個別の管路を介して各液剤をポンプで圧送し、それら管路の下流側の適宜位置で各液剤を合流させて地盤へ注入する固結材注入装置において、前記各管路の合流位置よりも上流側に、各液剤の注入圧力を略等圧状態に調整する調圧部材を設けたことを特徴とする固結材注入装置。
【請求項２】
前記調圧部材が、軸心方向に延在する弾性変形可能な隔壁により等分された複数の流路を備え、それら流路の両端側において前記各管路と連通する管体であることを特徴とする請求項１に記載の固結材注入装置。
【請求項１】
混合により硬化する複数の液剤からなる固結材を個別の管路を介して各液剤をポンプで圧送し、それら管路の下流側の適宜位置で各液剤を合流させて地盤へ注入する固結材注入装置において、前記各管路の合流位置よりも上流側に、各液剤の注入圧力を略等圧状態に調整する調圧部材を設けたことを特徴とする固結材注入装置。
【請求項２】
前記調圧部材が、軸心方向に延在する弾性変形可能な隔壁により等分された複数の流路を備え、それら流路の両端側において前記各管路と連通する管体であることを特徴とする請求項１に記載の固結材注入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−７０６３３（Ｐ２００６−７０６３３Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５７８２５（Ｐ２００４−２５７８２５）
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（００００００４４６）岡部株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（００００００４４６）岡部株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
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