説明

推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置

【課題】簡単な構成で、余分な動力を必要としない小型で混合効率が良く、混合条件の変化に対応することが可能な推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置を提供することを目的とする。
【解決手段】推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置において、推進埋設掘進機により地下に管又はセグメントを順次設置する際、前記推進埋設掘進機及び管又はセグメントと地山との間の空隙に注入される2液混合型の滑材又は裏込め材を混合するための2液混合装置であって、A液注入口、B液注入口、混合液出口を形成した混合ケース内にガラス製球体を封入することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、推進埋設工法により地下に管又はセグメントを設置する際、推進埋設掘進機及び管又はセグメントの外周と地山との間の空隙に注入される2液混合型の滑材又は裏込め材の2液混合装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に推進埋設工法により地下に管又はセグメントを設置する工法においては、発進立坑と到達立坑との間をシールド掘進機等の推進埋設掘進機により横穴を掘削し、掘削した横穴に管又はセグメントを順次設置していく。
【0003】
推進埋設工法においては、掘削された横穴と推進埋設機本体及び管又はセグメントとの空隙には、地山との摩擦を軽減する滑材や地山との空隙を充填する裏込め材が注入される。滑材及び裏込め材としては、2液混合型のものが知られている。2液混合型の滑材としては、例えば、膨潤状態のベントナイトを含むA液と、粘性や摩擦抵抗を調整するB液を混合装置で混合して地山との空隙に注入するものが知られている。また、2液混合型の裏込め材としては、例えば、セメントミルクにアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分を混合したA液と、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分と反応することにより吸水膨潤する吸水性粒子を含むB液とを混合して地山との空隙に注入するものが知られている。
【0004】
このような2液混合型の滑材又は裏込め材は、A液とB液をそれぞれ形成し、A液とB液を別々の供給路で地下に設置した2液混合装置に供給し混合した後、掘削された横穴と推進埋設機本体及び管又はセグメントとの空隙に注入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平7−206503号公報
【特許文献2】特開2002−327597号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来の2液混合装置は、均質な混合液を得るためA液とB液との混合流路を長くするために螺旋状の混合流路を配置したり、複数の仕切り板を交互に配置したりするものが提案されている。これらの2液混合装置は、均質な混合液を得るために混合流路を長くする必要があるため、混合装置自体の長さ、幅等の寸法が大きいものとなる。狭隘な地下に設置する2液混合装置は、出来る限り小型で簡易な混合装置が求められるので、混合装置自体の大きさが大きいと狭隘な地下に設置する必要がある他の機器の設置スペースが制限されるという問題が発生する。また、従来の2液混合装置は、混合液の粘性や摩擦抵抗の変化やA液、B液の化学的性質、流速、圧力等の変化に応じた混合条件の変化に簡単に適応することができないという問題を有するものであった。
【0007】
本発明は、前記従来技術の持つ課題を解決するもので、簡単な構成で、小型で混合効率が良く、混合条件の変化に対応することが可能な推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合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】
【0008】
本発明の推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置は、前記課題を解決するた
めに、推進埋設掘進機により地下に管を設置する際、前記推進埋設掘進機及び管又はセグメントと地山との間の空隙に注入される2液混合型の滑材又は裏込め材を混合するための2液混合装置であって、A液注入口、B液注入口、混合液出口を形成した混合ケース内にガラス製球体を封入することを特徴とする。
【0009】
また、本発明の推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置は、前記混合ケースを混合液の流路方向の長さを調節可能とすることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置は、前記混合ケースに封入されるガラス製球体の大きさを選択可能にすることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置は、前記混合ケースに封入されるガラス製球体の封入密度を変化可能にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
推進埋設掘進機により地下に管を設置する際、前記推進埋設掘進機及び管と地山との間の空隙に注入される2液混合型の滑材又は裏込め材を混合するための2液混合装置であって、A液注入口、B液注入口、混合液出口を形成した混合ケース内にガラス製球体を封入した構成により、ガラス製球体が封入された混合ケース内で供給されたA液とB液が複数のガラス製球体間の間隙を分流、合流を繰り返して通過して混合流路を長くすることで小型の混合ケース内で効率の良い混合が可能となる。また、混合球体を比重が適度で耐食性のガラス製球体とすることで、混合ケース内でガラス製球体がA液、B液の流速、圧力により転動して混合効率を向上させると共に、A液、B液に含まれる化学成分による腐食が防止される。また、ガラス製球体は洗浄も容易であるため、繰り返し使用が可能となる。さらに、ガラス製球体は安価で、入手が容易であるという利点を有する。
混合ケースを混合液の流路方向の長さを調整可能とする構成により、混合時間を容易に制御することが可能となる。
混合ケースに封入されるガラス製球体の大きさを選択可能にする構成により、混合ケース内の混合流路の幅を変化させA液、B液の化学的性質や流速、圧力の変化に対応した混合条件に適応することが可能となる。
混合ケースに封入されるガラス製球体の封入密度を変化可能にする構成により、A液、B液の化学的性質や流速、圧力の変化に対応した混合条件に適応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態を示す図である。
【図2】本発明の実施形態を示す図である。
【図3】本発明の実施形態を示す図である。
【図4】本発明の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の実施の形態を図により説明する。図1、図2は、本発明の2液混合型注入材の混合装置を用いた推進埋設工法の概略を示す図である。 図1、図2では、地下に新たに管又はセグメントを設置する推進埋設工法を例とし示しているが、本発明の2液混合型注入材の混合装置は、地下に埋設された既設管を新設管に改築するための既設管改築用の推進埋設工法にも適用できるものである。
【0015】
図1に示されるように、地上から地下に発進立坑1と到達立坑2を掘削し、発進立坑1から推進埋設掘進機3により地下に横穴を掘削する。推進埋設掘進機3により掘削された横穴には、順次管又はセグメント4が設置される。推進埋設掘進機3により掘削された横穴の内径は、横穴に設置される管又はセグメント4の外径より若干大きめであるため、横
穴と管又はセグメント4の外周との間の空隙には裏込め材5が注入される。また、推進埋設掘進機3を推進する際、地山との摩擦力を軽減するため、推進埋設機3の外周に滑材を注入する場合がある。掘削された横穴に管を順次元押しジャッキにより推進する際にも、管と地山の摩擦力を軽減するために滑材を注入する場合もある。
【0016】
滑材又は裏込め材としては、2液混合型のものが知られている。2液混合型の滑材としては、例えば、膨潤状態のベントナイトを含むA液と、粘性や摩擦抵抗を調整するB液を混合装置で混合して地山との空隙に注入するものが知られている。また、2液混合型の裏込め材としては、例えば、セメントミルクにアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分を混合したA液と、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分と反応することにより吸水膨潤する吸水性粒子を含むB液とを混合して地山との空隙に注入するものが知られている。
【0017】
2液混合型の滑材又は裏込め材の場合、混合してから注入するまでの時間がかかると、粘性や摩擦抵抗などの性状が変化し注入作業が困難となるため、2液混合装置7を注入箇所に近い管又はセグメント4の先端部に設置する。発進立坑1の地上部に2液混合型の滑材又は裏込め材を構成するA液タンク8とB液タンク9を設置する。図2に示されるようにA液タンク8とB液タンクには、A液、B液を均質に調整するための撹拌羽根10を設置する。A液タンク8からのA液は、ポンプを介してA液供給路11から地下の2液混合装置7に供給される。B液タンク9からのB液は、ポンプを介してB液供給路12から地下の2液混合装置7に供給される。
【0018】
2液混合装置7で混合されたA液、B液は、注入管13により推進埋設機3の外周部、管又はセグメントと地山間の空隙に注入される。
【0019】
図3は、本発明の2液混合装置7を示す図である。2液混合装置7は、筒状の混合ケース14を備えている。混合ケース12には、A液供給管11が接続されるA液供給口15、B液供給管12が接続されるB液供給口16、供給管13が接続される混合液排出口17が形成される。混合ケース14内のA液供給口15、B液供給口16、混合液排出口17に対応する位置には、内部に封入されるガラス製球体18によりA液供給口15、B液供給口16及び混合液排出口17が塞がれるのを防止するためガラス製球体18の直径より小さい穴を複数形成した球体止めプレート19を設置する。
【0020】
混合ケース14は、A液供給口15、B液供給口16も形成された筒体と、混合液排出口17の形成された筒体の間に中央筒体を着脱自在に連結して構成される。中央筒体の
長さを変えることにより混合流路方向の長さを調整可能とする。また、中央筒体をテレスコープ式に連結する2つの筒体で構成し、混合ケース14を伸縮可能とし混合流路方向の長さを調整可能としても良い。
【0021】
混合ケース14内には、 ガラス製球体18を封入する。ガラス製球体18は、混合ケース14内で転動可能な容量の数を封入する。混合ケース14内に封入する球体としてガラス製球体は、A液、B液中の化学成分に対する耐腐食性であり、比重が2.5と手ごろであるため混合ケース14内に供給されるA液、B液の流速、圧力により転動しやすいため、混合効率を向上させる。混合ケース14内に封入される球体の比重が大きいと、球体がA液、B液の流速、圧力により転動しにくくなり、隣接する球体間に異物が溜まる状態となり、混合効率が下降することがある。混合ケース14内に封入されるガラス製球体は例えばアルミ等の金属製球体に比較し低価格であり、使用後洗浄が容易であり、再使用が可能であるため低コストが要求される2液混合装置7の混合球体として適している。
【0022】
図4は、混合ケース14内に封入されるガラス製球体18の作用を説明する図である。
混合ケース14内に封入されたガラス製球体18は、四方に隣接するガラス製球体18の間の隙間でA液、B液が分流、合流を繰り返すため、同じ規模の2液混合装置に比較して混合流路が長くなる。その結果、流路方向の長さが短い混合ケース1でも効率よくA液、B液を混合して混合液排出口17から注入管13に供給され、滑材又は裏込め材として推進埋設機3と地山間、管又はセグメント4と地山間に注入される。
【0023】
2液混合装置7は、均質な混合液を得る必要がある。A液、B液の化学的性質、粘性、及び流速、圧力などの条件が変化しても均質な混合液を得るための第1の対策として、混合ケース14を混合液の流路方向の長さを調整可能にしている。混合液の流路方向に長さを調整可能とするため、混合ケース14を、A液供給口15、B液供給口16も形成された筒体と、混合液排出口17の形成された筒体との間に中央筒体を着脱自在に連結して構成し、中央筒体の長さを変える。また、混合ケース14の混合流路方向の長さを調整可能とするため、中央筒体を2つの筒体をテレスコープ式に連結する。混合ケース14の流路方向の長を変化させた場合、当然、ガラス製球体18の封入数も変化する。混合ケース14を混合液の流路方向に長さを調整可能とすることで、混合時間を制御することが可能となり、A液、B液の化学的性質、粘性、流速、圧力などの条件の変化しも対応して均質な混合液を得ることが可能となる。
【0024】
A液、B液の化学的性質、粘性、流速、圧力などの条件が変化しても均質な混合液を得るための第2の対策として、混合ケース14に封入されるガラス製球体18の大きさを選択可能にする。混合ケース14に封入されるガラス製球体18の直径が大きいと、ガラス製球体18間の間隙が小さい直径のガラス製球体に比較して大きくなり、結果として小さい直径のガラス製球体18を封入した場合に比較し混合流路が短くなり、混合時間を制御することが可能となる。混合ケース14に封入されるガラス製球体18の大きさを選択可能にすることで、混合時間を制御することが可能となり、A液、B液の化学的性質、粘性、流速、圧力などの条件の変化しも対応して均質な混合液を得ることが可能となる。
【0025】
A液、B液の化学的性質、A液、B液の流速、圧力などの条件が変化しても均質な混合液を得るための第3の対策として、混合ケースに封入されるガラス製球体の封入密度を変化可能にする。ガラス製球体の封入密度を大きくすると、封入密度が小さくする場合に比較し、混合流路が長くなり、混合時間がながくなる。混合ケースに封入されるガラス製球体の封入密度を変化可能にすることで、混合時間を制御することが可能となり、A液、B液の化学的性質、粘性、流速、圧力などの条件の変化しも対応して均質な混合液を得ることが可能となる。
【0026】
以上のように、本発明の推進埋設工法に用いる2液混合型充填材の混合装置によれば、ガラス製球体が封入された混合ケース内で供給されたA液とB液が複数のガラス製球体間の間隙を分流、合流を繰り返して通過して混合流路を長くすることで小型の混合ケース内で効率の良い混合が可能となる。また、混合球体を比重が適度で耐食性のガラス製球体とすることで、混合ケース内でガラス製球体がA液、B液の流れにより転動して混合効率を向上させると共に、A液、B液に含まれる化学成分による腐食が防止され、洗浄も容易であるため、繰り返し使用が可能となる。さらに、ガラス製球体は安価で、入手が容易であるという利点を有する。
【符号の説明】
【0027】
1:発進立坑、2:到達立坑、3:推進埋設機、4:管又はセグメント、5:裏込め材、6:滑材、7:2液混合装置、8:A液タンク、9:B液タンク、10:撹拌羽根、11:A液供給管、12:B液供給管、13:注入管、14:混合ケース、15:A液供給口、16:B液供給口、17:混合液排出口、18:ガラス製球体、19:球体止めプレート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
推進埋設掘進機により地下に管又はセグメントを順次設置する際、前記推進埋設掘進機及び管又はセグメントと地山との間の空隙に注入される2液混合型の滑材又は裏込め材を混合するための2液混合装置であって、A液注入口、B液注入口、混合液出口を形成した混合ケース内にガラス製球体を封入することを特徴とする推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置。
【請求項2】
前記混合ケースを混合液の流路方向の長さを調節可能とすることを特徴とする請求項1に記載の推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置。
【請求項3】
前記混合ケースに封入されるガラス製球体の大きさを選択可能にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置。
【請求項4】
前記混合ケースに封入されるガラス製球体の封入密度を変化可能にすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の推進埋設工法に用いる2液混合型注入材の混合装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−77454(P2012−77454A)
【公開日】平成24年4月19日(2012.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−220981(P2010−220981)
【出願日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【出願人】(510261197)株式会社姫野組 (1)
【Fターム(参考)】