JP4097005B2 - セメント系硬化材の注入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント系硬化材の注入装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のセメントミルクの注入方法では、軟岩のような、水を通すがセメント粒子が通過しにくい岩盤においては、流速が低下すると急激に閉塞してしまう場合がある。流速の低下によって、セメントミルク内のセメント粒子が注入経路内に沈降して経路を開塞するからである。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、軟岩のような、水を通すがセメント粒子が通過しにくい岩盤においても、セメントミルクの注入を良好に行なえるセメント系硬化材の注入装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、セメント系硬化材の注入装置において、グラウトポンプと注入ノズルとの間の配管途中に設置され、配管内のセメント系硬化材に脈動を与える脈動発生装置を具備し、脈動発生装置は、チャンバ内の密封油室内にセメント系硬化材が通過する可撓性 通路を設け、ピストンの往復動による打撃力を油室内の油を介して可撓性通路に伝達し、可撓性通路を周期的に圧縮、膨張させることによって、可撓性通路内の セメント系硬化材に脈動を与えるよう構成したことを特徴とする、セメント系硬化材の注入装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態１】
＜イ＞注入装置
本発明の注入装置は以下の構成部材よりなる。
【００１０】
（１）装置全体の構造 図１に示すように、アジテータ１によってセメントと水を混合し、グラウトポンプ２によって加圧し、制御装置３を介して注入ノズル４から地盤に注入するよう構成されている。さらに本発明では、グラウトポンプ２と注入ノズル４との間に、セメントミルク等のセメント系硬化材を周期的に加圧して脈動を与える脈動発生装置５を介在させる。
【００１１】
（２）脈動発生装置
脈動発生装置５は、図２に示すように、チャンバ５１内の密封油室５２内にセメント系硬化材が通過する可撓性通路５３を設け、ピストン５４の往復動による打撃力を油室５２内の油を介して可撓性通路５３に伝達し、可撓性通路５３を周期的に圧縮、膨張させることによって、可撓性通路５３内のセメント系硬化材に脈動を与えるよう構成されている。
【００１２】
チャンバ５１の両端部には、内部に収納した可撓性通路５３の両端と連通させて、セメント系硬化材の入口５５と出口５６を設ける。入口５５はグラウトポンプ２側の配管と、出口５６は注入ノズル４側の配管と連通する。
【００１３】
可撓性通路５３は、ピストン５４の打撃力を、内部を通過するセメント系硬化材に伝達できる構造であればよいが、例えば、ゴムパイプをジャバラ状に形成したものなどが考えられる。
【００１４】
ピストン５４は、油室５２と連通するシリンダ内に摺動自在に収納されている。制御装置３で発生させた所定のパルスを電磁弁でエアーパルスに変換してノッカー５７を叩き、ノッカー５７の打撃力をピストン５４に伝達して、ピストン５４が摺動する。ピストン５４の往復運動は例えば毎分１００回程度の回数を採用する。なお、ピストン５４の摺動させるための機構は、その他の公知の機構を用いることができる。
【００１５】
＜ロ＞注入方法
従来のセメントミルクの注入方法では軟岩のような、水を通すがセメント粒子が通過しにくい岩盤においては流速が低下すると急激に閉塞してしまう場合がある。流速の低下によって、セメントミルク内のセメント粒子が注入経路内に沈降して経路を開塞するからである。
【００１６】
そこで、本発明は、上記のように構成された注入装置を用いて、脈動発生装置５を作動させ、セメントミルクに脈動を与えながら注入を行なう。セメントミルクに脈動が与えられると、沈降しようとするセメント粒子を強制的に励起させることができる。そして、この脈動は先端の注入ノズル４から、さらに岩盤内まで伝達する。そのために、岩盤内の注入経路で生じる閉塞を阻止することができる。
【００１７】
＜ハ＞実験結果
図３は、脈動を与えないで注入した場合のセメント系硬化材の積算流出量を示す。図４は、脈動を与えながら注入した場合の積算流出量を示す。これらのグラフから明らかなように、脈動を与えた方が積算流出量が大きく、注入経路の閉塞が小さいことが分かる。
【００１８】
図５は、脈動を与えないで注入した場合のセメント系硬化材の流出速度を示す。図６は、脈動を与えながら注入した場合の流出速度を示す。これらのグラフから明らかなように、脈動を与えた方が流出速度が速く、このことからも注入経路の閉塞が小さいことが分かる。
【００１９】
【発明の実施の形態２】
注入装置のその他の構造として、上記の脈動発生装置５の代わりに、グラウトポンプ２と注入ノズル４との間の配管に振動を与えて、配管内のセメント系硬化材に脈動を与える加振装置を具備するものが考えられる。加振装置としては、例えば、配管を搭載可能な振動台等が考えられる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるため、次のような効果を得ることができる。＜イ＞注入中に注入量が低下する場合に脈動発生装置又は加振装置を作動させると、注入量の回復がみられる。その結果、良好の注入量を継続して長時間維持することができる。
【００２１】
＜ロ＞注入量が低下した場合に限らず、常時脈動を与え続けることによって、より良い注入効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のセメント系硬化材の注入方法の説明図
【図２】 本発明の脈動発生装置の説明図
【図３】 脈動を与えないで注入した場合のセメント系硬化材の積算流出量を示す説明図
【図４】 脈動を与えながら注入した場合のセメント系硬化材の積算流出量を示す説明図
【図５】 脈動を与えないで注入した場合のセメント系硬化材の流出速度を示す説明図
【図６】 脈動を与えながら注入した場合のセメント系硬化材の流出速度を示す説明図

Claims (1)

1. セメント系硬化材の注入装置において、
   グラウトポンプと注入ノズルとの間の配管途中に設置され、配管内のセメント系硬化材に脈動を与える脈動発生装置を具備し、
   脈動発生装置は、
   チャンバ内の密封油室内にセメント系硬化材が通過する可撓性通路を設け、
   ピストンの往復動による打撃力を油室内の油を介して可撓性通路に伝達し、可撓性通路を周期的に圧縮、膨張させることによって、
   可撓性通路内のセメント系硬化材に脈動を与えるよう構成したことを特徴とする、
   セメント系硬化材の注入装置。

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