JP5789286B2 - Grout pumping device and method - Google Patents
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Description
本発明は、地盤注入工法に用いる一筒毎に吐出口を設けたピストン型多筒式グラウトポンプ及び伸縮性の注入ホース間、或いは双方に脈動吸収部を設置し、グラウトがポンプ、注入ホース及び脈動吸収部を通過することにより脈動を低減させるグラウト圧送装置及び方法に関するものである。 The present invention provides a pulsation absorbing portion between or both of a piston-type multi-cylinder grout pump and a stretchable injection hose provided with a discharge port for each cylinder used in the ground injection construction method. The present invention relates to a grout pumping device and method for reducing pulsation by passing through a pulsation absorbing section.
一般に地盤注入工法に用いる流動性グラウトは、ポンプを利用して吐出口から加圧圧送する方法が採用されている。このグラウトポンプは、グラウトの性状によってポンプの構造が異なる多くの種類がある。このうち、本発明は、ピストン式(プランジャー型も含まれる。)に属する。 In general, a fluid grout used for the ground injection method employs a method of pressurizing and pumping from a discharge port using a pump. There are many types of grout pumps that have different pump structures depending on the properties of the grout. Among these, the present invention belongs to a piston type (including a plunger type).
使用するグラウトのうちA液(主剤で主に水ガラス)、B液(硬化剤)を、それぞれ吐出口から放出した後、合流混合するケミカルグラウトでは、4筒2連式(吐出口が2つ)のプランジャーポンプ(以下、ピストン型という。)が多く使用されている。このポンプは、シリンダー部(以下、筒という。)がピストン型で円運動をするクランクの一方向だけの成分を取り出して機構的にピストンを往復させる機構である。そして、ピストンを筒内面に密着させる作動を行い、ピストンの一面が吐出、他面が吸入作用を行い、往復運動によって連続吐出作業を行うものである。 Among the grouts to be used, in the chemical grout where the A liquid (mainly water glass is mainly used) and the B liquid (hardening agent) are discharged from the discharge ports and then mixed and mixed, the four-cylinder dual system (two discharge ports are provided). ) Plunger pump (hereinafter referred to as piston type) is often used. This pump is a mechanism in which a cylinder part (hereinafter referred to as a cylinder) is a piston type and extracts a component in only one direction of a crank that performs a circular motion and mechanically reciprocates the piston. Then, an operation of bringing the piston into close contact with the inner surface of the cylinder is performed, and one surface of the piston performs discharge, and the other surface performs a suction action, and a continuous discharge operation is performed by a reciprocating motion.
このうちプランジャーは、筒の一部に挿入され、往運動のときにグラウトを吐出し、復運動のときにグラウトの吸入を行う単動である。 Of these, the plunger is a single action that is inserted into a part of the cylinder, discharges the grout during the forward movement, and sucks the grout during the backward movement.
そしてケミカルグラウト(A、B液型)に使用する場合に、ポンプ2台を1台にまとめ、バルブ室が完全に2室に分離しており、左右のシリンダーが別々に2液を吐出する構造となっている。 And when used for chemical grout (A, B liquid type), two pumps are combined into one unit, the valve chamber is completely separated into two chambers, and the left and right cylinders discharge two liquids separately It has become.
このため、2筒で1つの吐出口(A液)を設け、他の2筒が1つの吐出口(B液)を設けた、いわゆる4筒2連式ポンプが構成されることとなる。 For this reason, a so-called four-cylinder dual pump is provided in which one discharge port (A liquid) is provided with two cylinders and the other two cylinders are provided with one discharge port (B liquid).
このポンプは、2筒を1セットとして、吸入と吐出を同時に行うことにより、グラウトの脈動を無くすことを特徴としている。ここでいう脈動とは、送液動作が周期的に寸断されることにより、液が脈打つように送液されることをいう。このような脈動を小さくするためには、2筒に1つのエアチャンバーを取り付ける。このエアチャンバーは、それほど大きくなく、大体内容積は400cm3程度以下である。 This pump is characterized by eliminating grout pulsation by performing suction and discharge simultaneously with two cylinders as one set. The pulsation here means that the liquid is fed so as to pulsate by periodically breaking the liquid feeding operation. In order to reduce such pulsation, one air chamber is attached to two cylinders. The air chamber is not so large, and the body volume is about 400 cm 3 or less.
なお、これらポンプによるグラウトの脈動を利用した技術としては、例えば特許文献1の開示技術が提案されている。この特許文献1の開示技術によれば、従来の吐出量(注入速度)を一定に保持した2筒1連式グラウトを用い、ポンプに制御装置を取り付けてポンプの回転数を調整する。これにより、動的(強制的)に注入速度又は注入圧力を変化させた薬液注入を実現することが可能となる。 In addition, as a technique using the pulsation of grout by these pumps, for example, the disclosed technique of Patent Document 1 is proposed. According to the technique disclosed in Patent Document 1, a conventional two-cylinder grout that keeps a constant discharge amount (injection speed) is used, and a control device is attached to the pump to adjust the rotational speed of the pump. As a result, it is possible to realize the chemical solution injection in which the injection speed or the injection pressure is dynamically (forced) changed.
この注入工法の主たる目的である薬液(2液性でA液、B液に分けて別々に圧送する)に使用する場合、4筒2連式で2つの注入ホースを経て注入管の手前、或いは先端から合液混合してできた薬液を地盤に注入する。 When used for the main purpose of this injection method (two-component, separately pumped into liquid A and liquid B), before the injection tube via two injection hoses in a four-cylinder dual system, or Inject the chemical solution made by mixing the mixture from the tip into the ground.
しかしながら、特許文献1の開示技術は、元々吐出が一定のポンプにわざわざ高価な制御盤を取り付けたものであり、ポンプ自体は従来の2筒1連式であるため、ポンプの台数の減少や、低吐出量の注入に対応できないという難点を解決した注入工法とはいえない。 However, the disclosed technique of Patent Document 1 is an original one in which an expensive control panel is attached to a pump with a constant discharge, and the pump itself is a conventional two-cylinder one-unit type, so the number of pumps can be reduced, It cannot be said that this is an injection method that solves the problem that it cannot cope with injection of a low discharge amount.
以上のように、従来におけるポンプの基本原理は、2筒1連式であるため、改良すべき点、及び施工性から次のような問題点がある。
1)2筒で1つの吐出口であることから、多くのポンプを必要としている。
2)2筒で1つの吐出口であるため、グラウト吐出量は合算となり、高圧で少ない吐出量(例えば、毎分2〜4l)にすることは、ポンプの構造上難しい。
As described above, since the basic principle of the conventional pump is a two-cylinder one-line system, there are the following problems from the points to be improved and workability.
1) Since it is one discharge port with two cylinders, many pumps are required.
2) Since two cylinders are used as one discharge port, the grout discharge amount is a sum, and it is difficult to reduce the discharge amount at a high pressure (for example, 2 to 4 l / min) because of the structure of the pump.
以上のうち、特に2)が施工上解決できない難点とされている。 Among the above, 2) is considered a difficult point that cannot be solved in construction.
しかしながら、現状のポンプで二液性グラウトを筒毎に吐出口を設けた場合、脈動(流動量の変動幅が大きいこと)が大きく、二液性の場合、A、B液合流時に等量混合にならず、ゲルタイムが極端に大きく変化し、実用上使用できないという問題点があった。 However, when a two-component grout is provided for each cylinder with the current pump, the pulsation (the fluctuation range of the flow amount is large) is large. In other words, there was a problem that the gel time changed extremely and could not be used practically.
なお、非特許文献1にはグラウトポンプの例として、ピストン型、プランジャー型が開示されているが、脈動を低減させるための技術は特段開示されていない。 Non-Patent Document 1 discloses a piston type and a plunger type as examples of the grout pump, but does not specifically disclose a technique for reducing pulsation.
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、グラウトがポンプ、注入ホース及び脈動吸収部を通過することにより脈動を低減させることができ、安定したグラウトの地盤注入を実現できるグラウト圧送装置及び方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to reduce pulsation by allowing the grout to pass through the pump, the injection hose and the pulsation absorbing part, It is an object of the present invention to provide a grout pumping apparatus and method capable of realizing stable ground injection of grout.
上述した従来の技術では、ピストン型ポンプで筒毎に吐出口を設けることは、グラウトの脈動が非常に大きく、現状のままでは使用できない。そこで本発明では、筒毎に吐出口を設けることによる脈動を実用可能な範囲まで回避したポンプ及びグラウトの圧送方法を鋭意検討した。 In the conventional technique described above, providing a discharge port for each cylinder with a piston pump has a very large grouting pulsation and cannot be used as it is. Therefore, in the present invention, the pump and the grout pressure feeding method that avoids the pulsation caused by providing the discharge port for each cylinder to the practical range have been studied.
即ち、本発明は、ポンプ本体を含めた吐出口から一定の長さを有する注入管に至る軟質な注入ホース間に伸縮性又は非伸縮性の脈動吸収部を設けることにより、ポンプ、ピストンで圧送されたグラウトがポンプ内の脈動吸収部、或いは注入ホース間の脈動吸収部を通過する過程で脈動を低減させて実用可能な範囲に収める方法である。 In other words, the present invention provides a pump or piston for pumping by providing a stretchable or non-stretchable pulsation absorbing portion between a soft injection hose extending from a discharge port including a pump body to an injection tube having a certain length. This is a method of reducing the pulsation within a practical range in the process in which the grout passes through the pulsation absorbing part in the pump or the pulsation absorbing part between the injection hoses.
本願請求項1記載のグラウト圧送装置は、地盤中にグラウトを注入管を介して圧送するグラウト圧送装置において、駆動部の回転駆動に応じて往復運動可能な複数のピストンと、上記ピストン毎に設けられ、収納された上記ピストンの往復運動に応じて内部にグラウトを吸入させ、またこれを吐出させる複数の筒体と、上記筒体毎に設けられ、上記筒体から吐出されたグラウトを吐出させる吐出口と、上記吐出口から吐出されたグラウトを上記注入管へ導く注入ホースとを備え、上記注入ホースは、20m以上であり、上記筒体から吐出口までの間、及び上記注入ホース間の何れか1箇所以上に、上記グラウトを一時的に浸入又は滞留させることが可能な容器状とされ、上記注入管へのグラウトの排出量を調整して脈動を吸収するための内容積が500cm 3 以上である脈動吸収部が設けられていることを特徴とする The grout pumping device according to claim 1 is a grout pumping device for pumping grout into the ground via an injection tube, and is provided for each of the plurality of pistons that can reciprocate according to the rotational drive of the drive unit. In response to the reciprocating motion of the stored piston, grout is sucked into and discharged from the inside, and the grout discharged from the cylinder is provided for each of the cylinders. A discharge port and an injection hose for guiding the grout discharged from the discharge port to the injection pipe, the injection hose being 20 m or more, between the cylinder and the discharge port, and between the injection hoses Content for absorbing pulsation by adjusting the amount of grout discharged into the injection pipe, in a container shape in which the grout can temporarily enter or stay in any one or more places Wherein the but has pulsation absorbing portion is provided at 500 cm 3 or more
本願請求項2記載のグラウト圧送装置は、請求項1記載の発明において、上記脈動吸収部は、上記筒体毎に設けられたエアチャンバーであることを特徴とする。
The grout pumping device according to
本願請求項3記載のグラウト圧送装置は、請求項1記載の発明において、上記脈動吸収部は、上記注入ホース間に設けられ、伸縮自在な伸縮部材、伸縮不能な非伸縮部材、上記伸縮部材及び上記非伸縮部材、の何れかにより構成されていることを特徴とする。
The grout pumping device according to
本願請求項4記載のグラウト圧送方法は、請求項1〜3のうち何れか1項記載のグラウト圧送装置を用いて、上記グラウトを上記脈動吸収部に一時的に浸入又は滞留させて、上記注入管へのグラウトの排出量を調整して脈動を吸収しつつ、これを圧送することを特徴とする。
The grout pumping method according to
上述した構成からなる本発明によれば、グラウトがポンプ、注入ホース及び脈動吸収部を通過することにより脈動を低減させることができ、安定したグラウトの地盤注入を実現できる。 According to the present invention having the above-described configuration, grouting can be reduced by passing through the pump, the injection hose and the pulsation absorbing portion, and stable ground injection of grouting can be realized.
以下、本発明を適用したグラウト圧送装置の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a grout pumping apparatus to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
本発明を適用したグラウト圧送装置により圧送するグラウトは、一液、或いはA液(主剤で主に水ガラス)、B液(硬化剤)からなる二液で構成され、注入工法に用いるピストン型多筒式ポンプではグラウトを圧送する場合に一般的には4筒2連式が用いられる。 The grout pumped by the grout pumping apparatus to which the present invention is applied is composed of one liquid, or two liquids consisting of liquid A (mainly water glass) and liquid B (curing agent), and is a piston type used for the injection method. In the case of a cylindrical pump, a four-cylinder dual-series system is generally used when pumping grout.
この場合、2筒を1組としてピストンの往復運動を交互に行う。即ち、往運動でグラウトの吐出を行い、復運動でグラウトの吸入を行う。そして、この2筒を合わせて1つの吐出口からグラウトを均等に吐出させている。この方式では、4筒で2つの吐出口からグラウトを圧送することを原則としている。 In this case, the reciprocating motion of the piston is alternately performed with two cylinders as one set. That is, the grout is discharged by the forward movement, and the grout is sucked by the backward movement. Then, the grout is uniformly discharged from one discharge port by combining these two cylinders. This method is based on the principle that the grout is pumped from two discharge ports with four cylinders.
従って、グラウトが二液性(A液とB液に分ける)では、1つの注入管、一液性では2つの注入管を通じて注入している。 Therefore, when the grout is two-part (divided into Part A and Part B), it is injected through one injection pipe, and when it is one-part, it is injected through two injection pipes.
これに対して、本発明によれば、1筒毎に吐出口を設けたポンプを使用することにより、使用するポンプの台数が半分で済み、更に低吐出量(毎分2〜4l)の注入が可能となる。 On the other hand, according to the present invention, by using a pump provided with a discharge port for each cylinder, the number of pumps to be used can be halved, and a lower discharge amount (2 to 4 l / min) is injected. Is possible.
特に正確に低吐出量を維持することができ、しかも高圧(0.5〜5MPa)で注入できる機能を備えるには、より高価なポンプ(油圧式等)が必要となる。 In particular, a more expensive pump (hydraulic type or the like) is required to provide a function that can accurately maintain a low discharge amount and that can be injected at a high pressure (0.5 to 5 MPa).
そこで本発明では、汎用性のある現在使用しているポンプを改造することにより、1筒毎に吐出口を設けている。 Therefore, in the present invention, a discharge port is provided for each cylinder by remodeling a versatile pump currently used.
図1は、本発明を適用したグラウト圧送装置30の正面図であり、図2はその側面図である。このグラウト圧送装置30は、ポンプ本体1と、このポンプ本体1の中に実装された駆動部2と、駆動部2の下部に設けられた4本の筒体3a〜3dと、筒体3の中に設けられた4本のピストン4a〜4dと、筒体3に接続された4本の接続管6a〜6dと、この接続管6の内部に配設されたボールバルブ5a〜5dと、各接続管6a〜6dの一部を開口させることにより形成した吸入口7a〜7d及び吐出口9a〜9dと、各接続管6a〜6dから延長されている脈動吸収部8a〜8dと、各吐出口9a〜9dに接続されている注入ホース10a〜10dとを備えている。
FIG. 1 is a front view of a
この駆動部2は、いわゆるクランク軸から構成され、軸がコ字状に順次折り曲げられて構成される。この駆動部2には、2本のピストン4a、4bの各軸が1セットで接続され、2本のピストン4c、4bの各軸が1セットで接続されている。また1セットで接続される2本のピストン4は、駆動部2を構成するクランク軸の異なる折曲げ位置に設けられる。このため、この駆動部2に対して回転動力が伝達された場合において、1セットで接続される2本のピストン4の上下運動時のポジションは、図1に示すように互いに異なるものとなる。また、1セットで接続される2本のピストン4は、交互に往復運動することとなる。
This
筒体3a〜3dは、駆動部2の回転駆動に基づいて上下運動するピストン4a〜4dが収納される。この筒体3a〜3dの下部は、それぞれ接続管6a〜6dに通じている。筒体3a〜3dは、接続管6a〜6dからグラウトが供給され、或いは当該接続管6a〜6dに対してグラウトを送り込む。
The
注入ホース10a〜10dは、伸縮性のある材料で構成され、20m以上の長さで構成される。
The
脈動吸収部8は、機能が異なる脈動吸収部8A又は脈動吸収部8Bにより構成される。脈動吸収部8Aは、主に接続管6に接続されたいわゆるエアチャンバーといわれるもので金属部材の円筒形で上部が閉塞された容器で構成されている。なお、エアチャンバーの内容積の大きさによっては、ポンプ本体に取り付けできない場合には吐出口9の外側に設けてもよい。
The
この脈動吸収部8Aとしてのエアチャンバーの働きは、筒内に満たされたグラウトをピストン4により加圧状態で押し出す(吐出)と、一部はエアチャンバー内のエアを圧縮しながら当該脈動吸収部8内に浸入する。次にピストン4を引いたとき(吸入)に減圧され、エアチャンバー内のグラウトは排出されて大気圧に戻る。この脈動吸収部8としてのエアチャンバー内へのグラウトの浸入、排出減少により、グラウトの排出量を調整して脈動を吸収することとなる。
The function of the air chamber as the pulsation absorbing portion 8A is that when the grout filled in the cylinder is pushed out (discharged) by the
なお、従来のエアチャンバーは、2筒式で1つのエアチャンバーで吐出と吸入が同時に行われているため、エアチャンバー内はほぼ常時に近い状態でグラウトの圧入(エア圧縮)が繰り返され、本発明でいう脈動吸収部8としての効果はあまり発揮できないため、本発明でいう脈動吸収部8と区別している。
In addition, since the conventional air chamber is a two-cylinder type and discharge and suction are performed simultaneously in one air chamber, grout press-fitting (air compression) is repeated in a state that is almost always inside the air chamber. Since the effect as the
脈動吸収部8Bは、軟質のゴム、プラスチック等の伸縮自在な伸縮部材又は硬質のゴム、プラスチック及び金属等の伸縮不能な非伸縮部材、更には伸縮部材と非伸縮部材とを組み合わせた構造とされていてもよいが、好ましくは伸縮部材である。 The pulsation absorbing portion 8B has a structure in which a stretchable elastic member such as soft rubber or plastic or a non-stretchable member such as hard rubber, plastic and metal, and a combination of a stretchable member and a non-stretchable member. Although it may be, it is preferably an elastic member.
この脈動吸収部8Bは、ポンプ側からの入口と注入管側への出口からなる容器状であって、その形状及び構造は特に限定されるものではないが、伸縮部材からなる蛇腹状で構成されることが望ましい。 The pulsation absorbing portion 8B has a container shape including an inlet from the pump side and an outlet to the injection tube side, and the shape and structure thereof are not particularly limited, but are configured in a bellows shape including an elastic member. It is desirable.
脈動吸収部8Bは、筒体3からの吐出口9から注入管11までの注入ホース間に設けた注入ホース10より大きい断面積を有した容器状のものである。
The pulsation absorbing portion 8B is a container having a larger cross-sectional area than the
この脈動吸収部8Bの働きは、1筒毎の吐出口から送り出された脈動のあるグラウトが注入ホース10を通じて当該注入ホース10より大きい断面積の容器状の脈動吸収部8Bに流入すると流速が大きく減速され、かつ一部乱流を起こした滞留状態となり、脈動は吸収される。
The function of the pulsation absorbing portion 8B is such that when a pulsated grout delivered from the discharge port of each cylinder flows into the container-like pulsation absorbing portion 8B having a larger cross-sectional area than the
即ち、脈動吸収部8は、伸縮自在な伸縮部材、伸縮不能な非伸縮部材、伸縮部材及び非伸縮部材、の何れかにより構成されていればよい。
That is, the
本発明では、このように容器内で流速が大きく減速され、滞留状態となり脈動を吸収する現象を単に滞留と称している。 In the present invention, the phenomenon in which the flow velocity is greatly decelerated in the container and becomes a staying state and absorbs pulsation is simply referred to as staying.
なお脈動吸収部8は、内容積が500cm3以上で構成されていることが望ましい。従来型のプランジャー型のポンプ本体に取り付けられているエアチャンバーの内容積が500cm3未満であることから、脈動吸収部8の内容積をこれ以上のサイズで構成させる。
The
脈動吸収部8は、脈動吸収部A及び脈動吸収部Bの何れか一方又は双方の構成が反映されるものであってもよい。
The
本発明では、以上の脈動吸収部8A及び脈動吸収部8Bを単独又は組み合わせることにより、グラウトを始めとした経時硬化性材は、ポンプ内の脈動吸収部8、注入ホース10、及び注入ホース間の脈動吸収部を通過することで、脈動を吸収して実用可能な注入速度(吐出流量)が得られるようになる。
In the present invention, the above-described pulsation absorbing portion 8A and pulsation absorbing portion 8B are used alone or in combination so that the time-curable material such as grout is between the
本発明における脈動吸収率の判定は、グラウトを大気中で1mの高さで水平に吐出口9から放出したときの最小長さL1(距離)と、最大の長さ(L2)との差L3(=L2−L1)をL2で割った値を100から引いた%としている。具体的には脈動吸収率(%)=100−[(L2−L1)/L2×100]で表される。
The determination of the pulsation absorption rate in the present invention is based on the difference L3 between the minimum length L1 (distance) and the maximum length (L2) when the grout is discharged horizontally from the
そして、この脈動吸収率60%以上を実用可能な範囲として本発明で規定した範囲として設定した。脈動吸収率は、注入ホース10の長さ、脈動吸収部8の部材の種類(伸縮性有無等)及びその内容積の大きさに応じて決まる。
The pulsation absorption rate of 60% or more was set as a range defined in the present invention as a practical range. The pulsation absorption rate is determined according to the length of the
本発明を適用したグラウト圧送方法により圧送されるグラウトは、図1に示すように、筒体3毎に設けられ、接続管6に接続された脈動吸収部8、或いは注入ホース10間に設けられた脈動吸収部8Aを経て最後の注入管11に至る。このうち、注入ホース10間に設けられた脈動吸収部8Bは、内容積が500cm3以上あればいかなる形状、構造であってもよい。この脈動吸収部8´は、図3に示すように縦置きで構成することが望ましい。これにより、脈動吸収部8´の下側がポンプ側に、上側が注入管11側になるように接続することができ、脈動を効率的に吸収することが可能となる。
As shown in FIG. 1, the grout pumped by the grout pumping method to which the present invention is applied is provided for each
本発明において使用される注入ホースは、伸縮部材で具体的には丸めることができる材料である。 The injection hose used in the present invention is a material that can be specifically rolled with an elastic member.
また本発明を適用したグラウト圧送装置30は、各筒体3に対してそれぞれ吐出口9を設けていることから、いわゆる4筒4連式のプランジャーポンプの場合、1筒あたりの吐出量が毎分2〜10lで、駆動部2を構成するクランク1回転(吸入と吐出の合計)は、約0.2〜1秒程度である。
In addition, since the grout
本発明を適用したグラウト圧送方法において使用するグラウトは、薬液系(ケミカルグラウト)と、非薬液系とがある。 The grout used in the grout pressure feeding method to which the present invention is applied includes a chemical liquid system (chemical grout) and a non-chemical liquid system.
この薬液系には、主に水ガラス系であって水ガラスに硬化剤を加えてアルカリ領域でゲル化させるアルカリ系と、水ガラスに酸性硬化剤(硫酸、リン酸等)を加えて、中性−酸性領域でゲル化させる非アルカリ系とがある。さらにセメント等の硬化発現材としての懸濁液を硬化剤として加えることができる。 This chemical solution system is mainly a water glass system, and an alkaline system in which a hardener is added to water glass and gelled in an alkaline region, and an acidic hardener (sulfuric acid, phosphoric acid, etc.) is added to water glass, There is a non-alkali system that gels in the acidic-acidic region. Furthermore, a suspension as a hardening developing material such as cement can be added as a hardening agent.
非薬液系には、セメント、セメントとスラグ、スラグと石灰等の硬化発現材粒子は、普通セメント(ブレーン値約3000cm3/g)以上の懸濁液、さらに粘着材(ベントナイト等)を加えたグラウトとして使用することができる。 For non-chemical liquid systems, cement, cement and slag, hardening material particles such as slag and lime were added with a suspension of ordinary cement (brane value of about 3000 cm 3 / g) or more, and an adhesive (such as bentonite). Can be used as a grout.
本発明を適用したグラウト圧送方法では、4筒4連式を用いた場合において一液性グラウトでは1筒1連式で4注入管、二液性(A液、B液)では2筒2連式で2注入管に同時に注入することができ、従来のポンプの半分の台数で施工できる。更に従来と比較して1/2の低吐出量で施工が可能となる。 In the grout pressure feeding method to which the present invention is applied, when a four-cylinder quadruple system is used, a single-flute grout has one cylinder / single-unit four-injection pipe, and a two-liquid type (liquid A, liquid B) has two cylinders / two-series. It can be injected into two injection pipes simultaneously by the formula, and can be constructed with half the number of conventional pumps. Furthermore, the construction can be performed with a discharge amount that is 1/2 that of the conventional one.
本発明では、グラウトが一液性と二液性とでは、脈動吸収率を使い分けることが望ましい。即ち、一液性では脈動が多少存在していても、十分に実用可能であるため、脈動吸収率が60%以上であればよい。一方、二液性はA液(水ガラス)、とB液(硬化剤)の混合時に、混合比率をできるたけ近づけ、ゲルタイムの差異を少なくするため脈動吸収率を90%以上とすることが望ましい。 In the present invention, it is desirable to properly use the pulsation absorption rate depending on whether the grout is one-part or two-part. That is, even if some pulsation is present in the one-part type, it can be sufficiently put into practical use, and the pulsation absorption rate may be 60% or more. On the other hand, it is desirable that the pulsation absorption rate is 90% or more in order to reduce the difference in gel time when mixing the liquid A (water glass) and the liquid B (curing agent) as close as possible to reduce the difference in gel time. .
以下、本発明について実施例を挙げて更に詳細に説明をする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
実験に使用したポンプは、一筒毎に吐出口を設けたピストン型多筒式として図1に示すような4筒4連式のプランジャーポンプ(日本建設機械商事(株)製NPOT−40TNを改良したもの)を用い、脈動吸収部8Aとしてエアチャンバー型と、伸縮性の有する蛇腹状で構成した脈動吸収部8Bとを用いている。 The pump used in the experiment is a four-tube quadruple plunger pump (NPOT-40TN manufactured by Nippon Construction Machinery Co., Ltd.) as shown in FIG. The pulsation absorbing portion 8A is an air chamber type and a pulsation absorbing portion 8B configured to have a stretchable bellows shape.
また使用したポンプの吐出口内径9.4mm、注入ホースの内径12mm、注入ホース先端の放出口内径7.2mmである。 Further, the discharge port has an inner diameter of 9.4 mm, an inner diameter of the injection hose of 12 mm, and an inner diameter of the discharge port of the injection hose of 7.2 mm.
(実験1)
実験は、上述した脈動吸収率を求めた方法によって行い、グラウトは代用として水(水道水)を使用して種々の条件下で行った測定値及び脈動吸収率を表1に示す。
(Experiment 1)
The experiment was carried out by the above-described method for determining the pulsation absorption rate, and Table 1 shows the measured values and pulsation absorption rate obtained under various conditions using water (tap water) as a substitute for the grout.
なおポンプの回転数(吸入と吐出の合計)は、吐出量5l/分で0.72秒、8.7lで0.33秒である。 The number of rotations of the pump (total of suction and discharge) is 0.72 seconds at a discharge amount of 5 l / min and 0.33 seconds at 8.7 l.
表1に示すように注入ホース10及び脈動吸収部8が無い比較例1は、ポンプが1筒1連式であるため、吐出時に液ができるが、吸入時は全く液が出ない。これに脈動吸収部8Aとしてエアチャンバーの内容積400、500、800cm3(比較例2〜4)を取り付けると、吸入時にも吐出してきたが脈動吸収率は48.6%以下で実用には不適であることが分かった。
As shown in Table 1, in Comparative Example 1 without the
これに対して、注入ホース10を5mとした場合、脈動吸収部8の内容積が500〜800cm3(比較例9、10)としたところで脈動吸収率は51%以下で実用不適であることが確認された。
On the other hand, when the
さらに注入ホース10を20mに延長し、脈動吸収部8Aがエアチャンバー(無し及び内容積400cm3)(比較例5、6)、及び脈動吸収部8Bの蛇腹型(内容積400cm3:比較例7)では、脈動吸収率が40%以下である実用に不適である。
Further, the
これに対して、脈動吸収部8A及び脈動吸収部8Bの内容積が500cm3以上(本発明例1、2、3、4、5)と大きくすると脈動吸収率は68.6%以上と高くなり、実用可能な範囲に脈動を小さくすることが確認できた。 On the other hand, when the internal volume of the pulsation absorbing portion 8A and the pulsation absorbing portion 8B is increased to 500 cm 3 or more (Invention Examples 1, 2, 3, 4, 5), the pulsation absorption rate is increased to 68.6% or more. It was confirmed that the pulsation was reduced to a practical range.
更に注入ホース10を40mとした場合、より脈動吸収率を高めることができることが分かった(本発明例9)。
Furthermore, when the
またポンプ吐出量が8.7l/分の時の本発明例1と、3.4l/分の時の本発明例10とを比較したときに、本発明例1は68.6%であり、本発明例10は67.6%であり、殆ど同じであった。このため、ポンプ吐出量の実用上の範囲(毎分2〜10l程度)で適用できることが分かった。 Further, when the present invention example 1 when the pump discharge rate is 8.7 l / min and the present invention example 10 when the pump discharge rate is 3.4 l / min are compared, the present invention example 1 is 68.6%, Invention Example 10 was 67.6%, almost the same. For this reason, it turned out that it can apply in the practical range (about 2-10 l / min) of pump discharge amount.
以上の実験結果から、本発明は、注入ホース10を20m以上で、かつ脈動吸収部8の内容積が500cm3以上であれば、1筒1連式であっても脈動吸収率60%以上に高めることができ、十分実用可能な範囲であることが分かった。
From the above experimental results, according to the present invention, when the
(実験2)
ここでは図1に示す4筒4連式ピストン型(プランジャー型)ポンプを用いて、地上で二液性瞬結型グラウトの脈動の違いによるゲルタイムの変化を調査した。
(Experiment 2)
Here, the change of the gel time by the difference in the pulsation of the two-liquid instant connection type grout was investigated on the ground using the 4
実験は、筒体3aにA液、筒体3bにB液を通し、表1の比較例6及び比較例7、本発明例1及び本発明例3の条件下で注入ホース10の先端で合流混合したグラウトを3分毎6回のゲルタイムを測定した結果を表2に示す。
In the experiment, the liquid A was passed through the
実験に用いたグラウトは、水ガラス系溶液型で、A液(3号水ガラス27.5l、残部は水、合計100l)、B液(75%希硫酸2.7l、硫酸礬土2.0kg、残部は水、合計100l)として室内で実験を行ったところ、ゲルタイムは10秒であった(本発明例12)。 The grout used in the experiment is a water glass type solution type, liquid A (27.5 l of No. 3 water glass, balance is water, 100 l in total), liquid B (2.7 l of 75% dilute sulfuric acid, 2.0 kg of sulfuric acid clay) When the experiment was carried out indoors with the remainder being water, totaling 100 l), the gel time was 10 seconds (Invention Example 12).
表2により比較例13及び比較例14は、比較例6、7の条件に相当するものであり、脈動が大きく脈動吸収率38.7〜39.6%であるため、ゲルタイムの変化は6〜62秒と大きく変化していた。これはA液に対してB液の混合比率が大きいときに、ゲルタイムは短くなり、逆にB液の混合比率が少なくなるとゲルタイムは長くなるという非常に大きな違いが生じており、瞬結性グラウトとして実用不適であることが分かった。通常、瞬結性グラウトはゲルタイムが20秒以下とされている。 According to Table 2, Comparative Example 13 and Comparative Example 14 correspond to the conditions of Comparative Examples 6 and 7, and the pulsation is large and the pulsation absorption rate is 38.7 to 39.6%. It changed greatly as 62 seconds. This is because the gel time is shortened when the mixing ratio of the B liquid with respect to the A liquid is large, and conversely, the gel time becomes long when the mixing ratio of the B liquid is small. As it turned out to be unsuitable for practical use. Usually, the quick setting grout has a gel time of 20 seconds or less.
これに対して本発明例13、14は、脈動が小さく脈動吸収率が88.3〜91.1%であるため、ゲルタイムの変化は、室内等量混合の10秒に比べて7〜14秒の範囲であり瞬結性グラウトとして十分に実用可能範囲であることが確認された。 On the other hand, in Examples 13 and 14 of the present invention, since the pulsation is small and the pulsation absorption rate is 88.3 to 91.1%, the change in gel time is 7 to 14 seconds as compared to 10 seconds for mixing the indoor equal amount. It was confirmed that it was a practically usable range as a flashing grout.
1 ポンプ本体
2 駆動部
3 筒体
4 ピストン
5 ボールバルブ
6 接続管
7 吸入口
8 脈動吸収部
9 吐出口
10 注入ホース
11 注入管
30 グラウト圧送装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump
Claims (4)
駆動部の回転駆動に応じて往復運動可能な複数のピストンと、
上記ピストン毎に設けられ、収納された上記ピストンの往復運動に応じて内部にグラウトを吸入させ、またこれを吐出させる複数の筒体と、
上記筒体毎に設けられ、上記筒体から吐出されたグラウトを吐出させる吐出口と、
上記吐出口から吐出されたグラウトを上記注入管へ導く注入ホースとを備え、
上記注入ホースは、20m以上であり、
上記筒体から吐出口までの間、及び上記注入ホース間の何れか1箇所以上に、上記グラウトを一時的に浸入又は滞留させることが可能な容器状とされ、上記注入管へのグラウトの排出量を調整して脈動を吸収するための内容積が500cm 3 以上である脈動吸収部が設けられていること
を特徴とするグラウト圧送装置。 In a grout pumping device that pumps grout into the ground via an injection tube,
A plurality of pistons capable of reciprocating according to the rotational drive of the drive unit;
A plurality of cylinders that are provided for each of the pistons, and inject grout into the pistons according to the reciprocating motion of the stored pistons, and discharge the grouts;
A discharge port that is provided for each cylinder and discharges grout discharged from the cylinder,
An injection hose for guiding the grout discharged from the discharge port to the injection pipe,
The injection hose is 20 m or more,
It is made into the container shape which can make the said grout enter | penetrate or stagnate temporarily in any one or more places between the said cylinder from a discharge port, and between the said injection | pouring hoses, and discharge of the grout to the said injection pipe A pulsation absorbing part having an internal volume of 500 cm 3 or more for adjusting the amount to absorb pulsation is provided.
Grout pumping device according to claim.
を特徴とする請求項1記載のグラウト圧送装置。 The grout pumping device according to claim 1 , wherein the pulsation absorbing portion is an air chamber provided for each cylindrical body.
を特徴とする請求項1記載のグラウト圧送装置。 The pulsation absorber is provided between the injection hose, extendable elastic member, elastic non unstretchable member, characterized in that it is constituted by the elastic member and the non-stretchable member, either one of Item 2. A grout pumping device according to item 1 .
を特徴とするグラウト圧送方法。 Using the grout pumping device according to any one of claims 1 to 3 , the grout is temporarily infiltrated or retained in the pulsation absorbing portion, and the amount of grout discharged to the injection pipe is adjusted. A grout pumping method characterized by pumping a pulsation while absorbing it.
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