JPS586803B2 - グラウト注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、グラウトを地中に注入する装置に関し、特
に、穿孔機械に装備した装置において、注入管路及び戻
り管路に設けた検知器より得た検知信号と、予め設定し
た設定信号と、粘度計とよＪり得る臨界流量とを比較演
算して、流量制御弁と注入ポンプのサーボ機構とを作動
し、グラウトの注入圧力と注入量とを制御し、管路中の
グラウトの沈降固化を防止する。

一般に、グラウト注入は、地下鉄、下水道等の；都市土
木工事において、地盤のくずれや湧水をとめて施工する
必要がある場合や、その他地盤改良のために行なわれる
。

従来のグラウト注入方法は、単管の注入ロツドを用い、
一定時間後に固結するグラウトを地盤に加圧注入するロ
ツド注入工法が行なわれていた。

これは施工が簡単であるが、注入ロツドの周囲の隙間、
粗い層、境界面から漏れ易いので、地盤改良が十分でな
いという難点があった。

而してその注入方法は、単に注入圧力と注入量とを手動
制御する方法で行なわれておシ、ミキサで十分濃度調整
されたグラウトが、穿孔機の注入装置の配管及び注入ロ
ツドを介して土中に圧入される。

グラウトの注入時間は、グラウトの地盤浸透が十分に行
なわれる必要があるため、比較的長時間になり、従って
所定の注入圧に達するに従い、グラウトの流速が低下し
、グラウトが沈降し、濃度が変化するほか、配管等にグ
ラウトが沈降付着して管路の一部が閉塞し、地盤中への
グラウトの注入圧力及びその流量が正確に制御できない
。

従って異常圧力、異常流量によるグラウト注入を施工す
ることにより地盤改良は不可能となり、且つ地盤の変位
を来たし、構造物又は地中敷設物等に障害を生ずる。

一方、穿孔機の注入装置の配管の閉塞によるその清掃等
により作業能率の低下を来たす。

この発明は、特に、グラウト注入のかかる諸問題を解決
するものである。

而してこの発明の目的は、グラウトの注入圧力と注入量
とを自動的に制御するにあり、またこの発明の目的は、
管路中のグラウトの沈降を未然に防止する装置を提供す
るにあり、更にこの発明の目的は、グラウト注入作業の
総合的な能率を向上することができる装置を提供するに
ある。

即ちこの発明は、図示する実施例の如く、穿孔機械に装
備したグラウト注入装置において、注入管７Ａと戻り管
７Ｂとより成る二重管式注入ロツド７を有し、注入管路
１４及び戻り管路１５中に、圧力検知器１７．２０と流
量検知器１８．１９とを設け、夫々の検知信号と、圧力
設定器２２、流量設定器２５にて予め設定した設定信号
と、粘度計２６とより得られる臨界流量の設定信号とを
、比較演算制御器２３．２８によって比較演算して得ら
れる出力信号により、流量制御弁２１と注入ポンプ１３
のサーボ機構２４とを作動し、グラウトの注入圧力と注
入量とを制御するように構成したことを特徴とするグラ
ウト注入装置に係る。

この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は穿孔機械の側面図を示し、走行台車１上の架台
２に起伏可能に枢着されたガイドシエル３があり、ガイ
ドシエル３上を穿孔機４が乗って滑動可能になっている
。

穿孔機４にはシャンクロツド５にスイベルジョイント６
を介してグラウト注入ロッド７を装着してあり、これに
よって地中にグラウトを注入する。

このため走行台車１上には、グラウト注入装置８と油圧
駆動装置９とが装備されている。

第２図は、この発明になるグラウト注入装置の，系統概
略を示す。

注入管７Ａと戻り管７Ｂの二重管より成るグラウト注入
ロッド７は、スイベルジョイント６を介して穿孔機４に
装着される。

グラウトはタンク１０中に貯えられ、ミキサ１１を備え
て濃度を調整される。

注入ポンブ１３は注入用原動機１２に連結して駆動され
、タンク１０からグラウトを吸上げて、注入側管路１４
を経て前記注入管７Ａに供給する。

グラウトの戻りは、戻り管７Ｂから戻り側管路１５を経
てタンク１０に接続される。

注入側管路１４には、粘度計２６と、戻り側管路１５へ
切換えのための切換弁１６と、グラウトの注入圧力及び
注入流量を検知する圧力計１７と流量計１８とを設けて
ある。

また、戻り側管路１５には、グラウトの戻りの流量、圧
力を検知する流量計１９と圧力計２０と、また、流量を
制御する流量制御弁２１とが設置される。

注入ロッド７を二重管としたことは、くずれのない地盤
を形成する機能をもたせる利点もある。

゛次に第３図のブロック図に従ってグラウト注入の制御
系統について説明する。

グラウト注入の圧力を設定する圧力設定器２２と、該注
入側の圧力を検知するための圧力計１７と、戻り側の圧
力を検知するための圧力計２０とは、比較演算制御器２
３に接続し、この比較演算制御器２３は、グラウトの注
入ポンプ１３を制御するサーボ機構２４に接続している
。

また、単位時間当りのグラウト注入量を設定する流量設
定器２５と、注入側及び戻り側の流量を検知する流量計
１８．１９と、注入側に設けられたグラウト沈降防止の
だめの粘度計２６が接続されてグラウトの臨界流量を設
定する流量設定器２７とを、比較演算制御器２８に接続
する。

この比較演算制御器２８は、戻り側に設けた流量制御弁
２１を制御するサーボ機構３０と、グラウト注入量を積
算する積算器２９とに夫々接続している。

グラウト注入の設定圧力は、圧力設定器２２よりの設定
信号と、注入側の圧力計１７及び戻り側の圧力計２０よ
９の検知信号とを比較演算制御器２３にて比較し、その
出力信号により注入ポンプ１３の流量制御を司るサーボ
機構２４を駆動する。

即ち Ｐｏ ≧Ｐ１〉Ｐ２ の関係を保つよう制御する。

ここに Ｐｏ＝注入の設定圧力 Ｐ１＝注入側圧力 Ｐ２＝戻り側圧力 とする。

もし、 Ｐ１ ＝Ｐ２ ＝ＰＯ であれば、閉塞のおそれがある。

更に単位時間当りのグラウト注入の設定流量Ｑ。

を流量設定器２５よりの設定信号と、注入側及び戻り側
の流量Ｑ１， Ｑ２を検知する流量計１８，１９よりの
検知信号と、グラウト沈降防止のだめの粘度計２６を設
けてその出力信号からグラウトの臨界流量を設定する流
量設定器２７よりの出力信号Ｑｍｉｎとを、比較演算制
御器２８にて比較演算を行ない、その出力信号により流
量制御弁２１のサーボ機構３０を駆動して制御を行なう
。

一方、注入量（Ｑ１−Ｑ２）は積算器２９に記録されて
作業管理される。

また、グラウトの注入圧力は、土質の空隙率、グラウト
の粘度と強度、注入量、注入地盤の特性等に影響される
が、一般に注入圧は、流量、グラウトの粘性に比例し、
土質の浸透圧に反比例する。

即ち ここに Ｐ１ 一注入圧力 Ｐｇ ＝注入以前の注入孔の圧力 （Ｑ１−Ｑ２）一注大量 Ｃ ＝注入係数（注入孔の形状、水源等による） Ｋｏ＝水に対する土質の浸透性 Ｎ ＝グラウトの粘性 Ｎｏ＝水の粘性 上記の関係からグラウト注入作業は、経験的に行なわれ
、グラウトの注入時間は、十分な注入圧力で注入すれば
よいとの単純な作業でなく、注入圧力の効果により、地
盤のクラツクの開口が増大し、注入圧力の急激な降下が
生じたり、グラウトの沈殿による楔効果により地盤のク
ラツクの復元を妨げる等のため、注入圧力Ｐ１に非常に
近い圧力で反復注入を行ない、グラウトを注入する必要
がある。

即ち圧力設定器２２にてグラウトの注入圧力Ｐ０を設定
し、その設定信号と注入側圧力計１７及び戻り側圧力計
２０よりの夫々の圧力の検知信号Ｐ１，Ｐ２を比較演算
制御器２３にて比較演算し、Ｐｏ≧Ｐ，〉Ｐ２ の出力信号により注入ポンプ１３のサーボ機構２４を駆
動し、流量制御を行なう。

比較演算制御器２３には、注入圧力に近接した或る圧力
に達すると急激な注入圧の圧力上昇を防止する微分器（
図示せず）を設けてあり、所定の注入時間におけるグラ
ウト注入が完了すると、穿孔機４が後退し、次の注入作
業に移る。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、穿
孔機を利用したグラウト注入装置において、グラウトの
注入圧力と注入量とを自動的に制御して、管路中の沈降
固化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は穿孔機械の側面図、第２図はグラウト注入装置
の系統概略を示す図、第３図はグラウト注入制御のブロ
ック図である。 図中、７は注入ロッド、７Ａは注入管、７Ｂは戻り管、
１４は注入側管路、１５は戻り側管路、１７．２０は圧
力計、１８．１９は流量計、２２は圧力設定器、２５は
流量設定器、２６は粘度計、２３，２Ｂは比較演算制御
器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 穿孔機械に装備したグラウト注入装置において、注
   入管と戻り管とより成る二重管式注入ロツドを有し、注
   入管路及び戻り管路中に圧力検知器と流量検知器とを設
   け、夫々の検知信号と、圧力設定器、流量設定器にて予
   め設定した設定信号と、粘度計とより得られる臨界流量
   の設定信号とを、一比較演算制御器によって比較演算し
   て得られる出力信号により、流量制御弁及び注入ポンプ
   のサーボ機構を作動し、グラウトの注入圧力と注入量と
   を制御するように構成したことを特徴とするグラウト注
   入装置。