JPH02204519A - グラウト材料の供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、グラウト材料の供給装置、特に液化二酸化ガ
スまたは液化二酸化炭素と水とを反応させて炭酸水を製
造し、これを水ガラスと合流接触させて注入等の注入口
へ供給する際に有効な供給装置に関する。

〔従来の技術〕

この種のグラウト注入工法としては、古くは１液のグラ
ウトを注入していたが、その後、改良されて、２液硬化
性グラウトの各液を、注入管の基端に設けたＹ字管にて
合流させる方式に代わり、その後、現在では、注入管内
部あるいは外部において両液を合流させ、混合した後、
周辺地盤に注入するものが主流となっている。

この２液硬化性グラウトの種類としては、種々のものが
知られてるが、地盤を汚さない点で、現在は、水ガラス
（ケイ酸ソーダ）系のものか主流である。この水ガラス
に対して、反応剤としては、酸や酸塩等がある。

これに対して、水ガラスに対する反応剤として炭酸水を
用いこれらの混合液を地盤に注入してその安定化を図る
方法は、例えば特開昭５３−７４７０９号公報等により
公知である。

炭酸ガスは安価で無害であるなどの本質的な利点がある
が、炭酸ガスを水に吸収させて炭酸水を製造し、この炭
酸水を水ガラスと反応させる場合、炭酸水をいかに製造
するかにつき問題点があるため、一部実用化されている
のみであり、その工法の確立が急務となっている。

この反応は、次式で示される。

２Ｈ’＋ＣＯ３”＋Ｎａ、、０　・ｎ５ｔｏｚＮ　ａ　
２　ＣＯ、＋　Ｈ２０＋　ｎ　Ｓ　ｉ　Ｏ２↓・（１）
Ｎａ２０　・ｎ５ｉｏｘ＋２Ｈ２Ｃ０３−ｎＳｉＯｚ＋
２ＮａＨＣＯｉ＋ＨｘＯ−（２）したがって、炭酸水と
水ガラスとを混合して注入すると、シリカと炭酸ソーダ
とを地盤中に生成させ、地盤中の弱い部分を強化できる
。

本発明者らは、炭酸水を製造する場合において、特開昭
６２−２２８５１６号および特開昭６３−１１７１２号
において、充填反応塔内にガス状炭酸ガスを充満させて
いる中に水をスプレー噴霧することで炭酸水を製造した
後、水ガラスと合流接触混合した後、注入管の吐出口か
ら周辺地盤に注入し、地盤の改良を図る方法を提案した
。

この場合、前記公報に開示されているように、充填反応
塔（吸収塔）における炭酸水の製造量と充填反応塔出側
に設けた圧送ポンプによる注入管への供給量とをバラン
スさせるために、水源から充填反応塔への間に水流量調
整弁を設けるとともに、充填反応塔内の炭酸水に対する
上下限レベル検出器を設け、常に充填反応塔内の炭酸水
レベルが所定範囲内にあるよう水流量調整弁を操作して
水流量をオンオフ制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記公報例では、上下限レベル検出器、
水流量調整弁などの誤差が現実に存在するため、上下限
レベルを定めても、レベルのオーバーランを招くもので
あった。たとえば、反応塔内の圧力を２０ｋｇ／ａｎ２
・Ｇとし、炭酸水製造量が２１であるとき（炭酸水濃度
として３％に相当）計器類の誤差が±５％程度あるため
、±０．ｌ！の炭酸水量のオーバーランがみられた。

かかるオーバーランがあると、炭酸水濃度が設濃度から
外れてしまい、水ガラスとの反応性が異なったものとな
り、所望のゲルタイムを確保できなくなり、目的とする
地盤改良体を得ることができなくなる。

そこで、本発明の主たる目的は、炭酸水を得る場合等に
おいて、炭酸水の濃度を常に一定に保持でき、もって水
ガラスと炭酸水を反応させるとき、所望のゲルタイムを
示すようになるグラウト材料の供給装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、第１のグラウト成分に第２のグラウト成分
を調合した後、その調合部の出側に設けた圧送ポンプに
より調合済材料を吐出口へ導く装置において； 第２のグラウト成分源と前記調合部との間に供給ポンプ
を設け、この供給ポンプと圧送ポンプとを機械的に連動
させ、圧送ポンプによる調合済材料量に対する供給ポン
プによる調合部への第２のグラウト成分の量を所定の比
に設定するよう構成したことで解決できる。

また、吸収塔内に二酸化炭素を導くとともに、そこに水
を供給した後、吸収塔の出側に設けた圧送ポンプにより
炭酸水を吐出口へ導く装置にあっては； 水源と吸収塔との間に給水ポンプを設け、この給水ポン
プと圧送ポンプとを１つの駆動源により連動させるよう
にするとともに、前記駆動源と給水ポンプとの間に給水
ポンプの運動速度を可変自在に調整する給水量調整手段
を設けたことで好適に解決できる。

〔作用〕

本発明に従って、供給ポンプ（水を供給する場合には給
水ポンプ）と圧送ポンプとを機械的に連動させると、圧
送ポンプによる圧送量に対して、たとえば炭酸水量に対
して、第２のグラウト成分、たとえば水の量が常に所定
の比に設定されるから、第１のグラウト成分、たとえば
二酸化炭素量が一定である限り、調合済材料濃度、たと
えば炭酸水濃度としては常に一定に保持できる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例を示しながらさらに説明する。

この例では、第１のグラウト成分として二酸化炭素ガス
（炭酸ガス）、第２のグラウト成分として水を用いた例
で、水に二酸化炭素ガスを吸収させて炭酸水（調合済材
料）を製造し、その後水ガラスと反応させて注入管の吐
出口から注入する例である。

第１図に同装置の概要図が、第２図により詳しい構成が
示されている。

１は注入管で、地盤Ｅに挿入設置され、その吐出口１ａ
からグラウトＧが地盤に注入される。これに対して、基
本的に二酸化炭素ガスＣＯ２源たとえば二酸化炭素ボン
ベ２、吸収塔（充填反応塔）３、水源４、水ガラスＮＳ
の貯槽５、ポンプ６Ａ〜６Ｃを主要素とした設備が用意
される。ガスボンベ２からの二酸化炭素ガスは、特に冬
場における気化性を増すための気化器７及びガス流量調
整弁８を通って吸収塔３内の好ましくは下部側に供給さ
れる。吸収塔３内には、サドルやラシヒリング等の充填
材９が充填されており、その上部に取付けられたスプレ
ーノズル１０からは、給水ポンプ６Ａによって水流量調
整弁１１を通った水Ｗが噴霧されるようになっている。

かくして、吸収塔３内では、炭酸ガスと水とが接触し、
炭酸水が製造される。この場合、充填材９の存在によっ
て気液接触が促進される。製造された炭酸水は、吸収塔
３の下部から圧送ポンプ６Ｂによって注入管工のたとえ
ば回流路へ導かれる。

ところで、炭酸水の製造量と圧送ポンプ６Ｂによる供給
量（換言すれば消費量）とをバランスさせることは重要
である。そこで、本実施例では、吸収塔３の下部に上下
限レベル検出器１２Ｕ。

１２Ｌを設け、それらの間のレベルに炭酸水の液位が保
たれるべく液位調節計１３によって水流量調整弁１１を
操作して水流量の微調整制御を補助手段としながら、後
述の手段を用いて水の供給量を制御している。また、液
位のみが制御されても、その炭酸水の二酸化炭素ガス溶
解濃度が変化しては、水ガラスとの反応性も変わってし
まう。そこで、吸収塔３に圧力検出器１４を設け、圧力
調節計１５によりガス流量調整弁８を操作してガス流量
を制御することによって炭酸水濃度を調節している。　
一方、水ガラスＮＳは送液ポンプ６Ｃにより貯槽５から
汲み上げ注入管１の例えば外流路に導かれる。

第２図を参照すると、ガス流量調整弁は、バイパス管の
それぞれに２個８Ａ、８Ｂ取り付けられ、これに対応し
て１個の圧力検出器工４が設けられている。これはガス
流量調整弁８Ａ、８Ｂを高圧側と低圧側とに使い分ける
ことで、応答速度を高めたものである。

１７はフィルター　１８Ａ、１８Ｂは戻り用切換弁、１
８Ｃは水・水ガラス切換弁、１９は流量指示計、２０は
水／水ガラス（原液）比調節針、２１は混合器である。

他方、上記給水ポンプ６Ａ、圧送ポンプ６Ｂ、水ガラス
水溶液送液ポンプ６Ｃは、機械的に連動している。

すなわち、１つのモータ６０の出力軸には、第１変速機
６１を介して、共通のクランクシャフト６２．６３が設
けられるとともに、これらクランクシャフト６２．６３
はそれぞれポンプ６　Ｂ、　６　Ｃのピストンと連結さ
れている。モータ６０の出力は第２変速機６４およびク
ランクシャフト６５を介して、給水ポンプ６Ａのピスト
ンと連結している。

このように構成された装置においては、第１変速機６１
によるモータ６０の出力軸の回転数を調整し、炭酸水Ｃ
Ｗおよび水ガラスＮＳの圧送量を設定する。これととも
に、第２変速機６４を操作して、給水ポンプ６Ａのピス
トン運動速度を調節し、給水塔３への給水量を調整する
。

かくして圧送ポンプ６Ｂによる炭酸水ＣＷの圧送量に対
して、吸収塔３への給水量を設定すると、水流量調整弁
ｌｌなしでも、その設定された量比に対応した濃度の炭
酸水を常に得ることができる。

ただ、水流量調整弁１１は、微調整のために付加した方
が望ましい。

第２変速機６４は、本発明に係る二酸化炭素に対する水
の調合量設定機または給水量調整手段として機能する。

得られた炭酸水ＣＷは、注入管１の内部または外部にお
いて、水ガラスＮＳと合流接触混合され、吐出口１ａか
ら周辺地盤に注入される。

３１は前記公報にも示された第１保圧弁、３２は第２保
圧弁、３３は逆止弁、３４は混合促進体、１１ａは注入
口である。

本発明は、上記例では、炭酸水の製造を例としたが、あ
るグラウト成分たとえば水ガラスの水による希釈、Ａ剤
とＢ剤とんも混合などにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、あるグラウト成分を他の
グラウト成分との量比を調整しながら圧送するとき、そ
の量比を容易に設定できる。ちなみに、上記例の炭酸水
製造の場合における吸収塔内のレベルのオーバーランは
全く解消でき、炭酸水濃度を経時的に一定に保つことが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明装置例の概要図である。 １・・・注入管　　　２・・・炭酸ガスボンベ３・・・
充填反応塔（吸収塔） ６Ａ・・・給水ポンプ　６Ｂ・・・圧送ポンプ６０・・
・モータ　　６１．６２・・・変速機特許出願人　日本
ソイル工業株式会社 日本綜合防水株式会社 山口機械工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１のグラウト成分に第２のグラウト成分を調合
   した後、その調合部の出側に設けた圧送ポンプにより調
   合済材料を吐出口へ導く装置において； 第２のグラウト成分源と前記調合部との間に供給ポンプ
   を設け、この供給ポンプと圧送ポンプとを機械的に連動
   させ、圧送ポンプによる調合済材料量に対する供給ポン
   プによる調合部への第２のグラウト成分の量を所定の比
   に設定するよう構成したことを特徴とするグラウト材料
   の供給装置。
2. （２）吸収塔内に二酸化炭素を導くとともに、そこに水
   を供給した後、吸収塔の出側に設けた圧送ポンプにより
   炭酸水を吐出口へ導く装置において；水源と吸収塔との
   間に給水ポンプを設け、この給水ポンプと圧送ポンプと
   を１つの駆動源により連動させるようにするとともに、
   前記駆動源と給水ポンプとの間に給水ポンプの運動速度
   を可変自在に調整する給水量調整手段を設けたことを特
   徴とするグラウト材料の供給装置。