JPH0223628Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は地盤改良のためのグラウト注入におい
て、低流量における注入精度向上、小形軽量化等
を実現したグラウト注入制御装置に関するもので
ある。

ダムや都市土木におけるグラウト注入には、注
入パイプの配管方法によつて、第１図に示すよう
な単路方式と、第２図に示すような孔口循環方式
とが一般に採用され、さらに特殊な場合には図示
しないが孔内循環方式が採用されている。

前記第１図の単略方式は、ミキサー１で濃度調
整されたグラウトが、定量吐出ポンプ２により圧
送され、ゴムホースからなる供給パイプ３を介し
てボーリングマシーン４の注入管５により地盤に
圧入される。４２はパツカー、４３はグラウト孔
である。このとき、ポンプ２から送られたグラウ
トは、流量検出器６と注入圧力検出器７でその流
量と圧力を検出し、それぞれ変換器で電気信号に
変換して、その出力は記録計８に記録され、ま
た、流量および圧力調節計９で設定された信号と
比較され、この比較信号で制御弁１０の開度を制
御して余剰のグラウトを戻しパイプ１１でミキサ
ー１へ戻すことにより、注入すべきグラウトの流
量と圧力とを制御するようになつていた。

しかるに、このような単路方式では、制御弁１
０と注入管５とを連結するゴムホースからなる供
給パイプ３が長ければ長い程、その供給パイプ３
内にセメントが沈降付着する。セメントミルクの
濃度が薄く、供給パイプ３から地盤への注入量が
多い場合はそれ程でもないが、グラウトの注入が
進んで次第に濃度の濃いセメントミルクを流す工
程になると、戻しパイプ１１からの戻し量が増加
して、供給パイプ３から地盤への注入量が次第に
少なくなり、ついには、供給パイプ３内の流速が
殆んどなくなり、制御弁１０内および供給パイプ
３内の付着が多くなる。したがつて、地盤におけ
る注入流量と圧力とが正確に制御できず、そのた
め注入圧力限界を越えた圧力により地盤に異常な
変位を与えてダム等の構造物を浮き上がらせた
り、傾斜させたりするとともに、ゴムホース内の
目詰りによる故障や清掃などに対する装置の保守
管理も面倒であるなどの欠点があつた。

これに対し、孔口循環方式は、第２図に示すよ
うに、注入管５の先端の孔口１２から戻しパイプ
１１を連結し、この戻しパイプ１１の途中に制御
弁１０を介在したものである。この方式によれば
注入量が減少したときでも供給パイプ３と戻しパ
イプ１１を常にグラウトが循環しているので、管
路内でのグラウトの沈降付着が防止される。とこ
ろが、流量検出器６と注入圧力検出器７が供給パ
イプ３に取付けられているので、注入管５での実
際の注入量や注入圧力が正確に検出できず、制御
弁１０の開度の制御も不正確になるという問題が
あつた。

本考案は以上のような問題点を解決するために
なされたもので、孔口と注入管との間に注入量検
出部と注入圧力検出部をユニツト化した注入制御
部を設けてなるものである。制御弁もこの孔口に
位置してユニツト化することが望ましいが、制御
弁のみをポンプの側に設けた単路方式とすること
もできる。

以下、本考案の実施例を図面について説明す
る。なお、第１図および第２図と同一部分は同一
符号とする。

第３図は、本考案による第１実施例の原理説明
図である。この第３図において、制御弁１０、制
御弁駆動用モータ１３、注入圧力検出部７、注入
量検出部６がユニツト化された状態の注入制御部
１４が注入管５の孔口１２に臨ませて設けられて
いる。したがつて、この例では、孔口循環方式が
採用される。さらに詳しくは、第４図に示すよう
に、供給パイプ３と注入管５と戻しパイプ１１と
の連結部である孔口１２において、前記ポンプ２
からの供給パイプ３の先端が３方弁からなる制御
弁１０の入口１５に結合され、また、この制御弁
１０の第１の出口１６には、戻しパイプ１１が結
合されて、ミキサー１へ戻される。第２の出口１
７には、高圧用ユニオン１８を介して注入圧力検
出部７と注入量検出部６を順次結合する。この注
入量検出部６には、直接注入管５を結合する場合
と、回転継手１９を介して注入管５を連結する場
合がある。

つぎに、前記制御弁１０とその駆動用モータ１
３との詳細を第５図により説明すると、制御弁１
０の第１、第２筒体２０，２１間および第２，第
３筒体２１，２２間には、それぞれの中心に通孔
２３，２４を穿設したドーナツツ状の弁座２５，
２６が固着されている。第１筒体２０の側面に
は、戻しパイプ１１を連結するための第１の出口
１６が設けられ、第２筒体２１の側面には供給パ
イプ３を連結するための入口１５が設けられ、第
３筒体２２の下端には第２出口１７が開口し、前
記高圧ユニオン１８が連結されている。前記第１
筒体２０の上端にはフランジ体２７が設けられ、
このフランジ体２７の中心孔２８には弁軸２９が
液密に貫通している。この弁軸２９の下端には、
前記弁座２５，２６内を進退する円柱状の弁体３
０が固着されている。

前記弁軸２９の上端はフランジ体２７から突出
し、送りギア３１の中心孔に嵌合している。この
送りギア３１は他の送りギア３２を介して減速可
能な駆動用モータ１３に連動している。また、前
記弁軸２９は、送りギア３１の回転を上下動に変
換する変換部３４を有し、さらに、弁軸２９の上
端には弁開閉カム３５が固着され、この弁開閉カ
ム３５の側部に臨ませて上下の限界位置検出用の
リミツトスイツチ４０，４１の可動部３６，３７
が設けられている。

つぎに本考案の作用を説明する。

図示しないセメント濃度調整用タンクでは、１
ステージ毎の濃度の変化に対応せしめるため、水
とセメントの割合を変えて所定の濃度のセメント
ミルクとし、これがミキサー１に送られ、このミ
キサー１からポンプ２で吸引して送りパイプ３へ
圧送する。

ここで、制御弁１０の弁体３０が第５図の実線
状態にあるときは、送りパイプ３からのセメント
ミルクは、ほとんどすべてが第２出口１７を経て
注入管５側へ送られ地盤へ注入される。この注入
管５へ送られる途中で圧力検出部７で圧力を検出
し、注入量検出部６で注入量を検出して圧力流量
記録計８に記録されるとともに、圧力調節計９で
予め設定された設定値と比較する。そして常に設
定された圧力となるように制御信号を出力する。
この制御信号によりモータ１３が正転または逆転
して、送りギア３２，３１を回転する。すると、
弁軸２９が上下動する。弁軸２９の下降で弁座２
６側はやや閉じ、弁座２５側がやや開く。そのた
め、第２出口１７からの注入量が減少し、減少し
た分だけ第１出口１６から戻しパイプ１１へ戻さ
れる。弁体３０が下降すればする程注入量が減少
し、戻し量が次第に増加する。そして、弁体３０
が鎖線のように最下端まで下降すると、注入量は
なくなり、戻しパイプ１１へ全量が戻される。

前記実施例では第３図のように、注入制御部１
４を架台３８によつて垂直に設置したが、重量が
大きいときには第６図に示すように水平に設置
し、注入管５を直角に連結するようにしてもよ
い。

前記実施例では、制御弁１０を３方弁とした
が、第７図に示すように、戻しパイプ１１の途中
に設けるときは２方弁であつてもよい。

前記実施例では、注入制御部１４に直接注入管
５を連結したが、第８図に示すように、可撓性パ
イプ３９を介して注入管５に連結するようにして
もよい。

前記第３図、第６図、第７図および第８図の実
施例では、いわゆる孔口リターン方式としたが、
第９図に示すように単路方式でもよく、この場合
は、圧力検出部７と注入量検出部６のみを孔口１
２と注入管５の間に設置する。

以上の説明は、いずれも主にダム工事などのよ
うな大規模な工事に採用されるものであるが、都
市土木工事の場合には、第１０図に示すような方
式が採用される。すなわち、グラウトは、Ａ液，
ＡとＢ液，Ｂをそれぞれ別個のタンク１ａ，１ｂ
に入れ、２連のポンプ２ａ，２ｂによつて独立し
た供給パイプ３ａ，３ｂから、これも２重管のよ
うに独立した注入管５ａ，５ｂを通して圧送し、
これらの注入管５ａ，５ｂの先端からＡ液，Ａと
Ｂ液，Ｂが吐出されて地盤へ注入するときに混合
し硬化せしめる方式である。この場合において
も、孔口１２と注入管５ａ，５ｂとの間に、注入
圧力検出部７と注入量検出部６とをユニツト化し
た注入制御部１４が設けられる。グラウトを形成
するＡ液，Ａが例えば水ガラスとすると、Ｂ液，
Ｂが硬化剤と促進剤を混合したものであり、通
常、Ａ液：Ｂ液＝１：１の割合で混合される。し
たがつて、注入量検出部６は注入管５ａまたは５
ｂのいずれの流量を検出するようにしてもよい。
そして総注入量は検出値を２倍にして表示、記録
する。注入圧力検出部７についてもいずれかの注
入管５ａまたは５ｂから検出する。

なお、Ａ液，ＡとＢ液，Ｂの比率が１：１以外
の場合は、連動するポンプ２ａ，２ｂの供給量に
よつてその比率を予め知ることができるので、や
はり、Ａ液とＢ液のいずれか一方の注入量を測定
するだけで総注入量は、簡単な演算で求めること
ができる。また、注入管５ａ，と５ｂの両方の注
入量を検出してこれを加えるようにすることもで
きることは勿論であり、同様に圧力を両方の注入
管５ａ，５ｂから検出し、別個に表示、記録して
もよい。さらに、Ｂ液，Ｂが２種類以上からな
り、それぞれ独立して注入するときは、前記２重
管からなる注入管を３重管以上の多重管とする。

本考案は上述のように構成したので、グラウト
の濃度が濃くなり、かつ注入量が低くなつても戻
しパイプの流量が減少しないので、パイプの詰り
がなく、また、注入管と孔口間で圧力と流量を検
出するので注入圧力と注入量が極めて正確であ
る。しかも制御装置がユニツト化されるので小形
軽量とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単略方式によるグラウト注入制
御装置の説明図、第２図は孔口循環方式の説明
図、第３図は本考案によるグラウト注入制御装置
の第１実施例の説明図、第４図は第３図の詳細
図、第５図は制御弁のさらに詳細な断面図、第６
図、第７図、第８図、第９図および第１０図は本
考案の第２、第３、第４、第５および第６実施例
の説明図である。 １……ミキサ、２……ポンプ、３……供給パイ
プ、４……ボーリングマシーン、５……注入管、
６……注入量検出部、７……注入圧力検出部、８
……流量圧力記録計、９……流量圧力調節計、１
０……制御弁、１１……戻しパイプ、１２……孔
口、１３……モータ、１４……注入制御部、１５
……入口、１６，１７……出口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タンク内のグラウトをポンプで供給パイプに圧
   送し、このグラウトを孔口から注入管を経て地盤
   に注入するようにしたものにおいて、前記孔口と
   注入管の間に、少なくとも注入圧力検出部と注入
   量検出部とをユニツト化した注入制御部を介在
   し、前記注入制御部は、３方弁からなる制御弁を
   含み、この制御弁の入口に供給パイプを、第１出
   口に戻しパイプを、第２出口に注入管側をそれぞ
   れ連結し、前記制御弁は駆動用モータでその開度
   が制御され、かつこのモータは圧力検出部と注入
   量検出部の出力で制御するようにしたことを特徴
   とするグラウト注入制御装置。