JPH045599Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、モルタル・セメントペースト（以下
単にペーストという）を裏込注入施工する際に使
用する低圧力自動制御装置に関する。

［技術的背景］ トンネルなどの補修工事においては、いわゆる
裏込モルタル注入手段が用いられるが、この工事
は、老朽化した巻立てコンクリートをモルタルの
注入圧力で変状させたり、破損させたりしてはな
らないという大前提がある。

従来から、ダムグラウトにおけるモルタル・セ
メントペースト注入用の高圧力自動制御装置は開
発されていたが、裏込モルタル注入は設定圧力が
３Kg／cm²程度の低圧力であるために、圧力の上昇
変化が急激に発生する場合が多い。この急激な圧
力上昇によつて、巻立てコンクリートを裏側から
押出して、破損させる危険があつて、これを避け
る必要があるが、従来は設定された圧力範囲を精
密に制御する適当な手段がなく、自動化が遅れて
いた。しかしながら、裏込注入による水路用トン
ネルなどの補修工事が多くなつてきた今日、低圧
力自動制御装置の開発を急がれていたのが現状で
ある。

［従来技術］ モルタル・セメントペーストなどの裏込注入圧
力を制御する手段として、従来は第７図、第８図
に示すような装置が使用されていた。

第７図の装置においては、ペーストの供給パイ
プ１の途中にグランドコツクスを配置して注入側
のパイプ３とリターンパイプ４に分岐させて、注
入側パイプ３に圧力ゲージ５を取付けてある。ペ
ーストは供給パイプ１からグランドコツク２を介
して注入側パイプ３から注入口６へ送られ、注入
圧力は圧力ゲージ５で検出される。この圧力ゲー
ジ５を監視員が監視していて、設定圧力以上にな
つたとき、グランドコツク２をリターンパイプ４
側にまわして、ペーストをタンク側へ戻す方法で
ある。しかしながら、この方法にあつては、監視
員が常時圧力ゲージを監視している必要があり、
また圧力が急激に上昇した場合には、グランドコ
ツク２を開放する操作が遅れがちとなり、過大な
圧力で注入する危険性がある。又、第８図に示す
従来の他の手段においては、ペースト供給口１０
と注入口１１との間に圧力調整バルブ１４を取付
けてある。このバルブ１４はピストン弁１７の押
下圧力をスプリング１５の力で調整するようにな
つており、このスプリング力をボルト１６で設定
する。

弁１７はペーストのリターン口１３を開閉する
ようにしてあり、設定圧力以上になつたときに、
弁１７がスプリング１５に抗して押し上げられ、
ペーストを自動的にリターン口１３へ戻すように
してある。

しかしながら、設定圧力が３Kg／cm²程度の低圧
のためにスプリング１５を設定圧力にセツトする
ことがむずかしく、注入圧力の誤差が生じやす
い。そこで、結局は、第７図に示すグランドコツ
クを別に取付けて、圧力ゲージ１２を監視して人
手によつて制御する必要も生じてくる不具合が
あ。また、閉弁が一挙に行われるため、それによ
る注入圧力の降下が過度になる不具合がある。

更に、巻立てコンクリートの裏側の状態により
ペーストが流出して注入圧力が急に低下する場
合、これに対応することはできないという問題が
ある。

［考案の目的］ そこで本考案の目的は、低い設定圧力にあつて
も、ペーストの注入圧力、上下値を正確に制御し
て上述した従来の不具合を解消する装置を提供す
るにある。

［考案の構成］ 本考案によるモルタル・セメント注入用低圧力
自動制御装置は、ペーストの供給口と注入口との
間にリターン口に連通する制御弁と、注入口側に
圧力センサと、その圧力センサからの信号でタイ
マで設定した一定秒間長い制御弁のアクチユエー
タに弁開信号を発する制御装置と、圧力センサか
らの信号のない場合はアクチユエータをその弁開
状態に保持する切換弁とを備えている。

［考案の作用効果］ したがつて、裏込注入作業中に注入圧力が設定
値に達すると、タイマで設定された一定秒間（例
えば２秒間）制御弁を開く。その結果若干量のペ
ーストがリターン口に流れるので、注入圧力は低
下する。注入作業は続けられているので、ペース
トがもう充分に注入された場合には、再び注入圧
力が上昇するので、前記と同様に一定秒間制御弁
がさらに開くので、リターン量はさらに多くな
り、その結果、注入圧力はさらに低下する。この
ようにして裏込注入作業の注入量が増大するにつ
れて順次低い圧力で注入作業ができる。

もしも低い注入力の状態が続いたならば、制御
弁はその開度に保持されているので、その低い圧
力で注入作業が続けられる。

最終的にはかなり低い圧力で注入でき、充分に
裏込注入作業を行うことができる。このように制
御弁がある開度に保持された状態で設定圧力に上
昇するまで、注入作業が続けられるので、低い圧
力による注入作業ができ、充分な裏込作業を行う
ことができる。その結果、注入圧が過大になつて
巻立てコンクリートを破損したり、また注入圧が
低すぎて補修工事が不具合になる危険性を排除で
き、又、注入圧を監視する要員を省くことができ
るなどの効果を有する。

［好ましい実施の態様］ 本考案の実施に際し、アクチユエータはエア圧
を介して制御弁を開き、油圧を介して制御弁を閉
じる油空式ピストンシリンダで構成し、また制御
装置にはタイマ部を設け、開弁を極小リフトづつ
行うようにするのが好ましい。このようにすると
低い注入圧の微小の変化に正確に対応することが
できる。更に本考案の実施に際し、油空式ピスト
ンシリンダと油タンクを接続する回路流量調整弁
とオリフイスをバイパスする回路に油タンク側へ
の流れを阻止するチエツク弁を設けるのが好まし
い。このようにすると、制御弁の急激な開弁を防
ぐとともに、制御弁を急速に閉弁することができ
る。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。

第１図および第２図において、本考案の装置
は、基台２０に制御パネル２１、全体を２２で示
すペースト制御部、ペースト制御部２２の駆動用
エアコンプレツサ２３およびエアタンク２４等を
備えている。その制御パネル２１には、制御装置
（第４図）２５、圧力設定メータ２６、電源スイ
ツチ２７、電源ランプ２８などが配置してあり、
また装置の側面のパネル２９には、エアコンプレ
ツサ用のスイツチ３０や後述する制御弁３２の作
動ランプ３１が設けられている。

前記ペースト制御部２２は、制御弁３２、制御
弁駆動用のシリンダ３３、モルタル・セメントペ
ーストの供給口３４、注入口３５、リターン口３
６、注入口３５に設けられた注入圧力センサ３７
などで構成されている。

前記制御弁３２は第３図に示すように、供給口
３４と注入口３５を接続するパイプ３８側に接続
する入口３２ａとリターン口３６側に連結する弁
室３２ｂを有し、弁体３９は図示の全閉の位置か
ら鎖線で示す全開の位置までリフトするようにな
つている。その弁体３９に連結された弁杆４０
は、制御弁３２に連結された油空式ピストンシリ
ンダ（以下シリンダという）３３のピストン４１
に連結されている。そのシリンダ３３のピストン
４１により画成された一方の作動室Ａは第４図に
示すように、４ポート３位置の電磁切換弁４２を
介してエア回路Ｌ１によりエアタンク２４または
大気に選択的に接続されるようになつている。ま
た、シリンダ３３の他方の作動室Ｂはオイル回路
Ｌ２によりオイルタンク４３に接続され、回路Ｌ
２には電磁開閉弁４４と流量調整弁４５が介装さ
れ、その流量調整弁４５をバイパスする回路Ｌ３
にはオイルタンク４３側へのオイルの流れを阻止
するチエツク弁４６が設けられている。そして、
前記オイルタンク４３の空隙内のエアは前記電磁
切換弁４２を介してエア回路Ｌ４により選択的に
エアタンク２４または大気に接続されるようにな
つている。

一方、制御装置２５は、制御部２５ａとタイマ
部２５ｂを有し、制御部２５ａは電気回路Ｌ５，
Ｌ６およびＬ７により。それぞれ前記電磁切換弁
４２と電磁開閉弁４４の作動部および圧力設定メ
ータ２６と圧力アンプ４７を介して圧力センサ３
７に接続されている。なお、太鎖線で示すＬ８は
モルタル・セメント回路である。

圧力設定メーター２６は、第５図、第６図に示
すようなものであつて、表示板上に上限圧力設定
針５０、下限圧力設定針５１があつて、これとは
別に圧力針５２が圧力アンプ４７から送られてく
る圧力信号を表示する。すなわち、２本の設定針
５０，５１は図示しないノブなどの手段によつて
任意の圧力に設定することができる。

次に主として第４図について作動を説明する。

モルタル・セメントペーストは図示しなえ供給
源からパイプで送られてきて、供給３４、パイプ
３８、注入口３５から送り出され、ノズルなどか
ら公知の態様に従い、巻立てコンクリートの裏側
などの補修箇所に注入される。このとき、圧力セ
ンサ３７で検出された圧力信号は圧力アンプ４７
で増幅されて圧力設定メータ２６へ送られる。

ここで、圧力設定メータ２６を第５図に示すよ
うに、上限設定針５０を３Kg／cm²、下限設定針５
１を２Kg／cm²に設定し、注入を開始する。パイプ
３８を通過するモルタル・セメントペーストの圧
力が上昇するにつれて圧力針５２は時計方向に動
く（ステツプＡ）。圧力針５２が上限圧力上限針
５０に重なると（ステツプＢ）信号を発し、この
信号は制御装置２５に送られる。すると、制御部
２５ａはタイマ部２５ｂを起動して極小時間例え
ば、0.1秒間作動信号を電磁切換弁４２の作動部
に出力し電磁切換弁４２をパラレル接続（Ｐ）に
切換えるとともに、電磁開閉弁４４の作動部に出
力し電磁開閉弁４４を開弁とする。これにより、
エアタンク２４のエアが電磁切換弁４２を介し回
路Ｌ１からシリンダの作動室Ａに流れ、ピストン
４１を図で右行させて制御弁３２を極小リフト例
えば２mmリフトさせる。このとき、作動室Ｂのオ
イルはラインＬ２を経てオイルタンク４３に戻さ
れるが、流量調整弁４５で絞られ、従つて、制御
弁３２の急激な開弁による過度の注入圧力の降下
はさけられる。なお、オイルタンク４３内のエア
は電磁切換弁４２を介し回路Ｌ４により大気に逃
がされる。この制御弁３２の開弁により、パイプ
３８のモルタルはリターン口３６から図示しない
モルタルタンクに戻され、従つて、注入圧力は下
降する（ステツプＣ）。なお、注入圧力が上限圧
力に達すると（ステツプＤ，Ｆ）、上記の制御を
行つて注入圧力を降下させる（ステツプＥ，Ｇ）。
ここで、注入圧力が安定すれば、制御弁４２のリ
フトを保持しておく（ステツプＨ）。この場合、
電磁開閉弁４４は回路Ｌ２を閉じて制御弁３２の
リフト保持の役割りを果す。注入圧力が降下し、
圧力針５２が下限圧力設定針５１に重なると（ス
テツプＩ）、圧力設定メータ２６は信号を発し、
この信号は制御装置２５に送られる。すると、制
御部２５は作動信号を電磁切換弁４２の作動部に
出力し電磁切換弁４２をクロス接続（Ｃ）に切換
えるとともに、電磁開閉弁４４の作動部に出力し
電磁開閉弁を開弁する。これにより、エアタンク
２４のエアが電磁切換弁４２を介し回路Ｌ４から
オイルタンク４３に流れる。この流入したエアに
押圧されてオイルタンク４３のオイルはチエツク
弁４６、電磁開閉弁４４を介し回路Ｌ２によりシ
リンダ３３の作動室Ｂに流れ、ピストン４１を左
行させて制御弁３２を急速に閉弁する。このと
き、作動室Ａのエアは電磁切換弁４２を介し回路
Ｌ１から大気に逃がされる。これにより注入圧力
は再び急速に上昇する（ステツプＪ）。このよう
な制御を行い上下限設定圧力内で所定時間注入を
行つたのち注入を完了する。

［まとめ］ 本考案は以上のようにモルタル・セメントペー
ストを注入するに当り、注入圧力を自動制御する
ことができるので、次のような利点を有するもの
である。

１ 上限圧力と下限圧力を自在に設定できる。

２ 上限圧力に達すると圧力は一挙に下らないで
小刻みに下り、従つて過度の圧力降下は避けら
れ、下限圧力に達すると圧力は急速に上る。

３ 圧力範囲を設定し、電源を入れた後は完全な
自動制御となり、圧力監視員を除くことが可能
である。

４ 装置をコンパクトにできるので、工事現場に
おける移動に支障をきたさない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体正面図、
第２図は第１図の側面図、第３図はペースト制御
部の詳細断面図、第４図は回路図、第５図は圧力
設定メータの詳細図、第６図は制御状態を示す注
入圧力・時間特性図、第７図および第８図はそれ
ぞれ異なる従来装置を示す説明図である。 ２２……ペースト制御部、２５……制御装置、
２６……圧力設定メータ、３２……制御弁、３３
……油空式ピストンシリンダ、３４……供給口、
３５……注入口、３６……リターン口、３７……
圧力センサ、４２……電磁切換弁、４４……電磁
開閉弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モルタル・セメントペーストを裏込注入施工す
   る際に使用する低圧力自動制御装置において、ペ
   ーストの供給口と注入口との間にリターン口に連
   通する制御弁と、注入口側に圧力センサと、その
   圧力センサからの信号でタイマで設定した一定秒
   間だけ制御弁のアクチユエータに弁開信号を発す
   る制御装置と、圧力センサからの信号のない場合
   はアクチユエータをその弁開状態に保持する切換
   弁とを備えることを特徴とするモルタル・セメン
   トペースト注入用低圧力自動制御装置。