JPS58218512A - グラウト用デ−タ作成装置 - 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】 本発明は、ダム建設等におけるグラウト用データ作成装
置に関するものである。

最近のダム建設作業現場では、労務管理、品質管理、学
術的データの解析管理等のために、グラウト注入作業デ
ータの充実が強く要望されてきている。

従来は第１図に示すような装置において、予め作られた
作業指示書に従ってセメントと水を混合するミキサ（１
）からのセメントミルク、ベントナイト、フライアッシ
ュ等のグラウトをグラウトポンプ（２）、リターンパル
プ（３）、電磁流量計（４）、圧力検出器（５）を介し
てチューブ（６）でグラウト注入機（７）へ送り、先端
から土中へ注入するという作業を行なっていた。この際
、検出された流量と圧力とは、それぞれの増幅器（８１
（９１で増幅し、これらの出力は、流量と圧力の調節計
Ｑｌへ送りその出力でリターンパ／／　フ（３１を制御
していた。このような作業結果は、記録計（１１）で記
録され、その記録紙が作業結果として管理者に提出され
、改めて日報に書き改められたり、データ解析が行なわ
れていた。なお、このデータ解析には、次数側ルジオン
値に対するセメント注入散の相関値、次数側ルジオン値
の超過確率、孔間隔とルジオン値分布特性等がある。

このような記録紙に基づいた従来のデータ集計方法では
、データ解、折に大変な人手と時間を要し、作業が煩雑
となり、したがってコンピコ、−夕の採用が渇望されて
いた。しかし、ダム建設の工期が短いため経済的にコン
ピュータの導入まで至らなかったこと、ダムグラウトの
作業場は狭いトンネル坑内が多く、坑内にコンピュータ
を搬入することはできないこと、もし、坑外に設置し、
多重電送方式で配線したとしても作業の障害となること
などの理自から現実には採用されるまでには至らヶヵ、
つぇ。　　　　　　゛ 本発明は、このような従来からの要望を達成するために
なされたもので、磁気ディスク、磁気テープ等の記憶装
置を用い、この記憶装置に、予め親機としてのコンピュ
ータで作業指示のプログラムを記録し、作業現場に設け
た子機としてのデータ作成装置でこれを解読し、作業指
示を与えつつ、刻々と変化する瞬間流量、と瞬間圧力の
データ収録を行なうことによって、ダムグラウトの注入
作業を注入地盤の変化、建造目的等に応じて適確に制御
できるようにしたものである。

以下、本発明の一実施例を第２図以下の図面について説
明する。なお、第１図と同一部分は同一符号とする。

第２図において、（１）はミキサで、水とセメントとを
混合して所定の配合比のセメントミルクを得るためのも
のである。このミキサ（１）での水とセメントとの配合
比は、手作業で水とセメントとを計量して混合すること
ができる。また、図示のようにセメントタンク（１２１
と水タンクＯＪとを第１のミキ１　　　　　　　　　　
　　　　　− サＩに送り、まず最も配合の濃い例えば１：１のセ　　
１メントミルクを作り、つぎに、この１：１のセメント
ミルクと前記水タンク餞からの水とから所定の配合比を
決定する制御ポンプａ９へ送り、これを前記ミキサ（１
）へ送って混合するようにしてもよい。

このミキサ（１）は、グラウトポンプ（２）、リターン
バルブ（３）、電磁流量計（４）、圧力検出器（５）を
介してチューブ（６）でグラウト注入機（７）に連結さ
れている。

前記電磁流量計（４）は、電気的に流量計用増幅器（８
）に結合され、前記圧力検出器（５）は、電気的に圧力
計用増幅器（９）に結合されている。これらの増幅器（
８）　（９）はそれぞれ流量・圧力調節計ＱＯに接続さ
れ、この調節計（１０１は、前記リターンバルブ（３）
に接続されている。

つぎに、（１６）は、本発明による子機としてのデータ
作成装置で、第２図はそのブロック図、第３図はその正
面図を示しており、このデータ作成装置（１６１は、親
機としてのコンピュータに対応している。

第３図において、Ｑ７）は、子機としてのデータ作成装
置本体で、この本体αηの操作パネルの上方部には、作
業者コード番号設定用ダイアル０８１と表示部０、施工
年月日の設定用ダイアル（２υと表示部Ｑυ、作業指示
表示板（２２１が設けられ、この作業指示表示板（２２
には、３本の注入孔のデータが表示される。

操作パネルの中央部には、配合比初期設定用ダイヤルｃ
２３１と表示部（財）、グラウトの注入流量表示部（２
か、グラウトの注入圧力表示部（至）、時計手段として
の注入圧力表示部罰、配合比表示灯兼設定押釦スイッチ
（２８１）〜（２８？）　、配合比切換指示用ブザー（
２９）、作業内容切換手段としての作業内容区別表示灯
兼押釦スイッチ（３０１）〜（３０ｇ）が設けられ、下
方部には、後述の磁気ディスク型記憶装置を挿入する挿
入口Ｃ３１）と、この挿入口（３１）を常時は閉鎖しか
つ閉鎮時にディスクドライブするドア０２が設けられて
いる。

なお、本体面の上面には、アイボルト０罎が設けられ、
下面には、キャヌタ（財）が設けられている。

前記作業指示表示板（２２１には、施工溝、ブロック肩
、孔種、乳香、ステージ腐、深度、区間長などの項目が
設けられ、３本の注入乳分の表示が１列ずつ横３列に発
光ダイオード等によって表示される。

前記配合比表示灯兼設定用押釦スイッチのうち、（２８
１）は水１００％の設定用、（２８，）はセメント１に
水１０の割合の配合比設定用、以下（２８ｓ　）は１コ
８、（２８４）は１：６、（２８＋＋）はｔ：ａ　、（
２８６）は１：２　、（２ｇ？）はｌ：１の配合比設定
用である。

前記作業内容区別表示灯兼押釦スイッチのうち、（３０
υは段取用、（３０２）は圧力調整用、（３０３）は透
水テスト用、（３０４）はリーク有用、（３０５）は休
止用、（３０゜）は圧入開始用、（ａｏｙ）は注入終了
用、（３０８）は作業終了用である。

つぎに、第２図のブロック図は、中央処理装置（以下Ｃ
ＰＵという）を主体として構成されるもので、（至）は
グラウトの注入値を積算する積分器、（３６１）は、後
述の配合パターンに基づく上限値比較器、（３ｓｔ）は
下限値比較器で、必要により中間値の比較器も設けられ
る。Ｇηは配合比に対応したシフトレジスタ、（ハ））
は透水テストに基づいて設定する前記配合比初期設定ダ
イヤル、（至）は各種データを記憶するメモリ、ｃ３９
は配合比の設定値を一時記憶するラッチ回路、顛はデジ
タル／アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器という）、（
４Ｉ）は上限と下限さらに必要に応じて中間値を電圧等
の基準信号にするための基準信号回路、（４２１は積分
時間等を設定し、かつラッチのタイミングをとるタイマ
である。また、（４３は磁気ディヌク、磁気テープ等か
らなる記憶装置で、この記憶装置（４３には、管理事務
所、本部等の親機としてのコンピュータにより、予め調
査されたデータに基づき地質、建造目的などに応じてグ
ラウトの配合パターン、注入量、圧力、時間等の作業指
示データが記憶されているとともに、実際の注入作業開
始から終了までの流量、圧力の時間的変化、その他日報
として必要なデータが記憶される。この記憶装置（４３
１は、インターフェイス（４４を介して本体顛の挿入口
０１）に着脱自在に装着されて、前記メモリ（至）に結
合される。このメそり（至）の入力側には、また、前記
流量増幅器（８）と圧力増幅器（９）とが接続され、か
つ、出力側には、インターフェイス（４！ｉｔ　（４６
）を介して前記流量・圧力表示器（ハ）（ホ）およびプ
リンタ、冷陰極管等の記録器（４７）ｌ雫 に接続されている。

前記シフトレジスタ６９の出力側には、前記メモリ（財
）の他に、前記配合比表示灯兼設定用押釦スイッチ（２
８２Ｘ２８ｇ）・・・（２８？）に接続されるとともに
、微分回路（４８２Ｘ４８ｇ）・・・（４８？）、ラッ
チ回路（４９ｔＸ４９３）・・・（４９？）、オア回路
（至）を介して前記配合比切換指示用ブザー（至）に接
続されている。また、グラウトは、最後にだめ押し注入
が行なわれる。そのため、前記積分器０９の出力側にア
ナログスイッチ６Ｊを介して比較器６りに接続され、さ
らにタイマ１！１１３１を経て前記注入終了表示灯兼押
釦スイッチ（３０７）に結合されている。アナログスイ
ッチ１５１）は、シフトレジスタ０７）のうち、１：１
の配合比出力により閉成され、また比較器（５ツには、
だめ押し流量（例えば１　ｊ！　７ｍ　ｌ　ｎ　）の基
準信号端子（５４）が接続されている。

前記シフトレジスタ（３ηの出力により配合比を自動的
に制御するときには、インターフェイス６！ｌｉｌを介
して前記制御ポンプαωに結合される。また、配合比設
定用押釦スイッチ（２８ｔＸ２８ｇ）・・・（２８？）
により半自動的に制御するときは、セメントの計量器−
に結合される。

つぎにダムグラウト注入は山奥、厳寒地、多湿地、トン
ネル内等悪環境下で使用する場合が多いので、前記記憶
装置（４′３は、第４図および第５図に示すように収納
箱１５７）に入れて搬送される。すなわち、記憶装置ａ
３が磁気ディスクである場合、収納箱６７）は、アルミ
やステンレスにより薄型箱状とし、１側端には、ヒンジ
５８により両開きの蓋ｆ５匂５９＋を設けて係止具−で
係止せしめ、また蓋１５９）　１５９）の近くには、ゴ
ム等の送りローラ６υＩυが両面から磁気ディスク（４
りを挾持するように設けられている。

つぎに本発明の詳細な説明する。

まず、作業者は、作業開始に当って、収納箱５７）の蓋
（５９）　（５１を開き、記憶装置（４３を本体ａｎの
挿入口０１）に挿入し、送りローラ６υを回転して記憶
装置としての磁気ディスクＧＬＳを手に触れることなく
所定位置まで送り込む。ここでドア０渇を閉じ電源が投
入されると、その磁気ディスク（４３）がどの乳香の磁
気ディスクであるかを、作業指示表示板器に、施工鷹、
ブロック扁・・・等の指示データをもって表示する。そ
して作業者は、磁気ディスク（４３と作業指示乳香が間
違いないことを確認する。

つぎに、作業者のコード番号および施工年月日を表示部
（１１０１）をみながら設定用ダイヤル（１ｓｍで設定
スる。この設定の後、セメン）ミルクの調整や計測器の
調整等の段取りに入ることになるが、それにはまず、作
業内容区別表示灯兼押釦スイッチ群の中から段取用押釦
スイッチ（３０１）をオンすることにより作業を開始す
る。

つぎに、グラウトの注入は、地質、建造目的等により決
定され、その指示データは、記憶装置（４３に予め記憶
されているが、その一般的な場合として代表的にはつぎ
のような２例がある。すなわち、第１例 ■　注入前に透水テスト（水押し）を行ない、１ステー
ジにおいて、３０しｍｌｌ上上ときは、配合比の濃いＣ
：Ｗ＝１：８を初期設定とし、３０　Ｖｍｌｎ以下のと
きは、配合比の最もうすいＣ：Ｗ＝１：１０を初期設定
配合とする。

■　その後、一定時間（例えば２０分間）の注入流量を
積算し、この量が第６図の配合パターンのどれに該当す
るかを検出し、順次配合比を変化せしめる。

■　配合比がＣ：Ｗ＝１：１となったときは１１７ｍ１
ｎに達するまで時間を設定せずに注入し、１１７ｍ１ｎ
に達した後、一定時間（例えば２０分間）のだめ押しの
注入をし、しかる後、ブロッキングに入る。つまり、背
圧が３０分間後規定圧力より下降しないとき注入終了と
なる。以上で１ステージが終了すると、つぎのステージ
へ移る。

第２例 ■　注入前に透水テストを行ない、配合比の初期設定を
行なうことは前記例と同様である。

■　その後、時間に関係なく、グラウト注入量である積
算流量が一定値（例えば６００１　）に達したとき、順
次濃い配合比に変化せしめる。

■　配合比に拘らず、１９７ｍＩｎに達したとき、前記
同様だめ押しをし、ブロッキングに入る。

前記第１例の作用をまず第７図（ａｔの記録例に基づい
て説明する。　″　　　　　　　　　　　　　　　１■
　透水テストの結果、例えば３０　ｊＬ／ｍｄｎ以下で
あったときは、配合比初期設定ダイヤル（ハ）でＣ：Ｗ
＝１：１０に設定する。すると、シフトレジスタＯＤの
図中左端の１：１０から出力し、これにより、１：１０
の配合比表示灯（２ｓ２％を点滅するとともに、ブザー
Ｑ饋が鳴る。配合比押釦スイッチ（２８２）を押すと、
ブザー翰が停止し、表示灯（２８１）が静止点灯となる
。

この表示灯（２８２）の点灯をみて、作業者は、配合比
がＣ：Ｗ＝１：１０となるようにグラウトを配合し、こ
れをミキサ（１１へ送り、ポンプ（２）を介して注入機
（７）より注入する。

■　注入された流量は、流量計（４）、増幅器（８）を
介して積分器（ハ）で積算される。タイマ０２からの信
号で２０分間積算されると、その信号が比較器（３６１
）（３６２％送られる。一方、メモリ国に記憶された１
：１０の出力は、２０分毎のタイミングでラッチ回路（
３優に送られ、さらにＤ／Ａ変換器（４１）　１基準信
号回路（４υを経て上限値と下限値が比較器（３６、Ｘ
３６□）に送られる。ここで、２０分間の積算値が６４
０１７２０ｍ１ｎであったものとすると、比較器（３６
□）から出力が出て、シフトレジスタｏｎをに１０から
ｌ二８へ移動せしめる。このシフトレジスタｏｎの１＝
８の出力により前記同様表示灯（２８３）が点滅し、ブ
ザー（ハ）が鳴るので、押釦スイッチ（２Ｂりを押し、
１：８への配合比に変更する。以下同様にして、１：８
で６２０７７２０ｍ１ｎのときは、１：６へ変更し、１
：６で６００　ｆｆ／２０ｍ１ｎのときは、１：４へ変
更し、１：４で５８０’　７７２０ｍ１ｎのときは１：
２へ変更し、１：２で５５０１７２０ｍ１ｎのときは１
：１へ変更する。このようにして、２０分間毎に順次濃
い配合パターンへ変更する。

１：１の出力でアナログスイッチ６１）が閉じ、積分器
（ハ）の出力が比較器Ｉ５３へ送られる。そして信号端
子６５４）より１１Ａｎｉｎの信号が入っているので、
１．１’／ｍｉｎに達したとき（’ｒｅ時）に、比較器
−から出力され、さらに２０分間のだめ押しをしたとき
、タイマ＋５３１から出力が出て、注入終了の表示灯（
３０？）が点灯し、ブロッキングに入り注入終了となる
。そしてつぎのステージへ移る。第７図（ｂ）は、第１
例において、透水テストの結果Ｃ：Ｗ＝１：８から開始
した例を示している。そして、１：６のとき途中で急激
に流量が減ったため、一旦うすい１：８に戻し、再び前
記同様にして順次に濃い配合とした例を示している。

この例において、１：８のとき６２０１／２０ｍ１ｎで
、さらに１：６のときも６２０１７２０ｍ１ｎのとき、
すなわち、注入量が横ばい状態のときは、岩盤よりリー
クが生じたことをあられしており、リーク有の表示灯（
３０４）が点灯する。この場合、注入を一時中断し、５
〜６時間経過後にグラウト注入を開始する。

以上の第７図（ａ）　（ｂ）の例において、注入圧力は
、特に制御の対象にはされず、例えば２０分間で６００
１程度の注入がなされるような範囲に設定する。

しかし、圧力が高くなりすぎると岩盤破壊等の害を及ぼ
すので、例えば４０ｋｙＣｍ２を上限と設定する。

したがって、通常注入作業は設定値（４Ｑｋｇ／ｃｍ　
）以下で行なわれるが、検出圧力が４９　ｋｇ／ｃｍ２
Ｑを越すと、調節計α〔からリターンパルプ（３）へ信
号を送り、注入圧力を下げるため、注入流量を削減して
過分の流量をミキサ（１）へ戻すように制御する。した
がって、例えば第７図（ｂｌのように注入圧が高くなり
がちで、そのため、調節計ＱＯ）が注入量を削減するよ
うに作用し、その注入量の積算値が下限値以下になった
ようなときには、うすい配合比パターンへ切換えるよう
にブザー（ハ）が鳴って指示をする。

つぎに、第２例として、第７図（ｃ）の記録例について
説明する。

■　透水テストの結果、３０　ｆ／１ｎＩｎ以下であっ
たものとすると、前記同様初期設定を１：１０とする。

■　１：１０の配合比で時間に関係なく、一定量例えば
６ｏｏ　１！が注入されるまで続ける。このとき、第２
図において、積分器０印はタイマ（４２１により制御さ
れないようにする。６００１が注入された時（１１時）
に、比較器（３６２）から出力が出てシフトレジスタ（
３りの出力は１：８へ移動する。この信号により、１：
８へ配合比を変更する。以下同様に、１：８で６００ア
に達した１２時に１：６へ、ｔ９時に１：４へ、１４時
に１：２へ、ｔ６時に１＝１に変更する。

■　１：１の後は前記同様ＩＪ／ｒｎｉｎになったとき
、２０分間のだめ押しをしブロッキングに入る。そして
つぎのステージへ移る。

流量計（４）、圧力検出器（５）によるデータは、増幅
器（８）（９１を介してメモリ（２）に送られる。この
メモリ（至）の記憶データはインターフェイス（４５）
を介して表示器（２５１０６１により表示されたり、イ
ンターフェイス（ハ）を介してプリンタ、ＣＲＴ等の記
録器（４７）で記録し、かつ表示する。さらにメモリ弼
からインターフェース０４）を介して記憶装置（４３へ
データが送られ、すべてのデータが収録される。

注入作業が終了すると、磁気ディスクからなる記憶装置
（４ｊが挿入口６υから抜き取られる。そして、この記
憶装置！　（４３は親機としての大型のコンピュータの
設備されている管理会社、事務所等へ運ばれ、日報作成
、管理図の作成、データの解析等に使用される。具体的
には、記憶装置に収録された流量と圧力のデータからＰ
Ｑ曲線の作成、ルジオン値とセメント注入量の相関、次
数別ルジオン超過確率、孔間隔とルジオン値分布特性等
の解析が行なわれる。

前記実施例においては手動で配合比を変更したが、シフ
トレジスタＧ７１の出力で制御ポンプａ９により自動的
に配合比を制御したり、押釦スイッチ（２８２）（２８
Ｊ）・・・（２８？）により計量器（イ）を制御して半
自動的に制御することができることは前記した通りであ
る。

前記実施例では、セメントと水を配合したセメントミル
クの場合について説明したが、ベントナイト、フライア
ッシュなどグラウト全般を含むことは勿論である。

本発明は、上述のように構成したので、グラウトの注入
開始から終了までの刻々と変化する瞬間流量、瞬間圧力
等のデータが記憶装置に収録され、これによって正確な
日報作成が可能であるとともに、グラウト注入技術の解
析が迅速になされ、したがってこの日報や解析結果に基
づいて岩盤や土質に応じたグラウト注入が適切に行なえ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のグラウト注入時のデータ収録装置のブ
ロック図、第２図は、本発明によるグラウト用データ作
成装置の一実施例を示すプロ゛ツク図、第３図は、装置
本体の正面図、第４図は記憶装置の収納箱の一部切欠い
た側面図、第５図は、同上正面図、第６図は、セメント
配合比の配合パターンを示す図、第７図（ａ）　（ｂ）
　（ｃ）は、記録波形例を示す図である。 （１）・・・ミキサ、（２）・・・グラウトポンプ、（
３）・・・リターンバルブ、（４）・・・電磁流量計、
（５）・・・圧力検出器、（６）・・・チューブ、（７
）・・・グラウト注入機、（８）・・・流量用増幅器、
（９）・・・圧力用増幅器、ａｏ・・・調節計、（１６
１・・・データ作成装置、（５）・・・時計手段として
の注入時間表示部、（２８υ〜（２ｇ？）・・・配合比
表示灯兼押釦スイッチ、０ｇｌ・・・配合比切換指示用
ブザー、（３０１）〜（３Ｏａ）・・・作業内容切換手
段としての作業内容区別表示灯兼押釦スイッチ、０１）
・・・挿入孔、（至）・・・積分器、（至）・・・メモ
リ、（４３・・・記憶装置、６７）・・・収納箱。 特許出願人　東部電機工業株式会社 同　上　日　特建設株式会社 １９−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ミキサで所定の配合比に配合されたグラウトをポ
   ンプにより圧送し、流量計と圧力検出器でデータを計測
   しつつグラウト注入機１＝より岩盤または土中に注入す
   るものにおいて、グラウトの注入開始から注入終了まで
   の時間データを出力する時計手段と、グラウトの注入作
   業内容に対応して設けられた切換手段と、前記作業内容
   切換手段、流量計、圧力検出器および時計手段からのデ
   ータに基づき少なくとも注入開始から注入終了までの流
   量と圧力の変化を記憶する記憶装置とを具備してなるこ
   とを特徴とするグラウト用データ作成装置。
2. （２）切換手段〆は段取用、圧力調整用、透水テ第１項
   記載のグラウト用データ作成装置。
3. （３）記憶装置は磁気ディスクまたは磁気テープからな
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載のグラウト用
   データ作成装置。