JP2004076520A

JP2004076520A - 注入材注入方法

Info

Publication number: JP2004076520A
Application number: JP2002241740A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Ito; 伊藤　節男; Tadashi Saima; 斎間　正; Noboru Oguma; 小熊　登
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】グラウト原液等の第１液と、希釈水等の第２液とを混合してなる２液混合型の注入材を、動力源なしで確実かつ効率的に均一に混合して、地盤や岩盤等に注入できる注入材注入方法を提供する。
【解決手段】第１液（グラウト原液）と第２液（希釈水）とを静止型混合器１６によって混合し、この混合してなる注入材（グラウト材）を地盤または岩盤へへ注入することによって、第１液と第２液とを動力源なしで、確実かつ効率的に均一に混合したうえで、地盤または岩盤等に注入できる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤または岩盤に２液混合型の注入材を注入する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ダム建設工事で地盤や岩盤等に注入されるグラウトには、水にセメントを混合したセメントミルクや、水、セメントに加えて分散剤やベントナイトを混合した注入材などがある。そして、グラウトの注入は、地盤や岩盤中の小さな空隙が急激に閉塞したり、注入孔の孔詰まりが生じないように、最初に薄い濃度のものを注入し、順次濃い濃度のものに切り替える。このようなグラウトの配合濃度は、通常、水と水以外の物質との重量比で表す。例えば、水、セメント、ベントナイトのそれぞれの重量をＷ、Ｃ、Ｂとすると、セメントミルクの配合濃度はＷ／Ｃ、セメントベントナイトの配合濃度はＷ／（Ｃ＋Ｂ）で表される。一般に、この値は、１０〜０．８の範囲で注入が行われている。
【０００３】
配合濃度の異なるグラウトは、例えば濃い配合濃度のグラウト原液に、希釈水をその量を調整して混合することによって製造できるが、この場合、濃い配合濃度のグラウト原液と、希釈水とをＹ字管等によって合流させて混合し、この混合してなるグラウトを地盤や岩盤等に注入する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、グラウト原液と希釈水とをＹ字管等によって合流させて混合する場合、これらグラウト原液と希釈水との粘性、密度、流量等の違いによって均一に混合できない場合があり、この場合、地盤や岩盤にグラウトを注入した後、材料分離が発生する可能性がある。
そこで、グラウト原液と希釈水とを、回転する攪拌翼を供えた混合容器で混合することが考えられるが、この場合、攪拌翼を回転させるための動力源としてのモータ等が必要になる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、グラウト原液等の第１液と、希釈水等の第２液とを混合してなる２液混合型の注入材を、動力源なしで確実かつ効率的に均一に混合して、地盤や岩盤等に注入できる注入材注入方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１および図２に示すように、地盤または岩盤に２液混合型の注入材を注入する方法であって、第１液と第２液とを静止型混合器１６によって混合し、この混合してなる注入材を地盤または岩盤へ注入することを特徴とする。
【０００７】
ここで、静止型混合器とは、駆動部を持たない管型の混合器であり、円筒状の管内に混合素子（エレメント）を設置したものである。エレメントの形状は、例えば、長方形の板を左右逆方向に１８０度ひねったもので、このエレメントを左右交互にそれぞれ直交するように管内に設置したものである。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、第１液と第２液とを静止型混合器によって混合するので、これら第１液と第２液とを動力源なしで、確実かつ効率的に均一に混合したうえで、地盤または岩盤等に注入できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の注入材注入方法において、
前記第１液と第２液とを、前記静止型混合器１６の入口前方で合流させた後、この合流した第１液と第２液とを前記静止型混合器１６に導入して、この静止型混合器１６によって混合することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、第１液と第２液とを静止型混合器の入口前方で合流させるので、これら第１液と第２液とが乱流状態となってある程度混合され、さらにこの混合した第１液と第２液とを静止型混合器に導入して、この静止型混合器によって混合するので、さらに均一に混合できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の注入材注入方法において、
前記第１液がグラウト原液であり、前記第２液が前記グラウト原液を希釈する希釈水であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、本注入材注入方法を、ダム建設工事等で地盤や岩盤等に注入されるグラウトの注入に利用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る注入材注入方法を実施するための、グラウト注入装置のシステム構成を示す図である。なお、本実施の形態では、本発明に係る注入材注入方法における第１液をグラウト原液、第２液を希釈水、第１液と第２液を混合してなる注入材をグラウトとして説明する。
図１に示すように、グラウト注入装置は、グラウト原液を貯留する貯留槽１と、グラウト原液を希釈する希釈水を貯留する水槽２と、原液供給路３と、希釈水供給路４と、原液流量制御部５と、希釈水流量制御部６と、グラウト流量制御部７と、グラウト原液と希釈水とを混合する静止型混合器１６とを備えている。
【００１４】
貯留槽１は、例えばその内部に攪拌翼を供えたアジテータ等で構成されており、この貯留槽１には、図示しないミキシングプラントのグラウトミキサで混練されたセメントミルク（グラウト原液）が、貯留されるようになっている。この貯留されるセメントミルクは、セメントと水とを混練してなるもので、比較的濃い配合濃度（水セメント比Ｗ／Ｃ＝１．０〜０．８）のものである。以下のこの濃い配合濃度のセメントミルクを、原液セメントミルクと称する。
【００１５】
水槽２は、原液セメントミルクを所定の配合濃度に希釈する希釈水を貯留するものであり、一般的な水貯留タンクで構成されている。
原液供給路３は、貯留槽１内の原液セメントミルク（グラウト原液）を地盤または岩盤への注入口１０へ供給するためのものであり、樹脂や金属製のパイプで構成されている。また、原液供給路３は、貯留槽１から原液流量制御部５に原液セメントミルクを供給する供給ホース３ａと、原液流量制御部５で流量が制御された原液セメントミルクを注入口１０側に送り出す送出ホース３ｂとによって構成されており、供給ホース３ａの途中には、貯留槽１内の原液セメントミルクを送り出すグラウトポンプ１１が設けられている。
【００１６】
希釈水供給路４は、水槽２内の希釈水を注入口１０へ供給するためのものであり、樹脂や金属製のパイプで構成されている。また、希釈水供給路４は、水槽２から希釈水流量制御部６に希釈水を供給する供給ホース４ａと、希釈水流量制御部６で流量が制御された希釈水を注入口１０側に送り出す送出ホース４ｂとによって構成されており、供給ホース４ａの途中には、水槽２内の希釈水を送り出すポンプ１２が設けられている。
【００１７】
原液流量制御部５は、圧力検出器、流量検出器、制御弁等を備えており、供給ホース３ａを流れてくる原液セメントミルクの圧力、流量をそれぞれ圧力検出器、流量検出器で検出するとともに、これら検出値に基いて、制御弁の開閉を制御することによって、原液セメントミルクを所望の圧力、流量で送出ホース３ｂに送り出すようになっている。
また、原液流量制御部５には、この原液流量制御部５から貯留槽１内に、余剰の原液セメントミルクを戻す戻し路１３が接続されており、この戻し路１３への原液セメントミルクの送り出しも前記制御弁が行うようになっている。つまり、送出ホース３ｂへの原液セメントミルクの流量を抑えたいときには、供給ホース３ａを流れてくる原液セメントミルクの一部を制御弁によって戻し路１３に送り出して、貯留槽１内に戻すようになっている。
【００１８】
希釈水流量制御部６は、圧力検出器、流量検出器、制御弁等を備えており、供給ホース４ａを流れてくる希釈水の圧力、流量をそれぞれ圧力検出器、流量検出器で検出するとともに、これら検出値に基いて、制御弁の開閉を制御することによって、希釈水を所望の圧力、流量で送出ホース４ｂに送り出すようになっている。
また、希釈水流量制御部６には、余剰の希釈水を廃棄するための、廃棄路１４が接続されており、この廃棄路１４への希釈水の送り出しも前記制御弁が行うようになっている。つまり、送出ホース４ｂへの希釈水の流量を抑えたいときには、供給ホース４ａを流れてくる希釈水の一部を制御弁によって廃棄路１４に送り出して、廃棄するようになっている。
【００１９】
グラウト流量制御部７は、原液流量制御部５の制御弁と希釈水流量制御部６の制御弁の開閉を制御して、原液流量制御部５より下流側の原液供給路３つまり送出ホース３ｂと、希釈水流量制御部６より下流側の希釈水供給路４つまり送出ホース４ｂとに、それぞれ原液セメントミルクと希釈水とを所望の割合で供給するようになっている。
送出ホース３ｂ，４ｂの下流側端部には、Ｙ字管１５が接続されており、このＹ字管１５に静止型混合器１６が接続されている。
【００２０】
この静止型混合器１６は、送出ホース３ｂ，４ｂをそれぞれ流れてきた原液セメントミルクと希釈水とを混合するものであり、スタティックミキサと称されている。静止型混合器１６は、図２に示すように、駆動部を持たない管型の混合器であり、円筒状の管１７と、この管１７内に設置された複数のエレメント１８とを備えて構成されている。エレメント１８の形状は、例えば、長方形の板を左右逆方向に１８０度ひねったもので、このエレメント１８は左右交互にそれぞれ直交するように管１７内に設置されている。
そして、このような静止型混合器１６の出口には、図１に示すように、接続管２０が接続されており、この接続管２０が地盤または岩盤への注入口１０に接続されている。この注入口１０には注入管２１が接続されており、この注入管２１は地盤または岩盤に形成された孔に挿入され、その下端部から地盤または岩盤に、静止型混合器１６で混合されてなるセメントミルク（グラウト）を注入するようになっている。
【００２１】
次に上記のような構成のグラウト注入装置によってグラウトを注入する方法について説明する。
図示しないグラウトミキサで原液セメントミルクを製造し、これを貯留槽１に導いて、この貯留槽１内の攪拌翼で攪拌しながらグラウトポンプ１１を作動させると、貯留槽１内の原液セメントミルクがグラウトポンプ１１によって加圧されて、原液供給路３の供給ホース３ａを流れて、原液流量制御部５に達する。原液流量制御部５に達した原液セメントミルクは、制御弁によって注入に必要な原液セメントミルクが送出ホース３ｂへ送り出され、余剰な原液セメントミルクは戻し路１３を通って貯留槽１へ戻される。
【００２２】
一方、水槽２内の希釈水はポンプ１２により加圧されて希釈水供給路４の供給ホース４ａを流れて、希釈水流量制御部６に達する。希釈水流量制御部６に達した希釈水は、制御弁によって原液セメントミルクを所望の配合濃度に希釈するに必要な希釈水が送出ホース４ｂへ送り出され、余剰な希釈水は廃棄路１４を通って廃棄される。
【００２３】
原液セメントミルクの流量と希釈水の流量とを制御する場合、グラウト流量制御部７によって、原液流量制御部５の制御弁と希釈水流量制御部６の制御弁の開閉を制御することによって、送出ホース３ｂ、４ｂにそれぞれ原液セメントミルクと希釈水とを所望の割合で供給するように、流量を制御する。この制御は、例えば、原液セメントミルクの流量を一定としておき、所望の配合濃度のセメントミルクを作るために必要な希釈水の量を算出し、その値に基いて、希釈水流量制御部６の制御弁を制御してもよいし、原液セメントミルクと希釈水の双方の流量を、原液流量制御部５の制御弁と希釈水流量制御部６の制御弁の双方を制御して調整してもよい。
また、グラウト流量制御部７によって、原液流量制御部５の制御弁と希釈水流量制御部６の制御弁とを制御して、グラウトが所望の圧力、流量となるように調整する。
【００２４】
上記のようにして流量や圧力が調整され原液セメントミルクと希釈水とはＹ字管１５を流れて合流し、静止型混合器１６によって混合されたうえで、注入口１０に達し、この注入口１０から注入管２１を流れて地盤または岩盤に注入される。
【００２５】
本実施の形態によれば、原液セメントミルク（第１液）と希釈水（第２液）とを静止型混合器１６によって混合するので、これら原液セメントミルクと希釈水とを動力源なしで、確実かつ効率的に均一に混合したうえで、地盤または岩盤等に注入できる。
また、静止型混合器１６を使用するので、モータ等の駆動部が必要なく、グラウト注入装置の小型化を図れる。
さらに、原液セメントミルクと希釈水とを静止型混合器１６の入口前方でＹ字管１５によって合流させるので、これら原液セメントミルクと希釈水とが乱流状態となってある程度混合され、さらにこの混合した原液セメントミルクと希釈水を静止型混合器１６に導入して、この静止型混合器１６によって混合するので、さらに均一に混合できる。
加えて、静止型混合器１６は、その入口から原液セメントミルクと希釈水を連続的に導入して、出口からこれらが混合されたセメントミルクを連続的に排出できるので、注入口１０へ所望の配合濃度のセメントミルクを連続的に注入できる。
【００２６】
また、グラウト流量制御部７によって、原液流量制御部５の制御弁と希釈水流量制御部６の制御弁の開閉を制御することによって、送出ホース３ｂ、４ｂにそれぞれ原液セメントミルクと希釈水とを所望の割合で供給するように、流量を制御するので、セメントミルクを所望の配合濃度にして地盤または岩盤への注入口へ供給できる。
したがって、地盤または岩盤の性状変化に対応した配合濃度のグラウトを素早くかつ効率的に注入できる。
また、貯留槽１内に原液セメントミルクを貯留しておき、希釈水によって原液セメントミルクを希釈して所望の配合濃度のセメントミルクを注入できるので、貯留槽１や、この貯留槽１に原液セメントミルクを供給するグラウトミキサに残っている原液セメントミルクは廃棄することなく、他の地盤や岩盤への注入口に注入するセメントミルクの原液として使用できるので、原液セメントミルクの無駄が生じることがない。
【００２７】
さらに、原液流量制御部５によって流量が制御された原液セメントミルクと、希釈水流量制御部６によって流量が制御された希釈水とは、途中で一時貯留部等に貯留されることなく、送出ホース３ｂ，４ｂを流れて静止型混合器１６で混合されて注入口１０に供給されるので、原液流量制御部５や希釈水流量制御部６と、注入口１０との間に、セメントミルクを注入口へ送出するグラウトポンプやグラウトの流量を制御する制御弁を有する流量計を設ける必要がなく、装置構成が簡単となる。
また、原液流量制御部５で流量が制御されて、余剰となった原液セメントミルクを、戻し路１３によって貯留槽１に戻すことによって、原液セメントミルクを再利用でき、さらに、原液セメントミルクの無駄が生じることがない。
【００２８】
なお、本実施の形態では、地盤や岩盤等に注入する２液混合型の注入材として、グラウト原液（原液セメントミルク）と希釈水とを混合してなるグラウト材を例にとって説明したが、本発明はこれに限ることなく、２液混合型の薬液を地盤に注入して地盤改良する薬液注入工法や、シールド工法等において２液混合型の裏込め材を地盤に注入する工法など、地盤や岩盤に２液混合型の注入材を注入するすべての工法に適用できる。
また、本実施の形態では、グラウト注入装置を使用してグラウトを地盤に注入するようにしたが、本発明はこれに限ることなく、他の注入装置を用いてグラウトを地盤に注入してもよく、さらには、グラウト以外の注入材を他の注入装置を用いて地盤や岩盤に注入してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、第１液と第２液とを動力源なしで、確実かつ効率的に均一に混合したうえで、地盤または岩盤等に注入できる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、第１液と第２液とが静止型混合器の前方で合流してある程度混合され、さらにこの混合した第１液と第２液とを静止型混合器によって混合することによって、さらに均一に混合できる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、本注入材注入方法を、ダム建設工事等で地盤や岩盤等に注入されるグラウトの注入に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の注入材注入方法を実施するためのグラウト注入装置の一例を示すもので、そのシステム構成を示す図である。
【図２】同、静止型混合器の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　貯留槽
３　原液供給路
４　希釈水供給路
５　原液流量制御部
６　希釈水流量制御部
７　グラウト流量制御部
１０　注入口
１３　戻し路
１６　静止型混合器

Claims

地盤または岩盤に２液混合型の注入材を注入する方法であって、
第１液と第２液とを静止型混合器によって混合し、この混合してなる注入材を地盤または岩盤へ注入することを特徴とする注入材注入方法。
請求項１に記載の注入材注入方法において、
前記第１液と第２液とを、前記静止型混合器の入口前方で合流させた後、この合流した第１液と第２液とを前記静止型混合器に導入して、この静止型混合器によって混合することを特徴とする注入材注入方法。
請求項１または２に記載の注入材注入方法において、
前記第１液がグラウト原液であり、前記第２液が前記グラウト原液を希釈する希釈水であることを特徴とする注入材注入方法。