JP2004197305A - Pulsation pressure amplitude control mechanism and pulsation pressure amplitude control method in grouting system, as well as pulsation generating apparatus - Google Patents

Pulsation pressure amplitude control mechanism and pulsation pressure amplitude control method in grouting system, as well as pulsation generating apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grouting technique for giving a pulsation component to an injection pressure and dynamically injecting a grout material when the grouting material is injected into cracks and cavities in the ground, a rock mass, etc., wherein the control of the pulsation pressure is easily and positively implemented by employing a simple structure. <P>SOLUTION: A pulsation pressure amplitude control mechanism has a pulsation pressure generating chamber and an amplitude adjusting means and it is constituted so that, to the pulsation pressure generating chamber, the grout material of a standard pressure is introduced and it pulsatingly gives a pressure to the grout material, and the amplitude adjusting means is formed of an air chamber which is closely arranged to the pulsation pressure generating chamber to introduce therein the grout material having the pulsation pressure applied thereto, and an adjusting valve for maintaining a suitable opening with respect to the air chamber, and the amplitude of the pulsation pressure is controlled in a decreasing manner. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に充填物質いわゆるグラウト材を注入するグラウチング技術に関し、更に詳しくは、基準の注入圧力に所定の周波数域の脈動成分を付与して動的に注入するいわゆる動的グラウト施工技術に関する。
本発明におけるグラウト材は、ベントナイトや超微粒子セメントによる高濃度微粒グラウト材に限られず、粗粒が混合したモルタル系のグラウト材を含むものである。
本発明はまた、その対象として亀裂の生じたコンクリート構造物への充填補修を除外するものではない。
【0002】
【従来の技術】
本発明者らは先に、特開平10−114938号公報 (先行技術1) 及び特開2000−27171号公報 (先行技術2) において、この種の動的グラウト施工技術に付いて提案をした。
すなわち、先行技術1は、次の事項を要旨とする。
1)圧送配管ラインを介してグラウト材を所定の注入圧力で圧送し、その末端の注入管をもって亀裂性岩盤に穿設された注入孔に該グラウト材を注入するグラウチングにおいて、
前記注入圧力に30Hz以下の周波数域から選択された特定の周波数を持つ脈動圧力を重畳的に付加してなる、
ことを特徴とする岩盤グラウトの施工方法。
2)上記1において、脈動圧力の周波数は10Hz付近が選択される岩盤グラウトの施工方法。
3)亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにおいて、グラウト材を所定の注入圧力で圧送し、その末端の注入管を介して岩盤に穿設された注入孔に挿入された圧送配管ラインの途中に脈動圧発生ポンプを介装し、該脈動圧発生ポンプにより30Hz以下の周波数域から選択し指令された特定の周波数を持つ脈動圧力を発生させ、注入圧力に脈動圧力を重畳的に付加する、
ことを特徴とする岩盤グラウトの施工方法。
4)上記3項において、脈動圧発生ポンプは、発振器の信号波形に基づいて周期作動するとともに、注入管での実測波形と前記信号波形との比較信号に基づくサーボ制御機構により駆動される岩盤グラウトの施工方法。
5)亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにおいて、グラウト材を所定の圧力で送り出す注入ポンプから注入孔に挿入された注入管へ至る圧送配管ラインの途中に、油圧サーボアクチュエータにより駆動される容積型の脈動圧発生ポンプを設置すると共に、該脈動圧発生ポンプの入口配管部には圧力変動の上流側への伝播を抑止する手段を設け、一方、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を発振する発振器及びサーボコントローラから構成されるサーボ制御装置を用いて、前記注入管の口元付近に取り付けた圧力センサより検出される圧力波形と前記発振器より指令される信号波形とを比較し、両方の該波形が一致するように前記油圧サーボアクチュエータの動作をフィードバック制御することにより、前記脈動圧発生ポンプにおいて、30Hz以下の周波数域から選択し指令された特定の周波数を有し、かつ信号波形に近似した脈動圧力を発生させ、前記圧力変動の伝播抑止手段の機能により前記脈動圧発生ポンプから注入管までの圧送配管ラインに限定して該脈動圧力を付加し、前記注入ポンプの圧力に脈動圧力の成分を重畳することからグラウト材の浸透性を向上させ、微細な亀裂へグラウト材を高密度かつ迅速に注入せしめる、
ことを特徴とする岩盤グラウトの施工方法。
6)上記5項において、注入ポンプを廃し、脈動圧発生ポンプにより所定のグラウト材の送出し圧力を得る岩盤グラウトの施工方法。
7)亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにおいて、注入圧力に脈動圧力の成分を付加することでグラウト材を動的に注入する方法に使用される装置であって、
グラウト材を送流する圧送配管ラインと、
前記圧送配管ラインの下流端に配され、注入孔に挿入されグラウト材を岩盤中の亀裂に浸透させる注入管と、
前記圧送配管ラインの途中に設置され、油圧サーボアクチュエータにより駆動される容積型の脈動圧発生ポンプと、
該脈動圧発生ポンプの入口配管部に取り付けられ、圧力変動の上流側への伝播を抑止する手段と、
注入圧力を検知するために該注入管の口元付近に取り付けられた圧力センサと、
更には、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を発振する発振器及びサーボコントローラから構成されるサーボ制御装置を用いて、前記圧力センサより検出される圧力波形と前記発振器より指令される信号波形とを比較して両方の該波形が一致するように前記油圧サーボアクチュエータの動作をフィードバック制御することにより、30Hz以下の周波数域から選択し指令された特定の周波数を有し、かつ信号波形に近似した脈動圧力を前記脈動圧発生ポンプで発生させ、該脈動圧力を前記脈動圧発生ポンプから前記注入管までの圧送配管ラインに限定して付加する脈動圧制御手段と、を少なくとも備えてなることを特徴とする岩盤グラウトの施工装置。
8)亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにおいて、注入圧力に脈動圧力の成分を付加することでグラウト材を動的に注入する方法に使用される装置であって、
グラウト材を送流する圧送配管ラインと、
該圧送配管ラインの上流部に配され、所定の圧力でグラウト材を送り出す注入ポンプと、
注入孔に挿入されグラウト材を岩盤中の亀裂に浸透させる注入管と、
前記注入ポンプから該注入管へ至る圧送配管ラインの途中に設置され、油圧サーボアクチュエータにより駆動される容積型の脈動圧発生ポンプと、
該脈動圧発生ポンプの入口配管部に取り付けられ、圧力変動の上流側への伝播を抑止する手段と、
注入圧力を検知するために該注入管の口元付近に取り付けられた圧力センサと、
更には、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を発振する発振器及びサーボコントローラから構成されるサーボ制御装置を用いて、前記圧力センサより検出される圧力波形と前記発振器より指令される信号波形とを比較して両方の該波形が一致するように前記油圧サーボアクチュエータの動作をフィードバック制御することにより、30Hz以下の周波数域から選択し指令された特定の周波数を有し、かつ信号波形に近似した脈動圧力を前記脈動圧発生ポンプで発生させ、該脈動圧力を前記脈動圧発生ポンプから前記注入管までの圧送配管ラインに限定して付加する脈動圧制御手段と、
を少なくとも備えてなることを特徴とする岩盤グラウトの施工装置。
また、先行技術2は、次の事項を要旨とする。
1)地盤、岩盤等の亀裂や空隙内にグラウト材を充填するグラウチングにおいて、注入圧力に30Hz以下の周波数域から選択された特定の周波数をもつ脈動圧力の成分を付加することにより、グラウト材を動的に注入してその浸透性を高める施工方法において、
基準の注入圧力を付与した微粒懸濁系やモルタル系等の各種グラウト材を圧送配管ライン内で連続圧送する過程で所定の脈動圧力を形成する注入方法であって、
前記圧送配管ライン中に、復元力をもって開方向に常時復帰する可撓性を有する管路を介装し、該可撓性管路を規則的な押圧動により開閉する弁機構の作動をもって前記特定周波数に合致した圧力変動を注入圧力に与えるようにした、
ことを特徴とするグラウトの施工方法。
2)地盤、岩盤等の亀裂や空隙内にグラウト材を充填するグラウチングにおいて、注入圧力に30Hz以下の周波数域から選択された特定の周波数をもつ脈動圧力の成分を付加することにより、グラウト材を動的に注入してその浸透性を高める施工システムにおいて、
往復動式あるいはスクイズ式のスラリー用の注入ポンプを中心に構成し、準定常的な注入の基準圧力を形成し維持しながらグラウト材を連続的に圧送するグラウト材圧送手段と;
前記グラウト材圧送手段の下流側の圧送配管ラインに介装され、通路が広く内部に弁体や障害部分がなく閉塞トラブルの生じない可撓性を有する管路を規則的な押圧動により開閉する弁機構を用い、該弁機構を高速で開閉弁して前記特定周波数に合致した圧力変動を注入圧力に与える脈動圧力発生手段と;
前記グラウト材圧送手段及び前記脈動圧力発生手段で形成される圧力を検出するための圧力測定手段と;
を少なくとも備えてなることを特徴とするグラウトの施工システム。
3)地盤、岩盤等の亀裂や空隙内にグラウト材を充填するグラウチングにおいて、注入圧力に30Hz以下の周波数域から選択された特定の周波数をもつ脈動圧力の成分を付加することにより、グラウト材を動的に注入してその浸透性を高める施工システムにおいて、
基準の注入圧力を付与した微粒懸濁系やモルタル系等の各種グラウト材を圧送配管ラインを通して連続圧送する過程において、前記圧送配管ライン中に可撓性を有する管路が介装され、
前記可撓性管路を規則的な押圧動により高速で開閉弁して前記特定周波数に合致した圧力変動を注入圧力に与えるようにした弁機構を備えてなる、
ことを特徴とするグラウトの施工システムにおける脈動発生弁装置。
【0003】
しかして、当該先行技術1においては、脈動圧発生ポンプの油圧サーボアクチュエータを特殊なサーボ制御装置を用いてフイードバック制御することにより、所定の周波数の脈動圧力を形成している。しかし、サーボ制御装置の操作には微妙なチューニングを必要とし、脈動圧力の振幅制御に付き、サーボ制御装置を再調整(比較信号のスパン、フィードバック量、ゲイン、零点など)しなければならず、熟練を要し、煩雑な作業となっている。
また、先行技術2においては、脈動圧力の周波数の制御は自在に対応できるものであるが、弁機構を構成するカムの半径並びにローラの径が一定に設定され、脈動圧力の振幅制御に付き、かつ弁機構の動作ストロークや開閉力が調整されてなされるものであり、随意の制御には不具合がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−114938号公報
【特許文献2】
特開2000−27171号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、この種の基準の注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力成分を付与される動的グラウト施工技術に付き、脈動圧力発生室を含むグラウト施工システムにおいて、簡単な構成をもって脈動圧力の振幅の制御を容易になすことのできる新規な脈動圧力振幅制御機構を提供することを目的とする。
本発明はまた、このグラウト施工システムにおいてなされる脈動圧力の振幅の制御方法を提供することも他の目的とする。
本発明は更に、このグラウト施工システムに使用され、小型化のなされる脈動発生装置を提供することも更に他の目的とする。
本発明者らはこのため、脈動圧力発生室からの脈動圧力付きグラウト圧力(原圧力)に対し、その活性域内において、当該原圧力を低減させて制御する、換言すれば低減の度合いを変化調整させることが振幅率を容易に制御させうるとの知見に基づき本発明をなしたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1はグラウト施工システムにおける脈動圧力振幅制御機構であって、
地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工システムにおいて、
基準圧力の付与されたグラウト材が導入され該グラウト材に脈動的に圧力を付加する脈動圧力発生室を有し、
前記脈動圧力発生室からの脈動圧力付きグラウト圧力に対し、前記付加された脈動圧力の振幅を低減的に制御する振幅調整手段を備えてなる、
ことを特徴とする。
上記構成において、「低減的に制御する」とは、脈動圧力発生室から出力される脈動圧力付きグラウト圧力すなわち原圧力を、その活性を保持する範囲内において、所望かつ一定の割合で低減させ、かつ低減の度合いを変化させて振幅率を随意に調整・制御することをいう。
また、当該「振幅を低減的に制御する振幅調整手段」は以下の実施の形態で脈動振幅調整部として具体的構成をもって示されるが、それに限定されるものではなく、同一の目的を達成するすべての手段を含む。
しかして、本第1発明において、
▲1▼振幅制御手段は、脈動圧力発生室の上流若しくは下流のいずれか、又は上流及び下流の両方に設けられること、
▲2▼振幅制御手段は、脈動圧力発生室に立上げ管を介して連通し、圧力の付与されたグラウト材を導入し、所定の容量を有する空気室と、前記立上げ管に介装される開度の調整される調整弁と、からなること、
▲3▼振幅制御手段は、脈動圧力発生室に立上げ管を介して連通し、圧力の付与されたグラウト材を導入し、所定の容量を有するとともに弾性体が装入されてなる弾性室からなること、
は適宜選択される事項である。
更に、本発明において、
1.脈動圧力発生室の脈動発生の駆動機構は問うところではない。
2.脈動周期は好ましくは30Hz以下であるが、これ以上の周期(例えば100Hz)に適用することは充分に可能である。
【0007】
本発明の第2はグラウト施工における脈動圧力振幅制御方法であって、
地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工方法において、
基準圧力の付与されたグラウト材が導入され該グラウト材に脈動的に圧力を付加する脈動圧力発生室を有し、
前記脈動圧力発生室からの脈動圧力付きグラウト圧力に対し、
前記付加された脈動圧力の振幅を低減させるとともに、その振幅を調整的に制御する、
ことを特徴とする。
【0008】
本発明の第3は更に別なグラウト施工における脈動圧力振幅制御方法であって、
地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工方法において、
基準圧力の付与されたグラウト材が導入され該グラウト材に脈動的に圧力を与える脈動圧力発生室と;前記脈動圧力発生室からの脈動圧力の付与されたグラウト材を導入し、所定の容量を有する空気室と;を連通管を介して連通させ、
該連通管に開度の調整できる調整弁を介装し、
前記調整弁の開度により脈動圧力の振幅を制御する、
ことを特徴とする。
本第3発明において、
▲1▼調整弁は電動操作され、該調整弁を遠隔操作すること、
は適宜実施される態様である。
【0009】
本発明の第4はグラウト施工用脈動発生装置であって、
地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工システムに使用される脈動発生装置において、
電動モータよりなり、所定の周波数域に対応する回転数を与える駆動部5、
前記駆動部の駆動軸に連動するクランク軸を有するクランク部6、
前記クランク部のクランクピンに偏心機構を介して連動し所定のストロークで往復動するピストン部7、
グラウト材の流入口及び流出口を有し、基準圧力のグラウト材が注入される脈動圧力発生室を有し、前記ピストン部の往復動により当該基準圧力のグラウト材に脈動圧力を与える脈動圧力発生室部8、
からなることを特徴とする。
本第4発明において、
▲1▼脈動圧力発生室には立上げ管10を介して連通し、圧力の付与されたグラウト材が導入される所定の容量を有する空気室部11が設けられ、前記立上げ管には開度の調整できる調整弁12が介装される態様は、更に別な発明を構成する。
▲2▼駆動部5は以下の実施の形態では電動モータ15による駆動方式を採るが、他の駆動態様を除外するものではない。
上記▲1▼において、調整弁は電動操作され、該調整弁を遠隔操作すること、は適宜実施される態様である。
【0010】
(作用)
地盤、岩盤更にはコンクリート構造物を対象として、注入圧力に特定の周波数(本発明では特に30Hz以下)の脈動を与えてグラウト材を動的に注入する工事を実施する。
注入ポンプを用い準定常的な注入の基準圧力を形成し維持しながら、グラウト材を圧送配管ライン中へ圧送する。圧送配管ラインの途中に機械的な回転動作や往復動作で規則的に開閉する脈動圧力発生室が設置され、この脈動圧力発生室において基準圧力の付与されたグラウト材に重畳して特定周波数に一致する圧力変動を与え、配管ラインの末端の注入管よりグラウトを動的に対象に注入する。
このとき、振幅調整手段は、脈動圧力発生室から出力される脈動圧力付きグラウト圧力に対し、その活性を保持する範囲内において設置されて、脈動圧力の振幅を低減的に制御する。
すなわち、該振幅調整手段は、脈動圧力発生室から出力される脈動圧力付きグラウト材を受入れ、当該脈動圧力付きグラウト圧力すなわち原圧力の振幅を所望かつ一定の割合で低減させ、該振幅調整手段の可変機能により随意に調整する。
しかして、グラウト材は所定の大きさの脈動圧力により励起され、所定の流動性が確保され、注入対象の内部にグラウト材が広く深く浸透する。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明のグラウト施工システムにおける脈動発生機構の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図6は本発明のグラウト施工システムにおける脈動発生機構の一実施形態を示し、特にはその脈動発生装置を示す。
すなわち、図1〜図3はその脈動発生装置Pの全体構成を示し、図4〜図5はその部分構成を示す。また、図6はその全体システムを示す。
【0012】
図1〜図3に示されるように、この脈動発生装置Pは、脈動圧発生部1と脈動振幅調整部2との主たる構成要素からなるとともに、更にはフレーム3を含む。
更に言えば、脈動圧発生部1は、モータを主体とする駆動部5と、該駆動部5の駆動軸に連動するクランク部6と、該クランク部6に偏心機構を介して連動し所定のストロークで往復動するピストン部7と、該ピストン部7の往復動によりグラウト材に脈動を与える脈動圧力発生室部8と、からなる。
また、脈動振幅調整部2は、脈動圧力発生室部8に連通して立ち上がる剛性を有する連通管10と、該連通管10に連通し、脈動圧力発生室部8からのグラウト材を導入する所定容量が確保されてなる空気室(エア・チャンバー)部11と、連通管10に介装される調整弁12と、からなる。
なお、フレーム3は基台部3Aと骨組み部3Bとからなり、脈動圧発生部1を保持する。
【0013】
以下、本脈動発生装置Pの各部の細部構造を更に図4・図5を参照しつつ説明する。
脈動圧発生部1
脈動圧発生部1は、駆動部5とクランク部6とピストン部7と脈動圧力発生室部8とを主たる要素とする。
(駆動部5)
駆動部5は、電動駆動のモータ15と、該モータ15の駆動軸に連動する減速機16とからなり、減速機16からの出力軸(駆動軸)17はその下端に配されるカップリング18を介してクランク部6へ駆動力を伝達する。
更に詳しくは、電動モータ15は誘導方式を採り、インバータ制御がなされる。減速機16は所定の歯車の組合せをもってモータ15の回転速度を減速する。
電動モータ15は後記するように、電気回路を介して制御盤(インバータ制御用グラウトパルサー制御盤)に電気接続される。
【0014】
(クランク部6)
クランク部6はクランク箱20内に配され、カップリング18を介して連結されるクランク軸21並びに該クランク軸21のクランクピン21aに枢支される連結リンク22を主体とする。
もっと詳しくは、クランク箱20は密封状の四角箱状をなし、クランク軸21はその上下部をクランク箱20の上下に配された軸受24に回転自在に保持される。クランクピン21aはクランク軸21より所定の距離δだけ偏心する。
連結リンク22はクランクピン21aにすべり軸受25を介して回転自在に枢支される。
【0015】
(クランク箱20)
クランク箱20は、内部にクランク室Kを有する四角箱体からなり、組立て式をもって構成される。各組立て部材はパッキンをもって液密にされる。
【0016】
(ピストン部7)
ピストン部7は、往復の直線運動をなし、一端を回転動するクランク部6に連結され、他端を脈動圧力発生室部8の脈動圧力発生室Rに導かれ、圧力を付加する。
すなわち、該ピストン部7は、運動変換部27とプランジャー28とからなる。運動変換部27は、一端がピン29をもってクランク部6の連結リンク22に枢支され、他端はプランジャー28に一体に連結され、その中間部においてスラスト軸受30に軸運動自在に保持され、かつパッキン31をもって密封される。プランジャー28は、一端を運動変換部27の端部にねじ33をもって連結され、他端は脈動圧力発生室部8に臨み、その中間部においてVパッキン34を介して液密に保持される。35は該Vパッキン34を固定保持する押し輪である。
【0017】
(脈動圧力発生室部8)
脈動圧力発生室部8は、内部に脈動圧力発生室Rを形成する円筒状容器体36をもって構成され、前壁36aに孔37をもってプランジャー28を受入れ、円筒壁36bの側部にグラウト流入口38を有し、後壁36cにグラウト流出口39を有する。円筒壁36bの上部には更に、連通口40を有する。
グラウト流入口38はグラウトポンプ側の配管(主配管50a)に接続される。グラウト流出口39は岩盤注入部側の配管(主配管50a)に接続される。
この脈動圧力発生室部8における通常採られる容量は500cc程度であり、また、発生圧力は通常値で1.0±1.0MPa、最大値として3.0±1.5PMaが選ばれる。
【0018】
(フレーム3との取付け)
フレーム3は基台部3Aと骨組み部3Bとからなるが、基台部3Aは所定厚の矩形平板状をなし、骨組み部3Bはその柱材及び梁材によりラーメン構造を採り、その下部を基台部3Aの前部に剛結される。脈動圧発生部1の駆動部5は骨組み部3Bの上部に載置固定され、その余の部分6,7,8は基台部3A上に固定される。
なお、42はクランク室20と容器体36との繋ぎ材である。
【0019】
脈動振幅調整部2
脈動振幅調整部2は、連通管10と空気室部11と調整弁12とからなる。
(連通管10)
連通管10は、所定の内径を有する剛性管であって、前記した脈動圧力発生室部8の連通口40に連通して立設される。該連通管10は本実施形態では直管状を採るが、曲がり管を使用することを妨げるものではない。
【0020】
(空気室部11)
空気室部11は、連通管10に連通して該連通管10の上位に配され、剛性体をもって球状もしくは円筒状に形成されるとともに、内部に所定容量の空気室Sを有し、大きな内圧に耐える。通常は4リットルの容量が確保される。
該空気室部11の上部には更に水洗いポート44が装着される。該水洗いポート44は適宜省略される。
【0021】
(調整弁12)
調整弁12は、連通管10の途中に介装される弁体部46と、該弁体部46の弁体の開度を自在に調整する電動式操作部47とからなる。弁体部46は例えばボール弁体が採用されるが、他の弁体形態 (例えば,仕切り弁、バタフライ弁など) を除外するものではない。電動式操作部47は内部に電気モータの電動駆動部が組み込まれ、該電動駆動部が外部からの信号を受けて弁体に連動する駆動軸を回転させ、弁体を所望の開度に制御する。これにより遠隔操作がなされる。
なお、該調整弁12は手動式も可能であり、手動式とする場合は、電動式操作部47は設けない。
【0022】
(グラウト施工システム)
図6はこの脈動発生装置Pが適用されるグラウト施工システムの全体を示す。
図示されるとおり、このグラウト施工システムは、グラウト配管系Aと制御系Bとからなる。
図において更に、Eは地盤特には岩盤を示し、該地盤Eに注入孔Hがボーリングマシーンをもって穿孔される。
【0023】
グラウト配管系Aは、配管50特には主配管50aを主体とし、該主配管50aの始点に配されるグラウトミキサ51より順次、グラウト (注入) ポンプ52、圧力・流量調節器53、本脈動発生装置Pが配され、更に、当該脈動発生装置Pより圧力計54を介して終点の岩盤注入部55に至る。
圧力・流量調節器53よりグラウトミキサ51に戻し管50bが配される。
本脈動発生装置Pにおいて、グラウト流入口38は主配管50aの上流側に接続され、グラウト流出口39は主配管50aの下流側に接続される。
岩盤注入部55は、地盤Eに穿設された注入孔Hの入口近傍部に密封状に配されるパッカー56、該パッカー56を貫通し主配管50aが接続される注入管57、及び孔内圧力計58からなる。該孔内圧力計58は場合によっては省略することも可能である。
【0024】
制御系Bは、本脈動発生装置Pに接続されるグラウトパルサー制御盤60及び開度指令スイッチ61、その他、グラウト管理装置62、動的グラウチング管理装置63,64、グラウトパルサー計測盤65よりなる。なお、グラウトパルサー制御盤60、グラウトパルサー計測盤65は本脈動発生装置Pの近傍に配され、また、開度指令スイッチ61、グラウト管理装置62、動的グラウチング管理装置63,64のそれぞれは更に離れた位置あるいは可及的遠隔位置に配される。
もっと詳しくは、グラウトパルサー制御盤60は、本脈動発生装置Pの駆動部5のモータ15に接続され、開度指令スイッチ61は、本脈動発生装置Pの調整弁12の操作部47に接続される。該モータ15は、グラウトパルサー制御盤60からの信号により、所定の回転数が指示される。
圧力・流量調節器53からはその検出信号がグラウト管理装置62に送られ、グラウト管理装置62の表示部に表示・記録されるとともに、グラウト管理装置62の指令信号に基づいて圧力・流量調節器53の制御圧力及び流量が決められる。
圧力計54並びに孔内圧力計58からの圧力検出信号は、グラウトパルサー計測盤65を介して動的グラウチング管理装置63,64に送られ、該動的グラウチング管理装置63,64の表示部にその圧力値が表示される。その表示値はまたグラウトパルサー計測盤65にも表示される。
【0025】
(本実施形態の作用)
本実施形態の脈動発生装置Pは、上記したグラウト施工システム中に組み込まれ、グラウト施工において以下の作用を発揮する。
本実施形態においては、グラウト施工対象を岩盤とされ、該岩盤に穿設されたトンネル内に当該脈動発生装置Pが配されるが、トンネル外に配する態様を除外するものではない。そして、トンネル内への配設においては、注入孔Hの掘削に供せられたボーリンクマシーンへの装着がなされる。
【0026】
以下、グラウト材の流れに順じて説明する。
グラウトミキサー51にセメント及び水が所定割合(例えば、W/C=8)をもって適宜量投入され、アジテータ51aにより混合攪拌され、所定品質のグラウト材が形成される。グラウトポンプ52の作動により、グラウト材は所定圧(基準圧、例えば1.0MPa)をもって配管50の主配管50aに圧送され、圧力・流量調節器53を介して本脈動発生装置Pに送られる。
圧力・流量調節器53においては、所定の設定圧力・流量値に基づいて、設定圧力・流量値を超えるグラウト材が送られると戻し管50bに戻され、常時所定圧力及び流量のグラウト材を下流側に送る。
【0027】
本実施形態の脈動発生装置Pにおいて、駆動部5はグラウトパルサー制御盤60の指令に基づきグラウトに付加する脈動の周波数(例えば7Hz)に対応する所定の回転数の指示を受けて電動モータ15が駆動され、減速機16を経て出力軸17を回転(例えば420rpm)する。駆動部5の駆動によりクランク部6が駆動され、連結リンク22を往復動する。連結リンク22の運動によりピストン部7は往復の直線動をなし、プランジャー28をもって脈動圧力発生部8の脈動圧力発生室Rに脈動圧を生じさせる。
すなわち、前記した圧力・流量調節器53を経て配管50より所定の注入圧をもって圧送されるグラウト材は、グラウト流入口38より脈動圧力発生室Rに導かれ、ピストン部7の振動圧力を受け、基準圧に振動圧力の重畳された圧力としてグラウト流出口39より配管50に吐出される。
この振動圧力の大きさすなわち振幅は、脈動圧力発生室Rの容量、プランジャー28の径・ストローク・速度、等を主たる要因として決定される。
なお、当該脈動圧力発生室Rより出力される基準圧に振動圧力の重畳された圧力を「原圧力」と定義する。
【0028】
一方、脈動圧力発生室R内のグラウト材は、脈動圧力発生室Rの上位に配された脈動振幅調整部2の連通管10が閉じた状態であれば原圧力の状態でグラウト流出口39より吐出されるが、該連通管10が開いた状態、換言すれば調整弁12が開弁状態であればグラウト材は空気室部11に導かれる。
調整弁12は開度指令スイッチ61の指令に基づいて適宜の開度を採る。
ここで、調整弁12が全開であるとき、原脈動圧に対し下限値の振幅率を採り、調整弁12の締込みに応じて次第に振幅率を増加させてゆく。
図7はこの調整弁12の開度と注入圧力振幅、振幅率の関係の一例を示す。
本例では、4.0リットルのエアチャンバを使用し、1.0MPaの基準圧力(P1)に±1.0MPaの脈動圧力(P2)を重畳させたものであり、ボール弁の開度(全開、45°、60°)により、全開においては振幅率(P2/P1)が7%程度、45°においては20%程度、60°においては60%程度を示す。図7中、W1,W2,W3はそれぞれの各波形を示す。図示されるように、W1,W2,W3は同一の周波数を示し、その振幅は基準圧力より±7%,20%,60%の振幅率で脈動する。
その他試験例によれば、注入圧力が1.0PMa以下の低圧力の範囲では、バルブ開度を全開から45°程度に閉めるだけで振幅を大きくすることができるが、注入圧力が2.0,3.0MPa程度になると、バルブ開度を全開から45°程度に閉め込んでもさほど振幅の変化は見られず、60°にすると振幅率の変化が顕著になる傾向が見出される。
すなわち、調整弁12の開度により適宜の振幅率が得られるものである。
【0029】
脈動発生装置Pのグラウト流出口39より吐出されたグラウト材は更に主配管50aを流れ、配管50aの圧力計54を経て岩盤注入部55に導かれる。
グラウト材は注入孔Hより所定の圧力で地盤(岩盤)E内へ注入される。
圧力計54,58からの検出信号はグラウトパルサー計測盤65へ送られ、更にその実測圧力値(実振幅値)は、動的グラウチング管理装置63,64に送られ、該動的グラウチング管理装置63,64の表示部にその圧力値が表示される。
作業者は当該実振幅値と所定の岩盤状況に見合って設定された設定振幅値とを比較し、所望の効果を得るべく、開度指令スイッチ61を操作してその偏差をゼロへと導く。すなわち、実振幅値が設定振幅値を上回っているときには、調整弁12の開度を大きくするように開度指令スイッチ61を操作し、逆に、実振幅値が設定振幅値を下回っているときには、調整弁12の開度を閉め込むように開度指令スイッチ61を操作する。
【0030】
(本実施形態の効果)
以上のように、本実施形態によれば、迅速かつ容易に脈動圧力の振幅の制御ができ、これにより所望の脈動圧力を対象岩盤に付与することができ、効果的なグラウト施工を達成し得る。更には、複雑な機構の脈動発生装置を使用することなく、また脈動発生装置の駆動系を改変することもなく、脈動振幅調整部2の脈動圧力発生室部8への簡単な取り付け作業で済み、装置の低廉化を図ることができる。
また、そのグラウト施工用脈動発生装置によれば、装置が小型化し、穿孔機械(ボーリングマシーン)に装備することができ、狭隘なトンネル内での施工が容易となる。
【0031】
(他の態様)
図8は脈動振幅調整部の他の態様を示す。図において、叙上の態様と同一の部材に付いては同一の符号が附されている。
この脈動振幅調整部2Aは先のものと同様、脈動発生装置Pの脈動圧力発生室部8の連通口40に連通して配され、連通管10と弾性制御箱70とからなる。
弾性制御箱70は円筒状の容器体であって、所定の容量を有し、下半部の空間Sにはリブ71が縦設され、該リブ71上に弾性体72の下面に固定された受蓋73が載置される。弾性体72は所定の弾性率を有し、ゴム状体よりなる。一方、弾性制御箱70の天井板70aの中心には孔70bが開設され、該孔70bに臨んでナット体74が固設され、該ナット体74のねじ孔74aに調整用ねじ棒75が螺合され、その下端を弾性体72の上面に載置された押え体76に回転自在に押し当てる。75aはねじ部、75bは回動用頭部である。
ねじ棒75を締め込むことにより押え体76を介して弾性体72を圧縮し、その弾性率を大きくし、ねじ棒75を緩めることにより弾性体72の復元力により弾性率を小さくする。
この弾性体72の弾性率の調整により脈動圧力の振幅の制御に供する。
【0032】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である。
【0033】
【発明の効果】
本発明のグラウト施工システムにおける脈動圧力振幅制御機構及びその制御方法によれば、当該システムの要部である脈動圧力発生室に付加して、簡単な構造の圧力を低減する振幅調整手段を連通状に配することにより迅速かつ容易に脈動圧力の振幅の制御ができ、これにより所望の脈動圧力を対象岩盤に付与することができ、効果的なグラウト施工を達成し得る。更には、複雑な機構の脈動発生装置を使用することなく、また脈動発生装置の駆動系を改変することもなく、当該振幅調整手段の脈動圧力発生室への簡単な取り付け作業で済み、装置の低廉化を図ることができる。
また、本発明のグラウト施工用脈動発生装置によれば、装置が小型化し、穿孔機械(ボーリングマシーン)に装備することができ、狭隘なトンネル内での施工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のグラウト施工システムに使用される脈動発生装置の一実施形態を示す全体構成図。
【図2】図1の2線方向矢視図。
【図3】図1の3線方向矢視図。
【図4】本脈動発生装置の脈動圧発生部の拡大断面図。
【図5】図4の5−5線矢視図。
【図6】本発明の適用されるグラウト施工システムの全体の概略構成図。
【図7】バルブ開度による注入圧力振幅−振幅率関係図。
【図8】脈動振幅調整部の他の構成例を示す図。
【符号の説明】
P…脈動発生装置、R…脈動圧力発生室、S…空気室、1…脈動圧発生部、2,2A…脈動振幅調整部、5…駆動部、6…クランク部、7…ピストン部、8…脈動圧力発生室部、10…連通管(立上げ管)、11…空気室(エア・チャンバー)部、12…調整弁
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a grouting technique for injecting a so-called grout material into cracks or voids in the ground, rock or the like, and more particularly, to dynamically inject a reference injection pressure by adding a pulsating component in a predetermined frequency range to a reference injection pressure. To a so-called dynamic grouting technique.
The grout material in the present invention is not limited to a high-concentration fine grout material made of bentonite or ultrafine cement, but includes a mortar grout material mixed with coarse particles.
The invention also does not preclude filling and repairing cracked concrete structures.
[0002]
[Prior art]
The present inventors previously proposed this kind of dynamic grouting technology in JP-A-10-114938 (Prior Art 1) and JP-A-2000-27171 (Prior Art 2).
That is, the prior art 1 has the following matters.
1) In grouting, a grout material is pumped at a predetermined injection pressure through a pressure feed pipe line, and the grout material is injected into an injection hole formed in the cracked rock with an injection pipe at the end thereof.
A pulsating pressure having a specific frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less is superimposedly added to the injection pressure,
A rock grouting method characterized in that:
2) The method for constructing rock grout according to 1 above, wherein the frequency of the pulsating pressure is selected to be around 10 Hz.
3) In grouting for a cracked rock, the grout material is pumped at a predetermined injection pressure, and pulsation occurs in the middle of a pressure feed pipe line inserted into an injection hole formed in the rock through an injection pipe at the end thereof. A pressure generating pump is interposed, the pulsating pressure generating pump generates a pulsating pressure having a specified specific frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less, and superimposes the pulsating pressure on the injection pressure.
A rock grouting method characterized in that:
4) In the above item 3, the pulsating pressure generating pump operates periodically based on the signal waveform of the oscillator, and is driven by a servo control mechanism based on a comparison signal between the actually measured waveform in the injection pipe and the signal waveform. Construction method.
5) In grouting for cracked rock mass, a positive displacement type driven by a hydraulic servo actuator is provided in the middle of a pressure feed pipe line from an injection pump for feeding grout material at a predetermined pressure to an injection pipe inserted into an injection hole. In addition to installing a pulsating pressure generating pump, a means for suppressing the propagation of pressure fluctuations to the upstream side is provided at the inlet piping of the pulsating pressure generating pump, while oscillating signal waveforms such as sine, triangular, and square waves. Using a servo control device composed of an oscillator and a servo controller, a pressure waveform detected by a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe is compared with a signal waveform instructed by the oscillator. By performing feedback control of the operation of the hydraulic servo actuator so that the waveforms match, in the pulsating pressure generating pump, Hz having a specific frequency selected and instructed from a frequency range of not more than Hz, and generating a pulsating pressure approximate to the signal waveform, and the function of the pressure fluctuation propagation suppressing means from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. The pulsating pressure is added only to the pressure feed pipe line, and the pulsating pressure component is superimposed on the pressure of the infusion pump, so that the permeability of the grout material is improved, and the grout material is rapidly and densely divided into fine cracks. Let me inject,
A rock grouting method characterized in that:
6) The method for constructing rock grout according to the above item 5, wherein the injection pump is abolished, and a predetermined pressure for feeding the grout material is obtained by the pulsating pressure generating pump.
7) An apparatus used in a method of dynamically injecting grout material by adding a component of pulsating pressure to injecting pressure in grouting for a cracked rock mass,
A pressure feed pipe line for feeding grout material,
An injection pipe arranged at the downstream end of the pressure feed pipe line and inserted into an injection hole to allow the grout material to penetrate cracks in the rock.
A positive displacement pulsating pressure generating pump installed in the middle of the pressure feeding pipe line and driven by a hydraulic servo actuator,
Means attached to the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump, for suppressing propagation of pressure fluctuations to the upstream side;
A pressure sensor mounted near the mouth of the injection tube to detect injection pressure;
Further, using a servo control device including an oscillator that oscillates signal waveforms such as sine waves, triangular waves, and square waves and a servo controller, a pressure waveform detected by the pressure sensor and a signal waveform commanded by the oscillator are used. By performing feedback control on the operation of the hydraulic servo actuator so that both of the waveforms coincide with each other, a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 30 Hz or less and approximated to a signal waveform Pulsating pressure control means for generating the pulsating pressure by the pulsating pressure generating pump, and adding the pulsating pressure to the pressure supply pipe line from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe only. Rock grouting equipment.
8) An apparatus used in a method of dynamically injecting grout material by adding a pulsating pressure component to an injecting pressure in grouting for a cracked rock mass,
A pressure feed pipe line for feeding grout material,
An injection pump that is arranged at an upstream portion of the pressure feeding pipe line and feeds the grout material at a predetermined pressure;
An injection pipe inserted into the injection hole and allowing the grout material to penetrate cracks in the rock mass,
A positive displacement pulsating pressure generating pump installed in the middle of a pressure feed pipe line from the infusion pump to the infusion pipe and driven by a hydraulic servo actuator,
Means attached to the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump, for suppressing propagation of pressure fluctuations to the upstream side;
A pressure sensor mounted near the mouth of the injection tube to detect injection pressure;
Further, using a servo control device including an oscillator that oscillates signal waveforms such as sine waves, triangular waves, and square waves and a servo controller, a pressure waveform detected by the pressure sensor and a signal waveform commanded by the oscillator are used. By performing feedback control on the operation of the hydraulic servo actuator so that both of the waveforms coincide with each other, a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 30 Hz or less and approximated to a signal waveform Pulsating pressure control means for generating the pulsating pressure generated by the pulsating pressure generating pump, and adding the pulsating pressure only to a pressure-feeding pipe line from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe;
A rock grouting apparatus characterized by comprising at least:
The prior art 2 has the following matters.
1) In grouting, in which grout is filled in cracks or voids in the ground or rock, etc., by adding a pulsating pressure component having a specific frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less to the injection pressure, the grout is added. In the construction method to increase the permeability by dynamically injecting,
An injection method for forming a predetermined pulsating pressure in a process of continuously pumping various grout materials such as a fine particle suspension system or a mortar system to which a reference injection pressure is applied in a pressure feeding piping line,
In the pressure feed pipe line, a flexible pipeline that always returns in the opening direction with a restoring force is interposed, and the operation is performed by a valve mechanism that opens and closes the flexible pipeline by a regular pressing motion. The pressure fluctuation that matches the frequency is given to the injection pressure.
A grouting method characterized in that:
2) In grouting for filling the grout material into cracks and voids in the ground or rock, etc., the grout material is added by adding a pulsating pressure component having a specific frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less to the injection pressure. In a construction system that dynamically injects and increases its permeability,
A grout material pumping means mainly comprising a reciprocating or squeeze type slurry injection pump for continuously pumping the grout material while forming and maintaining a quasi-stationary injection reference pressure;
A flexible pipe line which is interposed in a pressure feed pipe line downstream of the grout material pressure feed means and has a wide passage, no valve body and no obstruction portion, and does not cause a blockage trouble, is opened and closed by regular pressing movement. Pulsating pressure generating means for using a valve mechanism to open and close the valve mechanism at a high speed to apply a pressure fluctuation matching the specific frequency to the injection pressure;
Pressure measuring means for detecting a pressure formed by the grout material pumping means and the pulsating pressure generating means;
A grouting system comprising at least:
3) In the grouting for filling the grout material into cracks and voids in the ground or rock, etc., the grout material is added to the injection pressure by adding a pulsating pressure component having a specific frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less to the injection pressure. In a construction system that dynamically injects and increases its permeability,
In the process of continuously pumping various grout materials such as a fine-grain suspension system or a mortar system to which a reference injection pressure has been applied, a flexible pipeline is interposed in the pumping piping line,
It comprises a valve mechanism that opens and closes the flexible conduit at a high speed by a regular pressing motion to give a pressure fluctuation matching the specific frequency to the injection pressure,
A pulsation generating valve device in a grouting system, characterized in that:
[0003]
Thus, in the prior art 1, a pulsating pressure having a predetermined frequency is formed by performing feedback control on the hydraulic servo actuator of the pulsating pressure generating pump using a special servo control device. However, the operation of the servo control device requires delicate tuning, and the servo control device must be re-adjusted (comparison signal span, feedback amount, gain, zero point, etc.) for the pulsation pressure amplitude control. It requires skill and is a complicated task.
Further, in the prior art 2, the control of the frequency of the pulsating pressure can be freely adjusted, but the radius of the cam and the roller of the valve mechanism are set to be constant, and the amplitude of the pulsating pressure is controlled. In addition, the operation stroke and opening / closing force of the valve mechanism are adjusted, and there is a problem in the optional control.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-114938
[Patent Document 2]
JP 2000-27171 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and relates to a dynamic grouting technique in which a pulsating pressure component in a predetermined frequency range is applied to this kind of reference injection pressure, and a grouting system including a pulsating pressure generating chamber. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a novel pulsating pressure amplitude control mechanism that can easily control the pulsating pressure amplitude with a simple configuration.
It is another object of the present invention to provide a method of controlling the amplitude of pulsating pressure performed in the grouting system.
It is still another object of the present invention to provide a miniaturized pulsation generator used in the grouting system.
For this reason, the present inventors control the grout pressure with pulsating pressure (original pressure) from the pulsating pressure generating chamber by reducing the original pressure within its active region, in other words, changing and adjusting the degree of reduction. The present invention has been made based on the finding that the amplitude ratio can be easily controlled.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention is a pulsating pressure amplitude control mechanism in a grouting system,
In the grouting system that adds pulsating pressure in a predetermined frequency range to the grouting material injected by applying pressure to cracks and voids in the ground, rock, etc.
A grout material to which a reference pressure is applied is introduced, and has a pulsating pressure generation chamber for pulsatingly applying pressure to the grout material,
For grout pressure with pulsation pressure from the pulsation pressure generation chamber, comprising amplitude adjustment means for controlling the amplitude of the added pulsation pressure in a reduced manner,
It is characterized.
In the above-described configuration, `` controlling in a reduced manner '' means that the grout pressure with pulsating pressure output from the pulsating pressure generating chamber, that is, the original pressure, is reduced at a desired and constant rate within a range in which the activity is maintained, In addition, it refers to arbitrarily adjusting and controlling the amplitude rate by changing the degree of reduction.
Further, the “amplitude adjusting means for controlling the amplitude in a reduced manner” is specifically shown as a pulsation amplitude adjusting unit in the following embodiment, but is not limited thereto, and all means that achieve the same object are described. Means.
Thus, in the first invention,
(1) The amplitude control means is provided either upstream or downstream of the pulsating pressure generation chamber, or both upstream and downstream,
(2) The amplitude control means communicates with the pulsating pressure generating chamber via a riser pipe, introduces a pressure-applied grout material, and is interposed in the air chamber having a predetermined capacity and the riser pipe. A regulating valve whose opening degree is adjusted,
{Circle over (3)} The amplitude control means communicates with the pulsating pressure generating chamber through a riser pipe, introduces a pressure-applied grout material, and has a predetermined capacity and an elastic chamber in which an elastic body is charged. To become a,
Is a matter selected as appropriate.
Further, in the present invention,
1. The drive mechanism for pulsation generation of the pulsation pressure generation chamber is not questionable.
2. The pulsation cycle is preferably 30 Hz or less, but it is sufficiently possible to apply to a cycle longer than this (for example, 100 Hz).
[0007]
A second aspect of the present invention is a pulsating pressure amplitude control method in grouting,
In the grouting method of applying a pulsating pressure of a predetermined frequency range to the grout material injected by applying pressure into cracks and voids of the ground, bedrock, etc.,
A grout material to which a reference pressure is applied is introduced, and has a pulsating pressure generation chamber for pulsatingly applying pressure to the grout material,
For grout pressure with pulsating pressure from the pulsating pressure generating chamber,
While reducing the amplitude of the added pulsating pressure, the amplitude is adjusted and controlled,
It is characterized.
[0008]
A third aspect of the present invention is a pulsating pressure amplitude control method in still another grouting operation,
In the grouting method of applying a pulsating pressure of a predetermined frequency range to the grout material injected by applying pressure into cracks and voids of the ground, bedrock, etc.,
A pulsating pressure generating chamber into which a grout material to which a reference pressure is applied is introduced and pulsatically applies pressure to the grout material; and a grout material to which a pulsating pressure is applied from the pulsating pressure generating chamber is introduced to have a predetermined capacity. With an air chamber having the same through a communication pipe;
An adjustment valve capable of adjusting the opening degree is interposed in the communication pipe,
Controlling the amplitude of the pulsating pressure by the opening degree of the regulating valve,
It is characterized.
In the third invention,
(1) The regulating valve is electrically operated, and the regulating valve is remotely operated;
Is an embodiment that is appropriately implemented.
[0009]
A fourth aspect of the present invention is a pulsation generator for grouting,
In a pulsation generator used in a grouting system for applying a pulsating pressure in a predetermined frequency range to the grout material injected by applying pressure to cracks or voids in the ground, rock, etc.
A drive unit 5, which is composed of an electric motor and provides a rotation speed corresponding to a predetermined frequency range;
A crank portion 6 having a crank shaft interlocked with a drive shaft of the drive portion;
A piston portion 7 which reciprocates with a predetermined stroke in conjunction with a crank pin of the crank portion via an eccentric mechanism;
A pulsating pressure generating chamber having an inlet and an outlet for the grout material and having a pulsating pressure generating chamber into which the grout material having a reference pressure is injected, and generating pulsating pressure for applying a pulsating pressure to the grout material having the reference pressure by reciprocating the piston portion; Room 8,
It is characterized by comprising.
In the fourth invention,
{Circle around (1)} The pulsating pressure generating chamber is provided with an air chamber portion 11 having a predetermined capacity for communicating with a pressure-applied grout material through a riser pipe 10. The aspect in which the adjusting valve 12 capable of adjusting the degree is interposed constitutes still another invention.
{Circle around (2)} The drive unit 5 employs a drive method using the electric motor 15 in the following embodiments, but does not exclude other drive modes.
In the above (1), the adjusting valve is electrically operated, and remotely operating the adjusting valve is an embodiment appropriately implemented.
[0010]
(Action)
For a ground, a bedrock, and a concrete structure, a work for dynamically injecting the grout material by giving a pulsation of a specific frequency (in particular, 30 Hz or less in the present invention) to the injection pressure is performed.
The grout is pumped into the pumping line while a quasi-stationary injection reference pressure is created and maintained using an injection pump. A pulsating pressure generating chamber that opens and closes regularly with mechanical rotation or reciprocating operation is installed in the middle of the pressure feed pipe line, and in this pulsating pressure generating chamber, it overlaps with the grout material to which the reference pressure is applied and matches the specific frequency The grout is dynamically injected into the target from the injection pipe at the end of the piping line.
At this time, the amplitude adjusting means is installed within a range in which the activity of the grout pressure with pulsation pressure output from the pulsation pressure generation chamber is maintained, and controls the amplitude of the pulsation pressure in a reduced manner.
That is, the amplitude adjusting means receives the grouting material with pulsating pressure output from the pulsating pressure generating chamber, reduces the amplitude of the grouting pressure with pulsating pressure, that is, the amplitude of the original pressure at a desired and constant rate, and Adjust as needed with the variable function.
Thus, the grout material is excited by a pulsating pressure of a predetermined magnitude, a predetermined fluidity is secured, and the grout material permeates widely and deeply into the interior of the injection target.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a pulsation generating mechanism in a grouting system of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6 show one embodiment of a pulsation generating mechanism in a grouting system of the present invention, and particularly show a pulsation generating device thereof.
That is, FIGS. 1 to 3 show the overall configuration of the pulsation generator P, and FIGS. 4 and 5 show its partial configuration. FIG. 6 shows the entire system.
[0012]
As shown in FIGS. 1 to 3, the pulsation generator P includes main components of a pulsation pressure generator 1 and a pulsation amplitude adjuster 2, and further includes a frame 3.
More specifically, the pulsating pressure generating unit 1 includes a drive unit 5 mainly composed of a motor, a crank unit 6 linked to a drive shaft of the drive unit 5, and a predetermined unit linked to the crank unit 6 via an eccentric mechanism. The piston unit 7 includes a piston unit 7 that reciprocates in a stroke, and a pulsating pressure generating chamber unit 8 that pulsates the grout material by reciprocating the piston unit 7.
Further, the pulsation amplitude adjusting unit 2 has a communication pipe 10 having rigidity that rises in communication with the pulsation pressure generation chamber 8 and a predetermined pipe that communicates with the communication pipe 10 and introduces the grout material from the pulsation pressure generation chamber 8. It comprises an air chamber (air chamber) section 11 having a secured capacity, and an adjustment valve 12 interposed in the communication pipe 10.
The frame 3 includes a base 3A and a frame 3B, and holds the pulsating pressure generator 1.
[0013]
Hereinafter, the detailed structure of each part of the pulsation generator P will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
Pulsating pressure generator 1
The pulsating pressure generating section 1 includes a driving section 5, a crank section 6, a piston section 7, and a pulsating pressure generating chamber section 8 as main elements.
(Drive unit 5)
The drive unit 5 includes an electric drive motor 15 and a speed reducer 16 linked to a drive shaft of the motor 15, and an output shaft (drive shaft) 17 from the speed reducer 16 is provided with a coupling 18 disposed at a lower end thereof. The driving force is transmitted to the crank section 6 via the.
More specifically, the electric motor 15 employs an induction system, and is controlled by an inverter. The speed reducer 16 reduces the rotation speed of the motor 15 with a predetermined combination of gears.
The electric motor 15 is electrically connected to a control panel (a grout pulsar control panel for inverter control) via an electric circuit, as described later.
[0014]
(Crank part 6)
The crank portion 6 is disposed in a crankcase 20 and mainly includes a crankshaft 21 connected via a coupling 18 and a connecting link 22 pivotally supported by a crankpin 21a of the crankshaft 21.
More specifically, the crankcase 20 has a sealed rectangular box shape, and the upper and lower portions of the crankshaft 21 are rotatably held by bearings 24 arranged above and below the crankcase 20. The crankpin 21a is eccentric from the crankshaft 21 by a predetermined distance δ.
The connecting link 22 is rotatably supported by a crank pin 21 a via a slide bearing 25.
[0015]
(Crank box 20)
The crankcase 20 is formed of a rectangular box having a crankcase K therein, and is constructed in an assembling manner. Each assembly is liquid tight with packing.
[0016]
(Piston part 7)
The piston portion 7 makes a reciprocating linear motion, is connected at one end to the rotating crank portion 6, and is guided at the other end to the pulsating pressure generating chamber R of the pulsating pressure generating chamber portion 8 to apply pressure.
That is, the piston section 7 includes the motion conversion section 27 and the plunger 28. One end of the motion converting section 27 is pivotally supported by the connecting link 22 of the crank section 6 with a pin 29, and the other end is integrally connected to the plunger 28, and is held by a thrust bearing 30 at an intermediate portion so as to be freely axially movable. And it is sealed with packing 31. One end of the plunger 28 is connected to the end of the motion conversion unit 27 with a screw 33, and the other end faces the pulsating pressure generating chamber 8, and is held in a liquid-tight manner at the intermediate portion via a V-packing 34. Reference numeral 35 denotes a push ring for fixing and holding the V-packing 34.
[0017]
(Pulsating pressure generating chamber 8)
The pulsating pressure generating chamber portion 8 includes a cylindrical container body 36 that forms a pulsating pressure generating chamber R therein, receives the plunger 28 with a hole 37 in a front wall 36a, and has a grout inflow port on a side portion of the cylindrical wall 36b. 38 and a grout outlet 39 on the rear wall 36c. A communication port 40 is further provided on the upper portion of the cylindrical wall 36b.
The grout inlet 38 is connected to a pipe (main pipe 50a) on the grout pump side. The grout outlet 39 is connected to a pipe (main pipe 50a) on the rock injection part side.
The capacity normally adopted in the pulsating pressure generating chamber 8 is about 500 cc, and the generated pressure is selected to be 1.0 ± 1.0 MPa as a normal value and 3.0 ± 1.5 PMa as a maximum value.
[0018]
(Mounting with frame 3)
The frame 3 is composed of a base 3A and a frame 3B. The base 3A has a rectangular plate shape with a predetermined thickness, and the frame 3B has a rigid frame structure with its pillars and beams. It is rigidly connected to the front of the base 3A. The driving section 5 of the pulsating pressure generating section 1 is mounted and fixed on the upper part of the frame section 3B, and the remaining portions 6, 7, 8 are fixed on the base section 3A.
Reference numeral 42 denotes a connecting member between the crank chamber 20 and the container body 36.
[0019]
Pulsation amplitude adjustment unit 2
The pulsation amplitude adjustment unit 2 includes a communication pipe 10, an air chamber 11, and an adjustment valve 12.
(Communication pipe 10)
The communication pipe 10 is a rigid pipe having a predetermined inner diameter, and is erected to communicate with the communication port 40 of the pulsating pressure generating chamber 8 described above. In the present embodiment, the communication pipe 10 has a straight tube shape, but does not prevent the use of a bent pipe.
[0020]
(Air chamber 11)
The air chamber section 11 communicates with the communication pipe 10 and is disposed above the communication pipe 10. The air chamber section 11 is formed in a spherical or cylindrical shape with a rigid body, has an air chamber S having a predetermined capacity inside, and has a large internal pressure. Endure. Usually, a capacity of 4 liters is secured.
A washing port 44 is further provided on the upper part of the air chamber 11. The washing port 44 is appropriately omitted.
[0021]
(Adjusting valve 12)
The adjustment valve 12 includes a valve body 46 interposed in the middle of the communication pipe 10 and an electric operation unit 47 for freely adjusting the opening of the valve body of the valve body 46. As the valve body portion 46, for example, a ball valve body is adopted, but other valve body forms (for example, a gate valve, a butterfly valve, etc.) are not excluded. The electric operation unit 47 has an electric drive unit of an electric motor incorporated therein, and the electric drive unit receives a signal from the outside, rotates a drive shaft interlocked with the valve body, and controls the valve body to a desired opening degree. I do. Thus, remote control is performed.
Note that the adjustment valve 12 can be manually operated. In the case of the manual operation, the electric operation unit 47 is not provided.
[0022]
(Grout construction system)
FIG. 6 shows the entire grouting system to which the pulsation generator P is applied.
As shown, the grouting system includes a grout piping system A and a control system B.
Further, in the figure, E denotes a ground, especially a rock, and an injection hole H is drilled in the ground E with a boring machine.
[0023]
The grout piping system A is mainly composed of a pipe 50, in particular, a main pipe 50a, and a grout (injection) pump 52, a pressure / flow rate controller 53, and a main pulsation generator sequentially from a grout mixer 51 disposed at a starting point of the main pipe 50a. A device P is arranged, and the pulsation generator P reaches a rock injection part 55 at the end point via the pressure gauge 54.
A return pipe 50 b is provided to the grout mixer 51 from the pressure / flow controller 53.
In the pulsation generator P, the grout inlet 38 is connected to the upstream side of the main pipe 50a, and the grout outlet 39 is connected to the downstream side of the main pipe 50a.
The rock injecting portion 55 includes a packer 56 that is hermetically disposed near an inlet of an injection hole H formed in the ground E, an injection pipe 57 that penetrates through the packer 56 and is connected to the main pipe 50a, and a hole in the hole. It consists of a pressure gauge 58. The bore pressure gauge 58 can be omitted in some cases.
[0024]
The control system B includes a grout pulsar control panel 60 and an opening command switch 61 connected to the pulsation generator P, a grout management device 62, dynamic grouting management devices 63 and 64, and a grout pulsar measurement panel 65. The grout pulsar control panel 60 and the grout pulsar measurement panel 65 are arranged in the vicinity of the pulsation generator P, and each of the opening command switch 61, the grout management device 62, and the dynamic grouting management devices 63 and 64 is further provided. It is located at a remote location or as remote as possible.
More specifically, the grout pulsar control panel 60 is connected to the motor 15 of the drive unit 5 of the pulsation generator P, and the opening command switch 61 is connected to the operation unit 47 of the adjustment valve 12 of the pulsation generator P. You. A predetermined number of revolutions of the motor 15 is indicated by a signal from the grout pulsar control panel 60.
The detection signal from the pressure / flow controller 53 is sent to the grout management device 62 and is displayed and recorded on the display unit of the grout management device 62. The control pressure and flow rate of 53 are determined.
The pressure detection signals from the pressure gauge 54 and the in-hole pressure gauge 58 are sent to the dynamic grouting management devices 63 and 64 via the grout pulsar measuring panel 65, and displayed on the display units of the dynamic grouting management devices 63 and 64. The pressure value is displayed. The displayed value is also displayed on the grout pulsar measuring panel 65.
[0025]
(Operation of the present embodiment)
The pulsation generator P of the present embodiment is incorporated in the above grouting system, and exhibits the following actions in grouting.
In the present embodiment, the grouting target is a bedrock, and the pulsation generator P is disposed in a tunnel formed in the bedrock, but this does not exclude a mode in which the pulsation generator P is disposed outside the tunnel. And, in the arrangement in the tunnel, the injection hole H is mounted on the boring machine provided for excavation.
[0026]
Hereinafter, description will be made in accordance with the flow of the grout material.
An appropriate amount of cement and water are charged into the grout mixer 51 at a predetermined ratio (for example, W / C = 8), and mixed and stirred by the agitator 51a to form a grout material of predetermined quality. By the operation of the grout pump 52, the grout material is pressure-fed to the main pipe 50a of the pipe 50 at a predetermined pressure (a reference pressure, for example, 1.0 MPa), and sent to the pulsation generator P via the pressure / flow rate controller 53.
In the pressure / flow rate controller 53, based on a predetermined set pressure / flow rate value, when a grout material exceeding the set pressure / flow rate value is sent, the grout material is returned to the return pipe 50b, and the grout material having the predetermined pressure and flow rate is always downstream. Send to the side.
[0027]
In the pulsation generator P of the present embodiment, the drive unit 5 receives an instruction of a predetermined number of rotations corresponding to the frequency of pulsation (for example, 7 Hz) to be added to grout based on a command of the grout pulsar control panel 60, and the electric motor 15 It is driven and rotates the output shaft 17 via the speed reducer 16 (for example, 420 rpm). The drive of the drive unit 5 drives the crank unit 6 to reciprocate the connecting link 22. The movement of the connecting link 22 causes the piston portion 7 to reciprocate linearly, and causes the plunger 28 to generate pulsating pressure in the pulsating pressure generating chamber R of the pulsating pressure generating portion 8.
That is, the grout material pressure-fed with a predetermined injection pressure from the pipe 50 through the pressure / flow rate regulator 53 is guided to the pulsating pressure generation chamber R from the grout inlet 38, and receives the oscillating pressure of the piston portion 7, The pressure is discharged from the grout outlet 39 to the pipe 50 as a pressure in which the vibration pressure is superimposed on the reference pressure.
The magnitude or amplitude of the oscillating pressure is determined mainly by the capacity of the pulsating pressure generating chamber R, the diameter, stroke, speed of the plunger 28, and the like.
The pressure in which the oscillating pressure is superimposed on the reference pressure output from the pulsating pressure generating chamber R is defined as “original pressure”.
[0028]
On the other hand, the grout material in the pulsating pressure generating chamber R is supplied from the grout outlet 39 in the original pressure state when the communication pipe 10 of the pulsating amplitude adjusting unit 2 disposed above the pulsating pressure generating chamber R is closed. The grout is discharged, but the grout is guided to the air chamber 11 when the communication pipe 10 is open, in other words, when the regulating valve 12 is open.
The adjustment valve 12 takes an appropriate opening based on a command from the opening command switch 61.
Here, when the adjustment valve 12 is fully opened, the amplitude rate of the lower limit value is taken for the original pulsating pressure, and the amplitude rate is gradually increased in accordance with the tightening of the adjustment valve 12.
FIG. 7 shows an example of the relationship between the opening degree of the regulating valve 12, the injection pressure amplitude, and the amplitude rate.
In this example, a 4.0 liter air chamber is used, and a pulsating pressure (P2) of ± 1.0 MPa is superimposed on a reference pressure (P1) of 1.0 MPa. , 45 °, 60 °), the amplitude ratio (P2 / P1) is about 7% when fully open, about 20% at 45 °, and about 60% at 60 °. In FIG. 7, W1, W2, and W3 indicate respective waveforms. As shown, W1, W2, and W3 indicate the same frequency, and their amplitudes pulsate at amplitude rates of ± 7%, 20%, and 60% from the reference pressure.
According to other test examples, when the injection pressure is in a low pressure range of 1.0 PMa or less, the amplitude can be increased only by closing the valve opening to about 45 ° from the full opening. At about 3.0 MPa, no significant change in amplitude is seen even when the valve opening is closed from full open to about 45 °, and at 60 °, the change in amplitude rate tends to be significant.
That is, an appropriate amplitude ratio can be obtained depending on the opening degree of the adjustment valve 12.
[0029]
The grout material discharged from the grout outlet 39 of the pulsation generator P further flows through the main pipe 50a, and is guided to the rock injection part 55 via the pressure gauge 54 of the pipe 50a.
The grout material is injected into the ground (rock) E from the injection hole H at a predetermined pressure.
The detection signals from the pressure gauges 54 and 58 are sent to the grout pulsar measuring panel 65, and the actually measured pressure values (actual amplitude values) are sent to the dynamic grouting management devices 63 and 64, and the dynamic grouting management device 63 , 64, the pressure value is displayed.
The operator compares the actual amplitude value with a set amplitude value set in accordance with a predetermined rock condition, and operates the opening command switch 61 to guide the deviation to zero in order to obtain a desired effect. That is, when the actual amplitude value is larger than the set amplitude value, the opening command switch 61 is operated so as to increase the opening of the regulating valve 12, and conversely, when the actual amplitude value is smaller than the set amplitude value. Then, the opening command switch 61 is operated so as to close the opening of the regulating valve 12.
[0030]
(Effect of this embodiment)
As described above, according to the present embodiment, the amplitude of the pulsation pressure can be quickly and easily controlled, whereby a desired pulsation pressure can be applied to the target bedrock, and effective grouting can be achieved. . Further, the pulsation amplitude adjusting unit 2 can be simply attached to the pulsation pressure generation chamber 8 without using a pulsation generator having a complicated mechanism and without changing the drive system of the pulsation generator. Thus, the cost of the apparatus can be reduced.
Further, according to the pulsation generating apparatus for grouting, the apparatus can be downsized, and can be mounted on a drilling machine (boring machine), which facilitates construction in a narrow tunnel.
[0031]
(Other aspects)
FIG. 8 shows another embodiment of the pulsation amplitude adjustment unit. In the drawings, the same members as those described above are denoted by the same reference numerals.
The pulsation amplitude adjustment unit 2A is provided in communication with the communication port 40 of the pulsation pressure generation chamber unit 8 of the pulsation generation device P, and includes a communication pipe 10 and an elastic control box 70, similarly to the above.
The elastic control box 70 is a cylindrical container body having a predetermined capacity, and a rib 71 is vertically provided in the lower half space S, and is fixed to the lower surface of the elastic body 72 on the rib 71. The receiving lid 73 is placed. The elastic body 72 has a predetermined elastic modulus and is made of a rubber-like body. On the other hand, a hole 70b is formed at the center of the ceiling plate 70a of the elastic control box 70, and a nut body 74 is fixedly provided facing the hole 70b. Then, the lower end thereof is rotatably pressed against a pressing body 76 placed on the upper surface of the elastic body 72. 75a is a screw part, and 75b is a turning head.
By tightening the screw rod 75, the elastic body 72 is compressed via the pressing body 76 to increase its elastic modulus, and by loosening the screw rod 75, the elastic modulus is reduced by the restoring force of the elastic body 72.
The adjustment of the elastic modulus of the elastic body 72 serves to control the amplitude of the pulsating pressure.
[0032]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made within the scope of the basic technical concept of the present invention.
[0033]
【The invention's effect】
According to the pulsating pressure amplitude control mechanism and the control method in the grouting system of the present invention, the amplitude adjusting means for reducing the pressure of a simple structure is connected to the pulsating pressure generating chamber which is a main part of the system. In this way, the amplitude of the pulsating pressure can be quickly and easily controlled, whereby a desired pulsating pressure can be applied to the target rock, and effective grouting can be achieved. Furthermore, without using a pulsation generator having a complicated mechanism, and without modifying the drive system of the pulsation generator, it is possible to simply attach the amplitude adjusting means to the pulsation pressure generation chamber, Cost reduction can be achieved.
In addition, according to the pulsation generator for grouting of the present invention, the device can be downsized, and can be mounted on a drilling machine (boring machine), which facilitates construction in a narrow tunnel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of a pulsation generator used in a grouting system of the present invention.
FIG. 2 is a view as seen in the direction of the two arrows in FIG.
FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow 3 in FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a pulsation pressure generation section of the pulsation generation device.
FIG. 5 is a view taken along line 5-5 in FIG. 4;
FIG. 6 is an overall schematic diagram of a grouting system to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an injection pressure amplitude and an amplitude rate depending on a valve opening degree.
FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the pulsation amplitude adjustment unit.
[Explanation of symbols]
P: pulsation generator, R: pulsation pressure generation chamber, S: air chamber, 1: pulsation pressure generation section, 2, 2A: pulsation amplitude adjustment section, 5: drive section, 6: crank section, 7: piston section, 8 ... Pulsating pressure generating chamber, 10 ... Communication pipe (rise pipe), 11 ... Air chamber (air chamber), 12 ... Regulatory valve

Claims (9)

地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工システムにおいて、
基準圧力の付与されたグラウト材が導入され該グラウト材に脈動的に圧力を付加する脈動圧力発生室を有し、
前記脈動圧力発生室からの脈動圧力付きグラウト圧力に対し、前記付加された脈動圧力の振幅を低減的に制御する振幅調整手段を備えてなる、
ことを特徴とするグラウト施工システムにおける脈動圧力振幅制御機構。
In the grouting system that adds pulsating pressure in a predetermined frequency range to the grout material injected by applying pressure into cracks and voids in the ground, rock, etc.
A grout material to which a reference pressure is applied is introduced, and has a pulsating pressure generation chamber for pulsatingly applying pressure to the grout material,
For grout pressure with pulsation pressure from the pulsation pressure generation chamber, comprising amplitude adjustment means for controlling the amplitude of the added pulsation pressure in a reduced manner,
A pulsating pressure amplitude control mechanism in a grouting system, characterized in that:
請求項1において、振幅調整手段は、脈動圧力発生室の上流若しくは下流のいずれか、又は上流及び下流の両方に設けられるグラウト施工システムにおける脈動圧力振幅制御機構。2. A pulsating pressure amplitude control mechanism in a grouting system according to claim 1, wherein the amplitude adjusting means is provided either upstream or downstream of the pulsating pressure generating chamber, or both upstream and downstream. 請求項1において、振幅調整手段は、脈動圧力発生室に立上げ管を介して連通し、圧力の付与されたグラウト材を導入し所定の容量を有する空気室と、前記立上げ管に介装される開度の調整される調整弁と、からなるグラウト施工システムにおける脈動圧力振幅制御機構。2. The air pressure chamber according to claim 1, wherein the amplitude adjusting means communicates with the pulsating pressure generating chamber via a rising pipe, and introduces a pressure-applied grout material to the air chamber having a predetermined capacity. A pulsating pressure amplitude control mechanism in a grouting system comprising: 請求項1において、振幅調整手段は、脈動圧力発生室に立上げ管を介して連通し、圧力の付与されたグラウト材を導入し、所定の容量を有するとともに弾性体が装入されてなる弾性室からなるグラウト施工システムにおける脈動圧力振幅制御機構。In Claim 1, the amplitude adjusting means communicates with the pulsating pressure generating chamber via a riser pipe, introduces a pressure-applied grout material, has a predetermined capacity, and is provided with an elastic body. A pulsating pressure amplitude control mechanism in a grouting system consisting of a chamber. 地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工方法において、
基準圧力の付与されたグラウト材が導入され該グラウト材に脈動的に圧力を付加する脈動圧力発生室を有し、
前記脈動圧力発生室からの脈動圧力付きグラウト圧力に対し、前記付加された脈動圧力の振幅を低減させるとともに、低減の度合いを変化させ該脈動圧力の振幅を調整的に制御する、
ことを特徴とするグラウト施工における脈動圧力振幅制御方法。
In the grouting method of applying a pulsating pressure in a predetermined frequency range to the grout material injected by applying pressure into cracks and voids of the ground, bedrock, etc.,
A grout material to which a reference pressure is applied is introduced, and has a pulsating pressure generation chamber for pulsatingly applying pressure to the grout material,
For the pulsating pressure-attached grout pressure from the pulsating pressure generating chamber, the amplitude of the added pulsating pressure is reduced, and the degree of reduction is changed to adjustably control the amplitude of the pulsating pressure.
A pulsating pressure amplitude control method in grouting work, characterized in that:
地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工方法において、
基準圧力の付与されたグラウト材が導入され該グラウト材に脈動的に圧力を与える脈動圧力発生室と;前記脈動圧力発生室からの脈動圧力の付与されたグラウト材を導入し、所定の容量を有する空気室と;を連通管を介して連通させ、
該連通管に開度の調整できる調整弁を介装し、
前記調整弁の開度により脈動圧力の振幅を調整的に制御する、
ことを特徴とするグラウト施工における脈動圧力振幅制御方法。
In the grouting method of applying a pulsating pressure in a predetermined frequency range to the grout material injected by applying pressure into cracks and voids of the ground, bedrock, etc.,
A pulsating pressure generating chamber into which a grout material to which a reference pressure is applied is introduced and pulsatically applies pressure to the grout material; and a grout material to which a pulsating pressure is applied from the pulsating pressure generating chamber is introduced to have a predetermined capacity. With an air chamber having the same through a communication pipe;
An adjustment valve capable of adjusting the opening degree is interposed in the communication pipe,
The amplitude of the pulsation pressure is adjusted and controlled by the opening degree of the adjustment valve,
A pulsating pressure amplitude control method in grouting work, characterized in that:
請求項6において、調整弁を遠隔操作するグラウト施工における脈動圧力振幅制御方法。7. The pulsating pressure amplitude control method in grouting according to claim 6, wherein the regulating valve is remotely operated. 地盤、岩盤等の亀裂や空隙内に圧力をかけて注入されるグラウト材に対し、その注入圧力に所定の周波数域の脈動圧力を付加するグラウト施工システムに使用される脈動発生装置において、
電動モータよりなり、所定の周波数域に対応する回転数を与える駆動部5、
前記駆動部の駆動軸に連動するクランク軸を有するクランク部6、
前記クランク部のクランクピンに偏心機構を介して連動し所定のストロークで往復動するピストン部7、
グラウト材の流入口及び流出口を有し、基準圧力のグラウト材が注入される脈動圧力発生室を有し、前記ピストン部の往復動により当該基準圧力のグラウト材に脈動圧力を与える脈動圧力発生室部8、
からなることを特徴とするグラウト施工用脈動発生装置。
In a pulsation generator used in a grouting system for applying a pulsating pressure in a predetermined frequency range to the grout material injected by applying pressure to cracks or voids in the ground, rock, etc.
A drive unit 5 comprising an electric motor and providing a rotation speed corresponding to a predetermined frequency range;
A crank portion 6 having a crank shaft interlocked with a drive shaft of the drive portion;
A piston portion 7 which reciprocates with a predetermined stroke in conjunction with a crank pin of the crank portion via an eccentric mechanism;
A pulsating pressure generating chamber having an inlet and an outlet for the grout material and having a pulsating pressure generating chamber into which the grout material having a reference pressure is injected, and generating pulsating pressure for applying a pulsating pressure to the grout material having the reference pressure by reciprocating the piston portion; Room 8,
A pulsation generator for grouting, comprising:
請求項8において、脈動圧力発生室には立上げ管を介して連通し、圧力の付与されたグラウト材が導入される所定の容量を有する空気室が設けられ、前記立上げ管には開度の調整できる調整弁が介装されてなるグラウト施工用脈動発生装置。9. The pulsating pressure generating chamber according to claim 8, further comprising an air chamber communicating with the pulsating pressure generating chamber via a rising pipe and having a predetermined capacity into which a pressure-applied grout material is introduced. A pulsation generator for grouting, which is provided with a regulating valve capable of adjusting the temperature.
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