JP2005188235A - 注入材注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、小型且つ経済的で良好な注入ができる注入材注入装置を提供するものである。
【解決手段】 構造物２に注入材を注入する複数の注入材注入口４が設けられ、この注入材注入口４には分配管５が設けられ、この分配管５には注入材供給源７と連設される注入材供給管６が設けられ、注入材供給源７、注入材供給管６、分配管５及び注入材注入口４の注入材流通経路には注入材を注入材注入口４から導出させる導出ポンプ８が１つ設けられているものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、注入材注入装置に関するものである。

従来、擁壁と背面地盤との間に生じる空隙は、擁壁背面の地盤沈下の原因となる。

また、山岳トンネル工法でのコンクリート打設による覆工体、シールド工法でのセグメントを組み立てて構築される覆工体及び推進工法で用いる管体等のトンネル覆工体と地盤との間に生じた空隙も、地盤沈下の原因となるとともに、この空隙が埋まることにより土砂の自重による過大な圧力が該トンネル覆工体へ加わり危険である。

更に、前記推進工法においては、地盤と管体との空隙が土砂等で埋まることにより、管体と地盤との間に摩擦抵抗が生じ、管体の推進が困難となる場合が生じる。

そこで、前記空隙が土砂等で埋まることを防止するために、擁壁やトンネル覆工体に複数の注入口を設け、この注入口から空隙に注入材を注入する手段が提案されている。

しかしながら、構造物と地盤に生じる空隙に注入材を万遍なく注入するには、複数の注入口から注入材を同時に導出して該空隙に注入しなければならず、従って、注入口毎に導出ポンプを設けているため、コスト高となるとともに設備が大型となる問題があった。

特に、例えば、注入材を二液型の注入材とした場合、各注入口に分配管を設け、この分配管毎に導出ポンプを設ける構造としている為、上記問題は一層顕著となる。

本発明は、上記の問題を解決したもので、小型且つ経済的で良好な注入ができる注入材注入装置を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

地盤１と構造物２との空隙３に注入材を注入する注入材注入装置であって、前記構造物２には注入材を注入する複数の注入材注入口４が設けられ、この注入材注入口４には分配管５が設けられ、この分配管５には注入材供給源７と連設される注入材供給管６が設けられ、注入材供給源７、注入材供給管６、分配管５及び注入材注入口４で構成される注入材流通経路には注入材を注入材注入口４から導出させる導出ポンプ８が１つ設けられていることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

また、請求項１記載の注入材注入装置において、注入材は二液を混合する二液型が採用され、分配管５は、各注入材注入口４に連設される第一液の分配管５Ａと第二液の分配管５Ｂとから成り、注入材供給管６は、第一液の注入材供給源７Ａ及び第一液の分配管５Ａと連設される第一液の注入材供給管６Ａと、第二液の注入材供給源７Ｂ及び第二液の分配管５Ｂと連設される第二液の注入材供給管６Ｂとから成り、第一液の注入材供給源７Ａ、第一液の注入材供給管６Ａ、第一液の分配管５Ａ及び注入材注入口４で構成される第一液流通経路並びに第二液の注入材供給源７Ｂ、第二液の注入材供給管６Ｂ、第二液の分配管５Ｂ及び注入材注入口４で構成される第二液流通経路には、両流通経路に共通な導出ポンプ８が１つ設けられていることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

また、請求項２記載の注入材注入装置において、導出ポンプ８は第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂと、第一液の注入材供給管６Ａ及び第二液の注入材供給管６Ｂとの連接部に１つ設けられていることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の注入材注入装置において、各分配管５には注入材注入口４からの注入材の導出量を調整する弁９が設けられていることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

また、請求項４記載の注入材注入装置において、各弁９はコンピュータ10により制御されるものであることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

また、請求項５記載の注入材注入装置において、コンピュータ10は注入材注入口４の周辺に設けた圧力センサー11の情報に基づき制御されるものであることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

また、請求項１〜６の注入材注入装置において、構造物２は擁壁若しくはトンネル覆工体が採用されていることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

また、請求項１〜６記載の注入材注入装置において、注入材として滑剤、地盤改良材若しくは裏込材が採用されていることを特徴とする注入材注入装置に係るものである。

本発明は、空隙に注入材を注入する複数の注入材注入口が設けられ、この夫々の注入材注入口には分配管が設けられ、この分配管には注入材供給源と連設される注入材供給管が設けられ、注入材供給源、注入材供給管、分配管及び注入材注入口で構成される注入材流通経路には注入材を注入材注入口から導出させる導出ポンプが１つ設けられているから、１つの導出ポンプにより複数の各注入材注入口から注入材が導出される。

従って、小型且つ経済的な注入材注入装置となる。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいてその作用を示して簡単に説明する。

１つの導出ポンプ８により、注入材を注入材供給源７から注入材供給管６に導出し、この注入材を分配管５に導出し、更に、分配管５から複数の注入材注入口４に導出し、該注入材注入口４から注入材を地盤１と構造物２との空隙３に注入すると、地盤沈下が防止され、また、構造物２へ過大な圧力が加わることが防止され、更に、管体の推進の場合には該推進が円滑に行われる。また、この際、地盤１に生じている亀裂にも注入材は充填され、地盤１が補強される。

本発明は上述のように１つの導出ポンプ８により注入材を注入材注入口４から導出させるため、注入材注入口４の数だけ導出ポンプが必要なために設備費が増大したり、設備が大きくなって小規模な構造物に対応させることが困難となるようなことがなくなり、よって、本発明は、小型且つ経済的に注入材を注入できる注入材注入装置となる。

本発明の具体的な実施例について図１に基づいて説明する。

本実施例は、構造物２としての推進工法において用いられる管体12が採用され、該管体12の外周面と地盤１との摩擦抵抗を低減するため、管体12の外周面と地盤１との空隙３に第一液及び第二液から成る二液型の注入材（滑材）を注入する注入材注入装置である。

この注入材注入装置は、注入材を空隙３に注入する複数の注入材注入口４が前記管体12に設けられ、この各注入材注入口４には第一液の分配管５Ａと第二液の分配管５Ｂが連設され、この第一液の分配管５Ａと第二液の分配管５Ｂは夫々第一液の注入材供給源７Ａ及び第二液の注入材供給源７Ｂと連設される第一液の注入材供給管６Ａ及び第二液の注入材供給管６Ｂと連設された構成であり、第一液の注入材供給源７Ａ、第一液の注入材供給管６Ａ、第一液の分配管５Ａ及び注入材注入口４で構成される第一液流通経路並びに第二液の注入材供給源７Ｂ、第二液の注入材供給管６Ｂ、第二液の分配管５Ｂ及び注入材注入口４で構成される第二液流通経路には、両流通経路に共通な導出ポンプ８が１つ設けられている。

更に、前記分配管５には注入材注入口４からの注入材の導出量を調整する弁９が設けられ、該弁９は注入材注入口４の周辺に設けた圧力センサー11の情報に基づきコンピュータ10により制御される構成であり、注入材注入口４から注入材を導出し、管体12の外周面と地盤１との空隙３に該注入材を注入する。

次に、注入材について説明する。

注入材としては、セメント、ベントナイト、粒状滑材、水、ゲル状物質、気体状物質等によりなる滑材、滑材が地盤１に浸透することを防止するための土質改良材、地盤１の崩壊を防止するコンクリート、モルタル等の裏込材等が採用可能である。

本実施例においては、注入材が流通経路にて固結するのを防いだり、空隙３で固結するまでの時間を調整する為、二液型の注入材が用いられる。この二液型の注入材は一液のみでは固結しないが、第一液と第二液とを混合することで固結するもので、その材質や配合により固結開始時間や固結強度を調整することができる。尚、固結開始時間としては、液体から固体へ数十秒から数十分で変化する瞬間型のものと、数時間から数日で変化する遅行型のものとがあり必要に応じて適宜選択が行われる。

具体的には、本実施例の注入材、即ち、管体12の外周面と地盤１との摩擦抵抗を低減する用途に使用される注入材は、目的範囲外へ逸走せず、著しい摩擦減少効果を示し、管体12の周囲で止水効果を発揮し、且つ水中においても固結する性質を有する二液型の注入材であって、混合後数十秒で液体から固体へと変化して固結性を発現するものが採用されている。

次に、本実施例の注入材注入装置を詳細に説明する。

管体12は、コンクリート製若しくは鋼製の管体の中程に注入材を導出するための注入材注入口４が環状に複数穿設されているものである。

この注入材注入口４には、後述の第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂからなる分配管５が連設されるノズル13が設けられている。従って、第一液及び第二液の二種類の注入材は混ぜ合わせられてノズル13から導出される。

このように、本実施例においては、異なる種類の注入材を同時に一つのノズル13から導出でき、空隙３への注入直前に混ぜ合わせることができるため、第一液及び第二液を混合することではじめて固結性が発現する二液型の注入材の場合でも確実に空隙３に注入し固結させることができる。

このノズル13と第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂとは着脱自在に形成され、且つこのノズル13には注入材の逆流を防止する逆止弁が設けられている。

第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂは、後述の第一液の注入材供給管６Ａ及び第二液の注入材供給管６Ｂと夫々連設される複数本の分岐管体である。

第一液の注入材供給管６Ａ及び第二液の注入材供給管６Ｂは、一つの導出ポンプ８を介し、注入材が貯液された容器である第一液の注入材供給源７Ａ及び第二液の注入材供給源７Ｂに夫々連設される管である。

弁９は、前記複数に分岐した第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂの夫々に設けられており、開閉を電気的に行う電動弁である。また、この弁９はコンピュータ10に接続され、このコンピュータ10により自動制御されている。

具体的には、このコンピュータ10は、地盤と管体12との空隙３及び導出ポンプ８の吐出口に設けられた圧力センサー11の情報（空隙圧力値）に基づいて、空隙３に注入する注入材の注入量、注入圧力、注入時間、注入順番等の制御情報値を決定して自動制御している。即ち、本実施例は、弁９を所定のタイミング、作動順番、開口度、開口時間等で制御できる構成である。

コンピュータ10としては圧力センサーの情報によらずにこれらの制御情報値を事前に組込んだシーケンサーを用いることで注入順番の切り替えを秒単位で制御し、素早く且つ確実に注入を行うことができるようにしても良い。

手動による弁の操作の場合、注入材の注入に時間がかかり、注入量や同時注入が不正確となるが、本実施例は、複数の第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂから注入材を順次注入材注入口４に正確に注入でき、その注入量や注入時間も、圧力センサー11の情報に基づき各注入材注入口４毎に適宜制御できることとなる。従って、注入材の注入が正確且つ短時間に行え、過大な圧力が構造物に付加されたり、空隙３の充填が不足したりするリスクを回避でき、注入材注入作業を効率化できる。

尚、１つの導出ポンプで複数の注入口へ注入材を注入する場合、複数の注入材注入口４へ順番に注入を行うタイムラグにより注入口やその周辺に詰まりが生じることが考えられるが、本実施例の場合には上記制御の為、トンネル覆工体（管体）の全周に不均等に注入材が注入されることにより該トンネル覆工体への不均一な荷重が生じることがなく、更に、管体の全体に不均等に注入材が注入されることによる摩擦抵抗の増大が生じるようなこともない。

本実施例においては弁９として通電により作動する電動弁を採用したが、電磁弁または空気により作動するシリンダー弁若しくは油圧により作動する油圧弁等を採用しても良い。

本実施例は、上述のように構成したから、１つの導出ポンプ８により、第一液及び第二液から成る二液型の注入材を複数の注入材注入口４に注入でき、従来のような注入材注入口４毎に１つの導出ポンプを設けて注入材を注入する場合のように設備費が増大したり、設備が大きくなって小規模な構造物に対応させることが困難となることがなくなり、小型且つ経済的に注入材を注入でき、更に、弁９をコンピュータ10により自動制御することで良好な注入を行うことができる。

本実施例は、構造物２として推進工法で用いる管体12を採用した場合であるが、その他構造物２として擁壁、山岳トンネル工法でのコンクリート打設による覆工体、シールド工法でのセグメントによる覆工体等の管体12以外のトンネル覆工体を採用しても良い。

また、本実施例においては、管材12の周囲に確実に注入材を導出させる為、複数の注入材注入口４を環状配列としたが、擁壁などに注入材注入口４を設ける場合には、該複数の注入材注入口４は縦列配置としても良く、この際、重力作用を考慮して各注入材注入口４の下から上に順に注入材を導出するように構成すると確実な注入材の導出が可能となる。

また、本実施例は、各注入材注入口４毎に注入材の注入量を制御する為、弁９を第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂの夫々に設けたが、各注入材注入口４から単に同時に注入材を導出させれば良い場合においては、必ずしも第一液の分配管５Ａ及び第二液の分配管５Ｂに夫々弁９を設ける必要はなく、第一液の注入材供給管６Ａ及び第二液の注入材供給管６Ｂに夫々弁９を設ければ良い。

本実施例の説明図である。

符号の説明

１ 地盤
２ 構造物
３ 空隙
４ 注入材注入口
５ 分配管
５Ａ 第一液の分配管
５Ｂ 第二液の分配管
６ 注入材供給管
６Ａ 第一液の注入材供給管
６Ｂ 第二液の注入材供給管
７ 注入材供給源
７Ａ 第一液の注入材供給源
７Ｂ 第二液の注入材供給源
８ 導出ポンプ
９ 弁
10 コンピュータ
11 圧力センサー

Claims (8)

1. 地盤と構造物との空隙に注入材を注入する注入材注入装置であって、前記構造物には注入材を注入する複数の注入材注入口が設けられ、この注入材注入口には分配管が設けられ、この分配管には注入材供給源と連設される注入材供給管が設けられ、注入材供給源、注入材供給管、分配管及び注入材注入口で構成される注入材流通経路には注入材を注入材注入口から導出させる導出ポンプが１つ設けられていることを特徴とする注入材注入装置。
2. 請求項１記載の注入材注入装置において、注入材は二液を混合する二液型が採用され、分配管は、各注入材注入口に連設される第一液の分配管と第二液の分配管とから成り、注入材供給管は、第一液の注入材供給源及び第一液の分配管と連設される第一液の注入材供給管と、第二液の注入材供給源及び第二液の分配管と連設される第二液の注入材供給管とから成り、第一液の注入材供給源、第一液の注入材供給管、第一液の分配管及び注入材注入口で構成される第一液流通経路並びに第二液の注入材供給源、第二液の注入材供給管、第二液の分配管及び注入材注入口で構成される第二液流通経路には、両流通経路に共通な導出ポンプが１つ設けられていることを特徴とする注入材注入装置。
3. 請求項２記載の注入材注入装置において、導出ポンプは第一液の分配管及び第二液の分配管と、第一液の注入材供給及び第二液の注入材供給管との連接部に１つ設けられていることを特徴とする注入材注入装置。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載の注入材注入装置において、各分配管には注入材注入口からの注入材の導出量を調整する弁が設けられていることを特徴とする注入材注入装置。
5. 請求項４記載の注入材注入装置において、各弁はコンピュータにより制御されるものであることを特徴とする注入材注入装置。
6. 請求項５記載の注入材注入装置において、コンピュータは注入材注入口の周辺に設けた圧力センサーの情報に基づき制御されるものであることを特徴とする注入材注入装置。
7. 請求項１〜６の注入材注入装置において、構造物は擁壁若しくはトンネル覆工体が採用されていることを特徴とする注入材注入装置。
8. 請求項１〜６記載の注入材注入装置において、注入材として滑剤、地盤改良材若しくは裏込材が採用されていることを特徴とする注入材注入装置。
   

Images