JP2010112110A - グラウト注入方法およびグラウト注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤や岩盤の亀裂や空隙にグラウトを充填させることができる。
【解決手段】岩盤質の地中Ｅに生じた亀裂１２につながるグラウト注入孔２へグラウト３を注入し、グラウト注入孔２へ挿入された振動部１５によってグラウト３へ振動Ｖを与えて、亀裂１２へグラウト３を充填する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤や岩盤などの亀裂や空隙内にグラウトを効率的に充填させるグラウト注入方法およびグラウト注入装置に関する。

従来、地盤や岩盤に生じた微細な亀裂や空隙を止水改良する際に、セメントグラウトやベントナイトグラウトなどのグラウト材料を、亀裂や空隙とつながるグラウト注入孔から亀裂や空隙へ充填しているが、特に岩盤ではグラウト材料はグラウト注入孔と亀裂や空隙とが交差する亀裂や空隙の入り口部分で目詰まりしてしまい、亀裂や空隙内へはグラウトが十分に浸透しないことが多い。
そこで、この目詰まりを防止するために濃度の低い低濃度グラウト材料を亀裂や空隙内へ充填している。
また、グラウト注入孔へ注入されるグラウト材料に所定の大きさの脈動を付与した圧力をかけ、脈動によって励起されて所定の流動性が確保されたグラウト材料を亀裂や空隙に充填する方法も行われている。特許文献１では、グラウト材料にかけられる脈動圧力を所望且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、脈動圧力の振幅を制御する脈動圧力の振幅制御方法が提案されている。
特開２００４−１９７３０５号公報

しかしながら、従来のグラウトの注入方法では以下のような問題があった。
低濃度グラウト材料は強度の発現が遅く、またブリーディング現象が起こるので、亀裂や空隙に浸透しても完全な充填改良ができないという問題があった。また、グラウト注入孔へ注入されるグラウト材料に所定の大きさの脈動を付与した圧力をかける方法では、グラウト注入孔に注入される前のグラウト材料の流動性を確保しているが、グラウト注入孔内でグラウト材料が亀裂や空隙にグラウト材料が深く浸透して亀裂や空隙の入口部分の目詰まり防止に直接的な効果があるかは不明であった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、グラウトのブリーディングを抑制し、亀裂や空隙の入口部分に発生するグラウトの目詰まりを抑制して、亀裂や空隙にグラウトを充填することができるグラウト注入方法及びグラウト注入装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るグラウト注入方法は、地盤、岩盤の亀裂や空隙にグラウトを注入するグラウト注入方法であって、亀裂や空隙とつながるグラウト注入孔へ注入されたグラウトに振動を与えることを特徴とする。
本発明では、グラウト注入孔へ注入されたグラウトに振動が与えられることにより、グラウトのブリーディングが抑制できると共に、グラウト注入孔内の亀裂や空隙の入り口部分に発生するグラウトの目詰まりが抑制できて、亀裂や空隙にグラウトを充填させることができる。

また、本発明に係るグラウト注入方法では、グラウト注入孔に注入されるグラウトに脈動を与えてもよい。
本発明では、グラウト注入孔へ注入されるグラウトに脈動を与えることにより、グラウトは所定の流動性が確保され、このグラウトにグラウト注入孔内で振動を与えることで、グラウト注入孔内の微細な亀裂や空隙に発生する目詰まりの抑制ができて、グラウトを効率的に充填させることができる。

また、本発明に係るグラウト注入装置では、地盤、岩盤の亀裂や空隙にグラウトを注入するグラウト注入装置であって、グラウトが供給され、亀裂や空隙とつながるグラウト注入孔へグラウトを注入するポンプと、注入されたグラウトに振動を与える振動部を有する加振装置とを備えることを特徴とする。
本発明では、グラウト注入孔に注入されたグラウトに振動が与えられることにより、グラウトのブリーディングが抑制できると共に、グラウト注入孔内の亀裂や空隙の入り口部分に発生するグラウトの目詰まりが抑制できて、亀裂や空隙にグラウトを充填させることができる。

本発明によれば、グラウト注入孔へ注入されたグラウトに振動を与えるので、グラウトのブリーディングを抑制し、グラウト注入孔内の亀裂や空隙の入り口部分に発生する目詰まりを抑制して、効率的に亀裂や空隙へグラウトを充填させることができる。

以下、本発明の第一の実施の形態によるグラウト注入装置について、図１および図２に基づいて説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態によるグラウト注入装置を示す概略図、図２は図１に示すグラウト注入装置に備える二重管の詳細を示す図である。

図１に示すように、第一の実施の形態によるグラウト注入装置１ａは、岩盤質の地中Ｅに埋設された放射性廃棄物処分のための処分孔１１周辺に発生した亀裂１２に、止水改良として亀裂１２とつながるグラウト注入孔２からグラウト３を充填するための装置である。グラウト注入装置１ａは、グラウト３を収容する収容部４と、収容部４からグラウト３が供給されグラウト注入孔２へ圧送するグラウトポンプ５と、グラウト注入孔２内のグラウト３へ振動Ｖを与える加振装置１４と、グラウト注入孔２の入口部分２ａに挿入される二重管１９とから概略構成される。

グラウト注入孔２は、処分孔１１の周辺に設けられた上下方向を軸方向とした孔で、亀裂１２の発生場所などに応じて適宜設定された深さで、後述する加振装置１４に備える振動部１５および二重管１９が挿入可能な口径とする。
グラウト３は、セメントグラウトやベントナイトグラウト等の懸濁型グラウト材料で、所定の濃度に混合されて収容部４に収容される。
グラウトポンプ５は、収容部４から供給されたグラウト３を圧送するポンプを備える圧送部６と、圧送部６から圧送されたグラウト３を流出する流出管７とを備える。

加振装置１４は、振動発生手段を備えてグラウト注入孔２へ挿入されグラウト３に振動Ｖを与える振動部１５と、振動発生手段を制御し電源とつながる制御部１６と、振動部１５と制御部１６とを接続するコード１７とから構成される。
振動部１５は、例えばモーターの回転を利用した高周波バイブレータなどで、その振動Ｖは、例えば振動数が２４０Ｈｚで振幅が１．８ｍｍに設定されて、その形状は、例えば径が３２ｍｍの棒状で、その長さは通常のコンクリートの締め固めに使用されるバイブレータよりも長くするのが好ましい。
コード１７は、制御部１６から振動部１５へ電力を供給する配線や、制御を行うセンサーの配線などである。

図２に示すように、二重管１９は、外管２３の中に内管２４が挿入された構造で、グラウト注入孔２の入口部分２ａに挿入され、二重管１９とグラウト注入孔２との隙間に、例えばゴム製のパッカー２２が詰められて固定される。また、パッカー２２は、グラウト注入孔２へ注入されたグラウト３が外部へ流出するのを防ぐ栓の役割をする。
二重管１９の外管２３は流出管７と連結され、グラウト３は外管２３を通過してグラウト注入孔２へ注入される。
二重管１９の内管２４にはコード１７が挿通され、二重管１９の下端部１９ａの下方に振動部１５が設置される。振動部１５は、グラウト注入孔２へ注入されるグラウト３の量や亀裂１２の発生位置などによって上下方向の位置を設定し、例えば亀裂１２の上下方向に延在するようにコードの長さを調整して位置の調整を行う。また、内管２４とコード１７との隙間にグラウト３が入り込まないように、例えばシール材２５などで隙間を埋める。

次に、上述した第一の発明の実施の形態によるグラウト注入方法について図面を用いて説明する。
第一の発明の実施の形態によるグラウト注入方法では、収容部４から供給されたグラウト３を圧送部６によって流出管７から圧送し、二重管１９を通過させてグラウト注入孔２へ注入する。そして、振動部１５によって、グラウト注入孔２内のグラウト３へ振動Ｖを与える。このとき、グラウト３に振動Ｖを与えることで、グラウト３のブリーディングを抑制できると共に、振動Ｖによってグラウト３を亀裂１２へ浸透させることができ、グラウト注入孔２内の亀裂１２の入口部分１２ａに発生する目詰まりが抑制できて、亀裂１２にグラウト３を効率よく充填させることができる。

また、二重管１９の下方に振動部１５が設置されているので、グラウト注入孔２の入口付近ではグラウト３へ振動Ｖを与えずにグラウト３をグラウト注入孔２の奥側へ圧送できて、グラウト注入孔２内の亀裂１２の入口部分１２ａ付近でグラウト３に振動Ｖを与えることができる。
また、振動部１５の上下方向の位置も適宜設定できるので、グラウト注入孔２が上下方向に長い場合にも、グラウト注入孔２内全体のグラウト３に振動Ｖを与えることができる。

次に、第二の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図３は本発明の第二の実施の形態によるグラウト注入装置を示す概略図ある。

図３に示すように、第二の実施の形態によるグラウト注入装置１ｂでは、図１に示す第一の実施の形態によるグラウト注入装置１ａに備えるグラウトポンプ５に、グラウト注入孔２に注入されるグラウト３に脈動圧力を与える脈動発生装置２１を加えたものある。
脈動発生装置２１は、グラウトポンプ５の注入圧力に脈動圧力を付加し、その注入圧力を周期的に変動させるもので、脈動圧力は特定の周波数をもつ脈動圧力としてもよいし、異なる周波数の脈動圧力を重畳させてもよい。

次に、上述した第二の実施の形態によるグラウト注入方法について図面を用いて説明する。
第二の実施の形態によるグラウトの注入方法では、収容部４から供給されたグラウト３を圧送部６によって圧送し、脈動発生装置２１によってグラウト３へ脈動を与えて、グラウト注入孔２へ注入する。そして、第一の実施の形態と同様にグラウト注入孔２内のグラウト３に振動部１５によって振動Ｖを与えて、グラウト注入孔２から亀裂１２へグラウト３を充填する。
第二の実施の形態によるグラウト注入方法では、グラウト注入孔２へ注入されるグラウト３に脈動を与えることによって、グラウト３は見かけの粘性が低減されて、所定の流動性が確保された状態となる。そして、このグラウト３をグラウト注入孔２へ注入し、振動Ｖを与えることによって、第一の実施の形態と同様に亀裂１２へグラウト３を充填できると共に、第一の実施の形態と比べて、より微細な亀裂１２へもグラウト３を浸透させることができてグラウト３の注入効率を高めることができる。

以上、本発明によるグラウト注入方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した各実施の形態では、岩盤質の地中Ｅに生じた亀裂１２へグラウト３を充填しているが、各実施の形態によるグラウトの注入方法およびグラウト注入装置１ａ、１ｂによって地盤に生じた亀裂１２や空洞にグラウト３を充填させてもよい。また、岩盤質の地中Ｅに埋設された放射性廃棄物処分のための処分孔１１周辺に発生した亀裂１２にグラウト３を充填しているが、放射性廃棄物処分のための処分孔１１以外の埋設物の周辺に発生した亀裂１２や空洞、また、埋設物の周辺以外に発生した亀裂１２や空洞へ各実施の形態によるグラウト注入方法およびグラウト注入装置１ａ、１ｂによってグラウト３を充填させてもよい。
また、グラウト注入孔２は軸方向が上下方向の孔としているが、地盤や岩盤、また亀裂や空洞の状況に応じて軸方向が水平や斜め方向のグラウト注入孔２へ、各実施の形態を採用してもよい。
また、各実施の形態によるグラウト注入装置１ａ、１ｂでは二重管を設けているが、必ずしも二重管を設ける必要はなく、グラウト注入孔２へ直接グラウト３を注入したり、振動部１５を挿入してもよい。
要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

本発明の第一の実施の形態によるグラウト注入装置を示す概略図である。 図１に示すグラウト注入装置に備える二重管の詳細を示す図である。 本発明の第二の実施の形態によるグラウト注入装置を示す概略図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ グラウト注入装置
２ グラウト注入孔
３ グラウト
５ グラウトポンプ
１２ 亀裂
１４ 加振装置
１５ 振動部
２１ 脈動発生装置
Ｅ 地中
Ｖ 振動

Claims (3)

1. 地盤、岩盤の亀裂や空隙にグラウトを注入するグラウト注入方法であって、
   前記亀裂や空隙とつながるグラウト注入孔へ注入された前記グラウトに振動を与えることを特徴とするグラウト注入方法。
2. 前記グラウト注入孔に注入される前記グラウトに脈動を与えることを特徴とする請求項１に記載のグラウト注入方法。
3. 地盤、岩盤の亀裂や空隙にグラウトを注入するグラウト注入装置であって、
   前記グラウトが供給され、前記亀裂や空隙とつながるグラウト注入孔へ前記グラウトを注入するポンプと、
   注入された前記グラウトに振動を与える振動部を有する加振装置と、
   を備えることを特徴とするグラウト注入装置。

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