JP2019210610A - 加水システム - Google Patents

Abstract

【課題】吹付原材料に加える水量を適宜、設定可能な新しい加水システムの提供。【解決手段】本発明の加水システム１００は、環状の内壁体４１１と、内壁体４１１の外側に配される外壁体４１２と、圧送されている水が外壁孔部４１３ａを介して環状空間Ｓ２に供給される水供給部４１３と、環状空間Ｓ２内の水を、内壁孔部４１４ａを介して通路空間Ｓ１に向かって噴出させる噴出部４１４とを備える合流装置４１と、合流装置４１に水を圧送するポンプ３２ａと、ポンプ３２ａを駆動させるモータ３２ｂと、インバータ３２ｃと、インバータ３２ｃの出力周波数が設定される設定部３２ｄと、設定部３２ｄで設定された出力周波数となるようにインバータ３２ｃの出力周波数を制御する制御部３２ｅとを有する送水装置３２と、水供給部４１３とポンプ３２ａの間に配され、ポンプ３２ａより圧送された水を水供給部４１３に供給する水圧送路３４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、加水システムに関する。

切土や盛土等からなる法面（傾斜面）等の施工対象に、モルタル又はコンクリートを打設する工法として、吹付工法が利用されている。この種の吹付工法としては、例えば、特許文献１に示されるように、セメントと水を混合したセメントミルクと、砂や砕石（又は砂利等）の骨材とを別々に圧送し、それらを吹付ノズルの手前のところで合流させた状態で吹付ノズルから吐出させる別圧送方式が知られている。

なお、本発明に関連する文献として、特許文献２が挙げられる。この特許文献２は、「造粒セメント及び該造粒セメントの製造法」に関するものである。

特開２００３−３２８３６７号公報 特開２０１６−９８１４５号公報

セメントと水を混ぜ合わせた状態で圧送する、所謂、湿式の圧送方式では、セメントが水と反応（水和反応）することで圧送ホースの内部で硬化し易い。そのため、硬化したセメントによって圧送ホースが閉塞されてしまい、問題となっている。

また、水と分けて、セメントと骨材の混合物だけを圧送する乾式の別圧送方式も試みられているが、骨材（砂等）には、通常、微量の水分が含まれているため、時間の経過と共に、そのような水分の影響によりセメントが硬化し、圧送ホースが閉塞してしまうことがあった。なお、圧送ホースの閉塞に至らない場合でも、硬化したモルタル等が、硬化していない他のモルタル等と混ざった状態で吹付ノズルから吐出されてしまうため、施工物の仕上がり品質が低下することがあった。このようなセメントの硬化は、特に、施工対象が長距離・高揚程の場合に顕著であり、問題となっている。

このような事情の下、本願発明者は、特許文献２に記載された造粒セメントを利用した、新しい吹付工法を開発した。この新しい吹付工法では、水と、水以外の原材料（造粒セメント、骨材等）とが分けられた状態で、別々のホースを利用して圧送される。そして、ホースの下流側で、それらを合流させて、混ぜ合わせた状態で吐出させる。

この新しい吹付工法では、造粒セメントや骨材の配合割合を自由に設定することができる。ただし、造粒セメント等の配合割合を変更した場合、それと混ぜ合わせる水の供給量も変更する必要がある。そのため、造粒セメント等の原材料に対して加える水の量を、適宜設定することができる新しい加水システムが求められている。

本発明の目的は、吹付原材料に対して加える水の量を、適宜、設定することが可能な新しい加水システムを提供することである。

本発明に係る吹付工法用の加水システムは、圧送されている吹付原材料を通過させる通路空間を内側に含む環状の内壁体と、前記内壁体との間で前記通路空間を囲む環状空間が形成されるように、前記内壁体の外側に配される外壁体と、前記外壁体の外部と前記環状空間とが繋がるように前記外壁体を貫通する外壁孔部を含み、圧送されている水が前記外壁孔部を介して前記環状空間に供給される水供給部と、前記環状空間と前記通路空間とが繋がるように前記内壁体を貫通する内壁孔部を含み、前記環状空間内の水を、前記内壁孔部を介して前記通路空間に向かって噴出させる噴出部とを備える合流装置と、前記合流装置に水を圧送するポンプと、前記ポンプを駆動させるモータと、前記モータを所定の出力周波数で駆動させるインバータと、作業者の入力操作により前記インバータの出力周波数が設定される設定部と、前記設定部で設定された出力周波数となるように前記インバータの出力周波数を制御する制御部とを有する送水装置と、前記合流装置の前記水供給部と、前記送水装置の前記ポンプとの間に配され、前記ポンプより圧送された水を前記水供給部に供給する水圧送路と、を備える。

前記加水システムにおいて、前記噴出部は、複数あり、複数の前記噴出部が、前記通路空間を囲むように配設されることが好ましい。

前記加水システムにおいて、前記吹付原材料は、造粒固化材及び骨材を含む混合物からなるものであってもよい。

前記加水システムにおいて、前記水の中に、添加剤が添加されてもよい。

本発明によれば、吹付原材料に対して加える水の量を、適宜、設定することが可能な新しい加水システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る加水システムを利用したモルタル又はコンクリート吹付装置を模式的に表した説明図 加水システムの一部を構成する送水装置の構成を模式的に表した説明図 加水システムの一部を構成する合流装置の構成を模式的に表した断面図 図３のＡ−Ａ線に対応する箇所の合流装置の断面図

本発明の一実施形態に係る加水システム１００について、図１〜図４を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る加水システム１００を利用したモルタル又はコンクリート吹付装置１０（以下、単に「吹付装置１０」と称する場合がある。）を模式的に表した説明図である。

加水システム１００は、長距離・高揚程の施工対象（例えば、法面１）に、モルタル又はコンクリートからなる施工物（例えば、法枠）を形成可能な、吹付装置１０に利用される装置である。以下、吹付装置１０、及びそれを利用したモルタル又はコンクリート吹付方法（以下、単に「吹付方法」と称する場合がある。）を説明しつつ、本実施形態の加水システム１００について説明する。

吹付装置１０は、例えば、施工対象である法面１に設けられている型枠の中に、未硬化状態のモルタル又はコンクリートからなるモルタル材料又はコンクリート材料（以下、「モルタル材料等」と称する場合がある。）を、吹付により供給する。

モルタル材料等は、少なくとも、造粒固化材、骨材及び水を混合したものからなる。本実施形態では、固化材として、一般的な粉末状のものではなく、固化能力を維持した状態で、粒状化された造粒固化材（例えば、セメント系造粒固化材）が利用される。なお、骨材及び水については、一般的な吹付工法で用いられる公知のものが利用される。具体的な骨材としては、細骨材（例えば、砂）、粗骨材（例えば、砕石等）等が挙げられる。

造粒固化材としては、例えば、上述した特許文献２に示されるセメント系造粒固化材（造粒セメント）が利用される。造粒固化材は、例えば、少なくとも固化材（セメント等）及び油脂類を含む複合材料の混練材の圧縮造粒体からなる。造粒固化材の大きさは、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、例えば、細骨材、粗骨材等の骨材と同程度の大きさを標準として設定される。

造粒固化材は、固化材（セメント等）及び油脂類の他に、必要に応じて、増粘材、崩壊材等を含んでもよい。増粘材としては、前記複合材料の粘性を向上させて粒状化させ易くする性質を有するものが使用される。崩壊材としては、水を吸収すると、造粒固化材を内側から崩壊させる性質を有するものが使用される。造粒固化材の製造方法は、例えば、特許文献２に示される通りであり、少なくとも固化材（セメント等）及び油脂類を含む複合材料の混合攪拌工程と、前記混合攪拌工程による１次処理材料の粉砕・解砕工程と、必要に応じて前記粉砕・解砕工程による２次処理材料の圧縮造粒工程とを備える。なお、前記圧縮造粒工程で製造された造粒固化材は、必要に応じて焼成されてもよい。

吹付装置１０は、上述したモルタル材料等の原材料を、水Ｍ３と、水Ｍ３（液体）以外の原材料（造粒固化材Ｍ１、骨材Ｍ２等の吹付原材料）とに分けた状態で、それらを別々のホースを利用して施工対象（法面１）の近くまで圧送する。そして、それらのホースは、後述するように、下流側で繋がっているため、別々に圧送された水Ｍ３と、水Ｍ３以外の原材料（造粒固化材Ｍ１、骨材Ｍ２等の吹付原材料）とは下流側で合流し、混ざり合った状態で吐出される。

吹付装置１０は、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２を下流側に供給する手段として、ホッパー２１、第１ベルトコンベア２２、計量器２３、第２ベルトコンベア２４、吹付機２５、耐圧ホースからなるエアホース２７、圧縮機２６、及び第１耐圧ホース２８を備えている。なお、吹付装置１０は、図示されない発電機を備えており、その発電機で発電された電力が、発電機に付設されている配電盤（不図示）を介して、吹付機２５、第１ベルトコンベア２２、計量器２３、第２ベルトコンベア２４及びホッパー２１に供給される。また、本実施形態の場合、前記発電機は、後述する加水システム１００が備える送水装置３２、流量計３３にも前記配電盤を介して電力を供給する。

ホッパー２１は、受入口から骨材Ｍ２を受け入れると、適量の骨材Ｍ２を隣接する第１ベルトコンベア２２に排出する。なお、骨材Ｍ２は、ユニック車等により、ホッパー２１の近くまで運ばれる。第１ベルトコンベア２２は、ホッパー２１と、計量器２３との間に設置されており、ホッパー２１から排出された骨材Ｍ２を計量器２３へ搬送する。

計量器２３は、ホッパー２１からベルトコンベア２２を介して送られてくる骨材Ｍ２を、篩を用いて粒径で選別する。そして、計量器２３は、篩を通過した適当な大きさの骨材Ｍ２のみを、所定量に計り取った状態で、隣接する第２ベルトコンベア２４に排出する。

第２ベルトコンベア２４は、計量器２３と、吹付機２５との間に設置されており、計量器２３から排出された骨材Ｍ２を吹付機２５へ搬送する。なお、骨材Ｍ２が第２ベルトコンベア２４上を移動する際に、適量の造粒固化材Ｍ１が、作業者によって第２ベルトコンベア２４上に載せられる。そのため、第２ベルトコンベア２４は、適量の骨材Ｍ２と共に、適量の造粒固化材Ｍ１を、同時にまとめて吹付機２５へ搬送する。

吹付機（ガン機）２５は、第２ベルトコンベア２４から送られてくる造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２を攪拌しつつ、それらの混合物を、吹付機２５に接続する第１耐圧ホース２８に向けて噴出する装置である。吹付機２５は、撹拌機を内蔵する攪拌槽を備えており、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２が供給されると、それらを混合する。また、吹付機２５は、エアホース２７を介して圧縮機（コンプレッサー）２６と接続しており、その圧縮機２６から、前記混合物を噴出させるための高圧の圧縮空気（圧搾空気）が供給される。なお、吹付機２５は、図示されない制御盤を備えている。作業者は、この制御盤を適宜、操作することにより、吹付機２５から供給される圧縮空気量等が調整される。

耐圧ホース２８は、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物を、下流側へ圧送させる通路である。第１耐圧ホース２８の上流側の端部は、吹付機２５に接続され、下流側の端部は、後述する接続手段４３に接続される。

また、吹付装置１０は、水Ｍ３を施工対象の近くまで圧送し、かつ水Ｍ３以外の原材料に対して、所定の割合で水Ｍ３を加える装置として、加水システム１００を備えている。加水システム１００は、図１に示されるように、水タンク３１、送水装置３２、流量計３３、第２耐圧ホース（水圧送路の一例）３４、及び合流装置４１を備えている。

水タンク３１に収容された水Ｍ３は、送水装置３２によって、吸い上げられて、第２耐圧ホース３４を介して下流側へ圧送される。第２耐圧ホース３４の上流側は、送水装置３２に接続され、下流側は、合流装置４１に接続される。また、第２耐圧ホース３４の途中には、流量計３３が設置されており、その流量計３３で流量が計量されながら、水Ｍ３が第２耐圧ホース３４を介して下流側へ圧送される。

ここで、図２を参照しつつ、加水システム１００が備える送水装置３２について詳細に説明する。図２は、加水システム１００の一部を構成する送水装置３２の構成を模式的に表した説明図である。送水装置３２は、主として、ポンプ３２ａ、モータ３２ｂ、インバータ制御盤３２０（インバータ３２ｃ、設定部３２ｄ、制御部３２ｅ）を備えている。

本実施形態のポンプ３２ａは、所謂ピストンポンプ（プランジャポンプ）であり、駆動軸３２ａ１の回転により、図示されないシリンダ内のピストン（プランジャ）を往復させることで、水Ｍ３の吸い込み、及び水Ｍ３の吐き出しを行う。駆動軸３２ａ１には、プーリー３２ａ２が取り付けられており、そのプーリー３２ａ２に対して、プーリーベルト３２ｆが掛けられている。

ポンプ３２ａには、上述した第２耐圧ホース３４以外に、吸水ホース３２ｇ、余水ホース３２ｈが接続されている。吸水ホース３２ｇの一端は、ポンプ３２ａに設けられた吸い込み口３２ｇ１に接続され、他端は、水タンク３１内に配置されている。ポンプ３２ａが吸い込み動作を行うと、水タンク３１内の水Ｍ３が、吸水ホース３２ｇを介してポンプ３２ａ側へ吸い込まれる形で移動する。そして、ポンプ３２ａ内に吸い込まれた水Ｍ３は、ポンプ３２ａの吐き出し動作により、第２耐圧ホース３４を介してポンプ３２ａ内から外部へ圧送される。なお、第２耐圧ホース３４の上流側の端部は、ポンプ３２ａに設けられている吐出口３２ｉに接続されている。

また、余水ホース３２ｈの一端は、ポンプ３２ａに設けられた余水吐出口３２ｈ１に接続され、その他端は、水タンク３１内に配置されている。余水吐出口３２ｈ１と、吐出口３２ｉとの間には、安全弁（アンローダバルブ）３２ｊが設けられている。安全弁３２ｊは、例えば、後述する吹付ノズル６１が閉じられて、内部の圧力が設定値以上となった場合に、吸水ホース３２ｇによって吸い上げられた水Ｍ３を、余水ホース３２ｈを介して水タンク３１内へ戻すように作動する。なお、吹付ノズル６１が開けられて、内部の圧力が設定値を下回ると、水Ｍ３が第２耐圧ホース３４を介して圧送されるように安全弁３２ｊが作動する。

ポンプ３２ａや、モータ３２ｂ等は、載置台３２ｋ上に設置されている。モータ３２ｂの回転軸３２ｂ１には、プーリー３２ｂ２が取り付けられており、そのプーリー３２ｂ２に対して、上述したプーリーベルト３２ｆが掛けられている。モータ３２ｂは、回転軸３２ｂ１及びプーリーベルト３２ｆを介して、ポンプ３２ａの駆動軸３２ａ１を回転駆動させる。

インバータ制御盤３２０は、モータ３２ｂを、所定の出力周波数で駆動させるインバータ３２ｃと、作業者の入力操作によりインバータ３２ｃの出力周波数が設定される設定部３２ｄと、設定部３２ｄで設定された出力周波数となるようにインバータ３２ｃの出力周波数を制御する制御部３２ｅとを備えている。

所定の出力周波数に応じて、モータ３２ｂの回転数が変化すると、ポンプ３２ａによって吐出される水Ｍ３の量も変化する。作業者が、流量計３３の値を確認しながら、設定部３２ｄが備える入力部（例えば、摘まみ式の入力部）を操作することで、所定の出力周波数が設定される。そして、制御部３２ｅは、その設定された出力周波数となるようにインバータ３２ｃの出力周波数を制御する。なお、送水装置３２の電源は、上述した発電機及び配電盤より、インバータ制御盤３２０に接続する電源ケーブル３２１を介して供給される。

このような送水装置３２に接続する第２耐圧ホース３４の下流側の端部には、合流装置４１が取り付けられている。なお、本実施形態の場合、合流装置４１は、それと接続する破砕・攪拌部４２と共に、接続手段４３を構成している。

接続手段４３は、第１耐圧ホース２８の下流側の端部２８ａと、第２耐圧ホース３４の下流側の端部３４ａとを接続して、第１耐圧ホース２８内の造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２からなる混合物と、第２耐圧ホース３４内の水Ｍ３とを合流させる手段である。なお、接続手段４３の下流側には、合流後の前記混合物（造粒固化材Ｍ１、及び骨材Ｍ２）と水Ｍ３とが互いに混ざり合いながら通過する第３耐圧ホース（合流供給路）５１が接続されている。

本実施形態の接続手段４３は、上述したように、２つの部分から構成されており、第２耐圧ホース３４の端部３４ａが固定される合流装置４１と、第１耐圧ホース２８の端部２８ａが固定され、合流装置４１の上流側に接続する破砕・攪拌部４２とを備えている。

破砕・攪拌部４２は、全体的には、管状をなしており、上流側の端部に、第１耐圧ホース２８の端部２８ａが固定される。また、管状をなした破砕・攪拌部４２の内周面には、中心に向かって突出する複数の突起が設けられている。第１耐圧ホース２８から送られてきた造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物は、破砕・攪拌部４２の内部を通過する際に、前記突起と衝突することで、適宜、破砕及び攪拌される。造粒固化材Ｍ１は、この破砕・攪拌部４２の内部を通過することで、通常の粉状の固化材（セメント等）に戻り易くなる。

破砕・攪拌部４２の下流側は、加水システム１００の一部を構成する合流装置４１に接続されている。ここで、図３及び図４を参照しつつ、合流装置４１について詳細に説明する。図３は、加水システム１００の一部を構成する合流装置４１の構成を模式的に表した断面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線に対応する箇所の合流装置４１の断面図である。

合流装置４１は、主として、内壁体４１１、外壁体４１２、水供給部４１３、及び噴出部４１４を備えている。

内壁体４１１は、全体的には、環状をなしている。環状をなした内壁体４１１の内側には、通路空間Ｓ１がある。通路空間Ｓ１は、破砕・攪拌部４２側（上流側）から圧送されてくる造粒固化材Ｍ１、及び骨材Ｍ２の混合物（吹付原材料）を、下流側へ通過させるための空間である。なお、通路空間Ｓ１は、内壁体４１１の内周面で囲まれている。

外壁体４１２は、全体的には、内壁体４１１よりも一回り大きな筒状をなしている。図３及び図４に示されるように、外壁体４１２は、内壁体４１１との間で環状空間Ｓ２が形成されるように、内壁体４１１の外側に配されている。外壁体４１２の内周面の一部に、外側に窪みつつ周方向で繋がった環状の凹溝４１２ａが形成されている。この凹溝４１２ａを間に置く形で、内壁体４１１の下流側の端部４１１ａと、上流側の端部４１１ｂとが、外壁体４１２の内周面に当接している。このように当接した内壁体４１１と外壁体４１２との間に、環状空間Ｓ２が形成される。この環状空間Ｓ２は、通路空間Ｓ１の周りを囲むような形をなしている。つまり、環状空間Ｓ２の内側の空間内に、通路空間Ｓ１の一部が配置された形となっている。

水供給部４１３は、外壁体４１２の外部より圧送されてくる水を環状空間Ｓ２に供給する部分である。水供給部４１３は、外壁体４１２の外部と環状空間Ｓ２とが繋がるように外壁体４１２を貫通する外壁孔部４１３ａを備えている。本実施形態の場合、水供給部４１３の内周面には、ネジ溝（雌ネジ）が形成されており、そのネジ溝に螺着される形で、外周面にネジ山（雄ネジ）が形成されている筒型の第１接続パイプ４１５が取り付けられている。また、その第１接続パイプ４１５に対して、略Ｌ字型に折り曲げられた形の第２接続パイプ４１６が取り付けられている。第２接続パイプ４１６の内周面にも、ネジ溝（雌ネジ）が形成されており、そのネジ溝に螺着される形で、第１接続パイプ４１５が取り付けられている。そして、図３及び図４では、図示されていないものの、その第２接続パイプ４１５には、第２耐圧ホース３４の下流側の端部３４ａが接続されている。第２耐圧ホース３４を介して圧送されてきた水Ｍ３は、第２接続パイプ４１６及び第１接続パイプ４１５を通過すると共に、水供給部４１３を通過する形で、環状空間Ｓ２内に供給される。なお、第２接続パイプ４１６の途中には、必要に応じて、水３Ｍの流量を調節する調節弁（不図示）等が設けられてもよい。

噴出部４１４は、環状空間Ｓ２内の水を、通路空間Ｓ１に向かって噴出させる部分である。噴出部４１４は、内壁体４１１を貫通する複数の内壁孔部４１４ａを備えている。各内壁孔部４１４ａは、環状空間Ｓ１と通路空間Ｓ１とが繋がるように内壁体４１１を貫通している。複数の噴出部４１４は、通路空間Ｓ１を囲むように円環状に並んだ形となっている。これらの噴出部４１４は、等間隔で並んでいる。本実施形態の場合、５個の噴出部４１４が等間隔で円環状に並んでいる。

なお、本実施形態の合流装置４１は、更に外壁体４１２の内部で、内壁体４１１を固定するための筒状の固定壁体４１７を備えている。固定壁体４１７は、全体的には、筒状をなした外壁体４１２の内部に挿入可能な大きさの筒状の部材である。固定壁体４１７は、その下流側の端部４１７ａが、外壁体４１２の内側の空間に対して上流側から挿入される。挿入された固定壁体４１７の端部４１７ａは、外壁体４１２の内周面から凸状に盛り上がった係止部４１２ｂとの間で、内壁体４１１を挟み付ける形となる。なお、外壁体４１２の係止部４１２ｂは、内壁体４１１の下流側の端部４１１ａと当接する部分である。外壁体４１２と固定壁体４１７とは、図示されない締結部材（ネジ等）を利用して互いに固定されている。

合流装置４１の下流側（外壁体４１２の下流側）は、上述した第３耐圧ホース（合流供給路）５１と接続され、上流側（固定壁体４１７の上流側）は、破砕・攪拌部４２と接続される。なお、合流装置４１を構成する内壁体４１１、外壁体４１２、固定壁体４１７等は、金属（合金を含む）部材を所定形状に加工したものからなる。

このような合流装置４１は、全体的には、管状（筒状）をなしており、その内部を、上流側から圧送されてきた造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物が通過する。その際、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物は、内壁体４１１の内側にある通路空間Ｓ１を通過する。また、合流装置４１の内壁体４１１には、複数の噴出部４１４が設けられている。そのような噴出部４１４から通路空間Ｓ１に向けて水Ｍ３が噴出されると、その水Ｍ３は、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物と合流し、それらと混合される。水Ｍ３は、等間隔で円環状に配置された複数の噴出部４１４から、通路空間Ｓ１の中心（軸線方向）に向かって噴出される。そのため、水Ｍ３は、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物に対して、偏りなく混ざり易くなっている。

このように接続手段４３（合流装置４１）によって合流した造粒固化材（セメント系造粒固化材）Ｍ１、骨材Ｍ２及び水Ｍ３は、第３耐圧ホース５１を通過しながら、互いに混ざり合い、モルタル材料Ｍ１０となって第３耐圧ホース５１の下流側の端部に設けられた吹付ノズル６１から、外部に吐出される。本実施形態の場合、吹付ノズル６１から吐出されたモルタル材料Ｍ１０は、法面（施工対象）１に設けられた所定の型枠の中に供給される。なお、接続手段４３（合流装置４１）は、例えば、吹付ノズル６１から、１０ｍ〜２０ｍ手前の部分に設置される。

以上のように、吹付装置１０を利用した吹付方法は、固化材として、造粒固化材（セメント系造粒固化材）Ｍ１を使用することで、長距離・高揚程であっても、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物を、第１耐圧ホース２８を閉塞せずに、目的箇所まで圧送することができる。造粒固化材Ｍ１は、従来の粉状の固化材（セメント等）よりも、粒径が大きく、骨材Ｍ２と同程度の大きさに調製されている。また、造粒固化材Ｍ１には、油脂類が添加され、ホース内での摩擦抵抗が低減されている。前記吹付方法は、このような造粒固化材Ｍ１を使用することにより、第１耐圧ホース２８を介して造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２の混合物を均一に混合した状態で圧送することができる。

また、前記吹付方法は、固化材として、造粒固化材を使用することで固化材（セメント）配合比を高めたモルタル材料等（例えば、高強度モルタル）を施工することが可能となる。従来の吹付工法では、セメントを水と混ぜてセメントミルクの状態で圧送するため、セメント配合比を高くすると、セメントミルクが高粘度化してホースを閉塞し、セメントミルクを圧送することができなかった。また、従来、セメントを砂等の骨材と混ぜた状態で、乾式で圧送する場合も、セメント配合比を高くすると、粉状のセメントが骨材と容易に分離し、その分離したセメントが骨材に付着した水分と反応して固化等するため、圧送することができなかった。

また、前記吹付方法は、上記のように、第１耐圧ホース２８の閉塞が抑制されるため、施工性のみならず、作業者（例えば、吹付ノズル６１を操作するノズルマン、吹付機２５を操作するガンマン等）の安全性も確保される。また、本実施形態の吹付方法は、均質な状態のモルタル材料等を、施工対象に供給することができるため、高品質の施工物を得ることができる。

また、前記吹付方法は、例えば、通常の耐圧ゴムホースを、第１耐圧ホース２８として使用した場合でも、最大で、揚程１５５ｍ、距離５６０ｍの施工対象に対して、吹付を行うことができる。また、本実施形態の吹付方法は、水平距離５００ｍの施工対象であれば、固化材（セメント）配合比の高い高強度モルタル用のモルタル材料等を用いても十分に吹付を行うことができる。

ところで、上記吹付装置１０（及び吹付方法）において、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２を含む混合物（吹付原材料）と、水Ｍ３との混合比は、施工対象の種類等に応じて、適宜、設定される。つまり、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２を含む混合物（吹付原材料）に加えられる水の量（割合）は、常に同じではなく、例えば、新しい施工対象（施工現場）毎に、前記混合物（吹付原材料）に対する水の供給量（加水量）を改めて設定し直す必要がある。

従来の吹付方法では、造粒固化材Ｍ１（造粒セメント）を使用しない吹付方法であるため、所定量の造粒固化材Ｍ１等（吹付原材料）に対して、水の供給量を変更する必要性がなかった。しかしながら、上記吹付装置１０を利用した吹付方法では、上述したように、施工対象の種類等によって、水の供給量を適宜、変更する必要がある。そのため、本実施形態の加水システム１００では、作業者が設定部を操作することにより、インバータの出力周波数が設定され、その設定された出力周波数となるように、制御部がインバータの出力周波数を設定する。その結果、モータの回転軸３２ｂ１が、所定の速度で回転して、ポンプ３２ａの駆動軸３２ａ１が、所定の速度で回転することで、ポンプ３２ａが所定の吐出量で、水Ｍ３を第２耐圧ホース（水圧送路）３４を介して供給する。なお、作業者は、流量計３３の値を確認しながら、適宜、送水装置３２の設定部を操作する。

第２耐圧ホース（水圧送路）３４を通って運ばれた水Ｍ３は、上述したように、合流装置４１が備える複数の噴出部４１４から、造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２を含む混合物（吹付原材料）に向かって噴出される。本実施形態の場合、複数（５個）の噴出部４１４が、通路空間Ｓ１を囲むように等間隔で円環状に並ぶ形で内壁体４１１に配設されている。そのため、通路空間Ｓ１を移動する吹付原材料（造粒固化材Ｍ１及び骨材Ｍ２を含む混合物）に対して、水Ｍ３が偏りなく、均等に加えられ易い。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、合流装置の噴出部が、５個設けられていたが、本発明はこれに限られず、例えば、噴出部の数が４個以下であってもよいし、６個以上であってもよい。

（２）上記実施形態では、送水装置が備えるポンプが、ピストンポンプであったが、本発明はこれに限られず、他の方式のポンプが利用されてもよい。

（３）上記実施形態では、施工対象が法面であったが、本発明の目的を損なわない限り、施工対象はこれに限られず、例えば、トンネルの壁面、煙突等の耐熱壁等の様々な物が施工対象であってもよい。また、施工対象は、人工物であってもよいし、自然に存在する物であってもよい。

（４）造粒固化材の主原料としては、造粒化が可能であり、かつ水と接触して固化可能であれば、セメント系固化材に限られず、例えば、石灰系固化材やその他の固化材を用いることができる。なお、セメント固化材を主原料とする造粒固化材は、セメント系造粒固化材であり、石灰系固化材を主原料とする造粒固化材は、石灰系造粒固化材である。

（５）上記実施形態では、第２耐圧ホース３４を介して水Ｍ３のみを圧送したが、本発明の目的を損なわない限り、他の実施形態においては、必要に応じて、水Ｍ３の中に、用途に適した添加剤（例えば、防凍剤、急結剤等）等を溶解させてもよい。

（６）上記実施形態では、第１耐圧ホース２８を介して造粒セメントＭ１と骨材Ｍ２のみからなる混合物を圧送したが、本発明の目的を損なわない限り、他の実施形態においては、造粒セメントＭ１及び骨材Ｍ２の他に、用途に適した添加剤（例えば、減水剤や添加材としての補強短繊維等）等を混合することができる。

（７）上記実施形態では、長距離・高揚程の施工対象の場合を例示したが、本発明はこれに限られず、例えば、近距離・低揚程の通常の施工対象（市場単価等の基準内）にも適用可能である。

１…法面（施工対象）、１０…モルタル又はコンクリート吹付装置、２１…ホッパー、２２…第１ベルトコンベア、２３…計量器、２４…第２ベルトコンベア、２５…吹付機、２６…圧縮機、２７…エアホース、２８…第１耐圧ホース（第１圧送路）、３１…水タンク、３２…送水装置、３２ａ…ポンプ、３２ｂ…モータ、３２ｃ…インバータ、３２ｄ…設定部、３２ｅ…制御部、３３…流量計、３４…第２耐圧ホース（水圧送路）、４１…合流装置、４１１…内壁体、４１２…外壁体、４１３…水供給部、４１４…噴出部、４２…破砕・攪拌部、４３…接続手段、５１…第３耐圧ホース（合流供給路）、６１…吹付ノズル、Ｍ１…造粒固化材、Ｍ２…骨材、Ｍ３…水、Ｍ１０…モルタル材料、Ｓ１…通路空間、Ｓ２…環状空間

Claims (4)

1. 圧送されている吹付原材料を通過させる通路空間を内側に含む環状の内壁体と、前記内壁体との間で前記通路空間を囲む環状空間が形成されるように、前記内壁体の外側に配される外壁体と、前記外壁体の外部と前記環状空間とが繋がるように前記外壁体を貫通する外壁孔部を含み、圧送されている水が前記外壁孔部を介して前記環状空間に供給される水供給部と、前記環状空間と前記通路空間とが繋がるように前記内壁体を貫通する内壁孔部を含み、前記環状空間内の水を、前記内壁孔部を介して前記通路空間に向かって噴出させる噴出部とを備える合流装置と、
   前記合流装置に水を圧送するポンプと、前記ポンプを駆動させるモータと、前記モータを所定の出力周波数で駆動させるインバータと、作業者の入力操作により前記インバータの出力周波数が設定される設定部と、前記設定部で設定された出力周波数となるように前記インバータの出力周波数を制御する制御部とを有する送水装置と、
   前記合流装置の前記水供給部と、前記送水装置の前記ポンプとの間に配され、前記ポンプより圧送された水を前記水供給部に供給する水圧送路と、を備える吹付工法用の加水システム。
2. 前記噴出部は、複数あり、
   複数の前記噴出部が、前記通路空間を囲むように配設される請求項１に記載の加水システム。
3. 前記吹付原材料は、造粒固化材及び骨材を含む混合物からなる請求項１又は請求項２に記載の加水システム。
4. 前記水の中に、添加剤が添加されている請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の加水システム。

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