JP3096244B2 - Construction method of rock grout and construction equipment - Google Patents
Construction method of rock grout and construction equipmentInfo
- Publication number
- JP3096244B2 JP3096244B2 JP08253753A JP25375396A JP3096244B2 JP 3096244 B2 JP3096244 B2 JP 3096244B2 JP 08253753 A JP08253753 A JP 08253753A JP 25375396 A JP25375396 A JP 25375396A JP 3096244 B2 JP3096244 B2 JP 3096244B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- injection
- pulsating pressure
- pulsating
- grout material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、岩盤を含む地
盤、特には多数の微細亀裂を含むいわゆる亀裂性岩盤に
対するグラウト施工方法及びその施工装置に関する。本
発明は更に、止水性・安定性を大幅に高める必要のある
地盤、ないしはコンクリート構造もその対象から除外す
るものではない。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grouting method and a grouting method for a ground including a rock mass, in particular, a so-called cracked rock mass including a large number of fine cracks. Further, the present invention does not exclude a ground or a concrete structure in which the waterproofness / stability needs to be significantly increased.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、高レベル放射性廃棄物の地層処
分、石油やＬＰＧの地下備蓄など、大深度地下の岩盤空
洞を利用した貯蔵システムが注目されつつある。そこで
は、岩盤空洞の封鎖性・安定性を確保することが重要課
題であり、多数の微細亀裂を含む岩盤いわゆる亀裂性岩
盤の緩み域における地下水の移流制御や岩盤の強化のた
めに、当該亀裂性岩盤に対するグラウチング技術の高性
能化が急がれている。通常の岩盤グラウト工事において
は、グラウト材に主として普通セメントを用い、配合と
して水セメント比（Ｗ／Ｃ）を１０から１へと段階的に
順次濃くしながら、規定注入圧力のもとで注入の流れが
止まるまで、あるいは規定の注入量に達するまで定常的
に注入するのが普通である。しかし、通常の施工法では
亀裂への充填密度が低く充填状態も不均質なものとな
り、更に１００〜２００μｍ以下の微細割れ目への浸透
注入は困難であるため、改良後の透水係数も１０-5ｃｍ
／秒程度（ルジオン値で１程度）が限界である。しかし
ながら、岩盤空洞の貯蔵システムを構築するには、周辺
岩盤を１０-6〜１０-7ｃｍ／秒以下の低透水性に改良す
ることが必要不可欠であり、そのためには通常の施工法
では注入の性能が大幅に不足する。2. Description of the Related Art In recent years, a storage system utilizing a deep underground rock cavity, such as a geological disposal of high-level radioactive waste and an underground storage of petroleum and LPG, has been receiving attention. It is important to ensure the sealing and stability of the rock cavities. There is an urgent need to improve the performance of grouting technology for porous rock. In ordinary rock grouting work, ordinary cement is mainly used as the grout material, and the water-to-cement ratio (W / C) is gradually increased from 10 to 1 as a compound while gradually increasing the ratio under the prescribed injection pressure. It is common to inject steadily until the flow stops or a defined injection volume is reached. However, filling status packing density is low to crack under normal construction methods becomes as inhomogeneous, further for penetration injection into the following fine cracks 100~200μm is difficult, permeability after improvements 10-5 cm
/ S (about 1 in Lugion value) is the limit. However, in order to construct a storage system for rock cavities, it is essential to improve the surrounding rock to a low water permeability of 10 -6 to 10 -7 cm / sec or less. Performance is significantly lacking.
【０００３】岩盤グラウチング技術の性能アップを図る
ための方策としては、コロイダルセメントや超微粒子セ
メントなど材料自体を微粒化して浸透性を改善する方法
が中心となるが、一方では注入圧力に工夫を加えた新し
い施工法も試みられている。この施工法は、高レベル放
射性廃棄物の地層処分を目指したＯＥＣＤ・原子力部会
の主導によるストリパ・プロジェクトの研究成果の一環
として１９８７年に提案されたもので、注入圧力に高周
波の動的な圧力成分を与えながら高濃度・高粘性のグラ
ウト材を注入しようとする方法であり、通常の注入方法
を静的注入工法とすれば、この施工法は動的注入工法と
呼べるものである。当プロジェクトでは、二重円筒型回
転粘度計の外筒のカップを垂直方向に加振する特殊な粘
度試験を行い、高濃度・高粘性グラウト材のレオロジー
特性を調べ、振動数（周波数）の増加に伴いグラウト材
の見かけ粘度が低下するとともに、グラウト材の流動特
性がニュートン流動に近づくことを見出した。より詳し
く述べれば、振動数が３００Ｈｚ以下の範囲の加振状態
において、振動数とせん断歪み振幅（加振による変位振
幅／内外円筒の隙間幅）が増加するほど、グラウト材の
見かけの粘度、すなわち流動抵抗が減少すると結論して
いる。動的注入工法はこの知見から類推し提案されたも
ので、粘度試験における加振と手法は異なるが、注入圧
力に動的圧力成分を付加することにより、粘度試験と同
様にグラウト材の流動抵抗が減少ひいては浸透性が向上
するとの予測を前提に開発されたものである。具体的に
は、図１４に示す動的加圧装置Ｐを開発している。すな
わち、圧縮空気Ｇにより駆動されるパーカッションドリ
ル１００により鋼製シリンダ１０２内のピストン１００
ａをハンマリングし、シリンダ１０２内に貯留されたグ
ラウト材に衝撃圧を連続的に与えるものである。更に、
図において、１０４はスラリー容器、１０６は検出器、
１０８は弁である。このグラウト材は、耐圧ホース１１
０を介して岩盤Ｒに穿設された注入孔Ｈ内にパッカー１
１２により密封を保って注入される。なお、粘度試験に
おける前述の結論では、３００Ｈｚ付近で加振の効果が
最大になるとされているが、実現された動的加圧装置で
は振動入力パワーの関係から、振動数を４０Ｈｚに制限
し固定している。In order to improve the performance of the rock grouting technique, a method of improving the permeability by atomizing the material itself such as colloidal cement or ultrafine cement is mainly used. New construction methods have also been tried. This construction method was proposed in 1987 as a part of the research results of the Striper Project led by the OECD and Nuclear Energy Commission aiming at the geological disposal of high-level radioactive waste. This is a method of injecting a high-concentration, high-viscosity grout material while giving components. If the usual injection method is a static injection method, this construction method can be called a dynamic injection method. In this project, we conducted a special viscosity test in which the cup of the outer cylinder of a double-cylindrical rotational viscometer was vibrated vertically, examined the rheological properties of high-concentration and high-viscosity grout materials, and increased the frequency (frequency). As a result, it was found that the apparent viscosity of the grout material decreased and the flow characteristics of the grout material approached Newtonian flow. More specifically, in a vibration state in which the frequency is 300 Hz or less, as the frequency and the shear strain amplitude (displacement amplitude due to vibration / gap width between the inner and outer cylinders) increase, the apparent viscosity of the grout material, that is, It concludes that flow resistance is reduced. The dynamic injection method was proposed by analogy with this finding, and the method used is different from that used in the viscosity test. However, by adding a dynamic pressure component to the injection pressure, the flow resistance of the grout material is increased as in the viscosity test. Was developed on the premise that it would decrease and thus improve permeability. Specifically, a dynamic pressurizing device P shown in FIG. 14 has been developed. That is, the piston 100 in the steel cylinder 102 is driven by the percussion drill 100 driven by the compressed air G.
The hammering is performed to continuously apply an impact pressure to the grout material stored in the cylinder 102. Furthermore,
In the figure, 104 is a slurry container, 106 is a detector,
108 is a valve. This grout material is a pressure-resistant hose 11
Packer 1 is inserted into injection hole H formed in rock R through
The injection is carried out while keeping hermetically sealed by 12 According to the above-mentioned conclusion in the viscosity test, the effect of the vibration is maximized at around 300 Hz. However, in the realized dynamic pressurizing device, the frequency is limited to 40 Hz and fixed due to the relation of the vibration input power. are doing.
【０００４】しかしながら、ストリパ・プロジェクトに
おける加振粘度試験と動的加圧装置による注入機構を比
較すれば、物理的には次のような相違点がみられ、粘度
試験と類似した動的効果が実際の注入において得られる
かは不明である。すなわち、加振粘度試験では、外筒
の正弦的な垂直振動により測定試料全体が周期的に速度
変動を受ける。これに対して、パーカッションドリルに
よる加圧方法では、ハンマリング毎にピストン面に衝撃
的な応力波（圧力波）が立ち、これらが材料の音速でグ
ラウト材中を順次伝播し、応力波の通過中の部分のみに
瞬時的な圧力変化を与えるだけであり、グラウト材全体
が周期的な速度変動を受けるものではない。加振粘度
試験では、測定試料の回転流動方向と直角方向（垂直方
向）に振動が加えられ、この方向に速度変動が生じる。
一方、パーカッションドリルによる加圧方法では、注入
時のグラウト材の流動方向と同じ方向に縦波として応力
波が伝播する。パーカッションドリルによる加圧方法
では、衝撃的な応力波の通過による圧力変化は数ミリ秒
オーダーの瞬間的なものであり、グラウト材の構成粒子
を十分に励起することが難しい。また、圧力変化の振幅
を制御することが機構上容易でなく、伝播距離に対する
波動の減衰も著しい。パーカッションドリル式動的加
圧装置と人工亀裂試験体（割れ目幅１００μｍ、流路幅
５０ｍｍ、長さ３ｍ）を用いた試験では、静的注入に対
する動的注入の効果が明確に検証されていない。その
他、パーカッションドリル式動的加圧装置では、機械が
大型で振動・騒音も大きいという問題がある。[0004] However, comparing the vibration viscosity test in the stripper project with the injection mechanism using a dynamic pressurizer, the following physical differences are observed, and the dynamic effect similar to the viscosity test is obtained. It is unknown whether it can be obtained in actual injections. That is, in the vibration viscosity test, the entire measurement sample periodically undergoes speed fluctuation due to sinusoidal vertical vibration of the outer cylinder. On the other hand, in the pressurization method using a percussion drill, an impulsive stress wave (pressure wave) is generated on the piston surface at every hammering, and these propagate sequentially through the grout material at the sound speed of the material, and the stress wave passes. Only an instantaneous pressure change is applied to only the middle part, and the entire grout is not subject to periodic speed fluctuations. In the vibration viscosity test, vibration is applied in a direction (perpendicular direction) perpendicular to the rotational flow direction of the measurement sample, and a speed fluctuation occurs in this direction.
On the other hand, in the pressurization method using a percussion drill, a stress wave propagates as a longitudinal wave in the same direction as the flow direction of the grout material at the time of injection. In the pressurization method using a percussion drill, the pressure change due to the passage of a shocking stress wave is instantaneous in the order of several milliseconds, and it is difficult to sufficiently excite the constituent particles of the grout material. Further, it is not mechanically easy to control the amplitude of the pressure change, and the attenuation of the wave with respect to the propagation distance is significant. In a test using a percussion drill type dynamic pressurizing apparatus and an artificial crack specimen (a crack width of 100 μm, a channel width of 50 mm, and a length of 3 m), the effect of dynamic injection on static injection has not been clearly verified. In addition, the percussion drill type dynamic pressurizing device has a problem that the machine is large and generates large vibration and noise.
【０００５】[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、上記ストリパ・プロジェクトで
開示された先行技術の基本的技術思想を更に発展させ、
そのパーカッション方式によらず、グラウト材の流動抵
抗を更に改善してその浸透性を高め、１００〜２００μ
ｍ以下の微細な岩盤亀裂へ高濃度・高粘性のグラウト材
を効率よく注入することのできる岩盤グラウトの施工方
法及び該方法を実施するための装置を提供することを目
的とする。このため、本発明者らは、新たに二重円筒回
転粘度計を開発し、二重円筒回転粘度計の外筒のカップ
を測定試料の流動方向と同じ水平回転方向に加振する粘
度試験と、脈動圧発生ポンプと人工亀裂試験体（割れ目
幅５０〜２００μｍ、流路幅４０ｍｍ、長さ２．９ｍ）
とによる静的及び動的注入試験を種々実施し、これら両
試験から得られた特性に着目し、脈動圧力の周波数が５
Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲において動的注入の効果を確認
し、なかんずく１０Ｈｚ付近でその効果が最大となるこ
とを見い出し、この知見に基づき本発明をなしたもので
ある。なお、これらの粘度試験及び注入試験において５
Ｈｚより小さな周波数域は未実施であるが、脈動圧力の
周波数の下限は上記知見による５Ｈｚより更に下方のも
のも含まれることが十分に予見される。更に、脈動圧発
生ポンプにおいては、選択された所定の周波数のもと
に、グラウト材全体に周期的な速度変動を与えることが
でき、安定した脈動圧力を発生させることが本動的注入
の効果を達成するために不可欠な要因であることも合わ
せて得られた知見であり、この知見に基づいて脈動圧発
生機構を開発したものである。すなわち、本発明は、脈
動圧発生機構にサーボ制御機構を取り入れて規則的な脈
動圧力を作り、これを注入圧力に付加する方法をもって
本発明の目的を達成したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and further develops the basic technical idea of the prior art disclosed in the striper project.
Regardless of the percussion method, the flow resistance of the grout material is further improved to increase its permeability,
It is an object of the present invention to provide a method for constructing a rock grout capable of efficiently injecting a high-concentration and high-viscosity grout material into a fine rock crack having a diameter of not more than m and an apparatus for performing the method. For this reason, the present inventors have newly developed a double cylinder rotational viscometer, and a viscosity test in which the outer cylinder cup of the double cylinder rotational viscometer is vibrated in the same horizontal rotational direction as the flow direction of the measurement sample. Pulsating pressure generating pump and artificial crack specimen (crack width 50-200 μm, channel width 40 mm, length 2.9 m)
Various static and dynamic injection tests were carried out, and by paying attention to the characteristics obtained from these two tests, the frequency of the pulsating pressure was 5
The effect of dynamic injection was confirmed in the range of 30 Hz to 30 Hz, and it was found that the effect was maximized especially at around 10 Hz, and the present invention was made based on this finding. In these viscosity tests and injection tests, 5
Although the frequency range smaller than Hz has not been implemented, it is fully anticipated that the lower limit of the frequency of the pulsating pressure includes a frequency lower than 5 Hz based on the above findings. Further, in the pulsating pressure generating pump, it is possible to apply a periodic speed fluctuation to the entire grout material under a selected predetermined frequency, and to generate a stable pulsating pressure, the effect of the present dynamic injection. Is also an indispensable factor for achieving the above, and a pulsating pressure generation mechanism was developed based on this finding. That is, the present invention has achieved the object of the present invention by a method of generating a regular pulsating pressure by incorporating a servo control mechanism into a pulsating pressure generating mechanism and adding this to the injection pressure.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の岩盤グラウトの
施工方法及びその施工装置は、具体的には次の構成をと
る。すなわち、第１番目の本発明の岩盤グラウトの施工
方法は、セメント、ベントナイト系のグラウト材を注入
ポンプにより所定の注入圧力で圧送し、末端の注入管を
介し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５Ｈｚ
〜３０Ｈｚ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、前記グラウト材の構成粒
子を励起させることを特徴とする。第２番目の本発明の
岩盤グラウトの施工方法は、セメント、ベントナイト系
のグラウト材を注入ポンプにより所定の注入圧力で圧送
し、末端の注入管を介し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、注
入ポンプから注入管に至る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５Ｈ
ｚ〜３０Ｈｚ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
重畳的に付加し、前記グラウト材の構成粒子を励起させ
ることを特徴とする。第３番目の本発明の岩盤グラウト
の施工方法は、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。本発明の岩盤グラウトの施工装置は、前記各方法を
実施するためのものであって、次の構成を採る。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、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、さらには、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。The rock grouting method and the rocking grouting apparatus according to the present invention have the following construction. That is, in the first method of constructing a rock grout according to the present invention, cement and bentonite grout were pumped at a predetermined injection pressure by an injection pump, and were drilled in a cracked rock through an end injection pipe. In grouting for injecting the grout material into the injection hole, the injection pressure is 5 Hz.
The pulsating pressure having a specific frequency selected from the frequency range of ~30Hz added superposed manner, and wherein the exciting the constituent particles of the grout. The second method for constructing a rock grout according to the present invention is a method for pumping cement and bentonite grout material at a predetermined injection pressure with an injection pump, and injecting the hole into the cracked rock through an end injection pipe. In the grouting for injecting the grout material, a pulsating pressure generating pump is interposed in the middle of a pressure feeding piping line from an injecting pump to an injecting pipe, and the pulsating pressure generating pump is used for 5H.
A pulsating pressure having a specific frequency selected and selected from a frequency range of z to 30 Hz is generated, and the pulsating pressure is superimposed on the injection pressure to excite the constituent particles of the grout material. The third method of constructing a rock grout according to the present invention is a method for grouting a cracked rock mass, which is performed in a pressure feeding pipe line from an injection pump for feeding a grout material at a predetermined pressure to an injection pipe inserted into an injection hole. In addition, a positive displacement pulsating pressure generating pump driven by a hydraulic servo actuator is installed, and a means for suppressing the propagation of pressure fluctuations to the upstream side is provided at an inlet pipe portion of the pulsating pressure generating pump. Using a servo control device composed of an oscillator that oscillates signal waveforms such as waves, triangular waves, and square waves and a servo controller, a pressure waveform detected by a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe and a command from the oscillator And performing feedback control on the operation of the hydraulic servo actuator so that both waveforms match. In the pulsating pressure generating pump, a pulsating pressure having a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 30 Hz or less and generating a pulsating pressure similar to a signal waveform is generated, and the function of the pressure fluctuation propagation suppressing means is used. The pulsating pressure is added only to the pressure supply pipe line from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe, and the pulsating pressure component is superimposed on the pressure of the injection pump, so that the permeability of the grout material is improved, and fine cracks are improved. It is characterized in that the grout material is injected at high density and quickly. The rock grout construction apparatus of the present invention is used to carry out each of the above methods, and has the following configuration. In grouting for cracked rock, an apparatus used for a method of dynamically injecting grout material by adding a pulsating pressure component to an injecting pressure, and an injection pump for feeding out grout material at a predetermined pressure And an injection pipe inserted into the injection hole to allow the grout material to penetrate the cracks in the rock, and a positive displacement pulsation installed in the middle of a pressure feed pipe line from the injection pump to the injection pipe and driven by a hydraulic servo actuator. A pressure generating pump, a means attached to an inlet pipe of the pulsating pressure generating pump, for suppressing propagation of pressure fluctuation to an upstream side, and a pressure attached near a mouth of the injection pipe to detect an injection pressure. A servo control device including a sensor and an oscillator that oscillates a signal waveform such as a sine wave, a triangular wave, and a square wave, and a servo controller is used. A pressure waveform detected by a sensor is compared with a signal waveform commanded by the oscillator, and the operation of the hydraulic servo actuator is feedback-controlled so that both waveforms match, thereby selecting from a frequency range of 30 Hz or less. A pulsating pressure having a specified specific frequency and approximated to a signal waveform is generated by the pulsating pressure generating pump, and the pulsating pressure is limited to a pressure feed pipe line from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. And a pulsating pressure control means to be added.
【０００７】（作用） グラウト材は圧送配管ライン内において、流動方向に所
定の周波数をもって脈動を受ける。これにより、グラウ
ト材全体が速度変動を受け、該グラウト材の構成粒子が
十分に励起される。そして、注入管から岩盤に侵入する
グラウト材は流動抵抗が低下し、浸透性を向上させ、微
細な岩盤亀裂に浸透する。また、脈動圧は岩盤に作用し
てグラウト材の目詰まりの阻止に寄与する。岩盤グラウ
ト施工装置においては、注入ポンプから注入管へ至る圧
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が設置され、正
弦波等の信号波形を発振する発振器とサーボコントロー
ラとからなるサーボ制御装置を用いて、注入管の口元で
検知された圧力波形が信号波形と一致するように油圧サ
ーボアクチュエータの動作が自動制御される。これによ
り、３０Ｈｚ以下の周波数域から選択された信号波形に
基づき、脈動圧発生ポンプで安定した脈動圧力が作ら
れ、この脈動圧力を注入管までの圧送配管ラインに付加
される。(Operation) The grout material is pulsated at a predetermined frequency in the flow direction in the pressure feed pipe line. As a result, the entire grout material undergoes speed fluctuation, and the constituent particles of the grout material are sufficiently excited. Then, the grout material that enters the rock from the injection pipe has a reduced flow resistance, improves permeability, and penetrates into fine rock cracks. In addition, the pulsating pressure acts on the rock to contribute to preventing clogging of the grout material. In the rock grouting equipment, a displacement type pulsating pressure generating pump driven by a hydraulic servo actuator is installed in the middle of the pressure feed piping line from the injection pump to the injection pipe, and an oscillator that oscillates a signal waveform such as a sine wave. The operation of the hydraulic servo actuator is automatically controlled by using a servo controller including a servo controller so that the pressure waveform detected at the mouth of the injection pipe matches the signal waveform. As a result, a stable pulsating pressure is generated by the pulsating pressure generating pump based on the signal waveform selected from the frequency range of 30 Hz or less, and this pulsating pressure is added to the pressure feeding piping line up to the injection pipe.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の岩盤グラウトの施工方法
及びその装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の岩盤グラウト施工装置の実施の
各形態を示す。すなわち、図１はその一実施形態の岩盤
グラウト施工装置のシステム構成を示し、図２は圧力変
動の伝播抑止手段となる他の実施の形態を示す。更に、
図３〜図８により本発明の実施の効果を検証するもので
あり、図３は人工亀裂を有する注入試験体を示し、図４
〜図６は動的注入試験の結果を示し、図７及び図８は波
動解析の結果を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method and an apparatus for rock grout according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show embodiments of a rock grouting apparatus according to the present invention. That is, FIG. 1 shows a system configuration of a rock grouting apparatus of one embodiment, and FIG. 2 shows another embodiment as a means for suppressing propagation of pressure fluctuation. Furthermore,
FIGS. 3 to 8 verify the effect of the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an injection specimen having an artificial crack.
6 to 6 show the results of the dynamic injection test, and FIGS. 7 and 8 show the results of the wave analysis.
【０００９】加振粘度試験の最適周波数（図９〜図１３
参照） 本実施形態のグラウト施工装置の説明に先立ち、振動下
におけるグラウト材のレオロジー特性と、この特性にお
いて加振効果が最も顕著に現れる振動数域について述べ
ておく。図９・図１０は二重円筒型回転粘度計を用いた
加振粘度試験装置Ｔの概要を示したものである。この加
振粘度試験装置Ｔにおいて、内筒５０と外筒５１との二
重円筒構成を採る試験体５２を主体とし、試料は内筒５
０と外筒５１との間隙中に封入される。内筒５０はトル
クメータ５３を介して回転粘度計５４に連なる。該回転
粘度計５４はＸ−Ｙ移動テーブル５５に支持される。ま
た、外筒５１はブラケット５６を介してマイクロ（小
型）加振機５７に連動する。その他、５８は振動セン
サ、５９は駆動電源装置、６０はチャージアンプ、６１
はオシロスコープである。当該装置の仕様は、（内筒半
径：１３mm、外筒半径：１５mm、隙間：２mm、内筒高
さ：７０mm、内筒回転数：５〜４００ｒｐｍ；６段変
速）であり、小型加振機（加振力：５０Ｎ、最大加速
度：３３ｇ、振動数：ＤＣ〜１４kHz ）を接続して、外
筒を回転流動方向と同じ円周方向へ正弦的に振動させ
る。本試験では、内筒回転数を単調に増速させる方法を
適用すると共に、振動数（周波数）ｆと速度振幅ｕθ
（外筒内壁の最大速度）を制御した。ここに、ｆとｕθ
は振動センサと振動計により常時計測される。測定時、
試料には同じせん断履歴と回転数毎に１分の測定時間を
与え、測定値の再現性を高めている。試験材料（グラウ
ト材）には、超微粒子セメント（ＳＦと略記）、山形産
ベントナイト（ＢＥ１と略記）及びワイオミング産ベン
トナイト（ＢＥ２と略記）を用い、その配合水量は（Ｗ
／ＳＦ＝０．５，Ｗ／ＢＥ１＝８，Ｗ／ＢＥ２＝１２）
である。また、分散剤として、ＳＦにはナフタリンスル
ホン酸塩系を、ＢＥ１及びＢＥ２にはヘキサメタリン酸
ソーダを用い、固体分との重量比で一律２％を添加し
た。材料の混練りには高速せん断型攪拌機を使用し、所
定の手順と時間管理のもとで試料を作製した。混練り
後、ＳＦは直ちに、ＢＥ１及びＢＥ２は２４時間後に再
攪拌して試験に供した。 The optimum frequency of the vibration viscosity test (FIGS. 9 to 13)
Before the description of the grouting apparatus of the present embodiment, the rheological characteristics of the grout material under vibration and the frequency range where the vibration effect is most remarkable in these characteristics will be described. FIG. 9 and FIG. 10 show an outline of a vibration viscosity test apparatus T using a double cylindrical rotary viscometer. In this vibrating viscosity test apparatus T, a test body 52 having a double cylinder configuration of an inner cylinder 50 and an outer cylinder 51 is mainly used, and the sample is an inner cylinder 5.
It is sealed in the gap between the outer cylinder 51 and the outer cylinder 51. The inner cylinder 50 is connected to a rotational viscometer 54 via a torque meter 53. The rotational viscometer 54 is supported on an XY moving table 55. The outer cylinder 51 is linked to a micro (small) vibrator 57 via a bracket 56. In addition, 58 is a vibration sensor, 59 is a drive power supply, 60 is a charge amplifier, 61
Is an oscilloscope. The specifications of the device are (inner cylinder radius: 13 mm, outer cylinder radius: 15 mm, gap: 2 mm, inner cylinder height: 70 mm, inner cylinder rotation speed: 5 to 400 rpm, 6-speed shift), and a small shaker. (Excitation force: 50 N, maximum acceleration: 33 g, frequency: DC to 14 kHz), and vibrates the outer cylinder sinusoidally in the same circumferential direction as the rotational flow direction. In this test, a method of monotonously increasing the rotation speed of the inner cylinder is applied, and the frequency (frequency) f and the speed amplitude uθ are applied.
(The maximum speed of the inner wall of the outer cylinder) was controlled. Where f and uθ
Is constantly measured by a vibration sensor and a vibration meter. At the time of measurement,
The sample is given the same shearing history and a measurement time of one minute for each rotation speed to enhance the reproducibility of the measured values. Ultrafine cement (abbreviated as SF), bentonite from Yamagata (abbreviated as BE1), and bentonite from Wyoming (abbreviated as BE2) were used as test materials (grout material).
/SF=0.5, W / BE1 = 8, W / BE2 = 12)
It is. As a dispersant, naphthalene sulfonate was used for SF, and sodium hexametaphosphate was used for BE1 and BE2, and 2% was added uniformly in a weight ratio to a solid content. A high-speed shearing stirrer was used to knead the materials, and samples were prepared under predetermined procedures and time management. After kneading, SF was immediately used, and BE1 and BE2 were stirred again after 24 hours and subjected to the test.
【００１０】図１１は、振動数をｆ＝０〜４０Hzの範囲
で変化させた定速度（ｕθ＝３cm/s）による加振粘度試
験（無加振粘度試験を含む）の結果であり、ずり速度Ｄ
とずり応力τとの関係、すなわち流動曲線を示す。測定
結果にみられるように、高粘度のグラウト材では非ニュ
ートン流体の性質が顕著になる。また、ＢＥ２について
は円筒壁と試料間に明らかな滑りがみられる。低ずり速
度域においては加振による影響が大きく現れており、と
くにＢＥ１ではＤ≦４２ｓ-1でニュートン流体に近くな
ることが分かる（流動曲線の勾配が４５°に近くな
る）。各材料に共通した特徴として、ｆ＝１０Hz付近に
おいて加振の効果が最も強まることが注目される。ここ
で図１２のように、低ずり速度域における見かけ粘度μ
a ( ＝τ／Ｄ）を表すと、前述の特徴がより明確に理解
できる。試料に与えられる振動入力パワーは（パワー∝
ｕθ2 ｆ）で見積もられる。従って、定速度試験ではｆ
の増加に伴いパワーも比例的に増大するが、結果的には
パワーが小さな振動数域でグラウト材の流動性が最も改
善されており、動的注入における振動数の重要性が理解
できる。図１３は振動入力パワーを一定に制御した加振
粘度試験の結果である。この試験ではｆ＝１０Hz，ｕθ
＝３cm/sを基準にしてパワーが一定になるようにｆ及び
ｕθを変化させており、７Hz，１０Hzの低振動数域で加
振効果が大きく現れる結果を得た。FIG. 11 shows the results of a vibration viscosity test (including a vibration-free vibration test) at a constant speed (uθ = 3 cm / s) in which the frequency is changed in the range of f = 0 to 40 Hz. Speed D
This shows the relationship with the shear stress τ, that is, the flow curve. As can be seen from the measurement results, the properties of the non-Newtonian fluid are remarkable in the high viscosity grout material. In BE2, a clear slip is seen between the cylindrical wall and the sample. In the low shear velocity region, the influence of the vibration is large, and it can be seen that, particularly in BE1, D ≦ 42 s −1 approaches the Newtonian fluid (the gradient of the flow curve approaches 45 °). As a feature common to all the materials, it is noted that the effect of the vibration becomes strongest around f = 10 Hz. Here, as shown in FIG.
When a (= τ / D) is expressed, the above-mentioned features can be understood more clearly. The vibration input power given to the sample is (power ∝
uθ 2 f). Therefore, in the constant speed test, f
As the power increases, the power also increases proportionally. As a result, the fluidity of the grout material is most improved in the frequency range where the power is small, and the importance of the frequency in dynamic injection can be understood. FIG. 13 shows the results of a vibration viscosity test in which the vibration input power was controlled to be constant. In this test, f = 10 Hz, uθ
= 3 cm / s, f and uθ were changed so that the power became constant, and the result that the excitation effect was greatly exhibited in the low frequency range of 7 Hz and 10 Hz was obtained.
【００１１】以上、試料の流動と同じ方向へ正弦的に振
動させる二重円筒型回転粘度計を用いた特殊な加振粘度
試験を実施し、試料に与える速度変動について最適な周
波数が１０Hz付近、ないしは１０Hzより少し低い周波数
域に存在することが明らかになった。この結果はストリ
パ・プロジェクトにおける知見とは異なるものであり、
動的注入工法の実用化を進めるためには、前述の成果を
前提にした新たな方法と装置の開発が必要であることを
示唆している。As described above, a special vibration viscosity test was performed using a double cylindrical rotary viscometer that vibrated sinusoidally in the same direction as the flow of the sample, and the optimum frequency for the speed fluctuation given to the sample was around 10 Hz. Or it was found to be in a frequency range slightly lower than 10 Hz. This result is different from the findings of the Stripa project,
In order to promote the practical use of the dynamic injection method, it is necessary to develop a new method and equipment based on the above results.
【００１２】グラウト施工装置Ｓ（図１、図２参照） 図１を参照して、本発明の岩盤グラウト施工装置の一実
施形態の動的注入システムの構成を説明する。ここに、
Ｓはその岩盤グラウト施工装置であって、圧送配管ライ
ン１を介してグラウト材圧送部２と、脈動圧発生部３
と、岩盤注入部４と、からなる。 Grouting Apparatus S (See FIGS. 1 and 2) With reference to FIG. 1, the configuration of a dynamic injection system according to an embodiment of the rock grouting apparatus of the present invention will be described. here,
S is a rock grouting apparatus, which includes a grout material pumping unit 2 and a pulsating pressure generating unit 3 via a pumping piping line 1.
And a rock injection part 4.
【００１３】圧送配管ライン１ 圧送配管ライン１は、グラウト材圧送部２、脈動圧発生
部３及び岩盤注入部４を各直列的に連結する配管１ａ，
１ｂ，１ｃの主たる配管系と、グラウト材圧送部２にお
いて配管１ａから枝分かれする配管１ｄの従たる配管系
と、からなる。[0013] pumping pipeline 1 pumping pipe line 1, the pipe 1a connecting grout pumping unit 2, a pulsating pressure generator 3 and the rock injection part 4 in each series,
It comprises a main piping system 1b and 1c, and a subordinate piping system of a piping 1d branched from the piping 1a in the grout material pumping section 2.
【００１４】グラウト材圧送部２ グラウト材圧送部２は、配管１ａを介して、グラウト材
貯槽１０、注入ポンプ１１、圧力センサ１２及び圧力計
１３、流量センサ１４及び流量計１５、リターン弁１
６、及びコントローラ１７より構成される。もっと詳し
くは、先ず、図示しないミキシング装置で作製したグラ
ウト材は、グラウト材貯槽１０に貯留される。１８はア
ジテータである。そして、注入ポンプ１１により吸い込
み・加圧され、圧送配管ライン１へ送り出される。この
とき、圧力センサ１２及び圧力計１３で圧送配管ライン
１の圧力を検知し、この圧力が規定値を常に維持するよ
うに、コントローラ１７を介してリターン弁１６の開度
ならびに注入ポンプ１１の回転数を自動制御する。この
ように、グラウト材圧送部２は、後段の脈動圧発生部３
において脈動圧力を付加する際、ベースとなる準定常な
注入圧力の成分を形成すると共に、材料を連続的に送る
機能をもつ。ここに、流量センサ１４及び流量計１５に
ついては、注入量の監視と注入完了段階の判定に用い
る。 Grout material pumping section 2 Grout material pumping section 2 includes a grout material storage tank 10, an injection pump 11, a pressure sensor 12 and a pressure gauge 13, a flow sensor 14 and a flow meter 15, a return valve 1 through a pipe 1a.
6 and a controller 17. More specifically, first, the grout material produced by a mixing device (not shown) is stored in the grout material storage tank 10. 18 is an agitator. Then, it is sucked and pressurized by the injection pump 11 and sent out to the pressure feeding piping line 1. At this time, the pressure of the pressure feed pipe line 1 is detected by the pressure sensor 12 and the pressure gauge 13, and the opening of the return valve 16 and the rotation of the injection pump 11 are controlled via the controller 17 so that the pressure always keeps the specified value. Automatically control the number. As described above, the grout material pumping unit 2 includes the pulsating pressure generating unit 3 in the subsequent stage.
Has a function of forming a base quasi-stationary injection pressure component when applying a pulsating pressure and continuously feeding the material. Here, the flow sensor 14 and the flow meter 15 are used for monitoring the injection amount and determining the injection completion stage.
【００１５】岩盤注入部４ 岩盤注入部４は、注入管２０、パッカー２１、圧力セン
サ２２及び開閉弁２３より構成され、脈動圧が付加され
た注入圧力の状態下で、岩盤Ｒの亀裂へグラウト材を動
的に注入し浸透させる。詳述すれば、圧力センサ２２は
注入管２０の口元付近に取り付けられ、脈動する注入圧
力の波形を常時検出する。パッカー２１については、脈
動圧力を付加する性質上、シール部の剛性が高く、脈動
圧のダンピングを可及的起こさない構造と材料にする必
要がある。なお、本図の岩盤注入部４は標準的なパッカ
ー工法の構成を例示したものであり、公知の構成の範囲
内で種々変更が可能である。The rock injection part 4 bedrock injection unit 4, the injection tube 20, packer 21, is composed of a pressure sensor 22 and the on-off valve 23, under conditions of injection pressure pulsation pressure is added, the grout to crack the rock R The material is dynamically injected and penetrated. More specifically, the pressure sensor 22 is attached near the mouth of the injection pipe 20 and constantly detects a pulsating injection pressure waveform. The packer 21 needs to have a structure and material which have high rigidity of the seal portion and do not cause pulsating pressure damping as much as possible due to the property of applying pulsating pressure. It should be noted that the rock injecting section 4 in the figure is an example of a configuration of a standard packer method, and various changes can be made within a known configuration.
【００１６】脈動圧発生部３ 脈動圧発生部３は本発明の中心的構成をなすものであ
り、本実施の形態においては油圧ユニット２５、発振器
２６、サーボコントローラ２７、脈動圧発生ポンプ２
８、圧力波形検出器２９、圧力変動の伝播抑止手段３０
より構成される。ここで、圧力変動の伝播抑止手段とし
て応答性の高い逆止弁を使用している。もっと詳しく
は、脈動圧発生ポンプ２８は油圧サーボアクチュエータ
２８Ａと該油圧サーボアクチュエータ２８Ａにより駆動
される容積型のポンプ２８Ｂ（本実施例ではピストンポ
ンプを採用）とからなり、グラウト材圧送部２より圧送
されたグラウト材をピストン部で吸い込み・吐き出し、
ベースとなる準定常な圧力に特定の周波数をもつ脈動圧
を付加しながら、岩盤注入部へグラウト材を圧送する。
すなわち、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を発振
する発振器２６を用いて特定の周波数及び形状をもつ信
号波形を発振させ、岩盤注入部４の圧力センサ２２及び
圧力波形検出器２９により検出された圧力波形と、発振
器２６より指令される信号波形とを比較し、両方の波形
が一致するように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。脈動圧の振幅については、信号
波形の振幅（ピーク電圧）を調節することにより、脈動
圧発生部３全体と岩盤Ｒを含む岩盤注入部４全体の応答
性の範囲内で任意に設定することができる。なお、脈動
圧力は、脈動圧発生ポンプ２８の入口配管部に設けた逆
止弁３０により上流側への伝播が抑止されることから、
脈動圧発生ポンプ２８から注入管３０までの圧送配管ラ
イン１に限定して与えられる。サーボコントローラ２７
は、比較回路３２、サーボアンプ３３及びサーボ弁３４
からなり、油圧サーボアクチュエータ２８Ａを精密に制
御する。脈動圧力の条件について、前述の加振粘度試験
ならびに後述の動的注入試験によれば、数Ｈｚ〜３０Ｈ
ｚの周波数域が有効で、とくに１０Ｈｚ付近の脈動が最
適であると判断される。従って、発振器２６より指令さ
れる信号波形としては、この範囲から選択された特定の
周波数を与えると共に、通常では、油圧サーボアクチュ
エータの制御が容易で、かつグラウト材を滑らかに振動
させることが可能な正弦波形を与えるものとする。[0016] are those pulsation pressure generating portion 3 pulsation pressure generating portion 3 forming the central structure of the present invention, the hydraulic unit 25 in the present embodiment, an oscillator 26, a servo controller 27, the pulsation pressure generating pump 2
8. Pressure waveform detector 29, pressure fluctuation propagation suppression means 30
It is composed of Here, a check valve with high responsiveness is used as a means for suppressing propagation of pressure fluctuation. More specifically, the pulsating pressure generating pump 28 includes a hydraulic servo actuator 28A and a positive displacement pump 28B driven by the hydraulic servo actuator 28A (in this embodiment, a piston pump is employed). Inhaled and exhaled grouted material at the piston part,
The grout material is pumped to the rock injection part while adding a pulsating pressure having a specific frequency to the base quasi-stationary pressure.
That is, a signal waveform having a specific frequency and shape is oscillated using an oscillator 26 that oscillates a signal waveform such as a sine wave, a triangular wave, and a square wave, and detected by the pressure sensor 22 and the pressure waveform detector 29 of the rock injection part 4. The obtained pressure waveform is compared with a signal waveform instructed by the oscillator 26, and the operation of the hydraulic servo actuator is feedback-controlled so that both waveforms match. The amplitude of the pulsating pressure can be arbitrarily set within the range of the responsiveness of the entire pulsating pressure generating section 3 and the entire bedrock injection section 4 including the bedrock R by adjusting the amplitude (peak voltage) of the signal waveform. it can. The pulsating pressure is prevented from being propagated to the upstream side by the check valve 30 provided at the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump 28.
It is provided only to the pressure feeding piping line 1 from the pulsating pressure generating pump 28 to the injection pipe 30. Servo controller 27
Are a comparison circuit 32, a servo amplifier 33, and a servo valve 34.
And precisely controls the hydraulic servo actuator 28A. Regarding the condition of the pulsation pressure, according to the above-mentioned vibration viscosity test and the dynamic injection test described later, several Hz to 30 H
The frequency range of z is effective, and pulsation around 10 Hz is determined to be optimal. Therefore, a specific frequency selected from this range is given as a signal waveform instructed by the oscillator 26, and the control of the hydraulic servo actuator is usually easy and the grout material can be smoothly vibrated. A sine waveform shall be given.
【００１７】本グラウト施工装置Ｓでは、グラウト材圧
送部２の注入ポンプ１１を用い、ベースとなる準定常的
な注入圧力の成分を形成しつつ材料を連続的に圧送して
いるが、この注入ポンプ１１を省略した様態も本発明の
技術的範囲に包含されるものである。すなわち、グラウ
ト材貯槽１０から脈動圧発生ポンプ２８のピストン部へ
材料を直接に吸い込み、脈動圧発生ポンプ２８のみで脈
動圧を含む所定の注入圧力を形成することも可能であ
る。この場合、グラウト材は脈動圧発生ポンプ２８のピ
ストン部の容積に応じて間欠的に注入されることになる
が、作業効率が少し低下するものの本発明による効果は
十分発揮される。In the present grouting apparatus S, the material is continuously pumped while forming a quasi-stationary injection pressure component as a base by using the injection pump 11 of the grout material pumping section 2. A mode in which the pump 11 is omitted is also included in the technical scope of the present invention. That is, it is also possible to directly suck the material from the grout material storage tank 10 into the piston portion of the pulsating pressure generating pump 28 and form a predetermined injection pressure including the pulsating pressure only by the pulsating pressure generating pump 28. In this case, the grout material is intermittently injected according to the volume of the piston part of the pulsating pressure generating pump 28, but the effect of the present invention is sufficiently exhibited although the working efficiency is slightly reduced.
【００１８】図２は圧力変動の伝播抑止手段となる別様
態の実施の形態を示す。すなわち、本形態では、逆止弁
の替わりに、発振器２６の信号波形と同期して強制的に
開閉動作する電磁弁３６を使用する方法を示す。本形態
では、発振器２６の信号と脈動圧力波形との応答遅れを
解消するために、発振器２６の信号を遅延回路３７で調
節してコントローラ３８を介して電磁弁３６に入力し、
脈動圧の発生周期と電磁弁の開閉周期を適切に同調させ
ることが必要である。一方、本実施形態とは異なり、発
振器の信号で動作する電磁弁により空気圧や油圧を制御
し、この制御圧をパイロット圧に利用して脈動圧発生ポ
ンプの入口配管部に設けた開閉弁を操作する方法も有効
である。FIG. 2 shows another embodiment which is a means for suppressing the propagation of pressure fluctuation. That is, in the present embodiment, a method of using the electromagnetic valve 36 that forcibly opens and closes in synchronization with the signal waveform of the oscillator 26 instead of the check valve will be described. In the present embodiment, in order to eliminate the response delay between the signal of the oscillator 26 and the pulsating pressure waveform, the signal of the oscillator 26 is adjusted by the delay circuit 37 and input to the solenoid valve 36 via the controller 38,
It is necessary to properly synchronize the generation cycle of the pulsating pressure and the opening / closing cycle of the solenoid valve. On the other hand, unlike the present embodiment, the air pressure and the oil pressure are controlled by an electromagnetic valve operated by the signal of the oscillator, and the control pressure is used as the pilot pressure to operate the on-off valve provided at the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump. Is also effective.
【００１９】グラウト施工方法 次に、叙上のグラウト施工装置Ｓを使用してなされる本
発明の岩盤グラウト施工方法の一実施形態を説明する。
先ず、本グラウチング工事をなすため、本グラウト施工
装置Ｓを施工現場に設置する。該施工現場の岩盤Ｒには
予めドリリングによりグラウト注入孔Ｈが穿設される。
該グラウト注入孔Ｈ相互の間隔は普通には２〜３ｍとさ
れるが、条件に応じて適宣変更される。そして、該注入
孔Ｈへ本グラウト施工装置Ｓの岩盤注入部４の注入管２
０を挿入し、前後のパッカー２１を膨張させて孔壁に圧
着する。これにより、パッカー２１間以外からのグラウ
トの漏れは阻止される。 Grouting Method Next, an embodiment of the rock grouting method according to the present invention, which is performed using the above-described grouting apparatus S, will be described.
First, in order to perform the grouting work, the grouting apparatus S is installed at a construction site. A grout injection hole H is previously drilled in the bedrock R at the construction site by drilling.
The interval between the grout injection holes H is usually set to 2 to 3 m, but may be appropriately changed according to conditions. Then, the injection pipe 2 of the rock injection section 4 of the grouting apparatus S is inserted into the injection hole H.
0 is inserted, and the front and rear packers 21 are expanded and pressed against the hole wall. Thus, leakage of grout from other than between the packers 21 is prevented.
【００２０】次いで、本装置Ｓの各作動機構を始動す
る。すなわち、グラウト材圧送部２においては、グラウ
ト材貯槽１０のミキシングがなされるとともに注入ポン
プ１１が作動し、脈動圧発生部３においては、油圧ユニ
ット２５が駆動され、脈動圧発生ポンプ２８の駆動準備
をなす。そして、岩盤注入部４の開閉弁２３を開弁す
る。Next, each operating mechanism of the apparatus S is started. That is, in the grout material pumping unit 2, the grout material storage tank 10 is mixed and the injection pump 11 is operated, and in the pulsation pressure generation unit 3, the hydraulic unit 25 is driven and the pulsation pressure generation pump 28 is prepared for driving. Make Then, the on-off valve 23 of the rock injection part 4 is opened.
【００２１】グラウト材圧送部２においては、グラウト
材貯槽１０内でグラウト材のミキシングがなされ、注入
ポンプ１１により吸い込み・加圧され、圧送配管ライン
１ａへ送り出される。このとき、圧力センサ１２及び圧
力計１３で圧送配管ライン１の圧力を検知し、この圧力
が規定値を常に維持するように、コントローラ１７を介
してリターン弁１６の開度並びに注入ポンプ１１の回転
数を自動制御する。すなわち、規定値を超える圧力が検
知されれば、リターン弁１６が開き、あるいは開度を大
きくし、配管１ｄを介してグラウト材はグラウト材貯槽
１０に戻される。あるいは、注入ポンプ１１の回転数を
下げる。また、流量センサ１４及び流量計１５により注
入量の監視と注入完了段階の判定がなされる。これによ
り、グラウト材圧送部２は、脈動圧発生部３において脈
動圧力を付加する際、ベースとなる準定常な注入圧力の
成分を形成し、かつ、材料を連続的に送る機能を発揮す
る。In the grout material pressurizing section 2, the grout material is mixed in a grout material storage tank 10, sucked and pressurized by an injection pump 11, and sent out to a pressure feeding pipe line 1 a. At this time, the pressure in the pressure feed pipe line 1 is detected by the pressure sensor 12 and the pressure gauge 13, and the opening of the return valve 16 and the rotation of the injection pump 11 are controlled via the controller 17 so that the pressure always keeps the specified value. Automatically control the number. That is, when a pressure exceeding the specified value is detected, the return valve 16 is opened or the opening degree is increased, and the grout material is returned to the grout material storage tank 10 via the pipe 1d. Alternatively, the rotation speed of the infusion pump 11 is reduced. The flow rate sensor 14 and the flow meter 15 monitor the injection amount and determine the injection completion stage. As a result, when the pulsating pressure is applied in the pulsating pressure generating section 3, the grout material pumping section 2 forms a quasi-steady injection pressure component serving as a base and exhibits a function of continuously feeding the material.
【００２２】脈動圧発生部３においては、発振器２６に
より、特定の信号波形例えば正弦波を、所定の周波数例
えば１０Ｈｚで発振し、これを比較回路３２に送る。比
較回路３２では、岩盤注入部４の圧力センサ２２からの
信号を圧力波形検出器２９を介して受け、この実測波形
に基づく信号波形と発振器２６からの信号波形とを比較
し、比較信号をサーボアンプ３３に送る。サーボアンプ
３３ではこの比較信号に基づく偏差信号を受けて、両方
の波形が一致する、すなわち周波数と振幅が一致するよ
うにサーボ弁３４を動作させ、結果として脈動圧発生ポ
ンプ２８の油圧サーボアクチュエータをフィードバック
制御する。脈動圧発生ポンプ２８は容積型のポンプ（本
実施形態ではピストンポンプを採用）として、グラウト
材圧送部２より圧送されたグラウト材をピストン部で吸
い込み・吐き出し、ベースとなる準定常な圧力に特定の
周波数をもつ脈動圧を付加しながら、岩盤注入部へグラ
ウト材を圧送する。更に、脈動圧力は、脈動圧発生ポン
プ２８の入口配管部に設けた逆止弁３０により上流側へ
の伝播が抑止されることから、脈動圧発生ポンプ２８か
ら注入管２０までの圧送配管ライン１に限定して与えら
れる。In the pulsating pressure generator 3, the oscillator 26 oscillates a specific signal waveform, for example, a sine wave at a predetermined frequency, for example, 10 Hz, and sends it to the comparison circuit 32. The comparison circuit 32 receives a signal from the pressure sensor 22 of the rock injection unit 4 via the pressure waveform detector 29, compares a signal waveform based on the actually measured waveform with a signal waveform from the oscillator 26, and servos the comparison signal. Send to amplifier 33. In response to the deviation signal based on the comparison signal, the servo amplifier 33 operates the servo valve 34 so that both waveforms match, that is, the frequency and the amplitude match. As a result, the hydraulic servo actuator of the pulsation pressure generating pump 28 operates. Perform feedback control. The pulsating pressure generating pump 28 is a positive displacement pump (a piston pump is employed in the present embodiment), and the grout material pumped from the grout material pumping unit 2 is sucked and discharged by the piston unit, and specified as a base quasi-stationary pressure. The grout material is pumped to the rock injection part while applying a pulsating pressure having a frequency of. Further, since the propagation of the pulsating pressure to the upstream side is suppressed by the check valve 30 provided at the inlet pipe portion of the pulsating pressure generating pump 28, the pulsating pressure supply pipe line 1 from the pulsating pressure generating pump 28 to the injection pipe 20. Limited to be given.
【００２３】岩盤注入部４においては、所定の注入圧力
に所定の周波数の脈動圧力が重畳された圧力で、グラウ
ト材が前後のパッカー２１間から岩盤Ｒに注入される。In the rock injection part 4, the grout material is injected into the rock R from between the front and rear packers 21 at a pressure obtained by superimposing a predetermined injection pressure and a pulsating pressure of a predetermined frequency.
【００２４】動的注入試験の最適周波数（図３〜図８参
照） 本発明による脈動圧発生ポンプと人工亀裂試験体を用い
て動的注入試験を実施し、加振粘度試験との整合性、な
らびに静的注入に対する動的注入の効果を検証した。図
３に人工亀裂試験体の概要を示す。亀裂（開口幅Ｈ：５
０〜２００μｍ，流路幅：４０ｍｍ）は、２枚の鋼製ブ
ロックに所定厚さの銅箔を挟み込み、１６ｍｍボルトを
７５ｍｍ間隔に配置し定トルクで締め付けて形成した。
ここに、鋼製ブロックの表面は硬質クロムメッキと研磨
で平滑・平行に仕上げている。圧力測定については、測
定孔Ｔ0 〜Ｔ4 により、注入口での元圧力と亀裂内の静
圧分布を測定した。脈動圧発生ポンプは、〔Ｐ（＝Ｐc
±Ｐo ）：２±１ＭＰａ，流量：０．０２〜３１ｃｍ3
／ｓ，周波数ｆ：０〜３０Ｈｚ〕の範囲で制御し、正弦
波に近似した脈動圧を与えて人工亀裂試験体に注入し
た。ここに、Ｐは注入の圧力、Ｐc は平均圧力、Ｐo は
脈動圧の振幅成分を表す。当注入試験では、グラウト材
圧送部の注入ポンプを使用せず、グラウト材を脈動圧発
生ポンプから人工亀裂試験体に直接注入した。グラウト
材は前述の加振粘度試験に準じて作製し、その配合水量
は（Ｗ／ＳＦ＝０．５，Ｗ／ＢＥ１＝８，１０，Ｗ／Ｂ
Ｅ２＝１２，１５）である。亀裂内におけるグラウトの
平均流速は、脈動圧発生ポンプのピストン速度から算出
した。また、亀裂内でグラウトが閉塞した場合は、試験
体の開放後にグラウトの浸透距離を目視で読み取った。 Optimal frequency of dynamic injection test (see FIGS. 3 to 8) A dynamic injection test was carried out using the pulsating pressure generating pump according to the present invention and an artificial crack specimen, and the consistency with the vibration viscosity test was determined. And the effect of dynamic injection on static injection was verified. FIG. 3 shows an outline of the artificial crack specimen. Crack (opening width H: 5
(0 to 200 μm, channel width: 40 mm) was formed by sandwiching a copper foil having a predetermined thickness between two steel blocks, arranging 16 mm bolts at 75 mm intervals, and tightening with a constant torque.
Here, the surface of the steel block is smooth and parallel finished by hard chrome plating and polishing. For pressure measurement is the measurement hole T 0 through T 4, the static pressure distribution in the original pressure and the crack in the injection port was measured. The pulsating pressure generating pump is [P (= P c
± P o ): 2 ± 1 MPa, flow rate: 0.02 to 31 cm 3
/ S, frequency f: 0 to 30 Hz], and a pulsating pressure approximating a sine wave was applied to the artificial crack specimen. Here, P is the pressure of the injection, the P c average pressure, is P o represents the amplitude components of the pulsation pressure. In this injection test, the grout material was directly injected from the pulsating pressure generating pump into the artificial crack specimen without using the injection pump of the grout material pumping section. The grout material was produced according to the above-mentioned vibration viscosity test, and the compounding water amount was (W / SF = 0.5, W / BE1 = 8, 10, W / B
E2 = 12,15). The average grout flow rate in the crack was calculated from the piston speed of the pulsating pressure generating pump. Further, when the grout was closed in the crack, the penetration distance of the grout was visually read after the test piece was opened.
【００２５】図４に圧力波形の測定例（Ｗ／ＳＦ＝０．
５，Ｈ＝１００μｍ）を示す。亀裂の入り口ではほぼ正
弦波に近似した脈動圧が形成されていること、またこの
試験条件では、脈動圧の影響範囲が亀裂の入り口から１
ｍ程度であることが分かる。図５はＢＥ２の試験結果と
して、周波数ｆと浸透距離の関係を示す。ここに、Ｗ／
ＢＥ２＝１２，Ｈ＝２００μｍによる試験では、グラウ
ト材が亀裂を通過した後に閉塞した。この図の結果で
は、ｆ＝１０Ｈｚに明瞭なピーク値が現れており、加振
粘度試験と同じ結果を得た。また、ｆ＝１０Ｈｚでの浸
透距離として、静的注入の結果（ｆ＝０）に１．５ｍ程
度付加した値が得られた。図６はＳＦ，ＢＥ１の試験結
果として、ｆと亀裂内での平均流速Ｕの関係を示したも
のである。前掲の浸透距離の結果ほど明確ではないが、
全体的には１０Ｈｚ付近にピーク値が認められる。更
に、図５と図６の結果によれば、ｆ＝３０Ｈｚになると
静的注入の結果に近づく傾向をみせ、脈動の効果がかな
り減少することが分かる。FIG. 4 shows a measurement example of the pressure waveform (W / SF = 0.
5, H = 100 μm). At the crack entrance, a pulsating pressure approximately similar to a sine wave is formed. Under this test condition, the pulsating pressure is affected by a range of one to one from the crack entrance.
m is about m. FIG. 5 shows the relationship between the frequency f and the penetration distance as a BE2 test result. Where W /
In the test with BE2 = 12, H = 200 μm, the grout closed after passing through the crack. In the result of this figure, a clear peak value appears at f = 10 Hz, and the same result as the vibration viscosity test was obtained. Further, as the permeation distance at f = 10 Hz, a value obtained by adding about 1.5 m to the result of static injection (f = 0) was obtained. FIG. 6 shows the relationship between f and the average flow velocity U in the crack as test results of SF and BE1. Although not as clear as the result of the penetration distance above,
As a whole, a peak value is observed around 10 Hz. Further, according to the results of FIGS. 5 and 6, it can be seen that when f = 30 Hz, the result tends to approach the result of the static injection, and the effect of the pulsation is considerably reduced.
【００２６】図７及び図８は、本注入試験を対象とした
一次元波動解析の結果である。ここに、計算条件の音速
ａについては１ｋｍ／ｓに固定した。図７は亀裂内での
圧力降下、すなわち注入口からの距離ｘと脈動圧成分Ｐ
o の減衰度合いの関係を表しており、粘度が水の１００
倍（μ＝０．１Ｐａ．ｓ）と１０００倍（μ＝１Ｐａ．
ｓ）について、周波数ｆの影響をみた解析結果である。
なお、解析においては、解析波形から衝撃圧を除き、準
正弦的な波形の最大値Ｐmax 及び最小値Ｐmin を抽出
し、〔（Ｐmax −Ｐmin ）／Ｐo 〕で整理した。結果に
よれば、ｆが大きくなると脈動の減衰が著しくなるた
め、２０〜３０Ｈｚ付近までが利用の範囲と考えられ
る。図８は模擬亀裂の入口と出口における流速変動成分
の解析例であり、ｆ＝１０Ｈｚ，２０Ｈｚについて、流
速の最大値ｕmax と最小値ｕmin との差、すなわち、
〔ｕmax −ｕmin 〕と粘度との関係を示す。この解析結
果をみると、前述の加振粘度試験において設定した速度
ｕθ＝３ｃｍ／ｓは、亀裂の入口（ｘ＝０）でμ＝０．
１Ｐａ．ｓ（水の１００倍粘度）前後のグラウト材に形
成される速度値であり、加振粘度試験の一般的な特性を
みるためには妥当な値といえる。FIGS. 7 and 8 show the results of one-dimensional wave analysis for the injection test. Here, the sound speed a of the calculation condition was fixed at 1 km / s. FIG. 7 shows the pressure drop in the crack, that is, the distance x from the inlet and the pulsating pressure component P.
o represents the relationship of the degree of attenuation, the viscosity is 100
Times (μ = 0.1 Pa.s) and 1000 times (μ = 1 Pa.s).
For s), it is an analysis result of the effect of the frequency f.
In the analysis, except for the impact pressure from the analysis waveform, extracting the maximum value Pmax and a minimum value Pmin of the quasi-sinusoidal waveform, and organized in [(Pmax -Pmin) / P o]. According to the results, as f increases, the pulsation attenuates significantly, so it is considered that the range of use is around 20 to 30 Hz. FIG. 8 is an analysis example of the flow velocity fluctuation component at the entrance and the exit of the simulated crack. For f = 10 Hz and 20 Hz, the difference between the maximum value umax and the minimum value umin of the flow velocity, that is,
The relationship between [umax-umin] and viscosity is shown. According to the analysis results, the velocity uθ = 3 cm / s set in the above-described vibration viscosity test indicates that μ = 0.0 at the crack entrance (x = 0).
1 Pa. It is a velocity value formed in the grout material around s (100 times viscosity of water), and it can be said that it is an appropriate value to see the general characteristics of the vibration viscosity test.
【００２７】以上、動的注入試験をまとめれば、次のよ
うに結論される。加振粘度試験の結果と動的注入試験
の結果がよく一致した。本実施形態の装置を用いて、
設定通りの周波数をもち、かつ正弦波に近似した脈動圧
を安定に発生することができた。開口幅１００μｍ前
後の微細な亀裂に高濃度・高粘性グラウト材を浸透させ
ることが可能であった。動的注入の効果が発現する条
件、すなわち脈動圧の条件として、０Ｈｚ＜周波数ｆ≦
３０Ｈｚの範囲が有効であり、特にｆ＝１０Ｈｚ付近が
最適であった。As described above, the dynamic injection test can be summarized as follows. The result of the vibration viscosity test and the result of the dynamic injection test agreed well. Using the device of the present embodiment,
A pulsating pressure having a frequency as set and approximating a sine wave could be generated stably. The high-concentration and high-viscosity grout material could penetrate into fine cracks having an opening width of about 100 μm. As a condition under which the effect of the dynamic injection appears, that is, a condition of the pulsation pressure, 0 Hz <frequency f ≦
The range of 30 Hz was effective, and particularly, f = around 10 Hz was optimal.
【００２８】以上、本発明の実施の形態によるグラウト
施工方法並びに施工装置によれば、流動中のグラウト材
に対し、衝撃的な圧力波ではなく、適切な周波数をもち
波形の整った脈動圧を安定に与えることが可能である。
また、注入ポンプと脈動圧発生ポンプの併用により、グ
ラウト材を連続的に圧送することができる。更に、圧力
変動の伝播抑止手段により、脈動圧発生ポンプの上流側
の構成に影響を受けることなく脈動圧を発生させ、これ
を注入管へ有効に伝達することができる。本実施形態の
装置は小型で可搬性に優れ、運転状態も静粛である。As described above, according to the grouting method and the grouting apparatus according to the embodiment of the present invention, a pulsating pressure having an appropriate frequency and having a proper waveform is applied to a flowing grout material instead of an impact pressure wave. It can be given stably.
Further, the grout material can be continuously pumped by using both the infusion pump and the pulsating pressure generating pump. Further, the pressure fluctuation propagation suppressing means can generate pulsating pressure without being affected by the configuration on the upstream side of the pulsating pressure generating pump, and can effectively transmit this to the injection pipe. The device according to the present embodiment is small in size, excellent in portability, and quiet in operation.
【発明の効果】本発明の岩盤グラウト施工方法によれ
ば、所定圧力のもとに３０Ｈｚ以下の特定の振動（脈動
圧力）を付与することにより、グラウト材の流動抵抗の
顕著な低下が図られ、岩盤亀裂への浸透性が向上し、１
００〜２００μｍ以下の微細な岩盤亀裂へ高濃度・高粘
性のグラウト材を効率よく迅速に注入することが可能と
なる。これにより、注入対象の岩盤を透水係数１０-6〜
１０-7ｃｍ／秒以下の状態に改良し得ることが十分期待
できる。更に、本発明の岩盤グラウト施工方法によれ
ば、流動中のグラウト材に対し、衝撃的な圧力波ではな
く、適切な周波数をもち波形の整った脈動圧を安定に与
えることが可能となり、この結果、グラウト材全体が速
度変動を受け、換言すればグラウト材の構成粒子が十分
に励起され、浸透性の向上に寄与する。かつ、この脈動
圧の副次的効果により、岩盤亀裂内でグラウト材が閉塞
する現象（目詰まり）を解消することができる。According to the rock grouting method of the present invention, by applying a specific vibration (pulsating pressure) of 30 Hz or less under a predetermined pressure, the flow resistance of the grout material is significantly reduced. , Improved permeability to rock cracks,
It becomes possible to efficiently and quickly inject a high-concentration and high-viscosity grout material into a fine rock crack having a size of from 00 to 200 μm or less. As a result, the rock mass to be injected has a permeability of 10 -6 to
It can be expected that the state can be improved to 10 −7 cm / sec or less. Furthermore, according to the rock grouting method of the present invention, it is possible to stably apply not a shocking pressure wave but a pulsating pressure having an appropriate frequency and a regular waveform to a flowing grout material. As a result, the entire grout material is subject to speed fluctuations, in other words, the constituent particles of the grout material are sufficiently excited, which contributes to an improvement in permeability. In addition, the secondary effect of the pulsating pressure can eliminate the phenomenon (clogging) in which the grout material is blocked in the rock crack.
【図１】本発明の岩盤グラウトの施工方法を実施する一
実施形態の施工装置の全体構成を示す図。FIG. 1 is a view showing an entire configuration of a construction apparatus according to an embodiment for implementing a method for constructing a rock grout according to the present invention.
【図２】本発明の圧力変動の伝播抑止手段となる別の様
態を示す図。FIG. 2 is a view showing another embodiment of the pressure fluctuation propagation suppression means of the present invention.
【図３】人工亀裂を有する注入試験体の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an injection specimen having an artificial crack.
【図４】本発明による脈動圧力の測定結果を示す図。FIG. 4 is a view showing a measurement result of a pulsating pressure according to the present invention.
【図５】本発明による注入試験結果として周波数と浸透
距離との関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between frequency and penetration distance as a result of an injection test according to the present invention.
【図６】本発明による注入試験結果として周波数と亀裂
内の平均流速との関係を示す図。FIG. 6 is a graph showing the relationship between frequency and average flow velocity in a crack as a result of an injection test according to the present invention.
【図７】波動解析結果として伝播距離と脈動圧力の減衰
度合いとの関係を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a propagation distance and a degree of pulsation pressure attenuation as a result of wave analysis.
【図８】波動解析結果として粘度と流速変動の減衰度合
いとの関係を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between viscosity and the degree of attenuation of flow velocity fluctuation as a result of wave analysis.
【図９】加振粘度試験装置の概要を示す側面図。FIG. 9 is a side view showing an outline of a vibration viscosity testing device.
【図１０】加振粘度試験装置の概要を示す側面図一部図
面平面図。FIG. 10 is a side view, partly in plan, showing an outline of a vibration viscosity test apparatus.
【図１１】定速度による加振粘度試験結果としてずり速
度とずり応力との関係を示す図。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between shear rate and shear stress as a result of a vibration viscosity test at a constant speed.
【図１２】定速度による加振粘度試験結果として低ずり
速度域の見かけ粘度を示す図。FIG. 12 is a view showing an apparent viscosity in a low shear rate region as a result of a vibration viscosity test at a constant speed.
【図１３】定パワーによる加振粘度試験結果としてずり
速度とずり応力との関係を示す図。FIG. 13 is a view showing the relationship between shear rate and shear stress as a result of a vibration viscosity test at a constant power.
【図１４】従来技術のパーカッションドリル式動的注入
ポンプを示す図。FIG. 14 shows a prior art percussion drill type dynamic infusion pump.
Ｓ…岩盤グラウト施工装置、１…圧送配管ライン、２…
グラウト材圧送部、３…脈動圧発生部、４…岩盤注入
部、S: rock grouting equipment, 1 ... pumping piping line, 2 ...
Grout material pumping section, 3 ... pulsation pressure generating section, 4 ... rock injection section,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 昭 大阪府大阪市此花区伝法４丁目３番55号 株式会社鴻池組内 (72)発明者 澤 芳幸 大阪府大阪市此花区伝法４丁目３番55号 株式会社鴻池組内 (72)発明者 那須 丈夫 東京都渋谷区桜丘町15番17号 日本基礎 技術株式会社東京本社内 (72)発明者 寺戸 康隆 東京都渋谷区桜丘町15番17号 日本基礎 技術株式会社東京本社内 (72)発明者 高田 徹 東京都渋谷区桜丘町15番17号 日本基礎 技術株式会社東京本社内 (56)参考文献 特開 平６−33057（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86381（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E02D 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Ohashi 4-55, Kodena-ku, Osaka, Osaka Prefecture Konoike Gumi Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiyuki Sawa, 4-55, Konohana-ku, Osaka, Osaka No. Konoike Gumi Co., Ltd. (72) Inventor Takeo Nasu 15-17 Sakuragaokacho, Shibuya-ku, Tokyo Japan Basic Technology Co., Ltd.Tokyo Head Office (72) Inventor Yasutaka Terado 15-17 Sakuragaokacho, Shibuya-ku, Tokyo Japan Basic Technology Tokyo Main Office Co., Ltd. (72) Inventor Toru Takada 15-17 Sakuragaoka-cho, Shibuya-ku, Tokyo Japan Basic Technology Co., Ltd. Tokyo Main Office Co., Ltd. (56) References JP-A-6-33057 (JP, A) JP-A-4 -86381 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) E02D 3/12
Claims (8)
注入ポンプにより所定の注入圧力で圧送し、末端の注入
管を介し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５Ｈｚ〜３０Ｈｚ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、前
記グラウト材の構成粒子を励起させる、 ことを特徴とする岩盤グラウトの施工方法。1. A grouting method in which cement and bentonite grout material are pumped at a predetermined injection pressure by an injection pump, and the grout material is injected into an injection hole formed in a cracked rock through an end injection pipe. A rock grouting method, wherein a pulsating pressure having a specific frequency selected from a frequency range of 5 Hz to 30 Hz is superimposedly added to the injection pressure to excite constituent particles of the grout material.
０Ｈｚ付近が選択される岩盤グラウトの施工方法。2. The method according to claim 1, wherein the frequency of the pulsating pressure is 1
Construction method of rock grout where 0Hz is selected.
注入ポンプにより所定の注入圧力で圧送し、末端の注入
管を介し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、 注入ポンプから注入管に至る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５
Ｈｚ〜３０Ｈｚ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
を重畳的に付加し、前記グラウト材の構成粒子を励起さ
せる、 ことを特徴とする岩盤グラウトの施工方法。3. A grouting method in which cement or bentonite grout is pumped at a predetermined injection pressure by an injection pump, and the grout is injected into an injection hole formed in the cracked rock through an end injection pipe. , interposed pulsation pressure generating pump in the middle of the pumping pipeline leading to the injection tube from the infusion pump, 5 by pulsation pressure generating pump
Generating a pulsating pressure having a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 30 Hz to 30 Hz, superimposing the pulsating pressure on the injection pressure, and exciting the constituent particles of the grout material. Construction method of rock grout.
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。4. The pulsating pressure generating pump according to claim 3,
A method for constructing rock grout which is periodically operated based on a signal waveform of an oscillator and driven by a servo control mechanism based on a comparison signal between an actually measured waveform in an injection pipe and the signal waveform.
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。5. A grouting method for a cracked rock mass, which is driven by a hydraulic servo actuator in a pressure feeding pipe line from an injection pump for feeding a grout material at a predetermined pressure to an injection pipe inserted into an injection hole. In addition to installing a positive displacement pulsating pressure generating pump, a means for suppressing the propagation of pressure fluctuations to the upstream side is provided at the inlet piping portion of the pulsating pressure generating pump, while a signal such as a sine wave, a triangular wave, and a square wave is provided. Using a servo control device including an oscillator that oscillates a waveform and a servo controller, comparing a pressure waveform detected by a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe with a signal waveform commanded by the oscillator, By performing feedback control of the operation of the hydraulic servo actuator so that both of the waveforms match, the pulsating pressure generating pump is controlled. A pulsating pressure having a specified frequency selected and selected from a frequency range of 30 Hz or less and approximated to a signal waveform, and the function of the pressure fluctuation propagation suppressing means is used to generate a pulsating pressure from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. The pulsating pressure is limited only to the pressure feed pipe line up to and the component of the pulsating pressure is superimposed on the pressure of the infusion pump, so that the permeability of the grout material is improved, and the grout material is densely and finely cracked. A rock grouting method characterized by allowing quick injection.
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。6. A method for constructing rock grout according to claim 5, wherein the injection pump is abolished and a predetermined pressure for feeding the grout material is obtained by the pulsating pressure generating pump.
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、３
０Ｈｚ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。7. An apparatus used in a method for dynamically injecting grout material by adding a pulsating pressure component to an injection pressure in grouting for a cracked rock mass, wherein the grout material is fed. A pumping pipe line to be provided, an injection pipe arranged at the downstream end of the pumping pipe line and inserted into an injection hole to allow a grout material to penetrate cracks in the rock, and installed in the middle of the pumping pipe line, by a hydraulic servo actuator. A driven positive displacement pulsating pressure generating pump; a means attached to an inlet pipe of the pulsating pressure generating pump, for suppressing propagation of pressure fluctuation to an upstream side; A pressure sensor attached near the mouth, and a servo control device composed of an oscillator that oscillates signal waveforms such as sine, triangle, and square waves and a servo controller There are, by feedback controlling the operation of said hydraulic servo actuator as both waveform match by comparing the signal waveform command from the oscillator and pressure waveforms detected from the pressure sensor, 3
A pulsating pressure having a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 0 Hz or less and approximated to a signal waveform is generated by the pulsating pressure generating pump, and the pulsating pressure is generated from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. And a pulsating pressure control means that is added only to the pressure feed pipe line.
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、３
０Ｈｚ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. An apparatus used in a method for dynamically injecting a grout material by adding a pulsating pressure component to an injection pressure in grouting for a cracked rock mass, wherein the grout material is fed. An injection pump arranged upstream of the pressure-feeding pipe line to feed the grout material at a predetermined pressure; an injection pipe inserted into an injection hole to penetrate the grout material into cracks in the rock; A displacement type pulsating pressure generating pump installed in the middle of a pressure feeding pipe line from a pump to the injection pipe and driven by a hydraulic servo actuator; and attached to an inlet pipe portion of the pulsating pressure generating pump, upstream of pressure fluctuation. Means for suppressing propagation to the injection pipe, a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe to detect the injection pressure, and further, a signal such as a sine wave, a triangle wave, a square wave, etc. Using a servo control device including an oscillator that oscillates a waveform and a servo controller, a pressure waveform detected by the pressure sensor is compared with a signal waveform commanded by the oscillator so that both waveforms match. The feedback control of the operation of the hydraulic servo actuator
A pulsating pressure having a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 0 Hz or less and approximated to a signal waveform is generated by the pulsating pressure generating pump, and the pulsating pressure is generated from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. And a pulsating pressure control means that is added only to the pressure feed pipe line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08253753A JP3096244B2 (en) | 1996-08-23 | 1996-09-04 | Construction method of rock grout and construction equipment |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24127996 | 1996-08-23 | ||
| JP8-241279 | 1996-08-23 | ||
| JP08253753A JP3096244B2 (en) | 1996-08-23 | 1996-09-04 | Construction method of rock grout and construction equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10114938A JPH10114938A (en) | 1998-05-06 |
| JP3096244B2 true JP3096244B2 (en) | 2000-10-10 |
Family
ID=26535176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08253753A Expired - Fee Related JP3096244B2 (en) | 1996-08-23 | 1996-09-04 | Construction method of rock grout and construction equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3096244B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007217997A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Shimizu Corp | Fluid pressure variation supplying apparatus and grout dynamic injection device |
| JP2020111975A (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | ケミカルグラウト株式会社 | Ground improvement method |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4507339B2 (en) * | 2000-03-06 | 2010-07-21 | 名古屋カレット株式会社 | Non-alkaline ground hardening chemical manufacturing equipment |
| JP2003013444A (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Kajima Corp | Ground anchoring method |
| JP5089430B2 (en) * | 2007-02-23 | 2012-12-05 | 清水建設株式会社 | Grouting method in sandy ground |
| JP5240915B2 (en) * | 2008-10-31 | 2013-07-17 | 日特建設株式会社 | Injection method |
| CN103953589B (en) * | 2014-03-31 | 2016-08-17 | 山东大学 | A kind of grouting pressure stabilising arrangement and installation method |
| JP6405288B2 (en) * | 2015-06-26 | 2018-10-17 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Chemical injection method |
| CN107151956B (en) * | 2016-11-24 | 2024-03-26 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | Grouting method for reinforcement and coverage type karst embankment with pressurized return grouting |
| JP6894800B2 (en) * | 2017-08-09 | 2021-06-30 | 日特建設株式会社 | Injection method and vibration addition device used for it |
| CN107796929A (en) * | 2017-11-06 | 2018-03-13 | 华侨大学 | Elastic wave aids in cement ejection for water plugging model test apparatus |
| KR102041298B1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-11-06 | 동양대학교 산학협력단 | A reinforcing method for emabnked bed |
| CN114894669A (en) * | 2022-05-20 | 2022-08-12 | 河南理工大学 | Rock mass fracture grouting test method for researching different grouting materials and grouting pressures |
| GB2622887A (en) * | 2022-05-20 | 2024-04-03 | Univ Henan Polytechnic | Rock mass fracture grouting test method for researching different grouting materials and grouting pressures |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP08253753A patent/JP3096244B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007217997A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Shimizu Corp | Fluid pressure variation supplying apparatus and grout dynamic injection device |
| JP2020111975A (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-27 | ケミカルグラウト株式会社 | Ground improvement method |
| JP7169731B2 (en) | 2019-01-15 | 2022-11-11 | ケミカルグラウト株式会社 | ground improvement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10114938A (en) | 1998-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3096244B2 (en) | Construction method of rock grout and construction equipment | |
| US5377753A (en) | Method and apparatus to improve the displacement of drilling fluid by cement slurries during primary and remedial cementing operations, to improve cement bond logs and to reduce or eliminate gas migration problems | |
| US20090159282A1 (en) | Methods for Introducing Pulsing to Cementing Operations | |
| Wu | Some fundamental mechanisms of hydraulic fracturing | |
| WO2012112935A1 (en) | Gas delivery system to provide induced partial saturation through solute transport and reactivity for liquefaction mitigation | |
| CN111058818A (en) | Pulse wave reinforced hydraulic fracturing evaluation experimental device and method | |
| CN108756910A (en) | A kind of intelligent early-warning formula earth pressure balanced shield, EPBS pre-grouting device and construction method | |
| JP4034814B2 (en) | Grout injection method and apparatus | |
| Stokoe et al. | Dynamic response of embedded machine foundations | |
| Soga et al. | Macro and micro behaviour of soil fracturing | |
| JP6556485B2 (en) | Ground injection method | |
| Shang et al. | Local asymmetric fracturing to construct complex fracture network in tight porous reservoirs during subsurface coal mining: an experimental study | |
| CN110144872B (en) | Horizontal dynamic consolidation drainage device and construction method | |
| JP5089430B2 (en) | Grouting method in sandy ground | |
| JP4869643B2 (en) | Judgment method of void filling of rock structure | |
| Bezuijen et al. | Laboratory tests on compensation grouting, the influence of grout bleeding | |
| JP5016947B2 (en) | Solidification material vibration injection method and apparatus | |
| Palencia Yrausquin et al. | Experimental study on sand control in unconsolidated sandstones by chemical injection and hydraulic fracturing | |
| Børgesson et al. | 32 INFLUENCE of vibrations on the rheological properties of cemenT | |
| Shu et al. | Experimental study of shock pressure and erosion characteristics of high‐pressure gas–liquid two‐phase jet: Exploration for improving coalbed methane extraction efficiency | |
| CN206990551U (en) | Acoustic frequency vibration creeps into slip casting analogue experiment installation | |
| Xie et al. | A visualization study on interaction between hydraulic fractures and natural fractures | |
| RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
| RU2066746C1 (en) | Method for recovery of dry oil and gas wells | |
| JP3709505B2 (en) | Ground liquefaction prevention method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804 Year of fee payment: 8 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804 Year of fee payment: 8 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140804 Year of fee payment: 14 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |