JP3180794U - グラウト分液装置及びグラウト流量調整弁 - Google Patents

Abstract

【課題】分液孔部の容易な洗浄又は交換を可能とするグラウト分液装置及びグラウト流量調整弁を提供する。
【解決手段】グラウト供給管２と、グラウト供給管２から分岐して設けられる複数の分岐流路３と、複数の分岐流路３の各々に設けられるグラウト流量調整弁５とを備える。グラウト流量調整弁５は、グラウトが通過する分岐流路３に設けられるケース部と、ケース部の内側に取り付けられる分液孔部と、ケース部に取り付けられる固定部とを有する。分液孔部は、グラウトの流量を調節するために、所望のグラウトの流量に応じた吐出孔が形成され、ケース部の内側に着脱自在に設けられ、固定部は、分液孔部を押さえた状態で、ケース部に着脱自在に取り付けられ、分液孔部が交換可能に設けられることにより、グラウトの流量が調節される。
【選択図】図１

Description

本考案は、地盤注入工法に用いられるグラウトを供給するためのグラウト分液装置及びグラウト流量調整弁に関するものである。

従来より、液体の流量及び圧力を調節して通過させるものとして用いられる流量調整弁として、例えば、特許文献１の開示技術が提案されている。

特許文献１に開示された流量調整弁は、細孔が形成された板材をケースに取り付け、この板材が取り付けられた状態で、ケースに固定部材を取り付けるものである。特許文献１に開示された流量調整弁は、固定部材によってケースに板材を固定し、板材の細孔に液体を通過させることで、液体の流量及び圧力を調節するものである。

特開２０１０−１２５４２７号公報

しかし、特許文献１に開示された流量調整弁は、上水、精製水又は浄水を通過させることを目的とするものであることから、板材に形成された細孔において頻繁に目詰まりが生じることが想定されていない。このため、特許文献１に開示された流量調整弁は、固定部材を容易に取り外すことができず、板材の洗浄、交換等が困難であるという問題点があった。

特に、地盤注入工法に用いられるグラウトは、粒子硬化発現材（セメント、セメントスラグ、スラグ石灰）の懸濁液、水ガラスと溶液性硬化剤とからなる溶液型ケミカルグラウト又は粒子硬化発現材の懸濁液に水ガラスを加えた懸濁型ケミカルグラウトが用いられる。

ここで、地盤注入工法の対象となる地盤が硬質地盤（岩盤等）である場合は、クラックや破砕帯、構造物背面の隙間、空洞等にグラウトを注入充填することを目的とする。一方、地盤注入工法の対象となる地盤が軟質な軟弱地盤の砂質土等である場合は、砂質土の土粒子の間隙にグラウトを浸透注入することを目的とする。

このうち、硬質地盤に注入充填されるグラウトは、主に、粒子硬化発現材の懸濁型ケミカルグラウトが用いられ、軟弱地盤に浸透注入されるグラウトは、主に、溶液型ケミカルグラウトが用いられる。これらのグラウトは、水と違って、粒子硬化発現材に多くの粒子が含まれ、また、溶液型ケミカルグラウトであっても、特に、水ガラスに酸を加えた非アルカリ系のグラウトは、製造時に微量のゲルが生成されることがある。以下では、これらの粒子やゲルを総称して固結物という。

ここで、硬質地盤は、大きさの異なるクラック等が多く混在しており、注入箇所ごとにグラウトの注入充填量が異なるため、グラウトの流量に対して吐出孔の直径が大きめとなるものが用いられる。これにより、硬質地盤は、地盤受入圧力（注入圧力）に基づいて、吐出孔を通じて入り易いところ（圧力のかからないところ）に多くのグラウトが注入充填される。また、グラウトは、硬質地盤に一様に注入されると圧力が一定となり、この一定の圧力まで上昇したところまで注入する方法がとられる。一方、軟弱地盤は、軟弱地盤の砂質土の間隙にできるだけ均等にグラウトを注入するために、グラウトの流量に対して吐出孔の直径が小さめとなるものを用いて、注入圧力よりグラウトが通過する上流側の圧力を高くすることが望ましい。

特許文献１に開示された流量調整弁は、地盤注入工法に用いられるグラウトを通過させるものとして用いられた場合に、細孔に目詰まりが生じた板材が用いられることで、グラウトの流量及び圧力を適切に調節することができないことになる。このとき、特許文献１に開示された流量調整弁は、適切な流量及び圧力による地盤注入工法の実施を妨げるものとなり、地盤注入工法の施工品質が低下することになることから、十分な施工ができないという問題点があった。

そこで、本考案は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、地盤注入工法に用いられるグラウトを通過させるものとして用いられた場合であっても、容易に分液孔部の洗浄又は交換のできるグラウト分液装置及びグラウト流量調整弁を提供することにある。

第１考案に係るグラウト分液装置は、地盤注入工法において流量を調節して複数の流路にグラウトを通過させるグラウト分液装置であって、グラウトが供給されるグラウト供給管と、前記グラウト供給管から分岐して設けられる複数の流路と、前記複数の流路の各々に設けられるグラウト流量調整弁とを備え、前記グラウト流量調整弁は、グラウトが通過する流路に設けられるケース部と、前記ケース部の内側に取り付けられる分液孔部と、前記ケース部に取り付けられる固定部とを有し、前記分液孔部は、グラウトの流量を調節するために、所望のグラウトの流量に応じた吐出孔が形成され、前記ケース部の内側に着脱自在に設けられ、前記固定部は、前記ケース部の内側で前記分液孔部を押さえた状態で、前記ケース部に着脱自在に取り付けられ、前記分液孔部が交換可能に設けられることにより、グラウトの流量が調節されることを特徴とする。

吐出孔の直径は、グラウトの流量、グラウトの性質（粘性、溶液型又は懸濁型）等により圧力が大きく左右されるため、特定の値に限定されるものではないが、望ましくは０．８〜４ｍｍの範囲内で調節される。

第２考案に係るグラウト分液装置は、第１考案において、前記分液孔部は、グラウトが通過する上流側の入口部及び下流側の出口部の直径を、前記入口部と前記出口部との間の中間部の直径よりも大きいものとした前記吐出孔が形成されることを特徴とする。

第３考案に係るグラウト流量調整弁は、地盤注入工法において流量を調節してグラウトを通過させるグラウト流量調整弁であって、グラウトが通過する流路に設けられるケース部と、前記ケース部の内側に取り付けられる分液孔部と、前記ケース部に取り付けられる固定部とを備え、前記分液孔部は、グラウトの流量を調節するために、グラウトが通過する上流側の入口部及び下流側の出口部の直径を、前記入口部と前記出口部との間の中間部の直径よりも大きいものとして、所望のグラウトの流量に応じた吐出孔が形成され、前記ケース部の内側に着脱自在に設けられ、前記固定部は、前記ケース部の内側で前記分液孔部を押さえた状態で、前記ケース部に着脱自在に取り付けられ、前記分液孔部が交換可能に設けられることにより、グラウトの流量が調節されることを特徴とする。

第１考案〜第３考案によれば、各々のグラウト注入管において必要とされるグラウトの流量に応じて、分岐流路ごとに所定の直径の吐出孔が形成された分液孔部に容易に交換することができ、グラウト注入管ごとに所望の流量のグラウトを地盤に注入することが可能となる。

第２考案によれば、グラウトが通過する上流側の入口部及び下流側の出口部の直径を、入口部と出口部との間の中間部の直径よりも大きいものとした吐出孔が分液孔部に形成されることで、グラウトの固結物が入口部から流入することを容易にすることができるとともに、グラウトの固結物を出口部からできるだけ早く分散させることができ、吐出孔の目詰まりを減少させることができるとともに、分液孔部の吐出孔の洗浄を容易にすることが可能となる。

本考案に係るグラウト分液装置を示す平面図である。 本考案に係るグラウト分液装置のグラウト流量調整弁を示す斜視図である。 （ａ）は、グラウト流量調整弁を分岐流路に取り付けた状態を示す一部破断側面図であり、（ｂ）は、グラウト流量調整弁の上流側の正面図である。 本考案に係るグラウト分液装置の分液孔部を示す側方断面図である。 グラウト流量調整弁の交換方法を説明するための一部破断側面図である。

以下、本考案を適用したグラウト分液装置１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本考案を適用したグラウト分液装置１に取り付けたグラウト流量調整弁５は、容易に交換できる機能を有する装置であれば、特に限定されるものではない。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、図１に示すように、グラウトが供給される上流側のグラウト供給管２と、グラウト供給管２から分岐される複数の分岐流路３と、複数の分岐流路３から連続するように下流側に設けられ、地盤にグラウトを注入するためのグラウト注入管４とを備える。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、グラウト供給管２の上流側に設置された図示しない１台のポンプでグラウトを加圧するものである。本考案を適用したグラウト分液装置１は、１つのグラウト供給管２から８本の分岐流路３にグラウトを分岐させ、８本のグラウト注入管４の管末からグラウトを地盤に注入するものである。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、これに限らず、複数の図示しないポンプでグラウトを加圧するものであってもよく、また、如何なる数量の分岐流路３及びグラウト注入管４を備えるものであってもよい。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、各々の分岐流路３に設けられるグラウト流量調整弁５と、グラウト流量調整弁５の上流側の分岐流路３に設けられる上流側カップラー３１と、グラウト流量調整弁５の下流側の分岐流路３に設けられる下流側カップラー３２とを備える。

本考案を適用したグラウト流量調整弁５は、短管５ａが上流側及び下流側に取り付けられた状態で、上流側カップラー３１の下端部３１ａをスライドさせ、下流側カップラー３２の上端部３２ａをスライドさせることで、分岐流路３に着脱可能に取り付けられて設けられる。

本考案を適用したグラウト流量調整弁５は、図２に示すように、分岐流路３の下流側に設けられるケース部６と、ケース部６の内側に取り付けられる分液孔部７と、分岐流路３の上流側に設けられる固定部８とを備える。

ケース部６は、図３（ａ）に示すように、下流側の短管５ａのネジ切りされた外面を有する端部を螺合して取り付けることができるように、内面がネジ切りされた円形断面の取付部６１を有する。また、ケース部６は、固定部８が螺合、嵌挿等により取り付けられる円形断面の受け部６３を有する。さらに、ケース部６は、取付部６１と受け部６３との中間に設けられ、分液孔部７が嵌装される円形断面の中空部６２ａが内部に形成された円形断面の中間部６２を有する。

ケース部６は、中空部６２ａから下流側の短管５ａにグラウトを通過させるために、中空部６２ａと取付部６１とを連通する円形断面のケース部孔６ａが形成される。ケース部６は、これに限らず、如何なる材質又は断面形状により形成されてもよい。また、ケース部６は、分液孔部７が嵌装される中空部６２ａにおいて、Ｏリングを取り付けることができるように、図示しない溝が形成されてもよい。

分液孔部７は、分液孔部７の上流側の面と下流側の面とが連通されるように、円形断面の吐出孔７ａが形成される。分液孔部７は、円形断面のものが用いられるが、これに限らず、如何なる材質又は断面形状により形成されてもよい。

分液孔部７は、吐出孔７ａが形成されることで、後述する固定部孔８ａから流入したグラウトをケース部孔６ａに通過させることができるものである。分液孔部７は、吐出孔７ａの直径を固定部孔８ａの直径以下の大きさとすることで、吐出孔７ａをグラウトが通過する際に、グラウトの流量の調節を可能とするものである。分液孔部７は、各々のグラウト注入管４において必要とされるグラウトの流量に応じて、分岐流路３ごとに所定の直径の吐出孔７ａが形成されたものが用いられる。

分液孔部７は、図４（ａ）に示すように、グラウトが通過する上流側の入口部７１ａと下流側の出口部７１ｂの直径を略同一にした吐出孔７ａが形成される。また、分液孔部７は、図４（ｂ）に示すように、入口部７１ａ及び出口部７１ｂの直径を、入口部７１ａと出口部７１ｂとの間の中間部７１ｃの直径よりも大きいものとした吐出孔７ａが形成されてもよい。

吐出孔７ａの直径は、グラウトの流量、グラウトの性質（粘性、溶液型又は懸濁型）等により注入圧力が大きく左右されるため、特定の値に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であることを目安とし、望ましくは０．８〜４ｍｍの範囲内で調節される。

固定部８は、ケース部６に取り付けられた状態で、ケース部６の内側に設けられる先端部８１と、ケース部６の外側に設けられる基端部８２とを備える。固定部８は、上流側の短管５ａを通過したグラウトが基端部８２から先端部８１まで通過することができるように固定部孔８ａが形成される。

先端部８１は、分液孔部７がケース部６の中空部６２ａに嵌装され、固定部８がケース部６に取り付けられた状態で、分液孔部７と先端部８１との間にＯリング５ｂを取り付けることができるように面取りされた面取り部８１ａが形成される。先端部８１は、円形断面の先端部８１の外面がネジ切りされ、ケース部６の受け部６３に螺合させることにより、ケース部６の受け部６３に取り付けられる。先端部８１は、これに限らず、先端部８１の外面がネジ切りされていないものを用いて、ケース部６の受け部６３に嵌挿されることにより、ケース部６の受け部６３に取り付けられるものであってもよい。

基端部８２は、短管５ａのネジ切りされた外面を有する端部を螺合して取り付けることができるように、円形断面の内面がネジ切りされる。基端部８２は、図３（ｂ）に示すように、外周面の断面形状において、一対の対向する円弧状に形成された円弧部と、一対の対向する直線状に形成された直線部とによって、スパナ掛け部８２ａが設けられる。固定部８は、これに限らず、如何なる材質又は断面形状により形成されてもよい。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、図示しないポンプで加圧されたグラウトがグラウト供給管２から複数の分岐流路３に供給され、上流側カップラー３１の内部、上流側の短管５ａの内部、固定部孔８ａ、吐出孔７ａ、ケース部孔６ａ、下流側の短管５ａの内部及び下流側カップラー３２の内部の順番でグラウトを通過させ、各々のグラウト注入管４から所望の流量でグラウトを地盤に注入するものである。

ここで、本考案を適用したグラウト分液装置１は、注入圧力に基づいて、又は注入圧力より高い圧力によりグラウトを地盤に注入するためのものであり、この注入圧力は、グラウトの流量、粘性及び複数の分液孔部７の吐出孔７ａの総断面積により設定され、各々の吐出孔７ａの断面積により調節される。このため、本考案を適用したグラウト分液装置１は、地盤注入工法が実施される現地の注入圧力、又は注入圧力より高い圧力に応じて、適宜設定される必要があり、各々の分岐流路３におけるグラウト流量調整弁５の分液孔部７を、吐出孔７ａの直径が適切なものとなるように、直径０．８〜４ｍｍ程度の範囲で、頻繁に交換する必要が生じることになる。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、図３（ａ）に示すように、各々の分岐流路３において、固定部８の基端部８２及びケース部６の取付部６１に短管５ａが取り付けられた状態で、分液孔部７がケース部６の中空部６２ａに嵌装され、固定部８がケース部６に取り付けられて、グラウト流量調整弁５が上流側及び下流側の短管５ａとともに上流側カップラー３１と下流側カップラー３２との間に取り付けられる。

このため、本考案を適用したグラウト分液装置１は、グラウトの流量を調節するために、所望のグラウトの流量に応じて０．８ｍｍ以上、４ｍｍ以下の直径の吐出孔７ａが形成された分液孔部７がケース部６の内側に着脱自在に設けられ、ケース部６の内側で分液孔部７を押さえた状態で、固定部８がケース部６に着脱自在に取り付けられ、分液孔部７が交換可能に設けられることにより、グラウトの流量及び圧力が調節されることになる。

これにより、本考案を適用したグラウト分液装置１は、各々のグラウト注入管４において必要とされるグラウトの流量に応じて、分岐流路３ごとに所定の直径の吐出孔７ａが形成された分液孔部７に容易に交換することができ、図示しない１台のポンプでグラウトを加圧して、グラウト注入管４ごとに所望の流量のグラウトを地盤に注入することを可能とする。

また、本考案を適用したグラウト分液装置１は、図４（ａ）に示すように、分液孔部７の吐出孔７ａが入口部７１ａと出口部７１ｂとで略同一の直径となるため、入口部７１ａに付着したグラウトの固結物を容易に洗い流すことが可能となる。特に、本考案を適用したグラウト分液装置１は、図４（ｂ）に示すように、入口部７１ａ及び出口部７１ｂの直径を、入口部７１ａと出口部７１ｂとの間の中間部７１ｃの直径よりも大きいものとした吐出孔７ａが分液孔部７に形成されることで、上流側から通過するグラウトの固結物が吐出孔７ａの中間部７１ｃに引っ掛かって詰まることを防止して、分液孔部７の吐出孔７ａの洗浄を容易にすることが可能となる。

分液孔部７の形状は、略円形状平面として、図４（ａ）に示すように、吐出孔７ａの入口部７１ａから出口部７１ｂまで略同一の直径にする方が加工上容易で安価に製造できる。このような形状の分液孔部７は、主に、溶液型グラウトに用いられる。また、分液孔部７の形状は、粒子硬化発現材の懸濁型グラウトによって吐出孔７ａに目詰まりを起こさせ易いため、図４（ｂ）に示すように、入口部７１ａ及び出口部７１ｂの直径を、入口部７１ａと出口部７１ｂとの間の中間部７１ｃの直径よりも大きいものとすることにより、グラウトの固結物が入口部７１ａから流入することを容易にすることができるとともに、吐出孔７ａに入ったグラウトの固結物を出口部７１ｂからできるだけ早く分散させることができ、目詰まりを減少させることができるので好ましい。なお、分液孔部７は、図４に示すように、何れの形状であっても、溶液型グラウト及び懸濁型グラウトの双方に使用することができる。分液孔部７は、耐磨耗性、耐酸性に優れた材質で、好ましくはステンレスが用いられる。

次に、グラウト流量調整弁５の交換方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、上流側カップラー３１の下端部３１ａを上流側にスライドさせ、下流側カップラー３２の上端部３２ａを下流側にスライドさせることで、グラウト流量調整弁５の上流側及び下流側に短管５ａが取り付けられた状態で、グラウト流量調整弁５を分岐流路３から取り外すことができる。

グラウト流量調整弁５の交換方法は、図５に示すように、第１工程において、ケース部６に取り付けられた固定部８を回転させることで、固定部８の先端部８１とケース部６の受け部６３との螺合状態を解除して、ケース部６から固定部８を取り外すことができる。このとき、固定部８の基端部８２は、スパナ掛け部８２ａが設けられることで、このスパナ掛け部８２ａにスパナ等を用いることができ、容易に固定部８を回転させることが可能となる。グラウト流量調整弁５は、ケース部６から固定部８を取り外し、ケース部６の内側に取り付けられた分液孔部７をＯリング５ｂとともに取り外すことができる。

次に、グラウト流量調整弁５の交換方法は、第２工程において、ケース部６の内側から取り外された分液孔部７を洗浄し、又は、所望のグラウトの流量に応じて０．８ｍｍ以上、４ｍｍ以下の直径の吐出孔７ａが形成された分液孔部７に交換し、洗浄又は交換された分液孔部７をケース部６の内側に取り付けた状態で、再びケース部６の受け部６３に固定部８の先端部８１を螺合させ、ケース部６に固定部８を取り付けることができる。

本考案を適用したグラウト分液装置１は、粒子硬化発現材（セメント、セメントスラグ、スラグ石灰）の懸濁液、水ガラスと溶液性硬化剤とからなる溶液型ケミカルグラウト又は粒子硬化発現材の懸濁液に水ガラスを加えた懸濁型ケミカルグラウトが、グラウトとして用いられる。

このグラウトは、注入作業終了後水洗いしても、微量の固結物（粒子又はゲル化物）として、調合槽、注入ポンプ、注入ホース及びそれらの接続部の表面に付着することが多い。このグラウトの固結物は、作業後においてこれらの表面に付着したまま残留することになり、時間の経過とともに乾いてささくれ状態となる。このささくれ状態となったグラウトの固結物は、次に地盤注入工法の作業の開始時に、調合槽、注入ポンプ、注入ホース及びそれらの接続部の表面から剥がれて流出し、分液孔部７の吐出孔７ａに詰まることになる。しかし、本考案を適用したグラウト分液装置１は、地盤注入工法の作業後において、分液孔部７の吐出孔７ａの洗浄又は交換を容易にするものであり、グラウトの正確な分液を可能とするものである。

したがって、本考案を適用したグラウト分液装置１は、例えば、地盤注入工法を実施する都度、グラウト流量調整弁５の交換方法を実施することにより、分液孔部７の吐出孔７ａを容易に洗浄又は交換することができ、分液孔部７の吐出孔７ａの目詰まりを防止して、適切な流量及び圧力による地盤注入工法の実施を可能とするものとなる。

以上、本考案の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本考案を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本考案の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１ ：グラウト分液装置
２ ：グラウト供給管
３ ：分岐流路
３１ ：上流側カップラー
３１ａ ：上流側カップラーの下端部
３２ ：下流側カップラー
３２ａ ：下流側カップラーの上端部
４ ：グラウト注入管
５ ：グラウト流量調整弁
５ａ ：短管
５ｂ ：Ｏリング
６ ：ケース部
６ａ ：ケース部孔
６１ ：取付部
６２ ：中間部
６２ａ ：中空部
６３ ：受け部
７ ：分液孔部
７ａ ：吐出孔
７１ａ ：入口部（吐出孔）
７１ｂ ：出口部（吐出孔）
７１ｃ ：中間部（吐出孔）
８ ：固定部
８ａ ：固定部孔
８１ ：先端部
８１ａ ：面取り部
８２ ：基端部
８２ａ ：スパナ掛け部

Claims (3)

1. 地盤注入工法において流量を調節して複数の流路にグラウトを通過させるグラウト分液装置であって、
   グラウトが供給されるグラウト供給管と、前記グラウト供給管から分岐して設けられる複数の流路と、前記複数の流路の各々に設けられるグラウト流量調整弁とを備え、
   前記グラウト流量調整弁は、グラウトが通過する流路に設けられるケース部と、前記ケース部の内側に取り付けられる分液孔部と、前記ケース部に取り付けられる固定部とを有し、
   前記分液孔部は、グラウトの流量を調節するために、所望のグラウトの流量に応じた吐出孔が形成され、前記ケース部の内側に着脱自在に設けられ、
   前記固定部は、前記ケース部の内側で前記分液孔部を押さえた状態で、前記ケース部に着脱自在に取り付けられ、前記分液孔部が交換可能に設けられることにより、グラウトの流量が調節されること
   を特徴とするグラウト分液装置。
2. 前記分液孔部は、グラウトが通過する上流側の入口部及び下流側の出口部の直径を、前記入口部と前記出口部との間の中間部の直径よりも大きいものとした前記吐出孔が形成されること
   を特徴とする請求項１記載のグラウト分液装置。
3. 地盤注入工法において流量を調節してグラウトを通過させるグラウト流量調整弁であって、
   グラウトが通過する流路に設けられるケース部と、前記ケース部の内側に取り付けられる分液孔部と、前記ケース部に取り付けられる固定部とを備え、
   前記分液孔部は、グラウトの流量を調節するために、グラウトが通過する上流側の入口部及び下流側の出口部の直径を、前記入口部と前記出口部との間の中間部の直径よりも大きいものとして、所望のグラウトの流量に応じた吐出孔が形成され、前記ケース部の内側に着脱自在に設けられ、
   前記固定部は、前記ケース部の内側で前記分液孔部を押さえた状態で、前記ケース部に着脱自在に取り付けられ、前記分液孔部が交換可能に設けられることにより、グラウトの流量が調節されること
   を特徴とするグラウト流量調整弁。

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