JP3504476B2 - 地山注入充填材施工方法およびその方法に使用する充填材混合吐出装置 - Google Patents
地山注入充填材施工方法およびその方法に使用する充填材混合吐出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地山内の空洞や空
隙あるいは穿孔に薬液を注入固化して地山の強度の改善
や止水、ロックボルトの定着等を図る地山注入充填材施
工方法、および、その方法に使用する充填材混合吐出装
置に関するものである。
隙あるいは穿孔に薬液を注入固化して地山の強度の改善
や止水、ロックボルトの定着等を図る地山注入充填材施
工方法、および、その方法に使用する充填材混合吐出装
置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】従来、地山の安定化やロックボルトの定
着を目的とする注入充填材には、セメント系モルタル、
ウレタン系薬液等が用いられている。セメント系モルタ
ルは施工性・充填性は良いが、比重が２以上と大きい。
また、材料の分離やブリージングが発生しやすく、流動
性がなくなるまで数時間を要する。このため、流水・湧
水があるところでは充填物が流出・逸走する場合があ
る。さらに、初期強度が得られるまで２〜３日を要す
る。
着を目的とする注入充填材には、セメント系モルタル、
ウレタン系薬液等が用いられている。セメント系モルタ
ルは施工性・充填性は良いが、比重が２以上と大きい。
また、材料の分離やブリージングが発生しやすく、流動
性がなくなるまで数時間を要する。このため、流水・湧
水があるところでは充填物が流出・逸走する場合があ
る。さらに、初期強度が得られるまで２〜３日を要す
る。
【０００３】ウレタン系薬液は、主としてポリオールを
含むＡ液とイソシアネートを含むＢ液とからなる２液硬
化型の薬液である。発泡と硬化が同時に短時間で進行す
るため流出等の問題がなく、注入が容易であり、硬化体
が軽量であるため周辺への荷重が小さい。しかし、有機
系薬液、特にポリオールは高価格であるため施工コスト
がかかるという問題がある。ウレタン系薬液に無機充填
材を添加して薬液量を減らすことも考えられるが、一般
に薬液と無機充填材とを混合すると流動性が低下するた
め均一な混合物が得られなかったり、注入段階で閉塞が
起こる等の問題がある。このため、ウレタン系薬液−無
機充填材混合薬液では、組成および用途が極めて限定さ
れている。
含むＡ液とイソシアネートを含むＢ液とからなる２液硬
化型の薬液である。発泡と硬化が同時に短時間で進行す
るため流出等の問題がなく、注入が容易であり、硬化体
が軽量であるため周辺への荷重が小さい。しかし、有機
系薬液、特にポリオールは高価格であるため施工コスト
がかかるという問題がある。ウレタン系薬液に無機充填
材を添加して薬液量を減らすことも考えられるが、一般
に薬液と無機充填材とを混合すると流動性が低下するた
め均一な混合物が得られなかったり、注入段階で閉塞が
起こる等の問題がある。このため、ウレタン系薬液−無
機充填材混合薬液では、組成および用途が極めて限定さ
れている。
【０００４】一方、近年、再生紙抄造プロセスにより排
出される紙スラッジの焼却残滓（ＰＳ灰）の処理が問題
となっている。すなわち、再生紙抄造プロセスでは、脱
墨工程や離解工程等を経てパルプ繊維を回収し、これを
紙料として再生紙の抄造を行なっているが、この過程で
大量のスラッジが発生する。紙スラッジ(paper sludge)
あるいはパルプスラッジ(pulp sludge)と呼ばれるこの
廃棄物は、故紙に含まれていた充填剤、サイズ剤、顔料
等の無機成分および離解工程で分断された微細な繊維等
の有機成分からなるもので、環境水系に廃出するとヘド
ロ化するため、通常、焼却処理されている。この紙スラ
ッジを分離した後、粉砕、熱風乾燥し、しかる後、焼却
炉に投入して８００〜９００℃程度で焼却した残滓がＰ
Ｓ灰である。
出される紙スラッジの焼却残滓（ＰＳ灰）の処理が問題
となっている。すなわち、再生紙抄造プロセスでは、脱
墨工程や離解工程等を経てパルプ繊維を回収し、これを
紙料として再生紙の抄造を行なっているが、この過程で
大量のスラッジが発生する。紙スラッジ(paper sludge)
あるいはパルプスラッジ(pulp sludge)と呼ばれるこの
廃棄物は、故紙に含まれていた充填剤、サイズ剤、顔料
等の無機成分および離解工程で分断された微細な繊維等
の有機成分からなるもので、環境水系に廃出するとヘド
ロ化するため、通常、焼却処理されている。この紙スラ
ッジを分離した後、粉砕、熱風乾燥し、しかる後、焼却
炉に投入して８００〜９００℃程度で焼却した残滓がＰ
Ｓ灰である。
【０００５】再生紙生産量の増大に伴い、ＰＳ灰の廃出
量は膨大な量となってきている。ところが、ＰＳ灰は微
粉末あるいはその脆い凝集体からなるアルカリ性の粉体
であるため、野外放置したり埋立てに用いると周囲に飛
散して環境に悪影響を及ぼす。このため、ＰＳ灰を固形
化して環境中への散逸を防ぐとともに、処理産物を有効
に利用する方法の開発が望まれている。
量は膨大な量となってきている。ところが、ＰＳ灰は微
粉末あるいはその脆い凝集体からなるアルカリ性の粉体
であるため、野外放置したり埋立てに用いると周囲に飛
散して環境に悪影響を及ぼす。このため、ＰＳ灰を固形
化して環境中への散逸を防ぐとともに、処理産物を有効
に利用する方法の開発が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、モルタルよりも短時間で強度が得られる注入充填用
のウレタン系薬液にＰＳ灰等の無機微粉末を多量に混合
しても注入時の閉塞等の問題を起こさず、硬化体の強度
低下もなく、ウレタン系薬液による施工コストの低減化
が達成できる地山注入充填材の施工システムを提供する
ことにある。
は、モルタルよりも短時間で強度が得られる注入充填用
のウレタン系薬液にＰＳ灰等の無機微粉末を多量に混合
しても注入時の閉塞等の問題を起こさず、硬化体の強度
低下もなく、ウレタン系薬液による施工コストの低減化
が達成できる地山注入充填材の施工システムを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題解決の手段】本発明者らは、上記の課題に鑑みて
検討した結果、紙スラッジ灰（ＰＳ灰）および／または
フライアッシュおよびイソシアネートとの反応性を有す
る成分を含有するＡ液と、イソシアネートを含有するＢ
液とからなる２液反応型地山注入用薬液の注入工法にお
いて、前記Ａ液と無機微粉末をモノポンプを用いて混合
スラリーとした後、充填直前にスタティックミキサーを
用いて前記混合スラリーとＢ液とを混合して混合薬液を
形成して、これを地山内に注入する方法によれば、全薬
液量に対して１／３程度までＰＳ灰などの無機微粉末成
分を安定して混合でき、充填材と施工方法の大幅なコス
トダウンが実現できる。
検討した結果、紙スラッジ灰（ＰＳ灰）および／または
フライアッシュおよびイソシアネートとの反応性を有す
る成分を含有するＡ液と、イソシアネートを含有するＢ
液とからなる２液反応型地山注入用薬液の注入工法にお
いて、前記Ａ液と無機微粉末をモノポンプを用いて混合
スラリーとした後、充填直前にスタティックミキサーを
用いて前記混合スラリーとＢ液とを混合して混合薬液を
形成して、これを地山内に注入する方法によれば、全薬
液量に対して１／３程度までＰＳ灰などの無機微粉末成
分を安定して混合でき、充填材と施工方法の大幅なコス
トダウンが実現できる。
【０００８】 したがって、本発明は、以下の地山注入
方法および注入装置を提供する。 （１） イソシアネートとの反応により硬化する成分を
含有するＡ液と紙スラッジ灰および／またはフライアッ
シュとをモノポンプ内において混合してスラリーとし、
前記スラリーをイソシアネートを含有するＢ液とスタテ
ィックミキサーにおいて混合して得られる混合液を地山
に注入することを特徴とする地山注入充填材施工方法。 （２） Ａ液がイソシアネートとの反応により硬化する
成分として水ガラスを含有する前記１に記載の地山注入
充填材施工方法。 （３） Ａ液がイソシアネートとの反応により硬化する
成分としてポリオールを含有する前記１または２に記載
の地山注入充填材施工方法。 （４） 無機微粉末を注入薬液全量中、５０重量％まで
使用する１乃至３のいずれかに記載の地山注入充填材施
工方法。 （５） Ａ液がさらに界面活剤を含有する前記１乃至４
のいずれかに記載の地山注入充填材施工方法。
方法および注入装置を提供する。 （１） イソシアネートとの反応により硬化する成分を
含有するＡ液と紙スラッジ灰および／またはフライアッ
シュとをモノポンプ内において混合してスラリーとし、
前記スラリーをイソシアネートを含有するＢ液とスタテ
ィックミキサーにおいて混合して得られる混合液を地山
に注入することを特徴とする地山注入充填材施工方法。 （２） Ａ液がイソシアネートとの反応により硬化する
成分として水ガラスを含有する前記１に記載の地山注入
充填材施工方法。 （３） Ａ液がイソシアネートとの反応により硬化する
成分としてポリオールを含有する前記１または２に記載
の地山注入充填材施工方法。 （４） 無機微粉末を注入薬液全量中、５０重量％まで
使用する１乃至３のいずれかに記載の地山注入充填材施
工方法。 （５） Ａ液がさらに界面活剤を含有する前記１乃至４
のいずれかに記載の地山注入充填材施工方法。
【０００９】（６） 前記１乃至５のいずれかに記載の
充填材施工方法によるロックボルト定着方法。 （７） イソシアネートとの反応により硬化する成分を
含有するＡ液を溜める第一の液溜め１５、イソシアネー
トを含有するＢ液を溜める第二の液溜め２５、前記第一
の液溜１５に第一のポンプ手段１４を介して接続された
液体供給部１３と無機粉体投入部１２ａとを備えたモノ
ポンプ１１、第二の液溜め２５に第二のポンプ手段２４
を介して接続され液体注入部２７ａと前記モノポンプ１
１の吐出端１１ａに接続されたスラリー注入部１８ａと
混合充填材スラリー吐出口５０とを備えたスタティック
ミキサー４０を具備することを特徴とする前記１乃至６
のいずれかに記載の施工方法に使用する充填材混合吐出
装置。 （８） スタティックミキサーが注入ロッドに内蔵され
たものである前記７に記載の充填材混合吐出装置。
充填材施工方法によるロックボルト定着方法。 （７） イソシアネートとの反応により硬化する成分を
含有するＡ液を溜める第一の液溜め１５、イソシアネー
トを含有するＢ液を溜める第二の液溜め２５、前記第一
の液溜１５に第一のポンプ手段１４を介して接続された
液体供給部１３と無機粉体投入部１２ａとを備えたモノ
ポンプ１１、第二の液溜め２５に第二のポンプ手段２４
を介して接続され液体注入部２７ａと前記モノポンプ１
１の吐出端１１ａに接続されたスラリー注入部１８ａと
混合充填材スラリー吐出口５０とを備えたスタティック
ミキサー４０を具備することを特徴とする前記１乃至６
のいずれかに記載の施工方法に使用する充填材混合吐出
装置。 （８） スタティックミキサーが注入ロッドに内蔵され
たものである前記７に記載の充填材混合吐出装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の地山注入工法は、基本的
には、イソシアネートと反応して硬化する成分を含有す
る水性溶液であるＡ液、ＰＳ灰などの無機微粉末、およ
びイソシアネートを主成分として含むＢ液の混合物を地
山に注入するウレタン系薬液注入充填工法である。注入
薬液に無機微粉末を含まない従来の方法では、Ａ液とＢ
液をスタティックミキサーで混合し、地山に注入してい
る（図１(a))。この方法においてＡ液に無機微粉末を添
加した場合（図１(b))、撹拌混合機またはスタティック
ミキサー内で閉塞が生じるため、前述のように無機微粉
末添加量は２０％が限界である。これに対し、本発明の
方法では、Ａ液と無機微粉末とをモノポンプ内で予め混
合して混合スラリーとし、この混合スラリーをモノポン
プからスタティックミキサーに導き、ここでＢ液と混合
し、地山内に注入する（図１(c))。この方法によれば、
全薬液量に対して無機微粉末添加量を３０重量％以上〜
５０重量％程度まで高めても、混合注入過程でのポンプ
・管路の閉塞が発生しないという予想外の結果が得られ
た。
には、イソシアネートと反応して硬化する成分を含有す
る水性溶液であるＡ液、ＰＳ灰などの無機微粉末、およ
びイソシアネートを主成分として含むＢ液の混合物を地
山に注入するウレタン系薬液注入充填工法である。注入
薬液に無機微粉末を含まない従来の方法では、Ａ液とＢ
液をスタティックミキサーで混合し、地山に注入してい
る（図１(a))。この方法においてＡ液に無機微粉末を添
加した場合（図１(b))、撹拌混合機またはスタティック
ミキサー内で閉塞が生じるため、前述のように無機微粉
末添加量は２０％が限界である。これに対し、本発明の
方法では、Ａ液と無機微粉末とをモノポンプ内で予め混
合して混合スラリーとし、この混合スラリーをモノポン
プからスタティックミキサーに導き、ここでＢ液と混合
し、地山内に注入する（図１(c))。この方法によれば、
全薬液量に対して無機微粉末添加量を３０重量％以上〜
５０重量％程度まで高めても、混合注入過程でのポンプ
・管路の閉塞が発生しないという予想外の結果が得られ
た。
【００１１】なお、モノポンプは、ネジ式ポンプの一種
であるため搬送力が強い反面、搬送が終了した後、ネジ
溝等に被搬送物質が残留しやすい。このため、使用後の
整備に手間がかかるが、本発明では、無機微粉末とＡ液
という、いずれも水溶性ないし水分散性の良い物質のみ
をモノポンプ内に送るため、簡単な水洗いで内部の汚れ
を容易に洗い流すことができる。したがって、装置の取
扱い・保守等も容易な実用性の高い方法である。
であるため搬送力が強い反面、搬送が終了した後、ネジ
溝等に被搬送物質が残留しやすい。このため、使用後の
整備に手間がかかるが、本発明では、無機微粉末とＡ液
という、いずれも水溶性ないし水分散性の良い物質のみ
をモノポンプ内に送るため、簡単な水洗いで内部の汚れ
を容易に洗い流すことができる。したがって、装置の取
扱い・保守等も容易な実用性の高い方法である。
【００１２】以下、Ａ液−無機微粉末混合スラリー、Ｂ
液、およびこれらの混合注入システム、特にその好適な
適用例であるロックボルトの定着方法について詳述す
る。(I) Ａ液−無機微粉末混合スラリー 混合スラリーは、Ａ液成分と無機微粉末とからなる。 (1)Ａ液成分 Ａ液の主成分は、イソシアネートと反応して硬化する成
分を含有する水性溶液である。かかる成分として最も典
型的な成分はポリオールである。本発明で用い得るポリ
オールの種類は、特に限定されないが、有用なポリオー
ルの例としては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール（１，２−プロパンジオール）、１，３−プロパ
ンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタン
ジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコ
ール（ヘキサンジオール）等のジオール類が挙げられ
る。また、イソシアネート成分と反応してポリウレタン
樹脂を形成する、分子内にヒドロキシル基を２個以上有
するポリオール類であれば、通常のエーテル系またはエ
ステル系のポリオール以外の化合物も使用可能である。
このようなポリオール類の例としては、グリセリン、ト
リメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどのト
リオール類及びヒマシ油等の多官能性ポリオール類が挙
げられる。
液、およびこれらの混合注入システム、特にその好適な
適用例であるロックボルトの定着方法について詳述す
る。(I) Ａ液−無機微粉末混合スラリー 混合スラリーは、Ａ液成分と無機微粉末とからなる。 (1)Ａ液成分 Ａ液の主成分は、イソシアネートと反応して硬化する成
分を含有する水性溶液である。かかる成分として最も典
型的な成分はポリオールである。本発明で用い得るポリ
オールの種類は、特に限定されないが、有用なポリオー
ルの例としては、エチレングリコール、プロピレングリ
コール（１，２−プロパンジオール）、１，３−プロパ
ンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタン
ジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコ
ール（ヘキサンジオール）等のジオール類が挙げられ
る。また、イソシアネート成分と反応してポリウレタン
樹脂を形成する、分子内にヒドロキシル基を２個以上有
するポリオール類であれば、通常のエーテル系またはエ
ステル系のポリオール以外の化合物も使用可能である。
このようなポリオール類の例としては、グリセリン、ト
リメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどのト
リオール類及びヒマシ油等の多官能性ポリオール類が挙
げられる。
【００１３】また、これらの化合物あるいはソルビトー
ルやショ糖のような糖類に、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、エチレンプロピレン共重合等を付加
したポリオール類も用いることができる。例えば、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレン
オキサイド−プロピレンオキサイド共重合物、グリセリ
ントリオキシブタン、ポリオキシプロピレントリオール
等が挙げられる。
ルやショ糖のような糖類に、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、エチレンプロピレン共重合等を付加
したポリオール類も用いることができる。例えば、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレン
オキサイド−プロピレンオキサイド共重合物、グリセリ
ントリオキシブタン、ポリオキシプロピレントリオール
等が挙げられる。
【００１４】さらに、アミノ基を含むポリオールも好適
に用いられる。このようなポリオール化合物の例として
は、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のモ
ノアミン類、及び、モノエタノールアミン、エチレンジ
アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
トリエチレンジアミン等のアミン類にエチレンオキサイ
ドまたはプロピレンオキサイド等を付加した付加物等が
挙げられる。
に用いられる。このようなポリオール化合物の例として
は、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のモ
ノアミン類、及び、モノエタノールアミン、エチレンジ
アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
トリエチレンジアミン等のアミン類にエチレンオキサイ
ドまたはプロピレンオキサイド等を付加した付加物等が
挙げられる。
【００１５】Ａ液は、硬化反応に悪影響を及ぼさない程
度において、希釈液として水を含むことが好ましい。水
の添加により流動性を上げるとともにポリオールの使用
量を減らしてコストを下げることができる。但し、希釈
水が過剰であると添加される無機微粉末が分離したり、
注入の際に水が地山に吸収されたりしてＢ液との反応に
よる硬化体の強度が低下する等の問題が生じる。したが
って、Ａ液中の水分量は、Ａ液の全量の１０〜９０重量
％が好ましく、十分な強度を得るためには、水分量を６
０重量％以下とすることが好ましい。
度において、希釈液として水を含むことが好ましい。水
の添加により流動性を上げるとともにポリオールの使用
量を減らしてコストを下げることができる。但し、希釈
水が過剰であると添加される無機微粉末が分離したり、
注入の際に水が地山に吸収されたりしてＢ液との反応に
よる硬化体の強度が低下する等の問題が生じる。したが
って、Ａ液中の水分量は、Ａ液の全量の１０〜９０重量
％が好ましく、十分な強度を得るためには、水分量を６
０重量％以下とすることが好ましい。
【００１６】Ｂ液との反応を円滑に進めるために、Ａ液
には、硬化触媒を添加することが好ましい。このような
触媒の例としては、ジメチルオクチルアミン、ジメチル
ラウリルアミン、モルホリン、ピペラジン等の３級アル
キルアミンや環状アミン、ジブチル錫ジラウレート、ト
リエチレンジアミン、イミダゾール、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンその
他の水溶性のアミン、ベタインあるいはイミダゾール型
の触媒等が挙げられる。硬化触媒の添加量は、Ｂ液に対
して0.1〜２０重量％、好ましくは0.5〜１０重量％の範
囲である。
には、硬化触媒を添加することが好ましい。このような
触媒の例としては、ジメチルオクチルアミン、ジメチル
ラウリルアミン、モルホリン、ピペラジン等の３級アル
キルアミンや環状アミン、ジブチル錫ジラウレート、ト
リエチレンジアミン、イミダゾール、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンその
他の水溶性のアミン、ベタインあるいはイミダゾール型
の触媒等が挙げられる。硬化触媒の添加量は、Ｂ液に対
して0.1〜２０重量％、好ましくは0.5〜１０重量％の範
囲である。
【００１７】さらに、Ａ液には、水ガラス等のケイ酸塩
や界面活性剤を添加することが好ましい。水ガラスは、
水希釈による強度の低下を補い初期強度の発生を早める
効果がある。界面活性剤は、無機微粉末を薬液中に分散
させる上で有用であり、起泡剤、流動化剤としても機能
する。かかる界面活性剤の例としては、アルキルサルフ
ェート、アルキルベンゼンスルホネート、エトキシアル
キルサルフェート、エトキシアルキルベンゼンサルフェ
ート等のナトリウム塩、アミン塩、アンモニウム塩、ア
ルキルリン酸塩のような陰イオン性界面活性剤、ポリエ
チレングリコールアルキルエーテルのような非イオン性
界面活剤等が挙げられる。これらの界面活性剤の中でも
アルキルアミンオキサイド系が好ましい。界面活性剤の
添加量は、無機微粉末や硬化触媒等の添加剤に対して、
好ましくは１００重量％以下、より好ましくは１０〜２
０重量％である。
や界面活性剤を添加することが好ましい。水ガラスは、
水希釈による強度の低下を補い初期強度の発生を早める
効果がある。界面活性剤は、無機微粉末を薬液中に分散
させる上で有用であり、起泡剤、流動化剤としても機能
する。かかる界面活性剤の例としては、アルキルサルフ
ェート、アルキルベンゼンスルホネート、エトキシアル
キルサルフェート、エトキシアルキルベンゼンサルフェ
ート等のナトリウム塩、アミン塩、アンモニウム塩、ア
ルキルリン酸塩のような陰イオン性界面活性剤、ポリエ
チレングリコールアルキルエーテルのような非イオン性
界面活剤等が挙げられる。これらの界面活性剤の中でも
アルキルアミンオキサイド系が好ましい。界面活性剤の
添加量は、無機微粉末や硬化触媒等の添加剤に対して、
好ましくは１００重量％以下、より好ましくは１０〜２
０重量％である。
【００１８】(2)無機微粉末
本発明の方法では、無機微粉末として特にＰＳ灰が好ま
しく用いられる。ＰＳ灰は廃棄物であり、コストのかか
らない原料として入手できるため工費節減効果が大き
い。しかも、ＰＳ灰を有用な資源として全薬液量に対し
て１／３程度まで大量に混合して利用することができ
る。しかし、本発明の方法では、ＰＳ灰以外の無機微粉
末をも利用可能である。このような無機微粉末として
は、フライアッシュが挙げられる。ＰＳ灰とフライアッ
シュを混合して用いてもよい。
しく用いられる。ＰＳ灰は廃棄物であり、コストのかか
らない原料として入手できるため工費節減効果が大き
い。しかも、ＰＳ灰を有用な資源として全薬液量に対し
て１／３程度まで大量に混合して利用することができ
る。しかし、本発明の方法では、ＰＳ灰以外の無機微粉
末をも利用可能である。このような無機微粉末として
は、フライアッシュが挙げられる。ＰＳ灰とフライアッ
シュを混合して用いてもよい。
【００１９】(3)混合スラリー製造
混合スラリーの製造は、後述の混合システムのモノポン
プ部において行なう。通常、粉体：Ａ液の好ましい混合
比は，１：0.5〜１：２より好ましくは1.2：0.8〜0.8：
1.2の範囲である。粉体量を上限値以上の比率で用いる
とスラリーの搬送・注入の上で問題を生じる。下限値以
下の比率で用いた場合はコスト低減効果が小さくなる。
プ部において行なう。通常、粉体：Ａ液の好ましい混合
比は，１：0.5〜１：２より好ましくは1.2：0.8〜0.8：
1.2の範囲である。粉体量を上限値以上の比率で用いる
とスラリーの搬送・注入の上で問題を生じる。下限値以
下の比率で用いた場合はコスト低減効果が小さくなる。
【００２０】(II)Ｂ液成分
Ｂ液成分はＡ液のポリオールと反応して硬化体を形成す
るイソシアネートであれば特に限定されないが、親水性
イソシアネートが好ましい。ポリメリックＭＤＩ、モノ
メリックＭＤＩを原料とし、水に自己乳化性の一級ＯＨ
を含有するプレポリマーが好ましい。このようなプレポ
リマーの製造に用いるポリイソシアネートとしては、ジ
フェニルメタンジイソシアネート、１，４−ブタンジイ
ソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
ト、１，６−ヘキサンジイソシアネート、シクロヘキサ
ンジイソシアネート、１，５−ビスイソシアネート−
１，３，３−トリメチルシクロヘキサン、ｍ−キシリレ
ンイソシアネート、１，３−ビス−（イソシアネートメ
チル）ベンゼン及びメチルシクロヘキサンジイソシアネ
ート等の脂肪族ジイソシアネート、２，４−または２，
６−トリレンジイソシアネート、ｍ−またはｐ−フェニ
レンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシア
ネート等が挙げられる。ジフェニルメタンジイソシアネ
ートが特に好ましい。ジフェニルメタンジイソシアネー
トには種々の異性体が存在するが、いずれも用いること
ができる。これらの混合物でもよい。
るイソシアネートであれば特に限定されないが、親水性
イソシアネートが好ましい。ポリメリックＭＤＩ、モノ
メリックＭＤＩを原料とし、水に自己乳化性の一級ＯＨ
を含有するプレポリマーが好ましい。このようなプレポ
リマーの製造に用いるポリイソシアネートとしては、ジ
フェニルメタンジイソシアネート、１，４−ブタンジイ
ソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
ト、１，６−ヘキサンジイソシアネート、シクロヘキサ
ンジイソシアネート、１，５−ビスイソシアネート−
１，３，３−トリメチルシクロヘキサン、ｍ−キシリレ
ンイソシアネート、１，３−ビス−（イソシアネートメ
チル）ベンゼン及びメチルシクロヘキサンジイソシアネ
ート等の脂肪族ジイソシアネート、２，４−または２，
６−トリレンジイソシアネート、ｍ−またはｐ−フェニ
レンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシア
ネート等が挙げられる。ジフェニルメタンジイソシアネ
ートが特に好ましい。ジフェニルメタンジイソシアネー
トには種々の異性体が存在するが、いずれも用いること
ができる。これらの混合物でもよい。
【００２１】プレポリマーは、上述のイソシアネートを
ポリアルキレングリコールと反応させることにより得ら
れる。このようなポリアルキレングリコールは、ポリエ
チレングリコールまたはエチレンオキサイド（ＥＯ）−
プロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合体が用いられる。 （Ａ液＋無機粉末からなる）混合スラリ−とＢ液との最
適混合比は、スラリー中のＡ液の含有量、スラリーの粘
性、求められる硬化時間等の要素により変化するが、通
常は、３：１〜0.5：１の範囲であり、より好ましくは
1.8：１〜2.2：１の範囲である。スラリー量が過剰であ
ると地山への注入が円滑に進行しない、あるいは注入後
の硬化が不十分になるという問題がある。Ｂ液が過剰で
も注入後の硬化が不十分になる。
ポリアルキレングリコールと反応させることにより得ら
れる。このようなポリアルキレングリコールは、ポリエ
チレングリコールまたはエチレンオキサイド（ＥＯ）−
プロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合体が用いられる。 （Ａ液＋無機粉末からなる）混合スラリ−とＢ液との最
適混合比は、スラリー中のＡ液の含有量、スラリーの粘
性、求められる硬化時間等の要素により変化するが、通
常は、３：１〜0.5：１の範囲であり、より好ましくは
1.8：１〜2.2：１の範囲である。スラリー量が過剰であ
ると地山への注入が円滑に進行しない、あるいは注入後
の硬化が不十分になるという問題がある。Ｂ液が過剰で
も注入後の硬化が不十分になる。
【００２２】(III) 混合注入システム
Ａ液と無機微粉末との混合、およびこれにより得られる
混合スラリーとＢ液との混合・注入は、図２に例示する
システムにより行なわれる。図２のシステムは、基本的
には(1)予備混合部（混合スラリー形成部）、(2)最終混
合部（注入薬液形成部）、(3)制御部および(4)注入部か
らなる。以下、各部について説明する。
混合スラリーとＢ液との混合・注入は、図２に例示する
システムにより行なわれる。図２のシステムは、基本的
には(1)予備混合部（混合スラリー形成部）、(2)最終混
合部（注入薬液形成部）、(3)制御部および(4)注入部か
らなる。以下、各部について説明する。
【００２３】(1)予備混合部（混合スラリー形成部）
混合スラリー形成部は、一方の端部に無機粉体投入部１
２ａと液体注入部１３を有するモノポンプ１１、液体注
入部１３に液体搬送管１７を介して接続されたポンプ手
段１４、該ポンプ手段１４に液体搬送管１６を介して接
続されたＡ液を溜める第一の液溜め１５からなる。ポン
プ手段１４は制御部３０と電気的に接続され、その制御
下に必要量のＡ液を第一の液溜め１５から吸液してモノ
ポンプ１１に送り込む。無機粉体受入れホッパー１２に
は、粉体の固結を避けるため、撹拌手段を設けてもよ
い。ホッパー１２の下部はモノポンプの無機粉体投入部
１２ａに接続され、重力あるいは前記の撹拌手段の作用
により無機粉体をモノポンプ内に送り込む。ホッパー１
２への粉体の投入は消費量を見ながら適宜行なえばよ
い。必要に応じてホッパー内あるいはモノポンプとの接
続部に、粉体の消費量を測定するため計測手段を設け、
粉体消費量の情報を制御部３０に送るようにしてもよ
い。
２ａと液体注入部１３を有するモノポンプ１１、液体注
入部１３に液体搬送管１７を介して接続されたポンプ手
段１４、該ポンプ手段１４に液体搬送管１６を介して接
続されたＡ液を溜める第一の液溜め１５からなる。ポン
プ手段１４は制御部３０と電気的に接続され、その制御
下に必要量のＡ液を第一の液溜め１５から吸液してモノ
ポンプ１１に送り込む。無機粉体受入れホッパー１２に
は、粉体の固結を避けるため、撹拌手段を設けてもよ
い。ホッパー１２の下部はモノポンプの無機粉体投入部
１２ａに接続され、重力あるいは前記の撹拌手段の作用
により無機粉体をモノポンプ内に送り込む。ホッパー１
２への粉体の投入は消費量を見ながら適宜行なえばよ
い。必要に応じてホッパー内あるいはモノポンプとの接
続部に、粉体の消費量を測定するため計測手段を設け、
粉体消費量の情報を制御部３０に送るようにしてもよ
い。
【００２４】液体注入部１３は、樹脂ないし鋼鉄製の液
体搬送管１７をネジ切り構造で固定した慣用の構成でよ
い。ポンプ手段１４は、制御信号に応じて送液量を調整
し得るものであれば特に限定されない。例えば、ロータ
リーポンプやプランジャーポンプ等が用いられる。
体搬送管１７をネジ切り構造で固定した慣用の構成でよ
い。ポンプ手段１４は、制御信号に応じて送液量を調整
し得るものであれば特に限定されない。例えば、ロータ
リーポンプやプランジャーポンプ等が用いられる。
【００２５】モノポンプ１１は、金属製で基本的には断
面が円形の雄ネジ型ローター（回転子）を、断面が長円
形（一般的には矩形の両端に半円を付加した形状）の弾
性材質からなるステーター（固定子）内に装着したもの
であり、ローターはステーター内を偏心しながら回転す
る。ローターが回転すると、ローターとステーター内の
物質はネジの原理により搬送される。なお、モノポンプ
は、チョコレートやバター、アスファルト等の粘性物質
を搬送する慣用のポンプであり、本発明でもそのような
モノポンプを利用することができる。内径、長さ、ロー
ターのピッチ等はスラリーの配合組成によって異なる
が、通常は、内径５〜１０ｃｍ、長さ0.1〜１ｍ、ロー
ターのピッチ１〜２０ｃｍ程度のものを用いることが可
能である。
面が円形の雄ネジ型ローター（回転子）を、断面が長円
形（一般的には矩形の両端に半円を付加した形状）の弾
性材質からなるステーター（固定子）内に装着したもの
であり、ローターはステーター内を偏心しながら回転す
る。ローターが回転すると、ローターとステーター内の
物質はネジの原理により搬送される。なお、モノポンプ
は、チョコレートやバター、アスファルト等の粘性物質
を搬送する慣用のポンプであり、本発明でもそのような
モノポンプを利用することができる。内径、長さ、ロー
ターのピッチ等はスラリーの配合組成によって異なる
が、通常は、内径５〜１０ｃｍ、長さ0.1〜１ｍ、ロー
ターのピッチ１〜２０ｃｍ程度のものを用いることが可
能である。
【００２６】本発明においては、剪断応力が小さいこと
を特徴の一つとするモノポンプを用いることにより、ポ
ンプ内において無機粉体とＡ液の混合が円滑に進行し、
かつ、混合物であるスラリーを閉塞なく吐出することで
きる。また、モノポンプは強力かつ安定した搬送力を有
するため、単位時間当たりの吐出量が安定し、さらに、
モノポンプ１１の後に位置するＢ液との混合部において
も閉塞等が生じない。制御部３０はポンプ手段１４に電
気的に接続しており、操作員の手動操作により、あるい
はホッパー１２から送られる湿粉体消費量の情報に基づ
き自動的に、ポンプ手段１４を制御して、第一液溜め
（Ａ液溜め）１５からの吸液量・モノポンプ１１への送
液量を調整する。
を特徴の一つとするモノポンプを用いることにより、ポ
ンプ内において無機粉体とＡ液の混合が円滑に進行し、
かつ、混合物であるスラリーを閉塞なく吐出することで
きる。また、モノポンプは強力かつ安定した搬送力を有
するため、単位時間当たりの吐出量が安定し、さらに、
モノポンプ１１の後に位置するＢ液との混合部において
も閉塞等が生じない。制御部３０はポンプ手段１４に電
気的に接続しており、操作員の手動操作により、あるい
はホッパー１２から送られる湿粉体消費量の情報に基づ
き自動的に、ポンプ手段１４を制御して、第一液溜め
（Ａ液溜め）１５からの吸液量・モノポンプ１１への送
液量を調整する。
【００２７】(2)最終混合部（注入薬液形成部）
モノポンプ１１内で混合された粉体とＡ液の混合スラリ
ーは、モノポンプ吐出端１１ａにスラリー搬送管１８を
介して接続されたスラリー注入部１８ａと、液体搬送管
２６、２７およびポンプ手段２４を介してＢ液を溜める
第二の液溜め２５に接続されている液体注入部２７ａと
スラリー吐出口５０とを備えたスタティックミキサー４
０へと導かれる。ポンプ手段２４は制御部３０と電気的
に接続しており、手動操作により、あるいは混合スラリ
ー形成部やスタティックミキサー等から送られる情報に
基づき、ポンプ手段２４を制御して混合スラリーの量に
応じた必要量を第二の液溜め２５から吸液してスタティ
ックミキサー４０に送り込む。スタティックミキサー４
０は慣用のものでよい。図２に示すように、注入ロッド
に内蔵して用い、混合と併せて地山への注入を行なうこ
とが好ましいが、注入ロッドの前段にスタティックミキ
サー４０を別に設けてもよい。
ーは、モノポンプ吐出端１１ａにスラリー搬送管１８を
介して接続されたスラリー注入部１８ａと、液体搬送管
２６、２７およびポンプ手段２４を介してＢ液を溜める
第二の液溜め２５に接続されている液体注入部２７ａと
スラリー吐出口５０とを備えたスタティックミキサー４
０へと導かれる。ポンプ手段２４は制御部３０と電気的
に接続しており、手動操作により、あるいは混合スラリ
ー形成部やスタティックミキサー等から送られる情報に
基づき、ポンプ手段２４を制御して混合スラリーの量に
応じた必要量を第二の液溜め２５から吸液してスタティ
ックミキサー４０に送り込む。スタティックミキサー４
０は慣用のものでよい。図２に示すように、注入ロッド
に内蔵して用い、混合と併せて地山への注入を行なうこ
とが好ましいが、注入ロッドの前段にスタティックミキ
サー４０を別に設けてもよい。
【００２８】(3)制御部
制御部３０は、予め設定された条件に従い、各液溜めか
ら薬液を吸液しモノポンプあるいはスタティックミキサ
ー内に送り込むためのものである。実用的には、Ａ液お
よびＢ液送液系のポンプ手段１４および２４とともに単
一の筐体中に設置し、筐体表面に制御パネルを設けるこ
とにより、液種や送液量等の状態表示、液種の切替えや
送液量の調整、動作モード（例えば、手動運転、自動運
転モード等）の切替え等の各種操作を統合的に行なうよ
うにする。
ら薬液を吸液しモノポンプあるいはスタティックミキサ
ー内に送り込むためのものである。実用的には、Ａ液お
よびＢ液送液系のポンプ手段１４および２４とともに単
一の筐体中に設置し、筐体表面に制御パネルを設けるこ
とにより、液種や送液量等の状態表示、液種の切替えや
送液量の調整、動作モード（例えば、手動運転、自動運
転モード等）の切替え等の各種操作を統合的に行なうよ
うにする。
【００２９】(4)注入部
上述のように、最終的に得られたＡ液＋無機微粉末＋Ｂ
液混合物は地山や穿孔内に注入充填される。注入には慣
用の注入手段を用いることができる。例えば、注入ロッ
ド、あるいは、中空ロックボルト、充填ホース等が挙げ
られる。注入ロッド等の長さは無機微粉末の配合量にも
よるが、一般的には５〜１０ｍ程度の長尺ロッドの使用
が可能である。上述のように、スタティックミキサー内
蔵型のロッドやロックボルトを用いることが好ましい。
なお、以上の説明はシステムの典型例を説明するための
ものであり、本発明の技術思想の範囲内で各部の構成、
特に最終混合部、制御部、注入部の構成を変更・修正す
ることは可能である。
液混合物は地山や穿孔内に注入充填される。注入には慣
用の注入手段を用いることができる。例えば、注入ロッ
ド、あるいは、中空ロックボルト、充填ホース等が挙げ
られる。注入ロッド等の長さは無機微粉末の配合量にも
よるが、一般的には５〜１０ｍ程度の長尺ロッドの使用
が可能である。上述のように、スタティックミキサー内
蔵型のロッドやロックボルトを用いることが好ましい。
なお、以上の説明はシステムの典型例を説明するための
ものであり、本発明の技術思想の範囲内で各部の構成、
特に最終混合部、制御部、注入部の構成を変更・修正す
ることは可能である。
【００３０】(IV)施工方法
本発明の施工方法は、地山の空洞や空隙に薬液を注入固
化して地山の強度の改善や止水等を図るのにも有効であ
るが、特に、ロックボルトを地山に定着させるのに有用
である。ロックボルト工法では、トンネルの壁面および
／または天盤に孔を開け、これに支保部材であるロック
ボルトを挿入固定する。通常は図３(a)および(b)に示す
ようにトンネル６０の延長軸から見てほぼ放射状に設置
する。ロックボルト７０を設けることにより、その引張
力に相当する力が内圧としてトンネル壁面に作用し、こ
れにより、二軸応力状態のトンネル近傍の地山１００が
三軸応力状態に保たれる。この結果、地山の強度あるい
は耐荷能力の低下が防止される（内圧効果）。また、内
圧効果により一体化して耐荷能力が高められたトンネル
周辺の地山は、内空側に一様に変位することによってグ
ランドアーチを形成する。さらに、ロックボルトの挿入
により地山のせん断抵抗力が増すなどの効果もある。
化して地山の強度の改善や止水等を図るのにも有効であ
るが、特に、ロックボルトを地山に定着させるのに有用
である。ロックボルト工法では、トンネルの壁面および
／または天盤に孔を開け、これに支保部材であるロック
ボルトを挿入固定する。通常は図３(a)および(b)に示す
ようにトンネル６０の延長軸から見てほぼ放射状に設置
する。ロックボルト７０を設けることにより、その引張
力に相当する力が内圧としてトンネル壁面に作用し、こ
れにより、二軸応力状態のトンネル近傍の地山１００が
三軸応力状態に保たれる。この結果、地山の強度あるい
は耐荷能力の低下が防止される（内圧効果）。また、内
圧効果により一体化して耐荷能力が高められたトンネル
周辺の地山は、内空側に一様に変位することによってグ
ランドアーチを形成する。さらに、ロックボルトの挿入
により地山のせん断抵抗力が増すなどの効果もある。
【００３１】ロックボルト工法が十分な効果を発揮する
ためには、ロックボルトを地山１００内に確実に定着固
定することが必要である。このため、一般的には、ロッ
クボルトを全面的に地山（穿孔内面）に接着する方法が
採られている。具体的には、(i)セメントモルタルを注
入した穿孔内にロックボルトを挿入しセメントモルタル
を硬化させる方法、(ii)セメントモルタルや樹脂系接着
剤を充填した袋を穿孔内に入れて置き、ロックボルトを
挿入することによりこの袋を破って定着材を孔内に満た
し硬化させる方法、あるいは、(iii)予め穿った孔内に
挿入した後、または、打ち込みもしくは自穿式のロック
ボルトを用いて地山内に打設した後、ロックボルト周囲
に定着材を注入する方法がある。(i)の方法は湧水が多
い地山には適用できない。(ii)の方法は定着が確実に行
なえるという特長があるが施工コストが高いという問題
点を有する。また、これらの方法を実施するには、孔が
確実に自立し得るような地山でなければならない。
ためには、ロックボルトを地山１００内に確実に定着固
定することが必要である。このため、一般的には、ロッ
クボルトを全面的に地山（穿孔内面）に接着する方法が
採られている。具体的には、(i)セメントモルタルを注
入した穿孔内にロックボルトを挿入しセメントモルタル
を硬化させる方法、(ii)セメントモルタルや樹脂系接着
剤を充填した袋を穿孔内に入れて置き、ロックボルトを
挿入することによりこの袋を破って定着材を孔内に満た
し硬化させる方法、あるいは、(iii)予め穿った孔内に
挿入した後、または、打ち込みもしくは自穿式のロック
ボルトを用いて地山内に打設した後、ロックボルト周囲
に定着材を注入する方法がある。(i)の方法は湧水が多
い地山には適用できない。(ii)の方法は定着が確実に行
なえるという特長があるが施工コストが高いという問題
点を有する。また、これらの方法を実施するには、孔が
確実に自立し得るような地山でなければならない。
【００３２】本発明の施工方法は、上記の(i)および(ii
i)、特に(iii)のロックボルト定着方式に用いるのに適
している。(iii)の定着方式は、図３(b)の側断面図に示
したような上向き施工部にも適用が可能であり、特に打
込式や自穿式は、孔の自立が困難な場合にも適用できる
という大きな特長を有する。このため、本発明の方法に
よるロックボルトの定着は、穿孔の自立性の高い地山か
ら自立性の低い軟弱な地山まで各種の等級の地山で各種
の等級の地山で実施可能である。本発明の方法をロック
ボルト定着に用いる場合には、好ましくは、地山１００
内に穿ち開けた孔９０内にロックボルト７０を挿入する
か、ロックボルト７０を打ち込みまたは自穿した後、該
孔内に上記の方法に従い無機微粉末を含む定着液を注入
することにより行なう。注入は、中空ロックボルトを用
いる場合は管部７５を通じて行なうことができる（図４
(a))。中実のロックボルトを用いる場合、ロックボルト
の側面に充填ホースあるいは小口径の注入管８０を設け
（図４(b))、これを通して注入を行なえばよい。
i)、特に(iii)のロックボルト定着方式に用いるのに適
している。(iii)の定着方式は、図３(b)の側断面図に示
したような上向き施工部にも適用が可能であり、特に打
込式や自穿式は、孔の自立が困難な場合にも適用できる
という大きな特長を有する。このため、本発明の方法に
よるロックボルトの定着は、穿孔の自立性の高い地山か
ら自立性の低い軟弱な地山まで各種の等級の地山で各種
の等級の地山で実施可能である。本発明の方法をロック
ボルト定着に用いる場合には、好ましくは、地山１００
内に穿ち開けた孔９０内にロックボルト７０を挿入する
か、ロックボルト７０を打ち込みまたは自穿した後、該
孔内に上記の方法に従い無機微粉末を含む定着液を注入
することにより行なう。注入は、中空ロックボルトを用
いる場合は管部７５を通じて行なうことができる（図４
(a))。中実のロックボルトを用いる場合、ロックボルト
の側面に充填ホースあるいは小口径の注入管８０を設け
（図４(b))、これを通して注入を行なえばよい。
【００３３】なお、ロックボルトは、通常、鋼鉄あるい
はＦＲＰ等の高強度棒状乃至筒状部材であるが、本発明
の方法は、ＰＣ鋼より線や高強度樹脂線等からなるケー
ブルボルトの定着にも用いることができる。以上、本発
明の地山注入充填材施工方法をロックボルトの定着につ
いて説明したが、本発明の方法は、これ以外の地山充填
やコンクリート建築物のひび割れ補修等にも利用可能で
ある。
はＦＲＰ等の高強度棒状乃至筒状部材であるが、本発明
の方法は、ＰＣ鋼より線や高強度樹脂線等からなるケー
ブルボルトの定着にも用いることができる。以上、本発
明の地山注入充填材施工方法をロックボルトの定着につ
いて説明したが、本発明の方法は、これ以外の地山充填
やコンクリート建築物のひび割れ補修等にも利用可能で
ある。
【００３４】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の地山注入充填
材施工方法を説明する。なお、以下の例において、圧縮
強度は、コンクリートの圧縮強度試験方法（JIS-A1108)
に準じて硬化体について測定した値である。実施例１ ＰＳ灰１００部、ポリオール（ポリプロピレングリコー
ル（ＯＨ価５００))１５部、硬化触媒（アミン系）１
部、界面活性剤２部及び水ガラス８２部をモノポンプ
（φ５０ｍｍ、全長：３０ｃｍ、ローターのピッチ：５
ｃｍ）にて混合して混合スラリーを調製した。一方、端
部に２つの注入孔を備え、スタティックミキサーを内蔵
した筒状の注入ロッド（内径：１０ｍｍ、長さ：３ｍ）
を用意し、前記の注入孔から混合スラリーとイソシアネ
ート（ＭＤＩポリアルキレングリコールプレポリマー）
を含むＢ液を、混合スラリー：Ｂ液の供給比が２：１
（重量比）となるようにそれぞれ供給した。注入ロッド
からの吐出物は、Ａ液、Ｂ液とＰＳ灰が均一に混合した
液体で、毎分１０リットルの吐出が実現できた。
材施工方法を説明する。なお、以下の例において、圧縮
強度は、コンクリートの圧縮強度試験方法（JIS-A1108)
に準じて硬化体について測定した値である。実施例１ ＰＳ灰１００部、ポリオール（ポリプロピレングリコー
ル（ＯＨ価５００))１５部、硬化触媒（アミン系）１
部、界面活性剤２部及び水ガラス８２部をモノポンプ
（φ５０ｍｍ、全長：３０ｃｍ、ローターのピッチ：５
ｃｍ）にて混合して混合スラリーを調製した。一方、端
部に２つの注入孔を備え、スタティックミキサーを内蔵
した筒状の注入ロッド（内径：１０ｍｍ、長さ：３ｍ）
を用意し、前記の注入孔から混合スラリーとイソシアネ
ート（ＭＤＩポリアルキレングリコールプレポリマー）
を含むＢ液を、混合スラリー：Ｂ液の供給比が２：１
（重量比）となるようにそれぞれ供給した。注入ロッド
からの吐出物は、Ａ液、Ｂ液とＰＳ灰が均一に混合した
液体で、毎分１０リットルの吐出が実現できた。
【００３５】上記吐出物を穿孔に見立てたアクリル透明
管（内容積：0.01ｍ3）に注入したところ、注入ロッド
の閉塞を招くことなく充填を完了した。硬化完了後、硬
化体を切り出して内部を観察したところ、ＰＳ灰が均一
に分散して固定されていた。また、硬化したポリウレタ
ン体の一軸圧縮強度は２００ｋｇｆ／ｃｍ2、比重は1.2
であった。硬化時間は混合スラリーとＢ液混合後およそ
３０分程度である。なお、吐出完了後、モノポンプ内を
水洗し分解観察したところ、モノポンプ内の残留スラリ
ーは完全に流し出されていた。したがって、本発明の施
工方法では有機洗浄液の使用が制限される現場でも問題
なく実施できる。
管（内容積：0.01ｍ3）に注入したところ、注入ロッド
の閉塞を招くことなく充填を完了した。硬化完了後、硬
化体を切り出して内部を観察したところ、ＰＳ灰が均一
に分散して固定されていた。また、硬化したポリウレタ
ン体の一軸圧縮強度は２００ｋｇｆ／ｃｍ2、比重は1.2
であった。硬化時間は混合スラリーとＢ液混合後およそ
３０分程度である。なお、吐出完了後、モノポンプ内を
水洗し分解観察したところ、モノポンプ内の残留スラリ
ーは完全に流し出されていた。したがって、本発明の施
工方法では有機洗浄液の使用が制限される現場でも問題
なく実施できる。
【００３６】比較例１
実施例１と同じＡ液およびＰＳ灰を用いて撹拌混合機に
よりＡ液−ＰＳ灰混合液を調製し、Ｂ液との比を２：１
（重量比）として固定し、スタティックミキサー内に供
給した。液体（Ａ液＋Ｂ液）に対するＰＳ灰の重量比を
変えて、スタティックミキサー内からの吐出状態を調べ
たところ、ＰＳ灰／（液体＋ＰＳ灰）重量比が１５％で
吐出に困難を生じ、２０％を超えると、薬液供給圧力を
増加させても吐出は断続的になり、安定した注入充填は
不可能であることが確認された。
よりＡ液−ＰＳ灰混合液を調製し、Ｂ液との比を２：１
（重量比）として固定し、スタティックミキサー内に供
給した。液体（Ａ液＋Ｂ液）に対するＰＳ灰の重量比を
変えて、スタティックミキサー内からの吐出状態を調べ
たところ、ＰＳ灰／（液体＋ＰＳ灰）重量比が１５％で
吐出に困難を生じ、２０％を超えると、薬液供給圧力を
増加させても吐出は断続的になり、安定した注入充填は
不可能であることが確認された。
【００３７】実施例２
ＰＳ灰に代えてフライアッシュ１００部を用いた他は実
施例１と同様に混合スラリーを調製し、スラリー：Ｂ液
の供給比を２：１（重量比）として実施例１と同様に充
填実験を行なった。注入ロッドの閉塞を招くことなく充
填が完了し、硬化完了後、硬化体を切り出して内部を観
察したところ、無機微粉末が均一に分散して固定されて
いた。また、硬化したポリウレタン体の一軸圧縮強度は
２００ｋｇｆ／ｃｍ2、比重は1.2であった。
施例１と同様に混合スラリーを調製し、スラリー：Ｂ液
の供給比を２：１（重量比）として実施例１と同様に充
填実験を行なった。注入ロッドの閉塞を招くことなく充
填が完了し、硬化完了後、硬化体を切り出して内部を観
察したところ、無機微粉末が均一に分散して固定されて
いた。また、硬化したポリウレタン体の一軸圧縮強度は
２００ｋｇｆ／ｃｍ2、比重は1.2であった。
【００３８】
【発明の効果】本発明の方法によれば、高価な有機薬液
の使用量を低減することができるため、より低いコスト
で注入充填工法が施工できる。また、従来、廃棄物処理
が問題となっているＰＳ灰を無機微粉末原料として利用
できるため、その実用的意義は極めて大きい。さらに、
無機微粉末の添加によりポリウレタン硬化体の強度が改
善される効果も得られる。特にロックボルトの定着方法
として有用である。
の使用量を低減することができるため、より低いコスト
で注入充填工法が施工できる。また、従来、廃棄物処理
が問題となっているＰＳ灰を無機微粉末原料として利用
できるため、その実用的意義は極めて大きい。さらに、
無機微粉末の添加によりポリウレタン硬化体の強度が改
善される効果も得られる。特にロックボルトの定着方法
として有用である。
【図１】 従来法（ａ）、比較法（ｂ）および本発明の
方法（ｃ）による充填材混合プロセスを示す。
方法（ｃ）による充填材混合プロセスを示す。
【図２】 本発明の薬液注入充填システム例の概略構成
を示す。
を示す。
【図３】 ロックボルトの打設態様を模式的に示す断面
図。
図。
【図４】 ロックボルト定着液の充填態様を模式的に示
す断面図。
す断面図。
１１ モノポンプ、１２ 粉体投入用ホッパー、１３
液体注入部、１４ ポンプ手段、１５ 第一液溜め（Ａ
液溜め）、１６、１７ 液体搬送管、１８ スラリー搬
送管、２４ ポンプ手段、２５ 第一液溜め（Ｂ液溜
め）、２６、２７液体搬送管、３０ 制御部、４０ ス
タティックミキサー、５０ 混合充填材スラリー吐出
口、６０ トンネル、７０ ロックボルト、７５ 中空
部、８０注入管、９０ 穿孔、 １００ 地山
液体注入部、１４ ポンプ手段、１５ 第一液溜め（Ａ
液溜め）、１６、１７ 液体搬送管、１８ スラリー搬
送管、２４ ポンプ手段、２５ 第一液溜め（Ｂ液溜
め）、２６、２７液体搬送管、３０ 制御部、４０ ス
タティックミキサー、５０ 混合充填材スラリー吐出
口、６０ トンネル、７０ ロックボルト、７５ 中空
部、８０注入管、９０ 穿孔、 １００ 地山
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
//(Ｃ０４Ｂ 28/26 Ｃ０４Ｂ 24:28 Ｚ
24:28） Ｃ０９Ｋ 103:00
Ｃ０９Ｋ 103:00
(72)発明者 永津 憲二
愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地
東海ゴム工業株式会社内
(72)発明者 脇坂 治
愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地
東海ゴム工業株式会社内
(72)発明者 横澤 圭一郎
静岡県富士市大渕3154番地 社団法人日
本建設機械化協会 建設機械化研究所内
(56)参考文献 特開 平７−238284（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−318096（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−92555（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−242873（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−3555（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−25483（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−287557（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−239848（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−30398（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−124577（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09K 17/00 - 17/50
C04B 28/26
C04B 24/28
C04B 26/16
E02D 3/12
Claims (8)
- 【請求項１】 イソシアネートとの反応により硬化する
成分を含有するＡ液と紙スラッジ灰および／またはフラ
イアッシュとをモノポンプ内において混合してスラリー
とし、前記スラリーをイソシアネートを含有するＢ液と
スタティックミキサーにおいて混合して得られる混合液
を地山に注入することを特徴とする地山注入充填材施工
方法。 - 【請求項２】 Ａ液がイソシアネートとの反応により硬
化する成分として水ガラスを含有する請求項１に記載の
地山注入充填材施工方法。 - 【請求項３】 Ａ液がイソシアネートとの反応により硬
化する成分としてポリオールを含有する請求項１または
２に記載の地山注入充填材施工方法。 - 【請求項４】 無機微粉末を注入薬液全量中、５０重量
％まで使用する１乃至３のいずれかに記載の地山注入充
填材施工方法。 - 【請求項５】 Ａ液がさらに界面活性剤を含有する請求
項１乃至４のいずれかに記載の地山注入充填材施工方
法。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の充填
材施工方法によるロックボルト定着方法。 - 【請求項７】 イソシアネートとの反応により硬化する
成分を含有するＡ液を溜める第一の液溜め１５、イソシ
アネートを含有するＢ液を溜める第二の液溜め２５、前
記第一の液溜１５に第一のポンプ手段１４を介して接続
された液体供給部１３と無機粉体投入部１２ａとを備え
たモノポンプ１１、第二の液溜め２５に第二のポンプ手
段２４を介して接続され液体注入部２７ａと前記モノポ
ンプ１１の吐出端１１ａに接続されたスラリー注入部１
８ａと混合充填材スラリー吐出口５０とを備えたスタテ
ィックミキサー４０を具備することを特徴とする請求項
１乃至６のいずれかに記載の施工方法に使用する充填材
混合吐出装置。 - 【請求項８】 スタティックミキサーが注入ロッドに内
蔵されたものである請求項７に記載の充填材混合吐出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29117997A JP3504476B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 地山注入充填材施工方法およびその方法に使用する充填材混合吐出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29117997A JP3504476B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 地山注入充填材施工方法およびその方法に使用する充填材混合吐出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11124576A JPH11124576A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3504476B2 true JP3504476B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=17765489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29117997A Expired - Fee Related JP3504476B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 地山注入充填材施工方法およびその方法に使用する充填材混合吐出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3504476B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6444074B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2018-12-26 | 第一工業製薬株式会社 | ロックボルト定着材用組成物、ロックボルト定着材およびロックボルト工法 |
| JP5910675B2 (ja) * | 2014-07-03 | 2016-04-27 | 栗田工業株式会社 | 純水製造装置及び純水製造方法 |
| KR102151929B1 (ko) * | 2020-01-15 | 2020-09-04 | (주)세종이엠티 | 내화성 충진물 분쇄장치, 이액형 내화성 충진물 원료혼합장치 및 이액형 원료액과 분쇄된 내화성 충진물을 혼합하여 내화성 성형물을 제조하는 방법 |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP29117997A patent/JP3504476B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11124576A (ja) | 1999-05-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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