JP3530338B2 - 裏込め材注入装置 - Google Patents

裏込め材注入装置

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JP3530338B2
JP3530338B2 JP08841397A JP8841397A JP3530338B2 JP 3530338 B2 JP3530338 B2 JP 3530338B2 JP 08841397 A JP08841397 A JP 08841397A JP 8841397 A JP8841397 A JP 8841397A JP 3530338 B2 JP3530338 B2 JP 3530338B2
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勝宏 石村
義昭 田村
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株式会社タック
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、裏込め材注入装置
に関するもので、詳しくはシールド掘進機の後部での覆
工体と掘削坑壁との間の空隙部に注入する裏込め材の注
入管部における裏込め材の凝固閉塞を予防するととも
に、メンテナンスを容易にして作業性の向上を図った裏
込め材注入装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、シールド掘進機の後方で覆工され
る掘削坑壁と覆工体の間に注入される裏込め材を注入す
るのに用いられている裏込め材注入装置は、既に種々の
形態のものが提案されて実用に供されている。その多く
は、主材となる細骨材を含むモルタルと凝結剤(主とし
て硅酸ソーダ)を注入口の手前で混合して注入するよう
にされている。
【0003】このような裏込め材注入装置については、
特公昭59−18517号公報、あるいは特開平8−1
65897号公報などによって知られている。前者の公
報に記載される裏込め材の注入装置では、注入するモル
タル(以下、A液という)と凝結剤(以下、B液とい
う)とを混合した後に、掘進機のテ−ル部に取り付く注
入管に導いて覆工部に送出するようにされている。その
ために、A液とB液との混合後の輸送管路が長くなるの
で、次第に管路内壁面に注入材の一部が付着凝結して管
路を狭め、注入を阻害することになる。なお、掘進機の
テ−ル部に取り付く注入管内は、水洗することが容易な
ように構成されているが、混合部から前記注入管までの
流入管が長くなると内部を洗浄することが困難であると
いう問題点があった。
【0004】また、前記後者の公報に記載される裏込め
材注入装置では、前述のような問題点を解決する手段と
して発明されたもので、A液とB液との混合部を注入管
の先端部に設けて、その混合を確実にする目的でB液の
吐出口にワイヤーブラシを取り付けるとともに、そのB
液の吐出路内にプッシャーを設け、このプッシャーによ
って吐出口に付設されたワイヤーブラシの清掃ができる
ようにされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな注入管先端部での混合注入方式は、従前の混合部を
注入管から離して設ける場合よりも管路の閉塞を防止す
る手段として可成り有効であることが判ったが、シール
ド掘進機のテ−ル部に前記構成の裏込め材注入装置を組
み込むには構造上大きくなって無理である。また、裏込
め材の混合生成上、管路およびB液吐出部での凝結によ
る閉塞現象を回避できないことに対するメンテナンスを
行うのも困難であるなどの問題点がある。
【0006】また、この種の装置にあっては、注入作業
の区切りの時間帯を利用して、注入管内を水洗し、次の
注入作業が円滑に行えるように準備する操作が不可欠で
ある。そのために、注入するA液ならびにB液の各供給
管路や混合部とその近傍を簡単に清掃できることが要求
されている。
【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、注入管先端部での裏込め材の混合調整と注
入を円滑に行えて、しかも迅速にかつ簡単に要部並びに
管路を分解清掃することが可能な裏込め材注入装置を提
供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、本発明による裏込め材注入
装置は、第1に、シールド掘進機のテール部に付設され
る裏込め材注入装置において、プッシャーを内蔵る裏
込め材注入管の開口部寄りにベンド管が取り付けられ、
このベンド管から前記裏込め材注入管の開口部までの区
間が裏込め材の混合部とされ、前記ベンド管の他端にモ
ルタル供給管が脱着可能に接続され、このモルタル供給
管と前記ベンド管との接続部に凝結剤供給管を外部から
導入して、その凝結剤供給管の端部にチェック弁が前記
モルタル供給管の軸心と合致するように配設され、これ
らモルタル供給管、凝結剤供給管およびチェック弁が分
割脱着可能に接続されるとを特徴とするものである。
【0009】本発明によれば、モルタル供給管部や凝結
剤供給管およびチェック弁が注入管から取り外し可能に
されて、かつ、これら各部が分割脱着可能にされている
ので、管路の狭窄によって注入圧が高まれば、シールド
掘進機のテール部において、予め設けられているメンテ
ナンス窓を通じて内側から分割して取り外すことにより
管内部やチェック弁の清掃が容易となり、裏込め材の注
入作業を効率よく実施できることになる。
【0010】また、メンテナンスに際して混合部の手前
でモルタル供給管と凝結剤供給管とを接続部から同時に
取り外して点検清掃することができ、作業性が向上す
る。また、構造的にもコンパクトに纏められるので、場
所をとらずシールド掘進機のテール部における他の機器
類の取扱いなどを妨げることがない。
【0011】また、本発明による裏込め材注入装置は、
第2に、シールド掘進機のテール部に付設される裏込め
材注入装置において、プッシャーを内蔵する裏込め材注
入管の開口部寄りにベンド管が取り付けられてその開口
部寄りが裏込め材の混合部とされ、前記ベンド管の他端
ルタル供給管脱着可能に接続され、前記ベンド管
の中間部適所に凝結剤供給管がチェック弁を介して脱着
可能に接続され、これらモルタル供給管と凝結剤供給管
サポートにて相互に支持され、これらモルタル供給
管、凝結剤供給管およびチェック弁が分割脱着可能に接
続されるとともに、前記モルタル供給管と凝結剤供給管
所要長さに分割されて脱着可能に構成されることを特
徴とするものである。本発明によれば、管路のメンテナ
ンスに際してそれぞれの管路を個々に分離して洗浄,交
換などの作業ができ、また凝結剤供給管をモルタル供給
管に支持させることで安定性が保たれ、全体としてコン
パクトに纏められる効果が得られる。
【0012】また、前記ベンド管に対する前記モルタル
供給管および凝結剤供給管の接続は、それら各管がシー
ルド掘進機のテール部におけるメンテナンス窓から出入
り可能な長さに分割され、それら各管の接続が差し込み
継手により分解可能にされるとともに、各管の後端部で
ロック機構により保持される構成であるのが好ましい。
こうすれば、管内壁に注入材が凝結付着して注入圧の変
動や流れの閉塞など裏込め材の注入を阻害する状態が認
められれば、作業を中断して、あるいは注入作業の一時
休止の際、メンテナンス窓から各供給管のロック機構を
解いて継手部で接続を取り外して、内部の清掃,あるい
は別途準備されている予備品と交換して速やかに裏込め
材の注入作業を支障なく行うことができる。また、前記
各供給管は差し込み継手によって接続されていても、後
端部でロック機構によって固定保持されることにより緩
むことなく安定保持され、管部の脱着操作を容易にして
作業性を向上させる効果が得られる。
【0013】また、前記凝結剤供給管の先端部に取り付
くチェック弁としては、 (a)その凝結剤供給管の先端に螺合定着されて後端か
ら先端部まで貫通することなく軸心に液の通路が設けら
れるとともに、この液通路に直交して外周に開口する
複数の液出口孔を備える円筒状の弁体、 (b)この弁体に被嵌して前記液出口孔から押し出され
る液の圧力で弁体外周との間に液の流動空間が形成され
るようにする弾性体のチューブ、 (c)前記弁体の先端に取り付く邪魔板、および (d)前記チューブの基端部を固定して保護する保護筒
を備える構成とされるのがよい。こうすれば、弁の開閉
は供給される凝結剤の圧力によって弁体に被嵌している
弾性体のチューブを押し拡げて、その凝結剤を流出さ
せ、拡開される弾性体のチューブ内面と弁体周面との空
隙に沿って流動する凝結剤を弁体の先端で邪魔板に衝突
させることにより流動するモルタルに拡散混合させるこ
とができ、混合状態を高めることができる。また、弁体
側にかかる凝結剤の圧力が低下する、言い換えれば凝結
剤の供給が停止すれば、直ちにチューブが収縮して液出
口孔を閉鎖するので、漏液することはない。特に、その
チューブは、広い面積で弁体の外周面に接しているので
閉弁動作を確実にすることができる。また、混合部から
の逆流が生じても、前述のように弾性体で形成されるチ
ューブが広い範囲で弁体を覆っているので凝結剤供給管
内に混合された裏込め材が逆流することはない。さら
に、このチェック弁は、前述のように至極簡単な構成で
あるので、可動部分での故障の発生がなく、確実な作動
を維持できるのである。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明による裏込め材注入
装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説
明する。
【0015】図1に本発明に係る裏込め材注入装置の第
1実施例の形態が示されている。この図1(a)におい
て、裏込め材注入装置1は、詳細な図示を省略するが、
公知のシ−ルド掘進機におけるテール部のスキンプレー
トの外周面に、軸線方向に沿わせて注入口4を後方に開
口させて装着される。この裏込め材注入装置1は、プッ
シャー2を内蔵された注入管3が前記スキンプレートの
外面に取り付けられ、その注入管3の前部の注入口4端
からやや後方位置にベンド管5が直結され、このベンド
管5の端部に裏込め材の供給手段10が取り外し可能に
接続されている。なお、この裏込め材注入装置1は、外
部を保護部材で覆われてシールド掘進機の推進による障
害がないようにされる。また、前記プッシャー2は、内
部に後部から供給される洗浄水の通水路2aが形成さ
れ、注入管3の後方に組み込まれる油圧シリンダ2bに
よって注入口4端まで押し出されたときベンド管5の出
口側を閉じて、このベンド管5から裏込め材の供給手段
10側に洗浄水が送られる通水路2aが開口するように
されている。
【0016】前記ベンド管5の端部に接続される裏込め
材の供給手段10は、モルタル供給管(A液供給管)1
1と凝結剤供給管(B液供給管)12およびB液の供給
時にのみ開くチェック弁20とで構成され、これらA液
供給管11およびB液供給管12には、別途位置に設置
される各液の供給部(図示省略)とそれぞれ配管され
る。
【0017】前記ベンド管5に対するA液供給管11の
接続は、シ−ルド掘進機のテール部のスキンプレート内
側から開閉できるメンテナンス窓7を通じて着脱操作が
できるように、例えば差し込み継手によって連結され
る。このベンド管5に接続されるA液供給管11には、
その接続部の軸心にB液供給管12の先端に設けられる
チェック弁20がベンド管5に向けて配設され、このチ
ェック弁20に繋がるB液供給管12はA液供給管11
から外側に引き出されて別個に配管される。また、これ
らA液供給管11およびB液供給管12は、いずれも前
記メンテナンス窓7から取り出すことが可能な長さにし
て、継手14,15,15’によって着脱可能にされて
いる。これら管の継手14,15,15’としては、一
方をテーパー孔もしくはストレート孔にして、他方を前
記テーパー孔もしくはストレート孔に嵌まり合う外形に
して両者の嵌め合い部にOリング17,17’を介在さ
せてシールする形式のものが着脱操作を容易にして、し
かも液漏れを防止するのに好ましい。また、必要に応じ
てネジ継手やカップラーのようないわゆるワンタッチ式
の継手を採用することできる。
【0018】前記差し込み継手を採用した場合、継手部
での緩みを防止するために、図1(b)および図2で示
されるようなロック機構8によって各管が後退方向にず
れるのを防止する手段が施される。このロック機構8と
しては、注入管3側に端部を固着されて取り付く支持片
3aの端に付設された取付座3bに対して着脱可能にボ
ルト締着される係止金具9と、この係止金具9に設けら
れる前記A液供給管11およびB液供給管12の受け入
れ切り込み溝9a,9bに受け入れられるA液供給管1
1およびB液供給管12の後端部にそれぞれ固着された
係止鍔11’および12’との組み合わせにより、前記
係止金具9の端面で前記係止鍔11’および12’を受
け止めさせて、前記差し込み継手部の緩みを防止するよ
うになされている。
【0019】図3によって前記チェック弁20の一例が
示されている。このチェック弁20は、B液供給管12
の先端に、ネジ継手25によって直結される円柱状の弁
体21と、この弁体21に被嵌する弾性体(例えば、ゴ
ム質材,軟質のプラスチック材)のチューブ23、およ
びこのチューブ23の基端部を固定して保護する金属製
の保護筒24とで構成される。前記弁体21は、軸心に
後端から先端部まで貫通することのない液通路22が設
けられ、この液通路22に直交して外周に開口する複数
の液出口孔22aが先端部適所に設けられ、前記チュー
ブ23によってそれら液出口孔22aが閉じられてい
る。さらに、前記弁体21の先端位置には、この弁体2
1の直径よりも大きい外径寸法にされた円形の邪魔板2
6がボルト27にて同軸心上で取り付けられている。
【0020】このように構成される裏込め材注入装置1
によれば、裏込め材の注入操作時には、A液供給管11
に繋がる供給配管を通じて材料供給部からA液が供給さ
れ、B液供給管12に繋がる供給配管を通じて材料供給
部からB液が、前記A液に対する所定の割合(例えば、
A液10:B液1)で圧送される。すると、B液はチェ
ック弁20の弁体21内の液通路22から液出口孔22
aを通じて送り出される供給圧力によって、被嵌される
弾性体のチューブ23を押し拡げて生じる間隙を通じ弁
体21の周面に沿って前方に流出する。この弁体21の
周面に沿って流動するB液は、弁体21の先端に取り付
く邪魔板26に衝突してベンド管5内に送り込まれてい
るA液中に拡散されて流入され、このベンド管5から注
入管3の注入口4に至る間で混合され、注入口4から覆
工部の空間部に裏込め材として注入される。
【0021】前述のようにして混合注入される裏込め材
の注入時、B液の供給を停止するかその供給圧が低下す
ると、チェック弁20は内部からの液供給圧の低下によ
って弁体21に被嵌するチューブ23が弾性力によって
拡張状態から直ちに収縮復元して、液出口孔22aを閉
じるので、A液供給管11(ベンド管5)側からB液供
給管12への逆流が生じることはない。また、連続する
注入操作によってチェック弁20の周辺に裏込め材の一
部が凝結するようなことが発生しても、このチェック弁
20は、前述のような構造であるので、いわゆる弁座と
弁子との接触による開閉構造ではなく、広い面積で弁体
21の周面に弾性体のチューブ23を被嵌密接して液出
口孔22aを閉じる構造であるから、漏液のおそれはな
い。
【0022】また、この裏込め材注入装置1では、注入
管の注入口4先端部にA液とB液の混合部が形成される
ものであるから、混合された裏込め材の流動区間が短く
なり、管壁などに対する液成分の凝結の発生が少なくで
きる。しかし、ベンド管5から注入口4端までの区間に
おける液の混合部周辺に裏込め材の液成分の凝結が発生
して、液供給配管中に設けられる圧力計などの計器によ
って給液圧力の高まりが視認され、注入部の異常(管路
の狭窄など)が生じた場合は、注入操作を停止して裏込
め材の供給手段10を清掃する必要がある。
【0023】このような裏込め材の供給手段10の清掃
作業に際しては、給液を停止して、従来の裏込め材注入
装置と同様に注入管内の油圧シリンダ2bを作動させて
プッシャー2を注入口4端まで前進させてベンド管5の
出口を閉鎖する(図1(a)に鎖線aで示す)。その後
に、ベンド管5からA液供給管11内を所要区間水洗し
て付着凝結している固形物を洗浄除去する作業を行う。
この水洗による洗浄中にチェック弁20は、前述のよう
に確実に閉弁機能を発揮して、B液供給管12側に洗浄
水が逆流することはない。また、このチェック弁20は
外形が円柱状になっているので、水洗に際しても付着物
の除去操作が容易であり、簡単に清掃できる利点があ
る。清掃後は、次の注入操作にあたる。
【0024】前述のような水洗による清掃処理が行われ
て裏込め注入操作が継続するうちに水洗による清掃処理
で処置できず、管路の狭窄,閉塞が発生した場合は、前
述のようにA液供給管11の先端管11aがベンド管5
に対して継手14による差し込みで取り外し可能にさ
れ、しかも、メンテナンス窓7から取り出されるように
短く分割できる構造に配管されているので、注入管3の
後部におけるロック機構8の係止金具9を固定している
ボルトを解いて取り外し、ロック機構8を解除して取り
外すこの操作は、A液供給管11およびB液供給管1
2を後退させると、各継手14,15,15'部分での
取り外しが容易にできるので、各管を分割してメンテナ
ンス窓7から取り出し、ベンド管5端からチェック弁2
0が一体に取り付くA液供給管11の先端管11aを継
手14位置で取り外すと、B液供給管12もともに外れ
て機内にて狭窄状態の部分の清掃を行える。もちろん、
当該A,B両供給管への液の供給を停止するとともに、
管内に溜まっている液を排出する処置を周知の手段で先
に行っておく。
【0025】こうして、閉塞部(狭窄部)における凝結
物を除去した後は、清浄にされたA液供給管11の先端
管11aを継手14部でベンド管5のテーパー部に差し
込んで接続するとともに、後部の継手15およびB液供
給管12との継手15’の接続およびロック機構8によ
る固定も解体時と逆の操作で行って復元すればよい。も
しも作業の中断時間が長引くことの許されない場合は、
予め前記構造の別途A液供給管11の先端管11aを準
備しておき、この新しいA液供給管11の先端管11a
と交換することで作業性を高めることができる。なお、
前記差し込み継手14,15,15’での着脱によって
シール効果が低下した場合は、Oリングを交換すること
によりシール効果を回復できるので、長期使用に耐え得
る。
【0026】次に、図4に示される本発明に係る裏込め
材注入装置の第2実施例の形態について説明する。な
お、この実施例において、前記第1実施例のものと同一
の部分については、同一符号を付してその詳細な説明は
省略する。
【0027】この実施例の裏込め材注入装置1Aは、B
液供給管12の先端に取り付くチェック弁20Aが独立
して注入管3の注入口4に取り付くベンド管5に直接,
継手14,15によって接続する構成にされている。し
たがって、A液供給管11とB液供給管12とは別個に
配され、そのチェック弁20Aから送り出されるB液が
ベンド管5の途中でA液供給管11からのA液中に噴出
して混合されるようになっている。なお、前記継手1
4,15については前記第1実施例と同様に構成される
ので、ロック機構8に記載を省略する。
【0028】この裏込め材注入装置1Aでは、混合位置
が前記実施例の場合よりさらに注入口4に近い位置で混
合される形式にされているので、その混合条件を高める
ために、量的に多く流動するA液に対してB液を直交す
る方向に噴射させて、液の攪乱を行わせるようにされて
いる。なお、B液供給管12は、独立してベンド管5に
接続される状態になるので、このB液供給管12とA液
供給管11とを相互に保持するサポート17によって安
定性を図るようにされる。
【0029】チェック弁20Aについては、図5で例示
するように、弁体21と被嵌する弾性体のチューブ23
については前記実施例のチェック弁20と同様にして、
その外側に設けられる保護筒28を先端部まで長くし
て、この保護筒28の先端部をベンド管5の途中に設け
られた接続部に対してねじ継手29もしくはカップラー
形式の継手によって着脱可能に接続される。なお、この
チェック弁20Aにおいて、前記実施例のものと同じ部
分については同一符号を付して説明を省略している。ま
た、A液供給管11およびB液供給管12の先端部につ
いては、前記実施例と同様にメンテナンス窓7から着脱
できる範囲の長さにて分解可能な継手14,15,1
5’にて連結される。
【0030】このようにされることにより、この裏込め
材注入装置1Aの場合であっても、裏込め材の注入が阻
害される状態に至って清掃を必要とするときには、洗浄
操作後、A液供給管11はその先端管11aを取り外
し、B液供給管12側はチェック弁20A部で保護筒
とベンド管5との接続部で継手から外して洗浄処理
し、正常な状態に戻して装着することにより、運転を再
開することができる。なお、この装置によれば、A液供
給管11とB液供給管12とが別個に混合部に接続され
る構成であるので、注入時の条件次第でA液供給管11
あるいはB液供給管12のいずれかのみを取り外して処
理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る裏込め材注入装置の第1
実施例を示す図であり、(a)は裏込め材注入装置の前
半部を示す平断面図で、(b)は後半部を示す平面図で
ある。
【図2】図2は、図1(b)におけるII−II視図であ
る。
【図3】図3は、凝結剤供給管に取り付けられるチェッ
ク弁の一例を示す縦断面図である。
【図4】図4は、本発明に係る裏込め材注入装置の第2
実施例を示す図である。
【図5】図5は、チェック弁の別例を示す図である。
【符号の説明】
1,1A 裏込め材注入装置 2 プッシャー 3 注入管 4 注入口 5 ベンド管 7 メンテナンス窓 8 A,B両液供給管のロック機構 9 係止金具 10 裏込め材の供給手段 11 A液供給管 11a A液供給管の先端管 12 B液供給管 14,15,15’,29 継手 17 配管のサポート 20,20A チェック弁 21 弁体 22 液通路 22a 液出口孔 23 弾性体のチューブ 24,28 保護筒 26 邪魔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド掘進機のテール部に付設される
    裏込め材注入装置において、 プッシャーを内蔵する裏込め材注入管の開口部寄りにベ
    ンド管が取り付けられ、このベンド管から前記裏込め材
    注入管の開口部までの区間が裏込め材の混合部とされ、
    前記ベンド管の他端にモルタル供給管が脱着可能に接続
    され、このモルタル供給管と前記ベンド管との接続部に
    凝結剤供給管を外部から導入して、その凝結剤供給管の
    端部にチェック弁が前記モルタル供給管の軸心と合致す
    るように配設され、これらモルタル供給管、凝結剤供給
    管およびチェック弁が分割脱着可能に接続されることを
    特徴とする裏込め材注入装置。
  2. 【請求項2】 シールド掘進機のテール部に付設される
    裏込め材注入装置において、 プッシャーを内蔵する裏込め材注入管の開口部寄りにベ
    ンド管が取り付けられその開口部寄りが裏込め材の混合
    部とされ、前記ベンド管の他端にモルタル供給管が脱着
    可能に接続され、前記ベンド管の中間部適所に凝結剤供
    給管がチェック弁を介して脱着可能に接続され、これら
    モルタル供給管と凝結剤供給管がサポートにて相互に支
    持され、これらモルタル供給管、凝結剤供給管およびチ
    ェック弁が分割脱着可能に接続されるとともに、前記モ
    ルタル供給管と凝結剤供給管が所要長さに分割されて脱
    着可能に構成されることを特徴とする裏込め材注入装
    置。
  3. 【請求項3】 前記ベンド管に対する前記モルタル供給
    管および凝結剤供給管の接続は、それら各管がシールド
    掘進機のテール部におけるメンテナンス窓から出入り可
    能な長さに分割され、それら各管の接続が差し込み継手
    により分解可能にされるとともに、各管の後端部でロッ
    ク機構により保持される構成である請求項1または2に
    記載の裏込め材注入装置。
  4. 【請求項4】 前記凝結剤供給管の先端部に取り付くチ
    ェック弁は、 (a)その凝結剤供給管の先端に螺合定着されて後端か
    ら先端部まで貫通することなく軸心に液の通路が設けら
    れるとともに、この液の通路に直交して外周に開口する
    複数の液出口孔を備える円筒状の弁体、 (b)この弁体に被嵌して前記液出口孔から押し出され
    る液の圧力で弁体外周との間に液の流動空間が形成され
    るようにする弾性体のチューブ、 (c)前記弁体の先端に取り付く邪魔板、および (d)前記チューブの基端部を固定して保護する保護筒
    を備える構成であることを特徴とする請求項1乃至3の
    うちのいずれかに記載の裏込め材注入装置。
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