JP3706924B2 - 二液型発泡性注入材の注入工法とその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は脆弱または不安定な地山に二液型発泡性注入材を注入する工法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル掘削において、崩落または空洞部対策を講じる必要がある脆弱または不安定な地質に遭遇した場合に、地山に二液型発泡性注入材を注入して、その安定化を図ることが広く行われている。
【０００３】
その二液型発泡性注入材の注入は、Ａ液とＢ液を、それぞれの薬液タンクから注入ポンプによりデリバリーホースを通じ合流器（ミキシングユニット）で合流させ、単管ミキサーで混合撹拌した後、注入ボルト，自穿孔ボルトから注入することによって行っているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、地山の当該領域における湧水状況によっては、その二液型発泡性注入材が、所期の発泡をしないことやリークすることがあるため、折角の二液型発泡性注入材本来の効果を十分に発揮することができなかった。
すなわち、多少の湧水は別として、湧水量が多くなると、二液型発泡性注入材が発泡しないとか、消泡してしまうということがあり、さらには、リークする可能性があり、そのリーク対策のために、空隙部を型枠，ウェス等のバルクヘッドで閉塞して注入施工する必要があり、作業効率が悪くコスト高になる等の問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、二液型発泡性注入材が湧水に阻害されることなく発泡するようにして、上記の諸問題を解消し、しかも、その発泡率が、従来の発泡率を大きく上回る効率的な二液型発泡性注入材の注入工法とその装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明二液型発泡性注入材の注入工法は、Ａ液とＢ液を、合流器ａで合流させるとともに単管ミキサーｂにおいて混合撹拌した後、吐出ノズルｃから地山の空洞部や亀裂部等に吐出し発泡固結させる二液型発泡性注入材の注入工法において、上記単管ミキサーｂと吐出ノズルｃの間で、上記Ａ液とＢ液に圧縮空気を混入するものである。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、Ａ液とＢ液の混合量および圧縮空気の混入量を、それぞれ調整バルブ６，６′および４により適宜調整する請求項１記載の二液型発泡性注入材の注入工法である。
【０００８】
請求項３記載の本発明は、Ａ液とＢ液を、吐出ノズルｃから地山の空洞部や亀裂部等に向けホモゲル状態で吐出し発泡固結させる請求項１または２記載の二液型発泡性注入材の注入工法である。
【０００９】
請求項４記載の本発明二液型発泡性注入材の注入装置は、Ａ液タンク１とＢ液タンク１′に接続した注入ポンプ２，２′の各々とＹ字型の合流器ａの二つの導入口ａ１，ａ１′とを各別のデリバリーホース３，３′で接続するとともに、該合流器ａの吐出口ａ２に単管ミキサーｂを接続し、さらに、その単管ミキサーｂに吐出ノズルｃを接続してなる二液型発泡性注入材の注入装置において、上記単管ミキサーｂと吐出ノズルｃとの間に、基端をエアーコンプレッサー５に接続した送気管ｄの先端を接続してなる。
【００１０】
請求項５記載の本発明は、上記単管ミキサーｂと吐出ノズルｃとの間に、基端をエアーコンプレッサー５に接続した送気管ｄの先端が、調整バルブ４を介し、接続してなる請求項４記載の二液型発泡性注入材の注入装置である。
【００１１】
請求項６記載の本発明は、合流器ａの二つの導入口ａ１，ａ１′と各別のデリバリーホース３，３′とを、各別の調整バルブ６，６′を介し接続してなる請求項４または５記載の二液型発泡性注入材の注入装置である。
【００１２】
請求項７記載の本発明は、吐出ノズルｃが、注入用塩ビ管または同塩ビホースである請求項４，５または６記載の二液型発泡性注入材の注入装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下には、本発明二液型発泡性注入材の注入工法とその装置の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、上記装置の構成は次のとおりである。
１，１′は二液型発泡性注入材のＡ液タンク，Ｂ液タンク、２，２′はその各タンク１，１′に接続した注入ポンプである。
ａは二つの導入口ａ１，ａ１′と吐出口ａ２を備えてなるＹ字型の合流器、ｂはその吐出口ａ２に接続した単管ミキサー、ｃは該単管ミキサーｂに接続した吐出ノズルである。
【００１５】
上記合流器ａの二つの導入口ａ１，ａ１′と上記注入ポンプ２，２′とは、デリバリーホース３，３′で接続され、これによって、Ａ液タンク１とＢ液タンク１′から送給されるＡ液とＢ液が、合流器ａで合流し、その吐出口ａ２に接続した上記単管ミキサーｂにおいて混合撹拌された後、吐出ノズルｃから吐出されるようになっている。
【００１６】
その吐出ノズルｃとしては、特定のものに限定することなく、注入用塩ビ管または同塩ビホース等を適宜採用でき、かつまた、その長さ等も現場の状況に適合するよう適宜調整設定するとよいものである。
【００１７】
ｄは、先端を上記単管ミキサーｂと吐出ノズルｃとの間に、調整バルブ４を介して接続した送気管で、その基端をエアーコンプレッサー５に接続している。
これにより、本発明は、二液型発泡性注入材を、単管ミキサーｂにおいて混合撹拌されたＡ液とＢ液にさらに圧縮空気を混入した状態で、吐出ノズルｃから吐出することができるものであり、この点に、本発明の重点がある。
【００１８】
なお、６，６′は、注入ポンプ２，２′から合流器ａに送給し合流させるＡ液とＢ液の流量を調整する調整バルブである。
【００１９】
上記構成の装置による注入工法の実施は次のように行われる。
二液型発泡性注入材、例えばスーパーシリカレジンは、珪酸ソーダ水溶液（水ガラス）を主成分とするＡ液と、イソシアネート成分とポリイソシアネートプレポリマー成分を主成分とするＢ液とからなる。
これらＡ液とＢ液を、Ａ液タンク１およびＢ液タンク１′から、それぞれ、注入ポンプ２，２′、デリバリーホース３，３′を通じて合流器ａに送給する。
【００２０】
これにより、Ａ液とＢ液は、該合流器ａで合流し、単管ミキサーｂにおいて混合撹拌され、さらに、エアーコンプレッサー５から送気管ｄを通じ送給される圧縮空気を混入した後、吐出ノズルｃから地山の空洞部や亀裂部等に向けホモゲル状態で吐出され発泡固結する。
【００２１】
上記において、Ａ液およびＢ液の混合量ならびに圧縮空気の混入量は、それぞれ調整バルブ６，６′および４により適宜調整する。
空洞充填実験によれば、これら各調整バルブの調整を適正に行うことにより、従来８倍程度に過ぎなかった発泡を、湧水に希釈されることなしに、１５〜２０倍にして充填できた。また、小空洞に対しても内奥まで十分な充填を行うことができた。
【００２２】
これは、Ａ液とＢ液が、合流・混合撹拌の後、それに圧縮空気を混入することによって、ゲルタイムが従来の１／３〜１／２と速くなり（２０〜３０秒）、ゲル化しつつある状態で吐出することにより、湧水に流されにくい耐湧水性を発揮するためと認められる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば次の効果を挙げることができる。
【００２４】
Ａ液とＢ液が、合流・混合撹拌の後、さらに圧縮空気の混入によって、ゲル化しつつある状態で吐出することにより、湧水に流されにくい耐湧水性を発揮するので、湧水に阻害されることなく効果的に発泡する。
すなわち、湧水量が多い場所であっても、発泡しないとか消泡するというようなことがなく、さらには、リークするようなこともない。したがって、空隙部を型枠，ウェス等のバルクヘッドで閉塞施工する必要がない。このため、作業効率が良く、コストも低減できる。
【００２５】
しかも、Ａ液とＢ液の混合量および圧縮空気の混入量の調整を適正に行うことによって、従来８倍程度に過ぎなかった発泡率を、湧水に希釈されることなしに、１５〜２０倍にして充填できるとともに、小空洞に対しても内奥まで十分な充填を行うことができる。
また、上記のゲルタイムを従来の１／３〜１／２と速く（２０〜３０秒）することができ、作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る二液型発泡性注入材の注入装置とその工法を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る二液型発泡性注入材装置の要部平面図である。
【符号の説明】
ａ 合流器
ａ１，ａ１′導入口
ａ２ 吐出口
ｂ 単管ミキサー
ｃ 吐出ノズル
ｄ 送気管
１ Ａ液タンク
１′ Ｂ液タンク
２，２′ 注入ポンプ
３，３′ デリバリーホース
４ 調整バルブ
５ エアーコンプレッサー
６，６′ 調整バルブ

Claims (7)

1. Ａ液とＢ液を、合流器で合流させるとともに単管ミキサーにおいて混合撹拌した後、吐出ノズルから地山の空洞部や亀裂部等に吐出し発泡固結させる二液型発泡性注入材の注入工法において、上記単管ミキサーと吐出ノズルの間で、上記Ａ液とＢ液に圧縮空気を混入することを特徴とする二液型発泡性注入材の注入工法。
2. Ａ液とＢ液の混合量および圧縮空気の混入量を、各別の調整バルブにより適宜調整することを特徴とする請求項１記載の二液型発泡性注入材の注入工法。
3. Ａ液とＢ液を、吐出ノズルから地山の空洞部や亀裂部等に向けホモゲル状態で吐出し発泡固結させる請求項１または２記載の二液型発泡性注入材の注入工法。
4. Ａ液タンクとＢ液タンクに接続した各注入ポンプの各々とＹ字型の合流器の二つの導入口とを各別のデリバリーホースで接続するとともに、該合流器の吐出口に単管ミキサーを接続し、さらに、その単管ミキサーに吐出ノズルを接続してなる二液型発泡性注入材の注入装置において、上記単管ミキサーと吐出ノズルとの間に、基端をエアーコンプレッサーに接続した送気管の先端を接続してなることを特徴とする二液型発泡性注入材の注入装置。
5. 上記単管ミキサーと吐出ノズルとの間に、基端をエアーコンプレッサーに接続した送気管の先端が、調整バルブを介し、接続してなることを特徴とする請求項４記載の二液型発泡性注入材の注入装置。
6. 合流器の二つの導入口と各別のデリバリーホースとを、各別の調整バルブを介し接続してなることを特徴とする請求項４または５記載の二液型発泡性注入材の注入装置。
7. 吐出ノズルが、注入用塩ビ管または同塩ビホースであることを特徴とする請求項４，５または６記載の二液型発泡性注入材の注入装置。

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