JP3719824B2

JP3719824B2 - グラウトの比率制御装置

Info

Publication number: JP3719824B2
Application number: JP18175097A
Authority: JP
Inventors: 浩一大塚
Original assignee: 東都電機工業株式会社
Priority date: 1997-06-23
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2017-06-23
Also published as: JPH1113053A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラウトの比率制御装置に関するもので、さらに詳しくは、土木工事における地質改良、地盤改良、岩盤補強、地中杭構築などに使用されるグラウト注入装置において、複数種類のグラウトを混合して濃度の調整をする場合や硬化時間の調整をする場合などに用いられるグラウトの比率制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木工事において、地質改良、地盤改良、岩盤補強、地中杭構築などのため地中に、セメントミルク、水ガラス、粘土またはこれらの混合物からなるグラウトが注入される。このグラウトは、地山、地盤、岩盤などの多様な地質構造の変化や作業工程などに応じて適切な圧力・流量で注入されるべきことは勿論であるが、注入すべきグラウトの濃度や硬化時間もまた適切に計画し、管理、施工されることが要求される。
【０００３】
従来のグラウト注入工法においては、あらかじめボーリングなどによって、注入の対象となる地山、地盤、岩盤などの平均的な性質を把握するか、または類似の施工例の実績値を参照して、注入すべきグラウトの濃度や硬化時間を調整して注入施工を行っている。さらに、注入深度・注入工程に応じてグラウトの濃度や硬化時間を調整することも行われている。
【０００４】
例えば、ダム土木工事における地盤改良では、最初は、濃度の低いグラウトを注入し、段階的に濃度の高いものへ切り換えてゆく。また、都市土木工事において、水ガラス主体のグラウト注入を行う場合には、硬化剤、促進剤などを含む混合液の量を変更して硬化時間の長いものから短いものへ切り換えてゆく。
【０００５】
このようなグラウトの注入において、従来のグラウトの濃度や硬化時間の調整は、１バッチ単位でＡ液（例えば、グラウト原料）とＢ液（例えば、濃度や硬化時間の調整のためのＢ液）の量を目的に応じて算出して計量し、混合、撹拌して圧送するかまたは供給槽に蓄える方法であった（例えば、特公昭６３−４６２０７号）。
【０００６】
グラウト注入工事において、地山の性質は、同一施工現場であっても注入孔の位置が異なれば変化するのが当然であるが、同一注入孔においても深度が異なれば多様に変化し、そのため注入するグラウトの浸透状態は変化し、適切なグラウトの濃度や硬化時間も注入工程の進捗に応じて刻々と変化させることが必要である。
【０００７】
従来のダム建設工事における地盤改良グラウト注入工事においては、適切なグラウトの比率制御装置が提供されていないために、個々の注入孔における地山の性質の変化に関わりなく、全ての注入孔について同一の基準に基づき、注入深度に応じた段階的な変化を与えて注入施工がなされている。
【０００８】
以上のようなバッチ方式を、図５に基づきさらに詳しく説明する。
なお、図５において、実際にはホッパー１から掘削機１３までに至る流路には、セメント、希釈液５および生成されたグラウトの調整やバッチ処理制御のため、弁類などが何個所かに設けられているが、説明を簡単にするため、それらを省略して図示しており、後述の図１においても同様である。
【０００９】
ホッパー１には、グラウトＡ液を生成するためのセメントなどの原料が貯蔵され、このホッパー１から生成すべきグラウト濃度や硬化時間に応じた量の原料がコンベア２を介して計量槽３に供給される。
規定量の原料が計量槽３からさらに撹拌槽４に供給され、水などの希釈液５を撹拌槽４の規定レベルまで供給して撹拌機６を運転して十分に撹拌する。
このようにして、撹拌槽４内に、注入すべき規定濃度または規定硬化時間のグラウトが１バッチ分量だけ生成される。
【００１０】
生成されたグラウトは、撹拌槽４からバッファータンク７に送られ、さらに注入ポンプ８によって掘削機１３に圧送され、掘削パイプ１４を介して地山１５の規定深度の位置１６から注入されて地山の地盤や岩盤などの内部に浸透する。
バッファータンク７内のグラウトは、自動戻り弁９からの戻り液の循環で撹拌することが多い。しかし、タンク容量によっては、別途に撹拌機を設けて行うこともある。
図５中、自動戻り弁９、流量検出器１０、圧力検出器１１および流量圧力調節器１２は、地山１５の状態に応じて注入圧力や流量を管理したり、制御するための機器である。
【００１１】
前記したバッチ方式の他に、グラウトの濃度や硬化時間を任意に調整して適切な注入施工を行うべく、Ａ液用とＢ液用の独立して駆動する２台のポンプを使用して調整する方法が試みられている。
この方式は、グラウトＡ液の流量を測定し、かつ、希望するグラウトの濃度や硬化時間に応じた比率係数を演算によって求めて、グラウトＢ液ポンプの流量制御装置に与え、両液を混合、撹拌して希望のグラウトを生成する方法である。
【００１２】
さらに、図６に示すように、２台のポンプ１７、２７を連動して調整する方法が試みられている。
これは、２台のポンプ１７、２７のピストンロッド４３、５３間を比率調整棒２１で連結し、支点２５を所定の位置に移動調整することにより、比率ｍ：ｎに対応したストロークが得られるようにしたもので、各ポンプ１７、２７は、調整されたピストンストロークに対応して所定量のＡ液とＢ液を吐出して、希望する濃度または硬化時間のグラウトが得られるものである。ポンプ１７、２７の運転速度を変えれば、Ａ液とＢ液の比率を変えずに合計した総量だけが変えられる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバッチ方式のグラウト濃度調整方法では、必要に応じてきめ細かく適切な濃度に調整したグラウトを必要量だけ供給することが困難であり、理想的なグラウト注入施工を行うことはできなかった。
【００１４】
グラウトＡ液用とＢ液用の２台のポンプを設ける方式において、それぞれ個別に運転速度の調整をする方法は、追随性および現場における取り扱いに難点がある上、任意に連続的な濃度値が得にくく、さらには濃度調整後のグラウト吐出流量を一定または必要量に制御することが困難であり、グラウト注入工法として普及するには至っていない。
【００１５】
また、連動する２台のポンプ方式においては、原理的には公知の技術を応用して実現することが可能であるが、支点２５の移動調整機構が、強度上においても、構造的にも極めて複雑で、しかも、操作性が悪く、普及していないのが現状である。
【００１６】
本発明の第１の目的は、土木工事のグラウト注入施工において、取り扱いが簡便、容易で、さらに注入孔へのグラウトの連続供給を止めることなく、グラウトの濃度や硬化時間を任意に調整することのできる安価なグラウトの比率制御装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の第２の目的は、グラウトを同一注入孔へ注入する過程において、注入工程を中断することなく連続的にきめ細かくグラウトの濃度や硬化時間の調整が可能であり、注入工程の進捗状態および対象となる地山、岩盤の性状変化に応じて、その時々に応じた最適のグラウトを理想的に注入し得るグラウトの比率制御装置を提供することである。
【００１８】
本発明の第３の目的は、グラウトの濃度や硬化時間の設定値を任意に変更してもグラウト生成量に変化を与えず、またグラウト生成量を任意に変更しても設定したグラウトの濃度や硬化時間に影響を与えない簡便なグラウトの比率制御装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の第４の目的は、グラウトの濃度や硬化時間および生成量を、任意、連続的に、簡便、容易に変更可能とすることにより、グラウト注入工事における施工労務の負担を軽減し、省力化を図るグラウトの比率制御装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、グラウトＡ液系統とグラウトＢ液系統との少なくとも２系統を有し、各系統に挿入されたポンプから吐出された液体を混合して所定の比率のグラウトを得るようにしたグラウトの比率制御装置において、前記各系統のポンプに、吐出流量を制御する制御回路を結合し、この制御回路は、前記各系統のポンプをそれぞれ駆動するポンプモータに、速度制御するためのモータインバータをそれぞれ結合し、これらモータインバータに、ポテンシオメータからなる流量設定信号出力手段をそれぞれ結合し、このポテンシオメータは、それぞれの摺動子が機械的に連動して、同一の操作ノブで同時に作動するように構成し、これらのポテンシオメータがそれぞれ対応する各ポンプのモータインバータに独立して流量設定信号を与えるようにしたことを特徴とするグラウトの比率制御装置である。
【００２１】
グラウト注入工事に使用されるポンプがプランジャー形式であり、吐出圧力の脈動は大きいが、ポンプの運転速度と吐出流量は比例関係にあり、吐出量を測定しなくても運転速度を制御、管理することにより吐出流量の管理が可能であることに着目し、Ａ液用とＢ液用の２台のポンプを用意し、連動して運転速度を調整することにより、任意の濃度や硬化時間のグラウトを任意の必要量だけ得ることができる。
【００２２】
Ａ液用とＢ液用の各ポンプの駆動機には、モータインバータによって速度制御される３相誘導電動機を採用する。モータインバータへの速度指令信号は、機械的に連動するポテンシオメータから、直接出力するかまたは他の電気信号に変換して出力する。各ポテンシオメータは、Ａ液とＢ液の比率を１個の操作ノブで調整できるように、操作ノブの同一操作方向に対して電気抵抗値の増減が互いに逆となる接続をして、各系統の吐出量の増減方向が、互いに逆となるようにする。
【００２３】
Ａ液とＢ液の吐出量は、直接測定することなく、モータインバータによるポンプの運転速度を管理することにより行い、ポンプの吐出量測定を省いても流量測定を行ったと同等以上の効果、性能が得られる。
【００２４】
各ポテンシオメータに与える速度設定用の基準電圧を、同時に変更できる回路構成を採用し、予め設定したグラウトの濃度や硬化時間に関わるＡ液とＢ液の吐出比率に影響を与えることなく、グラウト生成量を容易に調整することを可能としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるグラウトの比率制御装置の実施例を図１ないし図４に基づき説明する。
図１は、本発明によるグラウトの比率制御装置全体の説明図である。この図１では、説明を簡単にするため、グラウトＡ液系統１９とグラウトＢ液系統２９とをそれぞれ１系統ずつで構成する場合について図示したが、後述するように各系統１９、２９は、１系統ずつに限定されるものではない。
【００２６】
本発明における比率調整には、少なくともグラウトの濃度を調整する場合と、硬化時間を調整する場合とを含む。
グラウトの濃度を調整する場合において、グラウトＡ液とは、例えば、注入すべきグラウトの濃度より充分高く、かつ、一定濃度に調整されたものをいい、また、グラウトＢ液とは、前記グラウトＡ液を希釈するためのもので、注入すべきグラウトの濃度より低く、かつ、一定濃度に調整されたものをいい、このグラウトＢ液には、水なども希釈液に含むものとする。
グラウトの硬化時間を調整する場合において、グラウトＡ液とは、グラウトの主剤をいい、また、グラウトＢ液とは、硬化剤、促進剤などを含むものをいう。なお、硬化時間を調整する場合において、硬化時間が充分長い（数時間から１日以上）場合には、図１に示すように、バッファータンクでＡ液とＢ液を混合してから地盤へ圧送する方法が採用されるが、硬化時間が充分短い（数１０分から数時間以内）場合には、図４に示すように、掘削パイプ１４の先端から地盤へ注入する直前に混合される方法が採用される。
【００２７】
以下、図１に示す装置により、グラウトの濃度を調整する場合を例として説明すると、グラウトＡ液系統１９においては、ホッパー１からのセメントなどの原料が、コンベア２を介して計量槽３に供給されて計量され、または、水ガラスなどは別の手段によって、Ａ液撹拌槽４に送られる。このＡ液撹拌槽４には、また、規定量の水などの希釈液５が加えられて、撹拌機６で撹拌され、注入すべきグラウトの濃度より充分高く、かつ、規定濃度を保って保有される。
【００２８】
グラウトＢ液系統２９では、図示されていないホッパーからまたはグラウトＡ液系統１９のホッパー１からの原料が、コンベア２２を介して計量槽２３に供給されて計量され、Ｂ液撹拌槽２４に送られる。このＢ液撹拌槽２４には、また、規定量の水などの希釈液５が加えられて、撹拌機２６で撹拌され、注入すべきグラウトの濃度より充分低く、かつ、規定濃度を保って保有される。
説明を簡単にするため、両系統１９、２９とも供給原料が１種類の場合としたが、この供給原料は、１種類に限定されるものではなく、供給手段もホッパー、コンベアを必ずしも必要とするものではなく、また、他の薬剤、薬液などを併せて供給する場合であってもよい。
【００２９】
図１において、グラウトＡ液系統１９に挿入されたグラウトＡ液ポンプ１８と、グラウトＢ液系統２９に挿入されたグラウトＢ液ポンプ２８は、それぞれ連動して制御されるように、後述の制御装置２０に結合されている。これらのポンプ１８、２８には、グラウトを圧送するため、例えば、プランジャーポンプが用いられる。
前記グラウトＡ液系統１９のＡ液撹拌槽４と、グラウトＢ液系統２９のＢ液撹拌槽２４のそれぞれに、規定濃度のグラウトＡ液と、グラウトＢ液が保有されている状態で、グラウトＡ液ポンプ１８とグラウトＢ液ポンプ２８とを同時に運転して両液をバッファータンク７に送り込んで撹拌すれば、両液の供給量比率、すなわち、運転速度比に応じた濃度のグラウトが生成される。両ポンプ１８、２８の運転速度比を変更すれば、異なる濃度のグラウトが生成できる。
【００３０】
そこで、本発明では、グラウトＡ液ポンプ１８とグラウトＢ液ポンプ２８の運転速度を、制御回路２０により連動して同時に制御を行い、かつ、速度変更する場合に、それぞれの運転速度の増減方向が逆方向となるよう、任意、随時に運転速度の変更を可能とし、簡便、用意に任意濃度のグラウトを生成することができるグラウトの比率制御装置を提供するものである。
【００３１】
図２は、前記制御回路２０の詳細を示すもので、グラウトＡ液用モータインバータ３５の入力端子３３には、流量設定信号出力手段としてのポテンシオメータ３１が結合され、また、出力端子３４には、３相誘導電動機からなるグラウトＡ液ポンプモータ３６が結合され、このポンプモータ３６により前記グラウトＡ液ポンプ１８が駆動されるようになっている。
同様に、グラウトＢ液用モータインバータ４５の入力端子４３には、流量設定信号出力手段としてのポテンシオメータ４１が結合され、また、出力端子４４には、３相誘導電動機からなるグラウトＢ液ポンプモータ４６が結合され、このポンプモータ４６により前記グラウトＢ液ポンプ２８が駆動されるようになっている。前記ポテンシオメータ３１、４１とモータインバータ３５、４５の間に、図示しない抵抗／電圧変換器、抵抗／電流変換器などが介在するものであってもよい。
【００３２】
前記Ａ液ポンプモータ３６とＢ液ポンプモータ４６は、それぞれに対応するポテンシオメータ３１、４１から運転速度設定信号（流量設定信号）が与えられると、対応するモータインバータ３５、４５の出力周波数が変化し、それに応じて可変速運転する。
【００３３】
前記ポテンシオメータ３１、４１は、機械的に連動しており、一方のポテンシオメータ３１の摺動子３２を図２中で時計回りの方向、すなわち、端子ａから端子ｂ側に摺動すれば、同時に他方のポテンシオメータ４１の摺動子４２も端子ａから端子ｂ側に摺動するように構成されている。
前記両ポテンシオメータ３１、４１の固定端子ａ、ｂ間には、それぞれ直流基準電源３０、４０が接続されるが、一方のポテンシオメータ３１では、固定端子ｂ側にプラス（＋）、固定端子ａ側にマイナス（−）が印加されるように接続され、また、他方のポテンシオメータ４１では、その逆に固定端子ａ側にプラス（＋）、固定端子ｂ側にマイナス（−）が印加されるように接続されている。
すなわち、連動しているポテンシオメータ３１、４１の操作ノブを、それぞれの摺動子３２、４２が、図中で時計回りに摺動するよう操作すれば、Ａ液用モータインバータ３５に速度信号を与えるポテンシオメータ３１の摺動端子ｃの電圧は、プラス側へ上昇し、逆に、Ｂ液用インバータ４５に速度信号を与えるポテンシオメータ４１の摺動端子ｃの電圧は、マイナス側へ下降する。
【００３４】
前記各モータインバータ３５、４５は、速度信号電圧が上昇すればモータの速度も上昇し、信号電圧が下降すればモータの速度も下降する方向に周波数出力を発するものとする。また、両ポテンシオメータ３１、４１に共通の操作ノブを、それぞれの摺動子３２、４２が時計回りに動くよう操作すれば、Ａ液ポンプメータ３６の運転速度は上昇し、Ｂ液ポンプメータ４６の運転速度は下降する。
そして、それぞれのポテンシオメータ３１、４１は、同じ直線特性であり、与えられている基準電圧が同じ値であるとすれば、それぞれの摺動子３２、４２が端子ａ、ｂ間の中間抵抗値になる位置に至ったときに、同じ値の速度信号電圧を発し、それぞれのポンプモータ３６、４６は、同じ速度で運転をすることになる。ただし、両モータインバータ３５、４５の入出力特性が同じであり、両モータ３６、４６の極数も同じであるとする。
【００３５】
以上の説明では、２個のポテンシオメータ３１、４１が機械的に連動して同一方向に回転する操作ノブを持つものとして説明したが、２個のポテンシオメータ３１、４１が同一の回転軸を共有する構造のものであっても、異なる回転軸を歯車、リンクなどによって連動させる構造のものであっても、直線スライドするものであってもよい。
【００３６】
また、連動する２個のポテンシオメータ３１、４１の回転方向が同一方向ではなく、逆方向である場合には、印加する基準電圧の極性を考慮して一方のポテンシオメータによる設定信号電圧が他方と逆になる接続をすればよい。
【００３７】
さらに、前記実施例では、各系統１９、２９のポテンシオメータ３１、４１は、操作ノブによる同一操作方向に対して電気抵抗値の増減が互いに逆となる接続をして、各系統１９、２９のポンプ吐出流量の増減方向が、互いに逆となるようにしたが、これに限られるものではなく、各系統１９、２９のポテンシオメータ３１、４１は、操作ノブによる同一操作方向に対して電気抵抗値の増減が互いに同一となる接続をし、一方のポテンシオメータ３１の吐出量設定信号に対して他方のポテンシオメータ４１を反転して出力することにより各系統１９、２９のポンプ吐出流量の増減方向が、互いに逆となるようにすることもできる。
【００３８】
さらにまた、ポテンシオメータ３１、４１の操作の動きは、回転運動に限らず、前述のように直線運動であってもよく、また、本発明のグラウトの比率制御装置に使用するポテンシオメータの数も２個に限定されるものではなく、複数個を機械的に連動させ、少なくともそのうちの１個以上が、共有する操作ノブの同一操作方向に操作したとき、出力の増減方向が他と異なる方向であればよい。
【００３９】
このようにして、複数のポンプモータ３６、４６の運転速度を、機械的に連動した複数のポテンシオメータ３１、４１に共通する１個の操作ノブを任意に動かすことにより、少なくともそのうちの１台をその他と増減の方向が逆になるように、同時に変化させることができる。
各ポンプ１８、２８から吐出されるグラウトＡ液量とグラウトＢ液量の比率は、モータインバータ３５、４５に与える速度信号電圧の比率、すなわちポンプ１８、２８の運転速度の比率であり、それらの吐出液を混合して撹拌することにより、希望する任意濃度のグラウトを生成することができる。
【００４０】
図３は、グラウト濃度を設定するための流量設定信号出力手段である２個のポテンシオメータ３１、４１の機能を説明する図であり、横軸は、左端子ａを反時計回り端部、右端子ｂを時計回り端部とする運転速度比率の軸であり、縦軸は、グラウトＡ液およびグラウトＢ液のポンプ運転速度設定電圧Ｖ、すなわち両ポンプ１８、２８の吐出量を示す軸である。
なお、説明を簡単にするため、両ポンプ１８、２８の運転速度と吐出量の関係は同一であるとする。
【００４１】
図３における縦軸のポンプ１８、２８の設定速度は、各ポンプ１８、２８の吐出量と考えてもよく、グラウトＡ液は、ノブの操作位置の左端子ａで零、右端子ｂで最大量であり、Ｂ液は、左端子ａで最大量、右端子ｂで零である。
操作の中間位置では、Ａ液とＢ液が等量であり、２液を等量混合した時の濃度のグラウトが生成される。
図３における実線特性線Ａ、Ｂからも明らかなように、Ａ、Ｂ両液を混合して生成されるグラウトの濃度は、ポテンシオメータ３１、４１の共通ノブを設定する位置によって、低濃度液の濃度から高濃度液の濃度の間で任意に得ることができる。
【００４２】
この図３において、両ポンプ１８、２８の最大吐出量が同じであるものを選ぶことにより、横軸の操作ノブの位置をどこにとっても、両液の合計量Ｔは一定であり変化しない。そのため、設定する濃度値に関わりなく生成するグラウトの総量は一定であり、濃度設定を変更する毎に生成すべきグラウト量の補正を行う必要がない。
【００４３】
前記各系統１９、２９のポテンシオメータ３１、４１に印加される基準電圧Ｖを任意に変更する手段を具備せしめることにより、２個のポテンシオメータ３１、４１に与える基準電圧Ｖを個別に調整して左右端子ａ、ｂ間におけるＡ液またはＢ液の最大値を変更し、ポンプ１８、２８の特性に合わせた生成濃度範囲を決めることも可能である。
例えば、図３において、Ａ液の最大値をＶａ１、Ｂの最大値をＶｂ１のように異なる値を与えたとすれば、Ａ、Ｂ両液は、それぞれ点線特性線で示すように、Ａ１、Ｂ１のように変化し、両液の合計量は、Ｔ１のように濃度設定比率を変更する毎に生成すべきグラウト量も変化する。
また、２個のポテンシオメータ３１、４１に与えた同じ基準電圧Ｖ２を一体に調整すれば、Ａ液とＢ液の吐出・混合比率を変えることなく、生成される両液の合計量Ｔ２を任意に変更し、必要な濃度のグラウトを、必要な時に必要なだけ生成することが可能である。
【００４４】
図１に示した実施例では、グラウトＢ液系統２９に保有するグラウトＢ液は、グラウトの低濃度液としたが、水などの希釈液５のみであることもあり、この場合、コンベア２２、計量槽２３および低濃度撹拌槽２４は不要である。
【００４５】
つぎに、グラウトの硬化時間を調整する場合を例として説明する。
グラウトＡ液は、例えば主剤（シリカゾルなど）に水を加えたものとし、また、グラウトＢ液は、例えば硬化剤、促進剤、助剤、水を加えたものとする。
これらのＡ液とＢ液との混合割合を上記した方法と同様にして調整することにより、硬化時間を調整することができる。この場合において、硬化時間が充分長い（数時間から数日以上）場合には、図１に示すように、バッファータンクでＡ液とＢ液を混合してから地盤へ圧送する方法が採用される。
しかし、硬化時間が充分短い（数１０分から数時間以内）場合には、バッファータンクや途中の流路で固結するおそれがあるので、図４に示すように、２重管を用い、Ａ液は、Ａ液流路３７を通って送り出され、Ｂ液は、Ｂ液流路３８を通って送り出され、掘削パイプ１６の先端から地盤へ注入する直前に混合される方法が採用される。
【００４６】
前記実施例では、グラウトＡ液系統１９とグラウトＢ液系統２９とをそれぞれ１系統ずつで構成する場合、すなわち、Ａ液撹拌槽４およびＢ液撹拌槽２４には、それぞれ濃度や配合比が予め一定のものとして設定されたＡ液とＢ液が収納されているものとしたが、このような固定的な場合に限られるものではなく、Ａ液撹拌槽４および／またはＢ液撹拌槽２４の前段および／または後段においても、濃度や硬化時間の調整をするために本発明による比率調整装置を介在してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、グラウトＡ液系統とグラウトＢ液系統との少なくとも２系統のポンプに、吐出流量を制御する制御回路を結合し、この制御回路は、各系統のポンプをそれぞれ駆動するポンプモータに、速度制御するためのモータインバータをそれぞれ結合し、これらモータインバータに、流量設定信号出力手段としてのポテンシオメータをそれぞれ結合し、それぞれのポテンシオメータを互いに逆動作するように連動せしめた。そのため、土木工事のグラウト注入施工における取り扱いが簡便、かつ、容易で、さらに注入孔へのグラウトの連続供給を止めることなく、グラウトの濃度や硬化時間を任意に調整可能で、しかも安価なグラウトの比率制御装置を提供することができる。
【００４８】
グラウトの注入工程が進捗中であっても、注入対象である地山、土質の性質の変化に応じて、任意に、連続的に刻々と最適濃度、最適硬化時間のグラウトを必要量だけ生成、供給することができる。
【００４９】
グラウトの濃度や硬化時間の設定は、共通する１個の操作ノブを任意の位置に動かすだけでよく、さらに、同じ最大吐出量のポンプを選べば、設定値を任意に変更しても生成されるグラウト総量に影響を与えないので、生成量補正操作などの必要がなく、高度な技術、熟練を必要とせず、取り扱いが極めて簡便であり、グラウト注入工事従事者の負担を軽減することができる。
【００５０】
本発明によるグラウトの比率制御装置は、構成機器の点数が少なく単純であり、一方の流体の流量を測定し、設定した比率係数をその値に乗じて他方の流量を演算設定して流量調節する公知の技術による濃度調節法に比べて極めて安価に装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるグラウトの比率制御装置の一実施例を示す全体の説明図である。
【図２】本発明による制御回路のブロック図である。
【図３】本発明のグラウトの比率制御装置における２個のポテンシオメータの機能の説明図である。
【図４】本発明によるグラウトの比率制御装置の他の実施例を示す説明図である。
【図５】従来のバッチ方式によるグラウト注入工法の説明図である。
【図６】従来の比例制御によるグラウト注入工法の説明図である。
【符号の説明】
１…ホッパー、２…コンベア、３…計量槽、４…Ａ液撹拌槽、５…希釈液、６…撹拌機、７…バッファータンク、８…注入ポンプ、９…自動戻り弁、１０…流量検出器、１１…圧力検出器、１２…流量・圧力調節器、１３…掘削機、１４…掘削パイプ、１５…地山、１６…規定深度の位置、１７…Ａ液プランジャーポンプ、１８…グラウトＡ液ポンプ、１９…グラウトＡ液系統、２０…制御回路、２１…比率調整棒、２２…コンベア、２３…計量槽、２４…Ｂ液撹拌槽、２５…支点、２７…Ｂ液プランジャーポンプ、２８…グラウトＢ液ポンプ、２９…グラウトＢ液系統、３０…電源、３１…ポテンシオメータ、３２…摺動子、３３…入力端子、３４…出力端子、３５…グラウトＡ液用モータインバータ、３６…グラウトＡ液ポンプモータ、３７…Ａ液流路、３８…Ｂ液流路、４０…電源、４１…ポテンシオメータ、４２…摺動子、４３…ピストンロッド、４４…出力端子、４５…グラウトＢ液用モータインバータ、４６…グラウトＢ液ポンプモータ、５３…ピストンロッド。

Claims

グラウトＡ液系統とグラウトＢ液系統との少なくとも２系統を有し、各系統に挿入されたポンプから吐出された液体を混合して所定の比率のグラウトを得るようにしたグラウトの比率制御装置において、前記各系統のポンプに、吐出流量を制御する制御回路を結合し、この制御回路は、前記各系統のポンプをそれぞれ駆動するポンプモータに、速度制御するためのモータインバータをそれぞれ結合し、これらモータインバータに、流量設定信号出力手段をそれぞれ結合し、それぞれの流量設定信号出力手段を互いに逆動作するように連動せしめてなることを特徴とするグラウトの比率制御装置。
各系統の流量設定信号出力手段は、ポテンシオメータからなり、このポテンシオメータは、それぞれの摺動子が機械的に連動して、同一の操作ノブで同時に作動するように構成し、これらのポテンシオメータがそれぞれ対応する各ポンプのモータインバータに独立して流量設定信号を与えるようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラウトの比率制御装置。
各系統の流量設定信号出力手段は、ポテンシオメータからなり、このポテンシオメータは、それぞれの摺動子が機械的に連動して、同一の操作ノブで同時に作動するように構成し、これらのポテンシオメータがそれぞれ対応する各ポンプのモータインバータに独立して流量設定信号を与え、かつ、操作ノブによる同一操作方向に対して電気抵抗値の増減が互いに逆となる接続をして、各系統のポンプ吐出流量の増減方向が、互いに逆となるようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラウトの比率制御装置。
各系統の流量設定信号出力手段は、ポテンシオメータからなり、このポテンシオメータは、それぞれの摺動子が機械的に連動して、同一の操作ノブで同時に作動するように構成し、これらのポテンシオメータがそれぞれ対応する各ポンプのモータインバータに独立して流量設定信号を与え、かつ、操作ノブによる同一操作方向に対して電気抵抗値の増減が互いに同一となる接続をし、一方のポテンシオメータの吐出量設定信号に対して他方を反転して出力することにより各系統のポンプ吐出流量の増減方向が、互いに逆となるようにしたことを特徴とする請求項１記載のグラウトの比率制御装置。
各ポテンシオメータに与える基準電圧を、任意に変更する手段を具備してなることを特徴とする請求項２、３または４記載のグラウトの比率制御装置。