JP3943993B2 - Osmotic injection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に浸透注入材を注入して浸透させる浸透注入装置に関し、特に、浸透注入材を一定の圧力で注入するための構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地盤改良のための薬液や、汚染地盤浄化のための浄化液を浸透注入材として地盤中に注入して浸透させる浸透注入工法は、砂層からなる地盤が施工対象となる。砂層を形成する砂には、粒子構造が細粒で粘性土に近いものから、粒子構造が粗粒で礫に近いものまである。このため、砂層に浸透注入材が浸透して行くときの浸透抵抗圧は、粘性土に近い砂の層では比較的高くなり、礫に近い砂の層では比較的低くなり、粘性土と礫の中間の粒子構造を有する砂の層では標準的となる。
【0003】
一般に、浸透注入工法では注入ラインに浸透注入材を一定量送り込む定量注入が行われている。なお、この一定量は前述の浸透抵抗圧の標準的な砂層を基準にするとともに、施工実績等を考慮して設定されている。このような定量注入で浸透注入を行うと、浸透抵抗圧の標準的な砂層では、注入した浸透注入材を層中に均質に浸透させることができる。しかし、粘性土に近い浸透抵抗圧の高い砂層では、注入した浸透注入材が層中に浸透して行き難いので、次々と注入される浸透注入材によって砂層が圧迫されて割裂し、この割裂した箇所に浸透注入材が集中して流れて行くため、浸透注入材を層中に均質に浸透させることができない。一方、礫に近い浸透抵抗圧の低い砂層では、層中に浸透注入材が浸透して行き易いので、浸透抵抗圧の標準的な砂層よりも多量の浸透注入材を浸透させることができるが、定量注入であるために、浸透注入材は一定量までしか注入することができず、浸透注入材を層中に層状態に応じた注入量で浸透させることができない。
【0004】
そこで、上記の問題を解決するために、図4に示す定圧注入方式の浸透注入装置50が用いられている。図4において、51は注入ラインであり、貯留槽52に貯留された浸透注入材Lを地盤G中に配置した注入口51aから地盤G中に注入する。この注入ライン51中には、注入ライン51を流れる浸透注入材Lの流量を計測する流量計53と、タンク52の内部から浸透注入材Lを吸引して地盤G中に圧送するポンプPと、注入ライン51を流れる浸透注入材Lの流量を調整する流量制御バルブ54と、浸透注入材Lを地盤G中に注入するときの注入圧力の変化を検出する圧力センサ55とが設置されている。56は流量計53と流量制御バルブ54と圧力センサ55とにそれぞれ電気的に接続されている制御装置であり、この制御装置56は圧力センサ55が検出した注入圧力に基づき流量制御バルブ54を制御する。たとえば、圧力センサ55が検出した注入圧力が高いときは、制御装置56は流量制御バルブ54の開度を小さくして注入ライン51を流れる浸透注入材Lの流量を減らす。これにより、地盤G中に注入される浸透注入材Lの注入量が減少し、浸透注入材Lの注入圧力が低くなる。一方、圧力センサ55が検出した注入圧力が低いときは、制御装置56は流量制御バルブ54の開度を大きくして注入ライン51を流れる浸透注入材Lの流量を増やす。これにより、地盤G中に注入される浸透注入材Lの注入量が増大し、浸透注入材Lの注入圧力が高くなる。つまり、制御装置56は、浸透注入材Lの注入圧力の変化に応じて地盤G中への浸透注入材Lの注入量を増減し、浸透注入材Lの注入圧力を常に一定に維持する。なお、この一定の注入圧力は浸透抵抗圧の標準的な砂層を基準にするとともに、施工実績等を考慮して設定されている。
【0005】
上述した浸透注入装置50により浸透注入を行うと、浸透抵抗圧の高い砂層では、最初は、浸透注入材Lが層中に浸透して行き難いので、浸透注入材Lの注入圧力は高くなるが、即座に、圧力センサ55がこの注入圧力の変化を検出し、制御装置56が流量制御バルブ54を制御して浸透注入材Lの注入量を減少させ、浸透注入材Lの注入圧力を下げて一定の圧力にする。この結果、浸透注入材Lの注入によって層中に割裂が発生することなく、浸透注入材Lは層中に均質に浸透して行く。一方、浸透抵抗圧の低い砂層では、最初は、層中に浸透注入材Lが浸透して行き易いので、浸透注入材Lの注入圧力は低くなるが、即座に、圧力センサ55がこの注入圧力の変化を検出し、制御装置56が流量制御バルブ54を制御して浸透注入材Lの注入量を増大させ、浸透注入材Lの注入圧力を上げて一定の圧力にする。この結果、十分な量の浸透注入材Lが砂層中に注入されて浸透して行く。つまり、浸透注入材Lを地盤G中の砂層の浸透抵抗圧に応じた注入量で注入し、地盤G中に均質に浸透させることができる。
【0006】
また、浸透抵抗圧の相当に低い砂層(きわめて礫層に近い砂層)では、浸透注入材Lが層中に無制限に浸透して行くため、浸透注入材Lの注入量が過大となって浸透注入材Lを無駄に注入するおそれがあるが、この場合は、流量計53が計測した流量が所定の流量を越えたときに、制御装置56が流量制御バルブ54の開度を小さくして浸透注入材Lの注入量を規制する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の浸透注入装置50においては、浸透注入材Lを地盤Gの浸透抵抗圧に応じた注入量で無駄なく注入し、地盤G中に均質に浸透させるために、圧力センサ55や流量計53からの検出結果に基づいて流量制御バルブ54を制御する制御装置56を設置する必要があるが、この制御装置56は複雑な制御をするため非常に高価であり、浸透注入装置50の設備コストが高くなるという問題がある。
【0008】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、浸透注入材を地盤の浸透抵抗圧に応じた注入量で無駄なく注入し、地盤中に均質に浸透させるための構成を簡略化して、設備コストを低減した浸透注入装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる浸透注入装置は、浸透注入材を一時的に貯留するとともに、内部が一定の気体圧力に保持された貯留タンクと、貯留タンクから一定の気体圧力により送り出される浸透注入材を地盤中に注入する注入ラインと、注入ライン中に設置され、送り出される浸透注入材により回転する回転体を有した容積形回転式供給装置と、回転体に連結され、回転体の最大回転数を規制する規制クラッチとを備えている。
【0010】
このようにすることで、浸透注入材が一定の気体圧力によって貯留タンク内部から注入ラインに送り出されるため、この一定の気体圧力を浸透注入材が地盤を割裂させることなく地盤中に注入されて浸透して行くことができる圧力に設定すると、浸透注入材を地盤の浸透抵抗圧に応じた注入量で注入し、地盤中に均質に浸透させることができる。また、浸透抵抗圧の相当に低い地盤の場合は、規制クラッチが容積形回転式供給装置の回転体の最大回転数を規制することで、注入ラインに送り出された浸透注入材が容積形回転式供給装置を通るときに、地盤中へ注入される最大注入量を規制されるため、浸透注入材の注入量が過大とならず、浸透注入材を無駄に注入することを防止できる。この結果、図4のような高価な制御装置を設ける必要がなく、浸透注入材を定圧注入するための構成を簡略化して、浸透注入装置の設備コストを低減することが可能となる。
【0011】
また、本発明にかかる浸透注入装置においては、貯留タンクを2基備え、一方の貯留タンクから注入ラインに浸透注入材を送り出す間、他方の貯留タンクに浸透注入材を補給し、浸透注入材の送り出しと補給とを両貯留タンクで交互に切り換えて行うのが好ましい。
【0012】
1基のタンクで浸透注入を行う場合、貯留タンクに浸透注入材を補給する間は貯留タンクから注入ラインへの浸透注入材の送り出しを停止して、地盤中への浸透注入材の注入を中断しなければならないが、上記のような2基の貯留タンクを設けることで、一方の貯留タンクで浸透注入材の送り出しを行う間、他方の貯留タンクで浸透注入材の補給を行うことができるので、地盤中への浸透注入材の注入を中断することなく連続して行うことができる。この結果、浸透注入の工期を大幅に短縮することが可能となる。
【0013】
また、本発明にかかる浸透注入装置においては、貯留タンクの内部に、一定の気体圧力に保持される気相部と浸透注入材からなる液相部とを隔離する伸縮自在な隔膜を設けるのが好ましい。
【0014】
汚染地盤の浄化を行う場合、浸透注入材として嫌気性の浄化液が使用されるとともに、この浄化液を酸化変質させずにタンクから注入ラインへ送り出すためにタンクの内部に不活性気体を充填する必要があるが、この不活性気体は高価であるため材料コストが高くなるという問題がある。そこで、上記のような隔膜をタンクの内部に設けることで、材料コストのかからない空気をタンクの内部に充填しても、浄化液が空気に触れて酸化変質するおそれはなく、空気の圧力で浄化液をタンクから注入ラインへ送り出すことができるため、不活性気体が不要となり材料コストを大幅に削減することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図1〜図3を参照しながら説明する。図1は本発明にかかる浸透注入装置の全体図であり、図2は同浸透注入装置に備わるロータリフィーダの動作原理図、図3は同浸透注入装置に備わる規制クラッチの動作原理図である。
【0016】
図1において、100は浸透注入装置であり、地盤改良のための薬液や、汚染地盤浄化のための浄化液を浸透注入材Lとして地盤G中に注入して浸透させる。この浸透注入装置100を用いて実施する浸透注入工法は、砂層からなる地盤Gが施工対象となる。1a、1bは浸透注入材Lを一時的に貯留する2基の貯留タンクであり、タンク1a、1bの内部は伸縮自在な隔膜2によって、空気Kからなる気相部Kaと浸透注入材Lからなる液相部Laとに隔離されている。この隔膜2は浸透注入材Lとして嫌気性の浄化液を使用するときに、タンク1a、1bの内部で空気Kによって浄化液が酸化変質するのを防止する。3はタンク1a、1b内部の浸透注入材Lを撹拌する撹拌器であり、浸透注入材Lがタンク1a、1b内部で沈殿したり、凝固したりするのを防止する。4はタンク1a、1bの内部に設けられた金網であり、後述するように浸透注入材Lがタンク1a、1bから送り出される場合に、浸透注入材Lの水位とともに低下する隔膜2が撹拌器3に絡まるのを防止する。5はタンク1a、1bに設置された水位検知センサであり、浸透注入材Lの水位が所定の水位以下に低下したか否かを検知する。
【0017】
それぞれのタンク1a、1bの上部には、タンク1a、1bの内部へ空気Kを給気する、またはタンク1a、1bの内部にある空気Kを排気する給排気ライン6a、6bが連結されていて、これらの給排気ライン6a、6bは共用ライン7を介してコンプレッサ8に連結されている。このコンプレッサ8は大気中の空気を圧縮して共用ライン7に送り出している。また、給排気ライン6a、6bのライン中には開閉弁9a、9bと圧力開放弁10a、10bとがそれぞれ設置されていて、共用ライン7のライン中には圧力調整弁11が設置されている。
【0018】
これらにより、給排気ライン6a、6bの開閉弁9a、9bを開いて、圧力開放弁10a、10bを閉じると、コンプレッサ8から送り出された空気Kが圧力調整弁11によって一定の圧力に調整された後、共用ライン7と開閉弁9a、9bと給排気ライン6a、6bとを通してタンク1a、1bの内部に給気され、タンク1a、1bの内部は後述するような一定の気体圧力に保持される。一方、給排気ライン6a、6bの開閉弁9a、9bを閉じて、圧力開放弁10a、10bを開くと、タンク1a、1bの内部の空気Kは給排気ライン6a、6bを通って圧力開放弁10a、10bから外部に排気され、タンク1a、1bの内部に保持されていた一定の気体圧力は開放される。
【0019】
また、それぞれのタンク1a、1bの下部には、タンク1a、1bの内部に貯留されている浸透注入材Lを排出する、またはタンク1a、1bの内部に浸透注入材Lを供給する給排口13a、13bが連結されていて、これらの給排口13a、13bは3方向切替弁14a、14bを介して注入ライン15と補給ライン18とに連結されている。注入ライン15はタンク1a、1bの内部から給排口13a、13bへ排出した浸透注入材Lを地盤G中に設置した注入口15aから地盤G中に注入する注入路であり、このライン15中には後述するロータリフィーダ16が設置されている。注入ライン15は、このロータリフィーダ16を挟んでタンク1a、1b側の注入ライン15tと、地盤G側の注入ライン15gとに分かれる。補給ライン18は補給槽19に多量に貯留されている浸透注入材Lを給排口13a、13bからタンク1a、1bの内部へ補給する補給路であり、このライン18中には逆止弁20とポンプPが設置されている。21は補給槽19に貯留されている浸透注入材Lを大気中の空気から隔離する隔膜である。
【0020】
以上の構成において、いまタンク1aが稼動中で、タンク1bが休止中であるとする。タンク1aは内部が一定の気体圧力に保持された状態にあり、3方向切替弁14aを図1のように給排口13aと注入ライン15とが連通するように切り替えると、タンク1aに貯留されていた浸透注入材Lがタンク1a内部の一定の気体圧力によって給排口13aを通って注入ライン15tへ送り出される。そして、注入ライン15tへ送り出された浸透注入材Lは、この後、ロータリフィーダ16と注入ライン15gを通って注入口15aから地盤G中に注入されて浸透して行く。ここで、タンク1a内部の一定の気体圧力は、タンク1aから送り出されて地盤G中に注入される浸透注入材Lが地盤Gを割裂させることなく地盤G中に注入されて浸透して行くことができる圧力に設定されている。一方、タンク1b内部の気体圧力は圧力開放弁10bにより開放されており、3方向切替弁14bを図1のように給排口13bと補給ライン18とが連通するように切り替えると、補給槽19に貯留されていた浸透注入材LがポンプPに吸引され、補給ライン18と給排口13bとを通ってタンク1bの内部に補給される。
【0021】
また、2つの切替弁14a、14bは、一方の切替弁が給排口と補給ライン18とを連通させているときは、他方の切替弁は給排口と注入ライン15tとを連通させているというように交互に切り替えられる。これによって、タンク1a、1b内部への浸透注入材Lの補給と、タンク1a、1b内部から注入ライン15tへの浸透注入材Lの送り出しとが、2基のタンク1a、1bで交互に切り換えて行われる。なお、2つの切替弁14a、14bの切り替えは、前述の水位検知センサ5によってどちらかのタンク1a、1b内部の浸透注入材Lの水位が所定の水位以下に低下したことを検知したときに、手動または自動で行われる。
【0022】
注入ライン15のライン中に設置されたロータリフィーダ16は、本発明の容積形回転式供給装置の一例をなすものであって、図2に示すように本体部16aの内側に回転体であるロータ16bを回転可能に配置している。このロータ16bは径方向に突出する6つのベーン(羽根)16cを装着していて、このベーン16cはばね16dによって本体部16aの内面に常に押し付けられている。また、ロータ16bの軸中心Qは本体部16aの中心Oから所定寸法だけずれており、ロータ16bは本体部16aに対して偏心して設けられている。このため、ロータ16bと本体部16aとの間には6つのベーン16cによって区切られた6つの容積の異なる空間部Xが形成される。このようなロータリフィーダ16は、公知のベーンポンプの構造を応用したものである。ベーンポンプは、たとえば特開平11−37062号公報に記載されている。ベーンポンプではロータがモータにより回転するが、本実施形態のロータリフィーダ16では、ロータ16bは浸透注入材Lにより回転する。すなわち、内部の空間部Xにタンク1a、1b内部から注入ライン15tに送り出された浸透注入材Lが入り込むと、ロータ16bが浸透注入材Lによって空間部Xの容積が拡大するR方向に回転する。そして、ロータ16bがさらにR方向に回転すると、浸透注入材Lが入り込んだ空間部Xの容積が縮小されて、浸透注入材Lが空間部Xから注入ライン15gに吐出される。
【0023】
図1において、17はロータリフィーダ16のロータ16bの最大回転数を規制する規制クラッチである。このクラッチ17は、図3に示すようにロータ16bの回転軸であるロータ軸16eに固着される爪車17aと、ロータ軸16eに回転可能に支持される回転板17bとを備えている。回転板17bはモータ17d(図1)の駆動を受けてロータ16bとは独立して所定の回転数でR方向に回転し、側面に爪車17aと噛み合う爪17cを軸17eを介して回動自在に連結している。
【0024】
このような規制クラッチ17により、上述したようにロータリフィーダ16の内部に浸透注入材Lが入り込んでロータ軸16eがR方向に回転すると、ロータ軸16eの回転数が回転板17bの回転数未満のときは、爪車17aと爪17cとは噛み合わず、ロータ軸16eは自由に回転する。一方、ロータ軸16eの回転数が回転板17bの回転数以上になると、爪車17aと爪17cとは図3に示すように噛み合い、ロータ軸16eは回転板17bと一体となって回転板17bの回転数で回転する。つまり、ロータ16bの回転数は回転板17bの回転数を上回ることができず、ロータ16bは回転板17bの回転数によって最大回転数が規制される。これによって、上述したようにタンク1a、1b内部から注入ライン15tへ送り出された浸透注入材Lが、ロータリフィーダ16の内部を通って注入ライン15gに吐出されるときに最大吐出量が規制されるため、地盤G中への浸透注入材Lの最大注入量も規制される。
【0025】
次に、上述した浸透注入装置100を用いて浸透注入工法を実施するときの各部の動作を説明する。まず最初に、タンク1aまたはタンク1bのどちらか一方の内部に浸透注入材Lを補給する。ここでは、先にタンク1aに浸透注入材Lを補給する。タンク1aに連結されている給排気ライン6aの開閉弁9aを閉じて、圧力開放弁10aを開き、次に、切替弁14aを給排口13aと補給ライン18とが連通するように切り替える。このとき、タンク1bでは切替弁14bを給排口13bと補給ライン18とが連通しないように切り替えておく。そして、補給槽19に貯留されている浸透注入材Lを、ポンプPによって補給ライン18と給排口13aとを通してタンク1aの内部に補給する。タンク1aの内部に浸透注入材Lが補給されると、開閉弁9aを開いて、圧力開放弁10aを閉じ、コンプレッサ8から送り出される空気Kを圧力調整弁11によって一定の圧力に調整した後、共用ライン7と給排気ライン6aとを通してタンク1aの内部に給気し、タンク1aの内部を一定の気体圧力に保持する。
【0026】
タンク1aの内部を一定の気体圧力に保持すると、切替弁14aを給排口13aと注入ライン15tとが連通するように切り替える(図1の状態)。このとき、タンク1bでは給排気ライン6bの開閉弁9bを閉じて、圧力開放弁10bを開き、切替弁14bを給排口13bと補給ライン18とが連通するように切り替えて(図1の状態)、補給槽19に貯留されている浸透注入材Lを、ポンプPによって補給ライン18と給排口13bとを通してタンク1bの内部に補給する。そして、タンク1bの内部に浸透注入材Lが補給されると、開閉弁9bを開いて、圧力開放弁10bを閉じ、前述のタンク1aと同様に、タンク1bの内部を一定の気体圧力に保持する。タンク1aにおいて、給排口13aと注入ライン15tとが連通すると、一定の気体圧力で浸透注入材Lがタンク1aの内部から注入ライン15tへ送り出される。そして、注入ライン15tへ送り出された浸透注入材Lは、一定の気体圧力を受けたままロータリフィーダ16の内部をロータ16bを回転させながら通り、注入ライン15gへ送り出された後、注入口15aから地盤G中へ注入されて浸透して行く。
【0027】
このとき、タンク1a内部の一定の気体圧力は、浸透注入材Lが地盤Gを割裂させることなく地盤G中に注入されて浸透して行くことができる圧力に設定されているので、地盤Gの浸透抵抗圧が高い場合は、浸透抵抗圧に応じて浸透注入材Lの注入量が減少し、地盤Gの浸透抵抗圧が低い場合は、浸透抵抗圧に応じて浸透注入材Lの注入量が増大する。つまり、浸透注入材Lは一定の気体圧力で地盤Gの浸透抵抗圧に応じた注入量で注入され、地盤G中に均質に浸透して行く。また、地盤Gの浸透抵抗圧が相当に低い場合は、規制クラッチ17がロータリフィーダ16のロータ16bの最大回転数を規制するので、浸透注入材Lがロータリフィーダ16の内部を通るときに、浸透注入材Lの地盤G中への最大注入量が規制される。
【0028】
浸透注入材Lがタンク1a内部から地盤G中に注入され続けると、タンク1a内部の浸透注入材Lの水位が所定の水位以下に低下し、水位検知センサ5がこの水位の低下を検知する。そして、この水位検知センサ5の検知を受けて、切替弁14aを給排口13aと補給ライン18とが連通するように切り替えるとともに、切替弁14bを給排口13bと注入ライン15tとが連通するように切り替える。これにより、タンク1aの内部から注入ライン15tへの浸透注入材Lの送り出しが停止され、代わってタンク1bの内部から注入ライン15tへの浸透注入材Lの送り出しが開始されるので、引き続き、浸透注入材Lは一定の気体圧力を受けたままロータリフィーダ16の内部と注入ライン15gを通り、注入口15aから地盤G中へ注入されて浸透して行く。このとき、タンク1aでは、開閉弁9aを閉じて、圧力開放弁10aを開き、補給槽19に貯留されている浸透注入材Lをタンク1aの内部に補給する。そして、タンク1aの内部に浸透注入材Lが補給されると、開閉弁9aを開いて、圧力開放弁10aを閉じ、コンプレッサ8から給気される空気Kによりタンク1aの内部を一定の気体圧力に保持して、次の浸透注入材Lの送り出し工程に備える。
【0029】
以上のようにすることにより、浸透注入材Lが一定の気体圧力によって貯留タンク1a、1b内部から注入ライン15tに送り出され、ロータリフィーダ16と注入ライン15gを通って地盤G中に注入されるため、各タンク1a、1b内部の一定の気体圧力を、浸透注入材Lが地盤Gを割裂させることなく地盤G中に注入されて浸透して行くことができる圧力に設定すると、浸透注入材Lを地盤Gの浸透抵抗圧に応じた注入量で注入し、地盤G中に均質に浸透させることができる。また、浸透抵抗圧の相当に低い地盤Gの場合は、規制クラッチ17がロータリフィーダ16のロータ16bの最大回転数を規制することで、注入ライン15tに送り出された浸透注入材Lがロータリフィーダ16の内部を通るときに、注入ライン15gへ吐出され地盤G中に注入される最大注入量を規制されるため、浸透注入材Lの注入量が過大とならず、浸透注入材Lを無駄に注入することを防止できる。これらの結果、図4のような高価な制御装置56を設ける必要がなく、浸透注入材Lを定圧注入するための構成を簡略化して、浸透注入装置100の設備コストを安くすることが可能となる。
【0030】
また、貯留タンク1a、1bを2基設け、浸透注入材Lの送り出し工程と補給工程とを両タンク1a、1bで交互に切り換えて行うことにより、1基のタンクで浸透注入を行う場合のように、タンクに浸透注入材Lを補給する間、タンクからの浸透注入材Lの送り出しを停止して注入作業を中断する必要がなくなる。このため、地盤G中への浸透注入材Lの注入を連続して行うことができ、浸透注入の工期を大幅に短縮することが可能となる。
【0031】
さらに、タンク1a、1bの内部に空気Kからなる気相部Kaと浸透注入材Lからなる液相部Laとを隔離する隔膜2を設けることにより、汚染地盤の浄化を行う場合において、浸透注入材Lとして嫌気性の浄化液を使用するときに、材料コストのかからない空気Kをタンク1a、1bの内部に充填しても、浄化液は空気に触れて酸化変質することなく、タンク1a、1bから注入ライン15tへ送り出されるため、高価な不活性気体が不要となり材料コストを大幅に削減することが可能となる。
【0032】
以上述べた実施形態においては、タンク1a、1bの内部を一定の気体圧力に保持するために、コンプレッサ8と圧力調整弁11によって空気を一定の圧力に調整してタンク1a、1bの内部に送り込む場合を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定するものではなく、これ以外にも、ポンプと圧力計によって空気を一定の圧力に調整してタンク1a、1bの内部に送り込むようにしてもよい。つまり、大気中の空気を一定の圧力に調整してタンク1a、1bの内部に送り込むことができる構成であればよい。
【0033】
また、上記実施形態では、容積形回転式供給装置として、6つのベーン16cを装着したロータ16bを有するロータリフィーダ16を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定するものではない。たとえば、2つのベーンを装着したロータを有するロータリフィーダや、ベーン16cとばね16dに代えてゴム製のベーンを装着したロータを有するロータリフィーダを用いてもよい。また、容積形回転式供給装置としては、上記のようなベーンポンプの構造を用いたものに限らず、他の構造を用いたものであってもよい。たとえば、噛み合った1対の歯車(回転体に相当)が本体内壁に密接して回転し、歯車の凹部と本体内壁との間に形成される空間に閉じ込められた液体が歯車の回転によって吐出される外接形のギヤポンプの構造を用いたものでもよい。あるいは、歯数の異なる2つの偏心した内外ロータ(回転体に相当)の回転により、ロータ間の空間が広がったり縮まったりすることで液体が吐出される内接形のギヤポンプ(トロコイドポンプ)の構造を用いたものでもよい。つまり、本発明における容積形回転式供給装置は、注入ライン15tから内部に送り込まれた浸透注入材Lを回転体により形成される閉空間に導いて回転体を回転させ、これにより一定量の浸透注入材Lを注入ライン15gに吐出できるものであればよい。
【0034】
さらに、上記実施形態では、ロータ軸16eに固着される爪車17aと、ロータ軸16eに回転可能に支持される回転板17bに回動自在に連結された爪17cとの噛み合い機構により、ロータリフィーダ16のロータ16bの最大回転数を回転板17bの回転数以下に規制する規制クラッチ17を用いた場合を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外にも、たとえば、ロータ軸16eと回転板17bとの間に複数のカムを介在させ、ロータ軸16eの回転数が回転板17bの回転数以上になったときに、カムがロータ軸16eと回転板17bとに噛み合い、ロータ軸16eを回転板17bとともに回転板17bの回転数で回転させる噛み合い機構を備えたカムクラッチを用いてもよい。つまり、規制クラッチとしては、ロータ16bの回転数を回転板17bの回転数以下に規制する機構を備えたクラッチであればよい。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、浸透注入材が一定の気体圧力で貯留タンク内部から注入ラインに送り出されるため、浸透注入材を地盤の浸透抵抗圧に応じた注入量で注入し、地盤中に均質に浸透させることができる。また、浸透抵抗圧の相当に低い地盤の場合は、規制クラッチによって浸透注入材の最大注入量が規制されるため、浸透注入材を地盤中へ無駄に注入することを防止できる。この結果、従来のような高価な制御装置を設ける必要がなく、浸透注入装置の構成を簡略化して設備コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる浸透注入装置を示す全体図である。
【図2】同浸透注入装置に備わるロータリフィーダの動作原理図である。
【図3】同浸透注入装置に備わる規制クラッチの動作原理図である。
【図4】従来の浸透注入装置を示す全体図である。
【符号の説明】
1a 貯留タンク
1b 貯留タンク
2 隔膜
15 注入ライン
15t 注入ライン
15g 注入ライン
16 ロータリフィーダ
16b ロータ
17 規制クラッチ
100 浸透注入装置
G 地盤
K 空気
Ka 気相部
L 浸透注入材
La 液相部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an osmotic injection device for injecting and infiltrating an osmotic injection material into the ground, and more particularly to a structure for injecting the osmotic injection material at a constant pressure.
[0002]
[Prior art]
In the osmotic injection method in which a chemical solution for improving the ground and a cleaning solution for purifying contaminated ground are injected into the ground as an osmotic injection material and infiltrated into the ground, the ground consisting of a sand layer is the target of construction. The sand forming the sand layer has a particle structure ranging from fine particles close to cohesive soil to coarse particle structures close to gravel. For this reason, the permeation resistance pressure when the infiltration material penetrates into the sand layer is relatively high in the sand layer close to the viscous soil, relatively low in the sand layer close to the gravel, Standard for sand layers with an intermediate grain structure.
[0003]
In general, in the osmotic injection method, quantitative injection is performed in which a fixed amount of osmotic injection material is fed into an injection line. This fixed amount is set based on the standard sand layer of the above-mentioned osmotic resistance pressure and considering the construction results. When the osmotic injection is performed by such a constant injection, the injected osmotic injection material can be uniformly infiltrated into the layer in the standard sand layer of the osmotic resistance pressure. However, in the sand layer with high osmotic resistance pressure close to viscous soil, it is difficult for the injected osmotic injection material to penetrate into the layer, so the sand layer is pressed and split by the osmotic injection material injected one after another, and this split Since the osmotic injection material flows in a concentrated manner at the location, the osmotic injection material cannot be uniformly infiltrated into the layer. On the other hand, in the sand layer with low osmotic resistance pressure close to gravel, since the osmotic injection material easily penetrates into the layer, a larger amount of osmotic injection material can be infiltrated than the standard sand layer of osmotic resistance pressure, Due to the constant injection, the osmotic injection material can be injected only up to a certain amount, and the osmotic injection material cannot be infiltrated into the layer at an injection amount according to the layer state.
[0004]
In order to solve the above problem, a constant pressure injection type
[0005]
When osmotic injection is performed by the
[0006]
In addition, in a sand layer having a considerably low osmotic resistance pressure (a sand layer very close to a gravel layer), the osmotic injection material L penetrates infinitely into the layer. There is a risk of injecting the material L in vain, but in this case, when the flow rate measured by the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional
[0008]
The present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is to inject the osmotic injection material with an injection amount according to the osmotic resistance pressure of the ground without waste and to infiltrate uniformly into the ground. It is in providing the osmotic injection device which simplified the structure of this and reduced the installation cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An osmotic injection device according to the present invention temporarily stores an osmotic injection material, and stores a storage tank in which the inside is maintained at a constant gas pressure, and an osmotic injection material fed from the storage tank at a constant gas pressure in the ground. A volume-type rotary supply device having an injection line for injecting into the liquid, a rotary body that is installed in the injection line and is rotated by the osmotic injection material that is sent out, and a rotary body connected to the rotary body to regulate the maximum rotational speed of the rotary body And a regulating clutch.
[0010]
In this way, since the osmotic injection material is sent out from the storage tank to the injection line with a constant gas pressure, the osmotic injection material is injected into the ground without splitting the ground. If the pressure is set to a pressure that can be applied, the infiltration material can be injected at an injection amount corresponding to the permeation resistance pressure of the ground, and can be uniformly permeated into the ground. Also, in the case of ground with a considerably low osmotic resistance pressure, the regulating clutch regulates the maximum number of rotations of the rotary body of the positive displacement rotary supply device, so that the osmotic injection material delivered to the injection line is positive displacement rotary type Since the maximum injection amount injected into the ground when passing through the supply device is regulated, the injection amount of the osmotic injection material does not become excessive, and it is possible to prevent the osmotic injection material from being injected unnecessarily. As a result, it is not necessary to provide an expensive control device as shown in FIG. 4, and it is possible to simplify the configuration for injecting the osmotic injection material at a constant pressure and to reduce the equipment cost of the osmotic injection device.
[0011]
Moreover, in the osmotic injection device according to the present invention, two storage tanks are provided, and while the osmotic injection material is sent from one storage tank to the injection line, the other storage tank is replenished with the osmotic injection material, It is preferable to perform delivery and replenishment by alternately switching between the two storage tanks.
[0012]
When osmotic injection is performed in one tank, the supply of the osmotic injection material from the storage tank to the injection line is stopped while the osmotic injection material is supplied to the storage tank, and the injection of the osmotic injection material into the ground is interrupted. However, by providing the two storage tanks as described above, the osmotic injection material can be replenished in the other storage tank while the osmotic injection material is sent out in one storage tank. The injection of the osmotic injection material into the ground can be performed continuously without interruption. As a result, it is possible to significantly reduce the time for infiltration injection.
[0013]
In the osmotic injection device according to the present invention, a retractable diaphragm for separating the gas phase part maintained at a constant gas pressure from the liquid phase part made of the osmotic injection material is provided inside the storage tank. preferable.
[0014]
When purifying contaminated ground, an anaerobic purifying liquid is used as the infiltration material, and the tank is filled with an inert gas so that the purifying liquid can be sent from the tank to the pouring line without being oxidized. Although necessary, since this inert gas is expensive, there is a problem that the material cost increases. Therefore, by providing the above-mentioned diaphragm inside the tank, even if the tank is filled with air that does not require material costs, there is no risk that the purification liquid will come into contact with the air and be oxidized and denatured. Since the liquid can be sent out from the tank to the injection line, an inert gas is unnecessary, and the material cost can be greatly reduced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall view of an osmotic injection device according to the present invention, FIG. 2 is an operation principle diagram of a rotary feeder provided in the osmosis injection device, and FIG. 3 is an operation principle diagram of a regulating clutch provided in the osmosis injection device.
[0016]
In FIG. 1,
[0017]
Supply /
[0018]
As a result, when the on-off
[0019]
Further, at the lower part of each
[0020]
In the above configuration, it is assumed that the tank 1a is in operation and the
[0021]
When one of the switching
[0022]
The
[0023]
In FIG. 1,
[0024]
As described above, when the permeation injection material L enters the
[0025]
Next, the operation of each part when performing the osmotic injection method using the
[0026]
When the inside of the tank 1a is maintained at a constant gas pressure, the switching valve 14a is switched so that the supply /
[0027]
At this time, since the constant gas pressure inside the tank 1a is set to a pressure at which the infiltration injecting material L can be injected into the ground G without splitting the ground G and penetrate the ground G, When the osmotic resistance pressure is high, the injection amount of the osmotic injection material L decreases according to the osmotic resistance pressure, and when the osmotic resistance pressure of the ground G is low, the injection amount of the osmotic injection material L according to the osmotic resistance pressure Increase. That is, the permeation injecting material L is injected at a constant gas pressure in an injection amount corresponding to the permeation resistance pressure of the ground G, and penetrates into the ground G uniformly. Further, when the permeation resistance pressure of the ground G is considerably low, the
[0028]
When the osmotic injection material L continues to be injected into the ground G from the inside of the tank 1a, the water level of the osmotic injection material L inside the tank 1a falls below a predetermined water level, and the water
[0029]
By doing as described above, the permeation injection material L is sent out from the
[0030]
In addition, two
[0031]
Furthermore, in the case of purifying the contaminated ground by providing a
[0032]
In the embodiment described above, in order to maintain the inside of the
[0033]
Moreover, in the said embodiment, although the
[0034]
Furthermore, in the above embodiment, the rotary feeder is provided by the meshing mechanism of the claw wheel 17a fixed to the
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the osmotic injection material is sent out from the inside of the storage tank to the injection line at a constant gas pressure, the osmotic injection material is injected at an injection amount corresponding to the osmotic resistance pressure of the ground, and uniformly penetrates into the ground. Can be made. Further, in the case of the ground having a considerably low permeation resistance pressure, the maximum injection amount of the permeation injecting material is regulated by the regulation clutch, so that it is possible to prevent the permeation injecting material from being wastefully injected into the ground. As a result, it is not necessary to provide an expensive control device as in the prior art, and the configuration of the osmotic injection device can be simplified to reduce the equipment cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an osmotic injection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an operation principle diagram of a rotary feeder provided in the osmotic injection device.
FIG. 3 is an operation principle diagram of a regulation clutch provided in the osmotic injection device.
FIG. 4 is an overall view showing a conventional osmotic injection device.
[Explanation of symbols]
1a Storage tank
1b Storage tank
2 diaphragm
15 Injection line
15t injection line
15g injection line
16 Rotary feeder
16b rotor
17 Restricted clutch
100 Osmotic injection device
G ground
K air
Ka gas phase
L Penetration injection material
La liquid phase part
Claims (3)
前記浸透注入材を一時的に貯留するとともに、内部が一定の気体圧力に保持された貯留タンクと、
前記貯留タンクから前記一定の気体圧力により送り出される浸透注入材を地盤中に注入する注入ラインと、
前記注入ライン中に設置され、送り出される浸透注入材により回転する回転体を有した容積形回転式供給装置と、
前記回転体に連結され、回転体の最大回転数を規制する規制クラッチと、を備えたことを特徴とする浸透注入装置。In the osmotic injection device that injects and infiltrates the osmotic injection material into the ground,
A storage tank in which the osmotic injection material is temporarily stored and the inside is maintained at a constant gas pressure;
An injection line for injecting into the ground an osmotic injection material delivered by the constant gas pressure from the storage tank;
A positive displacement rotary supply device having a rotating body installed in the injection line and rotated by an osmotic injection material delivered;
An osmotic injection device comprising: a regulation clutch coupled to the rotator and regulating a maximum number of rotations of the rotator.
前記貯留タンクを2基備え、
一方の貯留タンクから前記注入ラインに浸透注入材を送り出す間、他方の貯留タンクに浸透注入材を補給し、前記浸透注入材の送り出しと補給とを両貯留タンクで交互に切り換えて行うことを特徴とする浸透注入装置。The osmotic injection device according to claim 1,
Two storage tanks,
While the osmotic injection material is sent from one storage tank to the injection line, the osmotic injection material is replenished to the other storage tank, and the delivery and supply of the osmotic injection material are alternately switched between the two storage tanks. Osmotic injection device.
前記貯留タンクの内部に、一定の気体圧力に保持される気相部と浸透注入材からなる液相部とを隔離する伸縮自在な隔膜を設けたことを特徴とする浸透注入装置。The osmotic injection device according to claim 1 or 2,
An osmotic injection device characterized in that a retractable diaphragm for separating a gas phase portion maintained at a constant gas pressure and a liquid phase portion made of an osmotic injection material is provided inside the storage tank.
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