JP4036310B2 - スラリー充填用逆止弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木・建築の分野において、袋状布製型枠内にモルタルなどのスラリーを充填する際に、当該スラリーの逆流を阻止するための逆止弁に関するものである。
【０００２】
土木や建築の分野においては、構築物を地盤に対して強固に固定するために、構築物と地盤との間をモルタルなどの自硬性のスラリーを充填して固めることが行われており、そのスラリーをより緻密に充填するために、その充填箇所に袋状の布製型枠を配置し、当該布製型枠内にスラリーを圧入して充填することが行われている。
【０００３】
図５はかかる固定構造の一例としての、建築物などの構造物を地盤に定着させるためのアンカーを示すものであって、地盤に穿設された孔１に鋼棒２を挿入し、その孔１と鋼棒２との間にモルタル３を注入すると共に、鋼棒２の先端部に嵌合された筒状布製型枠４内にモルタル５を高圧で圧入したものである。
【０００４】
この構造においては、筒状布製型枠４内にモルタル５を圧入することにより、当該筒状布製型枠４の外側のモルタル３にも圧力がかかって地盤の隙間に浸透し、地盤との密着力が向上すると共に、筒状布製型枠４内のモルタル５は、その圧力によって水分が筒状布製型枠４を透して絞り出され、鋼棒２の周囲に極めて緻密なモルタルが形成される。従って鋼棒２に構造物６を固定することにより、当該構造物６を地盤に対して強固に固定することができるのである。
【０００５】
また図６は固定構造の他の例を示すものであって、トンネルを構築する際に、掘削されたトンネルの内面に沿って形成されたセグメント７と、トンネル内面の地山８との間を裏込めする構造である。
【０００６】
すなわちセグメント７の外側に筒状布製型枠４を配置し、当該筒状布製型枠４内にモルタル１０を圧入することにより、モルタル１０内の水分が筒状布製型枠４の布目の間から浸出して筒状布製型枠４内に緻密なモルタルが形成され、且つ圧入圧力によってモルタルは筒状布製型枠４を介してセグメント７及び地山８に密着し、強固な裏込めが形成されるのである。
【０００７】
ところでこれらの工法においては、外部から筒状布製型枠４内にモルタル５，１０を高圧で圧入し、その圧力をかけた状態のままでモルタル５，１０を硬化させる必要があり、その圧入口に逆止弁を設ける必要がある。
【０００８】
モルタルなどのスラリー状の流体は、一般の気体や液体の場合と異り、粒状物と水との混合流体であり、さらに大きな礫などをも含むため、圧入に際してはこれらをスムーズに通過させると共に、圧入終了後には有効に逆流を阻止し得るものであることが要求されるのである。
【０００９】
【従来の技術】
従来この種のスラリー充填用の逆止弁としては、図７に示されるものが知られている。このものは図７（ａ）に示すように、圧入管１１にスラリーの流れの方向（図面において下方）にのみ撓み得る羽根１２を取り付け、スラリーの圧入時には鎖線で示すように下方に撓んでスラリーの流れを許容し、圧入終了後にはスラリーの圧力によって実線で示すように水平方向に揺動し、圧入管１１を閉塞して逆流を阻止するものである。
【００１０】
また他の形式の逆止弁として、図８に示されるものも知られている。このものは圧入管１１に流路を閉塞する弁板１２を設け、図８（ａ）に示すようにその弁板１２をばね１３により閉弁方向に付勢したものであって、スラリーの圧入時には図８（ｂ）で示すように弁板１２がばね１３の弾力に抗して下方に偏倚して開弁し、圧入終了後にはスラリーの圧力で再度図８（ａ）に示すように圧入管１１を閉塞し、逆流を阻止するものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの逆止弁では、スラリーの圧入を適切に制御することができない。スラリーに大きい礫１４などが含まれているとき、図７（ｂ）に示すように礫１４が羽根１２に引っ掛かり、圧入管１１を閉塞することができず、逆流を阻止することができないことがある。また図８のものにおいても同様の問題が生じることがある。
【００１２】
また当初は羽根１２や弁板１２が圧入管１１を閉塞する方向に付勢されているため、スラリーを圧入するためにはこれを下方に撓ませる必要があり、スラリーの初期の圧入圧力を大きいものとすることが必要である。
【００１３】
初期の圧力が不十分であると、スラリー中の水分のみが羽根１２や弁板１２の隙間から先に流出してしまい、その後部に固形分が滞留して弁が詰まった状態となることがある。モルタルなどのスラリーはチキソトロピー性が大きく、しかも部分的に水分が失われるため、静止状態では急速に流動性を失う。そのため一旦流動が止まると流動性が失われてスラリーの注入が不可能となり、その後圧力を高めても流動を復活することが困難となるのである。
【００１４】
またこれらの逆止弁は圧入管１１の途中に設けられることが多いが、その逆止弁は構造的に方向性があり、取り付け方向を逆にすると逆止の効果が生じないのみならず、モルタルを注入することが不可能となる。
【００１５】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、弁が詰まることがなくスラリーをスムーズに注入することができ、かつ礫などがあってもそれによって逆止作用が損なわれることのない、新規な逆止弁を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
而して本発明は、スラリーを充填する袋状布製型枠内に挿入された剛直な圧入管に排出口を形成し、その圧入管の外側に前記排出口を覆うように十分に大径の可撓性の袋体を遊嵌し、当該袋体における前記圧入管の排出口の排出方向に向かって側方又は後方に十分に離れた位置に、吐出口を形成したことを特徴とするものである。本発明においては、前記袋体が布製であることが好ましい。
【００１７】
本発明における圧入管は、鋼管やプラスチック管などの剛直な管を使用するのが適当であるが、ゴムホースなどの柔軟なものを使用することもでき、また厚手の筒状織物に水密処理を施したものを使用することも可能である。
【００１８】
また本発明における袋体は、柔軟なゴム又はプラスチックのシートを袋状に成形したものを使用することもできるが、布を縫製したものを使用するのが好ましい。この場合、少なくとも前記圧入管よりも柔軟なものを使用するべきである。またその袋体の径は、当該袋体とその内部の圧入管との間にスラリーの流路が形成され得る程度の大きさとするべきであり、具体的には圧入管の１．５〜３倍程度の径とするのが好ましい。
【００１９】
排出口及び吐出口の大きさは、スラリーをスムーズに圧入するために、圧入管の断面積と同等又はそれ以上の大きさのものとするのが好ましい。また排出口と吐出口との距離は、その両者の間の袋体部分が外圧によって圧入管の外面に圧接され、吐出口から排出口に至る逆流流路を遮断し得る程度の距離とするべきである。具体的には、袋体の径と同等以上とするのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、前記図５のアンカー装置に適用した本発明のスラリー充填用逆止弁の一形態を示すものである。
【００２１】
１５は筒状布製型枠４内にモルタル５などのスラリーを圧入する圧入管であって、図５における鋼棒２と同様の荷重負担部材を兼ねており、その先端は閉塞され、先端部側面に排出口１６が穿設されている。
【００２２】
１７は可撓性の袋体であって、圧入管１５よりも十分に大きい径を有しており、前記排出口１６を覆うように圧入管１５の外側に遊嵌されている。当該袋体１７は、緻密な織物を使用するのが好ましい。
【００２３】
袋体１７の先端は圧入管１５に対して固定されており、後端は排出口１６から十分に離れた位置において開放されて、吐出口１８を形成している。そしてその吐出口１８における排出口１６の反対側の位置を、木ねじ１９などにより固定している。
【００２４】
４は筒状布製型枠であって、前記圧入管１５の先端部に袋体１７を覆うように遊嵌されており、その両端は締め付けリング２０などにより圧入管１５に締め付けて固定されている。
【００２５】
この構造においては、圧入管１５を通じてスラリーを注入すると、当該スラリーは圧入管１５から排出口１６を経て袋体１７内に入り、さらに吐出口１８から吐出されて筒状布製型枠４内に圧入されて筒状布製型枠４を満たす。この状態が図１（ａ）に示されている。
【００２６】
圧入終了後スラリーの注入圧力を除くと、筒状布製型枠４内に圧入されたスラリーはその圧力により排出口１６から圧入管１５に逆流しようとするが、図１（ｂ）に示すように袋体１７が収縮して排出口１６を閉塞し、スラリーの逆流を阻止するのである。
【００２７】
また吐出口１８の一部を木ねじ１９などで圧入管１５に固定しておくことにより、スラリーの逆流によって袋体１７が排出口１６から圧入管１５内に引き込まれるのを防止することができる。
【００２８】
図２は、図１の形態の変形例であって、袋体１７の両端が筒状布製型枠４と共に、締め付けリング２０で圧入管１５に対して締め付け固定されており、その袋体１７における圧入管１５の排出口１６から十分に離れた位置に、吐出口１８が穿設されている。
【００２９】
圧入管１５からスラリーを注入すると、当該スラリーは図２（ａ）に示すように排出口１６から袋体１７内に注入され、当該袋体１７内を通って吐出口１８から吐出され、筒状布製型枠４内を満たす。
【００３０】
そしてスラリーの圧入が終了して圧入管１５の圧力を除くと、筒状布製型枠４内の圧力により袋体１７内のスラリーが排出口１６から圧入管１５内に逆流すると共に、袋体１７は圧入管１５の表面に圧接せしめられ、吐出口１８から排出口１６に至る流路が消失すると共に、袋体１７が排出口１６を閉塞してそれ以上のスラリーの逆流を阻止する。
【００３１】
図３は、前記図６に示されるトンネル工事におけるセグメントの裏込めに適用した、本発明のスラリー充填用逆止弁の一形態を示すものである。
【００３２】
圧入管１５は先端が開いて排出口１６を形成しており、当該圧入管１５の先端部を覆うように袋体１７が遊嵌され、当該袋体１７の外側を筒状布製型枠４が覆っており、その筒状布製型枠４及び袋体１７の口部は締め付けリング２０などにより、圧入管１５に締め付け固定されている。
【００３３】
この例においては、圧入管１５からスラリーを注入すると、図３（ａ）に示すようにスラリーは排出口１６から袋体１７内に注入され、当該袋体１７内を流れて吐出口１８から吐出され、筒状布製型枠４内に圧入されてその筒状布製型枠４を満たす。
【００３４】
そしてスラリーの圧入が終了して圧入管１５の圧力を除くと、筒状布製型枠４内の圧力により袋体１７内のスラリーが排出口１６から圧入管１５内に逆流すると共に、袋体１７は外圧によって圧入管１５の表面に圧接せしめられ、吐出口１８から排出口１６に至る流路が消失すると共に、排出口１６は袋体１７で閉塞されてそれ以上のスラリーの逆流を阻止する。
【００３５】
図４はセグメントの裏込めに適用した本発明の逆止弁の他の形態を示すものである。圧入管１５はその先端が開放されて排出口１６を形成しており、当該圧入管１５の先端部に袋体１７が被せられ、その袋体１７の側面には排出口１６から十分に離れた位置に吐出口１８が穿設されている。
【００３６】
そしてその圧入管１５の先端部及びそこに被せられた袋体１７は、筒状布製型枠４の端末部に形成された挿入孔２１から挿入され、袋体１７の後部は筒状布製型枠４の挿入孔２１と共に縫合されて閉塞されている。
【００３７】
而してこの例において、圧入管１５からスラリーを注入すると、スラリーは先端の排出口１６から袋体１７内に注入され、当該袋体１７内を流れて吐出口１８から吐出されて筒状布製型枠４内に流入し、その筒状布製型枠４を膨らませてその中に充填される。
【００３８】
スラリーの圧入が終了して圧入管１５の圧力を除くと、筒状布製型枠４内の圧力により袋体１７が押し潰され、その袋体１７内のスラリーが排出口１６から圧入管１５内に逆流すると共に、袋体１７は外圧によって圧入管１５の表面に圧接せしめられ、吐出口１８から排出口１６に至る流路が消失すると共に、排出口１６は袋体１７で閉塞されてスラリーの逆流を阻止する。
【００３９】
【作用】
本発明においては、圧入管１５からスラリーを注入することにより、当該スラリーは排出口１６から袋体１７内に流入し、当該袋体１７を膨らませる。そして排出口１６と吐出口１８とが十分に離れているため、排出口１６から流入したスラリーは袋体１７内を流れて、吐出口１８から筒状布製型枠４内に吐出される。このとき袋体１７は圧入管１５よりも十分に大径であり、また排出口１６及び吐出口１８は単なる透孔であるので、スラリーが筒状布製型枠４内に注入されるについて大きな抵抗となる要素はない。
【００４０】
而してスラリーは袋体１７を経由して筒状布製型枠４内に注入され、その筒状布製型枠４を膨らませると共にその内部を満たし、圧入管１５からの注入圧力によって加圧されて圧入される。
【００４１】
筒状布製型枠４内にスラリーが圧入されると、スラリー中の水分は筒状布製型枠４の布目から滲出し、筒状布製型枠４内に高圧で且つ固形分に富んだ緻密なスラリーが残ることとなる。
【００４２】
ここで圧入管１５からのスラリーの圧入を停止し、圧入管１５内の圧力が低下すると、袋体１７内のスラリーは一部が排出口１６から圧入管１５内に逆流し、袋体１７は筒状布製型枠４内の外圧によって押し潰され、圧入管１５の表面に押し付けられる。
【００４３】
そのため袋体１７内の空間が縮小し、吐出口１８から排出口１６に至る流路が消失すると共に、逆流するスラリーによって袋体１７は排出口１６に引き付けられ、排出口１６は閉塞される。
【００４４】
スラリーが礫などを含んでいる場合においても、袋体１７は柔軟であるため外圧によって圧入管１５に密着することができ、間に礫などが挟まった状態でもそれらを包みこんで密着するので、それらの礫などが排出口１６を閉塞する障害となることはない。
【００４５】
なお袋体１７の形状によっては、筒状布製型枠４内の圧力によって排出口１６から圧入管１５内に引き込まれてしまう恐れがあるので、その様な場合には図１に示すように、袋体１７を圧入管１５に対して木ねじ１９などで固定しておくのが好ましい。また袋体１７を固定しても、その袋体１７の一部が排出口１６から圧入管１５内に引き込まれることがあるが、吐出口１８の縁まで引き込まれることがない限り、差し支えない。
【００４６】
而して、このようにして排出口１６が袋体１７で閉塞され、スラリーの逆流が停止すると、スラリーは筒状布製型枠４内に高い圧力を保持したままで急速に流動性を失う。そのため薄い袋体１７の壁面で十分にスラリーの圧力を支え、逆流を阻止することができるので、早期に圧入管１５をスラリーの注入手段から取り外すことができる。
【００４７】
而して筒状布製型枠４内のスラリーは逆流することなく圧力を維持し、自らの自硬性によって硬化する。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、圧入管１５から注入されたスラリーは、排出口１６から袋体１７内を経て吐出口１８から筒状布製型枠４内に注入され、その間にスラリーの流通を阻害するものがないので、特に高圧を必要とせず、スムーズに注入することができる。また注入の過程で水分のみが先に送られて固形分と分離するようなことがなく、また礫などを含むスラリーであっても、それらの礫をも含めてスムーズに注入することができる。
【００４９】
筒状布製型枠４内にスラリーを注入し、加圧した後圧入管１５内の圧力を除くと、筒状布製型枠４内の圧力によって袋体１７が圧入管１５に圧接せしめられ、排出口１６が閉塞されるので、スラリーが逆流することがなく、筒状布製型枠４内の圧力が維持される。またこのとき、柔軟な袋体１７が圧入管１５に圧接することにより逆流流路が閉塞されるので、礫などが介在しても逆止機能が阻害されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明をアンカー装置に適用した状態の実施の一形態を示す中央縦断面図であって、（ａ）は注入状態、（ｂ）は逆止状態を示す。
【図２】 本発明をアンカー装置に適用した状態の他の実施の形態を示す中央縦断面図であって、（ａ）は注入状態、（ｂ）は逆止状態を示す。
【図３】 本発明をセグメントの裏込めに適用した状態の実施の一形態を示す中央縦断面図であって、（ａ）は注入状態、（ｂ）は逆止状態を示す。
【図４】 本発明をセグメントの裏込めに適用した状態の他の実施の形態を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はｂ−ｂ断面図である。
【図５】 本発明を適用するアンカー装置の一例を示す中央縦断面図
【図６】 本発明を適用するセグメントの裏込めの一例を示す中央縦断面図
【図７】 従来の逆止弁の一例を示す中央縦断面図
【図８】 従来の逆止弁の他の例を示す中央縦断面図
【符号の説明】
４ 筒状布製型枠
１５ 圧入管
１６ 排出口
１７ 袋体
１８ 吐出口

Claims (2)

1. スラリーを充填する袋状布製型枠（４）内に挿入された剛直な圧入管（１５）に排出口（１６）を形成し、その圧入管（１５）の外側に前記排出口（１６）を覆うように十分に大径の可撓性の袋体（１７）を遊嵌し、当該袋体（１７）における前記圧入管（１５）の排出口（１６）の排出方向に向かって側方又は後方に十分に離れた位置に、吐出口（１８）を形成したことを特徴とする、スラリー充填用逆止弁。
2. 前記袋体（１７）が布製であることを特徴とする、請求項１に記載のスラリー充填用逆止弁。

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