JP4252823B2 - 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２はかかる固定構造の一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支保工１を、トンネル内面の地山２に対して定着させる構造である。
【０００４】
すなわち支保工１と地山２との間に筒状袋体３を配置し、当該筒状袋体３内にポンプ４からホース５を介してモルタルを圧入することにより、モルタル内の水分が筒状袋体３の布目の間から浸出して、筒状袋体３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袋体３を介して支保工１及び地山２に密着し、支保工１を地山２に強固に定着させるのである。
【０００５】
ところでこの工法においては、外部から筒状袋体３内にモルタルを高圧で圧入し、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。
【０００６】
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。
【０００７】
【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、特開２０００−１９３１１０号公報に記載されたものが知られている。このものは、スラリーを充填する筒状布製型枠内に挿入された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筒状布を遊嵌し、当該筒状布における前記圧入管の排出口から十分に離れた位置に吐出口を形成したものであって、圧入管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から筒状布内を流れて、吐出口から筒状布製型枠内に流入し、スラリーの注入を停止すると、筒状袋製型枠内の圧力により筒状布が押し潰されて排出口を塞ぎ、スラリーの逆流を阻止するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのものでは、スラリーを注入した後加圧を停止したとき、筒状布が圧入管の排出口を積極的に閉塞する機能を有しないため、筒状布が外圧によって押し潰されて排出口が閉塞されるまでの間に相当量のスラリーが逆流し、筒状袋製型枠内の圧力が低下することがある。
【０００９】
特にモルタルなどのスラリーは、高いチキソトロピー性を有しており、スラリーを圧入した後流動が停止すると、圧入管の排出口から吐出口に至る流路が形成されたままで流動性が失われ、その後圧入管の圧力を除くと前記流路内のスラリーの流動性が回復するため、筒状布によって排出口が閉塞されるのが遅れ、多量のスラリーが逆流することがあるのである。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、前記逆止弁を改良し、スラリーの圧入後における逆流を、確実に阻止することのできる構造を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【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型枠内に挿入された圧入管の壁面に排出口を形成し、当該圧入管の外側に、前記排出口を覆うように圧入管より十分に大径の可撓性の筒状布を遊嵌し、当該筒状布における前記圧入管の排出口から十分に離れた位置に吐出口を形成し、その筒状布の外側に、前記圧入管と同径又はそれよりやゝ小径の弾性体チューブを、前記圧入管の排出口及び筒状布の吐出口を覆うように嵌合したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、前記弾性体チューブの外側に、前記筒状布と同径又はそれよりやゝ大径の筒状布帛を、前記弾性体チューブの全長を覆うように嵌合することが好ましい。
【００１３】
本発明における圧入管は、耐圧性を有する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、ゴムホースなどの保形性を有しつつ比較的可撓性を有するものを使用することもできる。
【００１４】
また本発明における筒状布としては、筒状の布又はターポリン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。またその筒状布の径は、当該筒状布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。
【００１５】
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し得る大きさであることが必要である。また排出口と吐出口との距離は、その両者の間の筒状布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り、具体的には筒状布の径と同等以上とするのが好ましい。
【００１６】
また本発明における弾性体チューブは、具体的にはゴム又は軟質のプラスチックよりなるものであって、常時は筒状布を外側から締め付けて圧入管に密着させ、圧入管からスラリーを圧入するときには、当該スラリーの圧力により筒状布が膨脹するのを許容し、排出口から吐出口に至るスラリーの流路が形成されるようにするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、前記図２に示されたトンネルの支保工１を地山２に定着させる構造において、型枠としての筒状袋体３にスラリーを圧入する部分に、本発明を適用した一形態を示すものである。
【００１８】
スラリーを送入するホース５の先端に継手金具６ａ、６ｂを介して端末金具７が取り付けられており、当該端末金具７には型枠としての筒状袋体３の端末が結合され、締め付けバンド８で固定されている。
【００１９】
そして端末金具７の先端には、圧入管としての有底管９が結合されており、当該有底管９は端末金具７から筒状袋体３内に突出し、その側面には排出口１０が穿設されている。
【００２０】
そして有底管９の外側には例えばターポリンなどよりなる可撓性の筒状布１１が嵌合されており、その筒状布１１の後端は排出口１０より後方の位置で有底管９の外周面に密着して固定されており、また筒状布１１の先端は開放されて吐出口１２を形成している。
【００２１】
筒状布１１は有底管９の径より十分に大径であり、その一部が図１（ｂ）に示されるように周方向に折り畳み部１１ｂにおいて折り畳まれ、有底管９の周面に密着せしめられている。なお折り畳み部１１ｂは、前記有底管９の排出口１０の位置に一致して形成されていることが好ましい。
【００２２】
またその筒状布１１の外側には、ゴムなどの弾性体チューブ１３が嵌合されている。弾性体チューブ１３は前記圧入管９と同径又はそれよりやゝ小径であって、その後端は前記筒状布１１と共に有底管９に固定され、先端部は筒状布１１の先端より先方に延びて吐出口１２を覆っている。
【００２３】
さらに図１においては、弾性体チューブ１３の外側に筒状布帛１４が嵌合されている。筒状布帛１４は前記筒状布１１と同径又はそれよりやゝ大径のものであって、後端は筒状布１１及び弾性体チューブ１３と共に、締め付けリング１５で締め付けて有底管９に固定され、先端部は弾性体チューブ１３よりも先方に延びて、弾性体チューブ１３の全長を覆っている。
【００２４】
この構造においては、ホース５から継手金具６ａ、６ｂ及び端末金具７を介して有底管９にスラリーを注入すると、当該スラリーは有底管９を満たして排出口１０を経て筒状布１１内に入り、弾性体チューブ１３の弾力に抗して筒状布１１を膨らませ、有底管９と筒状布１１との間の流路を通って、筒状布１１の先端の吐出口１２から吐出されて筒状袋体３を満たす。
【００２５】
このとき図１の例のように筒状布帛１４を設けておくことにより、排出口１０から流出するスラリーによって筒状布１１及び弾性体チューブ１３が膨脹するのを外側から支え、筒状布１１が過度に膨脹したり、破裂したりするのを防止することができる。
【００２６】
筒状袋体３内がスラリーで満たされて、筒状袋体３内のスラリーに十分な圧力がかかると、スラリーの流れが停止し、弾性体チューブ１３の弾力により筒状布１１は押し潰されて有底管９の表面に圧接せしめられ、排出口１０から吐出口１２に至るスラリーの流路が急速に縮小する。このときスラリーを送入するポンプ４を逆転させ、流路の縮小を促進することもできる。
【００２７】
筒状袋体３内のスラリーの水分が筒状袋体３の布目から浸出し、スラリーが濃縮されることにより、さらに新たなスラリーが有底管９から筒状袋体３内に流入するが、その速度は小さく、縮小した流路を通じても十分に充填される。
【００２８】
筒状袋体３内にスラリーが完全に充填され、新たなスラリーの流入がなくなると、スラリーはそのチキソトロピー性により流動性を失う。この状態でスラリーの圧入を停止し、継手金具６ａ、６ｂの結合を解くと、継手金具６ｂ内のスラリーが開口部から流出することにより、有底管９内のスラリーは一時的に流動性を回復する。
【００２９】
しかしながら前述のように排出口１０から吐出口１２に至る流路は十分に縮小されており、また当該流路内の少量のスラリーが排出口１０から排出されると、筒状布１１は弾性体チューブ１３の弾力により速やかに縮小して排出口１０を閉塞し、縮小された流路も失われるため、筒状袋体３内のスラリーが大量に逆流することはないのである。
【００３０】
図３は、本発明の他の実施の形態を示すものであって、本発明のスラリー充填用逆止弁の構造を、トンネルのシールド工事におけるセグメントの裏込め用袋体に適用した形態を示すものである。
【００３１】
図３において、１６はトンネルの内壁を形成するセグメントであり、当該セグメント１６と地山２との間に型枠となる裏込め用袋体１７が介装されており、当該裏込め用袋体１７内に裏込め材としてのスラリーが充填されている。
【００３２】
有底管９はその基部１８が前記セグメント１６を貫通して、フランジ１９とナット２０とで締め付けて固定され、有底の先端部２１が裏込め用袋体１７内に突出している。
【００３３】
そしてその先端部２１に前記排出口１０が穿設されており、図１の例と同様に先端部２１の外側に筒状布１１が嵌合され、さらにその外側に弾性体チューブ１３及び筒状布帛１４が嵌合されている。
【００３４】
図４は、本発明のさらに他の実施の形態を示すものであって、本発明のスラリー充填用逆止弁の構造を、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に適用したものである。
【００３５】
この例においては、地盤に穿設された孔２２に鋼管２３が挿入されており、当該鋼管２３の先端部に型枠となる袋体２４が取り付けられ、当該袋体２４内にモルタルなどのスラリーが高圧で圧入され、袋体２４を膨脹させて孔２２の内壁に圧接し、鋼管２３を地盤に固定するものである。
【００３６】
而してこの例においては、鋼管２３自体が圧入管としての機能を有しており、当該鋼管２３の袋体２４内の位置に排出口１０が穿設されており、鋼管２３の後端から鋼管２３内を通じてスラリーを送入し、排出口１０から袋体２４内にスラリーを圧入するようになっている。
【００３７】
そしてその図１の例と同様に、鋼管２３における排出口１０の外側に筒状布１１が嵌合され、さらにその外側に弾性体チューブ１３及び筒状布帛１４が嵌合されている。
【００３８】
【作用】
本発明においては、圧入管９、２３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１０から筒状布１１内に流入し、その外側の弾性体チューブ１３の弾力に抗して当該筒状布１１を膨らませる。
【００３９】
そして排出口１０と吐出口１２とが十分に離れているため、排出口１０から流入したスラリーは筒状布１１内を流れて、吐出口１２から型枠３、１７、２４内に吐出される。このとき筒状布１１は圧入管９、２３よりも十分に大径であるので、スラリーが型枠３、１７、２４内に注入されるについて大きな抵抗が生じる要素はない。
【００４０】
而してスラリーは筒状布１１を経由して型枠３、１７、２４内に注入され、その型枠３、１７、２４を膨らませると共にその内部を満たし、圧入管９、２３からの注入圧力によって加圧されて圧入される。
【００４１】
型枠３、１７、２４内にスラリーが十分に圧入されると、スラリー中の水分は型枠３、１７、２４の布目から滲出し、型枠３、１７、２４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】
また型枠３、１７、２４内が十分に加圧され、スラリーの流入速度が低下すると、弾性体チューブ１３はその弾性により径を縮小し、それに伴って筒状布１１も押し潰されて、当該筒状布１１と圧入管９、２３との間のスラリーの流路が縮小する。
【００４３】
ここで圧入管９、２３からのスラリーの圧入を停止し、圧入管９、２３内の圧力が低下すると、筒状布１１内のスラリーは一部が排出口１０から圧入管９、２３内に逆流し、筒状布１１は型枠３、１７、２４内の外圧と弾性体チューブ１３の弾力とによって速やかに且つ確実に押し潰され、圧入管９、２３の表面に押し付けられ、排出口１０が閉塞される。
【００４４】
スラリーが礫などを含んでいる場合においても、筒状布１１は柔軟であるため外圧によって圧入管９、２３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１０を閉塞する障害となることはない。
【００４５】
而して、このようにして排出口１０が筒状布１１で閉塞され、スラリーの逆流が停止すると、スラリーは型枠３、１７、２４内に高い圧力を保持したままで急速に流動性を失う。そのため薄い筒状布１１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９、２３をスラリーの注入手段から取り外すことができる。
【００４６】
而して型枠３、１７、２４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。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、圧入管９、２３から注入されたスラリーは、排出口１０から筒状布１１内を経て吐出口１２から型枠３、１７、２４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。
【００４８】
型枠３、１７、２４内にスラリーを注入し、十分に加圧された状態で、弾性体チューブ１３の弾力によって流路が急速に狭められ、その後圧入管９、２３内の圧力を除くと、筒状布１１が圧入管９、２３に圧接せしめられ、排出口１０が確実に閉塞されるので、スラリーの逆流が確実に阻止され、型枠３、１７、２４内の圧力が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の一形態を示すものであって、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）はｂ−ｂ断面図である。
【図２】 本発明を支保工の定着に適用した状態の中央縦断面図
【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
【図４】 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
【符号の説明】
３，１７，２４ 型枠
９，２３ 圧入管
１０ 排出口
１１ 筒状布
１２ 吐出口
１３ 弾性体チューブ
１４ 筒状布帛

Claims (2)

1. スラリーを充填する型枠（３，１７，２４）内に挿入された圧入管（９，２３）の壁面に排出口（１０）を形成し、当該圧入管（９，２３）の外側に、前記排出口（１０）を覆うように圧入管（９，２３）より十分に大径の可撓性の筒状布（１１）を遊嵌し、当該筒状布（１１）における前記圧入管（９，２３）の排出口（１０）から十分に離れた位置に吐出口（１２）を形成し、その筒状布（１１）の外側に、前記圧入管（９，２３）と同径又はそれよりやゝ小径の弾性体チューブ（１３）を、前記圧入管（９，２３）の排出口（１０）及び筒状布（１１）の吐出口（１２）を覆うように嵌合したことを特徴とする、スラリー充填用逆止弁
2. 前記弾性体チューブ（１３）の外側に、前記筒状布（１１）と同径又はそれよりやゝ大径の筒状布帛（１４）を、前記弾性体チューブ（１３）の全長を覆うように嵌合したことを特徴とする、請求項１に記載のスラリー充填用逆止弁

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