JP4533128B2 - 流動性材料充填用逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、モルタル等の流動性材料が充填される袋体に取り付けられる、流動性材料充填用逆止弁に関する。

従来より、種々の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に袋体を配置し、この袋体にモルタルやセメント等の流動性材料を充填して、この流動性材料を硬化させる工法が広く採用されている。例えば、実施形態の図１に示すように、掘削されたトンネルの内面に沿って配設された支保工２を地山１に対して定着させる場合に、この工法を適用することができる。即ち、支保工２と地山１の間に筒状の袋体３を配置してこの筒状袋体３にモルタル等を注入し、モルタル中の水分を筒状袋体３の布目の間から排出させながら、モルタルが袋体３を介して支保工２と地山１の両方に密着した状態でモルタルを硬化させて、支保工２を地山１に対して定着させる。

ところで、この工法においては、袋体にモルタル等を高い圧力で注入し、その高い圧力を維持した状態でモルタル等を硬化させるため、袋体には、その注入口を閉止可能な閉止手段を設けておく必要がある。このような注入口の閉止手段として、例えば、特許文献１には、袋体からのモルタル等の逆流を防止可能な逆止弁が開示されている。この逆止弁は、排出口を有し且つ布製型枠内に挿入された圧入管と、この圧入管に排出口を覆うように装着され、排出口から十分に離れた位置に形成された吐出口を有する筒状袋体とを備えている。そして、圧入管からモルタル等のスラリー状の流動性材料が注入されると、このモルタル等は排出口から筒状袋体に流入して、さらに、吐出口から布製型枠へ吐出される。一方、流動性材料の注入を停止すると、布製型枠内の流動性材料の圧力により筒状袋体が押し潰されて排出口が塞がれて、流動性材料の逆流が防止される。

特開２０００−１９３１１０号公報

しかし、前記特許文献１に記載の逆止弁では、圧入管に別部材である筒状袋体を取り付ける必要があり、構造が複雑になるし、逆止弁の製造作業も煩雑なものとなる。また、この逆止弁は、流動性材料の注入を停止したときに、袋体が積極的に排出口に押しつけられる構造にはなっておらず、例えば、筒状袋体と圧入管との間に、モルタル等に含まれる礫などの固形物が挟まったときには、排出口を確実に塞ぐことができなくなり、排出口から流動性材料が逆流する虞がある。

本発明の目的は、構造が簡単で、且つ、流動性材料の逆流を確実に防止することのできる流動性材料充填用逆止弁を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明の流動性材料充填用逆止弁は、流動性材料が充填される袋体に取り付けられる逆止弁であって、筒状織物の一端側部分からなり、その開放状の端部において前記袋体に接続される外筒部と、前記筒状織物の他端側部分が前記外筒部内に折り返されて形成された内筒部とを有し、前記内筒部の先端部は、前記外筒部の内面の一部分に寄せられて、閉塞された状態で固定され、前記内筒部の先端部の近傍部であって、前記外筒部の前記一部分と周方向位置が同一の部分に対向する部分から周方向にずれた部分に、前記流動性材料を前記内筒部から袋体へ注入するための注入部が形成されていることを特徴とするものである。

流動性材料は、内筒部から、この内筒部の先端部の近傍に形成された注入部を介して袋体内に注入されていく。ここで、筒状織物の他端側部分が外筒部内に折り返されて形成された内筒部の先端部は、外筒部の内面の一部分に寄せられ、閉塞された状態で固定されている。そのため、流動性材料が、内筒部と外筒部の間の、内筒部と外筒部の固定位置と反対側の空間にも充填され、この空間に充填された流動性材料により内筒部が圧迫されて閉塞することになり、注入部が確実に閉止される。また、注入部は、内筒部の先端部の近傍に形成されており、注入部が外筒部内の基端側（袋体側）に位置することになるため、内筒部の注入部が形成された部分が流動性材料により圧迫されやすくなり、より確実に注入部が閉止される。さらに、本発明の逆止弁の構造は、筒状織物の端部が折り返されて形成された外筒部及び内筒部からなる簡単な構造であるため、製造が容易である。また、流動性材料に比較的大きな固形物が混じっている場合であっても、内筒部の一方側の空間に流動性材料が充填されることにより、注入部が確実に閉止されるため、従来の逆止弁のように流動性材料が逆流する虞がない。

第２の発明の流動性材料充填用逆止弁は、前記第１の発明において、前記筒状織物は、小径部とこの小径部から径が拡大しながら延びる径拡大部とを有する異径筒状織物であり、前記径拡大部が、前記外筒部の少なくとも一部を構成していることを特徴とするものである。従って、外筒部は、小径部よりも径の大きい部分において、袋体の開口部に接続されるため、この外筒部と袋体とが無理なく接続される。そして、袋体内に流動性材料が注入されたときには、袋体が均一に膨張して、袋体と外筒部との接続部に局所的に大きな力が作用しないため、流動性材料を高圧で注入しても袋体が破断しにくい。
第３の発明の流動性材料充填用逆止弁は、前記第１又は第２の発明において、前記注入部が、前記内筒部の先端部の近傍部であって、前記外筒部の前記一部分と周方向位置が同一の部分に対向する部分の周方向反対側の部分に形成されていることを特徴とする。この構成によると、内筒部と外筒部の間の、内筒部と外筒部の固定位置と反対側の空間に流動性材料が充填されて内筒部が閉塞したとき、内筒部の注入部が形成された部分が、注入部が形成されていない部分に密着して、注入部をより確実に閉止することができる。

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、トンネル内の支保工と地山との間に配置されて流動性材料であるモルタルが充填される袋体に、本発明の逆止弁を適用した一例である。

図１に示すように、トンネルの地山１と、このトンネル内に設置された支保工２との間に、型枠として使用される袋体３が配置されている。この袋体３は、例えば、筒状織物からなる透水性を有するものである。この袋体３には、供給装置４から注入ホース５を介してスラリー状のモルタル（流動性材料）が比較的高い圧力で注入される。そして、その高い注入圧力により、モルタル内の水分を袋体３から排出させるとともに、袋体３を支保工２と地山１の両方に密着させてから、そのまま放置して、袋体３内のモルタルを硬化させることにより支保工２を地山１に定着させる。ここで、モルタルの漏れ（逆流）を防止して、袋体３内のモルタルの圧力を保持する逆止弁１０が、袋体３の開口部３ａ（図３参照）に設けられている。

次に、袋体３に取り付けられた逆止弁１０について詳細に説明する。
図２、図３に示すように、逆止弁１０は、小径部１１ａとこの小径部１１ａから径が拡大しながら延びる径拡大部１１ｂとを有する、径方向に延びる継ぎ目のない異径筒状織物からなる。この異径筒状織物としては、例えば、ポリエステル繊維製の、小径部１１ａの径が１００ｍｍ、径拡大部１１ｂの最大径が２００ｍｍのものを使用できる。そして、逆止弁１０は、径拡大部１１ｂにおいて袋体３の開口部３ａに接続される外筒部１２と、筒状織物１１の小径部１１ａ側の端部が外筒部１２内に折り返されて形成された内筒部１３とを有する。そして、図３に示すように、この逆止弁１０は、袋体３から外側に突出した状態で、袋体３の開口部３ａに取り付けられる。

外筒部１２は、径拡大部１１ｂにおいて袋体３の開口部３ａに縫製により接続される。従って、この外筒部１２と袋体３とが無理なく接続され、袋体３内にモルタルが注入されたときには、袋体３が均一に膨張して、外筒部１２との接続部に局所的に大きな力が作用しないため、モルタルを高い圧力で注入することが可能になる。

内筒部１３の先端部１３ａは、縫製により、外筒部１２の内面の一部分（図３の左側の部分）に寄せられて、閉塞された状態で固定されている。また、内筒部１３の先端部１３ａの近傍の、先端部１３ａの固定位置と反対側（図３の右側）の側部には、スリット１４（注入部）が形成されており、このスリット１４は、外筒部１２内の基端側に位置している。そして、モルタルは、注入ホース５からこのスリット１４を介して袋体３内に注入される（図５参照）。この逆止弁１０においては、注入されたモルタルが、内筒部１３と外筒部１２の間の、固定位置と反対側（図３の右側）の空間に充填されて、内筒部１３を圧迫することにより、内筒部１３を閉塞するようになっている。この逆止弁１０の作用については、後ほど詳しく説明する。

次に、この逆止弁１０の製造方法について簡単に説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、筒状織物１１の小径部１１ａの先端部の近傍にスリット１４を形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、小径部１１ａの先端から途中部までの部分を折り返して、外筒部１２と内筒部１３とを形成する。そして、図４（ｃ）に示すように、内筒部１３の先端部１３ａを、外筒部１２の内面の、スリット１４とは反対側の部分に寄せてから、縫製により、内筒部１３の先端部１３ａを閉塞しながら外筒部１２に固定する。

次に、この逆止弁１０の作用について説明する。
図５に示すように、供給装置４（図１参照）に接続された注入ホース５から内筒部１３の内部にモルタル２０を注入すると、このモルタル２０は、図５の矢印で示すように、内筒部１３に形成されたスリット１４を介して袋体３へ流れ込む。そのままモルタル２０を袋体３内に注入していくと、袋体３内にモルタル２０が充填されていき、さらに、図６に示すように、注入されたモルタル２０が、内筒部１３と外筒部１２の間の、先端部１３ａの固定位置と反対側（図３の右側）の空間にも充填されていく。すると、この空間に充填されたモルタル２０により、内筒部１３が圧迫されて閉塞される。同時に、内筒部１３のスリット１４が形成された部分が、スリット１４が形成されていない部分に密着するため、スリット１４が確実に閉止される。そして、袋体３内に充填されたモルタル２０の逆流が逆止弁１０により防止されて、袋体３の内部のモルタル２０の圧力が維持される。尚、モルタル２０の充填を完了した後に、さらに、内筒部１３の内部を減圧すれば、内筒部１３がより確実に閉塞し、逆止弁１０の逆流防止機能が向上する。

以上説明した逆止弁１０によれば、次のような効果が得られる。
筒状織物１１の端部が外筒部１２内に折り返されて形成された内筒部１３の先端部３ａは、外筒部１２の内面の一部分に寄せられて、閉塞された状態で固定されていることから、モルタルが、内筒部１３と外筒部１２の間の、内筒部１３の先端部１３ａの固定位置と反対側の空間に充填されるため、この空間に充填されたモルタルにより内筒部１３が圧迫されて閉塞し、スリット１４が確実に閉止される。また、スリット１４は、内筒部１３の先端の近傍に形成されているため、スリット１４が外筒部１２内の基端側（袋体３側）に位置することになるため、内筒部１３のスリット１４が形成された部分がモルタルにより圧迫されやすくなり、より確実にスリット１４が閉止されることになる。さらに、逆止弁１０の構造は、筒状織物１１の端部を折り返すことにより形成された外筒部１２及び内筒部１３からなる簡単な構造であるため、製造が容易である。また、モルタル内に比較的大きな固形物が混じっている場合であっても、内筒部１３の一方側の空間にモルタルが充填されることにより、スリット１４が確実に閉止されるため、従来の逆止弁１０（例えば、前述の特許文献１の逆止弁）のようにモルタルが逆流する虞がない。

筒状織物１１は、小径部１１ａとこの小径部１１ａから径が拡大しながら延びる径拡大部１１ｂとを有する異径筒状織物であり、外筒部１２が、径拡大部１１ｂにおいて袋体３の開口部３ａに接続されているため、この外筒部１２と袋体３とが無理なく接続される。そのため、袋体３内にモルタルが注入されて袋体３が膨張したとき、袋体３と外筒部１２との接続部に局所的に大きな力が作用することがなく、モルタルを高圧で注入しても袋体３が破断しにくい。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］図７に示すように、逆止弁１０Ａを構成する異径筒状織物１１Ａが、小径部１１ａ及び径拡大部１１ｂに加えて、径拡大部１１ｂからさらに、径の変化しないストレート状に延び、小径部１１ａよりも径の大きい大径部１１ｃを有するものであってもよい。この場合には、大径部１１ｃにおいて外筒部１２が袋体３に接続されることになるが、前記実施形態の逆止弁１０と同様に、小径部１１ａよりも径が大きい部分で袋体３と接続されるため、袋体３と外筒部１２との接続部が局所的に膨張することがない。

２］注入圧力が比較的低い場合には、袋体３と外筒部１２の接続部で破断する虞が少ないため、外筒部１２及び内筒部１３を構成する筒状織物が、前記実施形態のような異径筒状織物ではなく、途中で径の変化しないストレート状の筒状織物であってもよい。また、前記実施形態の筒状織物１１よりも若干強度が落ちるが、径方向に延びる継ぎ目を有する筒状織物であってもよい。

３］モルタル等の流動性材料を内筒部１３から袋体３へ注入するための注入部は、前記実施形態のスリット１４に限られるものではない。例えば、内筒部１３に、注入部としての楕円状の穴が形成されていてもよい。この場合には、内筒部１３から袋体３へ流動性材料を注入しやすくなる。

４］前記実施形態は、トンネル内の支保工と地山との間に配置されてモルタルが充填される袋体に、本発明の逆止弁を適用した一例であるが、本発明を適用可能な袋体はこれに限られるものではない。例えば、図８に示すように、地盤３０に形成された立坑３１内に配設されて注入ホース３２を介してモルタルが注入される、地盤３０を締め固めるための袋体３３に、本発明の構成を有する逆止弁４０を設けてもよい。あるいは、鋼棒の先端部に装着されて、モルタルが注入されてアンカーを構成する、筒状の布製型枠に、本発明の逆止弁を設けることも可能である。

本発明の実施形態に係る逆止弁が取り付けられた袋体により、トンネルの地山に支保工を定着させる工程を示す図である。 逆止弁を構成する異径筒状織物の平面図である。 逆止弁の断面図である。 逆止弁の製造工程を示す図であり、（ａ）はスリットの形成工程、（ｂ）は小径部を折り返す工程、（ｃ）は内筒部の先端部を外筒部に固定する工程を夫々示す。 逆止弁を介して袋体にモルタルを注入している状態を示す図である。 注入されたモルタルにより内筒部が閉塞された状態を示す図である。 変更形態の逆止弁の断面図である。 地盤の締め固めに使用される袋体に本発明の逆止弁を適用した例を示す図である。

符号の説明

３ 袋体
１０，１０Ａ 逆止弁
１１，１１Ａ 筒状織物
１１ａ 小径部
１１ｂ 径拡大部
１２ 外筒部
１３ 内筒部
１３ａ 先端部
１４ スリット
２０ モルタル
３３ 袋体
４０ 逆止弁

Claims (3)

1. 流動性材料が充填される袋体に取り付けられる逆止弁であって、
   筒状織物の一端側部分からなり、その開放状の端部において前記袋体に接続される外筒部と、
   前記筒状織物の他端側部分が前記外筒部内に折り返されて形成された内筒部とを有し、
   前記内筒部の先端部は、前記外筒部の内面の一部分に寄せられて、閉塞された状態で固定され、
   前記内筒部の先端部の近傍部であって、前記外筒部の前記一部分と周方向位置が同一の部分に対向する部分から周方向にずれた部分に、前記流動性材料を前記内筒部から袋体へ注入するための注入部が形成されていることを特徴とする流動性材料充填用逆止弁。
2. 前記筒状織物は、小径部とこの小径部から径が拡大しながら延びる径拡大部とを有する異径筒状織物であり、
   前記径拡大部が、前記外筒部の少なくとも一部を構成していることを特徴とする請求項１に記載の流動性材料充填用逆止弁。
3. 前記注入部が、前記内筒部の先端部の近傍部であって、前記外筒部の前記一部分と周方向位置が同一の部分に対向する部分の周方向反対側の部分に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流動性材料充填用逆止弁。

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