JP6683314B2 - Underground cavity filling method - Google Patents
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Description
本発明は、地中に埋設された下水道、上水道、ガス管、電線管、用水路等の導管内に充填材を充填する地中埋設管の充填工法および地中の構造物内の空洞または構造物周囲に生じた隙間を充填する工法に関するものである。特に空気溜りが生じる恐れのある形状の空洞を充填する工事に関わる工法である。 The present invention relates to a method for filling an underground buried pipe for filling a filler into a conduit such as a sewer, a waterworks, a gas pipe, an electric conduit, and a waterway buried underground, and a cavity or a structure in the underground structure. The present invention relates to a construction method for filling a gap generated around the periphery. In particular, this is a construction method related to the work of filling a cavity having a shape that may cause an air pocket.
下水道、上水道、ガス、電機・通信、用水等の種々の用途で地下に管路が地下に埋設されている。これらの地下埋設管は老朽化等により使用されなくなると、陥没を未然に防止するため、充填材等を用いて管路内部を充填する。また、地下室および地下埋設タンクなどの空間を有する地中の構造物においても、使用されなくなると防災減災のために内部空間の埋戻しを行う。また、下水道では、既設埋設管内に新規の更生管を挿入または製管したのち、既設埋設管と更生管との間の空隙に充填材を注入して裏込めを行う管更生工法がある。 Pipelines are buried underground for various purposes such as sewerage, water supply, gas, electric / telecommunication, and water. When these underground buried pipes are no longer used due to aging, etc., the inside of the pipeline is filled with a filling material or the like in order to prevent collapse. Also, for underground structures having spaces such as basements and underground buried tanks, the interior space will be backfilled for disaster prevention and mitigation when it is no longer used. In sewerage, there is a pipe rehabilitation construction method in which a new rehabilitation pipe is inserted into or made into an existing buried pipe, and then a filler is injected into a gap between the existing buried pipe and the rehabilitation pipe to backfill.
充填材としては、一般的なエアーミルクやエアーモルタルが用いられる他に、種々の材料を所定の割合で配合した充填材や製造方法が開示されている。例えば、特許文献１には、水およびセメントに、粘土物質、フライアッシュ等の助材、石膏等の刺激材、および流動性を改質する薬剤を含有してなる充填材が開示されている。また、特許文献２には水、セメントおよび建設残土を混合した流動化処理土の製造方法が示されている。さらに、特許文献３では、水、セメント、粘度調節材、界面活性剤および改質したアルミニウム金属粉末を混合した事後発泡型の充填材が開示されている。これらの充填材は、流動性の高いスラリー状にして、充填性を高めるように工夫がされている。
充填方法は、特許文献４のように、地下埋設管のような充填空間が管路である場合は、管路の一端に充填口を設け、もう一方の端に到達口を設け、前記充填口から充填材を送ることで管内を充填する工法が採られる。また、特許文献５のように、到達口からバキュームポンプで吸引しながら充填口から充填材を送る工法も開示されている。どちらか一端が閉塞している場合は、閉塞していない側に充填口と空気抜きおよび充填材の到達確認の兼ねた到達口を設けて充填する工法が採られる。
As the filler, in addition to general air milk or air mortar, there are disclosed fillers and manufacturing methods in which various materials are mixed at a predetermined ratio. For example, Patent Document 1 discloses a filler containing water and cement, and containing a clay substance, an auxiliary material such as fly ash, a stimulant such as gypsum, and an agent for modifying fluidity. Further, Patent Document 2 discloses a method for producing fluidized soil in which water, cement and construction residual soil are mixed. Further, Patent Document 3 discloses a post-foaming type filler in which water, cement, a viscosity modifier, a surfactant and a modified aluminum metal powder are mixed. These fillers have been devised so as to have high fluidity in the form of a slurry to enhance the filling property.
When the filling space such as an underground buried pipe is a pipeline as in Patent Document 4, the filling method is such that a filling port is provided at one end of the pipeline and an arrival port is provided at the other end. The method of filling the inside of the pipe by sending the filling material from is adopted. Further, as in Patent Document 5, there is also disclosed a method of sending a filling material from a filling port while sucking it with a vacuum pump from the arrival port. When either one end is closed, a method of filling is provided by providing a filling port, an air vent, and an arrival port for confirming the arrival of the filling material on the non-closing side.
一般的に、地下埋設管は勾配がある場合が多く、充填をする区間の勾配を配慮した充填工事を行う必要がある。充填をする区間が下がり勾配または上り勾配のいずれかしかない場合であれば、上流端を充填口とし、流動性の高い充填材を注入することによって下流端へ流下させることが可能である。
しかしながら、図１に示すように、埋設管２０の充填口２１と到達口２２の間に上り勾配とそのあとに続く下り勾配がある場合（以下、上越し部という。）や、図２に示すように、地盤１０の動きによって埋設管２０に変位や勾配が生じたり、老朽化によって管上部の破損や変形が生じたりすると、流動性の高い充填材を注入しても、図３に示すように、管内の空気が抜けきらず、上部凸部２３に空気溜り２３ａが生じて空隙が残ることになる。空隙が残存した状態にしておくと、その空隙部が圧壊して陥没の原因となる可能性があるため、空気溜りによる空隙が残らない充填工法が望まれている。
In general, underground pipes often have a slope, and it is necessary to perform the filling work considering the slope of the section to be filled. If the section to be filled has only a downward slope or an upward slope, it is possible to make the upstream end serve as a filling port and to inject a highly fluid filler to cause the material to flow down to the downstream end.
However, as shown in FIG. 1, when there is an ascending slope and a subsequent descending slope between the filling port 21 and the reaching port 22 of the buried pipe 20 (hereinafter, referred to as the "overpass"), as shown in FIG. As shown in FIG. 3, when the buried pipe 20 is displaced or inclined due to the movement of the ground 10, or when the pipe top is damaged or deformed due to aging, even if a highly fluid filler is injected. In addition, the air in the tube is not completely exhausted, and the air pocket 23a is generated in the upper convex portion 23 to leave a void. If the voids are left in the state, the voids may be crushed and may cause depression. Therefore, there is a demand for a filling method that does not leave voids due to air pools.
特許文献６では、充填をする区間に存在する上越し部に空気抜き孔を設け、充填材を一端から圧送する際に、前記空気抜き孔から、管路内の空気および充填材を吸引することで空気溜りを生じさせない工法が開示されている。また、一般的な工法として、充填口から上越し部まで管内に注入管および空気抜き管を挿入・設置し、充填材を圧送注入しながら上越し部の空気を空気抜き管から排出する工法で、空気溜りを防止する方法がある。 In Patent Document 6, an air vent hole is provided in a crossover portion existing in a section to be filled, and when the filler is pressure-fed from one end, air in the pipeline and the air are sucked from the air vent hole. A construction method that does not cause accumulation is disclosed. In addition, as a general construction method, an injection pipe and an air vent pipe are inserted and installed in the pipe from the filling port to the transgression part, and the air in the transgression part is discharged from the air vent pipe while pumping and injecting the filling material. There is a method to prevent accumulation.
しかしながら、前記特許文献６のように上越し部に空気抜き孔を設置する場合は、空気抜き孔のための削穴、配管設置ならびに充填後の配管撤去などの工程で手間がかかる課題がある。また、上越し部の位置に空気抜き孔を設置する地上部に建物などの障害物があり、削穴等を行う工事スペースが設けられない場合もある。また、前記したように地盤の動きや管路の劣化によって生じた管路の上部凸部は地上からの位置決めが難しいため空気抜き孔の設置ができないなどの問題があった。
一方、充填口から上越し部や上部凸部まで管内に注入管および空気抜き管を挿入・設置する方法は、作業者が充填をする管内に入って作業を行わなければならず、老朽化した管内での作業は、崩落などの危険が伴うものであり、安全面で好ましくないなどの問題があった。また、この工法は、作業者が出入りできる大きな管径または空洞を有する工事にしか適用できない工法であり、作業者が出入りできない内径の管や空洞ではできなかった。
このような課題に対して、本発明は簡便な方法で空気溜りを残さない充填工法の提供を目的とするものである。
However, in the case where the air vent hole is installed in the upper portion as in the above-mentioned Patent Document 6, there is a problem that it takes time and labor in the steps of drilling the air vent hole, installing the pipe, and removing the pipe after filling. In addition, there is a case where there is an obstacle such as a building in the above-ground portion where the air vent hole is installed at the position of the jog, and a construction space for drilling the hole cannot be provided. Further, as described above, it is difficult to position the upper convex portion of the pipeline caused by the movement of the ground or the deterioration of the pipeline from the ground, and there is a problem that the air vent hole cannot be installed.
On the other hand, the method of inserting and installing the injection pipe and the air bleeding pipe in the pipe from the filling port to the climbing part and the upper convex part requires the worker to enter the pipe to be filled and perform the work. There is a problem in that the work at is accompanied by danger such as collapse and is not preferable in terms of safety. Further, this construction method is a construction method that can be applied only to a work having a large pipe diameter or a cavity through which a worker can enter and exit, and cannot be performed with a pipe or cavity having an inner diameter that a worker cannot enter and exit.
With respect to such a problem, the present invention aims to provide a filling method that does not leave an air pocket by a simple method.
本発明は、埋設管内や空洞を有する地下構造物の空洞内の空気を二酸化炭素ガスに置換し、次いでセメント、生石灰、消石灰のうち１種または２種以上の成分を含む充填材を該空洞内に注入することを特徴とする地下空洞部の充填工法である。
本発明は、気体である二酸化炭素ガスが水の存在下でカルシウムイオンと結合して固体の炭酸カルシウムに化学変化することを利用した工法である。地下埋設管やその他の地下構造物にある空洞の充填において、管内や空洞内の空気を二酸化炭素ガスに置換しておくことで、空気溜りにある二酸化炭素ガスが、次いで注入される充填材スラリーに含まれるセメント、生石灰、消石灰などのカルシウム成分と反応し炭酸カルシウムに変化するため、二酸化炭素ガスが消費され、空気溜りは負圧になり充填材スラリーの液面を上げていき、最終的に空気溜りが消失するのである。
The present invention substitutes carbon dioxide gas for air in a cavity of an underground structure having a cavity in a buried pipe, and then a filler containing one or more components of cement, quick lime, and slaked lime in the cavity. It is a method of filling underground cavities, which is characterized by injecting into underground.
The present invention is a method utilizing the fact that carbon dioxide gas, which is a gas, combines with calcium ions in the presence of water to chemically change to solid calcium carbonate. When filling the cavities in underground buried pipes and other underground structures, by replacing the air in the pipes and cavities with carbon dioxide gas, the carbon dioxide gas in the air reservoir is then injected into the filler slurry. Reacts with calcium components such as cement, quick lime, and slaked lime, and changes into calcium carbonate, carbon dioxide gas is consumed, the air pool becomes negative pressure, and the liquid level of the filler slurry rises, and finally The air pocket disappears.
ここでいう置換とは、充填を行う空間の空気を外部に排気し、高濃度の二酸化炭素ガス雰囲気にして、その状態を維持することであって、気体の流入出がないように外部と該空間との間に隔壁などを設けることが必要である。置換の方法は、二酸化炭素ガス導入に先立って該空間にある空気を外部に吸引したのちに、二酸化炭素ガスを該空間に導入してもよいし、二酸化炭素ガスの導入によって該空間にある空気を押し出しながら徐々に高濃度の二酸化炭素ガス雰囲気にしてもよい。
また、充填材として、アルミニウム金属粉末の成分を含む発泡材を含有した充填材を用いるとより好ましい。発泡材を含有した充填材を用いることで、充填材は発泡による体積膨張が起こり、空気溜りを加圧させ二酸化炭素ガスの吸収・固定化を促進することができるのである。
さらに、置換する二酸化炭素ガス濃度は８０％以上とすることが好適である。二酸化炭素ガスの濃度が低いと、二酸化炭素ガス以外の気体成分がスラリーに吸収されずに残ってしまうため好ましくない。
The replacement here is to exhaust the air in the space to be filled to the outside to create a high-concentration carbon dioxide gas atmosphere and maintain that state, and to prevent the gas from flowing in and out. It is necessary to provide a partition wall or the like with the space. The method of replacement may be one in which the air in the space is sucked to the outside before the introduction of the carbon dioxide gas, and then the carbon dioxide gas may be introduced into the space, or the air in the space is introduced by the introduction of the carbon dioxide gas. While extruding, the atmosphere may be gradually made to have a high concentration of carbon dioxide gas.
Further, it is more preferable to use, as the filler, a filler containing a foaming material containing a component of aluminum metal powder. By using a filler containing a foaming material, the filler undergoes volume expansion due to foaming, which makes it possible to pressurize the air pool to promote absorption and immobilization of carbon dioxide gas.
Further, the concentration of carbon dioxide gas to be replaced is preferably 80% or more. When the concentration of carbon dioxide gas is low, gas components other than carbon dioxide gas remain unabsorbed in the slurry, which is not preferable.
本発明の工法では、置換された二酸化炭素ガスが充填材に含まれるカルシウムと化学反応して炭酸カルシウムになり充填材に吸収されるため、空気溜りのない充填ができる。
充填に先立って、埋設管内を充填する場合は、管路の両端に充填口と到達口を設け空洞内部の空気を二酸化炭素に置換する工程を行うだけなので、上越し部に空気抜き配管を連結または設置する必要がなく、また、作業者が入れない空洞でも空気溜りのない充填が可能となる。さらに、上越し部や上面凸部等の空気溜りが発生しそうな箇所を特定できなくても、空気溜りが発生しない簡易な工法である。また、入手が容易で安価な二酸化炭素ガスおよびセメント系または石灰系の材料を使用するため、非常に経済的な工法である。
In the method of the present invention, the substituted carbon dioxide gas chemically reacts with calcium contained in the filler to form calcium carbonate, which is absorbed by the filler, so that filling without air pockets can be performed.
When filling the inside of the buried pipe prior to filling, only the step of replacing the air inside the cavity with carbon dioxide by providing a filling port and a reaching port at both ends of the pipeline is necessary. There is no need to install it, and it is possible to perform filling without air traps even in a cavity that cannot be entered by an operator. Furthermore, even if it is not possible to identify the location where air pockets such as the overpass and the top surface projection are likely to occur, this is a simple construction method in which air pockets do not occur. In addition, since carbon dioxide gas and cement-based or lime-based materials that are easily available and inexpensive are used, the method is very economical.
（スラリーに吸収可能なガスの選定）
本発明は、充填材を注入する前に、空洞の空気を溶解性の高いガスまたは固化反応するガスに置換することで、充填材を注入した際に、充填材スラリーに吸収・固化させ、ガスを消失させる方法を用いたものである。この方法に利用可能なガスとして、二酸化炭素ガス、アンモニア、亜硫酸ガスなどが挙げられるが、アンモニアおよび亜硫酸ガスは水への溶解度が高いが、臭気や毒性が高く実用的に好ましくない。二酸化炭素の水への溶解度はアンモニアや亜硫酸ガスに対して高くないが、二酸化炭素は水の存在化でカルシウムイオンと反応して難溶性の炭酸カルシウムまたは可溶性の炭酸水素カルシウムになる性質を有している。そのため、セメント、生石灰、消石灰などのカルシウム成分を混合した充填材を用いることによって、二酸化炭素ガスを充填材スラリー中に吸収できるため最適である。また、入手が容易で安価であるため、経済的な点からも優れている。
(Selection of gas that can be absorbed in slurry)
The present invention replaces the air in the cavity with a highly soluble gas or a gas that undergoes a solidification reaction before injecting the filler, so that when the filler is injected, it is absorbed and solidified in the filler slurry, Is used. Examples of the gas that can be used in this method include carbon dioxide gas, ammonia, and sulfurous acid gas. Although ammonia and sulfurous acid gas have high solubility in water, they are odorous and toxic and are not preferable in practice. Although the solubility of carbon dioxide in water is not high with respect to ammonia and sulfur dioxide, carbon dioxide has the property of reacting with calcium ions in the presence of water to become sparingly soluble calcium carbonate or soluble calcium hydrogen carbonate. ing. Therefore, the use of a filler mixed with a calcium component such as cement, quick lime, or slaked lime is optimal because carbon dioxide gas can be absorbed in the filler slurry. In addition, since it is easily available and inexpensive, it is also economically superior.
二酸化炭素ガスは、水に溶解して炭酸イオンあるいは炭酸水素イオンとなる。一方、セメント、生石灰および消石灰は、水中にカルシウムイオンを溶出する。この炭酸イオンあるいは炭酸水素イオンがカルシウムイオンと結合して溶解度の低い炭酸カルシウムになる。さらに、二酸化炭素が高い濃度で存在すると可溶性の炭酸水素カルシウムになることが知られているが、概略として化１に示す化学反応によって、二酸化炭素ガスは充填材スラリー中で固体の炭酸カルシウムに変化する。
Carbon dioxide gas dissolves in water to form carbonate ions or hydrogen carbonate ions. On the other hand, cement, quick lime and slaked lime elute calcium ions in water. This carbonate ion or hydrogen carbonate ion combines with calcium ion to form calcium carbonate having low solubility. Furthermore, it is known that when carbon dioxide is present in a high concentration, it becomes soluble calcium hydrogen carbonate. However, the carbon dioxide gas is changed into solid calcium carbonate in the filler slurry by the chemical reaction shown in Chemical formula 1. To do.
この式によれば、理論上は１ｍ３の二酸化炭素ガス（２５℃、大気圧）は、質量は約１．９８ｋｇであり、約２．２６ｋｇの酸化カルシウムと反応して炭酸カルシウムになる。すなわち、少量のカルシウム成分で二酸化炭素ガスを吸収し固体化することができるのである。 According to this formula, theoretically, 1 m 3 of carbon dioxide gas (25 ° C., atmospheric pressure) has a mass of about 1.98 kg and reacts with about 2.26 kg of calcium oxide to form calcium carbonate. That is, a small amount of calcium component can absorb carbon dioxide gas and solidify it.
次に、本発明による地下埋設管の充填工法の一例を述べる。図４に示すように埋設管２０の一端２１に隔壁３１を設け、隔壁３１またはその近傍にバルブ４５で連結した注入管４０を設置する。埋設管の他端２２にも同様に隔壁３２を設け、隔壁３２またはその近傍にバルブ４５を連結した排気管４４を設置する。該隔壁３１および３２は、埋設管２０の内外で空気が容易に流入出しないように設置する。なお、該注入管４０および該排気管４４は、後工程の充填材の注入用および確認用の管を兼ねてもよいし、充填材用の注入管および確認管を別途設置してもよい。この例では、該注入管４０はガス注入と充填材注入を、該排気管４４はガス排気と充填材確認用をそれぞれ兼ねたものとして記載する。なお、該注入管４０および該排気管４４は、管内の構造および後工程の充填材注入を考慮して、管の内部まで延長してもよい。 Next, an example of a method for filling an underground buried pipe according to the present invention will be described. As shown in FIG. 4, a partition 31 is provided at one end 21 of the buried pipe 20, and an injection pipe 40 connected by a valve 45 is installed at or near the partition 31. Similarly, a partition wall 32 is provided at the other end 22 of the buried pipe, and an exhaust pipe 44 connected to a valve 45 is installed at or near the partition wall 32. The partitions 31 and 32 are installed so that air does not easily flow in and out of the buried pipe 20. The injection pipe 40 and the exhaust pipe 44 may both serve as injection pipes and confirmation pipes for the filling material in the subsequent step, or may be provided separately. In this example, the injection pipe 40 is described as a gas injection and a filler injection, and the exhaust pipe 44 is described as a gas exhaust and a filler confirmation. The injection pipe 40 and the exhaust pipe 44 may be extended to the inside of the pipe in consideration of the internal structure of the pipe and the injection of the filler in the subsequent step.
二酸化炭素ガスを注入管４０から流入させるが、二酸化炭素ガスは、液体二酸化炭素、圧縮炭酸ガス、ドライアイス、化学反応で発生させた二酸化炭素ガスなどが使用できるが、ヒーター内蔵レギュレーターを取り付けた液体二酸化炭素ボンベを使用するのが、流量計等で確認しながら行うことができ、流量の制御が容易であるため好ましい。注入する二酸化炭素ガスの濃度は９５％以上が好ましい。
二酸化炭素ガスを注入中は、排気管４４から排気を行うが、排気側から吸引ポンプ等を使用して強制的に排気してもよい。埋設管が老朽化により強度低下している場合は、二酸化炭素の注入圧は、大気圧と圧力差が大きくならないように行うのが好ましい。また、排気管４４の排気口周辺は高濃度の二酸化炭素ガスが停留しないように、図３のように地上まで排気管４４を延長してガスの拡散を行うか、または排気口周辺を送風するなどの安全対策を行うことが好ましい。
Although carbon dioxide gas is made to flow in through the injection pipe 40, liquid carbon dioxide, compressed carbon dioxide gas, dry ice, carbon dioxide gas generated by a chemical reaction, etc. can be used as the carbon dioxide gas, but a liquid with a heater built-in regulator is attached. It is preferable to use a carbon dioxide cylinder because it can be performed while confirming with a flow meter or the like and the flow rate can be easily controlled. The concentration of carbon dioxide gas to be injected is preferably 95% or more.
While the carbon dioxide gas is being injected, the gas is exhausted from the exhaust pipe 44, but it may be forcibly exhausted from the exhaust side using a suction pump or the like. When the buried pipe has deteriorated in strength due to aging, it is preferable that the injection pressure of carbon dioxide be such that the pressure difference from the atmospheric pressure does not become large. Further, as shown in FIG. 3, the exhaust pipe 44 is extended to the ground to diffuse the gas or blow air around the exhaust port so that the high-concentration carbon dioxide gas does not stay around the exhaust port of the exhaust pipe 44. It is preferable to take safety measures such as.
二酸化炭素ガス注入開始後、排気側で炭酸ガス濃度を経時的に計測する。濃度測定には濃度１００％まで計測できる二酸化炭素濃度センサーや検知管等を使用することが好ましい。排気ガスの二酸化炭素濃度が８０％以上、より好ましくは９０％以上になったら、二酸化炭素ガスの注入を止め、両端のバルブ４５を閉める。これで、管内部３０の空気が二酸化炭素ガスで置換されたことになる。
本発明で使用する充填材は、セメント、生石灰、消石灰のいずれか１種または２種以上の成分を含む充填材であればよい。セメントは普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント、エコセメント、低発熱セメント、白色セメント、ジオセメントなどの特殊セメントが使用できる。生石灰、消石灰は、工業的に焼成・反応させた生石灰・消石灰の他、カルシウム成分を含むペーパースラッジ焼却灰、汚泥焼却灰などが使用できる。また、高炉、転炉等のスラグも用いることができるが、セメント、生石灰や消石灰に比べて二酸化炭素との反応が遅いためアルカリ刺激剤と併用するのが好ましい。
After starting the carbon dioxide gas injection, the carbon dioxide concentration is measured with time on the exhaust side. For the concentration measurement, it is preferable to use a carbon dioxide concentration sensor, a detection tube or the like that can measure the concentration up to 100%. When the carbon dioxide concentration of the exhaust gas reaches 80% or more, more preferably 90% or more, the injection of carbon dioxide gas is stopped and the valves 45 at both ends are closed. This means that the air inside the tube 30 has been replaced with carbon dioxide gas.
The filler used in the present invention may be a filler containing one or more components selected from cement, quick lime, and slaked lime. Cement is ordinary Portland cement, early strength Portland cement, super early strength Portland cement, medium heat Portland cement, low heat Portland cement, portland cement such as sulfate resistant Portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, mixed cement such as silica cement, Special cements such as eco-cement, low-heat cement, white cement, and geocement can be used. As quick lime and slaked lime, in addition to quick lime and slaked lime that are industrially calcined and reacted, paper sludge incineration ash containing calcium components, sludge incineration ash, and the like can be used. Further, slag from a blast furnace, a converter or the like can be used, but it is preferable to use it in combination with an alkali stimulant since it reacts slowly with carbon dioxide as compared with cement, quick lime and slaked lime.
本発明で二酸化炭素ガスを吸収するのに必要なカルシウム成分は、酸化カルシウム成分換算で充填材出来高１m３あたり２．５kg以上であり、好ましくは充填材出来高１m３あたり１０kg以上添加するのがよい。一般的な充填材として、エアーモルタルでは出来高１m３あたりセメントを２５０〜４００kg、セメントベントナイトでは２００〜３５０kg、流動化処理土では５０〜２００kgが配合されている。したがって、これらの充填材には二酸化炭素を吸収するために必要なカルシウム成分を十分に含んでいるため、そのまま使用することができる。ただし、これら充填材においてカルシウム成分は、強度発現に必要な成分であるため、その一部が二酸化炭素ガスとの反応に使用されてしまうことで、強度が低下することもある。充填材の強度が不足する場合には、前記の吸収に必要なカルシウム成分に相当する量、すなわち酸化カルシウム成分換算で充填材１m３あたり２．５kg以上、好ましくは１０kg以上のセメント、生石灰、消石灰のうち1種または2種以上を加えればよい。 In the present invention, the calcium component required to absorb carbon dioxide gas is 2.5 kg or more per 1 m 3 of the filler production amount calculated as the calcium oxide component, and preferably 10 kg or more is added per 1 m 3 of the filler production amount. . As a general filler, in air mortar, 250 to 400 kg of cement is mixed per 1 m 3 of finished product, 200 to 350 kg of cement bentonite, and 50 to 200 kg of fluidized soil. Therefore, these fillers can be used as they are because they sufficiently contain the calcium component necessary for absorbing carbon dioxide. However, in these fillers, the calcium component is a component necessary for strength development, and therefore a part thereof is used for the reaction with carbon dioxide gas, which may reduce the strength. When the strength of the filler is insufficient, the amount corresponding to the above-mentioned calcium component necessary for absorption, that is, 2.5 kg or more, preferably 10 kg or more, of cement, quick lime or slaked lime per 1 m 3 of the filler in terms of calcium oxide component is calculated. Of these, one kind or two or more kinds may be added.
さらに、本発明に使用する充填材として好ましい性状は、高い流動性のスラリーであり、注入後３時間以上は流動性を有していることである。充填材が高い流動性を有していると空気溜りにある二酸化炭素ガスに対して新しいスラリーが接触するため、反応がより促進される。また、注入後３時間程度は流動性を有していることで、徐々に二酸化炭素ガスがスラリーに吸収され空気溜りが負圧になった時に、スラリー液面の上昇を容易にする。
なお、図５に示すように前記充填材を圧送し充填注入管４０より注入するが、充填材に空気を極力巻き込まないよう圧送するのが好ましい。充填材に管内全体にある二酸化炭素ガスを吸収させる必要はなく、上越し部または上部凸部に溜まった二酸化炭素ガスを吸収させればよいが、注入の途中でも二酸化炭素ガスが充填材に吸収されるため、注入は速やかに行うのが好ましい。注入と同時に排気管４４に連結したバルブ４５を開け、管内にある二酸化炭素ガスが管外に排出する。
Furthermore, a preferable property as the filler used in the present invention is that the slurry has high fluidity and has fluidity for 3 hours or more after injection. When the filler has high fluidity, the new slurry comes into contact with the carbon dioxide gas in the air reservoir, so that the reaction is further promoted. Further, since it has fluidity for about 3 hours after the injection, when the carbon dioxide gas is gradually absorbed by the slurry and the air pool becomes a negative pressure, the rise of the slurry liquid level is facilitated.
Note that, as shown in FIG. 5, the filler is pressure-fed and injected through the filling injection pipe 40. However, it is preferable that the filler is pressure-fed so that air is not caught as much as possible. It is not necessary for the filling material to absorb the carbon dioxide gas in the entire pipe, but it is sufficient to absorb the carbon dioxide gas accumulated in the upper part or the upper convex part, but the carbon dioxide gas is absorbed by the filling material even during the injection. Therefore, the injection is preferably performed promptly. Simultaneously with the injection, the valve 45 connected to the exhaust pipe 44 is opened, and the carbon dioxide gas inside the pipe is discharged outside the pipe.
注入速度と二酸化炭素ガスが充填材に吸収される速度（以下、二酸化炭素吸収速度という。）のバランスによって管内が正圧になったり負圧になったりするため、確認管４４には圧力計４６または排出ガス用の流量計を設置して監視するのが好ましい。注入速度が二酸化炭素吸収速度より早い場合は、管内の二酸化炭素ガスを確認管４４から排出すればよい。反対に注入速度が二酸化炭素吸収速度より遅い場合は、注入速度を上げるか、確認管４４から大気の空気が管内に流れ込まないようにバルブ操作を行うか、確認管４４から二酸化炭素ガスを管内に注入するかのいずれかの方法によって管内圧力の低下を抑えるようにする。
埋設管内に注入された充填材は、上越し部や条件凸部に空気溜りを残して充填されるが、空気溜りの二酸化炭素ガスが充填材中のカルシウム成分と反応し吸収されるため、空気溜りが減少する。空気溜りの容積や形状、または充填材中のカルシウム濃度、温度などにも影響するが、１０〜１８０分で二酸化炭素ガスを吸収する。吸収を促進するために充填材の注入圧を上げることも可能である。あるいは、充填材としてアルミニウム金属粉末を主成分とする発泡材を混合したセメント系事後発泡型の材料を用いることで、発泡による体積膨張圧で二酸化炭素ガスが充填材に吸収されやすくする方法も好ましい。
Depending on the balance between the injection speed and the speed at which carbon dioxide gas is absorbed by the filler (hereinafter referred to as the carbon dioxide absorption speed), the inside of the pipe becomes positive pressure or negative pressure. Alternatively, it is preferable to install and monitor a flow meter for exhaust gas. When the injection speed is higher than the carbon dioxide absorption speed, the carbon dioxide gas in the tube may be discharged from the confirmation tube 44. On the other hand, if the injection speed is slower than the carbon dioxide absorption speed, increase the injection speed, operate the valve so that atmospheric air does not flow into the pipe from the confirmation pipe 44, or insert carbon dioxide gas into the pipe from the confirmation pipe 44. Make sure to suppress the drop in the pipe pressure by either injection.
The filler injected into the buried pipe is filled with air remaining in the overhanging portion and the condition convex portion, but since the carbon dioxide gas in the air reservoir reacts with the calcium component in the filler and is absorbed, The pool is reduced. Although it affects the volume and shape of the air reservoir, the calcium concentration in the filler, the temperature, etc., it absorbs carbon dioxide gas in 10 to 180 minutes. It is also possible to increase the filling pressure of the filler in order to promote absorption. Alternatively, it is also preferable to use a cement-based post-foaming type material in which a foaming material containing aluminum metal powder as a main component is mixed as the packing material so that carbon dioxide gas is easily absorbed by the packing material by the volume expansion pressure due to foaming. .
なお、充填容積が大きく、充填工程が断続的になる場合や、充填作業が複数日を要する場合は、空気溜りが発生する箇所の充填工事のときのみに、本発明の工法を使うのが工程的にも経済的にも好ましい。
本発明は、前記した地下埋設管の充填工事以外にも空気だまりが生じる可能性のある構造物として、地下埋設タンクなどの埋戻しや建物床下空洞において床下梁で囲まれた空間などにも使用することができる。また、空洞内に水が残留している場合も、上部の空気を二酸化炭素ガスに置換し、水中不分離性の充填材を注入することで空気溜りのない充填が可能である。
If the filling volume is large and the filling process is intermittent, or if the filling work requires multiple days, it is a process to use the method of the present invention only during the filling work at a place where an air pocket occurs. Both economically and economically.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is also used for backfilling of underground burying tanks and the space surrounded by underfloor beams in a building underfloor, as a structure that may cause air pockets in addition to the above-mentioned underground burying work. can do. Further, even when water remains in the cavity, it is possible to perform filling without air pockets by replacing the upper air with carbon dioxide gas and injecting the inseparable filler in water.
１０ 地盤
２０ 埋設管
２１、２２ 埋設管端部
２３ 上越し部または上部凸部
２３ａ 空気溜り
３０ 埋設管内
３１、３２ 隔壁
４０ 注入管
４１ 流量計
４２ 圧送ポンプ
４３ グラウトミキサー
４４ 空気抜き兼確認管
４５ 開閉バルブ
４６ 圧力計
４７ 分岐コック
４８ 流量計付きヒーター内蔵レギュレーター
５０ 液体二酸化炭素ボンベ
５１ 流量計
５２ 二酸化炭素ガス濃度計
Ａ、Ｂ 充填材
10 Ground 20 Buried Pipes 21, 22 Buried Pipe Ends 23 Overhead or Upper Convex 23a Air Reservoir 30 Buried Pipe Inside 31, 32 Bulkhead 40 Injection Pipe 41 Flowmeter 42 Pressure Pump 43 Grout Mixer 44 Air Venting and Confirmation Pipe 45 Opening / Closing Valve 46 Pressure gauge 47 Branch cock 48 Regulator with built-in heater with flowmeter 50 Liquid carbon dioxide cylinder 51 Flowmeter 52 Carbon dioxide gas concentration meter A, B Filler
Claims (3)
In a method of filling an underground cavity with a filler, a step of injecting carbon dioxide gas into the cavity and replacing the air in the cavity with carbon dioxide gas, and then cement containing calcium component , quick lime, and slaked lime A filler containing one kind or two or more kinds is injected into the cavity , and a calcium component in the filler is reacted with carbon dioxide gas in an air pool in the cavity to generate calcium carbonate, A filling method for an underground cavity, comprising a step of eliminating and filling the air reservoir by absorbing and fixing carbon dioxide gas in the filling material .
The underground cavity filling method according to claim 1, wherein the filler includes a foaming material containing aluminum metal powder as a component.
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