JP7011088B2 - 繊維構造のセメント保護材料の施工装置および施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、土砂脇斜面（ｅａｒｔｈ ｓｉｄｅ ｓｌｏｐｅ）用の繊維構造のセメント保護材料の施工の技術分野に属し、具体的には、繊維構造のセメント保護材料の施工装置および施工方法に関する。

土砂脇斜面の安定性を確保し、斜面の崩壊、浸食、滑落を防ぐために、斜面を繊維構造のセメントで保護する必要がある。現場の地形は比較的に複雑で、材料の輸送は困難で、工期は切迫しており、施工は工期と現場の実際の地形によって制限される。脇斜面保護工事は、繊維構造のセメント保護材料を現場で作製することにより、材料の輸送と経済的投資を大幅に減少できる。如何に新規繊維構造セメント保護材料の迅速な作製や施工を実現すると共に、セメントスラリーの均一の分布を確保し、緻密度と強度を関連した基準に達せしめることができるかは、施工の過程で解決しなければならない技術的問題になっている。

脇斜面保護工事における新規な繊維構造セメント保護材料の迅速な作製と施工に関する問題を解決するために、本発明は繊維構造のセメント保護材料の施工装置および施工方法を提供する。

本発明は以下の技術的解決策を採用する：繊維構造のセメント保護材料の施工装置は、牽引式舗装機を備え、牽引式舗装機は牽引式舗装機フレームを含み、牽引式舗装機フレームの底板の上方にスラリー圧入ローラーが設置されており、牽引式舗装機フレームの前側最上部にスラリー吹付パイプが設置されており、スラリー吹付パイプの下方に材料担持装置が設置されており、材料担持装置の下方に牽引式舗装機フレームの外側に取り付けられた材料補助支持装置が設置されており、材料担持装置に三次元スペーサーファブリック複合布が置かれており、牽引式舗装機フレームの前側に機器巻き上げリングが取り付けられており、牽引式舗装機フレームの底部に走行ローラーが取り付けられている。

また、繊維構造のセメント保護材料の施工装置は、脇斜面の最上部に設置されたワイヤロープ支持装置および巻上機をさらに備え、巻上機が牽引ワイヤロープの一端に接続され、牽引ワイヤロープがワイヤロープ支持装置を迂回して機器巻き上げリングに接続される。

また、繊維構造のセメント保護材料の施工装置において、牽引式舗装機フレームは、厚さ５ｍｍの鋼板を溶接したものであり、且つ底部に設置された底板と、底板の左右両側に設置された側板と、底板の後側に設置された後側板とを含む。

また、繊維構造のセメント保護材料の施工装置において、スラリー圧入ローラーの直径は２２ｃｍであり、スラリー圧入ローラーは牽引式舗装機フレームの底板から０．８ｍｍ離れており、スラリー圧入ローラーの両端はベアリングシートを介して牽引式舗装機フレームの両側の側板に取り付けられている。

また、繊維構造のセメント保護材料の施工装置において、スラリー吹付パイプは直径５ｃｍのＰＶＣパイプであり、スラリー吹付パイプに若干のスラリー吹付穴が設けられており、スラリー吹付穴は直径が５ｍｍであり且つ間隔が２０ｃｍである。

また、繊維構造のセメント保護材料の施工装置において、材料担持装置は牽引式舗装機フレームに取り付けられた支持フレームを含み、支持フレームに直径１０ｍｍの鋼管が設置されている。

繊維構造のセメント保護材料の施工装置の使用方法において、まず三次元スペーサーファブリック複合布を外へ突出した材料担持装置に固定し、三次元スペーサーファブリック複合布が材料補助支持装置を通過した時に、スラリー吹付パイプによる一次スラリー注入を行い、そして、一次スラリー注入後の三次元スペーサーファブリック複合布がスラリー圧入ローラーに入り、スラリー圧入ローラーが牽引式舗装機フレーム内のセメントスラリーを三次元スペーサーファブリック複合布に押し込み、スラリー圧入された三次元スペーサーファブリック複合布が牽引式舗装機によって複合防水材料に敷かれ、牽引式舗装機は、牽引ワイヤロープ、ワイヤロープ支持装置および巻上機によって牽引力を提供し、走行ローラーを利用して脇斜面を走行する。

脇斜面用の繊維構造のセメント保護材料は、複合防水材料、三次元スペーサーファブリック複合布およびセメントスラリーから構成され、ただし、複合防水材料は、２層の不織布の間に１層のＰＥフィルムを敷いたものであり、三次元スペーサーファブリック複合布の内部をセメントスラリーで充填する。

脇斜面用の繊維構造のセメント保護材料において、複合防水材料は、厚さが１ｍｍ、単位面積質量が５００ｇ／ｍ^２、破断強度が７．５１ＫＮ／ｍ、破断伸びが５７．８％、ＣＢＲ（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｒａｔｉｏ：路床土支持力比）破裂強度が１．５１ＫＮ、引裂強度が０．２５１ＫＮ、剥離強度が６．５Ｎ／ｃｍであり、三次元スペーサーファブリック複合布は、幅が２ｍ、厚さが１ｃｍ、菱形網目サイズが６ｍｍである。セメントスラリーの混合比は、セメント：水：混和剤＝１１００：４１０：３であり、混和剤はポリカルボン酸高性能減水剤であり、セメントタイプはＰ．Ｏ４２．５であり、セメントスラリーは、攪拌時間が１０ｍｉｎ、流動度が１４－２２Ｓである。

繊維構造のセメント保護材料を脇斜面保護に応用する具体的方法は次のとおりである。施工箇所に手で全厚１ｍｍの複合防水材料を舗装し、三次元スペーサーファブリック複合布の菱形網目をセメントスラリーで充填し、そして、セメントスラリーで充填された三次元スペーサーファブリック複合布を複合防水材料に敷き、最後に若干の長さ１ｍのアンカーボルトで間隔を置いて脇斜面に固定される。ただし、セメントスラリーの質量は１５～１７ｋｇ／ｍ^２に達し、セメントスラリーの初期硬化の後に、散水養生を行い、２８日間を経て試験片の圧縮強度が３０Ｍｐａに達し、舗装が完了して強度が１０Ｍｐａに達した後、その表面にセメント：水＝３：１のセメントスラリー層を塗る。

充填用セメントスラリーは三次元スペーサーファブリック複合布の内部を完全に充填する必要がある。新規な繊維構造セメント保護材料の舗装が完了して強度が１０Ｍｐａに達した後、その表面にセメント：水＝３：１のセメントスラリー層を塗って三次元スペーサーファブリック複合布を浸食から守る。

内部充填用セメントスラリーの初期硬化によって、複合防水材料と三次元スペーサーファブリック複合布を貼り合わせて新規な繊維構造セメント保護材料を形成する。また、繊維はコンクリートを補強してひび割れを防ぐ。

本発明は、複合防水材料、三次元スペーサーファブリック複合布および内部充填用セメントスラリーを使用し、養生を通じて設計強度を達成し、保護しようとする斜面を雨水浸食等から守る。

従来技術に比べて、本発明の材料は、輸送が容易であり、工事費を低減し、施工の品質および安全性をよりよく確保できる。本発明の繊維構造セメント保護材料の施工装置で施工を行った時に、作製が迅速で、セメントスラリーを均一に分布させ、緻密度と強度を関連した基準に達せしめることができる。

本発明の立面図である。 本発明の側面図である。 本発明の脇斜面上の使用模式図である。 本発明に係る脇斜面用の繊維構造のセメント保護材料の断面図である。

図において、１－牽引式舗装機フレーム、２－スラリー圧入ローラー、３－材料補助支持、４－外へ突出した材料担持装置、５－スラリー吹付パイプ、６－機器巻き上げリング、７－牽引ワイヤロープ、８－ワイヤロープ穴、９－走行ローラー、１０－ワイヤロープ支持装置、１１－複合防水材料、１２－三次元スペーサーファブリック、１３－牽引式舗装機、１４－巻上機、１５－複合防水材料、（符号１１、１５は同じ部品である）、１６－三次元スペーサーファブリック複合布、１７－セメントスラリーである。

本発明の目的、技術的解決策および利点をより明確にするために、以下、本発明に係る実施例における技術的解決策を明確かつ完全に説明する。説明される実施例は本発明の実施例の全てではなく、ただ一部だけであり、本発明の実施例に基づいて当分野の普通の技術者が創作的活動を行うことなく得られた他のすべての実施例も、本発明の保護範囲に含まれていることが明らかである。

図１と図２に示すように、繊維構造のセメント保護材料の施工装置は、牽引式舗装機１３を備え、牽引式舗装機１３は牽引式舗装機フレーム１を含み、牽引式舗装機フレーム１の底板の上方にスラリー圧入ローラー２が設置されており、牽引式舗装機フレーム１の前側最上部にスラリー吹付パイプ５が設置されており、スラリー吹付パイプ５の下方に材料担持装置４が設置されており、材料担持装置４の下方に牽引式舗装機フレーム１の外側に取り付けられた材料補助支持装置３が設置されており、材料担持装置４に三次元スペーサーファブリック複合布１２が置かれており、牽引式舗装機フレーム１の前側に機器巻き上げリング６が取り付けられており、牽引式舗装機フレーム１の底部に走行ローラー９が取り付けられている。繊維構造のセメント保護材料の施工装置は、脇斜面の最上部に設置されたワイヤロープ支持装置１０および巻上機１４をさらに備え、巻上機１４が牽引ワイヤロープ７の一端に接続され、牽引ワイヤロープ７がワイヤロープ支持装置１０を迂回して機器巻き上げリング６に接続される。

牽引式舗装機フレーム１は、厚さ５ｍｍの鋼板を溶接したものであり、且つ底部に設置された底板と、底板の左右両側に設置された側板と、底板の後側に設置された後側板とを含む。スラリー圧入ローラー２の直径は２２ｃｍであり、スラリー圧入ローラー２は牽引式舗装機フレーム１の底板から０．８ｍｍ離れており、スラリー圧入ローラー２の両端はベアリングシートを介して牽引式舗装機フレーム１の両側の側板に取り付けられている。スラリー吹付パイプ５は直径５ｃｍのＰＶＣパイプであり、スラリー吹付パイプ５に若干のスラリー吹付穴が設けられており、スラリー吹付穴は直径が５ｍｍであり且つ間隔が２０ｃｍである。材料担持装置４は牽引式舗装機フレーム１に取り付けられた支持フレームを含み、支持フレームに直径１０ｍｍの鋼管が設置されている。

具体的には、上述の牽引式舗装機１３の舗装速度は０．９３ｍ／ｍｉｎである。

図３は、本発明の実施例が提供した使用模式図である。使用の時に、まず三次元スペーサーファブリック複合布１２を外へ突出した材料担持装置４に固定し、三次元スペーサーファブリック複合布１２が材料補助支持装置３を通過した時に、スラリー吹付パイプ５による一次スラリー注入を行い、そして、一次スラリー注入後の三次元スペーサーファブリック複合布１２がスラリー圧入ローラー２に入り、スラリー圧入ローラー２が牽引式舗装機フレーム１内のセメントスラリーを三次元スペーサーファブリック複合布１２に押し込み、スラリー圧入された三次元スペーサーファブリック複合布が牽引式舗装機１３によって複合防水材料１１に敷かれ、牽引式舗装機１３は、牽引ワイヤロープ７、ワイヤロープ支持装置１０および巻上機１４によって牽引力を提供し、走行ローラー９を利用して脇斜面を走行する。

図４に示すように、本発明が提供した脇斜面用の繊維構造のセメント保護材料は、複合防水材料１１、三次元スペーサーファブリック複合布１６およびセメントスラリー１７から構成され、ただし、上述の複合防水材料は、１６個の不織布層の間に一つのＰＥフィルム層を敷いたものであり、上述の三次元スペーサーファブリック複合布の内部をセメントスラリーで充填する。

図４に示すように、上述の内部充填用セメントスラリー１７は、グラウティングおよびスラリー圧入装置を介して三次元スペーサーファブリック複合布１６に注入され、セメントスラリーの初期硬化の後に貼り合わせを行い、脇斜面用の繊維構造のセメント保護材料を形成する。

具体的には、本実施例において、上述の複合防水材料は、厚さが１ｍｍ、単位面積質量が５００ｇ／ｍ^２、破断強度が７．５１ＫＮ／ｍ、破断伸びが５７．８％、ＣＢＲ破裂強度が１．５１ＫＮ、引裂強度が０．２５１ＫＮ、剥離強度が６．５Ｎ／ｃｍであり、上述の三次元スペーサーファブリック複合布は、幅が２ｍ、厚さが１ｃｍ、菱形網目サイズが６ｍｍである。上述のセメントスラリーの混合比は、セメント：水：混和剤＝１１００：４１０：３であり、混和剤はポリカルボン酸高性能減水剤であり、セメントタイプはＰ．Ｏ４２．５であり、セメントスラリーは、攪拌時間が１０ｍｉｎ、流動度が１４－２２Ｓである。

本発明の実施例に提供される脇斜面用の繊維構造のセメント保護材料を使用した時に、施工箇所、すなわち保護しようとする斜面に手で全厚１ｍｍの複合防水材料を舗装し、三次元スペーサーファブリック複合布の菱形網目をセメントスラリーで充填し、そして、セメントスラリーで完全に充填された三次元スペーサーファブリック複合布を複合防水材料に敷き、最後に若干の長さ１ｍのアンカーボルトで間隔を置いて脇斜面に固定されてセメント硬化後に脇斜面を保護する。ただし、セメントスラリーの質量は１５～１７ｋｇ／ｍ^２に達し、セメントスラリーの初期硬化の後に、散水養生を行い、２８日間を経て試験片の圧縮強度が３０Ｍｐａに達し、舗装が完了して強度が１０Ｍｐａに達した後、その表面にセメント：水＝３：１のセメントスラリー層を塗る。

本発明は、太原煤気化龍泉能源発展有限公司の鉄路専用線の工事入札により分けられた第３区間の斜面保護工事にうまく応用された。成形後、セメントスラリーが緻密に充填されており、３ｄ圧縮強度が３４．２Ｍｐａに達し、７ｄ圧縮強度が４５．７Ｍｐａに達した。斜面の雨水浸食の防止効果は高くて、施工側、監督管理側および設計側は一致して承認した。

最後に、上記の各実施例は、本発明の技術的解決策を説明するためにのみ使用され、それを限定するものではないことに留意されたい。前述の各実施例を参照して本発明を詳細に説明しているが、当分野の普通の技術者は、以下を理解すべきである：前述の各実施例に記載の技術的解決策を変更するか、あるいは技術的特徴の一部またはすべてを同等に置き換えることは依然として可能であり、これらの変更または置き換えは、対応した技術的解決策の本質を本発明の各実施例の技術的解決策から逸脱させない。

Claims (7)

1. 牽引部材によって斜面を走行することができる牽引式舗装機（１３）を備え、前記牽引式舗装機（１３）は牽引式舗装機フレーム（１）を含み、
   前記牽引式舗装機フレーム（１）に、複数の網目を有する三次元スペーサーファブリック複合布（１２）を載置する材料担持装置（４）が設置されており、
   前記材料担持装置（４）の下方に前記牽引式舗装機フレーム（１）の外側に取り付けられ、前記三次元スペーサーファブリック複合布（１２）を案内する材料補助支持装置（３）が設置されており、
   前記牽引式舗装機フレーム（１）の前側最上部に、前記三次元スペーサーファブリック複合布（１２）が前記材料補助支持装置（３）を通過した時に、前記三次元スペーサーファブリック複合布（１２）にスラリーを注入するスラリー吹付パイプ（５）が設置されており、
   前記牽引式舗装機フレーム（１）の底板の上方に、前記牽引式舗装機フレーム（１）内のセメントスラリーを前記三次元スペーサーファブリック複合布（１２）に押し込むスラリー圧入ローラー（２）が設置されており、
   前記牽引式舗装機フレーム（１）の前側に機器巻き上げリング（６）が取り付けられており、前記牽引式舗装機フレーム（１）の底部に走行ローラー（９）が取り付けられている
   ことを特徴とする、繊維構造のセメント保護材料の施工装置。
2. 脇斜面の最上部に設置されたワイヤロープ支持装置（１０）および巻上機（１４）をさらに備え、前記巻上機（１４）が牽引ワイヤロープ（７）の一端に接続され、牽引ワイヤロープ（７）がワイヤロープ支持装置（１０）を迂回して機器巻き上げリング（６）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の繊維構造のセメント保護材料の施工装置。
3. 前記牽引式舗装機フレーム（１）は、厚さ５ｍｍの鋼板を溶接したものであり、且つ底部に設置された底板と、底板の左右両側に設置された側板と、底板の後側に設置された後側板とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の繊維構造のセメント保護材料の施工装置。
4. 前記スラリー圧入ローラー（２）の直径は２２ｃｍであり、スラリー圧入ローラー（２）は牽引式舗装機フレーム（１）の底板から０．８ｍｍ離れており、スラリー圧入ローラー（２）の両端はベアリングシートを介して牽引式舗装機フレーム（１）の両側の側板に取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載の繊維構造のセメント保護材料の施工装置。
5. 前記スラリー吹付パイプ（５）は直径５ｃｍのＰＶＣパイプであり、スラリー吹付パイプ（５）に若干のスラリー吹付穴が設けられており、前記スラリー吹付穴は直径が５ｍｍであり且つ間隔が２０ｃｍであることを特徴とする、請求項４に記載の繊維構造のセメント保護材料の施工装置。
6. 前記材料担持装置（４）は牽引式舗装機フレーム（１）に取り付けられた支持フレームを含み、前記支持フレームに直径１０ｍｍの鋼管が設置されていることを特徴とする、請求項５に記載の繊維構造のセメント保護材料の施工装置。
7. まず前記三次元スペーサーファブリック複合布（１２）を外へ突出した材料担持装置（４）に固定し、三次元スペーサーファブリック複合布（１２）が材料補助支持装置（３）を通過した時に、スラリー吹付パイプ（５）による一次スラリー注入を行い、そして、一次スラリー注入後の三次元スペーサーファブリック複合布（１２）がスラリー圧入ローラー（２）に入り、スラリー圧入ローラー（２）が牽引式舗装機フレーム（１）内のセメントスラリーを三次元スペーサーファブリック複合布（１２）に押し込み、スラリー圧入された三次元スペーサーファブリック複合布が牽引式舗装機（１３）によって複合防水材料（１１）に敷かれ、牽引式舗装機（１３）は、牽引ワイヤロープ（７）、ワイヤロープ支持装置（１０）および巻上機（１４）によって牽引力を提供し、走行ローラー（９）を利用して脇斜面を走行することを特徴とする、請求項６に記載の繊維構造のセメント保護材料の施工装置の使用方法。

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