JPH0660490B2 - 地盤注入材の製造方法 - Google Patents

地盤注入材の製造方法

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JPH0660490B2
JPH0660490B2 JP61226185A JP22618586A JPH0660490B2 JP H0660490 B2 JPH0660490 B2 JP H0660490B2 JP 61226185 A JP61226185 A JP 61226185A JP 22618586 A JP22618586 A JP 22618586A JP H0660490 B2 JPH0660490 B2 JP H0660490B2
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俊介 島田
武 佐藤
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強化土エンジニヤリング株式会社
三信建設工業株式会社
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は地盤中に注入して地盤の固結または止水を図
る固結薬液あるいはこの固結薬液を製造する材料(これ
らを総称して地盤注入材という。)の製造方法に係り、
特に地盤注入用素材に加圧炭酸ガスを混合吸収させて地
盤注入材を製造する方法に係り、詳細には加圧炭酸ガス
の絶対流量の制御を簡素化し、混合室内で加圧状態を保
ちながら前記地盤注入素材に対する炭酸ガス量を一定比
率で混合吸収させ、しかも連続製造が可能な地盤注入材
の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、水ガラス等のアルカリ性地盤注入材と、硬化剤と
しての炭酸ガスとからなる薬液を軟弱または漏水地盤中
に注入して地盤の固結または止水を図る薬液注入技術が
提案されている。
一般に、水ガラス水溶液と炭酸ガスを混合室内で混合し
て地盤注入薬液を製造するに際し、水ガラス水溶液に対
して混合すべき炭酸ガスを絶対量でほぼ一定割合で供給
しなければこれを地盤内に注入したときに均一な水ガラ
スの固結体が形成されない。この理由については混合室
内の圧力が変化すると、圧入される炭酸ガス量が大幅に
変動して水ガラスとの比率が一定しなくなり、水ガラス
と炭酸ガスの反応によって生成する膠質状物にムラを生
じ、均一な固結体が得られないことが指摘されている。
上述の問題の解決策の一環として、特公昭59−427
69号公報に見られる薬液注入装置が提案されるに至っ
た。この提案された装置は、「地盤中に挿入された注入
管と、前記注入管内に連結された水ガラス貯槽と、前記
注入管内に連結された炭酸ガス貯槽とを備えた薬液注入
装置において、前記炭酸ガス貯槽と前記注入管との管と
の間に圧力変動感知装置を設けたことを特徴とし、前記
圧力変動感知装置は前記注入管と前記炭酸ガス貯槽との
間に下流へ向かって順次自動流量調節弁と、差圧伝送器
および開閉演算器を経て流量指示調節器に連絡された流
量計と、グラフィック演算器を経て同じく前記流量指示
調節器に連絡された圧力伝送器とが連結されてなり、前
記両演算器の演算結果に基づき前記流量指示調節計が前
記自動流量調節弁を作動させることによって炭酸ガスの
絶対流量を制御し、水ガラス水溶液と炭酸ガスの絶対流
量を一定比率で合流して注入する」ことにある。
さらに、炭酸ガスの充分な量を散逸することなく水ガラ
ス水溶液に溶解させる技術として、密閉耐圧容器中に水
ガラスを高圧に保ちながら反応させる方法、あるいは密
閉耐圧構造のスプレー塔で反応させる方法、霧吹式の流
体ノズルを用いて反応させる方法等も提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上述前者の注入装置は炭酸ガス貯槽と注入管
との間に圧力変動感知装置を設けることによって、地盤
圧(Kg/cm2)の変動にかかわらず水ガラス水溶液と炭酸
ガスの絶対流量を一定比率で合流させて地盤中に注入す
ることを可能とする利益をもたらすことができる。しか
しながら、実践の場においては、地盤圧の変動を感知
し、加圧炭酸ガス量を地盤圧に対応させて圧送するため
の制御システムが複雑化されるために制御システムの設
備費が嵩み、かつ各制御要素の性能チェックおよび管
理、維持に細心の運転管理を必要とする実用上の問題が
ある。
さらに後者の技術においては、いずれも反応を充分に行
わせることは可能であっても、これによって得られた薬
液は密閉容器中でゲル化してしまうため、これをポンプ
で地盤に浸透注入させることは難しく、実用的ではな
い。
特に密閉容器中に水ガラスと炭酸ガスを供給すると容器
内圧力が上昇し、圧力の変化に対する水ガラスと炭酸ガ
スの体積変化が異なるので水ガラスと炭酸ガスを正確な
量で混合することは困難である。
本発明の目的は加圧炭酸ガスの絶対流量の制御を簡素化
し、混合室内で加圧状態を保ったまま地盤注入用素材に
対する炭酸ガス量を一定比率で混合吸収させ、しかも連
続製造が可能であって、前述の公知技術に存する問題点
を解決した地盤注入材の製造方法を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
前述の目的を達成するため、本発明によれば、しぼった
状態に開放された吐出口を有する混合室に地盤注入用素
材ならびに炭酸ガスを加圧供給して混合することによ
り、地盤注入用素材に炭酸ガスを吸収せしめ、得られる
混合液を前記開放された吐出口から連続して吐出してな
り、前記炭酸ガスは減圧弁および炭酸ガス吹出ノズルを
通し、炭酸ガスのガス圧と炭酸ガス吹出ノズルの孔径と
を任意に変更して組み合わせることにより前記混合室に
加圧供給されることを特徴とする。
以下、本発明を添付図面を用いて説明する。
第1図は本発明方法を実施するための装置の一具体例を
示す。第1図において、Aは地盤注入用素材供給系統で
あって、地盤注入用素材の貯槽1と、この貯槽1に一端
が接続された管路4と、この管路4に順次に配置され
た、それぞれポンプ2と、流量計3とから構成され、管
路4の他方の一端が混合室5に接続されている。このよ
うな供給系統Aにおいて地盤注入素材は貯槽1から管路
4を通り、ポンプ2、および流量計3を経て、ポンプ圧
により加圧されて所定流量で混合室5に供給される。
上述の地盤注入用素材としては例えば水ガラス水溶液、
反応剤を含む水ガラス水溶液、水等である。
混合室5は底部5aにしぼった状態に開放された吐出口
6を有し、この吐出口6のしぼりの大きさはしぼりバル
ブ6′の操作により自由に調整される。また、混合室5
の吐出口6は後述の第4図示のように底部5aをテーパ
ー状に細めて形成してもよく、この場合、吐出口6のし
ぼりの大きさを変化させるためには混合室5自体を他の
口径のものと取り換えればよい。
なお、吐出口6のしぼりは小さくするほど混合室5内の
圧力が高められる。
Bは炭酸ガス供給系統であって炭酸ガス高圧容器7と、
この高圧容器7の口金7aに一端が接続された管路8
と、この管路8上に順次に配置された、それぞれ、減圧
弁9と、炭酸ガス吹出ノズル10とから構成され、管路8
の他方の一端が混合室5に接続されている。前述炭酸ガ
ス吹出ノズル10は円板10aの中心部にノズル孔10bを穿設
することによって形成される。このような供給系統Bに
おいて炭酸ガスは炭酸ガス高圧容器7から管路8を通
り、減圧弁9を経て、さらに炭酸ガス吹出ノズル10にお
ける円板10aのノズル孔10bを経て混合室5に加圧供給さ
れ、ここで供給系統Aからの地盤注入用素材と混合さ
れ、該素材に吸収される。前記炭酸ガスのガス圧は減圧
弁9の操作により任意に変更され、また、前記ノズル孔
径は炭酸ガス吹出ノズル10をノズル孔径の異なったもの
に取り換えることにより任意に変更される。
得られた混合液は吐出口6から連続的に吐出され、受槽
13中に地盤注入材を得る。この地盤注入材は地盤注入用
素材が水ガラス水溶液あるいは反応剤を含む水ガラス水
溶液の場合には地盤の固結または止水を図る固結薬液と
なり、受槽13に貯蔵せずに直接注入管を通して地盤中に
注入してもかまわない。また、地盤注入用素材が水の場
合には炭酸水溶液となり、これはさらに水ガラス水溶液
あるいは反応剤を含む水ガラス水溶液と合流して固結薬
液とし、前述と同様、受槽13に貯蔵せずに直接地盤中に
注入することもできる。
〔作用〕
本発明では前記地盤注入用素材と炭酸ガスの混合に際し
て、炭酸ガスのガス圧と炭酸ガス吹出ノズル10の孔径と
を任意に変更して組み合わせることにより混合室内の圧
力が変動しても所定の炭酸ガス吹出量を定め、これによ
り前記地盤注入用素材と炭酸ガスとを一定の比率で混合
し得る。
しかも混合室は開放された吐出口を有し、ここから混合
液が連続的に吐出されるため、密閉容器のように混合室
内圧力が異常に上昇することがない。
上述の本発明において、炭酸ガス圧と炭酸ガス吹出量と
の関係は第2図のとおりである。
第2図は、円板(板厚3mm)の中心部に0.8mmのノズル
孔径を穿ち、炭酸ガス圧(35、30、25kg/cm2)と炭酸
ガス吹出量との関係を示す図であり、設定炭酸ガス圧に
おいて炭酸ガス吹出量(g/min)は、ある範囲内で一定の
流量となり、ある限界点で炭酸ガス吹出量は漸次減少し
ていくことが判る。したがって、混合室内の圧力に対応
する炭酸ガス吹出量は炭酸ガス圧をかえることによって
制御することができる。
炭酸ガス圧は減圧弁によって任意に変えることができ
る。
さらに本発明において、ノズル孔径と炭酸ガス吹出量と
の関係は第3図のとおりである。
第3図は、炭酸ガス圧を一定(35kg/cm2)にしてノズル
孔径を変化した場合の炭酸ガス吹出量との関係を示す図
であって、ノズル孔径を異にした炭酸ガス吹出ノズルを
数個組合わせることによって、混合室内圧力に対応する
炭酸ガス吹出量を任意に制御することが可能となる。
第3図のI線は、ノズル孔径1mmのノズル2個(ノズル
1個の炭酸ガス吹出量450kg/min)とノズル孔径0.4mm
のノズル(吹出量100g/min)1個を同時に使用した場
合の炭酸ガス吹出量を示す。
また、同図から炭酸ガス圧を一定にした場合には、ノズ
ル孔径を異にした炭酸ガス吹出ノズルを混合室内圧力に
対応させて取換えて使用することもできる。
〔実施例〕
第4図はこの発明方法を実施するための装置の一具体例
であって、地盤注入用素材として水ガラス水溶液を用い
た例である。水ガラス水溶液貯槽1内に貯えられた水ガ
ラス水溶液はポンプ2によってその定量が送液されて流
量計3で流量を確認し、管路4を通して混合室5内に加
圧供給される。ポンプ2の吸入側の管路4に元弁SVが
設けられている。6は開口された吐出口である。
また、液化炭酸ガス高圧容器7、7′、7″の口金に炭
酸ガス圧送管路8が連結され、この管路上に、元弁S
V、加熱器11、加圧弁9、炭酸ガス留器12が設けられ、
液化炭酸ガスは加熱器11によって気化炭酸ガスとなって
減圧弁9で所定の圧力に減圧されて炭酸ガス留器12内に
所定の圧力で貯られる。炭酸ガス留器12の後の管路8に
分岐管8a、8b、8c、8dが並列に設けられ、各分
岐管に元弁V、V1、V2、V3が設けられると共に炭
酸ガス吹出ノズル10、10′、10″、10が設けられ、各
分岐管は管路8′に連結され、この管路は炭酸ガス圧送
管路8に連結される。前記管路8の末端部は混合室5に
連結される。圧送される炭酸ガス圧は管路8に設けた圧
力計P1、P2によって確認される。
上記炭酸ガス吹出ノズル10、10′、10″、10はノズル
孔径を異にしており、混合室内圧力に対応する炭酸吹出
量を単一の炭酸ガス吹出ノズルまたは二以上のノズルの
組合わせによって制御して水ガラス水溶液と炭酸ガスを
混合室内で一定比率で加圧混合し、得られる混合液は開
放された吐出口6から連続的に吐出されて第1図示のよ
うな受槽13内に地盤注入薬液を連続的に製造する。
〔発明の効果〕
以上のとおり、本発明は炭酸ガス圧送管路8上に配置さ
れた炭酸ガス吹出ノズルを通して炭酸ガスを混合室内に
加圧供給し、かつしぼった状態に開放された吐出口を有
する混合室を用い、この混合室内で地盤注入用素材に炭
酸ガスを混合吸収するようにしたから、混合室内で加圧
状態を保ったまま所定の炭酸ガス吹出量が簡単に得られ
るため地盤注入用素材に炭酸ガスが一定比率で効果的に
吸収され、かつ連続的に地盤注入材の製造が可能であ
る。
さらに、本発明は炭酸ガスのガス圧と炭酸ガス吹出ノズ
ルの孔径とを任意に変更して組み合わせるようにしたか
ら、混合室内圧力に対応する炭酸ガス吹出量を任意に制
御することが可能となる。例えば、第3図に示されるよ
うに、炭酸ガス圧を35kg/cm2の一定圧とし、ノズル孔
径を異にした炭酸ガス吹出ノズルを数個組み合わせるこ
とによって、混合室内圧力に対応する炭酸ガス吹出量を
任意に制御し得る。
なお、炭酸ガス流量の制御は炭酸ガス吹出口ノズルによ
って行うので、操作も簡単となり、薬液注入の容易性お
よび費用の点で大きな改善ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を実施するための装置の一具体例であ
り、第2図は炭素ガス圧と炭酸ガス吹出量との関係を示
すグラフであり、第3図はノズル孔径と炭酸ガス吹出量
の関係を示すグラフであり、第4図はこの発明を実施す
るための他の装置の具体例である。 1……貯槽、4、8……管路、5……混合室、 6……吐出口、7……炭酸ガス高圧容器、 9……減圧弁、10……炭酸ガス吹出ノズル、 10a……円板、10b……ノズル孔、 A……地盤注入用素材供給系統、 B……炭酸ガス供給系統。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】しぼった状態に開放された吐出口を有する
    混合室に地盤注入用素材ならびに炭酸ガスを加圧供給し
    て混合することにより地盤注入用素材に炭酸ガスを吸収
    せしめ、得られる混合液を前記開放された吐出口から連
    続して吐出してなり、前記炭酸ガスは減圧弁および炭酸
    ガス吹出ノズルを通し、炭酸ガスのガス圧と炭酸ガス吹
    出ノズルの孔径とを任意に変更して組み合わせることに
    より、前記混合室に加圧供給されることを特徴とする地
    盤注入材の製造方法。
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