JPH10114938A - Execution method and device of grouting in rock bed - Google Patents

Execution method and device of grouting in rock bed

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JPH10114938A
JPH10114938A JP8253753A JP25375396A JPH10114938A JP H10114938 A JPH10114938 A JP H10114938A JP 8253753 A JP8253753 A JP 8253753A JP 25375396 A JP25375396 A JP 25375396A JP H10114938 A JPH10114938 A JP H10114938A
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pulsating
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治 平
Joji Nishihama
譲二 西浜
Akira Ohashi
昭 大橋
Yoshiyuki Sawa
芳幸 澤
Takeo Nasu
丈夫 那須
Yasutaka Terado
康隆 寺戸
Toru Takada
徹 高田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase injection efficiency, by adding a pulsatory pressure with a specified frequency as a weight load to the injection pressure when a grout is injected in cracked rocks. SOLUTION: A grouting device S for rock beds is constituted of a pressure pipe line 1, a pressurizing feeder 2 of a grout, a pulsatory pressure generator 3, and an injection part 4 into rocks. The grout mixed in a grout storage tank 10 is pressurized by an injection pump 11 and fed to the pipe lines 1, in the pressurizing feeder 2. The grout fed from the pressurizing feeder 2 is sucked by a pulsatory pressure-generating pump 28 in the pulsatory pressure generator 3 and discharged thereby to send the grout with pressure into the injection part 4 while adding a pulsatory pressure with 30Hz or lower frequency, preferably about 10Hz frequency, to a steady pressure as a base, and the grout that a pulsatory pressure with a specified frequency is added to a specified injection pressure is injected into a rock bed R from a packer 21 in the injection part 4. In this way, the fluidizing resistance of the grout having a high concentration and viscosity is greatly reduced and the grout can be rapidly penetrated into fine cracks.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、岩盤を含む地
盤、特には多数の微細亀裂を含むいわゆる亀裂性岩盤に
対するグラウト施工方法及びその装置に関する。本発明
は更に、止水性・安定性を大幅に高める必要のある地
盤、ないしはコンクリート構造もその対象から除外する
ものではない。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grouting method and a grouting method for a ground including a rock mass, in particular, a so-called cracked rock mass including a large number of fine cracks. Further, the present invention does not exclude a ground or a concrete structure in which the waterproofness / stability needs to be significantly increased.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高レベル放射性廃棄物の地層処
分、石油やLPGの地下備蓄など、大深度地下の岩盤空
洞を利用した貯蔵システムが注目されつつある。そこで
は、岩盤空洞の封鎖性・安定性を確保することが重要課
題であり、多数の微細亀裂を含む岩盤いわゆる亀裂性岩
盤の緩み域における地下水の移流制御や岩盤の強化のた
めに、当該亀裂性岩盤に対するグラウチング技術の高性
能化が急がれている。通常の岩盤グラウト工事において
は、グラウト材に主として普通セメントを用い、配合と
して水セメント比(W/C)を10から1へと段階的に
順次濃くしながら、規定注入圧力のもとで注入の流れが
止まるまで、あるいは規定の注入量に達するまで定常的
に注入するのが普通である。しかし、通常の施工法では
亀裂への充填密度が低く充填状態も不均質なのもとな
り、更に100〜200μm以下の微細割れ目への浸透
注入は困難であるため、改良後の透水係数も10-5cm
/秒程度(ルジオン値で1程度)が限界である。しかし
ながら、岩盤空洞の貯蔵システムを構築するには、周辺
岩盤を10-6〜10-7cm/秒以下の低透水性に改良す
ることが必要不可欠であり、そのためには通常の施工法
では注入の性能が大幅に不足する。
2. Description of the Related Art In recent years, a storage system utilizing a deep underground rock cavity, such as a geological disposal of high-level radioactive waste and an underground storage of petroleum and LPG, has been receiving attention. It is an important issue to secure the sealing and stability of the rock cavity, and to control the advection of groundwater and strengthen the rock in the loose area of so-called cracked rock containing many microcracks. There is an urgent need to improve the performance of grouting technology for porous rock. In ordinary rock grouting work, ordinary cement is mainly used as the grout material, and the water-to-cement ratio (W / C) is gradually increased from 10 to 1 as a compound while gradually increasing the ratio under the prescribed injection pressure. It is common to inject steadily until the flow stops or a defined injection volume is reached. However, filling status packing density is low to crack under normal construction methods also becomes also the heterogeneous, for further penetration injection into the following fine cracks 100~200μm is difficult, permeability after improvements 10-5 cm
/ S (about 1 in Lugion value) is the limit. However, in order to construct a storage system for rock cavities, it is essential to improve the surrounding rock to a low water permeability of 10 -6 to 10 -7 cm / sec or less. Performance is significantly lacking.

【0003】岩盤グラウチング技術の性能アップを図る
ための方策としては、コロイダルセメントや超微粒子セ
メントなど材料自体を微粒化して浸透性を改善する方法
が中心となるが、一方では注入圧力に工夫を加えた新し
い施工法も試みられている。この施工法は、高レベル放
射性廃棄物の地層処分を目指したOECD・原子力部会
の主導によるストリパ・プロジェクトの研究成果の一環
として1987年に提案されたもので、注入圧力に高周
波の動的な圧力成分を与えながら高濃度・高粘性のグラ
ウト材を注入しようとする方法であり、通常の注入方法
を静的注入工法とすれば、この施工法は動的注入工法と
呼べるものである。当プロジェクトでは、二重円筒型回
転粘度計の外筒のカップを垂直方向に加振する特殊な粘
度試験を行い、高濃度・高粘性グラウト材のレオロジー
特性を調べ、振動数(周波数)の増加に伴いグラウト材
の見かけ粘度が低下するとともに、グラウト材の流動特
性がニュートン流動に近づくことを見出した。より詳し
く述べれば、振動数が300Hz以下の範囲の加振状態
において、振動数とせん断歪み振幅(加振による変位振
幅/内外円筒の隙間幅)が増加するほど、グラウト材の
見かけの粘度、すなわち流動抵抗が減少すると結論して
いる。動的注入工法はこの知見から類推し提案されたも
ので、粘度試験における加振と手法は異なるが、注入圧
力に動的圧力成分を付加することにより、粘度試験と同
様にグラウト材の流動抵抗が減少ひいては浸透性が向上
するとの予測を前提に開発されたものである。具体的に
は、図14に示す動的加圧装置Pを開発している。すな
わち、圧縮空気Gにより駆動されるパーカッションドリ
ル100により鋼製シリンダ102内のピストン100
aをハンマリングし、シリンダ102内に貯留されたグ
ラウト材に衝撃圧を連続的に与えるものである。更に、
図において、104はスラリー容器、106は検出器、
108は弁である。このグラウト材は、耐圧ホース11
0を介して岩盤Rに穿設された注入孔H内にパッカー1
12により密封を保って注入される。なお、粘度試験に
おける前述の結論では、300Hz付近で加振の効果が
最大になるとされているが、実現された動的加圧装置で
は振動入力パワーの関係から、振動数を40Hzに制限
し固定している。
In order to improve the performance of the rock grouting technique, a method of improving the permeability by atomizing the material itself such as colloidal cement or ultrafine cement is mainly used. New construction methods have also been tried. This construction method was proposed in 1987 as a part of the research results of the Striper Project led by the OECD and Nuclear Energy Commission aiming at the geological disposal of high-level radioactive waste. This is a method of injecting a high-concentration, high-viscosity grout material while giving components. If the usual injection method is a static injection method, this construction method can be called a dynamic injection method. In this project, we conducted a special viscosity test in which the cup of the outer cylinder of a double-cylindrical rotational viscometer was vibrated vertically, examined the rheological properties of high-concentration, high-viscosity grout materials, and increased the frequency As a result, it was found that the apparent viscosity of the grout material decreased and the flow characteristics of the grout material approached Newtonian flow. More specifically, in a vibration state in which the frequency is 300 Hz or less, as the frequency and the shear strain amplitude (displacement amplitude due to vibration / gap width between the inner and outer cylinders) increase, the apparent viscosity of the grout material, that is, It concludes that flow resistance is reduced. The dynamic injection method was proposed by analogy with this finding, and the method used is different from that used in the viscosity test. However, by adding a dynamic pressure component to the injection pressure, the flow resistance of the grout material is increased as in the viscosity test. Was developed on the premise that it would decrease and thus improve permeability. Specifically, a dynamic pressurizing device P shown in FIG. 14 has been developed. That is, the piston 100 in the steel cylinder 102 is driven by the percussion drill 100 driven by the compressed air G.
The hammering is performed to continuously apply an impact pressure to the grout material stored in the cylinder 102. Furthermore,
In the figure, 104 is a slurry container, 106 is a detector,
108 is a valve. This grout material is a pressure-resistant hose 11
Packer 1 is inserted into injection hole H formed in rock R through
The injection is carried out while keeping hermetically sealed by 12. According to the above-mentioned conclusion in the viscosity test, the effect of the vibration is maximized at around 300 Hz. However, in the realized dynamic pressurizing device, the frequency is limited to 40 Hz and fixed due to the relation of the vibration input power. doing.

【0004】しかしながら、ストリパ・プロジェクトに
おける加振粘度試験と動的加圧装置による注入機構を比
較すれば、物理的には次のような相違点がみられ、粘度
試験と類似した動的効果が実際の注入において得られる
かは不明である。すなわち、 加振粘度試験では、外筒の正弦的な垂直振動により測
定試料全体が周期的に速度変動を受ける。これに対し
て、パーカッションドリルによる加圧方法では、ハンマ
リング毎にピストン面に衝撃的な応力波(圧力波)が立
ち、これらが材料の音速でグラウト材中を順次伝播し、
応力波の通過中の部分のみに瞬時的な圧力変化を与える
だけであり、グラウト材全体が周期的な速度変動を受け
るものではない。 加振粘度試験では、測定試料の回転流動方向と直角方
向(垂直方向)に振動が加えられ、この方向に速度変動
が生じる。一方、パーカッションドリルによる加圧方法
では、注入時のグラウト材の流動方向と同じ方向に縦波
として応力波が伝播する。 パーカッションドリルによる加圧方法では、衝撃的な
応力波の通過による圧力変化は数ミリ秒オーダーの瞬間
的なものであり、グラウト材の構成粒子を十分に励起す
ることが難しい。また、圧力変化の振幅を制御すること
が機構上容易でなく、伝播距離に対する波動の減衰も著
しい。 パーカッションドリル式動的加圧装置と人工亀裂試験
体(割れ目幅100μm、流路幅50mm、長さ3m)
を用いた試験では、静的注入に対する動的注入の効果が
明確に検証されていない。 その他、パーカッションドリル式動的加圧装置では、機
械が大型で振動・騒音も大きいという問題がある。
[0004] However, comparing the vibration viscosity test in the stripper project with the injection mechanism using a dynamic pressurizer, the following physical differences are observed, and the dynamic effect similar to the viscosity test is obtained. It is unknown whether it can be obtained in actual injections. That is, in the vibration viscosity test, the entire measurement sample periodically undergoes speed fluctuation due to sinusoidal vertical vibration of the outer cylinder. On the other hand, in the pressurization method using a percussion drill, an impulsive stress wave (pressure wave) rises on the piston surface every hammering, and these propagate sequentially through the grout material at the sound speed of the material.
Only the instantaneous pressure change is applied only to the portion where the stress wave is passing, and the entire grout is not subject to periodic speed fluctuation. In the vibration viscosity test, vibration is applied in a direction (perpendicular direction) perpendicular to the rotational flow direction of the measurement sample, and a speed fluctuation occurs in this direction. On the other hand, in the pressurization method using a percussion drill, a stress wave propagates as a longitudinal wave in the same direction as the flow direction of the grout material at the time of injection. In the pressurization method using a percussion drill, the pressure change due to the passage of a shocking stress wave is instantaneous in the order of several milliseconds, and it is difficult to sufficiently excite the constituent particles of the grout material. Further, it is not mechanically easy to control the amplitude of the pressure change, and the attenuation of the wave with respect to the propagation distance is remarkable. Percussion drill type dynamic pressing device and artificial crack test specimen (crack width 100 μm, flow path width 50 mm, length 3 m)
Does not clearly demonstrate the effect of dynamic injection on static injection. In addition, the percussion drill type dynamic pressurizing device has a problem that the machine is large and generates large vibration and noise.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みなされたものであり、上記ストリパ・プロジェクトで
開示された先行技術の基本的技術思想を更に発展させ、
そのパーカッション方式によらず、グラウト材の流動抵
抗を更に改善してその浸透性を高め、100〜200μ
m以下の微細な岩盤亀裂へ高濃度・高粘性のグラウト材
を効率よく注入することのできる岩盤グラウトの施工方
法及び該方法を実施するための装置を提供することを目
的とする。このため、本発明者らは、新たに二重円筒回
転粘度計を開発し、二重円筒回転粘度計の外筒のカップ
を測定試料の流動方向と同じ水平回転方向に加振する粘
度試験と、脈動圧発生ポンプと人工亀裂試験体(割れ目
幅50〜200μm、流路幅40mm、長さ2.9m)
とによる静的及び動的注入試験を種々実施し、これら両
試験から得られた特性に着目し、脈動圧力の周波数が5
Hz〜30Hzの範囲において動的注入の効果を確認
し、なかんずく10Hz付近でその効果が最大となるこ
とを見い出し、この知見に基づき本発明をなしたもので
ある。なお、これらの粘度試験及び注入試験において5
Hzより小さな周波数域は未実施であるが、脈動圧力の
周波数の下限は上記知見による5Hzより更に下方のも
のも含まれることが十分に予見される。更に、脈動圧発
生ポンプにおいては、選択された所定の周波数のもと
に、グラウト材全体に周期的な速度変動を与えることが
でき、安定した脈動圧力を発生させることが本動的注入
の効果を達成するために不可欠な要因であることも合わ
せて得られた知見であり、この知見に基づいて脈動圧発
生機構を開発したものである。すなわち、本発明は、脈
動圧発生機構にサーボ制御機構を取り入れて規則的な脈
動圧力を作り、これを注入圧力に付加する方法をもって
本発明の目的を達成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and further develops the basic technical idea of the prior art disclosed in the striper project.
Regardless of the percussion method, the flow resistance of the grout material is further improved to increase its permeability,
It is an object of the present invention to provide a method for constructing a rock grout capable of efficiently injecting a high-concentration and high-viscosity grout material into a fine rock crack having a diameter of not more than m and an apparatus for performing the method. For this reason, the present inventors have newly developed a double cylinder rotational viscometer, and a viscosity test in which the outer cylinder cup of the double cylinder rotational viscometer is vibrated in the same horizontal rotational direction as the flow direction of the measurement sample. Pulsating pressure generating pump and artificial crack specimen (crack width 50-200 μm, channel width 40 mm, length 2.9 m)
Various static and dynamic injection tests were carried out, and by paying attention to the characteristics obtained from these two tests, the frequency of the pulsating pressure was 5
The effect of dynamic injection was confirmed in the range of 30 Hz to 30 Hz, and it was found that the effect was maximized especially at around 10 Hz, and the present invention was made based on this finding. In these viscosity tests and injection tests, 5
Although the frequency range smaller than Hz has not been implemented, it is fully anticipated that the lower limit of the frequency of the pulsating pressure includes a frequency lower than 5 Hz based on the above findings. Further, in the pulsating pressure generating pump, it is possible to apply a periodic speed fluctuation to the entire grout material under a selected predetermined frequency, and to generate a stable pulsating pressure, the effect of the present dynamic injection. Is also an indispensable factor for achieving the above, and a pulsating pressure generation mechanism was developed based on this finding. That is, the present invention has achieved the object of the present invention by a method of generating a regular pulsating pressure by incorporating a servo control mechanism into a pulsating pressure generating mechanism and adding this to the injection pressure.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の岩盤グラウトの
施工方法及びその施工装置は、具体的には次の構成をと
る。すなわち、第1番目の本発明の岩盤グラウトの施工
方法は、圧送配管ラインを介してグラウト材を所定の注
入圧力で圧送し、その末端の注入管をもって亀裂性岩盤
に穿設された注入孔に該グラウト材を注入するグラウチ
ングにおいて、前記注入圧力に30Hz以下の周波数域
から選択された特定の周波数を持つ脈動圧力を重畳的に
付加してなる、ことを特徴とする。ここに、周波数域の
下限は周期にして数秒の周波数域帯を含むものである。
第2番目の本発明の岩盤グラウトの施工方法は、亀裂性
岩盤を対象とするグラウチングにおいて、グラウト材を
所定の注入圧力で圧送し、その末端の注入管を介して岩
盤に穿設された注入孔に挿入された圧送配管ラインの途
中に脈動圧発生ポンプを介装し、該脈動圧発生ポンプに
より30Hz以下の周波数域から選択し指令された特定
の周波数を持つ脈動圧力を発生させ、注入圧力に脈動圧
力を重畳的に付加する、ことを特徴とする。第3番目の
本発明の岩盤グラウトの施工方法は、亀裂性岩盤を対象
とするグラウチングにおいて、グラウト材を所定の圧力
で送り出す注入ポンプから注入孔に挿入された注入管へ
至る圧送配管ラインの途中に、油圧サーボアクチュエー
タにより駆動される容積型の脈動圧発生ポンプを設置す
ると共に、該脈動圧発生ポンプの入口配管部には圧力変
動の上流側への伝播を抑止する手段を設け、一方、正弦
波・三角波・方形波等の信号波形を発振する発振器及び
サーボコントローラから構成されるサーボ制御装置を用
いて、前記注入管の口元付近に取り付けた圧力センサよ
り検出される圧力波形と前記発振器より指令される信号
波形とを比較し、両方の該波形が一致するように前記油
圧サーボアクチュエータの動作をフィードバック制御す
ることにより、前記脈動圧発生ポンプにおいて、30H
z以下の周波数域から選択し指令された特定の周波数を
有し、かつ信号波形に近似した脈動圧力を発生させ、前
記圧力変動の伝播抑止手段の機能により前記脈動圧発生
ポンプから注入管までの圧送配管ラインに限定して該脈
動圧力を付加し、前記注入ポンプの圧力に脈動圧力の成
分を重畳することからグラウト材の浸透性を向上させ、
微細な亀裂へグラウト材を高密度かつ迅速に注入せしめ
る、ことを特徴とする。本発明の岩盤グラウトの施工装
置は、前記各方法を実施するためのものであって、次の
構成を採る。亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにお
いて、注入圧力に脈動圧力の成分を付加することでグラ
ウト材を動的に注入する方法に使用される装置であっ
て、所定の圧力でグラウト材を送り出す注入ポンプと、
注入孔に挿入されグラウト材を岩盤中の亀裂に浸透させ
る注入管と、前記注入ポンプから該注入管へ至る圧送配
管ラインの途中に設置され、油圧サーボアクチュエータ
により駆動される容積型の脈動圧発生ポンプと、該脈動
圧発生ポンプの入口配管部に取り付けられ、圧力変動の
上流側への伝播を抑止する手段と、注入圧力を検知する
ために該注入管の口元付近に取り付けられた圧力センサ
と、さらには、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を
発振する発振器及びサーボコントローラから構成される
サーボ制御装置を用いて、前記圧力センサより検出され
る圧力波形と前記発振器より指令される信号波形とを比
較して両方の該波形が一致するように前記油圧サーボア
クチュエータの動作をフィードバック制御することによ
り、30Hz以下の周波数域から選択し指令された特定
の周波数を有し、かつ信号波形に近似した脈動圧力を前
記脈動圧発生ポンプで発生させ、該脈動圧力を前記脈動
圧発生ポンプから前記注入管までの圧送配管ラインに限
定して付加する脈動圧制御手段と、を少なくとも備えて
なることを特徴とする。
The rock grouting method and the rocking grouting apparatus according to the present invention have the following construction. That is, the first method of constructing a rock grout of the present invention is to feed grout material at a predetermined injection pressure through a pressure feed piping line, and to feed the grout material with an injection pipe at the end into an injection hole drilled in the cracked rock. In the grouting for injecting the grout material, a pulsating pressure having a specific frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less is superimposed on the injecting pressure. Here, the lower limit of the frequency range includes a frequency range of several seconds in a cycle.
The second method for constructing a rock grout according to the present invention is a method for grouting a cracked rock mass, in which grout material is pumped at a predetermined injection pressure and injected into the rock through an injection pipe at the end thereof. A pulsating pressure generating pump is interposed in the middle of the pressure feed pipe line inserted into the hole, and the pulsating pressure generating pump generates a pulsating pressure having a specific frequency specified and selected from a frequency range of 30 Hz or less. Pulsating pressure is superimposed on the pulsating pressure. The third method of constructing a rock grout according to the present invention is a method for grouting a cracked rock mass, which is performed in a pressure feeding pipe line from an injection pump for feeding a grout material at a predetermined pressure to an injection pipe inserted into an injection hole. In addition, a positive displacement pulsating pressure generating pump driven by a hydraulic servo actuator is installed, and a means for suppressing the propagation of pressure fluctuations to the upstream side is provided at an inlet pipe portion of the pulsating pressure generating pump. Using a servo control device composed of an oscillator that oscillates signal waveforms such as waves, triangular waves, and square waves and a servo controller, a pressure waveform detected by a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe and a command from the oscillator And performing feedback control on the operation of the hydraulic servo actuator so that both waveforms match. More, in the pulsation pressure generating pump, 30H
z has a specified frequency selected from the frequency range equal to or less than z, and generates a pulsating pressure approximate to the signal waveform, and the function of the pressure fluctuation propagation suppressing means from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. The pulsating pressure is added only to the pressure-feeding piping line, and the component of the pulsating pressure is superimposed on the pressure of the infusion pump to improve the permeability of the grout material,
It is characterized in that a grout material is injected into small cracks quickly and with high density. The rock grout construction apparatus of the present invention is used to carry out each of the above methods, and has the following configuration. In grouting for cracked rock, an apparatus used for a method of dynamically injecting grout material by adding a pulsating pressure component to an injecting pressure, and an injection pump for feeding out grout material at a predetermined pressure When,
An injection pipe inserted into the injection hole to allow the grout material to penetrate the cracks in the rock, and a volumetric pulsating pressure generated by a hydraulic servoactuator, installed in the middle of a pressure feed pipe line from the injection pump to the injection pipe. A pump, means attached to the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump, for suppressing propagation of pressure fluctuations to the upstream side, and a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe to detect the injection pressure. Further, using a servo control device including an oscillator that oscillates signal waveforms such as a sine wave, a triangular wave, and a square wave, and a servo controller, a pressure waveform detected by the pressure sensor and a signal instructed by the oscillator. By performing feedback control on the operation of the hydraulic servo actuator so that both waveforms match by comparing with the waveform, 30 Hz or less A pulsating pressure generating pump having a specific frequency selected and instructed from a frequency range and approximated to a signal waveform is generated by the pulsating pressure generating pump, and the pulsating pressure is supplied from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe by a pressure feeding pipe. And pulsating pressure control means added only to the line.

【0007】(作用)グラウト材は圧送配管ライン内に
おいて、流動方向に所定の周波数をもって脈動を受け
る。これにより、グラウト材全体が速度変動を受け、該
グラウト材の構成粒子が十分に励起される。そして、注
入管から岩盤に侵入するグラウト材は流動抵抗が低下
し、浸透性を向上させ、微細な岩盤亀裂に浸透する。ま
た、脈動圧は岩盤に作用してグラウト材の目詰まりの阻
止に寄与する。岩盤グラウト施工装置においては、注入
ポンプから注入管へ至る圧送配管ラインの途中に、油圧
サーボアクチュエータにより駆動される容積型の脈動圧
発生ポンプが設置され、正弦波等の信号波形を発振する
発振器とサーボコントローラとからなるサーボ制御装置
を用いて、注入管の口元で検知された圧力波形が信号波
形と一致するように油圧サーボアクチュエータの動作が
自動制御される。これにより、30Hz以下の周波数域
から選択された信号波形に基づき、脈動圧発生ポンプで
安定した脈動圧力が作られ、この脈動圧力を注入管まで
の圧送配管ラインに付加される。
(Operation) The grout material is pulsated at a predetermined frequency in the flow direction in the pressure feed pipe line. As a result, the entire grout material undergoes speed fluctuation, and the constituent particles of the grout material are sufficiently excited. Then, the grout material that enters the rock from the injection pipe has a reduced flow resistance, improves permeability, and penetrates into fine rock cracks. In addition, the pulsating pressure acts on the rock to contribute to preventing clogging of the grout material. In the rock grouting equipment, a displacement type pulsating pressure generating pump driven by a hydraulic servo actuator is installed in the middle of the pressure feed piping line from the injection pump to the injection pipe, and an oscillator that oscillates a signal waveform such as a sine wave. The operation of the hydraulic servo actuator is automatically controlled by using a servo controller including a servo controller so that the pressure waveform detected at the mouth of the injection pipe matches the signal waveform. As a result, a stable pulsating pressure is generated by the pulsating pressure generating pump based on the signal waveform selected from the frequency range of 30 Hz or less, and this pulsating pressure is added to the pressure feeding piping line up to the injection pipe.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の岩盤グラウトの施工方法
及びその装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1及び図2は本発明の岩盤グラウト施工装置の実施の
各形態を示す。すなわち、図1はその一実施形態の岩盤
グラウト施工装置のシステム構成を示し、図2は圧力変
動の伝播抑止手段となる他の実施の形態を示す。更に、
図3〜図8により本発明の実施の効果を検証するもので
あり、図3は人工亀裂を有する注入試験体を示し、図4
〜図6は動的注入試験の結果を示し、図7及び図8は波
動解析の結果を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method and an apparatus for rock grout according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show embodiments of a rock grouting apparatus according to the present invention. That is, FIG. 1 shows a system configuration of a rock grouting apparatus of one embodiment, and FIG. 2 shows another embodiment as a means for suppressing propagation of pressure fluctuation. Furthermore,
FIGS. 3 to 8 verify the effect of the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an injection specimen having an artificial crack.
6 to 6 show the results of the dynamic injection test, and FIGS. 7 and 8 show the results of the wave analysis.

【0009】加振粘度試験の最適周波数(図9〜図13
参照) 本実施形態のグラウト施工装置の説明に先立ち、振動下
におけるグラウト材のレオロジー特性と、この特性にお
いて加振効果が最も顕著に現れる振動数域について述べ
ておく。図9・図10は二重円筒型回転粘度計を用いた
加振粘度試験装置Tの概要を示したものである。この加
振粘度試験装置Tにおいて、内筒50と外筒51との二
重円筒構成を採る試験体52を主体とし、試料は内筒5
0と外筒51との間隙中に封入される。内筒50はトル
クメータ53を介して回転粘度計54に連なる。該回転
粘度計54はX−Y移動テーブル55に支持される。ま
た、外筒51はブラケット56を介してマイクロ(小
型)加振機57に連動する。その他、58は振動セン
サ、59は駆動電源装置、60はチャージアンプ、61
はオシロスコープである。当該装置の仕様は、(内筒半
径:13mm、外筒半径:15mm、隙間:2mm、内筒高
さ:70mm、内筒回転数:5〜400rpm;6段変
速)であり、小型加振機(加振力:50N、最大加速
度:33g、振動数:DC〜14kHz )を接続して、外
筒を回転流動方向と同じ円周方向へ正弦的に振動させ
る。本試験では、内筒回転数を単調に増速させる方法を
適用すると共に、振動数(周波数)fと速度振幅uθ
(外筒内壁の最大速度)を制御した。ここに、fとuθ
は振動センサと振動計により常時計測される。測定時、
試料には同じせん断履歴と回転数毎に1分の測定時間を
与え、測定値の再現性を高めている。試験材料(グラウ
ト材)には、超微粒子セメント(SFと略記)、山形産
ベントナイト(BE1と略記)及びワイオミング産ベン
トナイト(BE2と略記)を用い、その配合水量は(W
/SF=0.5,W/BE1=8,W/BE2=12)
である。また、分散剤として、SFにはナフタリンスル
ホン酸塩系を、BE1及びBE2にはヘキサメタリン酸
ソーダを用い、固体分との重量比で一律2%を添加し
た。材料の混練りには高速せん断型攪拌機を使用し、所
定の手順と時間管理のもとで試料を作製した。混練り
後、SFは直ちに、BE1及びBE2は24時間後に再
攪拌して試験に供した。
The optimum frequency of the vibration viscosity test (FIGS. 9 to 13)
Before the description of the grouting apparatus of the present embodiment, the rheological characteristics of the grout material under vibration and the frequency range where the vibration effect is most remarkable in these characteristics will be described. FIG. 9 and FIG. 10 show an outline of a vibration viscosity test apparatus T using a double cylindrical rotary viscometer. In this vibrating viscosity test apparatus T, a test body 52 having a double cylinder configuration of an inner cylinder 50 and an outer cylinder 51 is mainly used, and the sample is an inner cylinder 5.
It is sealed in the gap between the outer cylinder 51 and the outer cylinder 51. The inner cylinder 50 is connected to a rotational viscometer 54 via a torque meter 53. The rotational viscometer 54 is supported on an XY moving table 55. The outer cylinder 51 is linked to a micro (small) vibrator 57 via a bracket 56. In addition, 58 is a vibration sensor, 59 is a drive power supply, 60 is a charge amplifier, 61
Is an oscilloscope. The specifications of the device are (inner cylinder radius: 13 mm, outer cylinder radius: 15 mm, gap: 2 mm, inner cylinder height: 70 mm, inner cylinder rotation speed: 5 to 400 rpm, 6-speed shift), and a small shaker. (Excitation force: 50 N, maximum acceleration: 33 g, frequency: DC to 14 kHz), and vibrates the outer cylinder sinusoidally in the same circumferential direction as the rotational flow direction. In this test, a method of monotonously increasing the rotation speed of the inner cylinder is applied, and the frequency (frequency) f and the speed amplitude uθ are applied.
(The maximum speed of the inner wall of the outer cylinder) was controlled. Where f and uθ
Is constantly measured by a vibration sensor and a vibration meter. At the time of measurement,
The sample is given the same shearing history and a measurement time of one minute for each rotation speed to enhance the reproducibility of the measured values. As the test material (grout material), ultra-fine cement (abbreviated as SF), bentonite from Yamagata (abbreviated as BE1), and bentonite from Wyoming (abbreviated as BE2) were used, and the water content was (W
/SF=0.5, W / BE1 = 8, W / BE2 = 12)
It is. As a dispersant, naphthalene sulfonate was used for SF, and sodium hexametaphosphate was used for BE1 and BE2, and 2% was added uniformly in a weight ratio with respect to a solid content. A high-speed shearing stirrer was used to knead the materials, and samples were prepared under predetermined procedures and time management. After kneading, SF was immediately used, and BE1 and BE2 were stirred again after 24 hours and subjected to the test.

【0010】図11は、振動数をf=0〜40Hzの範囲
で変化させた定速度(uθ=3cm/s)による加振粘度試
験(無加振粘度試験を含む)の結果であり、ずり速度D
とずり応力τとの関係、すなわち流動曲線を示す。測定
結果にみられるように、高粘度のグラウト材では非ニュ
ートン流体の性質が顕著になる。また、BE2について
は円筒壁と試料間に明らかな滑りがみられる。低ずり速
度域においては加振による影響が大きく現れており、と
くにBE1ではD≦42s-1でニュートン流体に近くな
ることが分かる(流動曲線の勾配が45°に近くな
る)。各材料に共通した特徴として、f=10Hz付近に
おいて加振の効果が最も強まることが注目される。ここ
で図12のように、低ずり速度域における見かけ粘度μ
a ( =τ/D)を表すと、前述の特徴がより明確に理解
できる。試料に与えられる振動入力パワーは(パワー∝
uθ2 f)で見積もられる。従って、定速度試験ではf
の増加に伴いパワーも比例的に増大するが、結果的には
パワーが小さな振動数域でグラウト材の流動性が最も改
善されており、動的注入における振動数の重要性が理解
できる。図13は振動入力パワーを一定に制御した加振
粘度試験の結果である。この試験ではf=10Hz,uθ
=3cm/sを基準にしてパワーが一定になるようにf及び
uθを変化させており、7Hz,10Hzの低振動数域で加
振効果が大きく現れる結果を得た。
FIG. 11 shows the results of a vibration viscosity test (including a vibration-free vibration test) at a constant speed (uθ = 3 cm / s) in which the frequency is changed in the range of f = 0 to 40 Hz. Speed D
This shows the relationship with the shear stress τ, that is, the flow curve. As can be seen from the measurement results, the properties of the non-Newtonian fluid are remarkable in the high-viscosity grout material. In BE2, a clear slip is seen between the cylindrical wall and the sample. In the low shear velocity region, the influence of the vibration is large, and it can be seen that, particularly in BE1, D ≦ 42 s −1 approaches the Newtonian fluid (the gradient of the flow curve approaches 45 °). As a feature common to all the materials, it is noted that the effect of the vibration becomes strongest around f = 10 Hz. Here, as shown in FIG.
When a (= τ / D) is expressed, the above-mentioned features can be understood more clearly. The vibration input power given to the sample is (power ∝
2 f). Therefore, in the constant speed test, f
As the power increases, the power also increases proportionally. As a result, the fluidity of the grout material is most improved in the frequency range where the power is small, and the importance of the frequency in dynamic injection can be understood. FIG. 13 shows the results of a vibration viscosity test in which the vibration input power was controlled to be constant. In this test, f = 10 Hz, uθ
= 3 cm / s, f and uθ were changed so that the power became constant, and the result that the excitation effect was greatly exhibited in the low frequency range of 7 Hz and 10 Hz was obtained.

【0011】以上、試料の流動と同じ方向へ正弦的に振
動させる二重円筒型回転粘度計を用いた特殊な加振粘度
試験を実施し、試料に与える速度変動について最適な周
波数が10Hz付近、ないしは10Hzより少し低い周波数
域に存在することが明らかになった。この結果はストリ
パ・プロジェクトにおける知見とは異なるものであり、
動的注入工法の実用化を進めるためには、前述の成果を
前提にした新たな方法と装置の開発が必要であることを
示唆している。
As described above, a special vibration viscosity test was performed using a double cylindrical rotary viscometer that vibrated sinusoidally in the same direction as the flow of the sample, and the optimum frequency for the speed fluctuation given to the sample was around 10 Hz. Or it was found to be in a frequency range slightly lower than 10 Hz. This result is different from the findings of the Stripa project,
In order to promote the practical use of the dynamic injection method, it is necessary to develop a new method and equipment based on the above results.

【0012】グラウト施工装置S(図1、図2参照) 図1を参照して、本発明の岩盤グラウト施工装置の一実
施形態の動的注入システムの構成を説明する。ここに、
Sはその岩盤グラウト施工装置であって、圧送配管ライ
ン1を介してグラウト材圧送部2と、脈動圧発生部3
と、岩盤注入部4と、からなる。
Grouting Apparatus S (See FIGS. 1 and 2) With reference to FIG. 1, the configuration of a dynamic injection system according to an embodiment of the rock grouting apparatus of the present invention will be described. here,
S is a rock grouting apparatus, which includes a grout material pumping unit 2 and a pulsating pressure generating unit 3 via a pumping piping line 1.
And a rock injection part 4.

【0013】圧送配管ライン1 圧送配管ライン1は、グラウト材圧送部2、脈動圧発生
部3及び岩盤注入部4を各直列的に連結する配管1a,
1b,1cの主たる配管系と、グラウト材圧送部2にお
いて配管1aから枝分かれする配管1dの従たる配管系
と、からなる。
[0013] pumping pipeline 1 pumping pipe line 1, the pipe 1a connecting grout pumping unit 2, a pulsating pressure generator 3 and the rock injection part 4 in each series,
It comprises a main piping system 1b and 1c, and a subordinate piping system of a piping 1d branched from the piping 1a in the grout material pumping section 2.

【0014】グラウト材圧送部2 グラウト材圧送部2は、配管1aを介して、グラウト材
貯槽10、注入ポンプ11、圧力センサ12及び圧力計
13、流量センサ14及び流量計15、リターン弁1
6、及びコントローラ17より構成される。もっと詳し
くは、先ず、図示しないミキシング装置で作製したグラ
ウト材は、グラウト材貯槽10に貯留される。18はア
ジテータである。そして、注入ポンプ11により吸い込
み・加圧され、圧送配管ライン1へ送り出される。この
とき、圧力センサ12及び圧力計13で圧送配管ライン
1の圧力を検知し、この圧力が規定値を常に維持するよ
うに、コントローラ17を介してリターン弁16の開度
ならびに注入ポンプ11の回転数を自動制御する。この
ように、グラウト材圧送部2は、後段の脈動圧発生部3
において脈動圧力を付加する際、ベースとなる準定常な
注入圧力の成分を形成すると共に、材料を連続的に送る
機能をもつ。ここに、流量センサ14及び流量計15に
ついては、注入量の監視と注入完了段階の判定に用い
る。
Grout material pumping section 2 Grout material pumping section 2 includes a grout material storage tank 10, an injection pump 11, a pressure sensor 12 and a pressure gauge 13, a flow sensor 14 and a flow meter 15, a return valve 1 through a pipe 1a.
6 and a controller 17. More specifically, first, the grout material produced by a mixing device (not shown) is stored in the grout material storage tank 10. 18 is an agitator. Then, it is sucked and pressurized by the injection pump 11 and sent out to the pressure feeding piping line 1. At this time, the pressure of the pressure feed pipe line 1 is detected by the pressure sensor 12 and the pressure gauge 13, and the opening of the return valve 16 and the rotation of the injection pump 11 are controlled via the controller 17 so that the pressure always keeps the specified value. Automatically control the number. As described above, the grout material pumping unit 2 includes the pulsating pressure generating unit 3 in the subsequent stage.
Has a function of forming a base quasi-stationary injection pressure component when applying a pulsating pressure and continuously feeding the material. Here, the flow sensor 14 and the flow meter 15 are used for monitoring the injection amount and determining the injection completion stage.

【0015】岩盤注入部4 岩盤注入部4は、注入管20、パッカー21、圧力セン
サ22及び開閉弁23より構成され、脈動圧が付加され
た注入圧力の状態下で、岩盤Rの亀裂へグラウト材を動
的に注入し浸透させる。詳述すれば、圧力センサ22は
注入管20の口元付近に取り付けられ、脈動する注入圧
力の波形を常時検出する。パッカー21については、脈
動圧力を付加する性質上、シール部の剛性が高く、脈動
圧のダンピングを可及的起こさない構造と材料にする必
要がある。なお、本図の岩盤注入部4は標準的なパッカ
ー工法の構成を例示したものであり、公知の構成の範囲
内で種々変更が可能である。
The rock injection part 4 bedrock injection unit 4, the injection tube 20, packer 21, is composed of a pressure sensor 22 and the on-off valve 23, under conditions of injection pressure pulsation pressure is added, the grout to crack the rock R The material is dynamically injected and penetrated. More specifically, the pressure sensor 22 is attached near the mouth of the injection pipe 20 and constantly detects a pulsating injection pressure waveform. The packer 21 needs to have a structure and material which have high rigidity of the seal portion and do not cause pulsating pressure damping as much as possible due to the property of applying pulsating pressure. It should be noted that the rock injecting section 4 in the figure is an example of a configuration of a standard packer method, and various changes can be made within a known configuration.

【0016】脈動圧発生部3 脈動圧発生部3は本発明の中心的構成をなすものであ
り、本実施の形態においては油圧ユニット25、発振器
26、サーボコントローラ27、脈動圧発生ポンプ2
8、圧力波形検出器29、圧力変動の伝播抑止手段30
より構成される。ここで、圧力変動の伝播抑止手段とし
て応答性の高い逆止弁を使用している。もっと詳しく
は、脈動圧発生ポンプ28は油圧サーボアクチュエータ
28Aと該油圧サーボアクチュエータ28Aにより駆動
される容積型のポンプ28B(本実施例ではピストンポ
ンプを採用)とからなり、グラウト材圧送部2より圧送
されたグラウト材をピストン部で吸い込み・吐き出し、
ベースとなる準定常な圧力に特定の周波数をもつ脈動圧
を付加しながら、岩盤注入部へグラウト材を圧送する。
すなわち、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を発振
する発振器26を用いて特定の周波数及び形状をもつ信
号波形を発振させ、岩盤注入部4の圧力センサ22及び
圧力波形検出器29により検出された圧力波形と、発振
器26より指令される信号波形とを比較し、両方の波形
が一致するように油圧サーボアクチュエータの動作をフ
ィードバック制御する。脈動圧の振幅については、信号
波形の振幅(ピーク電圧)を調節することにより、脈動
圧発生部3全体と岩盤Rを含む岩盤注入部4全体の応答
性の範囲内で任意に設定することができる。なお、脈動
圧力は、脈動圧発生ポンプ28の入口配管部に設けた逆
止弁30により上流側への伝播が抑止されることから、
脈動圧発生ポンプ28から注入管30までの圧送配管ラ
イン1に限定して与えられる。サーボコントローラ27
は、比較回路32、サーボアンプ33及びサーボ弁34
からなり、油圧サーボアクチュエータ28Aを精密に制
御する。脈動圧力の条件について、前述の加振粘度試験
ならびに後述の動的注入試験によれば、数Hz〜30H
zの周波数域が有効で、とくに10Hz付近の脈動が最
適であると判断される。従って、発振器26より指令さ
れる信号波形としては、この範囲から選択された特定の
周波数を与えると共に、通常では、油圧サーボアクチュ
エータの制御が容易で、かつグラウト材を滑らかに振動
させることが可能な正弦波形を与えるものとする。
[0016] are those pulsation pressure generating portion 3 pulsation pressure generating portion 3 forming the central structure of the present invention, the hydraulic unit 25 in the present embodiment, an oscillator 26, a servo controller 27, the pulsation pressure generating pump 2
8. Pressure waveform detector 29, pressure fluctuation propagation suppression means 30
It is composed of Here, a check valve with high responsiveness is used as a means for suppressing propagation of pressure fluctuation. More specifically, the pulsating pressure generating pump 28 includes a hydraulic servo actuator 28A and a positive displacement pump 28B driven by the hydraulic servo actuator 28A (in the present embodiment, a piston pump is used). Inhaled and exhaled grouted material at the piston part,
The grout material is pumped to the rock injection part while adding a pulsating pressure having a specific frequency to the base quasi-stationary pressure.
That is, a signal waveform having a specific frequency and shape is oscillated using an oscillator 26 that oscillates a signal waveform such as a sine wave, a triangular wave, and a square wave, and detected by the pressure sensor 22 and the pressure waveform detector 29 of the rock injection part 4. The obtained pressure waveform is compared with a signal waveform instructed by the oscillator 26, and the operation of the hydraulic servo actuator is feedback-controlled so that both waveforms match. The amplitude of the pulsating pressure can be arbitrarily set within the range of the responsiveness of the entire pulsating pressure generating section 3 and the entire rock injection section 4 including the rock R by adjusting the amplitude (peak voltage) of the signal waveform. it can. The pulsating pressure is prevented from being propagated to the upstream side by the check valve 30 provided at the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump 28.
It is provided only to the pressure feeding piping line 1 from the pulsating pressure generating pump 28 to the injection pipe 30. Servo controller 27
Are a comparison circuit 32, a servo amplifier 33, and a servo valve 34.
And precisely controls the hydraulic servo actuator 28A. Regarding the condition of the pulsation pressure, according to the above-mentioned vibration viscosity test and the dynamic injection test described later, several Hz to 30 H
The frequency range of z is effective, and pulsation around 10 Hz is determined to be optimal. Therefore, the signal waveform specified by the oscillator 26 is given a specific frequency selected from this range, and the control of the hydraulic servo actuator is usually easy and the grout material can be smoothly vibrated. A sine waveform shall be given.

【0017】本グラウト施工装置Sでは、グラウト材圧
送部2の注入ポンプ11を用い、ベースとなる準定常的
な注入圧力の成分を形成しつつ材料を連続的に圧送して
いるが、この注入ポンプ11を省略した様態も本発明の
技術的範囲に包含されるものである。すなわち、グラウ
ト材貯槽10から脈動圧発生ポンプ28のピストン部へ
材料を直接に吸い込み、脈動圧発生ポンプ28のみで脈
動圧を含む所定の注入圧力を形成することも可能であ
る。この場合、グラウト材は脈動圧発生ポンプ28のピ
ストン部の容積に応じて間欠的に注入されることになる
が、作業効率が少し低下するものの本発明による効果は
十分発揮される。
In the present grouting apparatus S, the material is continuously pumped while forming a quasi-stationary injection pressure component as a base by using the injection pump 11 of the grout material pumping section 2. A mode in which the pump 11 is omitted is also included in the technical scope of the present invention. That is, it is also possible to directly suck the material from the grout material storage tank 10 into the piston portion of the pulsating pressure generating pump 28 and form a predetermined injection pressure including the pulsating pressure only by the pulsating pressure generating pump 28. In this case, the grout material is intermittently injected according to the volume of the piston part of the pulsating pressure generating pump 28, but the effect of the present invention is sufficiently exhibited although the working efficiency is slightly reduced.

【0018】図2は圧力変動の伝播抑止手段となる別様
態の実施の形態を示す。すなわち、本形態では、逆止弁
の替わりに、発振器26の信号波形と同期して強制的に
開閉動作する電磁弁36を使用する方法を示す。本形態
では、発振器26の信号と脈動圧力波形との応答遅れを
解消するために、発振器26の信号を遅延回路37で調
節してコントローラ38を介して電磁弁36に入力し、
脈動圧の発生周期と電磁弁の開閉周期を適切に同調させ
ることが必要である。一方、本実施形態とは異なり、発
振器の信号で動作する電磁弁により空気圧や油圧を制御
し、この制御圧をパイロット圧に利用して脈動圧発生ポ
ンプの入口配管部に設けた開閉弁を操作する方法も有効
である。
FIG. 2 shows another embodiment which is a means for suppressing the propagation of pressure fluctuation. That is, in the present embodiment, a method of using the electromagnetic valve 36 that forcibly opens and closes in synchronization with the signal waveform of the oscillator 26 instead of the check valve will be described. In the present embodiment, in order to eliminate the response delay between the signal of the oscillator 26 and the pulsating pressure waveform, the signal of the oscillator 26 is adjusted by the delay circuit 37 and input to the solenoid valve 36 via the controller 38,
It is necessary to properly synchronize the generation cycle of the pulsating pressure and the opening / closing cycle of the solenoid valve. On the other hand, unlike the present embodiment, the air pressure and the oil pressure are controlled by an electromagnetic valve operated by the signal of the oscillator, and the control pressure is used as the pilot pressure to operate the on-off valve provided at the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump. Is also effective.

【0019】グラウト施工方法 次に、叙上のグラウト施工装置Sを使用してなされる本
発明の岩盤グラウト施工方法の一実施形態を説明する。
先ず、本グラウチング工事をなすため、本グラウト施工
装置Sを施工現場に設置する。該施工現場の岩盤Rには
予めドリリングによりグラウト注入孔Hが穿設される。
該グラウト注入孔H相互の間隔は普通には2〜3mとさ
れるが、条件に応じて適宣変更される。そして、該注入
孔Hへ本グラウト施工装置Sの岩盤注入部4の注入管2
0を挿入し、前後のパッカー21を膨張させて孔壁に圧
着する。これにより、パッカー21間以外からのグラウ
トの漏れは阻止される。
Grouting Method Next, an embodiment of the rock grouting method according to the present invention, which is performed using the above-described grouting apparatus S, will be described.
First, in order to perform the grouting work, the grouting apparatus S is installed at a construction site. A grout injection hole H is previously drilled in the bedrock R at the construction site by drilling.
The interval between the grout injection holes H is usually set to 2 to 3 m, but may be appropriately changed according to conditions. Then, the injection pipe 2 of the rock injection section 4 of the grouting apparatus S is inserted into the injection hole H.
0 is inserted, and the front and rear packers 21 are expanded and pressed against the hole wall. Thus, leakage of grout from other than between the packers 21 is prevented.

【0020】次いで、本装置Sの各作動機構を始動す
る。すなわち、グラウト材圧送部2においては、グラウ
ト材貯槽10のミキシングがなされるとともに注入ポン
プ11が作動し、脈動圧発生部3においては、油圧ユニ
ット25が駆動され、脈動圧発生ポンプ28の駆動準備
をなす。そして、岩盤注入部4の開閉弁23を開弁す
る。
Next, each operating mechanism of the apparatus S is started. That is, in the grout material pumping unit 2, the grout material storage tank 10 is mixed and the injection pump 11 is operated, and in the pulsation pressure generation unit 3, the hydraulic unit 25 is driven and the pulsation pressure generation pump 28 is prepared for driving. Make Then, the on-off valve 23 of the rock injection part 4 is opened.

【0021】グラウト材圧送部2においては、グラウト
材貯槽10内でグラウト材のミキシングがなされ、注入
ポンプ11により吸い込み・加圧され、圧送配管ライン
1aへ送り出される。このとき、圧力センサ12及び圧
力計13で圧送配管ライン1の圧力を検知し、この圧力
が規定値を常に維持するように、コントローラ17を介
してリターン弁16の開度並びに注入ポンプ11の回転
数を自動制御する。すなわち、規定値を超える圧力が検
知されれば、リターン弁16が開き、あるいは開度を大
きくし、配管1dを介してグラウト材はグラウト材貯槽
10に戻される。あるいは、注入ポンプ11の回転数を
下げる。また、流量センサ14及び流量計15により注
入量の監視と注入完了段階の判定がなされる。これによ
り、グラウト材圧送部2は、脈動圧発生部3において脈
動圧力を付加する際、ベースとなる準定常な注入圧力の
成分を形成し、かつ、材料を連続的に送る機能を発揮す
る。
In the grout material pressurizing section 2, the grout material is mixed in a grout material storage tank 10, sucked and pressurized by an injection pump 11, and sent out to a pressure feeding pipe line 1 a. At this time, the pressure in the pressure feed pipe line 1 is detected by the pressure sensor 12 and the pressure gauge 13, and the opening of the return valve 16 and the rotation of the injection pump 11 are controlled via the controller 17 so that the pressure always keeps the specified value. Automatically control the number. That is, when a pressure exceeding the specified value is detected, the return valve 16 is opened or the opening degree is increased, and the grout material is returned to the grout material storage tank 10 via the pipe 1d. Alternatively, the rotation speed of the infusion pump 11 is reduced. The flow rate sensor 14 and the flow meter 15 monitor the injection amount and determine the injection completion stage. As a result, when the pulsating pressure is applied in the pulsating pressure generating section 3, the grout material pumping section 2 forms a quasi-steady injection pressure component serving as a base and exhibits a function of continuously feeding the material.

【0022】脈動圧発生部3においては、発振器26に
より、特定の信号波形例えば正弦波を、所定の周波数例
えば10Hzで発振し、これを比較回路32に送る。比
較回路32では、岩盤注入部4の圧力センサ22からの
信号を圧力波形検出器29を介して受け、この実測波形
に基づく信号波形と発振器26からの信号波形とを比較
し、比較信号をサーボアンプ33に送る。サーボアンプ
33ではこの比較信号に基づく偏差信号を受けて、両方
の波形が一致する、すなわち周波数と振幅が一致するよ
うにサーボ弁34を動作させ、結果として脈動圧発生ポ
ンプ28の油圧サーボアクチュエータをフィードバック
制御する。脈動圧発生ポンプ28は容積型のポンプ(本
実施形態ではピストンポンプを採用)として、グラウト
材圧送部2より圧送されたグラウト材をピストン部で吸
い込み・吐き出し、ベースとなる準定常な圧力に特定の
周波数をもつ脈動圧を付加しながら、岩盤注入部へグラ
ウト材を圧送する。更に、脈動圧力は、脈動圧発生ポン
プ28の入口配管部に設けた逆止弁30により上流側へ
の伝播が抑止されることから、脈動圧発生ポンプ28か
ら注入管20までの圧送配管ライン1に限定して与えら
れる。
In the pulsating pressure generator 3, the oscillator 26 oscillates a specific signal waveform, for example, a sine wave at a predetermined frequency, for example, 10 Hz, and sends it to the comparison circuit 32. The comparison circuit 32 receives a signal from the pressure sensor 22 of the rock injection unit 4 via the pressure waveform detector 29, compares a signal waveform based on the actually measured waveform with a signal waveform from the oscillator 26, and servos the comparison signal. Send to amplifier 33. In response to the deviation signal based on the comparison signal, the servo amplifier 33 operates the servo valve 34 so that both waveforms match, that is, the frequency and the amplitude match. As a result, the hydraulic servo actuator of the pulsation pressure generating pump 28 operates. Perform feedback control. The pulsating pressure generating pump 28 is a positive displacement pump (in this embodiment, a piston pump is used), and the grout material pumped from the grout material pumping unit 2 is sucked and discharged by the piston unit, and specified as a quasi-stationary pressure serving as a base. The grout material is pumped to the rock injection part while applying a pulsating pressure having a frequency of. Further, since the propagation of the pulsating pressure to the upstream side is suppressed by the check valve 30 provided at the inlet pipe portion of the pulsating pressure generating pump 28, the pulsating pressure generating pipe line 1 from the pulsating pressure generating pump 28 to the injection pipe 20. Limited to be given.

【0023】岩盤注入部4においては、所定の注入圧力
に所定の周波数の脈動圧力が重畳された圧力で、グラウ
ト材が前後のパッカー21間から岩盤Rに注入される。
In the rock injection part 4, the grout material is injected into the rock R from between the front and rear packers 21 at a pressure obtained by superimposing a predetermined injection pressure and a pulsating pressure of a predetermined frequency.

【0024】動的注入試験の最適周波数(図3〜図8参
照) 本発明による脈動圧発生ポンプと人工亀裂試験体を用い
て動的注入試験を実施し、加振粘度試験との整合性、な
らびに静的注入に対する動的注入の効果を検証した。図
3に人工亀裂試験体の概要を示す。亀裂(開口幅H:5
0〜200μm,流路幅:40mm)は、2枚の鋼製ブ
ロックに所定厚さの銅箔を挟み込み、16mmボルトを
75mm間隔に配置し定トルクで締め付けて形成した。
ここに、鋼製ブロックの表面は硬質クロムメッキと研磨
で平滑・平行に仕上げている。圧力測定については、測
定孔T0 〜T4 により、注入口での元圧力と亀裂内の静
圧分布を測定した。脈動圧発生ポンプは、〔P(=Pc
±Po ):2±1MPa,流量:0.02〜31cm3
/s,周波数f:0〜30Hz〕の範囲で制御し、正弦
波に近似した脈動圧を与えて人工亀裂試験体に注入し
た。ここに、Pは注入の圧力、Pc は平均圧力、Po
脈動圧の振幅成分を表す。当注入試験では、グラウト材
圧送部の注入ポンプを使用せず、グラウト材を脈動圧発
生ポンプから人工亀裂試験体に直接注入した。グラウト
材は前述の加振粘度試験に準じて作製し、その配合水量
は(W/SF=0.5,W/BE1=8,10,W/B
E2=12,15)である。亀裂内におけるグラウトの
平均流速は、脈動圧発生ポンプのピストン速度から算出
した。また、亀裂内でグラウトが閉塞した場合は、試験
体の開放後にグラウトの浸透距離を目視で読み取った。
Optimal frequency of dynamic injection test (see FIGS. 3 to 8) A dynamic injection test was carried out using the pulsating pressure generating pump according to the present invention and an artificial crack specimen, and the consistency with the vibration viscosity test was determined. And the effect of dynamic injection on static injection was verified. FIG. 3 shows an outline of the artificial crack specimen. Crack (opening width H: 5
(0 to 200 μm, channel width: 40 mm) was formed by sandwiching a copper foil having a predetermined thickness between two steel blocks, arranging 16 mm bolts at 75 mm intervals, and tightening with a constant torque.
Here, the surface of the steel block is smooth and parallel finished by hard chrome plating and polishing. For pressure measurement is the measurement hole T 0 through T 4, the static pressure distribution in the original pressure and the crack in the injection port was measured. The pulsating pressure generating pump is [P (= P c
± P o ): 2 ± 1 MPa, flow rate: 0.02 to 31 cm 3
/ S, frequency f: 0 to 30 Hz], and a pulsating pressure approximating a sine wave was applied to the artificial crack specimen. Here, P is the pressure of the injection, the P c average pressure, is P o represents the amplitude components of the pulsation pressure. In this injection test, the grout material was directly injected from the pulsating pressure generating pump into the artificial crack specimen without using the injection pump of the grout material pumping section. The grout material was produced according to the above-mentioned vibration viscosity test, and the compounding water amount was (W / SF = 0.5, W / BE1 = 8, 10, W / B
E2 = 12,15). The average grout flow rate in the crack was calculated from the piston speed of the pulsating pressure generating pump. Further, when the grout was closed in the crack, the penetration distance of the grout was visually read after the test piece was opened.

【0025】図4に圧力波形の測定例(W/SF=0.
5,H=100μm)を示す。亀裂の入り口ではほぼ正
弦波に近似した脈動圧が形成されていること、またこの
試験条件では、脈動圧の影響範囲が亀裂の入り口から1
m程度であることが分かる。図5はBE2の試験結果と
して、周波数fと浸透距離の関係を示す。ここに、W/
BE2=12,H=200μmによる試験では、グラウ
ト材が亀裂を通過した後に閉塞した。この図の結果で
は、f=10Hzに明瞭なピーク値が現れており、加振
粘度試験と同じ結果を得た。また、f=10Hzでの浸
透距離として、静的注入の結果(f=0)に1.5m程
度付加した値が得られた。図6はSF,BE1の試験結
果として、fと亀裂内での平均流速Uの関係を示したも
のである。前掲の浸透距離の結果ほど明確ではないが、
全体的には10Hz付近にピーク値が認められる。更
に、図5と図6の結果によれば、f=30Hzになると
静的注入の結果に近づく傾向をみせ、脈動の効果がかな
り減少することが分かる。
FIG. 4 shows a measurement example of the pressure waveform (W / SF = 0.
5, H = 100 μm). At the crack entrance, a pulsating pressure approximately similar to a sine wave is formed. Under this test condition, the pulsating pressure is affected by a range of one to one from the crack entrance.
m is about m. FIG. 5 shows the relationship between the frequency f and the penetration distance as a BE2 test result. Where W /
In the test with BE2 = 12, H = 200 μm, the grout closed after passing through the crack. In the result of this figure, a clear peak value appears at f = 10 Hz, and the same result as the vibration viscosity test was obtained. Further, as the permeation distance at f = 10 Hz, a value obtained by adding about 1.5 m to the result of static injection (f = 0) was obtained. FIG. 6 shows the relationship between f and the average flow velocity U in the crack as test results of SF and BE1. Although not as clear as the result of the penetration distance above,
As a whole, a peak value is observed around 10 Hz. Further, according to the results of FIGS. 5 and 6, it can be seen that when f = 30 Hz, the result tends to approach the result of the static injection, and the effect of the pulsation is considerably reduced.

【0026】図7及び図8は、本注入試験を対象とした
一次元波動解析の結果である。ここに、計算条件の音速
aについては1km/sに固定した。図7は亀裂内での
圧力降下、すなわち注入口からの距離xと脈動圧成分P
o の減衰度合いの関係を表しており、粘度が水の100
倍(μ=0.1Pa.s)と1000倍(μ=1Pa.
s)について、周波数fの影響をみた解析結果である。
なお、解析においては、解析波形から衝撃圧を除き、準
正弦的な波形の最大値Pmax 及び最小値Pmin を抽出
し、〔(Pmax −Pmin )/Po 〕で整理した。結果に
よれば、fが大きくなると脈動の減衰が著しくなるた
め、20〜30Hz付近までが利用の範囲と考えられ
る。図8は模擬亀裂の入口と出口における流速変動成分
の解析例であり、f=10Hz,20Hzについて、流
速の最大値umax と最小値umin との差、すなわち、
〔umax −umin 〕と粘度との関係を示す。この解析結
果をみると、前述の加振粘度試験において設定した速度
uθ=3cm/sは、亀裂の入口(x=0)でμ=0.
1Pa.s(水の100倍粘度)前後のグラウト材に形
成される速度値であり、加振粘度試験の一般的な特性を
みるためには妥当な値といえる。
FIGS. 7 and 8 show the results of one-dimensional wave analysis for the injection test. Here, the sound speed a of the calculation condition was fixed at 1 km / s. FIG. 7 shows the pressure drop in the crack, that is, the distance x from the inlet and the pulsating pressure component P.
o represents the relationship of the degree of attenuation, the viscosity is 100
Times (μ = 0.1 Pa.s) and 1000 times (μ = 1 Pa.s).
For s), it is an analysis result of the effect of the frequency f.
In the analysis, except for the impact pressure from the analysis waveform, extracting the maximum value Pmax and a minimum value Pmin of the quasi-sinusoidal waveform, and organized in [(Pmax -Pmin) / P o]. According to the results, as f increases, the pulsation attenuates significantly, so it is considered that the range of use is around 20 to 30 Hz. FIG. 8 is an analysis example of the flow velocity fluctuation component at the entrance and the exit of the simulated crack. For f = 10 Hz and 20 Hz, the difference between the maximum value umax and the minimum value umin of the flow velocity, that is,
The relationship between [umax-umin] and viscosity is shown. According to the analysis results, the velocity uθ = 3 cm / s set in the above-described vibration viscosity test indicates that μ = 0.0 at the crack entrance (x = 0).
1 Pa. It is a velocity value formed in the grout material around s (100 times viscosity of water), and it can be said that it is an appropriate value to see the general characteristics of the vibration viscosity test.

【0027】以上、動的注入試験をまとめれば、次のよ
うに結論される。 加振粘度試験の結果と動的注入試験の結果がよく一致
した。 本実施形態の装置を用いて、設定通りの周波数をも
ち、かつ正弦波に近似した脈動圧を安定に発生すること
ができた。 開口幅100μm前後の微細な亀裂に高濃度・高粘性
グラウト材を浸透させることが可能であった。 動的注入の効果が発現する条件、すなわち脈動圧の条
件として、0Hz<周波数f≦30Hzの範囲が有効で
あり、特にf=10Hz付近が最適であった。
As described above, the dynamic injection test can be summarized as follows. The result of the vibration viscosity test and the result of the dynamic injection test agreed well. Using the apparatus of the present embodiment, a pulsating pressure having a frequency as set and approximated to a sine wave could be stably generated. The high-concentration and high-viscosity grout material could penetrate into fine cracks having an opening width of about 100 μm. As a condition under which the effect of the dynamic injection is exhibited, that is, a condition of the pulsating pressure, a range of 0 Hz <frequency f ≦ 30 Hz was effective, and particularly, f = around 10 Hz was optimal.

【0028】以上、本発明の実施の形態によるグラウト
施工方法並びに施工装置によれば、流動中のグラウト材
に対し、衝撃的な圧力波ではなく、適切な周波数をもち
波形の整った脈動圧を安定に与えることが可能である。
また、注入ポンプと脈動圧発生ポンプの併用により、グ
ラウト材を連続的に圧送することができる。更に、圧力
変動の伝播抑止手段により、脈動圧発生ポンプの上流側
の構成に影響を受けることなく脈動圧を発生させ、これ
を注入管へ有効に伝達することができる。本実施形態の
装置は小型で可搬性に優れ、運転状態も静粛である。
As described above, according to the grouting method and the grouting apparatus according to the embodiment of the present invention, a pulsating pressure having an appropriate frequency and having a proper waveform is applied to a flowing grout material instead of an impact pressure wave. It can be given stably.
Further, the grout material can be continuously pumped by using both the infusion pump and the pulsating pressure generating pump. Further, the pressure fluctuation propagation suppressing means can generate pulsating pressure without being affected by the configuration on the upstream side of the pulsating pressure generating pump, and can effectively transmit this to the injection pipe. The device according to the present embodiment is small in size, excellent in portability, and quiet in operation.

【発明の効果】本発明の岩盤グラウト施工方法によれ
ば、所定圧力のもとに30Hz以下の特定の振動(脈動
圧力)を付与することにより、グラウト材の流動抵抗の
顕著な低下が図られ、岩盤亀裂への浸透性が向上し、1
00〜200μm以下の微細な岩盤亀裂へ高濃度・高粘
性のグラウト材を効率よく迅速に注入することが可能と
なる。これにより、注入対象の岩盤を透水係数10-6
10-7cm/秒以下の状態に改良し得ることが十分期待
できる。更に、本発明の岩盤グラウト施工方法によれ
ば、流動中のグラウト材に対し、衝撃的な圧力波ではな
く、適切な周波数をもち波形の整った脈動圧を安定に与
えることが可能となり、この結果、グラウト材全体が速
度変動を受け、換言すればグラウト材の構成粒子が十分
に励起され、浸透性の向上に寄与する。かつ、この脈動
圧の副次的効果により、岩盤亀裂内でグラウト材が閉塞
する現象(目詰まり)を解消することができる。
According to the rock grouting method of the present invention, by applying a specific vibration (pulsating pressure) of 30 Hz or less under a predetermined pressure, the flow resistance of the grout material is significantly reduced. , Improved permeability to rock cracks,
It becomes possible to efficiently and quickly inject a high-concentration and high-viscosity grout material into a fine rock crack having a size of from 00 to 200 μm or less. As a result, the rock mass to be injected has a permeability of 10 -6 to
It can be expected that the state can be improved to 10 −7 cm / sec or less. Furthermore, according to the rock grouting method of the present invention, it is possible to stably apply not a shocking pressure wave but a pulsating pressure having an appropriate frequency and a regular waveform to a flowing grout material. As a result, the entire grout material is subject to speed fluctuations, in other words, the constituent particles of the grout material are sufficiently excited, which contributes to an improvement in permeability. In addition, the secondary effect of the pulsating pressure can eliminate the phenomenon (clogging) in which the grout material is blocked in the rock crack.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の岩盤グラウトの施工方法を実施する一
実施形態の施工装置の全体構成を示す図。
FIG. 1 is a view showing an entire configuration of a construction apparatus according to an embodiment for implementing a method for constructing a rock grout according to the present invention.

【図2】本発明の圧力変動の伝播抑止手段となる別の様
態を示す図。
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the pressure fluctuation propagation suppression means of the present invention.

【図3】人工亀裂を有する注入試験体の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an injection specimen having an artificial crack.

【図4】本発明による脈動圧力の測定結果を示す図。FIG. 4 is a view showing a measurement result of a pulsating pressure according to the present invention.

【図5】本発明による注入試験結果として周波数と浸透
距離との関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between frequency and penetration distance as a result of an injection test according to the present invention.

【図6】本発明による注入試験結果として周波数と亀裂
内の平均流速との関係を示す図。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between frequency and average flow velocity in a crack as a result of an injection test according to the present invention.

【図7】波動解析結果として伝播距離と脈動圧力の減衰
度合いとの関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a propagation distance and a degree of pulsation pressure attenuation as a result of wave analysis.

【図8】波動解析結果として粘度と流速変動の減衰度合
いとの関係を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between viscosity and the degree of attenuation of flow velocity fluctuation as a result of wave analysis.

【図9】加振粘度試験装置の概要を示す側面図。FIG. 9 is a side view showing an outline of a vibration viscosity testing device.

【図10】加振粘度試験装置の概要を示す側面図一部図
面平面図。
FIG. 10 is a side view, partly in plan, showing an outline of a vibration viscosity test apparatus.

【図11】定速度による加振粘度試験結果としてずり速
度とずり応力との関係を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between shear rate and shear stress as a result of a vibration viscosity test at a constant speed.

【図12】定速度による加振粘度試験結果として低ずり
速度域の見かけ粘度を示す図。
FIG. 12 is a view showing an apparent viscosity in a low shear rate region as a result of a vibration viscosity test at a constant speed.

【図13】定パワーによる加振粘度試験結果としてずり
速度とずり応力との関係を示す図。
FIG. 13 is a view showing the relationship between shear rate and shear stress as a result of a vibration viscosity test at a constant power.

【図14】従来技術のパーカッションドリル式動的注入
ポンプを示す図。
FIG. 14 shows a prior art percussion drill type dynamic infusion pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S…岩盤グラウト施工装置、1…圧送配管ライン、2…
グラウト材圧送部、3…脈動圧発生部、4…岩盤注入
部、
S: rock grouting equipment, 1 ... pumping piping line, 2 ...
Grout material pumping section, 3 ... pulsation pressure generating section, 4 ... rock injection section,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 昭 大阪府大阪市此花区伝法4丁目3番55号 株式会社鴻池組内 (72)発明者 澤 芳幸 大阪府大阪市此花区伝法4丁目3番55号 株式会社鴻池組内 (72)発明者 那須 丈夫 東京都渋谷区桜丘町15番17号 日本基礎技 術株式会社東京本社内 (72)発明者 寺戸 康隆 東京都渋谷区桜丘町15番17号 日本基礎技 術株式会社東京本社内 (72)発明者 高田 徹 東京都渋谷区桜丘町15番17号 日本基礎技 術株式会社東京本社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Ohashi 4-55, Kodena-ku, Osaka, Osaka Prefecture Konoike Gumi Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiyuki Sawa, 4-55, Konohana-ku, Osaka, Osaka No. Konoike Gumi Co., Ltd. (72) Inventor Takeo Nasu 15-17 Sakuragaokacho, Shibuya-ku, Tokyo Japan Basic Technology Co., Ltd.Tokyo Head Office (72) Inventor Yasutaka Terado 15-17 Sakuragaokacho, Shibuya-ku, Tokyo Japan Foundation (72) Inventor Tohru Takada 15-17 Sakuragaoka-cho, Shibuya-ku, Tokyo Japan Basic Technology Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧送配管ラインを介してグラウト材を所定
の注入圧力で圧送し、その末端の注入管をもって亀裂性
岩盤に穿設された注入孔に該グラウト材を注入するグラ
ウチングにおいて、 前記注入圧力に30Hz以下の周波数域から選択された
特定の周波数を持つ脈動圧力を重畳的に付加してなる、
ことを特徴とする岩盤グラウトの施工方法。
In grouting, a grout material is pumped at a predetermined injection pressure through a pressure feed pipe line, and the grout material is injected into an injection hole formed in a cracked rock with an injection pipe at an end thereof. A pulsating pressure having a specific frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less is superimposed on the pressure,
A rock grouting method characterized by the following.
【請求項2】請求項1において、脈動圧力の周波数は1
0Hz付近が選択される岩盤グラウトの施工方法。
2. The method according to claim 1, wherein the frequency of the pulsating pressure is 1
Construction method of rock grout where 0Hz is selected.
【請求項3】亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにお
いて、グラウト材を所定の注入圧力で圧送し、その末端
の注入管を介して岩盤に穿設された注入孔に挿入された
圧送配管ラインの途中に脈動圧発生ポンプを介装し、該
脈動圧発生ポンプにより30Hz以下の周波数域から選
択し指令された特定の周波数を持つ脈動圧力を発生さ
せ、注入圧力に脈動圧力を重畳的に付加する、ことを特
徴とする岩盤グラウトの施工方法。
3. In grouting for a cracked rock mass, grout material is pumped at a predetermined injection pressure, and a grouting line is inserted into an injection hole formed in the rock mass through an injection pipe at an end thereof. A pulsating pressure generating pump is interposed on the way, and the pulsating pressure generating pump generates a pulsating pressure having a specified frequency selected from a frequency range of 30 Hz or less and superimposedly adds the pulsating pressure to the injection pressure. A rock grouting method characterized in that:
【請求項4】請求項3において、脈動圧発生ポンプは、
発振器の信号波形に基づいて周期作動するとともに、注
入管での実測波形と前記信号波形との比較信号に基づく
サーボ制御機構により駆動される岩盤グラウトの施工方
法。
4. The pulsating pressure generating pump according to claim 3,
A method for constructing rock grout which is periodically operated based on a signal waveform of an oscillator and driven by a servo control mechanism based on a comparison signal between an actually measured waveform in an injection pipe and the signal waveform.
【請求項5】亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにお
いて、グラウト材を所定の圧力で送り出す注入ポンプか
ら注入孔に挿入された注入管へ至る圧送配管ラインの途
中に、油圧サーボアクチュエータにより駆動される容積
型の脈動圧発生ポンプを設置すると共に、該脈動圧発生
ポンプの入口配管部には圧力変動の上流側への伝播を抑
止する手段を設け、一方、正弦波・三角波・方形波等の
信号波形を発振する発振器及びサーボコントローラから
構成されるサーボ制御装置を用いて、前記注入管の口元
付近に取り付けた圧力センサより検出される圧力波形と
前記発振器より指令される信号波形とを比較し、両方の
該波形が一致するように前記油圧サーボアクチュエータ
の動作をフィードバック制御することにより、前記脈動
圧発生ポンプにおいて、30Hz以下の周波数域から選
択し指令された特定の周波数を有し、かつ信号波形に近
似した脈動圧力を発生させ、前記圧力変動の伝播抑止手
段の機能により前記脈動圧発生ポンプから注入管までの
圧送配管ラインに限定して該脈動圧力を付加し、前記注
入ポンプの圧力に脈動圧力の成分を重畳することからグ
ラウト材の浸透性を向上させ、微細な亀裂へグラウト材
を高密度かつ迅速に注入せしめる、ことを特徴とする岩
盤グラウトの施工方法。
5. A grouting method for a cracked rock mass, which is driven by a hydraulic servoactuator in the middle of a pressure feeding pipe line from an injection pump for feeding a grout material at a predetermined pressure to an injection pipe inserted into an injection hole. In addition to installing a positive displacement pulsating pressure generating pump, a means for suppressing the propagation of pressure fluctuations to the upstream side is provided at the inlet piping portion of the pulsating pressure generating pump, while a signal such as a sine wave, a triangular wave, and a square wave is provided. Using a servo control device including an oscillator that oscillates a waveform and a servo controller, comparing a pressure waveform detected by a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe with a signal waveform commanded by the oscillator, By performing feedback control of the operation of the hydraulic servo actuator so that both of the waveforms match, the pulsating pressure generating pump is controlled. A pulsating pressure having a specified frequency selected and selected from a frequency range of 30 Hz or less and approximated to a signal waveform, and the function of the pressure fluctuation propagation suppressing means is used to generate a pulsating pressure from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. The pulsating pressure is limited to the pressure feed pipe line up to and the pulsating pressure component is superimposed on the pressure of the infusion pump to improve the permeability of the grout material, and the grout material is densely and finely divided into fine cracks. A rock grouting method characterized in that it is injected quickly.
【請求項6】請求項5において、注入ポンプを廃し、脈
動圧発生ポンプにより所定のグラウト材の送出し圧力を
得る岩盤グラウトの施工方法。
6. A method for constructing rock grout according to claim 5, wherein the injection pump is abolished and a predetermined pressure for feeding the grout material is obtained by the pulsating pressure generating pump.
【請求項7】亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにお
いて、注入圧力に脈動圧力の成分を付加することでグラ
ウト材を動的に注入する方法に使用される装置であっ
て、 グラウト材を送流する圧送配管ラインと、 前記圧送配管ラインの下流端に配され、注入孔に挿入さ
れグラウト材を岩盤中の亀裂に浸透させる注入管と、 前記圧送配管ラインの途中に設置され、油圧サーボアク
チュエータにより駆動される容積型の脈動圧発生ポンプ
と、 該脈動圧発生ポンプの入口配管部に取り付けられ、圧力
変動の上流側への伝播を抑止する手段と、 注入圧力を検知するために該注入管の口元付近に取り付
けられた圧力センサと、 更には、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を発振す
る発振器及びサーボコントローラから構成されるサーボ
制御装置を用いて、前記圧力センサより検出される圧力
波形と前記発振器より指令される信号波形とを比較して
両方の該波形が一致するように前記油圧サーボアクチュ
エータの動作をフィードバック制御することにより、3
0Hz以下の周波数域から選択し指令された特定の周波
数を有し、かつ信号波形に近似した脈動圧力を前記脈動
圧発生ポンプで発生させ、該脈動圧力を前記脈動圧発生
ポンプから前記注入管までの圧送配管ラインに限定して
付加する脈動圧制御手段と、を少なくとも備えてなるこ
とを特徴とする岩盤グラウトの施工装置。
7. An apparatus used in a method for dynamically injecting grout material by adding a pulsating pressure component to an injection pressure in grouting for a cracked rock mass, wherein the grout material is fed. A pumping pipe line, which is disposed at the downstream end of the pumping pipe line, is inserted into an injection hole, and allows a grout material to penetrate a crack in the rock, and is installed in the middle of the pumping pipe line, and is provided by a hydraulic servo actuator. A driven positive displacement pulsating pressure generating pump, means attached to the inlet pipe of the pulsating pressure generating pump, for suppressing the propagation of pressure fluctuations to the upstream side, and a pump for detecting the injection pressure. A pressure sensor mounted near the mouth, and a servo control device consisting of an oscillator that oscillates signal waveforms such as sine, triangle, and square waves, and a servo controller There are, by feedback controlling the operation of said hydraulic servo actuator as both waveform match by comparing the signal waveform command from the oscillator and pressure waveforms detected from the pressure sensor, 3
The pulsating pressure generating pump generates a pulsating pressure having a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 0 Hz or less, and approximated to a signal waveform, and generates the pulsating pressure from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. And a pulsating pressure control means that is added only to the pressure feed pipe line.
【請求項8】亀裂性岩盤を対象とするグラウチングにお
いて、注入圧力に脈動圧力の成分を付加することでグラ
ウト材を動的に注入する方法に使用される装置であっ
て、 グラウト材を送流する圧送配管ラインと、 該圧送配管ラインの上流部に配され、所定の圧力でグラ
ウト材を送り出す注入ポンプと、 注入孔に挿入されグラウト材を岩盤中の亀裂に浸透させ
る注入管と、 前記注入ポンプから該注入管へ至る圧送配管ラインの途
中に設置され、油圧サーボアクチュエータにより駆動さ
れる容積型の脈動圧発生ポンプと、 該脈動圧発生ポンプの入口配管部に取り付けられ、圧力
変動の上流側への伝播を抑止する手段と、 注入圧力を検知するために該注入管の口元付近に取り付
けられた圧力センサと、 更には、正弦波・三角波・方形波等の信号波形を発振す
る発振器及びサーボコントローラから構成されるサーボ
制御装置を用いて、前記圧力センサより検出される圧力
波形と前記発振器より指令される信号波形とを比較して
両方の該波形が一致するように前記油圧サーボアクチュ
エータの動作をフィードバック制御することにより、3
0Hz以下の周波数域から選択し指令された特定の周波
数を有し、かつ信号波形に近似した脈動圧力を前記脈動
圧発生ポンプで発生させ、該脈動圧力を前記脈動圧発生
ポンプから前記注入管までの圧送配管ラインに限定して
付加する脈動圧制御手段と、を少なくとも備えてなるこ
とを特徴とする岩盤グラウトの施工装置。
8. An apparatus used in a method for dynamically injecting a grout material by adding a component of a pulsating pressure to an injection pressure in grouting for a cracked rock mass, wherein the grout material is fed. An injection pump disposed upstream of the pressure-feeding pipe line and feeding the grout material at a predetermined pressure; an injection pipe inserted into an injection hole to penetrate the grout material into cracks in the rock; A positive displacement pulsating pressure generating pump installed in the middle of a pressure feeding pipe line from a pump to the injection pipe and driven by a hydraulic servo actuator, attached to an inlet pipe of the pulsating pressure generating pump, and upstream of pressure fluctuation Means for suppressing propagation to the injection pipe, a pressure sensor attached near the mouth of the injection pipe to detect the injection pressure, and signals such as sine, triangle, and square waves. Using a servo control device including an oscillator that oscillates a waveform and a servo controller, a pressure waveform detected by the pressure sensor is compared with a signal waveform commanded by the oscillator so that both waveforms match. The feedback control of the operation of the hydraulic servo actuator
The pulsating pressure generating pump generates a pulsating pressure having a specific frequency selected and instructed from a frequency range of 0 Hz or less, and approximated to a signal waveform, and generates the pulsating pressure from the pulsating pressure generating pump to the injection pipe. And a pulsating pressure control means that is added only to the pressure feed pipe line.
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