JPS5925877A - 薬液注入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特定の石灰〜石膏混合物を硬化剤とする珪酸
塩系グラウトによる薬液注入工法に関する。

従来、軟弱地盤を強化したわ、湧水地盤の止水をするた
め種々の薬液を地盤に注入し、地盤中で硬化させる薬液
注入工法（グラウト工法）が知られているが、近年珪酸
ソーダを主剤とし、これに硬化剤を配合してなる薬液、
いわゆる珪酸塩系グラウトが、安価なこと、他の化学グ
ラウトにくらべて危険性が少ないなどの特徴があること
から広く実用化されている。

薬液注入工法の最近の動向は、よシ性能がすぐれたグラ
ウトを開発するための研究が進められている一方、作業
性が良好で、より安全性の高い施工法の開発が望まれて
いる。

本発明者らは、種々性能がすぐれたグラウト、就中、瞬
結工法に適用した場合に特にすぐれた効果を発揮するグ
ラウトとして、先に特願昭５３−１５８６７４号（特開
昭５５−８６８７９号公報）において、（ａ）石灰と（
ｂ）２水石膏、α半水石膏、β半水石膏および■型無水
石膏から々る群から選ばれた少なくとも１種の石膏とノ
（ａ）：（ｂ）〜１　：　３〜３　：　１（重量比）の
割合の混合物を硬化剤とし、これと珪酸ソーダを組み合
せた薬液を提案した。

このグラウトによシ薬液注入工法を実施する場合、従来
施工現場において、上記（ａ）、　（ｂ）両成分の微粉
末を水と混合させて硬化剤のスラリー（以下、Ｂ液とい
う。）を調合し、次いで該Ｂ液と珪酸ソーダ水溶液（以
下、Ａ液という。）を混合して地盤に注入する方法が行
なわれている。

しかしながら、この方法においては、Ｂ液を調合する際
に（ａ）、　（ｂ）両成分の粉塵が多量発生して施工現
場の作業環境を著しく悪化させ、そしてかかる傾向は施
工現場がトンネル、シールド等のように密閉された場所
においては特に助長される。

本発明者らは、かかる従来の欠点を是正すべく種々研究
した結果、予め工場その他の粉塵に対する管理が十分に
なされた場所において、粉末状硬化剤混合物に水を加え
てペースト状ないし濃厚スラリー状混合物をつ＜シ、そ
して施工時に該混合物に再び加水をしてＢ液を調合する
ことによシその目的が達成されることを知り、本発明に
到達した。

すなわち、本発明は、「施工に当シ、下記混合物に水を
添加・混合してＢ液を調合し、次いで該Ｂ液と珪酸ソー
ダ水溶液からなるＡ液とを混合して地盤に注入すること
を特徴とする薬箪注入工法。

を要旨とするものである。

以下、本発明について説明すると、本発明に用いる珪酸
ソーダとしては５ｉ０２／Ｎａ２Ｏのモル比が２〜４の
珪酸ソーダが用いられるが、通常ＪＩＳＫ−１４０８に
規定されている１〜３号珪酸ソーダ、特に３号珪酸ソー
ダが好適に用いられる。

これら珪酸ソーダ水溶液（Ａ液）と硬化剤スラＩＪ　−
（Ｂ液）を等容量混合して地盤に注入する通常の施工法
において珪酸ソーダとしてＪＩＳ　３号珪酸ソーダが用
いられた場合は通常該珪酸ソーダ４０〜１８０容量部を
水で希釈して２００容量部にしたものをＡ液として使用
するが、Ａ液中の珪酸ソーダ濃度を高くするほど、処理
地盤を高強度にすることができる。

本発明においては珪酸ソーダ水溶液を地盤中で硬化させ
る硬化剤として石灰〔以下、（ａ）成分という。〕と２
水石膏、α半水石膏、β半水石膏および■型無水石膏か
らなる群から選ばれた少なくとも１種の石膏〔以下、（
ｂ）成分という。〕とを重量で１：３〜３：１に混合し
たものを使用する。

本発明に用いられる（ａ）成分の種類としては、消石灰
および生石灰が挙げられ、これらは混合して用いること
もできる。一方、（ｂ）成分として用いる２水石膏、α
半水石膏およびβ半水石膏はいかなる種類のものでも使
用可能であるが、通常リン酸、フッ酸、硫安等の製造時
あるいは製塩やチタン製５− 錬、排煙脱硫プロセスで副生ずる化学石膏等が好適に用
いられる。　　　　′ 本発明に用いる■型無水石膏とは、２水石膏または半水
石膏等を温度４００°Ｃ以上で焼成して得られるもので
あって、通常湿式リン酸製造時や排煙膜プロセスで副生
ずる２水石膏、半水石膏等を焼成して得られるものが安
価かつ入手が容易なので好適なものと云えるが、たとえ
ば天然■型無水石膏も用いられる。

これら（ｂ）成分も（ａ）成分と同様、それぞれ単独だ
けではなく、混合して用いることもできる。

（ａ）成分および（ｂ）成分の各単独によシ珪酸ソーダ
水溶液を硬化させても、硬化体の強度は満足すべきもの
ではないが、両成分を併用して珪酸ソーダ水溶液を硬化
させると、硬化体強度が向上し、そして（ａ）成分と０
））成分の混合割合が重量で１：３〜３：１の場合に硬
化体強度は最大になる。

本発明において硬化剤として（ａ）成分と（ｂ）成分の
１：３〜３：１（重量比）の割合の混合物を用いるのは
上記のような理由による。

６− 本発明においては、　（ａ）、　（ｂ）両成分は効果の
点からなるべく細かく粉砕したものを用いるのが好まし
く、たとえばブレーン法によシ測定した場合の粒度が３
０００〜９０００　ｉ／　、９になるように粉砕したも
のを用いるのが望ましい。粒度が３０００　ｄ／ｙに満
たない余シにも粗いものを用いると、グラウトのゲルタ
イムの遅延や処理地盤の強度低下がもたらされるおそれ
があ如、一方、粒度が９０００ｃｄ／１１を越えて余り
にも細かいものは粉砕が容易ではなく、経済的に入手す
ることができない。

本発明においては、施工現場で硬化剤の粉塵が発生しな
いよう、予め工場その他の粉塵に対する管理が十分にな
された場所において、前記粉末状の（ａ）、　（ｂ）両
成分を本発明で規定する前記所定の割合に混合し、必要
に応じて凝結遅延剤、分散剤および骨材等を添加した後
、水を添加し混合してペースト状ないし濃厚スラリー状
の硬化剤混合物（以下本発明の硬化剤混合物という。）
を製造する。

この除用いる水の量は、原料粉末状硬化剤混合物の組成
、粒度などによシ種々変化させられるが、水の使用量が
少なすぎると、硬化剤混合物が固結しだシ、高粘度を呈
して取シ扱い難く、反対に水の量が多すぎると、硬化剤
混合物が固液分離を起し、かつその輸送費が徒に嵩むよ
うになる。

したがって、水の使用量には自ずから適正な範囲があシ
、通常、原料粉末状硬化剤混合物１００重量部に対して
約２０〜１００重量部使用することが好ましい。

使用水の量をこのようにすることにより本発明の硬化剤
混合物は製造されるが、本発明でいうペースト状硬化剤
混合物とは、製造直後から長期間放置した後も固液分離
を起さないような状態の混合物であって、概略２０００
０センチポイズ以上の粘度（Ｂ型粘度計による２０℃で
の測定値、以下同様）を有するものを云い、一方、濃厚
スラリー状硬化剤混合物とは、製造直後には固液分離が
殆どみられないが、長時間放置すると固液分離を起す状
態の混合物であシ、概略５００〜２００００センチポイ
ズの粘度を有するものを云う。

本発明の硬化剤混合物の製造に使用する機器としては、
特別のものは必要とせず、通常この種粉末の湿式混線に
用いられている双腕型ねっか機。

インターナルミキサー、ポニーミキサー、ロールミキサ
ー、マラー、コニーダー、パグミル、ギヤコンパンダ−
、ボラ−ター型ねつか機等が好適に用いられる。

本発明の硬化剤混合物製造時に、生石灰、α半水石膏、
β半水石膏および■型無水石膏等の水硬性物質が水と反
応して輸送中あるいは貯蔵中に混合物の粘度が高くなシ
過ぎる場合がある。

本発明においてはこのようなトラブルを避けるため、本
発明の硬化剤混合物の製造に際し、必要に応じて原料粉
末状硬化剤混合物に凝結遅延剤を添加する。

用いられる凝結遅延剤としては、クエン酸、クエン酸ナ
トリウム、酒石酸、酒石酸ナトリウム。

酒石酸カリウムなどのオキシカルボン酸とその塩；ホウ
酸およびホウ酸ナトリウムなどのホウ酸塩；炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト９− リウム、炭酸水素カリウムなどの炭酸塩または炭酸水素
塩；水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウム。

トリポリリン酸ソーダ、塩化ナトリウム、塩化マグネシ
ウム、塩化アンモニウムなどの塩化物；Ｆ６３＋　、　
Ｃｒ５＋、　Ａｌ　５＋の硫酸塩；ゼラチン、分解ゼラ
チン、カゼイン、カゼインカルシウム、卵アルブミン、
γ−グロブリン、ゼイン（プロラミンの１種）、ペプシ
ン、ペクチン、パパイン、ｆ７粉＊タンニン、アカシア
ゴム（アラビアゴム）、トラガカントゴム、コンゴレッ
ド、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、
ヒドロキシメチルセルロース、ホリエチレングリコール
、アルミナゲル、シリカゲル、シヨ糖、ヘキサメタリン
酸。

エチレンジアミンテトラ酢酸塩、ペプトン、ポリペプト
ンなどの１種または２種以上が挙げられる。

これら凝結遅延剤の使用量は、用いられるその種類、本
発明の硬化剤混合物の保存時間等にょシ種々変化させら
れるが、通常、原料粉末状硬化剤混合物１００重量部に
対して０．０５〜５重量部使用する。

１０− また本発明においては、Ｂ液調合時に、　（ａ）、　（
ｂ）各成分の微粉末の液中への分散を良好にさせたＬＢ
液の粘度を低下させたシするため、必要に応じて造粒時
に原料粉末状硬化剤混合物に適当な分散剤を添加する。

この際用いる分散剤としては、通常セメントに用いられ
ている減水剤、分散剤等が適当であり、たとえばポリア
ルキルアリルスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、ポ
リカルボン酸塩、リン酸エステル、メラミンホルマリン
縮合物スルホン酸、βナフタレンスルホン酸塩などの１
種または２種以上が挙げられる。

これら分散剤の使用量は、少な過ぎると期待する効果が
得られず、−労使用量が多過ぎる場合は不経済であると
共にグラウトの性能に好ましくない影響を及ばず。この
ようなことから分散剤は、通常原料粉末状混合物１００
重量部に対して０．２５〜５重量部使用するのが好まし
い。

さらに、本発明においては、処理地盤を高強度にするた
め必要に応じて造粒時に原料粉末状硬化剤混合物に骨材
を添加する。

この際用いる骨材としては、ポルトランドセメント、高
炉セメント、アルミナセメント、マグネシアセメント、
早強セメント、超早強セメント。

シリカセメント、フライアッシュセメントなどのセメン
ト類の外、高炉水砕スラグ、砂、二酸化珪素、ベントナ
イト、パーライト、シリカバルーンなどが挙げられる。

これら骨材の使用量は、処理地盤の強度をどの程度増強
させるかによって種々変化させるが、通常、粉末状硬化
剤混合物１００重量部に対して２０〜２００重量部添加
すれば十分満足すべき効果が得られる。

なお、セメント類は水硬性なので、これを用いた場合は
適宜凝結遅延剤を併用するかまたは造粒後、本発明の硬
化剤混合物を余シ長時間放置しないで施工に供すること
が望ましい。

本発明においては、このようにして製造した本発明の硬
化剤混合物について施工時に水を添加して硬化剤のスラ
リーからなるＢ液を調合するが、この際グラウトのゲル
タイムを遅延させることを目的として適宜のゲルタイム
遅延剤をＢ液に添加することができる。

用いられるゲルタイム遅延剤の種類として、リン酸、リ
ン酸水素１ナトリウム、リン酸水素２ナトリウム、リン
酸すトリウム、リン酸水素１カリウム、リン酸水素２カ
リウム、リン酸カリウムなどの１種または２種以上が挙
げられ、通常これらの使用量を多くするほどグラウトの
ゲルタイムを遅らせることができる。

このようにゲルタイム遅延剤を硬化前と併用することに
よシ、本発明方法を単に瞬結工法だけではなく、浸透注
入工法（地盤に注入したグラウトを通常数分以上のゲル
タイムで硬化させる工法）に適用させることもできる。

また、これらゲルタイム遅延剤を用いることにより、好
ましいことには処理地盤をより高強度にすることができ
る。

本発明の実施に当シ、グラウトの地盤注入法は従来と同
じであって、通常、施工前に珪酸ソーダ１３− 水溶液からなるＡ液と本発明の硬化剤混合に更に水を添
加して成るＢ液とをそれぞれ等容量宛調合し、施工時に
両者を混合して地盤中に注入する。

なお、本発明を瞬結工法に適用させる場合はグラウトの
ゲルタイムが極めて短いので、その地盤注入法としては
、通常この種の工法において好んで用いられているよう
に、その先端（地盤注入部）に適当な混合器が装着され
た中空二重管を地盤中に打設した後、管内にＡ、Ｂ両液
をそれぞれ別々に供給し、先端の混合器中で両者を混合
しながら地盤中に注入するのが望ましい。

一方、本発明を一般の浸透注入工法に適用させる場合は
、必ずしも上記のよう々注入法を採る必要はなく、通常
のＹ字管等を用いてＡ、Ｂ両液を混合しつつ地盤中に注
入することができる。

本発明にしたがえば、トンネル、シールドその他の密閉
された場所で薬液注入工法を実施する場事態が生じるお
それはなく、無公害性の安全な薬１４− 液注入工法を期待することができる。

次に実施例により本発明を説明する。

実施例 ＣＩ’１本発明の硬化剤混合物の製造 （ａ）成分（消石灰）％（ｂ）成分（２水石膏、α半水
石膏、β半水石膏または■型無水石膏）、凝結遅延剤（
クエン酸ナトリウム、ポリペプトンまたは酒石酸）、分
散剤（ポリアルキルアリルスルフオン酸ナトリウム、リ
プニンスルフォン酸すｌ−ＩＪウム、βナフタレンスル
フオン酸ソーダまたはポリカルボン酸ソーダ）および骨
材（ポルトランドセメントまたはベントナイト）等を第
１表に記載の割合に混和機に−ダー）に仕込み、水を所
定量添加した後、２０分間混合して本発明の硬化剤混合
物を製造した。

製造条件を第１表に示す。

第１表 ＊　日本ケミカルズ■製品、 商標ｒＮＩＫＫＯＬ、　ＤＤＰ−６Ｊ ＊本　日本乳化剤■製品、商標「ニスコール」〔■〕　
で得られた本発明の硬化剤混合物に水を加えて薬液注入
工法用Ｂ液を調合した。

次いで得られたＢ液と、ＪＩＳ　３号珪酸ソーダ：水＝
１：１（容量比）の割合の混合液からなるＡ液とを等容
量混合し、得られたグラウトについてゲルタイムおよび
その硬化物の一軸圧縮強度を測定した。

Ｂ液の調合条件およびグラウトの試験結果１７− １６− 第２表 ＊　この試料についてはＢ液調合時に、液中にリン酸２
水素１ナトリウムを４重量部添加した。

第２表から明らかなように、本発明の硬化剤混合物に水
を添加してＢ液を調合する際、粉塵の発生は全く認めら
れなかった。

これに対して、（ａ）成分、（ｂ）成分、凝結遅延剤、
分散剤、骨材等を単に混合することにょシ得られる粉末
状硬化剤混合物と水を混合してＢ液を調合した場合は粉
塵が多量発生した。

特許出願人　日東化学工業株式会社 １９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 施工に尚シ、下記混合物に水を添加・混合してＢ−Ｑを
   調合し、次いで該Ｂ液と珪酸ソーダ水溶液からなるＡ液
   とを混合して地盤に注入することを特徴とする薬液注入
   工法。