JPS61286456A - 湿式吹付け工法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は主としてコンクリート類の湿式吹付は工法に関
するものである。

（従来の技術とその問題点） コンクリートやモルタルなどの水硬性資料の施工法とし
て乾式および湿式の吹付は工法があり、特に後者は近年
実績の多くなっているＮＡＴＭを始めとして、空洞、法
面などのライニング工法として広く利用されている。

この湿式吹付は工法は、セメントと骨材と水の混線物を
ポンプがら吹付はノズルまでボースにより濃密状態で圧
送し、吹付はノズル付近で圧縮エアを添加して噴射する
方法など各種手法がある。

しかし、いず九にしても、吹付は工法は、実施条件とし
て、材料の種類、配合、吹付は用機械の種類、圧縮エア
の量、圧カ、配管やノズルの構造、寸法、吹付面との距
離、吹付角度など非常に多岐にわたる複雑な要因を含み
、かつそれらが運転中にも変動する。

そのため、容易に良好な施工を行えず、特に、吹付はノ
ズルから発生する粉塵、施工面からのはね返り、吹付層
の品質１面性状などが大きな問題となっている。

この対策として従来では、はとんど実効のある方法が見
出されておらず、専ら、高度に熟練した作業員の経験に
より前記各種要因のいくつかを適宜選択して調整してい
たにすぎなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記のような問題点を解決するために創案され
たもので、その目的とするところは、高度の熟練や経験
を要さずに常に最適な吹付は状態を保持することができ
、粉塵およびはね返り少なく、品質性状の良好、安定し
た吹付層を形成することができる湿式吹付工法を提供す
ることにある。

この目的を達成するため、本発明者等は種々吹付は実験
を行った。その結果、従来のようにポンプからホースに
資料を濃密搬送して、吹付ノズル部位でエアを添加する
方法は、前記した粉塵、はね返りの問題のほか、詰りの
発生、付着力の点などから好ましくなく、ポンプから一
定の距離までパイプで濃密搬送し、これの終端位置で圧
縮エアを添加し、それ以降吹付ノズルまでホースで気流
搬送して噴射する工法が基本的に好適であることがわか
った。

そして、この吹付は工法の実施において、前記要因の中
でも特に消費エア量との間に強い相関性を有し、具体的
には、消費エア量と粉塵濃度が。

一般に第４図のような関係に立つことを知見した。

本発明はこれに着目し、流量定値制御弁を用いて消費エ
ア量を目標値に自動制御するようにしたもので、すなわ
ち、資料をポンプから所定距離まで剛性管路で圧送し、
この剛性管路の終端位置で圧送用エアを添加し、吹付ノ
ズルまで可とう管路で気流搬送して吹付ける工法であっ
て、前記圧送用エアの回路に流量定値制御弁を設け、該
流量定値制御弁により吹付エア量を常時に制御しながら
吹付けることを特徴とするものである。

従来では、エア圧をパラメータとして、圧力計とハンド
バルブの開度で吹付は状態の制御を行っていたが、この
方法では、コンプレッサ側の圧力、吹付は材料の状ＭＣ
負荷）、圧力計の回路中での位置などにより実際の供給
エア量が変化し、バルブの開閉度も操作者の経験や勘に
頼るため一定とならず、大きくバラツキが生ずる。そし
て、吹付は時の圧力変化に対応するためには、作業員を
常時張付ける必要があった。

本発明によれば、これらの難点がすべて解消され、予め
所望の値を設定しておくだけで、圧力変動いかんにかか
わらず、常に最適の吹付状態を保持することができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第３図は本発明による湿式吹付は工法の実
施例を示すもので、１は湿状資料の圧送用ポンプ、２は
圧送用ポンプｌに接続された剛性管路で、スチールパイ
プあるいはこれに滑面材を内張すしたものなどからなる
剛性管２ａ、２ａをビクトリックジヨイントのごとき継
手３により多段接続してなる。

４は可とう管路で、ゴムホースなどからなっており、先
端には吹付はノズル５が接続されている。

６は剛性管路２と可とう管路４の境界部位に介在接続さ
れた圧縮エア添加部であり、この添加部６は、湿状資料
の分離を防止する点から、一般に。

吹付はノズルから後方約２０ｍの位置までとすることが
好ましい。

圧縮エア添加部６はニアコンプレッサなどのエア供給源
８とエア管路７により接続され、このエア管路７には、
圧力計１２と開閉弁１１が組込まれている。

本発明は、前記開閉弁１１より手前のエア管路７に流量
定値制御弁９を接続するもので、該流量定値制御弁９の
構造に任意であるが、本実施例では、第３図に例示する
ようなものを用いている。

すなわち、２次側ボディに、ダイヤフラム３４を取付け
た弁板２９とこれを牽引するスプリング３０とを備えた
圧力補償弁３１が配され、１次側ボディに可変絞り構造
からなる流量設定弁２８が配され、手動またはモータ等
による操作部２８０の回動で所望の流量値が鰻定される
ようになってぃる。

スプリング３０を内蔵した筒室には置換タンク３２が連
通し、該置換タンク３２の上部空所には流量設定弁２８
の出口側に通じる送気管３３が連通している。

流量定値制御弁９の入口側のエア管路には、好ましくは
エア供給源８の元圧の変動を吸収し常に一定圧の圧縮エ
アが流量定値制御弁９に作用するようにするため　ＩＩ
圧弁１０が介在される。この調圧弁１０に代え、２基の
コンプレッサを直列に使用してもよい。

第２図は本発明の別の実施態様を示すもので。

前記流量定植制御弁９の出口側たとえば圧力計１２の近
傍に圧力センサー１３を組込み、この圧力センサー１３
で圧縮エア添加部６の圧力変動を検出し、変換器１４を
介して流量定値制御弁９の流量設定弁操作部２８０を増
量側または減少側に作動させ、設定流量を自動的に制御
するようにしたものである。

前記圧送用ポンプ１は湿状資料を濃密吐出し得るもので
あれば種々のタイプのものを用いることができる。すな
わち、スクイーズ式のもの、スクリュータイプのもの、
ピストンタイプのものなど任意である。

図示するものでは、吐出口１８を前壁１８に設けた有底
ホッパ１９と、この有底ホッパ１９の背壁側に設けた２
本のピストンシリンダ２０．２０’と、一端を吐出口背
方に常時連通させ他端をピストンシリンダ２０，２０の
開口２１，２１’と交互に接続するように揺動アーム２
３で支架された筒状切換えバルブ２２とからなるダブル
ピストン型の圧送ポンプを用いている。

なお１本実施例では、吹付はノズル５またはその近傍（
通常の場合、最大で約４ｍの位置まで）に、混和剤の添
加ノズル１５を取付けており、この混和剤添加ノズル１
５は供給ホース１６により混和剤供給装置１７と接続さ
れ、圧縮エアにより混和剤すなわち通常の場合急結剤を
気送するようになっている。

混和剤供給装置１７は、混和剤が液体の場合にには、ポ
ンプが用いられ、供給ホース１６に接続した圧縮エア供
給源８′からの圧縮エアにより添加ノズル１５に気送さ
れる。

図示するものでは、混和剤として粉体を用いているため
、混和剤供給袋！！１７は、混和剤混和剤を収容するタ
ンク２４と、このタンク内底部に回転自在に設けられ局
部にポケット２５０を間隔的に配設したロータ２５と、
このロータ２５の一側においてポケット２５０と通じる
ように設けられた吐出部２６と、この吐出部２６の近傍
に配されたエア吹込ノズル２７とからなる定量切出し方
式のものを用いている。

前記エア吹込みノズル２７はエア供給源８′とエア管路
７′で結ばれる。このエア管路７′にも好ましくは、第
１図に示すごとく、前記湿状資料へのエア管路７と同様
、流量定値制御弁９′あるいはさらに調圧弁１０′が組
込まれる。第２図の回路構成を採用してもよいことは言
うまでもない。

混和剤として液体を用いた場合にも、これの圧送用エア
回路に、図示の流量定値制御弁９′類が組込ま九る。

なお、圧縮エア添加部６はリングノズルなど構成は問わ
ない０図示するものでは、立筒とテーパ筒を連設した本
体６０と１本体６０を囲む環状管６１と、環状管６１か
ら本体６０のテーパ部境界位置に接続された複数の斜状
吹込管６２からなるものを用い、混和剤を本体接線方向
から旋回流として吹込むようにしている。

本発明により吹付けを行うに当っては、第１図の実施例
では、エア回路７，７′の流量定値制御弁９，９′に施
工条件に最適なエア量をセットする。このエア量は、湿
状資料および混和剤に浮力を与え気流搬送するのに充分
でかつその条件を満す範囲で粉塵濃度が低く保たれる値
であり、具体的には、４　、５　Ｎ　ｒｄ　／　ｗｉｎ
〜７　Ｎ　ｎ？／ａｋｉｎの範囲から選定する。

この状態で混練した湿状資料を圧送用ポンプ１に投入し
所定の圧力で圧送を開始するとともに。

エア回路７，７′の開閉弁１１．１１’を開き圧縮エア
を供給源８，８′からエア回路に送出する。

湿状資料は圧送路が剛性管であるためスランプ値が小さ
いものでもスムーズに濃密搬送される。

この濃密搬送が吹付はノズル５から所定後方位置まで行
われるたところで、圧縮エア添加部６から圧縮エアが定
量添加される。これにより湿状資料には浮力が与えられ
、可とう往管路４を高速で気流搬送される。そして、吹
付はノズル５またはその近傍位置で、エア搬送された混
和剤が添加ノズル１５から気流搬送中の湿状資料に添加
され、混合かくはん状態となって吹付はノズルから施工
面に吹付けられる。

本発明の場合、さぎのように、エア回路７，７′の流量
定値制御弁９，９′にエア量を設定し、この弁により自
動的に施工に最適なエア量で圧送用エアの添加が行われ
るので、粉塵、リバウンドが少なく、またエア量のバラ
ツキに起因する資料の分離が生じず、単位エア量当りに
含まれる資料量が正確に管理されるため、層厚のバラツ
キも少なく１表面性状も良好となる。

単にエア回路７，７′の圧力計１２．１２’と開閉１１
．１１’で制御を行うだけでは、供給源８゜８′の吐出
圧が変動した場合に実質的なエア量が大きく変動し、安
定した吹付けを行えない。

本発明においては、流量定値制御弁９，９′に予め最適
エア量を設定しておけば、供給源８，８′の吐出圧の変
動等により、流量が設定値よりも増加しあるいは減少す
る傾向となったときには、たとえば、流量設定弁２８の
前後の圧力差の増大により、圧力補償弁３１のダイヤフ
ラム３４を介して弁板２９が上昇または下降し、これに
より通路断面積を減少または増大させて流量を設定値に
戻す、したがって、圧縮エア添加部６および添加ノズル
１５に常に設定量のエアが正確に供給される。

そして、流量定値制御弁９，９′の入口側に調圧弁１０
，１０’を組込んでおくときには、流量定値制御弁９，
９′に常に一定圧のエアを供給できるため、流量制御を
より安定して精度よく行わしめることができるとともに
、流量定値制御弁９９′の故障を防止できる。

また、第２図の回路構成としたときには、剛性管路２や
可とう管路４を通過する資料のスランプ値等の変動や圧
送ポンプ１からの湿状資料圧送ｔの変動により管路内圧
が変化したときにも、圧力センサー１３がこれを検知し
、変換器１４により流量定値制御弁９，９′の操作部２
８０の流量設定を補正するため、最適エア量が自動的に
設定。

制御され、常に最良の吹付は状態を持続することができ
る。

次に本発明により実地に吹付けを行った結果を示す。

直径１０ｍのトンネル切羽にコンクリート吹付けを行っ
た。配合はセメント３６０ｋｇ／ｍ’　、　Ｓ／ａ：６
０％、Ｗ／ｃ　：　５３％、　Ａｄ　：　０．９％、Ｓ
ｌｌ上２ｃｍ、最大骨材１５ｍ／ｍ、　ＦＭ　：　２．
８５とした。上記資料をダブルピストン式ポンプにより
吐出量ａｌｌ＋３／ｈ、吐出圧６０　＝８０ｋｇ／ｃｍ
”で圧送した。

剛性管路は管径８０１！１ＩＩｌφのスチールパイプを
多段継ぎした全長６０ｍのものとし、この端部に圧縮エ
ア添加部を接続し、該添加部の前端からホース径６２．
３＋＋ｍφ、長さ１抛のゴムホースで可とう管路を作り
、これの端にＹ軟管からなる混和剤添加ノズルを接続し
、該ノズルから２．５ｍの位置に吹付はノズルを接続し
た。

圧縮エア添加部は、全長６０抛ｍ（直筒部２００■、テ
゛−パ部４００ｍｍ）で、斜状吹込管は４本とし、それ
ぞれ直情部に対し３０度、中心線に対する傾き１５度と
した。

エア回路は第１図の構成とし、圧縮エア添加部側の流量
定値制御弁に５！ｈ３／ｗｉｎを設定し、急結剤側の流
量定値制御弁に２Ｎｍ”／ｍｉｎを設定し、前記流量定
値制御弁に対応する各エア回路の調圧弁をそれぞれ５　
ｋｇ／ａｍ２．４　ｋｇ／ｃｍ２　に設定した。

この状態で連続０．５時間の施工を行った結果、さきの
ように低スランプであるにもかかわらず、粉塵量は常時
切羽直近で７　Ｂ／ｍ３以下、切羽から１０＋ｍの位置
で４ｍｇノｍ″″以下、切羽より２０ｙｍの位置で４　
ｍｇ／ｍ’以下ときわめて少なく、リバウンド量も、常
時アーチ部で２３％以下、側壁部で１２％以下と非常に
少なく１強度ならびに付着性のよいライニング層が得ら
れた。

比較のため、流量定値制御弁を設けず圧力計と開閉バル
ブにより圧縮エア添加部の圧力３．５ｋｇ／ｃｍ２、添
加ノズルの圧力４　ｋｇ／ｃｍ”　となるように制御し
て吹付けを行ったところ、４名の要員を張付けているに
もかかわらず、粉塵量は切羽直近で１４ｍｇ／＋ｉ’以
上、切羽から１０ｍの位置でＩＯＢ／ｌ１１３以上、切
羽より２０ｍの位置でも８　ｍｇ／ｍ３以上と非常に多
く、またバラツキも大であり、リバウンド量もアーチ部
で約２７％、側壁部で約１７％と多く、吹付は厚も大き
くバラツキがあった。

（発明の効果） 以上説明した本発明によるときには、熟練や経験を要さ
ず常に最適な吹付は状態を形成しかつ安定に維持するこ
とができるので、この種吹付は上で問題となる粉塵およ
びはね返りを減少させ、品質性状の良好な吹付層を得る
ことができる。また。

不必要に大量の圧縮エアを消費しないため、施工コスト
を低減することができる等のすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す説明図、第２図は本発
明に用いる他のエア回路を示す回路図。 第３図は本発明に用られる流量定値制御弁の１例を示す
断面図、第４図はエア消費量と粉塵濃度の相関を示すグ
ラフである。 ■・・・圧送用ポンプ、２・・・剛性管路、４・・・可
とう管路、５・・・吹付はノズル、６・・・圧縮エア添
加部、７゜７′・・・エア回路、８，８′・・・圧縮エ
アの供給源、９゜９′・・・流量定値制御弁、１０．１
０’・・・調圧弁、１３・・・圧力センサー 特許出願人　　　株式会社大林組 同上　　　　　技術資源開発株式会社 代理人　弁理士　黒　１）　泰　弘　ｉに、／

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）資料をポンプから所定距離まで剛性管路で圧送し
   、この剛性管路の終端位置で圧送用エアを添加し、吹付
   ノズルまで可とう管路で気流搬送して吹付ける工法であ
   つて、前記圧送用エアの回路に流量定値制御弁を設け、
   該流量定値制御弁により吹付エア量を常時制御しながら
   吹付けることを特徴とする湿式吹付け工法。
2. （２）前記流量定値制御弁の入口側に調圧弁が設けられ
   、元圧の変動を吸収してから流量定値制御弁による吹付
   エア量の制御を行うものを含む特許請求の範囲第１項記
   載の湿式吹付け工法。
3. （３）前記流量定値制御弁の出口側に圧力センサーが組
   込まれ、この圧力センサーで出口側管路内の圧力変動を
   検出し、流量定値制御弁の流量設定を自動的に増減制御
   するようにしたものを含む特許請求の範囲第１項記載の
   湿式吹付け工法。