(57)【要約】【課題】本発明は、地盤改良体の品質に満たないセメントスラリーを適切に排除することを可能とするセメントスラリーの品質管理システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る品質管理システムは、第１圧送配管と接続し、セメントスラリーを地盤改良機に搬送するための第２圧送配管、及び、セメントスラリーを外部に搬送するための第３圧送配管、のいずれか一方に接続する分岐管と、第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが、第２圧送配管及び第３圧送配管のいずれか一方に搬送されるように分岐管を制御する制御盤と、第１圧送配管内のセメントスラリーの密度を計測する密度計から送信された密度情報を受信し、受信した密度情報によって示される密度が所定の範囲外である場合、第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが第３圧送配管に搬送されるように分岐管を制御する制御信号を制御盤に出力する情報処理装置と、を有する。【選択図】図１
2019085736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良用のセメントスラリーの品質管理システムであって、
セメントスラリープラントによって製造されたセメントスラリーを圧送するための圧送ポンプと、
前記圧送ポンプと接続し、前記圧送されたセメントスラリーを搬送するための第１圧送配管と、
前記第１圧送配管と接続し、前記セメントスラリーを地盤改良機に搬送するための第２圧送配管、及び、前記セメントスラリーを外部に搬送するための第３圧送配管、のいずれか一方に接続する分岐管と、
前記第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが、前記第２圧送配管及び前記第３圧送配管のいずれか一方に搬送されるように前記分岐管を制御する制御盤と、
前記第１圧送配管内のセメントスラリーの密度を計測し、計測した密度を示す密度情報を送信する密度計と、
前記密度計から送信された密度情報を受信し、受信した前記密度情報によって示される密度が所定の範囲内である場合、前記第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが前記第２圧送配管に搬送されるように前記分岐管を制御する制御信号を前記制御盤に出力し、受信した前記密度情報によって示される密度が所定の範囲外である場合、前記第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが前記第３圧送配管に搬送されるように前記分岐管を制御する制御信号を前記制御盤に出力する情報処理装置と、
を有することを特徴とする品質管理システム。
【請求項２】
前記第１圧送配管内のセメントスラリーの流量を計測し、計測した流量を示す流量情報を前記情報処理装置に送信する第１流量計を更に有し、
前記情報処理装置は、前記第１流量計から送信された流量情報を受信し、受信した流量情報によって示される流量が所定の流量閾値未満である場合、前記制御信号を前記制御盤に出力しない、請求項１に記載の品質管理システム。
【請求項３】
前記第３圧送配管内のセメントスラリーの流量を計測し、計測した流量を示す第２流量情報を前記情報処理装置に送信する第２流量計を更に有し、
前記情報処理装置は、前記第２流量計から送信された第２流量情報を受信し、受信した第２流量情報によって示されるセメントスラリーの流量を出力する、請求項１又は２に記載の品質管理システム。
【請求項４】
前記第２圧送配管と前記地盤改良機との間にセメントスラリーの貯留槽を更に有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の品質管理システム。
【請求項５】
前記第１圧送配管内の流動体の圧力を計測し、計測した圧力を示す圧力情報を前記情報処理装置に送信する圧力計を更に有し、
前記情報処理装置は、前記圧力計から送信された圧力情報を受信し、受信した圧力情報によって示される圧力が所定の圧力閾値未満である場合、前記制御信号を前記制御盤に出力しない、請求項１に記載の品質管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントスラリーの品質管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セメントと水との混合液であるセメントスラリーが高圧噴射され、地盤の土粒子とセメントスラリーとが撹拌混合されることによって、地盤改良体が造成される高圧噴射撹拌工法が知られている。この工法では、セメントと水の配合比率が所定の比率範囲内となるように管理されることにより、施工対象地盤の土粒子の密度に応じた所定密度のセメントスラリーが製造される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、施工対象地盤の土質性状に適応した地盤改良体が造成されるように、セメントスラリーの品質を管理する施工管理方法について記載されている。この施工管理方法では、セメントスラリーの供給路に密度計が配置され、密度計の計測値に基づいてセメント量又は水の投入量が補正されることで、セメントスラリーの品質が管理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６０５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の品質管理の方法では、所定の品質に満たないセメントスラリーが製造された場合、事後的にセメント量及び水の量が制御されるだけであった。このため、既に製造された所定の品質に満たないセメントスラリーは、地盤改良体の造成に用いられてしまうという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決すべくなされたものであり、地盤改良体の品質に満たないセメントスラリーを適切に排除することを可能とするセメントスラリーの品質管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る品質管理システムは、地盤改良用のセメントスラリーの品質管理システムであって、セメントスラリープラントによって製造されたセメントスラリーを圧送するための圧送ポンプと、圧送ポンプと接続し、圧送されたセメントスラリーを搬送するための第１圧送配管と、第１圧送配管と接続し、セメントスラリーを地盤改良機に搬送するための第２圧送配管、及び、セメントスラリーを外部に搬送するための第３圧送配管、のいずれか一方に接続する分岐管と、第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが、第２圧送配管及び第３圧送配管のいずれか一方に搬送されるように分岐管を制御する制御盤と、第１圧送配管内のセメントスラリーの密度を計測し、計測した密度を示す密度情報を送信する密度計と、密度計から送信された密度情報を受信し、受信した密度情報によって示される密度が所定の範囲内である場合、第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが第２圧送配管に搬送されるように分岐管を制御する制御信号を制御盤に出力し、受信した密度情報によって示される密度が所定の範囲外である場合、第１圧送配管から搬送されたセメントスラリーが第３圧送配管に搬送されるように分岐管を制御する制御信号を制御盤に出力する情報処理装置と、を有する。
【０００８】
また、本発明に係る品質管理システムにおいて、第１圧送配管内のセメントスラリーの流量を計測し、計測した流量を示す流量情報を情報処理装置に送信する第１流量計を更に有し、情報処理装置は、第１流量計から送信された流量情報を受信し、受信した流量情報によって示される流量が所定の流量閾値未満である場合、制御信号を制御盤に出力しないことが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る品質管理システムにおいて、第３圧送配管内のセメントスラリーの流量を計測し、計測した流量を示す第２流量情報を情報処理装置に送信する第２流量計を更に有し、情報処理装置は、第２流量計から送信された第２流量情報を受信し、受信した第２流量情報によって示されるセメントスラリーの流量を出力することが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る品質管理システムにおいて、第２圧送配管と地盤改良機との間にセメントスラリーの貯留槽を更に有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る品質管理システムにおいて、第１圧送配管内の流動体の圧力を計測し、計測した圧力を示す圧力情報を情報処理装置に送信する圧力計を更に有し、情報処理装置は、圧力計から送信された圧力情報を受信し、受信した圧力情報によって示される圧力が所定の圧力閾値未満である場合、制御信号を制御盤に出力しないことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るセメントスラリーの品質管理システムによって、地盤改良体の品質に満たないセメントスラリーを適切に排除することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】品質管理システム１の概要を説明するための模式図である。
【図２】第１圧送ポンプ１１の一例を説明するための斜視図である。
【図３】密度計１３の一例を説明するための斜視図である。
【図４】分岐管１４の一例を説明するための斜視図である。
【図５】情報処理装置１５の概略構成の一例を示す図である。
【図６】制御処理の動作フローの一例を示す図である。
【図７】品質管理システム１０の概要を説明するための模式図である。
【図８】第１流量計１８の一例を説明するための斜視図である。
【図９】制御処理の動作フローの一例を示す図である。
【図１０】品質管理システム１００の概要を説明するための模式図である。
【図１１】品質管理システム１０００の概要を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の様々な実施形態について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における地盤改良用のセメントスラリーの品質管理システム１の概要を説明するための模式図である。
【００１６】
品質管理システム１は、セメントスラリープラント３によって製造されたセメントスラリーの品質を管理し、所定の品質を満たすセメントスラリーを地盤改良機４に搬送する機能を有する。
【００１７】
セメントスラリープラント３は、セメントを貯蔵するセメントサイロ３１からのセメントと水槽３２からの水とを混合して、セメントスラリーを製造する。セメントサイロ３１は、予め生成されたセメントを貯蔵するための貯蔵施設であり、水槽３２は、河川等から取水した水を貯水するための貯水施設である。
【００１８】
地盤改良機４は、セメントスラリープラント３によって製造されたセメントスラリーを高圧噴射して地盤改良体を造成する機能を有する。地盤改良機４と品質管理システム１との間には超高圧大容量ポンプ４１が備えられる。超高圧大容量ポンプ４１は、セメントスラリープラント３によって製造されたセメントスラリーを、超高圧（例えば、４０Ｍｐａ）且つ大容量（例えば、毎分２２０Ｌ）で地盤改良機４に吐出する。なお、超高圧大容量ポンプ４１によって地盤改良機４に吐出されるセメントスラリーの圧力は、４０Ｍｐａに限らず、地盤改良体の造成に適した圧力であれば、どのような圧力でもよい。また、超高圧大容量ポンプ４１によって地盤改良機４に吐出されるセメントスラリーの吐出量は、毎分２２０Ｌに限らず、地盤改良体の造成に適した容量であれば、どのような吐出量でもよい。
【００１９】
地盤改良機４は、セメントスラリーを高圧噴射する高圧噴射孔を有するロッド４２を備える。ロッド４２は、例えば、下方の先端部の側面に、セメントスラリーを高圧噴射する高圧噴射孔と圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射孔とを有し、さらに、高圧噴射孔及び圧縮空気噴射孔の上方の側面に高圧水を高圧噴射する高圧水噴射孔を有する三重管ロッドである。なお、ロッド４２は、三重管ロッドに限らず、二重管構造又は四重管構造でもよく、地盤改良工事で採用される工法に応じて様々なタイプの構造を有してもよい。
【００２０】
以下、ロッド４２が三重管ロッドである場合を例にして、地盤改良機４による地盤改良体の造成方法について説明する。まず、施工対象地盤に対して、ボーリング削孔によってロッド挿入孔が削孔される。次に、ロッド４２は、ロッド挿入孔内の所定の深度に到達するまで下降されて設置される。次に、ロッド４２は、高圧水、セメントスラリー及び圧縮空気を噴射しつつ、上昇移動する。ロッド４２が高圧水を噴射しつつ上昇移動することにより、高圧水によって地盤が切削され、地盤改良体の造成時に発生するスライムをスムーズに排出させるための所定空間が形成される。また、ロッド４２がセメントスラリー及び圧縮空気を噴射しつつ上昇移動することにより、噴射されたセメントスラリー及び圧縮空気によって地盤が切削される。そして、切削された地盤の土粒子の一部は、所定空間を利用して地上に排出されると同時に、切削された地盤の残りの土粒子とセメントスラリーとが撹拌混合されることにより、略円柱形状の地盤改良体が造成される。
【００２１】
品質管理システム１は、第１圧送ポンプ１１、第１圧送配管１２、密度計１３、分岐管１４、情報処理装置１５、第２圧送配管１６及び第３圧送配管１７等を有する。
【００２２】
第１圧送ポンプ１１は、セメントスラリープラント３によって製造されたセメントスラリーを圧送するための圧送ポンプである。セメントスラリープラント３と第１圧送ポンプ１１とは、配管１１１によって接続される。セメントスラリープラント３で製造されたセメントスラリーは配管１１１を介して第１圧送ポンプ１１に搬送される。第１圧送配管１２は、第１圧送ポンプ１１と後述する分岐管１４とを接続し、第１圧送ポンプ１１によって圧送されたセメントスラリーを分岐管１４に搬送する。第１圧送配管１２には、第１圧送配管１２内のセメントスラリーの密度を計測するとともに、計測した密度を示す密度情報を情報処理装置１５に送信する密度計１３が備えられる。
【００２３】
分岐管１４は、第１圧送配管１２と接続され、第１圧送配管１２によって搬送されたセメントスラリーを、第２圧送配管１６及び第３圧送配管１７のいずれか一方に搬送する。第２圧送配管１６は、第１圧送配管１２によって搬送されたセメントスラリーを地盤改良機４に搬送するための圧送配管であり、第３圧送配管１７は、第１圧送配管１２を介して搬送されたセメントスラリーを外部に搬送するための圧送配管である。なお、外部は、廃棄するセメントスラリーを貯蔵するための廃棄用貯蔵槽等である。
【００２４】
分岐管１４には、第１圧送配管を介して搬送されたセメントスラリーが、第２圧送配管１６及び第３圧送配管１７のいずれか一方に搬送されるように分岐管１４を制御するための制御盤１４１が備えられている。なお、制御盤１４１は、分岐管１４から所定距離だけ離れた位置に配置される。なお、所定距離は、例えば、３ｍ又は５ｍ等であるが、分岐管１４によって発生する振動の影響を受けない距離であれば、どのような距離でもよい。
【００２５】
情報処理装置１５は、例えば、パーソナルコンピュータ等であり、密度計１３から送信された密度情報を受信し、制御信号を制御盤１４１に送信する機能を少なくとも有する。情報処理装置１５は、密度計１３から受信した密度情報によって示される密度が所定の範囲外である場合、第１圧送配管１２から搬送されたセメントスラリーが、第３圧送配管１７に搬送されるように分岐管１４を制御する制御信号を制御盤１４１に出力する。なお、所定の範囲は、予め定められた、地盤改良用のセメントスラリーとして適した品質の密度の下限値及び上限値に基づく値である。
【００２６】
なお、情報処理装置１５は、密度計１３から受信した密度情報によって示される密度が、後述する第２の所定の範囲外である場合、警報音の出力及び警報ランプの点灯の少なくとも一方を警報機１５０に実行させるための警報信号を、警報機１５０に送信する。なお、警報機１５０は、警報信号を受信した場合、警報音の出力及び警報ランプの点灯の少なくとも一方を実行し、注意信号を受信した場合、注意音の出力及び注意ランプの点灯の少なくとも一方を実行し、安全信号を受信した場合、安全ランプの点灯を実行する。なお、警報機１５０は、安全信号を受信した場合、安全ランプの点灯を実行しなくてもよい。
【００２７】
このように、セメントスラリーの品質管理システム１は、セメントスラリープラント３によって製造されたセメントスラリーの第１圧送配管１２内での密度が、予め定められた品質を満たしていない場合、当該セメントスラリーの使用を制限することが可能になる。
【００２８】
（第１圧送ポンプ１１）
図２は、第１圧送ポンプ１１の一例を説明するための斜視図である。
【００２９】
第１圧送ポンプ１１は、セメントスラリープラント３から配管１１１を介して、セメントスラリーを吸引する。第１圧送ポンプ１１は、例えば、スクイーズ式の圧送ポンプであり、吸引したセメントスラリーを、所定の吐出量（例えば、毎時２０ｍ3）で第１圧送配管１２に圧送する。なお、第１圧送ポンプ１１の吐出量は、毎時２０ｍ3に限らず、毎時１８ｍ3でも毎時２２ｍ3でもよく、また、第１圧送配管１２の耐圧の範囲内であれば、どのような吐出量でもよい。
【００３０】
（密度計１３）
図３は、密度計１３の一例を説明するための斜視図である。
【００３１】
密度計１３は、圧送配管用の密度計であり、例えば、非接触式のガンマ線密度計である。密度計１３は、例えば、133Ｂａガンマ線源を用いて、例えば、１．０００〜２．５００ｇ／ｃｍ3の範囲内で、第１圧送配管１２内を流動するセメントスラリーの密度を非接触で断続的に計測する。なお、密度計１３の測定範囲は、１．０００〜２．５００ｇ／ｃｍ3に限らず、例えば、１．１００〜２．４００ｇ／ｃｍ3の範囲等でもよい。
【００３２】
密度計１３は、Bluetooth（登録商標）等の通信方式に従った近距離無線通信を行うためのインターフェース回路を有する密度通信部（図示せず）を備える。密度計１３は、測定した密度を示す密度情報を、所定の時間間隔で密度通信部を介して情報処理装置１５等に送信する。なお、密度通信部は、無線のＬＡＮ（Local Area Network）の通信インターフェース等を含む通信インターフェースであってもよい。また、密度通信部は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等と接続するためのインターフェース、有線のＬＡＮ（Local Area Network）の通信インターフェース等を含む、通信インターフェースであってもよい。また、所定の時間間隔は、例えば、０．５秒間隔であるが、１秒間隔又は２秒間隔等のどのような時間間隔であってもよい。
【００３３】
（分岐管１４）
図４は、分岐管１４の一例を説明するための斜視図である。
【００３４】
分岐管１４は、第１圧送配管１２から搬送されたセメントスラリーを、少なくとも２つの圧送配管のいずれかに搬送させるための分岐管である。
【００３５】
図４に示す例では、分岐管１４は、セメントスラリーを地盤改良機４に搬送するための第２圧送配管１６、及び、セメントスラリーを外部に搬送するための第３圧送配管１７のいずれか一方に搬送させる機能を有する。例えば、分岐管１４は、制御盤１４１による駆動制御によって、第１圧送配管１２と、第２圧送配管１６及び第３圧送配管１７のいずれか一方とを通管させる弁体（図示せず）と、弁体を駆動させるためのモーター（図示せず）とを備える。
【００３６】
制御盤１４１は、情報処理装置１５からの制御信号に従って、分岐管１４が備えるモーターに駆動信号を送信する。また、制御盤１４１は、有線のＬＡＮの通信インターフェース回路を有する通信制御部（図示せず）を備える。制御盤１４１は、情報処理装置１５からの制御信号を、制御通信部を介して受信する。なお、制御通信部は、ＵＳＢ等と接続するためのインターフェース、無線のＬＡＮの通信インターフェース等を含む、通信インターフェースであってもよい。また、制御通信部は、Bluetooth等の通信方式に従った近距離無線通信を行うためのインターフェース回路を有する通信インターフェースでもよい。
【００３７】
（情報処理装置１５）
図５は、情報処理装置１５の概略構成の一例を示す図である。
【００３８】
情報処理装置１５は、通信部１５１と、記憶部１５２と、操作部１５３と、表示部１５４と、処理部１５５とを備える。情報処理装置１５は、密度計１３によって送信された密度情報を受信する機能を有する。また、情報処理装置１５は、分岐管１４の制御盤１４１に制御信号を送信し、警報機１５０に、警報信号、注意信号又は安全信号を送信する機能を有する。
【００３９】
通信部１５１は、Bluetooth等の通信方式に従った近距離無線通信を行うためのインターフェース回路及び有線のＬＡＮの通信インターフェース等を含む、通信インターフェースを有し、密度計１３、分岐管１４の制御盤１４１及び警報機１５０と通信する。なお、通信部１５１が有するインターフェース回路は、近距離無線通信を行うためのものに限定されない。例えば、通信部１５１は、ＵＳＢ等と接続するためのインターフェース、無線のＬＡＮの通信インターフェース等を含む、通信インターフェース等であってもよい。そして、通信部１５１は、密度計１３等から受信したデータを処理部１５５に供給し、処理部１５５から供給されたデータを、各種信号に変換し、分岐管１４の制御盤１４１及び警報機１５０等に送信する。
【００４０】
記憶部１５２は、例えば、半導体メモリ装置を備える。記憶部１５２は、処理部１５５での処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、記憶部１５２は、ドライバプログラムとして、操作部１５３を制御する入力デバイスドライバプログラム、表示部１５４を制御する出力デバイスドライバプログラム等を記憶する。また、記憶部１５２は、アプリケーションプログラムとして、メッセージを表示するためのメッセージ画面に係る表示データの取得及び表示を行うプログラム等を記憶する。コンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ（compact disk read only memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（digital versatile disk read only memory）等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部１５２にインストールされてもよい。また、コンピュータプログラムは、特定のサーバ装置等から無線通信を介して記憶部１５２にインストールされてもよい。さらに、記憶部１５２は、所定の処理に係る一時的なデータを一時的に記憶してもよい。
【００４１】
操作部１５３は、情報処理装置１５の操作が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、キーボード、タッチパネル等である。ユーザは、操作部１５３を用いて、文字、数字、記号等を入力することができる。操作部１５３は、ユーザにより操作されると、その操作に対応する信号を生成する。そして、生成された信号は、ユーザの指示として、処理部１５５に供給される。
【００４２】
表示部１５４は、動画像、静止画像等の表示が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、有機ＥＬ（Electro−Luminescence）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、又は、タッチパネル式の表示装置等である。表示部１５４は、処理部１５５から供給される動画像データに応じた動画像、静止画像データに応じた静止画像等を表示する。
【００４３】
処理部１５５は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部１５５は、情報処理装置１５の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。処理部１５５は、情報処理装置１５の各種処理が記憶部１５２に記憶されているプログラムや操作部１５３の操作等に基づいて適切な手順で実行されるように、通信部１５１や表示部１５４等の動作を制御する。処理部１５５は、記憶部１５２に記憶されているプログラム（オペレーティングシステムプログラムやドライバプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。また、処理部１５５は、複数のプログラム（アプリケーションプログラム等）を並列に実行することができる。
【００４４】
処理部１５５は、受信部１５５１と、信号生成部１５５２と、送信部１５５３とを有する。処理部１５５が有するこれらの各部は、処理部１５５が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、処理部１５５が有するこれらの各部は、ファームウェアとして情報処理装置１５に実装されてもよい。
【００４５】
（制御処理の動作フロー）
図６は、品質管理システム１において、情報処理装置１５によって実行される制御処理の動作フローの一例を示す図である。なお、分岐管１４が備える弁体は、制御処理が開始される前に施工管理者又は作業者等によって、第１圧送配管１２と第２圧送配管１６とを通管させるように設定される。
【００４６】
まず、処理部１５５の受信部１５５１は、密度計１３から送信された密度情報を、通信部１５１を介して受信する（ステップＳ１０１）。次に、受信部１５５１は、受信した密度情報を信号生成部１５５２に供給する。
【００４７】
次に、処理部１５５の信号生成部１５５２は、受信部１５５１から密度情報を取得すると、密度情報に示される密度が、第１閾値以上且つ第４閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、信号生成部１５５２は、密度情報に示される密度が、所定の範囲内であるか否かを判定する。なお、第１閾値は、所定の範囲の下限閾値の一例である。
【００４８】
なお、第１閾値は、セメントスラリーの密度の設計値から第１所定比率の値を減算した第１下限値に基づく値であり、第４閾値は、セメントスラリーの密度の設計値から第１所定比率の値を加算した第１上限値に基づく値である。例えば、設計値が１．３６ｇ／ｃｍ3であり、第１所定比率が３．０％である場合、第１下限値は１．３１９２ｇ／ｃｍ3であり、且つ、第１上限値は、１．４００８ｇ／ｃｍ3である。この場合、第１閾値として、第１下限値の小数第３位を切り上げた１．３２ｇ／ｃｍ3が用いられ、且つ、第４閾値として第１上限値の小数第３位を切り下げた１．４０ｇ／ｃｍ3が用いられる。すなわち、信号生成部１５５２は、ステップＳ１０２において、密度情報に示される密度が、１．３２ｇ／ｃｍ3以上且つ１．４０ｇ／ｃｍ3以下であるか否かを判定する。なお、第１閾値及び第４閾値は、上述した値に限らず、施工法又は施工条件等に応じて適切な値であればどのような値でもよい。
【００４９】
信号生成部１５５２は、密度情報に示される密度が、第１閾値以上且つ第４閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ１０２−Ｎｏ）、制御信号及び警告信号を生成する（ステップＳ１０３）。制御信号は、第１圧送配管１２と第３圧送配管１７とを通管させるように弁体を制御するための信号である。これにより、密度情報によって示される密度が所定の範囲（第１閾値以上且つ第４閾値以下）内ではないセメントスラリーは、所定の品質に満たないセメントスラリーであるとして廃棄されるとともに、警報機１５０によって警報音の出力及び警報ランプの点灯の少なくとも一方が実行される。
【００５０】
また、信号生成部１５５２は、密度情報に示される密度が、第１閾値以上且つ第４閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１０２−Ｙｅｓ）、密度情報に示される密度が、第２閾値以上且つ第３閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００５１】
なお、第２閾値は、セメントスラリーの密度の設計値から第２所定比率の値を減算した第２下限値に基づく値であり、第３閾値は、セメントスラリーの密度の設計値に第２所定比率の値を加算した上限値に基づく値である。第２所定比率は、第１所定比率より小さい比率であり、すなわち、第２閾値は、第１閾値よりも大きい値であり、且つ、第３閾値は、第４閾値よりも小さい値である。例えば、設計値が１．３６ｇ／ｃｍ3であり、第２所定比率が１．６％である場合、第２下限値は１．３３８２４ｇ／ｃｍ3であり、且つ、第２上限値は、１．３８１７６ｇ／ｃｍ3である。この場合、第２閾値として、第２下限値の小数第３位を切り上げた１．３４ｇ／ｃｍ3が用いられ、且つ、第３閾値として、上限値の小数第３位を切り下げた１．３８ｇ／ｃｍ3が用いられる。すなわち、信号生成部１５５２は、ステップＳ１０４において、密度情報に示される密度が、１．３４ｇ／ｃｍ3以上且つ１．３８ｇ／ｃｍ3以下であるか否かを判定する。なお、第２閾値及び第３閾値は、上述した値に限らず、施工法又は施工条件等に応じて適切な値であればどのような値でもよい。
【００５２】
信号生成部１５５２は、密度情報に示される密度が、第２閾値以上且つ第３閾値以下でないと判定した場合（ステップＳ１０４−Ｎｏ）、注意信号を生成する（ステップＳ１０５）。これにより、密度情報によって示される密度が、所定の範囲（第１閾値以上且つ第４閾値以下）内であり且つ第２の所定の範囲（第２閾値以上且つ第３閾値以下）内ではないセメントスラリーは、所定の品質に満たなくなる可能性がるセメントスラリーであるとして、第２圧送配管１６に搬送されるものの、警報機１５０によって注意音の出力及び注意ランプの点灯の少なくとも一方が実行される。
【００５３】
信号生成部１５５２は、密度情報に示される密度が、第２閾値以上且つ第３閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１０４−Ｙｅｓ）、安全信号を生成する（ステップＳ１０６）。これにより、密度情報によって示される密度が、第２の所定の範囲（第２閾値以上且つ第３閾値以下）内であるセメントスラリーは、所定の品質に満たすセメントスラリーであるとして、第２圧送配管１６に搬送されるとともに、警報機１５０によって安全ランプの点灯が実行される。なお、警報機１５０は、安全信号を受信した場合、安全ランプの点灯を実行しなくてもよい。
【００５４】
次に、送信部１５５３は、制御信号が生成された場合は、当該制御信号を、通信部１５１を介して制御盤１４１に送信するとともに、生成された、警報信号、注意信号及び安全信号のいずれかを、通信部１５１を介して警報機１５０に送信する（ステップＳ１０７）。
【００５５】
そして、ステップＳ１０７が実行されると、制御処理は終了する。
【００５６】
このように、密度計１３によって測定されたセメントスラリーの密度が、セメントスラリーの密度の設計値から第１所定比率（例えば、３．０％）ぶん外れた場合は、分岐管１４によって当該セメントスラリーは廃棄される。これにより、セメントスラリーの密度が設計値よりも大幅に乖離した場合に、当該セメントスラリーを自動的に排除することが可能になる。
【００５７】
また、密度計１３によって測定されたセメントスラリーの密度が、セメントスラリーの密度の設計値から第１所定比率（例えば、３．０％）の範囲内であり且つ第２所定比率（例えば１．６％）の範囲外である場合は、当該セメントスラリーは地盤改良体の造成に用いられつつ、警報機１５０によって注意音の出力及び注意ランプの点灯の少なくとも一方が実行される。これにより、地盤改良の施工管理者は、セメントスラリーを製造するためのセメントの量又は水の量を適切に補正することができる。
【００５８】
そして、密度計１３によって測定されたセメントスラリーの密度が、セメントスラリーの密度の設計値から第２所定比率（例えば、１．６％）の範囲内である場合は、当該セメントスラリーは地盤改良体の造成に用いられる。
【００５９】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態における地盤改良用のセメントスラリーの品質管理システム１０の概要を説明するための模式図である。品質管理システム１０は、第１圧送ポンプ１１、第１圧送配管１２、密度計１３、分岐管１４、情報処理装置１５、第２圧送配管１６、第３圧送配管１７及び第１流量計１８等を有する。なお、図７において、図１に示す品質管理システム１と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６０】
第１流量計１８は、第１圧送配管１２において、第１圧送ポンプ１１と密度計１３との間に備えられる。
【００６１】
（第１流量計１８）
図８は、第１流量計１８の一例を説明するための斜視図である。
【００６２】
第１流量計１８は、例えば電磁流量計であり、第１圧送配管１２と接続する所定の管内径を有する測定管１８１を有する。測定管１８１は、電磁コイルと電極とを有し、測定管１８１内をセメントスラリーが移動することによって、管内径と磁束密度と平均流速とに比例した起電力が発生する。第１流量計１８は、発生した起電力に基づいて瞬時流量（例えば、１秒間に流れる流量（ｍＬ））を判定する。
【００６３】
第１流量計１８は、有線のＬＡＮの通信インターフェース回路を有する第１流量通信部（図示せず）を備える。第１流量計１８は、測定した瞬時流量を示す流量情報を、所定の時間間隔で第１流量通信部を介して情報処理装置１５等に送信する。なお、第１流量通信部は、ＵＳＢ等と接続するためのインターフェース、無線のＬＡＮの通信インターフェース等を含む、通信インターフェースであってもよい。また、第１流量通信部は、Bluetooth等の通信方式に従った近距離無線通信を行うためのインターフェース回路を有する通信インターフェースでもよい。また、所定の時間間隔は、例えば、０．５秒間隔であるが、１秒間隔又は２秒間隔等のどのような時間間隔であってもよい。
【００６４】
なお、密度計１３と第１流量計１８とが、情報処理装置１５と接続されている同一の通信ケーブル（例えば、ＬＡＮケーブル等）と接続されてもよい。この場合、密度計１３は、当該同一の通信ケーブルを介して情報処理装置と通信を行うための通信インターフェースを有する密度通信部を備える。
【００６５】
（制御処理の動作フロー）
図９は、品質管理システム１０において、情報処理装置１５によって実行される制御処理の動作フローの一例を示す図である。
【００６６】
まず、処理部１５５の受信部１５５１は、第１流量計１８から送信された流量情報及び密度計１３から送信された密度情報を、通信部１５１を介して受信する（ステップＳ２０１）。次に、受信部１５５１は、受信した流量情報及び密度情報を信号生成部１５５２に供給する。
【００６７】
次に、処理部１５５の信号生成部１５５２は、受信部１５５１から流量情報及び密度情報を取得すると、流量情報に示される瞬間流量、又は、流量情報に示される瞬間流量に基づいて算出された積分流量、が所定の流量閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。例えば、信号生成部１５５２は、受信部１５５１から流量情報を取得するたびに、流量情報に示される瞬間流量が所定の流量閾値以上であるか否かを判定する。また、例えば、信号生成部１５５２は、まず、流量情報に示される瞬間流量を時系列に従って記憶部１５２に記憶し、次に、記憶部１５２に記憶された最新の瞬間流量（最後に記憶された瞬間流量）から所定時間（例えば、１分間等）前までに記憶された全て瞬間流量に基づいて、当該所定時間に係る積分流量を算出し、そして、算出した積分流量が所定の流量閾値以上であるか否かを判定する。
【００６８】
信号生成部１５５２は、積分流量が所定の流量閾値未満であると判定した場合（ステップＳ２０２−Ｎｏ）、一連の処理を終了する。
【００６９】
信号生成部１５５２は、積分流量が所定の流量閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２０２−Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に処理を進める。なお、図９に示すステップＳ２０３〜Ｓ２０８のそれぞれは、図６に示すステップＳ１０２〜Ｓ１０７のそれぞれと同一であるため、ステップＳ２０３〜Ｓ２０８の説明を省略する。
【００７０】
なお、制御処理が開始される前は、分岐管１４によって、第１圧送配管１２と第２圧送配管１６とが通管するように設定される。このような場合、地盤改良機４による地盤改良体の造成が開始されると、例えば、セメントスラリープラント３によってセメントスラリーが製造されていない時間帯、又は、第１圧送配管１２内をセメントスラリーが搬送されない時間帯等では、第１流量計１８の流量は所定閾値未満となるため、品質管理システム１０は、第１圧送配管１２と第３圧送配管１７とが通管するように分岐管１４を制御することはない。したがって、警報機１５０の誤報やセメントスラリーの廃棄制御等の誤動作が生じない。また、誤作動によってセメントスラリーの圧送が中断するような場合、第１圧送配管１２や第２圧送配管１６内のセメントスラリーに気泡が発生し、セメントスラリーの密度が低下することがある。品質管理システム１０によって、このような施工上の不具合を予防することが可能となり、低コストで高品質な地盤改良体の造成を実現することができる。
【００７１】
また、第１流量計１８の流量が所定の流量閾値以上の場合において、密度計１３によって測定されたセメントスラリーの密度が、セメントスラリーの密度の設計値から第１所定比率（例えば、３．０％）ぶん外れた場合は、分岐管１４によって当該セメントスラリーは廃棄される。また、第１流量計１８の流量が所定の流量閾値以上の場合において、密度計１３によって測定されたセメントスラリーの密度が、セメントスラリーの密度の設計値から第１所定比率（例えば、３．０％）の範囲内であり、且つ第２所定比率（例えば１．６％）の範囲外である場合は、当該セメントスラリーは地盤改良体の造成に用いられつつ、警報機１５０によって注意音の出力及び注意ランプの点灯の少なくとも一方が実行される。
【００７２】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態における地盤改良用のセメントスラリーの品質管理システム１００の概要を説明するための模式図である。品質管理システム１００は、第１圧送ポンプ１１、第１圧送配管１２、密度計１３、分岐管１４、情報処理装置１５、第２圧送配管１６、第３圧送配管１７、第２流量計１７１、第１流量計１８及び貯留槽１９等を有する。なお、図１０において、図７に示す品質管理システム１０と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
第２流量計１７１は、第３圧送配管１７に備えられる。第２流量計１７１は、第１流量計１８と同様の構成を有し、第３圧送配管１７内を搬送されるセメントスラリーの瞬時流量を計測する。
【００７４】
第２流量計１７１は、有線のＬＡＮの通信インターフェース回路を有する第２流量通信部（図示せず）を備える。第２流量計１７１は、測定した瞬時流量を示す第２流量情報を、所定の時間間隔で第２流量通信部を介して情報処理装置１５等に送信する。なお、第２流量通信部は、ＵＳＢ等と接続するためのインターフェース、無線のＬＡＮの通信インターフェース等を含む、通信インターフェースであってもよい。また、第２流量通信部は、Bluetooth等の通信方式に従った近距離無線通信を行うためのインターフェース回路を有する通信インターフェースでもよい。また、所定の時間間隔は、０．５秒間隔、１秒間隔又は２秒間隔等であるが、どのような時間間隔であってもよい。
【００７５】
情報処理装置１５は、第２流量計１７１から送信された第２流量情報によって示されるセメントスラリーの瞬間流量に基づいて算出された積分流量を表示部１５４に表示することができる。これにより、施工管理者は、地盤改良に用いられるセメントスラリーの不足分を正確に把握することが可能になる。
【００７６】
貯留槽１９は、分岐管１４と超高圧大容量ポンプ４１との間に設けられる。貯留槽１９は、第２圧送配管１６と接続し、分岐管１４から搬送される地盤改良用のセメントスラリーを貯蔵することができる。貯留槽１９には、撹拌機能が備えられており、これによりセメントスラリーの品質を一定に保つことができる。貯留槽１９に貯蔵されたセメントスラリーは、第２圧送ポンプ１９１によって、第４圧送配管１９２を介して超高圧大容量ポンプ４１に圧送される。なお、第４圧送配管１９２に、流量計（例えば、第１流量計１８と同一構成の電磁流量計等）を設けてもよい。
【００７７】
これにより、地盤改良機４における地盤改良工事で必要なセメントスラリーを確実に確保することができ、セメントスラリー不足による地盤改良体の品質低下を未然に防止することが可能になる。
【００７８】
（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態における地盤改良用のセメントスラリーの品質管理システム１０００の概要を説明するための模式図である。品質管理システム１０００は、第１圧送ポンプ１１、第１圧送配管１２、密度計１３、分岐管１４、情報処理装置１５、第２圧送配管１６、第３圧送配管１７、第２流量計１７１、第１流量計１８、貯留槽１９及び圧力計２０等を有する。なお、図１１において、図１０に示す品質管理システム１００と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
圧力計２０は、第１圧送配管１２内を流動するセメントスラリー又は水等の流動体の圧力を計測するための圧力計である。圧力計２０は、有線のＬＡＮの通信インターフェース回路を有する圧力通信部（図示せず）を備える。圧力計２０は、測定した第１圧送配管１２内の圧力を示す圧力情報を、所定の時間間隔で圧力通信部を介して情報処理装置１５等に送信する。なお、圧力通信部は、ＵＳＢ等と接続するためのインターフェース、無線のＬＡＮの通信インターフェース等を含む、通信インターフェースであってもよい。また、圧力通信部は、Bluetooth等の通信方式に従った近距離無線通信を行うためのインターフェース回路を有する通信インターフェースでもよい。また、所定の時間間隔は、例えば、０．５秒間隔であるが、１秒間隔又は２秒間隔等のどのような時間間隔であってもよい。
【００８０】
なお、密度計１３と第１流量計１８と圧力計２０とが、情報処理装置１５と接続されている同一の通信ケーブル（例えば、ＬＡＮケーブル等）と接続されてもよい。この場合、密度計１３は、当該同一の通信ケーブルを介して情報処理装置と通信を行うための通信インターフェースを有する密度通信部を備える。
【００８１】
情報処理装置１５に備えられる処理部１５５の受信部１５５１は、圧力計２０から送信された圧力情報が、所定の圧力閾値未満である場合、処理部１５５の信号生成部１５５２は、上述した制御処理を実行しない。なお、所定の圧力閾値は、第１圧送ポンプ１１によって第１圧送配管１２内に水が流動した場合の圧力と、第１圧送配管１２内にセメントスラリーが流動した場合の圧力とが区別することができれば、どのような閾値でもよい。例えば、所定の圧力閾値は、例えば、０．５Ｍｐａであるが、セメントスラリーが第１圧送配管１２内を流動した際の圧力に対する所定割合（例えば、０．８等）の値でもよい。
【００８２】
上述のとおり、圧力計２０から送信された圧力情報が所定の圧力閾値未満である場合、上述した制御処理が実行されないことにより、例えば、施工後に、セメントスラリープラント３からの洗浄水が、第１圧送配管１２、第２圧送配管１６等を介して、地盤改良機４まで流動し各種配管等を洗浄する場合、洗浄水の密度不足によって、制御信号が送信されて、洗浄水が第２圧送配管１６に流動しなくなるという誤動作の発生を予防することができる。
【００８３】
なお、図１１に示す品質管理システム１０００において、貯留槽１９及び第２圧送ポンプ１９１が備えられていなくてもよい。また、図１１に示す品質管理システム１０００において、第１流量計１８及び第２流量計１７１の全てが備えられていなくてもよく、また、図１１に示す品質管理システム１０００において、第１流量計１８及び第２流量計１７１の少なくとも１つが備えられていてもよい。
【００８４】
（変形例１）
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、第１圧送配管１２内で搬送されるセメントスラリーの流量を、第１圧送ポンプ１１の駆動量によって算出してもよい。例えば、第１圧送ポンプ１１がスクイーズ式の圧送ポンプである場合、ローターの回転数と、ローターの１回転あたりのセメントスラリーの投入量とに基づいて、セメントスラリーの流量を算出する。
【００８５】
（変形例２）
また、制御盤１４１は、弁体を駆動させるためのモーターの動作指示が手動で行われるモード、及び、当該動作指示が自動で行われるモードのいずれか一方を、施工管理者又は作業者等が設定するための入力部（図示せず）を備えてもよい。
【００８６】
施工管理者又は作業者等による入力部の操作に従って、手動でモーターの動作指示が行われるモードが設定された場合、施工管理者又は作業者等による入力部の操作に従ってモーターが作動する。そして、モーターの作動に応じて弁体が駆動し、第１圧送配管１２と第２圧送配管１６とが通管するか、又は、第１圧送配管１２と第３圧送配管１７とが通管する。手動でモーターの動作指示が行われるモードが設定された場合、情報処理装置１５は、上述した制御処理を実行しない。
【００８７】
施工管理者又は作業者等による入力部の操作に従って、自動でモーターの動作指示が行われるモードが設定された場合、情報処理装置１５は、上述した制御処理を実行する。
【００８８】
（変形例３）
また、図１に示す品質管理システム１において、圧力計２０が備えられもよい。また、図７に示す品質管理システム１０において、圧力計２０が備えられもよい。
【００８９】
当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換、及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００９０】
１，１０，１００，１０００    品質管理システム
１１    第１圧送ポンプ
１２    第１圧送配管
１３    密度計
１４    分岐管
１４１    制御盤
１５    情報処理装置
１５０    警報機
１５１    通信部
１５２    記憶部
１５３    操作部
１５４    表示部
１５５    処理部
１５５１    受信部
１５５２    信号生成部
１５５３    送信部
１６    第２圧送配管
１７    第３圧送配管
１７１    第２流量計
１８    第１流量計
１９    貯留槽
１９１    第２圧送ポンプ
１９２    第４圧送配管
２０    圧力計
３    セメントスラリープラント
３１    セメントサイロ
３２    水槽
４    地盤改良機
４１    超高圧大容量ポンプ
４２    ロッド
【図１】
2019085736.tif 000003
【図２】
2019085736.tif 000004
【図３】
2019085736.tif 000005
【図４】
2019085736.tif 000006
【図５】
2019085736.tif 000007
【図６】
2019085736.tif 000008
【図７】
2019085736.tif 000009
【図８】
2019085736.tif 000010
【図９】
2019085736.tif 000011
【図１０】
2019085736.tif 000012
【図１１】
2019085736.tif 000013