(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水ガラスに少なくとも硬化剤を混合することにより、当該水ガラスを硬化させたグラウトを製造するグラウト製造装置において、
上記水ガラスが貯留された水ガラス貯留槽と、
上記硬化剤が貯留された硬化剤貯留槽と、
上記硬化剤貯留槽から排出された硬化剤が注入される注入管と、
調整水が貯水された貯水槽と、
上記貯水槽から排出された調整水が注入され、閉塞された他端側が上記注入管内に挿入されてこれに接続される水管と、
上記水管を流れる調整水の水圧を調整するための水圧調整ポンプと、
上記注入管内に挿入された上記水管の周壁に１以上の噴出孔が形成され、上記水管に嵌め込まれる弾性栓材により上記噴出孔を予め閉塞しておき、上記水管内を流れる調整水の水圧に応じて上記噴出孔を閉塞していた弾性栓材を開放させることにより、上記噴出孔を開閉自在とした弁体と、
上記注入管内において、上記弁体における上記噴出孔を通過した調整水が混合された硬化剤を注入するための注入ポンプと、
上記水ガラス貯留槽から排出された水ガラスと、上記注入ポンプから注入された上記硬化剤とを混合する混合手段とを備え、
上記弁体は、上記水管の管軸方向に向けて上記噴出孔を複数形成させてなり、上記弾性栓材により上記各噴出孔を予め閉塞しておき、上記水圧調整ポンプにより上記水管内を流れる調整水の水圧を上昇させるにつれて、上記各噴出孔を閉塞していた弾性栓材を上記水管の先端側から順次開放させること
を特徴とするグラウト製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水ガラスに少なくとも硬化剤を混合することにより、当該水ガラスを硬化させたグラウトを製造するグラウト製造装置に関し、特にその水ガラスの硬化時間の調整を行う上で好適なグラウト製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤の止水や強化を目的とした地盤注入、中でも複相注入に用いるグラウトは、ゲルタイムの短い、瞬結グラウトとゲルタイムの長い緩結グラウトを順次切り替えながら注入する方法が採られている。
【０００３】
そのグラウトの調合方法は、主材の水ガラスと量の異なる硬化剤を２種類、或いは３種類を予めゲルタイムや強度を設定しているが、施工上、次のような問題がある。
【０００４】
（１）水ガラス系グラウトは、ケミカルグラウトであるため、硬化剤の種類によっては、液温（夏季又は冬季）によってゲルタイムは大きく変動する。
【０００５】
（２）現場では、注入状況により、ゲルタイムを変更したい場合に即時に対応できない。ここでいうゲルタイムの変更は、例えば注入圧力の動きにより、注入しているグラウトの挙動をチェックしたい場合も含まれる。
【０００６】
このような（１）、（２）等の問題を解決できるグラウトの調整が可能なグラウト製造装置の開発が従来より求められていた。
【０００７】
水ガラス系グラウトは、水ガラスが硬化するまでの時間（以下、ゲルタイムという。）や強度は、硬化剤の種類や濃度に応じて互いに異なるものとなる。このような水ガラス系グラウトを実施工時に使用する際には、その水ガラス系グラウトは、施工箇所や、その環境、求められるニーズ等に応じて、最適なゲルタイムや強度の仕様を策定する。そして、この策定したゲルタイムや強度の仕様に沿うような硬化剤を選定し、その濃度を決定していくことになる。つまり、この水ガラス系グラウトは、施工箇所や施工条件等に応じて最適な硬化剤を調整することにより、所望のゲルタイム、強度を得ることができる点において優位性がある。
【０００８】
ところで、このような水ガラス系グラウトおいて実際に水ガラスのゲルタイムを調整する方法としては、例えば特許文献１に示すような技術が開示されている。この特許文献１の開示技術は、例えば図４に示すように水ガラス（Ａ液）と、硬化剤（Ｂ液）と、助剤（Ｃ液）とをそれぞれ調合容器１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに入れておく。ちなみに、このＣ液は、あくまでＢ液を添加することによるＡ液のゲルタイムを調整するための助剤である。混合溶液１０２ａ内のＡ液は、サクションホース１０３ａから注入ポンプ１０４ａにより吸引されて、更に注入ホース１０５を通って注入管１０６の先端部の混合室１０７へと導かれるようになっている。
【０００９】
また、混合溶液１０２ｂ内のＢ液は、サクションホース１０３ｂから注入ポンプ１０４ｂにより吸引されて、注入ホース１０５´を介して注入管１０６の混合室１０７へと導かれるようになっている。更に調合容器１０２ｃ内におけるＣ液は、サクションホース１０３ｃから補助ポンプ１０８により送流ホース１０９を通り、逆止弁等を初めとした切り換器１１０を介してサクションホース１０３ｂへと合流する構成となっている。
【００１０】
このような構成からなる複合注入工法によれば、そして、Ａ液とＢ液とを混合することにより得られるＡ＋Ｂ液を実際に施工箇所等に注入し、途中でＣ液を合流させることにより、Ａ＋Ｂ＋Ｃ液としてこれを地盤中に注入する。このＡ＋Ｂ液は、Ｃ液が混合されていないものであるためにゲルタイムが短く、このＡ＋Ｂ＋Ｃ液は、Ｃ液が混合されているものであるためにゲルタイムが長い。
【００１１】
即ち、この複合注入工法によれば、Ａ＋Ｂ液におよる瞬結薬液と、Ａ＋Ｂ＋Ｃ液による緩結薬液とを順次切り替えながら注入を行うことにより、ゲルタイムを調整しつつ地盤を固結させていく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６４−０２９５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述の如き構成からなる複合注入工法によれば、Ａ＋Ｂ液におよる瞬結薬液と、Ａ＋Ｂ＋Ｃ液による緩結薬液の２種類の薬液のみを地盤中に注入することが可能な構成とされている。換言すれば、ゲルタイムは、瞬結薬液と緩結薬液の２段階のゲルタイムしかコントロールすることができない。
【００１４】
このためゲルタイムを例えば３段階以上としたい場合には、かかるゲルタイムや強度の異なる３種類の硬化剤やそれを入れるための調合容器が必要になる。このため、これら硬化剤の調合に必要な労力が過大になるとともに、システム全体のコストが増加してしまうという問題点があった。
【００１５】
また、この特許文献１記載の複合注入工法によれば、Ｐ５上段右側の上から３行目において「逆止弁等の切り換器１０を介してサクションホース３ｂ内に合流し」とあることものの、切り換器の詳細な構造やその機能については特に記載されていない。しかしながら、特許文献１のＰ４下段右側の下から３行目において、「〜Ｃ液は、自然流下或いはポンプを用いても加圧を必要としないため簡単なものでよいこと」という記載がある。以上から、この特許文献１開示の切り換器は、注入ポンプのサクションホース側の吸引力（負圧）を利用したものである。
【００１６】
しかしながら、このような特許文献１に開示の如き切り換器は、以下のような問題点があった。即ち、硬化剤としてのＢ液のみを注入する場合、切り換器は機能せず、負圧によってＣ液はＢ液に吸い込まれる虞がある。このため、切り換器には、コック等の閉鎖装置が取り付けられているものと考えられる。更にＣ液をより正確な量を以ってＢ液に混合させるためには、Ｃ液の流量を予め計量しておかなければならない。
【００１７】
このため、特許文献１に開示されているようなサクションホース側の負圧を利用することなく、Ｂ液とＣ液とを混合することが可能な切り換器を提案する必要があった。
【００１８】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、水ガラスを硬化させたグラウトを製造するためのグラウト製造装置において、そのゲルタイムや強度を２段階以上に亘って自在に調整することができ、しかもサクションホース側の負圧を利用することなく硬化剤のゲルタイムや強度を調整することが可能なグラウト製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明を適用したグラウト製造装置は、水ガラスに少なくとも硬化剤を混合することにより、当該水ガラスを硬化させたグラウトを製造するグラウト製造装置において、上記水ガラスが貯留された水ガラス貯留槽と、上記硬化剤が貯留された硬化剤貯留槽と、上記硬化剤貯留槽から排出された硬化剤が注入される注入管と、調整水が貯水された貯水槽と、上記貯水槽から排出された調整水が注入され、閉塞された他端側が上記注入管内に挿入されてこれに接続される水管と、上記水管を流れる水の水圧（流量）を調整するための水圧調整ポンプ（流量調整ポンプ）と、上記注入管内に挿入された上記水管の周壁に１以上の噴出孔が形成され、上記水管に嵌め込まれる輪状のゴム製栓材により上記噴出孔を予め閉塞しておき、上記水管内を流れる水の水圧に応じて上記噴出孔を閉塞していたゴム製栓材を開放させることにより、上記噴出孔を開閉自在とした弁体と、上記注入管内において、上記弁体における上記噴出孔を通過した水が混合された硬化剤を注入するための注入ポンプと、上記水ガラス貯留槽から排出された水ガラスと、上記注入ポンプから注入された上記硬化剤とを混合する混合手段とを備え、上記弁体は、上記水管の管軸方向に向けて上記噴出孔を複数形成させてなり、上記弾性栓材により上記各噴出孔を予め閉塞しておき、上記水圧調整ポンプにより上記水管内を流れる調整水の水圧を上昇させるにつれて、上記各噴出孔を閉塞していた弾性栓材を上記水管の先端側から順次開放させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
上述した構成からなる本発明によれば、様々なゲルタイムや固結強度の異なるグラウトを連続的は交互に注入箇所へ注入させることが可能となる。水ガラスと混合すべき硬化剤の一部を調整水と置換することが可能とし、２種類以上のゲルタイム、固結強度からなるグラウトを製造することが可能となり、製造労力の軽減、装置を簡略化させることによるコストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用したグラウト製造装置の構成図である。
【図２】本発明を適用したグラウト製造装置における弁体の構成について説明するための図である。
【図３】図２において説明する弁体の拡大構成図である。
【図４】従来におけるグラウト製造装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用したグラウト製造装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００２４】
本発明を適用したグラウト製造装置１は、図１に示すように水ガラスが貯留された水ガラス貯留槽２ａと、硬化剤が貯留された硬化剤貯留槽２ｂと、調整水が貯水された貯水槽２ｃと、水ガラス貯水槽２ａに接続された注入管３ａと、硬化剤貯留槽２ｂに接続された注入管３ｂと、貯水槽２ｃから注入管３ｂにかけて接続された水管３ｃと、この水管３ｃの途中に設けられた水圧調整ポンプ８と、水管３ｃと注入管３ｂとの接続箇所に設けられる弁体１０と、注入管３ａの他端側に取り付けられた注入ポンプ４ａと、注入管３ｂの他端側に取り付けられた注入ポンプ４ｂと、注入ポンプ４ａに接続されたホース５ａと、注入ポンプ４ｂに接続されたホース５ｂと、ホース５ａ、５ｂを互いに混合する混合部６とを備えている。
【００２５】
このグラウト製造装置１は、硬化剤貯留槽２ｂに貯留された硬化剤と、貯水槽２ｃに貯水された調整水とを混合した上で、その調整水が混合された硬化剤と、水ガラス貯留槽２ａに貯留された水ガラスとを混合し、当該水ガラスを硬化させてグラウトを製造する装置である。
【００２６】
このグラウト製造装置１では、所期のグラウトの製造を注入ポンプ４ａ、４ｂを動作させることにより行う。即ち、注入ポンプ４ａを作動させることにより、水ガラス貯留槽２ａに貯留された水ガラスが吸引されて注入管３ａを流下し、更にこの注入ポンプ４ａによってホース５ａ中へ向けて送出されることになる。注入ポンプ４ｂを作動させることにより、硬化剤貯留槽２ｂに貯留された硬化剤が吸引されて注入管３ｂを流下する。また貯水槽２ｃに貯水された調整水は、水圧調整ポンプ８により水管３ｃ内に吸引される。そして、この水管３内を流れた調整水は、弁体１０を通過して注入管３ｂを流れる硬化剤と混合される。この調整水が混合された硬化剤は、更に注入ポンプ４ｂによってホース５ｂ中へ向けて送出されることになる。
【００２７】
ホース５ａと、ホース５ｂの互いの先端の近接箇所やその具体的な方法については、特に限定されるものではないから、例えば図１に示すような注入すべき地盤内に導かれていてもよい。その結果、これらホース５ａ、５ｂの先端は、その注入すべき箇所の近傍において配設されることになる。ホース５ａ、５ｂの先端から排出される水ガラスと、硬化剤は互いに混合されることになるが、この混合するための混合手段は、少なくとも何らかの器具、部材を用いて実現されるものであってもよい。またかかる混合手段は、ホース５ａ、５ｂの先端から排出される水ガラスと、硬化剤とを互いに混合することが可能となるように、互いのホース５ａ、５ｂの先端を近接させたもののみで構成されていてもよい。
【００２８】
水圧調整ポンプ８は、その送出圧力を調整可能なポンプで構成されている。水圧調整ポンプ８により吐出圧力が高くなるように設定された場合には、水管３ｃから弁体１０に至るまで水圧が高くなる。これに対して、水圧調整ポンプ８により吐出圧力が低くなるように設定された場合には、水管３ｃから弁体１０に至るまで水圧が低くなる。
【００２９】
水ガラス貯留槽２ａに貯留された水ガラスは、アルカリケイ酸塩であって、代表的にはケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等、或いはこれらの混合物である。ちなみに、このアルカリケイ酸塩におけるモル比は、２．５〜４であることが望ましい。ケイ酸ナトリウムは大きな粘性を有する。水ガラスは、ｐＨが約１１−１２程度の高アルカリ性を呈し、そのままでは硬化しないものとされている。なお、水ガラスの使用量は、特に限定されるものではないが、望ましくは浸透性を考慮して粘性２〜５ｍＰａ・ｓに相当するものであり、ＳｉＯ2換算で４〜２５重量％である。ちなみに、この水ガラスは、水である程度希釈したいわゆる水ガラス水溶液をも含む趣旨である。
【００３０】
硬化剤貯留槽２ｂにおいて貯留される硬化剤は、アルカリ性硬化剤と、酸性硬化剤とに大別される。
【００３１】
アルカリ性硬化剤は、水ガラスと硬化剤とを混合することにより、アルカリ領域（ｐＨ＝８．６以上）でゲル化させるためのものである。このアルカリ系硬化剤は、更に溶液型と、懸濁型とに分類することができる。溶液型の硬化剤は、アルカリ領域でゲル化できるものであれば特に限定するものではなく、代表的には硫酸、重硫酸ソーダ、燐酸及びその酸性塩類、硬化助剤として硫酸バンド、明バン、塩化ナトリウム、塩化カルシウム等がある。また懸濁型（セメント型）の硬化剤としては、セメント、石灰及びこれにスラグを加えたもの等がある。これらアルカリ系硬化剤によれば、その基本配合は、ゲルタイムの短いグラウトであり、また懸濁型の硬化剤としては、かかる硬化剤の一部を調整水に置換したものと同等のものとして考えることができる。この懸濁型の硬化剤によればゲルタイムを長くすることができるとともに、強度も小さくすることが可能となる。
【００３２】
酸性硬化剤は、例えば硫酸等の強酸性を示す硬化剤であって、水ガラスと硬化剤とを混合することにより、水ガラス中のアルカリ（Ｎａ2Ｏ）を取り除いて酸性領域（ｐＨ＝８．６未満）でゲル化させるためのものである。
【００３３】
この酸性硬化剤は、アルカリ系とは逆に、硬化剤と調整水とを混合した場合、ｐＨが高くなり、ゲルタイムは却って短くなる。このため、ゲルタイムの長い硬化剤がその基本配合となる。酸性硬化剤は、酸性領域でゲル化できるものであれば特に限定するものではなく、代表的には硫酸、重硫酸ソーダ、燐酸等、助剤としては必要に応じて水ガラス側に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等の水には難溶性であるが、酸には溶解する化合物を加えることもできる。
【００３４】
なお、硬化剤貯留槽２ｂにおいて貯留される硬化剤は、上述した硬化剤を水で希釈したものも含まれる。
【００３５】
弁体１０は、水管３ｃの先端において形成されている。この水管３ｃは、例えば図２に示すように、上下の延長されている注入管３ｂに対して略直交方向となる水平方向から取り付けられる構成であってもよいが、これに限定されるものではない。この水管３ｃは、その先端が、注入管３ｂの側壁に開削された孔３２を介して注入管３ｂ内に挿入される。この注入管３ｂにおける孔３２と、水管３ｃとの間に形成された隙間を埋めるべく、例えばゴム等の封止材３３がその隙間において敷き詰められていてもよいが、その他いかなる方法であってもよい。このようにして、この水管３ｃは、その先端を注入管３ｂ内に挿入されつつ、その水管３ｃの周壁を孔３２に対して封止材３３を介して封止することにより、注入管３ｂからの硬化剤の漏れを防止できる構成としている。
なお、調整水には、主として清水を用いる。しかし、ゲルタイムのコントロール性をより高める場合や、懸濁型のセメント等の硬化発現を促進させる場合には、これらの作用効果を奏することが可能な物質を添加したものを調整水として用いるようにしてもよい。
【００３６】
そして、この注入管３ｂ内に挿入された水管３ｃの先端領域において、この弁体１０が形成されている。注入管３ｂ内に挿入された水管３ｃの延長方向は、図２(a)に示すように途中から略鉛直下向きになるように折り曲げられていてもよいし、図２(b)に示すようにそのまま水平方向に延長されていてもよい。この注入管３ｂ内に挿入された水管３ｃの最先端３１は、閉塞されている。この注入管３ｂ内に挿入された水管３ｃの周壁には、輪状のゴム製栓材４１が嵌め込まれている。また、ゴム製の代わりにフレキシブルな材質であればよく、弾性であればよい。更には硬質のスプリングで構成するようにしてもよい。
【００３７】
図３は、この弁体１０の拡大図を示している。この弁体１０を構成する水管３ｃの周壁には、１以上の噴出孔４２が形成されている。この噴出孔４２は、水管３ｃの管軸方向Ａに向けて複数形成されていてもよい。この噴出孔４２は、少なくともその管軸直交方向Ｂにおいても複数設けられていてもよいが、かかる場合には、弁体１０の長さは、サクションホース内径より短く、その噴出孔４２が管軸直交方向Ｂに向けてズレることなく揃っていることが必須となる。以下、水管３ｃの管軸方向Ａに向けて複数形成されている噴出孔４２につき、先端側から順に噴出孔４２ａ、４２ｂ、・・と称する。
【００３８】
ゴム製栓材４１は、この噴出孔４２を予め閉塞するようにして嵌め込まれている。この噴出孔４２が管軸方向Ａに向けて複数形成されている場合には、その管軸方向Ａに形成された個々の噴出孔４２を閉塞するように、ゴム製栓材４１が複数列に亘って設けられている。以下、この噴出孔４２ａ、４２ｂ、・・をそれぞれ閉塞するゴム製栓材４１を、それぞれゴム製栓材４１ａ、４１ｂ、・・・と称する。ゴム製栓材４１は、弾性を呈し、しかも液体中に浸漬させた場合においても、弾性復元力を発揮しえるように、例えば合成ゴム等の素材により構成されている。このゴム製栓材４１の径は、水管３ｃの径よりも径小となるものと使用することにより、当該水管３ｃにこれを嵌め込んだ場合において、ゴム製栓材４１による締め付け力を発揮させることが可能となり、ひいては噴出孔４２をこのゴム製栓材４１を以って強固に密着させることが可能となる。
【００３９】
なお、このゴム製栓材４１と形状は、上述の如きＯリング状で構成される場合に限定されるものではなく、複数の噴出孔４２の全てを１つのゴム製栓材４１により閉塞させるものであってもよい。
【００４０】
このような構成からなる弁体１０によれば、水圧調整ポンプ８により水管３ｃ内の水圧を徐々に高くした場合、水管３ｃ内の水圧によって各ゴム製栓材４１に水管３ｃから外側に向かって押出し力が負荷される。この押出し力は、弁体１０における最先端側のゴム製栓材４１ａにおいて最も高くなるため、最初にゴム製栓材４１ａが押出し力によって押し上げられ、噴出孔４２ａから調整水が注入管３ｂ内において浸入することになる。その結果、注入管３ｂ内において硬化剤と調整水とが混合することになる。
【００４１】
また、水圧調整ポンプ８により水管３ｃ内の水圧を更に高くした場合、水管３ｃ内の水圧によって各ゴム製栓材４１に水管３ｃから外側に向かう押出し力が増強される。その結果、弁体１０における最先端側のゴム製栓材４１ａに管軸方向Ａに向けて隣接するゴム製栓材４１ｂが押出し力によって押し上げられ、噴出孔４２ｂから調整水が注入管３ｂ内において浸入することになる。また、更に水圧を高くした場合に、更にゴム製栓材４１ｃが押出し力によって押し上げられ、噴出孔４２ｃから調整水が注入管３ｂ内において浸入する。このように水圧を高くすることにより、管軸方向Ａ先端側からゴム製栓材４１を順次開けることができ、これに伴って注入管３ｂ内において水管３ｃから調整水を徐々に浸入させることが可能となる。これにより、硬化剤と混合される調整水の割合が徐々に増加していくことになる。
【００４２】
その結果、本発明によれば、水圧を徐々に高くすることにより、個々のゴム製栓材４１を押し上げて噴出孔４２を開放状態にすることができる。このため、個々のゴム製栓材４１を押し上げる上での抵抗を小さくすることが可能となる。また、噴出孔４２を複数個所に設けて徐々にこれを開放状態としていく構成とすることで、硬化剤の中に調整水を分散して噴出させることができ、良好な混合度合とすることが可能となる。
【００４３】
即ち、この弁体１０は、水管３ｃに嵌め込まれる輪状のゴム製栓材４１により噴出孔４２を予め閉塞しておき、水管３ｃ内を流れる調整水の水圧に応じて噴出孔４２を閉塞していたゴム製栓材４１を開放させることにより、噴出孔４２を開閉自在としている。
図２(c)は、噴出孔を一段で構成し、１つのゴム製栓材４１でこれを閉塞する構成としているが、かかる構成であっても、水圧を徐々に高くすることにより、個々のゴム製栓材４１を押し上げて噴出孔４２を開放状態にすることが可能となる。
【００４４】
また、このような構成からなる弁体１０を採用する本発明によれば、この硬化剤と混合する調整水の割合を、あくまで水圧調整ポンプ８による水圧を介して調整することができ、従来の如く弁の開閉を本発明でいうところの注入ポンプ４ｂにより負圧状態を作り出して行うのを防止することができる。このため、特許文献１の開示技術のように、硬化剤のみを注入する場合であっても、負圧によって水管３ｃ内の調整水が硬化剤に吸い込まれてしまうのを防止することが可能となる。このため、従来のごとく切り換器にコック等の閉鎖装置を取り付ける必要も無くなり、システム構成をより簡略化させることが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
【００４５】
また、本発明によれば、硬化剤に混合すべき調整水の量をより正確に調製することも可能となり、硬化剤と調整水の比率をより高精度にコントロールすることが可能となる。その結果、得られるグラウトのゲルタイムや強度をも高精度にコントロールすることが可能となる。
【００４６】
更に上述した構成からなる本発明によれば、このためゲルタイムや固結強度を２段階以上に亘ってコントロールしたい場合においても、水圧調整ポンプ８により水圧を調整することにより、容易に実現することが可能となる。このため、特許文献１の開示技術のようにゲルタイムや強度の異なる２種類以上の硬化剤やそれを入れるための調合容器も不要となり、製造労力の軽減、並びにシステム全体の低コスト化を図ることが可能となる。
【００４７】
なお、本発明では、注入管３ａ、３ｂ並びに水管３ｃは、注入ポンプ４ａ、４ｂ、水圧調整ポンプ８の種類や機能、大きさにもよるが、内径が約２．５４ｃｍ、長さが約２〜３ｍ程度である。このため、水管３ｃにおける先端に形成された弁体１０の径は、外径１．８ｃｍ、長さ６ｃｍ、噴出孔４２の数は１２個、噴出孔４２の大きさは、２．０ｍｍ程度が望ましい。
【００４８】
また、注入管３ｂの内径と、弁体１０における外径の断面積の比は、硬化剤に対する調整水の最大量の比と同等以下であることが望ましい。
【実施例１】
【００４９】
以下、本発明を適用したグラウト製造装置１の効果について検証するために行った実施例について説明をする。
【００５０】
実験に用いた水ガラスはＪＩＳ３号、硬化剤としては、工業用重硫酸ソーダ、硫酸バン土、セメントは普通セメントを用いた。
【００５１】
実験は、上述した水ガラス４００ｍｌと水６００ｍｌで希釈したＡ液１ｌとし、硬化剤のＢ液は、重硫酸ソーダ７６ｇと硫酸バン土２４ｇを水で希釈して１ｌとした。
【００５２】
実験では、上述したＡ液１００ｍｌとＢ液１００ｍｌとを混合した場合を本発明例１とし、ゲルタイムを測定したところ４秒であった。またこの混合溶液のｐＨを測定したところ、９．４を示し、アルカリ系グラウトであることを確認することができた。
【００５３】
次に本発明例１を調製する上で使用したＢ液の１０％を水で置換し、これとＡ液と混合した（本発明例２）。本発明例１を調製する上で使用したＢ液の２０％を水で置換し、これとＡ液と混合した（本発明例３）。本発明例１を調製する上で使用したＢ液の２５％を水で置換し、これとＡ液と混合した（本発明例４）。本発明例２〜４についてそれぞれゲルタイムを測定したところ、本発明例２のゲルタイムは２０秒、本発明例３のゲルタイムは３分２０秒、本発明例４のゲルタイムは５分４０秒であった。Ｂ液における水の置換率が大きいほどゲルタイムが長くなっていることが分かる。
【実施例２】
【００５４】
硬化剤のＢ液として、重硫酸ソーダ２２５ｇを水に溶解させて１ｌとした。このＢ液１００ｍｌと、実施例１におけるＡ液１００ｍｌとを混合したところ（本発明例５）、１２４０分でゲル化した。また、このときのｐＨを測定したところ、２．１を示し、非アルカリ系（酸性水ガラス）グラウトであることが確認できた。
【００５５】
次に、本発明例５のＢ液の１３％を水で置換した本発明例６、本発明例５のＢ液の１６％を水で置換した本発明例７、本発明例５のＢ液の２５％を調整水で置換した本発明例８を、Ａ液と混合したところ、そのゲルタイムは、本発明例６が４４分、本発明例７が２０秒、本発明例８が４秒と、水の置換率が高くなるにつれてゲルタイムは短くなることが確認できた。
【実施例３】
【００５６】
水ガラス５００ｍｌに水５００ｍｌを希釈させた水ガラス水溶液１ｌをＡ液とした。また、セメント５００ｇに水を加えて１ｌとした硬化剤をＢ液とした。
【００５７】
実験では、Ａ液１００ｍｌとＢ液１００ｍｌとを混合したところ（本発明例９）、ゲルタイムは５２秒であり、一軸圧縮強度（材齢２８日）は、４．１７Ｎ／ｍｍ2であった。
【００５８】
次にこの本発明例９のＢ液の２０％を水で置換し、これとＡ液とを混合した本発明例１０を調製した。また本発明例９のＢ液の４０％を水で置換し、これとＡ液とを混合した本発明例１１を調製した。それぞれについてゲルタイムを測定したところ、本発明例１０のゲルタイムは１分２０秒、本発明例１１のゲルタイムは２分１０秒であった。また本発明例１０の一軸圧縮強度は、２．９６Ｎ／ｍｍ2、本発明例１１の一軸圧縮強度は、１．４１Ｎ／ｍｍ2であり、水の置換率が高くなるにつれて、ゲルタイムが短くなり、一軸圧縮強度も小さくなることが確認できた。
【００５９】
これは調整水により、Ｂ液のセメント量が少なくなっている点からも明らかである。
【実施例４】
【００６０】
上述したグラウト製造装置１を使用し、弁体１０としては、内径１．８ｃｍ、長さ６ｃｍ、噴出孔の外径２．０ｍｍ、１リング当りの孔数４個、ゴム製栓材４１の個数１２個とし、水ガラス貯水槽２にＡ液１００ｌ、硬化剤貯留槽２ｂにＢ液１００ｌを貯留させた。実験では、水圧調整ポンプ８を停止した状態で、毎分Ａ液１０ｌ、Ｂ液１０ｌを注入ポンプ４ａと、注入ポンプ４ｂで注入し、ホース５ａ、５ｂの先端で合流混合したところ、４秒でゲル化した（本発明例１２）。
【００６１】
このとき水圧調整ポンプ８を停止していることから、弁体１０は閉まっている状態となっているが、実際に注入ポンプ４ｂによる負圧が負荷した状態においても、かかる弁体１０から注入管３ｂ内に調整水が漏れるのを防止することが可能となる。
【００６２】
次に、水圧調整ポンプ８を作動させて、Ｂ液１０ｌの１０％に相当する毎分１ｌの流量に調整して注入ポンプ４ｂを作動し、注入管３ｂ内を負圧状態（０．００３Ｎ／ｍｍ2に相当）でミニポンプを作動させたところ、０．０１Ｎ／ｍｍ2以上の加圧でゴム製栓材４１ａが開き、注入管３ｂのＢ液に調整水が圧入混合され、更に、このＢ液とＡ液とを合流混合させたところ、２２秒でゲル化した（本発明例１３）。
【００６３】
同様に、調整水を毎分２ｌの流量に調整したところ、弁体１０は、０．０１Ｎ／ｍｍ2の加圧下でゴム製栓材４１ａ、並びにゴム製栓材４１ｂが開き、注入管３ｂのＢ液に調整水が圧入混合され、その混合状態は良好であった（本発明例１４）。このときのゲルタイムは、３分１０秒であった。
【００６４】
以上の結果から、本発明例１と本発明例１２、本発明例２と本発明例１３、本発明例３と本発明例１４とは、ゲルタイムがほぼ同様な結果が得られた。
【符号の説明】
【００６５】
１  グラウト製造装置
２ａ  水ガラス貯留槽
２ｂ  硬化剤貯留槽
２ｃ  貯水槽
３ａ、３ｂ  注入管
３ｃ  水管
４  注入ポンプ
５  ホース
８  水圧調整ポンプ
１０  弁体
４１  ゴム製栓材
４２  噴出孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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