(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水およびセメントミルクの異種流動物の供給源から同一の液送ラインを通して水またはセメントミルクのいずれかの流動物に切り換えながら液送し、アースオーガの先端のビットへ液送する当該液送ラインの途中部で前記流動物の圧力を検知し、その圧力の検知信号に基づいて流れている流動物が水であるか、セメントミルクであるかを判別することを特徴とする異種流動物の自動認識方法。
【請求項２】
水およびセメントミルクの異種流動物の供給源から同一の液送ラインを通して水またはセメントミルクのいずれかの流動物に切り換えながら液送し、アースオーガの先端のビットへ液送する当該液送ラインの途中部に液送ライン内を流れる前記いずれかの流動物の圧力を検出する圧力検知手段を設け、この圧力検知手段による液送ライン内を流れる前記流動物の圧力の検知信号を得て、その圧力の検知信号に基づいて流れている前記流動物が水であるか、セメントミルクであるかを判別するようにしたことを特徴とする異種流動物の自動認識装置。
【請求項３】
前記流動物供給源と前記圧力検知手段との間に流動物の流量を計測する流量計を介装し、この流量計からの計測信号に基づいて送量を記録するようになされている請求項２記載の異種流動物の自動認識装置。
【請求項４】
前記圧力検知手段は、液送ラインを構成する管の外側部に設置され管内に面して開口されたケーシングと、このケーシング内に液密に摺動自在に内挿され受圧面が前記管内に面しておかれるピストンと、このピストンを移動可能に支持し該ピストンに背圧を与えるスプリングを含む支持手段と、前記ピストンの移動量を検出してその検出信号を発信する検出器とで構成されている請求項２または３記載の異種流動物の自動認識装置。
【請求項５】
前記圧力検知手段は、液送ラインを構成する管の外側部に設置され管内に面して開口されたハウジングと、このハウジング内に張装されたダイヤフラムと、このダイヤフラムに背圧を与えるスプリングと、前記ダイヤフラムの変位を検知してその検知信号を発信する検出器とで構成されている請求項２または３記載の異種流動物の自動認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一の液送ラインで異種流動物を液送するものにおいて、その液送ライン中で流動物の種別を判別し、目的搬送先への的確な指示と定量化、およびその記録をも可能とする異種流動物の自動認識方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば基礎杭の造成においては、先端部に高圧噴射孔を有するビットを装着したアースオーガにより杭先端部の土砂を前記高圧噴射孔から噴射される高圧水と協働して掘削し、掘削深度が支持層に到達したのち噴射水をセメントミルクに切り替えて所定の圧力で高圧噴射し、次いで所定の速度でビットを引き上げることにより所定径、所定強度の拡大球根を築造する工法が一般に採られている。
【０００３】
上記作業において、ビットの引き上げタイミングは、作業指示者が水からセメントミルクへの切り替え指示をバルブ切り替え作業員に伝え、次いで作業指示者はバルブ切り替え作業員からの切り替え完了合図と、液送ライン内の残留水量を勘案してビットの先端にセメントミルクが到達したとする経験的手法によりオーガのオペレータにビットの引き上げ指示を行うという方法が採られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記の方法では、セメントミルクプラントと施工現場との距離が長い場合、すなわちライン置換量が大きい場合には、ビットの先端に所定の濃度のセメントミルクが到達したか否かの判断、換言すればビットの引き上げのタイミングに誤差を生じることが頻発していた。
【０００５】
またセメントミルクの注入の際に所定径（所定強度）を保たせながら一定速度でビットを引き上げるには、何らかの原因で電圧低下が起こり、途中でセメントミルクの液送圧力が低下（流量不足）が生じると所定径（所定強度）の球根が築造されなくなるという品質管理上の基本的な問題をもたらす。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解消し、所定径、所定強度の地中造成物が得られ、かつ品質管理上必要な計測および記録を可能とする異種流動物の自動認識方法およびその装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、本発明の異種流動物の自動認識方法は、水およびセメントミルクの異種流動物の供給源から同一の液送ラインを通して水またはセメントミルクのいずれかの流動物に切り換えながら液送し、アースオーガの先端のビットへ液送する当該液送ラインの途中部で前記流動物の圧力を検知し、その圧力の検知信号に基づいて流れている流動物が水であるか、セメントミルクであるかを判別することを特徴とする。
また、本発明の異種流動物の自動認識装置は、水およびセメントミルクの異種流動物の供給源から同一の液送ラインを通して水またはセメントミルクのいずれかの流動物に切り換えながら液送し、アースオーガの先端のビットへ液送する当該液送ラインの途中部に液送ライン内を流れる前記いずれかの流動物の圧力を検出する圧力検知手段を設け、この圧力検知手段による液送ライン内を流れる前記流動物の圧力の検知信号を得て、その圧力の検知信号に基づいて流れている前記流動物が水であるか、セメントミルクであるかを判別するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
前記圧力検知手段としては、液送ラインを構成する管の外側部に設置され管内に面して開口されたケーシングと、このケーシング内に摺動自在に内挿され受圧面が前記管内に面しておかれるピストンと、このピストンを移動可能に支持し該ピストンに背圧を与えるスプリングを含む支持手段と、前記ピストンの移動量を検出してその検出信号を発信する検出器とで構成されるピストン式、あるいは液送ラインを構成する管の外側に設置され管内に面して開口されたハウジングと、このハウジング内に張装されたダイヤフラムと、このダイヤフラムに背圧を与えるスプリングと、前記ダイヤフラムの変位を検知してその検知信号を発信する検出器とで構成されるダイヤフラム式を採用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態の構成図で、アースオーガ１の先端のビット２から水またはセメントミルクを高圧で噴出させて地盤の掘削と掘削後の地中球根の造成とを行う場合を例示している。
【００１１】
アースオーガ１へは、流動物供給源の一例としてのプラント３から流動物としての水またはセメントミルクを同じ液送ライン４（配管系）を使用して供給するようになされており、この液送ライン４中にはその上流側に流量を計測する流量計５（電磁流量計）が、同じく下流側には流体圧力を検出する圧力検出手段としての圧力検出器６がそれぞれ介装されている。
【００１２】
前記流量計５からの流量検出信号として瞬時流量ａと積算流量ｂとが流量・圧力記録装置７へ入力され、この流量・圧力記録装置７の瞬時流量表示部９に瞬時流量と積算流量が７セグメント表示により数値表示されるようになっている。
【００１３】
これと併せて前記圧力検出器６からの検出圧力値ｃが流量・圧力記録装置７へ入力され、この流量・圧力記録装置７の瞬時圧力表示部８に瞬時圧力が７セグメント表示により数値表示されるようになっている。
【００１４】
一方、上記流量・圧力記録装置７は、ＡＴＡカード１０（２０ＭＢ相当）を介してパソコン１１に接続され、施工状況、現場名、杭番号、その他の施工記録の保存、解析がなされる。
【００１５】
前記圧力検出手段としては、図２に例示するピストン式、図３に例示するダイヤフラム式等の圧力検出器６Ａ，６Ｂが用いられる。
【００１６】
図２にピストン式圧力検出器６Ａは、前記液送ライン４を構成する管４ａの外側面に設置されて管４ａ内に開口するケーシング１２と、このケーシング１２内に液密に摺動自在に嵌挿され受圧面１３ａが前記管４ａ内に面しておかれるピストン１３と、このピストン１３を移動可能に支持し、該ピストン１３に背圧を与えるスプリング１４を含む支持部１５と、このピストン１３の移動量を検出してその検出信号を圧力信号として発信する検出器１６とで構成されている。
【００１７】
一方、切削施工では、概して液送ライン４を流れる流動物の種類（性状）により流動圧力が変わる。例えば、図４に示すように、水を送るときの圧力よりもセメントミルクを送るときの流動圧力の方が高くなる。したがって、ピストン１３の受圧面１３ａに加わる圧力も水とセメントミルクでは異なり、流動物が水である場合はピストン１３の移動量は小さく、流動物がセメントミルクである場合はピストン１３の移動量が大きくなる。故に、そのピストン１３の移動の状態を検出器１６で検出することにより、流動物を検知してその流動物が何であるかを知ることができる。
【００１８】
図３のダイヤフラム式圧力検出器６Ｂは、前記液送ライン４を構成する管４ａの外側面に設置されて管４ａ内に面して開口するハウジング１７と、このハウジング１７内に張装されたダイヤフラム１８と、このダイヤフラム１８に背圧を与えるスプリング１９と、前記ダイヤフラム１８の変位を検知してその検出信号を圧力信号として発信する検出器２０とで構成されている。
【００１９】
このダイヤフラム式圧力検出器６Ｂにおいても、液送ライン４を流れる流動物の種類によりダイヤフラム１８の変位量が異なることから、現在流れている流動物の流量圧力およびその種類を直ちに知ることができる。
【００２０】
したがって例えばアースオーガ１のビット２の先端から水噴射を行いながら地盤の掘削を進め、その掘削深度が支持層に到達したのちそこから所定深さまで掘削した段階で流動物を水からセメントミルクに切り替え、次いでビット２の先端にセメントミルクが達したと判断した時点で所定の速度でビット２の引き上げを開始し、球根を造成して行くが、上記水からセメントミルクへの切り替え後のビット２の引き上げタイミングを圧力検出値を知ることにより正確に把握することができる。
【００２１】
図４は水とセメントミルクとの流量圧力−時間のグラフを示すもので、この図において流量圧力（ＭＰａ）＝Ｘが或る範囲内の場合、流量タイプは次のようになる。
【００２２】
１）Ｏ≦Ｘ＜Ａ；停止
２）Ａ≦Ｘ＜Ｂ；水
３）Ｂ≦Ｘ    ；セメントミルク
ここで、図４において、液送ライン４に水が流れているときは、しきい値圧力Ｂより小さい圧力が検知されるが、水からセメントミルクに切り換えると、液送ライン４ではセメントミルクが水を押し出しながら流れ、次第に圧力が上昇していく。しきい値圧力Ｂを超えて連続してｔ時間（３秒）経過した後も圧力が上昇していく場合、液送ライン４内は水からセメントミルクに完全に置換され、その時点（しきい値圧力Ｂを越えた時点から3秒後）でビット２の先端までセメントミルクが達したと判定する。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、水とセメントミルク供給源と施工現場との距離が離隔している場合、すなわち配管系のライン置換量が大きくとも、ライン圧力をしきい値圧力および時間との関係でみることにより、セメントミルクがビットの先端に達した時間を判定できるので、ビットの引き上げタイミングを的確に把握して行うことができる。
【００２４】
また本発明を用いれば、計測に加え品質管理および提出用の記録を同時に行えるようにすることができるので、作業員の削減をも図ることが可能となる。
【００２５】
さらに流動物の組成変化が生じ、設定範囲を逸脱した場合に液送中止や修正等の警告や処置をいち早くとることができ、品質劣化を未然に防ぐことにも繋げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す構成図。
【図２】図１における圧力検出手段の一例としてのピストン式圧力検出器を示す断面図。
【図３】同、ダイヤフラム式圧力検出器を示す断面図。
【図４】流量圧力−時間のグラフ。
【符号の説明】
１  アースオーガ
２  ビット
３  プラント（流動物供給源）
４  液送ライン
５  流量計
６  圧力検出手段（圧力検出器）
６Ａ  ピストン式圧力検出器
６Ｂ  ダイヤフラム式圧力検出器
７  圧力記録装置
１２  ケーシング
１３  ピストン
１６  検出器
１７  ハウジング
１８  ダイヤフラム
２０  検出器
【図１】
0004570825.tif 000002
【図２】
0004570825.tif 000003
【図３】
0004570825.tif 000004
【図４】
0004570825.tif 000005