(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体中の空隙に注入材を充填する方法において、
前記空隙内に到達する供給路と排出路を設け、
前記供給路から空隙内へ蒸気を導入し、
前記排出路より噴出する蒸気の量によって空隙内の蒸気の置き換えを確認した後に前記排出路を閉塞し、
前記供給路から注入材を注入できる状態に切り換えて、蒸気が冷却して吸引圧が発生した空隙内に注入材を充填することを特徴とする、
蒸気置換型真空注入方法。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸気置換型真空注入方法において、前記空隙内に１つの孔を穿設しておき、前記供給路と排出路を二重管構造を利用して当該１つの孔に配設してあることを特徴とする、蒸気置換型真空注入方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蒸気置換型真空注入方法において、前記供給路は、蒸気供給路と注入材供給路に分岐しており、前記蒸気供給路と排出路を開放し、前記注入材供給路を閉塞した状態で、蒸気供給路を介して空隙内へ蒸気を導入した後に、前記蒸気供給路と排出路を閉塞し、前記注入材供給路を開放し、前記空隙内の蒸気が冷却して吸引圧が発生した空隙内に注入材を充填することを特徴とする、蒸気置換型真空注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤やコンクリート構造物等の構造体の内部に存在する空隙に注入材を注入・充填するための蒸気置換型真空注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の注入方法は、構造物のジョイント部分や基礎岩盤の亀裂部分等への注入材の注入や、注入箇所である構造物内の空隙内に溜まった空気や水を押し出しながら注入材を圧送し、充填して行なっていた。
従来の注入方法としては、例えば、空隙内部の空気が抜け易いように、空気溜まりの上部に空気抜き穴を開け、空気を抜き易くして空隙中に注入材の注入・充填を行なう方法や、公知である真空ポンプ等を用いて空隙内から空気を抜き取り真空状態にした後、注入材料を注入・充填する方法等が知られている。
しかしながら、コンクリート構造物中に生じたジャンカ（固化不良部分）や、岩盤中に取り込まれた空気溜等の空隙は内部の空気を上手く抜くことが困難であるため、注入を行なっても充填することが困難だった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の構造体の空隙への注入材の注入方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞  上部に空気抜き穴を設けて行なう注入方法は、この空気抜き穴を設ける空気溜まりの最上部を確認して、この最上部に空気抜き穴を設ける必要がある。しかし、この位置を正確に確認することは難しい。
＜ロ＞  注入材の注入に先行して空隙内を真空状態とする注入方法は、空隙内を真空状態とした際に、コンクリートや岩盤等の脆弱部に高い負圧をかけることになる。このため、コンクリートや岩盤等が崩壊する恐れがある。
＜ハ＞  コンクリート構造物中のジャンカや、岩盤中の空隙では、前述した注入方法を以ってしても注入材の充填が困難である。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、空隙への確実な注入材の充填を可能とする蒸気置換型真空注入方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡便な設備及び作業で行なえる蒸気置換型真空注入方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、空隙内に不要な負圧を掛けることなく注入材の充填が行なえる蒸気置換型真空注入方法を提供することを目的とする。
その上、本発明は、充填が困難であるコンクリート構造物中のジャンカや、岩盤中の空隙にも注入材を充填できる蒸気置換型真空注入方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の蒸気置換型真空注入方法は、構造体中の空隙に注入材を充填する方法において、前記空隙内に到達する供給路と排出路を設け、前記供給路から空隙内へ蒸気を導入し、前記排出路より噴出する蒸気の量によって空隙内の蒸気の置き換えを確認した後に前記排出路を閉塞し、前記供給路から注入材を注入できる状態に切り換えて、蒸気が冷却して吸引圧が発生した空隙内に注入材を充填することを特徴とするものである。ここで、「構造体」とは、既存の岩盤や地盤や、コンクリート等により構築した構造物等を指す。また、「注入材」とは、公知の固化材等を指し、例えば公知の高強度無収縮モルタルや、エポキシ樹脂、ＥＶＡ系（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂系）、高分子樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、シリコン系、アクリル樹脂系等の樹脂系固化材や、クロロプレンゴム系、スチレン・ブタジエンゴム系等のゴム系固化材や、セメントミルクやモルタル等のセメント系、石膏系等の水・気硬性固化材等の空隙を充填可能な流動性を有し、且つ固化する性質のものを採用できる。更に、「蒸気」とは、例えば水蒸気等を指すが、冷却により体積が大きく減少する気体であればよい。ここで、「吸引圧」とは、周囲の圧力より空隙内の圧力が低くなった場合に生じる吸い込み圧力を指す。
【０００６】
また、本発明の蒸気置換型真空注入方法は、前述した空隙内に１つの孔を穿設しておき、前記供給路と排出路を二重管構造を利用して当該１つの孔に配設してあることを特徴とするものである。
【０００７】
更に、本発明の蒸気置換型真空注入方法は、前述した供給路が、蒸気供給路と注入材供給路に分岐しており、前記蒸気供給路と排出路を開放し、前記注入材供給路を閉塞した状態で、蒸気供給路を介して空隙内へ蒸気を導入した後に、前記蒸気供給路と排出路を閉塞し、前記注入材供給路を開放し、前記空隙内の蒸気が冷却して吸引圧が発生した空隙内に注入材を充填することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜５を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
＜イ＞蒸気置換型真空注入方法に用いる設備
本発明の蒸気置換型真空注入方法を説明するために、コンクリート構造体１中の空隙１０に注入材２を注入・充填することを一例として、この方法を行なうための設備について説明する。
図１に示すように、コンクリート構造体１には、その外側より空隙１０に到達する供給孔３と排出孔４の二つの孔を穿設し、夫々の孔に供給路３０と排出路４０を設けている。
供給路３０は、蒸気発生装置５と連通する蒸気供給路３１と、注入材２の貯蔵タンク６に連通する注入材供給路３２に分岐する。蒸気供給路３１と注入材供給路３２の途上には、管路を開閉自在とする公知のバルブ３３，３４が夫々配設してある。
排出路４０には、孔を開閉自在とする公知のバルブ４１が配設してある。
なお、本例においては、コンクリート構造体１に２つの孔を穿設した一例について説明しているが、これに限らず、供給孔３を蒸気側の孔と注入材側の孔に分けて穿設すること等、３つ以上の孔を利用して行なうこともできる。また、図５に示すように、二重管構造を利用することにより供給路３５と排出路４２とを１つの孔７に配設して行なうこともできる。
以下、供給路３０と排出路４０を別々の孔３，４に配設した機材を一例に蒸気置換型真空注入方法について説明する。
【００１０】
＜ロ＞空隙への水蒸気の置き換え工程
先ず、コンクリート構造体１中の空隙１０内に蒸気を供給して、空隙１０内に残留した空気を蒸気５１に置き換える。ここで蒸気５１としては、例えば１００℃以上の高温の水蒸気を用いることができる。
図２に示すように、空隙１０内への蒸気５１の置き換えは、蒸気供給路３１の途上に設けたバルブ３３と、排出路４０に設けたバルブ４１を開放し、注入材供給路３３の途上に設けたバルブ３４を閉塞し、蒸気発生装置５を起動して発生した蒸気５１を空隙１０内へ送り込んで行なう。
なお、空隙１０内に十分な蒸気５１の置き換えが行なわれたかどうかは、排出路４０より噴出する蒸気５１の量により目視で確認することができる。
この作業により、空隙１０の中が十分な蒸気で置き換えられた後に、注入材２の注入作業に移行する。
【００１１】
＜ハ＞注入材の注入・充填工程
空隙１０内への蒸気５１の置き換えに続いて、注入材２の注入・充填作業を開始する。
先ず、図３に示すように、蒸気５１の供給時に開放していた蒸気供給路３０のバルブ３３と、排出路４０のバルブ４１を閉塞する。
続いて、注入材２の貯蔵タンク６に連通する注入材供給路３２の途上に設けたバルブ３４を開放する。
空隙１０内に置き換えた蒸気５１は、冷却が始まると体積が減少し、これに伴って空隙１０内に吸引圧が生じる。ここで、吸引圧とは、周囲の圧力より空隙１０内の圧力が低くなった場合に生じる吸い込み圧力をいう。この吸引圧が生じ始めると、貯蔵タンク６内の注入材２の吸い込みが開始され、蒸気５１に換えて注入材２が空隙１０内に注入・充填される（図４参照）。この際、注入材２を貯蔵タンク６内より空隙１０へ送り出すために、ポンプ等を使用して注入材２の吸い込み性を向上させることもできる。
空隙１０内に発生した吸引圧により、注入材２を吸引するため、コンクリート構造体１に不要な外圧を作用させることがない。この結果、コンクリート構造体１の弱部が崩壊することはない。
前述したように、吸入圧により空隙１０内に吸い込まれ、充填された注入材２は、硬化するまで放置して待つ。
【００１２】
＜ニ＞注入材の充填効率について
前述した蒸気置換型真空注入方法によれば、空隙１０内に置き換えた蒸気５１の冷却が始まると体積が減少し、これに伴い空隙１０内に吸入圧が生じる。この作用において、蒸気５１が冷却により水に戻った段階で、発生する吸入圧により空隙１０の９５％以上に対して注入材２を充填することができる。
ここで、注入材２として、セメント系の材料のように水が溶解する材料を選択し、これを空隙１０に注入することにより、空隙１０のほとんど全てを注入材２で埋めることができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の蒸気置換型真空注入方法は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞  本発明の蒸気置換型真空注入方法は、蒸気冷却時に発生する吸引圧を利用し、空隙への確実な注入材の充填を可能とする。
＜ロ＞  設備が簡便であり、通常の注入作業と殆ど変わらずに施工できる。
＜ハ＞  従来の注入方法のように、エア抜き穴を設けるために空気溜まりの最上部を探す必要がなく、注入作業が非常に簡便である。
＜ニ＞  従来の注入方法のように、空隙内を注入に先行して真空状態とし、空隙内に負圧を掛け続けることなく、蒸気の冷却が始まって吸引圧が発生すると同時に注入材の吸い込みを行なわせている。このため、コンクリートや岩盤等の構造体の脆弱部に不要な外圧をかけることがなく、コンクリート内部や岩盤内部等の損壊を防止できる。
＜ホ＞  従来充填が困難であるコンクリート構造物中のジャンカや、岩盤中の空隙にも注入材を良好に注入・充填できる。
＜ヘ＞  土木・建築を問わず、既設構造物の補修に有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の蒸気置換型真空注入方法の説明図
【図２】  蒸気置換型真空注入方法における空隙への蒸気置き換え時の説明図
【図３】  蒸気置換型真空注入方法における空隙への注入材注入時の説明図
【図４】  蒸気置換型真空注入方法により空隙に注入材を充填した後の説明図
【図５】  二重管構造を呈する供給路と排出路を用いて行なう蒸気置換型真空注入方法の説明図
【符号の説明】
１  ・・・コンクリート構造体
１０・・・空隙
２  ・・・注入材
３  ・・・供給孔
４  ・・・排出孔
５  ・・・蒸気発生装置
５１・・・蒸気
６  ・・・注入材の貯蔵タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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