JP3502598B2

JP3502598B2 - 流動物圧送吹き付け施工方法

Info

Publication number: JP3502598B2
Application number: JP2000265543A
Authority: JP
Inventors: 静夫古屋
Original assignee: 富士フォレスト株式会社
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2004-03-02
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: JP2002068816A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モルタル、コン
クリート等のレディミストである流動物、詳細には低ス
ランプ値で、富配合の流動物を比較的長距離圧送し吹き
付け施工する流動物圧送吹き付け施工方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】法面吹き付け施工、あるいは補強吹き付け
施工等の吹き付け施工方法としては、現場配合施工法、
製造モルタル、コンクリートのバッチャー方式、工場製
品のモルタル、コンクリートを使用しポンプによって圧
送させて法面に吹き付け施工するモルタル、コンクリー
トの法面圧送吹付施工方法などが知られている。

【０００３】また、モルタル、コンクリートの法面圧送
吹付施工方法としては、近年吹き付け後の法面強度を向
上させるために、低スランプ値で富配合のモルタル、コ
ンクリートが使用され、またこれらのモルタル、コンク
リートの中に鋼繊維やポリプロピレン繊維等の短繊維素
材の混入が行われたり、あるいは微粉炭、高炉スラグ粉
末等の混和材を使用することが知られている。

【０００４】さらに鉄道トンネル、水路トンネルなどに
おいてコンクリート使用年限の超過やコンクリートの劣
化等による剥離、落下、ひび割れ等が起こっており、そ
の傷ついたコンクリート部分への補強吹き付け施工とし
てコンクリートアンカーボルト等による鉄板補強等が行
われている。トンネル工事においては、新築トンネルの
壁面吹き付けではナトム機等の巨大な装置によってアー
ム吹き付け施工を行うことが可能であるが、既設の鉄道
トンネルにおいては、巨大な装置をトンネル内に搬入す
ることができないため、施工現場においてコンクリート
等混ぜ合わせるか、入り口から長距離をコンクリート等
のレディミスト流動物を搬送しなければならなかった。

【０００５】また自動車用トンネルのコンクリート劣化
等による剥離、落下、ひび割れ等が起こった場合は、そ
の傷ついたコンクリート部分の補強吹き付け施工は、交
通規制を行える時間帯に補強吹き付け施工を行ってい
た。しかし、使用中の自動車用トンネルでは、補強吹き
付け施工物の初期強度発現性の問題からコンクリート剥
離、特にトンネル天井部分からの吹き付け施工物の落下
が起きる危険性が高い。

【０００６】流動物を長距離圧送させ吹き付け施工を行
う装置、方法として本件出願人、本発明者は特願２００
０−１０９８７（平成１２年１月１９日出願）によっ
て、「内壁に複数の突起を設けた突起流動物圧送管と、
エア管と、エアと流動物が合流するエア流動物合流圧送
装置と、内壁に複数の突起を設けた突起エア流動物圧送
管とを使用することを特徴とする法面施工方法、および
内壁に複数の突起を設けた突起流動物圧送管と、エア管
と、エアと流動物が合流するエア流動物合流圧送装置
と、内壁に複数の突起を設けた突起エア流動物圧送管と
を使用するとともに、突起流動物圧送管、エア流動物合
流圧送装置および突起エア流動物圧送管に振動装置を設
けて振動を与えつつ圧送することを特徴とする法面施工
方法」等を提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】モルタル、コンクリー
ト等の圧送吹付施工方法に使用されるモルタル、コンク
リート流動物では、圧送性を高めようとして水セメント
比の大きい（５０％以上）、すなわち水分が多い高スラ
ンプ値のモルタル、コンクリート流動物や、圧縮強度を
期待した富配合のモルタル、コンクリート流動物では、
特に施工途中に吹き付け構造物に亀裂が入ることが多い
課題があった。

【０００８】この亀裂の発生は、吹き付け施工が、全セ
メント硬化体の体積に比較して表面積が非常に大きい構
造物であるため、硬化収縮の影響によるものと考えられ
る。そして亀裂の発生を減少させるため、圧縮強度を向
上させるため、また靱性（破壊に至らしめる仕事量）や
衝撃強度を向上させるためモルタル、コンクリート流動
物に短繊維素材を混入した流動物を使用する施工方法の
場合、圧送ポンプの吸入時の吸い込みが悪かったり、特
に長距離圧送の場合では短繊維素材とモルタル、コンク
リート流動物の分離等による圧送性の低下という課題が
あった。

【０００９】さらに、低スランプ値で、かつ富配合であ
る粘着性が高いモルタル、コンクリート流動物では、エ
アと合流させエア圧送する場合、特殊コーティングした
エア流動物圧送管でも管内壁に微粉物が粘り着き、材料
の分離が発生してしまい、エア流動物圧送管の長さを２
０ｍ程度しか伸ばすことが出来ず、施工性を欠く課題が
あった。特に長距離圧送で顕著であり、管内面摩擦およ
び比重等の関係により、管内表面側から中心に向かって
水、微粒物、細骨材、粗骨材の順で円環状に分かれ易
く、この状態であると、流動物にブリーデイング水が減
少して閉塞が起こる。さらに、流動物圧送ポンプのシリ
ンダーによる加圧によって、モルタル、コンクリートの
固形化が起き、テーパー管付近で閉塞状態になる問題が
あった。

【００１０】これらの現象を改善するために、ＡＥ剤を
使用して界面活性作用によりエア圧送する方法も知られ
ているが、エア管と合流するエア流動物合流圧送装置に
おいて、圧送をしようとするとブリーディング水が減少
して流動物圧送管のテーパー管部分や、圧力が掛かる部
分の管内部で閉塞してしまう課題があった。

【００１１】また、短繊維混入モルタル、コンクリート
を長距離圧送を行う場合、１２０ｍ〜２００ｍで短繊維
素材とモルタル、コンクリートの分離が発生して、管内
部の閉塞が起きやすくなる課題があった。

【００１２】さらにまた、トンネル工事の補強吹き付け
施工においては、新築トンネルの壁面吹き付けではナト
ム機等の巨大な装置によってアーム吹き付け施工を行う
ことが可能であるが、既設の鉄道トンネルにおいては、
巨大な装置をトンネル内に搬入することができないた
め、施工現場においてコンクリート等混ぜ合わせるか、
あるいはトンネル入り口から長距離をコンクリート等の
レディミスト流動物を搬送しなければならなかった。

【００１３】また使用中の自動車用トンネルの補強吹き
付け施工においては、補強吹き付け施工物の初期強度発
現性の問題からコンクリート剥離、特にトンネル天井部
分からの吹き付け施工物の落下が起きる危険性が高いと
いう課題があった。

【００１４】これらの課題を解決するために、モルタ
ル、コンクリート製造工場により製造された水セメント
比５０％、かつ富配合で減水剤が混入された８ｃｍの低
スランプ値のモルタル、コンクリート等の流動物を、コ
ンクリートミキサー車によって吹き付け施工現場まで搬
送し、震い装置と圧入攪拌装置とを有する流動物ポンプ
装置に流動物を投入し、流動物ポンプ装置によって流動
物の圧送を流動物圧送管によって行い、流動物圧送管は
５０ｍ前後の間隔毎に突起流動物圧送管を複数設けてお
り、突起流動物圧送管は、内壁に複数の突起を断続的に
点々と螺旋状に設けており、突起の一つ一つの形状は、
上流側が相対的に緩傾斜状で下流側が急傾斜状である変
形の半楕円球形状突起であり、側面視波形状であるとと
もに、凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管によ
って圧送される凝結剤が混入されているエアと流動物と
を、吹き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア流動
物合流圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送管内
の圧送途中から流動物に凝結作用を起こしながらエア圧
送を行い吹き付け施工を行うことを特徴とする流動物圧
送吹き付け施工方法を提案する。

【００１５】また、モルタル、コンクリート製造工場に
より製造された水セメント比５０％、かつ富配合で減水
剤が混入された８ｃｍの低スランプ値のモルタル、コン
クリート等の流動物を、コンクリートミキサー車によっ
て吹き付け施工現場まで搬送し、震い装置と圧入攪拌装
置とを有する流動物ポンプ装置に流動物を投入し、流動
物ポンプ装置によって流動物の圧送を流動物圧送管によ
って行い、凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管
によって圧送される凝結剤が混入されているエアと流動
物とを、吹き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア
流動物合流圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送
管は、内壁に環状突起を流れ方向に向かって環状谷部を
介して複数連続して設けてなる突起エア流動圧送管から
なり、エア流動物圧送管内の圧送途中から流動物に凝結
作用を起こしながらエア圧送を行い吹き付け施工を行う
ことを特徴とする流動物圧送吹き付け施工方法を提案す
る。

【００１６】さらに、モルタル、コンクリート製造工場
により製造された水セメント比５０％、かつ富配合で減
水剤が混入された８ｃｍの低スランプ値のモルタル、コ
ンクリート等の流動物に短繊維素材と、微粉炭又は高炉
スラグ粉末を混入したモルタル、コンクリート等の流動
物を、コンクリートミキサー車によって吹き付け施工現
場まで搬送し、震い装置と圧入攪拌装置とを有する流動
物ポンプ装置に流動物を投入し、流動物ポンプ装置によ
って流動物の圧送を流動物圧送管によって行い、流動物
圧送管は５０ｍ前後の間隔毎に突起流動物圧送管を複数
設けており、突起流動物圧送管は、内壁に複数の突起を
断続的に点々と螺旋状に設けており、突起の一つ一つの
形状は、高さ約４ｍｍ、幅１０ｍｍ、流れ方向の長さ３
０ｍｍで、それぞれの突起は上下流方向に１５０ｍｍ前
後の間隔を置いて螺旋状に点々と連続して設け、上流側
が相対的に緩傾斜状で下流側が急傾斜状である変形の半
楕円球形状突起であり、側面視波形状であるとともに、
凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管によって圧
送される凝結剤が混入されているエアと流動物とを、吹
き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア流動物合流
圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送管は、内壁
に環状突起を流れ方向に向かって環状谷部を介して複数
連続して設けてなり、環状突起は、管内壁の一定の幅で
内壁全周面にわたって設けられ、一つ一つの形状は、上
流側が相対的に急傾斜状で下流側が緩傾斜状であり側断
面が逆波形状で内壁全周面に環状に突起して、エア流動
物の混合素材等が、掻き回され水や素材の分離を防止し
つつ混ざり合いながら圧送される突起エア流動圧送管か
らなり、エア流動物圧送管内の圧送途中から流動物に凝
結作用を起こしながらエア圧送を行い吹き付け施工を行
うことを特徴とする流動物圧送吹き付け施工方法を提案
する。

【００１７】更に又、モルタル、コンクリート製造工場
により製造された水セメント比５０％、かつ富配合で減
水剤が混入された８ｃｍの低スランプ値のモルタル、コ
ンクリート等の流動物に短繊維素材と、微粉炭又は高炉
スラグ粉末を混入したモルタル、コンクリート等の流動
物を、コンクリートミキサー車によって吹き付け施工現
場まで搬送し、震い装置と圧入攪拌装置とを有する流動
物ポンプ装置に流動物を投入し、流動物ポンプ装置によ
って流動物の圧送を流動物圧送管によって行い、流動物
圧送管は５０ｍ前後の間隔毎に突起流動物圧送管を複数
設けており、突起流動物圧送管は、内壁に複数の突起を
断続的に点々と螺旋状に設けており、突起の一つ一つの
形状は、高さ約４ｍｍ、幅１０ｍｍ、流れ方向の長さ３
０ｍｍで、それぞれの突起は上下流方向に１５０ｍｍ前
後の間隔を置いて螺旋状に点々と連続して設け、上流側
が相対的に緩傾斜状で下流側が急傾斜状である変形の半
楕円球形状突起であり、側面視波形状であるとともに、
凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管によって圧
送される凝結剤が混入されているエアと流動物とを、吹
き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア流動物合流
圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送管は、内壁
に環状突起を流れ方向に向かって環状谷部を介して複数
連続して設けてなり、環状突起は、管内壁の一定の幅で
内壁全周面にわたって設けられ、一つ一つの形状は、上
流側が相対的に急傾斜状で下流側が緩傾斜状であり側断
面が逆波形状で内壁全周面に環状に突起して、エア流動
物の混合素材等が、掻き回され水や素材の分離を防止し
つつ混ざり合いながら圧送される突起エア流動圧送管か
らなるとともに、突起流動物圧送管、エア流動物圧送
管、エア流動物合流圧送装置に細かい振動を与える振動
装置を設け、かつ、エア流動物圧送管内の圧送途中から
流動物に凝結作用を起こしながらエア圧送を行い吹き付
け施工を行うことを特徴とする流動物圧送吹き付け施工
方法を提案する。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明を実施の形態を示す図面
であり、鉄道用トンネルまたは法面に吹き付け施工する
方法の説明図である図１、水路用トンネルへの吹き付け
施工する方法の説明図である図２、流動物ポンプ装置の
側面図である図３、同じく流動物ポンプ装置の投入部の
平面図である図４、流動物圧送管の一部切欠断面説明図
である図５、エア流動物合流圧送装置の説明図である図
６、エア流動物合流圧送管の断面説明図である図７に基
づいて説明する。

【００２１】この発明の実施形態の吹き付け施工方法に
使用する装置および材料を説明する。吹き付け施工に使
用される流動物は、セメント、水、細骨材、粗骨材等の
モルタル、コンクリート素材からなり、減水剤を混入し
て、水セメント比５０％、非常に低い８ｃｍ前後という
値の超低スランプ値で、かつ富配合のモルタル、コンク
リート流動物である。さらにこの超低スランプ値で、富
配合のモルタル、コンクリート流動物の中に、短繊維素
材であるモルタル、コンクリートの膨張率とほぼ等しい
膨張率を有する鋼材から成る多数の短い鋼短繊維素材、
または／およびポリプロピレン等の短繊維素材、または
／および微粉炭（微粉炭の燃えかすで粒子がなめらかな
球体）又は高炉スラグ粉末、または／および接着増強剤
を混入してなる流動物である。

【００２２】短繊維素材と、微粉炭又は高炉スラグ粉末
と、減水剤等を混入したモルタル、コンクリート流動物
を製造する製造工場（製造プラント）１、製造工場１に
おいて製造された短繊維素材、または／および微粉炭又
は高炉スラグ粉末、および減水剤が混入された低スラン
プ値、富配合のモルタル、コンクリート流動物を搬送す
るミキサー車２、ミキサー車２からモルタル、コンクリ
ート流動物を投入部３０から投入される流動物ポンプ装
置３、流動物ポンプ装置３に連結され流動物を圧送する
流動物圧送管４、凝結剤とエアとをエアコンプレッサー
５０によって圧送する凝結剤エア圧送管５、凝結剤エア
圧送管５と流動物圧送管４とを合流させるエア流動物合
流圧送装置６、エア流動物合流圧送装置６の下流側に連
結されるエア流動物圧送管７と、吹き付け口８を具備し
ている。

【００２３】製造工場１において、製造されるモルタ
ル、コンクリート流動物は、セメントと、水と、鋼繊
維、ポリプロピレン繊維、モルタル接着増強剤（スチレ
ン、ブタジェンゴムラテックス、ポリビニーアルコール
液等のモルタル硬化速度遅延剤）等をミキシングして、
富配合、低スランプ値の流動物を作成する。この実施例
では富配合、低スランプ値のモルタルの流動物は、水セ
メント比５０％、すなわちスランプ値８ｃｍ前後の低ス
ランプ値で、かつ砂等の混入材に対してセメント量の多
い富配合である。

【００２４】製造工場１で製造された低スランプ値、富
配合で短繊維素材、または／および微粉炭又は高炉スラ
グ粉末、および減水剤等が混入されたモルタル、コンク
リート流動物をミキサー車２によって、モルタル、コン
クリート流動物の吹き付け施工を行う現場に搬送する。

【００２５】現場についたミキサー車２は、搬送してき
たモルタル、コンクリート流動物を流動物ポンプ装置３
に投入する。流動物ポンプ装置３は、圧送ポンプ３４と
投入部３０とからなり、投入部３０は振動用モータ３１
０付き震い装置３１と圧入攪拌装置３２とを有してい
る。流動物ポンプ装置３の投入部３０は、上面が開口し
て下部が細くなったホッパー状であり、下流側端部で流
動物圧送管４の上流側端部に連結している。投入部３０
のホッパー状の上面に振動用モータ３１０によって振動
される震い装置３１を設けており、またホッパー状の内
部には圧入攪拌装置である圧入攪拌羽根３２を設けてい
る。圧入攪拌羽根３２は、投入部３０のホッパー内部に
水平に設けられた回転軸３３に複数の羽根を方向、角度
をランダムに変えて攪拌と流動物圧送管４への圧入の作
用をする。

【００２６】流動物圧送管４は、この実施形態では内径
７０〜８０ｍｍの圧送管であり、５０ｍ前後の間隔毎
に、３ｍの長さを有する突起流動物圧送管４０を複数設
けており、上流側を流動物圧送ポンプ装置３と接続し下
流側でエア流動物合流装置７の流動物送入管７１の上流
端部に接続して、総距離は２００ｍ〜３００ｍ程度であ
る。流動物圧送管６の最上流部は、テーパー状（円錐台
形状に下流側が狭く絞られた形状）のテーパー管を設け
て流量を調節する。

【００２７】突起流動物圧送管４０は、この実施形態で
は内径７０〜８０ｍｍの圧送管であり、内壁に複数の突
起４１を断続的に点々と螺旋状に設けている。この内壁
に設ける突起４１の一つ一つの形状は、上流側が相対的
に緩傾斜状で下流側が急傾斜状である変形の半楕円球形
状突起であり、側面視波形状である。この突起４１の個
数、相対的位置関係は適宜であるが、この実施例では高
さ約４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ（流れ方向の長さ）３０
ｍｍで、それぞれの突起４１は上下流方向に１５０ｍｍ
前後の間隔を置いて螺旋状に点々と連続して設けてい
る。この複数の突起４１の作用は、矢印の方向に圧送さ
れてくる流動物１００が、複数の波形状突起により単調
な流れが変化し、流動物１００の混合素材等が掻き回さ
れつつ圧送されるような作用が起きればよい。この実施
の形態のように上流側が緩傾斜で、下流側が急傾斜の半
楕円球波形状で、複数の突起４１が、全体として螺旋状
に連なると、流動物は比較的緩やかに混ざり合いながら
圧送される。内壁の突起４１は、他の実施形態として、
半楕円球形状突起で側面視が波形状でない突起でも流動
物を分離を防ぎつつ掻き回されて圧送される作用をすれ
ばよい。

【００２８】突起流動物圧送管４０は、この実施例では
流動物圧送管４のほぼ５０ｍ間隔をおいて一本の長さ３
ｍとして設けているが、それより短い間隔で設けてもよ
く、突起流動物圧送管４０の長さ自体を長くすることも
可能である。突起流動物圧送管４０のそれぞれには、管
を細かく振動させる振動装置９を設けることも可能であ
る。

【００２９】凝結剤エア管５は、上流側をエアコンプレ
ッサー５０のエアホース５２と凝結剤、亀裂防止剤等の
混和剤投入ポンプ５１からの混和剤ホース５３に接続
し、下流側をエア流動物合流圧送装置６の主エア圧縮管
６０の上流端部に接続している。凝結剤エア管５は、エ
アコンプレッサー５０からエアホース５２を圧送される
エアと凝結剤、亀裂防止剤等の混和剤投入ポンプ５１か
ら混和剤ホース５３から投入された凝結剤等が合流して
圧送される。この実施形態では、混和剤投入ポンプ５１
からの混和剤ホース５３は、エアコンプレッサー５０の
直ぐ下流側でエアホース５２に合流して凝結剤エア圧送
管５になるが、他の実施形態では、エア流動物合流圧送
装置６の主エア圧縮管６０の上流端部近傍で凝結剤、亀
裂防止剤等の混和剤が合流してもよい。

【００３０】エア流動物合流圧送装置６は、直管状の主
エア圧縮管６０と、主エア圧縮管に斜めに合流する流動
物送入管６１と、斜めに流動物送入管に合流する流動物
エア管６２とから成る多枝状管である。主エア圧縮管６
０は直線状で管外径は変化しない円筒管であり、上流側
入口で逆止弁を介して凝結剤エア管５と接続し、下流側
出口でエア流動物圧送管８と接続している。主エア圧縮
管６０は、内部にそれぞれ噴出口が狭く絞られた形状の
第１ジェット管と、第２ジェット管を設けている。流動
物送入管６１は、下流側がテーパー状に狭く絞られつつ
合流しており、上流側端部で、流動物圧送管４の下流側
端部と接続している。流動物エア管６２は、上流側で、
エアコンプレサー５０からの第２エア管（図示せず）の
下流側端部に接続している。

【００３１】エア流動物圧送管７は、上流側をエア流動
物合流圧送装置６の下流側と接続し、下流側を吹き付け
口８と接続する約２０〜４０ｍの長さの圧送管である。
エア流動物圧送管７は、この実施例では全圧送管を複数
の環状突起７１を設けた突起エア流動物圧送管７０によ
って構成するが、他の実施例では突起エア流動物圧送管
７０は、適宜の間隔を設けて部分的に設けてもよい。エ
ア流動物圧送管７の全長が比較的短い場合は、全ての圧
送管を突起エア流動物圧送管７０で構成する。突起エア
流動物圧送管７０の内壁には環状突起７１を流れ方向に
向かって環状谷部７２を介して複数連続して設けてい
る。環状突起７１は、管内壁の一定の幅（流れ方向の長
さ）、この実施例では２５ｍｍ幅で内壁全周面にわたっ
て設けられる。環状突起７１の一つ一つの形状は、上流
側が相対的に急傾斜状で下流側が緩傾斜状であり側断面
が逆波形状で内壁全周面に環状に突起している。環状突
起７１は、この実施例では１つの高さは約４ｍｍ、長さ
約２５ｍｍで幅は全内周にわたっている。流れ方向の次
の環状突起７１との間隔である環状谷部７２の長さは約
５０ｍｍであり、この間隔で連続して、環状突起７１と
環状谷部７２を交互に設けている。環状突起７１の作用
は、矢印の方向に圧送されてくるエア流動物が環状突起
７１の上流側急斜面にぶつかり流れが巻き上げられ、エ
ア流動物１０１の混合素材等が、掻き回されつつ圧送さ
れる。この実施の形態のように上流側が急傾斜で、下流
側が緩傾斜の断面視が逆波形状の環状突起７１である
と、流動物は水や素材の分離を防止しつつ混ざり合いな
がら圧送され、吹き付け口８から吹き付け施工される。
内壁の環状突起７１は、他の実施形態として、逆波形状
以外の形状の突起でも、また全内周面ではない部分的な
部分環状突起や、点状突起でもエア流動物１００の分離
を防ぎつつ掻き回されて圧送される作用をすればよい。

【００３２】振動装置９は、バイブレーター等の装置で
あり、突起流動物圧送管４０、突起エア流動物圧送管７
０、エア流動物合流圧送装置６等に細かい振動を与える
作用をする。この実施形態では振動装置は、突起流動物
圧送管４０、エア流動物合流圧送装置６のそれぞれに付
設して設ける。他の実施形態としては、突起エア流動物
圧送管７０や、突起のない流動物圧送管４やエア流動物
圧送管７に付設してもよい。

【００３３】次にこの発明の流動物圧送吹き付け施工方
法の実施形態について説明する。まず、モルタル、コン
クリート流動物を製造する製造工場１において、セメン
トと、水と、鋼繊維、ポリプロピレン繊維、モルタル接
着増強剤（スチレン、ブタジェンゴムラテックス、ポリ
ビニーアルコール液等のモルタル硬化速度遅延剤）等を
ミキシングして、富配合、低スランプ値の流動物を製造
する。この実施例では富配合、低スランプ値のモルタル
の流動物は、水セメント比５０％というスランプ値８ｃ
ｍ前後の低スランプ値で富配合である。

【００３４】製造された短繊維素材、または／および微
粉炭あるいは高炉スラグ粉末、および減水剤が混入され
た低スランプ値、富配合のモルタル、コンクリート流動
物１００をミキサー車２によって吹き付け施工現場まで
搬送する。

【００３５】吹き付け施工現場は、流動物圧送ポンプ装
置３が配設される場所であり、実際の吹き付け場所とは
数１００ｍ離れている場合の可能性も多い。例えば吹き
付け施工現場が、鉄道用トンネルの入り口近くであっ
て、実際の吹き付け場所が、鉄道用トンネル内部数１０
０ｍということもある。

【００３６】吹き付け施工現場についたミキサー車２
は、搬送してきたモルタル、コンクリート流動物１００
を流動物ポンプ装置３の投入部３０の開口部に配置され
ている振動用モータ３１０付き震い装置３１の上面から
投入し、短繊維素材が固まらないように振動を加え適当
に混ぜ合わせながら、ホッパー状である投入部３０の内
部へ落下させ、ホッパー状内部に設けられた圧入攪拌装
置である圧入攪拌羽根３２の回転によってホッパー状下
流側へ圧入させていく。圧入攪拌羽根３２は、投回転軸
３３の回転によって回転し複数の羽根を方向、角度をラ
ンダムに変えて攪拌しつつ流動物圧送管４の上流側端部
の圧力シリンダーピストン内へ流動物１００を圧入する
作用をする。圧入攪拌羽根３０の回転により流動物１０
０が加圧されて充填されるため流動物圧送管４内におい
て圧送される途上の流動物１００は、エアポケットの発
生が防止され、エアポケット内にブリーディング水が溜
まり、材料分離を起こして閉塞することを防止してい
る。流動物圧送管４に圧入された流動物１００は、圧送
ポンプ３４により下流側へ圧送される。

【００３７】モルタル、コンクリート等を吹き付け施工
する場合、まずエアコンプレッサー５０を作動させ圧縮
空気であるエアが、エアホース５２から凝結剤エア管５
とエア流動物合流圧送装置６の流動物エア管６２に送ら
れる。混和剤投入ポンプ５１から凝結剤等は、エアホー
ス５２のエアと合流し混入され凝結剤エア管５内を圧送
される。これとほぼ同時に、流動物１００を圧送させる
圧送ポンプ３４を作動させることによって、モルタル、
コンクリート等の流動物１００は流動物圧送管４を通っ
て圧送され、それぞれエア流動物合流圧送装置６まで圧
送され合流する。

【００３８】流動物圧送管４に送られた流動物１００は
管内を圧送されながら、２０ｍ〜５０ｍ程度の適宜の間
隔を置いて設けてある突起流動物圧送管４０の部分で、
内壁に設けた複数の突起６１部分と、それぞれの突起流
動圧送管４０に付設される振動装置９による振動作用を
受ける。突起流動物圧送管４０の内壁には半楕円球形状
の突起４１を複数、点々と螺旋列状に連続する位置に設
けてあるため、圧送ポンプ３４より圧送されてくる流動
物１００は、複数の変形半楕円球形状の突起４１の上流
側緩斜面に当たり流れが変化しつつ、管内を螺旋状に回
転し流動物内の素材等が掻き回されつつ圧送される作用
が起きる。この実施の形態のように上流側が緩傾斜で、
下流側が急傾斜の半楕円球波形状であると、流動物は比
較的緩やかに混ざり合いながら圧送されるため、３００
ｍ程度の長距離でも流動物の分離を防止しつつ圧送でき
る。この実施形態では、突起流動物圧送管４０には、付
設された振動装置９により振動を与えて、分離の防止作
用を向上させている。他の実施形態では振動装置９を設
けなくてもよい。

【００３９】凝結剤エア管５によって圧送される凝結剤
等の混和剤を含んだエアは、エア流動物合流圧送装置６
の主エア圧縮管６０に上流側入口から入り第１ジェット
管の径大の入口に入る。ここでエアは圧縮されて圧力、
速度を増して第１ジェット管の噴出口から噴射される。
第１ジェット管の噴出口は、エア流動物合流圧送装置６
の流動物送入管６１の合流位置の僅かに上流側であり、
流動物送入管６１からエア進行方向に向かって斜めに合
流する流動物は、第１ジェット管の噴出口からのエアと
混合し、続いて第２ジェット管に入る。エア流動物の混
合物はさらに第２ジェット管によって圧縮されて、圧
力、速度を増して第２ジェット管の噴出口から下流に接
続するエア流動物圧送管７に噴出され、エア流動物を混
在させてそのまま下流側へ圧送される。エアコンプレッ
サー５０からの他のエアは、エア流動物合流圧送装置６
の流動物エア管６２の上流側から入り流動物送入管６１
の下流側で流動物と合流して圧送を補助する。

【００４０】エア流動物合流圧送装置６によって、流動
物１００と、凝結剤、亀裂防止剤などの混和剤を含むエ
アが混じり合い、このエア流動物１０１が下流側のエア
流動物圧送管７に送られる。エア流動物圧送管７は、こ
の実施形態では全長にわたって突起エア流動物圧送管７
０で構成されているため、エア流動物１０１は、圧送さ
れながら、管内壁全内周面にに設けられ、流れ方向に環
状谷部７２を介して複数連続して設けられる環状突起７
１の作用と、それぞれの突起エア流動圧送管７０に付設
される振動装置９による振動作用を受け、混和剤と良く
混ぜ合わされる。エア流動物１０１は、振動装置９によ
って、細かい振動を与えられるとともに、それぞれ流れ
方向に多数連続して設けられた環状突起７１の上流側急
斜面に当たり、その度に流れが巻き上げられ、エア流動
物１０１の素材等が振動と突起の作用により掻き回され
つつ圧送されるため、素材の分離が起きることがない。

【００４１】エア流動物１０１は、エア流動物圧送管７
から吹き付け口８までの２０〜４０ｍの間、掻き回され
凝結剤等の混和剤と混じり合いながら圧送される。凝結
剤等が混じったエア流動物１０１は、この圧送途中から
凝結作用が働き、吹き付け口８から、トンネル壁面や法
面などの施工面に放出された時点では、付着性が強化さ
れており直ぐに初期強度が発現する。

【００４２】なお、図１においてＡは鉄道トンネル、Ｂ
は法面を示し、図２においてＣは水路用トンネルを示
す。

【００４３】この発明は、水セメント比５０％で８ｃｍ
という低スランプ値のモルタル、コンクリート流動物の
ワーカービリティを改善するため、減水剤をモルタル、
コンクリート製造工場（製造プラント）で、完全に混合
して硬めのモルタル、コンクリート製品を製造し、この
モルタル、コンクリート製品をミキサー車によって吹き
付け施工現場まで搬送し、圧送ポンプによる圧送を行
い、エア圧送の途上に凝結作用を起こしつつ圧送吐出さ
れたモルタル、コンクリートの吹き付け施工を行う。こ
れにより、順次部分硬化作用を連続施工することとな
り、早期部分硬化収縮、乾燥収縮等の収縮が起こり、吹
き付け施工の宿命であった硬化収縮による亀裂、ヒビ割
れの発生を極度に減少することが可能になった。

【００４４】

【発明の効果】この発明によれば低スランプ値、かつ富
配合、かつ短繊維素材を混入したモルタル、コンクリー
ト等の流動物を、従来と比較して非常に長距離、この実
施形態では流動物の圧送を２００〜３００ｍ程度の圧送
が可能となるとともに、凝結剤を混入することによって
凝結作用を効果的に付加することによって初期硬化性を
高め、硬化収縮による亀裂やヒビ割れの発生の少ない吹
き付け施工が可能となった。

【００４５】吹き付け施工されるエア流動物は、吹き付
け口の手前２０〜４０ｍの地点で凝結剤を混入されるた
め、圧送途中から適当な凝結作用が起き、吹き付け口か
らトンネル壁面や法面などの施工面に放出された時点に
おいて付着性が強化されており直ぐに初期強度が発現す
る。そのため、特に全長の長いトンネル等の天井部分の
補強吹き付け施工が可能となり、また亀裂の入らない品
質の優れた吹き付け施工が可能となった。

【００４６】したがって、従来困難とされていた鉄道用
トンネル、自動車用トンネル、水路用トンネル等のエア
コンプレッサアー、ポンプ等の吹き付け装置を持ち込む
ことが不可能だった場所においても、低スランプ値、富
配合、短繊維素材の混入されたモルタル、コンクリート
流動物を分離させず長距離圧送させ、かつ初期硬化性の
高い、亀裂の発生の少ない品質の優れた吹き付け構造物
を施工することが可能になった。

【００４７】さらに、圧入攪拌装置により流動物圧送管
への入り口の圧力シリンダーピストン内に、流動物が加
圧されて充填されるためエアポケットの発生が防止され
るため、圧送途中にエアポケット内にブリーディング水
が溜まり、材料分離を起こして閉塞してしまうという状
態の発生を減少させることができる。

【００４８】水セメント比５０％で８ｃｍという低スラ
ンプ値のモルタル、コンクリート流動物に、減水剤を混
入することでワーカービリティを改善し、エア圧送の途
上に凝結作用を起こしつつモルタル、コンクリートの吹
き付け施工を行うと、順次部分硬化作用を連続施工可能
となり、早期部分硬化収縮、乾燥収縮等の収縮が起こ
り、吹き付け施工の宿命であった硬化収縮による亀裂、
ヒビ割れの発生を極度に減少させる効果がある。

【００４９】さらに、水セメント比５０％で８ｃｍとい
う低スランプ値のモルタル、コンクリート流動物に、微
粉炭又は高炉スラグ粉末を混入することにより、微粉炭
又は高炉スラグ粉末が、セメントの水和の際に遊離され
る水酸化カルシウムと徐々に反応（ポゾラン作用）する
ことにより硬化性を引き出し、ワーカービリティを向上
させるとともに、容積変化が減少し亀裂防止効果が向上
し、かつポンパビリティを改善するため、２００〜３０
０ｍのポンプ圧送が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施の形態を示し、鉄道用トンネ
ルまたは法面に吹き付け施工する方法の説明図

【図２】同じく水路用トンネルへの吹き付け施工する
方法の説明図

【図３】同じく流動物圧送ポンプ装置の側面図

【図４】同じく流動物圧送ポンプ装置の投入部の平面
図

【図５】同じく流動物圧送管の一部切欠断面説明図

【図６】同じくエア流動物合流圧送装置の説明図

【図７】同じくエア流動物合流圧送管の断面説明図

【符号の説明】

１モルタル、コンクリート流動物の製造工場２ミキサー車（コンクリートミキサー車）３流動物ポンプ装置３０投入部３１振動用モータ付き震い装置３１０振動用モータ３２圧入攪拌装置（圧入攪拌羽根）３３回転軸４流動物圧送管４０突起流動物圧送管４１突起５凝結剤エア管５０エアコンプレッサー５１混和剤投入ポンプ（凝結剤投入ポンプ）５２エアホース５３混和剤投入ホース６エア流動物合流圧送装置６０主エア圧縮管６１流動物送入管６２流動物エア管７エア流動物圧送管７０突起エア流動物圧送管７１環状突起７２環状谷部８吹き付け口９振動装置１００モルタル、コンクリート流動物１０１エア混在のモルタル、コンクリート流動物Ａ鉄道用トンネルＢ法面Ｃ水路用トンネル

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＥ２１Ｄ 11/10 Ｅ２１Ｄ 11/10 Ｄ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 Ｃ０４Ｂ 18:14 Ｃ 18:14 24:26 Ｅ 24:26 14:48 Ｚ 14:48 16:06 Ｚ 16:06 24:26 Ｚ 24:26 14:36 14:36 24:26 Ｂ 24:26） 111:34 111:34 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/02 C04B 14/48 C04B 16/06 C04B 18/10,18/14 B28B 1/32 E02D 17/20 E21D 11/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モルタル、コンクリート製造工場により
製造された水セメント比５０％、かつ富配合で減水剤が
混入された８ｃｍの低スランプ値のモルタル、コンクリ
ート等の流動物を、コンクリートミキサー車によって吹
き付け施工現場まで搬送し、震い装置と圧入攪拌装置と
を有する流動物ポンプ装置に流動物を投入し、流動物ポ
ンプ装置によって流動物の圧送を流動物圧送管によって
行い、流動物圧送管は５０ｍ前後の間隔毎に突起流動物
圧送管を複数設けており、突起流動物圧送管は、内壁に
複数の突起を断続的に点々と螺旋状に設けており、突起
の一つ一つの形状は、上流側が相対的に緩傾斜状で下流
側が急傾斜状である変形の半楕円球形状突起であり、側
面視波形状であるとともに、凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管によって圧
送される凝結剤が混入されているエアと流動物とを、吹
き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア流動物合流
圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送管内の圧送
途中から流動物に凝結作用を起こしながらエア圧送を行
い吹き付け施工を行うことを特徴とする流動物圧送吹き
付け施工方法。
【請求項２】モルタル、コンクリート製造工場により
製造された水セメント比５０％、かつ富配合で減水剤が
混入された８ｃｍの低スランプ値のモルタル、コンクリ
ート等の流動物を、コンクリートミキサー車によって吹
き付け施工現場まで搬送し、震い装置と圧入攪拌装置と
を有する流動物ポンプ装置に流動物を投入し、流動物ポ
ンプ装置によって流動物の圧送を流動物圧送管によって
行い、凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管によって圧
送される凝結剤が混入されているエアと流動物とを、吹
き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア流動物合流
圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送管は、内壁に環状突起を流れ方向に向か
って環状谷部を介して複数連続して設けてなる突起エア
流動圧送管からなり、エア流動物圧送管内の圧送途中か
ら流動物に凝結作用を起こしながらエア圧送を行い吹き
付け施工を行うことを特徴とする流動物圧送吹き付け施
工方法。
【請求項３】モルタル、コンクリート製造工場により
製造された水セメント比５０％、かつ富配合で減水剤が
混入された８ｃｍの低スランプ値のモルタル、コンクリ
ート等の流動物に短繊維素材と、微粉炭又は高炉スラグ
粉末を混入したモルタル、コンクリート等の流動物を、
コンクリートミキサー車によって吹き付け施工現場まで
搬送し、震い装置と圧入攪拌装置とを有する流動物ポン
プ装置に流動物を投入し、流動物ポンプ装置によって流
動物の圧送を流動物圧送管によって行い、流動物圧送管
は５０ｍ前後の間隔毎に突起流動物圧送管を複数設けて
おり、突起流動物圧送管は、内壁に複数の突起を断続的
に点々と螺旋状に設けており、突起の一つ一つの形状
は、高さ約４ｍｍ、幅１０ｍｍ、流れ方向の長さ３０ｍ
ｍで、それぞれの突起は上下流方向に１５０ｍｍ前後の
間隔を置いて螺旋状に点々と連続して設け、上流側が相
対的に緩傾斜状で下流側が急傾斜状である変形の半楕円
球形状突起であり、側面視波形状であるとともに、凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管によって圧
送される凝結剤が混入されているエアと流動物とを、吹
き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア流動物合流
圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送管は、内壁に環状突起を流れ方向に向か
って環状谷部を介して複数連続して設けてなり、環状突
起は、管内壁の一定の幅で内壁全周面にわたって設けら
れ、一つ一つの形状は、上流側が相対的に急傾斜状で下
流側が緩傾斜状であり側断面が逆波形状で内壁全周面に
環状に突起して、エア流動物の混合素材等が、掻き回さ
れ水や素材の分離を防止しつつ混ざり合いながら圧送さ
れる突起エア流動圧送管からなり、エア流動物圧送管内
の圧送途中から流動物に凝結作用を起こしながらエア圧
送を行い吹き付け施工を行うことを特徴とする流動物圧
送吹き付け施工方法。
【請求項４】モルタル、コンクリート製造工場により
製造された水セメント比５０％、かつ富配合で減水剤が
混入された８ｃｍの低スランプ値のモルタル、コンクリ
ート等の流動物に短繊維素材と、微粉炭又は高炉スラグ
粉末を混入したモルタル、コンクリート等の流動物を、
コンクリートミキサー車によって吹き付け施工現場まで
搬送し、震い装置と圧入攪拌装置とを有する流動物ポン
プ装置に流動物を投入し、流動物ポンプ装置によって流
動物の圧送を流動物圧送管によって行い、流動物圧送管
は５０ｍ前後の間隔毎に突起流動物圧送管を複数設けて
おり、突起流動物圧送管は、内壁に複数の突起を断続的
に点々と螺旋状に設けており、突起の一つ一つの形状
は、高さ約４ｍｍ、幅１０ｍｍ、流れ方向の長さ３０ｍ
ｍで、それぞれの突起は上下流方向に１５０ｍｍ前後の
間隔を置いて螺旋状に点々と連続して設け、上流側が相
対的に緩傾斜状で下流側が急傾斜状である変形の半楕円
球形状突起であり、側面視波形状であるとともに、凝結剤とエアとを圧送する凝結剤エア圧送管によって圧
送される凝結剤が混入されているエアと流動物とを、吹
き付け口から２０〜４０ｍ手前に設けたエア流動物合流
圧送装置によって合流させ、エア流動物圧送管は、内壁に環状突起を流れ方向に向か
って環状谷部を介して複数連続して設けてなり、環状突
起は、管内壁の一定の幅で内壁全周面にわたって設けら
れ、一つ一つの形状は、上流側が相対的に急傾斜状で下
流側が緩傾斜状であり側断面が逆波形状で内壁全周面に
環状に突起して、エア流動物の混合素材等が、掻き回さ
れ水や素材の分離を防止しつつ混ざり合いながら圧送さ
れる突起エア流動圧送管からなるとともに、突起流動物圧送管、エア流動物圧送管、エア流動物合流
圧送装置に細かい振動を与える振動装置を設け、かつ、エア流動物圧送管内の圧送途中から流動物に凝結
作用を起こしながらエア圧送を行い吹き付け施工を行う
ことを特徴とする流動物圧送吹き付け施工方法。