遮水壁の構築方法及び液状化抑止方法
【課題】 地山をワイヤーソー等の可塑性切削具で切削し、その切削部に鋼板等を挿入する工法において、十分な止水対策を行う。
【解決手段】 ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管内の継手同士の接続部に可塑性材料を充填して止水する。
【解決手段】 ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管内の継手同士の接続部に可塑性材料を充填して止水する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両走行路下等に構造物を構築するに際して、地山をワイヤーソーやチェーンソーを用いて切削したときの切削部を止水する遮水壁の構築方法及び液状化抑止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行路下などに地下構造物を構築する際に、地盤中の水位低下を防止するために、例えば、薬液を地盤中に注入したり、地盤と固化材を混合して地盤を固めて止水することなどが行われていた。図１１はこの工法を説明する図であり、１は薬液注入部分で、構築する構造物２の周囲を囲むように薬液注入して止水し、内部を掘削して構造物２を構築していた。
【０００３】
ところで、近年、車両走行路下等に交差構造物を構築する工法で、軌道及び道路面に変状をほとんど与えない工法として、地山をワイヤーソーやチェーンソーを用いて切削し、その切削部に防護鋼板を挿入して土留部材とする工法が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２０４６２４号報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の工法は、地山の防護を行う点ではすぐれているものの、ワイヤーソーやチェーンソーを用いての切削時、鋼板挿入時に止水する必要があるが、その対策が必ずしも十分ではなく、その改善が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、地山をワイヤーソーやチェーンソーで切削し、その切削部に鋼板等を挿入する工法において、十分な止水及び液状化対策を行うことを目的とする。
そのために本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管内の継手同士の接続部に可塑性材料を充填して止水することを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部の上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材端部と対向させて計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管内に止水性材料を充填して止水することを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管推進完了時、各ガイド管両端部の周囲に止水パッキンを設置することを特徴とする。
また、本発明は、さらに、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削して止水性の鋼板またはシート材を挿入する切り口部に止水パッキンを設置することを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って鋼板またはシート材を設置する工法において、各鋼板には、切削挿入するガイド管１０との間を止水する止水部材を設けることを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管と地山を切削する切削部を挟んで切削とともにガイド管内を移動可能でガイド管内を止水する止水リングを設け、ガイド管内の水没区間を止水リング間に限定することを特徴とする。
また、本発明は、遮水壁を地盤中の計画構造物周囲に構築し、計画構造物の構築中及び構築後、遮水壁によりその内部への地下水の供給を遮断するとともに、遮水壁内地盤の動きを抑制し、地盤の液状化を抑止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具でガイド管とその間の地山を切削し、止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、鋼板またはシート材の接続部の止水、ガイド管端部や壁面切り口部の止水、ガイド管と鋼板またはシート材との間の止水、ガイド管内の水没区間の限定により、止水対策を十分に図ることが可能となり、また液状化の発生を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、遮水壁を構築する止水性の材料として鋼板やシート（ナイロンなどを編み込んだ土木シート、ゴムシート、プラスチックシート等）が使用可能であるが、以下では鋼板を例にとって説明する。
図１は遮水壁の構築方法における施工手順を説明する図で、図１（ａ）、図１（ｃ）は側断面図、図１（ｂ）、図１（ｄ）は横断面図である。
ワイヤーソーを挿入するための塩化ビニルなどの合成樹脂からなるガイド管を施工するために、計画構造物の外周に沿って発進立坑５と到達立坑６の間の地山７を水平ボーリングする。このとき地山７の発進立坑５、到達立坑６側の両端の壁面は止水壁８を構築しておく。次いで、各ボーリング孔にガイド管１０を施工し、図示の例では、断面矩形の構造物の４隅と、上下面及び両側面の中間位置の計１０箇所にガイド管１０を施工している（図１（ｂ））。
【０００８】
次いで、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー１１を挿入する。図１（ｃ）に示すように、ワイヤーソー１１は方向変換や繰り出し長さを調整するための複数の調整用従動プーリー１２、１３及び到達立坑側に設けた駆動装置１４内の駆動プーリー（図示せず）に無端状に巻き掛けられている。無端状のワイヤーソー１１は、ワイヤに適宜間隔を置いて多数のダイヤモンドビットを取り付けた周知のものであり、鉄筋コンクリートを切断する際の切断具として知られている。なお、ワイヤーソーに代えてチェーンソー等の可撓性切削具を使用することもできる。
【０００９】
ワイヤーソー１１の先端部の従動プーリー１３は、両側部に継手を有する止水性の材料である鋼板１５の先端部に連結され、ボーリング孔、或いはガイド管を通して予め挿入した牽引用鋼線１７を使って、到達立坑側に設置した牽引ジャッキ１６で鋼板１５を牽引するとともに、ワイヤーソーでガイド管１０とその間の地山を切削する。鋼板１５はワイヤーソーによる切削部に挿入され、ガイド管内で隣接する鋼板と継手で連結させることで遮水壁の構築と地盤補強を行う。図１（ｄ）は、上下面と側面の一部に鋼板１５が挿入された状態を示しており、図示の例では、最終的に計画構造物の外周に沿って１０枚の鋼板が挿入される。したがって、鋼板１５はガイド管とガイド管との間隔に相当する幅のものを使用する。なお、上記では、駆動装置６を到達立坑側に設置したが、発進立坑側に設置してもよく、その場合も、ワイヤーソーの先端部の従動プーリー１３を鋼板の先端部に連結し、ワイヤーソーは鋼板１５を囲むように巻きかけられ、切削にともなって順次繰り出されることになる。
【００１０】
図２は鋼板同士の接続を説明する図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は継手部の拡大図、図２（ｃ）はゴム板による簡易な継手接続を説明する図である。
ワイヤーソーの切削部に挿入施工される鋼板１５の両側部には、その長手方向に沿って嵌合用の継手２０が溶接されており、既設の鋼板の継手をガイドとして隣接する鋼板が挿入され、ガイド管内の継手部Ａで隣接する鋼板の継手同士が嵌合接続される。その他、鋼板同士の接続はゴム板による簡易な継手を使用してもよい。即ち、図２（ｃ）に示すように、一方の鋼板１５の側縁に沿って上下面ゴム板２２を所定長さだけ鋼板側縁から突出するようにボルト２３で取り付ける、或いは接着し、突出したゴム板２２間に隣接鋼板を挿入嵌合してもよい。なお、鋼板に代えて止水性のシートを用いる場合は、その両側部に接着、溶着、或いはボルト締めなどで継手を取り付けて、隣接するシート同士を接続する。
【００１１】
図３は嵌合形状の継手を有する鋼板の止水を説明する図である。
上記したように、鋼板１５は嵌合形状の継手を既設の鋼板の継手にガイド管内で嵌合させてワイヤーソーで地盤を切削しながら挿入されるが、継手２０同士の隙間には、挿入時に止水性の可塑性材料２１を充填する。このようにすることで、地盤内への鋼板の挿入時に継手部へ異物が混入するのを防ぎ、隣接鋼板の嵌合と同時に継手部の止水をすることができる。
【００１２】
図４は継手を設けない鋼板を使用する場合の止水を説明する図である。
鋼板に嵌合形状のような継手を設けないで遮水壁を構築することも可能である。その場合には、図示するように、鋼板１５の端部の上下面に止水性素材、例えば止水ゴム２５を貼り付けておき、これを地盤内へ挿入し、設置後、鋼板を巻き込む形でガイド管内に止水グラウト等の止水性材料２６を充填する。このとき止水ゴム２５により鋼板面に沿ってガイド管切削部から水が流出するのを防ぐことができる。
【００１３】
次に、ワイヤーソーによる地盤の切削時、鋼板挿入時のような施工段階での止水について図５〜図９により詳細に説明する。
図５はガイド管、鋼板設置時の発進立坑、到達立坑の壁面の止水を説明する壁面正面図である。
図５（ａ）はボーリング孔にガイド管１０を推進完了した時に、ガイド管１０の周囲に止水パッキン３０を設置した状態を示しており、止水パッキン３０で発進立坑、到達立坑へガイド管周囲から水が流出するのを防止する。
図５（ｂ）はワイヤーソーで切削して鋼板挿入直前に切り口３１を塞ぐ止水パッキン３２を設置した状態を示しており、切り口３１から水が流出するのを防止する。
図５（ｃ）はワイヤーソーで切削して鋼板挿入時の状態を示しており、止水パッキン３０、３２によりガイド管周囲、鋼板挿入切削部から発進立坑、到達立坑へ水が流出するのを防止している。
【００１４】
図６はワイヤーソーによる切削と鋼板挿入を説明する平面図、図７はガイド管と鋼板との間の止水を説明する図、図８〜図９は止水リングを説明する図である。
図６は先行鋼板４０が切削挿入完了し、後行鋼板４１が切削挿入時の状態を示している。各鋼板には、切削挿入するガイド管１０との間を止水するためのガイドパイプ止水ゴム４５が長尺方向に貼り付けられている。ガイドパイプ止水ゴム４５は、例えば、図７（ａ）に示すように、ガイド管の外側の鋼板上下両面からガイド管側面を押しつける形式の止水ゴム５０、或いは図７（ｂ）に示すように、ガイド管の側面を鋼板上下両面から包み込んでしまうコの字状の止水ゴム５１等の止水部材を使用する。このガイドパイプ止水ゴム４５を鋼板に予め貼り付けておくことにより、ガイド管の鋼板挿入部を止水することができる。
【００１５】
ワイヤーソー１１での切削によりガイド管も切削され、その切削口から地盤中の水がガイド管内に流入する。このままの状態では流入した水はガイド管の端部から発進立坑、到達立坑側へ流出してしまうことになる。これを防止するため、切削するガイド管内に止水リング５１〜５４を設けてガイド管内に流入した水を止水リング間に封じ込めるようにする。すなわち、ワイヤーソーで地盤を切削する箇所を挟むように、鋼板側止水リング５１５３と、切削側止水リング５２、５４を設けることで、鋼板側止水リングと切削側止水リング間（図６のＡ区間）のみガイド管内が水没する。この状態で牽引用鋼線１７で切削部を牽引することで、水没区間Ａが到達立坑側へ移動し、鋼板挿入完了時にはＡ区間内の水は到達立坑へ流出させる。
【００１６】
鋼板側止水リング５１は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキン５１ａ、後行鋼板４１の先端部を囲んで止水するゴムパッキン５１ｂからなっており、牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。なお、６０は牽引用鋼線を通す管である。
【００１７】
切削側止水リング５２は、図８（ｃ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキンであり、同様に牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。６０は牽引用ワイヤを通す管、６１はワイヤーソー挿入用切り欠部を止水するワイヤーブラシ止水、６２は牽引用鋼線部のＯリング止水である。
【００１８】
鋼板側止水リング５３は、図９（ａ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキン５３ａ、後行鋼板４１の先端部を囲んで止水するゴムパッキン５３ｂからなっており、牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。６０は牽引用ワイヤを通す管、６５は先行鋼板４０の継手部を止水するワイヤーブラシである。
【００１９】
切削側止水リング５４は、図９（ｂ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキンであり、同様に牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。６０は牽引用ワイヤを通す管、６２は牽引用鋼線部のＯリング止水、６５は先行鋼板４０の継手部を止水するワイヤーブラシである。
【００２０】
なお、図６の止水リング間の後行鋼板先端部が存在している区間Ｂは、ガイド間の切削部に鋼板先端部が挿入されており、この間にはホース５５、５６を通して泥水や高粘度材を注入することで圧力を保持できるので、止水リング間への地盤中からの水の流入をＣ区間に限定して水没区間を最小限とするようにしている。
【００２１】
次に、車両走行路下等に構造物を構築するに際して、地震で地盤が揺らされたとき、地盤が液状化するのを抑止しなければならない。
【００２２】
図１０により液状化について説明すると、例えば、図１０（ａ）に示すように、地盤中の土粒子は地下水より比重は重いが、微視的にみると相互に直接、或いは微細な砂や石などを介して一部接触してその間に間隙が形成され、間隙水（供給される地下水）が満たされた状態で安定している。このような状態の地盤が地震で揺らされると、図１０（ｂ）に示すように、土粒子間の間隙が狭くなって密な状態が発生して間隙水圧が上昇し、土粒子が間隙水圧で浮いた状態となる。この状態が液状化状態である。
【００２３】
このような液状化が発生すると、地下構造物を安定した状態で構築することができない。そこで、上記した本発明の遮水壁構築方法により、図１１に示すように、地盤中の計画構造物の周囲に遮水壁を構築し、遮水壁で囲まれた地盤中への地下水の供給を遮断する。地下水の供給を遮断した状態であると、地震で地盤が揺らされても土粒子の動きが抑えられるため、図１０（ａ）の状態が保持されて土粒子間の間隙水圧が上昇することがなく、結果的に液状化を抑止することができる。また、遮水壁を構築して地下水の供給を遮断しておくと、経時的に遮水壁内の地盤の乾燥が進行するため、一層液状化の発生が抑止される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、ワイヤーソー等の可塑性切削具での切削時、鋼板やシート材の挿入時の止水を図ることができ、また液状化の発生を抑止できるので産業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】遮水壁の構築方法における施工手順を説明する図である。
【図２】鋼板同士の接続を説明する図である。
【図３】嵌合形状の継手を有する鋼板の止水を説明する図である。
【図４】継手を設けない鋼板を使用する場合の止水を説明する図である。
【図５】ガイド管、鋼板設置時の発進立坑、到達立坑の壁面の止水を説明する壁面正面図である。
【図６】ワイヤーソーによる切削と鋼板挿入を説明する平面図である。
【図７】ガイド管と鋼板との間の止水を説明する図である。
【図８】止水リングを説明する図である。
【図９】止水リングを説明する図である。
【図１０】地盤の液状化を説明する図である。
【図１１】地盤の液状化抑止方法を説明する図である。
【図１２】薬液注入による構造物構築工法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
５…発進立坑、６…到達立坑、７…地山、１０…ガイド管、１１…ワイヤーソー、１５…鋼板、２０…継手、２５…止水ゴム、３０，３２…止水パッキン、４０…先行鋼板、４１…後行鋼板、４５…ガイドパイプ止水ゴム、５１〜５４…止水リング。
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両走行路下等に構造物を構築するに際して、地山をワイヤーソーやチェーンソーを用いて切削したときの切削部を止水する遮水壁の構築方法及び液状化抑止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行路下などに地下構造物を構築する際に、地盤中の水位低下を防止するために、例えば、薬液を地盤中に注入したり、地盤と固化材を混合して地盤を固めて止水することなどが行われていた。図１１はこの工法を説明する図であり、１は薬液注入部分で、構築する構造物２の周囲を囲むように薬液注入して止水し、内部を掘削して構造物２を構築していた。
【０００３】
ところで、近年、車両走行路下等に交差構造物を構築する工法で、軌道及び道路面に変状をほとんど与えない工法として、地山をワイヤーソーやチェーンソーを用いて切削し、その切削部に防護鋼板を挿入して土留部材とする工法が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２０４６２４号報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の工法は、地山の防護を行う点ではすぐれているものの、ワイヤーソーやチェーンソーを用いての切削時、鋼板挿入時に止水する必要があるが、その対策が必ずしも十分ではなく、その改善が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、地山をワイヤーソーやチェーンソーで切削し、その切削部に鋼板等を挿入する工法において、十分な止水及び液状化対策を行うことを目的とする。
そのために本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管内の継手同士の接続部に可塑性材料を充填して止水することを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部の上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材端部と対向させて計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管内に止水性材料を充填して止水することを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管推進完了時、各ガイド管両端部の周囲に止水パッキンを設置することを特徴とする。
また、本発明は、さらに、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削して止水性の鋼板またはシート材を挿入する切り口部に止水パッキンを設置することを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って鋼板またはシート材を設置する工法において、各鋼板には、切削挿入するガイド管１０との間を止水する止水部材を設けることを特徴とする。
また、本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、ガイド管と地山を切削する切削部を挟んで切削とともにガイド管内を移動可能でガイド管内を止水する止水リングを設け、ガイド管内の水没区間を止水リング間に限定することを特徴とする。
また、本発明は、遮水壁を地盤中の計画構造物周囲に構築し、計画構造物の構築中及び構築後、遮水壁によりその内部への地下水の供給を遮断するとともに、遮水壁内地盤の動きを抑制し、地盤の液状化を抑止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、ワイヤーソー等の可塑性切削具でガイド管とその間の地山を切削し、止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、鋼板またはシート材の接続部の止水、ガイド管端部や壁面切り口部の止水、ガイド管と鋼板またはシート材との間の止水、ガイド管内の水没区間の限定により、止水対策を十分に図ることが可能となり、また液状化の発生を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、遮水壁を構築する止水性の材料として鋼板やシート（ナイロンなどを編み込んだ土木シート、ゴムシート、プラスチックシート等）が使用可能であるが、以下では鋼板を例にとって説明する。
図１は遮水壁の構築方法における施工手順を説明する図で、図１（ａ）、図１（ｃ）は側断面図、図１（ｂ）、図１（ｄ）は横断面図である。
ワイヤーソーを挿入するための塩化ビニルなどの合成樹脂からなるガイド管を施工するために、計画構造物の外周に沿って発進立坑５と到達立坑６の間の地山７を水平ボーリングする。このとき地山７の発進立坑５、到達立坑６側の両端の壁面は止水壁８を構築しておく。次いで、各ボーリング孔にガイド管１０を施工し、図示の例では、断面矩形の構造物の４隅と、上下面及び両側面の中間位置の計１０箇所にガイド管１０を施工している（図１（ｂ））。
【０００８】
次いで、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー１１を挿入する。図１（ｃ）に示すように、ワイヤーソー１１は方向変換や繰り出し長さを調整するための複数の調整用従動プーリー１２、１３及び到達立坑側に設けた駆動装置１４内の駆動プーリー（図示せず）に無端状に巻き掛けられている。無端状のワイヤーソー１１は、ワイヤに適宜間隔を置いて多数のダイヤモンドビットを取り付けた周知のものであり、鉄筋コンクリートを切断する際の切断具として知られている。なお、ワイヤーソーに代えてチェーンソー等の可撓性切削具を使用することもできる。
【０００９】
ワイヤーソー１１の先端部の従動プーリー１３は、両側部に継手を有する止水性の材料である鋼板１５の先端部に連結され、ボーリング孔、或いはガイド管を通して予め挿入した牽引用鋼線１７を使って、到達立坑側に設置した牽引ジャッキ１６で鋼板１５を牽引するとともに、ワイヤーソーでガイド管１０とその間の地山を切削する。鋼板１５はワイヤーソーによる切削部に挿入され、ガイド管内で隣接する鋼板と継手で連結させることで遮水壁の構築と地盤補強を行う。図１（ｄ）は、上下面と側面の一部に鋼板１５が挿入された状態を示しており、図示の例では、最終的に計画構造物の外周に沿って１０枚の鋼板が挿入される。したがって、鋼板１５はガイド管とガイド管との間隔に相当する幅のものを使用する。なお、上記では、駆動装置６を到達立坑側に設置したが、発進立坑側に設置してもよく、その場合も、ワイヤーソーの先端部の従動プーリー１３を鋼板の先端部に連結し、ワイヤーソーは鋼板１５を囲むように巻きかけられ、切削にともなって順次繰り出されることになる。
【００１０】
図２は鋼板同士の接続を説明する図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は継手部の拡大図、図２（ｃ）はゴム板による簡易な継手接続を説明する図である。
ワイヤーソーの切削部に挿入施工される鋼板１５の両側部には、その長手方向に沿って嵌合用の継手２０が溶接されており、既設の鋼板の継手をガイドとして隣接する鋼板が挿入され、ガイド管内の継手部Ａで隣接する鋼板の継手同士が嵌合接続される。その他、鋼板同士の接続はゴム板による簡易な継手を使用してもよい。即ち、図２（ｃ）に示すように、一方の鋼板１５の側縁に沿って上下面ゴム板２２を所定長さだけ鋼板側縁から突出するようにボルト２３で取り付ける、或いは接着し、突出したゴム板２２間に隣接鋼板を挿入嵌合してもよい。なお、鋼板に代えて止水性のシートを用いる場合は、その両側部に接着、溶着、或いはボルト締めなどで継手を取り付けて、隣接するシート同士を接続する。
【００１１】
図３は嵌合形状の継手を有する鋼板の止水を説明する図である。
上記したように、鋼板１５は嵌合形状の継手を既設の鋼板の継手にガイド管内で嵌合させてワイヤーソーで地盤を切削しながら挿入されるが、継手２０同士の隙間には、挿入時に止水性の可塑性材料２１を充填する。このようにすることで、地盤内への鋼板の挿入時に継手部へ異物が混入するのを防ぎ、隣接鋼板の嵌合と同時に継手部の止水をすることができる。
【００１２】
図４は継手を設けない鋼板を使用する場合の止水を説明する図である。
鋼板に嵌合形状のような継手を設けないで遮水壁を構築することも可能である。その場合には、図示するように、鋼板１５の端部の上下面に止水性素材、例えば止水ゴム２５を貼り付けておき、これを地盤内へ挿入し、設置後、鋼板を巻き込む形でガイド管内に止水グラウト等の止水性材料２６を充填する。このとき止水ゴム２５により鋼板面に沿ってガイド管切削部から水が流出するのを防ぐことができる。
【００１３】
次に、ワイヤーソーによる地盤の切削時、鋼板挿入時のような施工段階での止水について図５〜図９により詳細に説明する。
図５はガイド管、鋼板設置時の発進立坑、到達立坑の壁面の止水を説明する壁面正面図である。
図５（ａ）はボーリング孔にガイド管１０を推進完了した時に、ガイド管１０の周囲に止水パッキン３０を設置した状態を示しており、止水パッキン３０で発進立坑、到達立坑へガイド管周囲から水が流出するのを防止する。
図５（ｂ）はワイヤーソーで切削して鋼板挿入直前に切り口３１を塞ぐ止水パッキン３２を設置した状態を示しており、切り口３１から水が流出するのを防止する。
図５（ｃ）はワイヤーソーで切削して鋼板挿入時の状態を示しており、止水パッキン３０、３２によりガイド管周囲、鋼板挿入切削部から発進立坑、到達立坑へ水が流出するのを防止している。
【００１４】
図６はワイヤーソーによる切削と鋼板挿入を説明する平面図、図７はガイド管と鋼板との間の止水を説明する図、図８〜図９は止水リングを説明する図である。
図６は先行鋼板４０が切削挿入完了し、後行鋼板４１が切削挿入時の状態を示している。各鋼板には、切削挿入するガイド管１０との間を止水するためのガイドパイプ止水ゴム４５が長尺方向に貼り付けられている。ガイドパイプ止水ゴム４５は、例えば、図７（ａ）に示すように、ガイド管の外側の鋼板上下両面からガイド管側面を押しつける形式の止水ゴム５０、或いは図７（ｂ）に示すように、ガイド管の側面を鋼板上下両面から包み込んでしまうコの字状の止水ゴム５１等の止水部材を使用する。このガイドパイプ止水ゴム４５を鋼板に予め貼り付けておくことにより、ガイド管の鋼板挿入部を止水することができる。
【００１５】
ワイヤーソー１１での切削によりガイド管も切削され、その切削口から地盤中の水がガイド管内に流入する。このままの状態では流入した水はガイド管の端部から発進立坑、到達立坑側へ流出してしまうことになる。これを防止するため、切削するガイド管内に止水リング５１〜５４を設けてガイド管内に流入した水を止水リング間に封じ込めるようにする。すなわち、ワイヤーソーで地盤を切削する箇所を挟むように、鋼板側止水リング５１５３と、切削側止水リング５２、５４を設けることで、鋼板側止水リングと切削側止水リング間（図６のＡ区間）のみガイド管内が水没する。この状態で牽引用鋼線１７で切削部を牽引することで、水没区間Ａが到達立坑側へ移動し、鋼板挿入完了時にはＡ区間内の水は到達立坑へ流出させる。
【００１６】
鋼板側止水リング５１は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキン５１ａ、後行鋼板４１の先端部を囲んで止水するゴムパッキン５１ｂからなっており、牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。なお、６０は牽引用鋼線を通す管である。
【００１７】
切削側止水リング５２は、図８（ｃ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキンであり、同様に牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。６０は牽引用ワイヤを通す管、６１はワイヤーソー挿入用切り欠部を止水するワイヤーブラシ止水、６２は牽引用鋼線部のＯリング止水である。
【００１８】
鋼板側止水リング５３は、図９（ａ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキン５３ａ、後行鋼板４１の先端部を囲んで止水するゴムパッキン５３ｂからなっており、牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。６０は牽引用ワイヤを通す管、６５は先行鋼板４０の継手部を止水するワイヤーブラシである。
【００１９】
切削側止水リング５４は、図９（ｂ）に示すように、ガイド管内周面を止水するゴムパッキンであり、同様に牽引によりガイド管内面を滑りながら移動する。６０は牽引用ワイヤを通す管、６２は牽引用鋼線部のＯリング止水、６５は先行鋼板４０の継手部を止水するワイヤーブラシである。
【００２０】
なお、図６の止水リング間の後行鋼板先端部が存在している区間Ｂは、ガイド間の切削部に鋼板先端部が挿入されており、この間にはホース５５、５６を通して泥水や高粘度材を注入することで圧力を保持できるので、止水リング間への地盤中からの水の流入をＣ区間に限定して水没区間を最小限とするようにしている。
【００２１】
次に、車両走行路下等に構造物を構築するに際して、地震で地盤が揺らされたとき、地盤が液状化するのを抑止しなければならない。
【００２２】
図１０により液状化について説明すると、例えば、図１０（ａ）に示すように、地盤中の土粒子は地下水より比重は重いが、微視的にみると相互に直接、或いは微細な砂や石などを介して一部接触してその間に間隙が形成され、間隙水（供給される地下水）が満たされた状態で安定している。このような状態の地盤が地震で揺らされると、図１０（ｂ）に示すように、土粒子間の間隙が狭くなって密な状態が発生して間隙水圧が上昇し、土粒子が間隙水圧で浮いた状態となる。この状態が液状化状態である。
【００２３】
このような液状化が発生すると、地下構造物を安定した状態で構築することができない。そこで、上記した本発明の遮水壁構築方法により、図１１に示すように、地盤中の計画構造物の周囲に遮水壁を構築し、遮水壁で囲まれた地盤中への地下水の供給を遮断する。地下水の供給を遮断した状態であると、地震で地盤が揺らされても土粒子の動きが抑えられるため、図１０（ａ）の状態が保持されて土粒子間の間隙水圧が上昇することがなく、結果的に液状化を抑止することができる。また、遮水壁を構築して地下水の供給を遮断しておくと、経時的に遮水壁内の地盤の乾燥が進行するため、一層液状化の発生が抑止される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、ワイヤーソー等の可塑性切削具での切削時、鋼板やシート材の挿入時の止水を図ることができ、また液状化の発生を抑止できるので産業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】遮水壁の構築方法における施工手順を説明する図である。
【図２】鋼板同士の接続を説明する図である。
【図３】嵌合形状の継手を有する鋼板の止水を説明する図である。
【図４】継手を設けない鋼板を使用する場合の止水を説明する図である。
【図５】ガイド管、鋼板設置時の発進立坑、到達立坑の壁面の止水を説明する壁面正面図である。
【図６】ワイヤーソーによる切削と鋼板挿入を説明する平面図である。
【図７】ガイド管と鋼板との間の止水を説明する図である。
【図８】止水リングを説明する図である。
【図９】止水リングを説明する図である。
【図１０】地盤の液状化を説明する図である。
【図１１】地盤の液状化抑止方法を説明する図である。
【図１２】薬液注入による構造物構築工法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
５…発進立坑、６…到達立坑、７…地山、１０…ガイド管、１１…ワイヤーソー、１５…鋼板、２０…継手、２５…止水ゴム、３０，３２…止水パッキン、４０…先行鋼板、４１…後行鋼板、４５…ガイドパイプ止水ゴム、５１〜５４…止水リング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管内の継手同士の接続部に可塑性材料を充填して止水することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項２】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部の上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材端部と対向させて計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管内に止水性材料を充填して止水することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項３】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管推進完了時、各ガイド管両端部の周囲に止水パッキンを設置することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項４】
さらに、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削して止水性の鋼板またはシート材を挿入する切り口部に止水パッキンを設置することを特徴とする請求項３記載の遮水壁の構築方法。
【請求項５】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って鋼板またはシート材を設置する工法において、
各鋼板には、切削挿入するガイド管１０との間を止水する止水部材を設けることを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項６】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管と地山を切削する切削部を挟んで切削とともにガイド管内を移動可能でガイド管内を止水する止水リングを設け、ガイド管内の水没区間を止水リング間に限定することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項７】
遮水壁を地盤中の計画構造物周囲に構築し、計画構造物の構築中及び構築後、遮水壁によりその内部への地下水の供給を遮断するとともに、遮水壁内地盤の動きを抑制し、地盤の液状化を抑止することを特徴とする液状化抑止方法。
【請求項１】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管内の継手同士の接続部に可塑性材料を充填して止水することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項２】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部の上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された上下面に止水性素材を取り付けた止水性の鋼板またはシート材端部と対向させて計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管内に止水性材料を充填して止水することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項３】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管推進完了時、各ガイド管両端部の周囲に止水パッキンを設置することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項４】
さらに、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削して止水性の鋼板またはシート材を挿入する切り口部に止水パッキンを設置することを特徴とする請求項３記載の遮水壁の構築方法。
【請求項５】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って鋼板またはシート材を設置する工法において、
各鋼板には、切削挿入するガイド管１０との間を止水する止水部材を設けることを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項６】
ワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入するガイド管を計画構造物の外周に沿って設置し、隣接する２つのガイド管に跨がってワイヤーソー等の可塑性切削具を挿入してガイド管とその間の地山を切削し、側部に継手が形成された止水性の鋼板またはシート材を切削部に挿入していき、ガイド管内で先行挿入された止水性の鋼板またはシート材と継手同士を接続して計画構造物の外周に沿って止水性の鋼板またはシート材を設置する工法において、
ガイド管と地山を切削する切削部を挟んで切削とともにガイド管内を移動可能でガイド管内を止水する止水リングを設け、ガイド管内の水没区間を止水リング間に限定することを特徴とする遮水壁の構築方法。
【請求項７】
遮水壁を地盤中の計画構造物周囲に構築し、計画構造物の構築中及び構築後、遮水壁によりその内部への地下水の供給を遮断するとともに、遮水壁内地盤の動きを抑制し、地盤の液状化を抑止することを特徴とする液状化抑止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−３３２７２４（Ｐ２００７−３３２７２４Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６８６０１（Ｐ２００６−１６８６０１）
【出願日】平成１８年６月１９日（２００６．６．１９）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１９日（２００６．６．１９）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【Ｆターム（参考）】
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