遮水壁施工装置
【課題】ロール状に巻いてある遮水シートロールの使用を前提として、簡単な構造で且つ深くまでロールを挿入することができて、深度の大きな遮水壁を構築可能な施工装置を提供する。
【解決手段】雌ジョイント２およびその上部のエクステンションロッド２６を芯材とする遮水シートＳのシートロール１を、リーダマストに昇降可能に支持させたロール貫入ポスト１１に直立姿勢で支持させる。シートロール１は、下部の位置決めピン２１付きのロール受けブラケット２０のほか、回転可能にその把持が可能なグリッパ機構２４と、回転不能にその把持が可能なグリッパ機構２５とで選択的に支持するものとし、回転不能な状態で地中に貫入した上で、回転可能な状態に持ち替えて遮水シートＳを展開した上で地中に残してくる構造とする。
【解決手段】雌ジョイント２およびその上部のエクステンションロッド２６を芯材とする遮水シートＳのシートロール１を、リーダマストに昇降可能に支持させたロール貫入ポスト１１に直立姿勢で支持させる。シートロール１は、下部の位置決めピン２１付きのロール受けブラケット２０のほか、回転可能にその把持が可能なグリッパ機構２４と、回転不能にその把持が可能なグリッパ機構２５とで選択的に支持するものとし、回転不能な状態で地中に貫入した上で、回転可能な状態に持ち替えて遮水シートＳを展開した上で地中に残してくる構造とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に遮水シート（止水シート）を主要素とする鉛直な遮水壁を構築する際に使用される遮水壁施工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物等の最終処分場では、汚染物の流出を防止するために遮水壁をもって最終処分場を囲んで外部と仕切る必要がある。遮水壁構造としては、特に透水性の高い地盤や地耐力の低い地盤の場合、簡単且つ高い水密性を確保できる遮水シートを使用した遮水壁工法が従来から採用されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載のものでは、遮水シートを主要素とする遮水壁を地中に鉛直に構築するにあたり、先ず地盤を溝状にほぐすとともに水を混合して溝内を泥水に置き換え、次いで泥水に置き換えられた溝内に一定幅の遮水シートを鉛直に挿入するとともに、隣接する遮水シート同士を継手部材を介して連結するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２に記載のものでは、上記と同様に泥水に置き換えられた溝内に遮水シートを挿入することを前提として、遮水シートを予めロール状に巻き付けてあるシートロールを上記溝内に鉛直に挿入した上で、シートロールから遮水シートを巻き戻しながら展開することで遮水壁を構築するようにしている。
【特許文献１】特公平４−３３３２５号公報
【特許文献２】特開２００２−３８４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者の技術では、溝内に鉛直姿勢にて挿入できる遮水シートの幅寸法に自ずと制約があることから、溝内への遮水シートの挿入作業と隣接する遮水シート同士の連結作業を何回も繰り返さなければならず、特に工数増加によるコストアップが余儀なくされる。
【０００６】
他方、後者の技術では、予めロール状に巻き付けてあるシートロールから遮水シートを引き出すようにして溝内にて展開する方式であり、前者のものに比べてある程度の作業性改善効果が期待できる。ところが、遮水シートの引き出し，展開に先立ってシートロールを単独で且つ直接的に溝内に挿入する方式であるため、シートロールの座屈等を考慮するとシートロールの挿入深さひいては施工可能な遮水壁の深さに自ずと限界がある。その上、シートロール挿入位置から所定距離離れた位置に同時に引き込みポストを挿入するとともに、それらのシートロールと引き込みポストとの間に予めワイヤを張設しておき、ワイヤの引き取りによってシートロールから遮水シートを引き出しながら引き込みポスト側に引き寄せるべく展開する方式であるため、工数の増加とともに設備構成が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、遮水シートを予めロール状に巻いてあるシートロールの使用を前提とした上で、簡単な構造でありながらより深くまでシートロールを挿入することができて、結果として深度の大きな遮水壁を構築可能な遮水壁施工装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、芯材に遮水シートをロール状に巻き付けてなるシートロールを地中に貫入するとともに、遮水シートの一端を固定した上でその遮水シートをシートロールから巻き戻しつつ展開させて地中に遮水壁を構築するための装置であることを前提としている。
【０００９】
その上で、自走能力を有する貫入母機のリーダマストに、シートロールを直立姿勢に保ちながら地中に貫入するためのロール貫入ポストを昇降可能に装着し、ロール貫入ポストには、シートロールの下端部を回転可能に支持する下部支持手段と、シートロールの上端部を支持する上部支持手段とを個別に設けたことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、請求項２に記載のように、上記下部支持手段は、ロール貫入マストから張り出し形成した受け部材上にて芯材を回転可能に軸受支持する機能を有している一方で、上部支持手段は、シートロールを回転可能に支持する回転許容型把持部とシートロールを回転不能に支持する回転不能型把持部とを備えていることがシートロールの安定的に支持する上で望ましい。
【００１１】
より具体的には、下部支持手段は、請求項３に記載のように、芯材の下端と軸受部材とが凹凸係合して芯材を回転可能に軸受支持するものであるものとする。
【００１２】
望ましくは、請求項４に記載のように、上部支持手段の回転許容型把持部は芯材を回転可能に軸受支持している軸受部材を把持する軸受部材把持手段をもって、回転不能型把持部は芯材を回転不能に直接把持する芯材把持手段をもってそれぞれ形成し、それらの回転許容型把持部と回転不能型把持部とを選択使用可能なものとする。
【００１３】
そして、上部支持手段を形成している回転許容型把持部および回転不能型把持部は、請求項５に記載のように、アクチュエータ駆動のグリッパアームによりその把持動作および解放動作が可能となっていることが作動安定性の上で望ましい。
【００１４】
なお、遮水壁を構築すべき地盤には、現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させておくことが望ましい。また、遮水シートとしては例えば厚さが数ミリ程度の高密度ポリエチレンシートを使用するものとする。
【００１５】
シートロールは遮水シートを巻き付けたロール状のものであってもその長さは有限長であるので、地中にて展開した遮水シート同士を相互に連結するために、請求項９に記載のように、シートロールを形成している遮水シートの巻き取り方向の両端部には、凹凸嵌合が可能なジョイント部材を設けてあることが望ましい。
【００１６】
また、請求項６に記載のように、リーダマストに対してロール貫入ポストが着脱可能となっていることが、リーダマストおよびロール貫入ポストの長さ調整等に際して望ましい。
【００１７】
より望ましくは、請求項７に記載のように、ロール貫入ポストは、下部支持手段が装着された下部ポストおよび上部支持手段が装着された上部ポストと、それらの下部ポストと上部ポストの間に介在する単一または複数の中間ポストを着脱可能に連結したものとする。
【００１８】
さらに、地中に貫入したシートロールの鉛直度を維持する上では、請求項８に記載のように、ロール貫入ポストにそれ自体の鉛直度を計測可能な傾斜計を装着することが望ましい。
【００１９】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、シートロールを単独で地中に貫入するのではなく、シートロールをそのシートロールを支えている剛性の高いロール貫入ポストとともに地中に貫入するので、地中深くまでシートロールを貫入することが可能である。その際に、既設の遮水シートと連結する必要がある場合には、先に述べたジョイント部材同士の凹凸係合をもって相互に連結するものとする。
【００２０】
シートロールをロール貫入ポストとともに地中に貫入したならば、遮水シートの巻き取り終端部を上記のジョイント部材同士の凹凸係合等をもって固定した上で、貫入母機の自走能力を使ってシートロールを地中にて移動させる。すると、シートロールからは遮水シートが自律的に徐々に巻き戻されるようにして引き出されて幕状に展開し、もって地中にて遮水シートを主要素とする遮水壁が構築されることになる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、遮水シートをロール状に巻き付けてなるシートロールを、それを支えるロール貫入ポストとともに地中に貫入するので、シートロールを地中深くまで貫入することが可能であり、遮水シートをもって構成される遮水壁の深度を一段と大きくすることが可能となる。
【００２２】
また、シートロールを一旦地中に貫入したならば、貫入母機の自走能力を使ってシートロールを横方向に移動させるだけで遮水シートを幕状に展開することができることから、施工装置の構造も簡単であり、施工のための工数も著しく少なくて済む利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
最初に、本発明の遮水壁施工装置の詳細を説明する前に施工方法の概略を説明する。
【００２４】
ここでは、図１，２に示すすように所定幅の強靱な遮水シート（例えば、厚さが数ミリ程度の高密度ポリエチレンシート）Ｓを予めロール状に巻き付けたシートロール１を使用することを前提とし、遮水シート（以下、単に「シート」と言う。）Ｓの巻き取り始端部側にはジョイント部材として剛性があり且つ平面視にて略Ｃ字状をなす雌ジョイント２を、同じくシートＳの巻き取り終端部側にはジョイント部材として丸棒状の雄ジョイント３をそれぞれその全幅にわたり予め固定してあり、雌ジョイント２を芯材として遮水シートＳを巻き付けてある。なお、雌ジョイント２や雄ジョイント３とシートＳとの結合は、例えば雌ジョイント２または雄ジョイント３を接着剤を併用しながらシートＳの端部にて袋状に包み込んだ上で溶着部Ｓｗにて溶着してある。
【００２５】
これらの雌ジョイント２と雄ジョイント３は、両者を同一軸線上に並べた上で相対移動させればいわゆる凹凸嵌合して、その状態では径方向に引張力を作用させただけでは容易に離脱しない構造となっている。そして、先にも述べたように、シートロール１は巻き取り始端部側の雌ジョイント２を芯材として用いて、巻き取り終端部側に雄ジョイント３を有する所定長さをシートＳを巻き付けることで構成される。
【００２６】
遮水壁を構築すべき地盤には、予め現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させておくことが望ましい。
【００２７】
より具体的には、図３の平面図に示すように、遮水壁Ｗを構築すべき地盤には、現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させて溝状流動化層４を形成しておく。
【００２８】
次いで、同図（Ａ）に示すように、この溝状流動化層４の中であって且つ遮水壁Ｗの施工開始部（始端部）となるべき位置に上記雌ジョイント２と同構造の平面略Ｃ字状の剛性のあるアンカーポスト５を鉛直姿勢にて貫入して固定する。
【００２９】
アンカーポスト５が移動しないように固定したならば、その近傍にシートロール１を鉛直姿勢にて貫入する。その際に、同図（Ｂ）に示すように、シートロール１を形成しているシートＳの巻き取り終端部側の雄ジョイント３を上記アンカーポスト５に凹凸嵌合させ、シートロール１を貫入し終えたならば、同図（Ｃ）に示すようにシートロール１そのものを溝状流動化層４の長手方向に沿って移動させる。こうすることにより、シートロール１を形成しているシートＳが引き出されるようにして徐々に巻き戻され、最終的には溝状流動化層４の中で幕状に展開する。つまり、溝状流動化層４の中には一端を雄ジョイント３とし、他端を雌ジョイント２とするシートＳが延在するかたちとなる。
【００３０】
こうして一本分のシートロール１の展開を終えたならば、同図（Ｄ）に示すように、既設のシートＳに付帯している雌ジョイント２に対して二本目のシートロール１側の雄ジョイント３を凹凸嵌合させながら、その二本目のシートロール１を先の場合と同様に溝状流動化層４の中に貫入する。
【００３１】
そして、同図（Ｅ）に示すように、その二本目のシートロール１を溝状流動化層４の中で移動させながらシートＳとして展開し、以降は上記のような動作を繰り返すことで、一本のシートロール１分のシートＳの長さを単位要素としてシートＳ，Ｓ‥が順次継ぎ足されて、溝状流動化層４の中に所定長さの遮水シート層が形成されることになる。特に、溝状流動化層４の中に予めセメントミルクを加えてある場合には、所定の養生期間を得ることにより、シートＳ，Ｓ‥が延在している溝状流動化層４そのものも固化することから、シートＳ，Ｓ‥を主要素としつつ実質的に三層のいわゆるサンドイッチ構造の遮水壁Ｗが構築されることになる。
【００３２】
図４は、上記のようなシートロール１の地中への貫入とその展開とを司る遮水壁施工装置の全体の概略構造を示しており、同図（Ａ）はその側面図を、同図（Ｂ）は正面図をそれぞれ示している。
【００３３】
この遮水壁施工装置は、自走能力を有するクローラタイプの杭打ち機を貫入母機（ベースマシン）６として構成されているものであり、ブーム７およびキャッチフォーク８にて直立姿勢（鉛直姿勢）に支持されたリーダマスト９には昇降ベース１０が装着されていて、この昇降ベース１０には例えば角柱状のロール貫入ポスト１１が着脱可能に連結されている。そして、このロール貫入ポスト１１は、貫入母機６自体の機能、すなわちリーダマスト９に沿って昇降ベース１０を油圧（静圧）にて昇降動作させる機能により地中への圧入とその引き抜きが可能となっている。なお、図５の（Ａ）は図４の（Ａ）の状態からロール貫入ポスト１１を地中に圧入した状態を、同図（Ｂ）は図４の（Ｂ）の状態から同じくロール貫入ポスト１１を地中に圧入した状態をそれぞれ示している。
【００３４】
図６は図４の（Ｂ）におけるロール貫入ポスト１１の詳細を示しており、それぞれに角柱状をなす下部ポスト１２と上部ポスト１３およびそれらの間に介在する中間ポスト１４をボルト・ナットによる結合部１５をもって着脱可能に連結してあり、例えば中間ポスト１４を長さの異なるものと交換するか、もしくはさらに別の中間ポスト１４を加えることにより、ロール貫入ポスト１１の全長の調整が可能となっている。
【００３５】
図６のほか図７に示すように、ロール貫入ポスト１１（上部ポスト１３）の上端には取付フランジ１６が溶接固定されていて、この取付フランジ１６と取付ブラケット１７を介してロール貫入ポスト１１がリーダマスト９側の昇降ベース１０に連結されている一方、ロール貫入ポスト１１の下端部は図４，５に示すように同じくリーダマスト９側のスライド案内部１７にスライド可能に案内支持されている。そして、このロール貫入ポスト１１には、後述するように先に述べたシートロール１が直立姿勢にて並設するような形態で安定的に支持されることになる。
【００３６】
また、図６のほか図７，８に示すように、ロール貫入ポスト１１を形成している下部ポスト１２には下部支持手段として下部把持機構１８が装着されているほか、同じくロール貫入ポスト１１を形成している上部ポスト１３には上部支持手段として上部把持機構１９が装着されている。
【００３７】
下部把持機構１８は、図８，９に示すように、下部ポスト１２から水平方向に張り出すようにボルト・ナット結合した受け部材としての皿状のロール受けブラケット２０に軸受部材としての位置決めピン２１を上向きに形成したもので、シートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２側の下端の底板２２ａ付きのピン穴２２と嵌合することにより少なくともシートロール１の下端を回転可能に軸受支持することが可能となっている。
【００３８】
他方、上部把持機構１９は、図６のほか図１０に示すように、上部ポスト１３にボルト・ナット結合された共通のベースプレート２３に対し水平方向に張り出すように上下二段にわたってグリッパ機構２４，２５を配置したもので、これらのグリッパ機構２４，２５は共にロール貫入ポスト１１に並設支持されることになるシートロール１の上部を把持する機能を有するものの、上側のグリッパ機構２４はシートロール１を回転可能に軸受支持する回転許容型把持部として機能する一方、下側のグリッパ機構２５はシートロール１を回転不能に軸受支持する回転不能型把持部として機能し、これらの上側および下側のグリッパ機構２４，２５は二者択一的にその選択使用が可能となっている。
【００３９】
ここで、図１から明らかなように、シートロール１の下端では芯材として機能する雌ジョイント２を位置決めピン２１にて直接支持しているものの、シートロール１の上端では芯材として機能する雌ジョイント２を直接支持することはせず、雌ジョイント２の上端にエクステンションロッド２６を相対回転不能に且つ着脱可能に連結した上で、このエクステンションロッド２６を把持部として間接的にグリッパ機構２４または２５にて支持するようにしてある。そして、エクステンションロッド２６の上端部には軸受部材であるボールベアリングユニット２７を配設してある。
【００４０】
上側のグリッパ機構２４は、軸受部材であるボールベアリングユニット２７を把持する軸受部材把持手段として機能するもので、図１０のほか図１１に示すように、ベースプレート２３から水平方向に張り出す上下二段の固定側グリッパアーム２８，２８間に略鉤形状の単一の可動側グリッパアーム２９をヒンジピン３０にて回転可能に連結したもので、その可動側グリッパアーム２９の一端とロール貫入ポスト１１との間にはクレビス型のグリッパシリンダ（油圧シリンダ）３１を配設してある。つまり、グリッパシリンダ３１のシリンダチューブ３２をロール貫入ポスト１１に揺動可能に連結してあるとともに、そのピストンロッド３３を可動側グリッパアーム２９に連結してあることから、グリッパシリンダ３１の伸縮作動に応じて可動側グリッパアーム２９がスイング動作して、先に述べたエクステンションロッド２６上のボールベアリングユニット２７を把持したり、あるいは解放することになる。
【００４１】
より詳しくは、図６から明らかなように、上側のグリッパ機構２４の高さ位置はロール貫入ポスト１１が支えることになるシートロール１のボールベアリングユニット２７の位置、すなわちシートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２に接続されることになるエクステンションロッド２６上のボールベアリングユニット２７の高さ位置と一致させてあり、しかも固定側グリッパアーム２８にはボールベアリングユニット２７の外周面に当接する受け面２８ａを形成してあることから、図１１のように固定側グリッパアーム２８と可動側グリッパアーム２９とからなる上側のグリッパ機構２４をもってボールベアリングユニット２７の外周を把持することにより、シートロール１の上端を回転可能に軸受支持することができるようになっている。
【００４２】
一方、下側のグリッパ機構２５は雌ジョイント２とともに芯材の一部として機能するエクステンションロッド２６を直接把持する芯材把持手段として機能するもので、図１０のほか図１２に示すように、ベースプレート２３から水平方向に張り出す上下二段の固定側グリッパアーム３４，３４間に略鉤形状の単一の可動側グリッパアーム３５をヒンジピン３６にて回転可能に連結したもので、その可動側グリッパアーム３５の一端とロール貫入ポスト１１との間には上記と同様にクレビス型のグリッパシリンダ（油圧シリンダ）３７を配設してある。したがって、グリッパシリンダ３７の伸縮作動に応じて可動側グリッパアーム３５がスイング動作して、先に述べたエクステンションロッド２６のうちボールベアリングユニット２７の直下位置、すなわちエクステンションロッド２６そのものを直接把持したりあるいは解放することになる。
【００４３】
より詳しくは、図６から明らかなように、下側のグリッパ機構２５の高さ位置は、シートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２に接続されることになるエクステンションロッド２６上においてそのボールベアリングユニット２７の高さ位置よりも下方位置に設定してあり、しかも固定側グリッパアーム３４にはエクステンションロッド２６の外周面に当接する受け面３４ａを形成してあることから、図１２のように固定側グリッパアーム３４と可動側グリッパアーム３５とからなる上側のグリッパ機構２５をもってエクステンションロッド２６を直接把持することにより、シートロール１の上端を回転不能に拘束しつつ支持することができるようになっている。
【００４４】
なお、これらの上下のグリッパ機構２４，２５は両者が同時に把持動作することはなく、いずれか一方が選択的に把持動作することになる。
【００４５】
また、図６，９，１０に示すように、ロール貫入ポスト１１の上下二箇所には傾斜計３８，３９を配置してあり、例えば貫入母機６のキャビン内に設置したモニタ画面にてロール貫入ポスト１１の鉛直度合いをリアルタイムで目視確認できるようにしてある。
【００４６】
次に、このように構成された遮水壁施工装置による遮水シートの施工手順について説明する。
【００４７】
図３に示したしたように、シートロー１の貫入に先立って、遮水壁Ｗを構築すべき地盤には、現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させて溝状流動化層４を予め形成しておくことは先に述べた。
【００４８】
最初に、遮水壁Ｗの施工開始部（始端部）となるべき位置の近傍まで貫入母機６を移動させて図１３の状態とする。すなわち、図４のようなロール貫入ポスト１１の未貫入状態において、そのロール貫入ポスト１１に対し図６のようにシートロール１をセットする。より詳しくは、図１に示すシートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２の上端にエクステンションロッド２６を相対回転不能に且つ着脱可能に接続した上で、雌ジョイント２の下端のピン穴２２を図９に示す下部把持機構１８であるロール受けブラケット２０上の位置決めピン２１に嵌合させる一方、シートロール１の上端部側ではエクステンションロッド２６を図１２に示すように上部把持機構１９である下側のグリッパ機構２５にて直接把持する。ただし、この時には同じく上部把持機構１９を構成している上側のグリッパ機構２４は解放状態として把持機構としては機能しないようにしておく。
【００４９】
以上をもって、シートロール１はロール貫入ポスト１１に沿って並列且つ直立姿勢となるように支持されて、実質的に水平なロール受けブラケット２０上で自立姿勢に保たれている。
【００５０】
次いで、図３の（Ａ）および図１３に示すように、溝状流動化層４の中であって且つ遮水壁Ｗの施工開始部（始端部）となるべき位置に雌ジョイント２と同形状のアンカーポスト５を貫入して固定する。そして、図３の（Ｂ）および図１４に示すように、このアンカーポスト５に対しロール貫入ポスト１１側に支持されているシートロール１の巻き取り終端部側の雄ジョイント３（図１参照）を嵌合させて、貫入母機６本来の圧入機能を使ってロール貫入ポスト１１をシートロール１とともに徐々に貫入する。シートロール１の貫入過程ではその貫入抵抗をロール貫入ポスト１１の下端のロール受けブラケット１８が受ける一方で、シートロール１は図１２に示した下側のグリッパ機構２５によって回転不能に拘束されているので、貫入抵抗等によってシートロール１からシートＳが巻き戻されて弛みを生ずるようなことはない。
【００５１】
シートロール１が所定深度まで貫入されたならば以降の貫入動作を停止し、その深度位置にシートロール１を保持する。さらに、上部把持機構１９を形成している上下のグリッパ機構２４，２５によるシートロール１の持ち替えを行い、図１１に示した上側のグリッパ機構２４を把持動作させて固定側および可動側のグリッパアーム２８，２９にてエクステンションロッド２６上のボールベアリングユニット２７を把持し、代わってそれまでエクステンションロッド２６を把持していた図１２の下側のグリッパ機構２５を解放動作させる。これにより、シートロール１はそれまでの下側のグリッパ機構２５による拘束から解除され、代わってロール受けブラケット１８による軸受支持のほか上側のグリッパ機構２４とボールベアリングユニット２７とによる軸受支持によって回転可能に支持されることになる。
【００５２】
この後、貫入母機６を自走させて、シートロール１をロール貫入ポスト１１とともに溝状流動化層４の長手方向に沿って移動させる。すると、図３の（Ｃ）および図１４に示すように、シートロール１を形成しているシートＳが引き出されるようにして徐々に巻き戻され、最終的には溝状流動化層４の中で幕状に展開する。つまり、溝状流動化層４の中には一端を雄ジョイント３とし、他端を雌ジョイント２とするシートＳが延在するかたちとなる。なお、シートＳの延在状態は溝状流動化層４の流動化物の圧力によって保持される。また、上記のようなシートロール１の貫入もしくは展開過程においては、適宜傾斜計３８，３９のモニタ画面を見ながらロール貫入ポスト１１の鉛直度合いを監視し、その度合いに応じて鉛直となるようにオペレータが修正する。
【００５３】
こうして一本分のシートロール１の展開を終えたならば、それまでの上側のグリッパ機構２４によるボールベアリングユニット２７の把持を解除し、展開したばかりのシートＳの端部に付帯している雌ジョイント２から例えば作業者がエクステンションロッド２６を取り外す。なお、取り外したエクステンションロッド２６は再利用する。
【００５４】
その状態で、図９に示すように、ロール貫入ポスト１１の下端に付帯しているロール受けブラケット１８上の位置決めピン２１と、雌ジョイント２の下端のピン穴２２との嵌合状態を解除し得るストロークだけロール貫入ポスト１１を下降させるとともに、雌ジョイント２からロール貫入ポスト１１を引き離す方向に所定量だけ（平面視にて雌ジョイント２の位置からロール受けブラケット１８が外れるまで）貫入母機６とともにロール貫入ポスト１１を移動させた上で、図１５に示すようにロール貫入ポスト１１を地上に引き抜く。これより、それまでの位置決めピン２１とピン穴２２との嵌合状態が解除されて、雌ジョイント２はロール貫入ポスト１１から切り離されて溝状流動化層４に残されることになる。
【００５５】
こうして、ロール貫入ポスト１１が元の位置まで引き上げられたならば、先の場合と同様に、図３の（Ｄ）に示すように新しいシートロール１をロール貫入ポスト１１にセットし直して、二本目のシートロール１の貫入に移行する。この際には、既設の雌ジョイント２に対してシートロール１側の雄ジョイント３を嵌合させながらシートロール１をロール貫入ポスト１１とともに溝状流動化層４の中に貫入し、以降は上記と同様に二本目のシートロール１からのシートＳの引き出し・展開を行う（図３の（Ｅ）参照）。これ以後は、三本目および四本目のシートロール１について上記のような一連の貫入および展開の動作を繰り返し、その都度展開したシートＳ，Ｓ同士の結合を行って、溝状流動化層４の中に長尺な遮水シート層を形成する。
【００５６】
この後、溝状流動化層４の中に予めセメントミルクを加えてある場合には、所定に養生期間を得ることにより、シートＳが延在している溝状流動化層４そのものも固化することから、シートＳを主要素としつつ実質的に三層のいわゆるサンドイッチ構造の遮水壁Ｗが構築されることになる。
【００５７】
ここで、図９の下部把持機構１８の構造として、図９に示した底板２２ａを廃止し、代わって図１６に示すように、シートロール１の下端のフランジ板４０とロール受けブラケット２０との間に滑り軸受部材４１を介装するようにしてもよい。
【００５８】
このように本実施の形態の施工装置によれば、従来のものと比べて簡単な構造でありながら、より深度の大きな遮水壁Ｗを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態で使用されるシートロールの分解斜視図。
【図２】図１に示すシートロールの平面説明図。
【図３】図１のシートロールを使用した遮水壁の施工手順を示す概略説明図。
【図４】本発明の好ましい実施の形態として施工装置の概略構造を示す図で、（Ａ）は側面説明図、（Ｂ）は正面説明図。
【図５】図４の状態からロール貫入ポストを地中に貫入した状態を示す図で、（Ａ）は側面説明図、（Ｂ）は正面説明図。
【図６】図４に示すロール貫入ポストの拡大説明図。
【図７】図６のＡ方向拡大矢視図。
【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。
【図９】図６の下部拡大断面図。
【図１０】図６の上部拡大説明図。
【図１１】図１０に示す上側のグリッパ機構の平面説明図。
【図１２】図１０に示す下側のグリッパ機構の平面説明図。
【図１３】貫入母機の動きを中心とした施工手順の説明図。
【図１４】図１３に続く施工手順の説明図。
【図１５】図１４に続く施工手順の説明図。
【図１６】図９の変形例を示す図で、図６の下部拡大断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１…シートロール
２…芯材としての雌ジョイント（ジョイント部材）
３…雄ジョイント（ジョイント部材）
４…溝状流動化層
５…アンカーポスト
６…貫入母機（杭打ち機）
９…リーダマスト
１０…昇降ベース
１１…ロール貫入ポスト
１２…下部ポスト
１３上部ポスト
１４…中間ポスト
１８…下部把持機構（下部支持手段）
１９…上部把持機構（上部支持手段）
２０…ロール受けブラケット（受け部材）
２１…軸受部材としての位置決めピン
２２…ピン穴
２４…軸受部材把持手段としての上側のグリッパ機構（回転許容型把持部）
２５…芯材把持手段としての下側のグリッパ機構（回転不能型把持部）
２６…エクステンションロッド
２７…ボールベアリングユニット（軸受部材）
２８…固定側グリッパアーム
２９…可動側グリッパアーム
３１…グリッパシリンダ（アクチュエータ）
３４…固定側グリッパアーム
３５…可動側グリッパアーム
３７…グリッパシリンダ（アクチュエータ）
３８…傾斜計
３９…傾斜計
Ｓ…遮水シート
Ｗ…遮水壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に遮水シート（止水シート）を主要素とする鉛直な遮水壁を構築する際に使用される遮水壁施工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物等の最終処分場では、汚染物の流出を防止するために遮水壁をもって最終処分場を囲んで外部と仕切る必要がある。遮水壁構造としては、特に透水性の高い地盤や地耐力の低い地盤の場合、簡単且つ高い水密性を確保できる遮水シートを使用した遮水壁工法が従来から採用されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載のものでは、遮水シートを主要素とする遮水壁を地中に鉛直に構築するにあたり、先ず地盤を溝状にほぐすとともに水を混合して溝内を泥水に置き換え、次いで泥水に置き換えられた溝内に一定幅の遮水シートを鉛直に挿入するとともに、隣接する遮水シート同士を継手部材を介して連結するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２に記載のものでは、上記と同様に泥水に置き換えられた溝内に遮水シートを挿入することを前提として、遮水シートを予めロール状に巻き付けてあるシートロールを上記溝内に鉛直に挿入した上で、シートロールから遮水シートを巻き戻しながら展開することで遮水壁を構築するようにしている。
【特許文献１】特公平４−３３３２５号公報
【特許文献２】特開２００２−３８４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者の技術では、溝内に鉛直姿勢にて挿入できる遮水シートの幅寸法に自ずと制約があることから、溝内への遮水シートの挿入作業と隣接する遮水シート同士の連結作業を何回も繰り返さなければならず、特に工数増加によるコストアップが余儀なくされる。
【０００６】
他方、後者の技術では、予めロール状に巻き付けてあるシートロールから遮水シートを引き出すようにして溝内にて展開する方式であり、前者のものに比べてある程度の作業性改善効果が期待できる。ところが、遮水シートの引き出し，展開に先立ってシートロールを単独で且つ直接的に溝内に挿入する方式であるため、シートロールの座屈等を考慮するとシートロールの挿入深さひいては施工可能な遮水壁の深さに自ずと限界がある。その上、シートロール挿入位置から所定距離離れた位置に同時に引き込みポストを挿入するとともに、それらのシートロールと引き込みポストとの間に予めワイヤを張設しておき、ワイヤの引き取りによってシートロールから遮水シートを引き出しながら引き込みポスト側に引き寄せるべく展開する方式であるため、工数の増加とともに設備構成が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、遮水シートを予めロール状に巻いてあるシートロールの使用を前提とした上で、簡単な構造でありながらより深くまでシートロールを挿入することができて、結果として深度の大きな遮水壁を構築可能な遮水壁施工装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、芯材に遮水シートをロール状に巻き付けてなるシートロールを地中に貫入するとともに、遮水シートの一端を固定した上でその遮水シートをシートロールから巻き戻しつつ展開させて地中に遮水壁を構築するための装置であることを前提としている。
【０００９】
その上で、自走能力を有する貫入母機のリーダマストに、シートロールを直立姿勢に保ちながら地中に貫入するためのロール貫入ポストを昇降可能に装着し、ロール貫入ポストには、シートロールの下端部を回転可能に支持する下部支持手段と、シートロールの上端部を支持する上部支持手段とを個別に設けたことを特徴とする。
【００１０】
具体的には、請求項２に記載のように、上記下部支持手段は、ロール貫入マストから張り出し形成した受け部材上にて芯材を回転可能に軸受支持する機能を有している一方で、上部支持手段は、シートロールを回転可能に支持する回転許容型把持部とシートロールを回転不能に支持する回転不能型把持部とを備えていることがシートロールの安定的に支持する上で望ましい。
【００１１】
より具体的には、下部支持手段は、請求項３に記載のように、芯材の下端と軸受部材とが凹凸係合して芯材を回転可能に軸受支持するものであるものとする。
【００１２】
望ましくは、請求項４に記載のように、上部支持手段の回転許容型把持部は芯材を回転可能に軸受支持している軸受部材を把持する軸受部材把持手段をもって、回転不能型把持部は芯材を回転不能に直接把持する芯材把持手段をもってそれぞれ形成し、それらの回転許容型把持部と回転不能型把持部とを選択使用可能なものとする。
【００１３】
そして、上部支持手段を形成している回転許容型把持部および回転不能型把持部は、請求項５に記載のように、アクチュエータ駆動のグリッパアームによりその把持動作および解放動作が可能となっていることが作動安定性の上で望ましい。
【００１４】
なお、遮水壁を構築すべき地盤には、現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させておくことが望ましい。また、遮水シートとしては例えば厚さが数ミリ程度の高密度ポリエチレンシートを使用するものとする。
【００１５】
シートロールは遮水シートを巻き付けたロール状のものであってもその長さは有限長であるので、地中にて展開した遮水シート同士を相互に連結するために、請求項９に記載のように、シートロールを形成している遮水シートの巻き取り方向の両端部には、凹凸嵌合が可能なジョイント部材を設けてあることが望ましい。
【００１６】
また、請求項６に記載のように、リーダマストに対してロール貫入ポストが着脱可能となっていることが、リーダマストおよびロール貫入ポストの長さ調整等に際して望ましい。
【００１７】
より望ましくは、請求項７に記載のように、ロール貫入ポストは、下部支持手段が装着された下部ポストおよび上部支持手段が装着された上部ポストと、それらの下部ポストと上部ポストの間に介在する単一または複数の中間ポストを着脱可能に連結したものとする。
【００１８】
さらに、地中に貫入したシートロールの鉛直度を維持する上では、請求項８に記載のように、ロール貫入ポストにそれ自体の鉛直度を計測可能な傾斜計を装着することが望ましい。
【００１９】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、シートロールを単独で地中に貫入するのではなく、シートロールをそのシートロールを支えている剛性の高いロール貫入ポストとともに地中に貫入するので、地中深くまでシートロールを貫入することが可能である。その際に、既設の遮水シートと連結する必要がある場合には、先に述べたジョイント部材同士の凹凸係合をもって相互に連結するものとする。
【００２０】
シートロールをロール貫入ポストとともに地中に貫入したならば、遮水シートの巻き取り終端部を上記のジョイント部材同士の凹凸係合等をもって固定した上で、貫入母機の自走能力を使ってシートロールを地中にて移動させる。すると、シートロールからは遮水シートが自律的に徐々に巻き戻されるようにして引き出されて幕状に展開し、もって地中にて遮水シートを主要素とする遮水壁が構築されることになる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、遮水シートをロール状に巻き付けてなるシートロールを、それを支えるロール貫入ポストとともに地中に貫入するので、シートロールを地中深くまで貫入することが可能であり、遮水シートをもって構成される遮水壁の深度を一段と大きくすることが可能となる。
【００２２】
また、シートロールを一旦地中に貫入したならば、貫入母機の自走能力を使ってシートロールを横方向に移動させるだけで遮水シートを幕状に展開することができることから、施工装置の構造も簡単であり、施工のための工数も著しく少なくて済む利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
最初に、本発明の遮水壁施工装置の詳細を説明する前に施工方法の概略を説明する。
【００２４】
ここでは、図１，２に示すすように所定幅の強靱な遮水シート（例えば、厚さが数ミリ程度の高密度ポリエチレンシート）Ｓを予めロール状に巻き付けたシートロール１を使用することを前提とし、遮水シート（以下、単に「シート」と言う。）Ｓの巻き取り始端部側にはジョイント部材として剛性があり且つ平面視にて略Ｃ字状をなす雌ジョイント２を、同じくシートＳの巻き取り終端部側にはジョイント部材として丸棒状の雄ジョイント３をそれぞれその全幅にわたり予め固定してあり、雌ジョイント２を芯材として遮水シートＳを巻き付けてある。なお、雌ジョイント２や雄ジョイント３とシートＳとの結合は、例えば雌ジョイント２または雄ジョイント３を接着剤を併用しながらシートＳの端部にて袋状に包み込んだ上で溶着部Ｓｗにて溶着してある。
【００２５】
これらの雌ジョイント２と雄ジョイント３は、両者を同一軸線上に並べた上で相対移動させればいわゆる凹凸嵌合して、その状態では径方向に引張力を作用させただけでは容易に離脱しない構造となっている。そして、先にも述べたように、シートロール１は巻き取り始端部側の雌ジョイント２を芯材として用いて、巻き取り終端部側に雄ジョイント３を有する所定長さをシートＳを巻き付けることで構成される。
【００２６】
遮水壁を構築すべき地盤には、予め現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させておくことが望ましい。
【００２７】
より具体的には、図３の平面図に示すように、遮水壁Ｗを構築すべき地盤には、現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させて溝状流動化層４を形成しておく。
【００２８】
次いで、同図（Ａ）に示すように、この溝状流動化層４の中であって且つ遮水壁Ｗの施工開始部（始端部）となるべき位置に上記雌ジョイント２と同構造の平面略Ｃ字状の剛性のあるアンカーポスト５を鉛直姿勢にて貫入して固定する。
【００２９】
アンカーポスト５が移動しないように固定したならば、その近傍にシートロール１を鉛直姿勢にて貫入する。その際に、同図（Ｂ）に示すように、シートロール１を形成しているシートＳの巻き取り終端部側の雄ジョイント３を上記アンカーポスト５に凹凸嵌合させ、シートロール１を貫入し終えたならば、同図（Ｃ）に示すようにシートロール１そのものを溝状流動化層４の長手方向に沿って移動させる。こうすることにより、シートロール１を形成しているシートＳが引き出されるようにして徐々に巻き戻され、最終的には溝状流動化層４の中で幕状に展開する。つまり、溝状流動化層４の中には一端を雄ジョイント３とし、他端を雌ジョイント２とするシートＳが延在するかたちとなる。
【００３０】
こうして一本分のシートロール１の展開を終えたならば、同図（Ｄ）に示すように、既設のシートＳに付帯している雌ジョイント２に対して二本目のシートロール１側の雄ジョイント３を凹凸嵌合させながら、その二本目のシートロール１を先の場合と同様に溝状流動化層４の中に貫入する。
【００３１】
そして、同図（Ｅ）に示すように、その二本目のシートロール１を溝状流動化層４の中で移動させながらシートＳとして展開し、以降は上記のような動作を繰り返すことで、一本のシートロール１分のシートＳの長さを単位要素としてシートＳ，Ｓ‥が順次継ぎ足されて、溝状流動化層４の中に所定長さの遮水シート層が形成されることになる。特に、溝状流動化層４の中に予めセメントミルクを加えてある場合には、所定の養生期間を得ることにより、シートＳ，Ｓ‥が延在している溝状流動化層４そのものも固化することから、シートＳ，Ｓ‥を主要素としつつ実質的に三層のいわゆるサンドイッチ構造の遮水壁Ｗが構築されることになる。
【００３２】
図４は、上記のようなシートロール１の地中への貫入とその展開とを司る遮水壁施工装置の全体の概略構造を示しており、同図（Ａ）はその側面図を、同図（Ｂ）は正面図をそれぞれ示している。
【００３３】
この遮水壁施工装置は、自走能力を有するクローラタイプの杭打ち機を貫入母機（ベースマシン）６として構成されているものであり、ブーム７およびキャッチフォーク８にて直立姿勢（鉛直姿勢）に支持されたリーダマスト９には昇降ベース１０が装着されていて、この昇降ベース１０には例えば角柱状のロール貫入ポスト１１が着脱可能に連結されている。そして、このロール貫入ポスト１１は、貫入母機６自体の機能、すなわちリーダマスト９に沿って昇降ベース１０を油圧（静圧）にて昇降動作させる機能により地中への圧入とその引き抜きが可能となっている。なお、図５の（Ａ）は図４の（Ａ）の状態からロール貫入ポスト１１を地中に圧入した状態を、同図（Ｂ）は図４の（Ｂ）の状態から同じくロール貫入ポスト１１を地中に圧入した状態をそれぞれ示している。
【００３４】
図６は図４の（Ｂ）におけるロール貫入ポスト１１の詳細を示しており、それぞれに角柱状をなす下部ポスト１２と上部ポスト１３およびそれらの間に介在する中間ポスト１４をボルト・ナットによる結合部１５をもって着脱可能に連結してあり、例えば中間ポスト１４を長さの異なるものと交換するか、もしくはさらに別の中間ポスト１４を加えることにより、ロール貫入ポスト１１の全長の調整が可能となっている。
【００３５】
図６のほか図７に示すように、ロール貫入ポスト１１（上部ポスト１３）の上端には取付フランジ１６が溶接固定されていて、この取付フランジ１６と取付ブラケット１７を介してロール貫入ポスト１１がリーダマスト９側の昇降ベース１０に連結されている一方、ロール貫入ポスト１１の下端部は図４，５に示すように同じくリーダマスト９側のスライド案内部１７にスライド可能に案内支持されている。そして、このロール貫入ポスト１１には、後述するように先に述べたシートロール１が直立姿勢にて並設するような形態で安定的に支持されることになる。
【００３６】
また、図６のほか図７，８に示すように、ロール貫入ポスト１１を形成している下部ポスト１２には下部支持手段として下部把持機構１８が装着されているほか、同じくロール貫入ポスト１１を形成している上部ポスト１３には上部支持手段として上部把持機構１９が装着されている。
【００３７】
下部把持機構１８は、図８，９に示すように、下部ポスト１２から水平方向に張り出すようにボルト・ナット結合した受け部材としての皿状のロール受けブラケット２０に軸受部材としての位置決めピン２１を上向きに形成したもので、シートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２側の下端の底板２２ａ付きのピン穴２２と嵌合することにより少なくともシートロール１の下端を回転可能に軸受支持することが可能となっている。
【００３８】
他方、上部把持機構１９は、図６のほか図１０に示すように、上部ポスト１３にボルト・ナット結合された共通のベースプレート２３に対し水平方向に張り出すように上下二段にわたってグリッパ機構２４，２５を配置したもので、これらのグリッパ機構２４，２５は共にロール貫入ポスト１１に並設支持されることになるシートロール１の上部を把持する機能を有するものの、上側のグリッパ機構２４はシートロール１を回転可能に軸受支持する回転許容型把持部として機能する一方、下側のグリッパ機構２５はシートロール１を回転不能に軸受支持する回転不能型把持部として機能し、これらの上側および下側のグリッパ機構２４，２５は二者択一的にその選択使用が可能となっている。
【００３９】
ここで、図１から明らかなように、シートロール１の下端では芯材として機能する雌ジョイント２を位置決めピン２１にて直接支持しているものの、シートロール１の上端では芯材として機能する雌ジョイント２を直接支持することはせず、雌ジョイント２の上端にエクステンションロッド２６を相対回転不能に且つ着脱可能に連結した上で、このエクステンションロッド２６を把持部として間接的にグリッパ機構２４または２５にて支持するようにしてある。そして、エクステンションロッド２６の上端部には軸受部材であるボールベアリングユニット２７を配設してある。
【００４０】
上側のグリッパ機構２４は、軸受部材であるボールベアリングユニット２７を把持する軸受部材把持手段として機能するもので、図１０のほか図１１に示すように、ベースプレート２３から水平方向に張り出す上下二段の固定側グリッパアーム２８，２８間に略鉤形状の単一の可動側グリッパアーム２９をヒンジピン３０にて回転可能に連結したもので、その可動側グリッパアーム２９の一端とロール貫入ポスト１１との間にはクレビス型のグリッパシリンダ（油圧シリンダ）３１を配設してある。つまり、グリッパシリンダ３１のシリンダチューブ３２をロール貫入ポスト１１に揺動可能に連結してあるとともに、そのピストンロッド３３を可動側グリッパアーム２９に連結してあることから、グリッパシリンダ３１の伸縮作動に応じて可動側グリッパアーム２９がスイング動作して、先に述べたエクステンションロッド２６上のボールベアリングユニット２７を把持したり、あるいは解放することになる。
【００４１】
より詳しくは、図６から明らかなように、上側のグリッパ機構２４の高さ位置はロール貫入ポスト１１が支えることになるシートロール１のボールベアリングユニット２７の位置、すなわちシートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２に接続されることになるエクステンションロッド２６上のボールベアリングユニット２７の高さ位置と一致させてあり、しかも固定側グリッパアーム２８にはボールベアリングユニット２７の外周面に当接する受け面２８ａを形成してあることから、図１１のように固定側グリッパアーム２８と可動側グリッパアーム２９とからなる上側のグリッパ機構２４をもってボールベアリングユニット２７の外周を把持することにより、シートロール１の上端を回転可能に軸受支持することができるようになっている。
【００４２】
一方、下側のグリッパ機構２５は雌ジョイント２とともに芯材の一部として機能するエクステンションロッド２６を直接把持する芯材把持手段として機能するもので、図１０のほか図１２に示すように、ベースプレート２３から水平方向に張り出す上下二段の固定側グリッパアーム３４，３４間に略鉤形状の単一の可動側グリッパアーム３５をヒンジピン３６にて回転可能に連結したもので、その可動側グリッパアーム３５の一端とロール貫入ポスト１１との間には上記と同様にクレビス型のグリッパシリンダ（油圧シリンダ）３７を配設してある。したがって、グリッパシリンダ３７の伸縮作動に応じて可動側グリッパアーム３５がスイング動作して、先に述べたエクステンションロッド２６のうちボールベアリングユニット２７の直下位置、すなわちエクステンションロッド２６そのものを直接把持したりあるいは解放することになる。
【００４３】
より詳しくは、図６から明らかなように、下側のグリッパ機構２５の高さ位置は、シートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２に接続されることになるエクステンションロッド２６上においてそのボールベアリングユニット２７の高さ位置よりも下方位置に設定してあり、しかも固定側グリッパアーム３４にはエクステンションロッド２６の外周面に当接する受け面３４ａを形成してあることから、図１２のように固定側グリッパアーム３４と可動側グリッパアーム３５とからなる上側のグリッパ機構２５をもってエクステンションロッド２６を直接把持することにより、シートロール１の上端を回転不能に拘束しつつ支持することができるようになっている。
【００４４】
なお、これらの上下のグリッパ機構２４，２５は両者が同時に把持動作することはなく、いずれか一方が選択的に把持動作することになる。
【００４５】
また、図６，９，１０に示すように、ロール貫入ポスト１１の上下二箇所には傾斜計３８，３９を配置してあり、例えば貫入母機６のキャビン内に設置したモニタ画面にてロール貫入ポスト１１の鉛直度合いをリアルタイムで目視確認できるようにしてある。
【００４６】
次に、このように構成された遮水壁施工装置による遮水シートの施工手順について説明する。
【００４７】
図３に示したしたように、シートロー１の貫入に先立って、遮水壁Ｗを構築すべき地盤には、現位置にて原土を溝状に掘削してほぐす一方で水またはセメントミルク等を加えて混合撹拌して、いわゆる泥水状に流動化させて溝状流動化層４を予め形成しておくことは先に述べた。
【００４８】
最初に、遮水壁Ｗの施工開始部（始端部）となるべき位置の近傍まで貫入母機６を移動させて図１３の状態とする。すなわち、図４のようなロール貫入ポスト１１の未貫入状態において、そのロール貫入ポスト１１に対し図６のようにシートロール１をセットする。より詳しくは、図１に示すシートロール１の芯材として機能する雌ジョイント２の上端にエクステンションロッド２６を相対回転不能に且つ着脱可能に接続した上で、雌ジョイント２の下端のピン穴２２を図９に示す下部把持機構１８であるロール受けブラケット２０上の位置決めピン２１に嵌合させる一方、シートロール１の上端部側ではエクステンションロッド２６を図１２に示すように上部把持機構１９である下側のグリッパ機構２５にて直接把持する。ただし、この時には同じく上部把持機構１９を構成している上側のグリッパ機構２４は解放状態として把持機構としては機能しないようにしておく。
【００４９】
以上をもって、シートロール１はロール貫入ポスト１１に沿って並列且つ直立姿勢となるように支持されて、実質的に水平なロール受けブラケット２０上で自立姿勢に保たれている。
【００５０】
次いで、図３の（Ａ）および図１３に示すように、溝状流動化層４の中であって且つ遮水壁Ｗの施工開始部（始端部）となるべき位置に雌ジョイント２と同形状のアンカーポスト５を貫入して固定する。そして、図３の（Ｂ）および図１４に示すように、このアンカーポスト５に対しロール貫入ポスト１１側に支持されているシートロール１の巻き取り終端部側の雄ジョイント３（図１参照）を嵌合させて、貫入母機６本来の圧入機能を使ってロール貫入ポスト１１をシートロール１とともに徐々に貫入する。シートロール１の貫入過程ではその貫入抵抗をロール貫入ポスト１１の下端のロール受けブラケット１８が受ける一方で、シートロール１は図１２に示した下側のグリッパ機構２５によって回転不能に拘束されているので、貫入抵抗等によってシートロール１からシートＳが巻き戻されて弛みを生ずるようなことはない。
【００５１】
シートロール１が所定深度まで貫入されたならば以降の貫入動作を停止し、その深度位置にシートロール１を保持する。さらに、上部把持機構１９を形成している上下のグリッパ機構２４，２５によるシートロール１の持ち替えを行い、図１１に示した上側のグリッパ機構２４を把持動作させて固定側および可動側のグリッパアーム２８，２９にてエクステンションロッド２６上のボールベアリングユニット２７を把持し、代わってそれまでエクステンションロッド２６を把持していた図１２の下側のグリッパ機構２５を解放動作させる。これにより、シートロール１はそれまでの下側のグリッパ機構２５による拘束から解除され、代わってロール受けブラケット１８による軸受支持のほか上側のグリッパ機構２４とボールベアリングユニット２７とによる軸受支持によって回転可能に支持されることになる。
【００５２】
この後、貫入母機６を自走させて、シートロール１をロール貫入ポスト１１とともに溝状流動化層４の長手方向に沿って移動させる。すると、図３の（Ｃ）および図１４に示すように、シートロール１を形成しているシートＳが引き出されるようにして徐々に巻き戻され、最終的には溝状流動化層４の中で幕状に展開する。つまり、溝状流動化層４の中には一端を雄ジョイント３とし、他端を雌ジョイント２とするシートＳが延在するかたちとなる。なお、シートＳの延在状態は溝状流動化層４の流動化物の圧力によって保持される。また、上記のようなシートロール１の貫入もしくは展開過程においては、適宜傾斜計３８，３９のモニタ画面を見ながらロール貫入ポスト１１の鉛直度合いを監視し、その度合いに応じて鉛直となるようにオペレータが修正する。
【００５３】
こうして一本分のシートロール１の展開を終えたならば、それまでの上側のグリッパ機構２４によるボールベアリングユニット２７の把持を解除し、展開したばかりのシートＳの端部に付帯している雌ジョイント２から例えば作業者がエクステンションロッド２６を取り外す。なお、取り外したエクステンションロッド２６は再利用する。
【００５４】
その状態で、図９に示すように、ロール貫入ポスト１１の下端に付帯しているロール受けブラケット１８上の位置決めピン２１と、雌ジョイント２の下端のピン穴２２との嵌合状態を解除し得るストロークだけロール貫入ポスト１１を下降させるとともに、雌ジョイント２からロール貫入ポスト１１を引き離す方向に所定量だけ（平面視にて雌ジョイント２の位置からロール受けブラケット１８が外れるまで）貫入母機６とともにロール貫入ポスト１１を移動させた上で、図１５に示すようにロール貫入ポスト１１を地上に引き抜く。これより、それまでの位置決めピン２１とピン穴２２との嵌合状態が解除されて、雌ジョイント２はロール貫入ポスト１１から切り離されて溝状流動化層４に残されることになる。
【００５５】
こうして、ロール貫入ポスト１１が元の位置まで引き上げられたならば、先の場合と同様に、図３の（Ｄ）に示すように新しいシートロール１をロール貫入ポスト１１にセットし直して、二本目のシートロール１の貫入に移行する。この際には、既設の雌ジョイント２に対してシートロール１側の雄ジョイント３を嵌合させながらシートロール１をロール貫入ポスト１１とともに溝状流動化層４の中に貫入し、以降は上記と同様に二本目のシートロール１からのシートＳの引き出し・展開を行う（図３の（Ｅ）参照）。これ以後は、三本目および四本目のシートロール１について上記のような一連の貫入および展開の動作を繰り返し、その都度展開したシートＳ，Ｓ同士の結合を行って、溝状流動化層４の中に長尺な遮水シート層を形成する。
【００５６】
この後、溝状流動化層４の中に予めセメントミルクを加えてある場合には、所定に養生期間を得ることにより、シートＳが延在している溝状流動化層４そのものも固化することから、シートＳを主要素としつつ実質的に三層のいわゆるサンドイッチ構造の遮水壁Ｗが構築されることになる。
【００５７】
ここで、図９の下部把持機構１８の構造として、図９に示した底板２２ａを廃止し、代わって図１６に示すように、シートロール１の下端のフランジ板４０とロール受けブラケット２０との間に滑り軸受部材４１を介装するようにしてもよい。
【００５８】
このように本実施の形態の施工装置によれば、従来のものと比べて簡単な構造でありながら、より深度の大きな遮水壁Ｗを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態で使用されるシートロールの分解斜視図。
【図２】図１に示すシートロールの平面説明図。
【図３】図１のシートロールを使用した遮水壁の施工手順を示す概略説明図。
【図４】本発明の好ましい実施の形態として施工装置の概略構造を示す図で、（Ａ）は側面説明図、（Ｂ）は正面説明図。
【図５】図４の状態からロール貫入ポストを地中に貫入した状態を示す図で、（Ａ）は側面説明図、（Ｂ）は正面説明図。
【図６】図４に示すロール貫入ポストの拡大説明図。
【図７】図６のＡ方向拡大矢視図。
【図８】図６のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。
【図９】図６の下部拡大断面図。
【図１０】図６の上部拡大説明図。
【図１１】図１０に示す上側のグリッパ機構の平面説明図。
【図１２】図１０に示す下側のグリッパ機構の平面説明図。
【図１３】貫入母機の動きを中心とした施工手順の説明図。
【図１４】図１３に続く施工手順の説明図。
【図１５】図１４に続く施工手順の説明図。
【図１６】図９の変形例を示す図で、図６の下部拡大断面図。
【符号の説明】
【００６０】
１…シートロール
２…芯材としての雌ジョイント（ジョイント部材）
３…雄ジョイント（ジョイント部材）
４…溝状流動化層
５…アンカーポスト
６…貫入母機（杭打ち機）
９…リーダマスト
１０…昇降ベース
１１…ロール貫入ポスト
１２…下部ポスト
１３上部ポスト
１４…中間ポスト
１８…下部把持機構（下部支持手段）
１９…上部把持機構（上部支持手段）
２０…ロール受けブラケット（受け部材）
２１…軸受部材としての位置決めピン
２２…ピン穴
２４…軸受部材把持手段としての上側のグリッパ機構（回転許容型把持部）
２５…芯材把持手段としての下側のグリッパ機構（回転不能型把持部）
２６…エクステンションロッド
２７…ボールベアリングユニット（軸受部材）
２８…固定側グリッパアーム
２９…可動側グリッパアーム
３１…グリッパシリンダ（アクチュエータ）
３４…固定側グリッパアーム
３５…可動側グリッパアーム
３７…グリッパシリンダ（アクチュエータ）
３８…傾斜計
３９…傾斜計
Ｓ…遮水シート
Ｗ…遮水壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材に遮水シートをロール状に巻き付けてなるシートロールを地中に貫入するとともに、遮水シートの一端を固定した上でその遮水シートをシートロールから巻き戻しつつ展開させて地中に遮水壁を構築するための装置であって、
自走能力を有する貫入母機のリーダマストに、シートロールを直立姿勢に保ちながら地中に貫入するためのロール貫入ポストを昇降可能に装着し、
ロール貫入ポストには、シートロールの下端部を回転可能に支持する下部支持手段と、シートロールの上端部を支持する上部支持手段とを個別に設けたことを特徴とする遮水壁施工装置。
【請求項２】
下部支持手段は、ロール貫入マストから張り出し形成した受け部材上にて芯材を回転可能に軸受支持する機能を有している一方で、
上部支持手段は、シートロールを回転可能に支持する回転許容型把持部とシートロールを回転不能に支持する回転不能型把持部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の遮水壁施工装置。
【請求項３】
下部支持手段は、芯材の下端と軸受部材とが凹凸係合して芯材を回転可能に軸受支持するものであることを特徴とする請求項２に記載の遮水壁施工装置。
【請求項４】
上部支持手段の回転許容型把持部は芯材を回転可能に軸受支持している軸受部材を把持する軸受部材把持手段をもって、回転不能型把持部は芯材を回転不能に直接把持する芯材把持手段をもってそれぞれ形成し、
それらの回転許容型把持部と回転不能型把持部とを選択使用可能としたことを特徴とする請求項２または３に記載の遮水壁施工装置。
【請求項５】
上部支持手段を形成している回転許容型把持部および回転不能型把持部は、アクチュエータ駆動のグリッパアームによりその把持動作および解放動作が可能となっていることを特徴とする請求項４に記載の遮水壁施工装置。
【請求項６】
リーダマストに対してロール貫入ポストが着脱可能となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の遮水壁施工装置。
【請求項７】
ロール貫入ポストは、下部支持手段が装着された下部ポストおよび上部支持手段が装着された上部ポストと、それらの下部ポストと上部ポストの間に介在する単一または複数の中間ポストを着脱可能に連結したものであることを特徴とする請求項６に記載の遮水壁施工装置。
【請求項８】
ロール貫入ポストにそれ自体の鉛直度を計測可能な傾斜計を装着したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の遮水壁施工装置。
【請求項９】
シートロールを形成している遮水シートの巻き取り方向の両端部には、凹凸嵌合が可能なジョイント部材を設けてあることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の遮水壁施工装置。
【請求項１】
芯材に遮水シートをロール状に巻き付けてなるシートロールを地中に貫入するとともに、遮水シートの一端を固定した上でその遮水シートをシートロールから巻き戻しつつ展開させて地中に遮水壁を構築するための装置であって、
自走能力を有する貫入母機のリーダマストに、シートロールを直立姿勢に保ちながら地中に貫入するためのロール貫入ポストを昇降可能に装着し、
ロール貫入ポストには、シートロールの下端部を回転可能に支持する下部支持手段と、シートロールの上端部を支持する上部支持手段とを個別に設けたことを特徴とする遮水壁施工装置。
【請求項２】
下部支持手段は、ロール貫入マストから張り出し形成した受け部材上にて芯材を回転可能に軸受支持する機能を有している一方で、
上部支持手段は、シートロールを回転可能に支持する回転許容型把持部とシートロールを回転不能に支持する回転不能型把持部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の遮水壁施工装置。
【請求項３】
下部支持手段は、芯材の下端と軸受部材とが凹凸係合して芯材を回転可能に軸受支持するものであることを特徴とする請求項２に記載の遮水壁施工装置。
【請求項４】
上部支持手段の回転許容型把持部は芯材を回転可能に軸受支持している軸受部材を把持する軸受部材把持手段をもって、回転不能型把持部は芯材を回転不能に直接把持する芯材把持手段をもってそれぞれ形成し、
それらの回転許容型把持部と回転不能型把持部とを選択使用可能としたことを特徴とする請求項２または３に記載の遮水壁施工装置。
【請求項５】
上部支持手段を形成している回転許容型把持部および回転不能型把持部は、アクチュエータ駆動のグリッパアームによりその把持動作および解放動作が可能となっていることを特徴とする請求項４に記載の遮水壁施工装置。
【請求項６】
リーダマストに対してロール貫入ポストが着脱可能となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の遮水壁施工装置。
【請求項７】
ロール貫入ポストは、下部支持手段が装着された下部ポストおよび上部支持手段が装着された上部ポストと、それらの下部ポストと上部ポストの間に介在する単一または複数の中間ポストを着脱可能に連結したものであることを特徴とする請求項６に記載の遮水壁施工装置。
【請求項８】
ロール貫入ポストにそれ自体の鉛直度を計測可能な傾斜計を装着したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の遮水壁施工装置。
【請求項９】
シートロールを形成している遮水シートの巻き取り方向の両端部には、凹凸嵌合が可能なジョイント部材を設けてあることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の遮水壁施工装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−２９１４８７（Ｐ２００６−２９１４８７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１０４７９（Ｐ２００５−１１０４７９）
【出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００２０４１９２）太陽工業株式会社 (174)
【出願人】（０００１４０６９４）株式会社加藤建設 (50)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００２０４１９２）太陽工業株式会社 (174)
【出願人】（０００１４０６９４）株式会社加藤建設 (50)
【Ｆターム（参考）】
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