JP2001262561A - 既設樋管の遮水壁構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単に既設樋管の周囲に遮水壁を構築すること
ができる既設樋管の遮水壁構築工法を提供する。 【解決手段】堤防２を横断して設置された樋管１の周囲
を壁状に掘削し、その掘削された壁状の空間６に遮水フ
ィルム７を張り、流動化土を充填して遮水壁を構築す
る。これにより、簡単に既設樋管１の周囲に遮水壁を構
築できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は既設樋管の遮水壁構
築に係り、特に堤防を横断して既設された樋管の下部周
囲に遮水壁を構築する既設樋管の遮水壁構築工法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】堤内の排水や用水の取水のために堤防を
横断して樋管が設置される場合がある。この樋管が設置
された堤防は、時間の経過とともに周囲の地盤が沈下
し、樋管の下部を中心とした周面に地盤の緩みや空隙が
生じ、これを伝って水が染み出るようになる。この結
果、樋管の周囲の土砂が流失したり、地盤が軟弱化し、
堤防が崩壊するという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、樋管の周囲
に遮水壁を構築し、水の流出を止めることが有効である
が、一旦設置された樋管の周囲、特に樋管の下部にシー
トパイルなどの遮水壁を構成する構造部材を圧入又は打
ち込みによって設置することは極めて困難である。ま
た、樋管の周囲に多数のボーリングを行って固化剤を注
入する工法の場合、樋管の下部には固化剤を完全に注入
することができないため、完全には遮水できないという
欠点がある。また、樋管の周囲を大きく開削する工法で
は、多量の土と廃棄物が発生し、コスト高となるととと
もに環境を汚染するという欠点がある。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、簡単に既設樋管の周囲に遮水壁を構築するこ
とができる既設樋管の遮水壁構築工法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、堤防を横断して設置された樋管の周囲に遮
水壁を構築する既設樋管の遮水壁構築工法において、前
記樋管の周囲を壁状に掘削し、その掘削された壁状の空
間に遮水壁を構築することを特徴とする既設樋管の遮水
壁構築工法を提供する。

【０００６】本発明によれば、既設樋管の周囲を壁状に
掘削し、その掘削された壁状の空間に例えば遮水シート
を張って遮水壁を構築する。また、例えば掘削された壁
状の空間に発泡ウレタンを充填して構築する。

【０００７】また、本発明は前記目的を達成するため
に、堤防を横断して設置された樋管の周囲に遮水壁を構
築する既設樋管の遮水壁構築工法において、前記樋管の
周囲を壁状に掘削するとともに、その掘削部に固化剤を
注入し、掘削土砂と固化剤とを攪拌混合して、前記樋管
の周囲に遮水壁を構築することを特徴とする既設樋管の
遮水壁構築工法を提供する。

【０００８】本発明によれば、既設樋管の周囲を壁状に
掘削するとともに、その掘削部に固化剤を注入し、掘削
土砂と固化剤とを攪拌混合して、既設樋管の周囲に遮水
壁を構築する。これにより、遮水壁を構成する構造部材
を圧入又は打ち込みによって設置する工法や注入工法に
比べて、簡単に既設樋管の下部を完全に遮水する遮水壁
を構築することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る既設樋管の遮水壁構築工法の実施の形態について詳
説する。

【００１０】図１、図２は、それぞれ本発明に係る既設
樋管の遮水壁構築工法を説明するための正面断面図と側
面断面図である。

【００１１】同図に示すように、樋管１は堤防２を横断
して設置されており、図１中右側の河川３から図１中左
側の用水路４に用水を取水する構成となっている。この
樋管１は、たとえば断面矩形状に形成されており、その
底面部は杭基礎５、５、…で載置されている。

【００１２】なお、樋管１の河川側には、水門等（不図
示）を設けることにより、水量を制御することもでき
る。

【００１３】まず、本発明に係る既設樋管の遮水壁構築
工法の第１の実施の形態について説明する。

【００１４】第１の実施の形態の遮水壁構築工法は、遮
水壁を構成する構造部材にシート状の遮水フィルムを使
用するもので、概略次のように施工される。すなわち、
樋管１の周囲の地盤を壁状に掘削し、その掘削された壁
状の空間６に遮水フィルム７を張り、固結性の高い流動
化処理した土を充填して遮水壁を構築する。

【００１５】まず、樋管１の周囲を壁状に掘削する方法
について説明する。図３は、樋管１の周囲を壁状に掘削
する横堀り掘削機１０の構成を示す側面図である。同図
に示すように、この横掘り掘削機１０は、走行部１１と
掘削部１２とから構成されている。

【００１６】走行部１１は、自走台車１３と、その自走
台車１３上に設けられた旋回フレーム１４と、旋回フレ
ーム１４上に設けられたブーム１５と、ブーム１５の先
端に設けられたアーム１６と、アーム１６の先端に設け
られたホルダ１７とから構成されている。旋回フレーム
１４は図示しない旋回モータに駆動されることにより旋
回し、ブーム１５はブームシリンダ１５ａに駆動される
ことにより揺動する。また、アーム１６はアームシリン
ダ１６ａに駆動されることにより揺動し、ホルダ１７
は、ホルダシリンダ１７ａに駆動されることにより揺動
する。

【００１７】一方、掘削部１２は、走行部１１のホルダ
１７に保持されたパワースイベル２２と、そのパワース
イベル２２の下部に接続された掘削カッター２４とから
構成されている。

【００１８】掘削カッター２４は、同軸上に順次連結し
た複数のカッターブロック２６、２６、…の先端部に先
端カッターブロック２８を連結して構成される。

【００１９】まず、カッターブロック２６の構成につい
て説明する。図４に示すように、直方体状に形成された
支持フレーム３０の前面及び後面には、それぞれカッタ
ーロッド３２Ａ、３２Ｂが２本ずつ並列して配置されて
いる（図４では、それぞれ片側１本のみ図示）。各カッ
ターロッド３２Ａ、３２Ｂは、それぞれ支持フレーム３
０に配設された支持ブラケット３４Ａ、３４Ｂに回動自
在に支持されており、その外周にはスクリューオーガ３
６Ａ、３６Ｂが固着されている。スクリューオーガ３６
Ａ、３６Ｂの外周縁には、図示しない多数のトゥースが
一定の間隔をもって植設されており、このスクリューオ
ーガ３６Ａ、３６Ｂが回転することによって、横方向の
地盤が掘削される。

【００２０】次に、先端カッターブロック２８の構成に
ついて説明する。図４に示すように、楔状に形成された
先端支持フレーム４０の上面、後面及び下傾斜面には、
それぞれカッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが２本
ずつ並列して配置されている（図４では、それぞれ片側
１本のみ図示）。各カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４
２Ｃは、それぞれ先端支持フレーム４０に配設された支
持ブラケット４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃに回動自在に支持
されており、その外周にはスクリューオーガ４６Ａ、４
６Ｂ、４６Ｃが固着されている。スクリューオーガ４６
Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの外周縁には、それぞれ図示しない
多数のトゥースが一定の間隔をもって植設されており、
このスクリューオーガ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが回転す
ることによって、上下方向及び横方向の地盤が掘削され
る。

【００２１】なお、駆動シャフト４８Ｂの先端に設けら
れた符号５８は掘削ビット兼攪拌翼であり、駆動シャフ
ト４８Ｂと共に回転して、土砂を掘削、攪拌する。

【００２２】以上のように構成された先端カッターブロ
ック２８は、その上部に連結されたカッターブロック２
６のカッターロッド３２Ａ、３２Ｂから回転力を得て各
カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが回転する。そ
して、この先端カッターブロック２８の上部にカッター
ブロック２６を順次連結してゆくことにより、所望の長
さの掘削カッター２４が形成される。

【００２３】掘削カッター２４はパワースイベル２２に
連結され、このパワースイベル２２を駆動することによ
り、カッターロッド３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、
４２Ｃが回転する。そして、このカッターロッド３２
Ａ、３２Ｂ、カッターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが
回転することにより、スクリューオーガ３６Ａ、３６
Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃが回転して地盤を上下方向
又は横方向に掘削する。

【００２４】前記のごとく構成された横堀り掘削機１０
を用いて樋管１の周囲を掘削する方法は、次のとおりで
ある。

【００２５】まず、パワースイベル２２に先端カッター
ブロック２８を取り付ける。そして、その先端カッター
ブロック２８を樋管１の手前の位置に位置させる。この
際、先端カッターブロック２８は、樋管１に対して直交
するように位置させる。

【００２６】次に、パワースイベル２２を駆動してカッ
ターロッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを回転させる。そし
て、この状態で先端カッターブロック２８をゆっくりと
下降させる。これにより、地盤が掘削カッター２４によ
って縦方向に掘削される。

【００２７】次に、地盤が先端カッターブロック２８の
上端部まで掘削されたところで、パワースイベル２２の
駆動を一時停止する。そして、パワースイベル２２と先
端カッターブロック２８との連結を解除する。

【００２８】次に、先端カッターブロック２８の上部に
カッターブロック２６を連結する。そして、その連結さ
れたカッターブロック２６の上部にパワースイベル２２
を連結する。連結後、再びパワースイベル２２を駆動し
てカッターロッド３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、４
２Ｃを回転させながら、掘削カッター２４をゆっくりと
下降させる。これにより、地盤が更に縦方向に掘削され
る。

【００２９】このように、掘削カッター２４はカッター
ブロック２６を順次継ぎ足しながら縦方向に掘削を進行
してゆく。そして、地盤が所定深さまで掘削されたとこ
ろで、一旦縦方向の掘削を停止する。

【００３０】次に、カッターロッド３２Ａ、３２Ｂ、４
２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを回転させながら、掘削カッター
２４を樋管１に向けてゆっくりと横移動させる。これに
より、地盤が掘削カッター２４によって横方向に掘削さ
れる。そして、掘削カッター２４が、樋管１に到達した
ところで、掘削カッター２４の横移動を停止する。この
状態において、掘削カッター２４は、その先端に位置す
るカッターロッド４２Ａ、４２Ｃが樋管１の下側に位置
する。

【００３１】次に、パワースイベル２２を駆動してカッ
ターロッド３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを
回転させながら、掘削カッター２４を上昇させる。これ
により、樋管１の下側の地盤が先端カッターロッド４２
Ａによって掘削されてゆく。この際、掘削カッター２４
は、カッターブロック２６を順次回収しながら上昇させ
る。

【００３２】このように、掘削カッター２４を上昇さ
せ、順次カッターブロック２６を回収しながら樋管１の
真下まで掘削を行う。そして、先端カッターロッド４２
Ａが樋管１の真下に到達したところで、掘削カッター２
４の上昇を停止する。

【００３３】次に、カッターロッド３２Ａ、３２Ｂ、４
２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを回転させたまま掘削カッター２
４を横方向に移動させ、カッターロッド４２Ａを樋管１
の真下から退避させる。そして、そのまま掘削カッター
２４を上昇させて、掘削カッター２４を掘削部から回収
する。

【００３４】以上により、樋管１の片側の地盤が掘削さ
れる。同様の手順で残り一方の地盤を掘削する。また、
樋管１の上部は、掘削カッター２４を横方向に走行させ
て掘削する。これにより、樋管１の周囲の地盤が壁状に
掘削される。

【００３５】ところで、以上のようにして掘削された掘
削部には、掘削カッター２４によって掘削された掘削土
砂が満たされている。そこで、この掘削部内の掘削土砂
は、掘削しつつ排土ホース等で吸引して地上に排土す
る。これにより、樋管１の周囲に壁状の空間６が確保さ
れる。

【００３６】次に、上記のようにして掘削された壁状の
空間６に遮水フィルム７を張る方法について説明する。

【００３７】図５は、遮水フィルム７の構成を示す斜視
図である。遮水フィルム７は、十分な延性を有するプラ
スチック等で形成されており、その両端部には耳部７
ａ、７ａが形成されている。この耳部７ａは筒状に形成
されており、棒材８が挿通できるようにされている。そ
して、遮水フィルム７は、この耳部７ａに棒剤８を挿通
し、両側から引っ張ることにより伸張される。

【００３８】また、遮水フィルム７の上縁部中央には、
樋管１の外周形状に合致した矩形状の切欠き部７ｂが形
成されている。遮水フィルム７は、この切欠き部７ｂに
樋管１を嵌め込んで壁状空間６内に設置される。

【００３９】また、切欠き部７ｂの周囲には、袋状に形
成された接着剤充填部７ｃ、７ｃが形成されている。こ
の接着剤充填部７ｃは、切欠き部７ｂが樋管１に嵌め込
まれると、その樋管１の周面との間に断面三角形状の空
間を形成する。この断面三角形状の空間に接着剤を充填
することにより、遮水フィルム７と樋管１とが隙間なく
接合される。

【００４０】前記のごとく構成された遮水フィルム７を
壁状に掘削された空間６内に設置する方法は、次のとお
りである。

【００４１】まず、遮水フィルム７を丸めて壁状に掘削
された空間６内に挿入する。そして、その挿入した遮水
フィルム７を樋管１の下側を通して拡げる。この際、耳
部７ａ、７ａに棒材８、８を挿入して、遮水フィルム７
を両側に拡げる。これにより、遮水フィルム７が所定の
張力をもって壁状の空間６内に張設される。

【００４２】次に、遮水フィルム７の上縁部中央に形成
された切欠き部７ｂを樋管１に嵌め込む。樋管１に切欠
き部７ｂが嵌め込まれると、その樋管１と切欠き部７ｂ
の周囲に設けられた接着剤充填部１１との間に断面三角
形状の空間が形成されるので、この空間に接着剤を充填
する。そして、この接着剤が固まることにより、樋管１
と遮水フィルム７とが隙間なく接合される。

【００４３】以上により、遮水フィルム７が壁状空間６
に設置される。そして、この遮水フィルム７が設置され
た壁状空間６に固結性の高い流動化処理した土を充填す
ることにより、樋管１の周囲に遮水壁が構築される。

【００４４】このように、第１の実施の形態の遮水壁構
築工法によれば、樋管１の周囲の地盤を壁状に掘削し、
その掘削された壁状の空間６に遮水フィルム７を張り、
固結性の高い流動化処理した土を充填することによって
簡単に樋管１の周囲に遮水壁を構築することができる。
そして、このように構築された遮水壁は、十分な延性を
持つプラスチック等の遮水フィルム７であるため、設置
後の予想を越えた変動にも十分に対応することができ
る。

【００４５】次に、本発明に係る既設樋管の遮水壁構築
工法の第２の実施の形態について説明する。

【００４６】第２の実施の形態の遮水壁構築工法は、遮
水壁を構成する構造部材に発泡ウレタンを使用するもの
で、次のように施工される。すなわち、樋管１の周囲の
地盤を壁状に掘削し、その掘削された壁状の空間６に発
泡ウレタンを充填して遮水壁を構築する。

【００４７】壁状の空間６は、上述した第１の実施の形
態と同様に横堀り掘削機１０を使用して掘削する。掘削
土砂は掘削しつつ排土し、壁状の空間６を確保する。

【００４８】このように第２の実施の形態の遮水壁構築
工法によれば、樋管１の周囲の地盤を壁状に掘削し、そ
の掘削された壁状の空間６に発泡ウレタンを充填するこ
とによって簡単に樋管１の周囲に遮水壁を構築すること
ができる。そして、このように構築された遮水壁は、き
わめて軽量であるため、樋管１が遮水壁の重みで変形す
ることを防止できる。また、発泡ウレタンの膨潤で樋管
１の周囲に密着し、遮水性が向上する。

【００４９】次に、本発明に係る既設樋管の遮水壁構築
工法の第３の実施の形態について説明する。

【００５０】第３の実施の形態の遮水壁構築工法は、樋
管１の周囲を壁状に掘削するとともに、その掘削部にセ
メントミルク等の固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤と
を攪拌混合して、樋管１の周囲に遮水壁を構築する。

【００５１】掘削には上述した横堀り掘削機１０を使用
する。ここで、この横堀り掘削機１０は、その掘削カッ
ター２４の支持フレーム３０及び先端支持フレーム４０
から固化液を噴出できるように構成されている。

【００５２】すなわち、支持フレーム３０の内部には供
給管（不図示）が配管されており、この供給管は支持フ
レーム３０の前面に設けられた噴出孔（不図示）に連通
されている。一方、先端支持フレーム４０の内部にも同
様に供給管（不図示）が配管されており、この供給管は
先端支持フレーム４０の上面及び先端部に設けられた噴
出孔（不図示）に連通されている。そして、各支持フレ
ームに設けられた供給管は、支持フレーム同士を連結す
ると互いに連通される。

【００５３】以上のように構成された掘削カッター２４
では、掘削カッター２４をパワースイベル２２に接続
し、そのパワースイベル２２からセメントミルク等をベ
ースとした軽量の固化剤を供給すると、その固化剤が供
給管を通って各噴出孔から噴出される。そして、このよ
うに噴出孔から固化剤を噴出すると、その噴出された固
化剤は回転するスクリューオーガ３６Ａ、３６Ｂ、４６
Ａ、４６Ｂ、４６Ｃによって掘削土砂と共に上下、水平
方向に攪拌、混練される。

【００５４】このように、横堀り掘削機１０では、パワ
ースイベル２２から固化剤を供給しながら掘削すること
により、各支持フレームに設けられた噴出孔から掘削部
に固化剤を供給することができる。そして、掘削部に供
給された固化剤は、回転するスクリューオーガ３６Ａ、
３６Ｂ、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃによって掘削土砂と攪
拌、混練することができる。

【００５５】なお、固化剤を供給しながら掘削すること
以外は、上述した第１の実施の形態と同じである。した
がって、ここでは、その具体的な掘削方法についての説
明は省略する。

【００５６】以上のように、横堀り掘削機１０により、
樋管１の周囲を壁状に掘削しながら、その掘削土砂と固
化剤とを攪拌混合することにより、掘削後の壁状の空間
６には、掘削土砂と固化剤とが泥水状となって満たさ
れ、これが一定時間を経たのち固化して樋管１の周囲に
遮水壁が構築される。

【００５７】このように、第３の実施の形態の遮水壁構
築工法によれば、樋管１の周囲を壁状に掘削するととも
に、その掘削部にセメントミルク等の固化剤を注入し、
掘削土砂と固化剤とを攪拌混合することによって、簡単
に樋管１の周囲に遮水壁を構築することができる。

【００５８】なお、上述した一連の実施の形態では、河
川３から用水路４に用水を取水する樋管１の周囲に遮水
壁を構築する例で説明したが、この他、たとえば支川か
ら本川に河川水を排出するために堤防に設置された樋管
の周囲に遮水壁を構築する場合にも本発明は適用するこ
とができる。すなわち、堤防を横断して設置される樋管
であれば、どのような目的のものであっても、同様に本
発明を適用して、その周囲に遮水壁を構築することがで
きる。

【００５９】また、上述した一連の実施の形態では、樋
管１の周囲を壁状に掘削する方法として、横堀り掘削機
１０を使用した例で説明したが、樋管１の周囲を壁状に
掘削する方法は、これに限定されるものではない。他の
掘削手段を使用して樋管１の周囲を壁状に掘削してもよ
い。

【００６０】また、上述した一連の実施の形態では、樋
管１の形状が断面矩形状である場合を例に説明したが、
本発明は、樋管１が他の形状、例えば断面円形状や断面
三角形状などの場合にも同様に適用することができる。
この場合、遮水フィルムを用いて遮水壁を構築する場合
には、切欠き部の形状を樋管の断面形状に合致した形状
に形成する。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
既設樋管の周囲を壁状に掘削し、その掘削された壁状の
空間に遮水壁を構築することによって、簡単に樋管の周
囲に遮水壁を構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る既設樋管の遮水壁構築工法を説明
するための正面断面図

【図２】本発明に係る既設樋管の遮水壁構築工法を説明
するための側面断面図

【図３】横堀り掘削機の構成を示す側面図

【図４】掘削カッターの構成を示す側面図

【図５】遮水フィルムの構成を示す斜視図

【符号の説明】

１…樋管、２…堤防、３…河川、４…用水路、５…杭基
礎、６…壁状の空間、７…遮水フィルム、７ａ…耳部、
７ｂ…切欠き部、７ｃ…接着剤充填部、８…棒材、１０
…横堀り掘削機、１１…走行部、１２…掘削部、２２…
パワースイベル、２４…掘削カッター、２６…カッター
ブロック、２８…先端カッターブロック、３０…支持フ
レーム、３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ…カ
ッターロッド、４０…先端支持フレーム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 堤防を横断して設置された樋管の周囲に
   遮水壁を構築する既設樋管の遮水壁構築工法において、 前記樋管の周囲を壁状に掘削し、その掘削された壁状の
   空間に遮水壁を構築することを特徴とする既設樋管の遮
   水壁構築工法。
2. 【請求項２】 前記遮水壁は、前記壁状の空間に遮水シ
   ートを張って構築することを特徴とする請求項１記載の
   既設樋管の遮水壁構築工法。
3. 【請求項３】 前記遮水壁は、前記壁状の空間に発泡ウ
   レタンを充填して構築することを特徴とする請求項１記
   載の既設樋管の遮水壁構築工法。
4. 【請求項４】 堤防を横断して設置された樋管の周囲に
   遮水壁を構築する既設樋管の遮水壁構築工法において、 前記樋管の周囲を壁状に掘削するとともに、その掘削部
   に固化剤を注入し、掘削土砂と固化剤とを攪拌混合し
   て、前記樋管の周囲に遮水壁を構築することを特徴とす
   る既設樋管の遮水壁構築工法。