JP2006193965A - 遮水材の継手部の施工方法及び継手構造 - Google Patents

遮水材の継手部の施工方法及び継手構造 Download PDF

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Abstract

【課題】遮水パネルの打設時に、遮水パネルの継手部内への土砂の侵入を確実に防止でき、止水材の止水性能を発揮することが可能な止水材充填用の空洞を形成する。また、止水材の充填後は、遮水パネルの継手部の遮水性を確保する。
【解決手段】 遮水パネル102を地盤108内に打設する前に、地上にて遮水パネル102の雌継手部102b内に予め土砂の侵入を防止すると共に容易に破砕しうる、軽量モルタル105を充填する。そして、遮水パネル102に振動又は打撃振動を与えながら所定の地盤108内に遮水パネル102を打設する。次に、第2の遮水パネル102の雄継手部102cを雌継手部102b内に軽量モルタル105を介して係合させ、第2の遮水パネル102に振動又は打撃振動を与えながら第2の遮水パネル102を打設して、継手部106を構築する。
【選択図】図2

Description

本発明は、遮水材の連結時における遮水性を有する継手部の施工方法及び継手構造に関するものである。
廃棄物処分場における汚染水の漏洩防止や港湾施設建設時における遮水材として鋼管矢板、遮水パネル等が多く用いられている。特に、廃棄物処分場で遮水性護岸構造等に用いられる場合には、鋼管矢板、遮水パネル等の遮水材の継手部を介して処分場から外部への汚染水の浸出を防止することが必要である。
遮水材の継手部内には、モルタル、アスファルト混合物等の止水材が充填されており、この止水材により汚染水が継手部を通過して場外に浸出しないように構成されている。この止水材の止水性能を高めるために、止水材を充填する前に、遮水材の打設時に継手部内に侵入した土砂をウォタージェット、エアーリフト等の除去方法により除去し、洗浄することが一般的である。
しかし、継手部は径が小さいために、土砂の除去及び洗浄作業の作業性が悪く、時間を要するという問題点があった。また、遮水材の打設深度が深くなるとウォタージェット、エアーリフト等の効率が低下するために、土砂の除去が困難となり、多大な時間を要するという問題点があった。
そこで、特許文献1には、打設時の継手部内への土砂の侵入を防止する方法として、図14に示すように、遮水材1を打設する前に、遮水材本体2の一方の側面に遮水材本体2の縦方向、つまり遮水材本体を打設する方向に沿って一体に固定され、スリットSを有する管状の雌継手部3内に予め雌継手部3の径よりやや小さい径の底蓋付き円筒管4を挿入し、遮水材1を打設した後に、底蓋付き円筒管4を引き抜く方法が提案されている。
また、特許文献2には、打設時の継手部内への土砂の侵入を防止する方法として、遮水材を打設する前に、雌継手部内に予め発泡スチロール、発泡ウレタン、低強度モルタル、薬液等の充填材を充填し、遮水材を打設した後に充填材をすべて破壊し、撤去された後に継手内にモルタル、アスファルト混合物等の止水材を充填する方法が提案されている。
特許3009845 特開2002−105949
しかしながら、特許文献1に記載されている雌継手部内に底蓋付き円筒管を挿入する方法は、遮水材を打設する際に、雌継手部と底蓋付き円筒管との隙間に小さな砂や粘性土が入り込み、噛み込んでしまい、打設した後に円筒管を引き抜くことが困難となり、引き抜きに時間を要するという問題点があった。
また、特許文献2に記載されている雌継手部内に発泡スチロール、発泡ウレタン等の充填材を充填する方法は、遮水材を打設する際の土砂の侵入を防ぐことは可能であるが、充填材はすべて破砕されるために、充填材の再利用が不可能であるという問題点があった。
さらに、特許文献1に記載されている雌継手部内に底蓋付き円筒管を挿入する方法では底蓋付き円筒管を引き抜いた後に、あるいは特許文献2に記載されている雌継手部内に充填材を充填する方法では充填材を除去した後に、雌継手部の上方から雄継手部を雌継手部内に挿入する際に、遮水材本体によって押し出された土砂がスリットより雌継手部内に侵入するという問題点があった。また、雌継手部と雄継手とが係合されている状態では、雌継手部材と雄継手との間は狭あいであるために土砂の除去及び洗浄の作業性が悪く、土砂を完全に除去することが困難であり、かつ、少しでも土砂が残っていると止水材の止水性能を低下させるという問題点があった。
そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、遮水パネルの打設時に、遮水パネルの継手部内への土砂の侵入を確実に防止できると共に、止水性能を十分に発揮させる止水材充填用の空洞を形成することが可能な遮水性を有する継手の施工方法及び継手構造を提案することである。
前記目的を達成するため、本発明の遮水材の継手部の施工方法は、スリットを有する管状雌継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第1の遮水材と、凸状部を有する雄継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第2の遮水材とを用い、前記雄継手部の前記凸状部を前記管状雌継手部内に挿入して係合する遮水材の継手部の施工方法において、前記管状雌継手部内に充填材を予め充填して前記第1の遮水材を地盤内に打設し、前記第2の遮水材の前記凸状部にて前記管状雌継手部内の前記充填材を破砕しながら、前記第2の遮水材が前記スリットを通過するように前記凸状部を前記管状雌継手部内に挿入して前記管状雌継手部と前記雄継手部とを係合し、前記スリットと対向する前記管状雌継手部の内面と前記凸状部との間に加圧流体を噴射することにより当該部分の前記充填材を破砕、除去して空洞部を形成し、前記空洞部に止水材を充填してなることを特徴とする(第1の発明)。
第2の発明は、第1の発明において、前記充填材は比重が水より小さい軽量モルタル等の軽量発泡体からなることを特徴とする。
第3の発明の遮水材の継手構造は、スリットを有する管状雌継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第1の遮水材と、凸状部を有する雄継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第2の遮水材とを用い、前記雄継手部の前記凸状部を前記管状雌継手部内に挿入して係合してなる遮水材の継手構造であって、前記管状雌継手部内の前記スリットの近傍部と前記凸状部との間が充填材で充填され、前記スリットと対向する前記管状雌継手部の内面と前記凸状部との間に止水材が充填されていることを特徴とする。
第4の発明は、第3の発明において、前記充填材は比重が水より小さい軽量モルタル等の軽量発泡体からなることを特徴とする。
本発明によれば、遮水パネルの打設時に、遮水パネルの継手部内への土砂の侵入を確実に防止できると共に、止水性能を十分に発揮させる止水材充填用の空洞を形成することができる。したがって、止水材を充填した後は遮水パネルの継手部の遮水性を確保できる。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の第一実施形態に係る遮水材の設置状況を示す側面図である。図1に示すように、廃棄物処分場100とその周囲地盤101との間の遮水壁を構成する遮水材として、例えば、遮水パネル102の列が不透水性地層103に至る深さまで打設されている。不透水性地層103の上には、透水性地層104が存在する。
図2は、本発明の第一実施形態に係る遮水パネルの設置状況を示す平面図である。図2に示すように、板状の遮水材である遮水パネル102は、パネル本体102aと、その一方の側面にパネル本体の縦方向、つまりパネル本体を打設する方向に沿って一体に固定され、スリットSを有する丸形管状の雌継手部102bと、他方の側面にパネル本体の縦方向に沿って一体に固定され、断面C字形状(=凸状部)の雄継手部102cと、雄継手部102cの打設方向の先端部に固定される十字状の破砕具102dとを備える。
また、第1の遮水パネル102の雌継手部102bと、この雌継手部102b内に挿入されている第2の遮水パネル102の断面C字形状の雄継手部102cとは軽量モルタル105等の充填材を介して係合している。そして、かかる係合状態に止水材111が雄継手部102cの止水面102eと雌継手部102bの内面102fとに密着するように充填され、遮水性を有する継手部106を構築している。
この遮水性を有する継手部106の施工方法を遮水パネル102の設置手順にしたがって以下に示す。
図3は、本発明の第一実施形態に係る遮水パネルの設置手順を示すフロー図である。また、図4〜図8は、本発明の第一実施形態に係る遮水パネルの設置手順を示す図である。
まず、図3のS10において、図4に示すように、遮水パネル102を地盤内に打設する前に、遮水パネル102の雌継手部102b内に予め土砂の侵入を防止すると共に容易に破砕しうる充填材として軽量モルタル105を充填し、遮水パネル102を静置して軽量モルタル105を硬化させる。
充填材は、本実施形態では、例えば、一軸圧縮強度が300KN/m、空気量が66.5%、比重が水よりも小さい0.52g/cmの軽量モルタル105を用いる。なお、充填材は、これに限定されるものではなく、例えば、発泡コンクリート、発泡樹脂等の所定の一軸圧縮強度を有し、かつ、比重が水よりも小さいという条件を満たす軽量発泡体であればよい。また、充填材の一軸圧縮強度及び比重は施工現場の地盤状況等の現場環境に応じて適宜変更する。
一般的に軽量モルタル105は、打設に耐えうる程度に硬化するまでは雌継手部102b内に流し込んだ後、1日以上静置して養生する必要がある。しかし、遮水パネル102を静置して養生するためには広い敷地を必要とするために、施工現場では遮水パネル102を1日以上静置して養生することは不可能な場合が多い。そこで、塩化カルシウム等を主成分とする硬化促進剤又は急結剤を添加して短時間で硬化させる方法もあるが、塩化物を含む硬化促進剤の添加は、鋼製の遮水パネル102の劣化の原因となる可能性があること、また、急結剤の添加は軽量モルタルの内部及び表面状態にむらが生じること等の理由から、長期耐久性を必要とする遮水パネル102の継手部内の軽量モルタル105への使用は適していない。
したがって、本実施形態では、軽量モルタル105の水、セメント、気泡剤等の配合割合、硬化時間、硬化強度を厳密に管理するために雌継手部102b内への充填作業を工場にて行い、充填状態等の検査を行った後に、雌継手部102b内に軽量モルタル105の充填された遮水パネル102を施工現場へ出荷する。
次に、図3のS11において、図5に示すように、雌継手部102b内に軽量モルタル105を充填した状態で第1の遮水パネル102にバイブロハンマー等にて振動を与えるか又はディゼルハンマーや油圧ハンマーにて打撃振動を与えながら(図示せず)所定の地盤108内に遮水パネル102を打設する。打設する際は、遮水パネル102の雌継手部102b内に軽量モルタル105が充填されているために雌継手部102b内に土砂は侵入しない。
次に、図3のS12において、図6に示すように、第1の遮水パネル102の雌継手部102bの上方から、第2の遮水パネル102にバイブロハンマー等にて振動を与えるか又はディゼルハンマーや油圧ハンマーにて打撃振動を与えて、第2の遮水パネル102の雄継手部102cの断面C字形状部にて雌継手部102b内の軽量モルタル105を円形状に破砕しながら、第2の遮水パネル102のパネル本体102aがスリットSを通過するように雄継手部102cを雌継手部102b内に挿入して雌継手部102bと雄継手部102cとを軽量モルタル105を介して係合する。
また、第2の遮水パネル102を打設する際に、雄継手部102c内に水を注入すると、破砕された軽量モルタル105は比重が水よりも小さいために浮上し、容易に回収が可能である。
第2の遮水パネル102を打設した後の継手部106内には、第1の遮水パネル102の雌継手部102bと第2の遮水パネル102の雄継手部102cとの間のみに軽量モルタル105が残り、孔底まで貫通する空洞107が形成される。
そして、図3のS13において、図7に示すように、ウォータジェット109の注水管110を継手部106内に形成された空洞107内の孔底まで挿入し、注水管110を徐々に引き上げながら管先端から空洞107内に加圧水を噴射し、雄継手部102cの止水面となる内周面102eと、スリットSと対向する雌継手部102bの内面102fとの間に存在する軽量モルタル105を除去すると共に、露出する両面102e、102fをすべての深度において洗浄する。
洗浄後の両面102e、102fの露出状況は、すべての深度においてボアホールカメラにて目視して確認する。ここで、軽量モルタル105が両面102e、102fに少しでも付着していた場合においては、再度、ウォータジェット109にて洗浄し、完全に両面102e、102fを露出させる。
なお、軽量モルタル105の除去方法として、例えば、ウォータジェット109にて加圧水を噴射する方法を示しているが、これに限定されるものではなく、エアーガン等の圧縮空気を噴射する方法でもよい。
また、空洞107は、ウォータジェット109の注水管110及びボアホールカメラが挿入可能な大きさがあれば、特にその形状を限定するものではない。
最後に、図3のS14において、図8に示すように、止水材111を注入する注入管112を空洞107内の孔底まで挿入し、注入管112を徐々に引き上げながら管先端から空洞107内に止水材111を充填する。止水材111は空洞107内に充填され、両面102e、102fに押し付けられて密着し、止水性を発揮する。
なお、止水材111は弾性シーリング性能を有するものであれば粘土、粘土モルタル、モルタル、アスファルト、コンクリート等のいずれかを選択して使用することが可能であるが、本実施形態においては、例えば、アスファルト系の止水材を用いる。
また、本実施形態に用いたアスファルト系の止水材111は弾性体であり継手部106の変形に対する追従性を有しているために、地震等の変形時にも止水性能を維持する。
したがって、遮水パネルの打設時に、遮水パネルの継手部内への土砂の侵入を確実に防止できると共に、止水性能を十分に発揮させる止水材充填用の空洞を形成することができる。さらに、止水材を充填した後は遮水パネルの継手部の遮水性を確保できる。
次に、本発明における遮水パネルの継手形状の異なる他の実施形態を示す。
下記に示す説明において、第一実施形態と同様の技術を用いたものと対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
図9は、本発明の第二実施形態に係るP−T継手遮水パネルの設置状況を示す平面図である。図9に示すように、遮水パネル202は、パネル本体102aと、その一方の側面に固定される雌継手部102bと、他方の側面にパネル本体の縦方向に沿って一体に固定され、断面T字形状を有する(=凸状部)の雄継手部202cと、雄継手部202cの打設方向の先端部近傍に固定される串状の破砕具202dとを備える。
また、第1の遮水パネル202の雌継手部102bと、この雌継手部102b内に挿入されている第2の遮水パネル202の断面T字形状の雄継手部202cとは軽量モルタル105等の充填材を介して係合している。そして、かかる係合状態に止水材111が雄継手部202cの止水面202eと雌継手部102bの内面102fとに密着するように充填され、遮水性を有する継手部206を構築している。
図10は、本発明の第二実施形態に係るP−T継手遮水パネルの継手部を示す図である。図10に示すように、第一実施形態と同様に、雌継手部102b内に軽量モルタル105を充填した状態で第1の遮水パネル202を所定の地盤108内に打設する。次に、第1の遮水パネル202の雌継手部102bの上方から、第2の遮水パネル202にバイブロハンマー等にて振動を与えるか又はディゼルハンマーや油圧ハンマーにて打撃振動を与えて、第2の遮水パネル202の雄継手部202cの断面T字形状部にて雌継手部102b内の軽量モルタル105を破砕しながら、第2の遮水パネル202のパネル本体102aがスリットSを通過するように雄継手部202cを雌継手部102b内に挿入して雌継手部102bと雄継手部202cとを軽量モルタル105を介して係合する。
第2の遮水パネル202を打設した後の継手部206内には、第1の遮水パネル202の雌継手部102bのスリットS周辺と第2の遮水パネル202の雄継手部202cとの間のみに軽量モルタル105が残り、孔底まで貫通する空洞207が形成される。
そして、ウォータジェット109にて、雄継手部202cの止水面202eと雌継手部102bの内面102fとの間に存在する軽量モルタル105を除去すると共に、露出する両面202e、102fをすべての深度において付着物が無くなるまで洗浄して、空洞207内に止水材111を充填する。
図11は、本発明の第二実施形態に係るP−ストッパ付T継手遮水パネルの継手部を示す図である。図11に示すように、遮水パネル212は、パネル本体102aと、雌継手部102bと、雄継手部202cと、串状の破砕具202dと、雌継手部102b内への入り込みを防止するストッパ212gと、雌継手部102bからの抜け出しを防止するストッパ212hを備える。
また、第1の遮水パネル212の雌継手部102bと、この雌継手部102b内に挿入されている第2の遮水パネル212の断面T字形状の雄継手部202c及びストッパ212hとは軽量モルタル105等の充填材を介して係合している。そして、かかる係合状態に止水材111が雄継手部202cの止水面202eと雌継手部102bの内面102fとに密着するように充填され、遮水性を有する継手部206を構築している。
第1の遮水パネル212を打設した後、第2の遮水パネル212を打設する際に、地盤の硬さの違いなどの影響によって、第2の遮水パネルの先端部が垂直に打ち込まれず、第1の遮水パネル212から離れる、あるいは近付く方向に第2の遮水パネル212の先端部が進む場合がある。このとき、雌継手部102b内への入り込みを防止するストッパ212g、及び雌継手部102bからの抜け出しを防止するストッパ212hの働きにより第2の遮水パネル212を所定の位置に打設することが可能となる。
図12は、本発明の第二実施形態に係る角形−T継手遮水パネルの継手部を示す図である。図12に示すように、遮水パネル222は、パネル本体102aと、その一方の側面にパネル本体の縦方向に沿って一体に固定され、スリットSを有する角形管状の雌継手部222bと、雄継手部202cと、串状の破砕具202dとを備える。
また、第1の遮水パネル222の雌継手部222bと、この雌継手部222b内に挿入されている第2の遮水パネル222の断面T字形状の雄継手部202cとは軽量モルタル105等の充填材を介して係合している。そして、かかる係合状態に止水材111が雄継手部202cの止水面102eと雌継手部222bの内面222fとに密着するように充填され、遮水性を有する継手部206を構築している。
図13は、本発明の第二実施形態に係る角形−ストッパ付T継手遮水パネルの継手部を示す図である。図13に示すように、遮水パネル232は、パネル本体102aと、雌継手部222bと、雄継手部202cと、串状の破砕具202dと、ストッパ212gと、ストッパ212hとを備える。
また、第1の遮水パネル232の雌継手部222bと、この雌継手部222b内に挿入されている第2の遮水パネル232の断面T字形状の雄継手部202c及びストッパ212hとは軽量モルタル105等の充填材を介して係合している。そして、かかる係合状態に止水材111が雄継手部202cの止水面202eと雌継手部222bの内面222fとに密着するように充填され、遮水性を有する継手部206を構築している。
したがって、第二実施形態に係る遮水パネルの施工方法においても、遮水パネルの打設時に、遮水パネルの継手部内への土砂の侵入を確実に防止でき、止水材の止水性能を発揮することが可能な止水材充填用の空洞を形成することが可能となる。そして、止水材の充填後は、遮水パネルの継手部の遮水性を確保できる。
なお、すべての実施形態において、板状の遮水材である遮水パネルの施工方法について示したが、これに限定されるものではなく、例えば、管状の遮水材である鋼管矢板でもよい。また、すべての実施形態において、遮水パネルを地盤内に打設する方法を示しているが、地盤内に限定されるものではなく、例えば、ソイルセメント内に打設することも可能である。
本発明の第一実施形態に係る遮水材の設置状況を示す側面図である。 本発明の第一実施形態に係る遮水パネルの設置状況を示す平面図である。 本発明の第一実施形態に係る遮水パネルの設置手順を示すフロー図である。 本発明の第一実施形態に係る遮水パネルの雌継手部内に軽量モルタルを充填した状態を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る第1の遮水パネルを地盤内に打設した状態を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る第2の遮水パネルを打設し、継手部内に空洞を形成した状態を示す図である。 本発明の第一実施形態に係るウォータジェットにて空洞内を洗浄する状態を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る空洞内に止水材を充填する状態を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る遮水パネルの設置状況を示す平面図である。 本発明の第二実施形態に係るP−T継手遮水パネルの継手部を示す図である。 本発明の第二実施形態に係るP−ストッパ付T継手遮水パネルの継手部を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る角形−T継手遮水パネルの継手部を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る角形−ストッパ付T継手遮水パネルの継手部を示す図である。 従来の実施例を示す図である。
符号の説明
100 廃棄物処分場
101 周囲地盤 102 遮水パネル
102a パネル本体 102b 雌継手部
102c 雄継手部 102d 破砕具
102e 止水面 102f 内周面
103 不透水性地層 104 透水性地層
105 軽量モルタル(=充填材) 106 継手部
107 空洞 108 地盤
109 ウォータジェット 110 注水管
111 止水材 112 注入管
202 遮水パネル 202c 雄継手部
202d 破砕具 202e 止水面
206 継手部 207 空洞
212 遮水パネル 212g ストッパ
222 遮水パネル 222b 雌継手部
222f 内周面 226 継手部
227 空洞 232 遮水パネル

Claims (4)

  1. スリットを有する管状雌継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第1の遮水材と、凸状部を有する雄継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第2の遮水材とを用い、前記雄継手部の前記凸状部を前記管状雌継手部内に挿入して係合する遮水材の継手部の施工方法において、
    前記管状雌継手部内に充填材を予め充填した前記第1の遮水材を地盤内に打設し、
    前記第2の遮水材の前記凸状部にて前記管状雌継手部内の前記充填材を破砕しながら、前記第2の遮水材が前記スリットを通過するように前記凸状部を前記管状雌継手部内に挿入して前記管状雌継手部と前記雄継手部とを係合し、
    前記スリットと対向する前記管状雌継手部の内面と前記凸状部との間に加圧流体を噴射することにより当該部分の前記充填材を破砕、除去して空洞部を形成し、
    前記空洞部に止水材を充填してなることを特徴とする遮水材の継手部の施工方法。
  2. 前記充填材は、比重が水より小さい軽量モルタル等の軽量発泡体からなることを特徴とする請求項1記載の遮水材の継手部の施工方法。
  3. スリットを有する管状雌継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第1の遮水材と、凸状部を有する雄継手部を縦方向に沿って一体的に端部に形成してなる第2の遮水材とを用い、前記雄継手部の前記凸状部を前記管状雌継手部内に挿入して係合してなる遮水材の継手構造であって、
    前記管状雌継手部内の前記スリットの近傍部と前記凸状部との間が充填材で充填され、前記スリットと対向する前記管状雌継手部の内面と前記凸状部との間に止水材が充填されていることを特徴とする遮水材の継手構造。
  4. 前記充填材は、比重が水より小さい軽量モルタル等の軽量発泡体からなることを特徴とする請求項3記載の遮水材の継手構造。
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