JP3023236B2 - 地中止水壁の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設工事における止水
壁、ダム用連続止水壁や有害物質流失防止壁等として地
中に構築される連続止水壁の構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中内に止水壁を構築する方法として
は、近年、多用されている地下連続止水壁工法がある。
この地下連続止水壁工法としては、高圧ジェットを利用
して地盤内に溝を形成し、その空間にアスファルト乳
剤、セメント系硬化材を注入する方法、地盤改良による
方法、また溝壁保護のために壁面安定液としてベントナ
イト安定液等を使用しながら、地中に所定深さの溝を掘
削した後、アスファルト乳剤、セメント系硬化材等を掘
削溝内に流し込んだり、前記安定液中に硬化剤を投入し
て自然硬化させるなどして、連続した止水壁を地中に構
築する方法等がある。

【０００３】しかしながら、前述した連続止水壁工法に
より構築された壁体を、止水壁として十分に機能させる
ためには、壁体にクラックなどの発生がないこと、ジョ
イント部の水密構造が優れていること等が要求される
が、現実には施工の不確実さ、地震等による過大応力ク
ラック等の理由により、長期に渡って完全な止水性を期
待することはできないため、止水シートを用いた連続止
水壁工法が採用されている。

【０００４】近年、開発された連続止水壁工法として
は、たとえば特開平４−５０９４号公報、特公昭６１−
４９４５１号公報、特開昭６３−３０４８２１号公報、
特開昭５６−８５０１８号公報、特開昭６３−５２２号
公報等に記載されたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記止
水シートを用いた連続止水壁工法は、主に一枚の止水シ
ートを掘削溝中に建込み、その表裏側に硬化剤を充填す
るものであるが、止水シートの建込みに際して施工上種
々の問題がある。

【０００６】たとえば、止水シートを安定液中に建て込
む場合、自重により降下させることができないため、前
記特開昭５６−８５０１８号公報記載の発明のように、
両端に支柱等を取付けて止水シートの降下を行う方法が
提案されている。この場合には、クレーン等で一旦前記
支柱を吊り下げた後、鉛直方向に建て込むことになる
が、正確に建て込めるシート横長に限界があった。ま
た、前記特開昭６３−３０４８２１号公報に記載されて
いるように、複数本の支柱間に止水シートを張設したも
のを横方向にコンパクトにまとめた状態で建込む方法も
提案されているが、掘削深度が大きくなると、コンパク
トにまとめた止水シートを正確に張設することが困難と
なる。

【０００７】一方、連続壁の構築に際しては、掘削溝内
を所定ブロック（エレメント）単位ごとに順次施工が成
されるが、使用する壁面安定液との関係で種々の問題が
生じている。仮に、ベントナイト安定液を用いる場合に
は、既にセメント系硬化剤で硬化させたユニットに隣接
する次ユニットを掘削する際、硬化剤のカルシウムイオ
ンなどによりベントナイト安定液が汚染されるため、ベ
ントナイト安定液が劣化し壁面の崩壊を招いたり、廃液
量が多くなったりするとともに、既に硬化した隣接ユニ
ットの壁面および継手部にベントナイトが付着し結果的
に未固結部分が発生して漏水の原因となるなどの問題が
発生していた。さらに、ベントナイト安定液の劣化によ
りゲル粘性および比重が大きくなるため、掘削効率が低
下するとともに、排泥の分級作業、止水シートの設置作
業および固化作業が難化するなどの問題がある。

【０００８】また、自硬性安定液を用いた場合には、硬
化時間からの制約により掘削、止水シートの建込み等種
々の作業に制限を受ける、また自硬性安定液の劣化によ
りゲル粘性および比重が増加し、前述した問題が同様に
発生する。さらに、ポリマー安定液を使用した場合に
は、それ自体を硬化させることが困難であるなどの問題
がある。

【０００９】他方、止水シート間での連結に際しても、
止水シートを開いた状態で建込み、連結しなければなら
ず、この連結作業が困難であるとともに、多くの手間と
時間を要していた。

【００１０】そこで、本発明の主たる課題は、使用する
安定液の劣化を無くし、これに伴って発生していた種々
の問題点を解決するとともに、また止水シートの建込
み、連結作業を容易とし、施工性および止水性に優れた
連続止水壁を構築する方法を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明の請求項１記載の発明は、壁面安定液を用いながら地
盤内に掘削溝を形成し、この掘削溝に対して実質的に前
記溝深さ相当の長さを有し、伸長時において掘削溝長手
方向に延びる所定長さの不透液性シートからなり、さら
に前記掘削溝長手方向に間隔を置いて外壁間を繋ぎ外壁
相互の掘削溝幅方向間隔を規制する繋ぎ壁を有する袋体
を使用し、前記掘削溝内が壁面安定液で満たされた状態
で前記袋体を前記掘削溝内に収縮状態で建て込んだ後、
この袋体全体内に前記壁面安定液より比重の大きい充填
材を注入するとともに、前記収縮した袋体を前記掘削溝
長手方向に伸長させ、前記掘削溝内に袋体によって被包
された内部に充填材を有する止水壁を造成することを特
徴とする地中止水壁の構築方法である。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記繋ぎ壁は、隣
接するセルを完全に仕切る隔壁であり、前記伸長方向の
下流側から上流方向に向かって順次セル内に充填材を充
填させて、袋体を順次掘削溝の一方向に伸長させる請求
項１記載の地中止水壁の構築方法である。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の方法によって構築された地中止水壁を、前記袋体
の掘削溝長手方向の両端部に予め一体化された連結金具
を介して掘削溝の長手方向に連続させる地中止水壁の構
築方法である。

【００１４】

【作用】本発明における止水シートとしては、不透液性
シートよりなる袋体のものを使用する。この袋体は、掘
削部分の全深さ範囲を止水するために、溝深さ相当の長
さを有する。掘削溝内への建込みに際しては、前記袋体
を収縮させてコンパクト化した状態で挿入するため、掘
削溝内に簡単に建て込むことができるようになるととも
に、収縮可能であるために現場への運搬がきわめて容易
である。

【００１５】建込みが完了したならば、その袋体全体内
に充填材を注入するとともに、前記収縮した袋体を掘削
溝長手方向に伸長させ、掘削溝内に袋体によって被包さ
れた内部に充填材を有する止水壁を造成する。

【００１６】したがって、注入される充填材は、袋体は
不透液性シートからなるために、掘削に使用される壁面
安定液と完全に分離され互いに混ざることがないため、
壁面安定液の汚染がなくなり、従来問題となっていた種
々の問題点が解決される。また、前記充填材は、地上に
おいてその品質管理を行い得るため、強度および品質等
を任意に調整できるとともに、スライム等の混入もない
ため、所望の品質を有する止水壁体を構築できるように
なる。

【００１７】さらに、在来工法の場合には、グラウト材
を充填したり、壁面安定液に硬化剤を投入して硬化させ
たり、自硬性安定液の硬化を待ったりして壁体を構築す
るものであるため、隣接するエレメントが所定の強度を
有するようになるまで掘削ができなかったが、本発明法
の場合には、前記袋体内に充填材を充填するものである
ため、施工上の制約がなくなり連続した作業を行うこと
ができるとともに、インターロッキングパイプ等の建込
みも不要となり、作業が効率化する。

【００１８】他方、前記袋体は、伸長時において掘削溝
長手方向に延びる所定長さの不透液性シートであるほ
か、特に前記掘削溝長手方向に間隔を置いて外壁間を繋
ぎ外壁相互の掘削溝幅方向間隔を規制する繋ぎ壁を有す
るものであるために、注入完了状態における形状（薄い
直方体）保持性に優れるとともに、繋ぎ壁が溝幅方向外
方への過度の膨出を防止できる。

【００１９】また、袋体全体内に前記壁面安定液より比
重の大きい充填材を注入し、この充填材の注入により、
収縮した袋体を掘削溝長手方向に伸長させる場合におい
て、、溝幅方向外方への過度の膨出を防止する繋ぎ壁の
存在により、掘削溝壁面への押し当力が小さくなり、袋
体の伸長を円滑に行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳説する。図
１は、本発明法に係る不透液性袋体１の建込み状態図で
あり、図２および図３は前記袋体１の構造図であり、図
４は建込み後の施工手順を示す図である。

【００２１】本発明法において用いる不透液性の袋体１
は、掘削溝に対して実質的に溝深さ相当の長さを有し、
かつポリエチレンシート、ナイロンシート、キャンバス
シート等のプラスチックシート、あるいは合成ゴム等適
宜の不透液性シートよりなる直方体の袋体であって、建
込み時には、図２に示されるように、側壁シート部分が
蛇腹状に収縮され、収縮した状態（コンパクト化した状
態）で挿入される。

【００２２】また、その側方部分には、それぞれ雄雌の
連結金具２ａ、２ｂが固設されている。この連結金具２
ａ、２ｂは、好ましくは鋼製のものを使用することで、
前記袋体１の芯材となり、かつ錘りとして機能するた
め、建込みが容易となる。また、運搬も容易となる。

【００２３】前記袋体１の内部には、建込み完了状態の
方向で溝幅方向に配設された繋ぎ壁を構成する隔壁１ａ
〜１ｅによって、複数のセル１Ａ〜１Ｆに分割されてい
る。

【００２４】前記隔壁１ａ〜１ｅは、たとえば図５に示
されるように、地盤が軟弱または比較的弱い場合に、破
線で示されるように、袋体１が溝幅方向に膨出するのを
防止するとともに、注入後においても袋体１が直方体の
形状を保持し得るように設けたものである。

【００２５】また、各セル１Ａ〜１Ｆの天井シート部分
には、それぞれ注入孔１ｆ、１ｆ…が形成されており、
全てのセル１Ａ〜１Ｆ内に充填材が注入された状態で
は、図３に示す形状となる。この袋体１の寸法Ｂおよび
セル割り等については、施工性、施工工程、１日当りの
施工延長等を慎重に検討した上で決定される。

【００２６】なお、前記隔壁１ａ〜１ｅは、前述の趣旨
より、図３のように、各セル１Ａ〜１Ｆを完全に仕切る
シート材でなくてもよく、図５のように、隔壁１ａ、１
ｃ、１ｅについては、セル間の流通を許容するように、
たとえば網状のシート、または適宜の間隔で設けられた
繋ぎ材であってもよい。

【００２７】地中止水壁の構築に当たっては、先ず一般
的な溝掘削の要領に従って、溝掘り用定規、孔壁の保
護、安定液の流出防止等より、一対のガイドウォール
４、４が溝を挟んで布設した後、バケット式、衝撃式ま
たは回転式等の適宜に選定された掘削機を用いて、その
掘削溝６内を壁面安定液５で満たしながら溝掘削が行わ
れる。なお、掘削に際しては、本発明法は隣接する壁体
の硬化を待つことなく連続して施工が行える関係上、掘
削順序は何ら制限されず、一方向へ連続して掘削するこ
とができる。

【００２８】次に、溝掘削の完了した部分から、前記袋
体１の建込みが行われる。建込みに際しては、図１に示
されるように、現場に持ち込まれたクレーン等の重機
（図示しない）により前記袋体１が吊持され、そのまま
鉛直方向に建込まれる。その際、施工済み止水壁Ｗ
（１')の側端に固設された雄連結金具２ａに対して、建
込み袋体１の雌連結金具２ｂを嵌合させ、これをガイド
として吊り下ろす。

【００２９】前記袋体１の建込みが完了したならば、図
４に示される要領に従って、充填材の注入が行われる。

【００３０】壁体の延長方向が図面の右方である場合に
は、図４（ｃ）に示されるように、袋体１の最左側セル
１Ａに対して充填が行われる。セル１Ａは充填材の注入
とともに脹らみ、これより右側の袋体１部分を溝６の右
方側に押し出す。次に図４（ｄ）に示されるように、左
側セルより順次、セル１Ｂ、１Ｃに充填材の注入を行
い、溝６の右方側に延長させ、１エレメント間において
図４（ｅ）に示されるように、不透液性シートによって
被包された止水壁Ｗが構築される。

【００３１】袋体１内に注入される前記充填材として
は、たとえばアスファルト乳剤、セメント系ミルク、モ
ルタル、コンクリート等を好適に用いることができる
他、単純に止水としての機能のみを持たせるのであれ
ば、水、廃液、砂等の液体、粒状体をも用いることがで
きる。さらに、産業廃棄物の減少を図るために、掘削時
に使用しているベントナイト安定液の置換分をそのま
ま、または硬化剤を混入して前記袋体１内に充填するこ
ともできる。また、その注入は、流し込みによることで
も良いし、また所定の圧力をもって圧入することでもよ
い。

【００３２】ここで、各止水壁Ｗの連結要領に着目する
と、前述図１のように、施工済みの袋体１’に対して建
込み時に連結する方法の他、予め地上で複数の袋体１、
１…を連結した後、これらをまとめて溝内に建て込むこ
ともできる。袋体１内への注入完了の適宜の時期に、連
結部６ｂおよび各セル間に形成された縦溝６ａ、６ａ…
にはセメント系充填材または硬化剤等を投入して固化を
図る。また、止水性の確実のためには、図９に示される
ように、連結金具２ａ、２ｂの嵌合隙間部分に膨張性ゴ
ム３などを充填することもできる。

【００３３】ところで、止水壁構築深さが浅い、または
地盤が比較的強固であるなどの条件の下では、図６およ
び図７に示される袋体７を用いることもできる。前記袋
体７は、隔壁等の仕切り材を有しない直方体の袋体であ
って、前記袋体１と同様、その側部に連結金具２ａ、２
ｂを有するとともに、その天井シート部分には、注入孔
７ａを有し、建込み時には図６のように蛇腹状に収縮さ
れ、この収縮した状態で挿入される。なお、施工要領に
ついては、前記袋体１と同様の手順に従って行われる。

【００３４】一方、止水壁の構築に当たっては、掘削後
のスライム除去が必要であるが、仮に図１４に示される
ように、クラムシェルバケット９により袋体１の隣接す
る部分でのスライムＳの除去を行う場合には、図８に示
されるように、断面コ字状の防護鋼材８によって建込み
後の袋体１を防護しながら除去作業を行うと、袋体１を
傷付けることなく作業を行うことができる。なお、前記
防護鋼材８は建込み時の治具としても使用することがで
きる。

【００３５】前述した袋体１内への充填材の注入に伴う
側方移動について説明すると、図１４に示されるよう
に、溝６内に充満している壁面安定液５の比重をγ_s と
すると、深さ方向の圧力分布はγ_s ・Ｈで表され、一
方、袋体１内に注入される充填材の比重γｔとすると深
さ方向の圧力分布は同様にγｔ・Ｈで表される。ここ
で、通常、壁面安定液として用いられるベントナイト液
の比重は１．１５〜１．２５程度の範囲であり、前記充
填材はセメント系のもの等を用いると１．３０〜１．７
０程度の範囲であるため、その比重の差分による押出し
力（γｔ−γ_s ）・Ｈが押出し方向に圧力ΔＰとして作
用することになる。したがって、この比重差による付加
圧力、および注入圧力等を必要に応じて用いることによ
り、十分に側方に押し出すことが可能と思われる。ま
た、場合によっては、袋体１の移動先端側上端Ａを適
時、何等かの方法で移動拘束した状態で注入を行うと下
端側での圧力を増すことができ、移動を容易ならしめる
ことができる。

【００３６】他方、連結金具の変形例としては、前述し
たものに限らず、以下に示すものも好適に用いられる。

【００３７】たとえば、図１０および図１１の具体例
は、袋体１０の左右両側部のそれぞれに連結アーム１１
ａ、１１ｂ（１２ａ、１２ｂ）が固設された断面コ字状
の防護鋼材１１（１２）を備えた例であり、また、図１
２および図１３に示される具体例は、袋体１３の左右両
側部のそれぞれにＨ型シートパイル１４、１５を備えた
例である。前記防護鋼材１１、１２およびＨ型シートパ
イル１４、１５は、袋体１０、１３の建込み時にはウエ
イトとして機能し建込みを容易にするとともに、スライ
ム処理時には防護材として機能する。また、これらによ
って袋体１０、１３の伸長側側縁の鉛直面が確保され、
連結が容易となる。さらに、止水処理も連結後の閉鎖空
間に固化材等の流し込みによって簡単に止水処理を行う
ことができる。

【００３８】前記防護鋼材１１、１２またはＨ型シート
パイル１４、１５を用いた袋体１０、１３の場合には、
この構造を利用して袋体１０、１３の下部を根固めする
こともできる。

【００３９】具体的には、袋体１０、１３の溝深さ方向
の長さを前記防護鋼材１１、１２およびＨ型シートパイ
ル１４、１５の長さよりも短めにするとともに、前記鋼
材（シートパイル）の足部側（溝底面への当接側）を突
出させて一体化し、設置後の状態において、前記防護鋼
材１１、１２およびＨ型シートパイル１４、１５の溝底
部への当接によって、前記袋体１０、１３と溝底部との
間に隙間を開けた状態を確保するようにしておき、その
後継手部に形成される空間から注入ロッドを挿入し、前
記袋体１０、１３の下部空間に向けて、硬化材を高圧ジ
ェット噴射で注入して、袋体１０、１３の底部部分の根
固めを行い、水密性を完全なものとすることもできる。

【００４０】他方、前記防護鋼材１１、１２およびＨ型
シートパイル１４、１５による継手空間を充填しない
で、揚水井、排水井として利用することもできる。ま
た、継手の一方、または両方にスリットを入れることに
より、止水壁Ｗの全面および後面の地下水位のコントロ
ールを行うことも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、使
用する安定液の劣化を無くし、これに伴って発生してい
た種々の問題点を解決することができる。また、止水シ
ートの建込み、連結作業が容易となるとともに、施工性
および止水性に優れた止水壁を構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法に係る袋体１の建込み状態図である。

【図２】袋体１の収縮状態図である。

【図３】袋体１の充填材注入状態図である。

【図４】袋体建込み後の施工手順図である。

【図５】隔壁の機能説明図である。

【図６】参考例としての１セル構造の袋体の収縮状態図
である。

【図７】その１セル構造の袋体の充填材注入状態図であ
る。

【図８】スライム処理時の袋体防護状態図である。

【図９】袋体連結部構造詳細図である。

【図１０】他の連結金具を備えた袋体の収縮状態図であ
る。

【図１１】図１０の袋体の充填材注入状態図である。

【図１２】他の連結金具を備えた袋体の収縮状態図であ
る。

【図１３】図１２の袋体の充填材注入状態図である。

【図１４】スライム処理要領図である。

【図１５】袋体の側方移動についての説明図である。

【符号の説明】

１・７…袋体、１ａ〜１ｅ…隔壁（繋ぎ壁）、１ｆ…注
入孔、２ａ・２ｂ…連結金具、４…ガイドウォール、５
…壁面安定液、６…掘削溝、８…防護鋼材、９…クラム
シェルバケット

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】壁面安定液を用いながら地盤内に掘削溝を
   形成し、 この掘削溝に対して実質的に前記溝深さ相当の長さを有
   し、伸長時において掘削溝長手方向に延びる所定長さの
   不透液性シートからなり、さらに前記掘削溝長手方向に
   間隔を置いて外壁間を繋ぎ外壁相互の掘削溝幅方向間隔
   を規制する繋ぎ壁を有する袋体を使用し、 前記掘削溝内が壁面安定液で満たされた状態で前記袋体
   を前記掘削溝内に収縮状態で建て込んだ後、 この袋体全体内に前記壁面安定液より比重の大きい充填
   材を注入するとともに、前記収縮した袋体を前記掘削溝
   長手方向に伸長させ、 前記掘削溝内に袋体によって被包された内部に充填材を
   有する止水壁を造成することを特徴とする地中止水壁の
   構築方法。
2. 【請求項２】前記繋ぎ壁は、隣接するセルを完全に仕切
   る隔壁であり、前記伸長方向の下流側から上流方向に向
   かって順次セル内に充填材を充填させて、袋体を順次掘
   削溝の一方向に伸長させる請求項１記載の地中止水壁の
   構築方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の方法によって構築
   された地中止水壁を、前記袋体の掘削溝長手方向の両端
   部に予め一体化された連結金具を介して掘削溝の長手方
   向に連続させる地中止水壁の構築方法。