JP3750186B2 - 地中連続壁の構築工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地中連続壁の構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下構造物を造成する際の土留め壁に用いられる地中連続壁は、各種の工法により構築されている。この種の工法のうち、多軸混練オーガ機により原位置土砂を掘削しつつ、オーガ機の先端部のノズルから、セメントミルク，ベントナイトなどの硬化材混合液を吐出させて、原位置土砂と混合液とを攪拌混合して、芯材を建込んだ後に硬化させることで、柱列状のソイルセメント壁を造成するソイルセメント連続壁工法がある。
【０００３】
このような工法では、通常、ソイルセメント壁は、相互にオーバーラップする３連程度の円形掘削孔を１単位として構築され、これを横方向に順次連結形成することで所定のソイルセメント壁が形成される。このような工法では、掘削した原位置土砂をソイルセメント壁として利用するので、排土量が少なくなるという利点があるが、以下に説明する技術的も課題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上述したソイルセメント連続壁工法では、深度方向での構築精度が、ＲＣ構造の連続壁などと比べて悪いため、掘削深度が、例えば、数十メートルといった深い場合に、単位壁同士の重合が深い位置でなくなることがあった。このような状態で内部の掘削を行なうと、連続壁の隙間や掘削底部から水が噴出し、掘削工事が困難になるだけでなく、災害にもなりかねない。
【０００５】
また、従来のソイルセメント連続壁工法では、芯材の挿入間隔が、オーガで掘削する掘削孔に規制されて、一定の間隔でしか配置することができないので、壁体に発生する応力に対する選択の自由度が狭くなっていた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、排土量を少なくすることができるとともに、単位壁同士の接合を深度方向の全長に渡って確保することができる地中連続壁工法を提供することにある。また、別の目的として、発生応力に対して、芯材の配置や数量などを任意に選択することができる地中連続壁工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、吊り下げ支持される掘削機本体と、この掘削機本体の下端にあって、前記掘削機本体の外周縁よりも外方に突出する回転式のカッタとを備えた地盤掘削機を使用する地中連続壁の構築工法において、 前記カッタを回転駆動させながら、その周辺に水またはセメント系懸濁液を噴出して矩形状の掘削孔を掘削形成する第１工程と、前記第１工程が所定深度まで行なわれた後に、前記掘削機本体を吊り上げながら前記カッタを回転駆動させるとともに、前記カッタの周辺にセメント系懸濁液を吐出して、この懸濁液と掘削土砂とを混合する第２工程と、前記第２工程の後に、前記掘削孔内に芯材を建込む第３工程とからなり、前記第１〜第３工程を順次繰り返す構築工法であって、前記カッタは、一対２組から構成され、前記第１工程で、前記カッタは、掘削土砂を外方に押しやる方向に回転駆動させるとともに、前記第２工程で、前記カッタを前記第１工程と逆方向に回転駆動させるようにした。
この構成によると、掘削孔を精度良く形成することができるとともに、掘削および攪拌、混合が円滑に行なえる。
本発明では、前記セメント系懸濁液は、前記第１工程と第２工程とで濃度を異ならせることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる地中連続壁工法の一実施例を示している。同図に示す地中連続壁の構築工法は、以下に説明する第１〜第３工程を含んでいる。図１（Ａ）に示した第１工程は、地盤中に水平断面が矩形状の掘削孔１０を所定深度まで掘削形成する工程である。
【０００８】
この掘削孔１０の掘削には、吊り下げ支持される掘削機本体１２と、この掘削機本体１２の下端に設けられた回転式のカッタ１４を備えた地盤掘削機１６が使用される。この地盤掘削機１６は、ハイドロフレーズ式掘削機やＢＷ掘削機などと基本的構造が同じものであって、掘削機本体１２は、地上側に設置されるクレーンなどによりワイヤ１８を介して吊り下げ支持される。
【０００９】
カッタ１４は、回転ドラムの外周に複数のカッタビットを突設したものであって、図１（Ａ）には、２個しか表示していないが、２個のカッタ１４の背面側には、それぞれ同一軸上に設けられたカッタが２個配置されている。カツタ１４は、その回転方向の外周縁が掘削機本体１２の外周よりも外方に突出するように設定されている。
【００１０】
カッタ１４の中心には、高圧水またはセメント系懸濁液の噴出ノズル２０が設けられている。なお、図１（Ａ）においては、高圧水噴出ノズル２０しか示していないが、この噴出ノズル２０の背面側に懸濁液の噴出ノズル２２が設けられている。また、噴射ノズル２０に接続されたホース２１は、地上側まで延設され、ホース２１の端部には、図外のポンプおよび水槽が接続されている。
【００１１】
掘削孔１０を掘削する際には、まず、地中連続壁の構築予定地に、ガイドトレンチ２４を設置し、地盤掘削機１６の一部が収まる深さのガイド溝が掘削され、このガイド溝内に掘削機１６を挿入して、噴射ノズル２０から高圧水を噴射しながらカッタ１４の回転駆動が行なわれる。なお、このガイドトレンチ２４は、掘削孔１０の位置決め用のものであるが、地盤の性状に対応して設置されるものであって、必ずしも設置する必要はない。
【００１２】
カッタ１４を回転駆動すると、その外周に設けられているカッタビットにより地盤が掘削され、掘削された土砂は、噴射ノズル２０から吐出した水またはセメント系懸濁液と混合されて、流動性を有する混合土Ａとなる。このときのカッタ１４の回転方向は、図１（Ａ）に示すように、一対のカッタ１４間において、掘削した土砂を外方に押しやる方向に回転させる。このため流動性混合土Ａは、掘削の進行に伴って、掘削機本体１２の側方を通過して、順次上方に押しやられ、これにより円滑な掘削が確保される。
【００１３】
このような操作を継続することにより、深度方向に沿って掘削孔１０が順次掘削形成され、これが所定深度まで到達すると、第２工程に移行する。第２工程は、掘削機本体１２を吊り上げながら、カッタ１４の周辺にセメント系懸濁液を吐出して、この懸濁液と流動性混合土Ａとを混合する工程である。第２工程では、ワイヤ１８を巻き上げることにより、掘削機本体１２を吊り上げながら、カッタ１４が回転駆動される。
【００１４】
また、この操作とともに、噴射ノズル２２を介して、セメント系懸濁液がカッタ１４の周辺に噴射される。このとき吐出されるセメント系懸濁液は、セメントの懸濁液であるセメントミルクや、あるいは、これにベントナイトを添加した混合液などであり、これらの作製プラントは、地上側に設置され、ポンプなどを介して、噴射ノズル２２に供給される。
【００１５】
このときのカッタ１４の回転方向は、図１（Ａ）に示すように、一対のカッタ１４間において、流動性混合土Ａを内方に押しやる方向に回転させる。カッタ１４をこのような方向に回転駆動すると、掘削機本体１２の側方に位置する混合土Ａが順次下方に押しやられ、セメント系懸濁液と攪拌，混合される。掘削機本体１２を吊り上げながらこのような操作を継続すると、掘削孔１０の下方から順に、流動性土砂Ａとセメント系系 つ懸濁液とを攪拌，混合した混合土Ｂが作製される。なお、掘削時に供給するセメント懸濁液と、掘削機本体１２を吊り上げながら供給する懸濁液とは、濃度を異ならせて、掘削時に供給するセメント懸濁液をうすくすることが望ましい。
【００１６】
そして、掘削装置本体１２が地上側に吊り上げられると、第２工程が終了し、次いで、図１（Ｃ）に示す第３工程が行なわれる。第３工程は、混合土Ｂ中に芯材３０を建込む工程であり、例えば、Ｈ型鋼からなる芯材３０が掘削孔１０内に複数建込まれる。芯材３０の建込が終了して、混合土Ｂが硬化すると、矩形状の単位壁が構築され、この後は、上述した第１〜第３工程を順次繰り返すことにより、単位壁の横方向に同様な単位壁を連結形成することで、所定の地中連続壁が構築される。
【００１７】
なお、この場合、単位壁を横方向に連結する際には、既に構築されている単位壁の一部をカッター４で掘削しながら後行掘削孔を形成する。
さて、以上のように構成された地中連続壁の構築工法によれば、原位置地盤とセメント系懸濁液とを攪拌，混合して単位壁を構築するので、掘削に伴う排土量が少なくなるとともに、地盤を回転式のカッタ１４で掘削するので、掘削孔１０の深度方向の精度が向上し、その結果、単位壁の構築精度も向上する。
【００１８】
従って、従来のソイルセメント連続壁工法のように、深度方向での重合が途切れることがなく、連続壁の止水性を確保することができる。また、従来のソイルセメント連続壁工法では、混練オーガとの関係から、芯材の配置間隔が決まり、これを変更を選択することができないが、本発明の工法では、掘削孔１０内において、芯材３０の配置や本数などを、発生応力に対応させて任意に選択することができる。
【００１９】
さらに、連続壁の壁厚みは、カッタ１４の幅に応じて任意に設定することができ、しかも、回転式のカッタ１４は、軟弱粘土地盤から砂礫層地盤まで、広範囲の地盤の掘削が可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる地中連続壁の構築工法によれば、以下の効果が得られる。
▲１▼連続壁の厚みを任意に選択できるので、発生応力に対応して、種々の芯材を使用することができ、施工の自由度が大きくなる。
▲２▼発生応力に対応して、芯材の配置間隔ないしは本数などを任意に選択することができる。
▲３▼対応土質は、軟弱粘性土から砂礫層まで、広範囲に行なえる。
▲４▼鉛直精度（深度方向の精度）が良いので、単位壁間の止水性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる地中連続壁の構築工法の施工工程を順に示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 掘削孔
１２ 掘削機本体
１４ カッタ
１６ 地盤掘削機
２０，２２ 噴射ノズル
３０ 芯材
Ａ 流動性混合土
Ｂ 混合土
【発明の属する技術分野】
この発明は、地中連続壁の構築工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下構造物を造成する際の土留め壁に用いられる地中連続壁は、各種の工法により構築されている。この種の工法のうち、多軸混練オーガ機により原位置土砂を掘削しつつ、オーガ機の先端部のノズルから、セメントミルク，ベントナイトなどの硬化材混合液を吐出させて、原位置土砂と混合液とを攪拌混合して、芯材を建込んだ後に硬化させることで、柱列状のソイルセメント壁を造成するソイルセメント連続壁工法がある。
【０００３】
このような工法では、通常、ソイルセメント壁は、相互にオーバーラップする３連程度の円形掘削孔を１単位として構築され、これを横方向に順次連結形成することで所定のソイルセメント壁が形成される。このような工法では、掘削した原位置土砂をソイルセメント壁として利用するので、排土量が少なくなるという利点があるが、以下に説明する技術的も課題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上述したソイルセメント連続壁工法では、深度方向での構築精度が、ＲＣ構造の連続壁などと比べて悪いため、掘削深度が、例えば、数十メートルといった深い場合に、単位壁同士の重合が深い位置でなくなることがあった。このような状態で内部の掘削を行なうと、連続壁の隙間や掘削底部から水が噴出し、掘削工事が困難になるだけでなく、災害にもなりかねない。
【０００５】
また、従来のソイルセメント連続壁工法では、芯材の挿入間隔が、オーガで掘削する掘削孔に規制されて、一定の間隔でしか配置することができないので、壁体に発生する応力に対する選択の自由度が狭くなっていた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、排土量を少なくすることができるとともに、単位壁同士の接合を深度方向の全長に渡って確保することができる地中連続壁工法を提供することにある。また、別の目的として、発生応力に対して、芯材の配置や数量などを任意に選択することができる地中連続壁工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、吊り下げ支持される掘削機本体と、この掘削機本体の下端にあって、前記掘削機本体の外周縁よりも外方に突出する回転式のカッタとを備えた地盤掘削機を使用する地中連続壁の構築工法において、 前記カッタを回転駆動させながら、その周辺に水またはセメント系懸濁液を噴出して矩形状の掘削孔を掘削形成する第１工程と、前記第１工程が所定深度まで行なわれた後に、前記掘削機本体を吊り上げながら前記カッタを回転駆動させるとともに、前記カッタの周辺にセメント系懸濁液を吐出して、この懸濁液と掘削土砂とを混合する第２工程と、前記第２工程の後に、前記掘削孔内に芯材を建込む第３工程とからなり、前記第１〜第３工程を順次繰り返す構築工法であって、前記カッタは、一対２組から構成され、前記第１工程で、前記カッタは、掘削土砂を外方に押しやる方向に回転駆動させるとともに、前記第２工程で、前記カッタを前記第１工程と逆方向に回転駆動させるようにした。
この構成によると、掘削孔を精度良く形成することができるとともに、掘削および攪拌、混合が円滑に行なえる。
本発明では、前記セメント系懸濁液は、前記第１工程と第２工程とで濃度を異ならせることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる地中連続壁工法の一実施例を示している。同図に示す地中連続壁の構築工法は、以下に説明する第１〜第３工程を含んでいる。図１（Ａ）に示した第１工程は、地盤中に水平断面が矩形状の掘削孔１０を所定深度まで掘削形成する工程である。
【０００８】
この掘削孔１０の掘削には、吊り下げ支持される掘削機本体１２と、この掘削機本体１２の下端に設けられた回転式のカッタ１４を備えた地盤掘削機１６が使用される。この地盤掘削機１６は、ハイドロフレーズ式掘削機やＢＷ掘削機などと基本的構造が同じものであって、掘削機本体１２は、地上側に設置されるクレーンなどによりワイヤ１８を介して吊り下げ支持される。
【０００９】
カッタ１４は、回転ドラムの外周に複数のカッタビットを突設したものであって、図１（Ａ）には、２個しか表示していないが、２個のカッタ１４の背面側には、それぞれ同一軸上に設けられたカッタが２個配置されている。カツタ１４は、その回転方向の外周縁が掘削機本体１２の外周よりも外方に突出するように設定されている。
【００１０】
カッタ１４の中心には、高圧水またはセメント系懸濁液の噴出ノズル２０が設けられている。なお、図１（Ａ）においては、高圧水噴出ノズル２０しか示していないが、この噴出ノズル２０の背面側に懸濁液の噴出ノズル２２が設けられている。また、噴射ノズル２０に接続されたホース２１は、地上側まで延設され、ホース２１の端部には、図外のポンプおよび水槽が接続されている。
【００１１】
掘削孔１０を掘削する際には、まず、地中連続壁の構築予定地に、ガイドトレンチ２４を設置し、地盤掘削機１６の一部が収まる深さのガイド溝が掘削され、このガイド溝内に掘削機１６を挿入して、噴射ノズル２０から高圧水を噴射しながらカッタ１４の回転駆動が行なわれる。なお、このガイドトレンチ２４は、掘削孔１０の位置決め用のものであるが、地盤の性状に対応して設置されるものであって、必ずしも設置する必要はない。
【００１２】
カッタ１４を回転駆動すると、その外周に設けられているカッタビットにより地盤が掘削され、掘削された土砂は、噴射ノズル２０から吐出した水またはセメント系懸濁液と混合されて、流動性を有する混合土Ａとなる。このときのカッタ１４の回転方向は、図１（Ａ）に示すように、一対のカッタ１４間において、掘削した土砂を外方に押しやる方向に回転させる。このため流動性混合土Ａは、掘削の進行に伴って、掘削機本体１２の側方を通過して、順次上方に押しやられ、これにより円滑な掘削が確保される。
【００１３】
このような操作を継続することにより、深度方向に沿って掘削孔１０が順次掘削形成され、これが所定深度まで到達すると、第２工程に移行する。第２工程は、掘削機本体１２を吊り上げながら、カッタ１４の周辺にセメント系懸濁液を吐出して、この懸濁液と流動性混合土Ａとを混合する工程である。第２工程では、ワイヤ１８を巻き上げることにより、掘削機本体１２を吊り上げながら、カッタ１４が回転駆動される。
【００１４】
また、この操作とともに、噴射ノズル２２を介して、セメント系懸濁液がカッタ１４の周辺に噴射される。このとき吐出されるセメント系懸濁液は、セメントの懸濁液であるセメントミルクや、あるいは、これにベントナイトを添加した混合液などであり、これらの作製プラントは、地上側に設置され、ポンプなどを介して、噴射ノズル２２に供給される。
【００１５】
このときのカッタ１４の回転方向は、図１（Ａ）に示すように、一対のカッタ１４間において、流動性混合土Ａを内方に押しやる方向に回転させる。カッタ１４をこのような方向に回転駆動すると、掘削機本体１２の側方に位置する混合土Ａが順次下方に押しやられ、セメント系懸濁液と攪拌，混合される。掘削機本体１２を吊り上げながらこのような操作を継続すると、掘削孔１０の下方から順に、流動性土砂Ａとセメント系系 つ懸濁液とを攪拌，混合した混合土Ｂが作製される。なお、掘削時に供給するセメント懸濁液と、掘削機本体１２を吊り上げながら供給する懸濁液とは、濃度を異ならせて、掘削時に供給するセメント懸濁液をうすくすることが望ましい。
【００１６】
そして、掘削装置本体１２が地上側に吊り上げられると、第２工程が終了し、次いで、図１（Ｃ）に示す第３工程が行なわれる。第３工程は、混合土Ｂ中に芯材３０を建込む工程であり、例えば、Ｈ型鋼からなる芯材３０が掘削孔１０内に複数建込まれる。芯材３０の建込が終了して、混合土Ｂが硬化すると、矩形状の単位壁が構築され、この後は、上述した第１〜第３工程を順次繰り返すことにより、単位壁の横方向に同様な単位壁を連結形成することで、所定の地中連続壁が構築される。
【００１７】
なお、この場合、単位壁を横方向に連結する際には、既に構築されている単位壁の一部をカッター４で掘削しながら後行掘削孔を形成する。
さて、以上のように構成された地中連続壁の構築工法によれば、原位置地盤とセメント系懸濁液とを攪拌，混合して単位壁を構築するので、掘削に伴う排土量が少なくなるとともに、地盤を回転式のカッタ１４で掘削するので、掘削孔１０の深度方向の精度が向上し、その結果、単位壁の構築精度も向上する。
【００１８】
従って、従来のソイルセメント連続壁工法のように、深度方向での重合が途切れることがなく、連続壁の止水性を確保することができる。また、従来のソイルセメント連続壁工法では、混練オーガとの関係から、芯材の配置間隔が決まり、これを変更を選択することができないが、本発明の工法では、掘削孔１０内において、芯材３０の配置や本数などを、発生応力に対応させて任意に選択することができる。
【００１９】
さらに、連続壁の壁厚みは、カッタ１４の幅に応じて任意に設定することができ、しかも、回転式のカッタ１４は、軟弱粘土地盤から砂礫層地盤まで、広範囲の地盤の掘削が可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる地中連続壁の構築工法によれば、以下の効果が得られる。
▲１▼連続壁の厚みを任意に選択できるので、発生応力に対応して、種々の芯材を使用することができ、施工の自由度が大きくなる。
▲２▼発生応力に対応して、芯材の配置間隔ないしは本数などを任意に選択することができる。
▲３▼対応土質は、軟弱粘性土から砂礫層まで、広範囲に行なえる。
▲４▼鉛直精度（深度方向の精度）が良いので、単位壁間の止水性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる地中連続壁の構築工法の施工工程を順に示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 掘削孔
１２ 掘削機本体
１４ カッタ
１６ 地盤掘削機
２０，２２ 噴射ノズル
３０ 芯材
Ａ 流動性混合土
Ｂ 混合土
Claims (2)
- 吊り下げ支持される掘削機本体と、この掘削機本体の下端にあって、前記掘削機本体の外周縁よりも外方に突出する回転式のカッタとを備えた地盤掘削機を使用する地中連続壁の構築工法において、
前記カッタを回転駆動させながら、その周辺に水またはセメント系懸濁液を噴出して矩形状の掘削孔を掘削形成する第１工程と、
前記第１工程が所定深度まで行なわれた後に、前記掘削機本体を吊り上げながら前記カッタを回転駆動させるとともに、前記カッタの周辺にセメント系懸濁液を吐出して、この懸濁液と掘削土砂とを混合する第２工程と、
前記第２工程の後に、前記掘削孔内に芯材を建込む第３工程とからなり、
前記第１〜第３工程を順次繰り返す構築工法であって、
前記カッタは、一対２組から構成され、前記第１工程で、前記カッタは、掘削土砂を外方に押しやる方向に回転駆動させるとともに、前記第２工程で、前記カッタを前記第１工程と逆方向に回転駆動させることを特徴とする地中連続壁の構築工法。 - 前記セメント系懸濁液は、前記第１工程と第２工程とで濃度を異ならせることを特徴とする請求項１記載の地中連続壁の構築工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08549996A JP3750186B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 地中連続壁の構築工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08549996A JP3750186B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 地中連続壁の構築工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09273150A JPH09273150A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3750186B2 true JP3750186B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=13860635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08549996A Expired - Fee Related JP3750186B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 地中連続壁の構築工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3750186B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10308538C5 (de) | 2003-02-27 | 2014-11-06 | Bauer Maschinen Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden, Schlitzwandfräse und Schlitzwandfräsvorrichtung |
| DE502004005969D1 (de) * | 2004-08-23 | 2008-03-06 | Bauer Maschinen Gmbh | Verfahren und Schlitzwandfräsvorrichtung zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden |
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| JP5066854B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2012-11-07 | 株式会社大林組 | 地中構造物の構築方法 |
| JP2008057117A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Ohbayashi Corp | ソイルセメント構造物及びその構築方法 |
| JP4905394B2 (ja) * | 2008-03-17 | 2012-03-28 | 株式会社大林組 | 掘削機 |
| EP2202362A1 (de) | 2009-05-14 | 2010-06-30 | BAUER Maschinen GmbH | Verfahren zum Herstellen einer Schlitzwand im Boden |
| JP7303756B2 (ja) * | 2020-01-16 | 2023-07-05 | 鹿島建設株式会社 | オープンシールド機、及び、トンネル構築方法 |
-
1996
- 1996-04-08 JP JP08549996A patent/JP3750186B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09273150A (ja) | 1997-10-21 |
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