JP4543358B2

JP4543358B2 - 締切工法

Info

Publication number: JP4543358B2
Application number: JP2001088508A
Authority: JP
Inventors: 俊介杉本; 郁郎甚内
Original assignee: Kajima Corp; Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002285549A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水域を締切りして工事用エア空間をつくる締切工法に係り、特に既設堤体の前方水域を締切る締切工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、既設のダムに取水口を新たに設けて発電設備を増設する場合、既設のダム堤体の前方水域を止水壁により仮締切りして工事用エア空間をつくり出す必要があり、従来、このような目的で行われる締切工法（仮締切工法）として、特開平９−８８０４４号公報に記載されたものがある。
図５および図６は、上記公報に記載の仮締切工法を示したもので、符号１にて示す止水壁は、ダム堤体２に対してアーチ形（半円形）に構築されて、開通すべき取水口３の前方水域Ｗを締切っている。この止水壁１は、水底地盤上に据付けた架台４に設けた導枠５に沿って鋼矢板を連続に打設することにより構築された二重矢板壁６とこの二重矢板壁６内に打設されたコンクリート層７とからなっており、その二重矢板壁６の両端部は、ダム堤体２に形成した縦溝８内の側壁にシール材９を介して接合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した仮締切工法においては、二重矢板壁６の端部とダム堤体２との間（戸当り部）をシールするシール材９として、ゴム特に水膨張ゴムを用いるようにしていた。しかし、このような水膨張ゴムの使用によれば、ダム堤体２に切削により形成されてかなりの凹凸を有する縦溝８内の壁面との間に完全な密着状態を得ることは困難で、いま一つ信頼性に欠けるという問題があった。また、上記仮締切工法では、二重矢板壁６の先端と縦溝８の底面との間にモルタル（水中不分離性モルタル）を打設して、このモルタル層Ｍによってもシール性を高めるようにしているが、水深が深くその打設深さが５０ｍを超えるような施工では、シール材９に著しく大きな圧力がかかり、この圧力にシール材９が十分に抗しきれない虞もあった。
【０００４】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、二重矢板壁と既設堤体との間に十分なシール性を確保できるようにし、もって止水壁の耐久信頼性の向上に大きく寄与する締切工法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、少なくとも一端部をシール材を介して既設堤体に接合させて二重矢板壁を構築した後、該二重矢板壁内にコンクリートを打設して止水壁を完成させ、該止水壁により既設堤体の前方水域を締切る締切工法において、前記二重矢板壁の端部の外壁面に、その縦方向に延ばして土木シートを添設しておき、二重矢板壁を構築した後、該二重矢板壁の内部に予め設けた縦方向通路に平行で、該縦方向通路の底部に連通する補助供給管からグラウトを注入し、該グラウトを前記縦方向通路の底部から充填させつつ、前記二重矢板壁の外壁に予め設けた複数の貫通孔を通して前記土木シートの裏側に注入し、その後、前記縦方向通路内のグラウト打込面が所定高さになったらグラウトを前記縦方向通路の上部から注入し、該グラウトの圧力により前記土木シートを下部側から上部側へ順次膨張させて、これを前記シール材として用いることを特徴とする。
このように行う締切工法において、土木シートをグラウトの圧力により膨張させて既設堤体に密着させるので、既設堤体の壁面に凹凸があっても該凹凸面に十分に倣い、しかも、グラウトの固化によりその形状を維持するので、二重矢板壁と既設堤体との戸当り部のシールは確実となる。
また、始めに補助供給管を通して縦方向通路の底部側へグラウト注入を行うので、大水深で縦方向通路が長大になる場合でも、縦方向通路内の上部からグラウトを供給する本供給管をそれほど長いものを用意する必要がなく、その分、前記本供給管の取扱いが容易となる。
【０００６】
本発明において、上記土木シートはその両側部と下端部とを、二重矢板壁の外壁面にフラットバーを用いて密着固定するのが望ましく、これにより二重矢板壁を構築する際、前記フラットバーがプロテクタとなって土木シートが既設堤体の壁面に接触せず、その破損が未然に防止される。
また、上記二重矢板壁の縦方向通路にグラウトを注入するに際しては、グラウト打込面の上昇に応じて注入管を引上げるようにするのが望ましく、これにより大水深となってグラウトの注入深さが深くなる場合でも、円滑にグラウトを注入できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１乃至図４は、本発明に係る締切工法を示したものである。なお、本実施の形態は、上記したダム堤体２の前方水域Ｗを仮締切りするもので、その基本の工法は、前記特開平９−８８０４４号公報に記載された内容、すなわち前記図５および図６に基づいて説明した内容と変わりがないので、ここでは、図５および図６に示したものと同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することとする。
【０００８】
本実施の形態において、上記二重矢板壁６は、図４によく示されるように、ボックス形鋼矢板１０，１０…を剛結嵌合構造の継手１１を介して連結してなっている。各ボックス形鋼矢板１０は、矩形断面の枠体１２の内部を複数の仕切板１３により打設方向に複数の室Ａ，Ａに分割した構造となっており、各室Ａ内に前記コンクリート層７が打設されている。ここで、前記仕切板１３のうちの一つは、相互間を切り離して重ねた二枚の板体１３ａ，１３ｂからなっており、ボックス形鋼矢板１０内のコンクリート層７は、この二枚重ねの板体１３ａと１３ｂとの間で縁切りされている。また、二枚重ねの板体１３ａ，１３ｂを除く他の仕切板１３には室Ａの相互間を連通する複数の連通孔（図示略）が設けられており、したがって、ボックス形鋼矢板１０内のコンクリート層７は、この二枚重ねの板体１３ａ、１３ｂの両側では一体構造となっている。なお、継手１１は、縦方向のスリット１５を有する筒状のめす継手部材１６と、このめす継手部材１６に挿入可能な筒状のおす継手部材１７とからなっており、両者の間はモルタルなどの固結材により剛結されている。
【０００９】
上記二重矢板壁６を構成するボックス形鋼矢板１０のうち、ダム堤体２との戸当り部に配置される端部側のボックス形鋼矢板１０Ａは、図１乃至図３に示すように、その枠体１２の一端側の側板が取り除かれており、この部分において、該枠体１２の一部が一対の突出片（外壁）２０を形成すると共に仕切板１３の一つが外部に露出している。しかして、前記ボックス形鋼矢板１０Ａの内側には、前記各突出片２０と仕切板１３との隅角に位置してグラウト注入用の縦方向通路２１が設けられている。この縦方向通路２１は、前記仕切板１３と各突出片２０とに両側部が溶接固定されたアングル材２２の内部に設定されている。また、前記各突出片２０には、ボックス形鋼矢板１０Ａの縦方向に配列して複数の貫通孔２３が穿設されており、各貫通孔２３は前記縦方向通路２１内に開口している。ボックス形鋼矢板１０Ａの内側にはまた、前記各縦方向通路２１と平行に延ばして補助供給管２４が設置されている。この補助供給管２４は、前記アングル材２２にブラケット２５を用いて位置固定され、その下端部が縦方向通路２１の底部に連通させられている。
【００１０】
一方、ボックス形鋼矢板１０Ａの各突出片２０の外壁面には、ボックス形鋼矢板１０Ａの縦方向に延ばして帯状の土木シート２６が添設されている。この土木シート２６は、高伸縮性を有しかつ高強度を有する織布からなるもので、上記縦方向に配列された貫通孔２３を外側から覆うように配置され、その両側部と下端部とが、皿ボルト２７およびナット２８を用いてボックス形鋼矢板１０Ａに締付け固定したフラットバー２９により押えられている。なお、この土木シート２６の種類は任意であるが、例えば、クラレ社製のクラフテル（商標）の♯７５３０を用いることができる。また、この土木シート２６の長さが不足する場合は継ぎ足して用いるが、その継ぎ足しに際しては、1.5ｍ程度ラップさせた状態で簡単に縫合すればよい。
【００１１】
ダム堤体２の前方水域Ｗを仮締切りするには、先ず水底に据付けた前記架台４の導枠５（図５）に沿ってボックス形鋼矢板１０を相互に継手１１で連結しながらアーチ形に打設し、両端側のボックス形鋼矢板１０Ａの打設を残して、その打設を一旦終了し、次に、ダム堤体２に縦溝８を形成する。縦溝８を形成するには、上記打設を終えた終端のボックス形鋼矢板１０を利用して、このボックス形鋼矢板１０をガイドとして掘削機を下降させ、ダム堤体２の前面を所定深さおよび幅にわたって切削する。そして、この縦溝８の切削後、前記終端のボックス形鋼矢板１０に継手１１を介して連結しながら端部側（戸当り側）のボックス形鋼矢板１０Ａを打設する。この時、該ボックス形鋼矢板１０Ａの片側が前記縦溝８内に挿入されるが、この挿入に際しては、前記フラットバー２９がプロテクタとなるので、ボックス形鋼矢板１０Ａが揺動しても土木シート２６は縦溝８内の側壁に接触することはなく、したがって土木シート２６の損傷は未然に防止される。
【００１２】
そして、戸当り側のボックス形鋼矢板１０Ａの打設終了後、先ず、ダム堤体２上に設置したグラウトポンプ３０に補助供給管２４を配管接続し、補助供給管２４を通して各縦方向通路２１の底部側にセメントミルクからなるグラウトを圧送する。すると、このグラウトは、各縦方向通路２１内の底部側を満たすと共に、その一部が各突出片２０に設けた貫通孔２３を通して土木シート２６の裏側に流出し、これに応じて、土木シート２６が下部側から上部側へ順次膨張して、図１に一点鎖線で示すように縦溝８内の側壁に密着する。
【００１３】
その後、縦方向通路２１内のグラウト打込面が所定の高さとなったら、補助供給管２４をグラウトポンプ３０から切離し、このグラウトポンプ３０に本供給管３１を付け替える。この場合、本供給管３１としては、適度の可撓性を有するものを選択し、これを、ダム堤体２上に配置したクレーン（クローラクレーン）の吊りフック３２に吊りながら、その先端部を前記縦方向通路２１に挿入する。そして、この本供給管３１の先端部を、既に縦方向通路２１内に注入されているグラウト層内に所定深さだけ浸漬させ、グラウトポンプ３０から該本供給管３１を通してグラウトを圧送すると共に、縦方向通路２１内のグラウトの打込面の上昇に応じて、本供給管３１を次第に引上げる。すると、縦方向通路２１内のグラウトは、その一部が各突出片２０に穿設した貫通孔２３を通して土木シート２６の裏側に流出し、これに応じて、土木シート２６が下部側から上部側へ順次膨張して、上記同様に縦溝８内の側壁に密着し、遂には、ボックス形鋼矢板１０Ａとダム堤体２の縦溝８の内壁との間が、縦方向の全域にわたってグラウトを含む土木シート２６によってシールされる。しかして、土木シート２６内および縦方向通路２１内のグラウトは、適宜期間養生させることで固化してグラウト固化層３３（図２）となり、これにより土木シート２６はそのまま膨張状態を維持して、ボックス形鋼矢板１０Ａとダム堤体２との間のシール性が恒久的に維持される。なお、本供給管３１は、前記したクレーン操作によらずに手操作で引上げてもよいことはもちろんである。
【００１４】
本実施の形態においては、始めに補助供給管２４を通して底部側へのグラウト注入を行うので、大水深で縦方向通路２１が長大になる場合でも、本供給管３１として、それほど長いものを用意する必要がなく、その分、本供給管３１の取扱いは容易となる。また、本供給管３１として、適度に可撓性を有するものを用いているので、グラウトポンプ３０からの取り回しが簡単となり、作業性も向上する。しかも、縦方向通路２１内のグラウト打込面の上昇に応じてこの本供給管３１を引上げるようにしているので、グラウトポンプ３０から圧送するグラウト圧力をそれほど高める必要がなく、その分、グラウトポンプ３０として小型のものを使用でき、さらには土木シート２６の破損も防止される。
【００１５】
次に、ボックス形鋼矢板１０Ａの仕切板１３と縦溝８の底面との間に水中不分離性モルタルを打設して、このモルタル層Ｍにより戸当り部を固定する。この時、ボックス形鋼矢板１０Ａとダム堤体２の縦溝内壁との間は、グラウト固化層３３を含む土木シート２６により確実にシールされているので、前記モルタルが縦溝８内から洩れ出ることはない。
このようにして二重矢板壁６は完成し、その後は、この二重矢板壁６内に、例えばトレミー管を用いてコンクリートを注入してコンクリート層７の打設を終え、これにより止水壁１（図５）の構築は完了する。
【００１６】
このように構築された止水壁１は、止水上、最も重要となる二重矢板壁６とダム堤体２との戸当り部が、グラウト固化層３３を含む土木シート２６により確実にシールされているので、その後に止水壁１内を排水しても内部に水が洩れ出ることはなく、工事空間が安定的に維持される。
一方、取水口３の開通工事終了後、止水壁１を解体する際は、そのコンクリート層７がボックス形鋼矢板１０内の一対の板体１３ａと１３ｂとの間で縁切りされているので、この二枚の板体１３ａと１３ｂとの間でボックス形鋼矢板１０の枠体１２を縦方向に切断すれば、相隣接して打設された一方のボックス形鋼矢板１０内の一方の板体１３ａと他方のボックス形鋼矢板１０内の他方の板体１３ｂとの間で複数分割された状態となり、この分割単位で簡単に解体することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態においては、ダム堤体２の前方水域を仮締切りするようにしたが、本発明は、ダム堤体以外の種々の既設堤体にも適用可能であることはもちろん、仮締切りのみならず本締切りにも適用できる。また、上記実施の形態においては、二重矢板壁６とダム堤体２との戸当り部を、二重矢板壁６（ボックス形鋼矢板１０Ａ）の外壁面と既設堤体（ダム堤体２）に設けた縦溝８内の左右側壁との間に設定したが、本発明は、この戸当り部の形態を特定するものではなく、例えば、ダム堤体２に設けた縦溝８の底面に二重矢板壁６の端面を突き当てる構造とすることもできる。また、二重矢板壁６を構成する鋼矢板の種類も任意であり、上記ボックス形鋼矢板１０に代えて、Ｈ形の鋼矢板を用いることができる。さらに、上記実施の形態においては、二重矢板壁６をアーチ形に構築してその両端部を既設堤体（ダム堤体２）に接合（戸当り）させるようにしたが、本発明は、二重矢板壁６の一端部のみを既設堤体に戸当りさせて、その他端部は既設堤体以外の部分（例えば、陸地）に接合させる場合も含むものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る締切工法によれば、二重矢板壁の端部をモルタルにより膨張させた土木シートを介して既設堤体に接合させるようにしたので、戸当り部におけるシール性の確保は十分となり、完成した止水壁の耐久信頼性は著しく向上するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る締切工法における戸当り部の構造を拡大して示す横断面図である。
【図２】本締切工法における戸当り部の構造を示す平面図である。
【図３】本締切工法における戸当り部の構造を示す縦断面図である。
【図４】止水壁の構造を示す平面図である。
【図５】本締切工法による止水壁の全体的な設置態様を示す平面図である。
【図６】従来の締切工法で構築した止水壁の戸当り部の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１止水壁
２ダム堤体（既設堤体）
５導枠
６二重矢板壁
７コンクリート層
８ダム堤体に形成した縦溝
１０、１０Ａボックス形鋼矢板
２０ボックス形鋼矢板の突出片（外壁）
２１縦方向通路
２３貫通孔
２４補助供給管
２６土木シート
２９フラットバー
３０グラウト供給ポンプ
３１本供給管（供給管）

Claims

少なくとも一端部をシール材を介して既設堤体に接合させて二重矢板壁を構築した後、該二重矢板壁内にコンクリートを打設して止水壁を完成させ、該止水壁により既設堤体の前方水域を締切る締切工法において、
前記二重矢板壁の端部の外壁面に、その縦方向に延ばして土木シートを添設しておき、二重矢板壁を構築した後、該二重矢板壁の内部に予め設けた縦方向通路に平行で、該縦方向通路の底部に連通する補助供給管からグラウトを注入し、該グラウトを前記縦方向通路の底部から充填させつつ、前記二重矢板壁の外壁に予め設けた複数の貫通孔を通して前記土木シートの裏側に注入し、その後、前記縦方向通路内のグラウト打込面が所定高さになったらグラウトを前記縦方向通路の上部から注入し、該グラウトの圧力により前記土木シートを下部側から上部側へ順次膨張させて、これを前記シール材として用いることを特徴とする締切工法。
土木シートの両側部と下端部とを、二重矢板壁の外壁面にフラットバーを用いて密着固定したことを特徴とする請求項１に記載の締切工法。
二重矢板壁の縦方向通路にグラウトを注入する際、グラウト打込面の上昇に応じて注入管を引上げることを特徴とする請求項１または２に記載の締切工法。