JPH0621453B2 - 連続地下壁の築造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は岩盤等に地下壁を築造する方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

岩盤からなる地形の地下水下流部に不透水性の遮水壁或
いは遮振壁等を築造するには、従来から第17図に示すよ
うに、柱列式連続地下壁を築造することが行われてい
る。具体的には、先端外周にビット(25)を設けたケーシ
ング(26)を地上に設置した揺動装置(27)により回転又は
周方向に往復回動させることにより岩盤(1)を切削しな
がら該ケーシング(26)を押し下げ、ケーシング(26)内の
岩石をハンマーグラブ(28)によって掘削、除去しながら
所望深さの円形孔(a)を掘削したのち、この円形孔(a)の
径よりも小間隔を存して次の円形孔(a)を同様にして掘
削し、次いで第18図に示すようにこれらの円形孔(a)(a)
にコンクリート等の壁材(c)を充填し、該壁材(c)の硬化
後に両円形孔(a)(a)間に連なる同径の円形孔(b)を掘削
し、該円形孔(b)に同じく壁材(c)を充填、硬化させてこ
の作業を繰り返すことにより連続地下壁を築造すること
が行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような地下壁の築造方法によれば、円形孔(a)と
(b)とのラップ幅が地下壁の有効壁厚となるが、この壁
厚を地下壁として必要な最小限度の厚み（例えば20cm）
となるように掘削すると、掘削上部においては設計通り
のラップ幅に形成できても、鉛直掘削精度が1/400 であ
ると仮定した場合、40ｍの深さまで掘削すれば孔のラッ
プ幅が殆どなくなることになり、所定の遮水効果を得る
ことができないと共にラップ幅以上の掘削を行うので材
料費や工費が高くなるものである。

このため、隣接する円形孔(a)(a)の間隔を少なくするか
或いは孔径を大径にして上記ラップ幅を設計寸法よりも
大幅となるように掘削する必要があり、さらに多量の壁
材を要すると共に施工能率が低下することになる。

又、隣接する円形孔(a)(a)に充填して硬化させた壁材
(c)(c)とこれらの両孔(a)(a)間を連通させた円形孔(b)
に充填、硬化させてなる壁材(c)との打ち継目部分(d)が
地下壁としての充分な機能を発揮し得ない場合が生じる
虞れがある。

このように連続地下壁を築造する際において、一定間隔
を存して掘削された円形孔(a)(a)間を連続させる場合
に、該孔掘削用ケーシングを使用して円形孔を掘削する
と、上述したように種々の問題点が生じるものである。

また、このような連続円形孔の掘削による問題点をなく
するために、円形孔を所望間隔毎に掘削したのち、隣接
する円形孔間の地盤をワイヤーソー等のエンドレスカッ
ターによって掘削して細溝を形成し、円形孔とこの細溝
内にアスファルト等の止水材を充填して遮水壁を築造す
ることも行われているが、細溝内に止水材を充填、固化
させただけでは、その遮水壁が円形孔に充填した止水材
に比して極めて薄いために、全面にわたって均一且つ充
分な遮水層とすることが困難であるばかりでなく、地震
等の振動によって遮水壁に亀裂が生じて遮水機能を発揮
することができないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を全面的に解消し得る連続
地下壁の築造法の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の連続地下壁の築造
法は、地盤に地表面から不透水層に達する断面円形状の
孔を所定間隔毎に掘削する工程と、隣接する円形孔間の
地盤をその地表面から不透水層に達する深さまでワイヤ
ーソー等のエンドレスカッターによって前記円形孔の孔
径よりも小幅の細溝を掘削する工程と、両側端部が隣接
する円形孔内に達する幅を有し、且つ下端に先端が鋸歯
状に形成された鉄板を固着してなる縦長長方形状の止水
シートの両側方に挿入枠の両側縦枠部を添わせて該両側
縦枠部の下端を前記鉄板の両側端上面に着脱自在に係合
させ、この挿入枠によて止水シートを緊張させた状態で
細溝内に挿入して該鉄板を細溝底面に打ち込み、打ち込
み後、挿入枠のみを引き上げ撤去することにより細溝内
に止水シートを張設する工程と、この止水シートの張設
後、円形孔及び細溝内にコンクリート又はモルタル等の
止水材を充填、硬化させて該止水材内に止水シートを埋
設する工程とからなるものである。

〔作用〕

隣接する円形孔間に形成した細溝内に止水材を充填、硬
化させる前に、両端部が隣接する円形孔内に達する幅を
有する止水シートを該細溝内に挿入、張設しておくの
で、円形孔及び細溝内への止水材の充填、硬化によって
築造された連続地下壁は、止水シートが連続しない円形
孔内においては、その円形孔の大断面形状によって充分
な強度と遮水機能を発揮し得る。

一方、細溝部分においては、止水材の充填、硬化だけで
は遮水層が薄く、且つ強度的にも弱いので、長期間に亘
っての遮水機能を維持させることが困難であるが、上記
のように該遮水層内に止水シートを埋設した構造とする
ので、遮水層に不完全な遮水層部分が生じても止水シー
トによって長期間に亘る確実な遮水効果を奏し得るもの
である。また、止水シートには、その慕端に先端が鋸歯
状に形成された鉄板を装着していると共にこの鉄板の両
側端上面に止水シートの両側方に沿わせた挿入枠の両側
縦枠部の下端を係止させた状態で細溝内に挿入するの
で、挿入枠によって止水シートを緊張状態に保持させな
がら鉄板の鋸歯状下端を細溝底面に打ち込んで確実に固
定させることができると共に止水シートを細溝内の全長
に亘って弛みが生じることなく張設することができ、止
水材の充填作業に支障を及ぼすことなく、且つ確実な遮
水壁を築造し得るものである。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を地下ダム等の遮水壁の築造を対
象として説明すると、まず、第１図及び第２図に示すよ
うに、石灰岩層等のポーラスな岩盤(1)に地表面から不
透水層(2)に達する深さの断面円形状の孔(3)(3)・・・
(3)を築造すべき計画地下遮水壁に沿って所定間隔毎に
順次掘削する。

この円形孔(3)の掘削は、上述した従来例において記載
しているように、先端外周にビットを設けたケーシング
を地上に設置した揺動装置により回転又は周方向に往復
回動させると共にケーシングを押し下げて行き、ケーシ
ング内の岩石をハンマーグラブによって掘削、除去する
ことにより行うことができる。

次いで、第３図〜第７図に示すように、隣接する円形孔
(3)(3)間に計画遮水壁の厚みに等しい幅を有する細溝
(4)を不透水層(2)に達する深さまで掘削する。

この細溝掘削装置は、隣接する円形孔(3)(3)に夫々挿入
する２本のガイド支柱(5)(5)の対向面間を複数本の横桟
部材或いは薄鉄板(6)で連結、固定してなるフレーム(7)
の下端外側部に滑車(8)(8)を回転自在に軸支し、これら
の滑車(8)(8)間に、ワイヤロープにダイヤモンド砥粒層
を有する切削用ビーズを小間隔毎に多数挿通させてなる
ワイヤソー又はチエーンソー等のエンドレスカッター
(9)を装架して該エンドレスカッター(9)をフレーム(7)
の支柱間下方に沿って走行させることにより円形孔(3)
(3)間の岩盤(1)切削するように構成してある。

このエンドレスカッター(9)を巡回させる手段として
は、第３図においては、支柱(5)(5)の下部外側面適所
に、前記滑車(8)(8)の上方に対向させて滑車(10)(10)を
軸支し、これらの滑車(8)(8)(10)(10)にエンドレスカッ
ター(9)を無端状に掛け渡すと共に一方の支柱(5)に装着
したモータ（駆動装置）(11)により上方側の一方の滑車
(10)を回転駆動させるようにし、さらに、地上に設置し
たケーブルドラム(12)にモータ駆動用ケーブル(13)を引
き出し自在に巻装してある。

(14)は支柱(5)(5)の対向面上下部に配設した伸縮ガイド
部材で、円形孔(3)の壁面に当接させる彎曲面を有する
頭部(14a)の背面上下部に支柱(5)に摺動自在に挿通、支
持させた脚部(14b)を一体に設けてなるものであり、該
頭部(14a)を支柱(5)に一端が支持されているスプリング
(15)によって伸縮自在に押圧してある。(16)は支柱(5)
の外側面に配設したエンドレスカッター緊張機構であ
る。

このように構成した細溝掘削装置を使用して前記のよう
な細溝(4)掘削するには、まず、ガイドフレーム(7)をク
レーン(17)によって吊り下げ、その支柱(5)(5)の下端間
に装架しているエンドレスカッター(9)を隣接する円形
孔(3)(3)間の地盤上に位置させたのち、モータ(11)を駆
動してエンドレスカッター(9)を一方向に巡回させる
と、該エンドレスカッター(9)によって円形孔(3)(3)間
の地盤が掘削され、エンドレスカッター(9)カッター幅
に応じた細溝(5)が切削、形成される。

こうして、細溝(4)の掘削を開始して浅い細溝(4)が掘削
されると、両側支柱(5)(5)が夫々隣接する円形孔(3)(3)
内に挿入され、伸縮ガイド部材(14)が夫々円形孔(3)(3)
の内壁面にスプリング(15)によって押接してフレーム
(7)は円形孔(3)(3)の孔壁面に案内されながら妄動する
ことなく正確に垂直方向に下降することができる。

この下降に従って細溝(4)はエンドレスカッター(9)によ
って掘り下げられ、降下したフレーム(7)の上端が細溝
(4)の近傍部にまで達すると、該フレーム(7)の上端に、
エンドレスカッター(9)を装着していないフレーム(7′)
を継ぎ足して再びエンドレスカッター(9)による細溝(4)
の掘り下げを行う。

なお、フレーム(7)に配設された滑車(8)(10)やモータ(1
1)等は円形孔(3)(3)内に位置しながらフレーム(7)と一
体に降下するので、細溝(4)の掘削には何等の支障も生
じない。

エンドレスカッター(9)によって掘削されて一方の孔側
に排出、落下する切削ずり等は該孔内に吊設したバケッ
ト等に収容、排出し、又、該孔の底に落下堆積するずり
等はハンマーグラブ等によって、地上に排出すればよい
が、その堆積量が円形孔(3)(3)の底部不透水層(2)の高
さ内に収まる場合には堆積状態のまゝにしておいてもよ
い。

こうして、エンドレスカッター(9)のカッター幅に相当
した一定の溝幅を有する細溝(4)を円形孔(3)(3)間に該
孔の底部にまで掘削したのち、フレーム(7)を引き上げ
れば、両端が隣接する円形孔(3)(3)に連通した一定幅を
有する細溝(4)が形成される。

この細溝(4)が所望幅よりも小幅の場合には、第８図に
示すように、エンドレスカッター(9)(9)を２条、並設し
てなるフレーム(7)によって隣接する円形孔(3)(3)間に
２条の細溝(4)(4)を掘削し、該細溝(4)(4)間に残存する
岩盤をリッパー等の適宜な掘削手段により切削除去すれ
ばよい。

又、細溝掘削装置としては、第15図或いは第16図に示す
ような装置を使用してもよい。

即ち、第15図に示す細溝切削装置は、エンドレスカッタ
ー(9)をフレーム(7)下端から両外側面に沿わせて最上部
のフレーム(7a)上端面にまで無端状に掛け渡し、該フレ
ーム(7a)の上端面中央に配設したモータ（駆動装置）(1
1)により巡回させるようにしているものである。

この細溝掘削装置によれば、モータ(11)がフレーム(7a)
の上端面に配設しているので、隣接する円形孔(3)(3)の
径が小さいものであっても使用することができるという
利点を有する。

第16図に示す細溝掘削装置は、互いに分離している支柱
(5)(5)の下端間の滑車(8)(8)を介してエンドレスカッタ
ー(9)を掛け渡し、該エンドレスカッター(9)を地上に設
置したガイドプーリ(10a)(10a)を介して同じく地上にお
いて両円形孔(3)(3)方向に移動自在に配設した台車(21)
上のモータ(11)により循環駆動させるようにして構成し
てなるものであり、この細溝掘削装置によれば、隣接す
る円形孔(3)(3)に夫々支柱(5)(5)を独立して昇降自在に
挿入し、エンドレスカッター(9)を傾斜させたり、その
傾斜方向や角度を変更させながら岩盤(1)を掘削するこ
とができると共に前述したように小径の円形孔(3)であ
っても使用し得る。

こうして、上述したような細溝掘削装置により隣接する
円形孔(3)(3)間に一定幅を有する細溝(4)を所定深さま
で掘削したのち、次いで、細溝(4)が細くても止水性を
確実にするために、円形孔(3)(3)間に亘って該細溝(4)
内に合成樹脂シート等の止水シート(18)を挿入、張設す
る。

なお、細溝(4)の掘削は円形孔(3)の掘削に後続しながら
順次、隣接する孔間に行ってもよく、同様にこの止水シ
ート(18)の配設作業も細溝(4)の掘削に後続して順次行
ってもよい。

止水シート(18)の挿入方法は、第９図〜第12図に示すよ
うに、両側端部が隣接する円形孔(3)(3)内の中程にまで
達する幅を有する縦長長方形状の止水シート(18)の下端
に先端が鋸歯状に形成された先行鉄板(19)の上端を一体
的に固着し、該止水シート(18)の下端から外側方に突出
している鉄板(19)の両端上面にピン(22)を突設してお
き、このピン(22)に止水シート(18)の幅に略等しい間隔
を存して枠組してなる挿入枠(20)の両側縦枠部(20a)(20
a)の下端を着脱自在に嵌合させ、止水シート(18)の上端
を引っ張った状態で挿入枠(20)と共に細溝(4)内に挿入
する。

そして、先行鉄板(19)が細溝底面に達すると、挿入枠(2
0)の上端を叩打して該先行鉄板(19)を底面に打ち込み、
しかるのち、挿入枠(20)を引き上げて撤去する。

しかるのち、止水シート(18)を地上から引っ張って張り
を持たせた状態で、円形孔(3)(3)及び細溝(4)内にトレ
ミー管を使用してコンクリート他はモルタル等の充填材
（止水材）(23)を充填すると、該止水シート(18)は充填
材(23)によって細溝(4)内の中央部に埋設されると共に
充填材(23)の硬化によって一体化する一方、隣接する円
形孔(3)(3)と細溝(4)との内部の充填材(23)が一連に連
なった連続遮水壁が築造される（第14図）。

なお、以上の実施例においては、連続遮水壁の築造方法
について述べたが、上記方法において、コンクリートや
モルタル以外にアスファルト等の壁材を細溝内に充填さ
せることにより、遮振壁等の地下壁を構築することがで
きるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の連続地下壁の築造法によれば、地
盤に地表面から不透水層に達する断面円形状の孔を所定
間隔毎に掘削する工程と、隣接する円形孔間の地盤をそ
の地表面から不透水層に達する深さまでワイヤーソー等
のエンドレスカッターによって前記円形孔の孔径よりも
小幅の細溝を掘削する工程と、両側端部が隣接する円形
孔内に達する幅を有し、且つ下端に先端が鋸歯状に形成
された鉄板を装着してなる止水シートを細溝内に挿入し
て該鉄板を細溝底面に打ち込むことにより細溝内に止水
シート張設する工程と、この止水シートの張設後、円形
孔及び細溝内にコンクリート又はモルタル等の止水材を
充填、硬化させて該止水材内に止水シートを埋設する工
程とからなるものであるから、エンドレスカッターによ
って円形孔間に必要最小限度の細溝を不透水層に達する
深さまで容易に且つ正確に掘削することができ、その
上、隣接する円形孔の間隔を大きくしてもその間に長い
細溝を掘削することができるから、これらの円形孔と細
溝内に充填するコンクリート又はモルタル等の止水材の
使用量を少なくすることができ、連続地下壁を経済的且
つ能率よく築造し得るものである。

さらに、隣接する円形孔間に形成した細溝内に止水材を
充填、硬化させる前に、両端部が隣接する円形孔内に達
する幅を有する止水シートを該細溝内に挿入、張設して
おくので、円形孔及び細溝内への止水材の充填、硬化に
よって築造された連続地下壁は、止水シートが連続しな
い円形孔内においては、その円形孔の大断面形状によっ
て充分な強度と遮水機能を発揮させることができる一
方、細溝部分においては、止水材の充填、硬化だけでは
遮水層が薄くて効果的な止水が困難であり且つ強度的に
も弱いが、その内部に止水シートを埋設した構造とする
ので、遮断層に不完全な遮水部分が生じてもこの止水シ
ートによって長期間に亘る確実な遮水効果を奏し得るも
のである。

また、止水シートには、その下端に先端が鋸歯状に形成
された鉄板を装着していると共にこの鉄板の両側端上面
に止水シートの両側方に沿わせた挿入枠の両側縦枠部の
下端を係止させた状態で細溝内に挿入するので、挿入枠
によって止水シートを緊張状態に保持させながら細溝内
に円滑且つ正確に挿入していくことがでいると共に該挿
入枠を介して鉄板の鋸歯状下端を細溝底面に打ち込んで
確実に固定させることができ、固定後に挿入枠を引き上
げ撤去することによって止水シートを細溝内の全長に亘
って弛みが生じることなく張設することができるもので
あり、従って、細溝内への止水材の充填作業が円滑に行
え、止水材内に止水シートが埋設した遮水壁を確実且つ
能率よく築造し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第16図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は掘削された円形孔の簡略断面図、第２図はその平面
図、第３図は細溝を掘削中の装置の簡略正面図、第４図
はその側面図、第５図は要部の拡大正面図、第６図はそ
の横断面図、第７図は伸縮ガイド部分の横断面図、第８
図はエンドレスカッターを２条有する細溝掘削装置の横
断面図、第９図及び第10図は止水シートの挿入状態を示
す正面図、第11図はその簡略側面図、第12図は簡略平面
図、第13図は止水シートの配設状態を示す平面図、第14
図は得られた連続遮水壁の簡略横断面図、第15図及び第
16図は別な細溝掘削装置の簡略正面図、第17図は従来方
法を示す簡略断面図、第18図はその横断面図である。 (1)……岩盤、(2)……不透水層、(3)……円形孔、(4)…
…細溝、(5)……支柱、(7)……フレーム、(9)……エン
ドレスカッター、(11)……モータ、(18)……止水シー
ト、20……挿入枠。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地盤に地表面から不透水層に達する断面円
   形状の孔を所定間隔毎に掘削する工程と、隣接する円形
   孔間の地盤をその地表面から不透水層に達する深さまで
   ワイヤーソー等のエンドレスカッターによって前記円形
   孔の孔径よりも小幅の細溝を掘削する工程と、両側端部
   が隣接する円形孔内に達する幅を有し、且つ下端に先端
   が鋸歯状に形成された鉄板を固着してなる縦長長方形状
   の止水シートの両側方に挿入枠の両側縦枠部を沿わせて
   該両側縦枠部の下端を前記鉄板の両側端上面に着脱自在
   に係合させ、この挿入枠によって止水シートを緊張させ
   た状態で細溝内に挿入して該鉄板を細溝底面に打ち込
   み、打ち込み後、挿入枠のみを引き上げ撤去することに
   より細溝内に止水シートを張設する工程と、この止水シ
   ートの張設後、円形孔及び細溝内にコンクリート又はモ
   ルタル等の止水材を充填、硬化させて該止水材内に止水
   シートを埋設する工程とからなることを特徴とする連続
   地下壁の築造法。