JPH11222875A - 遮水壁及び難透水性底盤による地下構造物の遮水工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人工の二重難透水性底盤及び二重遮水壁によ
り地下構造物を取り囲み、遮水性能を保持する地下構造
物の遮水工法を提供する。 【解決手段】 上側難透水性底盤を地下構造物より以深
に造成し、該上側難透水性底盤から排水層分だけ下方
に、下側難透水性底盤を造成して二重の難透水性底盤を
設ける。内側遮水壁を、前記上側難透水性底盤の外周近
傍の位置へその底部を根入れして造成し、該内側遮水壁
の外側に間隔をあけて、外側遮水壁を、その底部を前記
下側難透水性底盤に根入れして造成し、前記内外の遮水
壁を放射方向につなぐ複数の格子状梁を造成して二重の
遮水壁を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地下水位が浅
く、透水性の高い砂礫層や砂層などからなる地盤に各種
の地下構造物（地下構造部分を有する地上構造物を含
む。以下同じ。）を構築する場合に、地下水や雨水によ
る悪影響が地下構造物の建築施工及び建築後の健全性に
及ばないように実施される遮水工法の技術分野に属し、
更に言えば、人工の二重難透水性底盤及び二重遮水壁に
より地下構造物を取り囲み、排水機能も備え、長期に安
定した遮水性能を保持する地下構造物の遮水工法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】地下水位が浅く、透水性の高い砂礫層や
砂層などからなる地盤に地下構造物を構築する場合に
は、地盤掘削時の遮水（土工時のドライワークの実
現）、及び施工後に発生する地下水の水圧又は浮力によ
る地下構造物の浮上防止などの目的で、地下構造物の遮
水工法が実施されている。 従来一般の遮水工法は、図４及び図５に例示したよ
うに、先ず、地盤改良工法などにより、平面的に見て地
下構造物Ｂの外周を取り囲む形態の遮水壁２’を、その
底部を前記難透水性底盤１’に根入れする深度で造成す
る。つづいて、地下構造物Ｂや地盤Ａ’の重量、及び考
え得る地震等の揺れに対して十分な強度と厚さの難透水
性底盤１’を、地下構造物Ｂより以深の所定深さに薬液
注入工法などにより施工して造成する。その後、難透水
性底盤１’と遮水壁２’で囲まれた地盤Ａ’を掘削し、
そこに地下構造物Ｂを構築する。

【０００３】次に、遮水工法により生まれる副次的効
果、即ち、地下水浸入による地下構造物の健全性劣化の
防止効果、及び地下構造物周辺地盤への廃液等流出の防
止効果に注目し、地下構造物の遮水工法を地下式石油備
蓄基地という特殊施設に応用したものとして、下記の技
術が提案されている。 特公昭５９−３１６３２号公報には、タンク群ヤー
ド外周に沿って予め設けた不透水層（難透水性底盤）に
まで到達する遮水壁と、その内側のオープンカット敷地
に設けた底部並びに側部にフィルター層（雨水等による
湧水が自由に移動できる排水層）とを有し、かつ当該フ
ィルター層の湧水を排水させる集水管をサービストンネ
ルに接続してなり、埋め戻し盛土で固定されたタンク群
とからなることを特徴とする透水層の軟弱地盤に建設さ
れる地下式石油備蓄基地が開示されている。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】上記の従来技術
は、遮水壁が一重で、その耐力も長期に亘って維持され
るものでなく、地盤掘削時の遮水（土工時のドライワー
クの実現）を主な目的とした仮設的な意味合いが大きい
工法であることから、長期及び地震時の遮水性能を保証
するものではなかった。こうしたことから、施工後の地
下水の水圧や浮力による地下構造物の浮上防止効果を、
長期及び地震時に保証できないことが問題とされる。

【０００５】上記の従来技術は、地下構造物の遮水工
法により生まれる副次的効果である、地下水浸入による
地下構造物の健全性劣化の防止効果、及び地下構造物周
辺地盤への廃液等流出の防止効果に注目し、さらに、排
水機能を備え、雨水などによる湧水への対策、及び地下
構造物から外部地盤への内部廃液等の流出問題（この場
合は、タンク内部油の流出問題）への対策に留意し改善
した点は評価できる。従来の遮水壁及び難透水性底盤に
よる地下構造物の遮水工法に加えて、湧水を排水させる
集水管及びフィルター層等からなる排水システムを備え
たことにより二重の防護策がなされている。しかし、よ
り厳しい規制が求められる設置条件の構造物（例えば原
子炉など）の場合は、さらなる防護策が必要とされる。
従来技術は地震などに対しても十分な強度に設計され
ているが、地下構造物の建築完成から長期間が経過し、
その遮水性能が低下した場合に、漏水箇所の発見（特
定）する技術に関しては何ら開示されていない。

【０００６】本発明の目的は、地盤掘削時の遮水（土工
時のドライワークの実現）は勿論のこと、長期及び地震
時においても良好な遮水性能を確保することにより、施
工後の地下水の水圧や浮力による地下構造物の浮上防
止、地下水又は雨水浸入による地下構造物の健全性劣化
の防止、地下構造物周辺地盤や地下水への廃液等の流出
防止を保証でき、万一遮水壁及び難透水性底盤が破損し
た場合には早期に発見し又は破損箇所を特定できるよう
に改良した地下構造物の遮水工法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、請求項１に記載した発明に係る遮水壁
及び難透水性底盤による地下構造物の遮水工法は、地下
水位が浅く、透水性の高い砂礫層や砂層等からなる地盤
に、人工の難透水性底盤及び遮水壁を、地下構造物を囲
む形態に造成する遮水工法において、所要厚さの上側難
透水性底盤を地下構造物より以深に造成し、該上側難透
水性底盤から排水層の層厚分だけ下方の位置に、下側難
透水性底盤を、前記上側難透水性底盤の平面形状よりも
大きい平面形状に造成して二重の難透水性底盤を設ける
こと、平面的に見て地下構造物の外周を取り囲む内側遮
水壁を、前記上側難透水性底盤の外周近傍の位置へその
底部を根入れして造成し、該内側遮水壁の外側であっ
て、前記上側難透水性底盤の外縁よりも外側に間隔をあ
けた位置に、外側遮水壁を、その底部を前記下側難透水
性底盤に根入れして造成し、前記内外の遮水壁を放射方
向につなぐ複数の格子状梁を、遮水壁の長手方向に間隔
をあけて、且つ上側難透水性底盤へ到達する深さまで造
成して二重の遮水壁を設けること、前記二重遮水壁の内
外の遮水壁と格子状梁とに囲まれた部位毎に、一乃至複
数の排水用揚水井戸を地表から前記排水層に届く深さま
で設けること、前記上側難透水性底盤と内側遮水壁とに
囲まれた地盤を掘削して、地下構造物を構築すること、
をそれぞれ特徴とする。

【０００８】請求項２に記載した発明は、請求項１に記
載した遮水壁及び難透水性底盤による地下構造物の遮水
工法において、上側難透水性底盤と内側遮水壁とに囲ま
れた地盤を掘削する際に、地下構造物の底面と内側遮水
壁との間に、排水層として利用する地盤を残し、その上
に地下構造物を構築することを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載した発明は、請求項１又は
２に記載した遮水壁及び難透水性底盤による地下構造物
の遮水工法において、地下構造物は内側遮水壁の内面か
ら少し間隔をあけて構築し、該地下構造物と内側遮水壁
との間に透水性材と共に排水設備を設けることを特徴と
する。請求項４に記載した発明は、請求項１乃至３のい
ずれか一に記載した遮水壁及び難透水性底盤による地下
構造物の遮水工法において、二重遮水壁の内外の遮水壁
と格子状梁とに囲まれた部位毎又は所定の間隔に、水圧
計若しくは観測井戸を設置し漏水を監視することを特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施形態及び実施例】以下に、図１、図２及び
図３に示した、遮水壁及び難透水性底盤による地下構造
物の遮水工法の実施例を説明する。本発明に係る地下構
造物の遮水工法は、地下水位が浅く、透水性の高い砂礫
層や砂層等からなる地盤に地下構造物を構築する場合に
好適に実施される。

【００１１】図１及び図２に示した実施例は、先ず、内
外の遮水壁２ａ、２ｂをつなぐ格子状梁２ｃを地盤改良
工法により構築する。つづいて同様の工法により内外の
遮水壁２ａ、２ｂを構築する。この時、外側の遮水壁２
ｂの方を内側の遮水壁２ａよりも根入れを長くする。ま
た、必要に応じて内側あるいは外側の遮水壁には、Ｈ鋼
芯材等による補強を施す。その後、薬液注入工法等によ
り上下二重の難透水性底盤１ａ、１ｂを同時に構築す
る。難透水性底盤１ａ、１ｂの間には、排水層として原
地盤を残すため、施工は地上から薬液注入孔を掘削し、
下側難透水性底盤１ｂの深度で薬液を注入し、注入管引
抜きの際に排水層深度では薬液を注入せず、上側難透水
性底盤１ａの深度で再び薬液を注入する。この時、上側
難透水性底盤１ａの深度は、内側遮水壁２ａの根入れ先
端付近とし、下側難透水性底盤１ｂの深度は、外側遮水
壁２ｂの根入れ先端付近とする。恒久的施設である点を
考慮して、二重遮水壁２（遮水壁２ａ、２ｂ及び格子状
梁２ｃ…）はコンクリート壁として造成することもでき
る。

【００１２】次に、前記二重遮水壁２の内外の遮水壁２
ａ、２ｂと格子状梁２ｃ…とに囲まれた閉鎖部位３毎の
単位で、排水用揚水井戸４を地表から前記排水層Ａ”に
届く深さまで設ける。図２に示したように、本実施例で
は二重遮水壁２の各コーナーに位置する部位３に１基づ
つ合計４基の排水用揚水井戸４を設置しているが、基数
及び配置は前記の例に限らない。何らかの原因で排水層
Ａ”に漏水等が溜ったときは、井戸４で速やかに排水す
る。

【００１３】前記排水用揚水井戸４を運転して施工区域
内の地下水位を十分に下げた後に、前記上側難透水性底
盤１ａと内側遮水壁２ａとに囲まれた地盤Ａ’を掘削し
て、地下構造物Ｂを構築する。この場合、地下構造物Ｂ
の底面と内側遮水壁２ａとの間に、排水層として利用す
る地盤Ａ’を残して地下構造物Ｂを構築する。

【００１４】地下構造物Ｂの外周壁を構築する際は、施
工概要を図３に示したように、人工透水材料５を外面に
貼付けた外型枠６を用い、人工透水材料５が内側の遮水
壁２ａと接するように設置し、更に内型枠７を用い、こ
れらを捨型枠として地下構造物Ｂの外周壁ｂを構築す
る。その結果、地下構造物Ｂの外周壁構築完了時には、
内側遮水壁２ａとの間に人工透水材料５が充填された状
態となる。よって二重遮水壁２ａ、２ｂは、自立が不可
能で支保工を伴う場合でも施工可能である。透水性材５
としては、剛性を有する人工透水性材料を用いると、地
震等による地下構造物Ｂの揺れが増幅されるのを防ぐ埋
め込み効果を発揮させることができる。

【００１５】こうして構築された地下構造物Ｂの外周及
び地盤Ａ’は、排水等が自由に行き来できる排水ゾーン
（又は透水ゾーン）となり、透水性材５の地表部分から
排水層Ａ’へ届く排水装置を設置し、その排水量を監視
し、成分を分析することにより、漏水及び地下構造物Ｂ
からの廃液等の流出を素早く確認する一次チェック段階
として機能させることもできる。

【００１６】また、前記二重遮水壁２の内外の遮水壁２
ａ、２ｂと格子状梁２ｃ…とに囲まれた閉鎖部位３毎の
単位で、そこに水圧計若しくは観測井戸を設置して、漏
水の有無を監視する。万一漏水箇所がある場合には、水
圧計の水圧計測値の変化として、その漏水箇所をかなり
正確に発見し又は特定することができる。具体的には、
外側遮水壁２ｂの内面に水圧計を設置すれば、外側遮水
壁２ｂの漏水箇所を発見（特定）することができる。こ
れに加え、前記排水用揚水井戸４により汲み上げた排水
の量を監視し、その成分の分析することにより、漏水及
び地下構造物Ｂからの廃液等の流出を確認する二次チェ
ック段階として機能させることも行われる。

【００１７】総合的に見ると、本発明に係る遮水壁及び
難透水性底盤による地下構造物の遮水工法は、地盤Ａ’
に排水装置を設置して排水機能を持たせる場合を含める
と、内側遮水壁及び上側難透水性底盤による遮水性能、
排水層及び排水用揚水井戸による排水機能、外側遮水壁
及び下側難透水性底盤による遮水性能からなる四重の防
護を地下構造物に持たせることになる。

【００１８】

【本発明の奏する効果】本発明に係る遮水壁及び難透水
性底盤による地下構造物の遮水工法によれば、地下水位
が浅く、透水性の高い砂礫層や砂層等からなる地盤に、
地下構造物を構築する場合に、地盤掘削時の土工をドラ
イワークで実施できることは勿論のことであり、排水機
能を備えているので、長期及び地震時においても遮水性
能を良好に確保できる。従って、施工後の地下水の水圧
や浮力による地下構造物の浮上防止、地下水や雨水浸入
による地下構造物の健全性の劣化防止、地下構造物周辺
地盤及び地下水への廃液等の流出防止を保証できる。さ
らに、万一漏水が起きても、早期に漏水箇所を発見（特
定）できるチェック機能を二段階持たせることもでき、
総合的に見ると四重の防護をとることができるので、そ
の対策を講じる時間的余裕を十分もつこともでき、安全
性を高く設定することができる。

【００１９】剛性を有する人工水透性材料を埋め戻しに
使用するので、地震等による地下構造物の揺れが増幅さ
れるのを防ぐ埋め込み効果を発揮させることもできる。
よって、原子力発電所など安全性が求められる重要施設
等に実施することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遮水壁及び難透水性底盤による地
下構造物の遮水工法の実施例を示した縦断面図である。

【図２】本発明に係る遮水壁及び難透水性底盤による地
下構造物の遮水工法の実施例を示した平面図である。

【図３】図１のＸ部分を拡大した施工概要図である。

【図４】従来の地下構造物の遮水工法を示した縦断面図
である。

【図５】従来の地下構造物の遮水工法を示した平面図で
ある。

【符号の説明】

Ａ 地盤 Ｂ 地下構造物 １ａ 上側難透水性底盤 Ａ” （上下の難透水性底盤に挟まれた）排水層 １ｂ 下側難透水性底盤 １ 二重難透水性底盤 ２ａ 内側遮水壁 ２ｂ 外側遮水壁 ２ｃ 格子状梁 ２ 二重遮水壁 ３ 内外の遮水壁と格子状梁とに囲まれた部位 ４ 排水用揚水井戸 Ａ’ 上側難透水性底盤と内側遮水壁とに囲まれた地
盤 ５ 透水性材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 明彦 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 田屋 裕司 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 難波 秀雄 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 小田川 雅朗 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 森嶋 章 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中土木内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下水位が浅く、透水性の高い砂礫層や
   砂層等からなる地盤に、人工の難透水性底盤及び遮水壁
   を、地下構造物を囲む形態に造成する遮水工法におい
   て、 所要厚さの上側難透水性底盤を地下構造物より以深に造
   成し、該上側難透水性底盤から排水層の層厚分だけ下方
   の位置に、下側難透水性底盤を、前記上側難透水性底盤
   の平面形状よりも大きい平面形状に造成して二重の難透
   水性底盤を設けること、 平面的に見て地下構造物の外周を取り囲む内側遮水壁
   を、前記上側難透水性底盤の外周近傍の位置へその底部
   を根入れして造成し、該内側遮水壁の外側であって、前
   記上側難透水性底盤の外縁よりも外側に間隔をあけた位
   置に、外側遮水壁を、その底部を前記下側難透水性底盤
   に根入れして造成し、前記内外の遮水壁を放射方向につ
   なぐ複数の格子状梁を、遮水壁の長手方向に間隔をあけ
   て、且つ上側難透水性底盤へ到達する深さまで造成して
   二重の遮水壁を設けること、 前記二重遮水壁の内外の遮水壁と格子状梁とに囲まれた
   部位毎に、一乃至複数の排水用揚水井戸を地表から前記
   排水層に届く深さまで設けること、 前記上側難透水性底盤と内側遮水壁とに囲まれた地盤を
   掘削して、地下構造物を構築すること、をそれぞれ特徴
   とする、遮水壁及び難透水性底盤による地下構造物の遮
   水工法。
2. 【請求項２】 上側難透水性底盤と内側遮水壁とに囲ま
   れた地盤を掘削する際に、地下構造物の底面と内側遮水
   壁との間に、排水層として利用する地盤を残し、その上
   に地下構造物を構築することを特徴とする、請求項１記
   載に記載した遮水壁及び難透水性底盤による地下構造物
   の遮水工法。
3. 【請求項３】 地下構造物は内側遮水壁の内面から少し
   間隔をあけて構築し、該地下構造物と内側遮水壁との間
   に透水性材と共に排水設備を設けることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載した遮水壁及び難透水性底盤によ
   る地下構造物の遮水工法。
4. 【請求項４】 二重遮水壁の内外の遮水壁と格子状梁と
   に囲まれた部位毎又は所定の間隔に、水圧計若しくは観
   測井戸を設置し漏水を監視することを特徴とする、請求
   項１乃至３のいずれか一に記載した遮水壁及び難透水性
   底盤による地下構造物の遮水工法。