JPH11324010A - 地中壁形成方法およびその方法に使用する掘削撹拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中壁の形成に際し、固化材スラリーの逸流
や固化材粒子の沈降を防ぎ、高品質の地中壁を容易に得
ることのできる地中壁形成方法およびその方法に使用す
る掘削撹拌装置を提供すること。 【解決手段】 止水あるいは土留め等を図る連続した地
中壁の形成において、地中に伸びるポスト２４の外周に
配置した複数のカッタビットが配列固定されたチェーン
２５を駆動して、所定の深さで横方向に掘削撹拌する
際、前記ポスト２４の先端部から固化材スラリーを、ま
た前記ポスト２４の後端部から固化材スラリーをゲル化
させる瞬結材を吐出し、固化材を瞬結させながら連続的
に地中壁を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、止水あるいは土留
め等を図る連続した地中壁形成方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】既設のため池の漏水防止工事、護岸や河
川の改修工事などでは、図５にその一部を示すように、
例えば池１の外周に沿って地盤の不透水層にまで届く連
続した止水壁２が形成される。

【０００３】図６はこのような止水あるいは土留めを図
る止水壁あるいは土留め壁（以下総称して、「地中壁」
という。）の従来の形成方法を示すもので、掘削撹拌装
置４により堀削液（例えばベントナイト液）で地盤３に
所定の深さで所定距離横方向に掘削撹拌して掘削撹拌し
た土層５を形成し、そのあと掘削撹拌した土層５に掘削
撹拌装置４の下端（先端）の吐出口から固化材スラリー
（例えばセメントミルク）を排出して混合する。そして
土留め壁の場合、多くはＨ鋼などの芯材６を固化材スラ
リーを混合した層に挿入し、これにより地中壁を形成し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、固化材スラ
リーは固化反応が始まるまで３時間以上かかる。そのた
めに固化材スラリーが本来形成する壁部分から逸流し、
また固化材粒子（セメント粒子）が沈降して不均一な地
中壁となる場合がある。特に地下水流速度の大きい個所
では固化材スラリーの欠落という現象がおこり、不備な
地中壁となる場合もあり、地中壁の形成に多くの手間が
かかるという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、地中壁の形成に際し、固化材スラリーの逸流や
固化材粒子の沈降を防ぎ、高品質の地中壁を容易に得る
ことのできる地中壁形成方法およびその方法に使用する
掘削撹拌装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、地中に伸びるポストと、外方に突出する複数のカッ
タビットが配列固定され前記ポストの外周を周回移動す
るチェーンとを有する掘削撹拌ヘッドにより地盤を所定
の位置から横方向に所定距離掘削撹拌し、ついで前記掘
削撹拌ヘッドを前記所定の位置に戻し、その位置から前
記掘削撹拌ヘッドの先端部から固化材スラリーを、また
前記掘削撹拌ヘッドの後端部から前記固化材スラリーを
ゲル化させる瞬結材を吐出しつつ前記所定距離掘削撹拌
し、吐出した固化材スラリーを短時間でゲル化させつつ
地中壁を形成することを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る本発明は、移動可能の本体
と、前記本体の前部に固定された門型フレームと、前記
門型フレームにスライド可能に取り付けられ、上方に伸
びるリーダーと、前記リーダーに昇降移動可能に取り付
けられた掘進機構と、前記掘進機構に着脱自在の掘削撹
拌ヘッドとを備え、前記掘削撹拌ヘッドは、地中に伸び
るポストと、外方に突出する複数のカッタービットが配
列固定され前記ポストの外周を周回移動するチェーン
と、固化材スラリーおよび前記固化材スラリーをゲル化
させる瞬結材を吐出する配管とを有してなることを特徴
とする。

【０００８】固化材スラリー、例えばセメントミルク液
に凝固液、例えば珪酸ソーダ液を混合するとセメントミ
ルクから遊離したＣａ^２＋イオンと珪酸ソーダのＳｉＯ
_３ ^２−イオンの反応によりシリカゲルや珪酸カルシウム
が生成され、瞬時（１５〜１８０秒）で羊羹状にゲル化
される。本発明ではこのような固化材スラリーと瞬結材
を土壌に混入して撹拌形成するので、短時間で固まり固
化材スラリーの逸流や固化材粒子の沈降を防ぎ、したが
って均質な連続した地中壁を形成することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図１ないし図４を参照して説明する。図１は実施形
態に係る地中壁形成状態を示す正面図、図２は地中壁形
成手順を示す正面図、図３は実施形態に係る掘削撹拌装
置の側面図、図４は掘削撹拌ヘッドの正面図である。

【００１０】まず、掘削撹拌装置は、図３に示すように
構成されている。すなわち、図３において、１１はキャ
タピラー（無限軌道）１０等により自走移動可能にされ
たベースマシン（本体）、１２は門型フレームで本体１
１の前部に回動自在に取り付けられ、バックステー１３
で図示の場合、垂直方向に向けて固定されている。

【００１１】１４はリーダで上部先端にはトップシーブ
ブロック１５が取り付けられており、門型フレーム１２
にスライドシリンダ１６によりスライド可能に取り付け
られている。つまり、リーダ１４はスライドシリンダ１
６の駆動により門型フレーム１２の間隔幅を往復移動
（紙面に対して垂直方向）できるようにされている。

【００１２】１７は掘進機構で、リーダ１４に昇降移動
可能に取り付けられ、ワイヤロープ１８（一端は本体１
１内に設置されたウィンチに接続されている）の操作に
よりリーダ１４に沿って昇降移動する。掘進機構１７に
は上端部に減速機等の駆動機構１９が取り付けられ、そ
の下部に駆動機構１９により駆動される掘削撹拌ヘッド
が固定カバー２０および可動カバー２１の内側に取り付
けられている。なお、２２はパワーユニット、２３はフ
ロントジャッキーである。

【００１３】掘削撹拌ヘッドは、図４に示すように構成
されている。すなわち、図４において、２４はポスト、
２５はリンクチェーン、２６はカッタービット、２７は
適宜に貫通孔２７ａが形成された従動スプロケット、２
８は駆動機構１９からの駆動力によって駆動される駆動
スプロケットである。

【００１４】なお、２０、２１は図３に示す固定カバ
ー、可動カバー、３１は駆動機構１９などを保持するホ
ルダーである。カッタービット２６はビットプレート２
６ａによりリンクチェーン２５に取り付けられ、外方に
向かう先端部にカッターチップ２６ｂが固定されてい
る。

【００１５】リンクチェーン２５は、ポスト２４の外周
に沿って配置され、駆動スプロケット２８と従動スプロ
ケット２７に掛け渡されていて、駆動スプロケット２８
の駆動によりポスト２４の外周を周回移動する。ポスト
２４内にはセメントミルク等の固化材スラリーを通す配
管２９と固化材スラリーをゲル化させる珪酸ソーダ液等
の瞬結材を通す配管３２が設置されている。配管２９は
駆動スプロケット２８側の端部で図示しない固化材スラ
リーを貯留タンクに、配管３２は駆動スプロケット２８
側の端部で図示しない瞬結材を貯留タンクにそれぞれ接
続される。

【００１６】この実施形態では固化材スラリーはポスト
２４の先端部から吐出し、瞬結材はポスト２４の後端部
から吐出するようにしている。また、ポスト２４および
その外周に配置するリンクチェーン２５は適宜長さにユ
ニット化されていて、地中穴の深さによりそのユニット
を増減できるようにされている（図４は先端部と後端部
を示している。）。

【００１７】以上のように構成された掘削撹拌装置は、
地中壁形成現場に設置され、地中壁の形成角度に応じて
門型フレーム１２の角度を設定し、掘進機構１７をリー
ダ１４に沿って上昇移動し、適宜にポスト２４を継ぎ足
して所望の長さにセットする。そして掘進機構１７をリ
ーダ１４に沿って降下しながら掘削撹拌ヘッドのリンク
チェーン２５を駆動して深さ方向に掘削撹拌し、また掘
進機構１７を横方向に駆動して横方向に掘削撹拌する。

【００１８】図２は、このような掘削撹拌装置を使用し
て連続した地中壁を形成する場合の手順を示すもので、
地中壁を形成する所定の位置に穴３０を形成する（この
穴３０の形成は別の掘削機で行ってもよい。）。そし
て、門型フレーム１２にスライド可能に取り付けられた
リーダ１４および掘進機構１７を門型フレーム１２の一
方の端部にセットし、この穴３０にポスト２４を挿入し
（図２（ａ））、掘進機構１７を門型フレーム１２の他
方の端部方向に移動しながらリンクチェーン２５を駆動
して横方向に掘削撹拌する（図２（ｂ）、（ｃ））。

【００１９】掘進機構１７が門型フレーム１２の他方の
端部に達すると（図２（ｃ））、本体（図３のベースマ
シン１１）を門型フレーム１２の寸法分移動して停止す
る。このとき掘進機構１７を門型フレーム１２の一方の
端部方向に本体の移動速度と同速で移動させ、本体が停
止したとき掘進機構１７は門型フレーム１２の一方の端
部に位置している。ついで、前記同様に掘進機構１７を
門型フレーム１２の他方の端部方向に移動しながら横方
向に掘削撹拌する。この動作を３回繰り返し横方向に所
定距離の掘削撹拌層を形成する。

【００２０】ついで、本体（図３のベースマシン１１）
を最初の所定の位置に戻し（この移動のときはポスト２
４を取外してもよい。）、再びその位置から先に形成し
た掘削撹拌層を横方向に掘削撹拌する。このときポスト
２４の先端部、すなわち掘削撹拌ヘッドの先端部から固
化材スラリーを、また後端部から固化材スラリーをゲル
化させる瞬結材を吐出し土壌に混ぜて撹拌する。この２
液を混ぜた撹拌により、横方向に掘削撹拌移動するにし
たがいゲル状に瞬結した地中壁が連続的に形成されてい
く（図１にその状態を示す。）。以上の動作を繰り返し
所望の連続した地中壁を形成する。なお、ゲル状に瞬結
した地中壁は例えば４週間程度で硬化し、これにより地
中壁は完成する。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
横方向に掘削撹拌移動するにしたがい瞬結した地中壁が
形成されるので、固化材スラリーの逸流や固化材粒子の
沈降を防ぎ、固化粒子の混入状態が均一な高品質で止水
性はほぼ完璧な地中壁を得ることができる。また、地下
水流が大きいところでも品質の高い安定した地中壁の形
成ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る地中壁形成状態を示す
正面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る地中壁形成手順を示す
正面図である。

【図３】本発明の実施形態に係る掘削撹拌装置の側面図
である。

【図４】図３に示す掘削撹拌装置の掘削撹拌ヘッドの正
面図である。

【図５】止水壁の説明図である。

【図６】従来の地中壁形成状態を示す正面図である。

【符号の説明】

２ 止水壁（地中壁） ３ 地盤 １１ ベースマシン（本体） １２ 門型フレーム １４ リーダ １６ スライドシリンダ １７ 掘進機構 １９ 駆動機構 ２０ 固定カバー ２１ 可動カバー ２４ ポスト ２５ リンクチェーン ２６ カッタービット ２７ 従動スプロケット ２８ 駆動スプロケット ２９ 固化材スラリーを通流する配管 ３０ 穴 ３２ 凝固液を通流する配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に伸びるポストと、外方に突出する
   複数のカッタビットが配列固定され前記ポストの外周を
   周回移動するチェーンとを有する掘削撹拌ヘッドにより
   地盤を所定の位置から横方向に所定距離掘削撹拌し、つ
   いで前記掘削撹拌ヘッドを前記所定の位置に戻し、その
   位置から前記掘削撹拌ヘッドの先端部から固化材スラリ
   ーを、また前記掘削撹拌ヘッドの後端部から前記固化材
   スラリーをゲル化させる瞬結材を吐出しつつ前記所定距
   離掘削撹拌し、吐出した固化材スラリーを短時間でゲル
   化させつつ地中壁を形成することを特徴とする地中壁形
   成方法。
2. 【請求項２】 移動可能の本体と、前記本体の前部に固
   定された門型フレームと、前記門型フレームにスライド
   可能に取り付けられ、上方に伸びるリーダーと、前記リ
   ーダーに昇降移動可能に取り付けられた掘進機構と、前
   記掘進機構に着脱自在の掘削撹拌ヘッドとを備え、前記
   掘削撹拌ヘッドは、地中に伸びるポストと、外方に突出
   する複数のカッタービットが配列固定され前記ポストの
   外周を周回移動するチェーンと、固化材スラリーおよび
   前記固化材スラリーをゲル化させる瞬結材を吐出する配
   管とを有してなることを特徴とする請求項１に記載の方
   法に使用する掘削撹拌装置。