JPS609171B2 - 連続止水壁の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアースダム、ロックフィルダムなどのフィルタ
イプダムの基礎地盤からの漏水止め、堤防基礎地盤の止
水、ドック渠低への流入水防止、根切り工事、シールド
工事などにおける止水を目的とした連続止水壁の構築方
法に関するものである。

近年アースダム、ロックフィルダムが数多〈建設される
ようになったが、従来は十分遮水性の高し、良質の岩盤
が現われるまで掘削してその上にダムを築造していた。

しかし最近透水性の高い堆積層厚が大きくて、経済化の
ためにこれを取除くことなく、この上に直接ダムを構築
する必要に迫られている。この場合、透水性の高い堆額
層の遮水方法としては、ボーリングしてセメントミルク
や薬液を注入するいわゆるカーテングラウト工法が採用
されるが、この工法では確実に連続した遮水膜が形成さ
れ得ない。

また堤防基礎地盤の止水、ドック渠低への流入水防止、
根切り工事、シールド工事などにおける止水方法として
は従来、矢板工法、薬液注入工法などが行なわれてきた
。

ところが矢板部のつぎ目からの漏水を完全には防ぐ事が
できないし、薬液注入工法は値段が高いなどの問題点が
ある。このような問題を解決するために地中に壁状の穴
を掘削して、この中にセメントコンクリートを充てんし
連続した遮水壁を造成する連続止水壁工法もあるが、こ
の方法は周囲地盤に比して作られた連続止水壁が硬すぎ
て地盤の変形に追随する事ができず、そのためコンクリ
ートにクラツクが発生し易く止水効果を果たす事ができ
なくなる。上述したような環境の下にアスファルトコン
クリート、グースアスフアルトあるいはマスチツク「
アスファルトの様なアスファルトと骨材を加熱混合して
造られる加熱アスファルト混合物をグラウトして連続止
水壁を建設する方法も提案されている。

しかしながら、地中に肇状の穴を掘削する時基礎地盤の
崩壊を防止するためにペントナィト泥水を用いるので加
熱アスファルト混合物は施工がむつかしくグラウト中に
水で冷却されて固化しやすくまた水が沸騰するため加熱
アスファルト混合物に空間を生じやすく品質管理が困難
で危険性があるなどの障害を伴う。さらに加熱アスファ
ルト混合物を加熱する必要があるため設備が大がかりで
あり施工性が悪く経済的でない。それ故、通常のセメン
トコンクリートのように常温で打設でき、打設後加熱ア
スファルト混合物のようにたわみ性と不透水性を与える
ことができ、しかも一様な品質のものを与える材料を用
いる構築方法が要求されている。

本発明はこのような要求に対応してなされたもので地盤
の動きに追随してたわみ性があり、かつ土圧にも破壊し
ない不透水性の連続止水壁を、セメント、水中油滴型隆
青乳剤及び骨村よりなる常温硬化性のセメント経青混合
物を用いることにより常温で構築することを目的とした
ものである。本発明はセメント８０ｋ９〜２５０ｋ９ノ
で、紬骨材６００ｋ９〜１０００ｋ９／で、粗骨材８０
０ｋ９〜１２００ｋ９／めおよび蒸発残留物６０重量パ
ーセント以上の轟音乳剤２００ｋ９〜４００ｋ９／水よ
りなるセメント燈青コンクリート（以下単にＣＡコンク
リートという）を地中に壁状に掘削した穴に打設あるい
は注入してたわみ性のある連続止水壁を構築する方法に
関するものであるが、本発明の実施に当っては連続地中
壁掘削機などを使用し、地中に壁状の穴を掘削し、その
中にトレミー管などによってセメント、紬骨材、相骨材
および燈音乳剤よりなるＣＡコンクリートを打談するこ
とによって連続止水堂を構築することができる。以下本
発明の実施の態様について説明する。

本発明に使用できるセメントはボルトランドセメント（
普通、早強、超早強、中庸熱の４種がある）、シリカセ
メント、フライアツシユセメント、高炉セメント、アル
ミナセメント、超速硬セメント、耐硫酸塩セメントなど
のセメントを含むが、一般にはボルトランドセメントが
使用される。これらのセメントと共にセメントの硬化促
進剤、硬化調節剤、硬化遅延剤、ＡＥ剤、分散剤、消泡
剤などを併用することもできる。たとえば硬化促進剤で
は塩化カルシウム、塩化アルミニウム、水硝子、石灰類
、石膏類、アミン類、エチレングリコール類、カルシウ
ムアルミネート類、カルシウムスルホアルミネート類、
アルミネート類などがある。とくに超速硬セメントを使
用したり、またセメントにカルシウムスルホアルミネー
トのような超硬化促進剤を併用するとセメントの硬化を
著しく促進できる。本発明に使用できる細骨材は通常の
砂であるが、これには川砂、海砂、山砂のほかに桂砂、
ガラス砕砂〜鉄砂、灰を焼結させた砂、鋳物砂などの人
工砂がある。

本発明に使用できる粗骨材は、通常レキ、砂利「砕石、
切込砕石、粒度調整砕石などであるが、スラグ、メサラ
イト、シノ／ぐール、ルクソ／ゞィトの如き人工骨材、
ェメリ−、陶磁器やガラスなどの砕いたもの、金属粒、
プラスチックを砕いたものなどでもよい。

本発明において使用できる経青乳剤は、天然レーキアス
フアルト（たとえばトリニダツトアスフアルト）、スト
レートアスファルト、プロパン脱遼アスファルト、セミ
プローンアスフアルト、フローンアスフアルト、カット
／ゞツクアスフアルト、コールタール、オイルガスター
ル、タールピッチ、石油ピッチ、トール油ピッチ、脂肪
酸ピッチ「童質鉱油などの１種または２種以上を混和し
てなる経青物、またはこれらの経青物に天然ゴム、イソ
フ。

レンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレンイソプレ
ンゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ニト
リルゴム「ブチルゴム、ＥＰＴゴム、スチレン・イソプ
チレンブロック重合ゴム、スチレン・ブタジェンブロツ
ク重合ゴムなどのゴム、エチレン・酷酸ビニール共重合
体、エチレン−アクリレート共重合体、ポリアクリレー
ト、ポリエチレンなどの熱可塑性高分子重合体などのェ
ラストマ−を添加混和して改質した雛青物を水中に乳化
させて造られた水中油滴型穣青乳剤である。乳化主材と
して用いたノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、
カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、クレーなどによ
り、ノニオン型、アニオン型、カチオン型、両性型、ク
レー型などの種類があるがいづれも使用できる。また上
記の種々の経青乳剤に上述したゴムやェラストマ−のラ
テツクスまたはェマルジョンを添加したものも使用でき
る。しかし本発明に使用されるこれらの穣青乳剤は高濃
度乳剤であることが必要であり、少くとも蒸発残留物が
６の重量％以上あることが必要であり、好ましくは６５
重量％以上のものである。

またセメントまたはセメントを含む骨材と容易に混合で
きるものを使用する。高濃度乳剤はセメント、骨材類と
混合するとき起泡性が少なく、物性のすぐれたＣＡコン
クリートを得ることができる。轟音乳剤の蒸発残留物が
６の重量％を下まわるときは超泡性が大きく、さらに骨
村の水分（通常粕骨材で２重量％、細骨材で４重量％程
度の水分が自然状態では含まれる）により稀釈されて起
泡性が出、また作業性の点でスランプが大となり密なＣ
Ａコンクリートを得られなくなる、起泡はＣＡコンクリ
ートの透水抵抗性を低下させる。

消泡性を更に顕著にするためにシリコンなどの消泡剤を
併用することができる。燈青乳剤に起泡性が少なく、消
泡性がある事は本発明の止水壁に水密性を与える点で特
に重要である。上述した経青乳剤のうちで最も一般的に
使用されるのはアスファルト乳剤またはェラストマー入
りアスファルト乳剤である。

ＣＡコンクリートに耐油性が要求される場合、騒音物の
一部または全部をコールタールまたはェラストマー変性
コールタールに置換したものが使用される。本発明に使
用するＣＡコンクリートは、上述した材料をセメント８
０ｋ９〜２５０ｋ９／〆、紬骨材６００Ｘ９〜１０００
ｋ９／で、粗骨材８００ｋｇ〜１２００ｋ９／めおよび
蒸発残留物６の重量パーセント以上の髭青乳剤２００ｋ
９〜４００ｋ９／あの割合で、パグミル、ソイルミキサ
、セメントコンクリートミキサなどの混合機で混合して
造られる。

配合の均一性を維持するためには連続式のものよりパッ
チ式のミキサがよい。材料のミキサへの添加順序は規定
されるものではなく、作業上便利なような方法をとれば
よい。上記の配合で各材料の割合を特に規定しているの
は止水壁の耐久性の点で、ＣＡコンクリートの安定度（
強度）、たわみ性、水密性を特に重視するからである。
ＣＡコンクリートの配合においてセメント量８０ｋ９／
め以下では初期および長期の強度が不足し、反対にセメ
ント量が２５０ｋ９／松以上ではセメントコンクリート
の剛性が勝ちすぎてたわみ性がなくなり、周辺地盤の変
形に追随できなくなり、ついにはクラックの発生をみ、
止水壁の役目をはたごな〈なる。これはまた梶青乳剤の
使用量にも関係がある。２００以下では十分なたわみ性
を与えることができず、反対に４００ｋ９ノで以上では
安定度が低く、水密性はよいがスランプが大きくなり骨
材の分離をおこしやすくなり、また価格も高くなり好ま
しくない。

又本発明で用いるＣＡコンクリートは常温施工でき、加
熱アスファルト混合物のように加熱状態で施工すること
もローラ転圧も不要である。

又ＣＡコンクリートは高濃度騒音乳剤を配合しているた
め打設後、その表面に薄い燈青被膜が生じ、これが水分
の蒸発を防止するために収縮クラツク等を生ぜず、セメ
ントの水和反応が順調に進行するので、養生の際にその
表面を養生シートなどで被覆することを省くことができ
る。ＣＡコンクリ−トはセメントの水和反応によって硬
化を始めると同時に騒音乳剤も完全に分解して瀦青物と
なり、時間の経過と共にセメントと樫青材で結合された
強度及びたわみ性のバランスのとれたしかも遮水性のす
ぐれた硬化体を得ることができる。このＣＡコンクリー
トの硬化体はアスファルトコンクリートのようにたわみ
性にすぐれ地盤の動きにも順応できるためクラツクが入
りに〈）又コンクリートのように目地を設けることなく
施工でき、打継個所との結合もよく、更にアスファルト
コンクリートに比べて耐候性に優れ、夏期の高温時、太
陽光線を直接受けても軟化や流動がないなどのすぐれた
利点をもっている。ＣＡコンクリートの特徴を要約して
列記すると次の如くである。

｛１｝ 骨材の分離がない。

■ 気泡が入らない。

（３｝ ローラ転圧が不要である。

【４｝ コンクリートと同様に打談できる。

（５１養生の際の養生シートなどの被覆が不要である。
【６｝ 目地が不要である。

（７｝ 均一な硬化体が得られ、丈夫なＣＡコンクリー
トが打設できる。

脚 すぐれたたわみ、強度と透水抵抗を示す。

尚本発明ではＣＡコンクリートの調製に当っては加えら
れる鍵青乳剤に含まれる水分量で十分であり、実質的に
他に水を必要としないので、水を添加しないことが望ま
しい。次に上記のＣＡコンクリートを使用する本発明の
効果を要約してのべると次の通りである。

■ 構築された遮水構造物はＣＡコンクリートを使用す
ることにより常温施工でアスファルトコンクリートに匹
敵する強度とたわみ性を有し、地盤の変形に追随し良好
な遮水壁として働き、またその配合により任意のたわみ
性を付与できる。すなわち、髭青分合有量を多くする程
たわみ性が大きくなる。■ 構築された連続止水壁の透
水係数はセメントコンクリートに比べ４・さく、良好な
止水壁となる。

また羅青分の混入により伸びが大きくなるので周囲地盤
に変形が生じてもひびわれを発生する事がなく止水性が
低下しない。■ 連続地中壁掘削機などを使用できるた
め施工管理が容易で、正確な遮水構造物を構築する事が
できる。

次に本発明の効果を一層明らかにするための実験例を示
す。

尚実験に使用した材料は次の通りである。

セメント：普通ボルトランドセメント 紬骨材：川砂 粗骨材：川砂利（粒径２５側以下） 鍵青乳剤：ノニオン系セメント混合用アスファルト乳剤
（日燈化学工業製．商品名アスゾルＡ蒸発残留物６５重
量％、蒸発残 留物の針入度（２５００）８６） 実験例 １ 表１−１及び表１−２のＣＡコンクリート配合により得
られるＣＡコンクリート供試体（材令２８日）について
夫々たわみ性の試験を行い、第１図及び第２図に示され
るような応力とたわみ性の関係が得られた。

表１−１ 配合表（Ｋの 表１−２ 配合表（Ｋ夕） 実験例 ２ 表−２に示すＣＡコンクリート配合によって第３図に示
すように中心線に沿って透孔２を有する円筒状のＣＡコ
ンクリート供試体１を作成し透水試験を行なった。

その透水試験結果を表−２に示す。表 −２ 圧縮強度
および透水試験結果（材令２８日）尚、実験例２におけ
る実験方法は第４図に示すようにＣＡコンクリート供試
体１の上下面にパッキン３を当てがつて孔あき台４上に
しめ付け用鉄板４、しめっけ用ボルト５およびナット６
を用いてしめっけセットし、更にこれらを圧力容器上ぶ
た７内に収容し、上ぶた７に注入口８より圧力水を注入
し供藷体１を通過してその透孔２より下方のメスシリン
ダ９に来る水量を測定した。

このようにＣＡコンクリート供試体に頚山圧をかけ浸透
水量を測定し次式によって透水係数Ｋを計算した。

Ｋ＝券舎皆‐Ｐ。

≧ＰｉＰｏ．Ｐｉ： 中空円筒形供試体の外側および内
側の水圧（ｋ９／め）ｒｏ： 供試体の半径（抑） ｒｌ： 中心子の半径（肌） ｐ： 水の単位重量 ｈ： 供認体の高さ 実験例 ３ 第５図に示すように先ず全体を打設し材令７日でコンク
リートカッターにより切断した半円筒状切片１′を作り
、この切片１′を型わくにセットしあとから他の半円筒
状切片１″を打設して透孔２を有するＣＡコンクリート
供試体１を作成して両切片１′１″の打ちつぎ部分の影
響を調べる透水試験を行なった。

その結果は表−４に示すように一体打ちした場合と変ら
ない結果を示した。そのときのＣＡコンクリート配合は
表−３の通りであった。表 − ３ 使用配合 表−４ （１″）部分材令２８日、（ｒ）部分材令３５日透水試
験結果実験例 ４第６図に示すＣＡコンクリート供試体
を表一５に示すＣＡコンクリート配合を用いて作成し、
上面をビニールでおおし、表面からの水の蒸発を防ぎ※
漏水試験を行なった。

その結果、１ケ月放置しても測定できるだけの水位の低
下は観察されなかった。表−５ 使用配合 ＣＡコンクリート量０．５の 実験例 ５ 第７図に示すＣＡコンクリート壁体を表−６のＣＡコン
クリート配合でトレミー管を使用し、ベントナィト泥水
中に打設した。

材令５日で一方の水を排水したが片方の水はほとんど漏
水する事なく、ベントナィト泥水中でも空中で打設した
ものとかわらない良好な止水壁体を作る事ができた。表
− ６使用配合尚、第Ｔ図中１４はトレミー管、１３
はペントナィト泥水、１８は水槽ｔ ｌ９１ま型わくの
ベニヤ板を示す。

次に本発明の実施例を第８図に基いて説明する。ダムの
基礎地盤１１に連続地中壁掘削機などを使用して壁状の
穴１２を掘削する。

掘削にさし、しては掘削された穴１２にはペントナィト
泥水をみたし壁状の穴薄２の崩落を防止する。壁状の穴
が掘削された後トレミー管１４を穴にそう入し、ホッパ
ー１５を介してコンクリート運搬車１６により水中にＣ
Ａコンクリート亀７を打設して止水壁を構築する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のＣＡコンクリートで作られ
たＣＡコンクリート供試体の応力とたわみ性の関係を夫
々示した図表「第３図ＡＢは実験例２における本発明の
しＡコンクリートで作られた透水試験用供試体の正面図
及び平面図、第４図は第３図の供試体の透水試験方法を
示す説明図、第５図ＡＢは実験例３における本発明のＣ
Ａコンクリートで作られた透水性試験用供試体の正面図
及び平面図、第６図ＡＢは実験例５における本発明のＣ
Ａコンクリートで作られた漏水試験供試体の縦断正面図
及び横断平面図「第７図ＡＢは実験例６における本発明
のＣＡコンクリートを用いて水中に止水管を構築する状
態を示す縦断正面図及び横断平面図、第８図は本発明の
実施例を示したタンク基礎建設工法の実施態様の横断面
図である。 １１……地盤、１２…・・・壁状の穴、１３…・・・ベ
ントナィト泥水、亀４……トレミー管、１５・…・・ト
レミーホッパー、１６・…”コンクリート運搬車、１７
……ＣＡコンクリート。 繁亀図 第２図 第３図 第５図 簾４図 繁６蟹 繁７図 ※８舷

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地中に壁状の穴を掘削し、この中にセメント８０ｋ
   ｇ〜２５０ｋｇ／ｍ＾３、細骨材６００ｋｇ〜１０００
   ｋｇ／ｍ＾３、粗骨材８００ｋｇ〜１２００ｋｇ／ｍ＾
   ３でおよび蒸発残留物６０重量パーセント以上の水中油
   滴型瀝青乳剤２００ｋｇ〜４００ｋｇ／ｍ＾３よりなる
   セメント瀝青コンクリートを打設して連続した止水壁を
   形成する事を特徴とする連続止水壁の構築方法。