(57)【要約】【課題】岩盤面の保護用として岩盤面を覆うモルタル又はコンクリートを岩盤面から除去するときの作業負荷を軽減する。【解決手段】ダム堤体等の構造物の構築方法として、外部に露出した岩盤面（第１の掘削面１）に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程（Ｓ３）と、前記岩盤面上の、硬化したモルタル又はコンクリート内の熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリートを破壊する破壊工程（Ｓ５）と、破壊されたモルタル又はコンクリートを前記岩盤面から除去する除去工程（Ｓ６）と、モルタル又はコンクリートが除去された前記岩盤面を所定の厚さｔ１分掘削して掘削面（第２の掘削面２）を形成する掘削工程（Ｓ７）と、前記掘削面上に構造物を構築する構築工程（Ｓ９）と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に露出した岩盤面に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程と、
前記岩盤面上の、硬化した前記モルタル又は前記コンクリート内の前記熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、前記硬化した前記モルタル又は前記コンクリートを破壊する破壊工程と、
破壊された前記モルタル又は前記コンクリートを前記岩盤面から除去する除去工程と、
前記モルタル又は前記コンクリートが除去された前記岩盤面を所定の厚さ分掘削して掘削面を形成する掘削工程と、
前記掘削面上に構造物を構築する構築工程と、
を含む、構造物の構築方法。
【請求項２】
外部に露出した岩盤面に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程と、
前記岩盤面上の、硬化した前記モルタル又は前記コンクリート内の前記熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、前記硬化した前記モルタル又は前記コンクリートを破壊する破壊工程と、
破壊された前記モルタル又は前記コンクリートを前記岩盤面から除去する除去工程と、
前記モルタル又は前記コンクリートが除去された前記岩盤面上に構造物を構築する構築工程と、
を含む、構造物の構築方法。
【請求項３】
前記吹付工程に先立って網状の熱伝導性部材を前記岩盤面上に敷設する敷設工程を更に含み、
前記破壊工程では、前記熱伝導性部材を加熱することにより、前記岩盤面上の、前記硬化した前記モルタル又は前記コンクリート内の前記熱膨張性粒子を加熱する、請求項１又は請求項２に記載の構造物の構築方法。
【請求項４】
前記熱伝導性部材は、前記岩盤面に吹き付けられた前記モルタル又は前記コンクリートから外部に露出する露出部を有し、
前記破壊工程では、前記露出部を加熱することにより、前記熱伝導性部材を加熱する、請求項３に記載の構造物の構築方法。
【請求項５】
前記岩盤面に吹き付けられた前記モルタル又は前記コンクリートのうち、前記熱膨張性粒子が混合している領域が、前記岩盤面に隣接しており、かつ、前記熱伝導性部材に接触している、請求項３又は請求項４に記載の構造物の構築方法。
【請求項６】
前記岩盤面に吹き付けられた前記モルタル又は前記コンクリートに対する前記熱膨張性粒子の混合割合が、前記岩盤面に近づくほど高くなっている、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の構造物の構築方法。
【請求項７】
前記熱膨張性粒子の膨張開始温度が７０℃以上である、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の構造物の構築方法。
【請求項８】
前記熱膨張性粒子は、前記モルタル又は前記コンクリートに対して目立つ色に着色されている、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の構造物の構築方法。
【請求項９】
外部に露出した岩盤面に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程を含み、
前記岩盤面上の、硬化した前記モルタル又は前記コンクリート内の前記熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、前記硬化した前記モルタル又は前記コンクリートを破壊することが可能である、岩盤の保護方法。
【請求項１０】
前記吹付工程に先立って網状の熱伝導性部材を前記岩盤面上に敷設する敷設工程を更に含み、
前記熱伝導性部材を加熱することによって、前記岩盤面上の、前記硬化した前記モルタル又は前記コンクリート内の前記熱膨張性粒子を加熱することが可能である、請求項９に記載の岩盤の保護方法。
【請求項１１】
前記熱伝導性部材は、前記岩盤面に吹き付けられた前記モルタル又は前記コンクリートから外部に露出する露出部を有し、
前記露出部を加熱することにより、前記熱伝導性部材を加熱することが可能である、請求項１０に記載の岩盤の保護方法。
【請求項１２】
前記岩盤面に吹き付けられた前記モルタル又は前記コンクリートのうち、前記熱膨張性粒子が混合している領域が、前記岩盤面に隣接しており、かつ、前記熱伝導性部材に接触している、請求項１０又は請求項１１に記載の岩盤の保護方法。
【請求項１３】
前記岩盤面に吹き付けられた前記モルタル又は前記コンクリートに対する前記熱膨張性粒子の混合割合が、前記岩盤面に近づくほど高くなっている、請求項９〜請求項１２のいずれか１つに記載の岩盤の保護方法。
【請求項１４】
前記熱膨張性粒子の膨張開始温度が７０℃以上である、請求項９〜請求項１３のいずれか１つに記載の岩盤の保護方法。
【請求項１５】
前記熱膨張性粒子は、前記モルタル又は前記コンクリートに対して目立つ色に着色されている、請求項９〜請求項１４のいずれか１つに記載の岩盤の保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤上に構築される構造物の構築方法、及び、岩盤の保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダム堤体などの構造物を構築する場合、地震などの地殻変動の影響を避けて構造物を長期にわたり安定的に保持するために、地盤を岩盤（基礎地盤）が露出するまで掘削した後に岩盤上に構造物を構築することがある。地盤を掘削して岩盤を露出させた後、構造物を構築するまでに、岩盤面が降雨・気温変化などの気候変動により劣化するのを抑制するために、例えば、当該岩盤面を吹付モルタルで覆う工法が採用され得る。このような工法は非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】（財）ダム技術センター編，「多目的ダムの建設」，平成１７年度版，第６巻，施工編
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の構造物がコンクリート製であって岩盤面に岩着させるものである場合には、当該構造物の構築に先立って前述の吹付モルタルを除去する必要がある。この吹付モルタルの除去では、岩盤面を傷つけないようにブレーカーやピックハンマーなどを用いて人力でモルタルの除去を行う必要があり、それゆえ、この除去作業は多大な労力と手間を要していた。
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑み、岩盤面の保護用として岩盤面を覆うモルタル又はコンクリートを岩盤面から除去するときの作業負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため本発明の第１態様では、構造物の構築方法として、外部に露出した岩盤面に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程と、岩盤面上の、硬化したモルタル又はコンクリート内の熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリートを破壊する破壊工程と、破壊されたモルタル又はコンクリートを岩盤面から除去する除去工程と、モルタル又はコンクリートが除去された岩盤面を所定の厚さ分掘削して掘削面を形成する掘削工程と、掘削面上に構造物を構築する構築工程と、を含む。
【０００７】
本発明の第２態様では、構造物の構築方法として、外部に露出した岩盤面に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程と、岩盤面上の、硬化したモルタル又はコンクリート内の熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリートを破壊する破壊工程と、破壊されたモルタル又はコンクリートを岩盤面から除去する除去工程と、モルタル又はコンクリートが除去された岩盤面上に構造物を構築する構築工程と、を含む。
【０００８】
本発明の第３態様では、岩盤の保護方法として、外部に露出した岩盤面に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程を含む。岩盤面上の、硬化したモルタル又はコンクリート内の熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリートを破壊することが可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、岩盤面上の、硬化したモルタル又はコンクリート内の熱膨張性粒子を加熱することによって膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリートを破壊することが可能である。これにより、前述のブレーカーやピックハンマーなどを用いる作業を大幅に削減することができるので、モルタル又はコンクリートを岩盤面から除去するときの作業負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態におけるダム堤体の構築方法を示すフローチャート
【図２】前記第１実施形態における掘削計画面とカバーロックと吹付モルタルと熱伝導性部材とを示す図
【図３】図１の部分Ｐの部分拡大図
【図４】前記第１実施形態におけるモルタルの吹付方法の一例を示す図
【図５】本発明の第２実施形態におけるダム堤体の構築方法を示すフローチャート
【図６】前記第２実施形態における掘削計画面と第１の掘削面と吹付モルタルと熱伝導性部材とを示す図
【図７】本発明の第３実施形態における熱伝導性部材の配置を示す図
【図８】本発明の第４実施形態における熱伝導性部材を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１実施形態におけるダム堤体の構築方法を示すフローチャートである。図２は、掘削計画面とカバーロックと吹付モルタルと熱伝導性部材とを示す図である。
尚、本実施形態では、本発明に係る構造物の構築方法としてダム堤体の構築方法を例に挙げて以下説明するが、本発明に係る構造物はダム堤体に限らない。
また、本実施形態では、ダム堤体がコンクリート製である（すなわち、ダム堤体が、コンクリートダムの堤体である）として以下説明するが、ダム堤体の構成はこれに限らない。
【００１３】
図示しないダム堤体は、水をせき止める機能を有する水理構造物である。
ダム堤体は、その基礎地盤となる岩盤の掘削後に、岩盤上に構築される。
【００１４】
この岩盤の掘削では、大量の土や岩を短期間で掘削することが要求される一方で、掘削計画面α付近の岩盤に損傷を与えないようにする必要がある。そのため、一般に、掘削計画面αまでの掘削は、粗掘削（後述するステップＳ１）と仕上げ掘削（後述するステップＳ７）とに分けて行われる。
【００１５】
図１に示すように、ダム堤体の構築方法では、まず、ステップＳ１にて、地盤の粗掘削（基礎掘削）を行う。この粗掘削により、岩盤面（基礎地盤の表面）である第１の掘削面１が外部に露出する。すなわち、第１の掘削面１は、地盤を掘削して形成されたものである。
粗掘削では、地盤が硬岩である場合には火薬を用いた爆破掘削工法が採用され、表土や軟岩、風化岩などである場合にはブルドーザ、リッパなどを用いた機械掘削方法が採用される。
【００１６】
粗掘削では、掘削計画面αまでの所定の厚さｔ１分の岩盤を残す。すなわち、第１の掘削面１と掘削計画面αとの間の距離（厚さ）が、所定の厚さｔ１となるように、粗掘削が行われる。ここで、岩盤のうち所定の厚さｔ１に対応する部分は、カバーロックＣと呼ばれる。また、所定の厚さｔ１については、掘削計画面αを覆って保護することが可能なように予め設定されている。所定の厚さｔ１は例えば５０ｃｍ程度である。
【００１７】
次に、ステップＳ２では、第１の掘削面１上に網状の熱伝導性部材３を敷設する。熱伝導性部材３は、例えば、金属製の網状部材である。熱伝導性部材３は、例えば、ラス網、網状鉄筋、及び、エキスパンドメタルのいずれかであり得る。尚、ステップＳ２が本発明の「敷設工程」に対応する。ここで、第１の掘削面１が傾斜面（法面）である場合には、熱伝導性部材３は、第１の掘削面１からの落石を防止する機能を実現し得る。
【００１８】
熱伝導性部材３は、後述する吹付モルタル５から外部に露出する複数の露出部４を有する。本実施形態では、露出部４は鉄筋棒によって構成されている。この鉄筋棒は、基端部（下端部）が熱伝導性部材３に連結されており、吹付モルタル５を貫通して、少なくとも先端部（上端部）が吹付モルタル５から外部に露出し得る。
【００１９】
露出部４の設置間隔については、後述するステップＳ５に露出部４に加えられる熱量や、露出部４、熱伝導性部材３、及び吹付モルタル５の熱伝導性に応じて適宜設定される。例えば、露出部４の設置間隔は１ｍ程度である。
【００２０】
次に、ステップＳ３では、熱伝導性部材３が敷設された第１の掘削面１上に（すなわち第１の掘削面１のうち熱伝導性部材３が敷設された部分上に）モルタルを吹き付けることにより、第１の掘削面１を吹付モルタル５で覆う。ここにおいて、吹付モルタル５の厚さｔ２は例えば１０ｃｍ程度である。尚、ステップＳ３が本発明の「吹付工程」に対応する。
【００２１】
ここで、本実施形態における「吹付工程」の詳細について、前述の図１及び図２に加えて、図３及び図４を用いて説明する。
図３は、図１の部分Ｐの部分拡大図である。図４は、本実施形態におけるモルタルの吹付方法の一例を示す図である。
【００２２】
図３に示すように、本実施形態では、吹付モルタル５は、第１の掘削面１に隣接する第１層１１と、その上に積層される第２層１２とからなる２層構造となっている。第１層１１の厚さ（第１の掘削面１に接する下面から上面までの距離）ｔ３は例えば３ｃｍ程度である。第１層１１内に熱伝導性部材３が位置している。第１層１１は、吹付モルタル５のうち、熱伝導性部材３を被覆し得る範囲に対応している。
【００２３】
第１層１１では、モルタルに熱膨張性粒子が混合している。ここで、熱膨張性粒子は、例えば、熱可塑性の重合体で形成された外殻と、この外殻中に内包された揮発性の膨張剤とを含んで形成されている。揮発性の膨張剤としては、低沸点有機溶剤で形成されたものが好ましい。熱膨張性粒子は、１μｍ〜１００μｍの範囲内の平均粒径を有するものが好ましく、５μｍ〜７０μｍの範囲内の平均粒径を有するものが更に好ましい。熱膨張性粒子は、膨張開始温度（発泡開始温度）が７０℃以上であることが好ましい。つまり、熱膨張性粒子は、７０℃未満では膨張（発泡）しないことが好ましい。これにより、熱膨張性粒子が気象変化やセメントの水和熱で膨張することを防止することができる。熱膨張性粒子としては、例えば、松本油脂製薬株式会社製のマツモトマイクロスフェアー（登録商標）Ｆ、ＦＮシリーズや、積水化学工業株式会社製のアドバンセル（登録商標）ＥＭなどを用いることができる。
第１層１１において、モルタルと熱膨張性粒子との体積比は、１：０．００１〜１：０．２の範囲内であることが好ましい。
【００２４】
本実施形態において、第２層１２では、モルタルに熱膨張性粒子が混合していない。ゆえに、吹付モルタル５に対する熱膨張性粒子の混合割合は、第２層１２よりも第１層１１のほうが高い。従って、吹付モルタル５に対する熱膨張性粒子の混合割合は、第１の掘削面１に近づくほど高くなっている。
【００２５】
本実施形態の「吹付工程」における第１層１１の形成時には、図４に示すように、モルタル供給ホース１５の噴出口からモルタルが熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けて吹き付けられると同時に、熱膨張性粒子供給ホース１６の噴出口から熱膨張性粒子が熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けて吹き付けられる。
【００２６】
一方、本実施形態の「吹付工程」における第２層１２の形成時には、熱膨張性粒子供給ホース１６への熱膨張性粒子の供給を停止した状態で、モルタル供給ホース１５の噴出口からモルタルが熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けて吹き付けられる。
【００２７】
以上のように、モルタルの吹き付けと熱膨張性粒子の吹き付けとを別系統に分けることで、モルタルに熱膨張性粒子を混合させるか否かの切り替えや、モルタルに対する熱膨張性粒子の混合割合の変更などを容易に行うことができる。
また、傾斜している第１の掘削面１の、予め区画された領域において、熱膨張性粒子が混合する第１層１１の形成作業に続けて、熱膨張性粒子が混合しない第２層１２の形成作業を行うことができるので、前述の区画された領域で、作業員が第１層１１の形成作業と第２層１２の形成作業とを一気に行うことができ、その結果、作業員の傾斜面（法面）での作業を大幅に効率化することができる。
【００２８】
尚、本実施形態では、モルタルと熱膨張性粒子とを各別に熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けて噴射しているが、この他、モルタルと熱膨張性粒子とを熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けて噴射する直前にモルタルと熱膨張性粒子とを混合し、その混合した状態のモルタルと熱膨張性粒子とを熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けて噴射するようにしてもよい。
この「吹付工程」の後に吹付モルタル５が硬化する。
【００２９】
次に、ステップＳ４では基礎処理を行う。この基礎処理では、例えば、監査廊工の施工などが行われる。この基礎処理工程は、例えば数ヶ月間〜数年間程度の放置期間が発生し得る。基礎処理工程が完了すると、ステップＳ５に進む。
【００３０】
ステップＳ５では、吹付モルタル５の表面５ａ上にて、露出部４を加熱することにより、熱伝導性部材３を加熱する。露出部４の加熱に、例えば、アスファルト舗装用のガスバーナーを用いてもよい。又は、露出部４の加熱にエンジンの排熱（排ガス）を用いてもよい。尚、この露出部４の加熱時に、吹付モルタル５の表面５ａを加熱してもよい。
【００３１】
露出部４に加えられた熱は熱伝導性部材３を介して吹付モルタル５の第１層１１に伝わる。これにより、第１層１１内の熱膨張性粒子が加熱されて膨張（発泡）することで、第１層１１及び第２層１２内に亀裂が発生して、その結果、吹付モルタル５の第１層１１及び第２層１２が破壊される。この破壊時には、吹付モルタル５と第１の掘削面１との付着が解消され得る。
尚、ステップＳ５が本発明の「破壊工程」に対応する。
【００３２】
次に、ステップＳ６では、破壊された吹付モルタル５を第１の掘削面１から除去する。ここで、前述のステップＳ５にて、吹付モルタル５と第１の掘削面１との付着が解消され得るので、吹付モルタル５の除去作業が容易となる。また、除去された吹付モルタル５への岩盤片の混入が大幅に抑制されるので、産廃産出量を必要最小限とすることができる。
尚、ステップＳ６が本発明の「除去工程」に対応する。この「除去工程」では熱伝導性部材３が第１の掘削面１から撤去される。
【００３３】
次に、ステップＳ７では仕上げ掘削を行う。仕上げ掘削では、カバーロックＣを除去して、掘削計画面αを外部に露出させる。換言すれば、ステップＳ７では、吹付モルタル５が除去された第１の掘削面１を所定の厚さｔ１分掘削して第２の掘削面２を形成する。ここで、第２の掘削面２は、掘削計画面αに対応するものである。
【００３４】
仕上げ掘削では、火薬などを使わずに人力やブレーカーなどによる丁寧な掘削が行われる。
仕上げ掘削にて発生する掘削ズリは、盛土などの構築に利用することができる。
尚、ステップＳ７が本発明の「掘削工程」に対応する。
【００３５】
次に、ステップＳ８では、第２の掘削面２の清掃（岩盤清掃）を行う。この工程では、ダム堤体を構成するコンクリートと岩盤との密着性を高めるために、第２の掘削面２をウォータージェットなどで洗浄することで、第２の掘削面２の付着物などを取り除く。
【００３６】
第２の掘削面２の清掃を完了すると、ステップＳ９にてダム堤体を構築する。本実施形態では、ステップＳ９にて、ダム堤体を構成するコンクリートの打設が行われる。このダム堤体は、第２の掘削面２上に構築されて、岩盤に岩着する。
このようにして、ダム堤体の構築が行われる。
尚、ステップＳ８が本発明の「構築工程」に対応する。
【００３７】
本実施形態では、ステップＳ９にて、コンクリートダムの堤体の構築を行っているが、これに代えて、フィルダムの堤体の構築を行ってもよい。ステップＳ９にてフィルダムの堤体の構築を行う場合には、ステップＳ９にて、ダム堤体を構成する土や岩石の盛立が行われる。
【００３８】
尚、本実施形態では、第１の掘削面１上にモルタルを吹き付けることにより、第１の掘削面１を吹付モルタル５で覆っているが、これに代えて、第１の掘削面１上にコンクリートを吹き付けることにより、第１の掘削面１を吹付コンクリートで覆ってもよい。この場合には、前述の説明において「モルタル」を「コンクリート」と読み替えればよい。
【００３９】
本実施形態によれば、構造物（ダム堤体）の構築方法として、外部に露出した岩盤面（第１の掘削面１）に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程（ステップＳ３）と、岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）内の熱膨張性粒子を加熱することによって当該熱膨張性粒子を膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を破壊する破壊工程（ステップＳ５）と、破壊されたモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を岩盤面（第１の掘削面１）から除去する除去工程（ステップＳ６）と、モルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）が除去された岩盤面（第１の掘削面１）を所定の厚さｔ１分掘削して掘削面（第２の掘削面２）を形成する掘削工程（ステップＳ７）と、掘削面（第２の掘削面２）上に構造物（ダム堤体）を構築する構築工程（ステップＳ９）と、を含む。これにより、前述のブレーカーやピックハンマーなどを用いる作業を大幅に削減することができるので、モルタル又はコンクリートを岩盤面（第１の掘削面１）から除去するときの作業負荷を軽減することができる。また、岩盤面（第１の掘削面１）以深の岩盤に対し不必要な緩みを生じさせないことが可能となる。
【００４０】
また本実施形態によれば、構造物（ダム堤体）の構築方法は、吹付工程（ステップＳ３）に先立って網状の熱伝導性部材３を岩盤面（第１の掘削面１）上に敷設する敷設工程（ステップＳ２）を更に含む。破壊工程（ステップＳ５）では、熱伝導性部材３を加熱することにより、岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）内の熱膨張性粒子を加熱する。これにより、第１層１１内で広範囲にわたって分布する熱膨張性粒子を効率良く加熱することができる。
【００４１】
また本実施形態によれば、熱伝導性部材３は、岩盤面（第１の掘削面１）に吹き付けられたモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）から外部に露出する露出部４を有する。破壊工程（ステップＳ５）では、露出部４を加熱することにより、熱伝導性部材３を加熱する。これにより、露出部４を介して、熱伝導性部材３を簡易に加熱することができる。
【００４２】
また本実施形態によれば、岩盤面（第１の掘削面１）に吹き付けられたモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）のうち、熱膨張性粒子が混合している領域（第１層１１）が、岩盤面（第１の掘削面１）に隣接しており、かつ、熱伝導性部材３に接触している。これにより、岩盤面（第１の掘削面１）と吹付モルタル５又は吹付コンクリートとの付着を確実に解消することができる。
【００４３】
また本実施形態によれば、岩盤面（第１の掘削面１）に吹き付けられたモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）に対する熱膨張性粒子の混合割合が、岩盤面（第１の掘削面１）に近づくほど高くなっている。ゆえに、岩盤面（第１の掘削面１）と吹付モルタル５又は吹付コンクリートとの付着を確実に解消することができる。
【００４４】
また本実施形態によれば、熱膨張性粒子の膨張開始温度が７０℃以上である。これにより、熱膨張性粒子が気象変化やセメントの水和熱で膨張することを防止することができる。
【００４５】
また本実施形態では、熱膨張性粒子は、モルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）に対して目立つ色（例えば赤色、オレンジ色、ピンク色など）に着色されていることが好ましい。このようにすることで、第１層１１における熱膨張性粒子の混合の均質性や混合割合などを吹付作業中の作業員が容易に視認することができる。また、熱膨張性粒子供給ホース１６の噴出口から熱膨張性粒子が噴射されているか否かを作業員が容易に視認することができる。
【００４６】
また本実施形態によれば、岩盤面（第１の掘削面１）は、地盤を掘削して形成された掘削面である（ステップＳ１）。構造物（ダム堤体）はコンクリート製である。これにより、構造物（ダム堤体）を構成するコンクリートと岩盤とを水密的に密着させることができる。
【００４７】
また本実施形態によれば、図１に示すフローチャートにより構築される構造物は水理構造物（ダム堤体）である。これにより、水理構造物（ダム堤体）と岩盤とを水密的に密着させた状態で岩盤が水理構造物（ダム堤体）を安定的に支持することができる。
【００４８】
また本実施形態によれば、岩盤の保護方法として、外部に露出した岩盤面（第１の掘削面１）に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程（ステップＳ３）を含む。岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）内の熱膨張性粒子を加熱することによって当該熱膨張性粒子を膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を破壊することが可能である。これにより、前述のブレーカーやピックハンマーなどを用いる作業を大幅に削減することができるので、モルタル又はコンクリートを岩盤面（第１の掘削面１）から除去するときの作業負荷を軽減することができる。
【００４９】
また本実施形態によれば、岩盤の保護方法は、吹付工程（ステップＳ３）に先立って網状の熱伝導性部材３を岩盤面（第１の掘削面１）上に敷設する敷設工程（ステップＳ２）を更に含む。熱伝導性部材３を加熱することによって、岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）内の熱膨張性粒子を加熱することが可能である。ゆえに、第１層１１内で広範囲にわたって分布する熱膨張性粒子を効率良く加熱することができる。
【００５０】
また本実施形態によれば、露出部４を加熱することにより、熱伝導性部材３を加熱することが可能である。これにより、露出部４を介して、熱伝導性部材３を簡易に加熱することができる。
【００５１】
次に、本実施形態の第１変形例及び第２変形例について説明する。
【００５２】
本実施形態の第１変形例では、第２層１２についても、第１層１１と同様に、モルタルに熱膨張性粒子が混合している。このようにすることで、前述の「破壊工程」において第２層１２の破壊を簡易に行うことができる。尚、この変形例では、前述の「吹付工程」において、予め熱膨張性粒子が混合されたモルタルをモルタル供給ホース１５で搬送してその噴出口から熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けて吹き付けることで、第１層１１及び第２層１２を連続的に形成してもよい。すなわち、吹き付けのための材料の供給系統が１系統のみであってもよい。
【００５３】
本実施形態の第２変形例では、前述の第１変形例において、熱伝導性部材３及び露出部４を省略している。この変形例では、前述の「破壊工程」において、吹付モルタル５の表面５ａが加熱され得る。
【００５４】
尚、前述の第１変形例及び第２変形例の説明においても「モルタル」を「コンクリート」と読み替えることが可能であることは言うまでもない。
【００５５】
図５は、本発明の第２実施形態におけるダム堤体の構築方法を示すフローチャートである。図６は、掘削計画面と第１の掘削面と吹付モルタルと熱伝導性部材とを示す図である。
図１〜図４に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５６】
本実施形態では、ダム堤体が、フィルダムの堤体であるとして以下説明するが、ダム堤体の構成はこれに限らない。
【００５７】
前述の第１実施形態では、掘削計画面αまでの掘削を、粗掘削（ステップＳ１）と仕上げ掘削（ステップＳ７）とに分けていたが、本実施形態では、掘削計画面αまでの掘削を、図５に示すステップＳ１１に集約している。
【００５８】
ステップＳ１１では、地盤の掘削を行う。この掘削により、岩盤面（基礎地盤の表面）である第１の掘削面１（図６参照）が外部に露出する。すなわち、第１の掘削面１は、地盤を掘削して形成されたものである。ここで、第１の掘削面１は、掘削計画面αに対応するものである。
【００５９】
ステップＳ１１以降は、ステップＳ７が省略される以外は、前述の第１実施形態における図１に示したフローチャートと同様である。
ここで、本実施形態では、ステップＳ８において、第１の掘削面１の清掃（岩盤清掃）を行う。また、ステップＳ９において、ダム堤体を構成する土や岩石の盛立が行われる。このダム堤体は、第１の掘削面１上に構築される。
【００６０】
尚、本実施形態では、ステップＳ９にて、フィルダムの堤体の構築を行っているが、これに代えて、コンクリートダムの堤体の構築を行ってもよい。ステップＳ９にてコンクリートダムの堤体の構築を行う場合には、ステップＳ９にて、ダム堤体を構成するコンクリートの打設が行われる。
【００６１】
特に本実施形態によれば、構造物（ダム堤体）の構築方法として、外部に露出した岩盤面（第１の掘削面１）に、熱膨張性粒子と、モルタル又はコンクリートとを吹き付ける吹付工程（ステップＳ３）と、岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）内の熱膨張性粒子を加熱することによって当該熱膨張性粒子を膨張させることにより、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を破壊する破壊工程（ステップＳ５）と、破壊されたモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を岩盤面（第１の掘削面１）から除去する除去工程（ステップＳ６）と、モルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）が除去された岩盤面（第１の掘削面１）上に構造物（ダム堤体）を構築する構築工程（ステップＳ９）と、を含む。これにより、前述のブレーカーやピックハンマーなどを用いる作業を大幅に削減することができるので、モルタル又はコンクリートを岩盤面（第１の掘削面１）から除去するときの作業負荷を軽減することができる。また、岩盤面（第１の掘削面１）以深の岩盤に対し不必要な緩みを生じさせないことが可能となる。
【００６２】
尚、本実施形態において、前述の第１変形例及び第２変形例を適用可能であることは言うまでもない。
【００６３】
次に本発明の第３実施形態について図７を用いて説明する。
図７は、本実施形態における熱伝導性部材の配置を示す図である。詳しくは、前述の「敷設工程」の後であって、かつ、「吹付工程」よりも前に、第１の掘削面１に対して垂直な方向から見た、互いに隣り合う２つの熱伝導性部材３−１，３−２の一部を図示している。
本実施形態は、前述の第１実施形態及び第２実施形態の双方（前述の第１変形例を含む）に適用可能である。
【００６４】
本実施形態では、ダム堤体の構築を段階的に行うに際して（例えば所定のリフト高さの構築を繰り返すことでダム堤体を構築するに際して）、各段階ごとに、前述のステップＳ５〜Ｓ９を実施することができるように、各段階に対応するように、熱伝導性部材３が分割されている。この点、前述の熱伝導性部材３−１，３−２は、熱伝導性部材３の分割された部分（分割部分）に対応する。熱伝導性部材３の分割部分（例えば熱伝導性部材３−１，３−２）の形状は、各段階において破壊される吹付モルタル５（又は吹付コンクリート）の範囲の形状に対応している。
【００６５】
図７に示すように、熱伝導性部材３の分割部分同士の間（例えば熱伝導性部材３−１，３−２間）には間隔２０が空いている。この間隔２０の距離Ｄ１は例えば５ｃｍ〜２０ｃｍ程度である。
【００６６】
例えば、吹付モルタル５（又は吹付コンクリート）のうち熱伝導性部材３−１を含む領域が前述の「破壊工程」で破壊されても、間隔２０が存在することにより、吹付モルタル５（又は吹付コンクリート）のうち熱伝導性部材３−２を含む領域は破壊されない。このようにして、吹付モルタル５（又は吹付コンクリート）の撤去領域を限定化することができる。
【００６７】
次に、本発明の第４実施形態について、図８を用いて説明する。
図８は、本実施形態における熱伝導性部材を示す図である。
本実施形態は、前述の第１〜第３実施形態（前述の第１変形例を含む）に適用可能である。
【００６８】
本実施形態では、第１の掘削面１が鋸刃状に凸凹していて、複数の凹部１ａを有している。凹部１ａの深さは例えば５ｃｍ程度である。凹部１ａ内にも第１層１１と同様の混合割合の熱膨張性粒子及びモルタル（又はコンクリート）が吹き付けられて充填されている。
【００６９】
本実施形態では、前述の「破壊工程」で露出部４から熱伝導性部材３に伝わった熱を凹部１ａ内の熱膨張性粒子及びモルタル（又はコンクリート）に良好に伝えるために、金属製の棒状の熱伝導性部材１８が設置されている。熱伝導性部材１８は例えば鉄筋棒である。熱伝導性部材１８は、その基端部（上端部）が熱伝導性部材３に連結されており、先端部（下端部）が凹部１ａの底部（最下部）に臨んでいる。
【００７０】
第１の掘削面１上に熱伝導性部材３を敷設したときに、第１の掘削面１と熱伝導性部材３との間に大きな間隙が形成される場合には、当該間隙に吹き付けられて充填された熱膨張性粒子及びモルタル（又はコンクリート）に熱伝導性部材３からの熱を良好に伝えるために、前述の熱伝導性部材１８などを当該間隙内に位置させるように熱伝導性部材３に設けることが好ましい。
【００７１】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
前述の第１〜第４実施形態と異なる点について説明する。
【００７２】
前述の第１〜第４実施形態では、モルタル（又はコンクリート）と熱膨張性粒子とを同時に熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に吹き付けている。
これに対し、本実施形態では、モルタル（又はコンクリート）を熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に吹き付けるに先立って、熱膨張性粒子を熱伝導性部材３に接着剤などで接着し、この熱膨張性粒子が接着された熱伝導性部材３及び第１の掘削面１に向けてモルタル（又はコンクリート）を吹き付ける。
【００７３】
特に本実施形態によれば、構造物（ダム堤体）の構築方法として、網状の熱伝導性部材３に熱膨張性粒子を接着する接着工程と、外部に露出した岩盤面（第１の掘削面１）上に熱伝導性部材３を敷設する敷設工程と、熱伝導性部材３が敷設された岩盤面（第１の掘削面１）に、モルタル又はコンクリートを吹き付ける吹付工程と、熱伝導性部材３を加熱することで、熱伝導性部材３に接着された熱膨張性粒子を加熱することによって当該熱膨張性粒子を膨張させることにより、岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を破壊する破壊工程と、破壊されたモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を岩盤面（第１の掘削面１）から除去する除去工程と、モルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）が除去された岩盤面（第１の掘削面１）を所定の厚さｔ１分掘削して掘削面（第２の掘削面２）を形成する掘削工程と、掘削面（第２の掘削面２）上に構造物（ダム堤体）を構築する構築工程と、を含む。これにより、前述のブレーカーやピックハンマーなどを用いる作業を大幅に削減することができるので、モルタル又はコンクリートを岩盤面（第１の掘削面１）から除去するときの作業負荷を軽減することができる。また、岩盤面（第１の掘削面１）以深の岩盤に対し不必要な緩みを生じさせないことが可能となる。
【００７４】
また本実施形態によれば、構造物（ダム堤体）の構築方法として、網状の熱伝導性部材３に熱膨張性粒子を接着する接着工程と、外部に露出した岩盤面（第１の掘削面１）上に熱伝導性部材３を敷設する敷設工程と、熱伝導性部材３が敷設された岩盤面（第１の掘削面１）に、モルタル又はコンクリートを吹き付ける吹付工程と、熱伝導性部材３を加熱することで、熱伝導性部材３に接着された熱膨張性粒子を加熱することによって当該熱膨張性粒子を膨張させることにより、岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を破壊する破壊工程と、破壊されたモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を岩盤面（第１の掘削面１）から除去する除去工程と、モルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）が除去された岩盤面（第１の掘削面１）上に構造物（ダム堤体）を構築する構築工程と、を含む。これにより、前述のブレーカーやピックハンマーなどを用いる作業を大幅に削減することができるので、モルタル又はコンクリートを岩盤面（第１の掘削面１）から除去するときの作業負荷を軽減することができる。また、岩盤面（第１の掘削面１）以深の岩盤に対し不必要な緩みを生じさせないことが可能となる。
【００７５】
また本実施形態によれば、岩盤の保護方法として、網状の熱伝導性部材３に熱膨張性粒子を接着する接着工程と、外部に露出した岩盤面（第１の掘削面１）上に熱伝導性部材３を敷設する敷設工程と、熱伝導性部材３が敷設された岩盤面（第１の掘削面１）に、モルタル又はコンクリートを吹き付ける吹付工程と、を含む。熱伝導性部材３を加熱することで、熱伝導性部材３に接着された熱膨張性粒子を加熱することによって当該熱膨張性粒子を膨張させることにより、岩盤面（第１の掘削面１）上の、硬化したモルタル又はコンクリート（吹付モルタル５又は吹付コンクリート）を破壊することが可能である。これにより、前述のブレーカーやピックハンマーなどを用いる作業を大幅に削減することができるので、モルタル又はコンクリートを岩盤面（第１の掘削面１）から除去するときの作業負荷を軽減することができる。
【００７６】
尚、前述の「接着工程」は、前述の「敷設工程」より前の時期に実施してもよく、又は、前述の「敷設工程」より後の時期に実施してもよい。又は、前述の「接着工程」は、前述の「敷設工程」の途中で（換言すれば、前述の「敷設工程」と並行して）実施してもよい。つまり、前述の「接着工程」は、前述の「吹付工程」より前の任意の時期に実施され得る。現場での作業効率化を勘案すると、前述の「接着工程」は、前述の「敷設工程」より前に実施されることが好ましい。
【００７７】
本実施形態において、熱膨張性粒子が接着された熱伝導性部材３及び第１の掘削面１にモルタル（又はコンクリート）と熱膨張性粒子とを同時に吹き付けてもよいことは言うまでもない。この場合において、第１層１１のモルタル（又はコンクリート）のみに熱膨張性粒子が混合してもよいし、又は、第１層１１及び第２層１２の双方のモルタル（又はコンクリート）に熱膨張性粒子が混合してもよい。
【００７８】
前述の第１〜第５実施形態では露出部４が鉄筋棒で構成されているが、露出部４の構成はこれに限らない。例えば、吹付モルタル５（又は吹付コンクリート）の一部を斫ることで外部に露出する熱伝導性部材３の一部分を露出部４としてもよい。又は、露出部４を金属製の網状部材（例えば、ラス網、網状鉄筋、及び、エキスパンドメタルのいずれか）で構成してもよい。露出部４を金属製の網状部材で構成する場合には、露出部４の一側が熱伝導性部材３に連結されて、他側が吹付モルタル５（又は吹付コンクリート）から外部に露出し得る。
【００７９】
前述の第１〜第５実施形態において、モルタル（又はコンクリート）と、熱膨張性粒子との少なくとも一方に、鉄粉などの熱伝導性粉粒体を混合した状態で、当該混合物を第１の掘削面１に吹き付けることで、吹付モルタル５（又は吹付コンクリート）の熱伝導性を向上させることができる。
【００８０】
前述の第１〜第５実施形態では、本発明に係る水理構造物の構築方法としてダム堤体の構築方法を例に挙げて説明したが、本発明に係る水理構造物はダム堤体に限らない。例えば、水理構造物は、岩盤面上に構築される水門の本体であり得る。また、本発明に係る構造物の構築方法が適用される構造物は前述の水理構造物に限らず、例えば、原子力発電所や橋脚基礎などの構造物であってもよい。
【００８１】
また、前述の第１〜第５実施形態では、本発明に係る岩盤の保護方法として、ダム堤体の基礎地盤となる岩盤の保護方法を例に挙げて説明したが、本発明に係る岩盤の保護方法が適用可能な岩盤はこれに限らない。長期間にわたって掘削面が外部に露出することを抑制するために、当該掘削面が仮処置されて、当該期間の経過後に改めて掘削面上に構造物が構築されるようなあらゆる岩盤の保護に、本発明に係る岩盤の保護方法が適用され得る。例えば、本発明に係る岩盤の保護方法は、原子力発電所や橋脚基礎などの構造物を支持する予定の岩盤の保護に適用され得る。
【００８２】
また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１  第１の掘削面
１ａ  凹部
２  第２の掘削面
３，３−１，３−２  熱伝導性部材
４  露出部
５  吹付モルタル
５ａ  表面
１１  第１層
１２  第２層
１５  モルタル供給ホース
１６  熱膨張性粒子供給ホース
１８  熱伝導性部材
２０  間隔
Ｃ  カバーロック
α  掘削計画面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020094448.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020094448.tif 000009
【図８】
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