(57)【要約】【課題】固定ディスクを介して所定の位置に固定された遮水シートに対して、遮水シートが正しい強度で固定ディスクに融着していることを確認するための遮水シート融着確認方法および融着確認装置を提案する。【解決手段】固定ディスク２に融着された遮水シート３の表面に箱体４を設置するとともに、箱体４の内部空間を負圧にすることで、遮水シート３が固定ディスク２に所定の融着強度により融着されていることを確認する遮水シート融着確認方法である。箱体４は、内部を視認可能で、箱体４の遮水シート３側には、固定ディスク２の外形よりも大きな開口部４１が形成されており、箱体４を、固定ディスク２を覆うように遮水シート３の表面に設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ディスクに融着された遮水シートの表面に箱体を設置するとともに、前記箱体の内部空間を負圧にすることで、前記遮水シートが前記固定ディスクに融着されていることを確認する遮水シート融着確認方法であって、
前記箱体は、内部を視認可能で、
前記箱体の前記遮水シート側には、前記固定ディスクの外形よりも大きな開口部が形成されており、
前記箱体を、前記固定ディスクを覆うように前記遮水シートの表面に設置することを特徴とする、遮水シート融着確認方法。
【請求項２】
遮水シートが固定ディスクに融着していることを確認するための融着確認装置であって、
前記固定ディスクの外形よりも大きな開口部が形成された箱体と、
前記箱体の前記開口部が形成された面以外の面に接続された吸引管と、を備えていることを特徴とする、融着確認装置。
【請求項３】
前記箱体は、内部を視認可能であることを特徴とする、請求項２に記載の融着確認装置。
【請求項４】
前記吸引管は、吸引ポンプに接続されており、
前記箱体と前記吸引ポンプとの間において、前記吸引管に負圧計測装置が設けられていることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の融着確認装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮水シート融着確認方法および融着確認装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物最終処分場やトンネル等では、壁面に遮水シート（防水シート）を貼設して、遮水層を形成する場合がある。遮水シートを壁面に設置する方法として、壁面に固定された固定ディスクの表面に遮水シートを融着する方法がある（例えば、特許文献１，２参照）。遮水シートを固定ディスクに融着する際には、固定ディスクの表面に遮水シートを重ねた状態で、固定ディスクの表面を電磁誘導加熱により加熱する。固定ディスクへの遮水シートの融着方法は、例えば、特許文献３に示すように、固定ディスクの位置において遮水シートの表面に加熱コイルを配置した状態で、加熱コイルに電力を供給しつつ加熱コイルを押圧する。加熱コイルに電力を供給すると、加熱コイルから発せられたマイクロ波によって固定ディスクが加熱される。遮水シートは、加熱された固定ディスクにより溶融する。電磁誘導加熱により遮水シートを溶融させつつ押圧することで、遮水シートを固定ディスクに融着させる。遮水シートは、風等によるめくりあげや、自重等によって剥がれることがないように、一定以上の強度で融着する必要がある。
【０００３】
遮水シートと固定ディスクとの融着を確認する方法としては、遮水シートの設置個所とは別の場所に設置された試験用の固定ディスクに対して、試験用の遮水シートを実施工事と同じ条件で融着し、引張強度試験（破壊試験）を実施する方法が知られている。すなわち、従来は、本設施工と同条件による試験施工により設置された遮水シートに対して破壊試験を行うことで、融着条件の妥当性を確認していた。ところが、従来の確認試験は、本設の固定ディスクと遮水シートについて融着の確認を直接的に行うものではなく、本設施工でも同様の融着強度が確保できていることを推定するにとどまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０９４４４６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９０１３２号公報
【特許文献３】特開２０１７−１４７１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、固定ディスクを介して所定の位置に固定された遮水シートに対して、遮水シートが正しい強度で固定ディスクに融着していることを確認するための遮水シート融着確認方法および融着確認装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の遮水シート融着確認方法は、固定ディスクに融着された遮水シートの表面に箱体を設置するとともに、前記箱体の内部空間を負圧にすることで、前記遮水シートが前記固定ディスクに融着されていることを確認するものである。前記箱体は、内部を視認可能である。また、前記箱体の前記遮水シート側には、前記固定ディスクの外形よりも大きな開口部が形成されており、前記箱体は前記固定ディスクを覆うように前記遮水シートの表面に設置する。
また、本発明の融着確認装置は、前記固定ディスクの外形よりも大きな開口部が形成されているとともに、内部を視認可能な箱体と、前記箱体の前記開口部が形成された面以外の面に接続された吸引管とを備えている。
【０００７】
かかる遮水シート融着確認方法および融着確認装置は、箱体内部を負圧にすることで、遮水シートに引き剥がし力を作用させるものである。すなわち、本発明によれば、遮水シートと固定ディスクとの融着部を含む領域に所定の引き剥がし力を作用させることができるので、適切に融着されていることを容易に確認することができる。しかも、本発明によれば、負圧の大きさを管理することにより、検査する強度を自由に設定することができるため、適切に融着された遮水シートを破壊することがない。そのため、本設の遮水シートに対して融着の確認をすることができる。ゆえに、全ての固定ディスクに対して、遮水シートとの融着を確認することもできる。前記吸引管が吸引ポンプに接続されていて、前記箱体と前記吸引ポンプとの間において前記吸引管に負圧計測装置を設けることで、負圧計測装置の計測結果に基づいて箱体内の負圧の圧力管理を行い、検査する強度を適宜設定できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の遮水シート融着確認方法および融着確認装置によれば、負圧の大きさを管理することにより、所定の強度の引き剥がし力を遮水シートに作用させて、遮水シートが適切に融着していることを確認するため、破壊する必要がない。そのため、固定ディスクを介して所定の位置に固定された本設の遮水シートに対して、遮水シートが適切な強度で固定ディスクと融着していることを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る融着確認装置を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】他の形態に係る融着確認装置を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】箱体の直径の計算例に係る遮水シートの設置状況を示す断面図である。
【図４】箱体の直径の計算例に係る遮水シートの吸引状況を示す断面図である。
【図５】箱体の直径の計算例に係る固定ディスクと箱体の位置関係を示す平面図である。
【図６】箱体の直径の計算例に係る固定ディスク径に対する箱体径の倍率と負圧との関係を示すグラフである。
【図７】箱体の高さの計算例に係る遮水シートの吸引状況を示す断面図である。
【図８】箱体の高さの計算例に係る各寸法を示す模式図である。
【図９】箱体の高さの計算例に係る遮水シートのふくらみ状況を示す模式図である。
【図１０】箱体の高さの計算例に係る固定ディスク径に対する箱体径の倍率と遮水シートのふくらみの関係を示すグラフである。
【図１１】箱体の高さの計算例に係る固定ディスク径に対する箱体径の倍率と遮水シートのふくらみ／固定ディスク径の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態では、壁面に固定ディスク２を介して貼設された遮水シート３が適切に融着されていることを確認する遮水シート融着確認方法について説明する。遮水シート３は、樹脂製の板材の表面に金属メッシュが設置されてなる固定ディスク２の表面に重ねた状態で、固定ディスク２の表面（金属メッシュ）を電磁誘導加熱（マイクロ波加熱）により加熱して溶融させるとともに、溶融した状態で固定ディスク２側に押圧することで、固定ディスク２に融着する。遮水シート融着確認方法では、固定ディスク２に融着された遮水シート３に対して、引き剥がし力を作用させることで、遮水シート３が一定以上の強度で融着されていることを確認する。遮水シート融着確認方法では、図１に示す融着確認装置１を使用する。融着確認装置１は、箱体４と、吸引管５とを備えている。
【００１１】
箱体４は、固定ディスク２の外形よりも大きな開口部４１が形成された半球状の部材である。本実施形態では、直径Ｄｄ＝９５ｍｍの固定ディスク２に対し、箱体４の半径Ｒ１を１５０ｍｍ（直径Ｄｐ＝３００ｍｍ）としている。すなわち、固定ディスク２の直径Ｄｄに対して、箱体４の開口部４１は３倍程度の直径Ｄｐを有している。なお、固定ディスク２の直径Ｄｄに対する箱体４の開口部４１の直径Ｄｐの大きさの関係は限定されるものではなく、固定ディスク２の大きさと箱体４内の圧力との関係等により適宜決定すればよいが、１．５倍以上であるのが望ましい。また、箱体４は、大きくなると取り扱い悪くなるとともに、隣り合う他の固定ディスク２に近付きすぎて影響を及ぼすおそれがある。そのため、箱体４の直径Ｄｐは、箱体４の縁が固定ディスク２同士の間隔の１／２以下の位置に収まるように設定するものとし、１ｍ以下にするのが望ましい。また、箱体４の高さ（半球状の箱体４の半径Ｒｐ）は、固定ディスク２の直径(遮水シートとの接地面の直径：有効直径)Ｄｄの０．３倍〜３．５倍にすれば、試験中に膨れ上がった遮水シート３が箱体４の内面に接触することを防止できる。箱体４の形状は、半球状に限定されるものではなく、例えば、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、円筒状であってもよい。箱体４を円筒状にする場合には、固定ディスク２の大きさと箱体４内の圧力との関係等により、箱体４の開口部４１の直径Ｄｐおよび高さを決定する。なお、固定ディスク２が円形以外の形状である場合には、箱体４の開口部４１の直径Ｄｐを固定ディスク２に概説する円の直径よりも大きくするとよい。
【００１２】
箱体４は、透明な材料により形成されていて、全方向から内部を視認可能である。また、箱体４は、箱体４の内部空間を負圧にした際に変形することがない強度を有している。なお、箱体４は、内部が視認可能であればよく、必ずしも全体が透明な材質により形成されている必要はない。例えば、箱体４の一部に視認用の窓部が形成されていてもよい。また、箱体４を構成する材料または箱体４の窓部を構成する材料は、内部を視認可能であれば限定されるものではない。
【００１３】
開口部４１の周縁（箱体４の下端）には、緩衝材６が設置されている。緩衝材６は、いわゆるゴムパッキンであって、遮水シート３の表面と箱体４との隙間を遮蔽する。なお、緩衝材６を構成する材料は、箱体４を遮水シート３の表面に隙間なく密着させることができ、かつ、遮水シート３に傷をつけることがないものであれば、ゴムパッキンに限定されるものではない。
【００１４】
吸引管５は、箱体４の頂部に接続されている。吸引管５の接続箇所は、開口部４１が形成された面以外の面であればよく、頂部に限定されるものではない。吸引管５は、可とう管からなり、吸引ポンプ７から延設されている。なお、吸引管５を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、塩化ビニール管であってもよい。また、吸引管５の内径は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。吸引管５には、箱体４の内部空間の圧力を計測する圧力ゲージ８（負圧計測装置）が設置されている。遮水シート３の融着確認時には、圧力ゲージ８により箱体４の内部の圧力を確認しながら、検査時の強度を設定する。
【００１５】
次に、融着確認装置１を利用した遮水シート融着確認方法の手順を説明する。本実施形態の遮水シート確認方法では、まず、固定ディスク２にマイクロ波加熱により融着された遮水シート３の表面に箱体４を設置する。このとき、箱体４は、固定ディスク２を覆うように、（すなわち、開口部４１の周縁が固定ディスク２の周囲を含む領域を囲うように）遮水シート３の表面に設置する。このとき、平面視で固定ディスク２の中心と箱体４の中心とが一致するように箱体４を配設するのが望ましい。
次に、吸引ポンプ７を作動させて、吸引管５を介して箱体４の内部空間の空気を吸引することで、箱体４の内部空間を負圧にする。箱体４の内部空間を負圧にすると、遮水シート３に引き剥がし力が作用する。試験担当者は、圧力ゲージ８により箱体４の内部の圧力を確認しながら、吸引ポンプ７を操作することで、検査の負圧強度を管理する。なお、箱体４の内部空間は、固定ディスク２と遮水シート３の引張強度（メーカー推奨の引張強度）以上の引き剥がし力が作用することがないように、圧力を管理する。また、吸引ポンプ７は、圧力ゲージ８の測定値に応じて、箱体４の内部空間をあらかじめ設定された所定の圧力に管理できるように自動制御してもよい。
箱体４の内部空間を負圧にした状態で、数秒から数十秒間保持し、遮水シート３が固定ディスク２から剥がれるか否かを確認する。そして、遮水シート３が固定ディスク２から剥がれないことが確認できた場合は、遮水シート３が固定ディスク２に所定の融着強度により融着されていると認定する。一方、遮水シート３が固定ディスク２から剥がれた場合には、遮水シート３の設置作業を、融着条件（加熱時間等）を変えてやり直す。また、この部分の遮水シート３と固定ディスク２を新しいものに取り換えて全てやり直しても良い。
【００１６】
本実施形態の遮水シート融着確認方法によれば、遮水シート３と固定ディスク２との融着部を含む領域に所定の引き剥がし力を作用させることができるので、適切に融着されていることを容易に確認することができる。このとき、負圧の圧力管理により、検査する強度を自由に設定できるため、遮水シート３を破壊することがない。そのため、全ての遮水シート３の融着箇所に対して適切に融着されていることを確認でき、より信頼性の高い遮水層を形成できる。
また、箱体４は、内部を視認できるため、試験中の遮水シート３の変化を目視にて確認できる。
【００１７】
箱体４の開口部４１の周縁に緩衝材６が設置されているため、箱体４と遮水シート３との間に隙間が形成されることを防止し、箱体４の内部空間の負圧の大きさを一定に管理することができる。また、箱体４の内部空間を負圧にすることで、箱体４が遮水シート３に押し付けられた場合であっても、遮水シート３が傷つくことを抑制できる。
箱体４は、十分な高さを有しているため、箱体４の内部空間を負圧にした際に、融着面（固定ディスク２）の周囲の遮水シート３が膨れた（盛り上がった）場合であっても、遮水シート３が箱体４の内面に接触することがない。そのため、遮水シート３が箱体４に接触することで融着面に作用する引き剥がし力が低下することがなく、また、箱体４に形成された吸引口（吸引管５の取付口）が塞がれることもない。
遮水シート３が各固定ディスク２に適切に融着されていれば、風等によりめくりあげられた場合や自重などによるずれによって剥がれることがない。また、最終処分場等で、遮水シート３が措定の融着強度で融着されていれば、埋め戻しによって遮水シート３に引張力が作用した場合であっても、遮水シート３が固定ディスク２から剥がれることがない。
【００１８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、壁面に固定された固定ディスク２に融着された遮水シート３の融着を確認する場合について説明したが、融着確認装置１を利用した遮水シート融着確認方法の使用対象物は限定されるものではない。例えば、トンネルの壁面に固定ディスク２を介して固定された防水シート（遮水シート３）であってもよい。
また、圧力ゲージ８は、箱体４に設置してもよい。
【００１９】
以下、箱体４の直径Ｄｐを決定するための計算例を示す。
壁面に固定ディスク２を介して貼設された遮水シート３には、図４に示すように、風や換気扇などの気流によって生じた負圧（吸引力Ｐｖ）が作用することで、剥離方向の力が生じる。融着確認装置１は、図４に示すように、遮水シート３（固定ディスク２）に対して、風などによる負圧（吸引力Ｐｖ）に起因する剥離方向の力を模擬するものである。箱体４の内部を負圧にすると、箱体４の縁と固定ディスク２の外周との間の遮水シート３が負圧により持ち上げられて張力Ｆが生じる。この張力Ｆは、固定ディスク２の外周と箱体４の縁に略半分ずつ作用する。このうち、固定ディスク２の外周に生じる張力Ｆが剥離応力となる。すなわち、固定ディスク２の外周に生じる張力Ｆは、式１に示すように、負圧が作用する固定ディスク外周１ｃｍ当たりの面積（箱体４の縁と固定ディスク２の外周との間の遮水シート３の面積）に吸引力（負圧）Ｐｖを乗じた値の１／２である（図５参照）。
固定ディスク２と遮水シート３の剥離応力に対する強度は、メーカー等指定の目標値或いはカタログ値を確保するものとする。図６に、式１を利用して表１に示す条件により算出した結果を示す。
【００２０】
Ｆ＝Pv・S／２・・・式１
Ｓ＝（Rp２π−Rd２π）／（２πRd／０．０１）・・・式２
ここで、Ｆ：固定ディスク外周１ｃｍ当たりに加わる張力（Ｎ／ｃｍ）
Pv：遮水シートに作用する吸引力（Ｐａ）
Ｓ：固定ディスク外周１ｃｍ当たりの箱体の縁と固定ディスクとの間の遮水シートの面積（ｍ２／ｃｍ）
Rp：箱体の内周円の半径（ｍ）
Rd：固定ディスクの有効半径（ｍ）
【００２１】
【表１】
2020183881.tif 000003
【００２２】
箱体４の直径（内径）Ｄｐの大きさは、固定ディスク２の直径Ｄｄに対する目標剥離強度と要求剥離強度の間の範囲に収まる値とすればよい。ここで、箱体４の直径Ｄｐが固定ディスク２の直径Ｄｄの１．０倍に近付くと、試験に必要な負圧が急激に上昇するため、箱体４の直径Ｄｐは、固定ディスク２の直径Ｄｄの１．５倍とするのが望ましい。
【００２３】
次に、箱体４の高さＨを決めるための計算例を示す。
遮水シート３のふくらみ高さｄは、図７に示すように、遮水シート３が固定ディスク２から完全に剥離した場合に最大となる。そのため、箱体４の高さは、遮水シート３が固定ディスク２から完全に剥離した場合のふくらみ高さを算出して、このふくらみ高さ以上の大きさに設定する。
遮水シート３が負圧により膨らんだときの膨らみと遮水シート３の伸びとの関係を式３に示す（図８参照）。式３で算出される遮水シート３の伸びΔＬを固定ディスク２同士の間隔Ｍで吸収すると仮定すると、伸び率γは式４となる。また、吸引力（負圧）Ｐｖと遮水シート３に作用する引張力Ｐｈの関係を式５に示す（図９参照）。
【００２４】
sinθ’＝Rp/ｒ
ｒ＝Rp/sinθ’=ｌ/（2×sinθ’）
θ’＝π-2θ
θ＝tan-1（Rp/ｄ）＝tan-1（ｌ/2Rp）
Ｌ＝2θ’/（2π）×2πｒ＝2ｒθ’
∴ΔL＝2ｒ（π−2tan-1（ｌ/2Rp））−Dp    ・・・式３
ただし、Rp：箱体の半径＝Dp／2
Dp：箱体の直径
ｒ：Lが円弧の一部と考えた時の円の半径
ｄ：遮水シートのふくらみ
ΔL：遮水シートがｄだけ膨らむことによる伸び
【００２５】
一方、この伸びを左右の固定ディスクまでの距離Ｍ（例えば１．２５ｍとする）で吸収すると仮定すると、伸び率γは式４となる。
γ＝ΔL／（２M）  ・・・式４
ただし、γ：伸び率
ΔL：遮水シートの伸び
M：固定ディスクの間隔
Ph＝W・Dp2／（8ｄ）  ・・・式５
ただし、Ph：引張力［N／cm］
W：吸引力［Pa］＝Ｐｖ
Dp：箱体の直径（内径）［ｍ］
ｄ：膨らみ［m］
【００２６】
式３〜式５を利用して、表２に示す設計条件によって、中弾性遮水シートを使用した場合におけるふくらみと固定ディスクの直径に対する箱体の直径（内径）の倍率との関係を算出すると、図１０に示すように、固定ディスクの直径の大きさにかかわらず、箱体の直径が固定ディスクの直径に対して２〜３倍のときが遮水シートのふくらみが小さく、箱体の高さを小さくできる結果となった。例えば、固定ディスクの直径が１０ｃｍの場合には、箱体の直径は固定ディスクの直径の２倍（２０ｃｍ）のときのふくらみが１０ｃｍよりも小さいため、箱体の高さは１０ｃｍにすればよい。
【００２７】
【表２】
2020183881.tif 000004
【００２８】
図１０の縦軸を「遮水シートのふくらみ／固定ディスクの直径」に置き換えた図１１によれば、「遮水シートのふくらみ／固定ディスクの直径」が０．７〜１．７倍の範囲内に収まることが確認できた。そのため、箱体４の高さＨは固定ディスク２の直径Ｄｄの０．７〜１．７倍の範囲内とすればよいが、使用する遮水シート３の性能（伸びの良し悪し）を考慮すれば、箱体４の高さＨは固定ディスク２の直径Ｄｄの０．３〜３．５倍の範囲内とするのが望ましい。
【符号の説明】
【００２９】
１    融着確認装置
２    固定ディスク
３    遮水シート
４    箱体
４１  開口部
５    吸引管
６    緩衝材
７    吸引ポンプ
８    圧力ゲージ（負圧計測装置）
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020183881.tif 000012
【図９】
2020183881.tif 000013
【図１０】
2020183881.tif 000014
【図１１】
2020183881.tif 000015