(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタと、前胴部と、該前胴部の後端部の内方に挿入される後胴部と、上記前胴部に設けられるジャッキとを有する分岐シールドを既設トンネル内で組み立てて発進させる分岐シールドの発進方法において、
上記既設トンネル内で、上記カッタと前胴部とを組み立てると共に、上記既設トンネルの発進坑口位置に発進口エントランスを取り付け、その発進口エントランスに上記カッタと前胴部を進入させた後、上記ジャッキを伸長させてその推進力で上記カッタを上記発進坑口から既設トンネル外に発進させ、上記前胴部の後端部が上記発進口エントランスの後端部近傍に位置するまで発進した後に、上記前胴部の後端部に係合させた荷重受部材を上記発進口エントランスの後端部に取り付け、その荷重受部材により上記前胴部に伝わる土圧荷重を支持した状態で上記ジャッキを縮退させ、上記前胴部の後端部の内方に上記後胴部を挿入して上記分岐シールドを組み立てた後に、上記分岐シールドを発進させることを特徴とする分岐シールドの発進方法。
【請求項２】
上記荷重受部材は、上記発進口エントランスの後端に固定手段にて着脱自在に、且つ、周方向に間隔を隔てて複数配置固定される請求項１記載の分岐シールドの発進方法。
【請求項３】
上記前胴部に伝わる土圧荷重を上記荷重受部材により支持させる際に、上記荷重受部材と上記発進口エントランスとの間、上記荷重受部材と上記前胴部との間の双方またはいずれか一方に、間隔調整部材を設けて、上記分岐シールドの発進方向を事前に調整する請求項１または２記載の分岐シールドの発進方法。
【請求項４】
上記ジャッキによる推進は、上記前胴部後方の上記既設トンネル内に、上記ジャッキの反力を受ける反力受架台を設け、この反力受架台と上記ジャッキとの間に反力受ブロックを設け、この反力受ブロックに上記ジャッキを当接させて所定距離推進させた後に、上記ジャッキを順次縮退させてそのジャッキ後方に上記反力受ブロックを継ぎ足していくことで行う請求項１〜３いずれかに記載の分岐シールドの発進方法。
【請求項５】
上記分岐シールドが、前胴部と後胴部とが屈曲可能に接続された中折れ分岐シールドであり、上記ジャッキが上記前胴部と後胴部間に架け渡された中折れジャッキである請求項１〜４いずれかに記載の分岐シールドの発進方法。
【請求項６】
カッタと、前胴部と、後胴部と、上記前胴部と後胴部間に架け渡された推進ジャッキとを有する分岐シールドを既設トンネル内で組み立てて発進させる分岐シールドの発進方法において、
上記既設トンネル内で、上記分岐シールドのカッタと前胴部とを組み立てると共に、上記既設トンネルの発進坑口位置に発進口エントランスを取り付け、その発進口エントランスに上記カッタと前胴部を進入させた後、上記推進ジャッキの推進力で上記カッタを上記発進坑口から既設トンネル外に発進させ、上記前胴部の後端部が上記発進口エントランスの後端部近傍に位置するまで発進した後に、上記発進口エントランスの後端部に、上記前胴部を後方から係止することで軸方向に支持する荷重受部材を取り付けて、その後、上記推進ジャッキを縮退させて、上記前胴部の後方で後胴部を組み立てた後に、上記分岐シールドを発進させる方法であって、
上記前胴部の後端部を上記荷重受部材を介して発進口エントランスに支持させる際に、上記荷重受部材と上記発進口エントランスとの間、上記荷重受部材と上記前胴部との間の双方またはいずれか一方に、間隔調整部材を設けて、上記分岐シールドの発進方向を事前に調整するようにしたことを特徴とする分岐シールドの発進方法。
【請求項７】
カッタと、前胴部と、後胴部と、上記前胴部と後胴部間に架け渡された推進ジャッキとを有する分岐シールドを既設トンネル内で組み立てて発進させる分岐シールドの発進方法において、
上記既設トンネル内で、上記分岐シールドのカッタと前胴部とを組み立てると共に、上記既設トンネルの発進坑口位置に発進口エントランスを取り付け、その発進口エントランスに上記カッタと前胴部を進入させた後、上記推進ジャッキの推進力で上記カッタを上記発進坑口から既設トンネル外に発進させ、上記前胴部の後端部が上記発進口エントランスの後端部近傍に位置するまで発進した後に、上記発進口エントランスの後端部に、上記前胴部を後方から係止することで軸方向に支持する荷重受部材を取り付けて、その後、上記推進ジャッキを縮退させて、上記前胴部の後方で後胴部を組み立てた後に、上記分岐シールドを発進させる方法であって、
上記荷重受部材は、上記前胴部の後端部と係合する係止部を有すると共に上記発進口エントランスの後端にその周方向に沿って固定手段にて着脱自在に複数配置固定され、かつ、
上記前胴部の後端部を上記荷重受部材を介して発進口エントランスに支持させる際に、上記荷重受部材と上記発進口エントランスとの間、上記荷重受部材と上記前胴部との間の双方またはいずれか一方に、間隔調整部材を設けて、上記分岐シールドの発進方向を事前に調整するようにしたことを特徴とする分岐シールドの発進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタと、前胴部と、後胴部と、上記前胴部と後胴部間に架け渡された推進ジャッキとを有する分岐シールドを既設トンネル内で組み立てて発進させる分岐シールドの発進方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既設トンネルから、分岐シールドを発進させる場合、既設トンネル内で分岐シールドを組み立てた後に発進させるようになっている。ここで、シールド全長が既設トンネルの幅より長く、既設トンネル内で発進方向に向けて予め組み立てるスペースがない分岐シールドを発進させる場合には、分岐シールドのカッタと前胴部とを組み立てた後、既設トンネルの内壁に反力をとりながら分岐シールドのカッタ及び前胴部の一部を既設トンネル外へと発進させ、その後方の既設トンネル内スペースで分岐シールドの後胴部を組み立てるようになっている。
【０００３】
後胴部を組み立てる際には、既設トンネルの内壁に反力をとることができないので、カッタ前面にかかる土圧荷重を何らかの形で支持しなければならない。
【０００４】
従来、土圧荷重を受けるには、図９に示すように、分岐シールド５１の前胴部５２のシールドフレーム５３外周部と既設トンネル５４の床面５５とを連結部材５６で固定するようになっていた。連結部材５６はスチールにて形成されており、分岐シールド５１のシールドフレーム５３に溶接固定されるようになっていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１７９８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の連結部材５６は、カッタ５７前面にかかる土圧荷重を支持しなければならないため、溶接量が非常に多く、その作業に多くの手間と時間を要していた。また、再発進時には、溶接部のガス切断が必要となり、この作業にも多くの手間と時間を要していた。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題を解決すべく創案されたものであり、その目的は、簡単な作業で土圧荷重を支持できる分岐シールドの発進方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、カッタと、前胴部と、該前胴部の後端部の内方に挿入される後胴部と、上記前胴部に設けられるジャッキとを有する分岐シールドを既設トンネル内で組み立てて発進させる分岐シールドの発進方法において、上記既設トンネル内で、上記カッタと前胴部とを組み立てると共に、上記既設トンネルの発進坑口位置に発進口エントランスを取り付け、その発進口エントランスに上記カッタと前胴部を進入させた後、上記ジャッキを伸長させてその推進力で上記カッタを上記発進坑口から既設トンネル外に発進させ、上記前胴部の後端部が上記発進口エントランスの後端部近傍に位置するまで発進した後に、上記前胴部の後端部に係合させた荷重受部材を上記発進口エントランスの後端部に取り付け、その荷重受部材により上記前胴部に伝わる土圧荷重を支持した状態で上記ジャッキを縮退させ、上記前胴部の後端部の内方に上記後胴部を挿入して上記分岐シールドを組み立てた後に、上記分岐シールドを発進させることを特徴とする分岐シールドの発進方法である。
【０００９】
そして、請求項２の発明は、上記荷重受部材は、上記発進口エントランスの後端に固定手段にて着脱自在に、且つ、周方向に間隔を隔てて複数配置固定される請求項１記載の分岐シールドの発進方法である。
【００１０】
また、請求項３の発明は、上記前胴部に伝わる土圧荷重を上記荷重受部材により支持させる際に、上記荷重受部材と上記発進口エントランスとの間、上記荷重受部材と上記前胴部との間の双方またはいずれか一方に、間隔調整部材を設けて、上記分岐シールドの発進方向を事前に調整する請求項１または２記載の分岐シールドの発進方法である。
【００１１】
また、請求項４の発明は、上記ジャッキによる推進は、上記前胴部後方の上記既設トンネル内に、上記ジャッキの反力を受ける反力受架台を設け、この反力受架台と上記ジャッキとの間に反力受ブロックを設け、この反力受ブロックに上記ジャッキを当接させて所定距離推進させた後に、上記ジャッキを順次縮退させてそのジャッキ後方に上記反力受ブロックを継ぎ足していくことで行う請求項１〜３いずれかに記載の分岐シールドの発進方法である。
【００１２】
また、請求項５の発明は、上記分岐シールドが、前胴部と後胴部とが屈曲可能に接続された中折れ分岐シールドであり、上記ジャッキが上記前胴部と後胴部間に架け渡された中折れジャッキである請求項１〜４いずれかに記載の分岐シールドの発進方法である。
また、請求項６の発明は、カッタと、前胴部と、後胴部と、上記前胴部と後胴部間に架け渡された推進ジャッキとを有する分岐シールドを既設トンネル内で組み立てて発進させる分岐シールドの発進方法において、上記既設トンネル内で、上記分岐シールドのカッタと前胴部とを組み立てると共に、上記既設トンネルの発進坑口位置に発進口エントランスを取り付け、その発進口エントランスに上記カッタと前胴部を進入させた後、上記推進ジャッキの推進力で上記カッタを上記発進坑口から既設トンネル外に発進させ、上記前胴部の後端部が上記発進口エントランスの後端部近傍に位置するまで発進した後に、上記発進口エントランスの後端部に、上記前胴部を後方から係止することで軸方向に支持する荷重受部材を取り付けて、その後、上記推進ジャッキを縮退させて、上記前胴部の後方で後胴部を組み立てた後に、上記分岐シールドを発進させる方法であって、上記前胴部の後端部を上記荷重受部材を介して発進口エントランスに支持させる際に、上記荷重受部材と上記発進口エントランスとの間、上記荷重受部材と上記前胴部との間の双方またはいずれか一方に、間隔調整部材を設けて、上記分岐シールドの発進方向を事前に調整するようにしたことを特徴とする分岐シールドの発進方法である。
また、請求項７の発明は、カッタと、前胴部と、後胴部と、上記前胴部と後胴部間に架け渡された推進ジャッキとを有する分岐シールドを既設トンネル内で組み立てて発進させる分岐シールドの発進方法において、上記既設トンネル内で、上記分岐シールドのカッタと前胴部とを組み立てると共に、上記既設トンネルの発進坑口位置に発進口エントランスを取り付け、その発進口エントランスに上記カッタと前胴部を進入させた後、上記推進ジャッキの推進力で上記カッタを上記発進坑口から既設トンネル外に発進させ、上記前胴部の後端部が上記発進口エントランスの後端部近傍に位置するまで発進した後に、上記発進口エントランスの後端部に、上記前胴部を後方から係止することで軸方向に支持する荷重受部材を取り付けて、その後、上記推進ジャッキを縮退させて、上記前胴部の後方で後胴部を組み立てた後に、上記分岐シールドを発進させる方法であって、上記荷重受部材は、上記前胴部の後端部と係合する係止部を有すると共に上記発進口エントランスの後端にその周方向に沿って固定手段にて着脱自在に複数配置固定され、かつ、上記前胴部の後端部を上記荷重受部材を介して発進口エントランスに支持させる際に、上記荷重受部材と上記発進口エントランスとの間、上記荷重受部材と上記前胴部との間の双方またはいずれか一方に、間隔調整部材を設けて、上記分岐シールドの発進方向を事前に調整するようにしたことを特徴とする分岐シールドの発進方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溶接作業を行うことなく、簡単な作業で土圧荷重を支持できるといった優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は本発明に係る分岐シールドの発進方法の第一工程を示した側断面図、図２は本発明に係る分岐シールドの発進方法の第二工程を示した側断面図、図３は本発明に係る分岐シールドの発進方法の第三工程を示した側断面図、図４は本発明に係る分岐シールドの発進方法の第四工程を示した側断面図、図５は分岐シールドの前胴部の支持状態を示した背面図、図６は発進口エントランス及び荷重受部材を示した拡大断面図、図７は荷重受部材を示した拡大背面図である。
【００１６】
本発明における既設トンネルは、シールド掘進機の発進地点及び終着地点で地上から地下部へ形成される立坑も含む。
【００１７】
かかる分岐シールドは、断面円形の既設トンネルの内径よりも長い全長を有しており、上記既設トンネル内には、分岐シールドをその発進方向に向けて予め組み立てるスペースがない。本実施の形態では、分岐シールドが、その前胴部と後胴部とが互いに屈曲可能に接続された中折れ分岐シールドである場合を例に挙げて説明する。
【００１８】
かかる中折れ分岐シールドは、カッタと、前胴部と、後胴部と、上記前胴部と後胴部間に架け渡された推進ジャッキ（本実施の形態では中折れジャッキ）とを有している。
【００１９】
中折れ分岐シールドを組み立てて発進させるには、図１に示すように、まず、既設トンネル１内で、分岐シールドたる中折れ分岐シールド２のカッタ３と前胴部４とを組み立てると共に、既設トンネル１の発進坑口５位置に発進口エントランス６を取り付ける。
【００２０】
さらに、前胴部４の後方に、推進ジャッキたる中折れジャッキ１８の反力を受ける反力受架台１９を設ける。
【００２１】
カッタ３は、カッタ回転軸７と、前面に複数のカッタビット８を有するカッタスポーク９とを備えている。カッタ３は、工場等の既設トンネル１の外部で製造され、一体化された状態で立坑（図示せず）から搬入され、台車（図示せず）にて既設トンネル１内の発進坑口５が形成される壁面の側部まで搬送される。
【００２２】
前胴部４は、前方側から第一前胴部１１と第二前胴部１２とに分割されており、第一前胴部１１をカッタ３の後部に組み立てた後、その後部に第二前胴部１２を組み立てる。なお、前胴部４は一体的に搬送及び組立が可能であれば、分割しなくてもよい。
【００２３】
発進口エントランス６は、発進する中折れ分岐シールド２の外周部を覆う円筒状に形成されており、中折れ分岐シールド２を導入する円筒状のエントランスシール１４と、このエントランスシール１４を既設トンネル１の内壁面に接続する受口部材１５とを備えている。エントランスシール１４の内周面には、シール部材１６が設けられており、中折れ分岐シールド２発進時の既設トンネル１内外を区画するようになっている。エントランスシール１４の内周面下部には、中折れ分岐シールド２の荷重を支持する支持部材１７が設けられている。なお、発進口エントランス６は、覆う分岐シールドの形状が非円形の場合は、その形状に合わせて非円形の筒状に形成される。
【００２４】
反力受架台１９は、前胴部４後方の中折れ分岐シールド２の組立スペース２１よりもさらに後方に設けられ、既設トンネル１の内壁面２２に固定されている。
【００２５】
前胴部４の組立が終了した後、図２に示すように、中折れジャッキ１８の後端にシュー２３を取り付け、シュー２３と反力受架台１９との間に反力受ブロック２４を設ける。反力受ブロック２４は、中折れジャッキ１８のストロークと同等の長さを有している。そして、この反力受ブロック２４にシュー２３を介して中折れジャッキ１８を当接させて所定距離推進させる。中折れジャッキ１８が略ストローク分伸長したところで、中折れジャッキ１８を順次縮退させて、その縮退した中折れジャッキ１８とその後方の反力受ブロック２４との間に、新たに反力受ブロック２４を継ぎ足していき中折れ分岐シールド２の推進力を得る。
【００２６】
上記推進力で、カッタ３と前胴部４とを発進口エントランス６内に進入させた後、カッタ３を回転させながら、上述の推進力によって、カッタ３を発進坑口５から既設トンネル１外に発進させる。そして、前胴部４の後端部が発進口エントランス６の後端部近傍に位置するまで発進したところで停止する。
【００２７】
その後、発進口エントランス６の後端部に、前胴部４を後方から係止することで軸方向に支持する荷重受部材２５を取り付ける（図３参照）。この荷重受部材２５は、カッタ３から前胴部４に伝わる土圧荷重を支持するためのものである。
【００２８】
図５乃至図８に示すように、荷重受部材２５は、発進口エントランス６の後端にその周方向に沿って複数設けられる。荷重受部材２５は、側面から見てＬ字状に形成されており、発進口エントランス６の後端面に固定される固定部２６と、前胴部４の後端部と係合する係止部２７とを有している。固定部２６と係止部２７は、プレートを屈曲して一体的に形成されており、発進口エントランス６の後端面と、前胴部４の後端部にそれぞれ面接触するようになっている。固定部２６と係止部２７には、補強板２８が設けられている。補強板２８は固定板２６及び係止板２７に直交する方向に設けられ補強リブの役目を果たす。固定部２６には、貫通穴２９が形成されており、ボルト等の固定手段３１によって発進口エントランス６の後端面に着脱自在に固定される。
【００２９】
前胴部４の後端部を荷重受部材２５を介して発進口エントランス６に支持させる際に、荷重受部材２５と発進口エントランス６との間、荷重受部材２５と前胴部４との間の双方またはいずれか一方（本実施の形態では双方）に、シム等の間隔調整部材３２を設ける。間隔調整部材３２は、複数の荷重受部材２５に選択的に取り付けて、中折れ分岐シールド２の発進方向を事前に調整するようになっている。
【００３０】
例えば、中折れ分岐シールド２を斜め下方に向けて発進させる場合には、上部に位置する荷重受部材２５と前胴部４との間に間隔調整部材３２を設けて、前胴部４上側の支持位置を、前胴部４下側の支持位置よりも掘進方向前方に押し出して、前胴部４を斜め下方に傾斜させる。或いは、下部に位置する荷重受部材２５と発進口エントランス６との間に間隔調整部材３２を設けて、下側の荷重受部材を発進方向後方にずらすことで、前胴部４下側の支持位置を、前胴部４上側の支持位置よりも掘進方向後方にずらして、前胴部４を斜め下方に傾斜させる。
【００３１】
また、荷重受部材２５と発進口エントランス６との間、荷重受部材２５と前胴部４との間の双方に、間隔調整部材３２を設けて、その厚さに差を設けて前胴部４を支持する角度を調整するようにしてもよい。
【００３２】
なお、荷重受部材２５と発進口エントランス６との間に設けられる間隔調整部材３２には、貫通穴３７が形成され、その貫通穴３７に固定手段３１が挿入されるので、間隔調整部材３２自体の重量を固定手段３１で支持できる。よって比較的厚さの厚い間隔調整部材３２を挿入できる。一方、荷重受部材２５と前胴部４との間に設けられる間隔調整部材３２には、貫通穴は形成されておらず、荷重受部材２５と前胴部４で挟み込むことで固定される。よって、比較的厚さの薄い間隔調整部材３２を用いる。この場合、荷重受部材２５の固定後であっても、固定手段３１を弛めることで、比較的容易に間隔調整部材３２の増減を行うことができる。
【００３３】
上記実施の形態では、間隔調整部材３２を、上側のみ或いは下側のみというように荷重受部材２５に選択的に設けることで、中折れ分岐シールド２の掘進方向を調整しているが、これに限られるものではなく、全ての荷重受部材にシムを設け、そのシムの厚さ或いは枚数を調整することで、中折れ分岐シールドの向きを変えるようにしてもよい。
【００３４】
以上のように、荷重受部材２５で前胴部４の後端部を支持した後に、中折れジャッキ１８を縮退させると共に、反力受ブロック２４を取り除く。その後、図３に示すように、後胴部３３を前胴部４の後方の組立スペース２１に搬送して、図４に示すように組み立てる。図３及び図４では、後胴部３３のうち前胴部４に挿入される球面部３４を備えた挿入部３５が組み立てられている。挿入部３５の内側には、シュー３６が設けられており、中折れジャッキ１８の先端に接続される。
【００３５】
その後、後胴部３３の図示しない残部を順次搬入して、組み立てていく。中折れ分岐シールド２の組立が終了したら、後胴部３３内の推進ジャッキ（図示せず）で推進力を得て、中折れ分岐シールド２を発進させる。
【００３６】
以上のように、上記実施の形態によれば、前胴部４後端に形成される中折れ分岐シールド２の球面軸受けの窪み部３８を利用して、荷重受部材２５を係止させたことによって、従来のように、中折れ分岐シールド２の外周面に連結部材（図９参照）５６を溶接する必要がない。これと併せて、荷重受部材２５は、発進口エントランス６の後端部にボルト等の固定手段で着脱自在に設けられているので、溶接作業やガス切断を行う必要がなく、中折れ分岐シールド２の固定に要する作業手間と時間を大幅に削減することができる。
【００３７】
また、シム等の間隔調整部材３２を、複数の荷重受部材２５に選択的に設けたことによって、間隔調整部材３２を設ける荷重受部材２５を選択して、間隔調整部材２５の厚さや枚数を決定して設けるといった容易な作業で、中折れ分岐シールド２の掘進方向の微調整を事前に行うことができる。よって、中折れ分岐シールド２の正確な方向への発進が可能となり、施工精度が大幅に向上する。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、分岐シールドとして中折れ分岐シールド２を例に挙げて説明したが、前胴部と後胴部を有していれば、これに限られるものではない。例えば、前胴部が後胴部に対して掘進可能に設けられた同時掘進シールド等にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る分岐シールドの発進方法の第一工程を示した側断面図である。
【図２】本発明に係る分岐シールドの発進方法の第二工程を示した側断面図である。
【図３】本発明に係る分岐シールドの発進方法の第三工程を示した側断面図である。
【図４】本発明に係る分岐シールドの発進方法の第四工程を示した側断面図である。
【図５】分岐シールドの前胴部の支持状態を示した背面図である。
【図６】発進口エントランス及び荷重受部材を示した拡大断面図である。
【図７】荷重受部材を示した拡大背面図である。
【図８】荷重受部材を示した斜視図である。
【図９】従来の分岐シールドの発進方法の工程を示した側断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  既設トンネル
２  中折れ分岐シールド（分岐シールド）
３  カッタ
４  前胴部
５  発進坑口
６  発進口エントランス
１８  中折れジャッキ（推進ジャッキ）
１９  反力受架台
２４  反力受ブロック
２５  荷重受部材
２７  係止部
３１  固定手段
３２  間隔調整部材
３３  後胴部
【要約】
【課題】  簡単な作業で土圧荷重を支持できる中折れ分岐シールドの発進方法を提供する。
【解決手段】  既設トンネル１内で、分岐シールド２のカッタ３と前胴部４とを組み立てると共に、発進口エントランス６を取り付け、前胴部４の推進ジャッキ１８の推進力でカッタ３を発進坑口５から既設トンネル１外に発進させ、前胴部４の後端部が発進口エントランス６の後端部近傍に位置するまで発進した後に、発進口エントランス６の後端部に、前胴部４を後方から係止することで軸方向に支持する荷重受部材２５を取り付けて、その後、推進ジャッキ１８を縮退させて、前胴部４の後方で後胴部３３を組み立てた後に、分岐シールド２を発進させる。
【選択図】  図３
【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】
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【図９】
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