(57)【要約】【課題】従来、推定した軟弱地盤の成層図に基づき改良層厚を推定し、工場において、上記推定した改良層厚に基づいてキャップ付ドレーン材を製作し、現場で上記キャップ付ドレーン材を埋め込んでいたが、実際の軟弱地盤の改良層厚と異なる場合があり、現場でキャップ付ドレーン材の長さを調整する必要があった。【解決手段】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法は、改良すべき軟弱地盤３の改良層６に埋め込まれるドレーン材本体１２と、このドレーン材本体１２の上端に固定した、気密キャップ１３とよりなるキャップ付ドレーン材１４を製作し、このキャップ付ドレーン材１４を、ドレーン打設機２により、上記軟弱地盤３の改良層６内において折り返して埋設するようにする。【選択図】図８
2014190117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良すべき軟弱地盤の改良層に埋め込まれるドレーン材本体と排水ホース取付用キャップとよりなるキャップ付ドレーン材のドレーン材本体をドレーン打設機のマンドレルにより、上記ドレーン材本体の下端が上記改良層内の下端に到達するまで下方に打設する第１の工程と、
上記ドレーン材本体の下部を上記改良層内に残して、上記ドレーン打設機のマンドレルを上記改良層から上方に引き上げる第２の工程と、
上記ドレーン打設機のマンドレルにより、上記改良層に埋め込まれていない上部の上記ドレーン材本体の所望の箇所を、上記改良層内の所望の深さまで下方に打設し、
上記ドレーン材本体を、上記改良層内の下端から上端まで上方に延び、そこから１８０度折り返して上記改良層内の所望の深さまで下方に延び、さらにそこから１８０度折り返して上記改良層内の上端まで上方に延びて、上記改良層内に埋め込むと共に、上記排水ホース取付用キャップを上記改良層内の上端に位置するように埋め込む第３の工程と、
上記キャップ付ドレーン材を上記改良層内に残して上記マンドレルを引き上げる第４の工程と
よりなることを特徴とする真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法。
【請求項２】
上記第１の工程の前に、上記ドレーン材本体の下端に下部アンカーを設ける工程を更に設けると共に、上記第２の工程と上記第３の工程との間に、上記ドレーン本体の所望の箇所に中間アンカーを設ける工程を更に設けることを特徴とする請求項１記載の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法。
【請求項３】
上記改良層は、上記軟弱地盤の上部シール層と下部シール層との間の層であることを特徴とする請求項１又は２記載の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法。
【請求項４】
改良すべき軟弱地盤の改良層に埋め込まれるドレーン材本体と、このドレーン材本体の上端に固定した排水ホース取付用キャップとよりなり、
上記ドレーン材本体は、上記改良層内の下端から上端まで上方に延び、そこから１８０度折り返されて上記改良層内の所望の深さまで下方に延び、さらにそこから１８０度折り返されて上記改良層内の上端まで上方に延びて、上記改良層内に埋め込まれると共に、上記排水ホース取付用キャップが上記改良層内の上端に位置するように埋め込まれることを特徴とする真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材。
【請求項５】
上記ドレーン材本体の下端に設けられる下部アンカーと、上記改良層内で上記所望の深さで折り返される上記ドレーン材本体の所望の箇所に設けられる中間アンカーとを更に有することを特徴とする請求項４記載の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材。
【請求項６】
上記中間アンカーは、互いに離間して平行に延びる２つのスリットを有するアンカー本体と、上記スリット間の上記アンカー本体の裏面側に設けた、上記スリットに挿入されたドレーン材本体の折り返された部分を所望の曲率で湾曲するようガイドするガイド部材とよりなることを特徴とする請求項５記載の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材。
【請求項７】
上記改良層は、上記軟弱地盤の上部シール層と下部シール層との間の層であることを特徴とする請求項４、５又は６記載の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性土による埋立地等の軟弱地盤を圧密するための真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材及びこの埋設方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空圧密ドレーン工法は、まず、改良すべき軟弱地盤にコーン貫入試験を行い、着底地盤の傾斜や深度を事前に把握する。そして、その結果をもとに、工場において、上記軟弱地盤に埋設されるキャップ付ドレーン材の下端が上記軟弱地盤の下部シール層を確保する位置に埋設されると共に、上記排水ホース取付用の気密キャップが上記軟弱地盤の上部シール層を確保する位置に埋設されるようにキャップ付ドレーン材の長さを調整して製作する。
【０００３】
そして、上記キャップ付ドレーン材に、真空ポンプに接続される所望の長さの排水ホースを固定し、このように製作した排水ホースが固定された複数のキャップ付ドレーン材を、一本の線状として連結し、ドラム等にロール状に巻き付けて、現場に搬送する。
【０００４】
そして、現場において、上記キャップ付ドレーン材が巻き付けられたドラムをドレーン打設機に装着して、このドラムからキャップ付ドレーン材を引き出して、図１３に示すように、上記キャップ付ドレーン材１をドレーン打設機２で軟弱地盤３に打ち込み、上記軟弱地盤３の上部シール層４と下部シール層５との間の改良層６内に上記キャップ付ドレーン材１が位置するように埋設する。そして、上記排水ホース８の先端を切断し、上記ドレーン打設機２を次のドレーン材打設位置まで移動させて、同様にキャップ付ドレーン材を埋設し、これを必要な回数繰り返す。そして、上記キャップ付ドレーン材１の気密キャップ７に固定された排水ホース８を真空ポンプ（図示せず）に接続し吸引して、上記改良層６内の間隙水を排水する。なお、９は、上記下部シール層５の下の砂層などの非軟弱地盤である。
【０００５】
このような真空圧密ドレーン工法としては、例えば、特許文献１に記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１８０７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の真空圧密ドレーン工法においては、上記コーン貫入試験の実施を無制限にできないので、有限回数のコーン貫入試験から推定して軟弱地盤の成層図を作成し、この推定した成層図を基にドレーン材本体の長さを設定し、キャップ付ドレーン材を工場で製作していた。
【０００８】
そのため、特に、改良層厚が場所ごとに大きく変化する斜面においては、上記推定した成層図における改良層厚と、実際の現場の軟弱地盤の改良層厚とが乖離している場合があるので、現場で、上部シール層及び下部シール層の各層厚を確保させるために、上記キャップ付ドレーン材の長さを調整する必要があり、そのために、ドレーン材本体を切断し、気密キャップを付け直す必要があり、手間がかかっていた。また、異なる改良層の厚さに応じて、長さの異なるドレーン材本体を製作する必要があり、製作効率、打設効率が悪かった。
【０００９】
本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法は、改良すべき軟弱地盤の改良層に埋め込まれるドレーン材本体と排水ホース取付用キャップとよりなるキャップ付ドレーン材のドレーン材本体をドレーン打設機のマンドレルにより、上記ドレーン材本体の下端が上記改良層内の下端に到達するまで下方に打設する第１の工程と、上記ドレーン材本体の下部を上記改良層内に残して、上記ドレーン打設機のマンドレルを上記改良層から上方に引き上げる第２の工程と、上記ドレーン打設機のマンドレルにより、上記改良層に埋め込まれていない上部の上記ドレーン材本体の所望の箇所を、上記改良層内の所望の深さまで下方に打設し、上記ドレーン材本体を、上記改良層内の下端から上端まで上方に延び、そこから１８０度折り返して上記改良層内の所望の深さまで下方に延び、さらにそこから１８０度折り返して上記改良層内の上端まで上方に延びて、上記改良層内に埋め込むと共に、上記排水ホース取付用キャップを上記改良層内の上端に位置するように埋め込む第３の工程と、上記キャップ付ドレーン材を上記改良層内に残して上記マンドレルを引き上げる第４の工程とよりなることを特徴とする。
【００１１】
また、上記第１の工程の前に、上記ドレーン材本体の下端に下部アンカーを設ける工程を更に設けると共に、上記第２の工程と上記第３の工程との間に、上記ドレーン本体の所望の箇所に中間アンカーを設ける工程を更に設けることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材は、改良すべき軟弱地盤の改良層に埋め込まれるドレーン材本体と、このドレーン材本体の上端に固定した排水ホース取付用キャップとよりなり、上記ドレーン材本体は、上記改良層内の下端から上端まで上方に延び、そこから１８０度折り返されて上記改良層内の所望の深さまで下方に延び、さらにそこから１８０度折り返されて上記改良層内の上端まで上方に延びて、上記改良層内に埋め込まれると共に、上記排水ホース取付用キャップが上記改良層内の上端に位置するように埋め込まれることを特徴とする。
【００１３】
また、上記ドレーン材本体の下端に設ける下部アンカーと、上記改良層内で上記所望の深さで折り返される上記ドレーン材本体の所望の箇所に設ける中間アンカーとを更に有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記中間アンカーは、互いに離間して平行に延びる２つのスリットを有するアンカー本体と、上記スリット間の上記アンカー本体の裏面側に設けた、上記スリットに挿入されたドレーン材本体の折り返された部分を所望の曲率で湾曲するようガイドするガイド部材とよりなることを特徴とする。
【００１５】
また、上記改良層は、上記軟弱地盤の上部シール層と下部シール層との間の層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、推定して作成した軟弱地盤の成層図における改良層厚と、実際の現場の軟弱地盤の改良層厚とが乖離している場合であっても、現場でキャップ付ドレーン材の長さを調整することなしに、確実に、改良層内にキャップ付ドレーン材を埋設することができるという大きな利益がある。
【００１７】
また、各ドレーン材本体の長さを同じにできるので、ドレーン材本体の製作効率や、ドレーン材の打設作業効率を上げることができる。
【００１８】
また、ドレーン材本体を折り返した部分では、排水能力を上げることができるので、キャップ付ドレーン材の打設間隔を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の斜視図である。
【図２】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法の説明図である。
【図３】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法の説明図である。
【図４】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法の説明図である。
【図５】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法の説明図である。
【図６】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設に用いる中間アンカーの斜視図である。
【図７】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設に用いる中間アンカーの側面図である。
【図８】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法の説明図である。
【図９】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法の説明図である。
【図１０】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設に用いる他の実施例の中間アンカーの斜視図である。
【図１１】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設に用いる他の実施例の中間アンカーの側面図である。
【図１２】本発明の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の他の実施例の説明図である。
【図１３】従来の真空圧密ドレーン工法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の第１の実施例の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材の埋設方法においては、予め、改良すべき軟弱地盤に対してコーン貫入試験を行い、このコーン貫入試験により、軟弱地盤の推定した成層図を作成し、この推定した成層図に基づいて、それぞれ１ｍ程の下部シール層と上部シール層を考慮して、改良層の厚さを設定する。
【００２２】
そして、工場において、図１に示すように、板状のドレーン材本体１２と、このドレーン材本体１２の上端に固定した、排水ホース取付用の気密キャップ１３とよりなるキャップ付ドレーン材１４を製作する。
【００２３】
また、上記ドレーン材本体１２は、改良層厚の変化を考慮し、例えば、３〜４ｍ程度、上記設定された改良層厚よりも長く製作する。
【００２４】
なお、上記各所望の長さのドレーン材本体１２の長さは、上記改良層６の厚さに合わせて、変化させてもよいが、対象となる工事範囲内の必要最大長さに合わせて、各ドレーン材本体１２の長さを設定すれば、対象となる工事範囲内で使用する各ドレーン材本体１２の長さを同じにすることができる。これにより、ドレーン材打設時において、ドレーン材本体の長さにあった打設位置に打設する必要がなくなるため、ドレーン打設機の移動の制約がなくなり、また、ドレーン打設機のドレーン材打設順序の制約もなくなり、作業効率を高めることができると共に、工場でのドレーン材本体の製作効率も上げることができるようになる。
【００２５】
次に、上記キャップ付ドレーン材１４の気密キャップ１３に、真空ポンプ（図示せず）に接続される所望の長さの排水ホース１５を固定し、このように製作した排水ホースが固定された複数のキャップ付ドレーン材１４を、上記排水ホースの上端と、他のキャップ付ドレーン材のドレーン材本体の下端とを固定して、一本の線状として連結し、ドラム（図示せず）等にロール状に巻き付けて、現場に搬送する。
【００２６】
そして、上記ロール状に巻かれたキャップ付ドレーン材１４を現場に持ち込み、上記ドラムをドレーン打設機２に装着する。そして、上記ドラムから上記キャップ付ドレーン材１４を引き出して、図２に示すように、上記ドレーン打設機２のマンドレル１６内に装着し、上記マンドレル１６の先端から突出した上記キャップ付ドレーン材１４の下端に下部アンカー１７を設ける。
【００２７】
そして、図３に示すように、上記ドレーン材本体１２を、上記ドレーン打設機２のマンドレル１６により、上記下部アンカー１７が軟弱地盤３の上部シール層４と下部シール層５との間の改良層６内の下端に到達するまで鉛直方向下方に打設する。
【００２８】
次に、図４に示すように、上記ドレーン材本体１２の下部を上記改良層６内に残して、上記ドレーン打設機２のマンドレル１６のみを軟弱地盤３から上方に引き上げ、上記キャップ付ドレーン材１２のドレーン材本体１０の下部のみが上記軟弱地盤３内に埋設されるようにする。
【００２９】
次に、図５に示すように、上記マンドレル１６の位置をマンドレル径の１／２程度（例えば、角鋼管のマンドレル径が約１５ｃｍの場合には１０ｃｍ程度）の距離Ｌだけ横にずらし、上記軟弱地盤３に埋め込まれていない上部の上記ドレーン材本体１２の所望の箇所に中間アンカー１８を設ける。なお、図５中の点線は横にずらす前のマンドレル１６の位置を示すものである。
【００３０】
なお、このマンドレル１６をマンドレル径の１／２程度横にずらす理由は、後述するように上記ドレーン材本体１２の上部を再度、軟弱地盤３に打設するとき、全くの同一箇所に再打設すると、マンドレル１６により既に打設しているドレーン材本体１２を、損傷するため、それを防止するためである。
【００３１】
また、軟弱地盤は表層が乾燥して固化していることが多く、図５に示すように、ドレーン打設時のマンドレル孔１０がそのまま自立して孔壁として残る場合がある。そして、後述するように上記ドレーン材本体１２の上部を再度、軟弱地盤３に打設するとき、上記マンドレル１６を、例えば、３０ｃｍ程度、マンドレル径以上横にずらして再打設すると、最初の打設時に形成されたマンドレル孔と再打設時に形成されたマンドレル孔との間の乾燥固化した地盤部分に、マンドレル１６により下方に引っ張られている、上記最初に打設されたドレーン材本体１２の１８０度折り返された部分が引っ掛かり、地中でうまく折り返して埋設できなくなると共に、上記ドレーン材本体１２が損傷してしまう場合がある。
【００３２】
そこで、後述する図８及び図９に示すように、再打設時は、最初の打設時に形成されたマンドレル孔１０に連続してマンドレル孔１１が形成できる範囲内で、マンドレル１６を横にずらし、上記マンドレル１６により、表層の乾燥固化した地盤部分をほぐしながら掘り進むようにする。これにより、上記マンドレル１６により下方に引っ張られている、上記最初に打設されたドレーン材本体１２の１８０度折り返された部分を、上記マンドレル１６の打設により形成された孔部分、或いは、上記孔内の上記ほぐされた地盤部分を通過させて、上記ドレーン材本体１２が地中で損傷することなく折り返されるようにする。
【００３３】
また、上記ドレーン材本体１２の所望の箇所の位置は、図５に示すように、上記改良層６の上端６ａから上記気密キャップ１３までの距離をＨとして、上記気密キャップ１３から（１／２）Ｈだけ下方の位置である。この位置に上記中間アンカー１８を設けることにより、後述するように、上記ドレーン打設機２により、上記中間アンカー１８を所望の深さまで打設することにより、上記ドレーン材本体１２の全体を上記改良層６内に埋設することができると共に、気密キャップ１３を上記改良層６の上端に位置させることができるようになる。
【００３４】
なお、上記中間アンカー１８は、例えば、図６に示すように、一方の側面から２つのスリット１９、１９が互いに離間して平行に設けられた板体２０よりなり、図７に示すように、この板体２０のスリット１９、１９に、１８０度折り返したドレーン材本体１２の一方の部分１２ａ及び他方の部分１２ｂをそれぞれ挿入して装着するようにする。
【００３５】
なお、２１は、上記ドレーン材本体１２の折り返された部分の表裏にそれぞれホチキスなどで固定された添接ドレーン材であり、この添接ドレーン材２１により、上記ドレーン材本体１２の折り返された部分の通水断面の減少を補うことができる。
【００３６】
次に、上記ドレーン材本体１２の所望の箇所に中間アンカー１８を設けた後は、図８に示すように、再度、上記ドレーン材本体１２の上部を、上記ドレーン打設機２のマンドレル１６により、上記ドレーン材本体１２の所望の箇所が上記改良層６内の所望の深さまに到達するまで鉛直方向下方に打設する。
【００３７】
なお、上記所望の深さとは、上記改良層６の上端６ａから（１／２）Ｈだけ下方の位置である。
【００３８】
これにより、上記ドレーン材本体１２を、上記改良層６内の下端から上端まで上方に延び、そこから１８０度折り返して上記改良層内の所望の深さまで下方に延び、さらにそこから１８０度折り返して上記改良層内の上端まで上方に延びて、上記改良層内に埋め込むと共に、上記気密キャップ１３を上記改良層６内の上端に位置するように埋設することができるようになる。
【００３９】
そして、図９に示すように、上記キャップ付ドレーン材１４を上記改良層６内に残して、上記ドレーン打設機２のマンドレル１６のみを軟弱地盤３から上方に引き上げる。
【００４０】
なお、上記板状の中間アンカー１８を用いる代わりに、図１０及び図１１に示すように、断面コ字状のアンカー本体２２と、このアンカー本体２２の上板２２ａの一方の側面から互いに離間して平行に設けた２つのスリット２３、２３と、上記スリット２３、２３間の上記上板２２ａの裏面に固定した、上記スリット２３の長手方向に延びる半筒体２４などのガイド部材とよりなる中間アンカー２５を用いてもよい。
【００４１】
上記中間アンカー２５によれば、上記中間アンカー２５のスリット２３、２３に、上記半筒体２４をまたいで、１８０度折り返したドレーン材本体１２の一方の部分１２ａ及び他方の部分１２ｂをそれぞれ挿入して装着することにより、上記ドレーン材本体１２の折り返された部分が所望の曲率を確保して湾曲するようになり、上記ドレーン材本体１２が極端に折れ曲がって、通水断面が減少することを防ぐことができるようになる。
【００４２】
本発明によれば、推定して作成した軟弱地盤の成層図における改良層厚と、実際の現場の軟弱地盤の改良層厚とが乖離している場合であっても、長いドレーン材本体を用いて、折り返して改良層内に埋め込むので、現場でキャップ付ドレーン材の長さを調整することなしに、改良層内にキャップ付ドレーン材を埋設することができるという大きな利益がある。
【００４３】
また、各ドレーン材本体の長さを同じにすれば、ドレーン材本体の製作効率や、ドレーン材の打設作業効率を上げることができる。
【００４４】
また、ドレーン材を折り返した区間については、排水効果（排水能力）が通常より増加するため、この増加分を考慮し、ドレーン材打設間隔を広げることができる。
【実施例２】
【００４５】
本発明の第２の実施例の真空圧密ドレーン工法に用いるキャップ付ドレーン材においては、図１２に示すように、特に、改良すべき軟弱地盤の改良層の厚さの最大と最少の差が３ｍ以上ある場合などに、対象とする工事範囲内に埋設するキャップ付ドレーン材１４の全ての長さを、上記対象とする工事範囲内の軟弱地盤の改良層の最大厚さの長さと同じにする。
【００４６】
そして、上記最大厚の改良層以外の改良層においては、上記第１の実施例による方法で、上記各キャップ付ドレーン材１４を埋設していく。
【００４７】
従来、改良すべき軟弱地盤の改良層の厚さの最大と最少の差が３ｍ以上あるような場合には、改良層の厚さに応じて、長さの異なるキャップ付ドレーン材を複数製作し、改良層の厚さにあったキャップ付ドレーン材を埋設する必要があったが、本発明の第２の実施例のキャップ付ドレーン材によれば、厚さの異なる改良層ごとにキャップ付ドレーン材を製作する必要がなくなり、また、打設位置を考慮する必要がなくなる。
【００４８】
本発明の第２の実施例によれば、各ドレーン材本体の長さが同じであるので、工場でのドレーン材製作効率を上げることができる。また、ドレーン材打設時において、ドレーン打設機の移動の制約がなくなり、また、ドレーン打設機のドレーン材打設順序の制約もなくなるため、作業効率を高めることができる。
【００４９】
また、ドレーン材を折り返した区間については、排水効果（排水能力）が通常より増加するため、この増加分を考慮し、ドレーン材打設間隔を広げることができる。
【００５０】
即ち、対象とする工事範囲内全体のうち、改良すべき軟弱地盤の改良層が浅く、改良層の厚さの最大と最少の差が３ｍ以上あるような場合には、当該範囲において、改良層厚よりも長いドレーン材を折り返すことで、ドレーン材打設間隔を他の場所よりも広くし、キャップ付ドレーン材の本数を少なくすることができるようになる。
【符号の説明】
【００５１】
１    キャップ付ドレーン材
２    ドレーン打設機
３    軟弱地盤
４    上部シール層
５    下部シール層
６    改良層
６ａ  上端
７    気密キャップ
８    排水ホース
９    非軟弱地盤
１０  マンドレル孔
１１  マンドレル孔
１２  ドレーン材本体
１２ａ  一方の部分
１２ｂ  他方の部分
１３  気密キャップ
１４  キャップ付ドレーン材
１５  排水ホース
１６  マンドレル
１７  下部アンカー
１８  中間アンカー
１９  スリット
２０  板体
２１  添接ドレーン材
２２  アンカー本体
２２ａ  上板
２３  スリット
２４  半筒体
２５  中間アンカー
【図１】
2014190117.tif 000003
【図２】
2014190117.tif 000004
【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】
2014190117.tif 000009
【図８】
2014190117.tif 000010
【図９】
2014190117.tif 000011
【図１０】
2014190117.tif 000012
【図１１】
2014190117.tif 000013
【図１２】
2014190117.tif 000014
【図１３】
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