(57)【要約】【課題】特にベントナイト等の粘性を有する被締固め材料を高密度に、しかも効率的に締固める方法とその装置を提供すること。【解決手段】先端に往復運動機構の駆動源の駆動力に応じ、かつ、被締固め材料を破壊させない面積を有する突固め面が形成された複数の突固めロッドを、それぞれアトランダムに往復運動させて被締固め材料を突き固め、該往復運動の復路において前記突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジを少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるまで後退させ、前記複数の突固めロッドを一斉に機体走行方向に移動させながら前記往復運動を繰返し、衝撃力による突固め動作を連続的に実行する衝撃式締固め方法。【選択図】図４
2006299557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に往復運動機構の駆動源の駆動力に応じ、かつ、被締固め材料を破壊させない面積を有する突固め面が形成された複数の突固めロッドを、それぞれアトランダムに往復運動させて被締固め材料を突き固め、該往復運動の復路において前記突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジを少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるまで後退させ、前記複数の突固めロッドを一斉に機体走行方向に移動させながら前記往復運動を繰返し、衝撃力による突固め動作を連続的に実行する衝撃式締固め方法。
【請求項２】
前記被締固め材料は、ベントナイト等の粘性を有する締固めがしにくい粘性材料であり、型枠内に撒き出されて締固められ、この撒出し・締固め工程を順次繰り返すことにより壁状不透水層を形成するための締固め方法であることを特徴とする請求項１に係る衝撃式締固め方法。
【請求項３】
前記突固めロッドの先端に形成された突固め面は平滑面とされ、前記複数の突固めロッドが全て前記被締固め材料を突固めたとき、被締固め材料に形成された突固め面は全体に亘ってほぼ隙間なく平面とされることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに係る衝撃式締固め方法。
【請求項４】
走行可能な移動機体と、
該移動機体の機台に高さ位置調整手段を介して取付けられ、一端部が開放されたシリンダーと、
該シリンダー内をシリンダー上室とシリンダー下室とに圧縮空気を交互に給排気する打撃子駆動手段によって往復運動する打撃子と、
柱状体に軸方向に形成された複数本の貫通孔を備え、前記シリンダーの開放端部に取付けられたフロントヘッドと、
前記複数本の貫通孔内にそれぞれ配置され、後退してその基部を前記シリンダー下室内に突出する一方、先端部を前記フロントヘッドから突出した状態で往復運動するロッドからなる複数本の突固めロッドと、
から構成される衝撃式締固め装置であって、
前記複数本の突固めロッドのそれぞれは、先端に往復運動機構の駆動源の駆動力に応じ、かつ、被締固め材料を破壊させない面積を有する突固め面が形成されたロッドと、該ロッドの中程にロッドより径大で前記貫通孔の内壁に接触しつつ往復運動する摺動部材を備えており、
前記高さ位置調整手段は、前記シリンダーの高さ位置が、前記突固めロッドの後退位置において突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジが少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるよう調整した後そのレベルを保持し、
前記突固めロッド駆動手段は、前記摺動部材が下死点に到達して前記貫通孔の空室内で前記摺動部材により圧縮された空気によって後退させる後退駆動手段と、前記摺動部材が上死点に位置するとき、前記打撃子が前記シリンダー下室内に突出した突固めロッドの基部を叩打する前進駆動手段とからなり、
各突固めロッドが前記突固めロッド駆動手段により独立してアトランダムな往復運動を繰り返して、ロッドの突固め面が衝撃力により被締固め材料内に圧入され、突固め面が被締固め材料に突固め面を形成しつつ突き固める動作を繰返し実行している間、前記移動機体は前記シリンダーの高さ位置を前記高さ位置調整手段によって一定レベルに保持しつつ連続して走行する衝撃式締固め装置。
【請求項５】
前記シリンダーは、移動機体の走行方向と直交する方向に複数連結され、前記複数本の突固めロッドのそれぞれの先端には平滑板が取付けられ、平滑板同士の間隙は微小とされていることを特徴する請求項５に係る衝撃式締固め装置。
【請求項６】
前記高さ位置調整手段は、前記シリンダーの高さ位置が、前記突固めロッドの後退位置において突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジが少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるよう調整した後そのレベルを被締固め材料の表面高さに倣って一定レベルに保持するものであることを特徴する請求項４乃至請求項５のいずれかに記載された衝撃式締固め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締固まり難い材料、例えばベントナイト等の粘性を有する材料を締固めるための締固め方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、締固め装置としては一般的に、振動ローラ、ロードローラ、タイヤローラ等の大型の締固め装置が、広範囲に亘る工事現場において広く使用されている。
また、振動コンパクタ、タンパ、ランマー等の小型の締固め装置が、上記大型の装置が作業し得ない狭隘な現場や比較的小規模の工事現場において使用されている。
上記の締固め装置はいずれも、平坦地を締固めるのに適しているものの、傾斜地や垂直面を締固めることは極めて困難あるいはほとんど不可能である。
【０００３】
一方、放射性廃棄物の埋設施設では、埋設設備の外周全体に遮水を目的として、高密度のベントナイトを施工する。
上記放射性廃棄物の埋設施設は岩盤に構築されたトンネルである場合が多いが、この場合振動ローラ、ロードローラ、タイヤローラ等の上記の大型の締固め装置は、構造物構築後の、狭隘部、天井の低い部分では、稼動することが不可能である。
他方、上記の振動コンパクタ、タンパ、ランマーは、比較的面積が大きい平板で材料の表面付近を叩く装置である。ベントナイトは粘性を有する材料であるので、これら装置を用いると、材料表面に気体が透過し難い膜が形成されて材料膜を含む膜より下の材料全体に含有されている空気を外部に放出することができない。このため、被締固め材料であるベントナイトを高密度に締固めることができない。しかも、粘性材料の表面付近を押圧して締固めるため深部まで締固める力が到達し難く、非常に長時間稼動させる必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明者らは、本体基体と、当該本体基体から往復運動自在に設けられている複数の突固めロッドと、当該ロッドを往復運動させるための駆動機構と、を備える硬化材料はつり装置を使用し、前記硬化材料はつり装置の前記突固めロッドにより、衝撃力を加えながら被締固め材料を押圧することによって締固める締固め方法を提案し、特許出願したものである。
しかしながらこの締固め方法は、締固め装置の走行を停止して、往復運動する突固めロッドにより衝撃力を加えながら締固め部を被締固め材料に対して押し付ける（押圧する）ことによって締固める方法であるため、締固め作業が間歇的に繰返して実施されるものであり、ベントナイトの締固め密度として所定の値を得られるものの、作業効率において満足のいくものではなかった。
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、特にベントナイト等の粘性を有する被締固め材料を高密度に、しかも効率的に締固める方法とその装置を提供することを目的とする。
【特許文献１】特願２００３−３６０４２０号
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の締固め方法は、
先端に往復運動機構の駆動源の駆動力に応じ、かつ、被締固め材料を破壊させない面積を有する突固め面が形成された複数の突固めロッドを、それぞれアトランダムに往復運動させて被締固め材料を突き固め、該往復運動の復路において前記突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジを少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるまで後退させ、前記複数の突固めロッドを一斉に機体走行方向に移動させながら前記往復運動を繰返し、衝撃力による突固め動作を連続的に実行することとした。
【０００６】
請求項２に係る本発明の締固め方法は、
被締固め材料は、ベントナイト等の粘性を有する締固めがしにくい粘性材料であり、型枠内に撒き出されて締固められ、この撒出し・締固め工程を順次繰り返すことにより壁状不透水層を形成することとした。
【０００７】
請求項３に係る本発明の締固め方法は、
突固めロッドの先端に形成された突固め面を平滑面とし、複数の突固めロッドが全て被締固め材料を突固めたとき、被締固め材料に形成された突固め面は全体に亘ってほぼ隙間なく平面とされることとした。
【０００８】
請求項４に係る本発明の締固め装置は、
走行可能な移動機体と、該移動機体の機台に高さ位置調整手段を介して取付けられ、一端部が開放されたシリンダーと、該シリンダー内をシリンダー上室とシリンダー下室とに圧縮空気を交互に給排気する打撃子駆動手段によって往復運動する打撃子と、柱状体に軸方向に形成された複数本の貫通孔を備え、前記シリンダーの開放端部に取付けられたフロントヘッドと、前記複数本の貫通孔内にそれぞれ配置され、後退してその基部を前記シリンダー下室内に突出する一方、先端部を前記フロントヘッドから突出した状態で往復運動するロッドからなる複数本の突固めロッドと、から構成される衝撃式締固め装置であって、前記複数本の突固めロッドのそれぞれは、先端に往復運動機構の駆動源の駆動力に応じ、かつ、被締固め材料を破壊させない面積を有する突固め面が形成されたロッドと、該ロッドの中程にロッドより径大で前記貫通孔の内壁に接触しつつ往復運動する摺動部材を備えており、前記高さ位置調整手段は、前記シリンダーの高さ位置が、前記突固めロッドの後退位置において突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジが少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるよう調整した後そのレベルを保持し、前記突固めロッド駆動手段は、前記摺動部材が下死点に到達して前記貫通孔の空室内で前記摺動部材により圧縮された空気によって後退させる後退駆動手段と、前記摺動部材が上死点に位置するとき、前記打撃子が前記シリンダー下室内に突出した突固めロッドの基部を叩打する前進駆動手段とからなり、各突固めロッドが前記突固めロッド駆動手段により独立してアトランダムな往復運動を繰り返して、ロッドの突固め面が衝撃力により被締固め材料内に圧入され、突固め面が被締固め材料に突固め面を形成しつつ突き固める動作を繰返し実行している間、前記移動機体は前記シリンダーの高さ位置を前記高さ位置調整手段によって一定レベルに保持しつつ連続して走行する衝撃式締固め装置とした。
【０００９】
請求項５に係る本発明の締固め装置は、
シリンダーは、移動機体の走行方向と直交する方向に複数連結され、複数本の突固めロッドのそれぞれの先端には平滑板が取付けられ、平滑板同士の間隙は微小とされている。
【００１０】
請求項６に係る本発明の締固め装置は、
前記高さ位置調整手段は、前記シリンダーの高さ位置が、前記突固めロッドの後退位置において突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジが少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるよう調整した後そのレベルを被締固め材料の表面高さに倣って一定レベルに保持するものとした。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る本発明によれば、先端に往復運動機構の駆動源の駆動力に応じ、かつ、被締固め材料を破壊させない面積を有する突固め面が形成された複数の突固めロッドを、それぞれアトランダムに往復運動させて被締固め材料を突き固め、該往復運動の復路において前記突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジを少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるまで後退させ、前記複数の突固めロッドを一斉に機体走行方向に移動させながら前記往復運動を繰返し、衝撃力による突固め動作を連続的に実行することとしたから、被締固め材料から内部の空気を排出しながら、連続して締固めることができるため、被締固め材料を深部まで均質に高密度化させることができるとともに、締固め作業を簡素化、効率化することができる。
【００１２】
請求項２に係る本発明によれば、被締固め材料は、ベントナイト等の粘性を有する締固めがしにくい粘性材料であり、型枠内に撒き出されて締固められ、この撒出し・締固め工程を順次繰り返すことにより壁状不透水層を形成することとしたから、ベントナイトの壁状不透水層を簡単に、迅速に形成することができる。
【００１３】
請求項３に係る本発明によれば、突固めロッドの先端に形成された突固め面を平滑面とし、複数の突固めロッドが全て被締固め材料を突固めたとき、被締固め材料に形成された突固め面は全体に亘ってほぼ隙間なく平面とされることとしたので、連続的に締固められることと相俟って仕上がり面が平滑となる。
【００１４】
請求項４に係る本発明によれば、走行可能な移動機体と、該移動機体の機台に高さ位置調整手段を介して取付けられ、一端部が開放されたシリンダーと、該シリンダー内をシリンダー上室とシリンダー下室とに圧縮空気を交互に給排気する打撃子駆動手段によって往復運動する打撃子と、柱状体に軸方向に形成された複数本の貫通孔を備え、前記シリンダーの開放端部に取付けられたフロントヘッドと、前記複数本の貫通孔内にそれぞれ配置され、後退してその基部を前記シリンダー下室内に突出する一方、先端部を前記フロントヘッドから突出した状態で往復運動するロッドからなる複数本の突固めロッドと、から構成される衝撃式締固め装置であって、前記複数本の突固めロッドのそれぞれは、先端に往復運動機構の駆動源の駆動力に応じ、かつ、被締固め材料を破壊させない面積を有する突固め面が形成されたロッドと、該ロッドの中程にロッドより径大で前記貫通孔の内壁に接触しつつ往復運動する摺動部材を備えており、前記高さ位置調整手段は、前記シリンダーの高さ位置が、前記突固めロッドの後退位置において突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジが少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるよう調整した後そのレベルを保持し、前記突固めロッド駆動手段は、前記摺動部材が下死点に到達して前記貫通孔の空室内で前記摺動部材により圧縮された空気によって後退させる後退駆動手段と、前記摺動部材が上死点に位置するとき、前記打撃子が前記シリンダー下室内に突出した突固めロッドの基部を叩打する前進駆動手段とからなり、前記摺動部材が上死点に位置するとき、前記シリンダー下室内に突出した突固めロッドの基部を叩打する前記打撃子とからなり、各突固めロッドが前記突固めロッド駆動手段により独立してアトランダムな往復運動を繰り返して、ロッドの突固め面が衝撃力により被締固め材料内に圧入され、突固め面が被締固め材料に突固め面を形成しつつ突き固める動作を繰返し実行している間、前記移動機体は前記シリンダーの高さ位置を前記高さ位置調整手段によって一定レベルに保持しつつ連続して走行する衝撃式締固め装置としたので、被締固め材料から内部の空気を排出しながら、連続して締固めることができるため、当該被締固め材料を深部まで均質に高密度化することができるとともに、締固め作業を簡素化、効率化することができる。
【００１５】
請求項５に係る本発明によれば、シリンダーは、移動機体の走行方向と直交する方向に複数連結され、複数本の突固めロッドのそれぞれの先端には平滑板が取付けられ、平滑板同士の間隙は微小とされているので、締固め作業をより一層効率化するとともに、仕上がり面を平坦にすることができる。
【００１６】
請求項６に係る本発明によれば、前記高さ位置調整手段は、前記シリンダーの高さ位置が、前記突固めロッドの後退位置において突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジが少なくとも前記被締固め材料の締固め前の表面と面一になるよう調整した後そのレベルを被締固め材料の表面高さに倣って一定レベルに保持するものとしたから、被締固め材料表面に不陸があったとしても、確実に材料を突固め、締固めることができる。
高さ位置調整手段を空気圧シリンダーにて構成し、前記打撃子を有するシリンダーを材料に向かって付勢状態でその高さを保持すると、高さ位置調整手段を簡単な構成で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、旋回可能な移動機体Ａに締固め装置１０を装着した衝撃式締固め装置の平面図と側面図、図２は、ブームＣを装備する建設機械Ｂに締固め装置１０を装着した衝撃式締固め装置の側面図、図３は、ＸＹ方向移動装置Ｄに締固め装置１０を装着した衝撃式締固め装置の側面図、図４は、締固め装置１０の実施例の縦断面図である。
【００１８】
本発明は、図１に示されるように、圧縮空気の供給を受けることができる旋回可能な移動機体Ａに締固め装置１０を装着する態様、図２に示されるようなブームＣを装備する建設機械Ｂに締固め装置１０を装着する態様、図３に示されるようなＸＹ方向移動装置Ｄに締固め装置１０を装着する態様がある。
いずれの態様においても、移動機体に対して締固め装置１０の高さを調整可能な高さ位置調整手段を有している。
図１、図３に示される態様においては、油圧シリンダーＳを上下動操作することにより締固め装置１０の高さを調整し、図２に示される態様においては、ブームＣを上下動操作することにより締固め装置１０の高さを調整する。
その際、後退した突固めロッド先端の高さは、少なくとも撒かれた被締固め材料高さよりも高くなるように調整される。
突固めロッドの突固め面は水平面だけではなく、図４に示されるように、その移動機体の走行方向先頭が斜めに切り欠かかれることがある。この場合には、突固め面の移動機体の走行方向先頭のエッジが、撒かれた被締固め材料高さよりも高くなるように調整すればよい。
本発明は、締固め装置１０にその特徴があるので、以下その構成について詳細に説明する。
【００１９】
締固め装置１０は、一端部が開放された円筒形のシリンダー４１と、該シリンダー４１の内部において空気圧により往復運動が可能となるように設けられている円筒形の打撃子４２と、円筒形シリンダー４１の開放端部に固定されているフロントヘッド２０と、該フロントヘッド２０の内部において往復運動が可能となるように設けられている突固めロッド３０と、圧縮空気を供給する圧縮機（図示せず）を主要部としている。そして、突固めロッドによる締固め作業時においては、通常はその高さを変更することはない。
しかし、被締固め材料表面に不陸があると小さな窪みに対して追従できず、窪みの材料に対する締固めが不足することとなる。
これに対応するためには、締固め装置のレベルを被締固め材料の表面高さに倣って保持することが有効である。
このためには、図１、図３に示された高さ位置調整用シリンダーＳを空気圧により駆動して、締固め装置１０の高さ位置を突固めロッドの後退位置において突固め面の移動機体Ａの走行方向先頭のエッジが少なくとも被締固め材料の締固め前の表面と面一になるよう調整した後、締固め装置１０を被締固め材料を弱い力で押付けるように付勢しつつ、締固め装置１０の高さを被締固め材料の表面高さに倣って、波打つ材料表面から一定高さを維持するように、高さ位置調整用シリンダーＳの空気圧を調整するとよい。
このようにすると、シリンダー内の圧力を有する空気が弾性的に体積変化して不陸に追従可能となる。
【００２０】
図４を参照して、フロントヘッド２０は、中実である略円柱形状に形成されている。フロントヘッド２０の軸方向には、フロントヘッド２０を貫通し、突固めロッド３０を挿通するための６個の貫通孔２０ａが設けられている。この貫通孔２０ａは、フロントヘッド２０の横断面方向において、略等角度に位置するように設けられている。
この貫通孔の数は、複数個であればいくつでもよいが、好ましくは４個以上であることが好ましい。
【００２１】
突固めロッド３０は、略円柱状のロッド３３と、その先端に取付けられた突固めロッドボディ３１と、から形成されている。
各ロッド３３は、フロントヘッド２０の貫通孔２０ａに挿通されており、基部がシリンダー４１の下室に突出可能となっている。そして、打撃子４２の先端部で叩打されることにより、当該貫通孔２０ａに沿って、各突固めロッド３０は往復運動ができるようになっている。
各ロッド３３の先端に取付けられた突固めロッドボディ３１は、その先端部に三角形形状である平滑板３５が６枚設けられる構成となっている。
【００２２】
この平滑板３５は、前記略円柱状のロッド３３自体の先端部の断面積と比較して大きな面積であり、各ロッド３３が同一平面上に並んだとき、６枚の平滑板３５同士の間にほぼ隙間が生じることがなく、正六角形形状となるように取付けられている。
突固めロッド３０は、打撃子４２によって叩打されて往動することにより被締固め材料を突固めるものであるから、確実に駆動される必要がある。
このため、各平滑板３５の面積は、後述する突固めロッド３０の往復運動駆動機構の駆動力に応じて決定される。
また、各平滑板３５の面積は、被締固め材料を破壊しないように、すなわち、突固めロッド３０の前進が被締固め材料を飛散させ、撹乱するだけで材料を締固めることができないことにはならないように、設定される。
なお、平滑板３５の各辺における軸方向には、補強用のリブ３６が設けられている。
【００２３】
このような締固め装置１０を用いれば、平坦かつ大面積である平滑板３５により、被締固め材料の全ての範囲に亘って均一に衝撃荷重を作用させることができるため、確実に締固めを行うことができるとともに、締固め面を平滑にすることができる。
【００２４】
フロントヘッド２０の前面には、貫通孔２０ａと同形の円孔２２ａが形成されている円盤であるブッシュ押さえ２２が、六角ボルト２４により取付けられている。そして、フロントヘッド２０の貫通孔２０ａとブッシュ押さえ２２の円孔２２ａとの間には、チゼルブッシング２３が介設されている。
３４は、ロッド３３の中程に設けられており、貫通孔２０ａの内部をスライド移動する摺動部材である。
シリンダー４１の側面部における略中間高さ位置には、シリンダー４１の内部と連通している圧縮空気供給孔４７が突出するように設けられている。圧縮機は、接続ホース（図示せず）を介して、圧縮空気供給孔４７に接続されており、シリンダー４１とフロントヘッド２０の空室５６に駆動源である圧縮空気を供給できるようになっている。
また、シリンダー４１の後端部は、複数本のサイドボルト４４及びサイドボルトナット４５により、断面形状が略凸形状であるバックヘッド４３で閉塞されている。このサイドボルト４４の先端部は、フロントヘッド２０に螺挿されており、フロントヘッド２０とシリンダー４１が一体化されている。
【００２５】
打撃子４２には、バックヘッド４３の先端部が、その内部に嵌入可能となるように、後端部から所定位置に至るまで、嵌入孔４２ａが形成されている。
【００２６】
シリンダー４１は、打撃子４２を挟んで上室５２と下室に区画され、打撃子４２には上室５２内に圧縮空気を導入する通気路５３と、該通気路５３の下方で打撃子４２の周方向にずれた位置に、上室５２内の圧縮空気を排出する通気路５４が穿設されている。また、打撃子４２外壁上方には、打撃子４２上昇時において圧縮空気を導入するための環状溝が形成されている。
一方、シリンダー４１の内壁には、上から順番に打撃子４２上昇用の圧縮空気導入路５５、打撃子４２下降用の圧縮空気導入路５６、打撃子４２上昇時に空気を排出するための排出路５７が、それぞれ環状溝の形態で形成されている。
【００２７】
以下、ベントナイトを締固める例について説明する。
上記の構成により、打撃子４２が上死点に達する直前に、上記圧縮空気導入路５６、通気路５３から上室５２に高圧の圧縮空気が導入され、打撃子４２を下方向に動かして破線で示した位置まで下降する。このとき打撃子４２は突固めロッド３０の基部を叩打する。すると、突固めロッド３０は図４の左側の状態から急激に同図右側の状態に運動して、既に突き固められた材料の上に新たに撒かれた約１６０ｍｍ厚の材料を突き固め、材料表面の高さを４０〜５０ｍｍ程度低くする。突固めロッド３０の駆動機構については後述する。
シリンダー４１の下室は、排気のための構造を有していない。このため、打撃子４２が下降運動しているとき、シリンダー４１の下室内の空気は圧縮されて、打撃子４２を弾力的に上方向に押し戻すための力を蓄える。
そして打撃子４２が下死点に到達する直前に、上室５２内の圧縮空気を排出する通気路５４が排出路５７と連通してシリンダー４１の上室５２内の圧縮空気を排出して、空室５６内を減圧する。ほぼ同時に、シリンダー４１の内壁に形成された打撃子４２上昇用の圧縮空気導入路５５が連通して、シリンダー下室内の圧縮空気と協同して打撃子４２を上方に動かす。
打撃子４２は上死点に達して、上記の動作を繰り返す。
打撃子４２は、以上の打撃子駆動機構により駆動され、例えば１５００ｒｐｍ／ｍｉｎを超える速度で上下動する。
【００２８】
次いで、突固めロッド３０の駆動機構について説明する。
打撃子４２が、突固めロッド３０の基部を叩打してロッドを下方向に動かす。このとき、摺動部材３４は空室５６内の空気を圧縮して空室５６内の圧力を高めながら下死点に到達する。このことにより突固めロッド３０は空室５６内の圧縮された空気の圧力により上方向に動いてロッドの基部がシリンダー４１の下室に突出した上死点の位置である図４の左側の状態で待機して、次の打撃子４２の叩打があるのを待つ。
突固めロッド３０とチゼルブッシング２３の間が気密であれば空室５６内の空気圧力のみで突固めロッド３０を上動可能であるが、実際にはそれらの間に磨耗等により隙間ができるので、シリンダー４１の内壁に環状溝を形成する。この環状溝は、突固めロッド３０を上動するための圧縮空気導入路５９として機能し、空室５６に圧縮空気を導入して、下動による自動的な圧力上昇に加えて強制的に突固めロッド３０を駆動することも有効である。
突固めロッド３０の１ストロークに要する時間は、打撃子４２のそれに比べ相当長くなる。また、各突固めロッド３０の１ストロークに要する時間は、それぞれのストロークにより異なる。
このため、各突固めロッド３０の往復運動には、規則性がなく、アトランダムに運動することとなる。
突固めロッド３０の先端は、そのストロークを約８５ｍｍとしてあるので、新たに撒かれた材料表面より十分に高い位置まで後退することができる。このため、衝撃式締固め装置を連続的に走行させながら突き固めることが可能となっている。
【００２９】
続いて、前記衝撃式締固め装置を用いた締固め方法について説明する。
先ず、被締固め材料を所望の場所に、約１６０ｍｍ撒き均す。
続いて、前記衝撃式締固め装置を約２ｋｍ／ｈの速度で走行しながら、突固めロッドボディ３１により衝撃力を加えて、締固めを行う全域に亘って、突固めロッドボディ３１を動作させることにより、総ての被締固め材料の締固めを行うことができる。この作業によれば、締固め装置１０の突固めロッドボディ３１の衝撃力により、被締固め材料の内部の空気が連続的に、迅速かつ確実に排出されるため、被締固め材料を深部まで均質に効率的に高密度化させることができる。
この作業によって、約１６０ｍｍ撒き均された被締固め材料の厚みは、約１２０〜１１０ｍｍの厚みになるまで予備的に締固められる。
この予備的な締固め作業に代えて、転圧ローラにて転圧することにより予備的に締固めてもよい。この場合は、約１６０ｍｍ撒き均された被締固め材料の厚みは、約１１０ｍｍの厚みになるまで締固められることとなる。
【００３０】
次いで、最終的な仕上げの締固め作業を実施する。
締固め作業の内容は、上記した予備的な締固め作業と同じであるが、走行速度は０．０５〜０．１ｋｍ／ｈの速度で作業する。
この作業により、約１６０ｍｍ撒き均された被締固め材料の厚みは、約１００ｍｍの厚みになるまで締固められ、所定の密度１．６ｇ／ｃｍ３まで締固められることとなる。
なお、前記作業を行う場合において、締固めに適する量の被締固め材料を少量ずつ撒き均す等しながら締固め作業を行う例について説明したが、被締固め材料の種類によっては一度に全量を撒き均した後に、全体の締固め作業を行うことも可能である。
また、本発明の衝撃式締固め方法を適用する場合において、締固めを行う部位が直線形状の境界面を有している場合のみばかりではなく、円、楕円若しくはその他の曲面形状の境界面を有する部位の場合であっても適用可能である。
すなわち、曲面形状の境界部を有する部位の締固めを行う場合には、締固め装置１０の突固めロッドボディ３１を境界面に沿って螺旋状に旋回させながら被締固め材料を締固めることにより行うことができる。
さらに、垂直の壁と水平の床の隅部に傾斜する面を締固める場合がある。
この場合には、締固め装置１０を取付けた機枠を９０度旋回して、走行方向前方にある締固め装置１０を、走行方向側方に位置させて締固め作業を行えばよい。
【００３１】
このように、本発明は優れた衝撃式締固め方法及びその装置であることから、種々の土木材料及び建築材料の締固めに適用可能である。
例えば、本発明によれば、放射性廃棄物の埋設施設の外周全体に遮水を目的として施工される高密度のベントナイトの締固めを好適に行うことができる。すなわち、ベントナイトは粘性を有しているために、従来のタンパ等の締固め装置を用いて締固めを行った場合には締固め難く、非常に長時間稼動させる必要があり、かつ、表面付近だけは非常に固くなるため装置に作用する衝撃力及び反動力で装置が壊れてしまう場合がある。しかし、本発明では、大きな衝撃力に対して、長時間の耐久性を有するように設計されている装置を用いて締固めを行うことから、ベントナイトを均質に高密度化させることができる。
【００３２】
また、本発明は、現場における締固めのみに適用するばかりではなく、所定寸法の型枠内に、締固め材料を投入した後に、衝撃式締固め装置を用いて締固めを行い、プレキャスト製品（ブロック等）を製作して利用する際にも適用することもできる。
【００３３】
さらに、前記衝撃式締固め装置は小型化することができるため、バックホウＢ等（その他の各種走行装置）に取付けて使用することが可能となる。従って、バックホウＢ等を自動制御することとすれば、自動化施工を行うことも可能となるとともに、従来、締固め機械を使用しにくく、施工が難しかった狭隘部で特に有効である。
また、前記衝撃式締固め装置は、圧縮空気により駆動する構造であるため、圧縮空気を供給するための圧縮機さえ接続可能であれば、施工場所に関わらずに適用可能である。
【００３４】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は衝撃式締固め装置を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図２】バックホウに取付けた衝撃式締固め装置を示す側面図である。
【図３】ＸＹ方向移動装置に取付けた衝撃式締固め装置を示す側面図である。
【図４】締固め装置の実施例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  締固め装置
２０  フロントヘッド
２２  ブッシュ押さえ
３０  突固めロッド
３１  突固めロッドボディ
３３  突固めロッド
３４  摺動部材
３５  平滑板
４０  突固めロッド駆動機構
４１  シリンダー
４２  打撃子
５０  注水機構
Ａ    移動機体
Ｂ    バックホウ
Ｃ    ブーム
Ｄ    ＸＹ方向移動装置
Ｓ    高さ位置調整用シリンダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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