(57)【要約】      （修正有）【課題】オープンシールド工法の施工時（函体据付時）は函体と函体のずれ防止用に定着ボルトを簡単にセットして、締付定着でき、函体に反力が必要なくなったときに可撓継手とすることができるとともに、止水性はいずれの場合でも確保できるコンクリート函体の可撓継手構造を提供する。【解決手段】一方のコンクリート函体４の定着ボルト挿入孔１２の奥にキー孔２６ａを設けたロック板２６を設置し、また、定着ボルト１７の一端にキー突起２７を設け、定着ボルト１７を定着ボルト挿入孔１２に差入れ、かつ回して、キー孔２６ａを通したキー突起２７をロック板２６に係止し、他方のコンクリート函体４の定着ボルト挿入孔１２に入る前記定着ボルト１７の他端は定着ボルト挿入孔１２奥の箱抜き２５で定着プレート２１および緩衝ゴムリング２８を嵌めてナット２２止めし、かつ、周囲に無収縮モルタル１９を充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間にクッション材を介在させた一方のコンクリート函体と他方のコンクリート函体とを双方の定着ボルト挿入孔を合わせて定着ボルト挿入孔同士に定着ボルトを渡して締結するコンクリート函体の可撓継手構造において、
一方のコンクリート函体の定着ボルト挿入孔奥にキー孔を設けたロック板を設置し、また、定着ボルトの一端にキー突起を設け、定着ボルトを定着ボルト挿入孔に差入れ、かつ回して、キー孔を通したキー突起をロック板に係止し、他方のコンクリート函体の定着ボルト挿入孔に入る前記定着ボルトの他端は定着ボルト挿入孔奥の箱抜きで定着プレートおよび緩衝ゴムリングを嵌めてナット止めし、かつ、周囲に無収縮モルタルを充填することを特徴とするコンクリート函体の可撓継手構造。
【請求項２】
定着ボルト中央に硬質ゴムによる緩衝材を被覆させ、この緩衝材を一方のコンクリート函体と他方のコンクリート函体とを双方のシース孔に跨らせる請求項１記載のコンクリート函体の可撓継手構造。
【請求項３】
コンクリート函体相互の内方目地に２液性目地材を充填する請求項１または請求項２記載のコンクリート函体の可撓継手構造。
【請求項４】
コンクリート函体相互の接合端面間にシール材を介在させる請求項１または請求項２記載のコンクリート函体の可撓継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、市街地に上下水道、地下道等の地下構造物を施工するオープンシールド工法に使用するコンクリート函体の可撓継手構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート函体（ボックスカルバート）の可撓継手に関しては例えば、下記特許文献のようなものがある。
【特許文献１】特開平９−６００９９号公報
【０００３】
前記特許文献１は、図１５に示すように、中央に空間部１０２ａを有する閉鎖断面の各ボックスカルバート１０２の連結部に、変位に対して止水効果を維持しつつ追従できる止水板５を設ける。
【０００４】
また、各ボックスカルバート１０２の連結は、止水板１０５の設計変位量を越えた時の破損を防ぎ、自身も止水板１０５の設計変位に追従できるＰＣ鋼棒１０６で行う。
【０００５】
そして、連結部１０３が変位に追従でき各ボックスカルバート１０２の止水状態を確保しての連結状態を維持し続けられるようにし、連結状態に変位が生じても各ボックスカルバート１０２による共同溝等としての機能を維持できるようにする。
【０００６】
図示は省略するが前記ＰＣ鋼棒１０６における両端部の、ボックスカルバート１０２における連結端部への定着は、前記変位に追従して定着状態を維持できるように構成した特殊定着具によって行われ、この特殊定着具は、中央部をＰＣ鋼棒１０６が貫通しており、ＰＣ鋼棒１０６を定着すべく締め付ける定着用ナットが、付勢装置１１４を介して当接する平面状の座面を有する半球状座金と、この半球状座金の球面部が嵌合する凹面部が略中央部に形成されていると共に、ＰＣ鋼棒１０６が貫通する貫通孔が略中央部に形成されている座金用ベース１１３とからなる。
【０００７】
そして、この特殊定着具における半球状座金の球面部と座金用ベース１１３の凹面部との作用によって、定着用ナットが付勢装置１１４を介して当接する半球状座金の座面が、変位によって生じる、ＰＣ鋼棒１０６の配設位置の変化に追従して動くことができる。
【０００８】
また、このように、定着用ナットが当接する半球状座金の座面が動いても、コイルバネを内蔵している付勢装置１１４の作用によって、定着用ナットの締め付け力は維持し続けることができる。
【０００９】
次に本発明のコンクリート函体を使用するオープンシールド工法について説明する。
【００１０】
オープンシールド工法は、開削工法（オープンカット工法）とシールド工法の長所を生かした合理性に富む工法で、上部開放型シールド機（オープンシールド機）を使用して推進させ土砂崩壊を防ぎながら、その内部で函体布設を行う工法である。
【００１１】
図１６、図１７にその概略を示すと、図中１はオープンシールド機で、これは左右の側壁板とこれら側壁板に連結する底板とからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機である。
【００１２】
該オープンシールド機１は、機体を前後方向で複数に分割し、フロント部１ａとしての前方の機体の後端にテール部１ｂとしての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で中折れ部２を形成して屈曲可能としている。
【００１３】
フロント部１ａは主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキを左右によせて、また上下複数段に配設した。
【００１４】
これに対してテール部１ｂはコンクリート函体４の設置を行うもので、底板５を有し、機体内で前部に後方へ向けて推進ジャッキ(シールドジャッキ)３を左右によせて、また上下複数段に配設している。
【００１５】
図中６はフロント部１ａの前端に設けたスライド土留板、８はプレスバー（押角）である。
【００１６】
次に、このようなオープンシールド機１を用いたオープンシールド工法について説明すると、図示は省略するが、発進立坑内にこのオープンシールド機１を設置して、オープンシールド機１の推進ジャッキ３を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体４をクレーン等の揚重機１４により上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール部１ｂ内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。
【００１７】
ショベル等の掘削機７でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。
【００１８】
そして前記第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降す。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻しを施す。
【００１９】
なお、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降す際には、コンクリートブロック等による高さ調整材をコンクリート函体４下に配設し、このテール部１ｂ内でコンクリート函体４の左右および下部の空隙に瞬結性グラウト材を用いた裏込注入材９を充填して一次注入を行い、さらに、オープンシールド機１の前進後、二次注入として、コンクリート函体４の内側からグラウトホールにより、外側に裏込注入材９を注入する。
【００２０】
このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。
【００２１】
このようにして地中に縦列に埋設されるコンクリート函体４は、既設のコンクリート函体４に対して新たなコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降した際に定着ボルトで締結していき、図１８に示すように定着部１０が形成される。
【００２２】
定着部１０を形成するコンクリート函体４同士の接続は、図示は省略するがコーナー部に前後方向の貫通孔を設け、ボルト等の緊結をもって縦列に並ぶものを接続していく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
前記オープンシールド工法では、ショベル等の掘削機でオープンシールド機の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土し、この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキを伸長してオープンシールド機を前進させるもので、コンクリート函体はジャッキ推力の反力を受けるため設置時にはしっかりとした締結が要求され、その後、コンクリート函体４同士の接続を可撓継手とすることが求められる。
【００２４】
前記特許文献１では、ボックスカルバートがジャッキ推力の反力を受けるため設置時にはしっかりとした締結が要求されることまでは勘案されておらず、継手の設置段階で締結に変化を与えることは考慮されていない。
【００２５】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、オープンシールド工法の特殊性を考慮して、オープンシールド工法の施工時（函体据付時）は函体と函体のずれ防止用に定着ボルトを簡単にセットして、締付定着でき、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて可撓継手とすることができるコンクリート函体の可撓継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、間にクッション材を介在させた一方のコンクリート函体と他方のコンクリート函体とを双方の定着ボルト挿入孔を合わせて定着ボルト挿入孔同士に定着ボルトを渡して締結するコンクリート函体の可撓継手構造において、一方のコンクリート函体の定着ボルト挿入孔奥にキー孔を設けたロック板を設置し、また、定着ボルトの一端にキー突起を設け、定着ボルトを定着ボルト挿入孔に差入れ、かつ回して、キー孔を通したキー突起をロック板に係止し、他方のコンクリート函体の定着ボルト挿入孔に入る前記定着ボルトの他端は定着ボルト挿入孔奥の箱抜きで定着プレートおよび緩衝ゴムリングを嵌めてナット止めし、かつ、周囲に無収縮モルタルを充填することを要旨とするものである。
【００２７】
請求項１記載の本発明によれば、まず、定着ボルトのセットについては、一方のコンクリート函体の定着ボルト挿入孔に差し入れた定着ボルトの一端はロック板に差入れ、かつ回して、キー孔を通したキー突起をロック板に係止することで係止でき、この定着ボルトの他端は他方のコンクリート函体の定着ボルト挿入孔奥の箱抜きで定着プレートおよび緩衝ゴムリングを嵌めてナット止めすることで固定でき、簡単にセットできる。
【００２８】
そしてオープンシールド工法の施工時（函体据付時）は定着ボルトを緩衝ゴムリングを介在させずに締付定着することで、ジャッキ推力の反力を受けても函体と函体のずれ防止を行うことができる。
【００２９】
また、定着ボルトでコンクリート函体同士を締結することで、コンクリート函体間でクッション材を作用させ、該クッション材がコンクリート函体の接続部において端面同士が部分的にしか接触しない所謂ポイントタッチが生じることを失くし、ジャッキ推力を受けた時にポイントタッチにより接触部分に応力が集中してコンクリートが破損してしまうおそれを防止できる。
【００３０】
一方、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて、緩衝材（ゴム）を介在させて固定し、ボルト端部周囲に無収縮モルタルを充填することで、地震時には緩衝材（ゴム）がつぶれてコンクリート函体の挙動に追従できる可撓継手とすることができる。
【００３１】
請求項２記載の本発明は、定着ボルト中央に硬質ゴムによる緩衝材を被覆させ、この緩衝材を一方のコンクリート函体と他方のコンクリート函体とを双方のシース孔に跨らせることを要旨とするものである。
【００３２】
請求項２記載の本発明によれば、定着ボルトは中央に被覆された硬質ゴムによる緩衝材により、コンクリート函体相互のシース孔内に変位可能に水平に保持される。
【００３３】
請求項３記載の本発明は、コンクリート函体相互の内方目地に２液性目地材を充填することを要旨とするものである。
【００３４】
請求項３記載の本発明によれば、コンクリート函体の接続部の止水に関しては、コンクリート函体相互で形成する合体目地溝内に充填時に液状で硬化後弾性状となり、目地の動きに追従できる目地材を充填することで止水が確保できる。
【００３５】
一方、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて、緩衝材（ゴム）を介在させて固定し、ボルト端部周囲に無収縮モルタルを充填することで、地震時には緩衝材（ゴム）がつぶれてコンクリート函体の挙動に追従できる可撓継手とすることができる。
【００３６】
なお、合体目地溝内に充填した目地材はボルト定着部を緩めて、コンクリート函体が変位しても伸展し、止水の確保は継続できる。
【００３７】
請求項４記載の本発明は、コンクリート函体相互の接合端面間にシール材を介在させることを要旨とするものである。
【００３８】
請求項４記載の本発明によれば、コンクリート函体の接続部の止水に関しては、コンクリート函体の端面に貼設した帯状シール材が圧接することで止水が確保できる。
【００３９】
一方、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて、コンクリート函体の挙動に追従できる可撓継手とすることができ、その場合にシール材は潰れた状態が多少緩むが相互の圧接は維持され、止水性は確保される。
【発明の効果】
【００４０】
以上述べたように本発明のコンクリート函体の可撓継手構造は、オープンシールド工法の特殊性を考慮して、オープンシールド工法の施工時（函体据付時）は函体と函体のずれ防止用に定着ボルトを簡単にセットして、締付定着でき、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて可撓継手とすることができるものである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の１実施形態を示す縦断正面図で、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は同上Ｂ−Ｂ線断面図、図４は同上Ｃ−Ｃ線断面図である。
【００４２】
先に本発明のオープンシールド工法において使用するコンクリート函体を図１９にて説明すると、コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製またはＰＣコンクリート製のもので、左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面が開口として開放されている。
【００４３】
さらに、コンクリート函体４は相互に接合する場合の定着ボルト挿入孔１２を設けている（図１３参照）。
【００４４】
一方のコンクリート函体４の定着ボルト挿入孔１２の奥は定着部が形成されるための箱抜き２５とし、また、他方のコンクリート函体４では定着ボルト挿入孔１２の奥は切欠き孔としてのキー孔２６ａを形成したロック板２６ｂで仕切り、ロック部２６を形成した。ロック板２６ｂは中央に定着ボルト１７が挿通する孔を設け、キー孔２６ａはその周囲に４カ所、十字方向に切り欠きとして形成される。
【００４５】
一方、定着ボルト挿入孔１２に挿入する定着ボルト１７の一端に前記キー孔２６ａに挿入可能なキー突起２７を設けた。キー突起２７は定着ボルト１７の端で十字方向に突出する。
【００４６】
キー突起２７は変化し易くするため、図１４に示すように、側面から見た場合（ａ）は先端下部をアール２７ａとし、また、正面から見た場合（ｂ）は左右下縁部をアール２７ａとした。
【００４７】
定着ボルト１７の中央に硬質ゴムによる緩衝材１８を被覆させた。緩衝材１８はリングであり、中を定着ボルト１７が貫通する。
【００４８】
また、図中１１は、コンクリート函体４間に介在させるゴム等のクッション材、１３はゴムパッキング等によるシール材である。
【００４９】
クッション材１１は、コンクリート函体４の左側板４ａ、右側板４ｂの端面を上下に沿って覆うものとして、幅広の帯板である。
【００５０】
シール材１３は、コンクリート函体４の端面に形成する周方向に伸びる浅い溝に貼設する断面矩形の帯状シール材で、弾性圧縮性がある。
【００５１】
オープンシールド工法の概要については、前記図１６、図１８で説明した通りであり、発進立坑内にこのオープンシールド機１を設置して、オープンシールド機１の推進ジャッキ３を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体４をクレーン等の揚重機１４により上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール部１ｂ内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。
【００５２】
ショベル等の掘削機７でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。
【００５３】
そして前記第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降す。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻しを施す。
【００５４】
このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。
【００５５】
本発明のオープンシールド工法も新たなコンクリート函体４をオープンシールド機のテール部内に吊り降ろして、既設のコンクリート函体４に接続させるもので、位置決めとしてガイドピン挿入孔１５にガイドピン（図示せず）を挿入する。
【００５６】
定着ボルト挿入孔１２に抜け出し防止用金具として定着ボルト１７を挿通させ、定着ボルト１７の先端はロック板２６ｂを貫通させ、定着ボルト１７を回してキー突起２７をキー孔２６ａからずらせば、定着ボルト１７はロック部２６にロックされる。
【００５７】
前記定着ボルト１７の中央に被覆させた硬質ゴムによる緩衝材１８は一方のコンクリート函体４と他方のコンクリート函体４との双方の定着ボルト挿入孔１２に跨らせる。
【００５８】
また、定着ボルト１７の他端は、箱抜き２５において定着部プレート２１を介在させてナット２２で締結する。
【００５９】
ナット２２を仮締めするとクッション材１１はコンクリート函体４同士で挟着され、シール材１３は潰れた状態で圧接し、このように掘進時には図５に示すように吊り降ろしたコンクリート函体４は既設のコンクリート函体４に定着ボルト１７で締結され、オープンシールド機１のジャッキのよる推進反力を受ける。
【００６０】
掘進が終わりコンクリート函体４に反力が必要なくなった時に箱抜き２５において定着ボルト１７を緩め、図６に示すように、定着ボルト１７の締め付けナット２２に緩衝ゴムリング２８およびワッシャー２９を介在させ定着ボルト１７を固定し、かつ、箱抜き２５でボルト端部周囲に無収縮モルタル１９を充填して可撓継手として形成する。
【００６１】
次に、地震時のコンクリート函体４の変位について説明すると、図２０に示すように、コンクリート函体４の接続時およびその後に通常時に対して地震時は曲げ状態となってコンクリート函体４相互の継手に開きや圧縮が生じる場合や、抜け状態となって開きを生じる場合がある。
【００６２】
抜け状態の場合は、図７に示すようにコンクリート函体４相互が目地が開くように挙動し、定着ボルト１７が抜け出し防止金具として作用し、緩衝ゴムリング２８が潰れるように変形し、コンクリート函体４の変化に追随する。
【００６３】
曲げの場合も同様であり、図８に示すように、コンクリート函体４相互が目地が開くように挙動し、定着ボルト１７が抜け出し防止金具として作用し、緩衝ゴムリング２８が潰れるように変形し、コンクリート函体４の変化に追随する。
【００６４】
図９〜図１２は本発明の第２実施形態を示すもので、前記シール材１３を配設する変わりに、コンクリート函体４の接続の際に形成される合体目地溝２０内にバックアップ材２３と弾性目地材２４を充填してシールするようにした。
【００６５】
弾性目地材２４としては、例えば、伸縮性・耐久性を有する変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂の２液を混合させ、硬化後弾性状となり、目地の動きに追従し、かつ止水性を発揮できる目地材を使用するが、目地部への接着性と、充填後地震時のコンクリート函体の変位に追従性を有するものであれば、他の目地材でも良い。
【００６６】
図１１、図１２に示すように、地震時は曲げ状態となってコンクリート函体４相互の継手に開きや圧縮が生じる場合や、抜け状態となって開きを生じる場合にはこの時弾性目地材２４は目地間隔が広がった場合でも隙間に追従し、止水を継続する。
【００６７】
第３実施形態として、前記第１実施形態と第２実施形態を合わせたもの、シール材１３と弾性目地材２４の双方を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第１実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第１実施形態で、可撓継手とする前段階の縦断正面図である。
【図６】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第１実施形態で、可撓継手とした状態の縦断正面図である。
【図７】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第１実施形態で、コンクリート函体相互が目地が開くように挙動し、抜け状態となって開きを生じる場合の縦断正面図である。
【図８】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第１実施形態で、コンクリート函体相互が目地が開くように挙動し、開きや圧縮が生じる場合の縦断正面図である。
【図９】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第２実施形態で、可撓継手とする前段階の縦断正面図である。
【図１０】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第２実施形態で、可撓継手とした状態の縦断正面図である。
【図１１】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第２実施形態で、コンクリート函体相互が目地が開くように挙動し、抜け状態となって開きを生じる場合の縦断正面図である。
【図１２】本発明のコンクリート函体の可撓継手構造の第２実施形態で、コンクリート函体相互が目地が開くように挙動し、開きや圧縮が生じる場合の縦断正面図である。
【図１３】本発明のコンクリート函体の定着ボルト挿入孔の位置を示す正面図である。
【図１４】キー突起の説明図である。
【図１５】従来例を示す説明図である。
【図１６】オープンシールド工法の函体据付時の説明図である。
【図１７】オープンシールド工法の函体接続時の説明図である。
【図１８】オープンシールド工法での完成した地下構造物の側面図である。
【図１９】コンクリート函体の側面図である。
【図２０】地震時のコンクリート函体の変位を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…オープンシールド機              １ａ…フロント部
１ｂ…テール部                      ２…中折れ部
３…推進ジャッキ(シールドジャッキ)
４…コンクリート函体                ４ａ…左側板
４ｂ…右側板                        ４ｃ…上床板
４ｄ…下床板
５…底板                            ６…スライド土留板
７…掘削機                          ８…プレスバー（押角）
９…裏込注入材                      １０…定着部
１１…クッション材                  １２…定着ボルト挿入孔
１３…シール材                      １４…揚重機
１５…ガイドピン挿入孔            
１７…定着ボルト                    １８…緩衝材
１９…無収縮モルタル                ２０…溝
２１…定着部プレート                ２２…ナット
２３…バックアップ材                ２４…弾性目地材
２５…箱抜き                        ２６…ロック部
２６ａ…キー孔                      ２６ｂ…ロック板
２７…キー突起                      ２８…緩衝ゴムリング
２９…ワッシャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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