(57)【要約】      （修正有）【課題】重要施設を取り囲む複数の壁形成鋼板からなる剛構造の、低廉な維持費で長期にわたり環境を保全可能な剛構造連続垂直壁を提供する。【解決手段】鋼製連続壁構造物は、複数の壁形成鋼矢板３１０からなり、壁形成鋼矢板３１０は地盤に対し垂直に打設されるとともに横方向に任意の角度で複数枚連結されて所定の区域を区画しながら壁構造を形成する。縦長の壁形成鋼矢板３１０において、その左右両縁端垂直下方に向けて、平面視渦巻状に巻回してなる1対の渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊが、縦方向所定範囲に亘って形成されており、隣り合う壁形成鋼板３１０の前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊ同志が互いに渦巻部分を重ねて嵌め合されて連接されることにより、所望の角度にて連結された状態の剛構造連続垂直壁を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に対し打設されるとともに横方向に複数枚連結されて壁構造をなす壁形成鋼矢板において、前記壁形成鋼矢板を構成する鋼板の左右両端側が平面視渦巻状に巻回されて対の渦巻型嵌合ジョイントとされており、前記渦巻型嵌合ジョイント同士を嵌合することで隣り合う壁形成鋼矢板同士が平面視任意の角度で連結される、ことを特徴とする壁形成鋼矢板。  
【請求項２】
前記対の渦巻型嵌合ジョイントは、最下端の先端に下方に鋭角をなす土砂侵入低減シューが付設され、隣り合う当該壁形成鋼矢板が嵌め合されるジョイント部の隙間を塞ぐように前記渦巻型嵌合ジョイントに沿って下に向けて装着された土砂侵入低減翼が付設される、ことを特徴とする前記請求項１に記載の壁形成鋼矢板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の壁形成鋼矢板を複数枚連結した状態で地盤に打設してなる剛構造連続垂直壁。
【請求項４】
複数枚の前記壁形成鋼矢板が地下に打設され、任意形状の特定領域が地上・地下において取り囲まれることを特徴とする請求項３または４に記載の剛構造連続垂直壁。
【請求項５】
請求項１または２に記載した壁形成鋼矢板の複数枚を連結しながら地盤に打設することにより、請求項３または４に記載した剛構造連続垂直壁を設けることを特徴とした剛構造連続垂直壁の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、損傷原子炉や汚染水貯蔵タンク等の重要施設を保有する特定領域にかかわる表層水・地下水の遮水を図り、併せて津波災害を防止する剛構造連続垂直壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記特定領域に含まれる重要施設としては、損傷原子炉や損傷した放射能汚染水の貯蔵タンクがあり、当該重要施設から漏水した放射能汚染水の特定領域外、特に既設護岸からの透過による前記既設護岸を超えた前記海水域への流出や区域内における表層水の流出入や浸出に関する対策が求められている。
【０００３】
このような流出入に関する対策の技術や、遮水対策と津波対策の提案あるいは試験・試行として、列状設置ポンプによる揚水や、管形矢板あるいは鋼板の列状付設、凍結土遮水壁、シルトフェンス工法があるが、特定領域内への地下水流入あるいは既設護岸を浸透しての海域への汚染水の流出を阻止するには充分ではなく、また、放射能汚染物の取扱いを重視した要請を充足するためにも不充分であり、技術的に苦慮されている。
【０００４】
土木工事や一般廃棄物隔離において、土止めや遮水のための公知技術として、継手の断面が爪状をなすラルゼン型鋼矢板があり、改良法として接続爪に形成されたくぼみにゴムパッキンを装着し遮水性の向上が図られているが、一般土木工事としての遮水に留まり、大量漏水の阻止あるいは放射能汚染水の遮水に適するものではなかった。
【０００５】
当該ラルゼン型継手のさらなる改良型では、ラルゼン型雌雄繋ぎ手の内面に水膨潤性止水材を塗布し、嵌め合わせ部に形成される隙間に金属製の棒あるいは板状のガイドストッパーが軸方向に沿って設けられて、土砂の混入防止を図られていて、雌雄継ぎ手を嵌めこみつつ打ち込むにつれて、当該ガイドストッパーは破砕されるという技術がある。
【０００６】
ここで、上記繋ぎ手に使用される当該水膨潤性止水材は、水の侵入・含浸による膨潤を前提としていて、放射能汚染水の遮水には適さない。一方、打設に伴い当該ガイドストッパーが破砕されて生じる、破砕片による二次的な障害についても、考慮されていないという恨みがあった。
【０００７】
一般に、前記ラルゼン型繋ぎ手は、平面視において隣り合う鋼矢板の組合せ角度が、水平直線方向に対してプラス・マイナス4度以内であることから、任意角度で施工される垂直壁の施工が困難である。
【０００８】
また、前記ラルゼン型繋ぎ手は、平面視で斜めあるいは直角方向からの圧縮・衝撃等の外力に対しては、構造的な脆弱性を有する。さらに、上位に継ぎ足しつつ施工する長尺施工にあたって、挫屈や水漏れが生じる等の脆弱性がある。
【０００９】
土木工事における遮水技術として、雌雄継ぎ手が円形又は角形等のＣ字形又はＴ字形形状等であって、雄雌継ぎ手で囲まれた空間を確保する構造を特徴とする鋼矢板がある。当該継ぎ手による嵌め合わせ部には、側方からの衝撃・圧力に対しての脆弱性があり、さらに任意角度を形成する屈曲した接続あるいは分岐した接続ができない。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−０８４３８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２３７３９号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】新日鉄軽量矢板カタログ、1425618195856_0catalog_download/pdf/K123.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
複数の壁形成鋼矢板からなる剛構造連続垂直壁により、損傷原子力施設を含む特定領域を区切って、低廉な維持費で放射能汚染水に関する遮水を確実に行うことにより、当該剛構造連続垂直壁内外における地下・地表水を遮水するとともに、津波の侵入を阻止し、当該剛構造連続垂直壁内外の環境の保全を課題とする。
【００１３】
そこで本発明は、複数の上記壁形成鋼矢板の各両縁辺において、左右両端が巻回して形成された渦巻型嵌合ジョイントを備えており、任意角度で隣り合う当該壁形成鋼矢板が、前記渦巻型嵌合ジョイントを嵌め(はめ)合わせて、２乃至３の上記壁形成鋼矢板が連接されることを特徴とする壁形成鋼矢板により、高嵩密度の結合部を有する当該剛構造連続垂直壁を形成することが可能となる。
【００１４】
このように、複数の上記壁形成鋼矢板の対応する各両縁辺の渦巻型嵌合ジョイントが嵌め合わされ、高嵩密度の結合部が形成されるとすれば、水平方向・衝撃力に耐える上記剛構造連続垂直壁が形成されるので、当該剛構造連続垂直壁内外の遮水が可能となる。
【００１５】
地中に打設された下位の前記壁形成鋼矢板に対して、その上位に前記壁形成鋼矢板が上方に延伸・接続されて接続されることによって垂直連続壁が形成されるとすれば、維持管理のための電力が節減され、前記剛構造連続垂直壁の内外の地上・地下水が遮水されるばかりか、津波対策も可能となり、さらに長期にわたり低コストの維持費で達成することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
地盤に対し打設されるとともに横方向に複数枚連結されて壁構造をなす壁形成鋼矢板において、前記壁形成鋼矢板を構成する鋼板の左右両端側が平面視渦巻状に巻回されて対の渦巻型嵌合ジョイントとされており、前記渦巻型嵌合ジョイント同士を嵌合することで隣り合う壁形成鋼矢板同士が平面視任意の角度で、嵩密度の高い連結部が形成される、ことを特徴とする壁形成鋼矢板を使うことにより前記課題を解決した。
さらに、前記対の渦巻型嵌合ジョイントは、最下端の先端に下方に鋭角をなす土砂侵入低減シューが付設され、隣り合う当該壁形成鋼矢板が嵌め合されるジョイント部の隙間を塞ぐように前記渦巻型嵌合ジョイントに沿って下に向けて装着された土砂侵入低減翼が付設されることにより、上記隙間に土砂が侵入することを防ぐことができる。
具体的には前記の壁形成鋼矢板を複数枚連結した状態で地盤に打設してなる剛構造連続垂直壁を形成することにより、地表・地下水を遮水することができる。
このとき複数枚の前記壁形成鋼矢板が地下に打設し、任意形状の特定領域が地上・地下に形成される剛構造連続垂直壁により当該特定領域内外の遮水と津波対策ができる。
前記壁形成鋼矢板の複数枚を連結しながら地盤に打設することにより、剛構造連続垂直壁が形成される。
なお前記壁形成鋼矢板の両端に形成された渦巻型嵌合ジョイントは、当該壁形成鋼矢板の中心に対して点対称で当該渦巻が形成されていることが望ましいが、線対称でもよく、このような線対称の場合には当該壁形成鋼矢板が表裏互い違いに嵌め合わされるとよい。
【００１７】
ここに、地下に打設された縦長の複数の前記壁形成鋼矢板が、地上に延伸して、施工されるとすれば、前記の前記壁形成鋼矢板は、当該特定領域内外における地上・地下水の遮水を特徴とする剛構造連続垂直壁を形成する。
【発明の効果】
【００１８】
地盤に対し打設されるとともに横方向に複数枚連結されて壁構造をなす縦長の壁形成鋼矢板において、その左右両端側に、鋼板を平面視渦巻状に巻回してなる対の渦巻型嵌合ジョイントが、縦方向所定範囲にわたって、嵩密度の高い強固な結合を形成することを特徴とする剛構造連続垂直壁とした。  
【００１９】
そこで、地盤に対し打設され形成される当該剛構造連続垂直壁は、水平方向の垂直あるいは斜め方向からの外力に耐えることが可能となる。
【００２０】
さらに、地下に打設された縦長の複数の前記壁形成鋼矢板が、地上に延伸して、施工されるとすれば、前記の剛構造連続垂直壁は、当該特定領域内外における地上・地下水に関する遮水や津波侵入防止が、長期にわたり低コストの維持費で達成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】鋼板が左右両端側に平面視渦巻状に巻回しにされて成る対の渦巻型嵌合ジョイントと、両縁端に下方に向けて形成された当該渦巻型嵌合ジョイントを有する壁形成鋼矢板が示されている。
【図２】２-ａには、隣接した壁形成鋼矢板の各縁端に形成された渦巻型嵌合ジョイントを通じて嵌め合わされて、直線状に高嵩密度で結合される壁形成鋼矢板の状態と、２-ｂには任意の屈曲結合角、例えば４５°で、結合された状態の例示と、２-ｃには３方向に分岐した状態で結合された状態と、が示されている。
【図３】中央に補強案内鋼材を有する壁形成鋼矢板の例が示されている。
【図４】二枚の壁形成鋼矢板が、付設された補強案内鋼材の案内部を通じて、接合される状態が示されている。
【図５】５-ａに、壁形成鋼矢板の地中に打設される状況が例示され、５-ｂに接合部分の状態が例示されている。
【図６】６−ａと６−ｂには、異なる方向から見た剛構造結合部材が補強案内鋼材に付設される状況が。例示されている。
【図７】壁形成鋼矢板が、続けて任意角度に屈曲して多重構造として、形成される状況が示されている。
【図８】鋼製連続壁構造物が、上方に延伸して接合された壁形成鋼矢板により、多重構造の垂直連続壁を形成する状態が示されている
【図９】剛構造結合部材を使用して、壁形成鋼矢板に、付加的剛構造形成矢板が付設される状況が示されている。
【図１０】任意形状の鋼製連続遮水壁の例が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２を参照して説明する。壁形成鋼矢板３１０は、鋼板が左右両端側に平面視渦巻状に巻回しにされて成る両縁端に下方に向けて形成され、高い嵩密度の剛構造の結合を実現する渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、を有することを特徴とする。
【００２３】
なお前記壁形成鋼矢板の両端に形成された渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊの渦巻部は、当該壁形成鋼矢板の中心に対して点対称で当該渦巻が形成されていることが望ましいが、線対称でもよく、このような線対称の場合には当該壁形成鋼矢板が表裏互い違いに嵌め合わされるとよい。
【００２４】
ここで、複数の前記壁形成鋼矢３１０は、平面視で任意の偏角で(望ましくは１１０度以内に)、隣接して設置されて打ち込まれる当該渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、当該渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、が互いにはめ合されて嵩密度の高い結合を形成し、さらに、必要に応じて第三の渦巻型嵌合ジョイント３２２Ｊが嵌め合わせて打ち込まれ、任意形状の剛構造連続垂直壁１００が形成されることを特徴とする。
【００２５】
ここで、上記巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと上記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊは、任意の屈曲角度で嵌め合わせにより結合可能であるが、(ここでは水平直線状に延伸して結合された状態を０度と定義し)、望ましくは最大１１０度以下とすることを特徴とする。
【００２６】
これらの前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Jの付け根には、外周に沿って土砂侵入防止翼３２０Ｗが付加され、最下位の当該渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、３２１Jとの各先端下方に向けて鋭角をなす土砂侵入低減シュー３２０Ｓが装着されることを特徴とする。
【００２７】
このようにして、前記土砂侵入低減翼３２０Ｗと、前記土砂侵入防止シュー３２０Ｓと、は、嵌め合された上記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、上記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、が嵌め合された隙間に対して、土砂の侵入を低減することに役立つ。  
【００２８】
特に、当該土砂侵入防止シュー３２０Ｓは、壁形成鋼矢板３１０の土層・砂岩層への打込み・貫通を容易にするばかりか、下位の当該壁形成鋼矢板３１０の前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊに対して上位から、前記渦巻型嵌合ジョイント３２２Ｊの嵌め合わせの操作性と精度を向上せしめることが出来る。
【００２９】
ここで、当該土砂侵入防止シュー３２０Ｓに使用される材料は、硬質の金属であればよく、望ましくは、超硬合金あるいは高速度鋼のような耐熱・耐摩耗性合金で、鋸歯状先端を有すれば、さらに振動打設における礫層・砂岩層の貫通を容易にする。
【００３０】
さらに、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊの嵌めせの中央に生ずる隙間には、硬質ポリエチレン管を通じて接着性であってかつ硬化性の液体合成樹脂を注入・硬化せしめることによって、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊとの嵌め合わせに伴う全周にわたり、遮水層を形成せしめることができる。
【００３１】
図３を参照して説明する。鋼製連続壁構造物１００は、前記壁形成鋼板３１０と、前記壁形成鋼板３１０の両縁辺で下方に向けて付設された前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊ及び前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、前記壁形成鋼板３１０の中央で下方に向けて付設される補強案内鋼材３３０と、からなることを特徴とする。
【００３２】
図４を参照して説明する。ここで補強案内鋼材３３０は、互いに接合可能な凹凸面を有する案内部３３１が、上端と下端に形成され。下位の壁形成鋼矢板に上位の壁形成鋼矢板が延伸・接続される際の位置決めと、打設力の効果的伝達を助ける。  
【００３３】
特に、複数の当該補強案内鋼材３３０は、幅が広く、あるいは長尺の前記壁形成鋼矢板３１０において、打込みの打力を効率よく伝達し、打設にともない該補強案内鋼材３３０に生ずる撓曲や挫屈事故を防止し、さらに当該補強案内鋼材３３０の下方に向けて形成されている凸状の先端は、土砂に対する応力の集中と位置決めの精度の向上を可能とする。
【００３４】
さらに、複数の前記壁形成鋼矢板３１０の施工において、下位において既に打設された前記壁形成鋼矢板３１０に対し、その上位に前記壁形成鋼矢板３１０が上向きに延伸して接続・打設されるときに、上位と下位の前記壁形成鋼矢板３１０の対応する部位は、突き合わせが容易になり、溶接により、水密・一体化され、水平視で任意形状の垂直連続壁１０２を形成せしめることができる。  
【００３５】
図５を参照して説明する。前記壁形成鋼矢板は、１乃至３台のバイブロハンマ３３２と、可搬架台３３３と、を組み合わせて、下方に向けて地中に打設されることを特徴とする。  
【００３６】
例えば、単数または複数の当該バイブロハンマ３３２は、当該可搬架台３３３に設定され、前記前記補強案内鋼材３３０あるいは前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊ、前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊの頂部を、またぐ形で設定されて打設される。
【００３７】
特に、前記バイブロハンマ３３２を装着した前記可搬架台３３３と前記壁形成鋼矢板３１０の間に、下向けに凸状の案内部あるいは前記土砂侵入防止シューの形状を模した騒音防止材３３５を、挟むと、自走クレーン３３４と、望ましくは補助索３３６と、の使用により、前記壁形成鋼矢板の位置決めの精度が向上し、結果として、作業能率の向上に役立てることが出来る。
【００３８】
このようにすると、前記壁形成鋼矢板３１０の打設作業に対する遠隔操作の適用が容易となり、高放射線環境の作業における被曝低減と、併せて作業員数の低減に資することができる。
【００３９】
図６を参照して説明する。前記壁形成鋼矢板３１０は、剛構造結合部材４００が、当該補強案内鋼材３３０あるいは、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊや、渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊに、付設されることを特徴とする。  
【００４０】
図７を参照して説明する。前記剛構造結合部材１００には、複数の前記壁形成鋼矢板３１０における、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、前記補強案内鋼材３３０と、が付設され、それらの組合せにより、随所で任意の接合角度の屈曲で接合され、多重構造の前記剛構造連続垂直壁１００を形成することを特徴とする。
【００４１】
図８を参照して説明する。多重構造を形成する任意形状の前記剛構造連続垂直壁１００は、複数の前記壁形成鋼矢板３１０と、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、前記補強案内鋼材３３０と、前記剛構造結合部材４００と、からなり、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、が嵌め合されつつ、地中に打ち込まれ、任意形状の特定施設を含む特定領域を取り囲み、さらに上方に延伸してなる剛構造の連続垂直壁１０２を形成することを特徴とする。
【００４２】
ここで前記壁形成鋼矢板３１０は、望ましくは注目する難透水層に達するまで打設され、また地上垂直上方に設置される前記壁形成鋼矢板３１０を想定する場合には、地耐力、転倒モーメント耐力、洗掘対策を満たす深度とする。
【００４３】
このようにして前記剛構造連続垂直壁１００は、涵養域２３０から前記特定領域２００に対する表層水及び地下水の流入の阻止と、当該特定領域２００からの放射能汚染水の海水域２４０への溢流・侵出の阻止と、併せて津波の侵入に備えることが出来るようになる。
【００４４】
さらに、当該多重構造の剛構造連続垂直壁１００は、前記壁形成鋼矢板３１０に、鉄に対する接触電位が低電位の犠牲電極が、電気的に付設されることを特徴とする。
【００４５】
このようにして、前記剛構造連続垂直壁１００の維持・管理では、消費電力が節約・低減されるので、低廉な維持費で、長期に渡る計画的な遮水が可能となり、当該剛構造形成鋼板内外の環境を保全できるものとする。
【００４６】
図９を参照して説明する。前記壁形成鋼矢板３１０は、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊと、前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊと、前記剛構造結合部材４００を有す前記補強案内鋼材３３０と、を具備し、前記剛構造結合部材４００を介して、第３の渦巻型嵌合ジョイント３２２Ｊを有する付加的構造形成矢板５００を付加することを特徴とする。
【００４７】
図１０を参照して説明する。前記剛構造連続垂直壁１００は、当該特定区域２００を取り囲む前記剛構造連続垂直壁１００の一部を共用し、当該剛構造連続垂直壁１００の前記補強案内鋼材、あるいは、前記渦巻型嵌合ジョイント３２０Ｊ、前記渦巻型嵌合ジョイント３２１Ｊのいずれかに、付加的壁形成鋼矢板５１０を付加し、引き続き前記壁形成鋼矢板３１０を連接することにより、任意形状の付加的特定区域５１０を取り囲むことを特徴とする。
【００４８】
このようにして、前記特定領域２００の放射能ベルとは異なる放射能レベルの前記付加的構特定領域５１０、例えば上記特定領域から侵出した放射能汚染水で既に汚染された海水域２４０、を区切って侵入地下水や汚染海域を閉じ込めることができる。なお、本願発明に係る工法は、従来試行されている工法と調和的であるばかりか、相乗効果が期待できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
剛構造連続垂直壁は、原子力施設等を含む多様な形状の特定領域を取囲み、汚染地下水・表層水の遮水による環境汚染拡大防止と、津波災害の防止と、を特徴とし、原子力施設等の環境保全に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００５０】
１００剛構造連続垂直壁
１０１重要施設
１０２垂直連続壁
２００特定領域
２０１支持基盤
２３０涵養域
２４０海水域
３１０壁形成鋼矢板
３２０Ｊ渦巻型嵌合ジョイント
３２１Ｊ隣接する渦巻型嵌合ジョイント
３２２Ｊ第３の渦巻型嵌合ジョイント
３２０Ｓ土砂侵入防止シュー
３２０Ｗ土砂侵入低減翼
３３０補強案内鋼材
３３１案内部
３３２バイブロハンマ
３３３可搬架台
３３４自走クレーン
３３５騒音防止材
３３６補助索
３５０隙間
４００剛構造結合部材
５００付加的剛構造形成矢板
５１０付加的特定領域
【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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