(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生土または採取土を利用して造粒物を製造する造粒工程と、
乾燥したベントナイト粉体で２５０ｋｇ／分の前記造粒物の表面を覆う被覆工程と、
前記ベントナイト粉体で被覆した造粒物を吹き付ける吹付工程と、を有する土質材料の締固め方法であって、
前記吹付工程では、ノズル付近において前記ベントナイト粉体で被覆した造粒物に３Ｌ／分の水を加水することを特徴とする、土質材料の締固め方法。
【請求項２】
水を噴霧することにより、前記ベントナイト粉体で被覆した造粒物に加水することを特徴とする、請求項１に記載の土質材料の締固め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式吹付けによる土質材料の締固め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルダムの水密性を確保することを目的として、フィルダムのコア部と基盤とが接する部位に締固め土（いわゆるコンタクトクレイ）を施工する。締固め土の土質材料として、現場での発生土または採取土を使用すれば、工費削減を図ることができる。
締固め土の施工は、人力により撒き出し、転圧を行うのが一般的である。しかしながら、人力による締固め土の施工は、手間がかかり、工期短縮化の妨げとなっていた。
【０００３】
そのため、土質材料を吹き付けることにより、締固め土を施工する方法が検討されている。例えば、特許文献１には、現場発生土の含水率等を調整して吹付ける方法（湿式吹き付け工法）が提案されている。また、特許文献２には、現場で発生または採取した土質材料を吹付けるに当たり、試験吹付けして評価し、評価によって適した土質材料と気体の噴射量を用い、吹付け施工する、いわゆる湿式吹付け工法を採用した施工方法が開示されている。ところが、湿式吹付け工法は、土の粘性や含水比によっては、吹付け材料が吹付けホースの内面に付着して、ホースが閉塞するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−３４２４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１７１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ホースの内部に土質材料が付着し難く、効率よく締固め土を施工することが可能な土質材料の締固め方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の土質材料の締固め方法は、発生土または採取土を利用して造粒物を製造する造粒工程と、乾燥したベントナイト粉体で２５０ｋｇ／分の前記造粒物の表面を覆う被覆工程と、前記ベントナイト粉体で被覆した造粒物を吹き付ける吹付工程と、を有する土質材料の締固め方法であって、前記吹付工程では、ノズル付近において前記ベントナイト粉体で被覆した造粒物に３Ｌ／分の水を加加水することを特徴としている。
【０００７】
かかる土質材料の締固め方法によれば、造粒物の表面をベントナイトの粉体で被覆することで、造粒物（土質材料）同士の付着を防ぎ、ノズル付近において加水することで、圧送ホースの内面に造粒物（土質材料）が付着することなく吹き出すことができるとともに、締固め土の物性値、品質（密度・透水係数）を確保することができる。造粒物表面に被覆したベントナイトの粉体は、加水によって付着性が向上し、斜面や施工条件の難しい場所においても吹付け材料が吹付け対象面に付着せずに落下するいわゆるリバウンド量を低減できる。
【０００８】
なお、前記吹付工程で、前記ベントナイト粉体で被覆した造粒物に水を噴霧することにより加水すれば、ベントナイト粉体で被覆した造粒物に対して均等に加水することができる。
ここで、造粒物への水の加水は、ノズルまたはホースの内部（ノズルとホースとの接合部）あるいは、ノズルから造粒物を噴射するノズルとは別のノズルから水を噴射することにより行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の土質材料の締固め方法によれば、含水率を調整した土質材料を用いて造粒し、表面をベントナイト粉体によって被覆することにより、ベントナイト粉体で被覆した造粒物がホースの内部に付着することを防止しつつ、吹付け直前にベントナイト粉体で被覆した造粒物表面を加湿することにより、ベントナイト粉体で被覆した造粒物が吹付け対象に確実に付着することができ、主材の湿潤状態の造粒物が、吹付けられた際に変形し、吹付け対象面に密着するため、吹付け時のリバウンドを抑制し、効率よく締固め土を施工することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】フィルダムの概要を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る土質材料の締固め方法の施工状況を示す模式図である。
【図３】他の形態に係る締固め土の施工状況を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態では、現場発生土または現場採取土からなる土質材料を利用して、図１に示すように、フィルダム１のコア部２と基盤３とが接する部位に締固め土（コンタクトクレイ）４を形成する場合を例示する。なお、図１において、符号１１は砂や砂利等のフィルター材が積まれたフィルターゾーン、符号１２は岩石等からなるロック材が積まれたロックゾーンである。
締固め土４は、土質材料を吹き付けることにより形成されている。締固め土４の層厚は限定されるものではないが、本実施形態では３０ｃｍ程度とする。
本実施形態の土質材料の締固め方法は、造粒工程と、被覆工程と、吹付け工程とを備えている。
【００１２】
造粒工程は、所定の含水比に調整された土質材料を利用して造粒物１０を製造する工程である。
造粒物１０を製造する場合には、まず、ダムの施工に伴い発生した発生土または現場周辺で採取された採取土等からなる土質材料を解砕・粉砕する。土質材料の含水比が最適な含水比＋５％以上の場合には、解砕・粉砕作業を耕運機等で曝気しながら実施する。一方、土質材料の含水比が最適な含水比＋５％未満の場合は、自然状態（例えば造粒機で撹拌）で解砕・粉砕作業を行う。なお、土質材料の含水比が低い場合には、加水して、含水比を調整しながら、土質材料の解砕・粉砕作業を行うことができる。
本実施形態では、自然含水比が１２５％以上の土質材料を９０％〜１１０％程度に乾燥させる。
【００１３】
次に、造粒機を利用して、土質材料の造粒作業を行う。このとき、必要に応じて加水しながら造粒作業を行う。
造粒物１０を製造する方法は限定されるものではないが、まず、土質材料の高速回転を行い、次に低速回転及び造粒成長回転を行うことにより粒状の造粒物１０を製造する。
造粒物１０の粒径は５〜１０ｍｍが好ましい。なお、造粒物１０の粒径は、噴射ノズル５（図２参照）の大きさや性能、飛ばす距離などによって適宜設計すればよいが、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは５〜１０ｍｍとする。
造粒物１０は、最大粒径５０ｍｍ程度の母材を土質材料により被覆したものであってもよい。母材には、例えば、岩ズリを破砕することにより形成された粒状体の他、砕石や砂礫等を使用できる。
【００１４】
被覆工程は、造粒工程で造粒した造粒物１０の表面に乾燥したベントナイト粉体１０１を被覆する工程である。
造粒物１０の表面に乾燥したベントナイト粉体１０１の被覆には、前記造粒機を利用して造粒後に造粒物１０と一緒に、ベントナイト粉体１０１を加え、造粒物１０の周りにベントナイト粉体１０１が被覆されるまで低速回転で撹拌する。
【００１５】
吹付工程は、図２に示すように、締固め土４を形成する個所（コア部２と基盤３とが接する部位）にベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０を吹き付ける工程である。
ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の吹付けは、圧縮空気とともにノズル５からベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０を噴射することにより行う。本実施形態では、約２５０ｋｇ／分（１０ｍ３／時間）以上の能力でベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０を吹き付ける。なお、ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の吹付け量（吐出量）は限定されるものではない。
【００１６】
本実施形態のノズル５には、輸送管６が接続部７を介して接続されている。輸送管６はベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０を圧送する管路（ホース）である。輸送管６を構成する材料や内径等は、限定されるものではなく、輸送するベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の大きさ等に応じて適宜決定される。
接続部７には、加水管８が接続されていて、輸送管６により圧送されたベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０に対して、ノズル５の手前（近傍）にて加水するように構成されている。
【００１７】
加水管８には、送水管８ａと送気管８ｂが接続されている。
送水管８ａは、ポンプ（図示せず）を介して貯水タンク（図示せず）に接続されていて、加水用の水Ｗを輸送する。また、送気管８ｂは、コンプレッサー（図示せず）に接続されていて、圧縮空気Ａを輸送する。
【００１８】
送水管８ａにより輸送された水Ｗは、加水管８の内部で送気管８ｂにより輸送された圧縮空気Ａと混合され、霧状となる。霧状の水Ｗは、接続部７に排出され、接続部７内においてベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０に噴霧される。すなわち、ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物は、ノズル５付近において水Ｗが噴霧されることでむらなく加水された状態でノズル５から排出される。
なお、本実施形態では、約３Ｌ／分の水Ｗを噴霧するが、水Ｗの水量はベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の含水比や大きさ等により適宜設定される。
【００１９】
本実施形態の土質材料の締固め方法によれば、適切な含水比を有する粒状の土質材料（ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０）を吹き付けることで、適切に締固められた締固め土（コンタクトクレイ）４を形成することができる。そのため、人力により締固めていた従来の施工方法に比べて、工期短縮を図ることができる。また、エア噴射による締固め力がベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０（土質材料の塊）の個々に伝わるので、締固め力にむらのない均質な締固め土４を形成することができる。また、斜面と平面との角部等であっても、均一の品質を確保することができる。
【００２０】
土質材料は、最適な含水比に調整した状態で造粒するため、容易かつ均等に造粒することができる。
また、ノズル５付近において加水（水Ｗを噴霧）することで、締固め土４の物性値、品質（密度・透水係数）を確保することができるとともに、輸送管６（ホース）の内面での土質材料（造粒物１０）の付着は防止される。
【００２１】
ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の表面を加湿して、表面が付着しやすい状態で吹付けるため、吹付け対象面に密着しやすくなるとともに、ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０同士も密着しやすくなる。そのため、材料のリバウンド量が低減（リバウンド率１０％以下）して、材料費およびリバウンド処理に要する手間の低減化が可能となるとともに、品質の向上を図ることができる。
なお、ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０への加水は、水Ｗを噴霧することにより行うため、ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０に対して均等に加水することができ、表面は加湿されるが、造粒物本体の含水率は当初のまま維持されており、締固め材料として均一の品質で吹付けることができる。
乾式吹付けを採用しているため、輸送管６内で造粒物１０同士が付着しにくく、また、輸送管６の内部にベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０が付着しにくい。そのため、輸送管６が造粒物１０の付着により閉塞されることを防止できる。
【００２２】
以下、本実施形態の土質材料の締固め方法について、試験を行った結果を示す。
本試験では、土質材料として、火山灰質粘性土を使用した。
まず、土質材料について、締固め試験を実施した結果・最大乾燥密度は、ρｄｍａｘ＝０．７７３ｔ／ｍ３となった。
【００２３】
次に、吹付け施工後の締固め土にシンウォールチューブを垂直に押し込むことで、締固め土の密度を測定した（ＪＧＳ１６１３  コアカッターによる土の密度試験）。密度試験結果は、ρｄ＝０．７００〜０．７３０となり、締固め試験結果に対する締固め度Ｄ値は９０％〜９５％程度の結果を得た。
そのため、締固め試験結果および現場密度試験結果より、吹付け施工による密度は、締め固め度（Ｄ値）９０％程度を確保出来ており、エアタンパー・バイブロプレートによる締固め施工と比較しても、同等の締固め効果が確保できるといえる。
【００２４】
また、締固め土４に対して透水試験（ＪＧＳ１３１６  変水位法）を行った結果、３．５×１０−６〜６．８×１０−６ｃｍ／ｓｅｃとなった。そのため、コア材の現場遮水性基準値（１×１０−５ｃｍ／ｓｅｃ）を十分満足している。
【００２５】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、締固め土（コンタクトクレイ）４を形成する箇所はフィルダム１に限定されるものではなく、例えば、河床、溜め池、処分場の難透水層等に適用してもよい。
また、ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０への加水は必ずしも噴霧しなくてもよい。
また、土質材料の含水比は、限定されるものではなく、使用する土質材料の性質等に応じて適宜設定すればよい。
【００２６】
また、ベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の吹付けに使用する吹付け装置（ノズル５）の構成は限定されるものではない。例えば、図３に示す吹付け装置５０のように、第一ノズル５１と第一ノズル５１に並設された２つの第二ノズル５２，５２とを備えたものを使用してもよい。第一ノズル５１は、輸送管６を介して圧送されたベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０を噴射し、第二ノズル６２，６２は送水管８ａ，８ａを介して圧送された水Ｗを噴射する。
なお、第二ノズル５２は、第一ノズル５１に対して傾斜した状態で第一ノズル５１に固定されているため、第二ノズル５２による水の噴射方向は、第一ノズル５１によるベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の噴射方向と交差している。
すなわち、吹付け装置５０は、第一ノズル５１からベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０を吐出させ、第二ノズル５２から噴射した水Ｗにより、第一ノズル５１の外部でベントナイト粉体１０１で被覆した造粒物１０の表面を加湿させて吹き付ける。
【符号の説明】
【００２７】
１    フィルダム
２    コア部
３    基盤
４    締固め土（コンタクトクレイ）
５    ノズル
６    輸送管
７    接続部
８    加水管
８ａ  送水管
８ｂ  送気管
１０  造粒物
Ａ    空気
Ｗ    水
【図１】
0006545042.tif 000002
【図２】
0006545042.tif 000003
【図３】
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