(57)【要約】  【課題】  チェーンコンベアカッタを用いる地中連続壁構築方法において、掘削工程を合理化し、固い地層が含まれる場合であっても、低コストで高品質の地中連続壁を構築できる方法を提供する。  【解決手段】  地面１から目標深さＨに至る途中に第１深さＨ１を設定する工程と、地面１から第１深さＨ１までを第１チェーンコンベアカッタ１１を用いて垂直方向に掘削してほぐすとともに、その結果生じた掘削土の少なくとも一部を地中に残置する先行掘削工程と、先行掘削工程の後に、地面から目標深さに至りうる長尺チェーンコンベアカッタ１３の下端部を残置された掘削土中において移動させて第１深さＨ１まで至り、さらに、第１深さＨ１から目標深さＨまでを垂直方向に掘削する後続掘削工程と、掘削土中に固化液を吐出し地中において目標深さに至る地中連続壁１５を構築する構築工程とを含む。【選択図】  図６
2008101429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェーンコンベアカッタを用いて、地中において目標深さに至る地中連続壁を構築する方法であって、
地面から前記目標深さに至る途中に第１深さを設定する工程と、
地面から前記第１深さまでを第１チェーンコンベアカッタを用いて垂直方向に掘削してほぐすとともに、その結果生じた掘削土の少なくとも一部を地中に残置する先行掘削工程と、
前記先行掘削工程の後に、地面から前記目標深さに至りうる長尺チェーンコンベアカッタの下端部を残置された掘削土中において移動させて前記第１深さまで至り、さらに、前記第１深さから前記目標深さまでを垂直方向に掘削する後続掘削工程と、
掘削土中に固化液を吐出し地面から前記目標深さに至る地中連続壁を構築する構築工程とを含む地中連続壁構築方法。
【請求項２】
前記後続掘削工程と前記構築工程とは、前記長尺チェーンコンベアカッタにより連続的に実施される請求項１記載の地中連続壁構築方法。
【請求項３】
前記先行掘削工程において、水又は圧縮空気を注入する請求項１から２記載の地中連続壁構築方法。
【請求項４】
前記先行掘削工程において、水にベントナイト又はセメントを混合したものを注入する請求項１から３記載の地中連続壁構築方法。
【請求項５】
前記先行掘削工程と前記後続掘削工程とは、前記第１チェーンコンベアカッタの掘削位置と、前記長尺チェーンコンベアカッタの掘削位置とをずらして並行して実施される請求項１から４記載の地中連続壁構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーンコンベアカッタを用いる地中連続壁構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大深度（たとえば、５０ｍ程度）の地中連続壁を構築するには、アースオーガを用いた円柱を連続的に構築する柱列壁工法と、ＴＲＤ工法と呼ばれるチェーンソー型掘削機を用いる技術とが知られている。柱列壁工法では、壁の連続性すなわち遮水性が不良になりやすいなど、掘削しやすい地盤構成であっても、良好な連続壁を構築しにくい。そこで本発明は、チェーンを使用する新たな地中連続壁の構築方法に関する。なお、このような大深度の地中連続壁は、たとえば、地下ダムを構築する際に、必要となることがある。
【０００３】
以下、図９を参照しながら、従来の連続壁工法（ＴＲＤ工法）について簡単に説明する。図９に示すように、ＴＲＤ工法は、地面１上において、水平な進行方向Ｎ１へＴＲＤ施工機２を進めることにより実施される。
【０００４】
ＴＲＤ施工機２は、地面１から５０ｍ程度の目標深さＨまで至る長尺のチェーンソー３を備えており、チェーンソー３は、ＴＲＤ施工機２に設けられる油圧ジャッキ（図示せず）により矢印Ｎ１方向へ押し付けられ、地面１から５０ｍ程度の目標深さＨまで至る地層を横引き掘削することになっている。横引き掘削する場合、目標深さＨが大きくなればなるほど、掘削しやすい地盤構成であったとしても、チェーンソー３の支点からの腕の長さが大きくなることになり、巨大な荷重が必要になる。このため、ＴＲＤ施工機２は、専用のベースマシンを必須とし、汎用機を転用することができない。したがって、機械損料及び連続壁の単位面積あたりの構築コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
さらに重要な問題点として、地面１から５０ｍ程度の目標深さＨまで至る地層の一部に、固い地層４が含まれていると、ＴＲＤ施工機２に対する抵抗がきわめて大となって、横引き掘削は難航必至となり、工事の中断や断念を余儀なくされてしまう。こうなると、従来技術は実用に供し得ないといわざるを得ない。
【０００６】
加えて、従来技術では、チェーンソー３により掘削された掘削土は、地上へ搬出され、大量の産業廃棄物として処理される。
【特許文献１】特開２００５−３３０７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、チェーンコンベアカッタを用いる地中連続壁構築方法において、掘削工程を合理化し、固い地層が含まれる場合であっても、低コストで高品質の地中連続壁を構築できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る地中連続壁の構築方法は、地面から目標深さに至る途中に第１深さを設定する工程と、地面から第１深さまでを第１チェーンコンベアカッタを用いて垂直方向に掘削してほぐすとともに、その結果生じた掘削土の少なくとも一部を地中に残置する先行掘削工程と、先行掘削工程の後に、地面から目標深さに至りうる長尺チェーンコンベアカッタの下端部を残置された掘削土中において移動させて第１深さまで至り、さらに、第１深さから目標深さまでを垂直方向に掘削する後続掘削工程と、掘削土中に固化液を吐出し地中において目標深さに至る地中連続壁を構築する構築工程とを含む。
【０００９】
この構成における、先行掘削工程において、第１チェーンコンベアカッタは、地中を横引き掘削するのではなく、地中を縦に掘削するだけである。第１チェーンコンベアカッタに横向きに作用する荷重は、従来技術のそれよりもはるかに小さく、第１チェーンコンベアカッタは、専用ベースマシンではなく、汎用機（たとえば、汎用杭打機等）により支持すれば足りるので、コストを削減できる。また、第１、長尺の両チェーンコンベアカッタは、第１の場合（その側面を固い地層に押し付ける）よりも、第２の場合（その下端部を固い地層を貫く向きに掘削する）方が、高い掘削能力を発揮でき、まさに、本発明では第２の場合に該当するから、効率よく掘削工程を実施できる。
【００１０】
先行掘削工程において、掘削土を地中に残置している。これにより、残置した掘削土を産業廃棄物として処分する必要がなくなり、環境への悪影響を低減できる。また、後続掘削工程において、長尺チェーンコンベアカッタが地面から第１深さまで移動する際に、残置された掘削土は、ほとんど抵抗とならないから、長尺チェーンコンベアカッタはスムーズに移動できる。このとき、長尺チェーンコンベアカッタに横向きに作用する荷重は、従来技術のそれよりもはるかに小さく、長尺チェーンコンベアカッタは、専用ベースマシンではなく、汎用機（たとえば、汎用杭打機や大型クレーン等）により支持すれば足りるので、コストを削減できる。
【００１１】
さらに、構築工程において、固化液が吐出される際、残置された掘削土は、良質な骨材として活用することができ、材料の無駄を省けるだけでなく、構築される連続壁の品質向上にも資することができる。
【００１２】
後続掘削工程において、長尺チェーンコンベアカッタが掘削すべき実質的な深さは、第１深さから目標深さまでのみであって、迅速に掘削を実施できる。
【００１３】
第２の発明に係る地中連続壁の構築方法では、後続掘削工程と構築工程とは、長尺チェーンコンベアカッタにより連続的に実施される。
【００１４】
この構成により、無駄なく短時間で目標深さに至る地中連続壁を構築できる。
【００１５】
第３の発明に係る地中連続壁の構築方法では、先行掘削工程において、水又は圧縮空気を注入する。
【００１６】
第４の発明に係る地中連続壁の構築方法では、先行掘削工程において、水にベントナイト又はセメントを混合したものを注入する。
【００１７】
これらの構成により、土質や地下水の状況に応じて、残置される掘削土の性状を調整できる。
【００１８】
第５の発明に係る地中連続壁の構築方法では、先行掘削工程と後続掘削工程とは、第１チェーンコンベアカッタの掘削位置と、長尺チェーンコンベアカッタの掘削位置とをずらして並行して実施される。
【００１９】
この構成により、先行掘削工程と後続掘削工程とを連続的に実施できるから、地中連続壁の構築完成までの時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、掘削工程が改善され、固い地層が含まれる場合であっても、低コストで高品質の地中連続壁を構築でき、さらに、掘削土を地中に残置することにより、産業廃棄物を削減するとともに、掘削土を骨材として活用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
まず、本形態の地中連続壁の各構築工程を具体的に説明するに先立ち、図８を参照しながら、第１チェーンコンベアカッタ１１と長尺チェーンコンベアカッタ１３の組立例を説明する。なお、以下の組立例は一例に過ぎず、両チェーンコンベアカッタを、本発明の構築方法を実施できるように組み立てる限りにおいて、種々変更して差し支えない。
【００２３】
以下述べるように、この組立例では、第１チェーンコンベアカッタ１１及び長尺チェーンコンベアカッタ１３は、いずれも汎用の杭打機１０（たとえば、１５０トン  クラス）と、チェーンコンベアカッタとの組み合わせで構成する。すなわち、従来技術では必須の、専用ベースマシンは、必要ない。もちろん、杭打機にかえて、大型クレーン等を用いても良い。
【００２４】
各チェーンコンベアカッタは、下端部において地中を掘削する下方折返部と、上端部に位置し駆動力が付与される上方折返部と、これらの折返部間を連結する複数のポストを備える。これらのポストは、通常同じ長さを有するので、ポストを継ぎ足してポストの個数を増やせば、チェーンコンベアカッタをより長くすることができる。いうまでもなく、チェーンコンベアカッタの周囲には、チェーンが巻回されており、このチェーンには、所定のピッチをあけて、地中を掘削する複数のビットが固定される。
【００２５】
さて、本発明では、目標深さＨを５０ｍとし、第１深さＨ１及び第２深さＨ２をそれぞれ２５ｍとする。もちろん、これらの数値も一例に過ぎず、種々変更することができる。
【００２６】
図８（ａ）は、第１チェーンコンベアカッタ１１（掘削深さは、たとえば第１深さＨ１とする。）と、それを支持し昇降させる杭打機１０とを示す。第１チェーンコンベアカッタ１１は、上述のように、下方折返部１１ａと上方折返部１１ｂとを備える。
【００２７】
次に、図８（ｂ）〜図８（ｄ）を参照しながら、第１チェーンコンベアカッタ１１を長尺チェーンコンベアカッタ１３に変更する要領を説明する。まず、図８（ｂ）左側に示すように、ある位置で第１チェーンコンベアカッタ１１により第１深さＨ１まで地中を垂直下方へ掘削し、第１チェーンコンベアカッタ１１を下降させる。また、別の位置において、第２チェーンコンベアカッタ１２も同様に下降させる。
【００２８】
図８（ｃ）に示すように、第１チェーンコンベアカッタ１１を上昇させて、下方折返部１１ａを取り外す。また、第２チェーンコンベアカッタ１２の上方折返部１２ｂを取り外す。
【００２９】
次に、杭打機１０を地面１上で移動させ、第１チェーンコンベアカッタ１１の下端部と第２チェーンコンベアカッタ１２の上端部とを位置合わせし、これらを連結する。これにより、長尺チェーンコンベアカッタ１３を組み立てることができ、長尺チェーンコンベアカッタ１３の下方折返部１２ａは、第１深さＨ１と第２深さＨ２の和、即ち、目標深さＨまで至ることができる。以上のようにすれば、一台の杭打機１０だけで、第１チェーンコンベアカッタ１１、長尺チェーンコンベアカッタ１３の両方を得ることができ、そのようにしても本発明に係る構築方法を適用できなくはない。
【００３０】
しかしながら、作業効率を向上するために、図８（ａ）に示す第１チェーンコンベアカッタ１１と図８（ｄ）に示す長尺チェーンコンベアカッタ１３とは別々にして、これらを同時並行して使用することが望ましい。
【００３１】
なお、この組み立て要領は、一例に過ぎず、可能であれば、はじめから長尺のチェーンコンベアカッタを用意するなど種々変更できる。また、作業完了後に長尺コンベアカッタを撤収するには、上述とほぼ反対の手順によればよい。
【００３２】
次に、図１〜図７を参照しながら、本形態の地中連続壁の各構築工程を具体的に説明する。
【００３３】
まず、地面から目標深さＨに至る途中に第１深さＨ１を設定する。本形態では、上述したように、目標深さＨ＝５０ｍ、第１深さＨ１、第２深さＨ２＝２５ｍである。
【００３４】
次に、図１〜図３に示すように、先行掘削工程を実施する。即ち、図１に示すように、第１チェーンコンベアカッタ１１により地面から第１深さＨ１に向けて掘削を行い、図２に示すように、下方折返部１１ａが第１深さＨ１に至るまで掘削を継続する。このとき、掘削により生じた残置土１４は、必要量だけ地上で回収するが、そのほとんどは、地中に残置し、後に骨材として活用する。その結果、残置土１４は、ほぐされた状態となり、長尺チェーンコンベアカッタ１３が移動する際の抵抗は非常に小さくなる。
【００３５】
次に、図３に示すように、進行方向Ｎ１に所定量だけずれた位置において、先行掘削工程を実施し、これを繰り返す。
【００３６】
その結果、図４に示すように、残置土１４が残置された溝が進行方向Ｎ１に形成されていくことになる。ここで、先行掘削工程では、土質や地下水の状況に応じて、以下のようにすることが望ましい。
【００３７】
（１）花崗岩、石灰岩など、硬質地盤では、水等を使用せず単に掘削するだけ（いわゆる空堀り）とし、残置土１４を骨材として活用する。
【００３８】
（２）軟弱地盤や砂質地盤では、水にベントナイト（膨潤材）や少量のセメント（貧配合）を混合したものを、安定剤をして注入し、残置土１４と攪拌混合し、スラリー状安定土又は低強度地盤とし、溝の壁崩壊を防止する。
【００３９】
（３）（１）と（３）の中間では、水又は圧縮空気を注入しながらの掘削するとよい。
【００４０】
いずれにしても、構築すべき連続壁の上端部が、地面１またはそれよりも低い場合、残置土１４を必要量（注入する固化液の体積及び土粒子密度の変化量を考慮して決定する。）だけ取り除き、連続壁の上端部の仕上レベルを維持するのが好ましい。
【００４１】
本形態では、先行掘削工程に引き続き、かつ並行して、後続掘削工程と構築工程とを連続的に実施する。まず、図４に示すように、長尺チェーンコンベアカッタ１３の下方折返部１２ａを第１深さＨ１まで移動し、第２深さＨ２を掘削する。この際、長尺チェーンコンベアカッタ１３から固化液を地中に吐出し、残置土１４と混合攪拌し、図５に示すように、下方折返部１２ａを目標深さＨまで至らせる。
【００４２】
本形態では、この後、下方折返部１２ａを第１深さＨ１よりやや上方まで引き上げ、長尺チェーンコンベアカッタ１３を進行方向Ｎ１に横引きする。このとき、残置土１４は、ほぐされており、その抵抗は小さくなっているから、従来技術よりもはるかにスムーズに長尺チェーンコンベアカッタ１３を進行方向Ｎ１に移動できる。なお、この横引き時にも、固化液を吐出する。このように、長尺チェーンコンベアカッタ１３を地面上まで引き上げるのではなく、その下部を地中に埋めたまま作業を継続しているため、地面上まで引き上げる場合に比べ、作業時間を大幅に短縮でき好適である。
【００４３】
そして、図６に示すように、横引き後に次の位置において、垂直下方へ掘削を行い、あわせて固化液を吐出する。以上の間においても、長尺チェーンコンベアカッタ１３よりも進行方向Ｎ１の上流側では、第１チェーンコンベアカッタ１１による先行掘削工程が、並行して実施される。
【００４４】
その結果、図７に示すように、壁体１５の集合体である、地中連続壁が構築されることになる。なお、図中では、地中連続壁の上端レベルは、地面１のレベルと一致しているが、これは一例に過ぎず、上端レベルを地面１のレベルよりも低くすることもできるし、高くすることもできる。また、進行方向Ｎ１は、一直線であってもよいし、曲線でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態における地中連続壁の構築方法の工程説明図
【図２】本発明の一実施の形態における地中連続壁の構築方法の工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態における地中連続壁の構築方法の工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態における地中連続壁の構築方法の工程説明図
【図５】本発明の一実施の形態における地中連続壁の構築方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態における地中連続壁の構築方法の工程説明図
【図７】本発明の一実施の形態における地中連続壁の構築方法の工程説明図
【図８】（ａ）本発明の一実施の形態における長尺チェーンコンベアカッタの組立工程説明図  （ｂ）本発明の一実施の形態における長尺チェーンコンベアカッタの組立工程説明図  （ｃ）本発明の一実施の形態における長尺チェーンコンベアカッタの組立工程説明図  （ｄ）本発明の一実施の形態における長尺チェーンコンベアカッタの組立工程説明図
【図９】従来のＴＲＤ法の説明図
【符号の説明】
【００４６】
１  地面
２  ＴＲＤ施工機
３  チェーンソー
４  固い地層
１０  杭打機
１１  第１チェーンコンベアカッタ
１２  第２チェーンコンベアカッタ
１１ａ、１２ａ  下方折返部
１１ｂ、１２ｂ  上方折返部
１３  長尺チェーンコンベアカッタ
１４  残置土
１５  壁体
Ｈ  目標深さ
Ｈ１  第１深さ
Ｈ２  第２深さ
【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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