(57)【要約】【課題】作業工数を抑えて、迅速に必要な範囲に裏込め土の吸出しを防止する吸出し防止層を形成することができる裏込め土の吸出し防止方法を提供する。【解決手段】ケーソン１の背面の裏込め石３の傾斜背面に沿って裏込め土４に、固化液用パイプ６とこの固化液用パイプ６よりもケーソン１側に促進液用パイプ８を設置し、それぞれの二重管の外管に設けた注入孔６ａ、８ａから裏込め土４に緩結性固化液Ｃ、固化促進液Ｐを二重管ダブルパッカー方式により注入し、吸出し防止シート５の破損部Ｂを含むケーソン１側の範囲では固化促進液Ｐと反応した緩結性固化液Ｃが急速に固化して瞬結層Ｌ１を形成し、瞬結層Ｌ１のケーソン１と反対側となる範囲では、緩結性固化液Ｃが裏込め土４に広がって固化して緩結性固化液Ｃだけからなる緩結層Ｌ２を形成する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海に面した構造物の背面の裏込め土に、吸出し防止層を形成して裏込め土の前記構造物の前方への吸出しを防止する裏込め土の吸出し防止方法であって、前記吸出し防止層を形成する緩結性固化液を前記裏込め土に注入するとともに、該緩結性固化液の注入位置よりも前記構造物側の裏込め土に該緩結性固化液の固化促進液を注入する裏込め土の吸出し防止方法。
【請求項２】
前記固化促進液を前記緩結性固化液よりも遅らせて前記裏込め土に注入する請求項１に記載の裏込め土の吸出し防止方法。
【請求項３】
前記緩結性固化液および前記固化促進液をそれぞれ所定の注入深さごとに独立した注入パイプおよび注入ポンプを用いて前記裏込め土に注入する請求項１または２に記載の裏込め土の吸出し防止方法。
【請求項４】
前記緩結性固化液および前記固化促進液をそれぞれ前記構造物の背面直後に設けられた裏込め石の背面に沿うように前記裏込め土に注入する請求項１〜３のいずれかに記載の裏込め土の吸出し防止方法。
【請求項５】
前記緩結性固化液をアルカリ性固化液とし、前記固化促進液を炭酸ガスまたは炭酸水とする請求項１〜４のいずれかに記載の裏込め土の吸出し防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーソン等の海に面した構造物の背面にある裏込め土の吸出し防止方法に関し、作業工数を抑えて、迅速に必要な範囲に吸出し防止層を形成することができる裏込め土の吸出し防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーソン等の海に面した構造物の裏込め石の背面上に敷設した長繊維ポリエステル系不織布等の土粒子は通さず透水性のある吸出し防止シートが破損した場合などには、裏込め土が構造物の前方の海へ吸出されるため、このような裏込め土の吸出しを防止する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、吸出しが生じている箇所およびその周辺の裏込め土に、瞬結性の予備液を注入して暫定的な吸出し防止層を形成することにより裏込め土の吸出しを止め、次いで、新たに緩結性の浸透固化液を注入して恒久的な吸出し防止層を形成する方法が提案されている。しかしながら、この提案の方法では緩結性固化液と、取扱いに制約が多い瞬結性固化液との２種類の固化液が必要になるとともに、吸出し防止層を形成する工程を二度繰り返すので、作業工数が多くなって作業が煩雑になり、コスト低減も困難になるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１３４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、作業工数を抑えて、迅速に必要な範囲に裏込め土の吸出しを防止する吸出し防止層を形成することができる裏込め土の吸出し防止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明の裏込め土の吸出し防止方法は、海に面した構造物の背面の裏込め土に、吸出し防止層を形成して裏込め土の前記構造物の前方への吸出しを防止する裏込め土の吸出し防止方法であって、前記吸出し防止層を形成する緩結性固化液を前記裏込め土に注入するとともに、該緩結性固化液の注入位置よりも前記構造物側の裏込め土に該緩結性固化液の固化促進液を注入することを特徴とするものである。
【０００６】
ここで、前記固化促進液を前記緩結性固化液よりも遅らせて前記裏込め土に注入することもでき、前記緩結性固化液および前記固化促進液をそれぞれ所定の注入深さごとに独立した注入管および注入ポンプを用いて前記裏込め土に注入することもできる。また、前記緩結性固化液および前記固化促進液をそれぞれ前記構造物の背面直後に設けられた裏込め石の傾斜背面に沿うように前記裏込め土に注入することもできる。また、例えば、前記緩結性固化液をアルカリ性固化液とするとともに、前記固化促進液を炭酸ガスまたは炭酸水とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の裏込め土の吸出し防止方法によれば、海に面した構造物の背面の裏込め土に、吸出し防止層を形成する緩結性固化液を注入するとともに、緩結性固化液の注入位置よりも構造物側の裏込め土に、この緩結性固化液の固化促進液を注入するので、注入した緩結性固化液は構造物側となる範囲では固化促進液との反応により急速に固化して注入した緩結性固化液の流出を速やかに止めることができる。一方、注入した緩結性固化液は構造物と反対側となる範囲では、緩結性固化液の本来の特性のまま、ゆっくりと固化するので裏込め土の必要な範囲に広がって、裏込め土の吸出しを防止する吸出し防止層を形成することができる。
【０００８】
このように、瞬結性固化液よりも取扱いのよい緩結性固化液と固化促進液とを用いて、吸出し防止層を形成する工程を一度行なうだけで、迅速に必要な範囲に十分な層厚を有する恒久的な吸出し防止層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の裏込め土の吸出し防止方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
図１に例示するように海に面したケーソン１の背面直後には、裏込め石３が配置され、裏込め石３の背面には裏込め土４が裏込めされている。裏込め石３のすき間は大きくて透水性が高いため、裏込め石３の傾斜背面上に敷設した長繊維ポリエステル系不織布からなる吸出し防止シート５によって土粒子の吸出しを防止しているが、この吸出し防止シート５の一部が破損して破損部Ｂから裏込め土４がケーソン１の前方の海へ吸出される状態になっている。
【００１０】
そこで、本発明の吸出し防止方法を実施することにより破損部Ｂからの裏込め土４の吸出しを防止する。まず、裏込め石３の傾斜背面に沿うように削孔して、裏込め土４に固化液用パイプ６および促進液用パイプ８を設置する。その際に、促進液用パイプ８は固化液用パイプ６よりもケーソン１側に設置する。固化液用パイプ６および促進液用パイプ８は、それぞれパッカーを備えた内管を内設した二重管構造となっており、その外管には、それぞれ多数の注入孔６ａ、８ａが設けられ、いわゆる二重管ダブルパッカー方式で液体を注入できるように構成されている。
【００１１】
また、固化液用パイプ６は緩結性固化液Ｃの供給タンクに連結され、その中途に注入ポンプ７が設置されている。促進液用パイプ８は固化促進液Ｐの供給タンクに連結され、その中途に注入ポンプ９が設置されている。
【００１２】
緩結性固化液Ｃとしては、恒久性の吸出し防止層Ｌを形成することができるものであり、主に水ガラス系薬液の種々のアルカリ性固化液や酸性固化液（シリカゾルなど）を用いることができ、液状から固化（ゲル化）するまでの固化時間は、例えば１日程度である。固化促進液Ｐは、使用する緩結性固化液Ｃの固化速度を速めて固化を促進するものであり、例えば固化時間を５秒〜３０秒程度にするものである。固化促進液Ｐは緩結性固化液Ｃを中和するものであり、アルカリ性の緩結性固化液Ｃの場合は酸性成分、酸性の緩結性固化液Ｃの場合はアルカリ性成分のものが用いられる。
【００１３】
緩結性固化液Ｃとしてコロイダルシリカなどのアルカリ性固化液を採用とするとともに、固化促進液Ｐとして炭酸ガスまたは炭酸水を採用すると大きなコスト低減効果を得ることができる。
【００１４】
次いで、図２に例示するように、注入ポンプ７を稼動させて二重管ダブルパッカー方式により、固化液用パイプ６の下方の注入孔６ａから所定量の緩結性固化液Ｃを裏込め土４に注入し、順次、上方の注入孔６ａから同様に緩結性固化液Ｃを注入する。注入した緩結性固化液Ｃは注入した順に、裏込め土４に浸透して周囲に広がってゆく。
【００１５】
次いで、図３に例示するように、緩結性固化液Ｃの注入開始後、所定の時間差を設けて注入ポンプ９を稼動させて二重管ダブルパッカー方式により、促進液用パイプ８の下方の注入孔８ａから所定量の固化促進材Ｐを裏込め土４に注入し、順次、上方の注入孔８ａから同様に固化促進液Ｐを注入する。注入した固化促進液Ｐは注入した順に裏込め土４に浸透し、先に浸透して広がっている、或いは広がり続けている緩結性固化液Ｃと混ざり合う範囲となる促進液用パイプ８の周辺領域では、両者の中和反応により緩結性固化液Ｃが急速に固化する。一方、緩結性固化液Ｃと固化促進液Ｐとが混ざり合わない範囲となる固化液用パイプ６の近傍および固化液用パイプ６の促進液パイプ８と反対側の領域では緩結性固化液Ｃの固化が促進されないので、本来の特性どおり緩結性固化液Ｃは裏込め土４への浸透を続けてゆっくりと固化する。
【００１６】
その結果、図４に例示するように裏込め石３の傾斜背面に沿うように吸出し防止層Ｌが形成される。この吸出し防止層Ｌは、緩結性固化液Ｃと固化促進液Ｐとの反応により形成された瞬結層Ｌ１と、瞬結層Ｌ１の背面に沿って緩結性固化液Ｃのみで形成された緩結層Ｌ２とから構成される。
【００１７】
このように、瞬時に固化して取扱いに制約が多い瞬結性固化液よりも取扱い性に優れた緩結性固化液Ｃと固化促進液Ｐとを用いて、吸出し防止層Ｌを形成する工程を一度行なうだけで、吸出し防止シート５の破損部Ｂを塞ぐ瞬結層Ｌ１を迅速に形成するとともに、瞬結層Ｌ１のケーソン１と反対側の必要な範囲に緩結層Ｌ２を形成して、十分な層厚を有する恒久的な吸出し防止層Ｌを形成することができる。
【００１８】
瞬結層Ｌ１が迅速に形成されるので、注入した緩結性固化液Ｃの破損部Ｂからの流出も防止され、緩結性固化液Ｃを無駄に使用することもなくなる。また、従来のように吸出し防止層Ｌを形成する工程を二度行なう必要がなく、作業工数を大幅に抑えることができるので、大きなコスト削減効果を得ることも可能になる。
【００１９】
緩結性固化液Ｃと固化促進液Ｐの注入タイミングは、裏込め土４の土質条件や注入量等の注入条件によって異なり、裏込め土４のほぼ同じ深さ位置で、固化促進液Ｐを緩結性固化液Ｃより先に注入、もしくは同時に注入することもできるが、固化促進液Ｐを緩結性固化液Ｃよりも遅らせて裏込め土４に注入することが好ましい。固化促進液Ｐを相対的に遅らせて注入することにより、破損部Ｂを塞ぐために必要最低量の緩結性固化液Ｃを固化させ、残りの量の緩結性固化液Ｃはすぐに固化させることなく裏込め土４の必要な範囲に浸透させて十分な層厚の緩結層Ｌ２を形成し易いからである。
【００２０】
緩結性固化液Ｃと固化促進液Ｐの注入タイミングは、例えば下記（１）、（２）式により算出することができる。
ｔ＝μ×ｔ０  ・・・（１）
ｔ０＝（πλｒ２ｈ）／ｑ  ・・・（２）
【００２１】
ここで、ｔは緩結性固化液Ｃの注入開始から固化促進液Ｐを注入するまでの時間（ｓ）、μは固化促進液Ｐの注入時間係数（裏込め土４の土質により０．５〜１．０程度）、ｔ０は緩結性固化液Ｃの注入孔６ａから固化促進液Ｐの注入孔８ａまでの緩結性固化液Ｃの到達時間（ｓ）、λは注入率（＝α×ｎ／１００％）であり、αは緩結性固化液Ｃの充填率（裏込め土４の土質により０．９程度）、ｎは裏込め土４の空隙率（％）である。ｒは浸透する緩結性固化液Ｃの注入孔６ａからの半径（ｍ）、ｈは浸透する緩結性固化液Ｃの注入される厚さ（ｍ）である。ｑは緩結性固化液Ｃの流量（ｍ３／Ｓ）である。
【００２２】
上記の係数等は吸出し防止層Ｌを形成する裏込め土４を試験試料として採取しておき、その試験試料で実験を行なうことにより予め把握しておくようにするか、或いは経験値を使用する。
【００２３】
図５に他の実施形態を例示する。この実施形態では、裏込め石３の傾斜背面近傍の所定の注入深さごとに固化液用パイプ６と、この固化液用パイプ６のケーソン側に促進液用パイプ８とを略垂直に立設し、それぞれの固化液用パイプ６の先端の注入孔６ａから緩結性固化液Ｃ、それぞれの促進液用パイプ８の先端の注入孔８ａから固化促進液Ｐを裏込め土４に注入する。
【００２４】
それぞれの独立した固化液用パイプ６および促進液用パイプ８にはそれぞれ独立の注入ポンプ７、９が設置されているので、注入深さごとに注入タイミング、注入速度、注入量等を独自に自由にコントロールでき、要求仕様どおりの吸出し防止層Ｌを形成し易くなる。固化液用パイプ６および促進液用パイプ８には、それぞれ先端以外の位置にそれぞれ注入孔６ａ、８ａを設けてもよい。
【００２５】
このように本発明では、いずれの実施形態においても、緩結性固化液Ｃおよび固化促進液Ｐをそれぞれ所定の注入深さごとに独立した注入パイプおよび注入ポンプを用いて裏込め土４に注入することができる。
【００２６】
図６にさらに別の実施形態を例示する。この実施形態では、裏込め石３の傾斜背面に沿って単管の固化液用パイプ６と、この固化液用パイプ６のケーソン１側に単管の促進液用パイプ８を所定の最も深い位置まで削孔して配置しておき、それぞれの先端の注入孔６ａ、８ａから緩結性固化液Ｃ、固化促進液Ｐを裏込め土４に注入しつつ、固化液用パイプ６および促進液用パイプ８を上方に引き揚げるようにしている。この方法を用いても、図４に例示した同様の吸出し防止層Ｌを形成することができる。
【００２７】
この実施形態によれば、精度よく迅速に裏込め石３の傾斜背面に沿うように緩結性固化液Ｃおよび固化促進液Ｐを裏込め土４に注入することができるので、裏込め石３の傾斜背面に沿った均一な層厚の吸出し防止層Ｌを形成し易くなる。
【００２８】
ここでは、固化液用パイプ６の注入孔６ａから注入した緩結性固化液Ｃが裏込め土４に浸透して、促進液用パイプ８の近傍に達した頃に、その緩結性固化液Ｃが浸透した領域を固化促進液Ｐを注入する注入孔８ａが通過するように、固化液用パイプ６の先端の注入孔６ａが促進液用パイプ８の先端の注入孔８ａよりも上方に位置するようにして、固化液用パイプ６および促進液用パイプ８を引き揚げるようにするのが好ましい。
【００２９】
本発明は、ケーソン１だけでなく海に面した種々の構造物の背面の裏込め土４の吸出し防止に適用することができ、裏込め石３がない場合にも適用することができる。例えば、図７に例示する実施形態のように、海に面して幅方向に並列して海中から海上に立設されている鋼矢板１０の背面の裏込め土４の吸出し防止に適用することができる。この並列した鋼矢板１０は、タイロッド１２或いはタイワイヤによって背後の裏込め土４に埋設された杭１１に連結されて立設されており、並列した鋼矢板１０、１０の継手は止水材でシールされている。この止水材が破損した場合、裏込め土４が鋼矢板１０の前方の海に吸出されることがある。
【００３０】
この吸出しを防止するには、上記の実施形態と同様に二重管ダブルパッカー方式によって、二重管構造の固化液用パイプ６の外管の注入孔６ａから緩結性固化液Ｃを裏込め土４に注入するとともに、緩結性固化液Ｃの注入位置よりも鋼矢板１０側の裏込め土４に二重管構造の促進液用パイプ８の外管の注入孔８ａから固化促進液Ｐを注入する。これにより、鋼矢板１０の背面直後の瞬結層Ｌ１が形成され、この瞬結層Ｌ１の背面には緩結層Ｌ２が形成され、図４の例示と同様の吸出し防止層Ｌを形成することができる。
【００３１】
この実施形態においても、図６に例示した同じ方法を適用することができ、単管の固化液用パイプ６および促進液用パイプ８を鋼矢板１０に沿って上方に引き揚げつつ、それぞれの先端の注入孔６ａ、８ａから緩結性固化液Ｃ、固化促進液Ｐを裏込め土４に注入することができる。
【００３２】
本発明では、緩結性固化液Ｃおよび固化促進液Ｐの裏込め土４への注入に、二重管ダブルパッカー方式だけでなく、超多点方式や二重管ストレーナ方式などを採用することもできる。
【００３３】
また、本発明は、裏込め土４の吸出しが発生するのであれば、海だけでなく湖沼や河川等に面した構造物の背面の裏込め土４の吸出し防止に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の吸出し防止方法の最初の工程を例示する縦断面図である。
【図２】図１の次の工程を例示する縦断面図である。
【図３】図２の次の工程を例示する縦断面図である。
【図４】図３の工程の後に形成される吸出し防止層を例示する縦断面図である。
【図５】本発明の吸出し防止方法の別の実施形態を例示する縦断面図である。
【図６】本発明の吸出し防止方法の別の実施形態を例示する縦断面図である。
【図７】本発明の吸出し防止方法のさらに別の実施形態を例示する縦断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ケーソン
２  基礎マウンド
３  裏込め石
４  裏込め土
５  吸出し防止シート
６  固化液用パイプ      ６ａ  注入孔
７  注入ポンプ
８  促進液用パイプ    ７ａ  注入孔
９  注入ポンプ
１０  鋼矢板
１１  杭
１２  タイロッド
Ｃ  緩結性固化液      Ｐ  固化促進液
Ｌ  吸出し防止層    Ｌ１  瞬結層    Ｌ２  緩結層
【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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