(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強材を斜面や擁壁側より地山内に多段に水平又は所定設置角で配置することで抗土圧構造物や盛土、切土斜面等の安定化を図る地山補強土工法において、
前記補強材は、可撓性の細長い板状で、かつ板厚内に形成されて長手方向に延び流体移送用通路として使用可能な複数の長孔、及び前記複数の長孔のうち１以上の長孔に連通するよう設けられて地盤改良材を長孔内より外へ吐出可能にする注入口、並びに地山内の水分を長孔内へ流入可能にする排出口を有した注入ボードであり、
ドリルパイプ及び該ドリルパイプに挿入したインナーロッドを有した二重管を地山に水平又は所定角に位置決め配置した後、前記二重管を地山内に設計長さ打設する位置決め及び削孔工程と、
前記インナーロッドを前記ドリルパイプから引き抜く引き抜き工程と、
前記ドリルパイプの孔内に前記注入ボードを挿入する注入ボード挿入工程と、
前記ドリルパイプを地山内より引き抜くと同時に、シール材を前記ドリルパイプの後端から圧送し先端よりドリルパイプの引き抜きにより生じる空間を埋めるよう吐出して注入ボードを覆うよう定着部を作るドリルパイプ引き抜き及びシール材充填工程と、
前記注入ボードの各長孔に水溶液を圧送して前記注入口及び排水口から噴射して前記定着部に割れ目を作るクラッキング工程とを経ることを特徴とする地山補強土工法。
【請求項２】
前記クラッキング工程の次に、前記複数の長孔のうち、前記排水口を有しない１以上の長孔を通じて、地盤改良材を前記ボード後端から移送し、前記注入口及び前記クラッキング工程で作られる前記定着部の割れ目から地山内へ吐出する改良体造成工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の地山補強土工法。
【請求項３】
前記注入口から前記長孔内に配設されて、その長孔に沿って流れてくる地盤改良材を外へ導くガイド部材を有していることを特徴とする請求項２に記載の地山補強土工法。
【請求項４】
前記複数の長孔のうち、前記注入口を有しない１以上の長孔を通じて、地山内の水分を、前記クラッキング工程で作られる前記定着部の割れ目及び前記排出口より該長孔内に流入して前記ボード後端から排水することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の地山補強土工法。
【請求項５】
前記排出口から前記長孔内に配設されて、地山内の水分を該長孔内に流入可能にし、かつ前記長孔の先端側への流れを規制して後端側へ流れるようにするガイド部材を有していることを特徴とする請求項４に記載の地山補強土工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山斜面や法面の崩落防止対策等として有用な地山補強土工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地山補強土工法は、特許文献１や２に例示されるごとく地山斜面や法面の崩落防止対策、擁壁地盤の補強、山留め支保工として、補強材を斜面や擁壁側より地山内に多段に配置し、地山の変形に伴って補強材に抵抗力を発揮させることによって変形を拘束して地山の安定性を向上させる。
【０００３】
図６（ａ）は特許文献１の地山補強土工法であり、棒状の補強材１を打設して自然斜面や盛土の法面を安定化する例である。要部は、同（ｂ）のごとく補強材１として、鋼管等の筒状に形成され、打設時に地山の盛土に分け入るための先鋭部１１ａが先端付近に形成されると共に、後端側から内部に圧入されたグラウトを当該補強材の周囲に吐出するための吐出口１１ｅを側面に形成している構成であり、補強材１を地山に打設する第一工程と、打設された補強材１の後端側から内部にグラウドを圧入させて、補強材内部に充填させると共に補強材の側面の吐出口１１ｅから補強材周囲に吐出させて周囲の盛土にも浸透させて硬化させることで、補強材１と補強材内部のグラウド及び補強材周囲の盛土とを一体として地山に定着させる。
【０００４】
図７（ａ）は特許文献２の地山補強土工法であり、地山３１としてトンネルの側面斜面３４に施された例である。要部は、同(ｂ)のごとく環状部２１と中空部２２とが形成された複合管であって環状部２１の先端部に噴射ノズル２７を設けたロッド１７を、ボーリング削孔装置に装着して削孔方向に向けて位置決めし、高圧水を噴射ノズル２７に供給して高圧噴流水を削孔方向に噴射しながらボーリング削孔装置で所定位置まで地山に削孔し、ロッド１７の中空部に芯材３０を挿入して芯材の先端を地山に打込んだ後、芯材３０に沿ってロッド１７を所定距離引出す引出工程と、高圧の硬化剤を噴射ノズル２７に供給しロッド１７を回転させながら硬化剤を高圧噴射して地山に注入する注入工程とを交互に繰返し行うことにより芯材３０を有するパイル状改良体３２を造成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５２３１９号公報
【特許文献２】特許第２８７５０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２の補強材は抑止工として構成されており、排水による間隙水圧の上昇を抑える抑制工を施す場合は補強材を用いた地山補強土工法とは別途に設計し施工しなければならない。すなわち、地山の安定化や耐震設計では、補強材による抑止工と共に排水による抑制工を施すことにより、豪雨時も地山内の間隙水圧を設計値に抑えることが重要となる。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものである。その目的は、特に、地山内に配置した状態で地盤改良材を任意の箇所から吐出したり、逆に地盤からの排水も行えるようにした地山補強土工法を提供することにある。他の目的は以下の内容説明のなかで明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、補強材を斜面や擁壁側より地山内に多段に水平又は所定設置角で配置することで抗土圧構造物や盛土、切土斜面等の安定化を図る地山補強土工法において、前記補強材は、可撓性の細長い板状で、かつ板厚内に形成されて長手方向に延び流体移送用通路として使用可能な複数の長孔、及び前記複数の長孔のうち１以上の長孔に連通するよう設けられて地盤改良材を長孔内より外へ吐出可能にする注入口、並びに地山内の水分を長孔内へ流入可能にする排出口を有した注入ボードであり、ドリルパイプ及び該ドリルパイプに挿入したインナーロッドを有した二重管を地山に水平又は所定角に位置決め配置した後、前記二重管を地山内に設計長さ打設する位置決め及び削孔工程と、前記インナーロッドを前記ドリルパイプから引き抜く引き抜き工程と、前記ドリルパイプの孔内に前記注入ボードを挿入する注入ボード挿入工程と、前記ドリルパイプを地山内より引き抜くと同時に、シール材を前記ドリルパイプの後端から圧送し先端よりドリルパイプの引き抜きにより生じる空間を埋めるよう吐出して注入ボードを覆うよう定着部を作るドリルパイプ引き抜き及びシール材充填工程と、前記注入ボードの各長孔に水溶液を圧送して前記注入口及び排水口から噴射して前記定着部に割れ目を作るクラッキング工程とを経ることを特徴としている。
【０００９】
以上の注入ボードは、特許第４３６３９９６号公報等に開示されている樹脂ドレーン材と比べ、可撓性の細長い板状からなり、板厚内に複数の長孔を形成している点で同じ。しかし、樹脂ドレーン材の方は両側面が透水性でないと機能しないが、本発明の注入ボードの方は非透水性に限られず透水性であってもよい。また、シール材はセメントミルク以外にも、地盤改良材、その他の化学成分を含んだ溶液や流動物なども含まれる。このシール材には注入ボードを地山内に残置する過程で生じる隙間を埋めることを主目的とするものと、注入ボードを地山内に固定することを主目的とするものとを含む。
【００１０】
以上の本発明は、請求項２から６のように具体化されることがより好ましい。
（ア）前記クラッキング工程の次に、前記複数の長孔のうち、前記排水口を有しない１以上の長孔を通じて、地盤改良材を前記ボード後端から移送し、前記注入口及び前記クラッキング工程で作られる前記定着部の割れ目から地山内へ吐出する改良体造成工程を行う構成である（請求項２）。この注入口には長孔の先端部の開口を含む。
（イ）前記注入口から前記長孔内に配設されて、その長孔に沿って流れてくる地盤改良材を外へ導くガイド部材を有している構成である（請求項３）。
【００１１】
（ウ）前記複数の長孔のうち、前記注入口を有しない１以上の長孔を通じて、地山内の水分を、前記クラッキング工程で作られる前記定着部の割れ目及び前記排出口より該長孔内に流入して前記ボード後端から排水するする構成である（請求項４）。この排出口には長孔の先端部の開口を含む。
【００１２】
（エ）前記排出口から前記長孔内に配設されて、地山内の水分を該長孔内に流入可能にし、かつ前記長孔の先端側への流れを規制して後端側へ流れるようにするガイド部材を有している構成である（請求項５）。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、補強材が可撓性の細長い板状で、かつ板厚内に形成されて長手方向に延び流体移送用通路として使用可能な複数の長孔、及び前記複数の長孔のうち１以上の長孔に連通するよう設けられて地盤改良材を長孔内より外へ吐出可能にする注入口、並びに地山内の水分を長孔内へ流入可能にする排出口を有した注入ボードであり、ドリルパイプ及び該ドリルパイプに挿入したインナーロッドを有した二重管を地山に水平又は所定角に位置決め配置した後、二重管を地山内に設計長さ打設する位置決め及び削孔工程と、インナーロッドをドリルパイプから引き抜く引き抜き工程と、ドリルパイプの孔内に注入ボードを挿入する注入ボード挿入工程と、ドリルパイプを地山内より引き抜くと同時に、シール材をドリルパイプの後端から圧送し先端よりドリルパイプの引き抜きにより生じる空間を埋めるよう吐出して注入ボードを覆うよう定着部を作るドリルパイプ引き抜き及びシール材充填工程と、注入ボードの各長孔に水溶液を圧送して注入口及び排水口から噴射して定着部に割れ目を作るクラッキング工程とを経る。要は、地山斜面や法面の安定化や崩落防止対策として、注入ボードの打設及びシール材の吐出による抑止工、及び排水による抑制工の両方を兼ね備えることができる。また、注入ボードは従来の補強材である鋼材より取扱性に優れている。
【００１４】
請求項２の発明では、改良体造成工程により地盤改良材を１以上の長孔の後端側から移送し、該長孔の適位置に連通するよう設けられた注入口より地山内へ吐出することで、注入ボードの厚さ内、注入口、注入ボードの周囲に一体となった定着部を造成できる。この場合、請求項３の発明では、長孔に移送された地盤改良材がガイド部材により確実に注入口からボード周囲に吐出できる。
【００１５】
請求項４の発明では、地山内の水分が注入ボードの排出口から長孔に流入し、該長孔から後端の開口から地山外へ排水される。
【００１６】
この場合、請求項５の発明では、長孔に流入した水分がガイド部材により先端側への流れを阻止して効率よく排水できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１形態の地山補強土工法を適用した場合の模式図であり、（ａ）は模式断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向から見た部分正面図である。
【図２】図１の地山補強土工法において注入ボードを地中に残置するまでの操作手順を示し、（ａ）は削孔工程を示す模式図、（ｂ）は削孔完了とインナーロッドを引き抜き、孔内洗浄工程を示す模式図、（ｃ）は注入ボード挿入工程を示す模式図である。
【図３】図２に続く上記地山補強土工法の操作手順を示し、（ａ）はパイプ引き抜き・シール材充填工程、（ｂ）シール材充填完了とクラッキング工程、（ｃ）は改良体造成工程である。
【図４】上記注入ボードの全体構成を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向から見た模式平面図である。
【図５】（ａ）は上記注入ボードに組み込まれたガイド部材を示す概略斜視図、（ｂ）と（ｃ）は（ａ）の注入ボードの作用を示す模式断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は特許文献１の図１及び図２を示す説明図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は特許文献２の図５及び図６を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した形態例を図面を参照して説明する。この説明では、地山補強土工法の概要、補強材、施工例１の順に述べる。なお、図面は細部を省略したり模式化している。
【００１９】
（概要）対象の地山補強土工法は、例えば、図１に示したごとく盛土ないしはその擁壁の補強、図６のごとく地山斜面や法面の安定化や崩落防止対策、図７のごとく山留め支保工等として好適なものである。すなわち、本発明の『地山』は、図１から図３の地山６に例示されるごとく、それら色々な箇所を含む広義な意味で使用している。工法特徴は、補強材として抑止工及び抑制工を可能にする注入ボード１が用いられて、注入ボード１が斜面や擁壁側より地山内に多段に水平又は所定設置角で配置されることで抗土圧構造物や盛土や切土斜面等の安定化を図るものである。
【００２０】
（補強材）注入ボード１は、図４及び図５に示されるごとく可撓性の細長い板状で、かつ板厚内に形成されて長手方向に延び流体移送用通路として使用可能な複数の長孔１２を有している。すなわち、注入ボード１は、上下面１１，１１の間に長手方向に溝状に延びている複数の長孔１２を区画形成している。この場合、注入ボード１は、例えば、板幅方向に凹凸状に形成されている芯材と、芯材の両側ないしは上下面に接合された上下面１１，１１とで構成されることもある。材質は、熱可塑性等の樹脂、ゴム、それらに類似のものであればよい。ボード幅寸法は、理論上は制約されないが、後述する打設管であるドリルパイプ等との関係では３〜１５ｃｍ、より好ましくは５〜１０ｃｍ程度である。厚さは０．５〜２ｃｍ程度が好ましい。
【００２１】
以上の注入ボード１は、予め目的とした長さに切断した状態で地山内に打設する以外に、可撓性であることから供給リールに巻き付けた状態で取扱いでき、供給リールから巻き戻して任意の長さで切断可能である。また、注入ボード１には、長孔１２に通じて該長孔１２に沿って流れてくる地盤改良材を外へ吐出させる複数の注入口１３と、逆に地山内の水分を長孔１２に流入し該長孔１２に沿って斜面や擁壁外側へ排水可能にする排出口１４とが設けられている。注入口１３と排出口１４は、実質的に同様な構成であるが、異なる長孔１２に連通するよう設けられている。
【００２２】
すなわち、注入口１３と排水口１４は、図５に例示されるごとくボード上下面１１，１１に長孔１２に通じる窓を設け、該窓から長孔１２内に配設され、該長孔１２に沿って移送されてくる改良材を外へ導くガイド部材２、又は、地山内の水分を前記窓より長孔１２内に導くガイド部材２にて区画されている。なお、ガイド部材２を省略し、前記窓自体を注入口１３や排出口１４としてもよい。長孔１２の孔処理としては、例えば、注入ボード１の先端１ｂに孔閉用キャップを装着したり、長孔のうち通路として使用しない孔箇所や先端開口を部分溶融等で閉鎖することが好ましい。
【００２３】
また、注入口１３は、注入ボード１が図１のごとく盛土等の地山内に所定設置角又は略水平に打設された状態で目的の改良体８を造成するに適した箇所に点在されよう設けられる。一方、排出口１４は、通常、図１の改良体８と重ならないよう設けられることになる。
【００２４】
ガイド部材２は、例えば、略Ｕ形つまり底壁２０及び両側壁２１を有しており、注入ボート１に対し、前記一方の窓、長孔１２、他方の窓に押し込むことで取り付けられる。この場合、ガイド部材２は、不用意な外れや位置ズレを防ぐ上で、両側壁２１が接着剤等を介して長孔１２を区画している対向部分に装着されることが好ましい。なお、ガイド部材２の材質は、注入ボート１と同じく樹脂、ゴム、それらに類似のものである。
【００２５】
ガイド部材２の装着状態において、図５（ｂ）は長孔１２に移送される改良材の吐出状態を示している。長孔１２に沿って移送されてくる地盤改良材は、ガイド部材２の内部２３に入ると共に、上下の開口より外へ吐出される。同（ｃ）は地山内の水分の流れを示している。地山内の水分は、上下の開口よりガイド部材２の内部２３に流入すると共に、長孔１２に沿って流れてボード後端１ａから外へ排出される。
【００２６】
なお、以上の排水口１４は、図５（ｃ）に破線で示したようにろ過部材１５により覆うことにより、泥等で塞がらないようにすることが好ましい。
【００２７】
（施工例１）この施工例１では、地山補強工法の具体例として、図１から図３を参照して以上の注入ボードを盛土等（以下、地山６と称する）の所定部に多段に打設し、更に打設された注入ボートを地山内に固定するため定着部、更に改良体をそれぞれ造成する場合の操作を説明する。すなわち、この施工例１では、図２（ａ）の位置決め及び削孔工程、同図（ｂ）のインナーロッド引き抜き及び孔内洗浄工程、同図（ｃ）の注入ボード挿入工程、図３（ａ）のドリルパイプ引き抜き及びシール材充填工程、同図（ｂ）のクラッキング工程、同図（ｃ）の改良体造成工程とを経る。
【００２８】
ここで、施工機３は、ロータリーパーカッションドリルと称されているもので、台車本体３１に旋回・傾動可能に支持されているガイドシェル３２に対し前後動可能に支持されていると共に、全体が台車３０より移動可能となっている。ドリル機構は二重管方式からなり、ドリルパイプ３４及び該ドリルパイプ先端に設けられたリングビット３４ａと、ドリルパイプ３４に内挿されたインナーロッド３５及び該インナーロッド先端に設けられたインナービット３５ａと、ドリルパイプ３４の後側に組み込まれたスイベル３６と、回転打撃駆動機構であるドリフタ３７等を有している。
【００２９】
用いられる注入ボード１は、図４に例示されるごとく目的の長さに切断されると共に、目的の箇所に注入口１３及び排出口１４が設けられたり、上記したガイド部材２が取り付けられたり長孔１２の先端側開口が必要に応じて閉鎖処理される。一方、施工域には、図示しないが、セメントミルク等を製造するシール材供給源及び製造されたシール材を圧送するポンプと、クラッキング用水などを圧送するポンプと、地盤改良材を製造する改良材供給源及び製造された改良材を圧送するポンプ等が用意される。その場合、単一のポンプを使用して、シール材供給源のシール部材、クラッキング用水、改良材供給源の地盤改良材を切換方式で圧送することもある。
【００３０】
図２（ａ）の位置決め及び削孔工程では、施工機３が目的のボード打設箇所に移動された後、ドリル機構の二重管（ドリルパイプ３４及びインナーロッド３５）がガイドシェル３２等を介して地山の擁壁５に設けられた切欠部５ａに略水平ないしは所定角に位置決め配置される。二重管はドリフタ３７の駆動により地山内に設計長さ打設される。
【００３１】
図２（ｂ）のインナーロッド引き抜き及び孔内洗浄工程では、ドリルパイプ３４がドリル機構から切り離されると共に、インナーロッド３５がドリルパイプ３４から引き抜かれる。その後は、ドリルパイプ３４のパイプ孔内が例えば高圧噴射水などにより洗浄される。この洗浄処理は省略されることもある。
【００３２】
図２（ｃ）の注入ボード挿入工程では、図４のごとく所定長さに形成された注入ボード１が地山内に打設されたドリルパイプ３４の孔内に挿入配置される。なお、この場合、ドリルパイプ３４は、注入ボード１に応じた長さのものが用いられている。つまり、注入ボード１は、ドリルパイプ３４の孔内に挿入された状態で、その後端１ａがドリルパイプ内より外にはみ出す長さである。
【００３３】
図３（ａ）のドリルパイプ引き抜き及びシール材充填工程では、図示を省略しているが、ドリルパイプ３４が施工機３のドリル機構に再び連結された後、地山内より引き抜かれる。その際には、シール材供給源のシール材がポンプによりスイベル３６を介してドリルパイプ３４内に圧送されて地盤中に吐出される。この場合、シール材は、ドリルパイプ３４の引き抜きにより生じる空間を埋めるよう吐出充填されて、同図（ｂ）のごとく最終的に注入ボード１を覆うような定着部７として造成される。その後、施工機３は次のボード打設箇所へ移動される。
【００３４】
図３（ｂ）のクラッキング工程では、前工程において注入ボード１が定着部７で覆われて注入口１３及び排水口１４も塞がれているため、各長孔１２に水溶液を高圧で圧送して注入口１３及び排水口１４から噴射させることで定着部７の対応部に割れ目を作る。この操作では、まず、注入ボードの後端１ａに対し専用の治具ないしはジョイント２５が装着される。ジョイント２５は、目的の複数の長孔１２に接続する連結管部を有し、クラッキング用水つまり高圧水をホルダー２８を介し受け入れて前記連結管部から対応する長孔１２に高圧で圧送可能にする。
【００３５】
すなわち、この工程では、定着部７が低強度つまり強度が発現していない状態において、高圧水が注入口１３及び排水口１４から定着部７に向けて噴射され、その噴射力により定着部７の対応部に割れ目を作って次工程で改良体８を造成可能にしたり、地山内の水分が排水口１４から長孔１２に流入容易にする。
【００３６】
図３（ｃ）の改良体造成工程では、注入ボードの後端１ａに対しジョイント２５に代えて専用のジョイント２５Ａが装着される。なお、ジョイント２５は、複数の長孔１２のうち、注入口１３及び排水口１４を設けている長孔１２に接続する連結管部を有している。これに対し、ジョイント２５Ａは、複数の長孔１２のうち、注入口１３だけを設けている長孔１２に接続する連結管部を有している。そして、ジョイント２５Ａは、改良材供給源の改良材がポンプで移送されてくると、ホルダー２８を介して受け入れて前記連結管部から対応する長孔１２に圧送可能にする。
【００３７】
すなわち、改良体８は、改良材が前記連結管部から長孔１２内、注入口１３（区画しているガイド部材２）からボード外側に吐出されて造成される。なお、同図（ｃ）では、理解し易くするため図４の注入ボード１の例だと、改良材が先端の手前にある２箇所の注入口１３から地山内に吐出されて１つの改良体８を造成した図となっている。その後は、図１に示されるごとく各切欠部５ａが固化材系の埋戻し材９により埋め戻され、また、ジョイント２５及びホルダー２８が取り外されて、次の注入ボードに装着される。以上の各工程は、下段の１番目からｎ番目、中段の１番目からｎ番目、上段の１番目からｎ番目まで繰り返し行われる。
【００３８】
図１（ａ）は以上のようにして多数の注入ボードがその後端１ａを地山の外に露出した状態で既成盛土等の地山６内に残置され、かつ、定着部７及び改良部８を造成した完了状態を示している。各注入ボード１において、複数の長孔１２のうち、排出口１４（ガイド部材２）を設けた１以上の長孔１２を通じて、既成盛土等の地山６内の水分は排出口１４（ガイド部材２）より該長孔１２内に流入され、露出している後端１ａから排水されることになる。従って、この地山補強土工法では、残置された注入ボード１及びシール材６による補強作用を主とする抑止工、及び排水作用を主とする抑制工の両方を兼ねることができる。更に、改良体８による改良効果も得られる。
【００３９】
なお、以上の施工例１は本発明の地山補強土工法を何ら制約するものではない。本発明は、各請求項で特定される技術要素を備えておればよく、細部は必要に応じて種々変更したり展開可能なものである。その一例としては、施工機３については必要に応じて変更したり改良されるものである。また、地山補強土工法としては、改良体８を省略しても差し支えない。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・注入ボード（１２は長孔、１ａは後端、１ｂは先端）
２・・・・ガイド部材（２０は底壁、２１は側壁）
３・・・・施工機
５・・・・擁壁
６・・・・盛土等の地山
７・・・・定着部
８・・・・改良体
９・・・・埋戻し材
１１・・・上下面
１２・・・長孔
１３・・・注入口
１４・・・排水口
１５・・・ろ過部材
２５・・・ジョイント
２８・・・ホルダー
３４・・・ドリルパイプ（二重管を構成）
３５・・・インナーロッド（二重管を構成）
【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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