(57)【要約】【課題】低コストで遮水性土留め壁の適確な透水化処理ができ、また、透水化処理後においても永続的に透水性を維持できる遮水性土留め壁の透水化処理方法の提供。【解決手段】地中に造成されたコンクリート又はソイルセメント製の遮水性連続土留め壁２に、その構築時又は構築後に、所望の間隔を隔てて縦向きの作業孔４を形成し、その作業孔４に水等の衝撃伝達材５を注入するとともにプラズマ発生用電力を供給するためのプローブ６を挿入し、これに電力を供給してプラズマによる衝撃波を発生させて遮水性土留め壁を透水可能な状態に破砕又は劣化させる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に造成されたコンクリート又はソイルセメント製の遮水性連続土留め壁に、その構築時又は構築後に、所望の間隔を隔てて縦向きの作業孔を形成し、該作業孔に水等の衝撃伝達材を注入するとともにプラズマ発生用電極（以下プローブと記す）を挿入し、該プローブに電力を供給してプラズマによる衝撃波を発生させ、該衝撃波により前記遮水性土留め壁を透水可能な状態に破砕又は劣化させることを特徴としてなる遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項２】
地中に造成されるコンクリート又はソイルセメント製の遮水性連続壁の造成時に、該連続壁中の透水化処理予定高さ位置に、プラズマによる衝撃波の伝達性能の高い衝撃波伝達媒体を分散させて埋設しておく請求項１に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項３】
遮水性連続土留め壁の作業孔は、該土留め壁に挿入した鞘管をもって構成する請求項１又は２に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項４】
鞘管の透水化処理予定高さ位置に、プラズマによる衝撃波を伝達させる突起を多数突設した請求項３に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項５】
プラズマによる衝撃波を伝達させる突起は、該鞘管内に連通した中空管である請求項４に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項６】
鞘管外周面に、その所望の高さ位置にプラズマによる衝撃波を吸収する弾性材層を予め被着させて作業孔を構成させ、該弾性材層によって隣接する地下構造物に対する前記衝撃波の伝達を遮断させるようにしてなる請求項３、４又は５に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項７】
作業孔の透水化処理予定高さ位置とその下方及び／又は上方とを、プラズマによる衝撃波を吸収する材料からなる栓体をもって仕切ることにより該衝撃波の伝達を遮断させた状態でプローブに電力を供給し、プラズマによる衝撃波を発生させる請求項１〜５又は６に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項８】
衝撃波を吸収する材料からなる栓体が、ゴム等の弾性材をもって成形された膨縮自在な中空袋状をなし、該栓体に気体又は液体からなる流体を圧入することにより膨張させて作業孔を閉鎖する請求項７に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【請求項９】
プラズマによる衝撃波を発生させることによって遮水性土留め壁を破砕させた後、残った作業孔を通して注水及び又は吸引することにより破砕部分の目詰まりを除去する請求項１〜７又は８に記載の遮水性土留め壁の透水化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート製の連続地中壁や地中の土砂に固化材を注入混合して形成したソイルセメント柱を連続させて形成した遮水性土留め壁を、その使用後に透水性を持たせるための遮水性土留め壁の透水化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、共同溝や道路等の地下構築物の構築を、地表から掘削する所謂開削工事によって行う場合、掘削に先立って地中に遮水性土留め壁を形成する。この遮水性土留め壁として、コンクリート製の連続地中壁やソイルセメント柱を連続させて形成したソイルセメント柱列地下連続壁を用いる場合、地下構築物の構築完了後には、そのまま地中に埋め込まれた状態で残される。
【０００３】
本来、遮水性土留め壁は、土留めの他、地下構造物の構築をドライ空間で行うために設置するものであるため、工事期間中は地下水脈を遮断している状態となる。このため工事完了後にもそのまま残存させると地下水脈を遮断したままであるため、地下水流動が阻害され、上流側の水位上昇（地下ダム化）、下流側の水位低下が発生する。その結果、地盤湿潤化、構造物浮き上がり、地下室漏水、植物根腐れ、井戸枯れ、地盤沈下など、周辺環境に影響を及ぼすことが問題となっている。
【０００４】
このような現象を防止する方法として、従来次のような透水化処理方法が提案されている。
１．遮水性土留め壁を撤去又は破砕する方法
この方法は、開削埋め戻し完了後に、残された壁体の全部又は一部を、地上から破砕機や掘削機を使用して撤去又は破砕するものであり、例えば、ソイルセメント柱内に、先端に破砕用のビットを固定した芯材を挿入しておき、地下構築物の構築終了後に芯材を旋回させながら上下に移動させることにより所望長さだけソイルセメント柱を破砕する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。この他、上述したビットの代わりにオーガスクリューを固定しておき、オーガスクリューをもってソイルセメント柱内を掘削した後、ウオータージェットにて破砕する方法がある（例えば特許文献２参照。）。
２．遮水性土留め壁に集排水機構及び通水機構を付加する方法
この方法は、開削工事中または開削埋め戻し完了後に、壁体の内部または外部に集排水機構および通水機構を付加するものであり、例えば、地中連続壁の地下水脈高さ位置外面に透水材層を設置しておき、この透水材層に連通する通水管を設置することにより地下水脈の遮断を解除する方法がある（例えば特許文献３参照。）。
【０００５】
また、岩石を破砕する方法として、プラズマによる岩石破砕装置がある。これは破砕対象物に開けた穴内に水を注入し、その水内に電極（プローブ）を挿入し、該プローブを通じて大エネルギー電源を供給することによりプラズマを発生させ、その際に生じる衝撃波によって岩石を破砕するものである（例えば特許文献４及び５参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２３４３３１号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−３２８５６号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２０００−６４２７０号公報
【０００９】
【特許文献４】
特開平０９−０２９７３２号公報
【００１０】
【特許文献５】
特開２００２−０８９１６７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の内、土留め壁を撤去する方法は、地表より土留め壁を掘削するものであるため、３０ｍ以上もの大深度に到る場合には撤去が困難になる等、撤去範囲に限りがあり、また所要の範囲を撤去する際の確実性に欠け、かつ撤去費用が高価になるという問題がある。
【００１２】
また、集排水機構を設ける方法においては、目詰まりによる集排水機能や通水機構の機能低下の問題があり、恒久的な地下水流動保全の観点から、技術確立に至っていない。
【００１３】
更に、従来のプラズマによる岩石破砕方法は、岩石と遮水性土留め壁との材質の違いから、破砕の方向性、程度を管理するまでには至っておらず、未だ遮水性土留め壁の透水化処理に応用できるように具体化した技術は存在していない。
【００１４】
本発明は、上述のような従来の問題に鑑み、低コストで遮水性土留め壁の適確な透水化処理ができ、また、透水化処理後においても永続的に透水性を維持できる遮水性土留め壁の透水化処理方法の提供を目的としてなされたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、地中に造成されたコンクリート又はソイルセメント製の遮水性連続土留め壁に、その構築時又は構築後に、所望の間隔を隔てて縦向きの作業孔を形成し、該作業孔に水等の衝撃伝達材を注入するとともにプラズマ発生用電極（以下プローブと記す）を挿入し、該プローブに電力を供給してプラズマによる衝撃波を発生させ、該衝撃波により前記遮水性土留め壁を透水可能な状態に破砕又は劣化させることにある。このようにすることにより、少ない作業によって短時間で遮水性土留め壁を局部的に破砕又は劣化させることができ、経済性が高い。
【００１６】
請求項２に記載の発明の特徴は、前記請求項１の構成に加え、地中に造成されるコンクリート又はソイルセメント製の遮水性連続壁の造成時に、該連続壁中の透水化処理予定高さ位置に、プラズマによる衝撃波の伝達性能の高い衝撃波伝達媒体を分散させて埋設しておくことにある。
【００１７】
このようにすることにより、プラズマによる衝撃波の伝達性が向上し、厚い土留め壁であってもより少ないエネルギーで透水化処理することができる。また、透水性が充分に確保できない程度の破砕状態のであっても、ジェットノズルを使用した破砕が容易となる。
【００１８】
請求項３に記載の発明の特徴は、前記請求項１又は２に記載の構成に加え、遮水性連続土留め壁の作業孔は、該土留め壁に挿入した鞘管をもって構成することにある。このようにすることにより遮水性土留め壁の造成時に簡単な作業で作業孔を形成しておくことができ、土留め壁構築後に穿孔する場合に比べ短時間で容易に作業孔を設置することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明の特徴は、前記請求項３に記載の構成に加え、鞘管の透水化処理予定高さ位置に、プラズマによる衝撃波を伝達させる突起を多数突設したことにある。このようにすることにより、衝撃波を鞘管の外方に効率よく伝播させることができ、破砕効率が向上する。
【００２０】
請求項５に記載の発明の特徴は、前記請求項４に記載の構成に加え、プラズマによる衝撃波を伝達させる突起は、該鞘管内に連通した中空管であることにある。このようにすることにより、鞘管の外方への衝撃波の伝達がより効率よくなされる。
【００２１】
請求項６に記載の発明の特徴は、前記請求項３、４又は５に記載の構成に加え、鞘管外周面に、その所望の高さ位置にプラズマによる衝撃波を吸収する弾性材層を予め被着させて作業孔を構成させ、該弾性材層によって隣接する地下構造物に対する前記衝撃波の伝達を遮断させるようにしたことにある。このようにすることにより、隣接する地下構築物に衝撃波の影響を及ぼすことなく安全に透水化処理を行うことができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明の特徴は、前記請求項１〜５又は６に記載の構成に加え、作業孔の透水化処理予定高さ位置とその下方及び／又は上方とを、プラズマによる衝撃波を吸収する材料からなる栓体をもって仕切ることにより該衝撃波の伝達を遮断させた状態でプローブに電力を供給し、プラズマによる衝撃波を発生させることにある。このようにすることにより、透水化処理しようとする範囲を限定することができ、局部的に効率のよい透水化処理が可能となり、ひいては隣接する地下構築物への影響を及ぼすことなく安全に処理を行うことができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明の特徴は、上記請求項７に記載の構成に加え、衝撃波を吸収する材料からなる栓体が、ゴム等の弾性材をもって成形された膨縮自在な中空袋状をなし、該栓体に気体又は液体からなる流体を圧入することにより膨張させて作業孔を閉鎖することにある。このようにすることにより、栓体による透水化処理範囲の限定作業がより簡単に作業性良く行うことができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明の特徴は、上記請求項１〜７又は８に記載の構成に加え、プラズマによる衝撃波を発生させることによって遮水性土留め壁を破砕させた後、残った作業孔を通して注水及び又は吸引することにより破砕部分の土の細粒分による目詰まりを除去することにある。このようにすることにより、破砕作業後の透水性が完全に確保されることとなり、また経時的な目詰まりも除去することが可能となり、透水性の永続性が確保できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００２６】
図１、図２は本発明をソイルセメント柱列による遮水性土留め壁に実施した一例を示しており、同図中符号１はトンネル等の地下構築物であり、２は地下構築物の開削工事に使用した遮水性土留め壁である。この遮水性土留め壁２は地下構築物１の構築に先立ち、その両側の地盤中にオーガスクリューや掘削攪拌ビットを取り付けた固化剤注入装置を使用し、ソイルセメント柱２ａ，２ａ……を連続させて形成したものである。
【００２７】
このソイルセメント柱２ａの造成時に、所望の間隔毎に、ソイルセメントの固化前にその中心部に鞘管３を、予めボーリングなどによって調査した地下水脈に到る深さまで挿入しておく。この鞘管３には、プラスチック系、セラミック系のものを使用し、その中空内部を透水化処理用の作業孔４としている。
【００２８】
このようにして予め設置した作業孔４を使用して地下構築物１の構築完了後に透水化処理を行うものであり、その処理に際しては、前述した従来例に示したプラズマ破砕装置の原理を利用するものであり、図２に示すように作業孔４内に衝撃伝達材５を注入する。この衝撃伝達材５としては、水又はベントナイト泥水等の粘性をもたせた水が使用できる。
【００２９】
次いで衝撃伝達材５内にプローブ６を挿入し、電力供給装置からプローブ６にパルス電流を供給してプラズマを発生させる。その際に生じる衝撃波が衝撃伝達材５を介してソイルセメント柱２ａに至り、これを局部的に破砕する。これによってソイルセメント柱２ａに生じた亀裂を通じ、地下水が透過可能な状態となる。
【００３０】
尚、この作業において、衝撃伝達材５の量を調節したり、またプローブ６の挿入深さを調節することによって破砕する位置を変えることができる。
【００３１】
このようにして局部的に亀裂を発生させた後、プローブを引き抜き、図３に示すように作業孔４内に注水若しくは揚水し、更には、注水揚水を繰り返して破砕部分に水圧をかけ、亀裂内の目詰まりを除去し、透水性を確実ならしめる。
【００３２】
また、透水性が充分に確保できない程度の破砕状態の場合は、図４に示すように、鞘管３内にジェットノズル７を挿入し、加圧ジェット水を劣化部分に噴射させて破砕する。
【００３３】
更に、透水性が十分に確保された後、上述した鞘管３を通した注水及び吸引による目詰まり除去作業を定期的に行うことにより、経時的に生じる透水処理部分の目詰まりを除去し透水性を復活させることができる。
【００３４】
尚、上述した例は、場所打ちコンクリートによる連続地中壁を使用した遮水性土留め壁についても同様に実施することができる。
【００３５】
また、上述の実施例では作業孔４を鞘管３の埋め込みによって形成しているが、鞘管３を使用することなく、遮水性土留め壁２の造成後に、ボーリングによって穿孔することによって形成しても良い。
【００３６】
また、上述の実施例において、遮水性土留め壁２の造成時に、図５に示すように透水化処理予定部にプラズマによる衝撃波の伝達性が高い衝撃波伝達媒体１０をカプセルに封入したり、又は吸水性ポリマーに吸着させたりして分散させることが好ましい。図５における符号ａは衝撃波の伝播状況を示している。このようにすることにより衝撃波伝達媒体１０の周囲へのプラズマによる衝撃波の伝達性が高くなり、透水化処理範囲を広くしたり、限定したりすることができる。
【００３７】
また、上述した鞘管３を使用する場合において、図６に示すように鞘管３の透水化処理予定高さ位置に多数の突起１１を一体に突設しておくことが好ましい。この突起１１は鞘管３と同様に衝撃波の伝達性能が高い材料を使用するものであり、中空の材料を使用して鞘管内３内に連通させ、鞘管３に注入した衝撃伝達材５が共に充填されるようにすることが好ましい。このようにすることにより、図７に示すように突起１１を中心にして衝撃波が伝達され、衝撃波の伝達効率が良くなり、透水化処理性能が向上する。
【００３８】
更に、鞘管３を使用する場合において、図８に示すように構築した地下構築物１に対して、上述した透水化処理による衝撃波が影響を及ぼさなくするために、地下構築物１隣接した高さ位置の外周にゴム等の弾性材や空気を充填した中空材料等の振動吸収材層１２を設けておくことが好ましい。これによって、透水化処理時に発生させる衝撃波が吸収され、地下構築物１に対する影響がなくなる。
【００３９】
また、地下構築物１に隣接した部分を除いてその上下を透水化処理する場合など、透水化処理を一定範囲に限定して行うことが必要な場合があるが、このような場合には、図９に示すように、気体を充填することにより膨張する振動吸収性のある栓体１３，１３をプローブ６の下部及び上部に予め固定しておき、これに地上に通じる送気管を通して空気を充填して膨張させ、作業孔４内のプローブ上下部分を仕切る。このようにしてプラズマによる衝撃波を発生させると、該衝撃波の伝達が栓体１３，１３によって遮断され、両栓体１３，１３間のみにおいて透水化処理がなされる。
【００４０】
尚、栓体１３，１３は必ずしもプローブ上下に一対使用する必要がなく、プローブ６の下側のみ又は上側のみ等、衝撃波の伝達を遮断したい側に使用すればよい。
【００４１】
これによって、地下構築物１に対する影響をなくしつつ、その上下位置の透水化処理を行う場合には、図１０に示すように先ず地下構築物１より深い位置において栓体１３，１３により遮断させた状態で処理し、次いで図１１に示すように地下構築物１より高い位置までプローブ６を移動させて同様に栓体１３，１３を膨張させて遮断し、透水化処理をおこなう。
【００４２】
上述した栓体１３，１３を使用する方法は、作業孔４を鞘管３によって形成する場合、鞘管を使用しないで造成後の留め壁に直接穿孔することにより形成する場合の何れにも効果的である。
【００４３】
上述した例は、ソイルセメント柱列による遮水性土留め壁に実施した場合を示しているが、この他、場所打ちのコンクリート（ＲＣ造）によって形成した地下連続壁による遮水性土留め壁においても同様に実施できる。
【００４４】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る遮水性土留め壁の透水化処理方法においては、遮水性連続土留め壁に、縦向きの作業孔を形成し、該作業孔を使用してプラズマによる衝撃波による衝撃を与えるようにしたことにより、少ない作業によって短時間で遮水性土留め壁を透水可能な状態に破砕又は劣化させることができ、経済性が高い。
【００４５】
また、遮水性連続壁の造成時に、該連続壁中の透水化処理予定高さ位置に、プラズマによる衝撃波の伝達性能の高い衝撃波伝達媒体を分散させて埋設しておくことにより、プラズマによる衝撃波の伝達性が向上し、厚い土留め壁であってもより少ないエネルギーで透水化処理することができる。
【００４６】
更に、作業孔を、土留め壁に挿入した鞘管をもって構成することにより、遮水性土留め壁の造成時に簡単な作業で作業孔を形成しておくことができ、土留め壁構築後に穿孔する場合に比べ短時間で容易に作業孔を設置することができる。
【００４７】
更に、鞘管の透水化処理予定高さ位置に、プラズマによる衝撃波を伝達させる突起を多数突設しておくことにより、衝撃波を鞘管の外方に効率よく伝播させることができ、破砕効率が向上する。また、この突起を、鞘管内に連通した中空管とすることにより、鞘管の外方への衝撃波の伝達がより効率よくなされる。
【００４８】
更に、鞘管外周面に、その所望の高さ位置にプラズマによる衝撃波を吸収する弾性材層を予め被着させて作業孔を構成させることにより、隣接する地下構造物に対して衝撃波の伝達が遮断され、透水化処理の影響を及ぼすことなく安全に処理を行うことができる。
【００４９】
更に、作業孔の透水化処理予定高さ位置とその下方及び／又は上方とを、プラズマによる衝撃波を吸収する材料からなる栓体をもって仕切るようにしたことにより、透水化処理使用とする範囲を限定することができる。
【００５０】
更に、プラズマによる衝撃波を発生させることによって遮水性土留め壁を破砕させた後、残った作業孔を通して注水及び又は吸引することにより破砕部分の目詰まりが除去され、破砕作業後の透水性が完全に確保され、また経時的な目詰まりも除去することが可能となり、透水性の永続性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をソイルセメント柱列による遮水性土留め壁に実施した例を示す斜視図である。
【図２】同上のプラズマによる透水化処理状況を示す部分斜視図である。
【図３】同上の注排水による透水化処理状況を示す部分斜視図である。
【図４】同上のジェット水による透水化処理状況を示す部分斜視図である。
【図５】図１に示す実施例において、ソイルセメント柱に衝撃波伝達媒体を分散して埋設した場合の振動伝達状況を示す断面図である。
【図６】図１に示す実施例において、鞘管に突起を設けた状態を示す斜視図である。
【図７】同上の振動伝達状況を示す斜視図である
【図８】図１に示す実施例において、鞘管外周に弾性材層を設けた状態を示す断面図である
【図９】図１に示す実施例において、プローブの上下側に栓体を設置した状態を示す断面図である。
【図１０】同上の栓体を使用して地下構築物より下側を透水化処理する状態を示す断面図である。
【図１１】同上の栓体を使用して地下構築物より下側を透水化処理した後、上側を処理する状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　地下構築物
２　遮水性土留め壁
２ａ　ソイルセメント柱
３　鞘管
４　作業孔
５　衝撃伝達材
６　プローブ
７　ジェットノズル
１０　衝撃波伝達媒体
１１　突起
１２　振動吸収材層
１３　栓体
【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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【図１１】
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