(57)【要約】　　　（修正有）【課題】防水シートに設けた注入管により空洞部を一切残さないように確実に充填できると共に、防水シートを破損する虞もなく、美観上に優れ、経済的な、注入管付防水シート工法を提供する。【解決手段】トンネル等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シート２の内側面に予め、前記コンクリート地下構造物の背面と前記防水シート２の内側面との間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管５を設けておき、前記地下構造物のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管５を通じて充填材を密実に充填する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シートの内側面に予め、前記コンクリート地下構造物の背面と前記防水シートの内側面との間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管を設けておき、前記地下構造物のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管を通じて充填材を密実に充填することを特徴とする、注入管付防水シート工法。
【請求項２】
トンネル等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シートの外側面に予め、前記防水シートの外側面と地山との間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管を設けておき、前記地下構造物のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管を通じて充填材を密実に充填することを特徴とする、注入管付防水シート工法。
【請求項３】
トンネル等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シートの内側面及び外側面に予め、前記防水シートの内側面及び外側面に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管を設けておき、前記地下構造物のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管を通じて充填材を密実に充填することを特徴とする、注入管付防水シート工法。
【請求項４】
充填材は、ポルトランドセメントを用い、水セメント比４５〜７０％、単位水量が５５０〜６５０ｋｇ／ｍ３、ベントナイトが９０〜１２０ｋｇ／ｍ３、増粘剤１．５〜２．５ｋｇ／ｍ３、膨張材６０〜８５ｋｇ／ｍ３の割合とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シート工法。
【請求項５】
注入管は、口径２〜２０ｍｍ程度の耐圧ホースとし、孔径１〜１５ｍｍ程度の吐出孔を長さ１ｍ毎に５〜３０個程度設けることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シート工法。
【請求項６】
注入管は、同注入管に設けた吐出孔の目詰まり防止のため、充填材に含まれる水又はアルカリ溶液で溶解可能な被覆材で予め被覆しておくことを特徴とする、請求項５に記載した注入管付防水シート工法。
【請求項７】
防水シートにコンクリートの充填性を確認できる検知センサーを設け、該検知センサーを利用して、地下構造物のコンクリートの打設において発生した空洞部を検知すると共に該空洞部の位置を特定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シート工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トンネルやボックスカルバート等のコンクリート地下構造物の施工に際し、コンクリート打設において発生した前記地下構造物背面側の空洞部を防水シートに設けた注入管により充填する工法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル等のコンクリート地下構造物の施工において、コンクリート打設の結果として、前記地下構造物の背面（例えばアーチ天端付近）に空洞部が発生することがある。
【０００３】
前記空洞部は、トンネルの覆工コンクリート打設が吹き上げ方式で施工されていることに起因する。この吹き上げ方式は、型枠（セントル）に対して上向きにコンクリートを打設する工法であるが、トンネルの一次覆工（吹き付け）コンクリート面が凹凸や曲面であることから、コンクリートが行き渡らずアーチ天端付近に空洞部が発生するのである。
【０００４】
発生した空洞部をそのまま放置しておくと、前記地下構造物にとって、コンクリートの剥落や漏水などの致命的な欠陥の原因となる。
【０００５】
よって、前記覆工コンクリートの施工完了後には、従来、１）覆工コンクリートに予め設けたグラウト用の孔から充填材を裏込め注入する工法、２）電磁波レーダなどによりトンネル全断面にわたって空洞部の有無を検知し、該空洞部が発見された場合にはその空洞部に向かって注入用のドリルなどで削孔し、充填材を注入する工法など、当該地下構造物の背面側に発生した空洞部を充填し解消する対策が講じられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記１）の工法によれば、トンネル（地下構造物）の耐力を考慮すると、構造設計上、グラウト用の孔は通常１〜３ｍ程度の間隔を開けねばならず、小ピッチで数多く設けることができない。当該孔のピッチが大きいと、空洞部の発生箇所の如何によっては未充填部分が残存する懸念があり、コンクリートの剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止することができない。
【０００７】
上記２）の工法によれば、空洞部の位置を個別に確定できたとしても、施工完了後に削孔するため、防水シートを破損する危険性があるし、事後には美観上の問題が残る。また、電磁波レーダによりトンネル全断面にわたって空洞部の有無を検知する作業は、膨大な労力を要しコストが嵩むので、実用的でない。
【０００８】
本発明の目的は、防水シートに設けた注入管により空洞部を一切残さないように確実に充填できると共に、防水シートを破損する虞もなく、美観上に優れ、経済的な、注入管付防水シート工法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シート工法は、トンネル等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シートの内側面に予め、前記コンクリート地下構造物の背面と前記防水シートの内側面との間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管を設けておき、前記地下構造物のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管を通じて充填材を密実に充填することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載した発明に係る注入管付防水シート工法は、トンネル等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シートの外側面に予め、前記防水シートの外側面と地山との間に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管を設けておき、前記地下構造物のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管を通じて充填材を密実に充填することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載した発明に係る注入管付防水シート工法は、トンネル等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シートの内側面及び外側面に予め、前記防水シートの内側面及び外側面に発生する空洞部を充填する充填材を注入する注入管を設けておき、前記地下構造物のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管を通じて充填材を密実に充填することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シート工法において、充填材は、ポルトランドセメントを用い、水セメント比４５〜７０％、単位水量が５５０〜６５０ｋｇ／ｍ３、ベントナイトが９０〜１２０ｋｇ／ｍ３、増粘剤１．５〜２．５ｋｇ／ｍ３、膨張剤６０〜８５ｋｇ／ｍ３の割合とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シート工法において、注入管は、口径２〜２０ｍｍ程度の耐圧ホースとし、孔径１〜１５ｍｍ程度の吐出孔を長さ１ｍ毎に５〜３０個程度設けることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載した注入管付防水シート工法において、注入管は、同注入管に設けた吐出孔の目詰まり防止のため、充填材に含まれる水又はアルカリ溶液で溶解可能な被覆材で予め被覆しておくことを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した注入管付防水シート工法において、防水シートにコンクリートの充填性を確認できる検知センサーを設け、該検知センサーを利用して、地下構造物のコンクリートの打設において発生した空洞部を検知すると共に該空洞部の位置を特定することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態、及び実施例】
図１Ａ〜Ｃ及び図２Ａ〜Ｃは、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施形態を段階的に示している。
【００１７】
前記注入管付防水シート工法は、コンクリート地下構造物の中でも特にトンネル１を施工するトンネル工法に好適に実施され、更に云えば、トンネル工法の中で最も一般的なナトム（ＮＡＴＭ）、すなわち発破掘削、機械掘削、人力掘削等で掘り進んだ後すぐにトンネル壁面にコンクリート６を吹き付け、該吹き付けコンクリート６に防水シート２を展張して適宜コンクリート釘で定着させ、型枠（セントル）設置後、覆工コンクリート７を打設してトンネル１を施工する工法に好適に実施される。
【００１８】
また、前記注入管付防水シート工法は、施工したトンネル１背面の例えばアーチ天端付近（クラウン部）に空洞部３が発生した場合には、該空洞部３に充填材４を充填して前記覆工コンクリート７の剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止することを主な目的とし、更には、当該充填材４を充填する注入機能を前記防水シート２に設けたことを主な特徴とする。
【００１９】
即ち、この注入管付防水シート工法は、従来工法と略同様に、前記発破掘削等で掘り進んだトンネル壁面にコンクリート６を吹き付け（図１Ａ）、該吹き付けコンクリート６に防水シート２を展張して定着し（図１Ｂ）、型枠（セントル）設置後に覆工コンクリート７を打設する（図１Ｃ）。
【００２０】
ここで、前記吹き付けコンクリート６に定着させる防水シート２は、その内側面におけるトンネル１の周方向に予め、トンネル１背面の覆工コンクリート７と防水シート２の内側面との間に発生する空洞部３を充填する充填材４を注入する注入管５を設けておく（図２も参照）。
【００２１】
前記防水シート２は、図３Ａ、Ｂに示したように、例えば不透水性シート２ａの一面に透水性シート２ｂをその両側端部が遊離状態となるように部分的（５箇所止め）に熱溶着等の接着手段で接着９して成り、図４に示したように、前記透水性シート２ｂを上にしてコンクリート釘８で止着し前記吹き付けコンクリート６の全面に亘って展張する。因みに、本実施例で使用する防水シート２は一体が、トンネル周方向（幅）に２２ｍ程度、トンネル長さ方向に２．０ｍ程度の大きさで実施している。図４中の符号１６は、地山を示している。
【００２２】
前記防水シート２を構成する前記不透水性シート２ａは、その材質が特に制限されるものではなく、トンネル１の防水施工に従来より使用されている不透水性シートと同様のものを使用することができ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の熱接着性合成樹脂などが使用され、この中でも特にエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好適に使用される。当該不透水性シート２ａの厚さなども特に制限されるものではなく、例えば厚さ０．８〜２．０ｍｍ程度のものが好適である。
【００２３】
また、前記透水性シート２ｂも、その材質が特に制限されるものではなく、トンネル１の防水施工に従来より使用されている透水性シートと同様のものを使用することができ、具体的には、不織布等によって形成することができる。なお、透水性シートの厚さなども特に制限されるものではなく、例えば厚さ３〜５ｍｍ程度のものが好適である。
【００２４】
なお、前記不透水性シート２ａと透水性シート２ｂとの接着は部分接着に限定されず、該透水性シート２ｂの両端部が遊離状態となることを条件に全面接着で実施することもできる。
【００２５】
前記防水シート２に設けられる注入管５は、コンクリート打設の際には変形しないこと、及びトンネル１の背面に沿って設置し得る程度の弾性を有することが条件とされ、その条件を満たせば材質は特に制限されず、一般に市販されているものを使用することができる。具体的には、ポリエチレンホース、ポリプロピレンホース、ポリ塩化ビニルホース、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）ホース、シリコンゴムホース、合成ゴムホース、ナイロン等及びこれらの材質の中に繊維補強したタイプが挙げられ、特には、ポリ塩化ビニルホースに繊維補強したタイプが好適に使用される。
【００２６】
前記注入管５は、本実施例では、図５Ａに示したような直線状で、トンネル周方向に沿って配置され（図４参照）、ヘッダー１７を通じてトンネル長さ方向に１ｍ程度の間隔で複数本設けられているが、これに限定されない。例えば、図５Ｂに示したように、トンネル周方向に対して斜めに配置して実施してもよいし、図５Ｃに示したように、防水シート２の梱包形態（めがね巻き）を考慮して蛇行させた状態で配置するとより好適である。
【００２７】
また、前記防水シート２に対する前記注入管５の設置手段について、本実施例では、図６Ａ、Ｂに示したように、防水シート２の不透水性シート２ａ側に配置した注入管５に沿うように網１０を覆い被せて接着して実施している。なお、当該設置手段はこれに限定されるものではなく、例えば図７Ａに示したように、前記注入管５に対し十分に広い網１１を覆い被せて部分接着１２し、未接着部分の空隙部１３に注入管５を挿入して設置しても良い。この手法は、図７Ｂに示した蛇行状の注入管５の場合にも適用可能である。当該設置手段は、要するに、前記注入管５を前記防水シート２に対して位置ずれを生じさせないように設置できれば良く、例えば図８Ａに示したように、前記注入管５を拘束する拘束部材１４を所要の間隔で防水シート２の不透水性シート２ａに取り付けて実施しても良いし、図８Ｂに示したように、面ファスナー１５を利用して実施しても良い。
【００２８】
なお、前記注入管５は、口径２〜２０ｍｍ程度の耐圧ホース５が好適に使用され、任意に発生する空洞部３（図２Ａ参照）に漏れなく充填材４を充填できるように、充填材４を吐出する複数の吐出孔（図示省略）が該注入管５の全長にわたってバランス良く配設されている。該吐出孔は充填材４の流動性を考慮して、その孔径を１〜１５ｍｍとし、１ｍ毎に３〜１００個程度設けて実施される。本実施例では、その孔径を３〜７ｍｍ程度とし、１ｍ毎に５〜３０個程度設けて実施している（請求項５記載の発明）。
【００２９】
ちなみに、前記吐出孔から吐出する充填材４はポルトランドセメントを用い、水セメント比４５〜７０％、単位水量が５５０〜６５０ｋｇ／ｍ３、ベントナイトが９０〜１２０ｋｇ／ｍ３、増粘剤１．５〜２．５ｋｇ／ｍ３、膨張材６０〜８５ｋｇ／ｍ３の割合で実施している（請求項４記載の発明）。
【００３０】
よって、前記図１Ｃに示したように、覆工コンクリート７を打設して数日（２日程度）経過した後、トンネル１のアーチ天端付近に空洞部３が発生したような場合には（図２Ａ）、前記防水シート２の内側面に予め設置された前記注入管５に複数設けられた吐出孔を通じて前記充填材４を吐出する（図２Ｂ）。当該吐出孔は任意に発生する空洞部３に対して漏れなく充填できるように配設されているので、同空洞部３に充填材４を密実に充填することができる（図２Ｃ）。
【００３１】
以上の工程、即ち、コンクリート６吹付け（図１Ａ）、防水シート２展張（図１Ｂ）、型枠（セントル）設置後の覆工コンクリート７打設（図１Ｃ）、空洞部３発生後の充填材４密実充填（図２Ａ〜Ｃ）をトンネル長さ方向の工区毎に順次繰り返して行い、所要長さのトンネルを施工するのである。
【００３２】
したがって、請求項１に記載した注入管付防水シート工法によれば、トンネル１（防水シート２）の内側面の周方向に所要の間隔で設置した注入管５により、防水シート２の内側面に発生した空洞部３に充填材４を密実に充填することができるので、空洞部３は一切残存することはない。よって、前記覆工コンクリート７の剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止できるのである。
【００３３】
なお、前記注入管付防水シート工法は、トンネル工法に限定されるものではなく、コンクリート地下構造物全般、例えばボックスカルバート工法にも実施できる。本実施例では、トンネル１背面におけるアーチ天端付近のみならずトンネル側面部に発生する空洞部３をも密実に充填できるように、図５Ａ〜Ｃに示したように、トンネル周方向略全長にわたって注入管５を設けているが、これに限定されない。例えば、トンネル長さ方向に注入管５を設置して実施してもよいし、図９Ａ、Ｂに示したように、アーチ天端付近の空洞部３のみを充填できる短い注入管５ａを略中央に設置して実施することもできる。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
【００３４】
また、前記注入管５は、同注入管５に設けた吐出孔の目詰まり防止のため、その表面に、水又はアルカリ溶液で溶解可能な被覆材で予め被覆しておいて実施することもできる（請求項６記載の発明）。水やアルカリ溶液で溶解する被覆材は特に限定されず、例えばポリビニルアルコール紙、ポリビニルアルコールコート紙から作られたアルカリ溶解紙を使用することができ、コンクリート打設時の側圧約０．３ｋｇ／ｃｍ２において破断せず、充填材吐出圧１〜４ｋｇ／ｃｍ２に対して破断することを考慮すると、アルカリ溶解紙が好適である。該アルカリ溶解紙を注入管５に被覆する方法も特に限定されず、らせん巻き、張り合わせ、袋状などが挙げられる。これにより、前記被覆材は、覆工コンクリート７打設の際には破断せず、注入管５から充填材４を充填することによって溶解・破断し、充填作業をスムーズに行うことができるのである。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
【００３５】
更に、前記防水シート２に、トンネル（地下構造物）１のコンクリート打設の際に発生する空洞部３を検知すると共に該空洞部３の位置を特定する検知センサー（図示省略）を設けて実施すると、よりスムーズな充填作業を実現できる（請求項７記載の発明）。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
【００３６】
図１０は、請求項２に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施例を示している。この実施例は、上述した請求項１と比して、注入管５の設置部位を前記防水シート２の外側面（透水性シート２ｂ側）に設けることのみ相違する。
【００３７】
すなわち、前記注入管付防水シート工法は、トンネル１等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シート２の外側面に予め、前記防水シート２の外側面と地山１６との間に発生する吹き付けコンクリート６の空洞部を充填する充填材４を注入する注入管５を設けておき、前記地下構造物１のコンクリート打設において発生した前記空洞部３に前記注入管５を通じて充填材４を密実に充填する（請求項２記載の発明）。
【００３８】
この請求項２に係る実施例について、防水シート２の構成等は前記請求項１について説明した実施例と同一であるので同一の符号を付してその説明を省略すると共に、作業工程も同様であるのでその説明も省略する。
【００３９】
したがって、この注入管付防水シート工法によれば、防水シート２の外側面の周方向に所要の間隔で設置した注入管５により、防水シート２と地山１６との間に発生する吹き付けコンクリート６の空洞部を密実に充填することができるので、当該空洞部は一切残存することはなく、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止する止水構造を提供することができる。
【００４０】
図１１は、請求項３に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施例を示している。この実施例は、言うなれば、上述した請求項１と請求項２とを合体させた実施例である。
【００４１】
すなわち、前記注入管付防水シート工法は、トンネル１等のコンクリート地下構造物の背面に設置する防水シート２の内側面及び外側面に予め、前記防水シート２の内側面及び外側面に発生する空洞部を充填する充填材４を注入する注入管５、５をそれぞれ設けておき、前記地下構造物１のコンクリート打設において発生した前記空洞部に前記注入管５、５を利用して充填材４を密実に充填する（請求項３記載の発明）。
【００４２】
この請求項３に係る実施例について、防水シート２の構成等は前記請求項１、２について説明した実施例と同一であるので同一の符号を付してその説明を省略すると共に、作業工程も略同様であるのでその説明も省略する。
【００４３】
したがって、この注入管付防水シート工法によれば、防水シート２の内側面及び外側面の周方向に所要の間隔で設置した注入管５、５により、防水シート２の内側面及び外側面に発生した空洞部に充填材４を密実に充填することができるので、空洞部は一切残存することがない。よって、前記覆工コンクリート７の剥落や漏水などの致命的欠陥を未然に防止できると共に、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止することができる。
【００４４】
以上に実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【００４５】
【本発明が奏する効果】
請求項１〜７に記載した発明に係る注入管付防水シート工法によれば、
防水シートの内側面に予め注入管を設ける場合には、防水シートの内側面に空洞部が発生した場合には、任意に発生した空洞部を漏れなく密実に充填することができるので、当該空洞部を一切残さず、コンクリートの漏水及び剥落などの致命的欠陥を未然に防止することができる。
【００４６】
防水シートの外側面に予め注入管を設ける場合には、防水シートの外側面に空洞部が発生した場合には、任意に発生した空洞部を漏れなく密実に充填することができるので、当該空洞部を一切残さず、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止することもできる。
【００４７】
防水シートの内側面及び外側面に予め注入管を設ける場合には、防水シートの内側面及び外側面に空洞部が発生した場合には、任意に発生した前記空洞部を漏れなく密実に充填することができるので、当該空洞部を一切残さず、コンクリートの漏水及び剥落などの致命的欠陥を未然に防止することができると共に、湧水等の流水がトンネル長さ方向の一側から他側へ流出することを容易に防止することもできる。
【００４８】
また、トンネル完成後にコンクリート面を削孔してグラウトなどの充填材を充填する必要がないので、従来工法と比して、美観上に優れ、経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ〜Ｃは、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施形態を段階的に示した斜視図である。
【図２】Ａ〜Ｃは、請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施形態を段階的に示した斜視図である。
【図３】Ａは、防水シートを示した正面図であり、Ｂは、同底面図である。
【図４】請求項１に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施形態を示した正面図である。
【図５】Ａ〜Ｃは、注入管の設置状態のバリエーションを示した平面図である。
【図６】Ａは、防水シートに対する注入管の設置状態を示した底面図であり、Ｂは、同正面図である。
【図７】Ａ、Ｂは、防水シートに対する注入管の設置状態のバリエーションを示した斜視図である。
【図８】Ａ、Ｂは、防水シートに対する注入管の設置状態のバリエーションを示した斜視図である。
【図９】Ａ、Ｂは、注入管のバリエーションを示した平面図である。
【図１０】請求項２に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施形態を示した正面図である。
【図１１】請求項３に記載した発明に係る注入管付防水シート工法の実施形態を示した正面図である。
【符号の説明】
１　　　トンネル（コンクリート地下構造物）
２　　　防水シート
２ａ　　不透水性シート
２ｂ　　透水性シート
３　　　空洞部
４　　　充填材
５　　　注入管
５ａ　　注入管
６　　　吹き付けコンクリート
７　　　覆工コンクリート
８　　　コンクリート釘
【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】
2004060216.tif 000008
【図７】
2004060216.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004060216.tif 000011
【図１０】
2004060216.tif 000012
【図１１】
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