(57)【要約】【目的】  地下水位を低下させる大深度真空排水・圧密脱水工法におけるストレーナ装置に関する。【構成】  長尺のケーシング管(1)とこれに嵌合する外筒管(2)から成り、上記ケーシング管(1)は複数の長さに分割した複数の内筒管体を溶接して一体に成形し、且つ最下段に位置する内筒管体(11)に形成した有底砂溜まり部(1′)の直上の周面にスリット形孔(31)と三角形孔(32)を合体した吸水孔(3)を複数あけ、且つ砂溜まり部(1′)の外周面に環状受け座(6)を設け、上記外筒管(2)は内筒管(1)の長さ(L)に合わせて分割した長さに分割した外筒管体(21)・(22)…(2n)で溶接して一体に成形し、上記外筒管(2)の円周内面に複数のスペーサ(5)を設けて内筒管体と外筒管体の間に所定のクリアランス(S)を形成し、上記外筒管体(2)の外周面に窓、スリット等の通水口(4)を設けると共に、その外周面に通水可能孔覆蔽体(7)を装着した構成。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔(H)内に埋設される内筒管となる長尺のケーシング管(1)とこれに嵌合する外筒管(2)から成り、上記ケーシング管(1)は複数の長さ（L＝L1・L2…Ln）に分割した内筒管体(11)・(12)…(1n)を溶接して一体に成形し、且つ最下段に位置する内筒管体(11)の下部に形成した有底砂溜まり部(1′)の直上の周面にスリット形孔(31)と三角形孔(32)を合体してフラスコ形にした吸水孔(3)を複数あけ、且つ砂溜まり部(1′)の外周面に環状受け座(6)を設け、上記外筒管(2)は内筒管(1)の長さ(L)に合わせて分割した長さ（L′＝L1′・L2′…Ln′）に分割した外筒管体(21)・(22)…(2n)で溶接して一体に成形し、上記外筒管(2)の円周内面に複数のスペーサ(5)を設けて内筒管体(11)・(12)…(1n)と外筒管体(21)・(22)…(2n)の間に所定のクリアランス(S)を形成し、上記外筒管体(2)の外周面に窓型、スリット型等の通水口(4)を設けると共に、その外周面にスクリーン、網体、プラスチックドレーン、巻線等の覆蔽体(7)を通水可能に装着したことを特徴とするストレーナ装置。
【請求項２】
内筒になる長尺のケーシング管(1)を成形する複数の内筒管体のうち、最下段に位置する内筒管体(11)の周面にスリット形孔(31)と三角形孔(32)を合体してフラスコ形にした吸水孔(3)を複数あけ、且つこの内筒管体(11)を削孔(H)の近傍に縦置き状態に配置し、その上部から外筒管(2)を成形する複数の外筒管体のうち、最下段に位置する外筒管体(21)を嵌め込んでいき、上記外筒管体内面のスペーサ(5)で内筒管体と外筒管体とを所定のクリアランス(S)を確保しながら、外筒管体の下端部を砂溜まり部(1′)の上部に設けた環状受け座(6)に接触するまで落とし込んだ後、その接触箇所を溶接し、この状態から上記内筒管体(11)をクレーン等の吊り上機を介して削孔(H)内に管体上部を少し残す程度に挿入し、内筒管体胴部に貫通孔(A)をあけ、これに挿通する貫通棒(B)を削孔(H)の開口縁辺(H１)に渡して定置しておき、次いで２段目の内筒管体(12)を吊上機で吊り上げてその下端を最下段に位置する内筒管体(11)の上端に載置してその合わせ目の外周面を溶接し、続いて第２段目の外筒管体(22)を吊上機で吊り上げ、第２段目の内筒管体(12)の直上から嵌め込んで内筒管体(1)と外筒管体(2)とを所定のクリアランス(S)を確保しながら落とし込んでいき、上記第２段目の外筒管体(22)の下端部を最下段に位置する外筒管体(21)の上端面に載置させ、その載置した合わせ目の外周面を溶接し、この状態で吊り上げられている内筒管体(11)から貫通棒(B)を抜いてその貫通孔(A)を溶接等で塞ぎ、第２段目の内筒管体(12)をその管体上部を少し残して削孔(H)内に挿入し、内筒管体胴部に貫通孔(A)をあけ、これに挿通する貫通棒(B)を削孔(H)の開口縁辺(H１)に渡して定置させておき、以下、第３段目から最上段までの内筒管体(13…1ｎ)及び外筒管体(23…2ｎ)は、第２段目の内筒管体(12)と外筒管体(22)の溶接と同じ要領で順次に結合して内筒管(1)と外筒管(2)を成形して削孔(H)内に埋設していくことを特徴とする大深度真空排水・圧密脱水工法におけるストレーナ装置による施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水位を低下させるバキュームディープウエル工法等に用いられる大深度真空排水。圧密脱水工法におけるストレーナ装置及びそのストレーナ装置による施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に土木、建築の基礎工、地下鉄・地下街など、地下における作業の安全性、経済性は地下水対策の良否に大きく左右される。
従来、地下水対策として、地下水が流入するのを遮水壁で防止する止水する止水工、或いは地下水を地上に排水することによって地下水位を低下させる地下水位低下工法は知られている。
【０００３】
前記の地下水位低下方法としては、バキュームディープウエル工法が知られている。このバキュームディープウエル工法、例えば、図１０に示すように鋼管（１０１）に地下水を内部に通すストレーナ管（１０２）を連結させたディープウエル管（１００）の内部にシャフトタイブのバキュームポンプ（１０３）を配置させ・強制排水させることにより、地下水位低下を図る工法である。
【０００４】
しかしながら、上記のバキュームディープウェル工法においては、地下水位がストレーナ管（１０２）の上端よりも下に下がると、ストレーナ管（１０２）を通って内部に地下水と一緒にエアも流入することとなるので、バキューム効果が減殺される。そして、地下水位が更に低下すればするほど、バキューム効果が低下してしまうという問題点があった。また、ディープウエル管（１００）は、鋼管（１０１）と、ストレーナ管（１０２）とが、別体のものとして構成されているため、ストレーナ管（１０２）を工場から現場に運搬する場合の法律上の制約によって、ストレーナ（１０２）を運搬可能な長さ以上に長くすることができないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本願の発明者及び出願人等は、上記問題点を解決するために、特許第３２８０９３５号及び特許第３２４３５０１号において、高集水能力を有するすトレーナ装置におけるすトレーナー部形成方法や地下水位低下装置、地盤改良方法及びすトレーナ装置の特許発明を提供した。
【特許文献１】特許第３２８０９３５号特許公報
【特許文献２】特許第３２４３５０１号特許公報
【０００６】
すなわち、上記特許文献１．の特許第３２８０９３５号公報記載の発明は、図８及び図９に示すように「地中に埋設されるケーシング管（２）と前記ケーシング管の下端部に連結され、外周部に開口部が設けられた集水管（３）とを備え、前記集水管及び前記集水管に連結された前記ケーシング管には、それぞれ、その外周に沿って所定の間隔で、且つ外周面から突出して突出部材（５）が設けられ、前記集水管に設けられた前記突出部材に、前記集水管の外側を覆うようにストレーナ部材（７）が設けられ、前記ケーシング管に設けられた前記突出部材に、前記ケーシング管の外側を覆うように補助ストレーナ部材（６）が設けられ、前記ストレーナ部材と、前記補助ストレーナ部材とは、各々の一部分と重ねられた被覆部材（８）によって連結されているストレーナ装置におけるストレーナ部形成方法において、前記突出部材が設けられた前記集水管に前記ストレーナ部材を取り付けるとともに、前記突出部材が設けられた前記ケーシング管に前記補助ストレーナ部材を取り付け、次いで、前記集水管と前記ケーシング管とを連結し、次いで、この連結部の前記ストレーナ部材と前記補助ストレーナ部材の一部分が重なるように、前記連結部を前記被覆部材で覆うことによりストレーナ部を形成することを特徴とするストレーナ装置におけるストレーナ部形成方法。」である。
【０００７】
そして、審査の段階で、特開昭４８−１２０４１１号及び特公昭３８−１３６７２号公報を引用文献とされた後、特許になったものである。これによって、ストレーナ部材（７）と補助ストレーナ部材（６）とを連結させて長いストレーナ部（１０）を形成することができることとなって、集水能力を向上させることができる。加えて、予め、工場等で集水管（３）及びケーシング管（２）にストレーナ部材（７）及び補助ストレーナ部材（６）を取り付けておけば、現場では、ストレーナ部材（７）と補助ストレーナ部材（６）とを被覆部材（８）で覆うだけでよいこととなって、現場での作業性を向上させることができる効果がある。
【０００８】
次に、特許文献２．の第３２４３５０１号の特許発明にあっては、審査の段階で特開平５−１５６６２４号及び特開平７−１９７４４１号公報を引用文献とされた後、特許になったものである。その要旨とするところは、「ケーシング管と、前記ケーシング管の下端に接続されたストレーナ管とが地盤に埋設され、前記ストレーナ管の外周に形成されるフィルタ層から前記ストレーナ管内に流入した地下水を揚水手段により強制的に地上に排出することにより地下水位を低下させる地下水位低下装置であって、前記ストレーナ管内に、前記ストレーナ管の内壁から所定間隔離間して配置され、前記ストレーナ管の上端より低位置に通水孔が穿設されてなる内筒管を備え、前記ストレーナ管と前記内筒管との間に隙間が設けられ、地下水位がストレーナ管の上端よりも下で前記通水孔よりも上に位置する場合に、前記内筒管内への空気の侵入が阻止されるように前記内筒管と前記ケーシング管とが繋がれてなることを特徴とする地下水位低下装置」である。
【０００９】
これによってストレーナ管の上端より低位置に通水孔が穿孔されてなる内筒菅を備え、ストレーナ菅と内簡管との間に隙間が設けられ、地下水位がストレーナ管の上端よりも下で通水孔よりも上に位置する場合に、内筒管内への空気の侵入が阻止されるように内筒管とケーシング管とが繋がれてなるので、地下水位がストレーナ管の上端部より下に下がった場合でも、空気が内筒管内に侵入することがなくなることとなって、揚水手段により地下水を揚水する際、空気の影響を受けることなく効率よく、経済的に地下水を吸い上げることが出来る、としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記特許文献１．の特許発明においては、工場で内管となるケーシング管（２）と外管となるストレーナー部材（７）・（６）を一体化するため、現場での組み立ては非常に簡単で便利であるが、遠隔地の現場まで輸送した後に、現地で組み立てる場合においては、予め工場でケーシング管とストレーナー部材を一体化しておくと、現地において外筒の長さを調整する必要がある場合に対応することができない。
【００１１】
また、図８から図１１に示すように、土砂掘削用グラムハンマー（２４）による掘削に伴って、ストレーナー部材（７）・（６）のフィルター部（７１）・（６１）が露出した場合、このフィルタスクリーンから通水孔（３１）まで空気が直接的に吸引されるため、バキューム効果が落ちることによって、今までは現地にて、ケーシング管（２）とストレーナー部材（７）・（６）とのクリアランスを確保するために、露出している部分（Ｄ）（図１１参照）のスペースガイドパイプ（５）と外管となるストレーナー部材（７）・（６）を切断せざるを得なかった。
【００１２】
次に、特許文献２．の特許発明にあっても、特許文献１．と同じように、工場でケーシング管とストレーナ管を一体化するため、現場での組み立ては非常に簡単で便利であるが、遠隔地の現場まで輸送した後に、現地で組み立てる場合においては、予め工場でケーシング管とストレーナー部材を一体化しておくと、現地において外筒の長さを調整する必要がある場合に対応することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで本発明は従来の課題を解決し、且つ発明の目的を達成するために提供するものである。
【００１４】
本発明の第１は大深度真空排水・圧密脱水工法におけるストレーナ装置において、削孔内に埋設される内筒管となる長尺のケーシング管とこれに嵌合する外筒管から成り、上記ケーシング管は複数の長さに分割した内筒管体を溶接して一体に成形し、且つ最下段に位置する内筒管体の下部に形成した有底砂溜まり部の直上の周面に長方形孔と三角形孔を合体してフラスコ状にした吸水孔を複数あけ、且つ砂溜まり部の外周面に環状受け座を設け、前記外筒管は内筒管の長さに合わせて分割した長さに分割した外筒管体で溶接して一体に成形し、上記外筒管の円周内面に複数のスペーサを設けて内筒管体と外筒管体の間に所定のクリアランスを形成し、上記外筒管体の外周面に窓、スリット等の通水口を設けると共に、その外周面にスクリーン、網体、プラスチックドレーン、巻線等の覆蔽体を通水可能に装着したものである。
【００１５】
本発明の第２は大深度真空排水・圧密脱水工法におけるストレーナ装置による施工方法において、内筒になる長尺のケーシング管を成形する複数の内筒管体のうち、最下段に位置するの内筒管体の周面にスリット形孔と三角形孔を合体してフラスコ形にした吸水孔を複数あけ、且つこの内筒管体を削孔の近傍に縦置き状態に配置し、その上部から外筒管を成形する複数の外筒管体のうち、最下段に位置する外筒管体を嵌め込んでいき、上記外筒管体内面のスペーサで内筒管体と外筒管体とを所定のクリアランスを確保しながら外筒管体の下端部を砂溜まり部上部に設けた環状受け座に接触するまで落とし込んだ後、その接触箇所を溶接し、この状態から上記内筒管体をクレーン等の吊り上機を介して削孔内に管体上部を少し残す程度に挿入し、内筒管体胴部に貫通孔をあけ、これに挿通する貫通棒を削孔の開口縁辺に渡して定置しておき、次いで第２段目の内筒管体を吊上機で吊り上げてその下端を最下段に位置する内筒管体の上端に載置してその合わせ目の外周面を溶接し、続いて第２段目の外筒管体を吊上機で吊り上げ、第２段目の内筒管体の直上から嵌め込んで内筒管体と外筒管体とを所定のクリアランスを確保しながら落とし込んでいき、上記２段目の外筒管体の下端部を最下段に位置する外筒管体の上端面に載置させ、その載置した合わせ目の外周面を溶接し、この状態で吊り上げられている内筒管体から貫通棒を抜いてその貫通孔を溶接等で塞ぎ、第２段目の内筒管体をその管体上部を少し残して削孔内に挿入し、内筒管体胴部に貫通孔をあけ、これに挿通する貫通棒を削孔の開口縁辺に渡して定置させておき、以下、第３段目から最上段までの内筒管体及び外筒管体は、第２段目の内筒管体と外筒管体の溶接と同じ要領で順次に結合して内筒管と外筒管を成形して削孔内に埋設していくようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上記の構成であるから次の効果がある。すなわち、内筒管となるケーシング管の給水孔の形状を、長方形孔と三角形孔を合わせた複数フラスコ状の孔に成形したから揚水量が少ない場合の給水空気をコントロールしやすくなる。
【００１７】
すなわち、通水孔の長方形孔の部分は揚水量の少ない粘性土地盤の場合井戸内の負圧が‐８．５ｍ程になると井戸外の大気圧との差が大きくなり過ぎて、井戸内へ「ボコン、ボコン」と脈を打ちながら入り込むために、予めスリット窓を開けて少量の空気を入れ込みバキューム度を落とし、負圧を一定に安定するようになっている。
【００１８】
また、通水孔の三角形孔は揚水流量の変化と空気の入れ込みをコントロールし易くなっている。この三角形孔は流量の大きな変化に対して、たて方向の水位の変化は、流量が増えても高さが変化しない。そして、前記三角形孔の直下に設けてある複数の四角形孔によって、透水係数の大きな地盤においての大量吸引に有効である。
【００１９】
次に、空気を入れず井戸内が真空を保つことにより、井戸外大気圧を加えることができる。
粘性土地盤の場合、透水性が良くないので空気の流入速度も遅く、粘性土層の上部に直接大気圧は概ねＰ=−４．０〜−８．５ｔ／ｍ2（水銀中では４０＝６０ｈｇ／ｃｍ２に値する位）、上載加重が増加できる。なお、前記の「Ｐ」は負圧をｔ／ｍ2に直した値を示す。そして、そのことにより、新に圧密脱水効果が期待できる。
その他の効果としてスリット窓の少量の空気を吸入することにより、バキューム度は少し半減するが、地表の乾燥した空気が粘性土地盤を通過させ、井戸最下端部へ吸引することによりエアーブローによる乾燥効果を向上させることができる。
【００２０】
また、外筒管を高さ方向に分割にしたから施工現場において、分割した外筒管体を必要な高さの本数分を溶接して連結してケーシング管に嵌合することによって高さを調整することができる。
【００２１】
そして、ケーシング管と外筒管とのスペースを形成するために最下段の外筒管体の底部近傍に環状受け座を設けたことにより、現場においてケーシング管に外筒を嵌合することができる。しかも外筒管をケーシング管に嵌合したときに最下段の外筒管の下端部が内筒管の環状受け座に当たって停止して位置決めされる。
【００２２】
そして、各外筒管体の内面における上下部にスペーサを設けたことによって、内筒管体と、これに嵌合した外筒管体とに適正なクリアランスを保つことができる。
【００２３】
さらに、当該外筒管の通水孔をスクリーン型、網型、窓型、スリット型、巻線型、プラスチックドレーン型等、施工条件に適合した形状の外筒管を選択して用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面をもって説明する。
【実施例】
【００２５】
図１から図７において、１は削孔Ｈ内に挿入埋設する内筒管となる長尺のケーシング管であり、複数の内筒管体１１・１２…１ｎを円筒状に溶接して一体に成形する。前記の最下段の内筒管体１１の下端には有底の砂溜まり部１′が形成されている。
【００２６】
２は上記のケーシング管１に嵌合する外筒管であり、上記の内筒管体１１・１２…１ｎと同じように複数の外筒管体２１・２２…２ｎを溶接によって結合する。
【００２７】
３は最下段に位置する内筒管体１１の砂溜まり部１′の直上の周面にあけた吸水孔であり、その形状は細幅のスリット形孔３1と、二等辺三角形を成す孔３2を上下方向に合体してフラスコ状に成形してある。具体的にはスリット形孔３1の幅ｗ１＝５．０ｍｍ、長さｌ＝５０．０ｍｍ、三角形孔の底辺の幅ｗ２＝１０．０ｍｍ程度に設定してある。また、そのフラスコ状吸水孔３の直下に四角形その他の多角形又は円形の吸水孔３′を設けてある。
【００２８】
４は外筒管体２１・２２…２ｎの外周面に設けた通水口であり、窓型、スリット型、格子型、網目型等、その形状は任意である。５は上記の各外筒管体の内周面に間欠的に複数設けた内向きのスペーサであり、各外筒管体を内筒管体に嵌め込んだときに設定のクリアランスＳが確保されるようになっている。
【００２９】
６は最下段の内筒管体１１の砂溜まり部１′の上部に設けた環状の受け座であり、最下段の外筒管体２１の下端部の停止と位置決めの役割を果たしている。
【００３０】
７は外筒管体の外周面に装着した金網体、スクリーン、巻線等からなる通水できる覆蔽体である。なお、図５及び図６に示す、巻線の場合は金属製の縦芯軸２１′を円周に沿って複数本配置し、その外面の円周方向に線条体２１″を巻回して、外筒管体と覆蔽体を兼用してある。
【００３１】
８はケーシング管２の内部に挿入した揚水管、９は揚水管８の下端部に取付けた吸水ポンプ、１０は内筒管１の上端に設けた真空蓋、１１は揚水管の地上部位におけるゲートバルブ、１２はケーシング管に連通する吸気ホース、１３はディープウェル（＝重力排水）用ポンプの水中対応のキャップタイヤ、１４はディープウェル用ポンプの地上配線用キャップタイヤ、１５はキャップタイヤ取出口、１６は吸気ホース、１７は真空ポンプ、１８は排気ホース、１９は冷却水吸引ホース、２０は真空計、２１は吸気ホースのコック、２２はノッチタンク、２３は削孔Ｈ内において外筒管２と削孔内壁の間に介在させた豆砂利等を可とするフィルター材を示す。
【００３２】
「具体的な施工例」
次に本発明に係るストレ−ナ装置の施工例を説明する。
(1)  まず、地盤を掘削して削孔Ｈを成形する。
(2)  長尺のケーシング管１を成形する複数の内筒管体のうち、最下段に位置するの内筒管体１1を削孔Ｈの近傍に縦置き状態に配置する。
(3)  内筒管体１1の上部から外筒管２を成形する複数の外筒管体のうち、最下段に位置する外筒管体２1を嵌め込んでいく。
(4)  外筒管体内面のスペーサ５で内筒管体と外筒管体とを所定のクリアランスＳを確保しながらその下端部を内筒管体１1の下部に設けた環状受け座６に接触するまで落とし込んで載置した後、その載置個所を溶接する。
(5)  最下段の内筒管体１1をクレーン等の吊り上機を介して削孔Ｈ内に管体上部を少し残す程度に挿入し、内筒管体胴部に貫通孔Ａをあけ、これに挿通する貫通棒Ｂを削孔Ｈの開口縁辺Ｈ１に渡架して停止させておく。
(6)  次いで２段目の内筒管体１2を吊上機で吊り上げてその下端を最下段に位置する内筒管体１1の上端に載置してその合わせ目の外周面を溶接する、
(7)  続いて第２段目の外筒管体２2を吊上機で吊り上げ、２段目の内筒管体１2の直上から嵌め込んで内筒管体と外筒管体とを所定のクリアランスＳを確保しながら落とし込んでいく。そして、最下段に位置する外筒管体２1の上端面に載置し、その載置個所の外周面を溶接する。
(8)  この状態で吊り上げられている内筒管体１1の孔Ａから貫通棒Ｂを抜いてその貫通孔を溶接等で塞ぐ。
(9)  第２段目の内筒管体２2をその上部を少し残して削孔Ｈ内に挿入し、内筒管体胴部に貫通孔Ａをあけ、これに挿通する貫通棒Ｂを削孔Ｈの開口縁辺Ｈ１に渡して停止させておく、
(10)  以下、第３段目から最上段までの内筒管体１3…１ｎ及び外筒管体２3…２ｎは、第２段目の内筒管体と外筒管体の溶接と同じ要領で順次に結合して内筒管１と外筒管２を成形して削孔Ｈ内に埋設していくことによって準備が完了する。
(11)  この状態で吸水作業を行うと、外筒管２の通水孔３・３′より空気を吸わずに地下水だけを内部に吸い込み、さらに内筒管１のフラスコ状の吸水孔３からバキュームの強制吸水力で大量の揚水量と水位低下が促進する。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、トンネル工事やビル建設工事等のおいて、膨大な湧水を効率的に排水する地下対策に有効であり、産業上の利用可能性は大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るストレーナ装置の概略正面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う拡大断面図である。
【図３】ケーシング管を構成する内筒管体と窓型通水孔を有する外筒管体の分解概略正面図である。
【図４】スリット形孔と三角形孔を合体した通水孔の拡大正面図である。
【図５】巻線型外筒管体の正面図である。
【図６】図５の６−６線に沿う断面図である。
【図７】本発明の作業工程例の一部を示す説明図である。
【図８】第3280935号特許発明に係る削孔内のドライワーク装置の概略縦断面図である。
【図９】図８のストレーナ装置部位の拡大正面図である。
【図１０】従来のストレーナ装置を設置した地盤の断面図である。
【図１１】従来のバキュームディープウェル工法を説明するための地盤断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１……内筒管となるケーシング管
１１・１２〜１ｎ……内筒管１を構成する内筒管体
２……外筒管
２１・２２〜２ｎ……外筒管２を構成する外筒管体
３……スリット形孔と三角形孔の合体によるフラスコ形状の吸水孔
４……外筒管体の通水孔
５……スペーサ
６……環状受け座
７……覆蔽体
８……揚水管
９……吸水ポンプ
【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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