(57)【要約】【課題】嵌合継手内部への可塑性材料の高密度充填を可能にし、もって遮水性の向上に大きく寄与する連続矢板壁の遮水工法を提供する。【解決手段】最終処分場を囲む護岸３を通して海底地盤に鋼管矢板を連続に打設して連続矢板壁を構築した後、雌継手部材８と雄継手部材９とからなる嵌合継手７の内部に粘土系止水材Ｍを充填する。そして、この止水材Ｍの充填後、嵌合継手７の雌継手部材８の上端に蓋体１１を被着し、その後、前記蓋体１１に一体化した筒体１３を通して、前記嵌合継手７内部に止水材を補充し、さらに筒体１３に載荷体１４を挿入して前記補充した止水材に圧力を加え、嵌合継手７の内部の止水材を高密度化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に嵌合継手を介して矢板を連続に打設して構築された連続矢板壁の継手部を遮水する遮水工法において、前記嵌合継手内部に、固結した状態でも可塑性を有する止水材を充填した後、該嵌合継手の上端に蓋体を被着し、しかる後、前記蓋体に一体化した筒体を通して、前記嵌合継手内部に前記止水材を補充し、かつこの補充した止水材に圧力を加えることを特徴とする連続矢板壁の遮水工法。
【請求項２】
止水材が、粘土系材料であることを特徴とする請求項１に記載の連続矢板壁の遮水工法。
【請求項３】
筒体内に載荷体を挿入して止水材に載荷重を加えることを特徴とする請求項１または２に記載の連続矢板壁の遮水工法。
【請求項４】
矢板が、鋼管矢板またはボックス型矢板であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の連続矢板壁の遮水工法。
【請求項５】
連続矢板壁の嵌合継手の上端に被蓋可能な蓋体と、該蓋体に形成された貫通孔と同軸をなすように該蓋体に固定された筒体と、該筒体内に挿入可能な載荷体とからなることを特徴とする嵌合継手用加圧充填蓋。
【請求項６】
載荷体が、加圧板と、該加圧板から垂直に延ばされた支持ロッドと、該支持ロッドを介して前記加圧板に載置される重錘とからなることを特徴とする請求項５に記載の嵌合継手用加圧充填蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤中に嵌合継手を介して矢板を連続に打設して構築された連続矢板壁の継手部を遮水する遮水工法と該遮水工法の実施に用いられる嵌合継手用加圧充填蓋とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業廃棄物、一般廃棄物などの排出量は膨大となり、それらの最終処分場の設置が急がれている。最終処分場の設置に際しては、処分場内の汚染された保有水の外部への漏出をいかに抑えるかが、重要な課題となっており、このため、従来一般には、予定された処分場を囲むように連続矢板壁を構築した後、この連続矢板壁の嵌合継手内部にモルタル、コンクリート等の硬化性止水材を充填し、継手部からの保有水の漏出を防止するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この種の連続矢板壁は、何らかの理由で大きな側圧が加わるような場合、あるいは地盤に不等沈下が起こるような場合に変形することがあり、上記したように硬化性止水材を継手部に用いた場合は、前記した連続矢板壁の変形に伴って該止水材に亀裂が発生し、遮水性が損なわれることになる。
そこで従来、例えば、特許文献２または特許文献３に記載される発明では、上記硬化性止水材に代えて、固結した状態でも可塑性を有する材料、例えば粘土、アスファルト混合物などを止水材として選択し、連続矢板壁の変形に追従させるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６７７５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２７４１９号公報
【特許文献３】特開２００２−２８５５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記粘土やアスファルト混合物などの可塑性材料は、粘土の含水比あるいはアスファルト混合物の加熱温度を調整することで、流動性を上げることができるとはいえ、高密度化を考慮すれば、その流動性を上げることには自ら限界があり、このため、かなりの粘性を有する状態で嵌合継手内部に充填せざるを得ない状況にあった。しかしながら、最終処分場に構築される連続矢板壁は、地盤中の不透水性地層または難透水性地層まで矢板を打設する必要があるため、その嵌合継手はかなりの長さとなり、嵌合継手の内空断面が狭いこともあって、この内部に前記した可塑性材料を高密度に充填させることは困難で、遮水性に対する信頼性に劣るものとなる。
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、嵌合継手内部への可塑性材料の高密度充填を可能にし、もって遮水性の向上に大きく寄与する連続矢板壁の遮水工法を提供し、併せてこの遮水工法の実施に用いて有用な加圧充填蓋を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る連続矢板壁の遮水工法は、地盤中に嵌合継手を介して矢板を連続に打設して構築された連続矢板壁の遮水工法において、前記嵌合継手内部に、固結した状態でも可塑性を有する止水材を充填した後、該嵌合継手の上端に蓋体を被着し、しかる後、前記蓋体に一体化した筒体を通して、前記嵌合継手内部に前記止水材を補充し、かつこの補充した止水材に圧力を加えることを特徴とする。
このように行う連続矢板壁の遮水工法においては、嵌合継手内部に蓋体および筒体を通して止水材を補充しかつこの補充した止水材に圧力を加えることで、嵌合継手内部の止水材の圧密沈下が促進され、嵌合継手内部に止水材を高密度に充填することが可能になる。
本遮水工法において、上記止水材は、固結した状態でも可塑性を有するものであれば、どのような材料でもよい。このような可塑性材料としては、粘土系材料やアスファルト混合物などがあるが、含水比の調整だけで所望の流動性を簡単に得ることができる点、固結後でも十分に可塑性が維持される点などから、粘土系材料を選択するのが望ましい。この場合の粘土系材料は、粘土を主成分とする材料を意味し、固結後でも可塑性が維持される範囲内であれば、粘土に砂、石炭灰、下水汚泥溶融スラグなどの添加材を含ませてもよい。
本遮水工法において、上記補充した止水材に圧力を加える方法は任意であるが、筒体内に載荷体を挿入して止水材に載荷重を加えるようにしてもよい。このように載荷重を加える場合は、放置したままでも止水材に圧力が加わるので、特別の加圧手段を設ける必要がない。
本遮水工法において、上記矢板の種類も任意であり、鋼管矢板であってもボックス型矢板であってもよい。
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る加圧充填蓋は、連続矢板壁の嵌合継手の上端に被蓋可能な蓋体と、該蓋体に形成された貫通孔と同軸をなすように該蓋体に固定された筒体と、該筒体内に挿入可能な載荷体とからなることを特徴とする。
このように構成した加圧充填蓋においては、蓋体を嵌合継手の上端に固定するだけで、筒体を通して嵌合継手内部に止水材を追加補充することができることはもちろん、止水材に載荷重を加えることができる。
本加圧充填蓋において、上記載荷体は、加圧板と、該加圧板から垂直に延ばされた支持ロッドと、該支持ロッドを介して前記加圧板に載置される重錘とからなる構成とすることができ、この場合は、重錘を適当数重ねることで、簡単に載荷重を調整することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る連続矢板壁の遮水工法によれば、嵌合継手内部へ止水材を追加補充しかつこの補充した止水材に圧力を加えることで、嵌合継手内部への可塑性材料の高密度充填が可能になり、遮水性の大幅な向上を達成できる。
また、本発明に係る加圧充填蓋によれば、蓋体と一体の筒体を通して嵌合継手内部に簡単に止水材を補充しかつ載荷重を加えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
図３〜５は、本発明の遮水工法の実施対象である連続矢板壁を示したものである。この連続矢板壁１は、海面処分場２を囲む護岸（地盤）３内に構築されたもので、護岸３を通して海底地盤４の不透水層５に達するまで鋼管矢板６を連続に打設して形成されている。各鋼管矢板６は、図４および５によく示されるように、嵌合継手７を介して相互に連結されている。この嵌合継手７は、縦方向のスリット８ａを有する円筒状の雌継手部材８内に、そのスリット８ａを通してＴ字形をなす雄継手部材９を嵌合してなっており、その内部には、粘土系の止水材Ｍが充填されている。
【００１０】
本加圧充填蓋１０は、図１および２によく示されるように、上記嵌合継手７を構成する雌継手部材８の上端に載置可能なカップ形状の蓋体１１と、この蓋体１１のカップ底に形成された貫通孔１２と同軸をなすように該蓋体１１に固定された筒体１３と、この筒体１３内に挿入可能な載荷体１４とからなっている。前記載荷体１４は、ここでは加圧板１５と、この加圧板１５から垂直に延ばされた支持ロッド１６と、この支持ロッド１６を通して前記加圧板１５に載置される重錘１７とからなっている。なお、前記蓋体１１のカップ底には、複数の空気抜き孔１８が設けられている。
【００１１】
本加圧充填蓋１０を構成する蓋体１１は、嵌合継手７の内部に対する止水材Ｍの充填を終えた後、嵌合継手７を構成する雌継手部材８の上端に突合わされ、この突合せ状態で、該雌継手部材８に対して固定される。蓋体１１を雌継手部材８に固定する方法は任意であり、溶接による固定方式はもちろん、適宜の固定手段による固定方式を採用することができる。固定手段による固定方式を採用する場合は、例えば、雌継手部材８の上端と蓋体１１の下端とに予めフランジを設け、このフランジ同士をボルト締結するようにしてもよい。
なお、上記連続矢板壁１の嵌合継手７の形状は任意であり、角形断面としてもよいことはもちろんである。嵌合継手７を角形断面とする場合は、当然に本加圧充填蓋１０の蓋体１１も、この嵌合継手７に合せて角形となる。
【００１２】
以下、上記した連続矢板壁１を対象に、本加圧充填蓋１０を用いて行う遮水工法について説明する。
護岸３を通して海底地盤４に鋼管矢板６を連続に打設して連続矢板壁１の構築を終えたら、各鋼管矢板６を連結する嵌合継手７の、護岸３上に露出する上端部の周りに盛土１９を施工し、特に雌型継手部材８のスリット８ａを外部から閉塞する。次に、前記嵌合継手７の内部から土砂を排出し、該嵌合継手内部を空洞にする。この土砂の排出方法としては、例えば、該嵌合継手７の内部にジェット水またはジェット水と圧縮エアとを噴射する方法を採用することができる。次に、前記嵌合継手７の内部に適度の流動性を有する、高含水比の粘土系止水材Ｍを注入する。この止水材Ｍの注入方法は任意であり、例えば、モノポンプと接続する注入管を嵌合継手７の内底付近まで挿入し、この注入管を引上げながら下側から順に充填する方法を採用することができる。また、フィルタプレスによる浚渫土打設のように、注入管を直接嵌合継手７に接続して加圧注入する方法を採用することができる。
【００１３】
上記嵌合継手７の内部への止水材Ｍの充填を終えたら、本加圧充填蓋１０を構成する蓋体１１を各嵌合継手７の上端に固定する。その後は、本加圧充填蓋１０を構成する筒体１３を通して、上記したと同じ粘土系止水材Ｍを各嵌合継手７の内部に補充する。この時、筒体１３の中間部位まで止水材Ｍが充填されるように止水材Ｍを補充する。次に、筒体１３内に載荷体１４を構成する加圧板１５を挿入し、前記止水材Ｍの上面に接触させ、さらに必要に応じて、前記加圧板１５上に必要数の重錘１７を支持ロッド１６を案内に積み重ねる。すると、嵌合継手７の内部の止水材Ｍは、前記載荷体１４の載荷重を受けて次第に圧密沈降し、これに追従して筒体１３内の加圧板１５の位置も下降する。そして、加圧板１５が筒体１３の範囲を超えて下降することが確認されたら、この加圧板１５を重錘１７と一緒に筒体１３内から引上げ、再び筒体１３を通して嵌合継手７の内部に前記止水材Ｍを補充する。その後は、前記加圧板１５と重錘１７とを再度筒体１３内に挿入し、以降、適当な時間間隔で加圧板１５の下降状況を観察し、その下降がわずかである場合は、そのまま放置する。
【００１４】
このようにして嵌合継手７の内部には、粘土系の止水材Ｍが高密度に充填され、そのまま固結する。これにより、連続矢板壁１の継手部は十分なる遮水性を有するものとなり、この結果、図３に示す護岸３の内側の海面処分場２内の汚染された保有水Ｗが、外海へ漏出することはなく、また、漏出したとしても、その量は環境基準を大幅に下回るわずかの量となる。しかも、大きな側圧や地盤の不等沈下などの影響で連続矢板壁１に変形が生じたとしても、各嵌合継手７の内部の止水材（粘土系材料）Ｍが前記変形に追従して塑性変形を起こす。したがって、固結した止水材Ｍに亀裂が発生することはなく、連続矢板壁１の止水性は、恒久的に維持される。また、嵌合継手７内部に注入した高含水比の粘土系止水材Ｍが、嵌合継手７のスリット８ａを通して周辺地盤の間隙に浸透するので、周辺地盤の遮水性も向上し、連続矢板壁１の遮水性は十分となる。
さらに、嵌合継手７の上端が本加圧充填蓋１０により被蓋されているので、粘土系止水材Ｍが乾燥することはなく、その乾燥収縮も未然に防止されることとなって、この面からも連続矢板壁１の止水性はより安定して維持される。また、嵌合継手７の上端が被蓋されていることで、嵌合継手７の内部への雨水等の浸入も防止され、粘土系止水材Ｍの軟化による密度低下を未然に防止できる。
【００１５】
なお、上記実施形態においては、嵌合継手７の周りに盛土１９を施工して雌継手部材８のスリット８ａを閉塞するようにしたが、これに代えて、スリット８ａの空隙を適当な閉鎖部材で閉鎖するようにしてもよいことは、もちろんである。また、上記連続矢板壁１を構成する鋼管矢板６は、ボックス型矢板に代えてもよい。
また、本加圧充填蓋１０を構成する載荷体１４は、より大きな載荷重を必要とする場合は、筒体１３の外方まで延ばした支持ロッド１６の上端側に支持台を設けて、より高荷重の重錘を該支持台に載せるようにしてもよい。また、この載荷体１４をジャッキ等に代えて、強制的に止水材Ｍに圧力を加えるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、加圧充填蓋１０を通して嵌合継手７内部の止水材Ｍに載荷重を加えるようにしたが、加圧充填蓋１０を通してコンプレッサーの圧力を加えるようにしてもよい。この場合は、１つのコンプレッサーを共用して、複数の嵌合継手７に圧力を分配することで、効率よく加圧を行うことができる。
【実施例１】
【００１６】
図６に示すように、縦、横および高さが各2.4ｍの内寸法を有する直方体形状の水槽２０を備え、この水槽２０の内部を二分する隔壁２１の中間部位に内径147mmの疑似嵌合継手２２を配置し、この疑似嵌合継手２２の周りを、網を内張りした多孔の枠体２３で囲むと共に、該枠体２３と疑似嵌合継手２２との間に砂（ウエット砂）２４を充填してなる試験容器２５を用意して漏水試験を行った。なお、隔壁２１で分けられた一方の室Ａは水室として、他方の室Ｂは空室としてそれぞれ供されるようになっており、空室Ｂ内には、隔壁２１を補強するための補強部材２６が配置されている。
【００１７】
漏水試験は、疑似嵌合継手２２の内部に含水比１００％の粘土を充填した後、図２に示した態様で、この疑似嵌合継手２２の上端に内径50mm、長さ1000mmの筒体１３を備えた蓋体１１を被着し、この筒体１３を通して前記疑似嵌合継手２２の内部に前記粘土を補充し、筒体１３内のほぼ半分の高さまで粘土を充填した。次に、この筒体１３内に載荷体１４を挿入して、約40kPaの載荷重を粘土に加え、その後、上記水室Ａに水を張って、疑似嵌合継手部２２の内部を通して空室Ｂへ漏出する漏水量を時間経過で測定した。なお、比較のため、蓋体１３（加圧充填蓋１０）による粘土補充および加圧を全く行わない、いわゆる蓋無しのものについても同様の漏水試験を行った。
【００１８】
図７は、上記漏水試験の結果を示したものである。同図に示す結果より、本発明の実施例（蓋有り）は、短時間側で漏水量（短時間あたりの漏水量）が多くなっているが、時間経過と共に漏水量が減じ、約15000分を超える長時間側では、著しく漏水量が少なくなっている。なお、短時間側で漏水量が多くなっているのは、粘土に含まれる水分が絞り出されたためと推定される。これに対し、蓋無しの比較例の場合は、短時間側で漏水量が少ないが、時間経過と共に漏水量が増加し、約15000分を超える長時間側では、著しく漏水量が多くなっている。すなわち、蓋有りと蓋無しとでは、漏水量の時間変化が逆の傾向にあり、嵌合継手内に止水材の補給および加圧を行うことが、漏水量の低減に大きく寄与することが明らかになった。
図８は、上記漏水試験の結果から透水係数を割出し、その時間変化を見たものである。同図に示す結果より、透水係数も、蓋有りと蓋無しとで、上記漏水量と同様に逆の傾向にある。そして、蓋有りの本発明の実施例では、約15000分を超える長時間側で1.0×10-6の基準レベル以下に漏水係数が低下しており、本発明の遮水工法が、最終処分場の構築に向けて極めて有用であることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る嵌合継手用加圧充填蓋の構造と該加圧充填蓋を利用して行う連続矢板壁の遮水工法の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本加圧充填蓋を利用して行う連続矢板壁の遮水工法の実施形態を示す断面図である。
【図３】本遮水工法の実施対象である廃棄物処分場の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】連続矢板壁の構造を示す平面図である。
【図５】連続矢板壁の継手部の構造を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例で用いた試験容器の構造を示す平面図である。
【図７】本発明の実施例で得られた漏水試験結果を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例で得られた漏水試験結果から割出した透水係数の時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１    連続矢板壁
２    最終処分場
３    護岸
４    海底地盤
６    鋼管矢板
７    嵌合継手
１０  加圧充填蓋
１１  蓋体
１３  筒体
１４  載荷体
１５  加圧板
１６  支持ロッド
１７  重錘
Ｍ    止水材
【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】
2005036580.tif 000008
【図７】
2005036580.tif 000009
【図８】
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