(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
止水性地中壁が地中の地下水路を遮断するように形成され、前記地中壁の形成後に前記地下水路間を連通させる通水路を形成する地中壁用の通水装置において、
前記通水路は、前記地中壁の厚み方向を横断するように設置された伸縮自在な通水管と、この通水管に連通し、前記地中壁を形成する際に、掘削壁面側に押圧される導水部とを備え、
前記導水部は、前記掘削壁面側に配置される一端が開口したケーシングと、このケーシング内に収納された透水性のフィルター層と、前記フィルター層の前面側を覆うように設けられ、前記掘削壁面に当接する温水溶解性の遮水シートとを有し、
前記地中壁を形成するための打設コンクリートの硬化初期に前記遮水シートを溶解させることを特徴とする地中壁用通水装置。
【請求項２】
前記温水溶解性の遮水シートは、溶解温度の選択が可能な合成樹脂シートから構成され、
前記溶解温度を前記打設コンクリートの水和反応時の上昇温度に対応させることを特徴とする請求項１記載の地中壁用通水装置。
【請求項３】
前記ケーシングに前記温水を供給するパイプを連通設置し、
前記溶解温度を前記打設コンクリートの水和反応時の上昇温度以上に設定し、前記パイプを介して、前記溶解温度まで過熱した温水を前記ケーシング内に供給することを特徴とする請求項２記載の地中壁用通水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中壁用通水装置に関し、特に、止水性の地中壁を構築した後に、地下水の流通を可能にする地下通水工法に用いる通水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、地下構造物、例えば、地下鉄や車両専用道路用などの地下トンネルを開削工法で構築する際には、地山の崩壊を防止して、内部の掘削を可能にするために止水性を備えた地中壁が構築される。
【０００３】
この種の地中壁を構築する工法は、地中連続壁工法を始めとして、各種各様の方法が提供されているが、地中連続壁工法や柱列壁工法などで構築される地中壁は、地下構造物の本体部を構築した後にも地中に残置される場合がある。
【０００４】
ところで、止水性を備えた地中壁を地中に残置しておくと、地下水流を遮断することになり、地中壁の上流側で地下水位が上昇し、下流側では、地下水位が低下するいわゆるダムアップ現象が生じる。
【０００５】
そこで、従来は、このようなダムアップ現象を解消するために、地中壁の所定個所に、地下水流を連通させる通水装置を設けていた。このような通水装置には、例えば、透水性のフィルター層と、生分解性シートとを備え、地中壁を構築する際に、フィルター層の外周を生分解性シートで覆って建込み、生分解性シートが土中の微生物やバクテリアにより分解されると、地下水流の上,下流側を連通する通水路が形成される構造のものが提案されている。
【０００６】
しかしながら、このような構造の通水装置には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、透水性のフィルター層の外周を覆う生分解性シートは、コンクリートを打設した際に、打設コンクリートがフィルター層に入り込むことを防ぐ保護機能も兼ねているが、生分解性シートの分解は、バクテリヤや微生物の活動に依存されていて、人為的に分解を制御することが難しく、生分解性シートが完全に消失したことを検知することが殆ど不可能である。
【０００８】
ところが、このような状態にあると、泥水や打設コンクリートのセメント分などの微粒子が、フィルター層に回り込んで付着した際に、その除去効果が大きいと考えられる打設コンクリートの硬化初期に洗浄を行うことができず、洗浄処理のタイミングを失することになる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、通水機能を発揮させる際の時間的な制御を人為的に行うことにより、打設コンクリートの硬化初期に洗浄処理を可能にすることができる地中壁用通水装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、止水性地中壁が地中の地下水路を遮断するように形成され、前記地中壁の形成後に前記地下水路間を連通させる通水路を形成する地中壁用の通水装置において、前記通水路は、前記地中壁の厚み方向を横断するように設置された伸縮自在な通水管と、この通水管に連通し、前記地中壁を形成する際に、掘削壁面側に押圧される導水部とを備え、前記導水部は、前記掘削壁面側に配置される一端が開口したケーシングと、このケーシング内に収納された透水性のフィルター層と、前記フィルター層の前面側を覆うように設けられ、前記掘削壁面に当接する温水溶解性の遮水シートとを有し、前記地中壁を形成するための打設コンクリートの硬化初期に前記遮水シートを溶解させるようにした。
このように構成した地中壁用通水装置によれば、地下水路間を連通させる通水路の一部を構成する導水部は、掘削壁面側に配置される一端側が開口し、通水管と内部が連通接続されるケーシングと、このケーシング内に収納された透水性のフィルター層と、フィルター層の前面側を覆うように設けられる温水溶解性の遮水シートとを有している。
従って、温水溶解性の遮水シートは、温水により溶解するまでは、遮水性を有しているので、打設コンクリートや泥水がフィルター層に侵入することを防止し、遮水シートの溶解時期は、温水の供給時を選択することなどにより人為的に制御することができ、本発明の通水装置では、打設コンクリートの硬化初期に溶解させる。
このため、泥水や打設コンクリートのセメント分などの微粒子が、フィルター層に回り込んで付着した際に、その除去効果が大きいと考えられる打設コンクリートの硬化初期に、タイミングを失することなく、効果的に洗浄を行うことができる。
前記温水溶解性の遮水シートは、溶解温度の選択が可能な合成樹脂シートから構成され、前記溶解温度を前記打設コンクリートの水和反応時の上昇温度に対応させることができる。
この構成によれば、打設コンクリートの硬化が始まり、セメントの水和反応により泥水の温度が上昇すると、この温度上昇により、打設コンクリートの水和反応時の温度に設定した温水溶解性の遮水シートを自動的に溶解させることができる。
なお、この場合、打設コンクリートの水和反応により温度が上昇する段階においては、打設コンクリートの硬化が開始されていて、その流動性が殆どなくなっているので、遮水シートを溶解させても、コンクリートが回り込んでフィルター層に侵入することはない。
また、前記ケーシングに前記温水を供給するパイプを連通設置し、前記溶解温度を前記打設コンクリートの水和反応時の上昇温度以上に設定し、前記パイプを介して、前記溶解温度まで加熱した温水を前記ケーシング内に供給することができる。
この構成の場合には、溶解温度が打設コンクリートの水和反応時の上昇温度以上に設定されているので、時期や気候によって若干変動する打設コンクリートの水和反応時の上昇温度に応じて溶解させる場合よりも、溶解の確実性を増すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかる地中壁用通水装置の一実施例を示している。
【００１２】
同図に示した通水装置は、通水性のある砂質土層１０を挟んで、その上下に通水性のない粘性土層１２が存在している地盤中に止水性地中壁１４を構築する場合の適用例であり、止水性地中壁１４の構築により地中の地下水路（地中壁１４の左右に位置する図１の砂質土層１０間）が遮断される。
【００１３】
そこで、地中壁１４の構築後に、地下水路間を連通させる通水路１６を形成する通水装置を用いることにした。地中壁１４は、本実施例の場合には、地中連続壁工法により構築され、地中に掘削溝１８を掘削形成し、鉄筋籠２０を建て込んだ後に、コンクリート２１を打設して形成される。
【００１４】
本発明の通水装置は、伸縮自在な鋼管製などの通水管２２と、油圧ジャッキ２４と、導水部２６とを主要構成部材としている。なお、この実施例では、導水部２６の押圧手段として、油圧ジャッキ２４を例示しているが、押圧手段は、これに限定されることはなく、例えば、空圧ジャッキないしはシリンダなどのアクチュエータであってもよい。
【００１５】
通水管２２および油圧ジャッキ２４は、鉄筋籠２０に対して、ほぼ水平方向を指向するように並列に、かつ、深度方向の同軸上に配置されている。通水管２２は、鋼製の内管２２ａと外管２２ｂとからなる二重管であって、両端が開口している。
【００１６】
内管２２ａの開口端は、掘削溝１８の地山側Ａにあって、導水部２６に連通接続されている。導水部２６の詳細を図３,４に示している。同図に示した導水部２６は、ケーシング２６ａと、透水性のフィルター層２６ｂと、温水溶解性の遮水シート２６ｃとを有している。
【００１７】
ケーシング２６ａは、地山側Ａの掘削壁面側に配置される一端が開口した鋼鈑で形成した箱形のものであって、底面の上方に通路空間２６ｄを隔成する透水プレート２６ｅが設されている。
【００１８】
この透水プレート２６ｅは、例えば、多数の孔やスリットを穿設した板材や金網などが用いられる。フィルター層２６ｂは、透水プレート２６ｅ上に載置するようにして、ケーシング２６ａ内に収納されていて、例えば、比較的径の太いコイル状合成樹脂繊維をランダムに絡ませたものであって、コスモジオマット（東洋紡績株式会社製、商品名）を用いることができる。
【００１９】
温水分解性の遮水シート２６ｃは、所定温度の温水に接触することにより、溶解されるものであって、例えば、溶解温度の選択が可能な合成樹脂シート、ソルブロン（株式会社ニチビ製、商品名）を用いることができる。
【００２０】
本実施例の場合には、遮水シート２６ｃの溶解温度は、掘削溝１８内に打設するコンクリート２１の水和反応時の上昇温度に対応して溶解するもの、例えば、溶解温度が２０℃程度のものが用いられている。
【００２１】
また、この遮水シート２６ｃは、ケーシング２６ａ内に収納されているフィルター層２６ｂの外表面を覆うようにして、ケーシング２６ａに係止される。なお、この場合、遮水シート２６ｃは、ケーシング２６ａ内に収納されているフィルター層２６ｂの外周を包むように設けることもできる。
【００２２】
一方、通水管２２の外管２２ｂの開口端は、掘削側Ｂにあって、端板２８により開閉可能に閉塞されている。この端板２８は、外管２２ｂの開口端に固設された接続用フランジ板２８ａと、このフランジ板２８ａの外側にあって、外管２２ｂの開口端に対応する位置に、ボルト止めされた着脱可能な仮止めプレート２８ｂとから構成されている。
【００２３】
なお、内管２２ａの地山側Ａの開口端周縁は、導水部２６のケーシング２６ａに内部と連通すように固設されている。
【００２４】
油圧ジャッキ２４には、図示省略の油圧ホースがそれぞれ接続され、各油圧ホースは、地上側まで延設されている。各油圧ジャッキ２４は、本体２４ａと、本体２４ａの両側に設けられた一対の伸縮プランジャ２４ｂ，２４ｃとを備えている。
【００２５】
各油圧ジャッキ２４の地山側Ａに向けて伸縮するプランジャ２４ｂの先端は、ケーシング２６ａの背面側に固設されている。各油圧ジャッキ２４の掘削側Ｂに向けて伸縮するプランジャ２４ｃの先端には、反力プレート３４がそれぞれ固設されている。
【００２６】
次に、以上の構成を備えた地下通水装置を用いて通水路１６を形成する方法について説明する。通水路１６は、止水性地中壁１４の構築後に形成するので、まず、止水性地中壁１４の構築が行われる。
【００２７】
地中壁１４の構築は、掘削溝１８を砂質土層１０を貫通して、下側の粘性土層１２の下方まで泥水を注入しながら掘削した後に、掘削溝１８内に鉄筋籠２０を建て込んで、掘削溝１８内にコンクリート２１を打設することで行われる。
【００２８】
このとき、鉄筋籠２０には、予め、通水管２２，油圧ジャッキ２４,導水部２６が所定の個所（砂質土層１０中に位置する個所）に係止される。通水管２２内には、砕石，砂利などの塊状フィルター材を充填しておき、水圧で変形することを防止する。
【００２９】
通水管２２，油圧ジャッキ２４が係止された鉄筋籠２０が所定の位置に建て込まれると、コンクリート２１を打設する前に、油圧ジャッキ２４が地上側からの操作により駆動される。
【００３０】
各油圧ジャッキ２４を駆動すると、伸縮プランジャ２４ｂ，２４ｃがそれぞれ地山側Ａ，掘削側Ｂに延び、このプランジャ２４ｂ，２４ｃの伸長により、フィルター層２６ｂの表面を覆っている温水分解性の遮水シート２６ｃが地山側Ａの掘削壁面に押圧されるとともに、反力プレート３４が掘削側Ｂの掘削壁面に押圧される。
【００３１】
この押圧動作が終了すると、掘削溝１８内にコンクリート２１を打設し、打設したコンクリート２１中のセメントの水和反応により、泥水が所定の温度まで上昇すると、温水分解性の遮水シート２６ｃが打設コンクリート２１の硬化の初期に溶解し、フィルター層２６ｂが露出する。
【００３２】
このような状態になると、導水部２６のケーシング２６ａの背面側に、内部の通路空間２６ｄと連通するように設けられている複数のパイプ２９を介して、高圧水や圧縮空気およびこれらの混合流体を送り込み、フィルター層２６ｂを洗浄する。
【００３３】
なお、この場合、温水溶解性の遮水シート２６ｃの溶解温度は、打設コンクリート２１の水和反応時の上昇温度以上に設定することができ、このような溶解温度に設定した場合には、打設コンクリート２１の硬化初期に、パイプ２９を介して、溶解温度に過熱した温水をケーシング２６ａ内に送りこみ、この温水の供給により遮水シート２６ｃを溶解させることもできる。
【００３４】
この構成の場合には、溶解温度が打設コンクリート２１の水和反応時の上昇温度以上に設定されているので、時期や気候によって若干変動する打設コンクリート２１の水和反応時の上昇温度に応じて溶解させる場合よりも、溶解の確実性を増すことができる。
【００３５】
以上のようにして、地中壁１４の構築が完了すると、掘削側Ｂの地盤を掘削し、地中壁１４の内部に構造物が構築される。このとき、本実施例では、根切り掘削面Ｃまで掘削が行われた後に、その以深まで掘削し、通水管２２の一端を閉塞している端板２８を露出させる。
【００３６】
端板２８が露出すると、仮止めプレート２８ｂのボルトを外して、これを除去し、通水管２２の開口端に導出管３６を連通接続して、埋め戻すと通水路１６が形成される。なお、この導出管３６は、例えば、止水性地中壁１４が対向して設けられている場合には、地中壁１４に設けられた通水管２２間を連通接続させるために設けることもできるが、この導出管３６は、必ずしも必要とせず、通水管２２の開口端を砂質土層１０に開口させるだけでもよい。
【００３７】
さて、以上のように構成した地中壁用通水装置によれば、地下水路間を連通させる通水路１６の一部を構成する導水部２６は、掘削壁面側に配置される一端側が開口し、通水管と内部が連通接続されるケーシング２６ａと、このケーシング２６ａ内に収納されたフィルター層２６ｂと、フィルター層２６ｂの前面側を覆うように設けられる温水溶解性の遮水シート２６ｃとを有している。
【００３８】
従って、温水溶解性の遮水シート２６ｃは、温水により溶解するまでは、遮水性を有しているので、打設コンクリート２１や泥水がフィルター層２６ｂに侵入することを防止し、遮水シート２６ｃの溶解時期は、温水供給時期を適宜選択することにより人為的に制御することができ、本実施例の場合には、特に、打設コンクリート２１の硬化初期に溶解させる。
【００３９】
このため、泥水や打設コンクリート２１のセメント分などの微粒子が、フィルター層２６ｂに回り込んで付着した際に、その除去効果が大きいと考えられる打設コンクリート２１の硬化初期に、タイミングを失することなく、効果的に洗浄を行うことができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる地中壁用通水装置によれば、通水機能を発揮させる際の時間的な制御を人為的に行うことにより、打設コンクリートの硬化初期に洗浄処理を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる地中壁用通水装置の一実施例を示す設置状態の断面説明図である。
【図２】図１の要部斜視図である。
【図３】図１に示した導水部の拡大斜視図である。
【図４】図３の要部断面図である。
【符号の説明】
１４                  地中壁
１６                  通水路
１８                  掘削溝
２２                  通水管
２６                  導水部
２６ａ                ケーシング
２６ｂ                フィルター層
２６ｃ                遮水シート
２６ｄ                通路空間
２６ｅ                透水プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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