(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠であって、検査窓を有しているトンネル用型枠を用いて行うトンネル内壁面へのコンクリート打設時に同時に使用され、
前記トンネルの内壁に設けられる凹状の坑用空間に収められ、坑の壁面を形成するための型板を備えている坑内型板部と、前記坑内型板部の出入り口部分に繋がっており、前記トンネル用型枠のトンネル内壁面側の面に面接触する型板を有する支持部と、を備えており、
前記坑内型板部の型板は前記坑用空間へのコンクリート注入口を有しており、
前記坑内型板部の出入り口部分が前記トンネル用型枠の検査窓を有している部分に面している、ことを特徴とする坑用型枠。
【請求項２】
トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠を用いて、トンネル内の内壁面へのコンクリート打設を行うトンネル施工方法において、
請求項１に記載の坑用型枠を、トンネルの内壁に設けられている凹状の坑用空間に収める第１工程と、
前記坑内型板部の出入り口部分が、前記トンネル用型枠の何れかの検査窓と連通するように、前記トンネル用型枠を配置する第２工程と、
前記検査窓と、前記坑内型板部の出入り口部分と、前記コンクリート注入口と、を介して、前記坑用空間へのコンクリート注入を行う第３工程と、含んでいることを特徴とするトンネル施工方法。
【請求項３】
トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠を用いて、コンクリートの打設を行い、コンクリートを硬化させた後に、当該型枠を次の位置へと移動してコンクリート打設を行う、という工程を繰り返し行い、トンネル内壁面のコンクリート打設を行うトンネル施工方法において、
前記請求項２に記載する第１乃至第３の工程、及び前記トンネル内壁面へのコンクリート打設の後、
コンクリート硬化後に前記トンネル用型枠を除去し、当該トンネル用型枠を次の坑用空間を含む位置へ配置させる前に、前記坑用型枠を前記次の坑内空間に収める工程を含む、ことを特徴とするトンネル施工方法。
【請求項４】
請求項１に記載の坑用型枠に用いるバラセントルであって、
前記坑用型枠の内壁を支持する撓み防止板と、
前記坑用型枠の内、坑用空間へとコンクリートを注入することによって、当該坑用型枠を押し出す力の作用する面と、前記トンネル用型枠のトンネル内壁面側の面との間に設けられているつっかい棒部と、
前記撓み防止板を前記坑用型枠に圧着、隔離可能とする伸縮部と、
前記伸縮部によって、前記撓み防止板を前記坑用型枠から隔離させた状態で、当該バラセントルを坑内から搬出させる搬出部とを備えていることを特徴とするバラセントル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内に器材坑等の横坑を造る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル内に器材坑等の奥行き数メートル程度の浅い横坑（以下、単に横坑という）を造る場合、先ず、図９に示すように、山３００を掘削してトンネル本体を形成するためのトンネル用内壁面３０１と、坑を形成するための坑用空間３０２と、を準備する。次に、坑用空間３０２にマスク２００を被せ置き、その上にトンネル用型枠１００を被せる。横坑の幅、即ち、マスク２００のトンネルの進行方向の長さは、トンネル用型枠１００の長さよりも短い。コンクリート打設は、トンネル用内壁面３０１とトンネル用型枠１００との間にコンクリートを流し込むことによって行われる。マスク２００によって覆われている坑用空間３０２には、コンクリートが入ってこない。
【０００３】
図９の状態で、山３００のトンネル用内壁面３０１とトンネル用型枠１００との間に注入されたコンクリートが固まった後、トンネル用型枠１００、次にマスク２００が除去される。例えば、特許文献１には、当該手法によって坑用空間を形成する技術が開示されている。
【０００４】
図１０は、トンネル用型枠１００及びマスク２００の除去後、坑用空間３０２に坑用型枠２１０を嵌めた状態を示す。山３００に設けられている坑用空間３０２と坑用型枠２１０との間にコンクリートを注入することによって坑用空間３０２へのコンクリート打設が行われる。坑用型枠２１０は、坑内型板部２１１と、その出入り口に設けられている支持型板２１２と、で構成されている。支持型板２１２には、コンクリート注入時に、撓まないようにする補強用の複数の縦鋼材２１３が設けられると共に、外に押し出されないようにするアンカーとして、既に硬化しているコンクリート部分に複数の斜鋼材２１４が固着される。山３００に設けられている坑用空間３０２と坑用型枠２１０との間にコンクリートを注入することによって、坑内型板部２１１が撓むのを防ぐため、坑用型枠内に区画される坑内空間にはバラセントル２２０が組まれている。坑内型板部２１１の奥の壁面と坑用空間３０２との間へのコンクリート注入によって、当該坑内型板部２１１が押し出されるのを防ぐため、バラセントル２２０には、複数の斜鋼材２１５が設けられている。更には、支持型板２１２の上部は、コンクリートが硬化したトンネル本体の壁面に複数のアンカー杭２１６を打ち込むことによって固定されている。バラセントル２２０を構成している鋼材の上には、多数の鋼材２１７が錘として載せられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０４４１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
注入されたコンクリートが硬化した後、アンカーとして使用されていた斜鋼材２１４、２１５、杭２１６が除去され、坑用型枠２１０が取り除かれる。図１１は、この手順で山３００に形成されたトンネル本体１０２及び横坑（例えば器材坑）１０３を示す。
【０００７】
従来、横坑を作るには、先ず、その部分のトンネル内のコンクリート打設工事が完了する必要があった。コンクリートが硬化するまでには、長時間を要する。換言すると、トンネル本体のコンクリート打設が完了してもなお、坑用空間に注入したコンクリートが硬化し、坑用型枠及びその内部に作ったバラセントルの除去などを完了させるまで、トンネル工事は完了しない。更には、坑用型枠内に区画される坑内空間に設けたバラセントル部分に錘として鋼材を詰め込むため、作業員が動き回る空間が狭く、万が一の時の迅速な退避動作がとり難く、危険を伴う。
【０００８】
本発明は、上記従来例のトンネル施工方法の課題を解決するためになされたものであり、トンネル施工期間の短縮を実現し、且つ、坑内空間で作業する作業員の安全性を高め得る、坑用型枠と、それを用いたトンネル施工方法、それに用いるバラセントルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の坑用型枠は、トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠であって、検査窓を有しているトンネル用型枠を用いて行うトンネル内壁面へのコンクリート打設時に同時に使用され、前記トンネルの内壁に設けられる凹状の坑用空間に収められ、坑の壁面を形成するための型板を備えている坑内型板部と、前記坑内型板部の出入り口部分に繋がっており、前記トンネル用型枠のトンネル内壁面側の面に面接触する型板を有する支持部と、を備えており、前記坑内型板部の型板は前記坑用空間へのコンクリート注入口を有しており、前記坑内型板部の出入り口部分が前記トンネル用型枠の検査窓を有している部分に面している、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のトンネル施工方法は、トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠を用いて、トンネル内の内壁面へのコンクリート打設を行うトンネル施工方法において、前記坑用型枠を、トンネルの内壁に設けられている凹状の坑用空間に収める第１工程と、前記坑内型板部の出入り口部分が、前記トンネル用型枠の何れかの検査窓と連通するように、前記トンネル用型枠を配置する第２工程と、前記検査窓と、前記坑内型板部の出入り口部分と、前記コンクリート注入口と、を介して、前記坑用空間へのコンクリート注入を行う第３工程と、含んでいることを特徴とする。
【００１１】
なお、トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠を用いて、コンクリートの打設を行い、コンクリートを硬化させた後に、当該型枠を次の位置へと移動してコンクリート打設を行う、という工程を繰り返し行い、トンネル内壁面のコンクリート打設を行うトンネル施工方法において、前記第１乃至第３の工程、及び前記トンネル内壁面へのコンクリート打設の後、コンクリート硬化後に前記トンネル用型枠を除去し、当該トンネル用型枠を次の坑用空間を含む位置へ配置させる前に、前記坑用型枠を前記次の坑内空間に収める工程を含む、ことが好ましい。
【００１２】
また、本発明のバラセントルは、前記坑用型枠に用いるバラセントルであって、前記坑用型枠の内壁を支持する撓み防止板と、前記坑用型枠の内、坑用空間へとコンクリートを注入することによって、当該坑用型枠を押し出す力の作用する面と、前記トンネル用型枠のトンネル内壁面側の面との間に設けられているつっかい棒部と、前記撓み防止板を前記坑用型枠に圧着、隔離可能とする伸縮部と、前記伸縮部によって、前記撓み防止板を前記坑用型枠から隔離させた状態で、当該バラセントルを坑内から搬出させる搬出部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の坑用型枠は、トンネル本体のコンクリート打設時に用いるトンネル用型枠を錘代わりに使用し、更には、当該トンネル用型枠に設けられている検査窓を坑内空間出入り口へのアクセス口に使用し、トンネル本体のコンクリート打設時に、同時に、坑用空間のコンクリート打設を行うことを可能にする。この坑用型枠を用いて行うトンネル施工方法は、トンネル本体のコンクリート打設工事の完了と同時に、坑用空間のコンクリート打設工事も完了でき、工期の大幅な短縮ができる。また、坑内型板部の内側に区画される坑内空間に用いるバラセントルは、つっかい棒部を備えていることによって、アンカーを必要とせず、且つ、それ自体を錘代わりにする必要もないので、錘として使用する鋼材が不要で、作業員の作業空間を十分に確保でき、万が一の時の迅速な退避動作を実現可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る坑用型枠を坑用空間に配置し、それを覆うようにトンネル用型枠を配置した状態を示す斜視図。
【図２】図１に示した坑用型枠を背面から見た斜視図。
【図３】坑用型枠を正面から見た斜視図。
【図４】坑用型枠使用時に坑内型板部の内部に区画される坑内空間に用いられるバラセントルの分解斜視図。
【図５】坑用型枠の使用後、バラセントルを搬出のために変形させる様子を示す正面図。
【図６】坑用型枠からバラセントルを搬出させた状態を示す斜視図。
【図７】完成したトンネル本体及び坑内空間の斜視図。
【図８】本発明と従来工法との比較説明図。
【図９】従来工法によるマスキング処理の説明図。
【図１０】従来工法による従来の坑用型枠使用時の説明図。
【図１１】従来坑用によって完成したトンネル本体及び坑内空間の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の坑用型枠は、トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠であって、１以上の検査窓を有しているトンネル用型枠を用いて行うトンネル内壁面へのコンクリート打設時に同時に使用される。坑用型枠は、トンネルの内壁に設けられる凹状の坑用空間に収められ、坑の壁面を形成するための型板を備えている坑内型板部と、坑内型板部の出入り口部分に繋がっており、トンネル用型枠のトンネル内壁面側の面に面接触する型板を有する支持部と、を備えている。坑内型板部は坑用空間へのコンクリート注入口を有しており、前記坑内型板部の出入り口部分は前記トンネル用型枠の１以上の検査窓の内の何れかの検査窓を有している部分に面している。坑用型枠は、トンネル用型枠を錘として使用する。更に、トンネル用型枠に設けられている検査窓から坑用型枠の出入り口にアクセスし、当該坑用型枠の坑内型板部に設けられているコンクリート注入口から、山に設けられている坑用空間と坑用型枠との間にコンクリートを注入できるようになっている。
【００１６】
本発明の一実施の形態に係る坑用型枠１を使用して行うトンネル施工方法について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、山３００を掘削して形成されたトンネル本体を形成するためのトンネル用内壁面３０１と、器材坑等の横坑を形成するための坑用空間３０２と、坑用空間３０２に嵌められた坑用型枠１と、トンネル用型枠１００と、を示す。
【００１７】
トンネル用型枠１００は、例えば、半径約７．５ｍで、中心角が約２６０度、厚さ約５０ｃｍの扇形断面を有し、トンネル進行方向に約１０ｍの長さを有している。トンネル用型枠１００の周面には、多数の検査窓が設けられており、例えば、縦４０ｃｍ、横５０ｃｍの矩形の検査窓１０１が、例えばトンネル進行方向に等間隔に７つ、当該進行方向に交わる円周方向に等間隔に８個、合計５６個設けられている。トンネル用型枠１００は、山３００のトンネル用内壁面３０１との間に、コンクリート打設用の空間を区画する。
【００１８】
坑用型枠１は、坑の壁面を区画する型板を備えている坑内型板部２と、坑内型板部２の出入り口部分２ａに繋がっており、トンネル用型枠１００のトンネル内壁面側の面１００ａに面接触する型板の支持部３と、を備えている。
【００１９】
坑内型板部２は、例えば、幅約３ｍ、高さ約１．８ｍの矩形部分の上に直径約３ｍの半円形部分の出入り口部分２ａを有し、その奥行きは、例えば１．５〜２ｍの坑内空間３０２の壁面を区画する。
【００２０】
図２に示すように、坑内型板部２の型板は坑用空間３０２へのコンクリート注入口２ｂ、検査窓２ｃ、２ｄを有している。坑内型板部２の出入り口部分２ａ（図１を参照）は、トンネル用型枠１００の何れかの検査窓１０１を有する部分に面している。即ち、坑用型枠１は、出入り口部分２ａが、トンネル用型枠１００の検査窓１０１を有する部分に面する位置で使用される。トンネル用型枠１００が備える検査窓１０１の位置、大きさ、数と、機材置き場等に使用される横坑の出入り口部２ａのサイズを考慮すると、坑用型枠１を何れの場所に配置しても１又は２個の検査窓１０１が出入り口部分２ａの位置にある。検査窓１０１、出入り口部分２ａ、坑用型枠１のコンクリート注入口２ｂ、検査窓２ｃ、２ｄを介して、山３００の坑用空間３０２と坑用型枠１との間の空間へコンクリート打設用の管を挿入することが可能になっている（図１に示す矢印Ａを参照）。
【００２１】
支持部３は、図1、図２に示すように、高さ約４ｍ、トンネル進行方向の長さ約７ｍの三角柱を倒したような形状の構造物で、トンネル用型枠１００のトンネル用内壁面３０１側の面に面接触する面３ａと、当該面３ａに繋がっている両側面３ｂ、３ｃと、面３ａの背後に、抗用空間３０２との間にコンクリートを流し入れるための空間を区画する背面３ｄとを有している。抗用型枠１のトンネル進行方向の長さ、即ち、支持部３のトンネル進行方向の長さは、トンネル用型枠１００のトンネル進行方向長さよりも短い。
【００２２】
図３は、坑用型枠１を正面側から見た斜視図を示す。坑用型枠１の中には、バラセントル２０が設けられている。
【００２３】
図４は、坑用型枠１内に設けられているバラセントル２０の分解斜視図を示す。バラセントル２０は、坑内型板部２の型板が、坑用空間３０２との間に注入されたコンクリートによって内側に撓まないようにするための撓み防止板２１と、当該板２１を支持し、同時に作業員のための枠組み足場として使用できる構造物２２と、で構成されている。
【００２４】
撓み防止板（堰板）２１は、木材、鉄、樹脂、コンクリート等でできており、詳しくは、側壁の撓み防止板２１ａ、２１ｂと、頂部の撓み防止板２１ｃと、奥の壁面の撓み防止板２１ｄと、で構成されている。撓み防止板２１ａ、２１ｂには、坑内型板部２の検査窓２ｃ、２ｄに連通する開口部が設けられている。撓み防止板２１ｃには、坑内型板部２のコンクリート注入口２ｂに連通する開口部が設けられている。
【００２５】
構造物２２は、図示するように組み立てられた鋼材部分２３と、つっかい棒部２４と、伸縮部２５と、搬出部２６と、を備えている。
【００２６】
つっかい棒部２４は、坑用型枠１の内、坑用空間３０２へとコンクリートを注入することによって、坑用型枠１を外側（矢印Ｂ方向）に押し出す力の作用する面２１ｄと、トンネル用型枠１００のトンネル内壁面３０１側の面１００ａとの間に設けられている。つっかい棒部２４は、具体的には、一方の端が鋼材部分２３に接続され、他方の端に当接部分２４ａを有している伸縮可能な棒状の部品で、トンネル用型枠１００がセットされた後に、伸ばされて、前記面２１ｄに作用する力が前記当接部分２４ａを介して面１００ａ（図1を参照）に伝わるように力学的に連結される。
【００２７】
伸縮部２５は、撓み防止板２１ａ、２１ｂ、２１ｃと鋼材部分２３との間、更には、鋼材部分２３と接地面との間に、それぞれ設けられており、伸縮することによって、撓み防止板２１ａ、２１ｂ、２１ｃを坑内型板部２に圧着、隔離可能となっている。
【００２８】
搬出部２６は、鋼材部分２３の下部に設けられており、４個の車輪で構成されている。伸縮部２５が伸びて、撓み防止板２１ｃを坑内型板部２に抑え付けている状態の時には、車輪は中空に位置し、伸縮部２５が縮んで、鋼材部分２３が降下し、撓み防止板２１ｃを坑内型板部２から隔離させた状態の時には、車輪は着地し、バラセントル２０全体を坑内から搬出できるようになる。搬出部２６は、車輪の他に、伸縮部２５が縮み、鋼材部分２３が降下し、撓み防止板２１ｃが坑内型板部２から隔離した状態の時に鋼材部分２３が接するコロ、ベアリング状構造物、その他、搬出のための抵抗を少なくするものを含む。
【００２９】
図５は、坑用型枠１の使用後、バラセントル２０を搬出させるために変形させる様子を示す。撓み防止板２１ａと撓み防止板２１ｃ、撓み防止板２１ｂと撓み防止板２１ｃとは、図示るように蝶番（ヒンジ）部分２１ｄ、２１ｅで枢動可能に連結されている。撓み防止板２１ｃは、鋼材部分２３の頂部に設けてある支持材２３ａによって固定支持されている。当該構成において、伸縮部２５が縮むと、撓み防止板２１ａ、２１ｂが坑内に収納されて坑内型板部２の内壁から隔離され、さらに、鋼材部分２３が降下することによって撓み防止板２１ｃが坑内型板部２の頂部壁面から隔離され、搬出部２６が着地する。
【００３０】
図６は、伸縮部２５を縮ませて、撓み防止板２１ａ、２１ｂ、２１ｃを坑内型板部２から隔離し、搬出部２６を着地させた状態の時に、バラセントル２０全体を坑内から搬出させたときの様子を示す斜視図である。バラセントル２０は、つっかい棒部２４を備えたことによって、錘となる鋼材またはアンカーを備えずとも、トンネル用型枠１００を使って、十分な耐圧性能を有するため、軽量で、作業員の作業空間を確保しやすいといった利点を有している。当該構成は、坑用型枠１を使用することによって初めて得られる効果である。
【００３１】
上記構成の坑用型枠１は、トンネルの内壁を全部又は一部を覆うトンネル用型枠１００を用いて、コンクリートの打設を行い、コンクリートを硬化させた後に、トンネル用型枠１００を次の位置へと移動してコンクリート打設を行う、という工程を繰り返し行い、トンネル内壁面のコンクリート打設を行うトンネル施工方法において使用する。より詳しくは、坑用型枠１を用いてトンネル本体のコンクリート打設と同時に横坑を造るトンネル施工方法として、先ず、坑用型枠１を、トンネルの内壁に設けられている凹状の坑用空間３０２に収める第１工程を行う。次に、坑内型板部２の出入り口部分２ａが、トンネル用型枠１００の何れかの検査窓１０１と連通するように、トンネル用型枠１００を配置する第２工程を行う。次に、検査窓１０１、坑内型板部２の出入り口部分２ａ及びコンクリート注入口２ｂを介して坑用空間３０２へのコンクリート注入を行う第３工程を行う。前記第１乃至第３の工程、及びトンネル内壁面へのコンクリート打設の後、コンクリート硬化後にトンネル用型枠１００を除去し、トンネル用型枠１００を次の坑用空間を含む位置へ配置させる前に、坑用型枠１を次の坑内空間に収める工程を行う。
【００３２】
図７は、トンネル用型枠１００と坑用型枠１とを同時に使用することによって、山３００に形成されたトンネル本体１０２及び横坑（例えば器材坑）１０３を示す。
【００３３】
図８は、（ａ）本発明の坑用型枠１を用いて行うトンネル施工方法と、（ｂ）トンネル本体のコンクリート打設完了後に坑を造る従来のトンネル施工方法（図１０を参照）と、で工程の進捗を説明するための図である。例えば、トンネルの最後の部分で器材坑等の横坑を設ける必要が生じた場合について考えると、図８（ａ）に示すように、本発明の坑用型枠１を用いる場合には、トンネル用型枠１００の使用完了とほぼ同時に作業を完了することができる。しかし、図８（ｂ）に示すように、従来のトンネル施工方法の場合、トンネル用型枠１００の除去、坑用型枠２１０（図１０を参照）の設置、坑用空間へのコンクリート注入、コンクリートの硬化を待ってから、坑用型枠２１０の除去、という長時間が余計に必要となる。
【００３４】
上記説明したように、本発明の坑用型枠を使用することによって、工期短縮が実現されるだけでなく、バラセントルの構造を簡略化でき、中で作業する作業員の作業空間の確保が実現でき、安心安全なトンネル施工が実現できるという利点がある。
【００３５】
なお、本発明は、前記構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、造る予定の坑の奥の壁面が小さく、坑用型枠１の強度で撓み防止可能な場合には、バラセントルには、つっかい棒部２４を省略することもできる。また、トンネル用型枠１００は、トンネル進行方向に一続きの形状のものを採用し説明したが、これに限定はされず、複数のブロックのものをトンネル進行方向に連続して並べ、同時に使用する場合も考えられる。この場合、抗用型枠１は、支持部３のトンネル進行方向長さが、前記連続して並べられた複数ブロックのトンネル用型枠のトンネル進行方向長さよりも短いものであれば使用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の坑用型枠は、列車用トンネル、車道用トンネルの他、様々な用途の坑道に横坑を造る際に使用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１            坑用型枠
２            坑内型板部
２ａ          坑内型板部の出入り口部分
２ｂ、２ｃ    検査窓
３            支持部
２０          バラセントル
２１          撓み防止板
２２          構造物
２３          鋼材部分
２４          つっかい棒部
２５          伸縮部
２６          搬出部
１００        トンネル用型枠
１０１        検査窓
１０２        トンネル本体
１０３        横坑
３００        山
３０１        トンネル用内壁面
３０２        坑用空間
【要約】
【課題】改善された坑用型枠を提供する。
【解決手段】本発明の坑用型枠は、トンネルの内壁を全部又は一部を覆う型枠であって、検査窓を有しているトンネル用型枠を用いて行うトンネル内壁面へのコンクリート打設時に同時に使用され、前記トンネルの内壁に設けられる凹状の坑用空間に収められ、坑の壁面を形成するための型板を備えている坑内型板部と、前記坑内型板部の出入り口部分に繋がっており、前記トンネル用型枠のトンネル内壁面側の面に面接触する型板を有する支持部と、を備えており、前記坑内型板部の型板は前記坑用空間へのコンクリート注入口を有しており、前記坑内型板部の出入り口部分が前記トンネル用型枠の検査窓を有している部分に面している、ことを特徴とする。当該構成を採用することによって、トンネル施工期間の短縮を実現し、且つ、坑内空間で作業する作業員の安全性を高め得る。
【選択図】図１【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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