(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソイルセメント止水壁に配備した洗浄管を有している集水部において、洗浄管の先端に洗浄ノズルを降下させ、該洗浄ノズルから高圧ジェット水を吐出させて集水部の前面を洗浄するソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法であって、
洗浄ノズルが、対称的に配置した噴射口を備えていることを特徴とするソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法。
【請求項２】
洗浄ノズルが、回動できることを特徴とする請求項１に記載のソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法。
【請求項３】
洗浄ノズルからの高圧ジェット水が、洗浄ノズルの回動に連動して吐出力を変動させることを特徴とする請求項２に記載のソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法。
【請求項４】
洗浄ノズルが、ソイルセメントの攪拌経過時間とソイルセメント止水壁の温度との積算値に基づいて洗浄を開始することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法に関し、特に集水部のソイルセメント膜を迅速に洗浄することで、集水部における集水効率を維持させるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地下構造物によって地下水の流動が阻害されるという事例が多く発生しており、地下水・地盤環境問題の一つとして社会的に注目されている。しかるに、これらの問題は、環状道路の地下化や大深度地下開発の進展という社会的背景もあって、地下構造物の建設に当たっての重要な検討項目になっている。
【０００３】
発明者等は、これらの社会動向を受けて各種の開発と提案を行ってきたが、例えば、止水壁として最も一般的に採用されているソイルセメント止水壁を対象にしたものであり、ソイルセメント止水壁の内部にディープウェル機構を配置するソイルセメント止水壁内ディープウェル工法（特願平１１−１２５４４０号、特願２００１−２０８６号）やソイルセメント止水壁地下水通水工法（特願平１１−３１１０７９号）及び両機能を装備した「止水壁通水井戸と地下水処理機構」（特願２０００−１３３４８７号、特願２００１−２４７３６号）等である。
これらの提案は、図６の部分的な斜視図で示すように、ソイルセメント止水壁内に集水部（もしくは通水装置）が埋め込まれている。
【０００４】
集水部１０は、揚水のためのシャフト１１と洗浄パイプ１２を備えており、設置時にあっては、その前面を鋼製蓋１３で塞ぎながら降下され、孔壁の所定位置に設置され、設置後には、鋼製蓋１３が引き揚げられることで露出する集水部１０の前面１４がジャッキ１５の伸張によって孔壁に圧接されている。
【０００５】
集水部１０内には、フィルター材１６が充填されており、地下水の揚水が揚水管１８に接続されたポンプ１９によってフィルター材１６とスクリーン１７を通じて行われることで、ソイルセメント止水壁内にディープウェル工法を適用しており、通水装置の場合には、地下水通水工法を適用している。
【０００６】
これらの工法は、地下水位の低下や地下水の流動保全を目的にするものであって、以下のような特長を発揮している。
【０００７】
▲１▼  集水部もしくは通水装置の設置に余分な敷地を取らない。
▲２▼  止水壁を設置しながら集水部もしくは通水装置を建て込んでいるために、通水用のディープウェルを新規に設置するより安価になる。
▲３▼  ディープウェル代替工法やディープウェル、通水の兼用工法としても使用できる。
【０００８】
しかして、集水部１０では、フィルター材１６の充填前に洗浄パイプ１２からの注水によって孔壁面の洗浄を行っているが、洗浄のタイミングが早い場合には、ソイルセメントは液体もしくはゲル状態になっており、洗浄行為が孔壁の洗浄よりもソイルセメントの拡散を増長することになり、ソイルセメント全体を乱すことになる。
【０００９】
反対に、洗浄のタイミングが遅れてソイルセメントの強度が過剰になった場合には、吐出圧２０ＭＰａ、吐出量２０ｌ／ｍｉｎの強力な高圧ジェット水であっても切削洗浄が不可能になるか、切削が可能であっても多くの時間を費やす等の不具合を生じるばかりでなく、孔壁面にソイルセメント層を残存させることになっていた。
【００１０】
いずれの場合においても、集水部１０の前面１４にソイルセメント膜２０を形成して、これらを目詰まりさせることになって地下水の流入量が減少することになり、注水装置の側面等から漏水を生じさせることに発展させて、ソイルセメント止水壁本来の役割を果たせなくなる恐れがあった。
【００１１】
以上のように、集水部の前面にソイルセメント膜が形成されたり、残存している場合には、地下水の適切な集水能力を発揮できなくなることから、これらのソイルセメント膜を高圧ジェット水で洗浄する必要があるが、高圧ジェット水の形態やソイルセメントの発現強度によって、洗浄時における洗浄効率が異なってくることから、高圧ジェット水の吐出形態を確立したり、ソイルセメントの発現強度を把握して「洗浄タイミング」を確定することが極めて重要であることが判明してきた。
【００１２】
一方、ソイルセメント止水壁に関しては、従来から以下の理由でソイルセメントの温度計測が行われていなかった。
【００１３】
▲１▼  ソイルセメント止水壁は、仮設構造物である。
▲２▼  ソイルセメントの強度は、山留め壁の強度として設計に採用されていなかった。
▲３▼  ソイルセメントは、低強度、貧配合であることからコンクリートと比較して発熱量が小さく、熱収縮や歪みによる影響が少ない。
【００１４】
ソイルセメントにおける温度上昇の傾向状態は、各深度における温度とも外気温度の変化には追随しないで、同様の上昇傾向を辿りながらセメントの沈下のために原土に対するセメント量が深度の深さに従って多くなっているために、ソイルセメントの発生温度が異なっている。
【００１５】
従って、ソイルセメントに関しては、温度計測を行ったとしてもその測定値は測定器を設置した位置において異なった数値を示すものであり、単に温度測定を実施したとしてもその測定値は部分的な値を示しているに過ぎない。
【００１６】
これらの事実を加味すると、ソイルセメントの温度計測を行ったとしても極めて慎重な測定をしないと目的の温度を正確に把握することが困難であること、加えて発生温度と発現強度との関係が直接的でないことと相俟って、ソイルセメントの強度を直接的に管理することは困難であり、そのための手法も確定されていないのが実情である。
【００１７】
又、ソイルセメントにおける強度は、図７の経時変化が示すように、対数時間に比例して増加するものであって、第１回目の洗浄と３０日を経過した後の第２回目の洗浄とでは、一軸強度ｑｕにおいて２．５（Ｎ／ｍｍ2）の差を生じることになり、第１回目の最適な洗浄タイミングを外した場合には、結果的にソイルセメント膜の切削洗浄が不可能になるか、未熟な切削洗浄で済ますことになる等の不具合を生じることになる。
【００１８】
従って、ソイルセメント膜の洗浄状態を確実にして、集水部における集水機能を正常に確保するためには、高圧ジェット水の吐出状況を最適な形態に構成すると共に、高圧ジェット水を吐出させる「洗浄タイミング」を確定するためにソイルセメントの発現強度を把握することが必須であるが、これらの問題点を解決できるいずれの方法も未だに提案されていないのが実情である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した現状の実態に鑑みて提案するものであり、高圧ジェット水の吐出状況を最適な形態に構成すると共に、確認された積算温度と一軸強度との関係状態に基づいてソイルセメントの発現強度を把握することで、ソイルセメント膜の洗浄を確実に実施できるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法を提供している。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明であるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、ソイルセメント止水壁に配備した洗浄管を有している集水部において、洗浄管の先端に洗浄ノズルを降下させ、洗浄ノズルから高圧ジェット水を吐出させて集水部の前面を洗浄するソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法であって、洗浄ノズルが、対称的に配置した噴射口を備えていることを特徴としており、洗浄ノズルの反力を平衡にしてソイルセメント膜に対する高圧ジェット水の吐出を安定させ、集水部のソイルセメント膜を確実に除去して集水効率の維持向上を図っている。
【００２２】
請求項２に記載の発明であるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、請求項１に記載の集水部の洗浄方法において、洗浄ノズルが、回動できることを特徴としており、上記機能に加えて、ソイルセメント膜を全域に亘って満遍無く除去できる。
【００２３】
請求項３に記載の発明であるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、請求項２に記載の集水部の洗浄方法において、洗浄ノズルからの高圧ジェット水が、洗浄ノズルの回動に連動させて吐出力を変動させることを特徴としており、上記機能に加えて、ソイルセメント膜に対する高圧ジェット水の吐出力を均一にしている。
【００２４】
請求項４に記載の発明であるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の集水部の洗浄方法において、洗浄ノズルが、ソイルセメントの攪拌経過時間とソイルセメント止水壁の温度との積算値に基づいて洗浄を開始することを特徴としており、上記機能に加えて、ソイルセメント強度を把握してソイルセメント膜の最適な洗浄を確立している。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明によるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、基本的に、ソイルセメント止水壁に配備した洗浄管を有している集水部において、洗浄管の先端に洗浄ノズルを降下させ、洗浄ノズルから高圧ジェット水を吐出させて集水部の前面を洗浄しており、具体的には、洗浄ノズルが、対称的に配置した噴射口を備えながら回動できるように構成されており、高圧ジェット水の吐出力を洗浄ノズルの回動に連動させて変動させたり、洗浄の開始をソイルセメントの攪拌経過時間とソイルセメント止水壁の温度との積算値に基づいて設定することを特徴にしている。
【００２６】
以下に、本発明による集水部の洗浄方法における実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、理解を容易にするために従来と同様の部位については同様の符号で示している。
【００２７】
図１は、本発明を適用したによる集水部の平面図（ａ）と洗浄ノズルの側面図（ｂ）である。
【００２８】
集水部１０は、揚水のためのシャフト１１と洗浄パイプ１２を備えており、内部には、フィルター材が充填されており、地下水の揚水は、シャフト１１内の揚水管に接続されたポンプによってフィルター材とスクリーン１７を通じて行われるが、洗浄時には、図１（ａ）が示すようにフィルター材を地上に撤去して内部を空隙にすると共に、洗浄パイプの内部を降下させた洗浄ノズル１を洗浄パイプの先端に備えている。
【００２９】
集水部１０は、孔壁の所定位置に設置され、その前面１４をジャッキ１５の伸張によって孔壁に圧接しているが、前面１４に形成されたソイルセメント膜２０は、洗浄ノズル１からの高圧ジェット水２によって洗浄される。
【００３０】
本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、高圧ジェット水２の吐出巾４をソイルセメント膜２０の位置において５ｃｍ以内に抑えるに設定しており、その吐出圧は２０ＭＰａ以上とし、吐出量を２０ｌ／ｍｉｎ以上にした強力なジェット噴水を形成している。
【００３１】
これによって、ソイルセメント膜２０が前面１４から吹き飛ばされて目詰まりを解消するものであり、集水部１０の通水性を良くして集水効率の維持向上を図っている。
【００３２】
又、本実施の形態では、ソイルセメント膜２０に対する高圧ジェット水２の噴射を安定的に設定させることでソイルセメント膜２０の剥離効率をさらに向上させるために、洗浄ノズル１には二つの噴射口５、５’を１８０°離れた対称位置に配備している。
【００３３】
これによって、噴射口５から吐出される高圧ジェット水２がソイルセメント膜２０から受ける反力は、同様の反対圧力を生じさせる噴射口５からの吐出高圧ジェット水３によってほぼ平衡状態に保たれるものであり、洗浄ノズル１は反力で反対側に反り返ったり、振動を発生させることなく、正常な状態で高圧ジェット水２をソイルセメント膜２０に対して安定的に噴射させることができる。
【００３４】
さらに、発明者等は、ソイルセメントに関して図２に示すような特性図を確認している。本特性図は、横軸として、ソイルセメント止水壁の攪拌後の経過時間とＨ鋼材等の芯材の周辺部におけるソイルセメント温度とを積算した積算温度（℃・時間）を表示しており、縦軸には、一軸強度（Ｎ／ｍｍ2）を記録している。
【００３５】
発明者等は、本特性図の関係状態を各種の実験において検証しているが、その結果は、本特性図が示すように、ソイルセメントの反応温度が１５℃、２０℃、２５℃、及び３０℃にある状態例において、積算温度（℃・時間）と一軸強度（Ｎ／ｍｍ2）との関係は、いずれの温度例においても表示した直線関係式の上にほぼ配列されており、直接的な比例関係にあることを図示のように確認している。
【００３６】
従って、本特性図を利用すると、ソイルセメントの攪拌経過時間を計測すると同時にソイルセメント止水壁の所定深度における温度を計測することによって、積算温度（℃・時間）を算出できるので、図２に示した特性図において同値における一軸強度（Ｎ／ｍｍ2）を求めることができ、その経過時間におけるソイルセメントの強度を容易に知ることが出来る。
【００３７】
上記のように求められたソイルセメントの強度は、しかる後に図３に示すようなソイルセメント強度の経過変化図の縦軸に適用することで、上記の温度測定においてソイルセメント膜の洗浄に最も適した強度が確認されると、この時点において、洗浄の実施時期（Ａ）を確実に特定することができる。
【００３８】
ソイルセメント膜の洗浄は、ソイルセメントの強度が強くなってソイルセメント止水壁を安定させてから実施することが望ましいことから、ソイルセメント強度の確認は、洗浄に適しているタイミング域を図２に示すように定めることを可能にしているものであり、上記実施の形態に本タイミング域を重ねて適用することで、ソイルセメント膜のより適切な洗浄を達成できるようになる。
【００３９】
さらに、他の実施の形態を図４、５に基づいて説明する。
本実施の形態では、図４のように二つの噴射口を対称位置に配備している洗浄ノズル１を連続的に反復回動させており、高圧ジェット水２を扇状に展開させている。ソイルセメント膜２０の洗浄は、これによって満遍無く実施されることになり場所による不均一さを無くするものであって、ソイルセメント膜２０の残存が発生しないように構成されている。
【００４０】
又、洗浄ノズル１を連続的に反復回動させても、洗浄ノズル１が中央部にある場合には、高圧ジェット水２の到達距離が最短になり、洗浄ノズル１を矢印６の方向に回動させて行くにつれて洗浄ノズル１とソイルセメント膜２０の間隔は、高圧ジェット水２’のように伸張されてゆき、反対方向では、高圧ジェット水３の到達距離が最長状態から短縮方向に変化している。
【００４１】
以上のように、洗浄ノズル１の方向によってソイルセメント膜２０に到達する高圧ジェット水２の量と圧力が異なることで、ソイルセメント膜２０の残存を発生させる可能性を孕んでくるが、本実施の形態では、洗浄ノズル１の方向に関連させて高圧ジェット水２、３の吐出力を変動させている。
【００４２】
即ち、ソイルセメント膜２０を洗浄する吐出力の変動は、高圧ジェット水の量もしくは圧力で調整できるものであるから、本実施の形態では、洗浄ノズル１の回動方向に関連させて、高圧ジェット水２の場合よりも高圧ジェット水２’の噴射時間を多くするように制御したり、高圧ジェット水の供給圧力を調整することで高圧ジェット水の吐出力を変動させている。
【００４３】
以上の関係は、図５に示す切削結果で明確に確認することができる。即ち、本切削結果は、厚さ４０ｍｍであるソイルセメント膜の一軸強度ｑｕを４Ｎ／ｍｍ2と１．５Ｎ／ｍｍ2とに形成した場合において、ソイルセメント膜を切削するために要する洗浄ノズルとソイルセメント膜との距離とその位置に留め置く時間の関係を示している。
【００４４】
本切削結果が示すように、ソイルセメント膜の強度が小さい場合には、洗浄ノズルとソイルセメント膜との距離に殆ど影響されずに一定の噴射時間の下で回動させても洗浄可能であるが、ソイルセメント膜の強度が大きい場合には、距離の影響が甚大であることから、回動させる位置毎に高圧ジェット水の噴射時間を厳しく制御しなければ、残存ソイルセメント膜の発生を招くことになる。
【００４５】
従って、洗浄ノズルの回動方向に関連させて、高圧ジェット水の吐出力を変動させることは、極めて有意義であり、ソイルセメント膜の洗浄において有効な手段であって集水部における集水効率を確実に維持向上できるものである。
【００４６】
尚、本実施の形態では、二つの噴射口を対称位置に配備している洗浄ノズルについて説明しているが、噴射口が一つの場合には、回動方向の反復回数を倍数に多くすることで同等の機能を発揮できるものであるから、上記実施の形態に何ら限定されるものでない。
【００４７】
以上のように、本発明によるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、上述したように構成されているので、高圧ジェット水の吐出状況を最適な形態に構成すると共に、確認された積算温度と一軸強度との関係状態に基づいてソイルセメントの発現強度を把握することで、集水部のソイルセメント膜を確実に除去することによって集水効率の維持向上を図っている。
【００４８】
以上、本発明を、経過時間と温度との積算値である積算温度と一軸強度の関係状態が比例状態にあることを示しながら、実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明によるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、洗浄ノズルの具体的な形状や材質、温度計測手法及び適用する対象のソイルセメント止水壁等に関して、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載のソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、ソイルセメント止水壁に配備した洗浄管を有している集水部において、洗浄管の先端に洗浄ノズルを降下させ、洗浄ノズルから高圧ジェット水を吐出させて集水部の前面を洗浄するソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法であって、洗浄ノズルが、対称的に配置した噴射口を備えていることを特徴としているので、洗浄ノズルの反力を平衡にしてソイルセメント膜に対する高圧ジェット水の吐出を安定させ、集水部のソイルセメント膜を確実に除去して集水効率の維持向上できる効果を奏している。
【００５１】
請求項２に記載の発明であるソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、請求項１に記載の集水部の洗浄方法において、洗浄ノズルが、回動できることを特徴としているので、上記効果に加えて、ソイルセメント膜を全域に亘って満遍無く除去できる効果を奏している。
【００５２】
請求項３に記載のソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、請求項２に記載の集水部の洗浄方法において、洗浄ノズルからの高圧ジェット水が、洗浄ノズルの回動に連動させて吐出力を変動させることを特徴としているので、上記効果に加えて、ソイルセメント膜に対する高圧ジェット水の吐出力を均一にできる効果を奏している。
【００５３】
請求項４に記載のソイルセメント止水壁における集水部の洗浄方法は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の集水部の洗浄方法において、洗浄ノズルが、ソイルセメントの攪拌経過時間とソイルセメント止水壁の温度との積算値に基づいて洗浄を開始することを特徴としているので、上記効果に加えて、ソイルセメント強度を把握してソイルセメント膜の最適な洗浄を確立できる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明によるソイルセメント止水壁の集水部平面図と洗浄ノズルの側面図
【  図２】ソイルセメントにおける「積算温度−一軸強度」の特性図
【  図３】ソイルセメントにおける発現強度の経時変化とソイルセメント膜の洗浄実施時期図
【  図４】本発明による集水部の洗浄方法における他の実施の形態図
【  図５】ソイルセメントの強度と距離毎の切削時間
【  図６】ソイルセメント止水壁と集水部の概要斜視図
【  図７】ソイルセメントにおける発現強度の経時変化図
【符号の説明】
１  洗浄ノズル、  ２、３  高圧ジェット水、    ４  吐出巾、
５、５’  噴射口、  ６  矢印、  １０  集水部、  １１  シャフト、
１２  洗浄パイプ、  １３  鋼製蓋、  １４  前面、  １５  ジャッキ、
１６  フィルター材、  １７  スクリーン、  １８  揚水官、
１９  ポンプ、  ２０  ソイルセメント膜、
【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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