JP6261412B2

JP6261412B2 - 多層遮水構造体の構築方法

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Publication number: JP6261412B2
Application number: JP2014065079A
Authority: JP
Inventors: 竹史伊藤; 健一今給黎; 嘉孝中嶋
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP2015187356A

Description

本発明は、汚染土壌が存在する地盤における周囲への汚染物質の流出防止、あるいは調整池や河川の堤防における周囲への水等の流出防止を目的とする固結壁と遮水板の複合構造となる多層遮水構造体の構築方法に関する。

従来、多層遮水構造体の構築方法としては、たとえば、縦に向かうチェーンソー型のカッター式削溝機を地表面に設置し、このチェーンソー型のカッター式削溝機によって、地表面から所定深度まで縦溝を掘削する。そして、この掘削した縦溝の内部にセメントミルク等の硬化材を注入しつつ、チェーンソー型のカッター式削溝機にて、硬化材と地盤とを攪拌混合させて、地盤中に固結壁を造成する。次に、地盤中に造成する固結壁が固まる前に、地表面よりシート状の遮水板を固結壁内に縦に向けて挿入する。そして、この遮水板を挿入してから固結壁が固まることにより、ここに固結壁と遮水板とからなる多層遮水構造体が構築されるようになる。

このようにして、構築される多層遮水構造体にあっては、地盤中に汚染物質を有する汚染土壌が存在する地盤において、汚染土壌の周囲に多層遮水構造体を構築することにより、汚染土壌をその内部に封じ込めて周辺の地盤に汚染土壌の汚染物質が流出するのを防止できるようにし、あるいは調整池や河川の堤防において、調整池や河川の周囲に多層遮水構造体を構築することにより、内部に水等を封じ込めて周囲に流出するのを防止できるようにしていた。
このような多層遮水構造体の構築方法については、特許文献１である特許３５８３０２０号公報に開示されている。

特許３５８３０２０号公報

かかる従来の多層遮水構造体の構築方法にあっては、地表面から縦溝を掘削し、ここに硬化材を注入しながら固結壁を造成するようになることから、地盤中に造成する固結壁は、常に地表面に達する大きさのものになっていた。このため、非常に大きな固結壁を地盤中に造成することによって、硬化材を大量に使用するようになり、工費の高騰を招くおそれがあると共に、工期も長くなるといったことがあった。

しかも、遮水板の設置は常に固結壁を造成した後の固結壁が固まる前に行わなくてはならず、この作業工程の管理が非常に面倒で細心の注意を払う必要があったり、あるいは予め設置された既存の遮水板を利用するといったことができなかったりして、多層遮水構造体の構築において、その施工における自由度が低かった。

そこで、本発明は、このような従来の多層遮水構造体の構築方法における不具合に鑑み、地盤中に固結壁を必要な深度のみに造成し、地盤中に造成する固結壁を必要最小限の大きさにすることにより、硬化材の使用量を減らして工費の高騰を抑えると共に、工期の短縮を図るようにした多層遮水構造体の構築方法を提供することを、その課題とする。

第一の発明は、管ロッドの先端に、ヘッド本体とヘッド本体の左右両側の横方向に突出する攪拌翼とを取り付け、ヘッド本体と攪拌翼とに硬化材を噴射する複数の噴射ノズルを横方向に離間して設け、地盤中に管ロッドを所定深度まで挿入し、挿入後、管ロッドに取り付けたヘッド本体と攪拌翼とに設けた複数の噴射ノズルから硬化材を噴射し、この複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行うことにより、地盤中に縦向きの壁形の固結壁を造成する固結壁造成工程と、この固結壁造成工程後の固結壁が固まる前に、この固結壁内に遮水板を縦に向けて挿入して設置する遮水板設置工程と、からなる多層遮水構造体の構築方法である。

第二の発明は、地盤中に縦に向かう遮水板を、予め設置あるいは地表面より挿入することにより設置する遮水板設置工程と、この遮水板設置工程にて設置した遮水板の側面において、管ロッドの先端に、ヘッド本体とヘッド本体の左右両側の横方向に突出する攪拌翼とを取り付け、ヘッド本体と攪拌翼とに硬化材を噴射する複数の噴射ノズルを横方向に離間して設け、地盤中に管ロッドを所定深度まで挿入し、挿入後、管ロッドに取り付けたヘッド本体と攪拌翼とに設けた複数の噴射ノズルから遮水板の側面に沿うように硬化材を噴射し、この複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行うことにより、遮水板設置工程にて設置した遮水板に沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁を造成する固結壁造成工程と、からなる多層遮水構造体の構築方法である。

第三の発明は、第一又は第二の発明において、前記固結壁造成工程にて、複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行う際、特殊ヘッド及び複数の噴射ノズルを所定の角度だけ回転して所定の範囲に行うようにした多層遮水構造体の構築方法である。

第四の発明は、第一、第二、第三のいずれかの発明において、前記固結壁造成工程にて、複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行う際、これを所定の深度範囲のみに行うようにし、地盤中に縦向きの壁形の固結壁を必要な深度のみに造成するようにした多層遮水構造体の構築方法である。

本発明によれば、固結壁造成工程において、地盤中に縦向きの壁形の固結壁を造成する際、地盤中に挿入した特殊ヘッドに設けた複数の噴射ノズルから硬化材を噴射し、この複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行うようにしたことで、地盤中に固結壁を造成する作業を極めて簡単かつ容易なものにすることができ、これにより、多層遮水構造体を構築するときの作業の効率を向上させることができる。

また、固結壁造成工程において、複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行う際、これを所定の深度範囲のみに行うようにし、地盤中に縦向きの壁形の固結壁を必要な深度のみに造成するようにしたにより、地盤中に造成する固結壁を必要最小限の大きさにすることができ、これにより、硬化材の使用量を減らして工費の高騰を抑えることができ、しかも、固結壁を造成する作業時間も短くして工期の短縮を図ることができる。

さらに、遮水板設置工程において、遮水板を予め設置あるいは地表面より挿入することにより設置し、この遮水板を設置した後に、固結壁造成工程にて遮水板に沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁を造成するようにしたことで、遮水板を設置した後に壁形の固結壁を造成するといった従来の多層遮水構造体の構築方法では行うことのできなかった作業工程にすることができ、この作業工程の管理が面倒になるといったことをなくし、また、予め設置された既存の遮水板を利用するといったこともでき、これにより、多層遮水構造体の構築において、その施工における自由度を高めることができ、それぞれの施工現場に応じて最適な方法で作業を行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。

本発明の多層遮水構造体の構築方法において使用する機械及び設備の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法に用いる特殊ヘッドの正面図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法に用いる特殊ヘッドの平面図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法に用いる特殊ヘッドの噴射ノズルについての説明図である。（ａ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｂ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｃ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｄ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｅ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法においてセメントミルクを交差噴射させたときの状態説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法において固結壁造成工程にて造成した固結壁の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法において固結壁造成工程にて造成した別の固結壁の説明図である。（ａ）本発明の層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｂ）本発明の層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｃ）本発明の層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法において構築した多層遮水構造体の説明図である。（ａ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｂ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｃ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。ａ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｂ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｃ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｄ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。（ｅ）本発明の多層遮水構造体の構築方法の作業工程の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法において構築した多層遮水構造体の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法において構築した別の多層遮水構造体の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法を用いた施工例の説明図である。本発明の多層遮水構造体の構築方法を用いた他の施工例の説明図である。

本発明の多層遮水構造体の構築方法の第一の実施形態について説明する。
まず、この多層遮水構造体の構築方法において使用する機械及び設備について説明すると、図１に示すように、地盤中に管ロッド２を所定深度まで挿入あるいは引き上げるための施工機械１を備え、この施工機械１はたとえば自走可能な小型の杭打ち機である。ただし、施工機械１としては小型の杭打ち機に限定されるものではなく、地盤改良の施工深度等の改良規模に応じてボーリングマシンや他の機械でも良い。そして、この施工機械１にあっては、マスト３を立設し、このマスト３に沿って管ロッド２を縦に向けて取り付けると共に、マスト３の上部に管ロッド２を地盤中に挿入したり引き抜いたりする昇降装置４と管ロッド２を回転させる回転装置５をそれぞれ設ける。管ロッド２はその内側を硬化材や圧縮空気等が通るようになる中空状の鋼管であり、その下端である先端に特殊ヘッド６を取り付けている。また、この施工機械１にあっては、管ロッド２、昇降装置４や回転装置５等を取り外して、その代わりに遮水板Ｓを挿入するための挿入装置７を取り付けることができる。ただし、この挿入装置７を取り付けることができない場合は、別の施工機械を用いて遮水板Ｓの挿入を行うようにする。

また、施工機械１の周辺設備としては、施工機械１に取り付けた管ロッド２及び特殊ヘッド６に硬化材や圧縮空気等を供給するための設備である。硬化材はセメントミルクであるが、このセメントミルクに各種の添加剤等を混ぜ合わせるようにしても良い。そして、圧縮空気を供給するための設備としては、コンプレッサー１１であり、流量計１２を介してコンプレッサー１１から管ロッド２に圧縮空気を供給する。また、硬化材を供給するための設備としては、混合装置１４を備え、この混合装置１４において、セメントサイロ１５からセメント原料を流入すると共に、水中ポンプ１６を設けた水槽１７から水を流入し、これらを混合して硬化材であるセメントミルクを生成する。そして、このセメントミルクを流量計１８を介して高圧ポンプ１９から成る硬化材供給装置２０に供給し、この硬化材供給装置２０から管ロッド２にセメントミルクを供給する。なお、各装置は図示していない発電機によって作動するようになる。

一方、管ロッド２の下端である先端に取り付けた特殊ヘッド６については、図２、図３に示すように、先端側に多数のビット３１を設けた縦に向かう略円柱状のヘッド本体３０を備えると共に、このヘッド本体３０に左右両側の横方向に突出する横向きの略角柱状の攪拌翼３２を取り付け、この攪拌翼３２の下部にもビット３３を設ける。

そして、ヘッド本体３０と攪拌翼３２とには、その前側において前方に向かう噴射ノズル３４を３個設け、この噴射ノズル３４は、ノズルボディ３８の先端に設けると共に管ロッド２の内側に連通し、ここから硬化材であるセメントミルクを噴射する。また、３個の噴射ノズル３４及びノズルボディ３８はヘッド本体３０に設けると共に、攪拌翼３２の左右にそれぞれ設けて、各噴射ノズル３４が略横方向に離間するように配置する。なお、この噴射ノズル３４については、３個に限定されるものではなく、２個、４個、あるいは５個、６個というように２個以上の複数の噴射ノズル３４を略横方向に離間して設けるようにしても良い。さらに、２個以上の複数の噴射ノズル３４については、略横方向に離間して設けるようにしたものであれば、上下方向において多少の上下差があっても良い。また、この複数の噴射ノズル３４にあっては、管ロッド２の下端である先端に特殊ヘッド６を取り付け、この特殊ヘッド６に設けるようにしているが、これに限定されるものではなく、管ロッド２に特殊ヘッド６を取り付けることなく、管ロッド２の下端である先端に複数の噴射ノズル３４を直接設けるようにしても良い。

そして、ヘッド本体３０と攪拌翼３２とに設けた３個の噴射ノズル３４にあっては、図４に示すように、ヘッド本体３０に設けた中央の噴射ノズル３４は真っ直ぐ前方に向かうものの、攪拌翼３２の左右に設けた両側の噴射ノズル３４はそれぞれが中央側に僅かにずれて向くようにしており、これにより、３個の噴射ノズル３４においてそれぞれ噴射方向を僅かにずらすことにより、噴射した先の一点で噴射したセメントミルクが交差するように、すなわち、セメントミルクを交差噴射させる。また、この３個の噴射ノズル３４については、そのそれぞれの角度（向き）を変更可能にし、噴射したセメントミルクの交差する位置を変えることができ、地盤中に造成する壁形の固結壁Ｔの大きさを任意に変更できるようにしている。

なお、この３個の噴射ノズル３４にあっては、噴射した先の一点で噴射したセメントミルクが交差するように、すなわち、セメントミルクを交差噴射させているが、これに限定されるものではなく、噴射した先でセメントミルクが交差することがないように平行に、すなわち、セメントミルクを平行噴射させているようにしても良い。

また、噴射ノズル３４の周囲には複数のエアノズル３５を設けており、このエアノズル３５から噴射した圧縮空気によって噴射ノズル３４から噴射したセメントミルクを包み込むようにして、噴射したセメントミルクをより遠くまで到達させることができるようにしている。

さらに、噴射ノズル３４を先端に設けたノズルボディ３８にあっては、ヘッド本体３０及び攪拌翼３２から前方に突出するようにしており、この突出した噴射ノズル３４の外側には上下左右それぞれにパネルを設けた構成のガードカバー３６を取り付け、このガードカバー３６により突出したノズルボディ３８を保護するようにし、ノズルボディ３８が摩耗したり損傷したりするのを防止している。このように、ノズルボディ３８を前方に突出するようにしたことにより、その先端に設けた噴射ノズル３４から噴射したセメントミルクの直進性を高め、地盤中において噴射した硬化材が周囲に拡散するのを抑えることができ、硬化材の噴射を良好に行えるようにしている。

また、攪拌翼３２にあっては、その前側に噴射ノズル３４及びノズルボディ３８を設けた左右の箇所において、その反対側の後側に前記ガードカバー３６と略同形のバランサー部材３７をそれぞれ取り付ける。この攪拌翼３２の左右の後側に取り付けたバランサー部材３７によって、特殊ヘッド６を地盤中で回転させるとき、このバランサー部材３７と前側に設けたノズルボディ３８及びガードカバー３６とにおいて前後の力学的バランスが保たれるようになり、これにより、特殊ヘッド６及び管ロッド２を地盤中にて良好に回転させることができる。

そして、このような機械及び設備を使用して行う本発明の多層遮水構造体の構築方法について説明する。

第一に、地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔを造成する固結壁造成工程を行う。この固結壁造成工程としては、施工機械１に管ロッド２を取り付け、図５（ａ）に示すように、施工機械１にて管ロッド２を回転させながら地表面より地盤中に挿入して行く。このときには、管ロッド２の下端に取り付けた特殊ヘッド６にて地盤を掘削するようにし、図５（ｂ）に示すように、管ロッド２を所定深度まで挿入する。

そして、特殊ヘッド６に設けた３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させる。このとき同時に、その周囲に設けた複数のエアノズル３５からも圧縮空気を噴射させる。これにより、噴射したセメントミルク及び圧縮空気の噴射エネルギーで地盤を切削しながら噴射したセメントミルクと地盤とを攪拌混合させ、地盤中に壁形の固結壁Ｔを造成する作業を行う。

これは、図６（ｃ）に示すように、特殊ヘッド６に設けた３個の噴射ノズル３４を施工する地盤に向けてから、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、この３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの交差噴射を所定の角度だけ一方向に回転して所定の範囲に上下に移動することなく行う。

このセメントミルクの交差噴射における回転としては、図７に示すように、３個の噴射ノズル３４を地盤中に造成しようとする壁形の固結壁Ｔの左端部に向けてから、３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射する。それから右方向に約３〜３０度回転させて行く。そして、３個の噴射ノズル３４が地盤中に造成しようとする壁形の固結壁Ｔの右端部に向かって、ここまでセメントミルクを交差噴射する。

そして、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、この交差噴射を所定の角度だけ回転して所定の範囲に上下に移動することなく行った後、管ロッド２及び特殊ヘッド６を所定の長さ、たとえば３０〜２００ｍｍ程度上方に引き上げる。

そして、図６（ｄ）に示すように、管ロッド２及び特殊ヘッド６を上方に引き上げてから、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、この交差噴射を所定の角度だけ回転して所定の範囲に上下に移動することなく行う。

その後、管ロッド２及び特殊ヘッド６を所定の長さ上方に引き上げる。そして、管ロッド２及び特殊ヘッド６を上方に引き上げてから、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させる。

そして、この管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、これを所定の角度だけ回転して所定の範囲に上下に移動することなく行う一連の作業を、上方に向かって繰り返し行うことにより、図６（ｅ）に示すように、縦向きの壁形の固結壁Ｔが段階的に造成されるようになる。

そして、前述の一連の作業を、上方に向かって繰り返し行って、所定の深度まで壁形の固結壁Ｔを造成したら、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させる作業を停止し、地盤中に挿入した管ロッド２及び特殊ヘッド６を地上に引き抜く。このように３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの噴射を所定の深度範囲のみに行うことによって、図８に示すような縦向きの壁形の固結壁Ｔを地盤中の必要な深度のみに造成することができる。なお、３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの噴射を平行噴射させた場合は、図９に示すような若干扇状となる壁形の固結壁Ｔを地盤中の必要な深度のみに造成することができる。

なお、前述のものでは、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、この交差噴射を所定の角度だけ回転して所定の範囲に上下に移動することなく行い、その後、管ロッド２及び特殊ヘッド６を上方に引き上げてから、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させるようにしていたが、この代わりに、３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの交差噴射を所定の角度だけ回転して所定の範囲に上方に少しずつ移動しながら行い、その後、上方に移動したところから、３個の噴射ノズル３４からの硬化材の交差噴射を所定の角度だけ回転して所定の範囲に上方に少しずつ移動しながら行い、これを上方に向かって繰り返し行うといったようにしても良い。

また、前述のものでは、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、要するに、３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの噴射を所定の角度だけ回転させながら行っていたが、これを回転させることなく、回転停止状態で３個あるいは複数の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射あるいは平行噴射させるようにしても良い。

このようにして、地盤中に縦向きの壁形の固結壁を造成する固結壁造成工程が行われる。

続いて、第二に、固結壁造成工程において造成された固結壁Ｔ内に遮水板Ｓを設置する遮水板設置工程を行う。この遮水板設置工程としては、施工機械１に挿入装置７を取り付け、図１０（ａ）に示すように、挿入装置７に遮水板Ｓを装着する。この遮水板Ｓとしては、薄鋼板であるが、これに限定されるものではなく、矢板や合成樹脂製シート等でも良い。

そして、この遮水板Ｓを、固結壁Ｔが固まる前に、図１０（ｂ）に示すように、この固結壁Ｔ内に挿入装置７にて縦に向けて挿入し、所定深度まで挿入する。そして、図１０（ｃ）に示すように、この遮水板Ｓの挿入を繰り返し行う。このとき、遮水板Ｓは固結壁Ｔの左右略中央部に挿入するようにしているが、これに限定されるものではなく、左右どちらか一方の端部に挿入するようにしても良い。これにより、壁形の固結壁Ｔの中に縦に向かう遮水板Ｓが多数挿入されて設置される。

このようにして、固結壁Ｔ内に遮水板Ｓを縦に向けて挿入して設置する遮水板設置工程が行われる。

以上のように、固結壁造成工程において、地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔを造成し、この固結壁造成工程後の固結壁Ｔが固まる前に、遮水板設置工程において、固結壁Ｔ内に遮水板Ｓを縦に向けて挿入して設置することで、図１１に示すように、固結壁Ｔと遮水板Ｓの複合構造となる多層遮水構造体が地盤中に構築される。

次に、本発明の多層遮水構造体の構築方法の第二の実施形態について説明する。なお、使用する機械及び設備については、前述の第一の実施形態にて説明したものと同じものである。

第一に、地盤中に縦に向かう遮水板Ｓを設置する遮水板設置工程を行う。この遮水板設置工程としては、施工機械１に挿入装置７を取り付け、図１２（ａ）に示すように、挿入装置７に遮水板Ｓを装着する。

それから、この遮水板Ｓを、図１２（ｂ）に示すように、施工機械１の挿入装置７にて地表面より挿入し、所定深度まで挿入する。そして、図１２（ｃ）に示すように、この遮水板Ｓの挿入を繰り返し行う。これにより、縦に向かう遮水板Ｓが地表面より地盤中に多数挿入されて設置される。

このようにして、地盤中に縦に向かう遮水板Ｓを設置する遮水板設置工程が行われる。なお、この遮水板設置工程については、予め既存の遮水板Ｓが設置されている場所にあっては、この予め設置された既存の遮水板Ｓを利用するといったこともできる。

続いて、第二に、遮水板設置工程にて設置した遮水板Ｓに沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔを造成する固結壁造成工程を行う。この固結壁造成工程としては、施工機械１に管ロッド２を取り付け、遮水板設置工程にて設置した遮水板Ｓの一方の側面において、図１３（ａ）に示すように、施工機械１にて管ロッド２を回転させながら地表面より地盤中に挿入して行く。そして、管ロッド２の下端に取り付けた特殊ヘッド６にて地盤を掘削し、図１３（ｂ）に示すように、管ロッド２を所定深度まで挿入する。

そして、特殊ヘッド６に設けた３個の噴射ノズル３４から遮水板Ｓの側面に沿うようにセメントミルクを交差噴射させる。このとき同時に、その周囲に設けた複数のエアノズル３５からも圧縮空気を噴射させる。これにより、噴射したセメントミルク及び圧縮空気の噴射エネルギーで地盤を切削しながら噴射したセメントミルクと地盤とを攪拌混合させ、遮水板Ｓの一方の側面に沿うように地盤中に壁形の固結壁Ｔを造成する作業を行う。

これは、図１４（ｃ）に示すように、特殊ヘッド６に設けた３個の噴射ノズル３４を遮水板Ｓの一方の側面に沿うように施工する地盤に向けてから、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、この３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの交差噴射を所定の角度だけ一方向に回転して所定の範囲に上下に移動することなく行う。このセメントミルクの交差噴射における回転としては、前述の第一の実施形態にて説明したものと同じである。

そして、図１４（ｄ）に示すように、管ロッド２及び特殊ヘッド６を上方に引き上げてから、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、この交差噴射を所定の角度だけ回転して所定の範囲に上下に移動することなく行う。

その後、この管ロッド２及び特殊ヘッド６を所定の長さ上方に引き上げる。そして、管ロッド２及び特殊ヘッド６を上方に引き上げてから、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させる。

そして、この管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させ、これを所定の角度だけ回転して所定の範囲に上下に移動することなく行う一連の作業を、上方に向かって繰り返し行うことにより、図１４（ｅ）に示すように、遮水板Ｓの一方の側面に沿うように縦向きの壁形の固結壁Ｔが段階的に造成されるようになる。

そして、前述の一連の作業を、上方に向かって繰り返し行って、所定の深度まで壁形の固結壁Ｔを造成したら、管ロッド２及び特殊ヘッド６を回転させながら３個の噴射ノズル３４からセメントミルクを交差噴射させる作業を停止し、地盤中に挿入した管ロッド２及び特殊ヘッド６を地上に引き抜く。このように３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの噴射を所定の深度範囲のみに行うことによって、遮水板Ｓの一方の側面に沿って縦向きの壁形の固結壁Ｔを地盤中の必要な深度のみに造成することができる。なお、３個の噴射ノズル３４からのセメントミルクの噴射を平行噴射させた場合は、遮水板Ｓの一方の側面に沿って縦向きの若干扇状となる壁形の固結壁Ｔを地盤中の必要な深度のみに造成することができる。

さらに、このような遮水板Ｓの一方の側面に沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔを造成する作業を、この反対側である遮水板Ｓの他方の側面においても同様に行う。

このようにして、遮水板設置工程にて設置した遮水板Ｓに沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔを造成する固結壁造成工程が行われる。

以上のように、遮水板設置工程において、地盤中に縦に向かう遮水板Ｓを設置し、この後の固結壁造成工程において、この遮水板設置工程にて設置した遮水板Ｓの両方の側面に沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔをそれぞれ造成することで、図１５に示すように、固結壁Ｔと遮水板Ｓの複合構造となる多層遮水構造体が地盤中に構築される。

なお、前述の固結壁造成工程において、遮水板Ｓの両方の側面に沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔを造成するようにしていたが、この壁形の固結壁Ｔの造成を、遮水板Ｓの一方の側面のみにし、図１６に示すように、遮水板Ｓの一方の側面のみに沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁Ｔを造成するようにしても良い。

次に、前述の第一及び第二の実施形態にて説明した多層遮水構造体の構築方法を用いた施工例について説明する。

この施工例としては、ある層に汚染物質を有する汚染土壌Ｇが存在する地盤において、地盤中の汚染土壌Ｇの周囲に多層遮水構造体を構築することにより、汚染土壌Ｇをその内部に封じ込めて周辺の地盤に汚染土壌Ｇの汚染物質が流出するのを防止する施工である。

これは、たとえば、地表面のすぐ下の第一層Ａである透水層、その下の第二層Ｂである粘性土層、その下の第三層Ｃである透水層、その下の第四層Ｄである粘性土層というような地盤において、第三層Ｃの透水層に汚染物質を有する汚染土壌Ｇが存在する場合、図１７に示すように、その周囲に多層遮水構造体を構築して、第三層Ｃの透水層に存在する汚染土壌Ｇを封じ込めて周辺に汚染土壌Ｇの汚染物質が流出するのを防止するようにするが、このとき、構築する多層遮水構造体については、遮水板設置工程にて設置する遮水板Ｓは地表面から挿入していくため、地表面あるいはその近傍から設置するものの、固結壁造成工程にて造成する壁形の固結壁Ｔは汚染土壌Ｇが存在する第三層Ｃの透水層の少し下の深度から第三層Ｃの透水層の少し上の深度までの所定の深度範囲に、すなわち、地表面からではなく、必要な深度のみに壁形の固結壁Ｔを造成するようにする。

このように多層遮水構造体における壁形の固結壁Ｔを、必要な深度のみに造成するようにしたことにより、壁形の固結壁Ｔを造成するために使用する硬化材であるセメントミルクの量を減らすことができ、使用する材料の量を抑えることで、施工を安価に行うことができると共に、施工する時間も短くすることができる。

また、他の施工例であって、第二の実施形態にて説明した多層遮水構造体の構築方法を用いたとき、たとえば、遮水板設置工程にて遮水板Ｓを直角に設置してコーナー部を形成し、この遮水板Ｓのコーナー部に固結壁造成工程にて壁形の固結壁Ｔを造成する場合、図１８に示すように、コーナー部の外側において硬化材であるセメントミルクを噴射させて壁形の固結壁Ｔを極めて容易に造成することができるし、さらに、コーナー部の内側においてもセメントミルクを噴射させて壁形の固結壁Ｔを極めて容易に造成することができ、直角となるような多層遮水構造体の構築も容易に行うことができる。

１…施工機械、２…管ロッド、３…マスト、４…昇降装置、５…回転装置、６…特殊ヘッド、７…挿入装置、１１…コンプレッサー、１２…流量計、１４…混合装置、１５…セメントサイロ、１６…水中ポンプ、１７…水槽、１８…流量計、１９…高圧ポンプ、２０…硬化材供給装置、３０…ヘッド本体、３１…ビット、３２…攪拌翼、３３…ビット、３４…噴射ノズル、３５…エアノズル、３６…ガードカバー、３７…バランサー部材、３８…ノズルボディ

Claims

管ロッドの先端に、ヘッド本体とヘッド本体の左右両側の横方向に突出する攪拌翼とを取り付け、ヘッド本体と攪拌翼とに硬化材を噴射する複数の噴射ノズルを横方向に離間して設け、地盤中に管ロッドを所定深度まで挿入し、挿入後、管ロッドに取り付けたヘッド本体と攪拌翼とに設けた複数の噴射ノズルから硬化材を噴射し、この複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行うことにより、地盤中に縦向きの壁形の固結壁を造成する固結壁造成工程と、
この固結壁造成工程後の固結壁が固まる前に、この固結壁内に遮水板を縦に向けて挿入して設置する遮水板設置工程と、
からなることを特徴とする多層遮水構造体の構築方法。
地盤中に縦に向かう遮水板を、予め設置あるいは地表面より挿入することにより設置する遮水板設置工程と、
この遮水板設置工程にて設置した遮水板の側面において、管ロッドの先端に、ヘッド本体とヘッド本体の左右両側の横方向に突出する攪拌翼とを取り付け、ヘッド本体と攪拌翼とに硬化材を噴射する複数の噴射ノズルを横方向に離間して設け、地盤中に管ロッドを所定深度まで挿入し、挿入後、管ロッドに取り付けたヘッド本体と攪拌翼とに設けた複数の噴射ノズルから遮水板の側面に沿うように硬化材を噴射し、この複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行うことにより、遮水板設置工程にて設置した遮水板に沿って地盤中に縦向きの壁形の固結壁を造成する固結壁造成工程と、
からなることを特徴とする多層遮水構造体の構築方法。
前記固結壁造成工程にて、複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行う際、特殊ヘッド及び複数の噴射ノズルを所定の角度だけ回転して所定の範囲に行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の多層遮水構造体の構築方法。
前記固結壁造成工程にて、複数の噴射ノズルからの硬化材の噴射を所定の範囲に行い、これを上方に向かって繰り返し行う際、これを所定の深度範囲のみに行うようにし、地盤中に縦向きの壁形の固結壁を必要な深度のみに造成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の多層遮水構造体の構築方法。