JP2000234331A - 地中遮水壁の通水部形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大規模な施工機械を必要とせず、必要な箇所
に確実に、必要な大きさの通水部を形成することができ
る地中遮水壁の通水部形成方法を提供する。 【解決手段】 ソイルセメントなどからなる遮水兼用土
留め壁としての地中壁２の芯材の一部または全部とし
て、先端部にビット１１を設けた内管８を外管１０の内
側に挿入し、内管８の先端部が外管１０の先端部より所
定長さ突出するようにした２重構造の芯材を用いる。地
下構造物１の建設終了後、内管８を軸回りに回転させ、
または上下方向に往復動させながら引き上げることによ
り、ビット１１で地中壁２の一部を破砕し、地下水が通
過可能な通水部１２を形成する。また、内管８を引き上
げる際、あらかじめ内管８の内側に充填しておいた砕石
などの透水材料６を残置し、通水部２の通水性を確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、開削工事により
建設される地下鉄、道路および共同溝などの地下構造物
に沿って構築されるソイルセメント地中壁、泥水固化壁
等の遮水壁に、地下構造物建設終了後、地下水流を復旧
させるための通水部を形成する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、地下鉄や道路、共同溝などの地下
構造物の建設を開削工事で行う場合、掘削範囲を取り囲
むように土留め壁を構築し、床付け掘削が行われる。

【０００３】都市部におけるこの種の工事では、滞水層
での深い掘削となる場合が多く、高い耐力と止水性が必
要とされることから、経済性も考慮して、図６、図７に
示すようなＨ形鋼３を芯材としたソイルセメント柱列杭
（ＳＭＷ工法）や、Ｈ形鋼を芯材とした泥水固化壁が多
く用いられている。

【０００４】ソイルセメント柱列杭は、攪拌掘削用の掘
削機により地盤にセメントミルクを注入ながら、掘削土
砂とセメントミルクを攪拌混合してソイルセメント柱を
造成し、攪拌混合されたソイルセメントが硬化する前
に、所定の位置にＨ形鋼などの芯材を建て込み、止水性
のある土留め壁を構築するものである。

【０００５】また、泥水固化壁工法は、ベントナイト泥
水などの安定液を利用して地中に連続溝を掘削し、セメ
ントとベントナイトを混合した固化材に置換した後、所
定の位置にＨ形鋼などの芯材を建て込み、止水性のある
土留め壁を構築するものである。

【０００６】このような土留め壁は地下構造物の建設中
は十分な止水効果が必要とされるが、地下水流を遮断す
るため、建設後の残置は周辺地下水位に不自然な影響を
与えることになる。そのため、何らかの方法により遮水
壁に通水部を設けることにより、自然な地下水流の復旧
を図る必要がある。

【０００７】これまでは、土留め壁の一部を透水層まで
掘削機などで破壊し、土留め壁に通水部を設ける方法
と、建設された地下構造物を埋め戻す前に、地下水流の
上下流面となる土留め壁に一対の通水孔を形成し、パイ
プなどの連結により通水を可能とした後、埋め戻す方法
が行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】通水部を形成するため
に、掘削機で土留め壁の一部を破壊する方法は、Ｈ形鋼
などの芯材が支障となる場合が多いことと、破壊予定箇
所が深い位置にある場合は、大型の掘削機が必要な上、
掘削機の施工精度が十分でないことから、確実な破壊が
困難であり、多大な費用と期間を要する。

【０００９】また、パイプを連結する方法では、地下水
流量の流水断面を確保するためのパイプの連結が多数と
なることと、土留め壁根入れ部に地下水流を有する透水
層があった場合は対応できないなどの問題がある。

【００１０】さらに、土留め壁のソイルセメントを破壊
する方法は、透水層が不透水層で分離された複数である
場合には、異なる地下水流を連結してしまい自然な地下
水流の復旧に結びつかない。

【００１１】また、ソイルセメントの破壊は、通水予定
部にソイルセメントの破壊片を残置することになり、将
来的に通水部としての機能を満足できない可能性があ
る。本願発明は、上述のような課題の解決を図ったもの
であり、大規模な施工機械を必要とせず、必要な箇所に
確実に、必要な大きさの通水部を形成することができる
地中遮水壁の通水部形成方法を提供することを目的とし
たものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る地
中遮水壁の通水部形成方法は、深さ方向に延びる複数の
補強材を並列的に埋設した状態で、土砂または泥水に固
化材を混合して硬化させた地下構造物建設用の遮水壁
に、通水部を形成する方法であって、補強材として、先
端部に破砕手段を設けた内管を外管の内側に挿入し、そ
の内管の先端部が外管の先端部より所定長さ突出するよ
うにした２重構造の補強材を用い、地下構造物建設終了
後、内管を軸回りに回転させ、または上下方向に往復動
させながら引き上げることにより、内管先端部の破砕手
段により遮水壁の一部を破砕し、地下水が通過可能な通
水部を形成するものである。

【００１３】ここでいう、固化材を混合させた地下構造
物建設用の遮水壁とは、例えば掘削土砂にセメントをセ
メントミルク等の形で注入して攪拌混合し、ソイルセメ
ントとして固めたものや、掘削溝の溝壁安定のための泥
水に固化材を混合して固めた泥水固化壁などである。

【００１４】破砕手段としては、例えば掘削ビットある
いは掘削翼状のものなどを使用することができるが、形
状、その他、特に限定されず、内管を回転させたり上下
に往復動させることで、その部分の遮水壁に通水孔を形
成できる強度を有するものであればよい。

【００１５】なお、内管の回転や上下の往復動は、必要
に応じ、内管の上端部にロッド等を接続し、地上から行
うことができる。通水部は、遮水壁内に埋設された外管
の先端部から内管が突出する区間について形成すること
ができ、かつ外管がある部分については、遮水壁をその
まま残すことができるため、遮水壁全体を壊すのではな
く、幅方向にも高さ方向にも部分的な破砕を行い、範囲
を限定した通水部を形成することができる。

【００１６】外管および内管としては、強度や加工性の
面で鋼管が適するが、内管の回転および引き上げの作業
において、内管とソイルセメントなどとの付着抵抗を緩
和するため、内管に付着防止材を塗布したり、あるいは
樹脂製パイプその他、鋼管以外の材料を用いることもで
きる。

【００１７】請求項２は、請求項１に係る地中遮水壁の
通水部形成方法において、破砕手段による遮水壁の破砕
を、施工前の同一地下水流の上流側と下流側をつなぐ範
囲について個々に行う場合である。

【００１８】前述したように、透水層が不透水層で分離
された複数層ある場合に、異なる地下水流を連結してし
まうと、自然な地下水流の復旧に結びつかない恐れがあ
る。本願発明では、外管からの内管の突出区間に限定し
て通水部を形成することができるため、外管の長さを変
えたり（例えば、１本おきに長いものと短いものを交互
に配するなど）、内管の長さあるいは破砕手段の位置を
あらかじめ設計しておくことで、異なる地下水流を連結
しないようにすることができる。

【００１９】請求項３は、請求項１または２に係る地中
遮水壁の通水部形成方法において、２重構造の補強材の
外管および内管を硬化させた遮水壁内に残置し、通水部
の通水性が低下した場合に、再度内管を軸回りに回転さ
せ、または上下方向に往復動させることにより通水部の
通水性を回復させるようにしたものである。

【００２０】地下構造物建設終了後、内管を完全に取り
除き、再利用することも考えられるが、内管を残置して
おけば、通水部が目詰まりして通水性が低下した場合で
も、再度内管を回転させたり、上下に往復動させること
で、通水部の通水性を回復させることができる。

【００２１】請求項４は、請求項１、２または３に係る
地中遮水壁の通水部形成方法において、内管の先端部の
破砕手段により遮水壁の一部を破砕する際に、内管を引
き上げた部分に透水性を保つための充填材を充填する場
合である。

【００２２】これらの充填材としては、通水性の良い砕
石、砂利、人造透水材など、通水時に目詰まりし難い透
水材料を用いることが望ましい。このような充填材を予
め内管の内側に装填しておき、ソイルセメントなどの破
砕時の内管の引き上げに伴い、充填材を引き抜いた空間
に充填することで、通水部陥没の原因となるボイドを充
填材に置き換え、かつその部分に残置された充填材に透
水材料を用いることで、長期に渡り通水部の通水性を維
持することができる。

【００２３】請求項５は、請求項１、２または３に係る
地中遮水壁の通水部形成方法において、外管の内側に挿
入される内管の代わりに、先端部に破砕手段を設けた内
挿ロッドを用いる場合である。

【００２４】中実の内挿ロッドの場合、請求項４のよう
に内部に充填材を装填しておくことはできないが、遮水
壁内の所定の位置に通水部を形成する目的では、内管と
同様の機能を発揮することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図６および図７は、比較のための
従来例を示したものであり、共同溝や地下鉄あるいは地
下貯水池などの地下構造物１を構築する際に、地下構造
物に沿って、あらかじめ遮水兼用土留め壁としての地中
壁２を造成している。この地中壁２は、土砂にセメント
ミルクを混合したソイルセメント壁、あるいは掘削溝内
の安定液や泥水にセメントを混合した泥水固化壁であ
る。

【００２６】これらの地中壁２は、掘削時の背面土圧を
支保部材に伝達するために、通常、一定間隔でＨ形鋼１
３などの芯材が埋め込まれており、透水層４を上下流側
で遮断している。また、図のように、これらの透水層４
（４ａ，４ｂ）が間に不透水層５を挟む場合、異なる地
下水流であるため、これらの地下水流間を連結すること
は好ましくなく、地下水保全のためには同一地下水流の
みを連結する必要がある。

【００２７】図１〜図３は、本願発明の一実施形態を示
したものであり、ソイルセメント壁または泥水固化壁か
らなる地中壁２の一部に透水層を設けるため、これらの
地中壁２の造成時に、Ｈ形鋼３などの芯材の一部または
全部に代えて、内管８と外管１０からなる二重管を用い
る。

【００２８】鋼管などからなる内管８は、下端に蓋７を
有し、図示した例では、その内側にあらかじめ砕石など
の透水材料６を内蔵させておく。また、内管８の先端部
にはビット１１が取り付けられている。

【００２９】外管１０は鋼管あるいは塩化ビニル等の材
料からなり、芯材として建て込んだ後、地中壁２が硬化
しても、内部の内管８やその上部に接続されるロッド９
が固着するのを防止する機能を有しているが、その先端
部から内管８が所定長突出しており、その範囲につい
て、後述する方法により通水部１２が形成される。

【００３０】すなわち、地下構造物１の工事終了後、内
管８に接続したロッド９を地上から回転あるいは揺動さ
せながら、内管８を外管１０の下端まで、蓋７を開いた
状態で引き上げることにより、内管８の下端に取り付く
ビット１１で、透水計画箇所のソイルセメントなどを破
壊すると同時に、内管８が内蔵する透水材料６と置き換
えて通水部１２が造成される。

【００３１】本実施形態において、この内管８と外管１
０からなる二重管はＨ形鋼３などの芯材と同じ間隔で埋
設され、掘削工事中は、Ｈ形鋼３などの芯材の代替効果
を期待できる部材となるよう設計され、必要な透水面積
を得ることができる本数を設置することを基本とする。

【００３２】図６および図７は、本願発明の他の実施形
態として、複数の透水層４ａ，４ｂをそれぞれ別個に連
結する場合を示したものである。この場合、上述した図
１〜図３の実施形態におけるＨ形鋼３に代えて上側の透
水層４ａに対応する位置にも、深さに応じて短くした二
重管を設置し、その部分に通水部１２ａを形成すること
で、不透水層５を挟んで上下に位置する透水層４ａと透
水層４ｂに、それぞれ別個の通水部１２ａ，１２ｂが形
成され、これらが連結されることがない。

【００３３】なお、従来例の図も含め、添付の各図は構
造を概念的に示したものであり、寸法関係については実
際のものと異なり、通常の地下構造物および土留め壁と
しての設計が行われるものである。

【００３４】

【発明の効果】本願発明によれば、遮水層を形成する
ソイルセメント壁の通水を計画する箇所に予めソイルセ
メントを破壊する攪拌ビットを持つ、内管あるいは内挿
ロッドが建て込まれているため、通水部を計画する箇所
のソイルセメント壁を一連の地下構造物建設工事の最終
工程終了後に、地上から簡易に、かつ確実に破壊し、通
水部を設置することが可能となる。

【００３５】 請求項２に係る発明によれば、構築さ
れた遮水壁について、地下水流の上下流の相対する位置
に通水部を形成することができ、地中の粘性土などの不
透水層で自然に分かれた複数の地下水流が存在する場合
でも、同一地下水流間のみでの地下水流の復旧が可能と
なる。

【００３６】 請求項３に係る発明によれば、経年の
土粒子の移動や微生物の増殖を代表とする目詰まりなど
の通水性能の低下に、地上から容易に対処でき、かつ複
数回の維持管理作業を可能とするため、長期間にわたり
一定した通水量を確保することができる。

【００３７】 請求項４に係る発明によれば、ソイル
セメントなどの破壊後の内管あるいは内挿ロッド引き上
げに伴って発生するボイドをソイルセメントなどの破壊
と同時に、目詰まりしない透水材料などからなる充填材
で置き換えることができ、必要な透水性能を容易に得る
ことができるとともに、ボイドが残置されないため、周
辺地盤に地盤沈下や陥没などの被害を発生させることが
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態を示す鉛直断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本願発明の他の実施形態を示す鉛直断面図であ
る。

【図５】図４のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】従来例を示す鉛直断面図である。

【図７】図６のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

１…地下構造物、２…地中壁（遮水兼用土留め壁）、３
…Ｈ形鋼、４，４ａ，４ｂ…透水層、５…不透水層、６
…透水材料、７…蓋、８，８ａ…内管、９…接続ロッ
ド、１０，１０ａ…外管、１１…ビット、１２，１２
ａ，１２ｂ…通水部、１３…Ｈ形鋼

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 深さ方向に延びる複数の補強材を並列的
   に埋設した状態で、土砂または泥水に固化材を混合して
   硬化させた地下構造物建設用の遮水壁に、通水部を形成
   する方法であって、前記補強材として、先端部に破砕手
   段を設けた内管を外管の内側に挿入し、前記内管の先端
   部が外管の先端部より所定長さ突出するようにした２重
   構造の補強材を用い、地下構造物建設終了後、前記内管
   を軸回りに回転させ、または上下方向に往復動させなが
   ら引き上げることにより、前記破砕手段により遮水壁の
   一部を破砕し、地下水が通過可能な通水部を形成するこ
   とを特徴とする地中遮水壁の通水部形成方法。
2. 【請求項２】 前記破砕手段による遮水壁の破砕を、施
   工前の同一地下水流の上流側と下流側をつなぐ範囲につ
   いて個々に行う請求項１記載の地中遮水壁の通水部形成
   方法。
3. 【請求項３】 前記２重構造の補強材の外管および内管
   を硬化させた遮水壁内に残置し、前記通水部の通水性が
   低下した場合に、再度前記内管を軸回りに回転させ、ま
   たは上下方向に往復動させることにより通水部の通水性
   を回復させる請求項１または２記載の地中遮水壁の通水
   部形成方法。
4. 【請求項４】 前記破砕手段により遮水壁の一部を破砕
   する際に、前記内管を引き上げた部分に透水性を保つた
   めの充填材を充填する請求項１、２または３記載の地中
   遮水壁の通水部形成方法。
5. 【請求項５】 前記２重構造の補強材の内管の代わり
   に、先端部に破砕手段を設けた内挿ロッドを用いる請求
   項１、２または３記載の地中遮水壁の通水部形成方法。