JP2641618B2 - Pilot tunnel construction method - Google Patents
Pilot tunnel construction methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、地盤改良などを行うためのパイロットシー
ルドが大断面シールドを掘進するに先だち構築される場
合において施工される工法で、詳しくは、障害物となる
パイロットトンネルを予め後退させることによって障害
物撤去のための圧気工法を用いることなく、大断面密閉
シールドを掘進するパイロットトンネル工法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a construction method that is implemented when a pilot shield for performing ground improvement or the like is constructed before excavating a large-section shield. The present invention relates to a pilot tunnel construction method for excavating a large-section closed shield without using a pneumatic construction method for removing an obstacle by retracting a pilot tunnel serving as an obstacle in advance.
＜従来の技術＞ 大断面シールドを進めるにあたって、地質調査、水抜
き、地盤改善等を行う目的で、その掘進断面内に予めパ
イロットシールドを構築する場合がある。<Prior Art> When a large-area shield is advanced, a pilot shield may be constructed in advance in the excavated cross-section for the purpose of performing a geological survey, drainage, ground improvement, and the like.
第８図は従来におけるパイロットシールドと大断面シ
ールドを表す縦断面図、第９図は第８図のＡ−Ａ断面図
を示す。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional pilot shield and a large sectional shield, and FIG. 9 is a sectional view taken along line AA of FIG.
従来の工法では、まず、鉛直方向に掘削された発進立
坑１の所定深さの側壁に、大断面シールドの掘進方向で
パイロットシールド３を先進させる。パイロットシール
ド３の覆工は、図示しないセグメントを組み立てること
により施工される。ところで、トンネル工事において水
が多量に出てくると切羽の安定性を著しく害する。ま
た、出水そのものが工事の進捗を妨げる大きな要因とな
るため、掘削地点における水位を下げておく必要があ
る。パイロットシールド３は大断面シールドの断面内に
先進させることにより、水抜き導坑としての役割を果た
し、効果的に排水処理を行えるとともに、掘進地盤の地
質を予め調査することもできるものである。In the conventional construction method, first, the pilot shield 3 is advanced in the excavation direction of the large-section shield on the side wall having a predetermined depth of the starting shaft 1 excavated in the vertical direction. The lining of the pilot shield 3 is performed by assembling segments (not shown). By the way, when a large amount of water comes out in tunnel construction, the stability of the face is significantly impaired. In addition, flooding itself is a major factor that hinders the progress of construction, so it is necessary to lower the water level at the excavation point. The pilot shield 3 functions as a drainage pit by being advanced in the cross section of the large-section shield, can effectively perform drainage treatment, and can also investigate the geology of the excavated ground in advance.
また、大断面シールドの掘進方向で先進されたパイロ
ットシールド３からは、図示しない注入ボーリングを介
して地山５にセメント薬液系などの注入剤を注入する注
入工法が行われる。この注入工法が行われた地山５の地
盤改良範囲７では、主として止水性、強度の改善が図ら
れる。From the pilot shield 3 advanced in the direction of excavation of the large-section shield, an injection method of injecting an injection agent such as a cement chemical solution into the ground 5 through an injection boring (not shown) is performed. In the ground improvement area 7 of the ground 5 where the injection method is performed, improvement of the water stoppage and strength is mainly achieved.
このようにして、パイロットシールド３により水抜
き、地質調査、地盤改良などが行われた後、パイロット
シールド３を掘削断面内に包含した状態で大断面の手掘
シールド９が掘削される。この場合、手掘シールド９を
掘進するにあたっては、パイロットシールド３のセグメ
ントを人力で取り外す必要があるため、切羽は開放状態
にしなければならない。このような状態では、トンネル
の一部を区切る隔壁を設け、トンネル内の圧力を大気圧
よりも高い状態に保ち、空気圧によって地下水を排除し
て切羽の安全性を高める圧気工法が併用される場合が多
い。After draining, geological survey, ground improvement, etc. are performed by the pilot shield 3 in this way, the large section hand-digging shield 9 is excavated with the pilot shield 3 included in the excavation section. In this case, when excavating the hand excavation shield 9, the segments of the pilot shield 3 need to be manually removed, so the face must be opened. In such a state, when a partition wall that partitions a part of the tunnel is provided, the pressure inside the tunnel is kept higher than the atmospheric pressure, and the pneumatic construction method that eliminates groundwater by air pressure and increases the safety of the face is also used There are many.
このように、従来の工法では、水抜き、地質調査、地
盤改良を行ったパイロットシールド３を圧気工法を併用
することにより開放状態で撤去しながら大断面シールド
を掘進している。As described above, in the conventional construction method, the pilot shield 3 having been subjected to drainage, geological investigation, and ground improvement is excavated in a large-section shield while being removed in an open state by using the pneumatic construction method together.
＜発明が解決しようとする課題＞ 水抜き、地質調査、地盤改良の目的で先進されたパイ
ロットシールド３は、大断面シールドの掘進時に開放状
態で手掘シールド９を掘進させることで撤去が図られて
おり、開放状態における切羽の安全性を確保するために
は圧気工法が併用されている。しかしながら、圧気工法
では噴発の危険があるとともに、地中に逃げた空気が地
中を通る間に酸素を失い、酸欠空気が周辺地表に流出し
て酸欠事故の原因となる虞れもあった。また、圧気工法
では作業員が圧気下で作業を行うため、高気圧障害等の
職業病を引き起こす虞れがあるとともに、圧気下坑内で
は火災の危険性も増大した。<Problems to be Solved by the Invention> The pilot shield 3 advanced for the purpose of drainage, geological investigation, and ground improvement is removed by excavating the hand excavation shield 9 in an open state when excavating the large-section shield. In order to ensure the safety of the face in the open state, a pneumatic method is also used. However, there is a danger of eruption in the pneumatic method, and there is a possibility that the air escaping into the ground loses oxygen while passing through the ground, and oxygen-deficient air flows out to the surrounding ground, causing an oxygen-deficient accident. there were. In the pneumatic method, since workers work under pressure, there is a risk of causing occupational diseases such as high-pressure obstacles, and the danger of fire in the pit under pressure has increased.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、パイロッ
トシールドに替わるトンネルの構築を行い、地盤改良そ
の他の目的を果たした後このトンネルを撤去し、地山に
近い状態で撤去部分の充填を行ってから、圧気工法を用
いることなく密閉式シールドで大断面を掘進できるパイ
ロットトンネル工法を提供し、もって、噴発、酸欠事故
等を防止しトンネル施工の安全性向上を図ることを目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, constructing a tunnel to replace the pilot shield, removing the tunnel after fulfilling the ground improvement and other purposes, filling the removed portion in a state close to the ground The purpose is to provide a pilot tunnel construction method that can excavate a large section with a closed shield without using air pressure method, and to prevent eruption, oxygen deficiency accidents, etc. and improve the safety of tunnel construction .
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本発明に係るパイロットト
ンネル工法の構成は、地盤改良等を行うためのパイロッ
トトンネルをセミシールド機を掘進することにより構築
し、次いで大断面シールド掘進の障害物となる該パイロ
ットトンネルを後退させるとともに前記セミシールド機
の先端から充填材を注入して前記パイロットトンネルを
地山に近い状態で埋め戻し、その後該埋め戻されたパイ
ロットトンネル部分を包含する地山を密閉式シールド機
により掘進することで大断面シールドを構築することを
特徴とする。<Means for Solving the Problems> The structure of the pilot tunnel method according to the present invention for achieving the above object is to construct a pilot tunnel for performing ground improvement or the like by excavating a semi-shielded machine and then constructing the pilot tunnel. The pilot tunnel, which is an obstacle to the cross-section shield excavation, is retracted, and a filler is injected from the tip of the semi-shield machine to backfill the pilot tunnel in a state close to the ground. Then, the backfilled pilot tunnel portion It is characterized in that a large section shield is constructed by excavating the ground including the above with a closed shield machine.
＜作用＞ 本発明は係る構成から次の作用を奏する。<Operation> The present invention has the following operation from the above configuration.
即ち、セミシールド機を掘進することによりパイロッ
トトンネルを先進し、地盤改良等の補助工事を予め行う
ことができるのはもとより、地盤改良等の完了後該パイ
ロットトンネルを後退するので、該パイロットトンネル
がその後構築される大断面シールドの掘進時における障
害物となることがない。In other words, the pilot tunnel can be advanced by excavating the semi-shielded aircraft, and auxiliary works such as ground improvement can be performed in advance.In addition, since the pilot tunnel retreats after the ground improvement is completed, the pilot tunnel is It does not become an obstacle when excavating the large-section shield that is constructed thereafter.
そして、セミシールド機を後退するとともに、セミシ
ールド機の先端から充填材を注入することで、先進され
たパイロットトンネルの先端から順次充填材が充填さ
れ、パイロットトンネルは地山に近い状態となって埋め
戻されることになる。And, by retreating the semi-shield machine and injecting filler material from the tip of the semi-shield machine, the filler material is sequentially filled from the tip of the advanced pilot tunnel, and the pilot tunnel is in a state close to the ground Will be backfilled.
従って、障害物を撤去するとともに、地山に近い状態
でパイロットトンネルを埋め戻すことで、大断面シール
ドは掘進領域にパイロットトンネルを包含した状態で容
易な掘進が可能となる。Therefore, by removing the obstacle and backfilling the pilot tunnel near the ground, the large-section shield can easily excavate with the pilot tunnel included in the excavation area.
この結果、大断面シールドの掘進時においては障害物
の撤去作業が不要となって、密閉式シールドを用いるこ
とができるようになり、掘進施工に圧気工法を併用する
必要がなくなる。As a result, at the time of excavating the large-section shield, it is not necessary to remove the obstacle, and the sealed shield can be used, so that it is not necessary to use the pneumatic method together with the excavation.
＜実施例＞ 以下、本発明に係るパイロットトンネル工法の好適な
一実施例を図面を参照して詳細に説明する。<Embodiment> Hereinafter, a preferred embodiment of the pilot tunnel method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第２図はパイロットトンネルを推進工法により構築し
ている状態を表す縦断面図、第３図はセミシールド機の
構造を表す縦断面図を示す。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state where the pilot tunnel is being constructed by the propulsion method, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of the semi-shield machine.
第２図に示すように、先ず、大断面シールドの発進立
坑11と到達立坑13とを地盤に構築し、到達立坑13に反力
体15、推進ジャッキ17とを設ける。次いで、到達立坑13
をパイロットトンネル19の発進立坑とし、パイロットト
ンネル用のセミシールド機21が装備された推進管23を到
達立坑13から発進立坑11方向（図中、矢印ａ方向）へ進
める。ここで、セミシールド機21の構造について第３図
を基に説明を加える。As shown in FIG. 2, first, the starting shaft 11 and the reaching shaft 13 of the large-section shield are constructed on the ground, and the reaching shaft 13 is provided with the reaction body 15 and the propulsion jack 17. Next, the arrival shaft 13
Is used as the starting shaft of the pilot tunnel 19, and the propulsion pipe 23 equipped with the semi-shield machine 21 for the pilot tunnel is advanced from the reaching shaft 13 toward the starting shaft 11 (the direction of arrow a in the figure). Here, the structure of the semi-shield machine 21 will be described with reference to FIG.
セミシールド機21の面にはカッターモータ25により減
速機27を介して駆動されるカッター29が設けられ、カッ
ター29の後方には切羽と本体内部とを仕切るバルクヘッ
ド31が設けられている。つまり、切羽はバルクヘッド31
に区切られることで、加圧可能となっている。バルクヘ
ッド31とカッター29との間隙にはスクリューコンベアモ
ータ33により駆動されるスクリューコンマベア35の一端
が開口しており、掘削土砂はスクリューコンベア35を介
して坑外に搬出されるようになっている。カッター29の
回転中心近傍であるセミシールド機21の先端には注入口
37が設けられており、注入口37からは充填材が吐出され
るようになっている。また、セミシールド機21は密閉式
の土圧式、或いは、泥水式等であるため、地下水圧の高
い大深度での掘削施工が可能となっている。A cutter 29 driven by a cutter motor 25 via a speed reducer 27 is provided on the surface of the semi-shield machine 21, and a bulkhead 31 that separates the face from the inside of the main body is provided behind the cutter 29. In other words, the face is the bulkhead 31
, And can be pressurized. One end of a screw conveyor 35 driven by a screw conveyor motor 33 is open in the gap between the bulkhead 31 and the cutter 29, so that excavated earth and sand is carried out of the mine through the screw conveyor 35. I have. An injection port is provided at the tip of the semi-shield machine 21 near the rotation center of the cutter 29.
A filler 37 is provided, and a filler is discharged from the inlet 37. In addition, since the semi-shield machine 21 is a closed earth pressure type, a muddy water type, or the like, excavation at a large depth with high groundwater pressure is possible.
第４図はパイロットトンネル内から地盤改良を行う状
態を表した縦断面図、第５図はセミシールド機が注入口
から充填材で埋め戻しを行いながらパイロットトンネル
を後退している状態を表した縦断面図、第６図は第４図
のＢ−Ｂ断面図を示す。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state in which ground improvement is performed from the inside of the pilot tunnel, and FIG. 5 is a state in which the semi-shield machine is retreating from the pilot tunnel while backfilling with filler from the injection port. FIG. 6 is a longitudinal sectional view, and FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG.
セミシールド機21が発進立坑11に到達した後、第４
図、第６図に示すように、パイロットトンネル19の内部
から注入ボーリング39を用いて地山に薬液注入を行う。
薬液が注入されることによりパイロットトンネル19の上
方には、パイロットトンネル19に沿った状態で断面扇状
の地盤改良範囲41が形成される。地盤改良がなされるこ
とによりその後に構築される大断面シールドは、掘進時
における止水性の改善、強度の向上が確保されることに
なる。また、パイロットトンネル19の掘進時には、必要
に応じて地質調査も同時に行われる。After the semi-shield machine 21 reaches the starting shaft 11, the fourth
As shown in FIG. 6 and FIG. 6, a chemical solution is injected from the inside of the pilot tunnel 19 to the ground using an injection boring 39.
Due to the injection of the chemical solution, a ground improvement area 41 having a fan-shaped cross section is formed above the pilot tunnel 19 along the pilot tunnel 19. When the ground is improved, the large cross-section shield that is constructed thereafter will have improved waterproofness and improved strength during excavation. When the pilot tunnel 19 is excavated, a geological survey is also performed at the same time as necessary.
このように、パイロットトンネル19の内部から地盤改
良等の作業を行った後、第５図に示すように、セミシー
ルド機21を到達立坑13方向（図中、矢印ｂ方向）に後退
させる。セミシールド機21の後退は、セミシールド機21
を反力にして推進工法における推進時に使用した中間ジ
ャッキ等を順次作動させ、推進管23を到達立坑13側に引
き抜くことにより行われる。この時、セミシールド機21
先端の注入口37からは注入ポンプ43、注入管45を介して
低強度充填材47を適切な圧力をかけて切羽に送り込む。
つまり、セミシールド機21を後退させながら低強度充填
材47を切羽に充填させることにより、パイロットトンネ
ル19は地山49に近い状態で埋め戻されるのである。After work such as ground improvement has been performed from inside the pilot tunnel 19, the semi-shield machine 21 is retracted in the direction of the reaching shaft 13 (the direction of arrow b in the figure) as shown in FIG. Retreat of semi-shield machine 21
As a reaction force, the intermediate jacks and the like used at the time of propulsion in the propulsion method are sequentially operated, and the propulsion pipe 23 is pulled out toward the reaching shaft 13 side. At this time, semi-shield machine 21
The low-strength filler 47 is fed to the face from the tip inlet 37 through the injection pump 43 and the injection pipe 45 by applying an appropriate pressure.
That is, the low-strength filler 47 is filled into the face while the semi-shield machine 21 is retracted, so that the pilot tunnel 19 is backfilled in a state close to the ground 49.
従って、推進管23が引き抜かれるとともにセミシール
ド機21が後退されることにより、地盤改良等を達成した
地山49には障害物（セグメント）がなにも残らないこと
になる。尚大断面シールドを掘進する際は、低度充填材
として粘土材を用いることで前記と同等以上の効果をあ
げることが可能となる。Accordingly, since the propulsion pipe 23 is pulled out and the semi-shield machine 21 is retracted, no obstacle (segment) remains on the ground 49 where the ground improvement or the like is achieved. When excavating a large-section shield, the use of a clay material as a low-grade filler can provide the same or better effects as described above.
第１図はパイロットトンネルを後退埋め戻しの後大断
面密閉式シールドを進めている状態を表す縦断面図、第
７図は第１図のＣ−Ｃ断面図を示す。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a large-section hermetic shield is advanced after backfilling and backfilling of a pilot tunnel, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line CC of FIG.
パイロットトンネル19を撤去、充填した後、発進立坑
11から大断面シールド機51を到達立坑13方向（図中、矢
印ｃ方向）に掘進させる。大断面シールド機51は止水
性、強度が改善された地盤改良範囲41の下方を地山49に
近い状態となったパイロットトンネル19の充填部53を掘
削領域に包含した状態で掘進する。After removing and filling pilot tunnel 19, start shaft
From 11, the large-section shield machine 51 is dug in the direction of the reaching shaft 13 (the direction of arrow c in the figure). The large-section shield machine 51 excavates under the ground improvement area 41 in which the water stopping property and the strength are improved, with the filling portion 53 of the pilot tunnel 19 in a state close to the ground mountain 49 being included in the excavation area.
このように、上述のパイロットトンネル工法によれ
ば、パイロットトンネル19を後退させるので、切羽に障
害物（セグメント）が残らずセグメントを人力で取り外
す必要がないため、大断面の密閉式シールドを用いた施
工を行うことができる。また、パイロットトンネル19の
掘進には密閉式セミシールド機21を使用するので、大深
度での施工が可能であるとともに、掘進に使用したセミ
シールド機21をそのまま使用するため、バルクヘッドを
新たに築く必要がなく掘進用に使用した注入口37から低
強度充填材47を注入してパイロットトンネル19を埋め戻
すことができる。更に、推進管23の推進時に使用した中
間ジャッキをそのまま推進管23の引き抜き時に使用でき
るので、推進管23の撤去を極めて容易に行うことができ
る。As described above, according to the above-described pilot tunnel method, since the pilot tunnel 19 is retracted, no obstruction (segment) remains on the face and it is not necessary to remove the segment manually. Construction can be performed. In addition, since the closed semi-shield machine 21 is used for excavation of the pilot tunnel 19, construction at a large depth is possible, and since the semi-shield machine 21 used for excavation is used as it is, a bulkhead has been newly added. The pilot tunnel 19 can be backfilled by injecting the low-strength filler 47 from the injection port 37 used for the excavation without the need to build it. Furthermore, since the intermediate jack used at the time of propulsion of the propulsion pipe 23 can be used as it is at the time of pulling out the propulsion pipe 23, the removal of the propulsion pipe 23 can be performed very easily.
尚、本実施例では、パイロットトンネル19を到達立坑
13側から掘進することを例に説明したが、セミシールド
機21を大断面シールドの発進立坑11側から掘進させても
同様の方法で施工を行うことができる。In this embodiment, the pilot tunnel 19 is
Excavation from the 13 side has been described as an example, but construction can be performed in a similar manner even when the semi-shield machine 21 is excavated from the starting shaft 11 side of the large-section shield.
＜発明の効果＞ 以上、説明したように、本発明に係るパイロットトン
ネル工法は、地盤改良その他の目的を果たした後、障害
物となるパイロットトンネルを撤去して地山に近い状態
で充填を行ってから大断面シールドを進めるので、圧気
工法を併用した開放式シールドで障害物の撤去をする必
要がなくなり、密閉式シールドを採用することによる掘
進が可能となる。<Effects of the Invention> As described above, in the pilot tunnel method according to the present invention, after fulfilling the ground improvement and other purposes, the pilot tunnel serving as an obstacle is removed and filling is performed in a state close to the ground. Since the large-section shield is advanced afterwards, there is no need to remove obstacles with an open shield that uses a pneumatic method, and digging by using a closed shield becomes possible.
この結果、噴発、酸欠事故等を皆無にすることがで
き、トンネル施工の安全性を著しく向上させることがで
きるようになる。As a result, eruptions, oxygen deficiency accidents, and the like can be eliminated, and the safety of tunnel construction can be significantly improved.
第１図は、パイロットトンネルを後退埋め戻しの後大断
面密閉式シールドを進めている状態を表す縦断面図、 第２図は、パイロットトンネルを推進工法により構築し
ている状態を表す縦断面図、 第３図は、セミシールド機の構造を表す縦断面図、 第４図は、パイロットトンネル内から地盤改良を行う状
態を表した縦断面図、 第５図は、セミシールド機が注入口から充填材で埋め戻
しを行いながらパイロットトンネルを後退している状態
を表した縦断面図、 第６図は、第４図のＢ−Ｂ断面図、 第７図は、第１図のＣ−Ｃ断面図、 第８図は、従来におけるパイロットシールドと大断面シ
ールドを表す縦断面図、 第９図は、第８図のＡ−Ａ断面図である。 19……パイロットトンネル， 21……セミシールド機,41……地盤改良範囲， 47……充填材,49……地山， 51……大断面シールド機。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a large cross-section sealed shield is being advanced after backfilling and backfilling a pilot tunnel, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which a pilot tunnel is being constructed by a propulsion method. Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of the semi-shielded machine, Fig. 4 is a longitudinal sectional view showing a state where the ground is improved from inside the pilot tunnel, and Fig. 5 is FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in which the pilot tunnel is retracted while being backfilled with the filler, FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 4, and FIG. 7 is a sectional view taken along line CC of FIG. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional pilot shield and a large sectional shield, and FIG. 9 is a sectional view taken along line AA of FIG. 19… Pilot tunnel, 21… Semi-shielding machine, 41… Soil improvement area, 47 …… Filling material, 49… ground mountain, 51 …… Large section shield machine.
Claims (1)
ルをセミシールド機を掘進することにより構築し、次い
で大断面シールド掘進の障害物となる該パイロットトン
ネルを後退させるとともに前記セミシールド機の先端か
ら充填材を注入して前記パイロットトンネルを地山に近
い状態で埋め戻し、その後該埋め戻されたパイロットト
ンネル部分を包含する地山を密閉式シールド機により掘
進することで大断面シールドを構築することを特徴とし
たパイロットトンネル工法。1. A pilot tunnel for ground improvement or the like is constructed by excavating a semi-shielded machine, and then the pilot tunnel, which is an obstacle for excavating a large cross-section shield, is retracted and from the tip of the semi-shielded machine. Constructing a large-section shield by injecting a filler material and backfilling the pilot tunnel in a state close to the ground, and then digging the ground including the backfilled pilot tunnel portion with a closed shield machine; Pilot tunnel construction method characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34075690A JP2641618B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Pilot tunnel construction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34075690A JP2641618B2 (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Pilot tunnel construction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209293A JPH04209293A (en) | 1992-07-30 |
| JP2641618B2 true JP2641618B2 (en) | 1997-08-20 |
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ID=18340008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2641618B2 (en) |
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1990
- 1990-11-30 JP JP34075690A patent/JP2641618B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04209293A (en) | 1992-07-30 |
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