JP4733613B2 - Underground continuous wall construction method - Google Patents
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Description
本発明は、チェーンコンベアカッタを用いる地中連続壁構築方法に関するものである。 The present invention relates to an underground continuous wall construction method using a chain conveyor cutter.
大深度(たとえば、50m程度)の地中連続壁を構築するには、アースオーガを用いた円柱を連続的に構築する柱列壁工法と、TRD工法と呼ばれるチェーンソー型掘削機を用いる技術とが知られている。柱列壁工法では、壁の連続性すなわち遮水性が不良になりやすいなど、掘削しやすい地盤構成であっても、良好な連続壁を構築しにくい。そこで本発明は、チェーンを使用する新たな地中連続壁の構築方法に関する。なお、このような大深度の地中連続壁は、たとえば、地下ダムを構築する際に、必要となることがある。 In order to construct a deep underground wall (for example, about 50 m), a column wall method for continuously constructing a column using an earth auger and a technique using a chain saw type excavator called a TRD method are used. Are known. In the columnar wall construction method, it is difficult to construct a good continuous wall even if the ground structure is easy to excavate, such as the continuity of the wall, that is, the water shielding property is likely to be poor. Therefore, the present invention relates to a new underground continuous wall construction method using a chain. Such a deep underground continuous wall may be required, for example, when constructing an underground dam.
以下、図9を参照しながら、従来の連続壁工法(TRD工法)について簡単に説明する。図9に示すように、TRD工法は、地面1上において、水平な進行方向N1へTRD施工機2を進めることにより実施される。
Hereinafter, the conventional continuous wall method (TRD method) will be briefly described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the TRD method is carried out by advancing the
TRD施工機2は、地面1から50m程度の目標深さHまで至る長尺のチェーンソー3を備えており、チェーンソー3は、TRD施工機2に設けられる油圧ジャッキ(図示せず)により矢印N1方向へ押し付けられ、地面1から50m程度の目標深さHまで至る地層を横引き掘削することになっている。横引き掘削する場合、目標深さHが大きくなればなるほど、掘削しやすい地盤構成であったとしても、チェーンソー3の支点からの腕の長さが大きくなることになり、巨大な荷重が必要になる。このため、TRD施工機2は、専用のベースマシンを必須とし、汎用機を転用することができない。したがって、機械損料及び連続壁の単位面積あたりの構築コストが高くなるという問題がある。
The TRD
さらに重要な問題点として、地面1から50m程度の目標深さHまで至る地層の一部に、固い地層4が含まれていると、TRD施工機2に対する抵抗がきわめて大となって、横引き掘削は難航必至となり、工事の中断や断念を余儀なくされてしまう。こうなると、従来技術は実用に供し得ないといわざるを得ない。
More importantly, if the hard stratum 4 is included in a part of the stratum from the
加えて、従来技術では、チェーンソー3により掘削された掘削土は、地上へ搬出され、大量の産業廃棄物として処理される。
そこで本発明は、チェーンコンベアカッタを用いる地中連続壁構築方法において、掘削工程を合理化し、固い地層が含まれる場合であっても、低コストで高品質の地中連続壁を構築できる方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a method for streamlining the excavation process in a method for constructing an underground continuous wall using a chain conveyor cutter, and capable of constructing a high-quality underground continuous wall at a low cost even when a hard formation is included. The purpose is to provide.
第1の発明に係る地中連続壁の構築方法は、地面から目標深さに至る途中に第1深さを設定する工程と、地面から第1深さまでを第1チェーンコンベアカッタを用いて垂直方向に掘削してほぐすとともに、その結果生じた掘削土の少なくとも一部を地中に残置する先行掘削工程と、先行掘削工程の後に、地面から目標深さに至りうる長尺チェーンコンベアカッタの下端部を残置された掘削土中において移動させて第1深さまで至り、さらに、第1深さから目標深さまでを垂直方向に掘削する後続掘削工程と、掘削土中に固化液を吐出し地中において目標深さに至る地中連続壁を構築する構築工程とを含む。 In the construction method of the underground continuous wall according to the first invention, the first depth is set on the way from the ground to the target depth, and the vertical distance from the ground to the first depth using the first chain conveyor cutter. The lower end of the long chain conveyor cutter that can reach the target depth from the ground after the preceding excavation step and the preceding excavation step that leaves the resulting excavated soil left underground, In the excavated soil left behind to reach the first depth and then excavate vertically from the first depth to the target depth, and discharge the solidified liquid into the excavated soil And a construction step of constructing a continuous underground wall reaching a target depth.
この構成における、先行掘削工程において、第1チェーンコンベアカッタは、地中を横引き掘削するのではなく、地中を縦に掘削するだけである。第1チェーンコンベアカッタに横向きに作用する荷重は、従来技術のそれよりもはるかに小さく、第1チェーンコンベアカッタは、専用ベースマシンではなく、汎用機(たとえば、汎用杭打機等)により支持すれば足りるので、コストを削減できる。また、第1、長尺の両チェーンコンベアカッタは、第1の場合(その側面を固い地層に押し付ける)よりも、第2の場合(その下端部を固い地層を貫く向きに掘削する)方が、高い掘削能力を発揮でき、まさに、本発明では第2の場合に該当するから、効率よく掘削工程を実施できる。 In the preceding excavation step in this configuration, the first chain conveyor cutter does not excavate the ground horizontally but only excavates the underground vertically. The load acting laterally on the first chain conveyor cutter is much smaller than that of the prior art, and the first chain conveyor cutter is supported not by a dedicated base machine but by a general purpose machine (for example, a general purpose pile driver). Costs can be reduced because it is sufficient. In addition, the first and the long chain conveyor cutters are both in the second case (excavating the lower end thereof in a direction penetrating the hard formation) rather than in the first case (pressing the side surface against the hard formation). Since the present invention corresponds to the second case, the excavation process can be carried out efficiently.
先行掘削工程において、掘削土を地中に残置している。これにより、残置した掘削土を産業廃棄物として処分する必要がなくなり、環境への悪影響を低減できる。また、後続掘削工程において、長尺チェーンコンベアカッタが地面から第1深さまで移動する際に、残置された掘削土は、ほとんど抵抗とならないから、長尺チェーンコンベアカッタはスムーズに移動できる。このとき、長尺チェーンコンベアカッタに横向きに作用する荷重は、従来技術のそれよりもはるかに小さく、長尺チェーンコンベアカッタは、専用ベースマシンではなく、汎用機(たとえば、汎用杭打機や大型クレーン等)により支持すれば足りるので、コストを削減できる。 In the preceding excavation process, excavated soil is left in the ground. This eliminates the need to dispose the left excavated soil as industrial waste, thereby reducing adverse environmental effects. Further, in the subsequent excavation process, when the long chain conveyor cutter moves from the ground to the first depth, the remaining excavated soil hardly resists, so the long chain conveyor cutter can move smoothly. At this time, the load acting laterally on the long chain conveyor cutter is much smaller than that of the prior art, and the long chain conveyor cutter is not a dedicated base machine, but a general purpose machine (for example, a general purpose pile driver or a large size machine). The cost can be reduced because it is sufficient to support it with a crane or the like.
さらに、構築工程において、固化液が吐出される際、残置された掘削土は、良質な骨材として活用することができ、材料の無駄を省けるだけでなく、構築される連続壁の品質向上にも資することができる。 Furthermore, when the solidification liquid is discharged in the construction process, the remaining excavated soil can be used as a high-quality aggregate, not only to save material waste, but also to improve the quality of the continuous wall that is constructed. Can also help.
後続掘削工程において、長尺チェーンコンベアカッタが掘削すべき実質的な深さは、第1深さから目標深さまでのみであって、迅速に掘削を実施できる。 In the subsequent excavation process, the substantial depth to be excavated by the long chain conveyor cutter is only from the first depth to the target depth, and the excavation can be performed quickly.
第2の発明に係る地中連続壁の構築方法では、後続掘削工程と構築工程とは、長尺チェーンコンベアカッタにより連続的に実施される。 In the underground continuous wall construction method according to the second invention, the subsequent excavation step and the construction step are continuously performed by a long chain conveyor cutter.
この構成により、無駄なく短時間で目標深さに至る地中連続壁を構築できる。 With this configuration, it is possible to construct a continuous underground wall that reaches the target depth in a short time without waste.
第3の発明に係る地中連続壁の構築方法では、先行掘削工程において、水又は圧縮空気を注入する。 In the underground continuous wall construction method according to the third invention, water or compressed air is injected in the preceding excavation step.
第4の発明に係る地中連続壁の構築方法では、先行掘削工程において、水にベントナイト又はセメントを混合したものを注入する。 In the construction method of the underground continuous wall according to the fourth invention, in the preceding excavation step, water mixed with bentonite or cement is injected.
これらの構成により、土質や地下水の状況に応じて、残置される掘削土の性状を調整できる。 With these configurations, it is possible to adjust the properties of the excavated soil that remains depending on the soil quality and groundwater conditions.
第5の発明に係る地中連続壁の構築方法では、先行掘削工程と後続掘削工程とは、第1チェーンコンベアカッタの掘削位置と、長尺チェーンコンベアカッタの掘削位置とをずらして並行して実施される。 In the underground continuous wall construction method according to the fifth aspect of the invention, the preceding excavation step and the subsequent excavation step are performed in parallel by shifting the excavation position of the first chain conveyor cutter and the excavation position of the long chain conveyor cutter. To be implemented.
この構成により、先行掘削工程と後続掘削工程とを連続的に実施できるから、地中連続壁の構築完成までの時間を短縮できる。 With this configuration, the preceding excavation step and the subsequent excavation step can be continuously performed, so that the time until the construction of the underground continuous wall can be shortened.
本発明によれば、掘削工程が改善され、固い地層が含まれる場合であっても、低コストで高品質の地中連続壁を構築でき、さらに、掘削土を地中に残置することにより、産業廃棄物を削減するとともに、掘削土を骨材として活用できる。 According to the present invention, even when the excavation process is improved and a hard formation is included, a high-quality underground continuous wall can be constructed at a low cost, and further, by leaving excavated soil in the ground, In addition to reducing industrial waste, excavated soil can be used as aggregate.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本形態の地中連続壁の各構築工程を具体的に説明するに先立ち、図8を参照しながら、第1チェーンコンベアカッタ11と長尺チェーンコンベアカッタ13の組立例を説明する。なお、以下の組立例は一例に過ぎず、両チェーンコンベアカッタを、本発明の構築方法を実施できるように組み立てる限りにおいて、種々変更して差し支えない。
First, prior to concrete description of each construction process of the underground continuous wall of this embodiment, an assembly example of the first
以下述べるように、この組立例では、第1チェーンコンベアカッタ11及び長尺チェーンコンベアカッタ13は、いずれも汎用の杭打機10(たとえば、150トン クラス)と、チェーンコンベアカッタとの組み合わせで構成する。すなわち、従来技術では必須の、専用ベースマシンは、必要ない。もちろん、杭打機にかえて、大型クレーン等を用いても良い。
As will be described below, in this assembly example, each of the first
各チェーンコンベアカッタは、下端部において地中を掘削する下方折返部と、上端部に位置し駆動力が付与される上方折返部と、これらの折返部間を連結する複数のポストを備える。これらのポストは、通常同じ長さを有するので、ポストを継ぎ足してポストの個数を増やせば、チェーンコンベアカッタをより長くすることができる。いうまでもなく、チェーンコンベアカッタの周囲には、チェーンが巻回されており、このチェーンには、所定のピッチをあけて、地中を掘削する複数のビットが固定される。 Each chain conveyor cutter includes a lower folded portion that excavates the ground at the lower end, an upper folded portion that is located at the upper end and to which driving force is applied, and a plurality of posts that connect the folded portions. Since these posts usually have the same length, the chain conveyor cutter can be made longer if the posts are added to increase the number of posts. Needless to say, a chain is wound around the chain conveyor cutter, and a plurality of bits for excavating the ground at a predetermined pitch are fixed to the chain.
さて、本発明では、目標深さHを50mとし、第1深さH1及び第2深さH2をそれぞれ25mとする。もちろん、これらの数値も一例に過ぎず、種々変更することができる。 In the present invention, the target depth H is 50 m, and the first depth H1 and the second depth H2 are each 25 m. Of course, these numerical values are merely examples, and various changes can be made.
図8(a)は、第1チェーンコンベアカッタ11(掘削深さは、たとえば第1深さH1とする。)と、それを支持し昇降させる杭打機10とを示す。第1チェーンコンベアカッタ11は、上述のように、下方折返部11aと上方折返部11bとを備える。
Fig.8 (a) shows the 1st chain conveyor cutter 11 (the digging depth shall be 1st depth H1, for example.) And the
次に、図8(b)〜図8(d)を参照しながら、第1チェーンコンベアカッタ11を長尺チェーンコンベアカッタ13に変更する要領を説明する。まず、図8(b)左側に示すように、ある位置で第1チェーンコンベアカッタ11により第1深さH1まで地中を垂直下方へ掘削し、第1チェーンコンベアカッタ11を下降させる。また、別の位置において、第2チェーンコンベアカッタ12も同様に下降させる。
Next, a procedure for changing the first
図8(c)に示すように、第1チェーンコンベアカッタ11を上昇させて、下方折返部11aを取り外す。また、第2チェーンコンベアカッタ12の上方折返部12bを取り外す。
As shown in FIG.8 (c), the 1st
次に、杭打機10を地面1上で移動させ、第1チェーンコンベアカッタ11の下端部と第2チェーンコンベアカッタ12の上端部とを位置合わせし、これらを連結する。これにより、長尺チェーンコンベアカッタ13を組み立てることができ、長尺チェーンコンベアカッタ13の下方折返部12aは、第1深さH1と第2深さH2の和、即ち、目標深さHまで至ることができる。以上のようにすれば、一台の杭打機10だけで、第1チェーンコンベアカッタ11、長尺チェーンコンベアカッタ13の両方を得ることができ、そのようにしても本発明に係る構築方法を適用できなくはない。
Next, the
しかしながら、作業効率を向上するために、図8(a)に示す第1チェーンコンベアカッタ11と図8(d)に示す長尺チェーンコンベアカッタ13とは別々にして、これらを同時並行して使用することが望ましい。
However, in order to improve work efficiency, the first
なお、この組み立て要領は、一例に過ぎず、可能であれば、はじめから長尺のチェーンコンベアカッタを用意するなど種々変更できる。また、作業完了後に長尺コンベアカッタを撤収するには、上述とほぼ反対の手順によればよい。 This assembling procedure is merely an example, and if possible, various changes can be made such as preparing a long chain conveyor cutter from the beginning. Further, in order to withdraw the long conveyor cutter after the work is completed, a procedure almost opposite to that described above may be followed.
次に、図1〜図7を参照しながら、本形態の地中連続壁の各構築工程を具体的に説明する。 Next, each construction process of the underground continuous wall of this embodiment will be specifically described with reference to FIGS.
まず、地面から目標深さHに至る途中に第1深さH1を設定する。本形態では、上述したように、目標深さH=50m、第1深さH1、第2深さH2=25mである。 First, the first depth H1 is set on the way from the ground to the target depth H. In this embodiment, as described above, the target depth H = 50 m, the first depth H1, and the second depth H2 = 25 m.
次に、図1〜図3に示すように、先行掘削工程を実施する。即ち、図1に示すように、第1チェーンコンベアカッタ11により地面から第1深さH1に向けて掘削を行い、図2に示すように、下方折返部11aが第1深さH1に至るまで掘削を継続する。このとき、掘削により生じた残置土14は、必要量だけ地上で回収するが、そのほとんどは、地中に残置し、後に骨材として活用する。その結果、残置土14は、ほぐされた状態となり、長尺チェーンコンベアカッタ13が移動する際の抵抗は非常に小さくなる。
Next, as shown in FIGS. 1 to 3, a preceding excavation process is performed. That is, as shown in FIG. 1, excavation is performed from the ground toward the first depth H1 by the first
次に、図3に示すように、進行方向N1に所定量だけずれた位置において、先行掘削工程を実施し、これを繰り返す。 Next, as shown in FIG. 3, a preceding excavation process is performed at a position shifted by a predetermined amount in the traveling direction N1, and this is repeated.
その結果、図4に示すように、残置土14が残置された溝が進行方向N1に形成されていくことになる。ここで、先行掘削工程では、土質や地下水の状況に応じて、以下のようにすることが望ましい。
As a result, as shown in FIG. 4, a groove in which the remaining
(1)花崗岩、石灰岩など、硬質地盤では、水等を使用せず単に掘削するだけ(いわゆる空堀り)とし、残置土14を骨材として活用する。
(1) In hard ground such as granite and limestone, only excavation is performed without using water or the like (so-called empty digging), and the remaining
(2)軟弱地盤や砂質地盤では、水にベントナイト(膨潤材)や少量のセメント(貧配合)を混合したものを、安定剤をして注入し、残置土14と攪拌混合し、スラリー状安定土又は低強度地盤とし、溝の壁崩壊を防止する。
(2) In soft ground or sandy ground, water mixed with bentonite (swelling material) or a small amount of cement (poor compound) is injected as a stabilizer, and stirred and mixed with the remaining
(3)(1)と(3)の中間では、水又は圧縮空気を注入しながらの掘削するとよい。 (3) In the middle of (1) and (3), excavation may be performed while injecting water or compressed air.
いずれにしても、構築すべき連続壁の上端部が、地面1またはそれよりも低い場合、残置土14を必要量(注入する固化液の体積及び土粒子密度の変化量を考慮して決定する。)だけ取り除き、連続壁の上端部の仕上レベルを維持するのが好ましい。
In any case, when the upper end portion of the continuous wall to be constructed is lower than the
本形態では、先行掘削工程に引き続き、かつ並行して、後続掘削工程と構築工程とを連続的に実施する。まず、図4に示すように、長尺チェーンコンベアカッタ13の下方折返部12aを第1深さH1まで移動し、第2深さH2を掘削する。この際、長尺チェーンコンベアカッタ13から固化液を地中に吐出し、残置土14と混合攪拌し、図5に示すように、下方折返部12aを目標深さHまで至らせる。
In this embodiment, the subsequent excavation process and the construction process are continuously performed following and in parallel with the preceding excavation process. First, as shown in FIG. 4, the lower folded
本形態では、この後、下方折返部12aを第1深さH1よりやや上方まで引き上げ、長尺チェーンコンベアカッタ13を進行方向N1に横引きする。このとき、残置土14は、ほぐされており、その抵抗は小さくなっているから、従来技術よりもはるかにスムーズに長尺チェーンコンベアカッタ13を進行方向N1に移動できる。なお、この横引き時にも、固化液を吐出する。このように、長尺チェーンコンベアカッタ13を地面上まで引き上げるのではなく、その下部を地中に埋めたまま作業を継続しているため、地面上まで引き上げる場合に比べ、作業時間を大幅に短縮でき好適である。
In this embodiment, thereafter, the lower folded
そして、図6に示すように、横引き後に次の位置において、垂直下方へ掘削を行い、あわせて固化液を吐出する。以上の間においても、長尺チェーンコンベアカッタ13よりも進行方向N1の上流側では、第1チェーンコンベアカッタ11による先行掘削工程が、並行して実施される。
Then, as shown in FIG. 6, excavation is performed vertically downward at the next position after horizontal pulling, and the solidified liquid is discharged together. Also during the above, the preceding excavation process by the first
その結果、図7に示すように、壁体15の集合体である、地中連続壁が構築されることになる。なお、図中では、地中連続壁の上端レベルは、地面1のレベルと一致しているが、これは一例に過ぎず、上端レベルを地面1のレベルよりも低くすることもできるし、高くすることもできる。また、進行方向N1は、一直線であってもよいし、曲線でもよい。
As a result, as shown in FIG. 7, an underground continuous wall that is an aggregate of the
1 地面
2 TRD施工機
3 チェーンソー
4 固い地層
10 杭打機
11 第1チェーンコンベアカッタ
12 第2チェーンコンベアカッタ
11a、12a 下方折返部
11b、12b 上方折返部
13 長尺チェーンコンベアカッタ
14 残置土
15 壁体
H 目標深さ
H1 第1深さ
H2 第2深さ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
地面から前記目標深さに至る途中に第1深さを設定する工程と、
地面から前記第1深さまでを第1チェーンコンベアカッタを用いて垂直方向に掘削してほぐすとともに、その結果生じた掘削土の少なくとも一部を地中に残置する先行掘削工程と、
前記先行掘削工程の後に、地面から前記目標深さに至りうる長尺チェーンコンベアカッタの下端部を残置された掘削土中において移動させて前記第1深さまで至り、さらに、前記第1深さから前記目標深さまでを垂直方向に掘削する後続掘削工程と、
掘削土中に固化液を吐出し地面から前記目標深さに至る地中連続壁を構築する構築工程とを含む地中連続壁構築方法。 A method of constructing an underground continuous wall that reaches a target depth in the ground using a chain conveyor cutter,
Setting a first depth on the way from the ground to the target depth;
A prior excavation step of unraveling and vertically digging from the ground to the first depth using a first chain conveyor cutter, and leaving at least a portion of the resulting excavated soil in the ground;
After the preceding excavation step, the lower end of the long chain conveyor cutter that can reach the target depth from the ground is moved in the left excavation soil to reach the first depth, and further from the first depth. A subsequent excavation step of excavating vertically to the target depth;
An underground continuous wall construction method including a construction step of constructing an underground continuous wall from the ground to the target depth by discharging solidified liquid into excavated soil.
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