特開 2023-9727 遮水層構築工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023009727

(43)【公開日】2023-01-20

(54)【発明の名称】遮水層構築工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 17/18 20060101AFI20230113BHJP

【ＦＩ】

E02D17/18 Z

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021113238

(22)【出願日】2021-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】301044565

【氏名又は名称】株式会社ホージュン

(71)【出願人】

【識別番号】504211762

【氏名又は名称】家島建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504155293

【氏名又は名称】国立大学法人島根大学

(71)【出願人】

【識別番号】504174180

【氏名又は名称】国立大学法人高知大学

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100154520

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 祐子

(72)【発明者】

【氏名】水野 正之

(72)【発明者】

【氏名】佐古田 又規

(72)【発明者】

【氏名】溝渕 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】大西 文明

(72)【発明者】

【氏名】下村 和也

(72)【発明者】

【氏名】長束 勇

(72)【発明者】

【氏名】上野 和広

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 周之

【テーマコード（参考）】

2D044

【Ｆターム（参考）】

2D044CA00

(57)【要約】

【課題】土構造物の斜面を平滑にせずとも、漏水を防止することができる遮水層構築工法を提供する。
【解決手段】堤体Ｔの斜面Ｔａに対して型枠１０を設置し、その設置した型枠１０内にベントナイト混合土２を充填すると共に、その設置した型枠１０の外側に覆土３を撒き出し、その後、型枠１０を引き抜き、ベントナイト混合土２と覆土３を転圧するという工程を繰り返し行うことにより、堤体Ｔの斜面Ｔａに対してベントナイト混合土２を段状に構築してなる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

土構造物の斜面に対してベントナイト混合土を段状に構築してなる遮水層構築工法。

【請求項2】

前記土構造物の斜面に対して所定の型枠を設置し、その設置した所定の型枠内にベントナイト混合土を充填すると共に、その設置した所定の型枠の外側に覆土を撒き出す第１工程と、
前記第１工程が終了した後、前記所定の型枠を引き抜き、前記ベントナイト混合土と前記覆土を転圧する第２工程と、を含み、
前記第１工程と前記第２工程を繰り返し行うことにより、前記土構造物の斜面に対して前記ベントナイト混合土を段状に構築してなる請求項１に記載の遮水層構築工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遮水層構築工法に関する。

【背景技術】

【0002】

土木構造物のうち、天然材料である土質材料や岩石材料等を用いて構成される土構造物（例えば盛土、堤体、堤防等）は、最も材料コストが安いこともあり、古くからいたる場所に構築されてきた。

【0003】

ところで、このような土構造物は、地震や豪雨等によりしばしば自然災害に見舞われる。その被災状況はクラックが生じる程度の軽微なものから崩壊に至る甚大なものまで様々である。土構造物が崩壊した場合は、土構造物の崩壊箇所を含む部分を一旦撤去したのち、再度建設する等の措置が必要となる。しかしながら、崩壊に至るケースに比べ、クラックが生じたり、或いは、さらにクラックの周囲に段差が生じたりする軽微なケースが多い。また、自然災害以外にも、土構造物は経時劣化や地盤変動によってクラックや空隙を生じたり、コンクリート構造物等との境界に空隙を生じたりする場合がある。

【0004】

かくして、このような土構造物に生じたクラックや空隙などの欠陥を放置しておくと、漏水が発生し、崩壊等の事故に繋がる恐れがあることから、早期に修復する必要がある。そこで、土構造物に生じたクラック等を補修する方法として、図５に示すような前刃金工法が知られている。この前刃金工法は、ため池Ｗの堤体Ｔからなる土構造物に対して、刃金土Ｈを使用して、傾斜遮水ゾーンを構築するというものである。

【0005】

ところで、このような前刃金工法は、漏水を防止することができるものの、昨今、使用する刃金土Ｈが枯渇しかかっており、採取しづらくなってきているという問題があった。

【0006】

そこで、この前刃金工法の代替工法として、特許文献１に記載のような遮水シートを用いた工法が知られている。すなわち、この工法は、図６に示すように、堤体Ｔの斜面Ｔａに遮水シートＳを敷設し、この遮水シートＳによって、漏水を防止するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９－１７９９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上記のような工法は、遮水シートＳを敷設するにあたって、堤体Ｔの斜面Ｔａを平滑にする必要があり、万が一、堤体Ｔの斜面Ｔａに、図６（ａ）に示すような空隙Ｋが存在すると、この箇所から漏水が発生するという問題があった。或いは、遮水シートＳが劣化することによって、パインピング現象が発生（図６（ｂ）に示す矢印Ｙ１０参照）し、もって、図６（ｂ）に示すように、遮水シートＳが破損し、漏水が発生するという問題があった。そのため、遮水シートＳを敷設するにあたっては、必ず、堤体Ｔの斜面Ｔａを平滑にしなければならないといった問題があった。

【0009】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、土構造物の斜面を平滑にせずとも、漏水を防止することができる遮水層構築工法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0011】

請求項１の発明によれば、土構造物（例えば、堤体Ｔ）の斜面（Ｔａ）に対してベントナイト混合土（２）を段状に構築してなることを特徴としている。

【0012】

また、請求項２の発明によれば、上記請求項１に記載の遮水層構築工法において、前記土構造物（例えば、堤体Ｔ）の斜面（Ｔａ）に対して所定の型枠（１０）を設置し、その設置した所定の型枠（１０）内にベントナイト混合土（２）を充填すると共に、その設置した所定の型枠（１０）の外側に覆土（３）を撒き出す第１工程（図２（ａ）参照）と、
前記第１工程（図２（ａ）参照）が終了した後、前記所定の型枠（１０）を引き抜き、前記ベントナイト混合土（２）と前記覆土（３）を転圧する第２工程（図２（ｂ）参照）と、を含み、
前記第１工程（図２（ａ）参照）と前記第２工程（図２（ｂ）参照）を繰り返し行うことにより、前記土構造物（例えば、堤体Ｔ）の斜面（Ｔａ）に対して前記ベントナイト混合土（２）を段状に構築してなることを特徴としている。

【発明の効果】

【0013】

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0014】

請求項１に係る発明によれば、土構造物（例えば、堤体Ｔ）の斜面（Ｔａ）に対して土質材料であるベントナイト混合土（２）を段状に構築しているから、土構造物の斜面を平滑にせずとも、漏水を防止することができる。

【0015】

請求項２に係る発明によれば、土構造物（例えば、堤体Ｔ）の斜面（Ｔａ）に対して所定の型枠（１０）を設置し、その設置した所定の型枠（１０）内にベントナイト混合土（２）を充填すると共に、その設置した所定の型枠（１０）の外側に覆土（３）を撒き出し、その後、所定の型枠（１０）を引き抜き、ベントナイト混合土（２）と覆土（３）を転圧するという工程を繰り返し行うことにより、土構造物（例えば、堤体Ｔ）の斜面（Ｔａ）に対してベントナイト混合土（２）を段状に構築するようにしている。これにより、簡単容易に、土構造物（例えば、堤体Ｔ）の斜面（Ｔａ）に対してベントナイト混合土（２）を段状に構築することができる。さらには、所定の型枠（１０）内にベントナイト混合土（２）を充填すると共に、その設置した所定の型枠（１０）の外側に覆土（３）を撒き出しするようにしているから、ベントナイト混合土（２）と覆土（３）を簡単容易に構築することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】（ａ）は、ため池の堤体からなる土構造物に本発明の一実施形態に係る遮水層を構築した状態を示す説明図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ部分の拡大図である。

【図2】（ａ）は、堤体の斜面に同実施形態に係る型枠を用いて覆土及びベントナイト混合土の層を形成した状態を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す状態から転圧機を用いて覆土及びベントナイト混合土を転圧している状態を示す説明図である。

【図3】同実施形態に係る型枠の斜視図である。

【図4】同実施形態に係る型枠を、堤体の斜面に横並びに複数並設し、該型枠内にベントナイト混合土を充填している状態を示す斜視図である。

【図5】ため池の堤体からなる土構造物に刃金土を構築した状態を示す説明図である。

【図6】（ａ）は、空隙が形成されているため池の堤体からなる土構造物の斜面に対して遮水シートを敷設した状態を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す状態からパインピング現象が発生し、遮水シートが破損した状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る遮水層構築工法の一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

【0018】

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る遮水層１は、例えば、ため池Ｗの堤体Ｔからなる土構造物の斜面Ｔａに対して、段状に構築されるものである。より詳しく説明すると、図１（ｂ）に示すように、遮水層１は、堤体Ｔの斜面Ｔａに沿って、段状に構築されているベントナイト混合土２と、ベントナイト混合土２のため池Ｗ側の側面に構築されている覆土３と、で構成されている。このベントナイト混合土２は、母材となる砂質系土砂にベントナイトを一定量混合して得られる材料である。ベントナイトは、天然の粘土鉱物であり、吸水により膨潤する性質を有している。そのため、この膨潤性によって高い遮水性や自己修復性（損傷などの理由によって低下した遮水性が、徐々に回復する性質）の発揮が期待できる。それゆえ、このベントナイト混合土２は、ベントナイトの膨潤性により、母材の遮水性の改善が可能となる。また、ベントナイト混合土２で使用するベントナイトは、無機土質材料のため、長期的にみても不燃性で劣化・分解することが無く半永久的に遮水機能を保つことができる。なお、本実施形態においては、ベントナイト混合土２の透水係数を１×１０^－６ｃｍ／ｓｅｃ以下にすることによって（図５に示す刃金土Ｈの透水係数は１×１０^－５ｃｍ／ｓｅｃ）、薄層化を実現し、もって、コストダウンを図れるようにしている。

【0019】

以下、この遮水層１を構築する方法を具体的に説明することとする。

【0020】

＜遮水層を構築する方法の説明＞
遮水層１を構築するにあたっては、まず、図２（ａ）に示すように、堤体Ｔの斜面Ｔａの最下面Ｔａ１にベントナイト混合土２を充填し、約２０ｃｍ程度の厚みのベントナイト混合土２の層を構築する。

【0021】

次いで、図３に示すような型枠１０を使用する。この型枠１０は、金属等で形成されており、図３に示すように、上面１０ａが開放され、下面１０ｂが開放され、左側面１０ｃが閉止され、右側面１０ｄが閉止され、前面１０ｅが閉止され、後面１０ｆが開放された横長の逆台形状に形成されている。そして、図３に示すように、このような型枠１０の左側面１０ｃの上面１０ａ側には、コ字状の左把持部１０ｃ１が一体的に設けられ、型枠１０の右側面１０ｄの上面１０ａ側には、コ字状の右把持部１０ｄ１が一体的に設けられている。

【0022】

かくして、このように形成される型枠１０は、堤体Ｔの斜面Ｔａの最下面Ｔａ１に構築されているベントナイト混合土２の層上に設置されると共に、図４に示すように、堤体Ｔの斜面Ｔａ側に後面１０ｆが位置するように設置される。そして、このように設置された型枠１０は、堤体Ｔの斜面Ｔａの長手方向に沿って、横並びに複数並設される。しかして、この状態で、図４に示すように、油圧ショベル（図示せず）のバケットＢを用いて、型枠１０の上面１０ａ側から、型枠１０内にベントナイト混合土２が充填されることとなる。この際、型枠１０の後面１０ｆが開放されているから、型枠１０内にベントナイト混合土２を充填するだけで、ベントナイト混合土２を堤体Ｔの斜面Ｔａに簡単容易に配置させることができる。しかして、複数並設された型枠１０内にベントナイト混合土２が充填されると、型枠１０の前面１０ｅ側に、覆土３が撒き出しされることとなる。

【0023】

かくして、このように、型枠１０内にベントナイト混合土２が充填され、型枠１０の前面１０ｅ側に、覆土３が撒き出しされると、図２（ａ）に示すように、型枠１０が矢印Ｙ１方向に引き抜かれることとなる。この際、型枠１０の下面１０ｂが開放されているから、型枠１０を引き抜いた際、型枠１０内に充填されたベントナイト混合土２を、堤体Ｔの斜面Ｔａに残置することができる。なお、型枠１０を引き抜く際、型枠１０の左把持部１０ｃ１及び右把持部１０ｄ１にワイヤー等が取り付けられ、引き抜かれることとなる。

【0024】

次いで、図２（ｂ）に示すように、従来周知の構造である転圧機Ｒを用いて、覆土３及びベントナイト混合土２を転圧し、約２０ｃｍ程度の厚みの覆土３及びベントナイト混合土２の層を構築する。

【0025】

かくして、上記のような型枠１０及び転圧機Ｒを用いて、上記説明した処理を繰り返し行うことにより、約２０ｃｍ程度の厚みの覆土３及びベントナイト混合土２の層を段状に形成することができることとなる。これにより、図１（ａ）に示すような、遮水層１が、堤体Ｔの斜面Ｔａに構築されることとなる。

【0026】

しかして、以上説明した本実施形態に示す方法にて、堤体Ｔの斜面Ｔａに対してベントナイト混合土２を段状に構築するようにすれば、堤体Ｔの斜面を平滑にせずとも、漏水を防止することができる。すなわち、ベントナイト混合土２は、土質材料であるから、堤体Ｔの斜面Ｔａが平滑になっておらず岩などが出て凹凸形状になっていたとしても、その凹凸部分にベントナイト混合土２が入り込んで馴染むこととなり、もって、パインピングの原因となる図６（ｂ）に示すような空隙Ｋが堤体Ｔの斜面Ｔａに形成される事態を防止することができる。それゆえ、堤体Ｔの斜面Ｔａに対してベントナイト混合土２を段状に構築するようにすれば、堤体Ｔの斜面Ｔａを平滑にせずとも、漏水を防止することができる。

【0027】

また、本実施形態においては、堤体Ｔの斜面Ｔａに対して型枠１０を設置し、その設置した型枠１０内にベントナイト混合土２を充填すると共に、その設置した型枠１０の前面１０ａ側に覆土３を撒き出し、その後、型枠１０を引き抜き、ベントナイト混合土２と覆土３を転圧するという工程を繰り返し行うことにより、堤体Ｔの斜面Ｔａに対してベントナイト混合土２を段状に構築することができる。これにより、簡単容易に、堤体Ｔの斜面Ｔａに対してベントナイト混合土２を段状に構築することができる。

【0028】

さらに、本実施形態においては、型枠１０内にベントナイト混合土２を充填し、型枠１０の前面１０ｅ側に、覆土３を撒き出しするようにしているから、ベントナイト混合土２と覆土３を簡単容易に構築することが可能となる。

【0029】

なお、本実施形態において示した遮水層を構築する方法はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態においては、土構造物として、ため池Ｗの堤体Ｔを例にして説明したが、それに限らず、漏水を防止する箇所であれば、汚染水等、どのような箇所にも適用可能である。

【符号の説明】

【0030】

１ 遮水層
２ ベントナイト混合土
３ 覆土
１０ 型枠（所定の型枠）
Ｔ 堤体（土構造物）
Ｔａ 斜面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】