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(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】P2024143707
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】吹付け方法及び埋戻し方法
(51)【国際特許分類】
E21D 11/10 20060101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
E21D11/10 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023056504
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122781
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 寛
(72)【発明者】
【氏名】松本 聡碩
(72)【発明者】
【氏名】石井 健嗣
(72)【発明者】
【氏名】小林 一三
(72)【発明者】
【氏名】米丸 佳克
【テーマコード（参考）】
2D155
【Ｆターム（参考）】
2D155DB02
2D155DB06
(57)【要約】
【課題】坑道の埋戻しにおいて吹付け材のリバウンドを低減する吹付け方法、及び埋戻し方法を提供する。
【解決手段】坑道１の妻壁面３に埋戻層５を形成する処理を繰返し実行して坑道１を埋め戻す埋戻し工事において、吹付け工法で埋戻層５を形成する吹付け方法は、埋戻層５のうち坑道１の坑壁面３２に沿った部分である埋戻層周縁部２２を形成する周縁部形成工程Ｓ３０２と、周縁部形成工程Ｓ３０２よりも後に実行され埋戻層５のうち埋戻層周縁部２２の内側の部分である埋戻層中央部２３を形成する中央部形成工程Ｓ３０３と、を備え、周縁部形成工程Ｓ３０２では、吹付けノズル１１から坑壁面３２に垂直に吹付け材が噴射される。
【選択図】図５
【解決手段】坑道１の妻壁面３に埋戻層５を形成する処理を繰返し実行して坑道１を埋め戻す埋戻し工事において、吹付け工法で埋戻層５を形成する吹付け方法は、埋戻層５のうち坑道１の坑壁面３２に沿った部分である埋戻層周縁部２２を形成する周縁部形成工程Ｓ３０２と、周縁部形成工程Ｓ３０２よりも後に実行され埋戻層５のうち埋戻層周縁部２２の内側の部分である埋戻層中央部２３を形成する中央部形成工程Ｓ３０３と、を備え、周縁部形成工程Ｓ３０２では、吹付けノズル１１から坑壁面３２に垂直に吹付け材が噴射される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
坑道の妻壁面に埋戻層を形成する処理を繰返し実行して前記坑道を埋め戻す埋戻し工事において、吹付け工法で前記埋戻層を形成する吹付け方法であって、
前記埋戻層のうち前記坑道の坑壁面に沿った部分である埋戻層周縁部を形成する周縁部形成工程と、
前記周縁部形成工程よりも後に実行され前記埋戻層のうち前記埋戻層周縁部の内側の部分である埋戻層中央部を形成する中央部形成工程と、を備え、
前記周縁部形成工程では、吹付けノズルから前記坑壁面に垂直に吹付け材が噴射される、吹付け方法。
前記埋戻層のうち前記坑道の坑壁面に沿った部分である埋戻層周縁部を形成する周縁部形成工程と、
前記周縁部形成工程よりも後に実行され前記埋戻層のうち前記埋戻層周縁部の内側の部分である埋戻層中央部を形成する中央部形成工程と、を備え、
前記周縁部形成工程では、吹付けノズルから前記坑壁面に垂直に吹付け材が噴射される、吹付け方法。
【請求項2】
前記中央部形成工程よりも前に実行され前記埋戻層のうち前記坑道の底面に沿った部分である埋戻層下縁部を形成する下縁部形成工程を更に備え、
前記埋戻層下縁部の上面は、前記坑道の奥側から手前側に向けて低くなる形状に形成される、請求項１に記載の吹付け方法。
前記埋戻層下縁部の上面は、前記坑道の奥側から手前側に向けて低くなる形状に形成される、請求項１に記載の吹付け方法。
【請求項3】
前記下縁部形成工程は前記周縁部形成工程よりも前に実行される、請求項２に記載の吹付け方法。
【請求項4】
請求項１～３の何れか１項に記載の吹付け方法による前記埋戻層の形成を繰返して前記坑道を埋め戻す埋戻し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吹付け方法及び埋戻し方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、下記特許文献１に記載の吹付け方法が知られている。この吹付け方法によって坑道の妻壁面上に吹付け層が形成され、この吹付け方法が繰り返されることで、積層された吹付け層による壁体を形成するものである。この吹付け方法では、吹付けノズルが妻壁面に垂直に向けられた状態で駆動装置によって水平に移動されて水平方向に延びる吹付け帯部が形成される。この吹付け帯部が上下方向に略等間隔で複数形成されて吹付け材の尾根部と谷部とが交互に形成される。その後、上記の谷部を埋めるように水平方向に延びる吹付け帯部が重ねて形成されることで、平面に近い形状の表面をもつ吹付け層が形成される。このように、吹付け層の表面を平面に近い形状にすることで、当該表面上に重ねて吹付けられる吹付け材のリバウンドが低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許６０９３５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この種の吹付け方法を坑道の埋戻しに適用した場合を考える。この場合、妻壁面の縁部（妻壁面と坑壁面との隅角部）の近傍においては、吹付けノズルを保持する駆動装置のアームと坑壁面との干渉を避ける必要があるので、吹付けノズルの噴射方向を妻壁面に対して垂直に向けることができない場合がある。そうすると、妻壁面の縁部近傍においては、吹付け材は妻壁面に対して斜めに吹付けられることになり、リバウンド増加の原因になり得る。本発明は、坑道の埋戻しにおいて吹付け材のリバウンドを低減する吹付け方法、及び埋戻し方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の要旨は以下の〔１〕～〔４〕に存する。
【0006】
〔１〕坑道の妻壁面に埋戻層を形成する処理を繰返し実行して前記坑道を埋め戻す埋戻し工事において、吹付け工法で前記埋戻層を形成する吹付け方法であって、前記埋戻層のうち前記坑道の坑壁面に沿った部分である埋戻層周縁部を形成する周縁部形成工程と、前記周縁部形成工程よりも後に実行され前記埋戻層のうち前記埋戻層周縁部の内側の部分である埋戻層中央部を形成する中央部形成工程と、を備え、前記周縁部形成工程では、吹付けノズルから前記坑壁面に垂直に前記吹付け材が噴射される、吹付け方法。
【0007】
〔２〕前記中央部形成工程よりも前に実行され前記埋戻層のうち前記坑道の底面に沿った部分である埋戻層下縁部を形成する下縁部形成工程を更に備え、前記埋戻層下縁部の上面は、前記坑道の奥側から手前側に向けて低くなる形状に形成される、〔１〕に記載の吹付け方法。
【0008】
〔３〕前記下縁部形成工程は前記周縁部形成工程よりも前に実行される、〔２〕に記載の吹付け方法。
【0009】
〔４〕 〔１〕～〔３〕の何れか１項に記載の吹付け方法による前記埋戻層の形成を繰返して前記坑道を埋め戻す埋戻し方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、坑道の埋戻しにおいて吹付け材のリバウンドを低減する吹付け方法、及び埋戻し方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】（ａ）は、坑道の断面図であり、（ｂ）は、坑道の妻壁の正面図である。
【図2】ロボットのアームの先端側の部分を拡大して示す図である。
【図3】（ａ）は、本実施形態の吹付け方法のフローチャートであり、（ｂ）及び（ｃ）は、各変形例に係る吹付け方法のフローチャートである。
【図4】（ａ）は下縁部形成工程における妻壁面の正面図であり、（ｂ）はその妻壁面を含む断面図である。
【図5】（ａ）は周縁部形成工程における妻壁面の正面図であり、（ｂ）はその妻壁面を含む断面図である。
【図6】周縁部形成工程の変形例における吹付けノズルと妻壁面の正面図である。
【図7】（ａ）は中央部形成工程における妻壁面の正面図であり、（ｂ）はその妻壁面を含む断面図である。
【図8】中央部形成工程で形成される埋戻層中央部の層構造を拡大して模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しながら本発明に係る吹付け方法及び埋戻し方法の実施形態について詳細に説明する。図１（ａ）は、坑道１０１の断面図であり、図１（ｂ）は、坑道１０１の妻壁の正面図である。以下では、図に示すように坑道１０１の幅方向をＸ方向、坑道１０１の長手方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向として、各部の位置関係等の説明にＸ，Ｙ，Ｚを用いる場合がある。
【0013】
坑道１０１は、高レベル放射性廃棄物の地層処分施設の坑道である。地層処分施設の操業後には、放射性物質の流出を防止するために坑道１０１が埋戻しされる。坑道１０１は、コンクリート製のアーチカルバート１０２の内部空間として構成されている。坑道１０１の下部は土質材料１０３が充填され転圧で締め固められる。坑道１０１のうち土質材料１０３が充填された部分を除く断面半円状の上部が、本実施形態の吹付け方法及び埋戻し方法の対象である新たな坑道を構成する。このような本実施形態の吹付け方法及び埋戻し方法の対象である新たな坑道を「坑道１」と呼ぶものとする。坑道１の幅は例えば約５ｍであり、坑道１の高さは例えば約２．２ｍである。
【0014】
本実施形態の埋戻し方法が用いられる埋戻し工事は、坑道１の妻壁面３に、当該妻壁面３の全面に亘る埋戻層５を所定の層厚さで形成する処理を含む。そして、この埋戻層５を形成する処理が繰返し実行され、多数の埋戻層５がＹ方向に積層されることにより坑道１が埋め戻される。なお、上記の妻壁面３とは、先に形成された既設の埋戻層５の表面で構成され、概ねＹ方向に直交する平面をなす。本実施形態の吹付け方法は、吹付け工法を用いて所定の埋戻し材で上記埋戻層５を形成するものである。坑道１の断面はＹ方向から見て例えば略半円形状をなしている。１層分の埋戻層５の層厚さは例えば約１５０ｍｍである。ここで用いられる埋戻し材は、ベントナイト混合土であり、例えばベントナイトと現地掘削土を混合して製造される。
【0015】
本実施形態の吹付け方法を実行するための施工装置１０は、上記の埋戻し材を吹付け材として噴射する吹付けノズル１１と、吹付けノズル１１を操作する自走式のロボット１３と、吹付けノズル１１に対し搬送管を通じて吹付け材を送出する吹付け機１５と、吹付け機１５に対して吹付け材を供給する材料供給機１７と、吹付け機１５に対して圧縮空気を供給するコンプレッサ１９と、を備えている。材料供給機１７から吹付け機１５に供給される吹付け材は、コンプレッサ１９からの圧縮空気によって高圧で吹付けノズル１１に送られ、吹付けノズル１１から高速で噴射される。吹付けノズル１１は、超音速ノズルであってもよい。
【0016】
ロボット１３は、複数の関節を有するアーム１４を備え、妻壁面３にアーム１４が十分に届くような位置に設置される。アーム１４の先端部には吹付けノズル１１が保持されている。ロボット１３は、オペレータによるリモートコントロールに従ってアーム１４を駆動することにより、吹付けノズル１１の位置と、吹付けノズル１１の向き（噴射方向）を調整する。なお、このようなアーム１４の駆動は、事前に準備されたプログラムに従うロボット１３の自動制御により実行されてもよい。
【0017】
アーム１４の駆動により、吹付けノズル１１の位置はＸＹＺ方向に３次元的に調整可能であり、吹付けノズル１１の向き（噴射方向）は２軸で調整である。本実施形態の例では、図２に示されるように、ロボット１３のアーム１４の先端側の部分は、連結されたリンク１４ａ，１４ｂ，１４ｃを備えている。リンク１４ａは直線状に延在している。リンク１４ｂはリンク１４ａの先端に連結され当該リンク１４ａに対して軸線Ｂ周りに回転可能である。リンク１４ｃは吹付けノズル１１を保持しリンク１４ｂに対し軸線Ｃ周りに回転可能である。軸線Ｂはリンク１４ａの延在方向に平行であり軸線Ｃは軸線Ｂに直交する。
【0018】
このようなロボット１３が使用されることで、妻壁面３に近い劣悪な環境下に作業者が立ち入ることなく吹付け作業を行なうことができる。吹付け機１５、材料供給機１７、及びコンプレッサ１９は、妻壁面３から離れた位置に適宜配置されればよい。なお、ロボット１３に代えて、コンクリート用吹付け重機や汎用の建設用重機等が使用されてもよい。
【0019】
１層分の埋戻層５を形成するための本実施形態の吹付け方法について説明する。以下では、図１（ｂ）に示されるように、形成される埋戻層５を、埋戻層下縁部２１、埋戻層周縁部２２、及び埋戻層中央部２３、といった３つの部分に分けて考える。埋戻層下縁部２１は、埋戻層５のうち坑道１の水平な底面３１に沿って直線的に延在する部分である。埋戻層下縁部２１の上下方向の幅は例えば約３００ｍｍである。埋戻層周縁部２２は、埋戻層５のうち坑道１の坑壁面３２に沿って円弧状に延在する部分である。埋戻層周縁部２２の径方向の厚さは例えば約３００ｍｍである。埋戻層中央部２３は、埋戻層下縁部２１と埋戻層周縁部２２とに囲まれた内側の半円状の部分である。
【0020】
本実施形態の吹付け方法は、図３（ａ）に示されるように、埋戻層下縁部２１を形成する下縁部形成工程Ｓ３０１と、埋戻層周縁部２２を形成する周縁部形成工程Ｓ３０２と、埋戻層中央部２３を形成する中央部形成工程Ｓ３０３と、を備えている。本実施形態の吹付け方法においては、最初に下縁部形成工程Ｓ３０１が実行され、その後に周縁部形成工程Ｓ３０２が実行され、更にその後に中央部形成工程Ｓ３０３が実行される。各工程について以下に説明する。以下の各工程における、吹付けノズル１１の移動、吹付けノズル１１のＸＹＺ位置の調整、吹付けノズル１１の向き（噴射方向）の変更や調整は、特に断らない限り、ロボット１３が、オペレータによるリモートコントロール又は自動制御に基づいてアーム１４を動作させることにより実行するものである。
【0021】
（下縁部形成工程Ｓ３０１）
図４（ａ）は下縁部形成工程Ｓ３０１における妻壁面３の正面図であり、図４（ｂ）はその妻壁面３を含む断面図である。図に示されるように、下縁部形成工程Ｓ３０１では吹付けノズル１１が妻壁面３に垂直に向けられる（Ｙ方向に向けられる）。そして、吹付けノズル１１から吹付け材が噴射された状態で、噴射方向Ｊが常に妻壁面３に直交するように調整されながら、埋戻層下縁部２１に対応する領域内で吹付けノズル１１がＸＺ方向に繰返し移動される。また、吹付けノズル１１と吹付け対象との距離は例えば１ｍ程度になるように調整される。このような吹付け処理により、坑道１の下部の妻壁面３上には吹付け材が徐々に積層されていく。そして、最終的には、妻壁面３と底面３１とが交差する隅角部が吹付け材で埋められ、当該吹付け材（埋戻し材）が埋戻層５の層厚さ分だけ積層されることで、底面３１に沿って直線的に延在する埋戻層下縁部２１が形成される。
図４（ａ）は下縁部形成工程Ｓ３０１における妻壁面３の正面図であり、図４（ｂ）はその妻壁面３を含む断面図である。図に示されるように、下縁部形成工程Ｓ３０１では吹付けノズル１１が妻壁面３に垂直に向けられる（Ｙ方向に向けられる）。そして、吹付けノズル１１から吹付け材が噴射された状態で、噴射方向Ｊが常に妻壁面３に直交するように調整されながら、埋戻層下縁部２１に対応する領域内で吹付けノズル１１がＸＺ方向に繰返し移動される。また、吹付けノズル１１と吹付け対象との距離は例えば１ｍ程度になるように調整される。このような吹付け処理により、坑道１の下部の妻壁面３上には吹付け材が徐々に積層されていく。そして、最終的には、妻壁面３と底面３１とが交差する隅角部が吹付け材で埋められ、当該吹付け材（埋戻し材）が埋戻層５の層厚さ分だけ積層されることで、底面３１に沿って直線的に延在する埋戻層下縁部２１が形成される。
【0022】
図４（ｂ）に示されるように完成後の埋戻層下縁部２１は台形断面をなし、埋戻層下縁部２１の上面２１ａは、坑道１の奥側から手前側に向けて低くなる形状に形成される。埋戻層下縁部２１の側面２１ｂはＹ方向に直交する平面をなし、最終的に埋戻層５の手前側の面の一部を構成する。図の例では、上面２１ａは傾斜した平面をなしている。上記のような断面形状の埋戻層下縁部２１を形成するためには、例えば、埋戻層下縁部２１の高さ位置ごとに吹付けの繰返し回数を適宜調整すればよい。または、埋戻層下縁部２１の高さ位置ごとに吹付けノズル１１の移動速度を適宜調整すればよい。すなわち、吹付けノズル１１からの単位時間当たりの噴射量は一定にされ、吹付けノズル１１の移動速度の調整により単位面積当たりに吹付けられる吹付け材の量が調整される。このように、埋戻層下縁部２１の箇所ごとに吹付けの繰返し回数や吹付けノズル１１の移動速度を適宜調整することで、埋戻層下縁部２１を所望の断面形状に形成することができる。
【0023】
（周縁部形成工程Ｓ３０２）
図５（ａ）は周縁部形成工程Ｓ３０２における妻壁面３の正面図であり、図５（ｂ）はその妻壁面３を含む断面図である。図に示されるように、周縁部形成工程Ｓ３０２では吹付けノズル１１が埋戻層下縁部２１の上方の位置に配置され、妻壁面３に平行な方向に向けられる（Ｙ方向に直交する方向に向けられる）。そして、吹付けノズル１１から吹付け材が噴射された状態で、噴射方向Ｊが常に坑壁面３２に直交するように調整されながら、坑壁面３２に沿って吹付けノズル１１が繰返し移動される。また、吹付けノズル１１と吹付け対象との距離は例えば１ｍ程度になるように調整される。このような吹付け処理により、坑壁面３２上には吹付け材が徐々に積層されていく。そして、最終的には、妻壁面３と坑壁面３２とが交差する隅角部が吹付け材で埋められ、当該吹付け材（埋戻し材）が径方向に所定の厚さ分だけ積層されることで、坑壁面３２に沿って円弧状に延在する埋戻層周縁部２２が形成される。
図５（ａ）は周縁部形成工程Ｓ３０２における妻壁面３の正面図であり、図５（ｂ）はその妻壁面３を含む断面図である。図に示されるように、周縁部形成工程Ｓ３０２では吹付けノズル１１が埋戻層下縁部２１の上方の位置に配置され、妻壁面３に平行な方向に向けられる（Ｙ方向に直交する方向に向けられる）。そして、吹付けノズル１１から吹付け材が噴射された状態で、噴射方向Ｊが常に坑壁面３２に直交するように調整されながら、坑壁面３２に沿って吹付けノズル１１が繰返し移動される。また、吹付けノズル１１と吹付け対象との距離は例えば１ｍ程度になるように調整される。このような吹付け処理により、坑壁面３２上には吹付け材が徐々に積層されていく。そして、最終的には、妻壁面３と坑壁面３２とが交差する隅角部が吹付け材で埋められ、当該吹付け材（埋戻し材）が径方向に所定の厚さ分だけ積層されることで、坑壁面３２に沿って円弧状に延在する埋戻層周縁部２２が形成される。
【0024】
なお、Ｙ方向から見た坑壁面３２全体が完全に円弧であれば、図６に示されるように、当該円弧の中心Ｄに吹付けノズル１１を配置し、吹付けノズル１１のＸＺ位置を固定したまま吹付けノズル１１の向きをＹ方向に平行な軸線周りに回転させるようにしてもよい。この場合においても、吹付け材の噴射方向Ｊが常に坑壁面３２に直交する状態が実現される。この場合、周縁部形成工程Ｓ３０２におけるアーム１４の動作の制御が簡易化される点において好ましい。
【0025】
（中央部形成工程Ｓ３０３）
図７（ａ）は中央部形成工程Ｓ３０３における妻壁面３の正面図であり、図７（ｂ）はその妻壁面３を含む断面図である。図に示されるように、中央部形成工程Ｓ３０３では吹付けノズル１１が妻壁面３に垂直に向けられる（Ｙ方向に向けられる）。そして、吹付けノズル１１から吹付け材が噴射された状態で、噴射方向Ｊが常に妻壁面３に直交するように調整されながら、埋戻層下縁部２１の傾斜した上面２１ａ上を含めて、埋戻層中央部２３に対応する領域内で吹付けノズル１１がＸＺ方向に繰返し移動される。また、吹付けノズル１１と吹付け対象との距離は例えば１ｍ程度になるように調整される。このような吹付け処理により、埋戻層下縁部２１と埋戻層周縁部２２とで囲まれた領域における妻壁面３上には吹付け材が徐々に積層されていく。そして、最終的には、吹付け材（埋戻し材）が埋戻層５の層厚さ分だけ積層されることで、半円状の埋戻層中央部２３が形成される。
図７（ａ）は中央部形成工程Ｓ３０３における妻壁面３の正面図であり、図７（ｂ）はその妻壁面３を含む断面図である。図に示されるように、中央部形成工程Ｓ３０３では吹付けノズル１１が妻壁面３に垂直に向けられる（Ｙ方向に向けられる）。そして、吹付けノズル１１から吹付け材が噴射された状態で、噴射方向Ｊが常に妻壁面３に直交するように調整されながら、埋戻層下縁部２１の傾斜した上面２１ａ上を含めて、埋戻層中央部２３に対応する領域内で吹付けノズル１１がＸＺ方向に繰返し移動される。また、吹付けノズル１１と吹付け対象との距離は例えば１ｍ程度になるように調整される。このような吹付け処理により、埋戻層下縁部２１と埋戻層周縁部２２とで囲まれた領域における妻壁面３上には吹付け材が徐々に積層されていく。そして、最終的には、吹付け材（埋戻し材）が埋戻層５の層厚さ分だけ積層されることで、半円状の埋戻層中央部２３が形成される。
【0026】
中央部形成工程Ｓ３０３における吹付け処理の詳細を更に説明する。図８は、中央部形成工程Ｓ３０３で形成される埋戻層中央部２３の層構造を拡大して模式的に示す断面図である。この吹付け処理では、図８に示されるように、複数の吹付け層４０が妻壁面３上にＹ方向に積層されることで、埋戻層中央部２３が形成される。各吹付け層４０の層厚がすべて同じである必要はない。１つの吹付け層４０は、第１吹付け工程で形成される第１吹付け部４１と、第２吹付け工程で形成される第２吹付け部４２と、で構成される。第１吹付け工程では、吹付けノズル１１がＸ方向に移動することでＸ方向に延びる第１吹付け帯部４１ａが形成される。このような第１吹付け帯部４１ａが下から順に互いに一部ずつ重なり合い上下方向に略等間隔で複数配列するように形成される。これらの複数の第１吹付け帯部４１ａからなる第１吹付け部４１は、上下方向に交互に現れる複数の尾根部と複数の谷部とを有する。第２吹付け工程では、Ｘ方向に延びる第２吹付け帯部４２ａが第１吹付け部４１の各谷部を埋めるように略等間隔で複数形成される。これらの複数の第２吹付け帯部４２ａからなる第２吹付け部４２が、第１吹付け部４１上に形成される。このような第１吹付け工程と第２吹付け工程とにより１つの吹付け層４０が形成され、当該吹付け層４０の表面はＹ方向に直交する平面に近い形状になる。そして、上記のような吹付け層４０の形成が繰り返され、埋戻層５の層厚さに達するまで吹付け層４０が積層されることで、埋戻層中央部２３が完成する。
【0027】
上述したような本実施形態の吹付け方法及び埋戻し方法による作用効果について説明する。
【0028】
ここで、仮に、埋戻層５の全体に亘るすべての箇所で、噴射方向ＪをＹ方向として吹付けを実行しようとする場合を考える。この場合、妻壁面３と坑壁面３２との隅角部を吹付け施行するときには、吹付けノズル１１を坑壁面３２の近傍に配置する必要があるので、ロボット１３のアーム１４が坑壁面３２に干渉する場合がある。そして、アーム１４と坑壁面３２との干渉を避けて上記隅角部を施工しようとすれば、噴射方向Ｊが妻壁面３に対してやや斜めにならざるを得ず、その結果、リバウンド増加の原因になり得る。なお、アーム１４と坑壁面３２との干渉を避けるためには、隅角部の施工時に、吹付けノズル１１がＹ方向から見て常に坑壁面３２とアーム１４との間に位置するようにアーム１４を動作させることも考えられる。しかしながら、このような動作を実現するにはアーム１４の制御が複雑化するといった問題があり容易に採用できない。
【0029】
これに対して、本実施形態の吹付け方法では、周縁部形成工程Ｓ３０２によって上記隅角部が施工される。周縁部形成工程Ｓ３０２では、吹付けノズル１１は妻壁面３に垂直ではなく妻壁面３に平行な方向に向けられ、坑壁面３２に向けて吹付け材が噴射される。従って、吹付けノズル１１は坑壁面３２から径方向内側に離れて配置すればよく、アーム１４と坑壁面３２又は妻壁面３との干渉は発生し難い。また、吹付けノズル１１からの吹付け材の噴射方向Ｊは常に坑壁面３２に直交する方向とされる。このように、本実施形態の吹付け方法によれば、アーム１４と坑壁面３２との干渉が避けられた上で、坑壁面３２には常に垂直に吹付け材が吹付けられる。よって、吹付け工法における吹付け材が対象面に常に垂直に吹付けられることで、吹付け材のリバウンドが低減される。そして、リバウンドの低減により、吹付け材（埋戻し材）が節減され、工費が節減される。
【0030】
また、中央部形成工程Ｓ３０３では、噴射方向ＪをＹ方向として埋戻層中央部２３が吹付け施工される。埋戻層中央部２３を施工すべき領域は、埋戻層周縁部２２の径方向の厚さ分（例えば３００ｍｍ）だけ坑壁面３２から離れているので、中央部形成工程Ｓ３０３では吹付けノズル１１を坑壁面３２に極端に近づける必要はない。すなわち、吹付けノズル１１が最も坑壁面３２に近づいたときにも、吹付けノズル１１は坑壁面３２から埋戻層周縁部２２の径方向の厚さ分（例えば３００ｍｍ）だけ離れている。従って、アーム１４先端と坑壁面３２との干渉を回避しながら、吹付け材の噴射方向Ｊが妻壁面３に直交する状態を維持することができる。よって、中央部形成工程Ｓ３０３においても、妻壁面３に常に垂直に吹付け材が吹付けられるようにすることができ、その結果、吹付け材のリバウンドが低減される。
【0031】
また、中央部形成工程Ｓ３０３では、第１吹付け工程と第２吹付け工程とがこの順で繰り返し実施されて複数の吹付け層４０が形成される。第１吹付け工程では、妻壁面３上でＸ方向に延びる第１吹付け帯部４１ａを、下から順に互いに一部ずつ重なり合わせて上下方向に略等間隔で複数配列するように形成することで、上下方向に交互に現れる複数の尾根部と複数の谷部とを有する第１吹付け部４１を妻壁面３上に形成する。第１吹付け工程の後に、第２吹付け工程では、第１吹付け部４１の各々の谷部を埋めるように、水平に延びる第２吹付け帯部４２ａを上下方向に複数配列するように形成することで、第２吹付け部４２を第１吹付け部４１上に形成する。これにより、第２吹付け部４２の表面はＹ方向に略直交する略平面状になる。従って、第２吹付け工程の後に再び第１吹付け工程を実施するときに、吹付け面（第２吹付け部４２の表面）が平面に近い形状であるので、吹付け材のリバウンドが低減される。
【0032】
また、本実施形態の吹付け方法では、周縁部形成工程Ｓ３０２及び中央部形成工程Ｓ３０３よりも先に下縁部形成工程Ｓ３０１で埋戻層下縁部２１が形成され、埋戻層下縁部２１の上面２１ａは、坑道１の奥側から手前側に向けて低くなるように傾斜している。
【0033】
ここで仮に、上面２１ａが水平な面であれば、周縁部形成工程Ｓ３０２及び中央部形成工程Ｓ３０３で発生するリバウンド材の一部は上面２１ａ上に落下し滞留する。埋戻層下縁部２１の上面２１ａの上は埋戻層中央部２３を施工すべき領域内であるので、すなわち、上記リバウンド材が埋戻層中央部２３を施工すべき領域内に滞留することになる。そして、この状態のままで中央部形成工程Ｓ３０３が実行されると、上面２１ａ上のリバウンド材が新たに吹付けられる吹付け材に巻き込まれて埋戻層中央部２３が形成される。
【0034】
ベントナイト混合土の吹付け施工においては、ベントナイト混合土のうち現地掘削土に含まれる礫分が特に吹付け面から跳ね返り易いので、リバウンド材は、新しい吹付け材に比較して礫分の含有率が高い。従って、上記のようにリバウンド材が巻き込まれて埋戻層中央部２３が形成されると、巻き込まれた部分は礫分を多く含むことになり、この部分は止水性能が劣化した弱部になり得る。なお、中央部形成工程Ｓ３０３の実行前に上面２１ａ上に蓄積されたリバウンド材を除去することも考えられるが、周縁部形成工程Ｓ３０２と中央部形成工程Ｓ３０３との連続性が損なわれるので好ましくない。また、中央部形成工程Ｓ３０３の実行前に除去したとしても、中央部形成工程Ｓ３０３の途中でリバウンド材が発生し上面２１ａ上に滞留するので、埋戻層中央部２３に巻き込まれるリバウンド材はある程度存在する。
【0035】
これに対し、本実施形態の吹付け方法では、埋戻層下縁部２１の上面２１ａが前述のような傾斜面である。従って、周縁部形成工程Ｓ３０２及び中央部形成工程Ｓ３０３で発生するリバウンド材が上面２１ａ上に落下しても、リバウンド材は埋戻層下縁部２１の手前側に滑り落ち易く、上面２１ａ上に残るリバウンド材は低減される。よって、中央部形成工程Ｓ３０３において埋戻層中央部２３に巻き込まれるリバウンド材が低減され、埋戻層中央部２３の止水性能の劣化が抑制される。なお、上面２１ａから滑り落ちたリバウンド材は、埋戻層下縁部２１の側面２１ｂの手前側に蓄積されるが、この蓄積されたリバウンド材は、次層の埋戻層５を形成する前に除去されればよい。
【0036】
ここで、本発明者らが行なった施工試験１及び施工試験２について説明する。各施工試験は、コンクリート製アーチカルバート（幅5.0m、高さ2.2m）の内部の妻壁面３に埋戻層５を形成するものである。施工試験１では、下縁部形成工程Ｓ３０１を実行して埋戻層下縁部２１を形成した後、周縁部形成工程Ｓ３０２は行なわず、残りの妻壁面３全体を中央部形成工程Ｓ３０３の手法で施工して埋戻層５を形成した。これに対し、施工試験２では、本実施形態の吹付け方法により埋戻層５を形成した。各施工試験１，２により完成した埋戻層５について、坑壁面３２との隅角部近傍（施工試験２における埋戻層周縁部２２に対応する部分）を含む９点でブロックサンプリングを行い、そのサンプルの乾燥密度を測定した。
【0037】
上記の施工試験において、吹付けノズル１１から噴射された吹付け材の重量に対するリバウンド材の重量の割合をリバウンド率と定義すれば、施工試験１のリバウンド率は４３％であった。これに対し、施工試験２においては、周縁部形成工程Ｓ３０２でのリバウンド率は３２％であり、中央部形成工程Ｓ３０３でのリバウンド率は３５％である。従って、本実施形態の吹付け方法によれば、リバウンドが低減されることが確認された。また、上記サンプルの乾燥密度の平均値は、施工試験１においては1.970Mg/m3であり、施工試験２においては1.974Mg/m3であった。従って、本実施形態の吹付け方法は、形成される埋戻層５の物性に対して悪影響を及ぼさないことが確認された。なお、この乾燥密度を、既往の研究（JAEA：ベントナイト系材料の標準的室内試験法構築に向けての試験法の現状調査と試験による検討，2010.）に当てはめると、サンプルの透水係数は1.0×10-12m/secオーダーであると推定され、この値はこの種の埋戻層に要求される透水係数を十分に満足している。以上のように、本実施形態の吹付け方法及びこれを用いた埋戻し方法により、埋戻層の止水性能を確保した上でリバウンドの低減が図られることが確認された。
【0038】
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態等の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。
【0039】
例えば、上述の実施形態の吹付け方法では、下縁部形成工程Ｓ３０１、周縁部形成工程Ｓ３０２、中央部形成工程Ｓ３０３の順で実行されているが、図３（ｂ）に示されるように、周縁部形成工程Ｓ３０２、下縁部形成工程Ｓ３０１、中央部形成工程Ｓ３０３の順で実行されてもよい。この場合、周縁部形成工程Ｓ３０２で発生したリバウンド材が、坑道１の底面３１上で埋戻層下縁部２１を施工すべき領域にも蓄積されるが、この蓄積されたリバウンド材は、下縁部形成工程Ｓ３０１の前に除去されればよい。そして、下縁部形成工程Ｓ３０１の後の中央部形成工程Ｓ３０３では、発生するリバウンド材が埋戻層下縁部２１の上面２１ａを滑り落ちるので、上面２１ａ上に滞留するリバウンド材は低減され、その結果、埋戻層中央部２３に巻き込まれるリバウンド材が低減され、埋戻層中央部２３の止水性能の劣化が抑制される。
【0040】
また、図３（ｃ）に示されるように、下縁部形成工程Ｓ３０１が省略され、周縁部形成工程Ｓ３０２及び中央部形成工程Ｓ３０３がこの順で実行されてもよい。この場合の中央部形成工程Ｓ３０３で形成される埋戻層中央部２３は、埋戻層５のうち坑道１の底面３１と埋戻層周縁部２２とで囲まれた部分である。この場合においても、周縁部形成工程Ｓ３０２では坑壁面３２に常に垂直に吹付け材が吹付けられ、中央部形成工程Ｓ３０３では妻壁面３に常に垂直に吹付け材が吹付けられるようにすることができ、吹付け材のリバウンドが低減される。
【0041】
また、周縁部形成工程Ｓ３０２が省略され、下縁部形成工程Ｓ３０１及び中央部形成工程Ｓ３０３がこの順で実行されてもよい。この場合の中央部形成工程Ｓ３０３で形成される埋戻層中央部２３は、埋戻層下縁部２１の上方の部分であり、埋戻層５のうち坑道１の坑壁面３２と埋戻層下縁部２１とで囲まれた部分である。すなわち、埋戻層５のうち坑道１の底面３１に沿った部分である埋戻層下縁部２１を形成する下縁部形成工程Ｓ３０１と、この下縁部形成工程Ｓ３０１よりも後に実行され埋戻層５のうち埋戻層下縁部２１の上方の部分である埋戻層上部を形成する上部形成工程と、を備える吹付け方法が採用されてもよい。そしてこの場合、埋戻層下縁部２１の上面２１ａは、坑道１の奥側から手前側に向けて低くなる形状に形成される。この場合、上記の上部形成工程で発生するリバウンド材が埋戻層下縁部２１の上面２１ａ上に落下しても、リバウンド材は埋戻層下縁部２１の手前側に滑り落ち易く、上面２１ａ上に滞留するリバウンド材は低減される。よって、上部形成工程において埋戻層の上部に巻き込まれるリバウンド材が低減され、埋戻層５の止水性能の劣化が抑制される。
【0042】
また、上述の実施形態では、図４（ｂ）に示されるように、埋戻層下縁部２１の上面２１ａは傾斜した平面をなしているが、これには限定されず、上面２１ａの形状としては、リバウンド材が滑り落ち易い形状が適宜選択されればよい。上面２１ａは、坑道１の奥側から手前側に向けて低くなる形状であれば、例えば、外側に膨む凸面をなしてもよい。また、実施形態の下縁部形成工程Ｓ３０１では、吹付けノズル１１が常に妻壁面３に垂直に向けられるが、吹付けノズル１１の向きは、上面２１ａを所望の形状に形成し易いように制御されてもよい。また、下縁部形成工程Ｓ３０１では、吹付けノズル１１が底面３１に垂直に（下方に）向けられた状態で埋戻層下縁部２１が形成されてもよい。
【符号の説明】
【0043】
１…坑道、３…妻壁面、５…埋戻層、１１…吹付けノズル、２１…埋戻層下縁部、２２…埋戻層周縁部、２３…埋戻層中央部、３１…底面、３２…坑壁面、２１ａ…上面、Ｓ３０２…周縁部形成工程、Ｓ３０２…周縁部形成工程、Ｓ３０３…中央部形成工程。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】