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「コウワ工法」によるコンクリート製方式の検討

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「コウワ工法」によるコンクリート製方式の検討
1.はじめに
コウワ工法によるコンクリート製小型立坑構築は、平成17年11月のMM1号の施工に始まり、
平成18年には中川ヒューム管工業と広和により新材料「MMホールS」を実用化、平成19年3月
には、(財)下水道新技術推進機構から建設技術審査証明を取得した。
近年の鋼材価格の急騰や狭隘な施工場所の増加などにより、立坑兼用マンホールへのニーズはます
ます高まると予想される。
コウワ工法は、小型立坑コンクリート製方式圧入式の標準工法としての位置を確立するとともに、
新材料「MMホールS」の活用で、さらに経済性を追求する。
2.鋼製とコンクリート製(以下「RC製」という)の比較
工
法
用
途
鋼
製
方
形
状
コ
ン
ク
リ
ケーシング式
圧入構築式
仮設
本体
: 立坑
機械設備
対象土質
式
:
ー
ト
製
方
式
沈下構築式
マンホール(立坑兼用)
大型の圧入機が必要
大型の圧入機不要
( 標準)砂質土N≦ 50、粘性土N≦ 30、礫質土N≦ 50( 礫径≦ 200mm)
全周回転式は岩盤対応
硬質土、岩盤には非対応
円形(機種により楕円)
円形
呼び径(内径)
【注−1】
1500,1800,2000,2500,3000 900,12001500,1800,2000
(3500,4000,4500,5000) ( 1700,2200)
900,12001500,1800,200
0,2500
圧入(沈下)方式
圧入機(揺動、回転)による動的圧入
自重、補助ジャッキ
による静的圧入
底盤の止水方法
施工工期
占用面積
底盤コンクリート
底盤コンクリート
底盤ブロック
(ケーシング引上げ)
(引上げなし)
(引上げなし)
短い(人孔設置は別途)
短い(人孔設置不要)
中
小
発生土・埋戻土
多
少
レイタンス量
多
立坑の浮上
施工中の沈下
人孔完成後の沈下
人孔設置精度
人孔内面
少
なし
危険がある【注−2】
安全【注−3】
ケーシング引上げ直後が危険
掘削完了後が危険
超軟弱地盤では危険大
超軟弱地盤でも比較的危険小
後施工のため良好
圧入(沈下)施工のため劣る
後施工のためきれい
掘削土、立坑内水のため汚れている
経済性(立坑)
◎
○
【注−4】
経済性(人孔)
○
◎
【注−5】
【注−1】( )内数値は、標準設計以外で実用化されているもの
【注−2】自重が同容量の水の重量より軽いため、周面摩擦力が小さい場合、浮上の危険がある。
【注−3】自重が同容量の水の重量より重く、浮上しない 。(一部例外がある)
【注−4】発進立坑のように、必要立坑内径が人孔外径より大きい場合には、立坑を鋼製として中に
人孔を作るほうが経済的となることが多い
【注−5】立坑内径が人孔外径から決まる場合(マンホールポンプ室)や、到達立坑を人孔到達とし
た場合にはRC製のほうが経済的となることが多い。
- コウ ワ ( R C ) 1 -
3.設計資料
鋼製、コンクリート製とも標準設計化されており、以下の資料を使って設計積算が可能である。
積
算
基
準
積
算
価
格
損
料
(率)
下水道工事積算基準
(国土交通省下水道部監修)
推進工法用設計積算要領立坑編
(日本下水道管渠推進技術協会)
推進工事用機械器具等基礎価格表
(建設物価調査会、経済調査会)
積算資料
(経済調査会)
建設機械等損料算定表
(日本機械化協会)
推進工事用機械器具損料参考資料
(日本下水道管渠推進技術協会)
鋼製方式
コンクリート製方式
○
×
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
4.新材料「MMホールS」とは
(1)概要
適用条件を限定することにより、躯体の厚さを従来のMMホールより薄くした。これにより、作業
性と経済性が大幅に向上した。
(2)適用条件と仕様比較
適用土質
MMホール
浅型MMホール
砂 質 土
N≦50
N≦30
粘 性 土
N≦30
N≦10
礫質土(礫径≦ 200mm)
N≦50
−
施工可能深さ(m)
MMホール
浅型MMホール
10∼15
−
−
5
最大掘削深さ
最大立坑深さ
種別と躯体壁厚(mm)
MMホール
浅型MMホール
1号(内径 900mm)
132
75
2号(内径 1200mm)
135
100
3号(内径 1500mm)
140
125
L3号( 内径 1700mm)
150
−
4号(内径 1800mm)
170
−
L4号( 内径 2000mm)
175
−
5号(内径 2200mm)
180
−
底盤コンクリートなど
底盤コンクリート厚
その他
MMホール
0.95m
必要に応じ砕石
- コウ ワ ( R C ) 2 -
浅型MMホール
内径× 1/2
必要に応じ
底盤ブロック
5.「MMホールS」による経済設計
(1)はじめに
「 MM ホールS」の設計積算資料として平成19年4月に「コウワ工法 コンクリート製(圧入構
築式 技術積算資料(平成19年度版 )」を作成した。
なお、MM ホールの設計積算資料としては、MMホール協会から「 MM ホール技術資料」「MM ホ
ール積算資料」(第5版)が発行されている。
ここでは 、「コウワ工法 コンクリート製(圧入構築式 技術積算資料(平成19年度版 )」によ
り、「MMホールS」の設計積算を行った場合の鋼製ケーシング立坑との経済比較を行う。
(2)材料価格
鋼材価格の急騰により、内径1500までは鋼製よりRCのほうが安くなっている。
今後も鋼材価格の上昇は続くとみられ、この価格差はさらに広がる傾向にある。
(円/m)
鋼製ケーシング
呼び径
備考
価
格
MMホール
種別(内径)
MM ホール S
価
格
種別(内径)
価
格
900
133,000
1号
900mm
123,000
1号
900mm
95,000
1200
160,000
2号 1200mm
148,000
2号 1200mm
122,000
1500
182,000
3号 1500mm
179,000
3号 1500mm
156,000
1.鋼製ケーシング呼び径 1500:「推進工事用機械器具等基礎価格表 」(平成 20 年
度版『建設物価』)
呼び径 900、 1200 は呼び径 1500 の重量比例× 1.1(特殊サイズ分)
2.MM ホール2号、3号:積算資料( 2008 年 6 月)L=1.5m の価格を1m換算
MM ホール1号、MM ホール S は調査価格がないため、MM ホール協会価格
を85%した。(これは、MMホール2号の協会価格と調査価格との比率)
(3)施工費
鋼製とRC製(圧入構築式)とは、施工方法がほぼ同様であるが、日進量に大きな差があるため施
工費用は、同一内径では鋼製のほうが安い。
MMホールとMMホールSについては、施工方法および日進量ともにほぼ同様であるため、同一内
径の施工費もほぼ同様である。従って、工事費(材料費+施工費)はMMホールSのほうが安い。
(3)経済比較
鋼製の立坑構築とMMホールSによる人孔築造の経済比較を行う。
(設計条件)
立坑深さ5m
土質:砂質土(N≦30)
鋼製ケーシング価格:「推進工事用機械器具等基礎価格表 」(平成 20 年度版『建設物価』)
MMホールS価格 :MMホール協会価格× 0.85 (上部二次製品価格も同様)
圧入機基礎価格
:鋼製は、「推進工事用機械器具等基礎価格表」
(平成 20 年度版『建設物価』)
MMホールSは、コウワ工法技術協会価格× 0.85
(積算結果)
鋼製ケーシング
種
別
金
MMホールS
額
種
別
金
額
呼び径1500
1,572,384
MMホールS1号
1,395,972
呼び径1800
1,751,648
MMホールS2号
1,790,956
呼び径2000
1,880,542
MMホールS3号
2,459,338
- コウ ワ ( R C ) 3 -
(考察)
①
②
③
④
鋼製呼び径1500(到達立坑)と MM ホール S 1号(立坑兼用人孔)
立坑と人孔の比較においても、 MM ホール S が安い。
立坑内に人孔を築造する場合、価格差はさらに広がる。
鋼製呼び径1500(到達立坑)と MM ホール S 2号(立坑兼用人孔)
副管が必要な場合、 MM ホール S では内副管となるため2号となる。
立坑と人孔の比較では鋼製が安いが 、立坑内に人孔を築造する場合 、MM ホール S
が安い。
鋼製呼び径1800(到達立坑)と MM ホール S 2号(立坑兼用人孔)
マンホールポンプ室などの場合。
立坑と人孔の比較では鋼製と MM ホール S は同程度。
立坑内に人孔を築造する場合、 MM ホール S のほうが安い。
鋼製呼び径2000(到達立坑)と MM ホール S 3号(立坑兼用人孔)
マンホールポンプ室などの場合。
立坑と人孔の比較では鋼製が安い。
立坑内に人孔を築造する場合、 MM ホール S のほうが安くなる可能性が高い。
6.人孔到達の問題点
人孔到達は、立坑到達と比べるといくつか問題点がある。
そのため、これまでも経済性では優れていたRC製の実績が少ない。
ここでは、それらについて検討する。
(1)材料の信頼性
本体構造物であるマンホールでは、材料の信頼性が最も大切である。
MM ホール、MM ホール S はいずれも技術審査証明により、従来品と同等以上の品質を持つこと
が確認されている。
(2)RC製は特定の工法に限定される
鋼製には多くの工法や実績(年間2万基程度)があるが、RC製では沈下構築式(沈設立坑)と圧
入構築式(MMホール)の2工法で年間数百基の実績である。
しかし、圧入構築式は鋼製の施工機械(回転方式)一般で施工可能である。実際にMMホールは、
アート工法、 L-mole 工法、PIT工法、コウワ工法で施工されており、ケコム工法でも別のRC製
ブロックを圧入している。実績は、設計採用とともに増加する。設計採用が増えれば、これまで鋼製
しか施工していなかった業者も参入してくる。
従って、圧入構築式に関しては、工法の制限とはならない。
(3)推進工法が制限され、推進工事費が高くなる
「推進工法用設計積算要領 小口径管推進工法 低耐荷力編 」(日本下水道管渠推進技術協会)で
は、低耐荷力方式すべての分類で、既設マンホール到達を記載している。
このうち圧入二工程式では、立坑到達と既設マンホール到達とで日進量を変えている 。(既設マン
ホール到達のほうが遅い)
しかし、圧入二工程式の代表的な工法の一つであるパイパー工法では、日進量は立坑でも人孔でも
同じである。(変える必要はないと考えている)
また、今年度から同じ設計積算要領の立坑編でも、RC製の1号、2号マンホールを到達用として
記載している。
以上により、低耐荷力方式に関して言えば、工法の制限や工事費の増加はない。
(4)適用土質、立坑深さに制限がある
立坑到達では止水器を設置したままであるのに対して、人孔到達では坑口仕上げの際に坑口を撤去
しなければならない。
このとき、地下水位が高いと漏水により坑口仕上げが困難となる。実施工では薬液の補足注入を行
うなどして対応しているが、問題は残る。
圧入作業でも、鋼製より耐荷力の小さなRC製では土質が制限され、壁厚の薄いMMホールSでは
適用土質はさらに狭くなる。
- コウ ワ ( R C ) 4 -
立坑深さについても、鋼製とRC製およびRC製でもMMホールとMMホールSとでは差がある。
(5)耐震坑口の設置
従来の耐震坑口は、マンホール外側から設置していたため、RC製では設置が困難であった。
しかし、近年では既設マンホールの内側から設置可能な耐震継手が商品かされている。
(6)作業性に差が大きい
圧入構築式の場合、作業方法は鋼製とほぼ同様であるが、施工性には大きな差があるが、コウワ工
法+ MM ホール S の組み合わせでは、以下のように解決している 。。
① 材料の取り扱い
鋼製より重く、破損しやすいRC製は取り扱いに注意を要する。
MMホールSは、MMホールより大幅に軽量化されている。
② 精度
本体構造物であるマンホールでは、施工精度が要求されている。
コウワ工法は、技術審査証明により± 30mm の精度を確認されている。
③ 底盤の止水
本体構造物であるマンホールでは、完全止水が要求されている。
地下水位が高い場合には、従来の底盤コンクリート硬化後に排水し、プレキャスト底盤
を設置する。(あるいは二次コンクリートを打設する 。)
7.終わりに
MM ホール S を使用した既設マンホール到達は 、鋼材高騰の現状では経済性で非常に優れている 。
環境に関しても、鋼材の存置がなく、発生土、埋戻土およびレイタンスが少なく、優れている。
これまでは、適用土質や施工性などから使用が限られていたが、もっと広く使われても良いと思わ
れる。
本検討書が、使用拡大の一助になれば幸いである。
- コウ ワ ( R C ) 5 -
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