「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】 ｹｰｼﾝｸﾞ引上げ直後が危険 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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