JP2006002376A - 小口径管推進工法の選定支援方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 埋設管工事・土木工事における工事積算業務の作業負荷を軽減させることが可能な積算支援方法及びそのシステムの提供。
【解決手段】 小口径管推進工法の選定支援方法であって、設計条件に合致した全ての小口径管推進工法を自動選出し、該選出した推進工法に係る工事費を自動積算することを特徴とする小口径管推進工法の選定支援方法。
小口径管推進工法選定支援プログラムと、工事費積算プログラムと、データベースソフトと、表計算ソフトを備えた小口径管推進工法の選定支援システムであって、前記工事費積算プログラムは、各工法の工事費を積算し、前記小口径管推進工法選定支援プログラムは、前記工事費積算プログラムが算出した積算工事費を出力することを特徴とする小口径管推進工法の選定支援システム。
【選択図】 図２
【解決手段】 小口径管推進工法の選定支援方法であって、設計条件に合致した全ての小口径管推進工法を自動選出し、該選出した推進工法に係る工事費を自動積算することを特徴とする小口径管推進工法の選定支援方法。
小口径管推進工法選定支援プログラムと、工事費積算プログラムと、データベースソフトと、表計算ソフトを備えた小口径管推進工法の選定支援システムであって、前記工事費積算プログラムは、各工法の工事費を積算し、前記小口径管推進工法選定支援プログラムは、前記工事費積算プログラムが算出した積算工事費を出力することを特徴とする小口径管推進工法の選定支援システム。
【選択図】 図２
Description
本発明は、埋設管工事を推進工法で施工するための小口径管推進工法の選定支援方法及びシステムに関する。
なお、本出願において埋設管工事とは、公共下水道事業、集落排水事業、その他埋設管を指すものとする。
なお、本出願において埋設管工事とは、公共下水道事業、集落排水事業、その他埋設管を指すものとする。
推進工法が我が国で採用されはじめて５０年以上を経過している。埋設管工事の推進工法は、古くはボーリング方式が多数を占めていたが、その後圧入方式やオーガ方式のいくつかの工法が開発、実用化された。近年では、道路交通、輻輳地下埋設部、騒音・振動、その他の条件から開削工法での施工がますます制限され、それに代わる工法として、推進工法が注目されている。推進工法とは開削工法のように地面を掘り起こすのではなく、地中を掘り進む工法である。図２に開削工法と推進工法の比較イメージを示す。
小口径管推進工法を選定する場合の設計作業は、概ね図３に示す手順で行われる。図３に示すとおり、まず、高耐荷力方式、低耐荷力方式、鋼製さや管方式等の推進方式を決定し（STEP1）、施工スパン長で８種類に分けた選定表から１つを選択する（STEP2）。次に、管種、管径、スパン長、土質、Ｎ値、礫径、地下水等の設計条件を選定表に入力する（STEP3）。
i)管径、ii）土質、iii）Ｎ値、一軸圧縮強度、礫径を選ぶことにより、大別方式(1)の評価（二重丸…最適、Ｏ…適、三角…やや適、Ｘ…不適）が決まる（STEP4)。選定表に示されたI圧入方式、IIオーガ方式、IIIボーリング方式、IV泥水方式、V泥土圧方式、VI空圧バランス方式、VII泥濃方式にSTEP4の大別方式(1)を接続し、Ｏ印の推進方式について国交省歩掛り、日推協歩掛り、歩掛り等が適用できるかどうか、その他適応性、特殊性、施工実績、適用可能管種、Ｈ・ヒューム管、Ｖ・塩ビ管、Ｓ・鋼管、Ｄ・ダクタイル管、Ｆ・ＦＲＰＭ管、Ｃ・セラミック管、適用可能管径（塩ビ管)をＯやＸで判定して、選定表の判定(2)欄に記入する（STEP5）。
判定(2)でＯ印の推進工法について設計条件(2)発信・到達立坑形状と工法との関係を照査し、必要な施工精度と工法の信頼性、総合的経済性、立坑条件等を照査判定する中で積算し、総合的経済性の検討をして設計条件に最適な１つの工法を選定する（STEP6)。
このように、選定表にＯやＸを入力して最適な工法を決めるのが従来の小口径管推進工法を選定する場合の設計作業のやり方である（非特許文献１）。
このように、選定表にＯやＸを入力して最適な工法を決めるのが従来の小口径管推進工法を選定する場合の設計作業のやり方である（非特許文献１）。
小口径管推進工法の選定比較マニュアル、近代図書株式会社発行（2003年11月1日改訂2版）
しかしながら、従来の小口径管推進工法選定の設計作業は、選定表によって評価を入力して行くものの、判定(2)や設計条件における評価に曖昧な項目も多くあり、設計作業が属人的になるという問題があった。
また、選定表を使用した手法では、多くの小口径管推進工法からフローに基づいて小口径管推進工法しぼり込み、最後に残った工法が１工法の場合はそれを選定工法とし、複数残った場合は全てについて積算して最適工法を選んでいた。この作業には、高度な技術者の多大な労力を費やす必要があったため、効率的な最適工法を選定する方法が求められていた。
また、小口径管推進工法の新技術も多く開発されており、これ等も含めて敏速な最適工法の選定が求められていた。
本発明は、上記課題を踏まえ、小口径管推進管の最適工法を選定するための小口径管推進工法の選定支援方法及びシステムを提供することを目的とする。
本発明は、従来の小口径管推進工法の選定手順を工夫することで、一次選出された小口径管推進工法と立坑の全ての組み合わせついての工事費を積算を可能とし、全自動による最適工法の判定又は工法比較審査の支援情報を提供するものである。
すなわち、第１の発明は、小口径管推進工法の選定支援方法であって、設計条件に合致した全ての小口径管推進工法を自動選出し、該選出した推進工法に係る工事費を自動積算することを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記自動積算結果の最も安価なものを自動選定することを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明において、前記自動積算は設計条件に合致する全ての推進工と立坑の組み合せについての工事費を自動算出し、比較工法審査を支援することを特徴とする。
第４に係る発明は、第１ないし３のいずれかの発明において、前記小口推進管工法の自動選出は、前記全ての小口径管推進工法を８５工法以上に細分化して行うことを特徴とする。
第５の発明は、小口径管推進工法選定支援プログラムと、工事費積算プログラムと、データベースソフトと、表計算ソフトを備えた小口径管推進工法の選定支援システムであって、前記工事費積算プログラムは、各工法の工事費を積算し、前記小口径管推進工法選定支援プログラムは、前記工事費積算プログラムが算出した積算工事費を出力することを特徴とする。
第６の発明は、第５の発明において、前記自動積算結果の最も安価なものを自動選定することを特徴とする。
第７の発明は、第５の発明において、前記自動積算は設計条件に合致する全ての推進工と立坑の組み合せについての工事費を自動算出し、比較工法審査を支援することを特徴とする。
第８の発明は、第５ないし７のいずれかの発明において、前記小口推進管工法の自動選出は、前記全ての小口径管推進工法を８５工法以上に細分化して行うことを特徴とする。
本発明では、小口径管推進工法の分類をより細分化したことで全ての小口径管推進工法についての自動積算が可能になった。
また従来手法と審査の手順を変えることで、設計条件に合致する全ての工法についての自動積算が可能となった。
また、工法比較審査に必要な工事費の自動積算が可能となり、結果として従来の判定作業における工数を大幅に減らすことができた。
また、新しく開発された小口径管推進工法も全ての小口径管推進工法にデータベースを加えることで、敏速に最適な小口径管推進工法を選定することが可能となり、工事費節減の効果は大きい。
図１は、本発明のシステム構成図である。本発明に係るシステムは、入力装置１と出力装置３に接続されたパーソナルコンピュータ２から構成される。入力装置１は、デジタイザやスキャナ等の図面データ等の入力機器である。出力装置３は、ドットプリンタ、レーザープリンタ及びインクジェットプロッタ等の出力機器である。パーソナルコンピュータ２は、小口径管推進工法選定プログラム２１、工事費積算プログラム２２、データベースソフト２３、及び表計算ソフト２４とから構成される。
小口径管推進工法選定支援プログラム２１は、全体の処理を制御し、工事費の積算を工事費積算プログラム２２が行う。プログラム２１及び２２は、Microsoft社のVisualBasic（登録商標）等の汎用的な開発言語で作成されたプログラムである。また、それ以外のソフト２３及び２４は市販の汎用的なソフトウェアである。
なお、ネットワークや電子記憶媒体等によるデータのやり取りが可能である場合には、入力装置１及び出力装置３の双方がなくとも本発明は成立する。
小口径管推進工法選定支援プログラム２１は、全体の処理を制御し、工事費の積算を工事費積算プログラム２２が行う。プログラム２１及び２２は、Microsoft社のVisualBasic（登録商標）等の汎用的な開発言語で作成されたプログラムである。また、それ以外のソフト２３及び２４は市販の汎用的なソフトウェアである。
なお、ネットワークや電子記憶媒体等によるデータのやり取りが可能である場合には、入力装置１及び出力装置３の双方がなくとも本発明は成立する。
図４は、本発明に係る推進工法の選定支援作業の手順を示している。
まず、設計条件(1)〜(3)を取得する(STEP41)。設計条件(1)としては、管種、管径、延長、土質、Ｎ値、一軸圧縮強度、礫径、礫率、地下水等の情報を入力する。管種には、ヒューム管、塩ビ管、鋼管、ダクタイル管、ＦＲＰＭ管、セラミック管などがある。管径概ねは、φ１５０〜φ７００である。土質は粘性土、硬質土、砂質土、砂礫土があり、Ｎ値とは土の締り具合を数字で示す。一軸圧縮強度とは、単位面積当りの圧縮強度を示すもので、主に推進工の設計、積算に必要な条件である。設計条件(2)としては、立坑の各種条件を取得する。設計条件(3)としては、カーブ推進の有無、取付管の可否、けん引式の有無、施工実績、必要な精度と工法の信頼性等を取得する。
まず、設計条件(1)〜(3)を取得する(STEP41)。設計条件(1)としては、管種、管径、延長、土質、Ｎ値、一軸圧縮強度、礫径、礫率、地下水等の情報を入力する。管種には、ヒューム管、塩ビ管、鋼管、ダクタイル管、ＦＲＰＭ管、セラミック管などがある。管径概ねは、φ１５０〜φ７００である。土質は粘性土、硬質土、砂質土、砂礫土があり、Ｎ値とは土の締り具合を数字で示す。一軸圧縮強度とは、単位面積当りの圧縮強度を示すもので、主に推進工の設計、積算に必要な条件である。設計条件(2)としては、立坑の各種条件を取得する。設計条件(3)としては、カーブ推進の有無、取付管の可否、けん引式の有無、施工実績、必要な精度と工法の信頼性等を取得する。
次に、小口径管推進工法の詳細データを取得する(STEP42)。小口径管推進工法の推進方式としては、図５に示すとおり、高耐荷力、低耐荷力、鋼管さや管の３方式に分類される。推進方式は、圧入方式、オーガ方式、泥水方式、泥土圧方式、空圧バランス方式の５つの大別方式に分類される。本発明においては、図６に示す大別方式を利用する。参考までに図７に従来の大別方式を示す。
次に、小口径管推進工法の詳細データからSTEP41で取得した設計条件(1)及び設計条件(3)に合致した小口径管推進工法を選出し（STEP43)、該選出した全ての小口径管推進工法について工事費を積算する(STEP44)。積算は、管推進工関連の積算と、立坑関連の積算に大別される。設計条件より材料名称、形状寸法別に数量を計算し、あらかじめ準備している材料名称、形状寸法に相当する単価ベースを乗じて算出し工事費とする。この際、管推進工関連の積算については設計条件(1)により、立坑関連の積算については設計条件(2)により積算する。
選出された小口径管推進工法と立坑の組み合わせ全てついて工事費を積算し、安価なものから順位を付ける（STEP44)。設計条件で工法比較審査を必要としない設計では全ての審査を自動で行う。設計条件で工法比較審査を必要とする場合には、工法比較審査を除く部分は自動で審査を行い、その後積算された工事費に基づき工法比較審査を行う(STEP45）。
ユーザーは、上記の出力結果に基づいて、最適な小口径管推進工法の選定をすることができる(STEP46)。
ユーザーは、上記の出力結果に基づいて、最適な小口径管推進工法の選定をすることができる(STEP46)。
以下では、本発明の詳細を実施例で説明する。本発明は、この実施例によって何ら限定されるものではない。
図８は、実施例１に係るシステムの入力画面である。
設計条件(1)は、小口径管推進工法の選出と推進管の積算に関する条件である。設計条件(1)では、まず入力条件である管種より推進方式を決定する（例えば塩ビ管の場合、低耐荷力方式となる）。
また、管径、延長、土質、Ｎ値、地下水等の情報を入力する。
設計条件(1)は、小口径管推進工法の選出と推進管の積算に関する条件である。設計条件(1)では、まず入力条件である管種より推進方式を決定する（例えば塩ビ管の場合、低耐荷力方式となる）。
また、管径、延長、土質、Ｎ値、地下水等の情報を入力する。
設計条件(2)は、立坑工法の指定、工法比較審査の有無、ヤードの現場状況、立坑の深さに基づく立坑の形式選定に関する条件であり、これを入力する。
設計条件(3)は、本発明に係る小口径管推進工法の選定のための入力条件である。カーブ推進、取付管、けん引方式、施工実績等の項目は、非特許文献１に示されるように従来法と同様である。必要な精度と工法の信頼性は、ユーザーが作成するデータであり、優・良・可のいづれか１つを入力する。
図９は、実施例１に係るシステムの処理の流れ図である。
実施例１に係るシステムを利用するためには、設計条件(1)として管種、管径、路線延長、土質、Ｎ値、一軸圧縮強度、礫径、礫率、地下水等の条件を、設計条件(2)として立坑関係の設計条件を、設計条件(3)としてカーブ推進、取付管可、けん引式等のデータを取得する(STEP91)。
次に、図６に示す全ての推進工法（85工法）の詳細データを取得する(STEP92)。設計条件(1)と設計条件(2)と設計条件(3)とSTEP92の全ての小口径管推進工法の詳細データに合致した小口径管推進工法を選出する(STEP93)。
STEP91〜93の手順の詳細については、図１０に示す。
実施例１に係るシステムを利用するためには、設計条件(1)として管種、管径、路線延長、土質、Ｎ値、一軸圧縮強度、礫径、礫率、地下水等の条件を、設計条件(2)として立坑関係の設計条件を、設計条件(3)としてカーブ推進、取付管可、けん引式等のデータを取得する(STEP91)。
次に、図６に示す全ての推進工法（85工法）の詳細データを取得する(STEP92)。設計条件(1)と設計条件(2)と設計条件(3)とSTEP92の全ての小口径管推進工法の詳細データに合致した小口径管推進工法を選出する(STEP93)。
STEP91〜93の手順の詳細については、図１０に示す。
次に選出された各工法について、小口径管推進工法(1)から(n)までについて工事費を求め、工事費の安い順位を付ける(STEP94)。工事費の積算は、選出された１つの小口径管推進工法(1)について工種として、1.管推進工、2.立坑内管布設工、3.仮設備、4.送排泥設備工、5.泥水処理設備工、6.薬液注入工、7.発進立坑、8.到達立坑等の材料名称、形状寸法毎に数量を求め、これに単価を乗じて工事費計を算出する。この場合の立坑は指定した工法を使用し、深さは設計条件(2)（5-6発進立坑深さ、5-7到達立坑深さ）に基づき積算する(STEP95)。
図１１は、STEP95の工事費積における各設計条件データと出力帳票の関連図である。図１１に示すとおり、1.管推進工〜6.薬液注入工の数量計算は設計条件(1)のＤＢから算出され、7.発進立坑及び8.到達立坑の数量計算は設計条件(2)から算出される。
また、それぞれの材料名称、形状寸法の単価は積算データ（単価ＤＢ）より取得する。1.管推進工〜8.到達立坑までの出力結果に基づいて、工事費を積算する。
また、それぞれの材料名称、形状寸法の単価は積算データ（単価ＤＢ）より取得する。1.管推進工〜8.到達立坑までの出力結果に基づいて、工事費を積算する。
開削工法の積算は既存プログラムを利用して行う（STEP96）。
なお、既存のプログラムと小口管推進工法選定支援プログラムを連動して稼働できるようにしてもよいし、当該機能を小口管推進工法選定支援プログラムに組み込んでも良い。
STEP94で積算した小口径管推進工法の工事費とSTEP96で積算した開削工法の工事費の比較を行う（STEP97）。
なお、既存のプログラムと小口管推進工法選定支援プログラムを連動して稼働できるようにしてもよいし、当該機能を小口管推進工法選定支援プログラムに組み込んでも良い。
STEP94で積算した小口径管推進工法の工事費とSTEP96で積算した開削工法の工事費の比較を行う（STEP97）。
工法比較審査がない場合（設計条件(2)5-3に審査無しと入力されている場合）には全自動での積算を行い、工法比較審査がある場合（設計条件(2)5-3に審査ありと入力されている場合）には自動積算の後に工法比較審査を行う(STEP98)。
全自動での積算は、工事費の最も安い工法を最適小口径推進工法として選定する（STEP99-1)。半自動での積算は、工法比較審査を行うことで最適小口径管推進工法を選定する(STEP99-2,99-3)。
全自動での積算は、工事費の最も安い工法を最適小口径推進工法として選定する（STEP99-1)。半自動での積算は、工法比較審査を行うことで最適小口径管推進工法を選定する(STEP99-2,99-3)。
工法比較審査を行うかどうかの判断は、詳細な設計が必要がどうかにより判断することとなる。例えば、推進方式を低耐荷力方式とし、鋼矢板式立坑を採用した場合における発進坑寸法は
(1)I圧入二工程方式 4.4m×2.4m
(2)IIオーガ方式 4.4m×2.4m
(3)IV泥水方式 4.0m×2.4m
(4)泥土圧方式 4.4m×2.4m
であり最大4.4mと最小3.6mの差は0.8mである。
このような高い精度を求めることと工事費を削減することは相反する関係にあり、また実際の現場で判断を必要とするのは限られた場所となることを考慮して、工法比較審査を行うかどうかの判断をすべきである。
(1)I圧入二工程方式 4.4m×2.4m
(2)IIオーガ方式 4.4m×2.4m
(3)IV泥水方式 4.0m×2.4m
(4)泥土圧方式 4.4m×2.4m
であり最大4.4mと最小3.6mの差は0.8mである。
このような高い精度を求めることと工事費を削減することは相反する関係にあり、また実際の現場で判断を必要とするのは限られた場所となることを考慮して、工法比較審査を行うかどうかの判断をすべきである。
本実施例１に係る半自動判定(STEP99-2)では、設計条件(1)(2)(3)から(五)から(八)の項目を自動積算し、安い順に番号を付けることを特徴とする。その結果に基づいて(一)から(四)の項目の比較審査を行うことが可能となる。
ちなみに、従来の方法では「小口径管推進工法の選定表及び整理表」を利用していた場合の(九)判定(2)に係る(五)から(八)の項目にＯＸを手動で付け、判定(2)でＯの工法について(十)立坑条件等の、(一)発進・到達立坑形状と工法との関係調査、(二)必要な施工精度と工法の信頼性、(三)総合的経済性、(四)その他の条件等の総合的に判定し最適な１つの工法を手動選定して、(十一)選定工法にＯ印を付けるという非常に労力がかかる手法を用いていた。
図１３ａ〜１３ｃは、半自動判定における工法比較審査であり、図１２おける判定項目(1)の詳細である。例えば、図１３ａは管体長2.0mの場合であるが、ｎ種類の推進工工事費と３種類（鋼矢板方式、ライナープレート、小型立坑）の立坑工事費の組み合わせである３ｎ通りの工事費が積算され、推進工工事費と立坑工事費の合計が工事費合計として表示される。全ての組み合わせについて工事費合計を算出し、最も安価な工法との差額を工事費差額として出力することで、最安工事費を瞬時に把握することができる。当該出力結果を印刷して、現場に持参することで、具体的な工事費をイメージしながら設計変更の判断を行うことが可能である。
図１３ｂ及び１３ｃは、管体長1.0mの場合において、推進工工事費と立坑工事費の全ての組み合わせを積算した出力結果である。
図１３ａないし１３ｃの任意の組み合わせを取り出したものが図１４であり、低耐荷方式II−４（塩ビライナー）において、管種「ＶＰ」、管径「250」、路線延長「40」、土質「粘性土」の場合における合計工事額が表示されている。同表をみると、管体長2.0ｍの場合が9,174千円と最も工事費が安価であることが分かる。
本実施例に係る出力帳票の一例を図１５に示す。図１５には最低限必要な項目の概要のみを示しており、実際の工事においては、各項目が更に詳細に分類される。
本実施例において、推進方式を低耐荷力とし、設計条件(1)を管種、塩ビ管、管径250mm、延長40.0m、土質、粘性土、Ｎ値１、地下水有り、含水比45％とした場合、設計条件に合致する推進工法は23工法あった。一方従来手法で同様の設計条件に基づいて合致する推進方法は3工法であった。
このように、本実施例では従来手法と比べ、より多くの工法について検討することが可能であり、最適な工法選定の精度を高いものとすることが可能である。
このように、本実施例では従来手法と比べ、より多くの工法について検討することが可能であり、最適な工法選定の精度を高いものとすることが可能である。
２ パーソナルコンピュータ
Claims (8)
- 小口径管推進工法の選定支援方法であって、
設計条件に合致した全ての小口径管推進工法を自動選出し、該選出した推進工法に係る工事費を自動積算することを特徴とする小口径管推進工法の選定支援方法。 - 前記自動積算結果の最も安価なものを自動選定することを特徴とする請求項１の小口径管推進工法の選定支援方法。
- 前記自動積算は設計条件に合致する全ての推進工と立坑の組み合せについての工事費を自動算出し、比較工法審査を支援することを特徴とする請求項１の小口径管推進工法の選定支援方法。
- 前記小口推進管工法の自動選出は、前記全ての小口径管推進工法を８５工法以上に細分化して行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの小口径管推進工法の選定支援方法。
- 小口径管推進工法選定支援プログラムと、工事費積算プログラムと、データベースソフトと、表計算ソフトを備えた小口径管推進工法の選定支援システムであって、
前記工事費積算プログラムは、各工法の工事費を積算し、
前記小口径管推進工法選定支援プログラムは、前記工事費積算プログラムが算出した積算工事費を出力することを特徴とする小口径管推進工法の選定支援システム。 - 前記自動積算結果の最も安価なものを自動選定することを特徴とする請求項５の小口径管推進工法の選定支援システム。
- 前記自動積算は設計条件に合致する全ての推進工と立坑の組み合せについての工事費を自動算出し、比較工法審査を支援することを特徴とする請求項５の小口径管推進工法の選定支援システム。
- 前記小口推進管工法の自動選出は、前記全ての小口径管推進工法を８５工法以上に細分化して行うことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかの小口径管推進工法の選定支援システム。
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