JP6009294B2 - 鋼製円形ケーシングを用いたマンホール構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、下水道工事、地下構造物建設工事、井戸掘削工事、場所打杭工事等の立坑構築において実施される鋼製円形ケーシングを用いたマンホール構築方法に関する。

立坑を構築する方法として、揺動式または旋回式の立坑掘削機により、鋼製円形ケーシング（以下、単に「円形ケーシング」と言うことがある。）を揺動または旋回にて圧入し、円形ケーシング内部の土砂を掘削し、所定深さまで達したら円形ケーシングの底部に底盤コンクリートを打設して立坑を構築する方法がある。この場合、地中に立坑を構築するための円形ケーシングを回収せずに地盤中に残して仮設立坑とし、円形ケーシングの内部にマンホール等を構築して、そのまま埋め戻している。

例えば、特許文献１には、地中に挿入した円形ケーシング内を注水または湧水により貯水状態に保持しつつ掘削を行い、掘削完了後、貯水状態で水中コンクリートを打設して立坑底部にコンクリート底盤を形成する立坑築造方法が開示されている。

また特許文献２には、円形ケーシングを接合しながら圧入して立坑を形成し、水中コンクリートを打設した後、圧入した円形ケーシングの上部を引き上げ、その上部の仮設ケーシングを取り外す立坑の構築方法が開示されている。

特開平１０−２５９８６号公報 特開２００２−３０８８１号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２に開示された従来の円形ケーシングは、底盤コンクリートを打設して仮設立坑を構築した後に、下水管の推進工事用の立坑として使用した後は、立坑内部にマンホールを構築し、円形ケーシングを回収せずにそのまま埋め戻している。

一般的に、円形ケーシングは地中に圧入する際の回転トルクを伝達するために１６ｍｍ〜２２ｍｍという厚肉鋼管を使用しているために、従来の方法では、大量の鋼材を再利用せずに埋め戻していることになる。

このことは、資源の無駄遣いになっていると同時に、工事費の中に材料費の割合が高く、施工費のアップにもつながっている。

一方、仮設立坑構築のためには底盤コンクリートの打設が必要であり、その後の推進工事により、下水管が円形ケーシングを貫通した状態になっている。そのため、マンホール設置後に円形ケーシングを引抜き回収することは困難である。

そこで本発明は、円形ケーシングを埋め戻したままにしておくことによる資源の無駄遣いを解消し、工事コストを節減することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るマンホール構築方法に用いる鋼製円形ケーシングは、地中に圧入し内部の土砂を掘削して立坑を構築する鋼製円形ケーシングにおいて、前記鋼製円形ケーシングを、掘削ビットを下端に有する下部ケーシングと、この下部ケーシングに結合可能な上部ケーシングにより形成し、前記下部ケーシングと上部ケーシングの接合部分を、円周状の差し口と受け口とからなる接続構造とし、その接続構造の前記差し口と受け口との間に円周状の止水パッキンを設けたことを特徴とする。

このような鋼製円形ケーシングとすることにより、下部ケーシングと上部ケーシングとの接続、分離が可能となり、また前記の接続構造と止水パッキンにより、立坑掘削時の地下水や湧水が立坑内に浸入することを阻止できる。

また、本発明のマンホールの構築方法は、
掘削ビットを下端に有する下部ケーシングと、この下部ケーシングに結合可能な上部ケーシングと、前記下部ケーシングと上部ケーシングを接合する、円周状の差し口と受け口とからなる接続構造と、その接続構造の前記差し口と受け口との間に設けられた円周状の止水パッキンとを備えた鋼製円形ケーシングを、回転または揺動により地中に圧入し、
前記鋼製円形ケーシングの内部の土砂を排出し、
前記構成円形ケーシングの底部の前記下部ケーシングの内部にコンクリートを打設して底盤を形成し、
前記下部ケーシングと上部ケーシングの結合を解除し、
前記底盤の上部にマンホールを設置し、
マンホールの周囲と下部ケーシングの間に土砂を充填し、
その後、結合を解除した上部ケーシングを引き抜くこと
を特徴とする。

これにより、立坑構築後に下部ケーシングは埋め戻すが、上部ケーシングは回収することができ、資源の無駄遣いを解消し、工事コストを節減することができる。

本発明によれば、下水管の敷設に必要最小限の下部ケーシングのみを地中に残し、上部ケーシングを回収するため、上部ケーシングは再利用が可能となり、資源の無駄遣いが無くなる。また材料費を少なくできるために工事費用が安価となる。

本発明の実施の形態に係る円形ケーシングの構成を示すものであり、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングの下部ケーシングと上部ケーシングの連結部を示す拡大断面図であり、（ａ）はコッターとボルトによる結合前、（ｂ）は結合後の状態を示すものである。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングの分解縦断正面図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングの他の例を示す縦断正面図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングを用いたマンホール構築方法の工程を示す図である。 本発明の実施の形態において、上部ケーシングに継ぎ足していく連結ケーシングの構成を示すものであり、（ａ）は連結ケーシング同士を継ぎ足して連結した状態の断面図、（ｂ）は連結前の状態の断面図、（ｃ）は連結した状態の拡大断面図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングを用いたマンホール構築方法の工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングを用いたマンホール構築方法の工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングを用いたマンホール構築方法の工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングを用いたマンホール構築方法の工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングを用いたマンホール構築方法の工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る円形ケーシングを用いたマンホール構築方法の下水管敷設の他の工程を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
本発明の実施の形態に係る鋼製円形ケーシング１０は、図１〜図３に示すように下部ケーシング１と上部ケーシング２とよりなり、下部ケーシング１と上部ケーシング２の接合部分を円周状の差し口１ａと受け口２ａによる接続構造とし、その内部に円周状に止水パッキン３を設けたものである。下部ケーシング１の下端には掘削ビット４が固着されている。下部ケーシング１の差し口１ａの上端と上部ケーシング２の受け口２ａの下端には、円周方向の位置決めとなる突起部２ｂと凹部１ｂが設けられている。なお、上部ケーシング２の上端は、円周状の差し口２ｄ（図３参照）となっており、差し口２ｄの円周上にケーシング中心方向に向いて複数の雌ネジ部２ｃが設けられている。

立坑掘削時の円形ケーシング１０圧入時は、下部ケーシング１と上部ケーシング２を内側からボルト５とコッター６で接続し、下部ケーシング１と上部ケーシング２を連結して圧入を行う。

なお、下部ケーシング１と上部ケーシング２の連結は、ボルト５とコッター６による接続の他に、図４に示すように差し口１ａと受け口２ａの接合部を溶接部１１で接続して一体化することもできる。

次に、本発明の実施の形態に係る円形ケーシング１０を用いたマンホール構築方法について図５〜図１２を用いて説明する。

これらの図において、立坑掘削機２０は、走行可能なベースマシン２１と、ベースマシン２１から旋回および俯仰可能に設けられたブーム２２と、ブーム２２の先端に取り付けられた油圧バケット２３とを備えている。ベースマシン２１には、連結装置２４により円形立坑掘削装置２５が固定されている。円形立坑掘削装置２５は、円形ケーシング１０を回転または揺動させながら地盤中に圧入するものである。

図５に示すように、立坑掘削機２０を用いて円形ケーシング１０を回転・揺動させながら地盤中に圧入していき、途中で、上部ケーシング２の差し口２ｄに、連結ケーシング３０の受け口３０ａを嵌め込んでボルト３１で接続する。さらに連結ケーシング３０の上に連結ケーシング３０を連結する場合は、図６に示すように連結ケーシング３０の上部に設けた差し口３０ｂにその上の連結ケーシングの下部の受け口３０ａを嵌め込む。連結ケーシング３０同士の接続部には雌ネジ部３２が設けられており、その雌ネジ部３２にボルト３１を締め付けて連結ケーシング３０同士を接続する。このように連結ケーシング３０を接続しながら、所定の深さの立坑を掘削する。
円形ケーシング１０内の土砂は、立坑掘削機２０の油圧バケット２３を用いて排出し、ダンプカー４０に積載する。

円形ケーシング１０の圧入・掘削終了後は、図７に示すようにミキサー車５０からトレミー管５１を介して下部ケーシング１に底盤コンクリート７を打設する。

その後、下部ケーシング１と上部ケーシング２を接続しているボルト５とコッター６を外し、下部ケーシング１と上部ケーシング２の連結を解除し、図８に示すようにクレーン車６０を用いてマンホール８を設置する。この間、下部ケーシング１と上部ケーシング２の接合部分は円周状の差し口１ａ、受け口２ａの接続構造であり、その内部に円周状に止水パッキン３を設けているので、下部ケーシング１、上部ケーシング２の接合部分からの地下水や地盤の流入は無い。また、上部ケーシング２と連結ケーシング３０、および連結ケーシング３０どうしの結合は、受け口に差し口を貫入し、ボルト３１で締結することにより水密構造となり、接合部分からの地下水や地盤の流入は無い。

そして、図９に示すように立坑掘削機２０を用いて上方の連結ケーシング３０および上部ケーシング２を回収しながらマンホール８の外周と立坑との隙間に土砂９を装入しつつ埋め戻し、図１０に示すようにマンホール８の設置が完了する。

マンホール８の設置が完了したら、図１１に示すように、マンホール８を、推進機７０による下水管７１の発進・到達立坑として、下水管７１の敷設を行う。

図１２に示すように、前記の仮設立坑構築後に、下部ケーシング１に下水管７１の発進または到達を行うこともある。その場合、下水管７１敷設後に下部ケーシング１と上部ケーシング２を接続しているボルト５とコッター６を外し、下部ケーシング１と上部ケーシング２の連結を解除する。ここでも、下部ケーシング１と上部ケーシング２の接合部分は円周状の差し口１ａ、受け口２ａの接続構造であり、その内部に円周状に止水パッキン３を設けているので、下部ケーシング１、上部ケーシング２の接合部分からの地下水や地盤の流入は無い。また、上部ケーシング２と連結ケーシング３０、および連結ケーシング３０どうしの結合は、受け口に差し口を貫入し、ボルトで締結することにより水密構造となり、接合部分からの地下水や地盤の流入は無い。

その後、マンホール８を設置して、土砂の埋め戻しを行いながら、立坑掘削機２０を用いて上方の連結ケーシング３０および上部ケーシング２を回収する（図９参照）。

このように、本実施の形態によれば、下水管の敷設に必要最小限の下部ケーシングのみを地中に残し、上部ケーシングを回収するため、上部ケーシングは再利用が可能となり、資源の無駄遣いが無くなる。

本発明は、円形ケーシングを埋め戻したままにしておくことによる資源の無駄遣いを解消し、工事コストを節減できる円形ケーシングとして、下水道工事、地下構造物建設工事、井戸掘削工事、場所打杭工事等の立坑構築に好適に利用することができる。

１ 下部ケーシング
１ａ 差し口
１ｂ 凹部
２ 上部ケーシング
２ａ 受け口
２ｂ 突起部
２ｃ 雌ネジ部
２ｄ 差し口
３ 止水パッキン
４ 掘削ビット
５ ボルト
６ コッター
７ 底盤コンクリート
８ マンホール
９ 土砂
１０ 鋼製円形ケーシング（円形ケーシング）
１１ 溶接部
２０ 立坑掘削機
２１ ベースマシン
２２ ブーム
２３ 油圧バケット
２４ 連結装置
２５ 円形立坑掘削装置
３０ 連結ケーシング
３０ａ 受け口
３０ｂ 差し口
３１ ボルト
３２ 雌ネジ部
４０ ダンプカー
５０ ミキサー車
５１ トレミー管
６０ クレーン車
７０ 推進機
７１ 下水管

Claims (1)

1. 掘削ビットを下端に有する下部ケーシングと、この下部ケーシングに結合可能な上部ケーシングと、前記下部ケーシングと上部ケーシングを接合する、円周状の差し口と受け口とからなる接続構造と、その接続構造の前記差し口と受け口との間に設けられた円周状の止水パッキンとを備えた鋼製円形ケーシングを、回転または揺動により地中に圧入し、
   前記鋼製円形ケーシングの内部の土砂を排出し、
   前記鋼製円形ケーシングの底部の前記下部ケーシングの内部にコンクリートを打設して底盤を形成し、
   前記下部ケーシングと上部ケーシングの結合を解除し、
   前記底盤の上部にマンホールを設置し、
   マンホールの周囲と下部ケーシングの間に土砂を充填し、
   その後、結合を解除した上部ケーシングを引き抜くこと
   を特徴とする鋼製円形ケーシングを用いたマンホール構築方法。

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