JP6211322B2 - 既設人孔の撤去方法 - Google Patents

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本発明は、土木建設工事で、劣化した既設人孔を新規人孔に交換するために、既設人孔の撤去を行う方法に関する。
下水道の普及が進んできて、普及率も上がってきた。しかし、年数が経つにしたがって下水管やマンホールの劣化が問題になってきている。下水管の劣化では、旧管を新管に置き換える方法と、既設管の内部にライニングを設ける管更正工法が知られている。
人孔の劣化については、ライナープレートで土留めを行って既設人孔を撤去し、撤去後に新人孔を設置する方法と、既設人孔の内部にライニングを施工する人孔更正方法が知られている。
また、特許文献1には、人孔を包み込むように二重ケーシングを圧入し、人孔と地盤との縁を切り、既設の人孔を内側ケーシングとともに撤去する人孔の交換方法が開示されている。具体的には、既設の人孔を撤去する際、フレームをケーシングの上端に設けた凹部に嵌合し、移動しないように固定し、チェーンブロックをフレームから吊り下げる。次いで人孔上部の斜壁の内面の傾斜に合致する端面を有する引き上げ補助部材を人孔内に降下させ、補助部材の端面を人孔の斜壁に当てて、チェーンブロックを使用して斜壁を引き上げ、内側ケーシングと共に人孔を撤去する。
特開平10−183655号公報
上述したライナープレートを使って既設人孔を撤去する方法では、地盤改良を行ってライナーを設置する必要があり、作業員がライナープレートの内部に入り作業するため、地下水位の高い地盤等、地盤の状態が悪いところでは危険が伴う作業となる。
また、人孔躯体もライナープレート内部に入って人力で分解・破砕し、クレーン等で撤去するため、作業に手間を要し、工期が長期化している。
一方、特許文献1に開示された方法では、引き上げ補助部材を人孔の斜壁の内部に当てて引き上げ補助部材をチェーンブロックで引き上げることにより人孔を撤去することにしているため、斜壁を有しない円形の人孔には適用できないという問題がある。
さらに、鋼製円形土留め材の内部に人孔を設置した既設人孔も数多くある。この場合は、鋼製円形土留め材の撤去も求められることになる。またこの方法の場合は鋼製円形土留め材と設置した人孔の間をモルタル等で固めたものもある。この場合、既設人孔の破砕のみでなくモルタルの破砕も必要となるため撤去に時間がかかるという問題があった。
そこで本発明は、鋼管内部に作業員が入ることなく作業ができ、安全で工期を短縮できる既設人孔の撤去方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明の既設人孔の撤去方法は、鋼製円形土留め材を使用した既設人孔の撤去方法であって、
既設鋼製円形土留め材よりも大径の鋼製円形ケーシングを、前記既設鋼製円形土留め材を内径内に納めるように、旋回または揺動によって圧入する工程と、
前記既設鋼製円形土留め材の上端面が出るまで、既設人孔の斜壁及び内部の土砂を撤去する工程と、
前記既設鋼製円形土留め材の上端面に補助鋼製円形ケーシングを溶接する工程と、
前記補助鋼製円形ケーシングを、円形立坑掘削装置の締付バンドで締め付けて、前記既設鋼製円形土留め材を旋回または揺動し引抜く工程と
を含むことを特徴とする。
本発明では、既設鋼製円形土留め材よりも大径の鋼製円形ケーシングを圧入して既設鋼製円形土留め材の周囲を囲むことで地山からの土圧や地下水を遮断し、ついで既設鋼製円形土留め材の上端に補助鋼製円形ケーシングを溶接して一体化し、円形立坑掘削装置で既設鋼製円形土留め材を既設人孔と一緒に引き抜くことにより、作業員が中に入って作業することがなくなり、工事の安全性と工期の短縮を図ることができる。
前記補助鋼製円形ケーシングおよび前記既設鋼製円形土留め材を引き抜く前に、前記既設人孔の内径よりも小さな外径の芯抜き鋼管により既設人孔の底部の底版および底盤コンクリートを貫通するように穿孔する工程を含むことにより、既設人孔の躯体を引き抜く際の真空圧による過大な負荷を軽減して、作業を効率化することができる。
本発明によれば、鋼管内部に作業員が入ることなく作業ができ、安全で工期を短縮できる既設人孔の撤去方法を提供することができる。
本発明に係る人孔撤去方法の実施の形態を示すもので、(a)は全体図、(b)は要部断面図である。 本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示す説明図である。 本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示すもので、(a)は全体図、(b)は要部断面図である。 本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示すもので、(a)は全体図、(b)は要部断面図である。 本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示す説明図である。 本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示すもので、(a)は全体図、(b)は要部断面図である。 本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示すもので、(a)は全体図、(b)は要部断面図である。 (a)〜(c)は本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示す要部断面図である。 本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示すもので、(a)は全体図、(b)は要部断面図である。 (a)は本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程における切断位置を示す要部断面図、(b)は切断工程を示す説明図、(c)は(a)の次工程を示す説明図である。 (a)、(b)は本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示す説明図である。 (a)、(b)、(c)は本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示す説明図である。 (a)、(b)は本発明に係る既設人孔の撤去方法の工程を示す説明図である。
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。
図1(a),(b)に示すように、本実施の形態の立坑掘削機1は、走行可能なベースマシン2と、ベースマシン2から旋回および俯仰可能に設けられたブーム3と、ブーム3の先端に取り付けられたフック4とを備えている。ベースマシン2には、連結装置5により円形立坑掘削装置10が固定されている。円形立坑掘削装置10は、鋼製円形ケーシング20を旋回または揺動させながら地盤中に圧入するものである。フック4には、掘削バケット6(図2参照)を取り付けて使用できるようになっている。
図1(b)に示すように、円形立坑掘削装置10は、ベースフレーム11と昇降フレーム12とを有し、昇降フレーム12は昇降手段である昇降シリンダ13により、ベースフレーム11に対して昇降駆動される。昇降フレーム12には、主バンド14が旋回ベアリング15により旋回自在に取り付けられており、またベースフレーム11には、副バンド16が取り付けられている。また円形立坑掘削装置10には、主バンド14を鋼製円形ケーシング20の外周に対して締め付ける主バンド締め付け手段としての主バンド締め付けシリンダ(図示せず)と、主バンド14を揺動または旋回させる主バンド駆動手段としての油圧モータ(図示せず)が設けられている。
ベースフレーム11には、副バンド16を鋼製円形ケーシング20の外周に対して締め付ける副バンド締め付け手段としての副バンド締め付けシリンダ(図示せず)が設けられている。
以下、この円形立坑掘削装置10を用いた工法について、図1〜図13を用いて具体的に説明する。
(a)まず、図1に示すように、円形立坑掘削装置10の中心が既設鋼製円形土留め材40の中心になるように立坑掘削機1を調整して円形立坑掘削装置10を設置する。
(b)次いで、既設鋼製円形土留め材40よりも大径の鋼製円形ケーシング20を、既設鋼製円形土留め材40を内径内に納めるように、円形立坑掘削装置10の旋回または揺動によって圧入する。鋼製円形ケーシング20の圧入は、既設鋼製円形土留め材40の上端よりさらに下まで圧入し、既設鋼製円形土留め材40と地山との縁を切る。なお、既設鋼製円形土留め材40の内側には、既設人孔30が納められており、既設鋼製円形土留め材40の内周と既設人孔30の外周との間の間隙にはモルタル等の充填材50が充填されている。
(c)大径の鋼製円形ケーシング20の圧入が完了したら、図2に示すように、掘削バケット6を用いて既設鋼製円形土留め材40の上端面が出るまで、既設人孔30の斜壁31及び土砂の撤去を行う。既設人孔30の直管の上部は、既設鋼管円形土留め材40の上部にはみ出す上半部分30aは切断し、はみ出さない下半部分30bは残す。
(d)図3(a),(b)に示すように、芯抜き鋼管用スペーサ61を主バンド14に取り付ける。次いで、芯抜き鋼管60を芯抜き鋼管用スペーサ61にセットする。続いて主バンド14で芯抜き鋼管用スペーサ61を把持して、主バンド14を回転・圧入し、芯抜き鋼管60で人孔底版41および既設鋼製円形土留め材40下部の底盤コンクリート42を穿孔する。芯抜き鋼管60による穿孔は、既設鋼管円形土留め材40と既設人孔30の躯体を一緒に引き上げる際に、底盤コンクリート42の下部が真空状態になるのを防ぐ目的である。人孔底版41と底盤コンクリート42の穿孔が完了した状態を図4(a),(b)に示す。
(e)図5に示すように、芯抜き鋼管60を撤去し、芯抜き鋼管用スペーサ61を主バンド14より撤去する。
(f)次に、図6(a),(b)に示すように、鋼製円形ケーシング20の上に継ぎ足し用鋼製円形ケーシング21を継ぎ足しながら、既設鋼製円形土留め材40下部の底盤コンクリート42より下まで、円形立坑掘削装置で旋回または揺動させながら鋼製円形ケーシング20を圧入する。
(g)既設鋼製円形土留め材40の上端面が溶接可能なまでに露出したら、図7(a),(b)に示すように、主バンド14、副バンド16に補助ケーシング用スペーサ17,18を取り付ける。次に、既設鋼製円形土留め材40の上端面に鋼製円形補助ケーシング(以下、「補助ケーシング」という)23を溶接する。次いで、主バンド14、補助ケーシング用スペーサ17で補助ケーシング23を把持する。
(h)図8(a)に示すように、補助ケーシング23および既設鋼製円形土留め材40と既設人孔30を一緒に、主バンド14で旋回または揺動させながら、昇降フレーム12を上げて引き抜く。そして図8(b)に示すように、副バンド16で補助ケーシング23を把持し、主バンド14を開く。そして、図8(c)に示すように昇降フレーム12を下げて、主バンド14で補助ケーシング23を把持し、副バンド16を開き、主バンド14を旋回または揺動させながら、昇降フレーム12を上昇させて既設鋼製円形土留め材40を既設人孔30と一緒に引き抜く。この作業を繰り返すことにより、既設鋼製円形土留め材40と既設人孔30を一緒に引き抜いていく。
(i)図9(b)に示すように上下に連続する既設人孔30の人孔接続部が地上に出るまで引き抜いたら、図10(a),(b)に示すように、土留め材切断位置P1より下部の既設鋼製土留め材40は副バンド16で把持し、土留め材切断位置P1より上の既設鋼製円形土留め材40は主バンド14で把持する。そして、既設鋼製円形土留め材40を人孔接続位置P2で切断する。その後、主バンド14を旋回または揺動することにより、充填材50および人孔接続部を剪断により切断する。
(j)図10(c)に示すように、主バンド14を開き、切断した既設鋼製円形土留め材40と既設人孔30の躯体をクレーン等で撤去する。
(k)副バンド16で既設鋼製円形土留め材40を把持した状態で、主バンド14を開き昇降フレーム12を下げる。次いで、図11(a)に示すように、主バンド14で既設鋼製円形土留め材40を把持し、副バンド16を開く。
(l)図11(b)に示すように、主バンド14を旋回または揺動させながら昇降フレーム12を上昇させて既設鋼製円形土留め材40を既設人孔30と一緒に引き抜く。
この作業を繰り返すことにより、既設鋼製円形土留め材40と既設人孔30を一緒に引き抜いていく。
(m)図12(a)〜(c)に示すように、既設人孔30の下部が円形立坑掘削装置10の上部に露出したら既設人孔30の下部と底盤コンクリート42を切断し、既設人孔30と分離して撤去する。
(n)図13(a)に示すように、鋼製円形ケーシング20,継ぎ足し用鋼製円形ケーシング21内部の残った土砂を立坑掘削機1の掘削バケット6で除去し、図13(b)に示すように底盤コンクリート43を打設して、立坑が完成する。
立坑設置が必要ない場合は、鋼製円形ケーシング20、継ぎ足し用鋼製円形ケーシング21の内部に土砂を入れながらケーシング20,21を引き抜き、撤去して施工を完了する。
このようにして、本実施の形態の既設人孔の撤去方法では、鋼管内部で人が中に入らず、土止め壁の既設鋼製円形土留め材と既設人孔の撤去が同時にできるため安全で速く作業ができる。また地盤改良の必要が無いために工程が簡略化できる。さらに、既設人孔撤去後も人が中に入らず底盤コンクリートを打設し仮設立坑とする。このように人孔の撤去、仮設立坑の設置まで人が中に入らずできるため安全に作業ができる。
なお、本実施の形態では、主バンド14と副バンド16を備えた円形立坑掘削装置10を用いた既設人孔の撤去方法について説明したが、本願出願人が出願した特開平11-93560号公報、特開平11−229741号公報に記載された締付バンド、あるいは特開2012−112097号公報に記載された把持リングを用いて、同様の既設鋼製円形土留め材の旋回または揺動、引抜きを行うことができる。
本発明は、内部に作業員が入らずに既設人孔の撤去が可能な既設人孔の撤去方法として、劣化した人孔の撤去、新設の作業に好適に利用することができる。
1 立坑掘削機
2 ベースマシン
3 ブーム
4 フック
5 連結装置
6 掘削バケット
10 円形立坑掘削装置
11 ベースフレーム
12 昇降フレーム
13 昇降シリンダ
14 主バンド
15 旋回ベアリング
16 副バンド
17,18 補助ケーシング用スペーサ
20 鋼製円形ケーシング
21 継ぎ足し用鋼製円形ケーシング
23 補助ケーシング
30 既設人孔
30a 上半部分
30b 下半部分
31 斜壁
40 既設鋼製円形土留め材
41 人孔底版
42,43 底盤コンクリート
50 充填材
60 芯抜き鋼管
61 芯抜き鋼管用スペーサ

Claims (2)

  1. 鋼製円形土留め材を使用した既設人孔の撤去方法であって、
    既設鋼製円形土留め材よりも大径の鋼製円形ケーシングを、前記既設鋼製円形土留め材を内径内に納めるように、旋回または揺動によって圧入する工程と、
    前記既設鋼製円形土留め材の上端面が出るまで、既設人孔の斜壁及び内部の土砂を撤去する工程と、
    前記既設鋼製円形土留め材の上端面に補助鋼製円形ケーシングを溶接する工程と、
    前記補助鋼製円形ケーシングを、円形立坑掘削装置の締付バンドで締め付けて、前記既設鋼製円形土留め材を旋回または揺動し引抜く工程と
    を含む既設人孔の撤去方法。
  2. 前記補助鋼製円形ケーシングおよび前記既設鋼製円形土留め材を引き抜く前に、前記既設人孔の内径よりも小さな外径の芯抜き鋼管により既設人孔の底部の底版および底盤コンクリートを貫通するように穿孔する工程を含む、請求項1記載の既設人孔の撤去方法。
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