(57)【要約】【課題】専用の吊下げ装置等を必要とせずに、管体の設置を精度良く且つ迅速に、安価に行うことができ、管体を埋設すべき位置の上方に横断して既設の埋設管が存在する場合においても採用できる菅体の埋設方法を提供する。【解決手段】滞水性の地盤内に管体（２６）を埋設する方法であって、管体を埋設すべき場所の長手方向に沿った両側の地盤を安定液を満たしながら溝状に掘削し、掘削後、安定液を固化させて止水壁（１４）を造成する第１工程と、対向する止水壁間に挟まれた地盤（１８）を掘削する第２工程と、掘削により形成された空間（２４）内に管体（２６）を設置する第３工程と、管体の設置後、前記空間に土砂（３６，３８）を充填する第４工程と、からなる菅体の埋設方法が提供される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
滞水性の地盤内に管体を埋設する方法であって、
管体を埋設すべき場所の長手方向に沿った両側の地盤を安定液を満たしながら溝状に掘削し、掘削後、安定液を固化させて止水壁を造成する第１工程と、
対向する止水壁間に挟まれた地盤を掘削する第２工程と、
掘削により形成された空間内に管体を設置する第３工程と、
管体の設置後、前記空間に土砂を充填する第４工程と、
からなることを特徴とする管体の埋設方法。
【請求項２】
第１工程で使用する安定液は泥水にセメント系材料を含んだ自硬性のものであることを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設方法。
【請求項３】
第１工程で使用する安定液は泥水であり、止水壁用の掘削を行なった後、該泥水に硬化剤を添加することを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設方法。
【請求項４】
第１工程で使用する安定液は泥水であり、止水壁用の掘削を行なった後、該泥水を自硬性材料と置換することを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設方法。
【請求項５】
前記第１工程での止水壁用の掘削により発生する泥土状の掘削土砂と、セメント系材料とを混練して成る改良土を、前記第４工程における空間に充填する土砂の少なくとも一部として用いることを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設方法。
【請求項６】
前記止水壁には、固化前に、応力材を埋設することを特徴とする請求項１に記載の管体の埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水位の比較的高い地盤、或いは砂や礫を多く含む地盤等のような滞水性の地盤に下水管等の管体を埋設する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の管体の埋設方法として、特許文献１に記載されている方法が知られている。この方法によると、まず、管体を埋設すべき位置を地上から泥水掘削する。即ち、掘削する溝の内壁を崩落させないように、水とベントナイト等を含んだ泥水を溝内に満たしながら掘削する。掘削の終了後、泥水の満たされた溝内に、上方から管体を下方に沈める。これにより管体を溝の中に設置し、その後泥水に硬化材を添加するか、或いは泥水と硬化性泥水とを置換するなどにより管体を所定の位置を固定して、埋設するものであった。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５９−１４６６７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の方法によると、目視出来ない泥水の中に管体を沈めていくので、管体の溝中への設置を精度良く且つ迅速に行うことができない。また、管体を埋設すべき位置の上方に横断して、ガス管、水道管等、既設の埋設管が存在する場合は、この方法を採用できないか、或いは採用できたとしても、管体を沈めるためのスパンが短く、施工に時間がかかる等の問題があった。また、管体をつり下げるための専用の吊下げ装置や、管体の端部を固定しシールするためのロック機構、等が必要で、バックホー等の汎用機械だけでは施工はできず高価なものとなっていた。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、専用の吊下げ装置等を必要とせずに、管体の設置を精度良く且つ迅速に、しかも安価に行うことができる、管体の埋設方法を提供することにある。
【０００６】
更にまた、本発明の他の課題は、管体を埋設すべき位置の上方に横断して、ガス管、水道管等、既設の埋設管が存在する場合においても採用することのできる管体の埋設方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、滞水性の地盤内に管体を埋設する方法であって、管体を埋設すべき場所の長手方向に沿った両側の地盤を安定液を満たしながら溝状に掘削し、掘削後、安定液を固化させて止水壁を造成する第１工程と、対向する止水壁間に挟まれた地盤を掘削する第２工程と、掘削により形成された空間内に管体を設置する第３工程と、管体の設置後、前記空間に土砂を充填する第４工程と、からなることを特徴とする管体の埋設方法。
【０００８】
本発明によると、第３工程の施工中において、作業者が管体を目視しながら設置することができるので、精度良く、迅速且つ確実に管体を設置することができる。また、管体を設置すべき場所を横断して既設の管等が存在していたとしても、これらの既設の管体等及びこれから埋設する管体の両方を目視しながら作業を行うことができるので、このような場合においても本発明の埋設方法を採用することが可能となる。また、本発明によると、また、管体の吊下機構や沈埋設備のような高価な専用機械は不要で、全てバックホー等の汎用機械で施工することができる。
【０００９】
第１工程で使用する安定液は泥水にセメント系材料を含んだ自硬性のものであることを特徴とする。従って、止水壁用の掘削終了後、２４時間ないし２〜３日静置することによって安定液が固化して止水壁が造成される。或いは、第１工程で使用する安定液は泥水であり、止水壁用の掘削を行なった後、該泥水に硬化剤を添加することを特徴とする。或いは、第１工程で使用する安定液は泥水であり、止水壁用の掘削を行なった後、該泥水を自硬性材料と置換することを特徴とする。
【００１０】
また、前記第１工程での止水壁用の掘削により発生する泥土状の掘削土砂と、セメント系材料とを混練して成る改良土を、前記第４工程における空間に充填する土砂の少なくとも一部として用いることを特徴とする。これによると、そのままでは産業廃棄物となる泥土状の掘削土砂を再利用でき、リサイクルや環境保護の点で有利である。なお、管体設置位置の掘削土砂は泥水を含んでいないために産業廃棄物にはあたらない。また、流動物を利用するので、空隙充填性が良好である。充填時は流動物であるが、セメント系材料が含まれているため静置することで硬化し、強度を発現するため支持地盤として機能できる。
【００１１】
また、前記止水壁には、固化前に、応力材を埋設することを特徴とする。この場合は、土留め用の支保が少なくて済み、或いは不要となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、埋設すべき管体の長手方向に沿って管体を埋設する工程順に示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。図２〜図５は各工程を示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。図６は第３工程での図４の線Ａ−Ａにおける横断面図、図７はマンホール部の平面図、また図８は各工程をフローチャートで示すものである。
【００１４】
まず、第１工程では、図２に示すように、管体を埋設すべき場所で且つ埋設すべき管体の軸方向に沿った左右両側の地盤を、バックホー１０を利用して平行な１対の溝状に掘削する。１対の溝を掘削するに際しては、掘削中の溝１２の中に安定液を満たしながら掘削を進行させる、いわゆる泥水掘削を行う。ここで、「安定液」とは水にベントナイト又はポリマーなどの膨潤性材料を加えたもので、本実施の形態では、更にセメント系の硬化性材料を加え、自硬性を有するものを使用する。左右両側に掘削する各溝の幅は約４０ｃｍ、深さは３．５〜４ｍ程度が適当である。また、左右両側の溝１２と溝１２との間隔は、埋設すべき管体の直径如何によるが、本実施の形態においては、内法で約９５ｃｍ程度である。
【００１５】
掘削後の溝１２中の安定液は、泥水中の水が側方地盤に浸透して溝の内壁に泥膜を形成して壁と一体化させると共に、泥水位が地下水位よりも高いことによる水頭差により、一体化して内壁を側方向に押しつける力を与えることにより、内壁の崩落を防止する作用がある。掘削後の溝はその中に安定液を伴った状態で、例えば２４時間或いは２〜３日放置することにより、安定液が固化して１対の平行な止水壁１４が造成される。
【００１６】
なお、掘削した溝１２の地盤が軟弱な場合は、表層の崩落を防止して、造成される止水壁１４の溝幅を保持するために、応力材１６を使用して崩落止めを実施する場合もある。応力材１６は、安定液が固化する前に、止水壁１４を造成するための溝１２の幅に対応する長さを有する突っ張り材として機能する応力材１６を設置する。応力材１６は、安定液が固化して止水壁１４となった際には撤去され、当該表層部が埋設される。
【００１７】
止水壁用の溝の掘削に際して泥土状の掘削土砂が発生するが、後述のように、掘削土砂はセメント系材料とを混練して改良土とし、後の工程でこの改良土を利用することができる。
【００１８】
次に第２工程では、図３に示すように、安定液が固化することにより造成された１対の止水壁１４に挟まれた地盤１８を掘削する。掘削するにあたっては、掘削が進行するにしたがって止水壁１４の内側、即ち、止水壁１４と掘削地盤１８との間に土留用の支保２０を設置する。この場合の地盤の掘削にあたっては、第１工程で使用したものと同じバックホー１０のバケットを幅広のものに交換して利用することができ、掘削しては支保２０を建て込み、更に掘削しては支保２０を建て込むという方法で、止水壁１４の深さが例えば４ｍの場合、深さ３．５ｍ程度の部位まで掘削し、且つ同じ深さ３．５ｍ程度の部位まで支保２０を建て込む。また、掘削底面以深の止水壁が図４、６に示す根入れ部２８であり、水圧による地盤底部の膨れを防止する機能を有している。地下水位が比較的高い地盤や掘削底面が透水性地盤などの場合においては、必要に応じて掘削前に周知の方法で溝の地盤底部を固める作業を行ってもよい。図３においては、右側に図示する支保２０は所定の深さまで埋設済みのものであり、左側に図示する支保２０は打ち込み途中のものである。
【００１９】
このように、止水壁１４に隣接して支保２０を連続して打ち込んでいく。ここで用いる支保２０は、鋼製の矩形枠状体が用いられ、周囲の枠と幾つかの桟を有する。したがって、支保２０を設置した後は、枠や桟の間は止水壁１４が掘削した溝の内側へ露出する。掘削後の止水壁１４はその両側の未掘削の地盤からの圧力を受け、止水壁１４に対して掘削した溝の幅を狭める方向への力が働くので、必要に応じて、両側の支保の間に突張り材２２を設置し、溝幅を規定している止水壁１４間の空間２４間隔を維持する。支保２０は、上記のとおり、止水壁１４だけでは背面の土圧、水圧を支持できない場合に必要となる。
【００２０】
次に、第３工程では、図４及び図６に示すように、管体２６を設置する。管体を設置するにあたっては、掘削底面の上に基礎となる砕石を敷きつめて転圧して砕石基礎３０とし、管体を設置すべき所定の深さとした後に、管体２６を順次設置していく。管体２６を設置する場合は、既設の管体との間の接合部にて液漏れが生ずるのを防止するために周知の方法でシールが施されている。また、管体２６の設置にあたって、溝を横切っている突張り材２２が存在する場合は、管体設置に先立って、これらの突張り材２２を取り外しておく。管体設置後は、次工程で土砂を埋めるので、突張り板は不要となる。なお、図４、図６において、２９は掘削底面であり、３２は地下水位、３４は地表面を示す。
【００２１】
管体２６の設置後は、第４工程として、溝の空間２４に土砂を充填する。支保２０を設置した場合は、図５左側に示すように、土砂の充填の進行に併せて、支保２０を引き抜き撤去していく。支保の撤去が完了し、且つ地表面まで土砂及び埋戻土の充填が完了するまで第４工程を実行する完了後は図５右側に示すようになる。なお、溝の空間に土砂を充填する場合において、管体２６の周囲の領域は、埋戻し材の中でも充填性のよい主として砂３６を充填し、その上部は埋戻し土３８及び改良土を充填する。この改良土は、前述した両側の止水壁１４用の溝を掘削した第１工程において生じた掘削土砂にセメント系材料を混練したものであり、土砂及び埋戻土と共にこの改良土を充填することができる。
【００２２】
なお、第１工程での止水壁用の溝を掘削する際には安定液を満たしながら掘削するので、掘削した土砂に安定液が混ざっており、したがってこの材料は一般に産業廃棄物として扱われることとなる。しかしながら、これを改良土として、対向する止水壁１４間の溝の空間部２４を土砂で充填する際に、一緒に充填する。具体的には、掘削土砂にセメントや石灰などの、硬化性材料あるいは固化材料を添加・混合したものを改良土として用いる。混合方法としては、掘削土砂を一旦ダンプトラックに積込み、プラントまで搬送した後プラント内のミキサーに、掘削土砂を投入すると共にセメント系材料等を添加して十分に混合したものをトラック搬送あるいはポンプ輸送により、管体の設置の完了した空間部内に充填する。セメント系材料のような、硬化性材料を用いる場合は、混合物たる改良土が十分な流動状態となるまで、混合すると、充填性がよくなり、より好適である。このようにすれば、管体を埋設する場合における産業廃棄物をなくすることができ、リサイクル及び環境保護上好適である。特に、溝の空間部２４に充填すべき開削用土量が止水壁用溝の掘削土量よりも量的に多い場合は、結果的に産業廃棄物になるべき物質の発生を完全に無くすることができる。
【００２３】
以上のようにして、上述した第１工程から第４工程までのプロセスを、管路の長手方向約３０〜４０ｍにわたって同時に進行することができ、第１工程〜第４工程の各工程の作業が終了すると、元の第１工程の部位は、次のプロセスで第２工程を実施し、他の工程を順次進行し、前進しながら作業を進行する。
【００２４】
図８はマンホール部を設ける場所における止水壁の設置法を示す。例えば下水用の管体を埋設する場合には、管体を分岐させ或いは中継させる場所にマンホール４０が設置される。一般にマンホールの外径が止水壁の間隔より大きいので、例えば図７に示すように、止水壁１４を途中で中断し、この中断個所の外側に止水壁１４′を設置する。これにより両側にそれぞれ止水壁の厚さ分だけ間隔が広がることとなり、マンホール４０を設置することが可能となる。
【００２５】
以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。例えば、設置すべき管体の直径やその他の設計仕様が変化することで両側止水壁の間隔、設置深さや厚さ等の適宜変化させる必要のあることは言うまでもない。また、例えば安定液として、あらかじめ泥水にセメント系材料を含んだ自硬性のものを使用してもよく、また自硬性のものでない場合は、硬化材を添加するか、又は自硬性の材料と置換してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、施工中において、作業者が管体を目視しながら設置することができるので、精度良く、迅速且つ確実に管体を設置することができる。また、管体を設置すべき場所を横断して既設の管等が存在していたとしても、これらの既設の管等及びこれから埋設する管体の両者を目視しながら作業を行うことができるので、このような場合においても本発明の埋設方法を採用することが可能となる。また、本発明によると、また、管体の吊下機構や沈埋設備のような高価な専用機械は不要で、全てバックホー等の汎用機械で施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による管体の埋設方法の全体を示す長手方向の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図２】本発明による管体埋設の第１工程を示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図３】本発明による管体埋設の第２工程を示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図４】本発明による管体埋設の第３工程を示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図５】本発明による管体埋設の第４及び第５工程を示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図６】図４の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図７】マンホール部の平面図である。
【図８】本発明による管体埋設の第１〜第４工程のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…バックホー
１２…止水壁用の溝
１４…止水壁
１８…掘削地盤
２０…土留用支保
２４…止水壁間の空間
２６…管体
３６…砂
３８…埋戻し土
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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