(57)【要約】【課題】簡易に沈設作業を行うことができる地中構造物の沈埋工法にする。【解決手段】安定液Ｂを供給しながら地盤Ｇを掘削することにより安定液Ｂで満たされた掘削溝２を形成し、この掘削溝２内に地中構造物１を沈設する。この沈設は、地中構造物１を、掘削溝２内に紐状部材１７で吊持することにより行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定液を供給しながら地盤を掘削することにより安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削溝内に地中構造物を沈設する地中構造物の沈埋工法であって、
前記地中構造物を、前記掘削溝内に紐状部材で吊持して沈設することを特徴とする地中構造物の沈埋工法。
【請求項２】
地中構造物を、その上に載置されている目盛りを有する棒材で抑え込んで、掘削溝内に吊持し、
前記目盛りを基準に、前記地中構造物の沈設位置を確認する請求項１記載の地中構造物の沈埋工法。
【請求項３】
安定液を供給しながら地盤を掘削することにより安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削構内にその形成方向に沿って地中構造物を沈設する地中構造物の沈埋工法であって、
前記地中構造物を、前記掘削溝内に紐状部材で吊持し、
前記地中構造物上の溝形成方向に異なる少なくとも２ヶ所以上の部位に載置されている棒材の水平位置を基準に、前記地中構造物の沈設位置を確認することを特徴とする地中構造物の沈埋工法。
【請求項４】
安定液を供給しながら地盤を掘削することにより安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削溝内に地中構造物を沈設する地中構造物の沈埋工法であって、
紐状部材に備えられた釣針状のフック部材を前記地中構造物に引っ掛け、前記地中構造物を前記紐状部材で吊持して沈設し、
沈設された地中構造物が、少なくとも位置固定されるように前記掘削溝内を固化し、
前記紐状部材の緊張状態を解いた後、前記フック部材の離間部と実質的に対向する針部に取り付けられたフック操作紐を地上から引いて、前記地中構造物から前記フック部材を外すことを特徴とする地中構造物の沈埋工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中構造物の沈埋工法に関する。より詳しくは、安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削溝内に地中構造物を沈設する工程を含む地中構造物の沈埋工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水道管やボックスカルバートなどの地中構造物を沈埋する工法として、近年、安定液掘削による沈埋工法（いわゆるプラス工法）が急速に普及している。この工法においては、ベイトナイト泥水などの安定液を供給しながらパワーショベルなどで地盤を掘削することにより安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削溝内に地中構造物を、この地中構造物に固着されたゲビン棒で吊持して沈設する。そして、例えば、掘削溝内の安定液をセメントミルク等の固化材で置き換え、あるいは安定液中に固化材を添加しエア攪拌などの攪拌を行うことによって安定液を固化し、もって地中構造物を沈埋する。
【０００３】
この工法は、掘削に伴う土留工や地盤改良工が不要となるほか、工事中の水替を必要としないので周辺地盤に対する影響が少なく、また、掘削溝内に作業員が入ることがないので安全性が高いなど多くの利点があり、大変有用なものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の沈埋工法は、地中構造物にゲビン棒を固着し、地中構造物をかかるゲビン棒で吊持して掘削構内に沈設するものであったため、周囲の環境などによっては、作業に不便を伴う場合があった。例えば、電線などを原因とする高さ制限があると、ゲビン棒の固着作業に不便を伴う。
【０００５】
そこで、本発明の主たる課題は、簡易に地中構造物の沈設作業を行うことができる地中構造物の沈埋工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は、次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
安定液を供給しながら地盤を掘削することにより安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削溝内に地中構造物を沈設する地中構造物の沈埋工法であって、
前記地中構造物を、前記掘削溝内に紐状部材で吊持して沈設することを特徴とする地中構造物の沈埋工法。
【０００７】
（作用効果）
地中構造物を、掘削溝内に、紐状部材で吊持して沈設するので、ゲビン棒で吊持して沈設する従来の工法に比して簡易な工法となる。
【０００８】
＜請求項２記載の発明＞
地中構造物を、その上に載置されている目盛りを有する棒材で抑え込んで、掘削溝内に吊持し、
前記目盛りを基準に、前記地中構造物の沈設位置を確認する請求項１記載の地中構造物の沈埋工法。
【０００９】
（作用効果）
地中構造物を、その上に載置されている棒材で抑え込んで、掘削溝内に吊持するので、安定液からの抵抗や地中構造物自体の浮力などを原因とする紐状部材のたわみを防止することができる。したがって、地中構造物の現在位置を正確に把握することができる。
しかも、抑え込みに利用する棒材は目盛りを有し、この目盛りを基準に地中構造物の沈設位置を確認するので、簡易でありながら正確な位置に地中構造物を沈設することができる工法となる。
【００１０】
＜請求項３記載の発明＞
安定液を供給しながら地盤を掘削することにより安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削構内にその形成方向に沿って地中構造物を沈設する地中構造物の沈埋工法であって、
前記地中構造物を、前記掘削溝内に紐状部材で吊持し、
前記地中構造物上の溝形成方向に異なる少なくとも２ヶ所以上の部位に載置されている棒材の水平位置を基準に、前記地中構造物の沈設位置を確認することを特徴とする地中構造物の沈埋工法。
【００１１】
（作用効果）
地中構造物を、掘削溝内に、紐状部材で吊持して沈設するので、ゲビン棒で吊持して沈設する従来の工法に比して簡易な工法となる。
また、地中構造物上の溝形成方向に異なる少なくとも２ヶ所以上の部位に載置されている棒材の水平位置を基準に、地中構造物の沈設位置を確認するので、簡易でありながら正確な位置に地中構造物を沈設することができる工法となる。
【００１２】
＜請求項４記載の発明＞
安定液を供給しながら地盤を掘削することにより安定液で満たされた掘削溝を形成し、この掘削溝内に地中構造物を沈設する地中構造物の沈埋工法であって、
紐状部材に備えられた釣針状のフック部材を前記地中構造物に引っ掛け、前記地中構造物を前記紐状部材で吊持して沈設し、
沈設された地中構造物が、少なくとも位置固定されるように前記掘削溝内を固化し、
前記紐状部材の緊張状態を解いた後、前記フック部材の離間部と実質的に対向する針部に取り付けられたフック操作紐を地上から引いて、前記地中構造物から前記フック部材を外すことを特徴とする地中構造物の沈埋工法。
【００１３】
（作用効果）
紐状部材に備えられた釣針状のフック部材を地中構造物に引っ掛け、地中構造物を紐状部材で吊持して沈設するので、ゲビン棒で吊持して沈設する従来の工法に比して簡易な工法となる。
【００１４】
また、沈設された地中構造物が、少なくとも位置固定されるように掘削溝内を固化し、紐状部材の緊張状態を解いた後、フック部材の離間部と実質的に対向する針部に取り付けられたフック操作紐を地上から引いて、地中構造物からフック部材を外すので、簡易に紐状部材を回収することができ、したがって資源を有効利用することができる簡易な工法となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る工法においては、下水道管などの管体やボックスカルバート、あるいは複数の構造物が一体化されたものなど、種々の地中構造物を沈埋の対象とすることができる。以下の本実施の形態では、下水道管などの管体をベースとする地中構造物を沈埋する場合を例に、説明する。
【００１６】
（地中構造物）
図１及び図２に示すように、本実施の形態の地中構造物１は、下水道管などの管体１０と、この管体１０の下部に備えられた下部Ｈ型鋼１１と、管体１０の上部に備えられた上部溝型鋼１２と、から主になる。下部Ｈ型鋼１１及び上部溝型鋼１２は、ワイヤー１３によって管体１０に固定されている。下部Ｈ型鋼１１は、管体１０の補強及び浮力への対抗を目的として備えられている。
【００１７】
従来の工法においては、図６に示すように、上部溝型鋼１２の上面に、長手方向に間隔をおいて、カップラー１４，１４…を固着させ、各カップラー１４に、ゲビン棒２０を螺合させていた。しかし、本発明の工法においては、特に図２に示すように、地中構造物１を、紐状部材１７のみによって吊持して沈設するので、かかるカップラー１４や、ゲビン棒２０を備える必要はない。したがって、例えば、電線などを原因とする高さ制限がある場合においても、ゲビン棒の固着作業に伴う不便が生じない。
【００１８】
なお、図１に示すように、本実施の形態では、管体１０の人孔３側開口端に、仮蓋１５及び注水エア抜き１６が備えられている。
【００１９】
（沈設）
地中構造物１の沈設にあたっては、まず、図２に示すように、ガイドウォール４，４を構築するとともに、その間の地盤Ｇを、ベントナイト泥水などの地盤安定液Ｂを供給しながら、パワーショベルなどの掘削機で掘削し、掘削溝２を形成する。図１に示すように、この掘削溝２の長手方向端部には、あらかじめ又はその後に人孔３を埋設する。
【００２０】
以上の作業が完了したら、図２に示すように、地中構造物１を、掘削溝２内に、可撓性を有する棒などの部材、チェーン、ワイヤー、ロープなどの紐状部材１７（なお、紐状部材には、可撓性部材をも含む趣旨である。）によって、吊持して沈設する。従来の工法においては、可撓性を有しないゲビン棒２０で吊持して沈設していたのと対比される。
【００２１】
地中構造物１を吊持するにあたっては、図２に示すように、地中構造物１の上に、測量用スタッフなどの目盛り１８Ａを有する棒材１８を載置し、地中構造物１を、かかる棒材１８で抑え込むとよい。この抑え込みにより、紐状部材１７のたわみが防止され、したがって地中構造物１の現在位置を正確に把握することができるようになる。また、かかる棒材１８は目盛り１８Ａを有するので、この目盛り１８Ａを基準に地中構造物１の沈設位置を確認することができ、簡易でありながら正確な深さ位置に地中構造物１を沈設することができるようになる。棒材１８として、測量用スタッフを使用した場合は、例えば、図２に示すように、レベル１９によって目盛り１８Ａを読み取ることができる。
【００２２】
棒材１８は、紐状部材１７のたわみを防止するためのものであり、地中構造物１を吊持するためのものではない。したがって、地中構造物１の上に載せるだけで足り、接着、螺合などによって固着されている必要はない。
【００２３】
また、棒材１８の地中構造物１に対する載置角度は、特に限定されるものではないが、その目盛り１８Ａによって深さ位置を確認する場合は、深さ位置を算出しうるよう載置角度を把握しておく必要がある。この点、本実施の形態のように、棒材１８を、紐状部材１７に沿わせて載置すれば、載置角度が明らかになるので好ましい。
【００２４】
さらに、本実施の形態のように、地中構造物１が、掘削構２内に、この掘削溝２の形成方向に沿って沈設されるものである場合は、棒材１８を、地中構造物１上の溝形成方向に異なる少なくとも２ヶ所以上の部位に載置し、載置された棒材１８の水平位置を基準に、地中構造物１の沈設位置を確認するのが好ましい。従来の工法においては、地中構造物１をゲビン棒２０で吊持したため、地中構造物１の水平位置を正確に設定することができたが、本発明の工法においては、紐状部材１７で吊持するため、例えば、図３に示すように、地中構造物１が掘削溝２に沿って設置されない可能性がある（設置予定位置を一点鎖線で示してある。）。しかし、本実施の形態のように、棒材１８を、地中構造物１上の溝形成方向に異なる少なくとも２ヶ所以上の部位に載置し、載置された棒材１８，１８の水平位置を基準に、地中構造物１の沈設位置を確認すれば、かかるおそれを解消することができる。地中構造物１の沈設位置の調整は、例えば、紐状部材１７を操作することにより行うことができる。
【００２５】
地中構造物１の水平位置を確認するという観点からは、棒材１８が目盛り１８Ａを有する必要はない。しかし、目盛り１８Ａを有する場合は、地中構造物１の水平位置を確認するのと同時に、その深さ位置をも確認することができ、好ましいものとなる。
【００２６】
本実施の形態において、紐状部材１７の繰り出しは、門型足場クレーンなどの架台２２を用い、この架台２２に取り付けられたチェーンブロック２３によって行っている。また、紐状部材１７は、その先端部に、図４に示すように、釣針状のフック部材４０が備えられており、このフック部材４０を前記ワイヤー１３に引っ掛け、地中構造物１を吊持するようになっている。
【００２７】
（地中構造物の位置固定）
地中構造物１を沈設したら、次に、少なくとも地中構造物１が位置固定されるように、掘削溝１内を固化する。この掘削溝１内の固化は、従来の工法と同様、掘削溝１内の安定液Ｂを固化材で置き換えることにより、行うことができる。
【００２８】
本実施の形態において、かかる置き換え作業は、図５に示すように、安定液Ｂ中に注入管４６を挿入し、この注入管４６を通して安定液Ｂよりも比重の大きい水密性固化材を注入することによって行う。注入管４６は、はじめ掘削溝２の底部近傍に位置するように挿入し、水密性固化材の注入にあわせて順次引き上げる。このようにして、少なくとも地中構造物１が位置固定されるまでの安定液Ｂを、好ましくは掘削溝１の底部から上部溝型鋼１２の上縁よりより若干上方（例えば、０〜６０ｃｍ上方、好ましくは２０〜４０ｃｍ上方）まで（図中にＤと示す範囲）の安定液Ｂを、水密性固化材に置き換える。水密性固化材は、時間とともに固化する。
【００２９】
かかる水密性固化材による置き換え作業は、地中構造物１の位置固定のために行うものであるから、地中構造物周辺部（例えば、構造物の周り１０〜２０ｃｍ）の安定液Ｂについてなされればよく、地中構造物から幅方向に離れた部分についてなされる必要はない。
【００３０】
本作業で使用する水密性固化材は、作業の迅速化という観点からは、瞬結性であるのが好ましい。瞬結性の固化材としては、例えば、高炉セメントＢ種２００〜２４０ｋｇ／ｍ３、ベントナイト６０〜８０ｋｇ／ｍ３及び急硬剤（例えば、デンカＥＳ）１０〜３０Ｌ／ｍ３を混合した、透水係数１０−４ｃｍ／ｓ以下のものを、好ましくは１０−５〜１０−６ｃｍ／ｓのものを挙げることができる。
【００３１】
なお、図中の３０は、掘削溝２内を先行作業領域３１と後行作業領域３２に仕切るための仕切壁である。かかる仕切壁３０を設けることで、先行作業領域３１における固化作業を行うのと同時に、後行作業領域３２において掘削溝２を延長形成することができるようになる。これにより、管体１０が順次接続されるものである場合においても、効率的に作業を行うことができる。
【００３２】
（紐状部材の回収）
以上のようにして、地中構造物１の位置固定がなされたら、本実施の形態では、次に、紐状部材１７の回収を行う。この回収方法は、特に限定されるものではないが、以下の方法によると好ましいものとなる。
すなわち、まず、図４の（１）に示すように、あらかじめ（地中構造物１を沈設する前に）前記フック部材４０の離間部４１と実質的に対向する針部４２にフック操作紐４３を取り付けておく。そして、前記位置固定がなされたら、図４の（２）に示すように、紐状部材１７の緊張状態を解き、図４の（３）に示すように、フック操作紐４３を地上から、離間部４１の反対側に引く。これにより、地中構造物１からフック部材４０が外れ、紐状部材１７を回収しうるようになる。したがって、ゲビン棒２０の取り外し作業を必要とした従来の工法に比して、著しく簡易に資源回収を行うことができる工法となる。
【００３３】
（その他）
（１）　紐状部材１７の回収作業が終了したら、掘削溝２内の残りの安定液Ｂを固化材に置き換える。この置き換え作業によって不要となる安定液Ｂは、ポンプなどを利用して吸い上げ、後続掘削溝（図５でいう後行作業領域３２）を削溝する際に供給する。これにより、より経済的な工法になる。
【００３４】
（２）　本実施の形態では、安定液を固化材で置き換えたが、安定液に固化材を添加し、両者を攪拌することにより、固化することもできる。
【００３５】
（３）　安定液と置き換える固化材は、例えば、掘削により発生した掘削土と混合して利用することもできる。この利用を行えば、掘削土の廃棄費用が削減される。
【００３６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、簡易に沈設作業を行うことができる地中構造物の沈埋工法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地中構造物の沈設前段取り状態の正面図である。
【図２】地中構造物の沈設状態の側面図である。
【図３】地中構造物の沈設状態の平面模式図である。
【図４】フック部材の取り外し方を説明するための図である。
【図５】安定液を固化材に置き換える作業を説明するための図である。
【図６】従来の工法における地中構造物の沈設前段取り状態の正面図である。
【符号の説明】
１…ガイドウォール、２…掘削溝、３…人孔、１０…管体、１１…下部Ｈ型鋼、１２…上部溝型鋼、１３…ワイヤー、１４…カップラー、１５…仮蓋、１６…注水エア抜き、１７…紐状部材、１８…棒材、１８Ａ…目盛り、２０…ゲビン棒、２２…架台、２３…チェーンブロック、３０…仕切壁、３１…先行作業領域、３２…後行作業領域、４０…フック部材、４３…操作紐、４６…注入管、Ｂ…安定液、Ｇ…地盤。
【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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