特集1：震災から5年■復興の現状【現状と復興施工事例】

東日本大震災に伴う復興工事現場の工事早期竣工に向けて−岩沼市二野倉排水ポンプ場での取組み−

鴻池組・上の組特定建設共同企業体
二野倉ポンプ場工事事務所

副所長 三木 秀二

L型を採用していた（盤下げを行わない場合はSMW壁となはじめにる）。施工ヤードの盤下げは、工事車両の動線が分断され施工効率の低下が懸念された。また、施工箇所は元田圃地

本工事は、東日本大震災に伴う地盤沈下により損なわれのため周辺地盤より低く、大雨時の冠水（過去実績で30cmた排水機能を復旧し、住宅地域と工業団地における降雨に程度）による工程遅延も懸念された。そのため、盤下げを不よる浸水被害を防止するために、排水ポンプ場2棟とポンプ要とし、かつ経済的な土留構造の選定が課題であった。

場に流入する排水路を建設するものである。
住宅地域には、震災により甚大な被害を受けた沿岸集落の防災集団移転地区も含まれることより、ポンプ場の早期完成が重要な課題であった。
本稿では、二野倉排水ポンプ場の早期完成に向けて実施した工程短縮・効率化工法の実施事項について紹介する。

工事概要
工事名称：岩沼市二野倉排水ポンプ場復興建設工事
事業主体：岩沼市建設部下水道課
発 注 者：日本下水道事業団（a）当初計画平面図

施 工 者：鴻池組・上の組特定建設共同企業体
工事場所：宮城県岩沼市押分地内
工事内容：
・二野倉排水ポンプ場（水路部および地下1階、地上3階建）
1棟
・上 記 ポンプ 場 に 流 入 する 排 水 路 工 □2,800×（b）当初計画断面図

2,500mm L=531m

図−1

・二野倉第二排水ポンプ場（水路部および地下1階、地上3階建）
1棟

当初土留工計画図②土留構造の変更による盤下げの省略

・上記ポンプ場に流入する排水路工□600×600～□1,800×1,800mm L=645m

土留鋼矢板と支保工を以下の通り変更した（図−2）。
１）土留壁・支保工に発生する応力・変位を低減するため工程短縮・効率化工法の実施事項に、切梁位置の見直しと切梁段数を当初の4段から5段へ変更した。

（１）
土留構造の変更による工程短縮①施工上の問題点
ポンプ場構築は、最大掘削深さ12mを鋼矢板土留壁（Ⅳ型、ⅤL型）と土留支保工（1～4段）の切梁方式による掘削が計画されていた（図−1）。当初計画は、土留壁背面の現地盤を1.6m盤下げを行うことで土圧軽減を図り、鋼矢板Ⅴ

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図−2

変更土留工断面図

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２）鋼矢板の頭部50cmを溶接固定し、土留壁の剛性を土留壁外の地下水位低下が少なく、隣接する県道沈下等アップした（断面係数、断面2次モーメントの低減率のの影響が少ないことを考慮して、本工事ではSWP工法を採改善）。

用した（表−1）。なおSWP工法の効果を高めるためⅣ型鋼

３）大雨時の冠水防止のために、鋼矢板天端を50cm嵩上矢板の長さを山留め安定計算にて算出されたL=17mから23m（SWPと同じ深さ）に延伸した。井戸配置図を図−3に、げした。

SWP構造を図−4に示す。

③土留構造変更の効果
１）土留壁背面の盤下げが不要となり、施工ヤードが拡幅でき掘削と土留支保工の並行作業が可能となった（写真−1）。これにより躯体工事でも型枠、鉄筋、足

表−1
工法名
概要図

地下水位低下工法の比較検討結果

ＤＷ工法（重力排水）

ＳＷＰ工法（負圧伝播）

場工事の並行作業による工程短縮が可能となる。
２）盤下げ掘削で必要になる地下水位低下工（ウェルポイント、L=3.6m×143本）が不要となり、工程短縮が可能となった。
３）鋼矢板を50cm嵩上げすることで大雨時の冠水による工程遅延リスクが低減された。

写真−1

負圧伝播により吸引適用性 重力排水での代表的な排水工
負圧吸引によるスポット揚水法。深度が深く、透水係数の高 が可能で、河川等の近くでもい地盤において効果的。
水位低下が可能。
留意点 土留壁外部の水位も低下させる 土留壁内の局所的な水位低下必要あり。河川等の近くでは適 が可能で、井戸本数の低減が用困難又は井戸本数が多くなる。 図れる。
評価△○（コスト、効果で優位）

掘削・土留支保工並行作業状況（a）平面配置図（２）地下水位低下工法（スーパーウェルポイント工法）による掘削作業の効率化①施工上の問題点
施工箇所は、沿岸地域において農業排水路と河川に隣接しており、地 下 水 位はGL－0.9m付 近にある。 地 盤は粗砂主体で透水係数が大きいため、最大深さ12m、土量V=19,000m3の掘削作業時の地下水対策が課題であった。
地下水対策は釜場排水により対応することが一般的であるが、近隣工事の実績より釜場排水では地下水位が下がりきらず、掘削困難に伴う工程遅延が懸念されたことから、地下（b）断面配置図

水位低下工法の採用を検討した。

図−3②スーパーウェルポイント（SWP）工法の採用

空気(真空ポンプ)必要な地下水位低下量は12mであったため、水位低下量が4m未満のウェルポイント工法は適応できず深井戸工法を検討した。重力排水によるディープウェル（DW）工法と深井戸内を負圧状態にしてより多くの地下水を排水できるSWP工法を比較検討した結果、SWP工法は、周辺地域での施工実績が豊富で、DW工法の1/5の井戸本数で必要な水位低下が得られるため経済的に有利であった。また、SWP工法配置計画図
地下水負圧空気地下水面の大きな低下

負圧飽和地下水水中ポンプ

特殊スクリーン

図−4SWP構造図（㈱アサヒテクノ技術資料より引用）

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50～70%であった（図−6に併記）。この結果を利用すると、③SWP工法の特徴
SWP工法は、真空ポンプにより井戸内に負圧を作用させ地下水を強制排水する工法である。遮水性土留壁（ソイル

それ以後の土留め解析では、5段目支保工および盛り替え梁の省略が可能となった。

壁、鋼矢板等）の掘削域内で真空吸引することで遮水土留情報化施工により、5段目支保工の設置撤去工事が不壁の外側での地下水位低下が少なく、地下水位低下に伴要となったことに加え、当初計画の5段梁下から床付けまう周辺への影響が懸念される場合や河川、海岸等での豊での高さH=1.1mに対し、4段梁下から床付けまでの高さ富な地下水の供給がある場合等に有効である。
SWP稼働

H=2.8mとなることで0.1m3ミニバックホウによる床付け作業時の地下水位測定結果をみると、掘削域内の地下水位がの効率が向上した（図−5）。なお、それ以降の計測結果もおGL－11.0mであったのに対し、掘削域外の地下水位はGL

おむね予測通りであり、土留めの安全性を確認しながら作－3.0mであった。当初の地下水位GL－0.9mに対しては多業を行うことができた。

少の水位低下が発生したものの、周辺地盤沈下等の影響はなかった。
④SWP工法の効果
SWP工法による地下水位低下により、掘削深度11mまではドライワーク施工が可能となり掘削作業の効率化が図れた。しかし、最終掘削時の残り1.0m程度で地下水位が現れ掘削困難となった。計算時の想定値（8.36×10－4cm/

図−5sec）
より実際の透水係数（2.41×10－3cm/sec、揚水試験測

土留計測配置図定値）が大きかったことが原因である。追加対策は、必要な4次掘削時水位低下量が1.0m程度と小さいことより、ウェルポイント工

水平変位（mm）法で行い、工程を遅らせることなく掘削を無事完了させるこ0.00とができた。

50.00

100.00150.00200.000.0

なお、SWP（φ400mm×L23.5m×2本）の施工には2週間程度の期間が必要であったが、土留鋼矢板施工と同時に施-5.0工することで工程遅延を防止できた。
（３）
情報化施工による土留・掘削作業の効率化施工

掘削底面GL-9.8m-10.0①施工上の問題点

深度

条件で土留め構造を成立させるために5段目の支保工が必m（「（１）土留構造の変更による工程短縮」
では、当初地盤）-15.0

要となる。そのまま施工を行うと最終掘削は人力掘削になり、工程遅延の要因になる。

-20.0
実測値

建設地の地盤は砂質地盤で、設計では確実な安全性を確保できる地盤条件を採用していることから、実際の土留め計算値（側圧100%）計算値-25.0

変位は計算値より小さくなることが予想された。そこで、本

ｹｰｽ1（側圧70%）
ケース1（×0.7）

工事では掘削に伴う土留め変位および切梁軸力を常時測定

ケース2（×0.5）
ｹｰｽ2（側圧50%）-30.0

し、支保工段数や盛り替え梁（有無）の合理化が行えるよう、情報化施工を行うこととした。

ｹｰｽ3（側圧30%）
ケース3（×0.3）

図−6②土留計測の追加実施（計測工概要）計 測 項 目は、鋼 矢 板 の 水 平 変 位と切 梁 軸 力とした
（図−5）
。水平変位はポンプ棟の土留め壁の短辺、長辺お土留壁変位の計算値と実測値および逆解析結果（４）流動化処理土による埋戻し作業の効率化①施工上の問題点

よび沈砂池土留め壁の長辺の3か所に地中傾斜計を設置し土留支保工のある地下部躯体工の施工は、掘削完了後にて測定した。軸力は水平変位測定にあわせて最寄の切梁に①躯体構築⇒②躯体部と土留鋼矢板間の埋戻し⇒③盛替軸力計を設置して測定した。

梁コンクリート設置⇒④土留支保工解体の繰り返しにより行③土留・掘削作業の効率化施工

う（次頁図−7）。埋戻し箇所は、幅1.0～1.5m程度の狭小

土留め壁の計測変位は全般的に計算値を下回って推移空間であり、上空には躯体鉄筋（斜めハンチ鉄筋）や土留支した。図−6に4次掘削完了時の計算値と実測値を比較した保工（火打ち梁）が干渉する。そのため機械による埋戻し土結果を示す。この段階で、土留め変位は計算値の半分以下

砂の投入ができない箇所があり、敷均し・締固め作業が人力である。実際の有効主働側圧は、逆解析の結果、計算値の作業となり作業の効率化が課題であった。

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クル促進が可能である。埋戻し土の品質特性としても粘着力が高いため、地震時に液状化しない。
④流動化処理土の効果
流動化処理土の採用により、土砂の投入ができない狭小空間への埋戻し作業が可能となった（写真−2）。また流動化処理土の施工は埋戻し箇所から離れたプラントにより製造した材料をポンプ圧送することで施工するため、躯体構築作業と干渉せず並行作業が可能となり工程短縮が図れた
（図−8）
。

図−7

埋戻し工施工フロー断面図②流動化処理土の採用
土砂の投入ができない狭小空間（対象土量V=1,055m3）の埋戻しには打設が容易（打設配管φ100mm）
で、締固めが不要な流動化処理土を採用した。
流動化処理土は現地に設置したプラントにより、現地発生土にセメントと水、添加剤を混合することでスラリー状とし、コンクリートポンプ車と配管で打設する。またセメント添加量を変化させることで所定の強度を確保することができる

写真−2

ため、盛替梁コンクリートも省略することが可能である。

流動化処理土打設状況

流動化処理土の配合は、以下の条件を満足するよう事前の試験練りにより決定した。
１）
一軸圧縮強度（材齢3日）
qu=252kN/m2以上。
盛替梁としての必要一軸圧縮強度は151kN/m2であり、（ 現場/室内）強さ比=0.6を採用し、252kN/m2以上の強度を確保する。
２）
湿潤密度ρt=1.5g/cm3以上３）
フロー値
（流動性）
110mm以上
移動式クレーン車

４）
ブリーディング率（材料分離性）
3%未満
使用材料を表−2に、決定配合を表−3に示す。
表−2

流動化処理土使用材料

区分
材料名
固化材
高炉セメントB種(太平洋セメント社製)
使用土
発生土(細粒分礫まじり砂)
混練水
地下水
ベントナイト クニゲルMB(クニミネ工業㈱社製)
分散剤
ジオスパー K(㈱フローリック社製）

表−3

流動化処理土配合表

図−8

流動化処理土プラント配置図

おわりに
本工事では、ポンプ場の早期完成のために地下土木工事における種々の施工技術・工法を採用した。その結果、ここ固化材
使用土
混練水 ベントナイト
分散剤
qu（kg/m3）（kg/m3）（kg/m3） （kg/m3）（kg/m3） （kN/m2）
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1,33846820.02.0278.3まで計画通り工程を短縮することができた。今後は、地上部③流動化処理土の特徴ラクレーン）採用等による作業の効率化を図る計画である。

流動化処理土は、硬化前には高い流動性を持ち、狭小・複雑な箇所でも容易に充填作業ができる。また任意に配の建築躯体工事が主体となるが、大型クレーン（120tクロー
着工から今日に至るまで御指導・御協力を頂いた関係者の皆様にこの場をお借りして御礼申し上げます。

合設定が可能なため、用途に応じた流動性と強度（100～今後の工事を進めるにあたっては震災復興の一環として110,000kN/m2）を確保できる。また、泥土や高含水比の粘日も早いポンプ場の完成と安全作業を最優先に考え、引き性土等あらゆる土の利用が可能であり、現場発生土のリサイ続き工事に従事していく所存です。

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