技術資料

トレンチャーを活用した電線類地中化施工
永長哲也

中島淳一

無電柱化することで、災害時における緊急輸送道路

１．はじめにの確保並びに安全で快適な歩行空間の実現を図り、加無電柱化は、道路の地下空間を利用して電力線や通信線をまとめて収容する電線共同溝方式による電線類えて、良好な景観の形成に向けたまちづくり支援も目的として事業が進められている。

地中化などにより、道路から電線・電柱をなくす取り組みである。地震、竜巻、台風による電柱倒壊がなく、ライフラインの確保や道路の寸断防止に寄与するなど防災機能の向上に繋がる他、歩道空間確保による歩行道の駅「なないろ・ななえ」
七飯町 赤松街道電線共同溝

七飯藤城IC者、特に高齢者や車椅子、ベビーカー利用者などの通行性の向上、交差点での見通しや交通標識の見やすさ

赤松街道電線共同溝
延⻑ 1.6km (上下)改善による交通安全にも貢献できる。特に北海道にと函館新道って電柱や電線のないすっきりした景観は、地域の魅力を高め観光の活性化への効果も大いに期待できる。

E5北海道新幹線
新函館北⽃駅
地理院地図（電子国土ｗｅｂ）

道の駅「なないろななえ」

また、郊外部での電線類地中化は、これまで主に進められてきた都市部に比べ、電力・通信需要が少なく、電線共同溝
トレンチャー掘削箇所

駐車帯部
L=70m

機械施工条件が有利な環境にあるため、トレンチャーによる掘削が効果的である。ここで、トレンチャーとは一定の幅と深さで連続的に掘削できる機械の総称である。

歩道部
L=60m

本稿では、過年度より寒地土木研究所で取り組んできたトレンチャー施工フィールド試験の実績を踏まえ

図－1

施工箇所図て実施された、国道における電線共同溝事業で初めてとなるトレンチャー施工による電線地中化施工に関し

赤松街道電線共同溝の施工現場は、図－1に示すよて、現場適用性や施工性について検証したので報告す

うに国道5号七飯町字藤城から峠下までの1.6km区間る。

で、うちトレンチャー施工区間は上り車線側の駐車帯部70m及び下り車線側の歩道部60mの計130mである。

２．トレンチャー施工による現場実証試験
２．２
２．１

電線共同溝事業の概要

トレンチャー施工に有利な現場条件

これまで電線類地中化は主に都市部において進めら国土交通省北海道開発局函館開発建設部が進める、れてきた。今回の現場は郊外部であり、都市部と比較

国道5号七飯町赤松街道電線共同溝事業箇所は、函館

し、表－1に示すように埋設管路断面が浅く小さくでと道央圏を結ぶ高規格道路の函館新道、北海道新幹線

き、沿道利用が比較的少ないため掘削ルート上を阻害

新函館北斗駅、「道の駅」なないろ・ななえが集まるするライフラインが少なく、道路の施工条件として作交通の要衝に位置しており、七飯町地域防災計画にお業機械が進入、通過する施工ルート上に障害物も少ないて、「道の駅」が指定緊急避難場所となっている。

く、かつ交通規制の制約があまりない。このように郊

また、沿道の赤松並木は赤松街道として「日本の道百外部の施工では、トレンチャー施工のスピーディーさ選」にも選定され、道南の観光名所の一つとなっていをより活かすことができるので、従来のバックホウにる。

よる施工に対して有利となる。

寒地土木研究所月報№835

2022年９月

41

都市部と郊外部の施工条件の比較

670

3030
舗装

80

管路数が少ないため、断面が浅く小さい掘削ルート上を阻害するライフラインが少ない
施工ルート上に障害物が少ない
交通規制の制約が少ない

路盤

300

埋設シート

砂

324

424

100

1004

埋 設 管 路 管路数が多いため、断面が深く
断面 大きい沿 道 利 用 掘削ルート上を阻害するライ状
況 フラインが多い
道 路 施 工 施工ルート上に障害物が多い
条件 交通規制の制約が多い

省⼒化断面

トレンチャー掘削
角型多条電線管

バックホウ掘削
電共マニュアル(改定前)標準設計

400

郊 外 部

580

都 市 部

【駐⾞帯部】
原設計断面

480

表－1

省力化断面

100

２．３

施工断面は、図－2に示すとおり、トレンチャーの掘削能力の適用範囲に収まるよう「浅く」、「小さく」する新たな設計を取り入れた。
まず、これまでの室内及び現場試験結果を踏まえ

角型FEP管Φ130＜効果検証＞（単位︓mm）

施⼯効率向上掘削・埋戻断面の縮小
低コスト材の採用
管路敷設サイクルの作業性向上
トレンチャー掘削による時間短縮※断面は、以下の区間
R側駐⾞帯部
電⼒管路︓CCVPφ130×4
通信管路︓NTT既設管

寒冷地における浅層埋設として、土被りを70cmから大幅なコスト縮減60cmに低減した。また、埋設管の積み方を従来の縦【歩道部】型から横型にすることで掘削深さが1.0m以内になる原設計断面よう底上げした。これにより土留めを不要とし、管路バックホウ掘削
電共マニュアル(改定前)標準設計をトレンチャーの掘削可能断面に収めることができ、トレンチャーの適用を可能とした。

砂基礎

610

省⼒化断面

トレンチャー掘削
浅層埋設、角型多条電線管

⼟留め

⼟留め

さらに、掘削断面の縮小自体が、施工量の低減と施工性の向上につながり、施工のスピードアップに貢献
している。
２．４

機械選定

施工断面は最大掘削幅が駐車帯部で0.61m、歩道部＜効果検証＞
施⼯効率向上浅層化による⼟留め不要
掘削・埋戻断面の縮小
低コスト材の採用
管路敷設サイクルの作業性向上
トレンチャー掘削による時間短縮

1.0m、最大掘削深はそれぞれ1.0mとなることを踏まえ、「ケーブル埋設用掘削機械（トレンチャー）を活用した施工の手引き（案）」 により使用機械を選定し1)た。
選定した機械は最大掘削可能幅が0.61mであるが、歩道部の掘削幅1.0mを施工するため、Ｗカッティン※断面は、以下の区間
L側歩道部
電⼒管路︓CCVPφ130×4
通信管路︓共用FAφ150×1、PVφ75×2、
RR-VEφ82×6

大幅なコスト縮減

図－2

施工断面

グ（幅方向の重複掘削）が可能な仕様である。掘削機はチェーン式で、チェーンの外周に比較的固い地盤の掘削に適した超硬タイプの掘削刃がついており、チェーン回転により掘削及び土砂の排出を行う。更に後方に掘削した底面の整地を行うブレード状のトレンチクリーナーを装備している。トレンチクリーナーは2枚装着しており、それぞれをボルトで連結することにより、Ｗカッティングに対応する。トレンチャーはバックホウのような旋回動作がないため、施工の安全性向上に寄与できる。トレンチャーの機械外観を写真－1、機械諸元を表－2、掘削機詳細を写真－2に示す。
写真－1

42

トレンチャー外観

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2022年９月

表－2

表－3

機械諸元

メーカ－ / 型式
機関出力

VERMEER社 / RTX750SOC
74PS（55kW）

掘削機構
全長
全高

チェーン式
8,850mm2,450mm

全幅
車両総質量
最大掘削深
最大掘削幅

2,310mm
7,000kg
1,000mm
1,000mm（610mm+390mm）

掘削機オフセット量
その他

390mm
排出コンベヤ付き

工種順

施工方法等

舗装版撤去

3

床仕上げ

従来：機械＋人力による基面整正
新規：なし

バックホウ0.28m ＋4tダンプ
3
従来：バックホウ0.28m ＋4tダンプ
掘削・積込み新規：トレンチャー＋4tダンプ

砂基礎
電力管敷設
保護土（砂）
埋設シート

トレンチクリーナー（Wカッティング⽤）

施工フロー（駐車帯部）

バックホウ投入＋人力敷き均し＋ハンドガイドローラー締固め
従来：CCVP管φ130(5m/本)2条2段
新規：角形多条電線管φ130(5m/本)2条2段
従来：CCVP管φ130 3層仕上げ
新規：角形多条電線管φ130 2層仕上げ
人力敷設

工種凡例 赤文字：施工不要 青文字：施工変更

トレンチクリーナー

掘削⽤チェーン

写真－3角形多条電線管

掘削刃拡⼤

写真－2

２．５

掘削機詳細

３．トレンチャー施工による現場実証試験結果
３．１

施工の流れ

試験施工は歩道部と駐車帯部で行うが、一例として駐車帯部の施工フローを表－3に示す。

土質

過年度より苫小牧寒地試験道路において砂質土路体におけるトレンチャー掘削試験を行ってきたが、今回、舗装版撤去から埋設シート敷設までの一連の作業に40cmの深さの路盤＋路床（礫質土）でも掘削可能でついて、従来工法との比較を実施する。表中の「新規」あることが確認できた。写真－4にトレンチャーによの項目がトレンチャー施工及び角型多条電線管によるる施工状況を示す。

施工方法を示す。なお、検証ポイントとして、掘削施工について従来のバックホウからトレンチャー掘削に変更したことによる施工速度の向上は勿論のこと、トレンチャーの掘削スピードを最大限活かすため、掘削断面を従来より浅く小さくする浅層化や断面がコンパクトとなる角型多条電線管を採用（写真－3）したことなどによる全体工程の省力化があげられる。
さらに、新たに採用した、角型多条電線管は軽量で積上げが容易であり、接続作業も熟練を要しないなど、管路敷設作業性の向上について評価される。
表－3に示す赤文字の工種は、今回の新施工法の採用により省略できた工程であり、青文字はトレンチャー掘削採用に伴い施工方法の見直しを行った工程である。
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2022年９月

写真－4

トレンチャーによる施工状況

43

３．２

ことが確認でき、かつ、設計値を確保しており、断面施工速度

図－3に示すとおり、駐車帯部における掘削区間の施工時間から算出したトレンチャーの掘削速度は、掘が崩れるようなことはなかった。
掘削深さは、掘削開始時に、チェーンを所定の深さまで下げ、保持することで、掘削深さを設定する。掘削のみで約101.6m/hであった。
過年度の苫小牧寒地試験道路（路体）での試験では、削開始後は、この設定を保ちながら進むことで一定の掘削幅0.61m、掘削深さ1.0mの場合、降雨による悪条深さで掘削することができる。また、床均しなどの作件下で約87m/h であったことから、土質の違いによ業も不要となった。写真－5に掘削後の仕上がりを示る影響は少ないといえる。

す。

2)

また、今回の機械はベルトコンベヤにより、掘削作業と積込作業の同時施工が可能であるが、掘削土砂の運搬に4tダンプトラックを使用する場合（土砂の比重2.1、積込量1.9m 3程度）、掘削延長3.1m毎にダンプトラックの入替えが必要となることにより、3分程度/回のタイムロスが発生しており、この分を考慮すると施工速度は約58.8m/hとなる。しかしながら、このタイムロスを考慮しても従来のバックホウ掘削の約11.6m/h（土木工事標準積算基準書による試算値）に比較し、大幅なスピードアップが図られた。

＜新工法＞
トレンチャー掘削

約58.8m/h※掘削土積み込み有り

約101.6m/h

写真－5※掘削土横置き掘削後の仕上がり※R3試⾏による実測値（掘削幅61cm、掘削深さ100cm※舗装8cm控除）バックホウによる補助掘削含む＜従来施工＞
バックホウ掘削

約11.6m/h※⼟木⼯事標準積算基準書による試算値（掘削幅61cm、掘削深さ100cm※舗装8cm控除）

図－3

施工速度の比較（駐車帯部）

３．４

土砂排出用ベルトコンベヤ

これまでは、掘削土は掘削溝の横に積み上げられ、バックホウ等により、ダンプトラックへ積み込む必要があり非効率になっていた。供用されている道路での作業の場合、これらの作業はヤードの確保、交通への３．３影響などの問題が大きく、効率も悪いため、今回、土掘削精度

トレンチャーによる掘削断面の出来型は、掘削区間砂排出用ベルトコンベヤ付き機械を採用した。この機

図－4に示すとおりとなった。の2箇所で計測した結果、

械は、掘削と土砂積み込みが同時に行える一車線積み

掘削幅は、各計測点において、大きくばらつかない込みタイプであり作業効率が向上した。
更なるダンプトラック入れ替え時間短縮のためには、並列するダンプトラックへの積み込みなど、施工方法及び機械の検討なども必要である。
３．５

施工上の課題掘削作業中、土中に直径約15cm程度の玉石や転石などがあると、チェーンが接触し停止することがあった。その場合はバックホウによる支援が必要となる。
また、玉石や転石などが装置内に、かき上げられ、チェーンケースやベルトコンベヤに干渉し機械が停止する場面があり、その場合も、掘削作業が停止する。
また、図－5に示すとおり、機械の構造上、垂直には掘削できないため、図中斜線部は未施工となる。そ図－444

掘削断面の出来型のため施工区間の開始終了地点では、バックホウによ寒地土木研究所月報№835

2022年９月

掘削開始時また、Ｗカッティング1回目と2回目の切替には、ト掘削終了時

レンチクリーナーの連結作業が必要であり、その作業に時間を要するため、今後は機械の改良及び施工方法について、更なる検討が必要である。写真－6にＷカ〔凡例〕
未施工箇所

図－5

ッティングの掘削状況について示す。

掘削開始時及び終了時のイメージる掘削が必要となる。
３．６

配管敷設

掘削幅0.61mの掘削断面は人が入って作業するのには十分な大きさであり、配管敷設はスムーズな作業が可能であった。また、掘削深さ1.0mのため土留めも不要で、上下作業に支障が少なく作業性は良好であった。
更に角形多条電線管は、従来管に比べ管台の設置が写真－6 トレンチャーでの掘削状況（左:2回目、右:1回目）不要で、積み重ねも安定していた。また、接続にあたっては配管接続器具が不要で、容易に接続でき、熟練を要しない良好な施工性を確認することができた。
３．７

４．まとめ
郊外部におけるトレンチャー施工による電線地中化

大断面掘削の試行

今回の試験では電力・通信の複合管路を収める大断施工を実施し、現場適用性や施工性について検証を行面の掘削について、トレンチャー施工が可能かについった結果、以下の知見を得た。て、2回掘りをする施工方法（Ｗカッティング）につ・トレンチャーの施工速度は、バックホウと比較していて検討した。

約5倍であり、掘削速度が向上した。

Ｗカッティングは、図－6に示すとおり、初めに掘・掘削断面は、ばらつきが少なく平坦に仕上がるため、削断面の右側（掘削機の刃分610mm）の掘削を行い、床均しなどの作業が不要になる。

その後、トレンチャーを掘削開始箇所まで引き戻して、・旋回動作がなく、安全性が向上する。

掘削機部分を左側にスライドさせ、車両後方のトレン・ダンプトラックへの土砂積み込みはベルトコンベヤチクリーナーを連結し、設計断面の残りの部分の左側により一車線で行えるため、掘削土の積み込み作業（390mm）を掘削する施工方法である。

を別途行う必要がなくなり、施工の効率化が図れる。

2回目の掘削時にトレンチャーを引き戻すため、1回・土中に玉石や転石等があった場合は、掘削が困難と目掘削済み箇所の舗装端部を走行する際に、路盤の地なり、バックホウの支援が必要であるため、今後は耐力が弱い場合は、掘削壁面が崩れる恐れがあるため、地中探査等による事前把握、自動回避のための検討

敷鉄板を敷設しての施工となる。

が必要である。
・機械の構造上垂直には掘削できないので、施工区間

作業幅 1,880mm （ﾀｲﾔ幅[245×2]+ﾀｲﾔ間[1,390]）

トレンチャー
掘削機
左ｵﾌｾｯﾄ390㎜

作業幅 1,880mm （ﾀｲﾔ幅[245×2]+ﾀｲﾔ間[1,390]）

トレンチャー
掘削機
車両中央

390㎜

る。
390㎜

30㎜

390㎜

５．おわりに1,000㎜

1,000㎜

30㎜の開始終了時にはバックホウによる支援が必要とな

610㎜
1,000㎜

610㎜
1,000㎜

今回の試験施工の結果から、トレンチャーによる掘削及び配管敷設などの施工の効率化が確認でき、郊外

図－6

大断面掘削の施工方法検討（左:2回目、右:1回目）

寒地土木研究所月報№835

2022年９月

部におけるトレンチャーによる電線類地中化施工は有45機械技術チーム：ケーブル埋設用掘削機械（トレ効である。

ンチャー）を活用した施工の手引き（案）第1.0版、今後は更なる全体工程の短縮を目指して、付随する

2021.2.

関連作業の効率化について、検討していきたい。
2)

永長哲也、中島淳一：無電柱化に向けたケーブル埋設用機械を用いた掘削試験、第34回日本道路会

参考文献

議、2021．
1)

46

国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所寒地永長 哲也
EINAGA Tetsuya

中島 淳一
NAKAJIMA Junichi

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
主任研究員

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
総括主任研究員

寒地土木研究所月報№835

2022年９月