技術資料

無電柱化の推進に向けた積雪寒冷地における浅層埋設の実証試験
大部裕次

岩田圭佑

福島宏文

１．はじめに
１．１

積雪寒冷地における浅層埋設の課題

無電柱化は、電線・電柱による架空方式に換え、地中埋設管路による地中化方式などにより、景観や環境への影響の改善を図る取り組みである（写真－1）1)。
近年、全国的な気運の高まりを背景に、「無電柱化推進に関する法律2)（以下、無電柱化法という）」が平成28年に施行されており、全国的により多くの取り組みがなされるようになっている。
無電柱化の推進に向けては、徹底したコスト縮減が

写真－1

無電柱化（地中化）された道路景観必須であり3)、現状主流である地中化方式の低コスト手法の一つとして、地中管路の埋設深さを従来基準より浅くする浅層埋設が有効である4)。そこで、国土交通省は、浅層埋設管路が道路に与える影響を試験し、平成28年に道路空間における埋設基準を緩和した（図－1）5)。しかし、北海道のような積雪寒冷地では、凍結や凍上の懸念から、全国基準よりも更に深い「凍結深」以上の深さを確保する必要があり、上述の試験のみでは不十分との認識から直ちに埋設基準の緩和に至らなかった。
１．２

図－1 埋設深さの基準の比較（黒：全国基準、赤：H28.4見直し、青：北海道運用）

寒地土木研究所で実施した凍結試験の概要

前節で示した状況を踏まえ、寒地土木研究所では、60cmに変更）において、冬期間の道路高さの計測を以下のような調査と試験を行い、積雪寒冷地における行い、管路位置の路面に特異な変化が生じなかったこ

浅層埋設の技術的課題と適用可能性を把握した。とを確認した。

岩田ら は、特に通信ケーブルといった電力ケーブ
6)ルとは異なってほぼ発熱しない電線において、管路内

１．３

浅層埋設実証試験の概要

滞留水が凍結した場合体積膨張が通信性能に支障をき凍結試験の結果を踏まえ、積雪寒冷地における埋設たす可能性があること、凍上による管路の不均一な押基準を緩和することを目的に、地中化方式を代表するし上げや埋設部周辺の不等沈下が主な懸念事項である

電線共同溝を対象とし、平成30年度～令和2年度に実ことを文献調査や現地調査により把握した。

道での浅層埋設実証試験を行った。

以上を踏まえ、岩田ら 7)、大竹ら 8)は、屋内・屋外

なお、電線共同溝の埋設基準は、北海道無電柱化推

での供試体による凍結・融解試験を行ったが、管路内進協議会が発行している電線共同溝技術マニュアル10)

滞留水の凍結時の体積膨張で、引っ張りによる通信（以下、電共マニュアルという）で定められている。そケーブルの断線や、圧迫による通信障害が発生しなのため、基準の改訂にあたっては協議会に参画する道いことを確認した。また、葛西ら は、北海道千歳市

路管理者や電線管理者の合意を得ることが必要であり、の水道施設管理用の埋設管路（従来埋設深さ120cmを各管理者との連携・役割分担の基に試験を実施した。

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２．浅層埋設実証試験の方法

表－1

実証試験の概要

実証試験の概要を表－1に示す。
実証試験箇所は北海道美深町で、道内でも特に冬期の気温が著しく低く、置換厚120cmに及ぶ条件の厳しい地域を選定した（図－2）。試験期間は、平成30年度～令和2年度の3年間とし、各年度の調査期間は12月～3月までの冬期及び春期とした。
試験の実施にあたっては、前述した北海道無電柱化推進協議会の下に設置された低コストワーキンググループ（以下、低コストWGという）に寒地土木研究所が参画して実施した。試験の実施にあたっては、寒地土木研究所が既往の知見を踏まえ全体の試験計画を立案し、管路の健全性を検証することを目的に、管路内温度と土中温度などの計測及び結果の評価・検証を担当した。また、道路管理者による舗装の健全性に関する舗装基面高さの測定と、電線管理者による凍結によるケーブルへの影響に関する確認試験が実施された。
２．１

試験管路の概要

試験管路は、一般道道680号班渓美深停車場線の歩道部に、道路管理者である北海道が埋設した。
試験管路のパターンを図－3に示す。
歩道一般部区間は1区間35mとし、管路の埋設深さを変えた3パターンを構築した。また、一般部区間より舗装厚さが厚い重車両乗り入れ区間は1区間10mとし、同様に管路の土被りを変えた2パターンを構築した。
管路材料には、電共マニュアルで指定されている材料を使用し、管径は実現場において多く使われている
電力φ130、共用FA管φ150、VE管φ54とした。
２．２

温度計測の方法

管路内及び土中の温度測定模式図を図－4に示す。
管路内温度の測定には、熱電対センサーを、各区間

図－2

従来の埋設深さの参考値

端部の接続桝から各管種ごとに、それぞれ3mの位置に差し込んで設置し、データロガーで毎時温度を記録した。なお、熱電対が埋設管の内壁に接してしまうと壁面の温度を測定してしまうため、プラスチック製キ３．温度計測の結果ャップをつけて先端の測定部分を養生した。
土中温度の測定は、地表面から10cm毎に120cmま温度計測の結果を図－5に示す。なお、図－5は令和で行うため、木の棒に熱電対センサーを10cm間隔で2年度の結果を例示しているが、計測した3カ年で同様固定した土壌温度測定熱電対棒を作製し、これを歩道な傾向であった。また、アメダス（美深）の日平均気路床内に建て込んで設置し、同様にデータロガーで毎温から過去20年平均値を算出し今回の結果と比較し、時温度を記録した。

大きな差が無かったことを確認している。

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図－3

試験管路パターン図と構築状況

図－4

管路内及び土中の温度測定模式図

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３．１

３．３

土中温度計測の結果

結果の考察

土中温度は、例年気温が下がる1月下旬～2月上旬

これらの土中温度と管路内温度の関係から、歩道路にかけて低下し続け、その後外気温の上昇とともに床内に埋設される管路は、-60cmより深ければ土中温温度上昇に転じる傾向が見られた。日々の温度変化度に追従し管路内が氷点下になることはなく、凍結をは、-60cmより深ければ長期間で緩やかに低下・上昇考慮した管路の埋設深さとして-60cmとすることは問し、-50cmより浅ければ外気温変化の影響を受け日々題無いものと考えた。

低下・上昇を繰り返すことが確認された。計測期間を通じて、-60cmより深い地盤では氷点下になることは４．低コストWGの議論による埋設基準の緩和無かった。
寒地土木研究所が実施した管路内及び土中温度の計
３．２

測結果について、令和2年度に開催された3回の低コス

管路内温度計測の結果

路床内にある管路では、土中温度に追従し同等程度トWGに順次報告し、各管理者からの確認試験の結果の温度となっていた。一方、下層路盤や凍上抑制層報告を踏まえ、管路の埋設基準見直しの議論を行った。

（砂）内にある管路では、外気温変化の影響を受け地盤温度より低くなることが確認された。

図－5

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浅層埋設実証試験

温度測定結果（令和2年度）

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４．１

各管理者からの確認試験結果の報告

道路管理者からは、歩道路面の高さについて、15断面×2列（管路埋設範囲と通常舗装範囲）の測定結果が報告された。測定の結果、2～17mmの上下動が見られたが、各断面においては2列どちらの点でも同等程度の動きとなっており、管路埋設範囲が突出して舗装面へ影響している結果は見られなかったことから、管理上問題になることは無いとされた。
電線管理者からは、管路内滞留水がある状態を想図－6 浅層埋設の設計事例
出展：改訂版電共マニュアル（第4.3版）11)

定しての試験として、土被り-42cmの供用FA管φ150mmを満水にした状態で確認試験を行った。その結果、管路内滞留水は凍結したが、光ケーブルの光損失試験とメタルケーブルの電気的特性試験ともに問題５．まとめが発生しなかったこと、また、ケーブル自体に損傷が見られなかったことが示された。ただし、VE管φ50

浅層埋設実証試験により、積雪寒冷地においても管における同様の試験では、通信の損失は発生しなかっ路の浅層埋設が可能なことを明らかにし、関係者の合たものの、ケーブル外皮が一部損傷したため、これに意を持って埋設基準の緩和をすることができた。以ついては品質担保できないとの認識が報告された。

下、今回得られた知見についてまとめるとともに、浅層埋設の効果や今後の取り組みについて述べる。

４．２

実証試験結果を踏まえた埋設基準の緩和

本実証試験の結果を基に、低コストWGにおいて、埋設基準の緩和について議論した。
浅層埋設の対象管路は、通信管のうち最も浅い位置

５．１

実証試験で得られた知見

・管路内滞留水の凍結による光ケーブル等への影響については、過年度の試験で通信障害の発生は無く、に埋設され、複数の電線事業者の通信ケーブルが混在今回の実証試験でも発生が無いことを確認した。

し各者個別の凍結対策が難しい共用管である（図－6）。

・浅層埋設管路による路面への影響について、過年度

電線共同溝設計では、管路内に水が滞留しないようにの測定で、管路埋設範囲と通常範囲とに特異な変化

縦断勾配を設けるが、実現場においては完全に排除しが無かったことを確認しており、今回の実証試験できれないことがあるとの電線管理者の指摘があり、管も、同様に影響が無いことを確認した。

路内に水があることを考慮し、凍結しない埋設深さが・今回の実証試験で管路内及び土中温度を測定し、歩求められた。この埋設深さについては、土中及び管路道路床土内で路面から60cmより深ければ氷点下に内温度の計測結果から、管路が凍結しない深さとしてなることは無く、凍結を考慮した管路埋設深さとし考えられた-60cmについて、試験地と同等かそれよりて60cmとすることは問題無いことを確認した。

温暖な地域で採用することは問題無いとされた。

・北海道無電柱化推進協議会低コストWGにおいて実以上から、美深町と同等かそれよりも温暖な地域に証試験の結果について議論し、今回の試験地である

ついては、「供用FA管および1管セパレート管は、冬美深町と同等かそれよりも温暖な地域については、期の管路凍結を考慮した埋設深さとして、60cmとす「供用FA管および1管セパレート管は、冬期の管路る」ことで合意された。ただし、特異な土質や気象な凍結を考慮した埋設深さとして、60cmとする」こ

ど既往の知見から凍結・凍上の懸念がある場合は事前とで埋設基準の緩和が合意された。

調査を行うこと、また美深町の置換厚120cmより深い地域においては、その地域における置換厚を用いるが、５．２

今後土中温度のデータを蓄積していくこととされた。

・管路の埋設深さが60cmになることで、掘削の深さ

また、この埋設基準の緩和の議論についは、低コスを1m以下程度に抑えられることが可能となった（図トWGの結論として北海道無電柱化推進協議会に報告－7）。これにより、従来の施工断面と比べ、土工量され、令和3年3月に電共マニュアルの第4.3版（図－が減少することに加えて土留めが不要となり、大幅6） に反映された。

なコスト縮減と施工効率の向上が期待できる。

11)

72浅層埋設の効果と今後の取り組み

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・また、土留めが不要となることでの管路敷設の作業性の向上、掘削深さが浅くなることでの簡易な転落防止や断面開放による日々舗装復旧の回避などでも、施工効率の向上が期待できる。
・掘削深さが浅くなることで、管路条数が少ない郊外部などでは掘削断面を小さくすることが可能となり、トレンチャー掘削機械 12)の採用が可能となる。
これにより、施工スピードの向上が期待できる。
・浅層埋設の導入を契機に、新たな低コスト手法や材料の導入の議論が継続しており、今後も低コストWGの場や関係者と連携し、無電柱化の推進に貢献

図－7

したい。

浅層埋設による施工の改善イメージ

凍結実験と考察、寒地土木研究所月報、No.767、

参考文献

pp.38-42、2017.4
1） 国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所地域

8） 大竹まどか、岩田圭佑、松田泰明、高橋哲生、蒲景観チーム：地中化工法と整備手法の選定ポイン

澤英範、吉田智：寒冷地域の電線類の浅層埋設実ト（案）、2019.6

現に向けた管路内滞留水の凍結実験、寒地土木研究所月報、No.782、pp.2-9、2018.7

2） 	 国土交通省：無電柱化推進計画、2021.5
3） 無電柱化の推進に関する法律、法律第112号、

9） 葛西聡、松田泰明、髙橋哲生、緒方聡、岩田圭佑、

2016.12

片野浩司、牧野正敏、澤口重夫、小林勇一、大竹4） 国土交通省道路局環境安全・防災課：道路の無電

まどか：電線電柱類の景観対策手法の選定と無電柱化低コスト手法導入の手引き（案）- Ver.2 -、柱化施工技術に関する研究、土木研究所平成30年

2019.3

度成果報告書、pp.21-22、2019.

5） 国土交通省北海道開発局：北海道開発局道路設計

10）北海道無電柱化推進協議会：電線共同溝技術マニ

要領第2集道路付帯施設、2019.

ュアル、第4.2版、2020.3

6） 岩田圭佑、蒲澤英範、松田泰明、吉田智：電線類

11）北海道無電柱化推進協議会：電線共同溝技術マニ

地中化における寒冷地での浅層埋設手法に関する技術開発、寒地土木研究所月報、No.758、pp.44-

ュアル、第4.3版、2021.3
12）国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所寒地

49、2016.7

機械技術チーム：ケーブル埋設用掘削機械（ト7） 岩田圭佑、蒲澤英範、松田泰明、吉田智：寒冷地の浅層埋設を想定した光ケーブル管路滞留水のレ ン チ ャ ー ） を 活 用 し た 施 工 の 手 引 き（案）、
2021.2

大部 裕次
OOBU Yuji

岩田 圭佑
IWATA Keisuke

福島 宏文
FUKUSHIMA Hirofumi

寒地土木研究所
特別研究監付地域景観チーム
主任研究員
技術士（建設）寒地土木研究所
特別研究監付地域景観チーム
主任研究員
博士（工学）

寒地土木研究所
特別研究監付地域景観チーム
上席研究員
技術士（建設）寒地土木研究所月報№851

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