土圧式推進工法

ＣＭＴ(超長距離・複合推進）工法
compound mini tunnel
説明資料

関 西 支 店

工法説明資料 目次■推進工事とは■大中口径管推進工法の分類■推進工法とシールド工法の違い■某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
・一次選定
・二次選定
・工程・経済・安全における他工法優位性
・長距離推進における他工法優位性
・CMT工法の特性～①切刃の安定方法②想定外への的確な対応③推力の低減について
③-1
〃
③-2
〃
④現場に応じたリスク低減
④-1
〃
④-2
〃
④-3
〃
④-4
〃
・作業状況
～ ①圧気設備②ビット交換 ③障害物撤去 ④流木撤去 ⑤到達状況■平成19年度世界最長記録達成■終わりに■株式会社 姫野組 会社概要

推進工事とは
私たちの生活に必要なライフラインとなる「電気・水道・下水・ガス・通信」などの管路を地下に埋設する工事です。
一般的な工事としては地上から計画管路の範囲全体を掘削して管路を敷設する工事として「開削工法」というものがありますが、推進工事では、管路の始点と終点の工事区間の位置にのみ縦穴を設けることで、工事区間の交通や騒音・振動など環推進工事全体概要図
境問題等の渋滞弊害を最小限にとどめることができます。
元押設備

管路の始点となる発進立坑から地中を掘り進む掘進機により、管路となる推進管を後続に接続しつつ、発進立坑からの反力を利用して地中に押し込み管路を築造します。

埋設管(推進管)
発進立坑
掘進機

推進工事イメージ

大中口径管推進工法の分類【呼び径(内径) 800㎜以上】

大中口径推進工法

開放型推進工法

刃口式推進工法

密閉型推進工法

泥水式推進工法

泥水式各種工法※日本における推進工法の歴史は、1948年に鉄道起動下を内径600の鋳鉄管をさや管(一回り大きな管を敷設すること)として施工したのが始まりである。

土圧式推進工法

CMT推進工法※当初の推進工法は特殊工法としてガス、水道、通信ケーブル等のさや管として起動下や道路の横断敷設を対象としていたが、1963年12月の生活環境施設整備緊急措置法の制定による第一次5ヵ年計画以降、推進工法も下水道時代を迎える。
※さらに、需要の拡大に伴い、シールド工法等の技術を取り入れて、安全性の高い工法へと発展し、泥水式推進工法や土圧式推進工法といった機械式推進工法が開発されたことにより、ますます技術の進歩を早めることになる。
※社会資本整備の一環である下水道の整備は、大都市から地方中小都市へ、あるいは幹線から準幹線へと移行し、多くの工法が開発された。現在では、長距離および複合急曲線施工法の確立、資機材等の改良、制御、計測の自動化といった技術を多用し、下水道整備に大きく寄与している。

土圧式各種他工法

泥濃式推進工事

泥濃式各種工法

推進工法とシールド工法との違い「非開削工法」には、「推進工法」の他に「シールド工法」があります。シールド工法と推進工法の違いは次のとおりです。

■シールド工法
掘進機(シールド機)をシールド機後方に設置された油圧ジャッキで押し込んで地盤を掘削し、シールド機が進むと後方にセグメント(鋼製又はコンクリート製)と呼ばれるリング状の支保工を組み立てる。ジャッキの反力はこのセグメントが受け持つ。ジャッキを押し込んだり縮めたりの繰り返しで掘進していく。内部に作業空間が必要なため、大口径横穴が必要になる。
近年の都市インフラ工事では大きい横穴は減少傾向にある。

■推進工法
推進管と呼ばれる円筒状の管を掘進機と一緒に発進立坑に設置された油圧ジャッキで前進させる。
内部でセグメントを組み立てる必要が無いため、シールド工法より小さい管径の工事を行うことができる。

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料(一次選定)

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料(二次選定)

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料～工程・経済・安全における他工法優位性～

１.工程的に優位
当初設計：ミニシールド工法
検討工法：ＣＭＴ複合推進工法

供用日数 ４２０日
供用日数 ２４４日

２.経済的に優位
当初設計：ミニシールド工法
検討工法：ＣＭＴ複合推進工法

概算工事費 ３５４（千円／m）
概算工事費 ２７０（千円／m）

３.安全性
ＣＭＴ工法は、土圧式推進工法に分類されますが、排土方法は長距離に適した「水力排土方式」を採用しており、全ての制御を遠隔操作方式で行います。したがって、通常推進作業に於いて坑内は、“無人”での施工です。マシン・管路の保守・点検、測量時に作業員の入坑がありますが、軌条設備を備えてあり迅速な移動で対応できます。また、超長距離における換気設備においても、高圧換気冷却脱臭ユニットを採用して万全を期します。

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料～長距離推進における他工法優位性～

４．長距離推進における優位性
推進を長距離施工する場合の着目点①推力の問題②互層となる地盤に対する切羽の安定確保③想定外（地中障害物等）における的確な対応①についてＣＭＴ工法が特段、推力が低く安定し長距離推進に適している訳ではありません。他工法でも推力的には施工可能であると思われます。しかしながら、②③に対する事象についても検討すべき点であり、それらを踏まえて施工できる工法としてＣＭＴ工法を推奨します。

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～①切刃の安定方法①切羽の安定方法
切羽安定方法として開口率の小さな面板を切羽に押し付けて掘進する、面板加圧方式であるとともに、掘進機内に推力点ジャッキを備え、カッタートルクの振れ、クラッシャートルクの振れをもとにリアルタイムに土質形状を把握してジャッキスピードを切羽安定に合わせ推進していきます。
（他工法はｶｯﾀｰﾁｬﾝﾊﾞｰ内の泥水土圧で切羽の推力確認）

ｶｯﾀｰﾁｬﾝﾊﾞｰ

切羽面板

面板の推力を把握

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～②想定外への的確な対応②想定外（地中障害物等）への的確な対応
掘進機本体に点検扉を有しているので、地盤変化への対応が機内より可能である。
（他工法では、土質条件に対応した地盤に合わせてマシンヘッドを選定して発進し、途中で変更できないので、対応できない地盤では中断も余儀なくされます。）
また、想定外の障害物にも点検扉から目視でき的確な対応ができる。
（ユニット化した圧気設備をバックアップさせ対応）
・切削ﾋﾞｯﾄ⇔ﾛｰﾗｰﾋﾞｯﾄへの変更
・粘性地盤変化による開口部（率）の変更
・障害物の撤去（土留鋼材、流木等）

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～③推力の低減について③推力の低減について
近年の推進工法では推力の低減に対して摩擦抵抗だけでなく上載地盤の緩み土圧を抑制することを重要としています。特に長距離推進施工においては時間経過による緩み土圧を意識しています。
※緩み土圧について推進工法の指針と解説では推進管にかかる緩み土圧は推進距離が短く、短期間に推進が完了することを想定して１次の緩み土圧しか考えていませんでした。従って、推進管にかかる土圧が時間とともに増加することを無視してきました。しかし、最近の長距離推進のように５００m以上を推進すると、推進期間が１ヶ月も２ヶ月もかかるようになってきたので、緩み土圧の進行を何らかの方法で止めない限り、緩み土圧範囲も２次、３次の緩み土圧がかかるようになってきました。言い換えれば、長距離推進では推進管にかかる土圧を時間の増加関数として捕らえられなくては成り立たなくなってきました。

推進管某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～ ③-1推力の低減について③-1推力の低減について
ＣＭＴ工法では緩み土圧抑制材を使用します。他工法では緩み土圧の抑制手段として固結滑材を使用します。
ﾃｰﾙﾎﾞｲﾄﾞｵｰﾊﾞｰｶｯﾀｰ

緩み土圧抑制材

推進管※緩み土圧抑制材と固結滑材の違い
ｵｰﾊﾞｰｶｯﾀｰしたﾃｰﾙﾎﾞｲﾄﾞに緩み土圧抑制材を充填させて、上載地盤の影響を減少させる。地山と推進管の間に充填させることにより浮き押しで施工する理論は同じです。固結滑材については、施工中の補充が困難であり、施工完了後の裏込注入もでき難い事、永久保存が不可能でやがて消失し、その結果空洞化が生じる可能性があります。
ＣＭＴ工法の緩み土圧抑制材は、粘土、ベントナイトを主体とした塑性体で、永年の保持と裏込注入も可能であり、通常、滑材は、推進管の移動摩擦と地中拡散で減少するが、その補充も可能です。

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～③-2推力の低減について③-2推力の低減について
長距離推進における緩み土圧抑制材の施工方法について
緩み土圧抑制材の圧送方法についてＡ液（粘土・ベントナイト・水）とＢ液（高分子・水）の２液を圧送し、マシン手前でミキシングを行ない塑性体を形成させ、テールボイドに圧入注入する２液注入方式で行います。
高分子を使用しますが、裏込注入が可能であるので、テールボイド内の緩み土圧抑制材の中にセメント系の裏込材が圧入侵入できるので永年の保持も可能です。

マシン手前で混合補充用

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～④現場に応じたリスク低減④現場に応じたリスク低減
・開口部の遠隔開閉の搭載
遠隔で開閉することにより砂礫取込・粘土地盤による閉塞を防ぐ

ﾓﾉｽﾘｯﾄ取込口

・流動性がある砂地盤の対応（掘進停止時の切羽安定）
作業中断・終了時ＣＭＴ掘進機ではｶｯﾀｰ回転を停止するとｶｯﾀｰﾍｯﾄﾞのﾓﾉｽﾘｯﾄ（取込口）が自動に真下の位置で停止する機構となっています。ﾓﾉｽﾘｯﾄが真下で止まると洗砂は水中での安息角で僅かだけﾁｬﾝﾊﾞｰ下部に入ってきて止まる。ﾁｬﾝﾊﾞｰの後部にはﾀﾚｯﾄで止まるので、ﾁｬﾝﾊﾞｰ内に溜まる洗砂は僅かである。さらに安全を期するために、ｶｯﾀｰ回転を止めてからｶｯﾀｰﾍｯﾄﾞの面板を数ﾄﾝの力で切羽に押し付けて推進を止めているので、確実に切羽は防護されています。

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～④-1現場に応じたリスク低減④-1現場に応じたリスク低減
・掘進機の起動電流をクラッチ起動にすることにより、起動時の電流による負荷を軽減し、電力トラブルを回避します。
※クラッチ起動 → 掘進機の電源を４段階でＯＮにする。
・掘進機のローリングの対応※ローリング警報装置を搭載 → ﾛｰﾘﾝｸﾞ１５°でﾏｼﾝ強制遮断以降逆回転しか作動できない。
・電子レベル計・マシンレベル計の搭載※リアルタイムにマシン縦断変位・本体の傾きを把握する。→推進精度向上

・送排泥中間バイパスの採用※推進管セット時の停止時間短縮

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～④-2現場に応じたリスク低減④-2現場に応じたリスク低減
・ガス濃度測定機の搭載※マシン操作盤からモニターで監視某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～④-3現場に応じたリスク低減④-3現場に応じたリスク低減
・管内測量について
基本的にはﾚｰｻﾞｰﾄﾗﾝｼｯﾄ
光波測距儀を使用し、発進立坑から盛替え点を設置し掘進機のﾀｰｹﾞｯﾄを測距し座標で管理します。
曲線区間中については掘進機のﾀｰｹﾞｯﾄを２箇所測定し、掘進機の進む方向を確認し、掘進精度を上げて施工します。

ﾀｰｹﾞｯﾄ某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
CMT工法の特性～④-4現場に応じたリスク低減④-4現場に応じたリスク低減
・掘進中の支障物（流木）への対応
施工箇所付近他工区の推進工事現場で流木が多数発 生しているため掘進機の面板をﾏﾙﾁﾍｯﾄﾞで対応します。

ﾛｰﾗｰﾋﾞｯﾄで流木を粉砕

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
作業状況～①圧気設備①圧気設備

某発注工事設計変更に係るプレゼンテーション資料
作業状況～②ビット交換 ③障害物撤去 ④流木撤去 ⑤到達状況②ビット交換④流木撤去③障害物撤去⑤到達状況

平成19年世界最長記録達成
呼び径1000㎜ 愛知県豊橋市

終わりにＣＭＴ工法(超長距離・複合推進工法)は、岩盤・砂礫など硬質地盤推進工事からシルト・流砂に至る軟弱地盤推進工事、施工途中の障害物を掘進機内から除去しての推進工事、さらには土被りが極端に少なく上部構造物への影響が懸念される推進工事、など「如何なる条件下の工事をも失敗することなく安全・確実に完遂すること」を基本テーマとして開発された複合推進工事システムです。

▮沿 革株式会社 姫野組 会社概要

年/月

事 柄

► 明治１５年０３月 姫野儀蔵により現徳島県名西郡石井町で創業する

姫野玄二郎により松坂隧道を竣工する (国の有形文化財)► 大正１０年０７月 （国内最古の場所打コンクリート工法によるトンネル）► 昭和１４年０９月 合資会社に改組する■本 社〒７７０－００２８
徳島県徳島市佐古８番町５－７
TEL ０８８－６２３－３２１１（代）► 昭和２８年０２月 株式会社に改組する► 昭和３０年０１月 土木工事主体から建築工事にも進出する► 昭和３２年０３月 阪神国道（現国道４３号線）住吉橋関連工事で関西方面に進出► 昭和５０年０８月 パナホーム代理店契約を締結・住宅事業部を開設する► 昭和５０年０８月 小口径掘進機を開発・推進事業部を開設する► 昭和５２年０６月 小口径推進・姫野ノースパイラル工法（特許 ９９９４５６）を開発► 昭和５７年０３月 創業１００周年► 平成１１年１２月 岐阜県笠松市で推進CMT工法により日本最長記録を達成する(１００６m)► 平成１４年１０月 ISO９００１と１４００１を統合したGMSを構築して運用を開始► 平成１５年１２月 民事再生計画を申請し認可される► 平成１６年０２月 新経営陣による新体制が発足する► 平成１６年０９月 債権者に対する株主責任を明確にするため１００％減資し５０００万円増資► 平成１９年０１月 民事再生手続を終結する► 平成１９年１１月 愛知県豊橋市で推進CMT工法により世界最長記録(１４４７m)► 平成２５年０５月 民事再生計画に伴う再生債務弁済完了► 平成２８年１２月 資本金額を９９２０万円に増資する■関西支店〒６５１－００８５
神戸市中央区八幡通３丁目２番５号
I・N東洋ビル２０５号
TEL ０７８－２５２－１１５２（代）