技研⼒実績集①

鉄道の運⾏を妨げることなく、桁下わずか 1.0ｍの空間で鋼矢板による止水壁を構築

武蔵水路改修⼯事

＜目次＞

1. 工事目的 ·································································································· 1① 武蔵⽔路とは ........................................................................................................... 1② 現状の問題点 .......................................................................................................... 1③ 武蔵⽔路改修事業 .................................................................................................... 2

2. 工事の課題 ································································································ 33. 技研⼒による解決 ························································································ 5● 超低空頭パイラーの開発 .............................................................................................. 5● 専用の特殊鋼矢板の開発 ............................................................................................ 64. 建設の五大原則による評価 ············································································· 7① 建設の五大原則とは ................................................................................................... 7② 建設の五大原則による比較表 ........................................................................................ 85. 施工計画 ·································································································· 9● 施工図 .................................................................................................................. 9● 土質柱状図 ........................................................................................................... 106. 実証試験 ································································································ 11■ 超低空頭パイラーの実証試験 ····················································································· 11■ 特殊鋼矢板の実証試験 ··························································································· 12■ ⽔中作業対策 ······································································································ 13■ 作動油流出防⽌対策 ····························································································· 13■ 河床コンクリ対策 ···································································································· 147. 施工工程 ································································································ 15
着工前 ..................................................................................................................... 15① 準備工 ................................................................................................................. 16■ 吊込レール設置 ····································································································· 16② 圧入施工 .............................................................................................................. 17③ 施工完了 .............................................................................................................. 19
武蔵⽔路全体完成 ....................................................................................................... 20

1. ⼯事目的
利根川と荒川を結び、⾸都圏の⼈々の⽣活用⽔を提供する武蔵⽔路（全⻑ 14.5km）。⽼朽化や地盤沈下により衰えた通⽔機能の回復と、耐震化・浸⽔被害軽減を目的とした改良工事が⾏われた。

① 武蔵水路とは
昭和 30 年代、⾸都圏では経済成⻑に伴う⼈⼝の増加や⽣活の多様化により⽔道用⽔の需要が大幅に増加した。それに加え、昭和 30 年代後半から渇⽔が続き、東京オリンピック直前には深刻な⽔不⾜となり、真夏の⾸都は、「東京砂漠」と⾔われるほどの厳しい状態となった。
そこで、既存の農業用⽔の安定化を軸に⽴案された利根導⽔路計画の⼀環として武蔵⽔路が計画された。
都市用⽔・浄化用⽔の導⽔、周辺地域の内⽔排除の役割を付し、利根川と荒川を結ぶ 14.5 ㎞の開⽔路である。
1965 年⾒沼代用⽔から緊急送⽔を開始、1967 年工事完成。
武蔵⽔路（⾏⽥市⼩⽟地区）② 現状の問題点● 通水機能の低下
・ 地盤沈下や⽼朽化により通⽔能⼒が約 30％低下
・ ⽼朽化による⽔路崩壊、導⽔停⽌、第三者事故発⽣のリスク増● 施設の耐震性
・ 近年の大規模地震を想定した耐震設計に対応していない・ 損傷〜復旧に⾄る⻑期の通⽔不能、周辺地域への被害、内⽔排除機能の低下が懸念● 水路周辺の内水排除
・ 周辺地域の都市化に伴う保⽔機能の低下
・ 損傷〜復旧に⾄る⻑期の通⽔不能、周辺地域への被害、内⽔排除機能の低下が懸念
・ 周辺地域の出⽔量増加に⽔路構造が機能不⾜に陥っている1

③ 武蔵水路改修事業

改築区間： ⾃）埼⽟県⾏⽥市須加地先⾄）埼⽟県鴻巣市糠⽥地先

延⻑ 約 14.5km

改築施設： 幹線⽔路、サイホン及び糠⽥樋管、⽔門及び放流⼝、糠⽥排⽔機場、管理設備及び安全施設等
事業工期： 平成 4 年度〜平成 27 年度
事業費：

約 700 億円

【出典】
独⽴⾏政法⼈⽔資源機構 利根導⽔総合事業所 武蔵⽔路の概要
国土交通省 関東地方整備局 武蔵⽔路改築事業

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2. ⼯事の課題
当該工区は、JR ⾼崎線と交差する鉄道橋梁下（施工延⻑ L=100.0m）にサイホンボックス（4,000×4,200）と U 型開⽔路（4,000×7,100）を設置、そしてそれらを接続するオープントランジションを構築するものである。武蔵⽔路は関東圏の飲料用⽔を担っているため、工事のために⽔路を遮断することは出来ない。鋼矢板で⽚側を⽌⽔し、左岸と右岸に分けて工事を⾏う必要がある。

＜工事概要＞
工事

名工事概要

武蔵⽔路 JR 部改築工事
工事場所：埼⽟県鴻巣市⾚⾒台地内〜鴻巣市箕⽥地内
施工延⻑：約 0.1km

工期

平成 25 年 4 月 1 ⽇〜平成 28 年 1 月 30 ⽇/

受託：東⽇本旅客鉄道株式会社

請負業者

東鉄工業・⿅島建設共同企業体

受託＜工事手順＞
1. 橋梁下に⽌⽔壁を構築

2. 右岸側に通⽔して橋台保護の鋼矢板壁を構築し、左岸側の地盤改良を⾏う

3. 左岸側にサイホンボックスを設置し、通⽔

4. 右岸側橋台保護の鋼矢板壁を構築・地盤改良し、右岸ボックスを設置して左岸側ボックスと接合

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課題① JR 高崎線鉄道の運⾏に影響を与えてはならない
5 分に 1 本の頻度で運⾏する電⾞を⽌めることなく橋梁下に鋼矢板を施工することが求められる。

課題② JR 高崎線鉄道橋梁下 1.0ｍという超低空頭で止水壁を構築しなければならない
橋梁下という条件上、杭上からわずか 1.0 メート
ル、⽔面からも 1.5 メートルという超低空頭スペースで⽌⽔工事を⾏わなければならない。

課題③ ⽣活環境へ配慮した急速施⼯を⾏わなければならない
⼀般的に鉄道近接工事は列⾞運⾏時間外の「夜間作業」となるが、周辺の住宅街に配慮し、作業時間は原則⽇中に限定される。

【写真】
住宅地の中の現場であるとわかりやすいような写真があればいただきたいです。

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3. 技研⼒による解決
与えられた課題に対して、新型圧入機、特殊鋼矢板の開発による⾃社デザインビルド方式で解決した。

● 超低空頭パイラーの開発

圧入⼒686 kNストローク360 mm

パワーユニット

EU300H4

質量7,500 kg

適用杭材

特殊鋼矢板Ⅱw〜Ⅳw 型(超低空頭施工用杭継手仕様)

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● 専用の特殊鋼矢板の開発
空頭制限下において、より⻑い鋼⽮板の建て込みと水中での接合を可能とした。
① 横差し継手 ············· 圧入杭の後方継手を側方から差し込んで圧入杭と嵌合することが可能② 縦継手 ·················· 圧入杭を反⼒杭天端より下の空間でワンタッチ式に接合することが可能

溶接不要でワンタッチ接合が可能

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4. 建設の五大原則による評価① 建設の五大原則とは建設工事（工法）を選定する際の基本的な要件（以下、原則という）として、「環境性」、「安全性」、「急速性」、「経済性」、「文化性」の五項目を以下に⽰す理由により設定した。これらの原則は、五つのいずれかを満⾜すればいいのではなく、全てをバランスよく満たすことによって、望ましい建設工事（工法）の姿となる。そこで、この五項目を「建設の五大原則」と呼称し、各原則の遵守レベルと全体のバランスを判断することで工法を評価する方法である。

（1）環境性
低炭素社会の推進、⾃然環境の保全、循環型社会の構築あるいは周辺地域に対する建設公害防⽌といった地域･地球環境時代において、「環境性」は重要な評価原則である。
（2）安全性建設工事において「安全性」は昔から重要視されている項目である。安全は、事業者、設計者、施工者、周辺住⺠にとって工事を⾏う大前提であり、工法⾃体が安全の原理に適合していなければならない。
（3）急速性
建設工事は出来る限り短期間で完了することが重要である。「急速性」は安全にも工費にも関連する重要な原則である。
（4）経済性
公共工事の財源は、国⺠によって拠出された貴重な税⾦である。従って、事業者、設計者、施工者、国⺠のいずれにとっても、建設工事の「経済性」は重要な原則である。
（5）文化性
モノをつくるには、文化的価値を⾼めることが前提である。従って、工事による完成物が十分機能を発揮するのはもちろん、品質の確保、合理化施工、情報化施工といった先進技術が駆使され、さらに、景観、機能美、シンボル性、芸術性といった⼈間の感性をも満⾜させることも重要である。これらが「文化性」の原則である。

7② 建設の五大原則による比較表

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5. 施⼯計画● 施⼯図
桁外よりクレーンで鋼矢板を供給し、搬送装置にてパイラーまで鋼矢板を供給する。
【縦断図】

【横断図】

9● 土質柱状図
⽔路河床はコンクリート河床となっている。

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6. 実証試験
株式会社技研製作所⾼知本社のテストフィールドに現場を完全再現したセットを作成、そのセットの中で現場条件を想定した実証試験を⾏い、機械動作や作業手順を繰り返し確認・検証した。
■ 超低空頭パイラーの実証試験

1.0 ｍ

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■ 特殊鋼矢板の実証試験
第三者機関による性能評価を⾏った。

壁体性能評価（⼀般社団法⼈⽇本建設機械施工協会 施工技術総合研究所 ）引張強度確認（⾼知県工業技術センター）

3D 解析

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6. 実証試験■ 水中作業対策
圧入杭の“建込作業”、“継作業” 視認性の確保は、検証での最重要確認事項の⼀つである。
水中カメラ：⽔中での継手嵌合作業を確認する

モニター：⽔中カメラによる継手嵌合状況を確認する■ 作動油流出防止対策
油圧式杭圧入引抜機の⾎液となる油、飲料用⽔にとってそれは致命傷。その対策も最重要事項の⼀つである。
油圧ホース完全養生
外部露出部はすべて完全養⽣している

生分解性油脂を使用
圧入機専用の⽣分解性作動油（パイラーエコオイル）とグリース（パイラーエコグリース）を使用。万が⼀、⽔中に流出しても⾃然界のバクテリアによって分解され、⽣態系に影響を与えない。
更に、機体には TX フリー無鉛塗料を使用し、環境対策は万全である。

13■ 河床コンクリ対策
⽔路河床は厚さ 150 ㎜程度のコンクリート製の底板であったため、桁下部着手前に⼀般部(オープン部)で試験施工を⾏い、効率的な方法を模索した。

⼀般部にてビット付鋼矢板にて超低空頭ﾊﾟｲﾗｰの底板破砕用のﾋﾞｯﾄ付鋼矢板を作成して超低空頭ﾊﾟｲﾗｰ

能⼒以下のトン数で破砕できるか確認にて鋼矢板圧入前に底板を破砕した。

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7. 施⼯⼯程
着⼯前

通常通⽔状況
施工時⽔位 施工時⽔位▽14.480
流速 約 2.0m/s
⽔深 約 1.8m
通⽔停⽌状況
台風による降⾬のため、荒川が増⽔し、⽔路通⽔を遮断した状態

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① 準備⼯■ 吊込レール設置
鋼⽮板搬送用のレール取付計画
超低空頭下での杭材吊込方法は⾼知本社にて事前に⾏った実証に基づき入念な計画を反映

吊込装置用レール取付状況

鋼⽮板搬送用のレール取付状況

鉄道桁にレールを直接取付け

桁外部は H 鋼杭に取り付け

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7. 施⼯⼯程② 圧入施⼯（1）建て込み
JR 桁に取付けた専用搬送装置にて鋼矢板を運搬し、⽔中からパイラーのチャックへ鋼矢板を建て込む。

（2）横差し継手嵌合チャックを回転させ、横差し継手を差し込み、嵌合チャック回転（3）縦継手嵌合横差し嵌合後にパイラーチャックで微調整しながら、鋼矢板縦継ぎ作業を⾏う。⽔中の嵌合状態は、パイラー付属の⽔中カメラモニタで確認しながら⾏っている。

176.実証試験（4）圧入作業 1（5）圧入作業 2

チャックフレーム、打ち下げレールのみ引抜き

打ち下げレールと打ち下げチャックを固定後、鋼矢板を圧入（6）圧入作業 3（7）圧入完了（4）〜（5）の工程を繰り返し、鋼矢板を圧入圧入完了後、打ち下げチャック上→工程（1）へ戻る

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7. 施⼯⼯程③ 施⼯完了
超低空頭部施工完了

⽚側通⽔状態での⽔路築造状況※施工完了した鋼矢板天端に FRP 製の嵩上げ板を設置して半川締切完了。

↑JR ⾼崎線
⽚側(右岸側)通⽔状況、横差し継手、縦継手ともに漏⽔なく完全⽌⽔できている。

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6.実証試験武蔵水路全体完成
当現場は、武蔵⽔路（⾸都圏 1,300 万⼈の飲料用⽔）に⽀障をきたすことなく、JR ⾼崎線（東京重要近郊路線の⼀つ）輸送能⼒ 50,000 ⼈/時、600,000 ⼈/⽇にも影響を与えることなく、工事完了を迎えることができた。特殊な現場のニーズに応えるべく、現場の設計段階から、工事計画、現場に即した圧入機及びインプラントマテリアルを開発、施工、仕上げまで、インプラント構造による⼀連のサイクルをトータルパッケージング化する“技研⼒”によって現場状況を克服した実績である。

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Ver 1.0JA02 / 30 Aug 2023