技術投稿・1

大幅に適用領域を拡大したリバースエースシステム“領域拡大した技術と新たな領域拡大に向けた取組み”

武村

キーワード
改築推進，回転破砕，既設管充填式，鋼製カラー，塩ビ管推進，曲線推進

TAKEMURA

秀Hiizuエースモール工法協会（アイレック技建㈱・本誌編集委員）

本稿では，今年度から既設管種等の標準適用領域を1 . はじめに拡大した技術内容とその施工事例，現場の課題に対す

リバースエースシステムは，切削破砕推進工法（既設管充填式）圧送排土方式に分類される改築推進工法

る特殊施工事例，新たな領域拡大に向けた開発の取組みについて説明する。

で，既設管に大きなたるみや段差及び抜けがあっても当初の線形通りに新設管を敷設できることから，再構築工事及び東日本大震災の復旧工事を中心に幅広く採

2 . リバースエースシステムの適用領域拡大
2−1

用されている。

リバースエースシステムの特長

本システムは，下水道管路等の新管敷設で実績があリバースエースシステムの主な特長を以下に示す。

るエースモール工法の固有技術をベースに平成 15 年

・既設管の口径によらず，新設管の口径を呼び径 700頃に開発を着手し，既設の鉄筋コンクリート管の鉄筋まで拡大することが可能である。

を効率的に破砕するための特殊カッタヘッドの開発を・既設管の上下方向のたるみ，逆勾配，継手のズレ等中心に行い，技術資料及び積算資料を編纂・制定し平があっても修復することが可能である。

成 18 年にリバースエースシステム研究会を発足して・鉄筋コンクリート管，塩化ビニル管，ポリエチレン導入を図った。

管，陶管等の幅広い管種の改築推進が可能である。

平成 25 年 7 月現在の施工実績は，53 区間，約 2 . 7 kmの推進延長となっており，震災復旧工事は 2 . 0 km で，・既設マンホールの通過が可能で，最大 150 m 程度までの改築推進が可能である。

現在も宮城県を中心に施工中である。改築推進装置を
2−2

写真− 1 に示す。

適用既設管種の拡大

平成 18 年の導入時の適用既設管種は，鉄筋コンク
リート管，塩化ビニル管，陶管で共に開削用に限定していたが，平成 21 年に SUS カラー継手の推進管まで適用を拡大した。しかし，日本下水道協会規格（JSWAS
A- 6）以前の鉄筋コンクリート管の接合は，鋼製カラーとゴム輪となっており，従来の特殊カッタヘッドでは破砕が不可能であった。また，開削用鉄筋コンクリー
ト管であっても写真− 2 に示すように既設管周辺をコ
写真− 1システム

ンクリート（無筋）で巻き付けてある場合は，極端な能率低下に陥る場合もあった。
従来の特殊カッタヘッドはギア型の形状をしたタイ

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技術投稿・1

図− 1

写真− 2

実験概要図

巻きコンクリート

激しい磨耗

写真− 4

実験実施状況の破砕効率の向上，カッタヘッドの耐磨耗性の向上，推進能率の向上を目的に特殊カッタヘッドの改良に取組んだ。
まずは，鋼製カラーで接続した鉄筋コンクリート管を供試体として地上で改築推進機により破砕，切削を行い，最適な特殊カッタヘッドの選定を行った。図−1 に実験概要図と写真− 4 に実験の状況を示す。
特殊カッタヘッドのビットをギアタイプからコーンタイプに変更すると共にビットに配列されている超硬チップをノミ型に変更し，放射状に直列に配置した。

写真− 3

磨耗したギア型カッタヘッド

改良した特殊カッタヘッドを写真− 5 に示す。その結果，鉄筋の破断はギアタイプの能力を維持し，破砕効率は大幅に改善された。ノミ型チップのカッタヘッド

プで，鉄筋の破断には効果的であったが，鋼製カラーやで切削，破砕した鉄筋及び鋼製カラーを写真− 6 と写

コンクリート塊を破砕するには適しておらず，写真−

真− 7 に示す。

3 に示すように磨耗が激しく，推進能率が極端に低下

カッタビットの磨耗に関しては，従来型と比べ 1 mする状況であった。そのため，これらの課題をクリアす当りの磨耗量を 1 / 7 程度まで抑えることができ，推進るためのカッタヘッドの改良が必要不可欠であった。

能率（推進速度）に関しても，2 倍程度まで向上させ改良に当っては，鉄筋の破断能力を維持しつつ鋼製ることができた。リバースエースシステムの標準的なカラーの破砕能力の強化，巻きコンクリート（無筋）62

適用領域を表− 1 に示す。
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表− 1

標準適用領域

鉄筋コンクリート管（開削用，推進用〔SUS・鋼製カラー〕）
レジンコンクリート管（開削用，推進用〔SUS・鋼製カラー〕）
塩化ビニル管（開削用，推進用）
開削用陶管
ポリエチレン管

管種
既設管

呼び径 〜 700

写真− 5

改良した特殊カッタヘッド

新設管

基礎

砂，砕石，枕木，コンクリート状態

目地・段差・ズレ等の影響を受けない

管種

推進用鉄筋コンクリート管
推進用レジンコンクリート管
推進用鋼管
推進用ダクタイル管

呼び径

250 〜 700 （推進用鉄筋コンクリート管の場合）※ 既設管径によらず任意に口径拡大が可能
既設管が施工長

開削用管：最大 150 m 程度
推進用管：最大 100 m 程度
（鋼製カラーで接続されている場合は最大 65 mまで）

土被り2 m から 6 m 程度
※水替工が不要でプリズム使用する場合は土被りの制限無し

推進曲率半径

最大 100 m 程度

周辺地盤の条件 全ての地盤で適用可能

3 . 施工事例
写真− 6破砕した鉄筋

3−1

推進用鉄筋コンクリート管（鋼製カラー継手）の改築推進

工事概要を以下に示す。
既 設 管：φ 250 mm 鉄筋コンクリート管（鋼製カラー継手）
新 設 管：φ 250 mm 鉄筋コンクリート管
改築推進延長：L ＝ 207 . 5 m（2 スパン）
施工時期：平成 24 年 12 月
本工事は，東日本大震災の液状化現象により破損した推進用鉄筋コンクリート管を切削破砕推進工法で発注された。設計時点では既設管路の種類が不明であり，立坑築造時において鋼製カラーが確認された。鋼製カ
写真− 7

破砕した鋼製カラー

ラーでの標準適用推進長は 65 m であるが，これを超える推進長であるため，通過人孔（1号）部でカッタヘッドの交換を実施した。また，通過する既設人孔間を結基礎はコンクリートでも可能であるが，基礎コンクぶと直線とならないことが判明したため，緩やかな曲リートに鉄筋が配置されている場合は，鉄筋径，ピッ線推進に変更した。推進線形概要を図− 2 に示す。

チ，基礎の大きさ及び推進長等により適用の可否検討

推進途上において，周辺地盤が想定以上に緩い土質が必要である。更に，周辺地盤条件においても，岩盤であったことから，先導体のローリング発生や掘進機及び軟弱地盤の場合は補助工法等の要否検討が必要での方向制御を実施しても先導体が地山側に振られるなある。

ど，推進基線を確保するために，時間を掛けて方向制

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技術投稿・1図− 2推進線形概要図

御をする必要があった。その結果，所定の精度で到達することができた。初期推進の状況を写真− 8 に，鋼製カラーの切断片を写真− 9 に，到達時のカッタヘッドの状況を写真− 10 に示す。
3−2

開削用鉄筋コンクリート管（防護コンクリート：有筋）の改築推進

工事概要を以下に示す。
既 設 管：φ 300 mm 鉄筋コンクリート管（開削用）
写真− 8初期推進の状況

新 設 管：φ 300 mm ⇒ φ 400 mm
鉄筋コンクリート管（変更）
改築推進延長：L ＝ 41 . 7 m（2 スパン）
施工時期：平成 25 年 7 月
本工事は，東日本大震災の液状化現象により破損した推進用鉄筋コンクリート管を切削破砕推進工法で発注された。平面線形を図− 3 に示す。
立坑築造時において，既設管は開削用鉄筋コンクリート管であることが判明した。更に φ 13 mm の鉄筋が配筋された防護コンクリートが 360 度巻き立ててあった。防護コンクリートの断面は 560 × 560 mm で，

写真− 9

鋼製カラーの切断片先導体の掘削断面（φ 453 mm）より大きいことから，先導体が防護コンクリート内で拘束され，カッタトルクの上昇や推進力の上昇による推進停止が懸念された。また，開削用鉄筋コンクリート管は鋼製の受台（t ＝ 6 mm）により，設置されていることも判明した。
防護コンクリート（有筋）の状況を写真− 11 に，防護コンクリートから出てきた管受台を写真− 12 に示す。
こうした厳しい条件をクリアするために，下記の対策を講じ，推進を実施した。
①防護コンクリート部で先導体が拘束されないように，φ 560 mm 以上の掘削断面とする。（実施掘削外径は φ 592 mm）

写真− 1064

到達後のカッタヘッドの状況

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図− 3

写真− 11

写真− 12

防護コンクリート（有筋）の状況

防護コンクリートから出てきた管受台②先導体は破砕能力の高い，HPφ 400 用推進機械とする。
（カッタトルク能力は 2 . 5 倍アップ）

平面図

写真− 13

写真− 14初期推進の状況

到達時のカッタヘッドの状況

推進途上では，先導体のローリングが発生したものの，制御できる範囲以内で収まり，ビットの磨耗・欠③新設管をφ300mmからφ400mmへ口径アップする。

損もなく所定の精度で完了することができた。初期推④先導体ローリング防止対策として，先導体にプレー進の状況を写真− 13 に，到達時のカッタヘッドの状トを部分設置する。
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況を写真− 14 に示す。
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技術投稿・1

なお，本事例は防護コンクリート（有筋）部の推進を初めに，モデル土層実験（2 m）により基本事項の標準適用領域へと拡大するものではないが，個別に諸確認を行った。検証内容としては，推進力を先端抵抗条件を検討し，関係各社との協議を十分に実施したう

力と土との周辺抵抗に分散させる装置（推進力分散装えで，推進の可否等を進めて行くことが重要と考える。

置）の機能と強度の確認，及び推進能率の確認である。
特に，推進力分散装置が設計どおりに機能するかがポ4 . 新たな領域拡大に向けた取組みイントであった。モデル実験概況を写真− 15 に，塩ビ管推進状況を写真− 16 に示す。

リバースエースシステムで敷設可能な新設管は，推その結果、本装置により総推進力は，先端抵抗力を進用鉄筋コンクリート管・推進用レジンコンクリート排土管に，周辺抵抗を推進管に分散することが確認で管・推進用鋼管・推進用ダクタイル管であり，いわゆきた。また、設計推進力以上に推進力が掛かった場合る高耐荷力管である。しかし，既設管が硬質塩化ビに、推進管へ負荷が掛からないことも確認できた。

ニル管のものは，硬質塩化ビニル管への新設替えや推進能率については、想定より若干低い結果となっヒューム管から硬質塩化ビニル管への新設替えなどのたものの、硬質塩化ビニル管への新設替えは、十分に需要も高まっている。今回は，部分的な領域ではある施工可能であることを確認したので、次のステップへが，硬質塩化ビニル管から硬質塩化ビニル管への新設進むことにした。

替え技術について，技術的確認ができたので報告する。

次に，フィールド実験（30 m）において，モデル実低耐荷力管推進工法と同様の技術であり，先導体に験で得た検証内容のフィールドでの再検証と管周面抵掛かる先端抵抗力を排土管に負荷させ，土との周面抵抗値の推移など推進特性の検証を行った。フィールド

抗を推進管に負担させる機構としている。

での実験状況を写真− 17 〜 20 に示す。

写真− 15

写真− 1666

モデル実験概況

塩ビ管推進状況（モデル実験）

写真− 17

写真− 18

フィールド実験全景

既設管の坑口状況（フィールド実験）

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写真− 19

推進状況（フィールド実験）

写真− 21

元押部の推進力分散装置

モデル実験と同様に推進力の分散装置については，30 m のフィールドにおいても問題なく機能を発揮した。元押部の推力分散装置を写真− 21 に示す。管周面抵抗値については，φ 350 mm の硬質塩化ビニル管の総推力（先導体除く）が 30 m で 42 kN であったことから，土と管の周面摩擦力はf0 ＝1.4kN/mとなる。従って，外面抵抗力は R ＝ 1 . 2 kN/m 2（f 0 /S ＝ 1 . 4 / 1 . 16）となり，低推進力での推進が可能であることが確認できた。また，推進能率に関しては，推進速度が平均で写真− 205 cm/ 分で推移しており，高能率での推進に期待でき推進中の塩ビ管内の状況る数値である。推進特性を図− 4 に示す。

図− 3

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推進特性67

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今後は，部分導入に向けた標準適用領域の策定と更を取り纏め，推進会社（オペレータ）及び施工管理会にステップアップを図り，ヒューム管から硬質塩化ビ社との施工前の危険予知（KY）会議により，推進制ニル管への新設替えの開発へと進めて行きたい。

御方法及び推進施工管理方法について協議し，推進精度の確保に努めているが，個々の現場における課題を

5 . 現状の課題と今後の展望
改築推進工法は，通常（新設）の推進工法とは異なり，既設管の状況により施工管理が大きく左右される。
そのため，設計段階での既設管の事前調査が重要とな早期に解決して行くことが重要である。

6 . おわりにリバースエースシステムは，導入して 7 年目の新しり，以下の調査が必要である。

い改築推進工法で，今回の技術改良により鋼製カラー・既設管の種類，管径及び埋設状況（開削施工，非開継手の推進管まで破砕，切削が可能となり，既設管削施工，継手構造，基礎等）
・既設管の老朽，損傷状況（たるみ，段差，離脱，蛇行等）及び修繕・更生履歴
・取付管の有無，管種，管径，延長及び本管への取付位置
・仮排水処理区域と期間，排水処理量，仮排水方法種の適用を大幅に拡大することができた。しかし，本文でも述べたように既設管を破砕しながら推進していくことから施工前に確認できていない不明物等に衝突し，施工面でのリスクが大きくなる場合があることから，設計段階及び施工着手前に既設管と既設管周辺の状況を十分に把握することが最も重要である。

従来のカッタヘッドでは，写真− 3 に示した既設管

また，東日本大震災の液状化現象により破損した下周辺をコンクリートで巻き付けた基礎でも改築推進が水管の改築推進においては，周辺土質が非常にゆるい不能となった場合もあったが，今回の改良により，鋼地盤であるため，補助工法による対応が必要となる場製カラー継手の鉄筋コンクリート管のみならず，鉄筋合も発生している。更に，改築推進で必要不可欠な技

コンクリートで巻き付けた基礎であっても，鉄筋径，術である仮排水設備についても，改築推進工期に大きピッチ，基礎の大きさ及び推進長等の諸条件を確認しく左右されることから，費用が増大している場合も見た上ではあるが，改築推進を可能とした。

受けられる。

しかし，現状は今後，急激に増大化していく老朽管を効果的に再構・既設管が鋼管及びダクタイル鋳鉄管等の鋼製管の場築して行く上で，改築推進技術の必要性が大幅に増大

合は，現在のカッタヘッドでは破砕，切削が不可能して行くものと思われる。そのためには，上述したよで適用に制限がある。

うに事前調査・水替え技術・改築推進技術が三位一体・既設管を破砕しながらの推進となるため，通常の推となり，共通的課題として解決して行く必要がある。

進と異なり推進線形を確保するためには，熟練した最後に，インフラ設備の効率的な維持管理に貢献しオペレータによる極め細やか推進制御が求められる。て行くために，現場の課題解決に向けた改良改善と技等，ハード面及びソフト面の両面で解決すべき課題が術開発を更に押し進めて行く予定である。

まだまだ残されている。
切削不可能な鋼製管への対応のハード面の課題については，特殊カッタヘッドの更なる改良により，ダクタイル鋳鉄管の切削を実験確認中である。また，新設管の適用も高耐荷力管に限定されているため，推進用の硬質塩化ビニル管等，低耐荷力管への適用拡大を本格導入に向け，実施していく予定である。
推進制御等のソフト面での課題については，これま【参考文献】（公社）日本推進技術協会：推進工法用設計積算要領（改1）築推進工法編）20013 年改訂版
（公社）日本推進技術協会：月刊推進技術
2）

Vol. 26 No. 27

20133）エースモール工法協会：リバースエースシステム技術・積算資料

での 2 . 7 km の推進データに基づき，施工時の留意点

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