大規模ごみ処理施設建設工事の施工計画
Construction Plan of Large-scale Waste Incineration Plant當房

武道*1

Takemichi Tobo

橋本伸明*1児玉Nobuaki Kodama

和彦*1

住Kazuhiko Hashimoto

外山久泰*1

Hisayasu Toyama

学*2Manabu Sumi

要旨
今回建設した東大阪都市清掃施設組合ごみ処理施設は、周囲を中小企業の工場に囲まれた東大阪市水走の敷地内にあり、老朽化してきた既設の第三工場と破砕工場の更新施設として計画された。
本報告では施設の概要を説明するとともに、広範囲な地下工事を考慮した仮設計画、プラント施設の施工工程に合わせた施工計画、マスコンクリート対応としたごみピット躯体の温度解析結果、ならびに 3 次元データと 3Ｄプリンタを活用したラグビーボール型モニュメントの施工について報告する。
キーワード：工区割り 段切り マスコンクリート 温度解析 ３次元データ ３Ｄプリンタ

１．はじめにる。さらにごみ焼却時の廃熱を利用した蒸気タービン発電や太陽光発電による電力供給など、クリーンでかつ環境に東大阪都市清掃施設組合ごみ処理施設（以下、本施設）配慮した施設として計画された。外観には建物を覆う形では、歯ブラシから新幹線、そして人工衛星 "まいど１号"ゴールキックの際のラグビーボールの軌道をイメージしたまで、「モノづくりのまち」として全国的に名をはせている

外装材があり、メインエントランスはラグビーボールをイ東大阪市に位置する。近くには日本ラグビーの聖地であるメージした鉄骨フレームのモニュメントで覆われている。

花園ラグビー場があり、高校ラグビーの開催をはじめとし本報告では工事概要を説明するとともに、広範囲な地下て、平成 31 年にはワールドカップの開催が予定されている。

工事を有する仮設計画、プラント施設の施工工程に合わせ

本施設は、昭和 50 年から稼働している第三工場と破砕工た工程計画、マスコンクリートとなるごみピット躯体の温場の老朽化に伴う更新施設として、平成 18 年から計画が進度解析結果およびラグビーボール型モニュメントの施工にめられ、今回の施工に至っている。写真 1 に本施設全景、おいて採用した 3 次元データと 3D プリンタの活用事例など

表 1 に工事概要を示す。

について報告する。

本施設は 1 日当たり 400ｔの処理能力を有するごみ焼却

表1

工事概要

施設および粗大ごみ処理施設を中心として、それに付随す

工 事 名 称

ごみ処理施設建設工事及び付帯工事

る炉室、排ガス処理室、回転破砕機室などで構成されてい工 事 場 所

大阪府東大阪市水走 4 丁目 6 番 25 号

発

注

東大阪都市清掃施設組合

設計

ＪＦＥエンジニアリング株式会社

監

理

株式会社日建技術コンサルタント

施 工 元 請ＪＦＥエンジニアリング株式会社

写真 1
*1

大阪本店

建築部

本施設全景
*2

技術研究所
― 57 ―

一 時 下 請株式会社鴻池組大阪本店

工期（全体）平成 25 年 2 月 26 日～平成 29 年 3 月 15 日
（新設）平成 26 年 6 月 10 日～平成 29 年 3 月 15 日

用途

清掃工場（ごみ焼却施設、粗大ごみ処理施設）

構 造 規 模（工場棟）

RC 造/S 造/SRC 造、地上 5 階 地下 2 階
建築面積 6,643.16 ㎡ 延床面積 15,477.11 ㎡

ごみ焼却施設焼却能力200ｔ/日×2 炉 計 400ｔ/日
焼却炉形式 連続運転式ストーカー焼却炉
蒸気タービン発電機
15,600 kW
煙突
高さ 70ｍ

粗 大 ご み処 理 施 設

処理能力
処理方式

50ｔ/5 時間
破砕・選別方式（鉄、アルミ回収）鴻池組技術研究報告

２．ごみ処理施設の工事計画の概要

2017に 2 箇所、B-2 工区（粗大ピット）に 1 箇所の計 3 箇所に設置した。写真 2 に地下工事の施工状況を示す。

2.1工区分割

本工事はごみ処理用プラントの様々な施設を敷地いっぱいに収納する建築工事であり、諸施設の施工順序に配慮した施工計画が求められた。そこで、図 1 に示すように全体を 7 つの施工工区に分割し、狭隘な敷地条件から、プラント・建築工事で共有する作業ヤードを確保するため、A 工区についてはあと施工工区とした。
工区分割：① A 工区：プラットフォーム（あと施工工区）② B-1 工区：ごみピット③ B-2 工区：粗大ピット

写真 2④ B-3 工区：回転破砕機室・特高受変電室⑤ C 工区：炉室⑥ D 工区：排ガス処理室⑦ E 工区：タービン発電機室・蒸気復水器・電気室

2.1.2

地下工事の状況

揚重計画

建築工事主体の地下工事期間中は、クローラクレーン 3台（90t、65t、50t）を主要揚重機とした。
プラント工事開始以降は、プラント施設用として定置式タワークレーン１基（700t･m）とクローラクレーン 1 台（200t）を、建築工事用として定置式タワークレーン 1 基（230t･m）とクローラクレーン 2 台（90t、65t）を配置した。写真 3 に地上工事の状況を示す。

B-1

CA

DE
B-2

図1B-3工区分割
写真 32.1.1

地下工事計画2.2

地上工事の状況

工程計画

建設地周辺は非常に軟弱な地盤であり、また地下水位も施工手順が異なる建築工事とプラント工事間の調整をす高いことから、山留め壁には剛性の高いソイル連続壁によるため、各工区のプラント工事着手日、大型機器の取込みる遮水工法を採用し、支保工は鋼製切梁とした。

期日を基準として、工区ごとに単独の施工工程を作成した。

建物平面のほぼ全体に地下を有する建物構造のため、地概略工程表を図 2 に示す。

下工事は広範囲となっている。このため、形質変更に伴う各工区の基本的な施工工程は、まず建築工事でプラント汚染水対策工として建物周囲に設置したシートパイルを利機器の基礎までの躯体を構築した後にプラント工事に引渡用し、敷地全体を段切りすることで施工地盤の基準高さをし、プラント機器の据付け後、再び建築工事にて上屋をかGL-2.0m まで下げ、ごみピットおよび粗大ピットを除く工け、仕上げを行う手順となる。また、作業ヤードとするあ区の切梁を廃して、当該地下工事の単独施工を可能とした。と施工の A 工区が全体工程に影響を及ぼさないよう、その作業構台は工事動線を考慮して B-1 工区（ごみピット）工事着手日を重要なマイルストーンとして設定・管理した。

― 58 ―

大規模ごみ処理施設建設工事の施工計画

6782014
9 10 11 12 123452015
6 7 8

9 10 11 12 123452016
6 7 8

9 10 11 12 12017
2 3JASS 5（2009） 1)では、調合管理強度を定める材齢にお山留・杭工事

いて、28 日を超えて構造体強度補正値 56SM91 を設定する場

Ａ工区 ：あと施工工区
プラットホーム

合には、試験または信頼できる資料をもとに定めることと

Ｂ-１工区
ごみピット

Ｂ-２工区
粗大ピット

されている。本工事の 56SM91 は、事前の温度解析結果およ炉室

び図 3 に示す実績値により 3 N/mm2 とした。代表工場のコＣ工区
Ｄ工区

ンクリートの使用材料を表 3 に、調合を表 4 に示す。

排ガス処理室Ｂ-３工区
回転破砕機室特高受変電室Ｅ工区
タービン発電機室
蒸気復水器・電気室

計量棟工事
外構・植栽工事

9＜凡例＞
：土建工事

中庸熱ポルトランドセメント

6：プラント工事

図2256SM91（N/mm ）電気計装工事
保温・塗装工事
試運転

概略工程表

３．ごみピットコンクリートのひび割れ対策

構造体強度補正値
356SM910-3

冬期
標準期-6夏期

本工事におけるごみピット部コンクリートは、部材寸法-9が大きく、マスコンクリートとなるため、施工に先立ち、05101520253035

打込みから材齢56日までの予想平均養生温度（℃）

コンクリートの調合選定、温度応力解析を行い、温度ひび割れの発生に関する検討を行った。実施工時の品質管理で

図3

構造体強度補正値 56SM91（実績値）

は部材温度を測定して解析値との比較検証を行った。
表33.1

ごみピット部コンクリートの調合選定

3.1.1

ごみピット部コンクリートの仕様

工場

セメント

部材断面寸法の大きなコンクリートについては、打込み水後のコンクリート部材内部温度をできるだけ低くする、内G1：砕石 2005 京都府亀岡市東別院町，
表乾密度 2.69g/cm3 ，吸水率 0.44%，実積率 58.0%
G2：砕石 2005 高知県吾川郡仁淀川町，
表乾密度 2.90g/cm3 ，吸水率 0.37%，実積率 59.0%

混和剤

Ad：高性能 AE 減水剤 S 社製

セメント

C：中庸熱ポルトランドセメント，
密度 3.21g/cm3 T 社製

られ、調合面からは下記に示すような対策が効果的である。
① 調合管理材齢の延長や適切な温度補正値による単位セメント量の低減
本工事では、調合選定にあたり、上記①、②を満足する

水調合として、中庸熱ポルトランドセメントを用い、調合管B

細骨材

粗骨材

G1：砕石 2005 大阪府高槻市，
表乾密度 2.69g/cm3 ，吸水率 0.62%，実積率 58.0%

混和剤Ad：高性能 AE 減水剤 B 社製

コンクリートの仕様

打込み箇所

ごみピット部
2

設計基準強度（N/mm ）30

品質基準強度（N/mm2 ）30

調合管理強度を定める材齢 m 日

56 日

構造体強度補正値
256SM 91（N/mm ）打込みから材齢 56 日までの予想平均養生温度θ（℃）
7≦θ：3N/mm2
15スランプ（cm）

W：回収水（上澄水）
S1：砂（山砂） 京都府城陽市，
表乾密度 2.56g/cm3 ，吸水率 1.64%，粗粒率 2.65
S2：砕砂 大分県津久見市下青江，
表乾密度 2.67g/cm3 ，吸水率 1.42%，粗粒率 2.75

クリートの仕様を示す。
表2

W：回収水・地下水

粗骨材

くするため部材表層部の急冷を避ける、などが有効と考え

理強度を定める材齢を 56 日にすることとした。表 2 にコン

C：中庸熱ポルトランドセメント，
密度 3.21g/cm3 T 社製

細骨材
A

② 低発熱系セメントによるコンクリートの採用

品質

S1：砂（海砂）佐賀県唐津市呼子町小川島，
表乾密度 2.59g/cm3 ，吸水率 1.23%，粗粒率 2.60
S2：砕砂 京都府亀岡市東別院町，
表乾密度 2.67g/cm3 ，吸水率 1.63%，粗粒率 2.90

部温度が最高温度に達した後の温度降下をできるだけゆるやかにする、部材内部と表層部の温度差をできるだけ小さ

コンクリートの使用材料

使用材料

2

調合管理強度（N/mm ）（呼び強度）

33

呼び方（保証材齢 56 日）

33-15-20M

工場

A
B― 59 ―

表4

コンクリートの調合
s/a
(%)

W/C
(%)

スランプ
(cm)

空気量(%)

54

15

4.5

単位量（kg/m3）

WCS1S2G1G2Ad

46.1

175 324 486 333 492 494 2.5947.9

175 324 507 339 952－2.59鴻池組技術研究報告

3.1.2

温度応力によるひび割れ発生の検討

20173.2.2

温度管理状況と解析結果の比較

温度応力によるひび割れ発生の検討は、ごみピット耐圧

写真 4 に温度センサの取付け状況を示す。図 6 にごみピ盤（FS1、部材厚さ 2250mm）、およびごみピット壁（PEW230、ット耐圧盤 1 層目の温度管理結果と解析値、図 7 に同 3 層

部材厚さ 2500mm、増し打ち部 200mm）を対象とし、温度解目、図 8 にごみピット壁の温度管理結果と解析値を示す。

析ならびに温度応力解析を行った。
解析では、部材温度は総じて低く推移し、各部材の最小ひび割れ指数は、ごみピット耐圧盤 FS1 において材齢 2.3日で 1.58、ごみピット壁 PEW230 において材齢 1.5 日で 1.35であった。この値は土木学会標準示方書に示される「ひび割れの発生を許容するが、ひび割れ幅が過大とならないように制限したい場合は 1.00 以上」を満足する結果となっており、構造体コンクリートに有害となるひび割れが発生する確率は小さいものと推定された。
3.2

写真 4

温度測定結果703.2.1 温度測定位置

60

盤 FS1 における温度測定位置は、耐圧盤 1 層目中心部と表層部および 3 層目表層部の計 3 点とした。ごみピット壁
PEW230 では、中心部および表層部の 2 点とした。なお耐圧測定温度（℃）

温度測定位置を図 4 および図 5 に示す。ごみピット耐圧

温度センサ取付状況（左：ごみピット耐圧盤、右:ごみピット壁）

耐圧盤1層目中心部
耐圧盤1層目表層部
周囲外気温
平均周囲外気温
表層部と平均周囲外気温との差
中心部（解析値）表層部（解析値）外気温（解析値）50403020

盤、耐力壁ともに外気温として周囲外気温を測定した。
10周囲外気温

支持杭00

バインド線

246
材齢（日）

50050

▽ 耐圧天端3層目

図63層目表層部

81012

ごみピット耐圧盤 1 層目温度管理結果と解析値

600

FS1

耐圧盤3層目表層部
平均周囲外気温

測定温度（℃）

550

1,150

550

1層目表層部
1層目

1層目中心部500▽ 捨てコン

図4

周囲外気温

6050

2層目

2,25070
FB またはアングル

表層部と平均周囲外気温との差

50

耐圧盤3層目表層部（解析値）
外気温（解析値）40302010

ごみピット耐圧盤温度測定位置（断面）0PEW230

0FS16
材齢（日）

先行部位

測定温度（℃）

測定部位

81012

ごみピット耐圧盤 3 層目温度管理結果と解析値
ごみピット壁中心部
ごみピット壁表層部
周囲外気温
平均周囲外気温
表層部と平均周囲外気温との差
中心部（解析値）表層部（解析値）外気温（解析値）

60

1,800

900

中心部 表層部

周囲外気温

470

1,000

50

図7

後打ち部位

50
403020102,251,200900

1,800SMW
H鋼200図5

ごみピット壁温度測定位置（断面）2

図8― 60 ―4681012
材齢（日）14161820

ごみピット壁温度管理結果と解析値

大規模ごみ処理施設建設工事の施工計画

ごみピット耐圧盤 1 層目では、中心部において材齢 1.42日で最高温度 46.3℃、表層部において材齢 1.46 日で最高温度 39.5℃となり、その後、緩やかに低下する状況であった。3 層目表層部では、材齢 1.25 日で最高温度 40.9℃とな

ｴﾝﾄﾗﾝｽ棟り、材齢 2 日において降雨による影響により温度低下した
ｴﾝﾄﾗﾝｽ棟

後、1 層目と同様に緩やかに低下した。ごみピット壁の中心部では材齢 1.96 日で最高温度 61.0℃、表層部では材齢1.54 日で最高温度 49.0℃であった。
温度解析結果との比較では、耐圧盤 1 層目の中心部の実

写真 6出力された 3D モデル測値は、解析値とほぼ同様の傾向を示した。一方、表層部の実測値は、解析値に比べ 5℃程度高く推移する結果であ4.2

モニュメント鉄骨の建方時期った。これは温度解析時の測点が躯体表面であるのに対し、当初、モニュメント鉄骨はエントランス棟の外装が完成

実測は表面から 50mm の位置であったためと考えらえる。

した後に建方する予定であった。しかし、検討を進めていごみピット壁では、実測値は中心部および表層部ともにく過程で、鉄骨建方途中の支持方法や建方そのものが、エ解析値よりも全体的に高い結果であったが、打込み時の外ントランス棟の外装完成後では困難であることが判明した

気温やコンクリート温度の差異によるものと考えられる。

ため、建方時期を 3 ヶ月前倒しして、エントランス棟の鉄骨建方完了後、直ちに着手する計画とした。

3.3

ひび割れ抑制筋

ごみピット壁の打込み形状は壁長に対し高さが低く、下4.3

バランスの悪い鉄骨の建方計画

部は先行打設部分に拘束されるのに対して上部は自由収縮モニュメント鉄骨は、各部材とも曲線形状で建方時のバするため、収縮ひび割れの発生が懸念された。このため、ランスにも配慮が必要であった。そこで、部材の分割、揚本工事では、躯体上面に拘束力を付与することを目的とし重・仮固定の方法や建方手順などの詳細かつ具体的な検討て、ひび割れ制御筋（壁厚さに対し D16＠200）を配置した。

を行った。

これにより、ひび割れ発生低減に効果が認められたことを4.3.1確認した。なお、大断面の壁コンクリートを打設する際に部材の分割と揚重方法

まず、鉄骨部材を柱と頭頂部に大きく分割した。さらには、足場下地とし運搬の都合からそれぞれを 2 分割し、建方前に現場で地組て使用することもすることとした。なお、地組用エレクションピースは建方可能となり、施工用吊り治具として転用した。図 9 に部材の分割を示す。

時の作業効率が向【柱】 建起し時は 3 点吊り、揚重時は 2 点吊りとし、吊上するとともに、打継ぎ面の品質確保にも有効であっり姿勢の微調整にチェーンブロックを用いた。

ひび割れ抑制筋
D16@200

写真 5【頭頂部】傾斜した柱頭に取り付けるため、傾斜に合わせた吊り姿勢の保持が必要であることから 4 点吊りとひび割れ抑制筋配筋状況たと考えられる。

し、柱と同様にチェーンブロックで微調整を行った。
2 分割の頭頂部を地組して建方（地組後 約 7m 四方 4.0t）

４．ラグビーボール型モニュメント
4.1

３次元データの活用

ラグビーボール型モニュメントは、写真 6 に示すようにエントランス棟を内包する特殊な形状をしており、2 次元2 分割の鉄骨柱を地組して建方（地組後 長さ約 20m 4.2t）の図面データから詳細を把握することは難しく、このため3 次元データを用いて詳細検討を実施することとした。
まず 3D プリンタにより縮小モデルを出力し、エントランス棟とモニュメント鉄骨の干渉具合や離隔距離の確認をするとともに、モニュメント鉄骨を部材ごとに分割することで、より具体的な検討を行った。

図9― 61 ―部材の分割鴻池組技術研究報告

4.3.2

2017

鉄骨柱の仮固定

建方時には、不安定な姿勢となる曲線状の鉄骨柱を仮固定するための支保工と頭つなぎ材を設けることとした。
支保工として控え材（L-100×100）およびワイヤー（4ｸﾛｰﾗｸﾚｰﾝ分×2 本）を使用し、支保工の足元はエントランス棟最上階の鉄骨梁から支持させた。鉄骨柱は、支保工と鉄骨柱を挟み込む形状の治具により一旦仮に位置決めし、柱頭部を頭つなぎ材（C-100×50）で相互に緊結しながら順次建方を進めた。全ての鉄骨柱が頭つなぎにより繋がった状態で再高所作業車度位置を確認・調整した後、頭頂部の建方を行った。図 10に鉄骨柱の仮固定方法を示す。

図 11

支保工用
鉄骨柱仮固定治具
頭つなぎ材
控え材

ﾓﾆｭﾒﾝﾄ鉄骨

ﾗﾌﾃﾚｰﾝｸﾚｰﾝ

建方イメージ

ﾋﾟｰｽ
ｼｬｯｸﾙ
ﾜｲﾔｰ

ｶﾞｾｯﾄ
控え材
ﾜｲﾔｰ
ﾚﾊﾞｰﾌﾞﾛｯｸ
エントランス棟
最上階鉄骨梁ﾅｲﾛﾝｽﾘﾝｸﾞ

図 10
4.4

鉄骨柱の仮固定方法

写真 8

完了全景

５．おわりに鉄骨建方

鉄骨柱の地組と頭頂部の建方および建方の合番は、クローラクレーン（90t）、鉄骨柱の建方にはラフテレーンクレーン（60t）を用いた。

ごみ処理施設建設工事及び付帯工事に関して、工事の特徴に関連した施工技術を中心に報告した。

写真 7 に建方状況（鉄骨柱・頭頂部）を示す。また、図11 に建方イメージ、写真 8 に完成全景を示す。建方合番と敷地が狭く、工期も短い中で、工事に関係された皆様のご協力を頂き、無事に竣工を迎えることができた。

して高所作業車 2 台（30m、21m）を使用した。

この施設が地域の人々に愛され、末永く利用されることを願っている。
[謝辞］
本建物の施工にあたり、東大阪都市清掃施設組合様、株式会社日建技術コンサルタント様には、多大なるご協力・ご指導を賜りました。また、ＪＦＥエンジニアリング株式会社様および関係の皆様に厚く御礼申し上げます。

参考文献1)

写真 7

建方状況（左：鉄骨柱、右：頭頂部）― 62 ―

日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説 JASS 5 鉄筋コンクリート工事、2009.2