巨石と硬質粘性土の互層地盤における泥水式推進施工

はじめに

本工事は、鳥取県八頭郡八頭町（郡家エリア）において多発している浸水被害に対する根本的な浸水対策事業として、Ⅰ期１工区からⅠ期５工区に分け計画された工事です。
当ＪＶはⅠ期２工区として、立坑築造3箇所、雨水幹線工事1スパン（推進工事）と構造物（吐口構造物）の築造を施工しました。
今回は、主工事となった推進工事について次のとおり報告します。

工事概要とその特徴

工事名		八頭町竹ノ下雨水幹線建設工事
事業体		八頭町
発注者		日本下水道事業団
施工者		機動・竹内特定建設共同企業体
工期	自	令和2年12月12日
	至	令和4年3月18日
施工場所		鳥取県八頭郡八頭町宮谷から八頭町下門尾まで
工法		アルティミット泥水式推進工
	管呼び径	1500
	土質	軟岩、礫混じり砂質土（最大礫径800㎜）最大一軸圧縮強度258MN/ｍ²
	土被り	7.0m ～ 2.7m
	推進延長	276.06m（1スパン）
	線形	下り勾配10‰　平面曲線R＝100m　2箇所

図 – 1　施設平面図及び土質想定縦断図（画像をクリックすると拡大画面に移行します。）

本工事での検討事項

巨石地盤推進の検討及び機内ビット交換型掘進機の選定について

設計時に実施された土質調査より、対象土質を火山砕屑岩【岩級区分CM、一軸圧縮強度9.9MN/m²】（発進部）、粘土質砂礫【分布層As2～Ag2 最大礫径10～40㎜】（中間部）、玉石混じり砂礫【分布層Ag2 最大礫径150～300㎜】（到達部）の3区分とし、対応可能な掘進機（礫破砕型掘進機：適用最大礫径600㎜以下）を選定し、粗石地盤推進として粗石破砕に対する検討・計画をおこないました。

到達立坑掘削時、推進管路部にて巨石を確認

到達部で掘進機の適応範囲を超える巨礫を確認したため、追加調査ボーリングを3箇所実施し礫の点在する区間を再調査しました。
調査の結果、適用最大礫径600㎜を超える巨石点在区間を100mと確認し掘進機の再検討をおこないました。

掘進機の見直しを実施

写真 – 3　セミドーム型面板構造
（機内ビット交換型）
適用最大礫径＝1440㎜未満

適用最大礫径の範囲を広げるため、掘進機面板の再検討をおこないました。
検討結果より、板型面板構造からセミドーム型面板構造へ変更し、一次破砕用ローラビットの掘削軌跡を全断面確保する形状としました。
また、ビットの摩耗による掘進不能といった不測の事態に対応できるように、機内ビット交換型掘進機を選定しました。

礫混じり砂質土に対する切羽圧力の管理について

土質調査で確認した透水係数は、最大で到達部の玉石混じり砂質土層（10E-02㎝/sオーダー）であったことから、泥水の逸泥防止方法を検討課題としました。

検討結果

泥水濃度を高める。
礫混じり砂質土層での泥水濃度は、粘性30秒～40秒、比重1.1～1.2程度を管理値としていましたが設定値を改め、粘性40秒～60秒、比重1.1～1.3程度と高濃度化しました。
固結滑剤注入の追加を実施。
礫混じり砂質土層では、二液性固結滑剤を注入し、テールボイドへの逸泥対策とテールボイドの保持を目的とし注入をおこなう計画としました。

実施結果

泥水の逸泥について
計画の通り高濃度の泥水で掘進をおこなった結果、逸泥が発生することはありませんでした。
固結滑剤注入の追加について
二液性固結滑剤と一液性滑材（自動滑材注入システムを使用）を掘削土質に合わせて注入した結果、推進力を計画値に対して約40％低減することができました。
また、推進工事の掘進作業を開始してから到達するまでの間、掘進機の長期停止といったトラブルが発生する事無く到達することができました。

おわりに

今回の工事では、事業主である八頭町様、発注者日本下水道事業団様のご協力をいただき無事に工事を終えることができたことを嬉しく思います。
また、推進工事を施工するにあたり巨石対応掘進機を使用し粘性土層を施工する難しさや、礫破砕時に発生するカッターロック・ローリング対策の重要性を再認識する貴重な経験となりました。
今回の経験を活かし、今後の施工に役立てていきたいと思います。

最後に、地域の方々から多数の応援のお声掛けをいただいたことや、工事に対して真摯にご対応いただいたことについてこの場をおかりして、心よりお礼申し上げます。