プロジェクト最前線

大阪・堺の臨海部に深さ30mの巨大ポンプ場をつくる

堺市古川下水ポンプ場建設工事

2018. 12. 14

既設の古川第1ポンプ場の隣接地に約70m四方、深さ33.3mを掘削し、新たなポンプ場を建設

大阪・堺市北西部の海浜エリアで、雨水を集積し、大阪湾に放流する新たな施設、古川下水ポンプ場の建設が進められている。大林組JVは、ポンプ場の水槽の役割を果たす地下躯体工事を担当している。

室町時代から貿易の中心地として栄え、近代以降、工業都市として発展してきた堺市。現在の人口は80万人を上回り、戦後すぐに始まった下水道整備によって市内に張り巡らされた下水道管の総延長は3,000kmにも及ぶ。近年、既存ポンプ場をはじめとする各施設の老朽化が進んでいることや、災害対策の観点から、市は雨水整備事業や下水道施設の統廃合を重点取り組みとして掲げ、下水道ビジョンを打ち出した。

古川下水ポンプ場は既設ポンプ場の隣に建設される。集積した雨水を大阪湾に放流することにより、市が重点的に整備を進めている24地区のうち、3地区で浸水被害が解消することになる。水を貯めるコンクリートの躯体を地下に構築した後、管理室や機械室が入る施設の建築工事が始まる。

津波・洪水対策として臨海部に構築
津波・洪水対策として臨海部に構築
古川下水ポンプ場完成予想図
古川下水ポンプ場完成予想図

大断面かつ深度のある掘削に開削工法を採用

掘削面積5,000m²、掘削深度30mを超える工事には、地上から重機で掘り進める開削工法を選択した。理由は、土壌調査で判明した多量の管理土(重金属汚染土)の存在。開削工法なら一般残土と管理土を完全に分離でき、高額な処分費用を削減できるからだ。

ポンプ場(地下)断面図
ポンプ場(地下)断面図

166本の鋼管で地下に壁を築く「鋼管矢板建込工法」

4分割した鋼管を緑色の構台で溶接し2本組に。鉛筆立ての要領で現場に保管
地中に打ち込む前の鋼管(写真中央)。全長63mとなる杭の約半分の長さだ

「建設発生土量を縮減し、処分費用を抑えるために、地下の土留め壁の構築には『鋼管矢板建込工法』を取り入れました」と、古川ポンプ場JV所長上月は語る。

「鋼管矢板建込工法」とは、鋼管で開削部の周囲を囲み、周辺の水や土砂が内部に侵入しないように壁(矢板)を築くもので、河川や港湾の護岸壁構築などに広く普及している工法だ。鋼管は断面が大きく、陸上での運搬・打設は困難だが、止水性が高いことや、鋼管矢板施工時に掘削した土砂を鋼管内部の埋め戻し土として再利用できるのがメリットだ。

工事に用いる鋼管は、1本当たりの径が1.5m、長さは63mに及び、現場への搬入や保管が課題となった。そこでまず、鋼管1本を4分の1の長さ16mで製作し、通常の道路運搬を可能にした。搬入後の鋼管は、現場に掘った深さ15mの穴(仮孔)に、鉛筆立ての要領で垂直に保管。水平にする場合と比較して、保管場所を縮小でき、直射日光による熱で上面のみがひずむのを防ぐこともできる。

ほかにも、鋼管は 仮孔上に設置された架台で先行して溶接を行い、2本組みとしておくことで、打ち込み時の溶接を3回から1回に減らす工夫も施した。

隣り合う鋼管同士との接続部分「継ぎ手」の仕様もポイントだ。敷地は海に近く高水圧な地盤。水圧に耐えるための強度が肝要となる。まず、継ぎ手をL-L型にすることで、間に接着剤となるモルタルを注入するための十分な空間を確保した。

このL型継ぎ手が、打ち込み精度の向上にも重要な役割を果たす。アースドリル掘削機などを用いて63mまで一気に掘り進める過程では、鋼管の継ぎ手をガイドレールとして活用。アースドリルバケットを真っすぐ降下させることができ、すべての鋼管を精度良く打ち込むことに成功した。

これら数々の工夫が奏功し、長さ63mの鋼管166本を1日1本というペースで打ち込む急速施工を実現。土圧、水圧による曲げやせん断に強く、止水性能の高い土留め壁が完成したのだ。

鋼管矢板打設範囲
L-L継ぎ手が接合された鋼管。接合部にもモルタルを充てんし、止水性の高い矢板を構築
L-L継ぎ手が接合された鋼管。接合部にもモルタルを充てんし、止水性の高い矢板を構築
鋼管の離隔が24.8cmの鋼管矢板。継ぎ手はオス型とメス型が交互になるように打ち込む
鋼管の離隔が24.8cmの鋼管矢板。継ぎ手はオス型とメス型が交互になるように打ち込む

鋼管矢板の内側を8段階に分けて掘削

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掘削が進み強固な鋼管の壁が姿を現す

鋼管矢板の建て込み後は内部掘削が始まった。土留め壁内部の深さ33.3mを8段に分け、掘削と支保工の架設を繰り返した。

この作業では、壁の崩壊を防ぐ切梁支保工の架設に工夫がある。鋼管矢板自体の剛性が高いため少ない切梁で済むのだが、さらにH形鋼を2本横方向に束ねて架設する集中切梁工法や、ダブルジャッキ工法を採用。広いピッチでの配置が可能となり、資機材の投入口に余裕を生み出すことができた。

また、掘削による鋼管矢板の変形や切梁にかかる力などを、400台以上のセンサーで随時計測し、次段の支保工設計に反映させている。実際に、解析結果に基づき当初計画より1段少ない7段に変更するなど、掘削工事や躯体工事の作業性の向上につながっている。その後は躯体コンクリートの打設に着手する。

切梁に囲まれた空間で重機による掘削が進む
切梁に囲まれた空間で重機による掘削が進む
集められたデータを計測室で解析
集められたデータを計測室で解析

住民に開かれた現場

2017年に実施したクリスマスイルミネーション
2017年に実施したクリスマスイルミネーション。近隣の高い場所や上空、横を走る府道29号線からの景観が好評だった

工事には近隣の理解が不可欠だ。仮囲いに設置したモニター画面には、振動や騒音の数値を常時掲載。作業風景もリアルタイムで映し出している。

2016年からは現場内の作業構台や出入口構台などの手すり部分をカラフルなLEDで彩るクリスマスイルミネーションを実施している。近隣の方々や現場で働く作業員が仕事を終えて帰宅するとき、少しでも和んでもらいたいという思いからだ。

「多くの課題を乗り越え、関係者の連帯感は高まっています」と所長の上月。現場は、地域の下水道ネットワークだけでなく人の心もつなぎながら、一丸となって竣工をめざしている。

振動や騒音の数値、作業内容を公開
振動や騒音の数値、作業内容を公開
堺市古川下水ポンプ場建設工事

(取材2018年3月)

工事概要

名称 堺市古川下水ポンプ場建設工事
場所 大阪府堺市堺区
発注 日本下水道事業団(事業者:堺市上下水道局)
概要 掘削面積5,224m²、深さ33.3m、躯体コンクリート約6万3,000m³、鉄筋約7,700t 、鋼管矢板166本(径1.5m、長さ63m)、鋼製切梁支保工約1万t、掘削土量約17万m³
施工 大林組、大本組、国誉建設

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