幅 . 大鳴門橋主塔基礎の施工

U.D.C.624.166.7 _{西松建設技}報 VOL5/1982

大鳴門橋主塔基礎の施工

Co ns t r uc t i o no fOhna r u t oBr i dg e' sMa i nTo we rFo unda t i o n

丸 山 智義 * 伊 藤

典生 **

Tomoyoshi Maruyama Norio

l t

o

要 約

本文は,大l酔 う椅下部工を叢 も特色づけている多柱式の主塔基礎の施工̲報告である.

多柱式の主塔基礎は￠4mX16本 と￠7mx2本の杭および項版からなる構造であった が,特 に杭 (多柱)の掘削工法の選定,確立が大 きな問題であった｡

￠4･4m多柱掘削はロータリ式大口径掘削機 による全断面掘削工法により,￠8.Orn多柱掘 削はオーバーラップ掘削を中核 とする複合機械掘削工法により施工 した｡

目 次

§1.はじめに

§2.下部工大毛二日薮二に.事の概要

§3.主塔基礎の構造 と施｣二

§4.≠4.0m多再‑J二

§5.≠7.0m多柱工

§6.おわ りに

§ 1

は じめ に

門橋は,

幅

¹

.

^{3kmの鳴 門淘}峡を渡 り,本州側淡路島 と四 国側人毛島を結ぶ,中央径間876m,全長1629mの,道 路鉄

遺

併用の吊橋である (Fig.‑1)0

大鳴門椅下部二

1

二L事は昭利51年7月か ら,Ef.肝 聴り(大 毛工区)

, 淡 ^路

^{側 (門}崎工区)に2分 して着工 し, 4年 9

ケ月の工期を費してl綱目56年3月に完工 した｡

現在,引きつづいてケーブル架設など上部工｣二事が施 工中で,昭

利5 9

年度開通予定である

が

, その時点で 日本

1｡72g洲

第

1

位, 世界第

1 0

位のお経韓である｡

ここでは,大も二Ⅰ二区工事の うち,前回の "アンカレイ ジコンクリー トの施工 "に続いて多柱掘削を中心 とする 主塔基礎の施工法 とその実績を報喜する｡

§ 2

下 部 工 大 毛 工 区 工 事 の 概 要

当社 (西松 ･青木 ･東洋共同企業体)が,担当 した鳴 門側の大毛工区コ二事は,主 として4P主塔基礎 と5Aア ンカレイジの本体コ二事であるが, その本体工事に先行 し て,Fig.12の大毛工区一滴受平面図にみ られるような海上 の作業足場,工事用桟橋,締切堤

,

陸上の工事)引 ､ンネ ルなどの準備江二事および県道

付

替 トンネルなどの付帯工 事の施｣二を行った｡

Photo‑1は大も工区現場全景である｡

施工現場の特殊条件は次の とお りである｡

1)潮流

,

波,風などの自然条件が厳 しい ｡

2)国立公

園

特別地域内である｡

3)海峡周辺は好漁場である｡

Fig‑l大鳴門橋一般図

GeneralviewofOhnarutobridge

*四国 (支)鳴門 (也)所長

**四国 (支)鳴門 (也)係長

4)

海

峡は船舶の往来が多 い主要舟儲各である｡

また,作業基地は現場か ら

海

上距離で約5km離れてい るが その広さは36,000m噛 り,事務所,宿舎,倉嵐 資 機材置場,受変電所,泥水処 理プラン トなどを設けた｡

Photo‑2は作業基地全景で ある｡

97

大場門橋主塔基礎の施工 _西亨公建 設 子安禎 VOL5

Photo‑1 大毛工区現 場全景

OverallviewofOhgesectionunderconstruction

Photo‑2 作業基地 全景

Overallview ofsitefacilities

98

前面岸壁は,水深5‑ 7m,延長360mあ り,最大5000 t級の船舶

が

^{接岸で きる｡}

この基地か ら現場 までの交通方法 とLては

,† 傍

親分で､

由 糾う門^rTEJ白味を通過 Lて海上を行く方法 と, トラ ックな どで既馴 !･遺∴ 工事用 トンネル,i:断 り桟橋を経由 Lで 陸上か ら行 く方法の

2

通 りがある｡前者は重量物,大型 賛機

材

,泥水などの

運

搬 に,後者は生コンクリー ト,小 賛機材などの運搬および作業員の交通に用いた.

§ 3

主塔基礎の構造 と施工

大畑‑1橋の

粛

斧基礎は,

主

塔IirFに≠ 7mの

杭

^1本,

その周囲に≠ 4mの杭8本

,計9

本を1つの杭群 とし, その2つの杭群で最大厚 9mの鉄筋コンクリー ト噴版を 海面上で支 える多柱式構造である｡

Figr3は 4P主塔基経 ‑一般図である｡

L部 l二か らの最大荷重 (暴風略 橋柚tr.jfj方向)は, 1杭群､1日 ),鉛出]33,000tf,水平力4,400tf,モーメン ト30,600tf･mである｡

また,多杜 底面での岩盤の許容鉛涯支持力度は ,根入

れ効果を考慮せず､常時350tf/m2,暴風嚇 25tf/rn2で設 計された｡

主塔基礎の施 Lは,Fig.‑4の4

P

作業足場 平面図にみ られるような作業足場,J二事用桟橋,ジブクレ‑ン基礎 などの準備工事か ら始められ, その後多柱掘削,多柱 コ ンクリー ト∴㈲仮コンク1)‑ 卜などの本催王事を;jkrJし た｡

Tab‡e‑1は4P主塔基礎の実

施二

雄 を表である｡ また, Table‑2は4P封 斧基礎の主要J二事数量であるO

否々公淫設言真幸呂VOL5

横軸 直 角方 向

750匝 i26000 34800 ,(2;0;0%03;詰 問‑ ) 26000 12600 ▲】75.

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平面Sil

【淡路側 60000 34800 主塔中心問題責豊

3 !6500 4暮 ToE 6! ○ i

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大鳴門橋主塔基礎の施工

Fig‑3 4P主 塔 基 礎 一般 図 Structureofmain towerfoundation (4P)

大宅側 Table‑1 4P主 塔 基 礎 実 施工 程 表

Actualconstructionscheduleofmain

Fig‑i 4P作業足場平面 図

Planof4Pworkingplatform inthesea 99

大嶋門橋主塔基礎の施工

Table‑2 4P主塔基礎 ･主要｣二事数量 Quantitiesofmajoritemsfor lnaintowerfoulldation (4P) 二L や 単位 救 荒 備 考

￠4.0m 多柱胡削 m 270 16本

￠7.0m 〝 m3 1,660 2本,34m

￠4.0m 内 鋼 管 t 610 16本

￠7.0m // i 200 2本 根 E:Blめ モ ル タ ル ma 1,260 18本

￠4.8m ケーシング t 410 16本 多柱 コ ンク リー ト m i 8,000 普通ボル ト 外 被 鋼 板 t 220 SS41,Al溶射 噴版 コ ンク リー ト mS 12,700 中潜熱ボル ト 多 柱, 噴版 ,鉄 筋 t 2,600 SD30,D41‑51

§4 ≠4. 0

m多柱 エ 4‑ 1 ≠4.4m多柱掘削工法

径3.5m

以

上の大 口径岩掘削の過去 の実績 か ら,≠4.0 m内鋼管 を建込 むための≠4.4m多柱掘削 は,ロー タ リ式 大 口径掘削機 による全

断

面掘削工法 が適 当で あ る と判断

Lた0

4‑ 2 ≠4.0m多柱工の施工法の概要 (1)制水枠架設 ･堆積 層掘削 ･岩盤 不陸均 し

施工法 :潮流･

波

浪 の避 折及 び濁水 防止用の制水枠 を, 各ブ ロック毎 に架設 し, その中で クラムシェ ル, オ レンジピール,水 中締着機 を使用 して, 堆積層掘削及 び岩盤不陸均 し (事前掘削) を 行 な う｡

主 な機械 設備 :40t吊クロー ラー クレー ン, 1m3クラ スクラムシェル, オ レンジピールパ ケ

Fig‑5 制水枠架設､堆積層掘削､岩盤不陸均 L Settingsheetpilescreen,excavatingdeposit, levelingrock

100

西松建設技手琵VOL5

ツ ト, マキナンテ リー10B‑3, ポー タ ブル コンプ レッサー17m3/minX2台, ダ ンプ トラ ック

(2)多柱 ケー シング設置, シール コンク リー ト打設, ケー シング保持装置架設

施 工法 :制水枠 内で シール コンク リー ト用水 中型枠 を 組み, 多柱 ケー シング を設置す る｡ シール コ ンク リー トは, トレ ミー管で打設す る｡ ケー シング保持装置の架設後,制水枠 を撤 去 す る｡

架設 は全 て1,500t･mジブ クレー ンで行 な うO

Fig‑6 多柱 ケー シング設置､ シールコンク リー ト打設､

ケー シング保持装置架設

Settingcasing,castingconcrete,setting casing‑holder

( 3 )

如.

4

m多柱 掘削

施工法 :直径4.4mの全断面機 械掘削工法 によ り, め

7.7α)

璽

∇TP+565 スリノ1ビームヤクシ′ンポンプ 欝噴

V蒜 苛 下r 精確 ̲iJン7' % 港水線領タングM D440Li.書き

葦 毛凸 "

… ′くィ,i‑射 又 ダLJエイザ 賢u‑タ11‑菱1u】●州 ヨ r押

L.‑ ナ‑/ウ7イト p‑ダリ‑久をt" S.㈹ht

‑F鮮 スタビライザ‑ 埼 抵機 知kyX4ナ7 仙叫 1

A, チ‑ L批仙叫 リ空し｣1

A, チ‑ L批 リ空し｣

Fig‑7 ￠4.4m多柱掘削

￠4.4m Drilling

西松 建設壬貴報 VOL 5

4.4m多柱掘削 を行 な う｡ ズ リの排出方法 は, 先ずサ クションポンプ を使用 し

,

浸水比が取 れ るようになると,エア リフ ト工法 も採用す る｡掘削ズ リは,足場上の ロータ リー分級機 で分離 し, トラックで搬 出す る｡泥水は,循 環使用の後,亀浦基地泥水処理プ ラン ト‑輸 送 し,処理す る｡

(4)内鋼管建込,漏洩防止用砂投入 根固めモルタル注 入,問詰モルタル

施工法 :多柱 内鋼管 を亀浦基地 よ り海上的嵐 足場上

で土 ･下管の継足後, ジブクレーンで遜 込む｡

内鋼管内部 に砂 を投入後,根固めモルタル, 問詰のモルタルを注入 し止水す る｡モルタル 番生後, ドライアップ とす る｡

主 な機械設備 :モルタルプ ラン ト(50tセメン トサ イ口 付 ･ミキサー50012槽式2台)注入装

置

Fig‑8 内鋼管建込､漏洩防止用砂投入､

根固めモルタルおよび問詰モルタル注入 Settinginヮersteelpipe,throwingsands intothepipe,grOutlngaroundthepipe

( 5 )

多柱鉄筋 コンク リー ト

施工法 :ドライア ップ後,底話砂の掘削除去,子L底清 掃,岩盤調査および湧水処理 (止水) を行な う｡ その後多柱鉄筋,多柱 コンクリー トの施 工 を行 なう｡鉄筋は1本づつ建込み管内で組 立 てる｡主筋はD51およびD41で,重ね継手 とす る｡ コンク リー トは4リフ トに分 けてシ ュー トまたはボンフ

等

丁設す る｡ コンクリー ト は生 コン とす る｡

恕 よ 』 ∇TP十6̲;

i II】 / / ＼ ､＼ ∇Tf>十1̲48

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取 持 i

i 東1多f日孔F̲内飼管繁

∇TP‑19,VrP‑20().0

大鳴門橋主塔基礎の施工

Fig‑9 多柱鉄筋 コンクリー ト

Reinforcedconcreteintheplpe

4‑ 3 ≠4.4rn多柱掘削 (1)掘削条件の調査

多柱掘削 に先立 って,各多柱 に裾 ､において≠66mmボ

‑ リングを行ない,堆積層の厚 さ,支持岩盤の種類お よび強度な どを確認す る地質調査 を実施 した｡

施コ二地点の水深 は最大 6m,平均3‑4mで1

潮流

速度は最大6ノ ットであ る｡

海底地質は砂岩 と京岩が約450傾斜 して互層 をな し ている和泉層 と呼ばれる岩盤であるが,表面 には厚 さ

1‑4mの機混 り玉石の堆積層が分布 している｡

岩盤 は概 して ヒビワレが発達 していて, その‑軸圧 縮強度は最大1,600k9f/cme, 平均800k

昏

f/cm2の中硬岩 優勢である｡

(2)大 口径掘削機 の選定

径3.5m以 上の ロータ リ式大 口径掘削機の実績 は,請 外L司の例 を除けば, その数は非常に少な く,本四公団 の実験工事, 日本遠路公団の大島大橋橋脚工事, さら に東京都水道局の小河内ダム取水設備工事 にみ られる のみであ る｡ わが国で, これ らの工事のために製作 さ れた≠3.6m級の大 口径掘削機 には新 日鉄BM‑1,三菱 MD‑360,用量KSD‑4,IHIのL‑10Sな どの機種 があ

Tab一e‑3三菱･ヒューズシャフ トボー リングマシンMD 的0諸元

TechnicaldataofdrillingmachineMD

‑440

柁ロロロつビド校

Fm /f蒙

‑クリJh)Jトルク ータ1)7.ど‑ド ークリストローク り上げ紀カ ットボディ蘇芳簸 ドリルパイプ外穏 i三ポンプtl三力 i三ポンプpLh吾妻を

4,400缶切 ㌢〟j三変 ･1法 40tm Iな;さ×滋さ×臨 0911lllt :.= ･lL. ?.1･ 5,000mm …摺 糾 機 本 体

350t ミパT7‑ユニット 200t ≡コントロール3‑ニット

457mm ピントボディアッセンブリ

90kWX4≠丁 ド1) ル パ イ プ

2I0kgleLn' 排 i二 滋

0‑ヰool/jmmx4台卜 移 釣 繋

大鳴門橋 主塔基礎 の施工

る｡本工事の≠4.4m掘削直径 に対 しては,いずれの機 スラス ト荷重の微調整が容易な油圧ジャッキによるド リルス トリングスの支持であることなどの

理

由で,^三 菱MD‑440の機種を選定 L, その仕様を検討 し,新規 発注 した｡最終的なMD‑440の主要諸元はTable13に 示す とお りである｡

(3) ズリの排出工法の検討

水流のエネルギーを利用するズリの排出工法 には, サクシ ョンボンフ: エアリフ ト, ジェットポンプのい わゆる逆循環方式がある｡

本工事では,常用でサクシ ョンポンプを用い,浸水 比がホ'lfi7呆で きるときにはエアリフ トも用いることにし た｡直径10cmlLl二のズリを管内か ら排出するのに要す る流速は,一般に2.5‑3.8m/secといわれているが, ここではズリの最大径10cmを条件 として,サクシ ョン ポンプは古河のSPD‑200形スラリーポンプ(13m3/min) を採用 した｡

(4) カ ッターの選定

カ ッターは歯形により, ツース

形

(軟

岩, 1 1

1硬岩lB), デ ィスク形 (硬岩

用

),インサー トチ ッフ

?

rj(超硬岩

用)

があるが,本工事では耐久性 より切削性を重視 して, ツース形のカ ッターを選定 した｡カ ッター編成は,P hoto13にみ られるように,≠12r'×13ケ と直 5"×15ケ,

封28ケ1組であるo

Photo‑3 ￠4.4m多柱掘削のカッター編成

Cutterarrangementfor甚4m drilling

(5)大 口径掘削機の運搬,移動

大 口径掘削機は兵庫県明石市で製侮 組

立,

試

運

転 を行った｡ その後鳴門まで海上を600t吊 クレーン船 により吊込運搬 し, 4

P

作業足場上 に燕附‑けた｡

また,大 口径掘削機は,作業足場の梁上に鋼製箱桁 のレールを敷いて, その上 を117tx2基の移動用油圧 102

ジャッキの押引操作により,滑動させ移動 した｡

(6) ズリ処理および泥水処理

多柱掘削のズリ処理および泥水処哩のフローチ ャー トは,Fig.‑10に示す とお りであるO

Fig‑10 ￠4.0m多柱掘削のズリ処理, 泥水処理のフローチャー ト Flow chartofthetreatmentof rockwasteandmudwater (7)掘削二鳥明の検討

1)検討条件

掘削数量 :≠4.4m X16.7m x18本 掘削岩質 :砂岩および頁岩の互層

塙 郁虫度平均800kgf/cm2

掘削精度 :1/100(鉛直)

カ ッタ :ツース形タイ

プ,

直径38cm 2)掘削機運転条件の設定

運転条件は,掘削速度および掘削精度の不倒

鼠 掘削

機運転による振動防止などをバ ランスよく考慮 して設 定する必要がある｡

a)二段階運転

運転は初期掘削 と常用掘削の二段階 とする｡

掘削開始か ら掘削径

程

度の深 さまでの初期掘削では 掘削精度の不倒

鼠

掘削機の

極

端な振動防止など掘削状 況の安定に重点をおいて, ビ ットの荷重および回転数 を抑制する｡

その深 さ

以

上の常用

掘

削では,

掘

削速度の確保に重 点をおいて,で きるだけビ ットの荷重および回転数の 増大をはかる｡ しか し,所定の掘削精度の不倒栄は考慮

Lなければならない｡

ら)ビ ット荷重

岩忽耕P.別のローラービ ットの掘削径当 りの遮 蔽荷重 は,過去の実績か ら∵抱如勺に,W‑0.2‑0.3tf/cm と 考 えられている｡ この考 え方によれば,掘削径4.4m のビット荷重は,W‑W･d‑(0.2‑0.3)×440‑88‑

132tfとなる｡ この工事では,常用掘削180tf (水中荷

西 松 建 設 手交妾琵 VOL 5

重)×60%≒100tf,初期掘削180tf(水中荷重)×30%

≒50tfとする｡

C)ビ ット回転数

経済的なビ ット回転数は,〟‑120/d(フ ィー ト)で

‑司郎勺に提案されている｡ この式に, a‑4.4m≒15ft を代入すれば,〟‑120/15‑8r.p.mが得 られる｡

しか し,過去の実績か ら岩質の変化に対応するため に, この工事では,常用掘削6r.p.m,初期掘削5r.p.孤

とした｡

3)純掘削速度

ツース形カ ッター使用時のロータリ掘削の純掘削速 度の算定には,‑‑一般的に次の土研公式が用いられてい

る｡

R ‑Kx^{N l･1}

×

^wl･5×rO･8

dl･2xsl･5

ここに,A:掘削速度 (m/hr)

K :ドリラビリテ ィ定数0.4‑0.7

Ⅳ:

ビ ット回転数 (r.p.m)

打:

ビ ット荷重 (tf) r:カ ッターの半径 (cm) d

:

掘

削

径 (m)

S:岩盤 の圧縮強度 (kgf/cm?)

この公式において,K‑0.7,r‑19cm,d‑4.4m, S‑800kgf/cm2とし,常用掘削N‑6r.p.m,W‑100tf, 初期掘削Ⅳ‑5r.p.m,Ⅳ‑50tfを代入すれば,純掘削 速度

は

,常

用

掘削では40cm/h,初期掘削では11cm/hに

なる｡

4)掘削工期

≠4.4m多柱掘削 (平均掘削長16.7m日本当 りの純

掘削時間は,Table‑4か ら70.75hである｡

Table‑4 ￠4.4m多柱掘削の純掘削時間

NetdrillinghotlrSOf￠4.4m drillillg

項 トー掘削 長 純掘削速度 純掘削時間 初期掘削 4.4m 0.llm/h 40 h

常 用 掘削 12,3 0,40 30.75

純掘削時間率を0.32とすると,掘削時間は,70.75/ 0.32‑22lhである｡次 に, 1日当 りの実働作業時間を 11hとす ると,純掘削 口数は,221/ll‑20口であるo

つづいて,稼働 日数率を0.80とすると,掘削工期(磨 []数)は,20/0.80‑25日/本 となる｡

(8)≠4.4m多柱掘削

大鳴門橋 主塔基礎 の施工

≠4.6m多柱ケーシングの上部をつつみこむように,

≠4.8mケーシング保持枠を作業足場に固定 した後,≠

4.4m多柱掘削を開始する｡

掘削の

方

法は,掘削機本体のパワー スイベルによっ て, ロッドを通 してビ ットを回転させ, ビ ット先端の カ ッターで砕岩 し,発生 した砕岩ズリは流水 と共にド

リルパイプを通 じてサクシ ョンポンプまたはエアリフ トで1非出 し,連続的に掘削をする方法であるO

掘削中,常に掘削速度,掘削ズリの岩質,掘削機の 振動などを把握し,その変化に対応 してビ ット荷重,回 転数などの運転条件を調整 Lた｡

Phot0‑4は≠4.4m多柱掘削状況で,Fig.一日はその 掘削記録の

‑ 一

例であるO

Photo‑i ￠4.4m多枝 堀削状況

Ⅵewof￠4.4mdrillingsite

(9) 施工実績 1)ユコ的

≠4.4m多柱掘削の二日的実績は,Fig.12に示す とお りである｡

2)[欄 時間

≠4.4m多柱掘削の作業時間実績をTable‑5に,作業 時間構成をFigr13に示す｡

3)掘削精度

本工事のように内鋼管建込のための掘削の場合,特 に掘削中および掘削後における鉛直精度,孔壁状況の 測定管理は重要であるO

この工事では,掘削中においては村田式孔曲 り測定 機 を主に用いて検測し,掘削後は超音波側壁測定橡K

E‑20を用いて測定 した｡

Fig.14は超音波 による測定結果の‑一例である.図 中 二,孔壁に‑一部崩落があるのがよく示されている｡

掘削精度の測定結果は,Tab一e‑6に示すように良好 であ った0

103

大場門橋主塔基礎の施工 西′松建 設子支祇 VOL5

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そ,F指タ名lii5 斧盲i ;i51雪

Fig‑ll MD440掘削記録(4p‑6孔)

DrillingrecordbyMD‑440(4p‑No.6)

ニ 工期 (白)

0 ^{1 0}

^{20 30 40 50}

268V4317950681375b1I111▲1エ1‑1エ･･i

l･杭番号(施工順)

104

l

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. 8

²

′

^{′ 115 .0∫i8.5}

P

.I..:.I.JV/95,0

/ ケ ン ケ

^{ンンンンシー u7}

i

72̲7 14.J0 再7.0 ).描肖0

･ l S 言 笥

凡 例

∈[二=二二ヨコ 移 設 準J11 R称i

E二二 ] 不稼働 E3 I

:::TV+///94.8///++′

日

7 8

^{.2 17.iF8 ㌔}

I / /

^{;L/++/86 .8'/+イ/二日 15}

巨 顔 時*(Hr議

( m )

:

I:/I::IV//115.2// /++/.二+

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( 皇 !

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‑,.I./.'I.Tンニケ二.70.8'///シニ〃つノウー

Z

FigJ12 卯.4m多柱掘削の工期実績

Actualdaysorhoursfor￠4.4m drilling

> 1孔 当 り作 業時 間 (hr)

0 50 100 150 200 250

… 241.3

16.7

‑.ll.3 妨 7 9 7 10.＼1

＼4.5 220.Ohr

撃 穿 W,暑 徒 者 讃 f2?.10,≡ l/ ＼ l

享那聾管 スライム処理 10..4% 5.0% Fig‑13 ￠4.4m多注掘削の作業時 間構 成

CompositionofworkinghotlrSfor4.4m drilling

4)カ ッター

カ ッターの寿命 とは,カ ッターの刃かベアリングの 何れかが掘削速度を著 しく低下させる程度摩耗 した時 か,欠接 した時のことである｡本工事では, 1本掘削 完了する毎に,カ ッターを点検 して大 きく摩耗 した り, 欠損 した りしているカ ッターは,現場で取 りはず し, 新 しいカ ッタ‑ と交換 したO取 りはず したカ ッターの うち,補修 して

再

使用で きるものはで きるだけ

｣

二場で 補修し再使用する方法 を探 った｡

カ ッターの使用実績を,Tab一e‑7に示す｡

西松建設技孝窪VOL5

Tab一e‑5 4,4.4m多柱掘削の作業時間実績

Actualworkingdaysorhoursfor￠4.4m drilling

大場 門橋 主塔基礎の施 工

① ≡① !③ 賀④ ;⑨ ⑥ ⑦ 巨細 ぎ食 E⑱ ぎ⑪ 賢@奇 ①⑤ぎ⑤⑪葺@=@

≡

喜ffIL "≡巨拭削i主 ‑歌∃作発車 察煽絶馴小 越掘削(降管選卓ほライi'時悶】)品十‑ E‡

!303.2m

【16▲8…2い53ぎ5.2 2‖39‑1.7套24907h‑1m1524 lizt07i25hj‑0;9∋2in鳥 h3‑‑2in54‡1inll隷0‑46喜126隷49‑19喜2詰れ4‑19‡抑Th‑2m2O4≡ini43244ま諾n日6≡賀…高< 5mih喜0.48…日.】 lh∃

Fig‑14 姓4m多柱掘削孔壁測定結果の1例 MeasurementofQ4Am drillinghole Table‑6 ￠4.4m多柱掘削の掘削精度

Precisionof￠4.4m drilling 項 目 "子 l耐̲1

実

practical績 礼底 tlL.'; T.p‑20.022‑‑20̲058(‑20.034)

札 後 ￠4,380‑4,420 ￠4,390‑4,409(4,399)

孔曲 りjiを 170mm 40‑126(70)

ただ し, ()内の数字 は平均佃 で あ る｡

Table‑7 4,4.4m多柱掘削のカッター使用実績 Durabilityofcutterandcutter sets/expectation vs actual

項 目 カッターの寿命 使 用数最 計 画

expected 400hr/級,loom/級 3組 実 績

pr.actical 500hr/孤, 80m/級 4組

実績では, 1回のカ ッターの点検整備に日数は2日 を要 し,カ ッターは平均18ヶ(65%)交換 した0

5)掘削ズリおよび泥水

多柱掘削のズリ処理および泥水処理の計画に対 して, 掘削ズ リの粒径分布の推定が必要であ った｡計画では, 粒径100fL以上の ズリは全体の80%で,ロータ リ分級 機で

ズ

リ処理 し残 りの20%を泥水処理することを考え

ていたが,実際には全体的に粒径は小さ く,約25%を 泥水処理す る必要があ ったo

Fig/15は掘削ズリの粒径分布である｡

U ･こ ㌧･ll

00‡ 5ui 1

スライム(諾考.凝騒.駿 水処領 ′･‑r ズリほ]‑夕11‑分成規で発動)

Fig‑15 ￠4400mm多柱掘削･掘削ズリの粒径分布 Grainsizedistributionofrockwastefor

￠4.4m drilling

§5 ≠7. 0m

多柱エ 5‑ 1 ≠8.0m多柱掘削工法

≠7.0m内鋼管をT.p‑20mまで鉛直に建込むための≠

8.0m多柱掘削工法 については系統的に次の三寒があ り, 種 々検討が加えられた｡

i)全断面機

械

掘削工法 ii)複合機械掘削工法

iii)ニ ューマチ ックケー ソン工法

i)については,掘削機の開発が必要で,掘削数量が 少ない (16m x2本)ので不経済などの理由で,iii)につ いては,経済的であるが火薬使f削こよる隣接多柱および 周囲環境などへの

悪

影響が懸念 されるなどの理由で, そ れぞれ不採用にな った｡

結局, ii)の複合機械掘削工法の採用 ということにな 105

大場門橋主塔基礎の施工

ったが,さらにパーカ ッシ ョン方式, ロータ リ方式のい ろいろの組み合わせのパターンが考 えられる｡

発注時,Fig.‑16に示すような,ロータリ方式による≠ 4.4m芯抜掘削,≠1.3m環状部掘削および≠116mmライ

ンホール

掘

削 とパーカ ッシ ョン方式による残壁掘削によ る工法が封画 されていた｡

1

Fig‑16 終 Om多柱掘削発注時の掘削定規 Proposedplanof￠8.0m drilling

工事実施にあた り,発注時の掘削工法に対する次のよ うな問題点 を指摘 して,代案をいろいろ検討 したo

i)泥水中の砕岩機 による掘削は施工実績が少ない｡

ii)掘削量の60%を砕岩機の衝撃エネルギーによって 掘削するため,孔壁の安定に悪影響を及ぼす｡

iii)孔壁整形の施工が困難である｡

最 終的に,芯

部

掘削には≠4.4m多柱掘削 と同 じくMD

‑440を用い, リング部には釘.5m級のロータリ掘削機で オーバーラ ツフ顎ミ別をするFig.‑17に示す よ うなロータ

リ掘削優勢のパターンを提案 L,採用されたO

Fig‑17 卵.Orn多柱掘削最終決定掘削定規 Actualplanof￠8.0m drilling

この工法の中核 となるオーバーラ ツフ顎制 の施

コ

こじの ポイン トは,鉛直精度の市街策と円滑なズリ…艮 デである｡

5‑ 2 ≠7.0m多柱工の施工法の概要 106

西亨公建設言支毒琵VOL 5

(1)制水枠架設 ･事前掘削 ･

￠9.0mケーシング設置 ･シールコンクリー ト打設 施工法 :制水枠架設,事前掘削, シールコンクリー ト

打設は,￠4.0m多柱工 と同 じ｡￠7.0多柱掘削 断面をカバーするケーシングを設置する｡

Fig‑18 制水枠架設､事前掘削､紳 Omケーシング設置､

シールコンクリー ト打設

SettlngSheetpile.screen,excavating, setting￠9.Om casing,CastingcollCrete

(2)芯部掘削

施工法 :MD440掘削機 により､直径4.4mの芯部掘削 を所定の深度迄掘TげるO機 械の移動は, レ ール面上を移動ジャッキ(117t/杏)による

｡

掘 削方法は,(如.Om多柱工 と同 じ｡

ゝ1日llC

∈

ーJ/JJい.

Fig‑19 芯抜掘 削

Core･drillingbyMD440

(3)環状掘削,残壁掘削

施工法 :掘削定規に合せた掘削架台を設置 し,MD150 機 (口径1,500mm)2台により,環状掘削をする｡

先ず,フルフェイス用ビットにより,8孔の 全断面掘削をした上で,オーバーラップビッ トに換 えて8孔のラッフ顎消りをす る｡残壁部

至当総廷喜芸子支蔓riVOL 5

については,オレンジピール,水中砕岩槻, クラムシェルバケットの組合せ工法により掘 削するOズリの排乱 泥水処理等は,頭 .Om 多柱工 と同 じ｡

Fig‑20 環状掘削､残壁掘削 Ring‑driHingbyMD150,

breakingandexcavatingther'emainder

(4)内鋼管建込

施工法 :支給製品￠7.0m(長 さ12.0m+10.0m)内鋼 管を亀浦基地 より施再論送 し,先ず,下杭を 仮受

用

架台にセット

後

上杭を

HTB

接合する｡

上下管合計重量100tの沈設は,ジブクレーン と150t

吊

トラックレーンの

相

^{吊 らで行なうO}

Fig‑21 内鋼管建込

Settinginnersteelpipe(￠7.0m)

(5)根固めモルタル

施工法 :漏洩

防

止用砂を投入後,水捧セメン トと水を 混練 したモルタルを注入する｡ 1本当 りの注 入量は正味182mで, 3リフ トの注入計画であ

大鳴門橋主塔基礎の施工

Fig‑22 根 固 めモ ル タル

Groutingaroundthepipe

( 6 )

多柱鉄筋 ･多柱 コンク1)‑ 卜

施工法 :根固めモルタル注入後,水皆をし,多柱鉄筋 組立,多柱 コンクリー ト(jj:̲コン)打設を行な う｡

打設

設備はシュー ト打 とする｡セメン ト 及び鉄筋は,支給材料である｡

｢ 史竿 ｢

｣長 ｣

Fig‑23 多柱鉄筋コンク')‑ 卜

Reinforcedconcreteinthepipe

5‑ 3 ≠8.0m多柱掘削 (1)≠4.4m芯抜掘削

≠9.0mケーシング設置後,≠4.4m多柱掘削 と同 じ く,MD‑440によりT.p‑20mまで全断面掘削をLた｡

(2) ≠1.5m環状掘削

掘削機は,鉛直精度の確保を重視 Lてビ ット荷重の 微調整がで きるMD‑150を選定 した｡

≠4,4m芯抜掘削完了後,掘削定規に合わせた掘削架 台を設置 し, その上にMD‑150掘削機2台を常にヌ摘 こ に積載 し, まず≠1.5mの全断面掘削 (F.F.)を8本,

107

大場門橋主塔基礎の施エ

つづいてオーバーラ ップ掘削 (0.L.)を8本行 ったO 掘削機の移動は,作業足場上の固定式ジブクレ‑ン

で

^{吊込む方式 とした｡}

Phot0‑5は ≠1.5m環状掘削状況である｡

また,カッターは耐久性を重視 Lて, インサー トチ ッフ形 を

使

用 Lた｡

Phot0‑5 ￠8.0m多柱掘削(環状)状況

Ⅵewof￠8.0m drilling(ring･･drilling)

(3)残壁掘削

残壁掘削は内鋼管建込前に,全て水中で砕岩し,バ ケ ット掘削する斜面で始めたが,所定の工期で全て水 中掘削することは不可能であることが 抑リJLたO そこ で磯壁掘削は,内鋼管建込前 と,内鋼管建込後水替完 了時 との次のような二段階で行なうことにした｡

まず,内鋼管が所定の位置,高さに連込でいると孔 壁測定などで確認で きるまで,水中で砕 岩掘削をした｡

その後,内鋼管建込み,グラウ ト,水替につづいて底 詰砂,掘削ズリと共に残壁の岩盤を ドライな状態で, 機械 または人力にて砕岩掘削をした｡

残壁掘削の工期は,斜面 では1本当 り20Eげ ､あ った が,実際には水中で20日, ドライで8日,計28日要 し た｡

Phot0‑6は≠8.0m多柱掘削の孔底を示す｡

(4)施工実績 1)工期

≠1.5m環状掘削の1本当 りの工期実績はFig.‑24に 示す とお りである｡

2)作業時間

≠1.5m環状掘削の作業時間実績はTab暮e‑8に,

作業

時間構成はFigr25に示す｡

3)掘削精度

§4‑319)‑3)の≠4.4m多柱掘削 と同様の方法で測定 した｡

108

巨当て/Ll提喜生抜祇 VOL 5

Photo‑6 ￠8.0m多柱掘削の孔底 ThetracesofQ8.0m drilling

(Na14杭 ,掘削長164m) (独5杭 ,提削長171m)

0 5 10 15 2⁰ 25

051 01 52 02 5

FF:7MIn雲j十oL:77三･撃

･････‑一礼番号(施工順)

7 1^l5913^l 135 ー4

124

111028646 3322

′､

i.

0 5 10

実友畏FF 笑頴OL 計画FF 計画oL

5 1 3 7

1l5931l

1 .

ー4

∃

124

111

0 2

85⁶⁴ ー‡ 4

'‑I.4 :.'4.

Fig‑24 ￠1.5m環状掘削工期実績

Actualdaysorhoursfor4,1.5m ring‑drilling 41.5m環状掘削の孔曲 り状況をFigr26に示 L,捕 削精度の実績 をTable‑9に示す｡ 26

≠1,5mの環状掘削の掘削誤差は,計画では最大1/50, 平均1/150と考えて,ラ ップ率,孔間隔などを決定 した｡

透 き/ii建 設 言支毒崖VOL 5

Table‑84,1.5m環状掘削の作業時間実績

Actualworkingdaysorhoursfor￠1.5m ringdrilling

大場門橋主塔基礎の施 工

日亡∴ UI:L L､1･1 :JL･.Ll 0さ8 018 058 1157 0紬 1 041 844 i l… I:.Ln Uメ: Llこ. 日 (LLL

vJOrk‡ghoursloronehole

> 1孔当り 作策時間(hr)

D 50 100 150 200 250

127̲9 …li i203ーlhr 島X .., ?.当 葦17.9l

ヘ5.2 1.5 ヽ′5ー1

:

I.I::;:.WZgi聖^,iE男 妾宏 諸 その125,1%

＼ ‡

移設＼ 4 3築 ̲ 8Li萄∴5ー 9 %ー＼スライ888̲ー70ムOl17.=702'077星i*T g"

三.::II,:按 :jiH g 25

Fig‑25 il.5m環状掘削作業時間の構成

Compositionofworkinghoursfor甚 5m ring‑drilling

左3芸窮まヾ

卵 1

" , (

^{､上 し≡員′:i芸}

○ど ‑ 1 た j J

芸 Fig‑26 直.5m環状掘 削 ･孔 曲 り状況

(4P No.14)

Mea.surementof直･5m drilledholes byring‑drilling(4p‑No.14)

しか し,Fig.‑26にみ られるように,孔番号② ,⑲,

⑫ は鉛直精度1/50以下にな り再 7.0内鋼管建込 に支

Table‑9￠1.5m環状掘削 の据打順'渡 :実 績

Precisionof￠1.5111ring‑drilling 項 目 孔曲 り量 (mm)

鉛

通 精 度 フル フェ イス(ド.F) 35‑250(100) 1/489‑1/66(1/170) オーバーラップ (0.L) 44‑420(160) 1/373‑1/39(1/107) fJだL,()内の数字は平均値である｡

陣をきたすので修正二棚方捕りを行な った｡

また,隣接 している乳香J,3@ ,⑭ は棚笥プ諦 汗二逆行 して孔曲 りしたため, その孔間が底部でオーバーラ ッ プせず,未掘削の部分が残 ったので,≠7.0m

内

鋼管建 込前にダ イバーによる水中人力掘削を行なった｡

4)カ ッター

≠1.5m鼎 犬掘削のカ ッターの使用実績をTable‑10に 示す｡

Table110￠1.5m主副犬掘削のカッター使用実績 Cutterdurability andcutter sets/expectatiollVSactual 項 トー カッターの寿命 イ離口数最 計 画

expected F.0.F 6L 80000hhrr//糸級f:L l,1325m/5m/級孤 22,5組組 実Actua績l ド.F 600hr/級,135m/級 2組

実績

で

闇,カ ッターの点検整備は, フルフェイス

( ど F

)では8乱で1回×1日,オーバーラ ップ(0.L)で は 1孔毎 に 1回

×1

日であ った｡

カ ッター編成はF.Fでは8け×10

ケ0. Lで

は8'′×22 ケであったが,点蜘 寺

0. L

のみは計10ケ,カッター交 換を した｡

Photoイ は,≠1.5m環状掘削のカ ッター編成である｡

5)≠8.0m多柱掘削工程表

￠810m多柱掘削工程表は,Table‑Hである0 109

大嶋門橋主塔基礎の施 工

Photo‑7

4

,1.5m環状掘削(0.L)のカッター編成 Cutterarrangementof

￠

1.5m ring‑drilling (0.L)

Table‑ll ￠8.0m多柱掘削二I二程 表

Constructionschedule ofQ8,Om dr'illing (actual)

§ 6

おわ りに

当初

,問題

点が多 く国婆阻足された,対日二法の多柱掘削 も李鵬 覇冬り,大鳴門橋主塔基経は完工 したO

≠8.0m多再魂消11(こ

採

用 Lたオーバー ラ ツフ84嗣りを中核 とする複合機 械掘削工法 を応用すると,汎用でない大型 掘削機を要 しないでいかなる形状寸法の岩盤立坑掘削 も 可能になるので, その桶='jLLの意義は大 きい と思われる｡

本工事Tj二法は一応前根 二されたが,環状掘削部の鉛直 精度の確保が掘削速度の低下を招 き,工期が罰画 の50%

堰になるなど問題が残された｡今後,鉛直精度 と掘削速 度の両立をめざして,さらにこの工法を検討する必要が ある｡

実績の少ない,対

日

二法の施｣二は困難であるが,創意工 夫が生かされる喜びがある｡

このような創意工夫を必要 とする施]二を達成 Lてゆ くこ とが,新 しい時代の建設業に求められている使命 と考 え られる｡

大鳴門橋が李鵬 を竣工 し,美 Lい

鳴門

海峡の景観に調和 して, その雄姿を見せるとき,永遠 に,人知れず,海中 にて主塔を支 えている多柱碁 産を心に描いて, この報告 ilo

西松廷設 技誠 VOL5

を終わる｡

最後に,関係各位のご指導,ご支援 に対 LJL､か ら感謝 の意を表する｡

参考文献

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部

工の施

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9)丸山智義 ｢大噺 ‑1橋下部工における卓8.0m多柱掘削｣, 土質工学会,土木学会関西支部 昭利53年度施 工技 称浦浮,1金講書対既要