UGS工法とは
地下埋設物などの施設は、地盤と密接に関連しているため、地震、地盤沈下などの発生により、直接的被害を受けるケースが多々あります。これまで、地下埋設物の変位は非開削により修正する確立された方法はありませんでした。
多くの都市は平野部の軟弱な地盤上に形成されていること、都市化とともにライフラインの地下化が、ますます進むことなどから、地下埋設物の保守管理はきわめて重要です。
従来、地下埋設物の沈下・たるみ補修は一般的に開削工法により布設替えを行う方法を取ってきました。
そのため騒音や振動および工事費の増大などが大きな問題となっていました。
これらの問題を解決するため、薬液注入工法を応用し、非開削沈下・たるみ修正工法を実現した全く新しい非開削不陸修正工がUGS工法です。
なお、UGSとは、Under Ground Scope(アンダー・グラウンド・スコープ)の略称で、商標登録されております。
なお、この工法と、ガス管・水道管・地域冷暖房配管など各種パイプラインの応力解放を計量システムとの組み合わせを、トータルシステムとして実現させたのが非開削パイプライン応力 解放システムです。
従来の開削方法に比したメリット
- 経済的です。
- 非開削であるため、山留め、覆工が不要であり重機の使用頻度も少なく経済性、安全性に優れています。
- 低騒音です。
- 工事騒音が低レベルで、住民の生活環境をおびやかすことが少なくなります。
- 作業帯がコンパクトです。
- 作業プラントの常設を除くと、施工時の占用面積も小さく、交通支障が少なくなります。
- 工期が短縮できます。
- 近くの埋設管の移設などの必要がなく、工事期間の短縮、工事費用の縮減が可能です。
- 再沈下防止に極めて有効です。
- 管の修正と同時に、管下部地盤の地盤改良を行うことになりアンダーピニング効果を発揮します。
- 的確な修正管理ができます。
- 舗装道路においては、舗装を傷めないので復旧が容易です。
施工方法の概要(管のたるみ補修)・原理
本工法は、管下部でのfracturing groutingと管上部での空隙形成とを組み合わせたものです。
薬液注入工法による地盤改良では、細粒土地盤に注入材を圧入すると、普通には水圧破壊が起こってその割れ目沿いに割裂の形態をとる注入(fracturing grouting)が行われるとされています。
そして土によっては割裂注入面からその両側に若干の浸透注入が行われ、これを割裂・浸透注入(fracturing-permeation grouting)と呼びます。
粘土層と砂層とが成層している地盤ではその境界に割裂注入が行われやすいとされていますが、これを特に境界注入(roofing)といい、この場合には砂層側に若干の浸透注入が見られます。このような注入の特性は、地盤や構築物の隆起,地中埋設物の変位を生じる原因であり、地盤改良の施工上においては注入技術に関する大きな問題となっています。
UGS工法はこの注入特性を顕著に有する瞬結タイプの薬液注入を管の周辺で行い、管などの地中埋設物を移動することに応用しました。
管などの地中埋設物の移動は、上述の注入特性で理解できますが、単純に管周辺で注入を行った場合には、隆起の現象は移動させようとする対象の管にとどまらず地盤・構築物・近くの地中埋設物にも同時に変位を生じることになります。
上記の支障は、管頂上に土砂排出用パイプを設置した後に誘導領域の地盤切削を行って、移動領域を形成し隆起圧を収束することで解消されます。
施工方法・管補修のフローチャート
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排土管建込工 | ||||
事前引締注入工 | 施工時管底高測定 | |||
切削排
土 |
修正注
入 |
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- 管底高測定
- 管内の管底高測定は、管径により管内に一定に湛水した静水の水位を予め定めた測点ごとに計測する水位測定方式と、管内の予め定めた測点ごとに直接水準測量を行う2通りの方式があります。
- 排土管建込工
- 排土管(φ;65〜250鋼管)を管上部に建て込みます。
使用する排土管の種別ならびに設置間隔は、地質条件・管径により定めます。 - 事前引締注入工
- 排土管の設置後、排土工に先だって切削部分を除く上部地盤に、切削による陥没,地盤崩壊防止を目的とする薬液注入を行います。
注入方式は、二重管ストレーナー単相式。注入材料は、溶液型瞬結タイプを使用します。 - 切削排土
- 排土管内部に、高圧水や圧縮空気を噴出する切削ロッドを挿入して誘導領域の地盤切削を行います。切削された土砂は泥水化して、地上に排出されます。この作業により対象管の上部に、泥水に置換された空隙が形成されます。
- 修正注入
- 管下部に薬液注入を行い、前述の注入特性により管を上方に移動させます。
注入方式は、二重管ストレーナー単相式。注入材料は、縣濁型瞬結タイプを使用します。 - 事後引締注入工
- 管の移動完了後、管周辺に残る排土工の切削範囲および影響範囲に薬液を充填して管と地盤の安定を図ります。
- 施工時管底高測定
- 事前引締注入・修正注入・事後引締注入の作業時は管底高測定を常時行います。
測定は、小口径管では一定に湛水した静水の水位を複数の測点で同時に計測する水位測定方式と、予め定めた測点ごとに直接水準測量を行う2通りの方式があります。