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水環境施設

地域インフラを支え、水循環をまもります

上下水道施設は地震などの災害時においても、継続して水供給、汚水・汚泥処理等を支障なく実施することが強く求められています。都市インフラの整備が進む一方で、市町村合併が進行するなど、自治体が保有・管理運営する上下水道施設数は増加しています。また、これら施設は高度経済成長期に建設されたものが多く、今後、経年劣化等による施設の老朽化が懸念されています。このような状況下で多くの自治体では、防災・減災などの災害対策やそのためのリニューアルに加え、施設の管理・運営コストの削減を両立しなければならず、多くの課題を抱えています。

鹿島は、長年培ったシールドや地盤改良などの土木技術や調査・解析技術をはじめ、様々な技術やエンジニアリングを活用し、これらの課題解決をサポートします。

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キーワード

災害対策、水害対策、治水対策、リニューアル、液状化対策、耐震補強、
管きょの更新、地盤改良、浸水、雨水貯留管、遠隔監視

防災・減災技術

近年、地球温暖化にともなうヒートアイランド現象などの影響により短時間に局所的なゲリラ豪雨が増える一方、大都市への人口集中、地下空間の利用拡大が進行していることもあり、都市型水害への対応能力向上が強く望まれています。

鹿島は、都市型水害に対する浸水対策において浸水を事前に予測・解析するシステムや、雨水幹線や雨水貯留管等の整備におけるシールド技術など、最先端の技術を集結して対応します。

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都市型水害予測解析システム

都市型水害の8~9割は河川や水路、下水道があふれておこる浸水(内水氾濫)です。このような都市型水害に対し、従来の治水・水害対策においては河川と下水道を個別に解析していました。

これに対し鹿島が開発した都市型水害予測解析システムでは、地表面雨水流出、下水管路網内の管路流、河川の水の動きを同時に考慮し、雨水流出・排出現象を総合的に解析することができます。

GIS(地理情報システム)を活用したデータ整備、画像表示および氾濫解析の3つのサブシステムで構成され、過去に発生した豪雨時の浸水被害の再現やさまざまな治水対策・施設整備などの効果の確認、災害時の避難解析などに適用可能です。

このシステムは京都大学防災研究所の指導の下、当社が中部大学との共同研究で開発しました。

図版:貯留施設計画評価検討例(浸水深分布図)

貯留施設計画評価検討例(浸水深分布図)

図版:都市型水害予測解析システム

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雨水幹線・雨水貯留管(シールド)

都市型水害の対策の一つとして、降雨時の雨水を流す雨水幹線、大雨や豪雨の際に一時的に雨水を貯めておく雨水貯留管などが挙げられます。

鹿島では、雨水幹線や雨水貯留管などにおいても施工実績があり、これらは浸水対策として重要な役割を担っています。

施工においては、神田川地下調整池や首都圏外郭放水路、東大島幹線及び南大島幹線などで適用した大型断面シールド技術、施工後においては耐腐食性に強い「HDライニング」や安定性・止水性の確保された「P&PCセグメント工法」などの覆工技術を適用しています。

図版:首都圏外郭放水路

首都圏外郭放水路

図版:東大島幹線及び南大島幹線

東大島幹線及び南大島幹線

親子シールド

大きさの異なるトンネルを1台で連続して掘ることができます。親シールド機で大トンネルを掘り、途中で子シールド機を分離発進させて小トンネルを掘り進めます。下流に行くにしたがって太くする必要のある下水道においては、下流側から発進させます。

図版:断面図

断面図

図版:親子シールドマシン

親子シールドマシン

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覆工技術

HDライニング

シールドトンネルの一次覆工であるセグメントを合成樹脂で被覆します。これにより耐久性向上、止水性向上となるうえ、止水性向上によって二次覆工が省略できるためトンネル外径の縮小、工期の短縮が可能です。

図版:HDライニング

P&PCセグメント工法

あらかじめシース管という管を埋め込んだセグメントを組立てた後、緊張定着します。事前に負荷をかけること(プレストレスト)で、高い内水圧が作用するトンネル等でも構造的な安定性と止水性を確保することができます。

図版:組立方法

組立方法

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リニューアル技術

上下水道施設は生活と密着した地域の重要なインフラ施設であるため、構造物の耐震性等に問題のある場合、施設の更新(リニューアル)等が必要となります。

鹿島は、耐震補強や液状化対策、管きょの更新においても幅広い保有技術を活用し、確実に対応します。

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ジオパスタ®工法

ジオパスタ(GEOPASTA)工法は、超高圧で噴射・攪拌しながら地盤固化(高圧噴射撹拌工法)する液状化対策技術です。ボーリング削孔の後、先端のノズルから超高圧・大流量のセメント系固化材を噴射させ、周囲の土砂を削り取りながら混合攪拌することで施工を行います。

液状化層のみの改良およびライフライン(地下埋設物)がある場所での施工、既存の杭などに確実に密着した施工が可能です。また、小口径から大口径(φ2.2m~5.0m)まで対応可能であり、建物内の狭い場所やプラント施設内等の設備の入り組んだ複雑な場所では、小型特殊機械を採用することにより、施工可能となります。

※「ジオパスタ(GEOPASTA)工法」はケミカルグラウトの登録商標です。

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施工イメージ(動画)

図版:施工断面図

施工断面図

図版:小型特殊機械を採用した施工の様子

小型特殊機械を採用した施工の様子

図版:対応可能な口径 タイプⅠ(φ2.2~2.5m)

対応可能な口径

図版:対応可能な口径 タイプⅡ(φ3.2~3.5m)

図版:対応可能な口径 タイプⅢ(φ4.5~5.0m)

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カーベックス®工法

カーベックス(CurveX)工法は、曲がりボーリング技術と薬液注入の組合せ(薬液注入工法)による液状化対策技術です。

高精度な位置検知および姿勢制御システムを装備しており、位置修正の自由度が高いので、地下の障害物を避けながらボーリング孔を自在に削孔することができます。また、注入する薬液には耐久性・浸透性に優れたシリカ系注入材や極超微粒子セメントを使用することで、砂地盤に立地する構造物の液状化対策や耐震補強が可能となります。

対象施設や構造物の外側(1本あたりの最大削孔長の実績は200m)から施工できるため、既設構造物を傷めることなく、稼動を止めることなく、構造物直下の軟弱地盤を改良することができます。

※「カーベックス(CurveX)」はケミカルグラウトの登録商標です。

図版:施工概念図

施工概念図

図版:施工イメージ

施工イメージ

図版:掘削ロッド

掘削ロッド

図版:自在ボーリングマシン

自在ボーリングマシン

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セラミックキャップバー®(CCb)工法

セラミックキャップバー(CCb)工法は、耐食性に優れたセラミックを両端に配置したせん断補強鉄筋を補強箇所に挿入し構造物と一体化することで、せん断耐力やじん性を向上させる工法です。地下構造物が多く有効な補強工法が少なかった下水道施設においても高い効果を発揮します。高いせん断補強効率と高い耐久性はもちろんのこと、機械式継手を用いた狭い場所での施工や鉛直上向きの新たな施工等も可能としました。鉄筋径の種類も各種あり、様々なニーズに対応可能です。

図版:セラミックキャップバー工法の概要図

セラミックキャップバー工法の概要図

図版:施工状況

施工状況

図版:機械式継手を使用した施工

機械式継手を使用した施工

図版:上向き施工

上向き施工

図版:ねじ筋鉄筋径の種類

ねじ筋鉄筋径の種類と各種有効率

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アイスロック®(凍結工法)

アイスロック(ICELOCK)は地中に設置した凍結管にブラインを循環させ、その凍結管の周りの地盤を一時的に凍らすことで強固な凍結土を形成する地盤改良工法です。大断面シールド工事やトンネル分岐工事などで地盤が開放される場合や、既設管渠にバイパス管を設置する工事の際にも安全性が確保でき、工事完了後は、解凍することにより、元の地盤の状態に戻るため、環境に優しい工法となります。

※「アイスロック(ICELOCK)」はケミカルグラウトの登録商標です。

図版:凍結工法の概要図

凍結工法の概要図

図版:下水道管きょ更生の施工イメージ

下水道管きょ更生の施工イメージ

図版:凍結工法による凍土

凍結工法による凍土

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バックス工法

バックス工法は、既設管内に耐酸性に優れたバックス更生管を推進することで新たな管渠を構築する管渠更生工法です。

既設円形の大口径(直径0.8m以上)の下水道管渠を対象にしており、下水道内挿用強化プラスチック複合管(JSWAS K-16)にソリ式の鋼製バンドを装着したバックス管を、専用の推進装置によって既設管渠内に連続挿入することで新たな管渠を構築します。作業員が管渠内に入らずに施工が出来るため、急な増水時の対応を素早く行うことができ、高い安全性を確保できます。

図版:バックス管

バックス管

図版:バックス工法概要図

バックス工法概要図

図版:施工状況

施工状況

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維持管理

汚水処理人口普及率が85%を超えた現在、地方自治体においては多くの施設を適切に管理・運営することが求められているうえ、厳しい財政状況により、施設管理・運営コストの削減も求められています。

鹿島では、クラウドを活用した遠隔監視システムにより、業務の効率化、維持管理コストの縮減を提案します。

アクアラインクラウド(クラウド型遠隔監視システム)

アクアラインクラウドは、これまで処理施設に導入していた中央監視設備の代わりに、データセンターのクラウド環境を活用して遠隔監視するシステムです。

処理施設や中継ポンプ場等に端末を設置し、各端末から直接通信したデータをデータセンターのサーバーで管理します。

これにより中央監視設備や専用ソフトは不要になるうえ、警報のメール通知やインターネット接続による状態確認と設定変更ができるため、広範囲に点在する設備の維持管理・監視が可能になるなど、あらゆる状況に応じた円滑な管理・運営に貢献します。

図版:アクアライン(排水処理施設遠隔監視システム)

特長

  • 監視データをクラウド環境のデータサーバーで管理
    たとえ中央設備の機器に故障が生じても、システム全体への影響はありません。
  • 専用ソフトが不要
    インターネット経由のブラウザ表示により、パソコンやスマートフォン、タブレット端末から施設の状態を確認することができます。また、運営・維持管理担当者間での情報共有も簡単に実現可能です。
  • 現場での設定作業が不要
    通報先等の設定変更があった場合もインターネット経由でできるため、各現場を設定しにまわることはありません。たとえ機器故障しても機器交換のみで復旧可能なため、技術者等の現地派遣も不要となり、早く安価に対応することができます。
  • 通信ランニングコストは安心な定額設定
    通信費は監視サービス利用料としてご利用内容に応じた定額設定なので安心です。
  • シンプルで扱いやすいシステム
    必要な情報のみをシンプルにまとめたので、誰にでも扱いやすいシステムとなっています。

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