掘削工事とは？

掘削工事とは、地盤・岩盤を掘る、または削る基礎作業のことです。太陽光発電所建設工事における掘削工事とは主に地盤が固く、打込み杭やスクリュー杭等の基礎杭がそのままでは設置できない状況で必要となります。

掘削する口径によって使用する重機の種類を変えます。一般的に削孔口径の直径がΦ125mm程度までの小さな穴であればロックドリル等を使用します。ロックドリルは発破孔を開ける為の重機で、かなり大型ですが削孔能力は非常に高いです。

ただし、削孔口径がΦ125mm以上の大きさになると用途外使用となるため、ロッド等にかかる負荷が過大となり部品が破損する可能性があります。修理費用も高額になります。

太陽光工事で一般的な削孔口径Φ150mm〜Φ250mm程度の場合にはダウンザホールハンマを使用します。

OVAL3（オーバル3）ではGAYK用とボブキャット用のダウンザホールハンマユニットを保有していますが、ボブキャット用のユニットは2021年11月現在、国内で弊社のみが所有しており、日本国内における販売代理店として新品製品の販売、レンタル、メンテナンスも一貫して行うことが可能です。

ボブキャット用ダウンザホールユニットはGAYK用に比べ圧倒的なパワーがあり、削孔口径Φ89mm〜Φ350mmまでと非常に削孔口径のレンジが広く、ドリルビットも国産に比べ2/3程度と安いです。更にロックドリルに比べ本体がコンパクトな為小回りが効き、太陽光発電所の掘削工事に最適です。

掘削工事の種類

掘削工事は、基本的にどのような建設現場・工事現場でも欠かせません。建物の建築はもちろん、地盤調査や井戸づくり、太陽光発電所建設などの現場で行われます。一口に掘削工事といっても様々な方法があります。

また、地下掘削の方法や掘削に使用する重機の種類についてもあらかじめ把握しておきましょう。

掘削方法

・ロータリー掘削

岩盤を砕くためのビット（刃先）と地上の機械を掘管（ドリル）と連結させて、回転させることにより地面を削っていく方法です。地盤が柔らかいところはもちろん、岩盤といった硬い地盤も掘り進めることができます。しかし、ロータリー掘削ではやぐらを組むことになるため、規模の大きな掘削現場で用いられることが多いです。

・泥水掘削

泥水掘削では刃先であるビット周辺の掘削屑を取り除き、掘削しているところから地上へ出すために泥水を使用する方法です。泥水が噴出する専用ノズルがついたビットを使用します。泥水を使用することで掘削屑を除去するだけでなく、ビットを冷やしたり、潤滑性を保持したり、地下の圧力を抑えたりなどの効果があります。

・エア掘削

空気で掘削する方法です。この方法では空気のみを使用するため、高圧で大流量のコンプレッサーなどが必要となるのが特徴です。しかし、掘削屑除去の作業が省けるため、費用を抑えることにつながります。

・空気混合泥水掘削

名前のとおり、空気を含んだ泥水を使用して比重を小さくし、低圧層に逸泥が発生しないよう掘り進める方法です。逸泥対策の必要がなく、地熱井の生産層や還元層に影響を与えづらい方法となっています。地層が硬い現場で用いられることが多いです。

地下掘削の方法

1．一次掘削

バックホーで地面を掘っていきます。土留めに沿って地面を掘り進め、不要な土はバックホーでトラックへ積み込みます。ある程度の深さまで掘り進めたら、土留め壁を支える切梁を設置（土留め工事）します。大規模な工事現場の場合は、クラムシェルが土を地上へ運ぶことができるよう、地上へ乗り入れ構台を設置することもあります。

2．二次掘削

一次掘削で掘り進めた箇所までバックホーを降ろし、掘削作業をさらに進めていきます。さらに深い場所の掘削作業を行うため、掘削によって出た土はトラックへ積み込みます。一次掘削と同様、掘り進めていくたびに土留め壁を支える切梁を設置します。三次掘削まで行うこともあります。

・排水作業

一次掘削や二次掘削の作業中に地下水が湧き出てきた場合、排水作業を行います。排水作業を行わず掘削を続けると、掘削箇所が泥状になり作業に支障が出る可能性があります。釜場排水工法やディープウェル工法などの工法を用いるのが一般的です。

掘削工事に使用する重機の種類

・バックホー

ショベルカーやユンボとも呼ばれるバックホーは、地面の土を掘る機械です。そのままトラックへ積み込むことができ、掘削工事の現場で最も多く使用されます。

・クラムシェル

地下深いところまで掘り進める際に出た土を、地上にあるトラックへ積み込むための機械です。そこまで深くない場合はバックホーでトラックへ積み込むことができますが、作業箇所が地下深くなるとバックホーではトラックまで届かなくなります。そこでクラムシェルが活躍するのです。クラムシェルには、テレスコピック式、ケーブル式、油圧式があります。

OVAL3（オーバル3）では、掘削工事に必要な重機を取り扱っています。Gayk（ガイク）はオプションでローテーションギア（スクリュー杭および羽根杭用オーガーモーター）やダウンザホールハンマー（穿孔掘削用）、EXTキット、急傾斜用クローラ等があるため、太陽光発電所建設工事などの岩盤掘削に最適です。レンタルはもちろん、現場へインストラクターを派遣して操作指導を行ったり、オペレータと杭打ち作業をお任せいただいたりすることも可能です。まずはお気軽にご相談ください。

【掘削工事】太陽光発電所建設工事の流れ

太陽光発電所の建設工事は、主に以下のような流れで行われます。

1．現地調査

太陽光発電設備の設置に適している土地であるか調査を行います。土地の形状や地質を調査し、傾斜状況、方位、影による影響の有無などを確認します。

2．各種申請

太陽光発電設備の設置目的に合わせて、経済産業省や電力会社、各自治体へ申請を行います。経済産業省へは事業計画の認定を受けるために申請を行い、電力会社へは送電線と接続するための接続契約と売電するための特定契約の申請を行います。

3．整地

太陽光発電設備を設置するために除草などを行います。土地の状況によっては地盤強化や周辺の木々を伐採する必要があります。

4．架台・パネル設置

太陽光パネルを設置する前に、架台設置を行います。掘削などの基礎工事を行い、杭打ち・架台設置後にパネルを設置します。

5．電気工事

太陽光パネルによって発電した電気の調整を行うためのパワーコンディショナーや、電気を溜める蓄電池、メーターなどの機器を取り付け、各種配線工事を行います。

6．フェンス・看板の設置

2017年に施行された改正FIT法では、認定事業者に対してフェンス（柵）や看板の設置を義務付けています。そのため、太陽光発電所内へ人が立ち入らないよう周囲をフェンスで囲い、外部から見えやすい箇所へ看板を設置します。

7．動作テスト

パワーコンディショナーが正しく作動しているかテストを行います。

8．系統連係

電力会社へ売電するための系統連係を行い、電力会社による現地確認・変電設備の設置を行います。発電した電気が正常に送電線へ流れれば、太陽光発電所の運転が開始できます。

【掘削工事】先行掘削が便利

硬い地盤の掘削作業は難航しやすいです。固い地面に無理に杭打ちをすると、地中障害や岩盤によって杭がずれたり、斜めに傾いたりする恐れがあるだけでなく、杭そのものが破損して余計な費用がかかってしまうこともあるため注意が必要です。それにより支持力不足となった架台は、強風によって飛ばされてしまう可能性があります。

これらのトラブルを避けるためにも、硬い地盤へ杭打ちする際には先行掘削が有効です。そもそも先行掘削とは、打込み杭やスクリュー杭を打設する前に、孔を掘って杭が打設できるようにする作業です。位置出し後に先行掘削を行い、打込み杭やスクリュー杭を打設します。

先行掘削には、ダウンザホールハンマーの先端から空気を噴射して粉砕した岩盤を吹き飛ばしながら掘り進める方法と、回転と振動の機能を組み合わせて掘り進める方法の2種類あります。

硬い地盤は地盤そのものが締まっているため、決まった深度の少し手前まで先行掘削ができれば、引き抜き強度も確保できます。杭打ちの精度が上がるだけでなく、杭打ちの失敗を防ぐことにより費用増加を防ぐことができるのです。

なかには、先行掘削の精度について不安視される方もいらっしゃいますが、先行掘削を行った方が精度は高くなり、費用も抑えられるといえるでしょう。

ダウンザホールハンマーの強みは、ブームがあることで平地から傾斜地への先行掘削が可能な点です。

OVAL3（オーバル3）は、穿孔掘削用のダウンザホールハンマーなどのアタッチメントを取りつけるだけで多様な地質・口径に対応する杭打ち機「Gayk」やボブキャットを取り扱っています。先行掘削をはじめとする掘削工事をご予定の方にぴったりです。太陽光架台工事コンサルティングも承っておりますので、お気軽にご相談ください。