特許 5853646 ダム堤体の仮締切構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5853646

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】ダム堤体の仮締切構造

(51)【国際特許分類】

   E02B 7/00 20060101AFI20160120BHJP

【ＦＩ】

   E02B7/00 Z

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-260726(P2011-260726)

(22)【出願日】2011年11月29日

(65)【公開番号】特開2013-113013(P2013-113013A)

(43)【公開日】2013年6月10日

【審査請求日】2014年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】土橋 武夫

(72)【発明者】

【氏名】藤原 宗一

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 知仁

(72)【発明者】

【氏名】金井 誠

(72)【発明者】

【氏名】徳永 篤

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２６３３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４７９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０５８７０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｂ ７／００− ８／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いるドーム形状の仮締切構造であり、複数のパーツが止水材を介して互いに水密に連結されてなり、かつ、これら複数のパーツは互いに分離可能に連結されているダム堤体の仮締切構造であって、
前記複数のパーツのそれぞれは、前記仮締切構造の分割面にあたる箇所にリブが設けられ、隣接する前記パーツの前記リブ同士が、前記止水材を挟んだ状態で、ボルトで締付けられることにより互いに分離可能に連結されていることを特徴とするダム堤体の仮締切構造。

【請求項2】

既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いるドーム形状の仮締切構造であり、複数のパーツが止水材を介して互いに水密に連結されてなり、かつ、これら複数のパーツは互いに分離可能に連結されているダム堤体の仮締切構造であって、前記複数のパーツが、水中において仮締切構造に生じる浮力以上の空中重量を備えた仮締切構造を分割したものであることを特徴とするダム堤体の仮締切構造。

【請求項3】

請求項１又は２において
前記パーツは、前記仮締切構造を前記ドーム形状の頂部を中心に放射状に分割したものであることを特徴とするダム堤体の仮締切構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダム堤体の仮締切構造に関するものであり、具体的には、従来よりも小型のクレーンを用いて施工することが可能な仮締切構造の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ダム堤体上流側における堆積土砂の排砂経路、洪水調節容量増加を目的とした新たな放水経路、或いは、小水力発電機の設置領域などを確保する目的で、既存ダムの堤体に貫通穴を構築するケースが増えている。従来、既存のダム堤体に貫通穴を構築する場合、ダム堤体の上流側に水底まで達する大規模な仮設の締切工を実施し、締切構造内側をドライアップして貫通穴掘削を行っていた。しかし、こうした方法では仮設の締切構造が大がかりになり、施工期間及び施工費が増大するという問題点があった。そこで、小規模・低コストでダム水域の仮締切を可能とする技術として、例えば、ダム堤体の水域側の面に球面状止水壁を取り付けた仮締切構造（特許文献１）などが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−２６３３８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の仮締切構造における半球状止水壁をダム堤体に取り付ける際、或いはダム堤体から撤去する際、堤体上に設置したクレーンによる半球状止水壁の吊り下げや吊り上げなどの作業が必要となる。一方、半球状止水壁はかなりの重量物であるため、前述の吊り下げや吊り上げを行うためのクレーンも巨大なものとなってしまう。そのため、堤体上の限られた領域に巨大なクレーンを設置し運用する手間や、そうしたクレーンの手配や利用に伴うコストが増大しやすいといった課題が生じる。

【0005】

そこで本発明では、従来よりも小型のクレーンを用いて施工することが可能な仮締切構造の技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する本発明のダム堤体の仮締切構造は、既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いるドーム形状の仮締切構造であり、複数のパーツが止水材を介して互いに水密に連結されてなり、かつ、これら複数のパーツは互いに分離可能に連結されているダム堤体の仮締切構造であって、前記複数のパーツのそれぞれは、前記仮締切構造の分割面にあたる箇所にリブが設けられ、隣接する前記パーツの前記リブ同士が、前記止水材を挟んだ状態で、ボルトで締付けられることにより互いに分離可能に連結されていることを特徴とする。

【0007】

こうした仮締切構造によれば、例えば、各パーツのうち仮締切構造の下部をなすものから水中の所定位置まで順次吊り下ろして仮固定し、水中にて各パーツ間を連結することで仮締切構造を構成することが可能である。或いは、水中に設置した仮締切構造の上部をなすパーツから順次各パーツ間の連結を解き、パーツの吊り上げ作業を行うことで仮締切構造の撤去が可能である。このような場合、ドーム形状の仮締切構造自体がかなりの重量物であっても、施工時における吊り下げや吊り上げの対象物は仮締切構造を分割した各パーツとなり、巨大なクレーンを使用する必要は無い。そのため、堤体上の限られた領域に巨大なクレーンを設置し運用する手間や、そうしたクレーンの手配や利用に伴うコストを抑制することも可能となる。したがって本発明によれば、従来よりも小型のクレーンを用いて施工することが可能な仮締切構造を提供できる。

【0008】

また、本発明は、既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いるドーム形状の仮締切構造であり、複数のパーツが止水材を介して互いに水密に連結されてなり、かつ、これら複数のパーツは互いに分離可能に連結されているダム堤体の仮締切構造であって、複数のパーツが、水中において仮締切構造に生じる浮力以上の空中重量を備えた仮締切構造を分割したものであることを特徴とする。各パーツを水中で連結して構成した仮締切構造において、その内空の排水を行うと大きな浮力が生じるが、仮締切構造の空中重量がこの浮力に抗しうるものであるため、特段の浮力対策を講じる必要が無く、効率的な仮締切構造の施工が可能となる。

【0009】

また、上述のダム堤体の仮締切構造におけるパーツは、仮締切構造をドーム形状の頂部を中心に放射状に分割したものである、としてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、施工時に利用するクレーンを従来より小型のものと出来る仮締切構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態における仮締切構造の構造例を示す全体図である。

【図2】本実施形態における仮締切構造の施工手順１を示す図である。

【図3】本実施形態における仮締切構造の施工手順２を示す図である。

【図4】本実施形態における仮締切構造の施工手順３を示す図である。

【図5】本実施形態における仮締切構造の施工手順４を示す図である。

【図6】本実施形態における仮締切構造の施工手順５を示す図である。

【図7】本実施形態における仮締切構造の施工手順６を示す図である。

【図8】本実施形態における仮締切構造の施工手順７を示す図である。

【図9】本実施形態における仮締切構造の施工手順８を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるダム堤体の仮締切構造の構造例を示す全体図である。本実施形態における仮締切構造１００は、既存ダムの堤体１での、排砂坑などの貫通穴２の構築に際し用いる、堤体上流側の仮締切構造である。本実施形態の仮締切構造１００は、図１で示すように、断面がダム堤体上流側に凸である半楕円状の構造をなすドーム形状をなしている。この仮締切構造１００は、止水材３５を介して水密に連結した複数のパーツ３０から構成されている。図１に例示するパーツ３０は、仮締切構造１００をドーム形状の頂点を中心に４分割したパーツ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを含んでおり、各パーツ３０において、仮締切構造１００の分割面にあたる場所には当接リブ３６が備わっている。各パーツ３０の当接リブ３６同士を止水材３５を挟んで当接させ、この当接時に連通した各当接リブ３６のボルト孔３３（図２等参照）にボルト３４を挿通してボルト締結することで、パーツ３０間の連結が図られる。こうして連結された各パーツ３０も、各パーツの当接リブ３６同士を固定しているボルト締結を解くことで連結が解除される。つまりパーツ３０同士は分離自在に連結される。

【0013】

また仮締切構造１００の開口２１は、貫通穴２の開口予定位置４ａを囲むものである。この仮締切構造１００の外周上部には、給気バルブ２７とマンホール２８が、また外周下部には排水バルブ２９がそれぞれ備わっている。

【0014】

給気バルブ２７は、堤体２上の給気装置と適宜な給気経路を介して結ばれ、仮締切構造１００の内空２５に空気を導くためのバルブである。また、マンホール２８は、仮締切構造１００の内空２５で作業を行う作業員の出入口となる開閉口である。このマンホール２８は図示しないバルブを備えており、内空２５とマンホール外との間の開閉が可能となっている。また、排水バルブ２９は仮締切構造１００の内空２５から水を外部に排水するためのバルブである。

【0015】

また、仮締切構造１００はスカート部３２においてダム堤体上流面３に当接される。このスカート部３２は、仮締切構造１００の開口２１の周縁をダム堤体上流面３に沿って所定幅延長したものであり、ダム堤体上流面３に止水材７を介して当接する。なお、スカート部３２にアンカー打設用孔が備わり、このアンカー打設用孔からダム堤体上流面３に向けアンカーを打設することで、スカート部３２ひいては仮締切構造１００をダム堤体１に仮固定するとしてもよい。

【0016】

なお、上述してきたパーツ３０が、水中において仮締切構造１００に生じる浮力以上の空中重量を備えた仮締切構造を分割したものであるとしてもよい。各パーツ３０を水中で連結して構成した仮締切構造１００において、その内空２５の排水を行うと大きな浮力が生じるが、仮締切構造１００の空中重量がこの浮力に抗しうるものであるため、特段の浮力対策を講じる必要が無く、効率的な仮締切構造の施工が可能となる。

【0017】

以下、本実施形態の仮締切構造１００の施工および貫通穴２の施工の手順について詳細に説明する。図２〜９は本実施形態における仮締切構造の各施工手順１〜８をそれぞれ示す図である。まず、図２に示すように、ダム堤体１の水域側の水底にある地盤５に仮設構台５０を設置した上で、仮締切構造１００をなすパーツ３０のうち、仮締切構造１０の下部をなすパーツ３０ｃ、３０ｄから、仮設構台５０上に順次吊り下ろす（手順１）。仮設構台５０は、堤体１の水域側の水底にある地盤５に予め設置される仮設構造物であり、上方より吊り下ろされてきたパーツ３０を台上５１にて受け入れ、該当パーツ３０の各所を把持し固定する適宜な構造を有している。また仮設構台５０における台上５１の水底からの高さは、パーツ３０らを連結させ構成した仮締切構造１００の開口２１が、上述した貫通穴２の開口予定位置４ａを囲むよう、予め設定されている。

【0018】

また、台上５１に吊り下ろされたパーツ３０ｃとパーツ３０ｄ（図２では、一例としてパーツ３０ｃの吊り下げ状況のみ示している）を、止水材３５を介した当接リブ３６同士の当接とボルト３４による締結により、互いに連結する。ボルト３４の締結作業は、水中に配置した潜水夫により行われる。

【0019】

手順１に続き、図３に示すように、仮締切構造１０の上部をなすパーツ３０ａ、３０ｂを仮設構台５０上に順次吊り下ろし、吊り下ろされたパーツ３０ａとパーツ３０ｂ（図３では、一例としてパーツ３０ｂの吊り下げ状況のみ示している）を、止水材３５を介した当接リブ３６同士の当接とボルト３４による締結により、互いに連結する。また、パーツ３０ａについては、先に台上５１にて連結済みのパーツ３０ｃ、３０ｄのうちパーツ３０ｄと、また、パーツ３０ｂについては、先に台上５１にて連結済みのパーツ３０ｃ、３０ｄのうちパーツ３０ｃと、上記同様に連結する。また、こうして組み上がった仮締切構造１００は、開口２１をダム堤体１に向け、止水材７を介してダム堤体上流面３に当接させる。

【0020】

続いて、図４に示すように、マンホール管８をクレーン８１で堤体上より吊り下げて、仮締切構造１００のマンホール２８に接続し、マンホール２８に接続したマンホール管８の上端に他のマンホール管８を順次接続していく（手順３）。このマンホール管８の設置に当たっては、堤体上流側の水域に作業台船４０を浮かべて作業員を配置し、クレーン８１で吊下したマンホール管８の位置決め、マンホール２８とマンホール管８の連結、およびマンホール管８同士の連結といった作業に当たらせる。また、マンホール管８は堤体上流面３に対し、鋼棒など適宜な転倒防止材９で一時的に固定される。

【0021】

次に、図５に示すように、作業台船４０上に設置したポンプ４１より、給気ホース４２を伸ばして仮締切構造１００の給気バルブ２７に接続し、仮締切構造１００の内空２５への圧力空気の給気を開始する（手順４）。また、それとともに、仮締切構造１００の排水バルブ２９を開き、仮締切構造１００の内空２５に存在する水を、上述の給気による空気充填に伴って排出し、内空２５をドライ状態とする。上述の圧力空気の給気に際し、仮締切構造１００の排水バルブ２９から空気泡が噴出し始めたら、内空２５において完全に排水がなされたことを意味するから、排水バルブ２９および給気バルブ２７を閉じ、マンホール２８のバルブを開放して圧力空気を徐々に逃がし、内空２５を大気圧とする。こうして内空２５は大気圧となって、仮締切構造１００は水圧によって堤体上流面３に押圧される。なお、内空２５の水を排水するにあたっては、内空２５に予めセットしておいた水中ポンプを、上述の給気バルブ２７および排水バルブ２９を閉じた状態で稼働させ、マンホール管８の上端から排水を行う方法を採用しても良い。

【0022】

なお、仮締切構造１００の内空２５の排水を行った際に発生する浮力が、仮締切構造１００の空中重量以下となるよう、仮締切構造１００の設計を予め行っておけば好適である。例えば、水深１７ｍの位置に直径１００００ｍｍの開口を備えた仮締切構造１００を設置しようとした場合、凡そ１８０００ｋＮの浮力が仮締切構造１００に生じるという知見を本出願人らは得ているから、この浮力に抗しうる空中重量を備えるよう仮締切構造１００の設計を事前に行っておく。浮力に抗しうる空中重量を仮締切構造１００に求めるとしても、クレーンによる吊り下げや吊り上げの対象となるのは、仮締切構造１００を分割したパーツ３０であり、施工に当たって巨大クレーンは必要とならない。

【0023】

こうしてドーム形状の仮締切構造１００を貫通穴２における上流側の開口４の位置（開口予定位置４ａ）に設置して、仮締切構造１００の内空２５に作業空間を確保した後、図６に示すように、連結したマンホール管８のうち最上部のマンホール管８の上部に、管理歩廊４３を設け、堤体１の上部より移動してきた作業員がこの管理歩廊４３、マンホール管８、およびマンホール２８を通って仮締切構造１００の内空２５に入る（手順５）。内空２５に入った作業員は、内空２５が排水完了状態である事を確認する。一方で、堤体下流側からは、ローダー８５など適宜な掘削機が貫通穴２を掘削しているものとする。内空２５の排水完了状態の確認の後、ローダー８５は、仮締切構造１００の内空２５と掘削済みの貫通穴２との間に残された部位の掘削を実行する。

【0024】

この掘削が完了し、仮締切構造１００の内空２５と貫通穴２とが貫通したならば、図７に示すように、閉鎖ゲート扉体用戸当り４７およびベルマウス４６の据え付けと空気管４５の設置を行う（手順６）。この場合、いずれかのパーツ３０と共に水中に吊り下げて、仮締切構造１００の内空２５に予め載置しておいた閉鎖ゲート扉体用戸当り４７およびベルマウス４６を堤体１に据え付け、また、貫通穴２において堤体下流から放流管４８を搬入し、この放流管４８を閉鎖ゲート扉体４９およびベルマウス４６と接続する。更に、閉鎖ゲート扉体４９を閉鎖ゲート扉体用戸当り４７およびベルマウス４６に接続する。

【0025】

この接続の完了後、放流管４８と貫通穴２の内壁との間の空隙など所定領域にコンクリートを打設しておく。また、仮締切構造１００の内空２５で作業を行っていた作業員を、マンホール管８を介して水上の作業台船４０上又は管理歩廊４３上に退出させる。

【0026】

続いて、給気バルブ２７、排水バルブ２９を開き、仮締切構造１００の内空２５への充水を行う。また、図８に示すように、マンホール２８に連結させていたマンホール管８を順次撤去し、仮締切構造１００における上部のパーツ３０ａ、３０ｂと、下部のパーツ３０ｃ、３０ｄとの連結を解除した後、上部のパーツ３０ａ、３０ｂをクレーン８０によって吊り上げて撤去する（手順７）。

【0027】

次に、図９に示すように、仮締切構造１００における下部のパーツ３０ｃ、３０ｄと、仮設構台５０との仮固定を解除した後、下部のパーツ３０ｃ、３０ｄをクレーン８０によって吊り上げて撤去する（手順８）。これらのパーツ３０ｃ、３０ｄは連結を解いた上で吊り上げてもよいし、クレーン８０の能力によっては連結を解かずに一体のまま吊り上げてもよい。下部のパーツ３０ｃ、３０ｄの撤去がなされた後、仮設構台５０を撤去し、工程は終了する。

【0028】

なお、上述の実施形態においては、パーツ３０らを全て個別に吊り上げ、ないし吊り下げる施工形態を例示したが、複数あるパーツのうち、一群のパーツを連結させた状態で吊り上げや吊り下げを行うとしてもよい。或いは、仮締切構造１００の設置時には、堤体１上で組み上がった状態の仮締切構造１００を水中に吊り下げる一方、仮締切構造１００の撤去時には、仮締切構造１００をパーツ３０毎に適宜分割して吊り上げるといった施工形態を採用してもよい。いずれにしても、堤体１上に配置するクレーンの能力を含む施工条件に応じ、上記施工形態を柔軟に選択出来る。

【0029】

このように本実施形態によれば、従来よりも小型のクレーンを用いて施工することが可能な仮締切構造を提供できる。

【0030】

本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【符号の説明】

【0031】

１ 堤体
２ 貫通穴
２ａ 貫通穴の内壁面
３ ダム堤体上流面
４ 開口
４ａ 貫通穴の開口予定位置
５ 水底
７ 止水材
２１ 開口
２４ 外周面
２５ 内空
２７ 給気バルブ
２８ マンホール
２９ 排水バルブ
３０ パーツ
３２ スカート部
３３ ボルト孔
３４ ボルト
３５ 止水材
３６ 当接リブ
４５ 空気管
４６ ベルマウス
４７ 閉鎖ゲート扉体用戸当り
４８ 放流管
４９ 閉鎖ゲート扉体
５０ 仮設構台
１００ 仮締切構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】