(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仮締切構造の止水構造であり、
ダム堤体上流面における貫通穴の開口予定位置を囲むように環状に配置され、仮締切構造を受け止める戸当りに対し、ドーム体状の仮締切構造の開口の周縁が前記戸当りに当接するように、仮締切構造を配置して、該仮締切構造の前記周縁付近の外壁からダム堤体上流面と平行に延び、内空に前記戸当りとの間の間詰め材を収めて開口したスカート部を、前記戸当りに対向させ、前記スカート部の端部を止水材を介して前記戸当りに対し水密に固定した構造を含み、
前記戸当りに対して前記開口の周縁が当接するよう仮締切構造を配置する場合に、前記仮締切構造の開口の周縁を気密材を介して前記戸当りに気密に固定したものであることを特徴とする仮締切構造の止水構造。
【請求項２】
前記スカート部の端部と前記戸当りとの間の止水材は、前記仮締切構造の内空での排水に伴って生じる内空と外側との圧力差により変形し、止水材と戸当りとの密着面積が大きくなることにより止水性が高まるよう変形する形状を有しているものであることを特徴とする請求項１に記載の仮締切構造の止水構造。
【請求項３】
前記仮締切構造の開口の周縁と前記戸当りとの間の気密材は、先端部分において拡大された頭部を有し、前記仮締切構造の内空での空気圧の高まりにより、前記頭部が内空から外側に押されることにより屈曲して、当該頭部が前記戸当りに押しつけられて変形することで気密性が高まる形状を有しているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の仮締切構造の止水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム堤体における仮締切構造の止水構造に関するものであり、具体的には、ダム堤体表面の不陸に対応して仮締切構造を水密に設置できる止水技術に関する。
【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の技術においては、水中の半球状止水壁が、その内空が抜水されることで水圧によりダム堤体に押圧され、両者の間に摩擦力が発生し、これによりダム堤体への半球状止水壁の固定が図られるとの前提に立っている。一方、そうした従来の仮締切構造が当接する実際のダム堤体表面には不陸が存在することがある。そうしたダム堤体表面に当接した仮締切構造に大きな水圧がかかった場合、水圧に起因する荷重がダム堤体に均一に伝達されずにダム堤体表面を損傷する恐れがある。また、ダム堤体表面と仮締切構造との当接面のうち、上記の不陸の箇所では両者の間の水密構造が不完全となりがちであり、ダム堤体に設置後の仮締切構造の内空より排水を行っても、不陸の箇所より漏水が生じる恐れもある。
【０００５】
そこで本発明では、ダム堤体表面の不陸に対応して仮締切構造を水密に設置できる止水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仮締切構造の止水構造は、既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いる仮締切構造の止水方法であり、ダム堤体上流面における貫通穴の開口予定位置を囲むように環状に配置され、仮締切構造を受け止める戸当りに対し、ドーム体状の仮締切構造の開口の周縁が前記戸当りに当接するように、仮締切構造を配置して、該仮締切構造の前記周縁付近の外壁からダム堤体上流面と平行に延び、内空に前記戸当りとの間の間詰め材を収めて開口したスカート部を、前記戸当りに対向させ、前記スカート部の端部を止水材を介して前記戸当りに対し水密に固定した構造を含み、前記戸当りに対して前記開口の周縁が当接するよう仮締切構造を配置する場合に、前記仮締切構造の開口の周縁を気密材を介して前記戸当りに気密に固定したものであることを特徴とする。
【０００７】
こうした仮締切構造の止水構造によれば、ダム堤体表面に不陸が存在していたとしても、仮締切構造にかかる荷重が戸当りを介してダム堤体に均一に伝達されることになる。荷重が均一に伝達されることで、不陸やその周辺への荷重集中も生じにくく、ダム堤体表面を損傷する懸念も解消される。
【０００８】
また、戸当りと仮締切構造のスカート部の端部は水密に固定されて外部からの水の侵入を抑止する構造であるため、スカート部の端部からスカート部の内空に水が侵入することを防止できる。従って、仮締切構造の施工に際して漏水が生じる恐れも解消される。
【０００９】
また、仮締切構造が受けた水圧に起因する荷重は、主として間詰め材が負担して、この間詰め材が当接する戸当りを介してダム堤体上流面に伝達される一方、戸当りとスカート部の端部との水密性については止水材が役割を果たす構造となっている。つまり、間詰め材と止水材とで、材質等の特性に応じて役割分担が図られており、過大な荷重が止水材にかかって水密性が失われるといった事態を回避することも可能となる。
更に、戸当りと仮締切構造のスカート部の端部が水密に固定されて外部からの水の侵入を抑止する構造とともに、戸当りと仮締切構造の開口周縁が気密に固定されて仮締切構造内空からの空気漏れを抑止する構造が得られる。そのため、仮締切構造内空に高圧空気を送り込むことにより、内空に存在する水を外部に押し出すような排水方法を実行した場合でも、スカート部の端部からスカート部の内空への水の侵入を上記の止水材によって防止するとともに、仮締切構造の内空に圧送される空気が仮締切構造内から漏出することを気密材により防止することができる。従って、仮締切構造の施工に際して空気漏れや漏水が生じる恐れも解消される。
【００１０】
なお、前記仮締切構造の止水構造において、前記スカート部の端部と前記戸当りとの間の止水材は、前記仮締切構造の内空での排水に伴って生じる内空と外側との圧力差により変形し、止水材と戸当りとの密着面積が大きくなることにより止水性が高まるよう変形する形状を有しているものであるとしてもよい。こうした仮締切構造の止水構造によれば、排水により仮締切構造内空の圧力が、外側の圧力よりも小さくなり、その圧力差が大きくなる程、スカート部の端部と戸当りとの間の水密性がより高まることとなる。
【００１３】
また、仮締切構造が受けた水圧に起因する荷重は、主として間詰め材が負担して、この間詰め材が当接する戸当りを介してダム堤体上流面に伝達される一方、戸当りと仮締切構造の開口周縁との気密性については気密材が役割を果たす構造となっている。つまり、間詰め材と気密材とで、材質等の特性に応じて役割分担が図られており、過大な荷重が気密材にかかって気密性が失われるといった事態を回避することも可能となる。
【００１４】
また、前記仮締切構造の止水構造において、前記仮締切構造の開口の周縁と前記戸当りとの間の気密材は、先端部分において拡大された頭部を有し、前記仮締切構造の内空での空気圧の高まりにより、前記頭部が内空から外側に押されることにより屈曲して、当該頭部が前記戸当りに押しつけられて変形することで気密性が高まる形状を有しているものであるとしてもよい。こうした仮締切構造の止水構造によれば、仮締切構造の内空に高圧空気を送り込むことで排水する手法を採用しても、空気の漏洩を抑えて排水を行うことができ、排水完了後に内空の圧力を大気圧に開放したした際にも外側からの水の侵入を抑えることができる。
【００１５】
なお、前記仮締切構造の止水構造において、前記仮締切構造から受ける荷重によって前記止水材に生じる変形量が、所定基準以下となるよう、前記間詰め材と前記戸当りとの間の距離、または、前記間詰め材が前記戸当りに当接した後の圧縮変形量、または、前記距離と前記圧縮変形量の合算値を、前記所定基準以下にすれば、水圧を受けた仮締切構造およびこれに付帯するスカート部が、間詰め材と戸当りとの間の所定の離間距離だけ、戸当りに向けて移動して当接されるか、或いは、間詰め材が戸当りに当接したのち所定量だけ圧縮変形するか、または、前記の離間距離の量と前記圧縮変形の量の合算値が所定量以下となるよう前記移動と前記圧縮変形することで、仮締切構造が受けた水圧に起因する荷重を主として間詰め材が負担し、止水材がその機能を維持できる限界を超えて変形することを抑止できる。
【００１６】
また、前記仮締切構造の止水構造において、前記仮締切構造から受ける荷重によって前記気密材に生じる変形量が、所定基準以下となるよう、前記間詰め材と前記戸当りとの間の距離、または、前記間詰め材が前記戸当りに当接した後の圧縮変形量、または、前記距離と前記圧縮変形量の合算値を、前記所定基準以下とすれば、水圧を受けた仮締切構造およびこれに付帯するスカート部が、間詰め材と戸当りとの間の所定の離間距離だけ、戸当りに向けて移動して当接されるか、或いは、間詰め材が戸当りに当接したのち所定量だけ圧縮変形するか、または、前記の離間距離の量と前記圧縮変形の量の合算値が所定量以下となるよう前記移動と前記圧縮変形することで、仮締切構造が受けた水圧に起因する荷重を主として間詰め材が負担し、気密材がその機能を維持できる限界を超えて変形することを抑止できる。
【００２０】
したがって本発明によれば、ダム堤体表面の不陸に対応して仮締切構造を水密に設置できる止水技術を提供可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ダム堤体表面の不陸に対応して仮締切構造を水密に設置できる止水技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態における仮締切構造の止水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止水構造の詳細説明図である。
【図３】本実施形態における気密材および止水材に関する詳細説明図である。
【図４】本実施形態の仮締切構造の止水方法の施工手順１を示す図である。
【図５】本実施形態の仮締切構造の止水方法の施工手順１における構造例を示す図である。
【図６】本実施形態における仮締切構造の止水方法の施工手順２を示す図である。
【図７】本実施形態におけるドーム体外側にかかる水圧と内空での圧力を示す説明図である。
【図８】本実施形態における内空での圧力とドーム体外側にかかる水圧を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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仮締切構造の止水構造例を示す図であり、図２は、本実施形態における仮締切構造の止水構造の詳細説明図である。本実施形態において止水対象となる仮締切構造は、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。本実施形態での仮締切構造は、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体１０となっている。また、このドーム体１０の開口２１の周縁２２の外壁には、ドーム体１０外方に延びるスカート部３２が備わっている。
【００２４】
一方、ダム堤体上流面３の表面には不陸(凹凸)がある関係で、本実施形態では堤体１へのドーム体１０の設置に先だって戸当り１３を設置している。この戸当り１３は、ダム堤体上流面３に開口する凹部１１（図５参照）と、ダム堤体上流面３に略平行な平板部１２とを備えた部材であり、本実施形態においては、ダム堤体上流面３における貫通穴２の開口予定位置４ａを囲むよう環状に加工されたＨ型鋼を採用している。この場合の戸当り１３では、Ｈ型鋼のウェブが平板部１２であり、このウェブと両フランジのダム堤体上流面３側の部分とで囲まれた領域が凹部１１となる。勿論、戸当り１３としてＨ型鋼を採用したのは一例であり、本実施形態の戸当り１３として必要な構造、機能を備える部材であればいずれのものでも採用できる。
【００２５】
戸当り１３における凹部１１の端部２０すなわちＨ型鋼におけるフランジのダム堤体上流面３側の端部は、ダム堤体上流面３に対し膨潤ゴム１４（止水材）を介して水密に固定される。ダム堤体上流面３への戸当り１３の固定に当たっては、例えば、戸当り１３に取り付けられた適宜なプレート材を介してアンカー１８をダム堤体上流面３に打設することとする。
【００２６】
図２に示す例では、平板部１２たるウェブにおけるフランジ２０ａとの接合面付近からダム堤体上流面３に向けて延びるプレート１９と、ダム堤体上流面３およびフランジ端２０との間に膨潤ゴム１４を配置することで、一対のプレート１９の間の空間１５（図５参照）を水密な状態としている。膨潤ゴム１４は、戸当り１３の水中設置時にダム水域の水分を吸収し、プレート１９とダム堤体上流面３およびフランジ端２０との間で膨張して各間の間詰めをすることになる。
【００２７】
こうして水密状態となる空間１５には、固化材たる水密モルタル１６が打設されることで、ダム堤体上流面３に不陸が存在しているとしてもこれを覆い、Ｈ型鋼のウェブという平面状の板材で構成された平板部１２とダム堤体上流面３とを密実に一体化する。こうした構造によれば、ドーム体１０にかかる荷重がこの戸当り１３の水密モルタル１６を介してダム堤体上流面３に均一に伝達されることになり、不陸やその周辺への荷重集中も生じにくく、ダム堤体表面３を損傷する懸念も解消される。
【００２８】
上述した戸当り１３に、ドーム体１０の開口２１の周縁２２、およびドーム体１０が備えるスカート部３２が当接される。スカート部３２は、ドーム体１０の周縁２２付近の外壁からダム堤体上流面３と平行に延び、戸当り１３の平板部１２との間の間詰め材である木製キャンバー５０を収めた内空５１を備えている。なお、本実施形態で例示したスカート部３２は、ドーム体１０の周縁２２付近の外壁から外方に延びた構造のものとなっているが、ドーム体１０の周縁２２付近の外壁から内方に延びた構造のものを採用するとしてもよい。また、図１、２で例示するスカート部３２は、取り付けプレート３９をウェブ３９ｂに備えたＴ型鋼３９ａが、周縁２２の外壁に取り付けられたものとなっている。木製キャンバー５０は、Ｔ型鋼３９ａのウェブ３９ｂに立設されたプレート５５ａと、このプレート５５ａが具備し木製キャンバー５０を貫く挿通ボルト５５ｂからなる取り付け治具５５でスカート部３２と一体に固定されている。本実施形態では間詰め材として木製キャンバー５０を例示したが、適宜な強度を有したものであれば、合成樹脂材などその他の部材を採用しても良い。
【００２９】
また、プレート３９には締結用穴３３が備わっており、スカート部３２が戸当り１３に当接される際には、この締結用穴３３が、ダム堤体上流面３に固定された引き寄せ金物３８とボルト３５により固定される。引き寄せ金物３８は、ボルト３５の挿通用のボルト穴３４、および、ダム堤体上流面３への固定用基礎となる基部３６を備えている。この基部３６は、アンカー３７によりダム堤体１に固定される。
【００３０】
また、Ｔ型鋼３９ａの端部すなわちスカート部３２の端部５３は、止水材であるＬ型止水ゴム５４を備えており、このＬ型止水ゴム５４を介して戸当り１３の平板部１２に対し水密に固定されるものとなっている。ドーム体１０の内空２５に水中ポンプ３１（図７）を設置して運転し、内空２５を大気圧に開放する適宜な経路（例：ドーム体１０の上部に備わる開口たるマンホール２８と、このマンホール２８から水面上に延びるマンホール管３０等）に配置された管路２６（図７）を介して内空２５における排水を行う場合、この排水の進行に伴って、内空２５とドーム体１０の外側（すなわちダム水域）とで水位差が発生および拡大し、ドーム体１０の外側にかかる水圧が内空２５での圧力を上回り、その圧力の差が徐々に大きくなることになる。図７に、ドーム体１０の外側にかかる水圧Ｐｏ１が内空２５での圧力Ｐｉ１を上回る状況について示す。水圧は水深に比例して大きくなるから、ダム水域の水面ＷｈからＬ型止水ゴム５４の設置位置Ｐ１までの水深に対応した水圧Ｐｏ１に対し、排水によってダム水域の水面Ｗｈより低い位置となった水面Ｗｈ１からＬ型止水ゴム５４の設置位置Ｐ１までの水深に対応した圧力Ｐｉ１は当然小さくなる。
【００３１】
Ｌ型止水ゴム５４は、内空２５での排水に伴う上記の圧力差に該当する圧力により、戸当り１３の平板部１２に押しつけられる。Ｌ型止水ゴム５４を、ドーム体１０の外側から戸当り１３の平板部１２に押しつける圧力は、上述した水圧Ｐｏ１と圧力Ｐｉ１との差である水圧Ｐｄ１となる。この水圧Ｐｄ１は内空２５での排水の進行に伴って増大するため、Ｌ型止水ゴム５４と戸当り１３の平板部１２との間の密着面積は、内空２５の排水が進むにつれて大きくなり、止水性が高まることになる。
【００３２】
図３に示すように、本実施形態で例示した止水材であるＬ型止水ゴム５４は、Ｔ型鋼３９ａの端部（スカート部３２の端部５３）と、このＴ型鋼３９ａの端部が当接する戸当り１３の平板部１２との間の間隙４２を塞ぐ形で、側断面がＬ字型に湾曲した形状を示す部材であり、その一端５４ａがＴ型鋼３９ａの端部外壁に、押さえ板５４ｄを介してボルト５４ｅなどの手段で固定され、ここから湾曲しつつ延びる他端５４ｂが戸当り１３の平板部１２に当接している。このようなＬ型止水ゴム５４は、上述したように、ドーム体１０の外側からの水圧Ｐｄ１に押され、平板部１２に対する密着面５４ｃをそれまでより増大させることになり、より止水性が高まることになる。
【００３３】
なお、Ｌ型止水ゴム５４は、ドーム体１０から受ける荷重によって戸当り１３の平板部１２に押圧されて変形する場合、それまでの状態より屈曲することで、平板部１２上の他端５４ｂをフランジ２０ａに向けて延ばすことになる。
【００３４】
一方、ドーム体１０の周縁２２は、気密材であるＰ型気密ゴム５２を備えているとすれば好適である。図２等では、上述したＬ型止水ゴム５４だけでなく、Ｐ型気密ゴム５２も併せて採用した例を示している。この場合のドーム体１０の周縁２２は、このＰ型気密ゴム５２を介して戸当り１３の平板部１２に気密に固定されるものとなる。つまり、スカート部３２の端部５３と戸当り１３の平板部１２とは水密に固定されて外部からの水の侵入を抑止する構造であり、なおかつ、ドーム体１０の周縁２２と戸当り１３の平板部１２は気密に固定されてドーム体１０の内空２５からの空気漏れを抑止する構造となっている。
【００３５】
図３に示すように、本実施形態で例示した気密材であるＰ型気密ゴム５２は、一端５２ａにおいて空隙部５２ｄを備える凸部５２ｂ（本発明での「拡大された頭部」にあたる）を有し、側断面が平板部１２に対して凸となるＰ字型の形状を示す部材であり、他端５２ｅが周縁２２の端部に、押さえ板５２ｆを介してボルト５２ｇなどの手段で固定されている。また、Ｐ型気密ゴム５２における凸部５２ｂの先端付近５２ｈはＲをもった曲面で、周縁２２の端面２２ａとは密着していない。
【００３６】
前述の排水方法ではなく、密閉した仮締切構造内空に高圧空気を送り込むことにより、内空から排水する手法を採用する場合には、高圧空気給気用の開口以外を閉塞した密閉状態の内空２５に対し、堤体１上の給気装置と適宜な給気経路２３（図８）を介して結ばれた給気バルブ２７（図８）を介して、ドーム体１０の内空２５に高圧空気を送って内空２５における空気圧を高めていき、この空気圧によって内空２５の水を所定の排水口（図８：排水バルブ２９）からドーム体１０外側に排出する。ドーム体１０における排水口位置に対応した水深での水圧に打ち勝って、内空２５の水を排出することになるから、内空２５での空気圧の方がドーム体１０の外側にかかる水圧（排水口位置に対応した水深での水圧）より大きくなる。
【００３７】
図８に、内空２５での空気圧Ｐａと、ドーム体１０の外側（排水口位置）にかかる水圧Ｐｏ３について示す。ドーム体１０における排水口位置に対応した水深での水圧に打ち勝って、内空２５の水を排出するために、ダム水域の水面Ｗｈから排水口の設置位置Ｐ２までの水深に対応した水圧Ｐｏ２に対し、高圧空気の送気に起因する内空２５での空気圧Ｐａを大きくする。なお、空気圧は上下方向の高低差に無関係に一定であり、図８に示す状態での空気圧Ｐａは、内空２５の水面位置での仮締切構造外側の水圧Ｐｏ３と等しくなる。
【００３８】
内空２５の水面Ｗｈ１より高い位置では、空気圧Ｐａが仮締切構造外側の水圧より高いので、Ｐ型気密ゴム５２は、上述の凸部５２ｂの先端付近５２ｈが平板部１２に向け押されることで屈曲し、その結果、凸部５２ｂが平板部１２に押しつけられて変形する。これによって平板部１２に対する密着面５２ｃをそれまでより増大させ、ドーム体１０の周縁２２と戸当り１３の平板部１２との間の気密性がより高まることになる。この際、凸部５２ｂの内部に空隙部５２ｄがあれば、凸部５２ｂはより変形しやすくなり、効果的に気密性を高められる。
【００３９】
なお、Ｐ型気密ゴム５２が、ドーム体１０が受ける水圧に起因する荷重によって戸当り１３の平板部１２に押圧され変形する際も、前記の凸部５２ｂが潰れる形で圧縮変形して平板部１２に対する密着面５２ｃが増大する。
【００４０】
また、ダム堤体上流面３の水中に配置された場合にドーム体１０が受ける水圧に起因する荷重は、主として木製キャンバー５０が負担して、この木製キャンバー５０が当接する戸当り１３の平板部１２を介してダム堤体上流面３に伝達される。一方で、戸当り１３の平板部１２とスカート部３２の端部５３やドーム体１０の開口周縁２２との気密性や水密性についてはＰ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４が役割を果たす構造となっている。つまり、木製キャンバー５０とＰ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４とで、材質等の特性に応じて役割分担が図られており、過大な荷重がＰ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４にかかって気密性や水密性が失われるといった事態を回避することも可能となる。
【００４１】
この場合、戸当り１３の平板部１２がドーム体１０から受ける荷重によって、Ｐ型気密ゴム５２およびＬ型止水ゴム５４に生じる変形量が所定基準以下となるよう、木製キャンバー５０と戸当り１３の平板部１２との間の距離５６を、前記の所定基準以下とするとすれば好適である。水圧を受けたドーム体１０およびこれに付帯するスカート部３２が、木製キャンバー５０と戸当り１３の平板部１２との間の離間距離５６（Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４が圧縮されても機能する、圧縮変形量の限界以下の値に該当する）だけ、戸当り１３の平板部１２に向けて移動して平板部１２に当接されることで、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４が機能しなくなるほど圧縮される前に、ドーム体１０からの荷重を木製キャンバー５０が支える。これにより、大きな荷重がドーム体１０にかかっても、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４がその機能を維持し続けることができる。
【００４２】
なお、木製キャンバー５０が戸当り１３の平板部１２に当接した後の圧縮変形量を、前記の所定基準以下とするとしてもよい。ここでは、木製キャンバー５０は戸当り材の平板部１２に当初から当接しているものとする。この場合、水圧を受けたドーム体１０およびこれに付帯するスカート部３２が、木製キャンバー５０を戸当り１３の平板部１２に向けて押圧するが、この押圧による木製キャンバー５０の圧縮変形は、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４が機能しなくなるほど圧縮される前に停止し、ドーム体１０からの荷重を木製キャンバー５０が支える。これにより、大きな荷重がドーム体１０にかかっても、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４がその機能を維持し続けることができる。
【００４３】
また、上述の離間距離５６と圧縮変形量との合算値を、前記の所定基準以下とするとしてもよい。この場合、水圧を受けたドーム体１０およびこれに付帯するスカート部３２が、木製キャンバー５０と戸当り１３の平板部１２との間の離間距離５６だけ、戸当り１３の平板部１２に向けて移動して平板部１２に当接され、木製キャンバー５０はそのまま平板部１２に押圧され圧縮される。しかしながら、離間距離５６の分の移動量と、押圧による木製キャンバー５０の圧縮変形の量との合算値が、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４が機能しなくなるほどの圧縮量に達する前に、平板部１２への木製キャンバー５０の押圧すなわち圧縮は停止し、ドーム体１０からの荷重は木製キャンバー５０が支える。これにより、大きな荷重がドーム体１０にかかっても、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４がその機能を維持し続けることができる。いずれにしても、水圧による荷重を受けた場合でも、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４など気密材や止水材の機能を維持し続けられるよう、間詰め材（木製キャンバー５０）と戸当り１３の平板部１２との適宜な距離に応じた間詰め材の寸法、或いはスカート部３２における配置位置、或いは圧縮変形量の特性について予め考慮しておくこととする。  
なお、上述のＰ型気密ゴム５２およびＬ型止水ゴム５４は既存のものを採用できる。
【００４４】
また、上記のドーム体１０における外周上部には、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。給気バルブ２７は、堤体１上の給気装置と適宜な給気経路を介して結ばれ、ドーム体１０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、後述するように、その上部に順次マンホール管３０を接続して水面上まで伸ばし、ドーム体１０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はドーム体１０の内空２５から水を外部に排水するためのバルブである。
【００４５】
貫通穴２の施工に当たっては、戸当り１３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）を囲むように予め設置し、この戸当り１３に対してドーム体１０を当接・固定することで、ダム堤体上流面３へのドーム体１０の水密な固定を実施した上で、ドーム体１０の内空２５に存在する水を排水することにより、ドーム体１０をダム堤体上流面３に押しつけ、作業空間を確保する。
【００４６】
次に、本実施形態の仮締切構造の止水方法の施工手順について詳細に説明する。図４は、本実施形態の仮締切構造の止水方法の施工手順１を示す図であり、図５は、本実施形態の仮締切構造の止水方法の施工手順１における構造例を示す図であり、図６は、本実施形態における仮締切構造の止水方法の施工手順２を示す図である。ここでは、一例として戸当り１３を分割施工する形態を示すものとする。分割施工の形態を採用すれば、大型の重量物である戸当りを２分割して搬送し、据え付けを行うこととなるため、分割しない場合と比べて、搬送や据え付けに要するコストや手間を抑制し、施工の効率化を図ることができる。
【００４７】
まず、図４に示すように、分割された戸当り（５７，５８）をクレーン８０で堤体上部より吊り下げて、堤体上流面３における貫通穴２の開口予定位置４ａ（放流管４８の呑口位置となる場所（水中の仮設構台７０上））まで沈める（手順１）。図４の例では、貫通穴２の開口予定位置４ａを囲む環状のうち、水底方向の下半分の戸当り５７が既に仮設構台７０上に配置されている。この下半分の戸当り５７は、その凹部１１の端部２０をダム堤体上流面３に対し膨潤ゴム１４を介して水密に固定している（膨潤ゴム１４により水密に固定する構造については上述した通り）。ここで、ダム堤体上流面３に戸当りを固定する前に、エポキシ樹脂等を用いて、ダム堤体上流面３における戸当り設置箇所の不陸調整を行うとしてもよい（上半分の戸当り５８についても同様）。
【００４８】
なお、戸当り５７をダム堤体上流面３に固定する際にはアンカー１８の打設を伴う。アンカー１８は、いわゆるケミカルアンカーなど適宜な種類のアンカーを、施工効率や固定強度など必要な条件に応じて採用すればよい。
【００４９】
続いて、上述した下半分の戸当り５７の平板部１２とダム堤体上流面３との間の空間１５に水密モルタル１６を充填して適宜の養生を行った後、貫通穴２の開口予定位置４ａを囲む環状のうち、上半分の戸当り５８を、クレーン８０で堤体上部より吊り下げて、貫通穴２の開口予定位置４ａを囲む環状のうち上半分、すなわち上記の下半分の戸当り５７と連結する位置まで沈める。下半分の戸当り５７と連結する位置に配置した上半分の戸当り５８については、凹部１１の端部２０をダム堤体上流面３に対し膨潤ゴム１４を介して水密に固定し、下半分の戸当り５７との連結部分５９に所定の固化材として例えばエポキシ樹脂を充填して下半分の戸当り５７と連結する。下半分の戸当り５７と上半分の戸当り５７との連結部分５９は、例えば、一方の戸当りの端部が他方の戸当りの空間１５に挿入可能となっているものとする。
【００５０】
戸当り同士の連結の後、上半分の戸当り５８の平板部１２とダム堤体上流面３との間の空間１５に水密モルタル１６を充填する。図５の吹き出しでは、上半分の戸当り５８の平板部１２とダム堤体上流面３との間の空間１５に水密モルタル１６が充填されている様子を示している。こうして、戸当り５７、５８が一体となった戸当り１３がダム堤体上流面３に固定される。
【００５１】
勿論、上述のような分割施工をせずに戸当り１３を施工するとしてもよい。その場合は、（分割されていない）戸当り１３をクレーン８０で堤体上部より吊り下げて、堤体上流面３における貫通穴２の開口予定位置４ａ（放流管４８の呑口位置となる場所（水中の仮設構台７０上））まで沈める。戸当り１３は、その凹部１１の端部２０をダム堤体上流面３に対し膨潤ゴム１４を介して水密に固定している。また、戸当り１３の平板部１２とダム堤体上流面３との間の空間１５に水密モルタル１６を充填して適宜の養生を行い、戸当り１３がダム堤体上流面３に固定されることになる。
【００５２】
その後、図６に示すように、ドーム体１０をクレーン８０で堤体上部より吊り下げて、堤体上流面３における貫通穴２の開口予定位置４ａ（放流管４８の呑口位置となる場所（水中の仮設構台７０上））まで沈め、このドーム体１０を戸当り１３に当接させる（手順２）。当接にさせるに際しては、図２にて例示したように、ドーム体１０の開口２１の周縁２２、およびドーム体１０が備えるスカート部３２の端部５３を、戸当り１３の平板部１２に当接させることになる。なお、この当接に際しては、スカート部３２のプレート３９に備わる締結用穴３３に、引き寄せ金物３８のボルト穴３４を重ねて、ボルト３５により締結を行い、スカート部３２をダム堤体上流面３に引き寄せるよう固定し、ドーム体１０およびスカート部３２と戸当り１３の平板部１２との間の当接を確実なものとする。以後の施工手順は、ドーム体１０における、Ｌ型止水ゴム５４とＰ型気密ゴム５２の具備形態別に説明を行うものとする。
【００５３】
（１）ドーム体がＬ型止水ゴムを備える場合
ここで、上記ドーム体１０が、上述したＬ型止水ゴム５４とＰ型気密ゴム５２のうち、Ｌ型止水ゴム５４を備えるものであったとする。その場合、Ｌ型止水ゴム５４を備えたスカート部３２の端部５３を、戸当り１３の平板部１２に対し所定距離で対向させることで、Ｌ型止水ゴム５４の他端５４ｂを戸当り１３の平板部１２に当接させる。
【００５４】
また、戸当り１３の平板部１２へのＬ型止水ゴム５４の当接により、スカート部３２における木製キャンバー５０は戸当り１３の平板部１２に対向配置されることになる。この木製キャンバー５０と戸当り１３の平板部１２との間の離間距離５６は、戸当り１３の平板部１２がドーム体１０から受ける荷重によってＬ型止水ゴム５４に生じる変形量が所定基準以下となるよう配慮する。この場合、水圧を受けたドーム体１０およびこれに付帯するスカート部３２が、木製キャンバー５０と戸当り１３の平板部１２との間の離間距離５６だけ、戸当り１３の平板部１２に向けて移動して平板部１２に当接されることで、Ｌ型止水ゴム５４が機能しなくなるほど圧縮される前に、ドーム体１０からの荷重を木製キャンバー５０が支える。これにより、大きな荷重がドーム体１０にかかってもＬ型止水ゴム５４がその機能を維持し続けることができる。このことは、木製キャンバー５０が戸当り１３の平板部１２に当接した後の圧縮変形量を前記の所定基準以下とする場合や、上述の離間距離５６と圧縮変形量との合算値を前記の所定基準以下とする場合も同様である。こうした、圧縮変形量や、離間距離５６と圧縮変形量との合算値に関して木製キャンバー５０の配置や寸法、材質選定等について考慮することは既に述べた通りである。以上の手順により仮締切構造すなわちドーム体１０の止水構造が構成される。
【００５５】
止水構造の施工後は、ドーム体１０のマンホール２８に、少なくともダム水域の水面上に届くまでマンホール管３０を順次接続し、ドーム体１０の内空２５に設置しておいた水中ポンプ３１を稼働させる。水中ポンプ３１が吸水した内空２５の水は、マンホール２８およびマンホール管３０に通した排水ホースなどでドーム体１０外側に排水され、水中ポンプ３１の稼働と同時にマンホール管３０上端から空気が流入して、水と空気の置換が行われるため、内空２５内は大気圧を保つ。
【００５６】
排水の進行に伴って、内空２５とドーム体１０の外側（すなわちダム水域）とで水位差が発生および拡大し、ドーム体１０の外側にかかる水圧が内空２５での圧力を上回り、その圧力の差が徐々に大きくなることになる。Ｌ型止水ゴム５４は、内空２５での排水に伴う上記の圧力差に該当する圧力により、戸当り１３の平板部１２に押しつけられることで、戸当り１３の平板部１２との密着性が高まる。これにより、スカート部３２の端部５３と戸当り１３の平板部１２との間での止水性が確保されることになる。
【００５７】
内空２５が排水されると、内空２５は大気圧であるため、ドーム体１０は水圧によって堤体上流面３に押圧されることになる。その後、堤体下流側から、ローダーなど適宜な掘削機で貫通穴２を掘削して、ドーム体１０の内空２５と貫通穴２とを貫通させ、閉鎖ゲート扉体用戸当りやベルマウスの据え付け等を行った上で排水バルブ２９を開き、ドーム体１０の内空２５への充水を行ってドーム体内外の水位差をなくし、このドーム体１０をクレーン８０によって吊り上げて撤去する。
【００５８】
（２）ドーム体がＬ型止水ゴムとＰ型気密ゴムを備える場合
一方、上記ドーム体１０が、上述したＬ型止水ゴム５４とＰ型気密ゴム５２の両方を備えるものであったとする。その場合、既に述べたように、Ｌ型止水ゴム５４を備えたスカート部３２の端部５３を、戸当り１３の平板部１２に対し所定距離で対向させることで、Ｌ型止水ゴム５４の他端５４ｂを戸当り１３の平板部１２に当接させる。また、Ｐ型気密ゴム５２を備えたドーム体１０の周縁２２を、戸当り１３の平板部１２に対し所定距離で対向させることで、Ｐ型気密ゴム５２の凸部５２ｂを戸当り１３の平板部１２に当接させる。
【００５９】
また、Ｌ型止水ゴム５４やＰ型気密ゴム５２の戸当り１３の平板部１２への当接により、スカート部３２における木製キャンバー５０は戸当り１３の平板部１２に対向配置されることになる。この木製キャンバー５０と戸当り１３の平板部１２との間の離間距離５６は、戸当り１３の平板部１２がドーム体１０から受ける荷重によって、Ｐ型気密ゴム５２およびＬ型止水ゴム５４に生じる変形量が所定基準以下となるよう配慮する。この場合、水圧を受けたドーム体１０およびこれに付帯するスカート部３２が、木製キャンバー５０と戸当り１３の平板部１２との間の離間距離５６だけ、戸当り１３の平板部１２に向けて移動して平板部１２に当接されることで、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４が機能しなくなるほど圧縮される前に、ドーム体１０からの荷重を木製キャンバー５０が支える。これにより、大きな荷重がドーム体１０にかかっても、Ｐ型気密ゴム５２やＬ型止水ゴム５４がその機能を維持し続けることができる。このことは、木製キャンバー５０が戸当り１３の平板部１２に当接した後の圧縮変形量を前記の所定基準以下とする場合や、上述の離間距離５６と圧縮変形量との合算値を前記の所定基準以下とする場合も同様である。こうした、圧縮変形量や、離間距離５６と圧縮変形量との合算値に関して木製キャンバー５０の配置や寸法、材質選定等について考慮することは既に述べた通りである。以上の手順により仮締切構造すなわちドーム体１０の止水構造が構成される。
【００６０】
止水構造の施工後は、排水作業に必要な開口（給気バルブ２７および排水バルブ２９）以外の開口を閉塞し、内空２５を密閉状態とする一方、ダム水域の水面上や堤体１上に配置した給気装置と適宜な給気経路を介して結ばれた給気バルブ２７を介して、ドーム体１０の内空２５に高圧空気を送る。高圧空気が供給されることで内空２５では空気圧が高まり、この空気圧によって内空２５の水が排水バルブ２９からドーム体１０外側に排出される。
【００６１】
Ｐ型気密ゴム５２は、上述の高圧空気の送気に伴って高められた、内空２５の空気圧によって、上述の凸部５２ｂの先端付近５２ｈが平板部１２に向け押されることで屈曲し、その結果、凸部５２ｂが平板部１２に押しつけられて変形する。これによって平板部１２に対する密着面５２ｃをそれまでより増大させ、ドーム体１０の周縁２２と戸当り１３の平板部１２との間の気密性がより高まることになる。
【００６２】
高圧空気を送ることで内空２５での排水を進め、内空２５において完全に排水がなされた場合、排水バルブ２９および給気バルブ２７を閉じる。また、マンホール２８に、少なくともダム水域の水面上に達するマンホール管３０を接続した上で、マンホール２８のバルブを開放して高圧空気を徐々に逃がし、内空２５を大気圧とする。これにより、内空２５での空気圧がドーム体１０の外側での水圧より大きい状態が解消される。一方、ドライ状態で水位なしとなった大気圧の内空２５と、ドーム体１０の外側（すなわちダム水域）との間では、内空２５における大気圧と、ドーム体１０外側の水圧（Ｌ型止水ゴム５４設置深度での水圧）との圧力差が発生することになる。スカート部３２の端部５３におけるＬ型止水ゴム５４は、この圧力差に該当する圧力により、戸当り１３の平板部１２に押しつけられ、戸当り１３の平板部１２との密着性を高める。これにより、スカート部３２の端部５３と戸当り１３の平板部１２との間での止水性が確保されることになる。
【００６３】
一方、内空２５が大気圧となることで、ドーム体１０は水圧によって堤体上流面３に押圧されることになり、その後、堤体下流側から、ローダーなど適宜な掘削機で貫通穴２を掘削して、ドーム体１０の内空２５と貫通穴２とを貫通させ、閉鎖ゲート扉体用戸当りやベルマウスの据え付け等を行った上で、給気バルブ２７、排水バルブ２９を開き、ドーム体１０の内空２５への充水を行い、ドーム体１０をクレーン８０によって吊り上げて撤去する。
【００６４】
このように本実施形態によれば、ダム堤体表面の不陸に対応して仮締切構造を水密に設置できる止水技術を提供できる。
【００６５】
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】
【００６６】
１  堤体
２  貫通穴
３  ダム堤体上流面
４  開口
４ａ  貫通穴の開口予定位置
５  水底地盤
６  孔
７  止水材
１０  ドーム体（仮締切構造）
１１  凹部
１２  平板部
１３  戸当り
１４  膨潤ゴム（止水材）
１５  空間
１６  水密モルタル（固化材）
１７  非膨潤ゴム
１８  アンカー
１９  プレート
２０  フランジ端
２０ａ  フランジ
２１  開口
２２  （開口の）周縁
２３  給気経路
２２ａ  周縁の端面
２４  外周面
２５  内空
２６  管路
２７  給気バルブ
２８  マンホール
２９  排水バルブ
３０  マンホール管
３１  水中ポンプ
３２  スカート部
３３  締結用穴
３４  ボルト穴
３５  ボルト
３６  基部
３７  アンカー
３８  引き寄せ金物
３９  取り付けプレート
３９ａ  Ｔ型鋼
３９ｂ  ウェブ
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  木製キャンバー（間詰め材）
５１  内空
５２  Ｐ型気密ゴム（気密材）
５２ａ  Ｐ型気密ゴムの一端
５２ｂ  Ｐ型気密ゴムの凸部
５２ｃ  密着面
５２ｄ  空隙部
５２ｅ  他端
５２ｆ  押さえ板
５２ｇ  ボルト
５２ｈ  凸部の先端付近
５３  （スカート部の）端部
５４  Ｌ型止水ゴム（止水材）
５４ａ  Ｌ型止水ゴムの一端
５４ｂ  Ｌ型止水ゴムの他端
５４ｃ  密着面
５４ｄ  押さえ板
５４ｅ  ボルト
５５  取り付け治具
５５ａ  プレート
５５ｂ  挿通ボルト
５６  距離
５７  （戸当りの）下半分
５８  （戸当りの）上半分
５９  （戸当りの）連結部分
６０  アンカー
１００  止水構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005938220.tif 000007
【図７】
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【図８】
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