(57)【要約】【課題】ゲート部材が過負荷状態となる問題を防ぐことによって既設ダムのゲート部材を利用できるようにし、もって、工期の短縮化及びコストの低減を図るダムの嵩上げ工法を提供する。【解決手段】コンクリートを打設することによって構成するダムの堤体（躯体）１０は、常用洪水吐き放流装置１１を備えている。その常用洪水吐き放流装置は、放流水路１２と予備ゲート１３とラジアルゲート（ゲート部材）１４とを備えている。そのダムを嵩上げする際、放流水路を通じてラジアルゲートに加わる水の受圧面積を減少させる態様で該放流水路に鋼殻（絞り手段）２１を取り付ける工程と、堤体に嵩上げ層２５を設ける工程とを含む。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート部材を備えた放流水路が躯体に設けられたダムの嵩上げ工法であって、
前記放流水路のゲート部材に加わる水の受圧面積を減少させる態様で該放流水路に絞り手段を設ける工程と、
躯体に嵩上げ層を設ける工程と
を含むことを特徴とするダムの嵩上げ工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダムを嵩上げする工法に関するものである。より詳細にはゲート部材を備えた放流水路が躯体に設けられ、該ゲート部材によって放流水路を適宜開閉することにより貯水容量等が調整可能なダムの嵩上げ工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、既設のダムに対して貯水容量を増大させるべく種々の嵩上げ工法が提供されている。例えば既設ダムの下流側に高さの大きなダムを新たに構築し、その後、既設ダムを取り壊すようにした工法もそのうちの一つである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７４２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１による工法は、新たなダムを一から構築しなければならないものであり、しかも既設ダムの取り壊しも行わなければならないものである。従って、嵩上げを行うに当たり長い工期と高いコストとが必要になるという問題がある。
【０００５】
こうした工期やコストの問題を解決するためには、既設ダムを有効に利用することが考えられる。例えば、堤体の上側および下流側表面にコンクリートを打ち増しすれば、既設ダムを有効利用して貯水容量を増大させることが可能になり、工期の短縮化やコストの低減を図ることが可能になる。
【０００６】
しかしながら、既設ダムの堤体に単にコンクリートを打ち増しした場合、以下に記載するような問題が生じることになり、具現化されていないのが実情である。すなわち、一般的な治水ダムには、堤体に放流水路が設けられている。放流水路は、堤体の上流側と下流側とを連通し、かつその途中にゲート部材を備えたもので、ゲート部材によって放流水路を適宜開閉することにより、貯水容量等を調整するためのものである。このゲート部材及びこれを駆動するためのゲート駆動手段に対して、ダムが満水状態となった場合に放流水路を通じて加わる水圧にも耐えるだけの強度が確保されているのはもちろんである。
【０００７】
しかしながら、嵩上げ後のダムにあっては、水位の上昇に伴ってゲート部材やゲート駆動手段に加えられる水圧も増大することになる。この結果、ゲート部材やゲート駆動手段が過負荷状態となり、例えばゲート部材を円滑に動作させることができない、部材の変形量が増し水蜜性を確保できない等の問題を招来する虞れがある。
【０００８】
そういうこともあって、放流水路をそのままにして既設ダムを嵩上げすることは、行われておらず、既設ダムを嵩上げする場合でも、堤体の上流側に貯められた水をほぼ完全に抜いてから、放流水路の作り直しも含めて既設ダムを嵩上げする方法が考えられていた。しかし、この方法は、水を抜いたり、別途の仮水路を築造したり、放流水路を作り直したりで、工期や工費の増加が避けられないものであった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みて、ゲート部材が過負荷状態となる問題を防ぐことによって既設ダムのゲート部材を利用できるようにし、もって、工期の短縮化及びコストの低減を図るダムの嵩上げ工法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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係るダムの嵩上げ工法は、ゲート部材を備えた放流水路が躯体に設けられたダムの嵩上げ工法であって、放流水路を通じてゲート部材に加わる水の受圧面積を減少させる態様で該放流水路に絞り手段を設ける工程と、躯体に嵩上げ層を設ける工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、嵩上げする際にゲート部材に加わる水の受圧面積を減少させるようにしているため、嵩上げ後の水位の上昇に伴って水圧が増大した場合にも、ゲート部材に過大な負荷がかからない。したがって、既設ダムのゲート部材を利用することができるため、ゲート部材の取替えや放流水路の作り直しに伴う費用増、及び工期の長期化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るダムの嵩上げ工法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る嵩上げ工法の適用対象となるダムを示したものである。ここで例示するダムは、躯体として堤体１０を備えている。堤体１０は、コンクリートを打設することによって構成したもので、常用洪水吐き放流装置１１を備えている。常用洪水吐き放流装置１１は、放流水路１２と予備ゲート１３とラジアルゲート１４とを備えて構成したものである。
【００１４】
放流水路１２は、横断面が矩形状となる鋼製の角筒体によって構成したもので、上流側から下流側に向けて漸次低くなる態様で堤体１０に設けてある。放流水路１２の上流端となる呑み口は、堤体１０の上流側表面において高さ方向の中央やや下に開口している。
【００１５】
予備ゲート１３は、放流水路１２の呑み口を開閉する態様で堤体１０の上流側表面に移動可能に配設してある。
【００１６】
ラジアルゲート１４は、放流水路１２の途中に設けてあり、図示していない駆動源によって放流水路１２を開閉することが可能である。このラジアルゲート１４及びその駆動源は、堤体１０の上流側に貯留した水が満水となったときの水圧にも耐えられるように構成してある。
【００１７】
このダムでは、ラジアルゲート１４を閉移動して放流水路１２を閉じた場合、堤体１０の上流側に順次水が貯留することになる。一方、ラジアルゲート１４を開移動して放流水路１２を開ければ、堤体１０の上流側に貯留した水を下流側に排出して貯水容量等を調整することができる。
【００１８】
このダムを用いた本発明によるダムの嵩上げ方法を説明する。この工法では、絞り手段として図２および図３に示す鋼殻２１を使用する。鋼殻２１は、複数の板材を組み立てて形成してある。例えば、図示の鋼殻２１では、４枚のステンレス製の板材２１ｂと、４枚のステンレス製の板材２１ｃとを組み合わせて筒状に形成してある。４枚の板材２１ｂによって構成される筒状部分は、対向する板材２１ｂが、図中左側から右側に向けて漸次近接するように配置している。なお、鋼殻２１の必要箇所には、リブ２１ａを設けてある。
【００１９】
さて、嵩上げをする場合、先ず、図４に示すように、予備ゲート１３を閉めた後、図５に示すように、ラジアルゲート１４を開いて放流水路１２の中の水を排出する。
【００２０】
次いで、放流水路１２に鋼殻２１を取り付ける。鋼殻２１を取り付ける場合には、溶接することやボルト止めすることによって放流水路１２に取り付ける。
【００２１】
鋼殻２１を取り付ける場合には、対向する板材２１ｂが水の流れる方向に向けて漸次近接するように配置し、放流水路１２の断面積を水の流れる方向に向けて漸次減少させる。
【００２２】
その後、鋼殻２１の板材２１ｂ、２１ｃと放流水路１２との間の空間に、充填材としての無収縮高流動モルタル２３を充填した後、図６に示すように放流水路１２を形成する。
【００２３】
無収縮高流動モルタルを充填する一例を図７に示す。図示するように、鋼殻２１を取り付ける前の放流水路１２の開口Ａ１の周囲の壁１６に、放流水路１２の内側に達する貫通孔１７を設ける。この貫通孔１７は、リブ２１ａを避けて配置してある。そして、貫通孔１７を通して、鋼殻２１の板材２１ｂ、２１ｃと放流水路１２との間の空間および貫通孔１７内に無収縮高流動モルタル２３を充填する。
【００２４】
無収縮高流動モルタルを充填する他例を図８に示す。図示するように、最初に、鋼殻２１の板材２１ｂに、リブ２１ａを避けて複数の孔２１ｄを設ける。そして、孔２１ｄにモルタル充填管２２を取り付け、そのモルタル充填管２２および孔２１ｄを通して、鋼殻２１の板材２１ｂ、２１ｃと放流水路１２との間の空間に無収縮高流動モルタル２３を充填する。充填後、モルタル充填管２２を除去して孔２１ｄを塞ぐ。
【００２５】
このようにして、放流水路１２に絞り手段を形成するが、嵩上げにあたり、この放流水路１２の下流側も水路として延長することが必要になるので、絞り手段の形成に合わせて同時に形成しておくことが好ましい。そして、これらの形成後に堤体１０の下流側の下部から堤体１０の頂部を超えて嵩上げしようとする高さまで、コンクリートを下から順に層状に打ち増し、図９に示すように、頂部に嵩上げ層２５を形成する。
【００２６】
このようなダムの嵩上げ工法によれば、嵩上げする際にラジアルゲート１４に加わる水の受圧面積を減少させるようにしているため、嵩上げ後の水位の上昇に伴って水圧が増大した場合にも、ラジアルゲート１４が過負荷になる事態を防止することができる。従って、既設のダムを有効利用した嵩上げを具現化することが可能となり、工期の短縮化及びコストの低減を図ることができる。
【００２７】
なお、鋼殻２１を取り付けた後、嵩上げ層２５の形成途中、ラジアルゲート１４は通常と同様に使用することができる。すなわち、コンクリートを打ち増して嵩上げ層２５を設ける間、例えば、大雨が降ったとき、ラジアルゲート１４を閉鎖したままでは流下水が堤体１０を超流するおそれが出てきた場合、図１０に示すように予備ゲート１３とラジアルゲート１４を開くことによって、流下水を放流し水位を下げることができる。このため工事中でもダムの機能が維持され、安全に工事を進めることができる。
【００２８】
ところで、本発明のダムの嵩上げ工法を用いるダムの一例を挙げる。嵩上げ前、基準位置からのラジアルゲート１４の高さが約５１２ｍ、嵩上げ前のサーチャージ水位が５６５ｍのダムがある。嵩上げを行ったダムは、サーチャージ水位が５８５ｍとなる。したがって、嵩上げ前、サーチャージ水位とラジアルゲート１４との高さの差が５３ｍであったが、嵩上げ後、サーチャージ水位とラジアルゲート１４との高さの差が７３ｍとなる。
【００２９】
この高さの差が大きくなることにより、嵩上げ後のラジアルゲート１４の表面には、嵩上げ前の圧力に対して最大１．４倍の圧力が加わることになる。しかし、本発明によれば、嵩上げする際、放流水路１２に鋼殻２１を取り付けて、嵩上げ後、放流水路１２を通じてラジアルゲート１４に加わる水の受圧面積を、嵩上げ前の５５％にする。このように、鋼殻２１を取り付けて、嵩上げ後のラジアルゲート１４に加わる力を、嵩上げ前に対して小さくすることができ、それにより、ラジアルゲート１４が過負荷になる事態を防止することができるから、既設ダムのラジアルゲート１４や放流水路１２を有効利用することができる。
【００３０】
なお、本発明に係るダムの嵩上げ工法は、この実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。例えば、この実施形態では、放流装置が常用洪水吐き放流装置であるもので説明したが、この発明はそれに限られず、放流装置が非常用洪水吐き放流装置であるものでも同様の効果を達成することができる。また、この実施形態では、ゲート部材がラジアルゲートであるもので説明したが、この発明はそれに限られず、ゲート部材がローラーゲートであるものでも同様の効果を達成することができる。さらにまた、この実施形態では、放流水路１２に鋼殻２１を取り付けた後、堤体１０の上に嵩上げ層２５を設け、堤体１０の高さを高くして嵩上げを行う例で説明したが、この発明はそれに限られず、堤体１０の上に嵩上げ層２５を設け、堤体１０の高さを高くして嵩上げを行った後、放流水路１２に鋼殻２１を取り付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るダムの嵩上げ工法の適用対象となるダムを概念的に示す縦断面図である。
【図２】本発明に係るダムの嵩上げ工法に用いる、鋼殻を概念的に示す縦断面図である。
【図３】図２の矢視Ａ−Ａでの正面図である。
【図４】図１に示したダムを用いて嵩上げを行う途中を概念的に示す縦断面図である。
【図５】図１に示したダムを用いて嵩上げを行う途中を概念的に示す縦断面図である。
【図６】図１に示したダムの放流管に取り付けた鋼殻の縦断面図である。
【図７】鋼殻の板材と放流管との間に、無収縮高流動モルタルを充填する方法の一例を概念的に示す縦断面図である。
【図８】鋼殻の板材と放流管との間に、無収縮高流動モルタルを充填する方法の他例を概念的に示す縦断面図である。
【図９】本発明による嵩上げを行ったダムを概念的に示す縦断面図である。
【図１０】鋼殻を取り付けた後、嵩上げ層の形成途中、ラジアルゲートを通常と同様に使用することができることを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  堤体（躯体）
１２  放流水路
１４  ラジアルゲート（ゲート部材）
２１  鋼殻（絞り手段）
【図１】
2006037441.tif 000003
【図２】
2006037441.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006037441.tif 000009
【図８】
2006037441.tif 000010
【図９】
2006037441.tif 000011
【図１０】
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