(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートのダム堤体における下流側の法面上の予め計画された下段打設予定領域にコンクリートを打設した後に、予め計画された工事中断期間を経て、前記下段打設予定領域の上側に隣接し前記法面上の予め計画された上段打設予定領域にコンクリートを打設するダム堤体の嵩上げ工事に適用されるコンクリート増厚打設方法であって、
前記下段打設予定領域と前記上段打設予定領域との境界を含む予熱領域を加温する工程と、
前記予熱領域を加温する工程の後に、前記上段打設予定領域にコンクリートを打設する工程と、を有し、
前記予熱領域を加温する工程は、
前記下段打設予定領域にコンクリートを打設する工程の実行期間中に、前記予熱領域を加温する第１の工程と、
前記工事中断期間中に前記予熱領域を加温する第２の工程と、を含む、コンクリート増厚打設方法。
【請求項２】
前記予熱領域を加温する工程の前に、前記予熱領域をシートで覆う工程と、
前記予熱領域を加温する工程の後であり、且つ、前記上段打設予定領域にコンクリートを打設する工程の前に、前記シートを前記予熱領域から取り外す工程をさらに有する、請求項１に記載のコンクリート増厚打設方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、夏季を含む期間に行われ、
前記第２の工程は、冬季を含む期間に行われる、請求項２に記載のコンクリート増厚打設方法。
【請求項４】
前記シートは、太陽光を吸収して前記予熱領域を加温する吸熱層と、前記予熱領域からの放熱を抑制する保温層と、を有する、請求項２又は３に記載のコンクリート増厚打設方法。
【請求項５】
前記シートは、エネルギが供給されて発熱する発熱層をさらに有する、請求項４に記載のコンクリート増厚打設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム堤体を嵩上げするためのコンクリート増厚打設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ダム堤体の補修やダム堤体の性能を向上させる観点から、ダム堤体の嵩上げ工事の必要性が検討されている。この工事では、既設のダム堤体において、ダム堤体の高さを高くするために、ダム天端上に新たなコンクリートを打設する。また、ダム天端上におけるコンクリートの打設に伴い、ダム堤体の下流側の法面にも新たなコンクリートが打設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
嵩上げ工事の対象となるダムは、完成後、数十年が経過していることが多い。このため、ダム堤体の温度は、既に所定の温度に収束し年間を通じて概ね一定である。さらに、ダムは、山間部に設けられていることが多く、従って、周囲の環境温度も平地に比べると低い。山間部に設けられたダム堤体の平均温度は、例えば、摂氏６度程度である。
【０００５】
このような温度を有するダム堤体上に新たなコンクリートを打設すると、コンクリートにひび割れが生じることがあり得る。このひび割れは、新設コンクリートを打設した後に、水和反応により新設コンクリートが発熱し、当該発熱によって新設コンクリートが膨張する。そして、水和反応が終了し、新設コンクリートが徐々に温度が低下すると新設コンクリートは収縮しながら徐々に硬化する。このとき、既設コンクリートは新設コンクリートの体積変化に追従できないので、既設コンクリートと新設コンクリートとの間で応力が発生してしまう。
【０００６】
既設コンクリート上に新設コンクリートを打設した時に生じるひび割れへの対策として、例えば、低発熱コンクリート或いは膨張性コンクリートの利用が知られている。また、特許文献１に開示された方法も知られている。この方法では、コンクリートブロックの継ぎ目において、養生される新設コンクリートブロックに隣接する少なくとも既設コンクリートブロックの新設側端部を加熱する。
【０００７】
しかしながら、ダム堤体へのコンクリート打設においては、既存のひび割れ抑制の対策によってもひび割れの発生を抑制することは難しかった。
【０００８】
そこで、上記の問題に鑑みて、本発明は、コンクリートのひび割れを抑制しながらダム堤体の嵩上げを行うことが可能なコンクリート増厚打設方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】
【０００９】
本発明の一形態は、コンクリートのダム堤体における下流側の法面上の予め計画された下段打設予定領域にコンクリートを打設した後に、予め計画された工事中断期間を経て、下段打設予定領域の上側に隣接し法面上の予め計画された上段打設予定領域にコンクリートを打設するダム堤体の嵩上げ工事に適用されるコンクリート増厚打設方法であって、下段打設予定領域と上段打設予定領域との境界を含む予熱領域を加温する工程と、予熱領域を加温する工程の後に、上段打設予定領域にコンクリートを打設する工程と、を有し、予熱領域を加温する工程は、下段打設予定領域にコンクリートを打設する工程の実行期間中に、予熱領域を加温する第１の工程と、工事中断期間中に予熱領域を加温する第２の工程と、を含む。
【００１０】
このコンクリート増厚打設方法は、ダム堤体の下流側の法面上において、地表側から順次コンクリートを積層させるように打設する。この打設を行っている間には、予熱領域の加温が行われる。予熱領域を加温する工程では、打設作業の領域が予熱領域に到達するまでに相当の時間を要する。さらに、下段打設予定領域におけるコンクリートの打設が終了した後も、予熱領域の加温は継続される。従って、予熱領域を加温するための時間が充分に確保されるので、熱容量及び熱抵抗の大きいダム堤体の温度を好適に上昇させることができる。そして、下段打設予定領域におけるコンクリートの打設を終了し、工事中断期間の経過後に、上段打設予定領域におけるコンクリートの打設を再開する。このとき、打設が再開される法面上の領域は、予熱領域を含む。予熱領域は、充分な期間を持って加温されている。このため、ダム堤体におけるコンクリートと新たに打設されたコンクリートとの間において、温度境界が、ダム堤体におけるコンクリートと新たに打設されたコンクリートとの物理的な打設境界よりも、ダム堤体におけるコンクリートの内部に生じる。温度境界においては、新たなコンクリートの固化に応じて応力が生じ得る。しかし、この打設方法によれば、温度境界が、打設境界よりもダム堤体の内部に生じるので、新たなコンクリートの固化に応じて応力が生じ得る箇所をダム堤体におけるコンクリートの内部とすることができる。ダム堤体におけるコンクリートは、既に充分に固化し強度を発現しているので、新たなコンクリートの固化に応じた応力によってもひび割れを生じ難い。従って、コンクリートのひび割れを抑制しながらダム堤体の嵩上げを行うことができる。
【００１１】
予熱領域を加温する工程の前に、予熱領域をシートで覆う工程と、予熱領域を加温する工程の後であり、且つ、上段打設予定領域にコンクリートを打設する工程の前に、シートを予熱領域から取り外す工程をさらに有してもよい。これらの工程によれば、予熱領域を加温する構成を簡易に構築することができる。
【００１２】
第１の工程は、夏季を含む期間に行われ、第２の工程は、冬季を含む期間に行われることとしてもよい。この工程によれば、下段打設予定領域における打設作業を容易に行うことができると共に、予熱領域を十分に加温することができる。
【００１３】
シートは、太陽光を吸収して予熱領域を加温する吸熱層と、予熱領域からの放熱を抑制する保温層と、を有することとしてもよい。このようなシートによれば、予熱領域を加温するために供給すべきエネルギを自然エネルギにより賄う。加温のために準備すべきエネルギの量を低減し、施工に要するコストを低減することができる。
【００１４】
シートは、エネルギが供給されて発熱する発熱層をさらに有することとしてもよい。この構成によれば、加温の程度を制御することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、コンクリートのひび割れを抑制しながらダム堤体の嵩上げを行うことが可能なコンクリート増厚打設方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態に係るコンクリート増厚打設方法が適用されて嵩上げがなされたダム堤体を示す斜視図である。
【図２】図２は、コンクリート増厚打設方法における主要な工程を示す工程図である。
【図３】図３は、図２に示された主要な工程を具体的に説明するための斜視図である。
【図４】図４は、図３に示された工程に続いて実施される工程を具体的に説明するための側面図である。
【図５】図５は、図４に示された工程に続いて実施される工程を具体的に説明するための側面図である。
【図６】図６は、図５に示された工程に続いて実施される工程を具体的に説明するための側面図である。
【図７】図７は、実施形態に係るシートの構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、打設境界と温度境界との関係を説明する図である。
【図９】図９の（ａ）部は、実施例１としての予熱領域の加温を行った場合を模擬した計算結果を示すコンター図であり、図９の（ｂ）部は、比較例としての予熱領域の加温を行わない場合を模擬した計算結果を示すコンター図である。
【図１０】図１０の（ａ）部は、実施例１の計算結果における各観測点の温度の経時変化を示すグラフであり、図１０の（ｂ）部は、比較例１の計算結果における各観測点の温度の経時変化を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例２に係る試験結果を示すグラフである。
【図１２】図１２の（ａ）部は、実施例３としての予熱領域の加温を行った場合を模擬した計算結果を示すコンター図であり、図１２の（ｂ）部は、実施例４としての予熱領域の加温を行った場合を模擬した計算結果を示すコンター図である。
【図１３】図１３の（ａ）部は、実施例５としての予熱領域の加温を行った場合を模擬した計算結果を示すコンター図であり、図１３の（ｂ）部は、実施例６としての予熱領域の加温を行った場合を模擬した計算結果を示すコンター図である。
【図１４】図１４の（ａ）部は、実施例３の計算結果における各観測点の温度の経時変化を示すグラフであり、図１４の（ｂ）部は、実施例４の計算結果における各観測点の温度の経時変化を示すグラフである。
【図１５】図１５の（ａ）部は、実施例５の計算結果における各観測点の温度の経時変化を示すグラフであり、図１５の（ｂ）部は、実施例６の計算結果における各観測点の温度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、実施形態に係るコンクリート増厚打設方法が適用されて嵩上げがなされたダム堤体を示す斜視図である。嵩上げ堤体１は、治水などの目的のために、川や谷を横断するように設けられて水１０２を堰き止める。嵩上げ堤体１は、コンクリートを主な材料として構成されるコンクリートダムである。嵩上げ堤体１は、既設堤体１０（コンクリートダム堤体）と新設堤体２０とを有する。
【００１９】
既設堤体１０は、コンクリート増厚打設方法の施工前に既に施工が完了しており、施工後に相当の年数（例えば数十年）が経過した構造物である。既設堤体１０は、コンクリートを主な材料として構成されており、既設天端１２と既設法面１１とを有する。一例として、既設堤体１０は、堤高が、１５ｍ以上１５０ｍ以下であり、堤頂長が５０ｍ以上５００ｍ以下である。
【００２０】
新設堤体２０は、嵩上げ部２１と嵩増し部２２とを有する。嵩上げ部２１は、既設堤体１０の堤高を嵩上げする部分であり、既設堤体１０の既設天端１２の上に設けられる。一例として、嵩上げ部２１の高さは、３ｍ以上３０ｍ以下である。嵩増し部２２は、嵩上げ部２１の構築に伴い、堤体全体の構造的なバランスを取る部分であり、既設堤体１０の既設法面１１の上に設けられる。一例として、嵩増し部２２の厚みは、２ｍ以上３０ｍ以下である。
【００２１】
次に、コンクリート増厚打設方法について説明する。図２は、コンクリート増厚打設方法における主要な工程を示す工程図である。図３、図４、図５及び図６は、図２に示された主要な工程を具体的に説明するため斜視図及び側面図である。
【００２２】
まず、下段打設予定領域及び上段打設予定領域を計画する（工程Ｓ１）。この打設方法においては、既設法面１１の上において地表側から嵩増し部２２を順次構築した後に、既設天端１２の上に嵩上げ部２１を構築する。しかし、既設堤体１０は、前述のとおり、その堤高が一例として１００ｍであるような巨大な構造物であるので、嵩増し部２２及び嵩上げ部２１を短期間で構築することが難しい。例えば、嵩増し部２２及び嵩上げ部２１の施工に３〜４年程度の施工期間を要する場合もある。ここで、既設堤体１０を備えるダム施設は、山間部に多く設けられている。また、ダム施設は、水源となり得る雪や雨が多い地域に設けられることがある。このため、施工に１年程度の期間を要する場合には、雪の多い時期や雨の多い時期のように、打設作業を継続することが困難になる期間を含む。この場合には、打設作業を行う期間をいくつかの期間に分割し、それぞれの作業期間の間に打設作業を中断する期間を設ける。本実施形態でいう「工事中断期間」とは、数か月以上（例えば４か月以上）に亘って打設作業が中断される期間であり、打設に要する設備などがある程度撤収されているような状態とされる期間をいう。従って、１日或いは数日間の休工期間などは本実施形態でいう「工事中断期間」に含まれない。
【００２３】
図２に示されるように、本実施形態においては、施工期間を、第１打設期間Ｋ１と、工事中断期間Ｋ２と、第２打設期間Ｋ３とに分割する。例えば、第１打設期間Ｋ１は第１年目の４月から９月までの夏季を含む期間とする。工事中断期間Ｋ２は第１年目の１０月から第２年目の３月までの冬季を含む期間とする。第２打設期間Ｋ３は第２年目の４月から９月までの夏季を含む期間とする。ここで、本実施形態でいう「夏季」とは、少なくとも７月、８月、９月を含む期間をいい、「冬季」とは１２月、１月、２月を含む期間をいう。また、本実施形態でいう「夏季」とは、平均気温が１５℃以上である期間をいい、「冬季」とは、平均気温が５℃以下である期間と規定することもできる。さらに、「夏季」とは、コンクリートの打設作業を行うことが可能な期間であり、「冬季」とは、降雪等により打設作業が継続できない期間であると規定することもできる。
【００２４】
そして、図３に示されるように、第１打設期間Ｋ１において新たなコンクリートが打設される領域として、下段打設予定領域１５を設定する。下段打設予定領域１５は既設堤体１０の下流側の既設法面１１において、地表面１０１から所定の高さまでの範囲に設定される矩形状の領域である。また、第２打設期間Ｋ３において新たなコンクリートが打設される領域として、上段打設予定領域１３を設定する。上段打設予定領域１３は既設堤体１０の下流側の既設法面１１に設定される法面領域１３ａと、既設堤体１０の既設天端１２に設定される天端領域１３ｂとを含む。法面領域１３ａは、下段打設予定領域１５の上方に隣接するように設定される矩形状の領域であり、既設法面１１から下段打設予定領域１５を除いた領域であるともいえる。天端領域１３ｂは、既設天端１２の全面に設定される領域である。
【００２５】
第１打設期間Ｋ１が終了したとき、下段打設予定領域１５上には嵩増し部２２の一部が構築される。一方、上段打設予定領域１３上には嵩増し部２２及び嵩上げ部２１は構築されておらず、既設堤体１０の既設法面１１の一部及び既設天端１２はむき出しの状態である。このため、冬季を含む工事中断期間Ｋ２にこれらの面は気温の低下に伴い冷却され得る。特に、上段打設予定領域１３の下縁近傍は、第２打設期間Ｋ３において直ちにコンクリートの打設が再開される部分である。また、下段打設予定領域１５の上縁近傍は、打設後のコンクリートが相当の期間を経ることなく工事中断期間Ｋ２に入り、気温の低下に晒される領域である。そこで、上段打設予定領域１３の下縁近傍及び下段打設予定領域１５の上縁近傍に、境界１４を含む予熱領域１６として計画する（工程Ｓ２）。境界１４は、下段打設予定領域１５と上段打設予定領域１３との境である。予熱領域１６は、既設法面１１の高さ方向に沿って、３ｍから６ｍ程度の上下幅に設定される。また、予熱領域１６は、既設堤体１０の全幅に亘って設定される。
【００２６】
次に、図４の（ａ）部に示されるように、予熱領域１６をシート３０で覆う（工程Ｓ３）。本実施形態では、シート３０を利用して予熱領域１６の加温を行う。図７は、実施形態に係るシート３０の構成を示す斜視図である。図７に示されるように、シート３０は、吸熱性を有する吸熱層３１と保温性を有する保温層３２とを有する。吸熱層３１は、例えば黒色の樹脂製シートを採用し得る。吸熱層３１は、太陽光の吸収により予熱領域１６を加温可能な構成であれば、所望の部材を選択し得る。例えば、吸熱層３１には、既設堤体１０の既設法面１１よりも熱吸収しやすい構成であることが好ましい。吸熱層３１の上には、保温層３２が設けられる。なお、保温層３２の上に吸熱層３１が設けられてもよい。保温層３２は、吸熱層３１によって加温された予熱領域１６からの放熱を抑制する。保温層３２は、例えば、複数の空気層３２ａを含む緩衝シートを採用し得る。また、本実施形態のシート３０の構成によれば、予熱領域１６上に吸熱層３１が配置され、吸熱層３１の上に保温層３２が配置される。このため、太陽光は、保温層３２を通過して吸熱層３１に到達する。従って、保温層３２は吸熱層３１に吸収される電磁波の波長に対して透明な材料であることが好ましい。このように構成されたシート３０は、例えば、熱伝導率が０．０１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であってもよい。また、保温層３２の光透過率が６０％以上９９％以下であってもよい。
【００２７】
なお、上記シート３０は、吸熱層３１とは別に加温のための発熱層をさらに有していてもよい。例えば、シート３０は、電気エネルギの供給により発熱する電熱マットを有していてもよい。また、上記シート３０は、温水を循環させる構成を有していてもよい。
【００２８】
次に、図４の（ｂ）部に示されるように、予熱領域１６を加温する（工程Ｓ４）。予熱領域１６の加温は、太陽熱及び太陽光といった太陽エネルギＥの吸収により行われる。従って、シート３０を配置した後は、必要に応じて加温のための所定の作業が行われる。予熱領域１６の加温がなされている間（第１の工程：工程Ｓ４ａ）、これと並行して下段打設予定領域１５におけるコンクリートをする工程が実行される（工程Ｓ４ｃ）。換言すると、第１の工程Ｓ４ａは、下段打設予定領域１５にコンクリートを打設する工程（工程Ｓ４ａ）の実行期間中に、予熱領域を加温する。この打設作業は、嵩増し部２２の下段を構築するための作業である。打設作業（工程Ｓ４ｃ）は、まず、地表面１０１上にコンクリート２１ａを打設する。コンクリート２１ａの厚みは一例として７５ｃｍである。このように、所定の厚みを有するコンクリート２１ａを、先に構築したコンクリート２１ａと既設法面１１における下段打設予定領域１５上に打設していく。従って、コンクリート２１ａの打設面は、先に構築したコンクリート２１ａの上面と、既設堤体１０の既設法面１１とを含む。この打設作業は、第１打設期間Ｋ１において実施される。第１打設期間Ｋ１は、上述したように第１年目の４月から９月までの期間である。従って、夏季を含む６か月の期間において、予熱領域１６の加温と保温とが実施される。
【００２９】
なお、下段打設予定領域１５の上縁近傍は、予熱領域１６であるので、シート３０の一部に覆われている。そこで、下段打設予定領域１５の上縁近傍を覆っているシート３０の一部を取り除く又は捲ることにより、下段打設予定領域１５における予熱領域１６上にコンクリート２１ａを打設する。
【００３０】
次に、下段打設予定領域１５におけるコンクリートの打設作業を終了し、工事中断期間Ｋ２のための必要な保存作業が行われる。そして、図５の（ａ）部に示されるように、工事中断期間Ｋ２（工程Ｓ４ｄ）が開始される。工事中断期間Ｋ２においては、コンクリートの打設作業は行われない。一方、予熱領域１６はシート３０で覆われたままである。従って、予熱領域１６の加温は継続して行われる（第２の工程：工程Ｓ４ｂ）。工事中断期間Ｋ２は、上述したように第１年目の１０月から第２年面の３月までの期間である。従って、冬季を含む６か月の期間において、予熱領域１６の加温と保温とが実施される。
【００３１】
次に、図５の（ｂ）部に示されるように、工事中断期間Ｋ２の経過後、すなわち第２年目の４月以降にシート３０を予熱領域１６から取り外す（工程Ｓ５）。そして、図６に示されるように、上段打設予定領域１３の法面領域１３ａ上にコンクリート２１ｂを打設し、その後、天端領域１３ｂにコンクリート２１ｃを打設する（工程Ｓ６）。この打設作業は、嵩増し部２２の上段と、嵩上げ部２１を構築するための作業である。
【００３２】
以上の工程Ｓ１〜Ｓ６を実施することにより、コンクリートダム堤体の嵩上げ工事が完了する。
【００３３】
このコンクリート増厚打設方法は、既設堤体１０の下流側の既設法面１１上において、地表側から順次コンクリート２１ａを積層させるように打設する。この打設を行っている間には、予熱領域１６の加温が行われる（工程Ｓ４）。予熱領域１６を加温する工程では、打設作業（工程Ｓ４ｃ）の領域が予熱領域１６に到達するまでに相当の時間を要する。さらに、下段打設予定領域１５におけるコンクリート２１ａの打設が終了した後も、予熱領域１６の加温は継続される（工程Ｓ４ｂ）。ここで、既設堤体１０は、巨大な構造物であり、大きい質量と体積とを有し熱容量も大きい。従って、既設堤体１０の温度を部分的にであっても上昇させるためには、多くの熱量を既設堤体１０に投入する必要がある。一方、既設堤体１０はコンクリート製であるため、熱伝導率及び熱拡散率が比較的小さい。そのため、既設堤体１０への熱量の投入は相当の時間を要する。従って、既設堤体１０の温度を部分的にであっても上昇させるためには、長い時間を費やして、多くの熱量を既設堤体１０へ投入することが必要である。本実施形態に係るコンクリート増厚打設方法では、予熱領域１６を加温するための時間が充分（数か月程度）に確保されるので、既設堤体１０の温度を好適に上昇させることができる。
【００３４】
下段打設予定領域１５におけるコンクリート２１ａの打設を終了し、コンクリート打設作業を所定期間だけ中断した（工程Ｓ４ｄ）後に、上段打設予定領域１３におけるコンクリート２１ｂ，２１ｃの打設を再開する。このとき、打設が再開される既設法面１１上の領域は、予熱領域１６を含む。予熱領域１６は、充分な期間を持って加温されている。このため、図８の（ａ）部に示されるように、既設堤体１０におけるコンクリートと新たに打設されたコンクリート２１ｂとおいて、温度境界ＬＴが、既設堤体１０におけるコンクリートと新たに打設されたコンクリート２１ｂとの物理的な打設境界ＬＤよりも、既設堤体１０におけるコンクリートの内部に生じる。ここで、温度境界ＬＴとは、既設法面１１の法線方向における温度分布を示したとき、法線方向に沿って温度の変化が生じている部分をいう。温度境界ＬＴにおいては、新たなコンクリートの固化に応じて応力が生じ得る。しかし、このコンクリート打設方法によれば、温度境界ＬＴが、打設境界ＬＤよりも既設堤体１０の内部に生じるので、新たなコンクリートの固化に応じて応力が生じ得る箇所を既設堤体１０におけるコンクリートの内部とすることができる。既設堤体１０におけるコンクリートは、既に充分に固化し強度を発現しているので、新たなコンクリートの固化に応じた応力によってもひび割れを生じ難い。従って、コンクリートのひび割れを抑制しながら既設堤体１０の嵩上げを行うことができる。
【００３５】
ところで、いわゆる打継と呼ばれる比較例としての工法では、新設コンクリート全体の温度降下に応じて新設コンクリートが収縮変形しようとする。しかし、新設コンクリートは、既設コンクリートや岩盤によって外部からその変形が拘束される。従ってこの拘束によって引張応力が生じ、ひび割れが生じる。打継におけるひび割れは、材齢がある程度進んだ段階に発生するひび割れであり、部材断面を貫通するひび割れに成長する場合が多い。
【００３６】
本実施形態のコンクリート打設方法では、既設堤体１０を温めることにより、既設堤体１０と新設コンクリートの温度差が生じる界面を打設境界ＬＤから既設堤体１０の内部に移動させることで、強度が発現している箇所に引張応力を生じさせる。従って、打設境界ＬＤにおけるひび割れを緩和させることができる。
【００３７】
＜実施例１、比較例１＞
予熱領域１６の加温による効果について数値計算により確認した。図９の（ａ）部及び図９の（ｂ）部は、数値計算の結果を示すコンター図である。コンター図において、符号Ｃ１が付された領域が相対的に最も温度が低い部分であり、符号Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６の順に温度が高くなり、符号Ｃ７が付された領域が相対的に最も温度が高い部分である。図９の（ａ）部は、実施例１としての予熱領域１６の加温を行った場合を模擬した計算結果である。
【００３８】
この実施例１の数値計算では、予熱領域１６の加温を模擬するために、予熱領域１６に温度が３０℃である熱源Ｈ１を配置した。また、新たに打設されたコンクリートの水和反応による発熱を断熱温度上昇式によって数値解析で求めた。そして、２年後の温度分布を有限要素法を用いた数値計算により得た。その結果、図９の（ａ）部を確認すると、既設堤体１０と新たに打設されたコンクリート２１ｂとの打設境界ＬＤを含む領域の温度分布は、概ね一定であった。そして、温度境界ＬＴは、既設堤体１０の内部に形成されていることがわかった。従って、応力が作用する位置が既設堤体１０と嵩増し部２２との打設境界ＬＤではなく、既設堤体１０の内部に生じることとなるので、予熱領域１６の加温により、ひび割れを抑制しやすいことがわかった。
【００３９】
図９の（ｂ）部は、比較例としての予熱領域１６の加温を行わない場合を模擬した計算結果である。この比較例の数値計算では、予熱領域１６の加温を模擬する熱源Ｈ１を配置していない点で、実施例１の計算条件と相違する。その他の計算条件は、実施例１の計算条件と同じである。その結果、図９の（ｂ）部を確認すると、既設堤体１０と新たに打設されたコンクリート２１ｂとの打設境界ＬＤを含む領域には、温度分布が生じていることがわかった。従って、応力が作用する位置が既設堤体１０と嵩増し部２２との打設境界ＬＤに生じることとなるので（図８の（ｂ）部参照）、予熱領域１６の加温を行わない場合にはひび割れを生じやすいことがわかった。
【００４０】
また、実施例１及び比較例１の数値計算において、予熱領域１６における法線方向に沿って、既設堤体１０の深部に向かって並ぶ９個の観測点Ｐ１〜Ｐ９、Ｑ１〜Ｑ９を設定した。図１０の（ａ）部は、実施例１の計算結果における各観測点Ｐ１〜Ｐ９の温度の経時変化を示すグラフである。グラフＧＰ１〜ＧＰ９は、それぞれの沿え字が観測点Ｐ１〜Ｐ９の符号と対応する。図１０の（ｂ）部は、比較例１の計算結果における観測点Ｑ１〜Ｑ９の温度の経時変化を示すグラフである。グラフＧＱ１〜ＧＱ９は、それぞれの沿え字が観測点Ｑ１〜Ｑ９の符号と対応する。まず、予熱領域１６における加温により、観測点Ｐ１〜Ｐ９において有効な温度の上昇がグラフＧＰ１〜ＧＰ９から確認できた。すなわち、予熱領域１６の加温によって、予熱領域１６における法線方向に沿って、既設法面１１から０ｍ以上２ｍ以下の範囲に温度上昇の効果が得られることがわかった。
【００４１】
＜実施例２＞
予熱領域１６の保温による効果について確認した。既設堤体１０の予熱領域１６を模擬した試験体を準備し、試験体の表面に温度計を取り付けた。次に、試験体を覆うように黒色の農業用シート（ポリビニール製）を配置した。そして、当該試験体を一昼夜以上屋外に配置し温度を取得した。また、試験体の放置と同時に、試験体が設置された環境の外気温度も取得した。図１１は、実施例２に係る試験結果を示すグラフである。図１１のグラフＧ１０ａは、外気温度の経時変化を示す。図１１のグラフＧ１０ｂは、シートに覆われた試験体における温度の経時変化を示す。グラフＧ１０ａに示されるように、夜間と昼間とでは、外気温度において、最大で３０℃程度の温度差が発生していることが確認できた。一方、グラフＧ１０ｂに示されるように、試験体においては、シートによる保温によって温度差が最大で６℃程度に抑制されていることが確認できた。また、試験体においては、夜間における最低温度も５℃程度に維持できていることが確認できた。
【００４２】
＜実施例３，４，５，６＞
予熱領域１６の加温の形態につき、伝熱マットを利用した場合の効果について数値計算により確認した。図１２及び図１３は、数値計算の結果を示すコンター図である。コンター図において、符号Ｄ１が付された領域が相対的に最も温度が低い部分であり、符号Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の順に温度が高くなり、符号Ｄ７が付された領域が相対的に最も温度が高い部分である。計算条件は、実施例３〜６では、予熱領域１６を加温する期間をパラメータとして変化させる点が実施例１と相違し、その他の条件は実施例１と同じである。
【００４３】
実施例３〜６では、予熱領域１６を加温する期間をパラメータとして変化させて所定期間経過後の温度分布を確認した。実施例３は加温期間を２か月間とし、実施例４は加温期間を３か月間とし、実施例５は加温期間を０．５か月間とし、実施例６は加温期間を１か月間とした。その他の計算条件は、実施例１と同様である。そして、図１２の（ａ）部は、実施例３（加温期間：３か月間）の計算結果である。図１２の（ｂ）部は、実施例４（加温期間：２か月間）の計算結果である。図１３の（ａ）部は、実施例５（加温期間：０．５か月間）の計算結果である。図１３の（ｂ）部は、実施例６（加温期間：１か月間）の計算結果である。
【００４４】
図１２及び図１３に示されるように、加温期間が２か月間、３か月間、０．５か月間及び１か月間の何れにおいても、ほぼ同様の温度分布が得られることが確認できた。従って、応力が作用する位置が既設堤体１０と嵩増し部２２との打設境界ＬＤではなく、既設堤体１０の内部に生じることとなるので、予熱領域１６の加温により、ひび割れを抑制しやすいことがわかった。さらに、加温期間が３か月間と１か月間とで温度分布に有意な差異を生じないことから、伝熱マットを利用することにより、加温期間を０．５か月間に短縮できることも確認できた。
【００４５】
また、実施例３〜６の数値計算において、実施例１のように予熱領域１６における法線方向に沿って、既設堤体１０の深部に向かって７個の観測点Ｒ１〜Ｒ７（図１２の（ａ）部）、Ｔ１〜Ｔ７（図１２の（ｂ）部）、Ｖ１〜Ｖ７（図１３の（ａ）部）、Ｗ１〜Ｗ７（図１３の（ｂ）部）を設定し、観測点毎の温度の経時変化を得た。図１４の（ａ）部は、実施例３の計算結果における観測点Ｒ１〜Ｒ７の温度の経時変化を示すグラフである。グラフＧＲ１〜ＧＲ７は、それぞれの沿え字が観測点Ｒ１〜Ｒ７の符号と対応する。図１４の（ｂ）部は、実施例４の計算結果における観測点Ｔ１〜Ｔ７の温度の経時変化を示すグラフである。グラフＧＴ１〜ＧＴ７は、それぞれの沿え字が観測点Ｔ１〜Ｔ７の符号と対応する。図１５の（ａ）部は、実施例５の計算結果における観測点Ｖ１〜Ｖ７の温度の経時変化を示すグラフである。グラフＧＶ１〜ＧＶ７は、それぞれの沿え字が観測点Ｖ１〜Ｔ７の符号と対応する。図１５の（ｂ）部は、実施例６の計算結果における観測点Ｗ１〜Ｗ７の温度の経時変化を示すグラフである。グラフＧＷ１〜ＧＷ７は、それぞれの沿え字が観測点Ｗ１〜Ｗ７の符号と対応する。
【００４６】
既設堤体１０の深部側に設定した観測点Ｒ５〜Ｒ７（グラフＧＲ５〜ＧＲ７：図１４の（ａ）部参照）、観測点Ｔ５〜Ｔ７（グラフＧＴ５〜ＧＴ７：図１４の（ｂ）部参照）、観測点Ｖ５〜Ｖ７（グラフＧＶ５〜ＧＶ７：図１５の（ａ）部参照）、観測点Ｗ５〜Ｗ７（グラフＧＷ５〜ＧＷ７：図１５の（ｂ）部参照）においては、電熱マットの設置時期に関わらず略同様の温度の経時変化が得られることが確認できた。次に、既設堤体１０の表部側に設定した観測点Ｒ１〜Ｒ４（グラフＧＲ１〜ＧＲ４：図１４の（ａ）部参照）、観測点Ｔ１〜Ｔ４（グラフＧＴ１〜ＧＴ４：図１４の（ｂ）部参照）、観測点Ｖ１〜Ｖ４（グラフＧＶ１〜ＧＶ４：図１５の（ａ）部参照）、観測点Ｗ１〜Ｗ４（グラフＧＷ１〜ＧＷ４：図１５の（ｂ）部参照）を参照する。早期に電熱マットを配置して加温を開始した場合（実施例３：図１４の（ａ）部参照）には、いずれの観測点Ｒ１〜Ｒ４（グラフＧＲ１〜ＧＲ４）においても温度の低下は現れず、観測点Ｒ１〜Ｒ４ごとに所定の温度に収束した。一方、後期に電熱マットを配置して加温を開始した場合（実施例６：図１５の（ｂ）部参照）には、外気温の低下が始まる時期に温度が低下する傾向がみられるものの、電熱マットによる加温を開始すると、数か月程度で実施例３と略同等の温度に収束する傾向が確認できた。従って、伝熱マットを利用することにより、加温期間を１か月程度に短縮できることが再度確認できた。
【００４７】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００４８】
上記実施形態では、コンクリートの打設期間を４月から９月までとし、コンクリートの打設を中断する期間を１０月から翌年３月までとした。しかし、この期間は例示であり、打設期間及び工事中断期間はこれに限定されることはない。降雪や雨量の多い期間といったダムが設置されている場所の状況に応じて適宜変更してよい。例えば、コンクリートの打設期間を３月から１１月までとし、コンクリートの打設を中断する期間を１２月から翌年２月までとしてもよい。
【００４９】
上記実施形態では、工程Ｓ４ａでは、予熱領域１６の加温と下段打設予定領域１５へのコンクリートの打設とが並行して行われる期間を有していればよい。すなわち、予熱領域１６の加温と下段打設予定領域１５へのコンクリートの打設とが同時に開始されなくてもよい。例えば、予熱領域１６をシート３０で覆ってから（工程Ｓ３）、所定期間（例えば１か月）経過後に下段打設予定領域１５へのコンクリートの打設を開始してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…嵩上げ堤体、１０…既設堤体、１１…既設法面、１２…既設天端、１４…境界、１３…上段打設予定領域、１３ａ…法面領域、１３ｂ…天端領域、１５…下段打設予定領域、１６…予熱領域、２０…新設堤体、２１…嵩上げ部、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…コンクリート、２２…嵩増し部、３０…シート、３１…吸熱層、３２…保温層、Ｅ…太陽エネルギ、Ｋ１…第１打設期間、Ｋ２…工事中断期間、Ｋ３…第２打設期間、ＬＴ…温度境界、ＬＤ…打設境界。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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