(57)【要約】【課題】台形ＣＳＧダムの築造において、ＣＳＧ供給設備の稼働有効率を向上させることができるダムの施工方法を提供することを課題とする。【解決手段】ＣＳＧの供給を受けてＣＳＧ層を連続して打設するＣＳＧ打設工程と、ｎ層及び（ｎ＋１）層の打設に並行して、ＣＳＧ層から一定間隔を保った位置に前記プレキャスト型枠を設置する型枠設置工程と、（ｎ＋１）層及び（ｎ＋２）層の打設に並行して、２層分のＣＳＧ層とプレキャスト型枠との間に保護コンクリート材を打設するコンクリート打設工程と、からなるＣＳＧ打設工程、型枠設置工程及びコンクリート打設工程を順次並行して実施することで、ＣＳＧ打設工程を連続して実施することを特徴とする。【効果】ＣＳＧ供給設備を連続的に運転することができ、台形ＣＳＧダムの築造コストを下げることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から見た形状が逆三角形に近似し、上流から下流へ切断した断面の形状が台形形状をしているダムを、ＣＳＧと呼ばれる材料で築造するときの施工方法であって、
１層の高さが５００ｍｍ〜１０００ｍｍのＣＳＧ層を、順次打設してダムを築造するために、毎時間当たり一定量のＣＳＧを供給するＣＳＧ供給設備を準備し、前記ＣＳＧ層の２層分の高さのプレキャスト型枠を準備し、２層分のＣＳＧ層と前記プレキャスト型枠との間に流し込む保護コンクリート材を準備しておき、
任意のＣＳＧ層をｎ層、このｎ層の上に打設されるＣＳＧ層を（ｎ＋１）層、この（ｎ＋１）層の上に打設されるＣＳＧ層を（ｎ＋２）層のように多数層を順に呼ぶときに、
毎時間当たり一定量のＣＳＧの供給を受けてＣＳＧ層を連続して打設するＣＳＧ打設工程と、
前記ｎ層及び前記（ｎ＋１）層の打設に並行して、前記ＣＳＧ層から一定間隔を保った位置に前記プレキャスト型枠を設置する型枠設置工程と、
前記（ｎ＋１）層及び前記（ｎ＋２）層の打設に並行して、２層分のＣＳＧ層とプレキャスト型枠との間に保護コンクリート材を打設するコンクリート打設工程と、
からなる前記ＣＳＧ打設工程、前記型枠設置工程及びコンクリート打設工程を順次並行して実施することで、前記ＣＳＧ打設工程を連続して実施することを特徴とする台形ＣＳＧダムの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＳＧで築造される台形ＣＳＧダムの施工方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＧは、ダム建設現場（付近を含む。）で得られる天然の岩石を材料（現地発生材料）とし、この現地発生材料に少量のセメントを加えて混合したものを意味し、ＣＳＧ（Ｃｅｍｅｎｔｅｄ  Ｓａｎｄ  ａｎｄ  Ｇｒａｖｅｌ）と呼称される。
【０００３】
ＣＳＧでは、材料がダムサイト近傍で調達できて材料の調達コスト及び運搬コストを押さえることができるため、建設コストの削減が容易に図れる。また、セメントの量を最小限に抑えることで、セメントの調達費用を圧縮することができる。
【０００４】
一方、ダムには多様の形式があるが、その中に、断面が台形形状を呈する、台形ダムが含まれる。この台形ダムをＣＳＧで築造する施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１６３２８３公報（図１１、図１２）
【０００５】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図７は従来の技術の基本原理を説明する図であり、先ず、（ａ）に示すように、ＣＳＧの第１層１０１を打設する。次に、（ｂ）に示すようにプレキャスト型枠１０２を設置する。このプレキャスト型枠１０２は、第１層１０１の高さ（厚さ）の２倍の高さを有する。次に（ｃ）に示すように、第１層１０１上にＣＳＧの第２層１０３を打設する。この第２層１０３の上面とプレキャスト型枠１０２の上面とは同一高さになる。そこで、プレキャスト型枠１０２と第１・第２層１０１、１０３との間に保護コンクリート１０４を打設する。これで、１施工サイクルを終了する。
【０００６】
（ａ）、（ｂ）に１日、（ｃ）、（ｄ）に１日掛ければ、１施工サイクルは、２日で完了する。このような施工サイクルを、繰り返すことで、必要な高さのダムが出来上がる。
例えば、第１・第２層１０１、１０３の合計高さが１ｍで、ダムの高さが５０ｍであれば、５０回施工サイクルを繰り返せばよく、計算上は１００日でダムが完成することになる。
【０００７】
従来の技術にはＣＳＧで築造するため、ダムの建造コストを下げることができると共に、施工サイクルが明確であるため、工期の計算が容易になるという利点がある。しかし、現実に施工すると、次に述べる問題があることが判明した。
【０００８】
図８は台形ＣＳＧダムの正面図であり、台形ＣＳＧダム１１０は、谷川１１１をせき止める堰であるため、谷川１１１の上流側（又は下流側）から見ると、ほぼ逆三角形状を呈する。
図９は図８の９−９線断面図、すなわち、上流から下流へ切断した断面図であり、台形ＣＳＧダム１１０は、上部が狭く、下部が広い台形断面を呈する。
【０００９】
図１０は台形断面を簡略化した図であり、台形ＣＳＧダムは（ａ）に示されるように、上流側から見た形状は、底辺の長さがａで、高さがｈである逆三角形１１３とみなすことができる。そして、（ｂ）に示されるように、上流から下流へ切断した断面の形状は、底辺の長さがｂで、高さがｈである三角形１１４とみなすことことができる。
【００１０】
なお、三角形の頂点が上位で同底辺が下位である「三角形」に対して、「逆三角形」は底辺が上位で頂点が下位であって、「三角形」に対して上下が「逆」になっているものをいう。
【００１１】
逆三角形１１３の頂点並びに三角形１１４の底辺を通る横線から直角に立ち上がる縦線をｘ軸としたときに、ｘは０からｈまで変化する。任意のｘを通る横線１１５で切断される線分の長さを各々ａ１、ｂ１とする。横線１１５で切断された面の面積をｙとすれば、この面積ｙは、（ｃ）に示されるように、縦がａ１で横がｂ１の長方形で表される。すなわちｙ＝ａ１×ｂ１となる。
【００１２】
（ａ）における逆三角形１１３では、ａ１：ａ＝ｘ：ｈの比例関係が成立し、ａ１＝（ａｘ／ｈ）と整理することができる。
（ｂ）における三角形１１４では、ｂ１：ｂ＝（ｈ−ｘ）：ｈの比例関係が成立し、ｂ１＝ｂ（ｈ−ｘ）／ｈと整理することができる。
ａ１×ｂ１は、（ａｘ／ｈ）・ｂ（ｈ−ｘ）／ｈ＝ｘ（ｈ−ｘ）・（ａｂ／ｈ２）となる。（ａｂ／ｈ２）は常数であるから、これを常数αに置き換える。
【００１３】
以上の結果、面積ｙは、ｙ＝αｘ（ｈ−ｘ）＝−αｘ２＋αｈｘで表される２次関数となる。この２次関数は、ｘ＝０とｘ＝ｈでｙ＝０となり、ｘ２の符号が負（−）であるため、図１１に示すような、上に凸の２次関数曲線になる。
【００１４】
図１２は台形ＣＳＧダムの平断面の面積を説明する図であり、（ａ）に示される三角形１１４に、（ｂ）に示されるグラフを添えた。このグラフは横軸がｙ軸で、縦軸がｘ軸であるため、２次関数曲線は右へ凸になっている。
【００１５】
この２次関数曲線は台形ＣＳＧダムを水平線で分割したときの各層の面積に相当し、各層に打設するＣＳＧの打設量を表している。
縦軸でｈ／２の高さで、ＣＳＧの打設量が最大となる。
【００１６】
そこで、横軸に印したＹ／２の面積を賄うことができるＣＳＧ供給設備を、２基準備した。２基でＹの面積を賄うことができるからである。
そして、縦軸で、高さ０〜Ｐ１の範囲では、１基のＣＳＧ供給設備だけを運転する。高さＰ１〜Ｐ２の範囲では、２基のＣＳＧ供給設備を運転する。高さＰ２〜ｈの範囲では、１基のＣＳＧ供給設備だけを運転する。１基のＣＳＧ供給設備を適宜休止させることで、設備の効率化を図ることができる。
【００１７】
しかし、斜線部１１６、１１７、１１８及び１１９は、ＣＳＧ供給設備が無駄に運転され、設備の稼働有効率が低下する。この結果、台形ＣＳＧダムの建造コストが嵩むことになる。
斜線部１１６、１１７、１１８及び１１９を圧縮又はゼロにすることができることが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、台形ＣＳＧダムの築造において、ＣＳＧ供給設備の稼働有効率を向上させることができるダムの施工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に係る発明は、上流側から見た形状が逆三角形に近似し、上流から下流へ切断した断面の形状が台形形状をしているダムを、ＣＳＧと呼ばれる材料で築造するときの施工方法であって、
１層の高さが５００ｍｍ〜１０００ｍｍのＣＳＧ層を、順次打設してダムを築造するために、毎時間当たり一定量のＣＳＧを供給するＣＳＧ供給設備を準備し、前記ＣＳＧ層の２層分の高さのプレキャスト型枠を準備し、２層分のＣＳＧ層と前記プレキャスト型枠との間に流し込む保護コンクリート材を準備しておき、
任意のＣＳＧ層をｎ層、このｎ層の上に打設されるＣＳＧ層を（ｎ＋１）層、この（ｎ＋１）層の上に打設されるＣＳＧ層を（ｎ＋２）層のように多数層を順に呼ぶときに、
毎時間当たり一定量のＣＳＧの供給を受けてＣＳＧ層を連続して打設するＣＳＧ打設工程と、
前記ｎ層及び前記（ｎ＋１）層の打設に並行して、前記ＣＳＧ層から一定間隔を保った位置に前記プレキャスト型枠を設置する型枠設置工程と、
前記（ｎ＋１）層及び前記（ｎ＋２）層の打設に並行して、２層分のＣＳＧ層とプレキャスト型枠との間に保護コンクリート材を打設するコンクリート打設工程と、
からなる前記ＣＳＧ打設工程、前記型枠設置工程及びコンクリート打設工程を順次並行して実施することで、前記ＣＳＧ打設工程を連続して実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明では、ＣＳＧ打設工程、型枠設置工程及びコンクリート打設工程を順次並行して実施するので、ＣＳＧ打設工程の連続実施が可能となった。ＣＳＧ打設工程は、毎時間当たり一定量のＣＳＧの供給を受けて連続的に実施する。
ＣＳＧの供給が過剰になる心配はない。この結果、ＣＳＧ供給設備を最大限有効に活用することができ、台形ＣＳＧダムの築造コストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１はある層の平面断面図であり、台形ＣＳＧダムのある層（例えばｎ層）の平面断面形状を、縦がａ１で横がｂ１である長方形に簡略化して示した図である。図の左から右へ施工を進めるものとして、１区〜４区の工区を定める。なお、工区の数は任意であるがここでは、便宜上４とした。
【００２２】
図２は本発明に係る台形ＣＳＧダムの施工工程図であり、横軸が時間軸である。この時間軸の下の第１行は型枠工（プレキャスト型枠設置工程）、第２行はＣＳＧ工（ＣＳＧ打設工程）、第３行はコンクリート工（保護コンクリート打設工程）を示す。
時間軸に付したＴ１〜Ｔ８の時点における施工状態を、図３以降で詳しく説明する。
【００２３】
ＣＳＧ層のｎ層と（ｎ＋１）層とからなる２層分に対応する型枠の層をＡ層と定義し、（ｎ＋２）層と（ｎ＋３）層とからなる２層分に対応する型枠の層をＢ層と定義する。
第１行の型枠工において、時間軸のＴ０を始点として、Ａ層での１区〜４区のプレキャスト型枠設置を実施する。
【００２４】
第１行のＡ層の１区（型枠工）が終了した時点で、第２行のＣＳＧ工程では、ｎ層での１区〜４区のＣＳＧ打設を開始する。ｎ層の４区の次に、アイドル時間Ｉｄ１を置くことが望ましい。アイドル時間Ｉｄ１は、４区から１区へブルドーザや振動ローラなどの重機を回送することや、１区〜４区の施工中に発生した遅れを吸収することを目的に決定される。ただし、アイドル時間Ｉｄ１は、施工能率の低下に繋がるので、極力短い時間に設定する。同じ理由で、（ｎ＋１）層や（ｎ＋２）層の４区の次にもアイドル時間Ｉｄ１を置くことが望ましい。
【００２５】
アイドル時間Ｉｄ１の後に、（ｎ＋１）層での１区〜４区のＣＳＧ打設を実施する。
なお、第２行のＣＳＧ工において、ｎ層の打設は、Ｔ０から施工することは可能であるが、好ましくは、第１行のＡ層の１区が終了した時点で、開始する。工区が重複して隣接していると、重機同士の干渉や重機と作業者の干渉が問題となるが、この例のようにＡ層の工区とｎ層の工区が異なって離れていれば、重機の扱いが楽になり、労働安全上も好ましい。
【００２６】
第３行のコンクリート工では、第１行のＡ層に対応する保護コンクリート打設の層をａ層と定義し、Ｂ層に対応する保護コンクリート打設の層をｂ層と定義する。
第３行のコンクリート工において、ａ層のコンクリート打設は、第２行の（ｎ＋１）層が始まれば、施工可能である。しかし、好ましくは、第２行の（ｎ＋１）層の１区が終了した時点で、開始する。工区が重複して隣接していると、重機同士の干渉や重機と作業者の干渉が問題となるが、この例のように（ｎ＋１）層の工区とａ層の工区が異なって離れていれば、重機の扱いが楽になり、労働安全上も好ましい。
【００２７】
第２行のＣＳＧ工において、（ｎ＋１）層での１区〜４区のＣＳＧ打設を実施し、アイドル時間Ｉｄ１の後に、（ｎ＋２）層での１区〜４区のＣＳＧ打設を実施するが、第１行のＢ層の１区の型枠工が、（ｎ＋２）層のＣＳＧ打設を実施する前に終了することができるよう、第１行のＢ層の１区の型枠設置を実施する。
そして、第２行で、（ｎ＋２）層での１区〜４区のＣＳＧ打設を実施し、アイドル時間Ｉｄ１の後に、（ｎ＋３）層での１区〜４区のＣＳＧ打設を実施する。
【００２８】
第３行のコンクリート工において、ｂ層のコンクリート打設は、第２行の（ｎ＋３）層の１区が終了した時点で、開始する。
【００２９】
次に、図２のＴ１〜Ｔ８に対応する施工現場の状態を説明する。
図２において、Ｔ１では、型枠工のみが実施され、施工はＡ層の１区の途中まで進んでいる。このときの施工状態は、図３（ａ）に示されるとおりである。
図２において、Ｔ２では、型枠工はＡ層の２区の途中まで進んでいる。これに並行してＣＳＧ工はｎ層の１区の途中まで進んでいる。このときの施工状態は、図３（ｂ）に示されるとおりである。図３（ｂ）のＣ矢視図である、図３（ｃ）によれば、ｎ層（ＣＳＧ層）の両側に所定の間隔Ｌ、Ｌを置いて、左右のＡ層（プレキャスト型枠）が設置されている。
【００３０】
図２において、Ｔ３では、ＣＳＧ工はＡ層が終了し、ＣＳＧ工はｎ層の４区まで進んでいる。このときの施工状態は、図４（ａ）に示されるとおりである。
図２において、Ｔ４では、ＣＳＧ工は（ｎ＋１）層の２区の途中まで進んでいる。さらに、コンクリート工がａ層の１区の途中まで進んでいる。このときの施工状態は、図４（ｂ）に示されるとおりである。図４（ｂ）のＣ矢視図である、図４（ｃ）によれば、ｎ層と（ｎ＋１）層とから２層分のＣＳＧ工と、左右のＡ層（プレキャスト型枠）との間に、ａ層（保護コンクリート）が打設されている。
【００３１】
図２において、Ｔ５では、ＣＳＧ工は（ｎ＋１）層の打設が終了し、型枠工はＢ層の１区の途中まで進んでいる。さらに、コンクリート工がａ層の４区の途中まで進んでいる。このときの施工状態は、図５（ａ）に示されるとおりである。
図２において、Ｔ６では、型枠工はＢ層の２区の途中まで進んでいる。これに並行してＣＳＧ工は（ｎ＋２）層の１区の途中まで進んでいる。このときの施工状態は、図５（ｂ）に示されるとおりである。図５（ｂ）のＣ矢視図である、図５（ｃ）によれば、（ｎ＋２）層（ＣＳＧ層）の両側に所定の間隔Ｌ、Ｌを置いて、左右のＢ層（プレキャスト型枠）が設置されている。
【００３２】
図２において、Ｔ７では、型枠工のＢ層が終了し、ＣＳＧ工は（ｎ＋３）層の１区の途中まで進んでいる。このときの施工状態は、図６（ａ）に示されるとおりである。
図２において、Ｔ８では、ＣＳＧ工は（ｎ＋３）層の２区の途中まで進んでいる。さらに、コンクリート工がｂ層の１区の途中まで進んでいる。このときの施工状態は、図６（ｂ）に示されるとおりである。図６（ｂ）のＣ矢視図である、図６（ｃ）によれば、（ｎ＋２）層と（ｎ＋３）層とから２層分のＣＳＧ工と、左右のＢ層（プレキャスト型枠）との間に、ｂ層（保護コンクリート）が打設されている。
【００３３】
図２では、ＣＳＧの第１層、第２層、第３層・・・第ｍ層を、ｎ層、（ｎ＋１）層、（ｎ＋２）層、（ｎ＋３）層の記載により一般化した。すなわち、ＣＳＧ工は連続的に施工する。この結果、ＣＳＧ供給設備を連続的に運転することができ、第１層、第２層、第３層・・・第ｍ層を休み無く打設する。この結果、図１２（ｂ）に符号１１６〜１１９で示した斜線部、すなわち無駄部分を無くすことができる。したがって、ＣＳＧの供給が過剰になる心配はない。この結果、ＣＳＧ供給設備を最大限有効に活用することができ、台形ＣＳＧダムの築造コストを下げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ＣＳＧで築造される台形ＣＳＧダムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ある層の平面断面図である。
【図２】本発明に係る台形ＣＳＧダムの施工工程図である。
【図３】図２でのＴ１、Ｔ２に対応する施工状態図である。
【図４】図２でのＴ３、Ｔ４に対応する施工状態図である。
【図５】図２でのＴ５、Ｔ６に対応する施工状態図である。
【図６】図２でのＴ７、Ｔ８に対応する施工状態図である。
【図７】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【図８】台形ＣＳＧダムの正面図である。
【図９】図８の９−９線断面図である。
【図１０】台形断面を簡略化した図である。
【図１１】上に凸の２次関数曲線図である。
【図１２】台形ＣＳＧダムの平断面の面積を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１０…台形ＣＳＧダム、１１１…谷川、１１３…逆三角形、１１４…三角形、ｎ層、（ｎ＋１）層、（ｎ＋２）層、（ｎ＋３）層…ＣＧＳ層、Ａ層〜Ｂ層…プレキャスト型枠、ａ層〜ｂ層…保護コンクリート。
【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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