(57)【要約】【課題】  安価な仮締切を形成することでダム堤体の削孔にかかるコストを低減する。【解決手段】  ダム堤体１に貫通孔４を削孔するダム堤体１の削孔方法である。ダム堤体１の下流側から上流側に向かって削孔機を前進させてダム堤体１を削孔し、削孔機の先端がダム堤体１の上流側に到達したら、削孔機の先端から固結剤を放出し、固結剤を固結させて貫通孔４の上流側の開口を閉塞する固結剤仮締切３を形成することで、ダム湖水が貫通孔４の形成と同時に貫通孔４に流れ込むことを防ぐことができる。ダム堤体の上流側に巨大な仮締切構造を設ける必要がなく、安価にダム水域を仮締切することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダム堤体に貫通孔を削孔するダム堤体の削孔方法であって、ダム堤体の下流側から上流側に向かって削孔機を前進させてダム堤体を削孔し、削孔機の先端がダム堤体の上流側に到達したら、削孔機の先端から固結剤を放出し、固結剤を固結させて貫通孔の上流側の開口を閉塞する固結剤仮締切を形成することを特徴とするダム堤体の削孔方法。
【請求項２】
前記固結剤はダム堤体の上流側に堆積した堆砂を固結させて前記固結剤仮締切を形成することを特徴とする請求項１に記載のダム堤体の削孔方法。
【請求項３】
前記削孔機としてコアボーリング機械を用い、前記固結剤仮締切を形成した後にコアコンクリートを除去することを特徴とする請求項１または２に記載のダム堤体の削孔方法。
【請求項４】
請求項３に記載のダム堤体の削孔方法で用いるコアボーリング機械において、ダム堤体の下流側に設置された本体部に固結剤を注入する注入口を設けるとともに、注入された固結剤を、ダム堤体を掘削するビットの先端まで搬送する搬送管を設けたことを特徴とするコアボーリング機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム堤体に貫通孔を削孔して流路を設ける削孔方法及びコアボーリング機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、既設ダムに取水設備や放流設備等を増設したり改良したりする、既設ダムの再開発が進められている。このような再開発を行う場合には、ダム堤体の作業場周辺の水域を仮締切しなければならない。しかしダムの水深は極めて深いため、鋼矢板を水底地盤に打ち込んで矢板壁を構築する従来の工法では、大きな水圧に耐えることができなかった。
【０００３】
そこで、例えばＨ形の矢板を水底地盤に連続的に打ち込んで半筒状の二重矢板壁を構築し、この二重矢板壁内にコンクリートを打設して止水壁とする仮締切構造が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３０５４８５１号公報（第２−３頁、第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ダムの水深は極めて深いため、特許文献１の方法では水底地盤から水面上まで達する巨大な止水壁を設けるために大量の鋼材及びコンクリートが必要となり工事費用がかさみ、また工事終了後には止水壁を撤去するため廃棄費用がかさむという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、安価な仮締切を形成することでダム堤体の削孔にかかるコストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、図１に示すように、ダム堤体１に貫通孔４を削孔するダム堤体１の削孔方法であって、ダム堤体１の下流側から上流側に向かって削孔機（ビット２０）を前進させてダム堤体１を削孔し、削孔機（ビット２０）の先端がダム堤体１の上流側に到達したら、削孔機（ビット２０）の先端から固結剤を放出し、固結剤を固結させて貫通孔４の上流側の開口を閉塞する固結剤仮締切３を形成することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ダム堤体１の下流側から上流側に向かって削孔機を前進させてダム堤体１を削孔し、削孔機の先端がダム堤体１の上流側に到達したら、削孔機の先端から固結剤を放出し、固結剤を固結させて貫通孔４の上流側の開口を閉塞する固結剤仮締切３を形成することで、ダム湖水が貫通孔４の形成と同時に貫通孔４に流れ込むことを防ぐことができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のダム堤体１の削孔方法において、前記固結剤はダム堤体１の上流側に堆積した堆砂２を固結して前記固結剤仮締切３を形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、ダム堤体１の上流側に堆積した堆砂２を固結させて固結剤仮締切３を形成するため、貫通孔４の上流側の開口を閉塞するのに必要な固結材の量を節約することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のダム堤体１の削孔方法において、前記削孔機としてコアボーリング機械６を用い、前記固結剤仮締切３を形成した後にコアコンクリートを除去することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、削孔機としてコアボーリング機械６を用い、固結剤仮締切３を形成した後にコアコンクリートを除去するため、前断面掘削をする場合よりも工期を短縮することができるとともに、騒音や振動を減らすことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のダム堤体１の削孔方法で用いるコアボーリング機械６において、ダム堤体１の下流側に設置された本体部１０に固結剤を注入する注入口１４を設けるとともに、注入された固結剤を、ダム堤体１を掘削するビット２０の先端まで搬送する搬送管２１を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、ダム堤体１の下流側に設置された本体部１０に固結剤を注入する注入口１４を設けるとともに、ダム堤体１を掘削するビット２０の先端まで注入された固結剤を搬送する搬送管２１を設けたため、ダム堤体１に貫通孔４を設けた後に、注入口１４から固結剤を注入し、ビット２０の先端から固結剤を放出して固結剤仮締切３を形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ダム堤体の下流側から削孔機を上流側に前進させてダム堤体を削孔するとともに、削孔機の先端がダム堤体の上流側に到達したら、削孔機の先端から固結剤を放出し、固結剤を固結させて貫通孔の上流側の開口を閉塞する固結剤仮締切を形成するため、ダム湖水が貫通孔の形成と同時に貫通孔に流れ込むことを防ぐことができる。このため、ダム堤体の上流側に巨大な仮締切構造を設ける必要がなく、安価にダム水域を仮締切することができ、総コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のダム堤体１の削孔方法で用いるコアボーリング機械６、及びダム堤体１に形成された固結剤仮締切３を示す概略図である。図１において、コアボーリング機械６はダム堤体１の下流側に取り付けられており、固結剤仮締切３はダム堤体１の上流側に形成されている。
【００１６】
コアボーリング機械６は、図１に示すように、ベース７と、支柱８と、本体部１０とからなる。ベース７は図示しないアンカーボルトによりダム堤体１に固定されている。ベース７はダム堤体１に設ける貫通孔４の方向と平行に支柱８を支持する。支柱８は、その角度により、コアボーリング機械６の削孔方向を定める。
【００１７】
本体部１０は、スライドブロック１１と、スペーサー１２と、モーター部１３と、ビット２０とからなる。スライドブロック１１は支柱８の軸方向に移動自在に設けられており、本体部１０を支柱８の軸方向に移動させる。スペーサー１２はスライドブロック１１とモーター部１３とを所定の間隔に設定する。モーター部１３はビット２０を回転させるモーターが内蔵されている。また、モーター部１３には、固結剤を注入する注入口１４が設けられている。注入口１４はビット２０に設けられた搬送管２１と連通している。固結剤として２液混合型の固結剤を用いる場合には、２つの異なる注入口１４ａ、１４ｂを設ける。
【００１８】
ビット２０は図２に示すように、管形状をしており、後端でモーターに接続されている。また、ビット２０の先端には、ダム堤体１を削孔する刃２０ａが設けられている。モーターでビット２０を回転させ、スライドブロック１１を支柱８に沿って上流側に前進させ、ビット２０をダム堤体１に当接させることで、ダム堤体１を削孔する。
【００１９】
また、ビット２０は図３に示すように、先端に刃２０ａが設けられた刃部２２と、後端でモーター部１３に接続される基部２３と、刃部２２と基部２３との間の管部２４とを接続する構成とすることが好ましい。これらの部材は螺合させる等の任意の接続方法で接続することができる。
【００２０】
重力式ダムの堤体は下部にいくほど厚くなるが、このような構成のビット２０では、刃部２２と基部２３との間の管部２４を複数にすることで、ビット２０の長さを任意の長さに設定してダムの厚さにあわせて貫通孔４を形成することができる。
【００２１】
また、ビット２０には、注入口１４から注入された固結剤を先端まで搬送する搬送管２１が設けられている。搬送管２１としては、削孔時にビット２０を冷却する冷却水を給水する給水管を用いてもよいし、また、固結剤専用の搬送管２１を設けてもよい。搬送管２１は、ビット２０の先端の刃２０ａの間から固結剤を放出する。
【００２２】
搬送管２１は、削孔作業の妨げとならないように、ビット２０の管壁の内部に設けられている。また、固結剤として２液混合型の固結剤を用いる場合には、２つの異なる搬送管２１ａ、２１ｂを並べて設けてもよい。
【００２３】
固結剤としては、注入工法などに用いる一般的な注入剤を用いることができる。２液混合型の固結剤としても、一般的な注入剤を用いることができ、例えばウレタンフォーム系の注入剤や、シリカレジン系の注入剤等を用いることができる。
【００２４】
固結剤仮締切３は、ダム堤体１に形成された貫通孔４の上流側の開口を閉塞し、ダム湖内の水が貫通孔４に流入することを防いでいる。固結剤仮締切３は、貫通孔４の上流側の開口付近に堆砂２が堆積していない場合には、ビット２０の先端から放出された固結剤が固化して形成される。
【００２５】
また、貫通孔４の上流側の開口付近が堆砂２で閉塞されている場合には、固結剤が堆砂２を固めて固結剤仮締切３を形成する。この場合、固結剤として、モルタル系の土壌改良剤等を用いてもよい。堆砂２を固結剤で固めて固結剤仮締切３を形成する場合には、貫通孔４の上流側の開口を閉塞するのに必要な固結材の量を節約することができる。
【００２６】
ここで、ダム堤体１に貫通孔４を形成して取水設備や放流設備等を設ける方法について説明する。まず、コアボーリング機械６のベース７をアンカーボルト等でダム堤体１に固定する。次に、支柱８をベース７に取り付け、削孔する貫通孔４の方向に支柱８の軸方向を合わせて固定する。次に、支柱８に本体部１０を取り付け、スペーサー１２によりビット２０の先端位置を調整し、コアボーリング機械６の設置を完了する。
【００２７】
次に、モーターを回転させ、ビット２０を回転させながら、スライドブロック１１によりビット２０を一定速度で上流に向かって前進させ、ダム堤体１を削孔する。削孔深さがビット２０の長さに達したら、一端ビット２０を後退させ、刃部２２と基部２３との間に管部２４を継ぎ足し、再びビット２０を回転させながら前進させ、ダム堤体１を削孔する。以上の操作をビット２０の先端がダム堤体１の上流側の面に到達するまで繰り返す。
【００２８】
また、刃部２２と基部２３との間に管部２４を継ぎ足す代わりに、図４に示すように、基部２３とモーター部１３との間に延長軸２５を継ぎ足してもよい。なお、延長軸２５の内部には、注入口１４及びビット２０の搬送管２１と接続される図示しない延長管が設けられている。
【００２９】
延長軸２５を継ぎ足す場合には、まず、削孔深さがビット２０の長さに達したら、一端ビット２０を後退させ、延長軸２５を継ぎ足すとともに、コアコンクリートを取り除く。次いで、再びビット２０を回転させながら前進させ、ダム堤体１を削孔する。管部２４を継ぎ足す場合と同様に、以上の操作をビット２０の先端がダム堤体１の上流側の面に到達するまで繰り返す。
【００３０】
ビット２０の先端がダム堤体１の上流側の面に到達したら、ビット２０の回転及び前進を止め、ビット２０の先端から固結剤を放出する。放出された固結剤は速やかに固化して固結剤仮締切３を形成し、ダム堤体１に形成された貫通孔４の上流側の開口を閉塞する。
【００３１】
ダム湖の堆砂２が開口まで堆積している場合には、開口付近の堆砂２を固結剤により固化して固結剤仮締切３を形成する。なお、固結剤を放出する際に、ビット２０を回転させていてもよい。ビット２０を回転させることで２液からなる固結剤を攪拌して混合し、反応を促進させることができる。
【００３２】
固結剤仮締切３が形成されたら、ビット２０を貫通孔４から引き抜く。次いで貫通孔４の内部に残されたコアコンクリートを引き抜く。以上のようにして上流側の開口を固結剤仮締切３により閉塞された貫通孔４が完成する。なおコアコンクリートの引き抜きは、ビット２０を延長する度に行ってもよいし、貫通孔４が完成してから行ってもよい。
【００３３】
ダム堤体１に設ける貫通孔４をビット２０の口径よりも大口径とする場合には、複数の貫通孔４を形成し、貫通孔４同士を一体とする。例えば、図６に実線で示した形状の取水口５を設ける場合には、まず、図５に示すように、小さな貫通孔４を複数設けるとともに、各貫通孔４に固結剤仮締切３を形成する。次に、図６に示すように、形成された貫通孔４（先行貫通孔４ａ）同士の間をビット２０で削孔し、貫通孔４（遅行貫通孔４ｂ）を形成するとともに、固結剤仮締切３を形成する。以上の工程により、貫通孔４ａ、４ｂ同士を一体に形成することができ、内側を平滑にして取水口５とすることができる。
【００３４】
次いで貫通孔４（取水口５）内にゲート等、取水設備や放流設備等に必要な装備を取り付ける。最後に固結剤仮締切３を取り除き、作業を完了する。以上のようにしてダムに貫通孔４を設けて取水設備や放流設備等を設けることができる。
【００３５】
なお、以上の実施の形態においては、コアボーリング機械６を用いてダム堤体１からコアコンクリートを引き抜いて貫通孔４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばシールドマシンを用いて前断面掘削してもよい。
【００３６】
また、ビット２０や刃２０ａの形状等も任意であり、固結剤仮締切３の形状や、その他具体的な細部構造等についても適宜変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のダム堤体の削孔方法を示す概略断面図である。
【図２】本発明のダム堤体の削孔方法で用いる削孔機の形態例を示す図であり、斜視図である。
【図３】同、側面図である。
【図４】本発明のダム堤体の削孔方法を示す概略断面図である。
【図５】本発明のダム堤体の削孔方法を示す概略断面図である。
【図６】本発明のダム堤体の削孔方法を示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１     ダム堤体
２     堆砂
３     固結剤仮締切
４     貫通孔
６     コアボーリング機械
１０   本体部
１４   注入口
２０   ビット
２１   搬送管
【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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