(57)【要約】【課題】どのようなタイプの貯水ダムにも適用できるとともに、流木や岩塊などの大きな堆積物も除去可能で、貯水の後利用に悪影響を及ぼすことがないケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法を提供する。【解決手段】貯貯水ダムの堆積物除去方法において、ケーソン１を堆積物まで沈降させるケーソン沈降工程と、揚重施設を設置する揚重施設設置工程と、堆積物を吸引する浚渫口をケーソン１に形成する浚渫口形成工程と、を備え、浚渫口（浚渫管５）を通じてケーソン１の内部に堆積物Ｔを取り込み、取り込んだ当該堆積物Ｔから揚重施設を用いて流木や岩石などの大型堆積物Ｔ１を吊り上げ分別し、残りの堆積物をケーソン１外へ排出する。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水ダムに堆積した堆積物を除去する貯水ダムの堆積物除去方法であって、
下端が尖った刃口を有する刃口版を最下部に有し、その刃口版の上方に上下が開口した函体からなる複数の一般ケーソン部材を備えたケーソンを、前記堆積物まで沈降させるケーソン沈降工程と、
前記ケーソンの上部にクレーンなどの揚重施設を設置する揚重施設設置工程と、
前記堆積物を吸引する浚渫口を前記ケーソンに形成する浚渫口形成工程と、を備え、
前記浚渫口を通じて前記ケーソンの内部に前記堆積物を取り込み、取り込んだ当該堆積物から前記揚重施設を用いて流木や岩石などの大型堆積物を吊り上げ分別し、残りの堆積物を前記ケーソン外へ排出すること
を特徴とするケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項２】
前記ケーソン沈降工程では、前記ケーソンの沈降方向をガイドする沈降ガイドに沿って沈降させること
を特徴とする請求項１に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項３】
前記浚渫口形成工程では、前記堆積物を吸引する浚渫管を前記ケーソンの内部から外部へ向け突設すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項４】
前記ケーソンが前記堆積物まで沈降した後、前記刃口版下の刃口内に圧縮空気を送り込みドライエリアを形成して前記刃口内の堆積物を掘削する堆積物掘削工程を備え、
前記ケーソンの上部構築と前記堆積物掘削工程とを繰り返して前記貯水ダムの底面まで前記ケーソンを到達させること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項５】
前記浚渫口の上方に前記ケーソンの内部を上下に区画する区画床を設置する区画床設置工程を備え、
前記区画床で区画され前記刃口版との間に設けられた取込室を負圧にすることにより、前記浚渫口を通じて前記堆積物を前記取込室内に吸引して取り込むこと
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項６】
前記ケーソンの内部の前記刃口版の上方にヘドロや砂などの細粒物が透過する透過床を設置する透過床設置工程を備え、
前記透過床を用いて前記ケーソンの内部へ取り込んだ堆積物から前記細粒物を落下させて分別し、分別した前記細粒物を前記透過床の下方から前記ケーソンの外部へ排出すること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項７】
前記ケーソンの内部から掘り進んで前記堤体を貫通する排砂孔を新設する排砂孔新設工程を備え、
新設した前記排砂孔を通じて前記細粒物を前記ケーソンの内部から排出すること
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項８】
前記ケーソンの上端付近から前記区画床の下方まで前記区画床を貫通して延び、前記大型堆積物を挿通可能な径の搬出管を設置する搬出管設置工程を備え、
この搬出管を通過させて前記揚重施設により前記大型堆積物を吊り上げて排出すること
を特徴とする請求項５に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項９】
前記ケーソンの上端の上方から前記透過床の下方まで延びるヘドロ排出管を設置するヘドロ排出管設置工程を備え、
このヘドロ排出管を通じて前記透過床を透過した前記細粒物のうち上層分であるヘドロを吸い上げて排出すること
を特徴とする請求項６に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【請求項１０】
前記ケーソンの内部は、複数の区画床で上下に区画され、堆積物の分別スペース又はダム管理施設のスペースとして利用されていること
を特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯水ダムの堆積物除去方法に関し、詳しくは、ケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貯水ダムは、水を一時貯留しておくダムであり、都市（水道）用水、農業用水、工業用水、又は揚水発電を含めた水力発電などの種々の用途に利用されている。しかし、このような貯水ダムは、上流からの倒木、岩石、土砂などの流入により、堆積物が堆積し、ダムの貯水量が低下してダムの種々の用途を発揮することができなくなってしまうという問題があった。
【０００３】
従来、このような問題を解決するため、クレーンなどの揚重機に取り付けられたグラブバケット等によって台船上から水底の堆積物を掴み揚げて浚渫するグラブ浚渫船工法や、その他、台船上からバックホウで堆積物を浚渫するバックホウ浚渫船工法、台船上からポンプにより堆積物を吸い上げるポンプ浚渫船工法など、貯水ダムの堆積物を除去する方法が種々提案されている。
【０００４】
しかし、グラブ浚渫船工法やバックホウ浚渫船工法では、浚渫する際に浚渫土と湖水とが混ざってしまうため、ダムに溜めた貯水の下流での後利用に悪影響がでるという問題があった。また、浚渫した堆積物に有害物が含まれている可能性もあり、その場合は、処理施設へ移送する必要がある。しかし、ダムの近辺では、浚った堆積物を流木と土砂などに仕分けするスペースを確保したり、他の仕分け場所に運搬したりすることが困難であるという問題もあった。その上、ポンプ浚渫船工法では、水圧に対抗するポンプ能力の限界により対応深度が２０ｍ程度しかないという問題もあった。
【０００５】
そして、このような従来の堆積物除去方法は、ダム内の堆積物を全て浚うのに時間がかかるうえ、堆積物が溜まる度に何度も繰り返し浚渫する必要があるという問題があった。さらに、これらの従来の堆積物除去方法は、不安定な台船等の上で重厚長大な揚重機等を操作するため、危険であるという問題もあった。
【０００６】
その他の貯水ダムの堆積物除去方法としては、例えば、特許文献１には、ダム湖等の貯水池２に堆積する土砂３を排砂管７により吸引して排出する排砂方法において、上記堆積された土砂３の表面４に、これに沿って上記堆積土砂３を覆うシート状部材５を敷設し、該シート状部材５の裏面部より上記堆積土砂３に上記排砂管７の吸引口１１を臨ませて、吸引排砂するようにした貯水池の排砂方法が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００４７］〜［００５８］、図面の図１等参照）。
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の貯水池の排砂方法は、サイフォン現象を利用しているため連続排砂はできるものの、吸引力に乏しく一旦堤体の頂上までポンプで汲み上げる必要があった。そのため、浚渫可能深度が２０ｍ程度であるという問題があった。さらに、特許文献１に記載の貯水池の排砂方法では、堆積物のうち砂などの小粒径の粒状のものしか排出することができず、流木や岩石などは、湖底に残ったままであるという問題もあった。
【０００８】
ケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法としては、特許文献２に、ダム建設時に仮排水路として堤体内に設けられ、ダム建設後はコンクリートが充填されて塞がれている仮排水路からコンクリートを撤去する工程と、コンクリートが充填されている仮排水路の上流側に開口を形成する工程と、上流側開口を形成する工程に先立ち上流側開口周りをケーソン部材１３，１５で囲って作業空間を形成する工程と、コンクリートを撤去したトンネルに堆積物を通過させるための放流通路を形成する工程と、堆積物を含む水の放流量を調整するため放流通路を開閉する手段を設ける工程と、を含む既設ダムにおける排砂設備の構築工法、及びその排砂設備を用いた堆積物の除去方法が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１４］〜［００２０］、図面の図１〜図４等参照）。
【０００９】
また、特許文献３には、貯砂ダム１０の湖底面に函体を沈設して仮設立坑１４を設置する工程と、排砂トンネル１３の先端部から仮設立坑に向けて推進工法により推進管３１を築造して先端部を函体に対して切り離し可能に連結する工程と、排砂トンネル内から排砂管１２を推進管内に挿入する工程と、函体と推進管とを切り離して仮設立坑を撤去する工程と、排砂管の先端部をダム湖の水面上に浮上させる工程と、ダム湖の湖面上において排砂管の先端部に土砂吸引装置を接続して沈設する工程と、土砂吸引装置により堆砂を吸引して排砂管１２を通して排砂トンネル１３の先端部に放流する工程と、からなるダム堆砂の排砂方法が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１１］〜［００２４］、図面の図１〜図１０等参照）。
【００１０】
しかし、特許文献２に記載の排砂設備を用いた堆積物の除去方法、及び特許文献３に記載のダム堆砂の排砂方法は、いずれも貯水ダムに仮排水路や排砂トンネルがあることが前提であり、古い貯水ダムなど仮排水路や排砂トンネルが無い場合は、そもそも適用できないという問題があった。
【００１１】
その上、特許文献２に記載の排砂設備を用いた堆積物の除去方法、及び特許文献３に記載のダム堆砂の排砂方法では、流水と一緒に排出できる粒状の土砂等は、排出して除去することができるものの、堆積物のうち流木や岩石などの大きなものは、除去することができないという問題もあった。また、このような流木や岩石などが放流通路や排砂管に詰まってしまい、堆積物の除去ができなくなるおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２７０２５６号公報
【特許文献２】特開２００６−３２８８１１号公報
【特許文献３】特開２０１２−２５５２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は、前述した問題を鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、どのようなタイプの貯水ダムにも、堆積物が湖水深く厚く堆積している場合でも適用できるとともに、流木や岩石などの大きな堆積物も除去可能で、且つ、貯水の下流での後利用に悪影響を及ぼすことがないケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、貯水ダムに堆積した堆積物を除去する貯水ダムの堆積物除去方法であって、下端が尖った刃口を有する刃口版を最下部に有し、その刃口版の上方に上下が開口した函体からなる複数の一般ケーソン部材を備えたケーソンを、前記堆積物まで沈降させるケーソン沈降工程と、前記ケーソンの上部にクレーンなどの揚重施設を設置する揚重施設設置工程と、前記堆積物を吸引する浚渫口を前記ケーソンに形成する浚渫口形成工程と、を備え、前記浚渫口を通じて前記ケーソンの内部に前記堆積物を取り込み、取り込んだ当該堆積物から前記揚重施設を用いて流木や岩石などの大型堆積物を吊り上げ分別し、残りの堆積物を前記ケーソン外へ排出することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項１に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記ケーソン沈降工程では、前記ケーソンの沈降方向をガイドする沈降ガイドに沿って沈降させることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項１又は２に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記浚渫口形成工程では、前記堆積物を吸引する浚渫管を前記ケーソンの内部から外部へ向け突設することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記ケーソンが前記堆積物まで沈降した後、前記刃口版下の刃口内に圧縮空気を送り込みドライエリアを形成して前記刃口内の堆積物を掘削する堆積物掘削工程を備え、前記ケーソンの上部構築と前記堆積物掘削工程とを繰り返して前記貯水ダムの底面まで前記ケーソンを到達させることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項１ないし４のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記浚渫口の上方に前記ケーソンの内部を上下に区画する区画床を設置する区画床設置工程を備え、前記区画床で区画され前記刃口版との間に設けられた取込室を負圧にすることにより、前記浚渫口を通じて前記堆積物を前記取込室内に吸引して取り込むことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項１ないし５のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記ケーソンの内部の前記刃口版の上方にヘドロや砂などの細粒物が透過する透過床を設置する透過床設置工程を備え、前記透過床を用いて前記ケーソンの内部へ取り込んだ堆積物から前記細粒物を落下させて分別し、分別した前記細粒物を前記透過床の下方から前記ケーソンの外部へ排出することを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項１ないし６のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記ケーソンの内部から掘り進んで前記堤体を貫通する排砂孔を新設する排砂孔新設工程を備え、新設した前記排砂孔を通じて前記細粒物を前記ケーソンの内部から排出することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項５に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記ケーソンの上端付近から前記区画床の下方まで前記区画床を貫通して延び、前記大型堆積物を挿通可能な径の搬出管を設置する搬出管設置工程を備え、この搬出管を通過させて前記揚重施設により前記大型堆積物を吊り上げて排出することを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項６に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記ケーソンの上端の上方から前記透過床の下方まで延びるヘドロ排出管を設置するヘドロ排出管設置工程を備え、このヘドロ排出管を通じて前記透過床を透過した前記細粒物のうち上層分であるヘドロを吸い上げて排出することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法は、請求項１ないし９のいずれかに記載のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法において、前記ケーソンの内部は、複数の区画床で上下に区画され、堆積物の分別スペース又はダム管理施設のスペースとして利用されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１〜１０に記載の発明によれば、仮排水路や排砂トンネルが設けられていないような古いタイプの貯水ダムにも適用することできるとともに、湖水深くに堆積物が堆積していたり堆積物が厚く堆積していたりする場合でも堆積物を除去することができる。
【００２５】
また、請求項１〜１０に記載の発明によれば、取り込んだ当該堆積物から前記揚重施設を用いて流木や岩石などの大型堆積物を吊り上げ分別し、残りの堆積物をケーソン外へ排出するので、流木や岩塊などの大きな堆積物も除去することができ、しかも、ケーソンの内部で分別するため、湖水が撹拌されて濁ったりすることがなく、貯水の下流での後利用に悪影響を及ぼすことがない。
【００２６】
それに加え、請求項１〜１０に記載の発明によれば、堆積物に有害物が含まれている場合であっても、閉鎖空間で適切に処理することができるとともに、作業員への悪影響も低減することができる。また、伐採等を行って分別施設や処理施設のための新たなスペースを確保したり、用地を別途取得したりするも必要なくなる。しかも、ケーソンを恒久的な施設としても利用でき、従来の堆積物除去方法のように度重なる浚渫作業を行う必要もない。
【００２７】
特に、請求項２に記載の発明によれば、ケーソンを沈降ガイドに沿って沈降させるので、正確な位置にケーソンを沈降させることができる。このため、浚渫口の形成位置や既存の排砂孔との位置関係において支障が生じるおそれがなく、工期も短縮することができる。
【００２８】
特に、請求項３に記載の発明によれば、ケーソン自体を浚渫管の施工の発進基地として利用することができ、安全に浚渫管を施工できるとともに、さらに工期を短縮することができる。
【００２９】
特に、請求項４に記載の発明によれば、貯水ダムの底面までケーソンを到達させるので、貯水ダムに堆積した堆積物の最下端付近から浚渫管を通じて堆積物の排出が可能となる。このため、ケーソン作業が可能な７０ｍ程度の深度まで堆積物の除去ができるようになる。
【００３０】
特に、請求項５に記載の発明によれば、浚渫口を通じて堆積物を取込室内に吸引して取り込むので、連続的に大量に堆積物を取込室内に吸引して取り込むことができ、非常に効率よく貯水ダムに溜まった堆積物を除去することができる。
【００３１】
特に、請求項６に記載の発明によれば、透過床を用いてケーソンの内部へ取り込んだ堆積物から細粒物を落下させて分別し、分別した細粒物を透過床の下方からケーソンの外部へ排出するので、堆積物の分別を迅速にできるとともに、分別の際に撹拌された泥水が下流域に流れるおそれがない。このため、貯水の水質の悪化を防ぎ、下流での後利用に悪影響を及ぼすことがない。
【００３２】
特に、請求項７に記載の発明によれば、ケーソンの内部から掘り進んで堤体を貫通する排砂孔を新設するので、排砂孔を開ける掘削機の発進構台を貯水ダムの堤体の下流側へ仮設する必要がなくなり、仮設費用を削減することができる。また、排砂孔を新設するので、適切な位置に排砂孔を設置することができ、堆積物の恒久的、継続的な除去が容易となる。
【００３３】
特に、請求項８に記載の発明によれば、搬出管を設置するので、仕分け作業などの他の種々の作業を行いつつ、流木や岩石などの大型堆積物を安全に揚重することができる。このため、ケーソンの内部のスペースを有効活用することができる。
【００３４】
特に、請求項９に記載の発明によれば、ヘドロ排出管を通じて透過床を透過したヘドロを吸い上げて排出するので、ヘドロの分別と排出が容易であり、ヘドロの再資源化や処分が容易となる。また、下流域へのヘドロの流出を防ぐことができ、貯水の水質悪化を防ぎ、下流での後利用における浄化処理が容易となり、処分費を削減することができる。
【００３５】
特に、請求項１０に記載の発明によれば、複数の区画床で上下に区画され、堆積物の分別スペース又はダム管理施設のスペースとして利用されているので、ケーソンの内部のスペースをさらに有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の沈降ガイド設置工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図２】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の刃口版設置工程及び１ロット構築工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図３】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の２ロット構築工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図４】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の３ロット構築工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図５】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の４ロット構築工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図６】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の５ロット構築工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図７】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の６ロット構築工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図８】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の堆積物掘削工程及び７ロット構築掘削工程を示す工程説明図である。
【図９】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の７ロット構築掘削工程を示す工程説明図である。
【図１０】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の７ロット、８ロット構築掘削工程を示す工程説明図である。
【図１１】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の８ロット構築掘削工程を示す工程説明図である。
【図１２】同上の８ロット構築掘削工程を行って、ケーソンの下端がダム湖の湖底に達した状態を示す工程説明図である。
【図１３】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の９ロット構築掘削工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図１４】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の堆積物排出機構設置工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図１５】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の浚渫管突設工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図１６】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の排砂孔新設工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図１７】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の堆積物取込工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）がケーソン部分を水平断面で示す平面図である。
【図１８】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の堆積物分別工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）がケーソン部分を水平断面で示す平面図である。
【図１９】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の大型堆積物及びヘドロ分排出工程を示す工程説明図であり、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が平面図である。
【図２０】同上のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法の砂排出工程を示す工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る鉄筋のケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法を実施するための一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
［ケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法］
図１〜図２０を用いて、本発明の実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法について説明する。既設排砂孔Ｈ１を有する一般的な貯水ダムＤのダム湖の底面に、既設排砂孔Ｈ１を超える高さまで堆積した堆積物Ｔを除去する場合を例示して説明する。
【００３９】
（１）沈降ガイド設置工程
先ず、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１に示すように、ケーソンの沈降方向をガイドする沈降ガイドＧを貯水ダムＤの堤体Ｄ１に設置する沈降ガイド設置工程を行う。具体的には、鋼製の条材からなる一対の沈降ガイドＧを堤体Ｄ１の上流側斜面に、ケミカルアンカーなどの後施工アンカーにて固定して取り付ける。
【００４０】
なお、図１（ｂ）に示すように、沈降ガイドＧを設置する位置は、沈降させる後述のケーソン１が既設排砂孔Ｈ１を塞がないように、水平方向に既設排砂孔Ｈ１と少しずらした位置に設置する。
【００４１】
＜ケーソン沈降工程＞
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図２〜図７に示すように、上下が開口した函体からなる複数のケーソン構成部材（一般ケーソン１−１〜１−６等）が積み重ねられたケーソン１を、沈降ガイドＧに沿って堆積物Ｔに当接、着床するまで沈降させるケーソン沈降工程を行う。
【００４２】
本実施形態に係るケーソン沈降工程では、現場となる既設の貯水ダムＤにおいて、沈降させるケーソン１の構成部材を順次構築しながら積み重ねて沈降させる。しかし、ダム湖深くまでケーソンを沈降させ、水圧が高くなると予想される場合は、ケーソン部材を鋼製とすることもできる。また、工期を短縮するため、ケーソン部材を別途工場等で予め作成して、そこから搬送して現場で組み立てるプレキャストコンクリート製としてもよい。
【００４３】
（２）刃口版設置工程
本実施形態に係るケーソン沈降工程では、先ず、図２に示すように、ケーソン１を沈降させる位置の直上となる所定の位置に刃口版１０を設置する刃口版設置工程を行う。
【００４４】
この刃口版１０は、矩形版状の床版部１０ａと、この床版部１０ａの縁に沿って下方へ突出する下端が尖った鉛直断面逆三角形状の刃口１０ｂと、を備え、ケーソン１の最下部を構成する鋼製のケーソン構成部材である。また、図２（ｂ）に示すように、この刃口版１０には、後述の搬出管であるマテリアルシャフト２にそれぞれ接続するマテリアルホール１０ｃが穿設されている。
【００４５】
なお、本実施形態に係る刃口版１０は、刃口１０ｂの耐久性を考慮して鋼製としたが、本発明に係る刃口版は、鉄筋コンクリート製として、他のケーソン構成部材と同様に現場にて構築することも可能である。
【００４６】
本実施形態に係る刃口版設置工程では、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ケーソン１を鉛直下方に沈降させることができるように、刃口版１０の下流側となる縁を、堤体Ｄ１の上流端Ｄ２に合せる。このため、刃口版１０は、幅調整用の一対の調整側板Ｐ１で堤体Ｄ１の上流側の斜面から持ち出して設置する。
【００４７】
（３）１ロット構築工程
次に、図２に示すように、本実施形態に係るケーソン沈降工程では、刃口版１０の上に１ロット目（１段目）の一般ケーソン構成部材を構築する１ロット構築工程を行う。なお、刃口版１０を下降させる際は、調整側板Ｐ１を継ぎ足すか、又は、調整側板Ｐ１を新たなものに取り替える。
【００４８】
ここで、一般ケーソンは、上下が開口した函体からなるケーソン１を構成するケーソン構成部材であり、図２に示すように、１ロット目（１段目）の一般ケーソン１−１は、一般ケーソンのみ、即ち、上下が開口した函体である中空角筒状の部材だけからなる。
【００４９】
この１ロット構築工程では、型枠設置→配筋→コンクリート打設と通常のコンクリート構造物の構築工程を行って鉄筋コンクリート製の一般ケーソン１−１を、鋼製の刃口版１０の上に構築する。このとき、マテリアルシャフト２（搬出管）を刃口版１０に形成されたマテリアルホール１０ｃへ連結して設置する。なお、図示しないが、作業員が昇降するマンシャフトも適宜設置する。
【００５０】
また、一般ケーソン１−１の構築作業と並行して、ケーソン１を貯水ダムＤのダム湖に沈降させた際に、一般ケーソン１−１と刃口版１０との間や他の隙間に水膨張性の止水ゴムなどを介装するなど、ケーソン１内に浸水してこないように艤装作業を行う。
【００５１】
（４）２ロット構築工程
次に、図３に示すように、本実施形態に係るケーソン沈降工程では、沈降ガイドＧに沿って刃口版１０に一般ケーソン１−１を連結したケーソン１を鉛直方向下向きに下降・沈降させた後、その一般ケーソン１−１の上に２ロット目の一般ケーソンを構築する２ロット構築工程を行う。
【００５２】
この２ロット構築工程では、１ロット構築工程と同様に、型枠設置→配筋→コンクリート打設を行って鉄筋コンクリート製の一般ケーソン１−２を構築するとともに、マテリアルシャフト２を２ロット目の一般ケーソン１−２まで延伸する。
【００５３】
（５）透過床設置工程
次に、ケーソン１の内部である２ロット目の一般ケーソン１−２の高さ方向の中間点付近に透過床１１を設置する透過床設置工程を行う。この透過床１１は、ヘドロや砂などの細粒物が透過する格子状の床となっている。勿論、複数の孔が穿設された床など、流木や岩石などの大型堆積物を堰き止める所定の強度を有し、細粒物が透過する床材であれば、材質、形状等は特に限定されるものではない。また、ヘドロ排出管３を透過床に設置する。
【００５４】
（６）３，４ロット構築工程
次に、図４、図５に示すように、本実施形態に係るケーソン沈降工程では、沈降ガイドＧに沿ってケーソン１を鉛直方向下向きに下降・沈降させた後、その一般ケーソン１−２の上に３ロット目、４ロット目の一般ケーソンを構築する３，４ロット構築工程を行う。
【００５５】
この３，４ロット構築工程では、１ロット構築工程と同様に、型枠設置→配筋→コンクリート打設を行って３ロット目の一般ケーソン１−３を構築し、沈降させるとともに、４ロット目の一般ケーソン１−４を構築する。この作業と並行して、マテリアルシャフト２及びヘドロ排出管３をそれぞれの一般ケーソンまで延伸する。また、必要に応じて、沈降ガイドＧを延長し、調整側板Ｐ１を継ぎ足すか、又は新たなものに取り替える。
【００５６】
（７）５ロット構築工程
次に、図６に示すように、本実施形態に係るケーソン沈降工程では、沈降ガイドＧに沿ってケーソン１を鉛直方向下向きに下降・沈降させた後、その一般ケーソン１−４の上に５ロット目の一般ケーソン１−５を構築する５ロット構築工程を行う。この５ロット構築工程でも、構築工程は、前述と同様である。
【００５７】
（８）区画床設置工程
次に、５ロット目の一般ケーソン１−５の高さ方向の中間点付近にケーソン１の内部を上下に区画する区画床１２を設置する区画床設置工程を行う。この区画床１２は、前述の透過床１１と相違して、気密性、水密性が要求されるため、鉄筋コンクリート製の床となっている。この区画床１２の床下と刃口版１０との間が、後述の取込室６となる。
【００５８】
（９）６ロット構築工程
次に、図７に示すように、６ロット目の一般ケーソン１−６を構築するため、沈降ガイドＧに沿ってケーソン１を鉛直方向下向きに下降・沈降させると、ケーソン１の下端である刃口版１０の刃口１０ｂが堆積物Ｔの頂上付近に当接して、ケーソン１が堆積物Ｔに着床する。これにより、自重によるケーソン１の沈降ができなくなり、ケーソン沈降工程が終了する。
【００５９】
なお、この６ロット構築工程自体は、他の一般ケーソンの構築工程と同様に、型枠設置→配筋→コンクリート打設を行って６ロット目の一般ケーソン１−６を構築する。
【００６０】
＜掘削下降工程＞
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図７〜図１２に示すように、後述の堆積物掘削工程とケーソン下降工程とを繰り返して、ケーソン１を１ロットずつ上方に増築して行きながらケーソン１を堆積物Ｔ内へ下降させる掘削下降工程を行う。本工程は、ケーソン１を１ロットずつ上方に増築して行きながらケーソン１の下端を、貯水ダムＤのダム湖の湖底となる基礎Ｆの上面まで到達させるまで行う。
【００６１】
（１０）堆積物掘削工程
本掘削下降工程では、先ず、刃口１０ｂ内に圧縮空気を送り込んでドライエリアを形成して形成された刃口１０ｂ内のドライエリアを無人掘削機等で掘削して堆積物Ｔを除去する堆積物掘削工程を行う。図８に示すように、掘削の進行に伴って、ケーソン１の自重によりケーソン１が堆積物Ｔ内へ下降することとなる。
【００６２】
（１１）７ロット、８ロット構築掘削工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図８〜図１２に示すように、他の一般ケーソン構築工程と同様に、型枠設置→配筋→コンクリート打設を行って７ロット目、８ロット目の一般ケーソン１−７，１−８を構築するとともに、刃口１０ｂ内のドライエリアを無人掘削機等で掘削して堆積物Ｔを除去する７ロット、８ロット構築掘削工程を行う。図示形態では、この８ロット構築掘削工程を行うことにより、ケーソン１の下端が、貯水ダムＤのダム湖の湖底となる基礎Ｆの上面に到達し、掘削下降工程が終了する。
【００６３】
このように、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、貯水ダムＤの底面までケーソン１を到達させるので、貯水ダムＤに堆積した堆積物Ｔの最下端付近から後述の浚渫管５を通じて堆積物Ｔの排出が可能となる。このため、ケーソン作業が可能な７０ｍ程度の深度まで堆積物Ｔの除去ができるようになる。
【００６４】
（１２）９ロット構築掘削工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１３に示すように、９ロット目の一般ケーソン１−９を構築するとともに、刃口１０ｂ内のドライエリアを無人掘削機等で掘削して堆積物Ｔを除去する９ロット構築掘削工程を行う。このとき、９ロット目の一般ケーソン１−９の構築とともに、ケーソン１上部の作業床となる床スラブ１３（区画床）も構築する。また、掘削完了後、刃口１０ｂ内に中埋めコンクリートを打設する。
【００６５】
（１３）堆積物排出機構設置工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１４に示すように、堆積物Ｔを排出する機構を設置する堆積物排出機構設置工程を行う。具体的には、流木や岩石などの大型堆積物を挿通可能な径の前述のマテリアルシャフト２にマテリアルロックなどの施設を取り付け完成させるマテリアルシャフト設置工程と、ヘドロ排出管３をケーソン１の９ロット目の一般ケーソン１−９の上方まで延伸させるヘドロ排出管設置工程と、タワークレーン４などの揚重施設を床スラブ１３上に設置する揚重施設設置工程と、を並行して行う。なお、マテリアルシャフト２は、圧力に耐えられるように、厚手の鋼管からなるため、圧気による掘削工程完了後、コストを勘案して大型堆積物を挿通可能な径の薄手の搬出管に取り替えても構わない。
【００６６】
（１４）浚渫管突設工程（浚渫口形成工程）
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１５に示すように、堆積物Ｔを吸引する浚渫口が形成された浚渫管５をケーソン１の内部から外部へ向け突設する浚渫管突設工程を行う。本工程は、本発明に係る浚渫口形成工程でもある。
【００６７】
具体的には、ケーソン１の内部に外管と中管の２重管となっている浚渫管５を搬入し、外管と中管の間に圧縮空気を注入してドライエリアを形成しつつ、推進工法により略水平に横方向に所定の長さまで延伸して行く。なお、中管には、堆積物Ｔを吸い込み易いように複数の貫通孔が穿設されている。
【００６８】
（１５）排砂孔新設工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１６に示すように、ケーソン１及びドライエリアＳ１を利用して、ケーソン１の内部から掘り進んで堤体Ｄ１を貫通する新設排砂孔Ｈ２を穿設する排砂孔新設工程を行う。
【００６９】
ドライエリアＳ１は、図１５に示すように、調整側板Ｐ１を水密性、気密性が保たれる隔壁板Ｐ２に変更し、ケーソン１と貯水ダムＤの堤体Ｄ１との間の空間から排水して、ドライエリアＳ１を構築する。
【００７０】
このように、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、ケーソン１及びドライエリアＳ１を掘削機の発進構台として利用するので、新設排砂孔Ｈ２を開ける掘削機の発進構台を貯水ダムの堤体の下流側へ仮設する必要がなくなり、仮設費用を削減することができる。また、新設排砂孔Ｈ２を新たに設けるので、適切な位置に新設排砂孔Ｈ２を設置することができ、堆積物Ｔの恒久的、継続的な除去が容易となる。
【００７１】
（１６）取込室減圧工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、浚渫管５及び新設排砂孔Ｈ２の弁を封鎖して、ポンプで取込室６内の圧力を減圧して堆積物Ｔ付近の水圧対して負圧とする取込室減圧工程を行う（図１６参照）。勿論、マテリアルシャフト２のマテリアルロックやヘドロ排出管３の弁も封鎖する。
【００７２】
（１７）堆積物取込工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１７に示すように、浚渫管５の弁を開放し、前工程で負圧にした取込室６内に浚渫管５の管端周りの堆積物Ｔを湖水と一緒に吸引して取り込む堆積物取込工程を行う。
【００７３】
このように、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、水圧を利用して堆積物Ｔを吸引するので、ポンプの能力だけで吸引する従来のポンプ浚渫船工法などと相違して対応できる深度が大幅に向上する。
【００７４】
また、浚渫管５を通じて堆積物Ｔを取込室６内に吸引して取り込むので、連続的に大量に堆積物Ｔを取込室６内に取り込むことができ、非常に効率よく貯水ダムに溜まった堆積物Ｔを除去することができる。
【００７５】
（１８）堆積物分別工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１８に示すように、前工程で取込室６内に取り込んだ堆積物Ｔを分別する堆積物分別工程を行う。
【００７６】
この堆積物分別工程では、先ず、浚渫管５を通じて吸引されてくる堆積物Ｔが、透過床１１を通過する際に、流木や岩石などの大型堆積物Ｔ１が堰き止められて分別される。次に、透過床１１を透過した残りの堆積物の細粒物は、取込室６の底部において、時間の経過とともに、軽い上層分であるヘドロ分Ｔ２と、これより重い砂分Ｔ３と、に重力により分離することとなる。
【００７７】
このように、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法によれば、堆積物の分別を、重力を利用して自動でできるため、迅速に分別ができるとともに、分別のための人員を割かずに分別費用を低減することができる。また、堆積物の分別を湖水と隔離されたケーソン１内の空間で行えるため、分別の際に撹拌された泥水が下流域に流れるおそれがない。このため、貯水の水質の悪化を防ぎ、下流での後利用に悪影響を及ぼすことがない。
【００７８】
（１９）大型堆積物及びヘドロ分の排出工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、図１９に示すように、タワークレーン４やヘドロ排出管３を用いて大型堆積物Ｔ１及びヘドロ分Ｔ２を排出する大型堆積物及びヘドロ分の排出工程を行う。
【００７９】
具体的には、前工程で堆積物Ｔから分別した大型堆積物Ｔ１は、タワークレーン４を用いて、マテリアルシャフト２内を通過させて揚重し、台船ＤＳ等に降ろして搬出する。このため、他の種々の作業を行いつつ、流木や岩石などの大型堆積物Ｔ１を安全に揚重することができる。よって、ケーソン１の内部のスペースを有効活用することができる。
【００８０】
一方、前工程で堆積物Ｔから分別したヘドロ分Ｔ２は、ポンプを用いてヘドロ排出管３を通じて吸い上げ、台船ＤＳ等に流し込んで搬出する。このため、ヘドロの分別と排出が容易であり、ヘドロの再資源化や処分が容易となる。また、下流域へのヘドロの流出を防ぐことができ、貯水の水質悪化を防ぐことができる。よって、下流での後利用における浄化処理が容易となり、処分費を削減することができる。
【００８１】
（２０）砂排出工程
次に、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法では、前工程で堆積物Ｔから分別した砂分Ｔ３を新設排砂孔Ｈ２から排出する砂排出工程を行う。
【００８２】
具体的には、先ず、浚渫管５の弁を開放するか、又は、区画床１２より上方から貯水ダムＤの湖水をケーソン１へ取込室６が満杯になる程度注入する。そして、次に、新設排砂孔Ｈ２の弁を開放して、取込室６へ取り込んだ湖水の圧力で取込室６に溜まった堆積物Ｔの砂分Ｔ３を押し流して排出する。
【００８３】
このように、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法によれば、堆積物Ｔから大型堆積物Ｔ１及びヘドロ分Ｔ２を除去した砂分Ｔ３だけを新設排砂孔Ｈ２を通じて排出するので、水質悪化を防ぐとともに、再生骨材などの建材としての再利用も可能となる。また、有機物などのヘドロ分Ｔ２は別途廃棄するので、アオコなどの有害な藍藻類が大量発生するおそれも少なく、貯水の利用にも支障をきたすおそれがない。
【００８４】
また、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法によれば、堆積物Ｔの排出後、ケーソン１を撤去することも可能であるが、そのまま存置して恒久施設として利用すれば、繰り返し堆積物を排出することができる。このため、従来の堆積物除去方法のように、その時限りの対処法による解決ではなく、抜本的で恒久的に堆積物除去が可能となる。
【００８５】
なお、図示実施形態に係るケーソン１では、区画床１２と床スラブ１３間の空間の利用方法について特に言及しなかったが、区画床でさらに区画して、ポンプなどの機械室や、堆積物の分別スペース、ダム管理施設のスペースとして利用しても構わない。そうすることにより、ケーソン１の内部のスペースをさらに有効活用することができる。
【００８６】
以上説明した本発明の実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法によれば、仮排水路や排砂トンネルが設けられていないような古いタイプの貯水ダムにも適用することできるとともに、水深深くに堆積物が堆積していたり堆積物が厚く堆積していたりする場合でも堆積物を除去することができる。
【００８７】
また、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法によれば、取り込んだ堆積物からタワークレーン４などの揚重施設を用いて流木や岩石などの大型堆積物Ｔ１を吊り上げ除去することができる。また、堆積物Ｔに有害物が含まれている場合であっても、ケーソン１という閉鎖空間で適切に処理することができるとともに、作業員への悪影響も低減することができる。
【００８８】
その上、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法によれば、伐採等を行って分別施設や処理施設のための新たなスペースを確保したり、用地を別途取得したりするも必要なくなる。しかも、ケーソンを恒久的な施設としても利用でき、従来の堆積物除去方法のように度重なる浚渫作業を行う必要もない。
【００８９】
それに加え、本実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法によれば、浚渫管５を通じて堆積物Ｔを取込室６内に吸引して取り込むので、連続的に大量に堆積物Ｔを取込室６内に吸引して取り込むことができ、非常に効率よく貯水ダムＤに溜まった堆積物Ｔを除去することができる。
【００９０】
以上、本発明の実施形態に係るケーソンを用いた貯水ダムの堆積物除去方法について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００９１】
特に、ケーソンとして９ロットからなる水平断面が中空角筒状（ロの字状）の鉄筋コンクリート製のものを例示して説明したが、鋼製など他の材質からなるケーソンでも構わないし、ロット数の限定や水平断面の形状等も限定されるものでもない。
【符号の説明】
【００９２】
１                        ：ケーソン
１−１〜１〜９            ：一般ケーソン
１０                      ：刃口版（ケーソン）
１０ａ                    ：床版部
１０ｂ                    ：刃口
１０ｃ                    ：マテリアルホール
１１                      ：透過床
１２                      ：区画床
１３                      ：床スラブ（区画床）
２                        ：マテリアルシャフト（搬出管：堆積物排出機構）
３                        ：ヘドロ排出管（堆積物排出機構）
４                        ：タワークレーン（揚重施設：堆積物排出機構）
５                        ：浚渫管
６                        ：取込室
Ｇ                        ：沈降ガイド
Ｐ１                      ：調整側板
Ｐ２                      ：隔壁板
Ｓ１                      ：ドライエリア
Ｄ                        ：貯水ダム
Ｄ１                      ：堤体
Ｄ２                      ：上流端
Ｈ１                      ：既設排砂孔
Ｈ２                      ：新設排砂孔
Ｆ                        ：基礎
Ｔ                        ：堆積物
Ｔ１                      ：大型堆積物（堆積物）
Ｔ２                      ：ヘドロ分（堆積物）
Ｔ３                      ：砂分（堆積物）
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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