第7章

本体設計検討（その他関連工種）

本業務では、実施工時における基礎岩盤面や岩盤透水性、割れ目の組合せの変更等に伴い発生した、設計検討や施工計画、数量、図面、積算資料等の修正を行った。
本章では、上記検討のうち、その他関連工種に関連する検討として以下の検討を行った。
○監査廊左岸出入口部及び非常用洪水吐き導流部修正設計検討○河床部及び左岸部監査廊修正設計検討○取水放流設備導水管線形及び周辺掘削形状修正検討

7.1-1

7.1 監査廊左岸出入口部及び非常用洪水吐き導流部修正設計検討「安威川ダム ダムサイト基礎岩盤面観察・評価業務委託、平成 28 年 9 月」において左岸監査廊入口部周辺の掘削形状及び監査廊出入口部の配置を修正検討した。
しかしその後非常用洪水吐き流入部の掘削を施工していくなかで、岩盤状況が当初の想定よりも悪く、施工時の斜面安定性確保の観点から掘削勾配を 1:0.3 から 1:0.6に変更することとなった。
上記状況を踏まえ、発注者との協議の結果、左岸天端に配置する管理所の地下室と管理所を接続することとなった。
そこで本業務では監査廊左岸出入口部を管理所と接続するために配置の見直しから詳細設計までの一式を行った。
また、監査廊配置のために周辺の掘削形状の変更を行うと共に、左岸道路に影響のない掘削形状や構造物を配置するためには非常用洪水吐き導流部躯体内に監査廊を配置する必要が生じたことから、非常用洪水吐き導流部の修正設計も併せて実施した。

監査廊線形を管理所に接続する線形に変更する。

管理所

H28.9 業務時点での監査廊線形

非常用洪水吐き流入部山側掘削
法面勾配が 1:0.3 から 1:0.6 に変更となった。

図- 7.1.1

監査廊線形の変更(掘削形状は既往検討)

7.1-2

7.1.1 掘削形状の見直しと監査廊配置検討
前述のとおり、監査廊の配置を管理所の地下室と接続することを目的に掘削形状の見直しと監査廊配置を変更することとした。
検討にあたっては、以下の条件を満足するように線形を検討した。
・掘削形状は左岸道路に影響が及ばないよう極力堤体側に寄せる。
・上記に伴い、監査廊の一部は非常用洪水吐き導流部と一体化とする。
・監査廊の出入口部は別途検討している管理所の地下室と接続する。
・監査廊の折れ点は極力少なくする。
・監査廊階段部は 1:1.0 勾配を最急勾配とする。
・非常用洪水吐き流入部の躯体と監査廊は干渉しないよう配置する。
・掘削勾配は 1:0.6 勾配を基本とし、極力小段を設ける。
上記条件のもとに検討した掘削形状および監査廊構造図、非常用洪水吐き導流部構造図を次頁以降に示す。

7.1-3

管理所

図- 7.1.2

変更掘削形状

7.1-4

管理所

非常用洪水吐き流入部躯体と干渉しないように監査廊を配置する。

図- 7.1.3

左岸管理所周辺平面図(安威川ダム 管理設備等実施設計委託 H29.11)

7.1-5

管理所地下 1 階扉
監査廊と接続する。

図- 7.1.4

ダム管理所【伏図】(安威川ダム 管理設備等実施設計委託 H29.11)

7.1-6

管理所地下 1 階扉監査廊と接続する。

図- 7.1.5

ダム管理所【軸組図 1】(安威川ダム 管理設備等実施設計委託 H29.11)

7.1-7

非常用洪水吐き流入部躯体と干渉しないように監査廊を配置する。

図- 7.1.6

非常用洪水吐き工 導流部平面図

7.1-8

非 常 用洪 水吐 き 躯体 構造 に 影響 を及ぼさないよう１ブロックに納めた。

図- 7.1.7

非常用洪水吐き工 導流部縦断図(左岸側)

7.1-9

図- 7.1.8

非常用洪水吐き工 導流部構造図(1)7.1-10図- 7.1.9

監査廊左岸側出入口部構造図(1/4)

7.1-11

図- 7.1.10

監査廊左岸側出入口部構造図(2/4)

7.1-12

管理所地下 1 階と監査廊を接続する。
図- 7.1.11

監査廊左岸側出入口部構造図(3/4)

7.1-13

図- 7.1.12

監査廊左岸側出入口部構造図(4/4)

7.1-14

7.1.2 構造設計
前節で検討した監査廊配置に基づき、監査廊左岸側出入口部および非常用洪水吐き導流部の構造設計を行った。

(1) 設計条件
1) 適用基準
構造計算における設計条件は、「土木構造物設計マニュアル(案)」「土木構造物設計マニュアル(案)に係わる設計・施工の手引き(案) ボックスカルバート・擁壁編」（平成 11 年 11 月
路土工建設省）、「道路土工擁壁工指針」（平成 21 年 7 月日本道路協会）、「道カルバート工指針」（平成 21 年 4 月日本道路協会）に準拠した。

2) 材料の単位体積重量
γc＝ 24.5 kN/m 3

単位体積重量(鉄筋ｺﾝｸﾘｰﾄ)
単位体積重量(砂質土)γs＝ 19 kN/m 3
γw＝ 9.8 kN/m 3

単位体積重量(水)3) 許容応力度a) コンクリートの許容応力度
設計基準強度24 N/mm 2

許容曲げ圧縮応力度

8 N/mm 2 (12 N/mm 2 )

許容付着応力度

1.60 N/mm 2 (2.4 N/mm 2 )許容せん断応力度0.23 N/mm 2 (0.39 N/mm 2 )( )内数値は、地震時の場合

b) 鉄筋の許容応力度
使用鉄筋

SD345

許容引張応力度

160 N/mm 2 (300 N/mm 2 )( )内数値は、地震時の場合

7.1-15

4) 鉄筋・鉄筋の被り（底版）：主鉄筋中心からコンクリート表面までの距離（その他）：

〃11cm
10cm

・鉄筋ピッチ：@250mm（125mm）を基本とする。
・鉄筋の最小径：コンクリート打設時に変形が生じることがないように、他地区の既設ダムの事例を踏まえて、D16 とする。
・配力鉄筋量および用心鉄筋量：
引張主鉄筋断面積の 1/6 以上かつ１m 当り５cm 2 以上を配置
・鉄筋の定尺長：3.5ｍ以上

50ｃｍピッチ 12ｍまで

・鉄筋の重ね継手長(定着長)Ｌa＝σsa・φ4･τ0aここに、σsa：鉄筋の重ね継手長を算出する際の鉄筋の許容引張応力度（＝200 N/mm 2 ）τoa：コンクリートの許容付着応力度（＝1.6 N/mm 2 ）φ
Ｌa＝：鉄筋の直径(mm)200・φ ＝ 31.25･φ4･1.6

よって、鉄筋径毎の重ね継手長(定着長)Ｌa は以下のとおりとする。

表- 7.1.1

重ね継手長(定着長)Ｌa

鉄筋径

D16D19D22D25D29D32D35Ｌa(mm)50060069079091010001100

コンクリート内部に定着させる場合は、コンクリート標準示方書にしたがい、次の通りとする。
a) 鉄筋の端部が定着部中で上下から拘束されている場合の定着長Ｌ 0Ｌ 0 ＝Ｌa＋d/2b) 鉄筋の端部が定着部中で引張り側が拘束されてない場合の定着長Ｌ 0Ｌ 0 ＝Ｌa＋d
ここに、Ｌa：重ね継手長、d：有効部材厚
また、圧縮鉄筋など部材設計から算出できない鉄筋については、コンクリート表面からの定着長をＬ 0 ＝1.0m とする。
なお、隅角部において鉄筋を結束する場合は直角フックの規定長 15φ、天端筋は 20φラップさせるものとする。

7.1-165) 土圧
監査廊左岸出入口部はカルバート形状であり、監査廊全体が埋戻されていることから静止土圧を用いる。
a) 鉛直土圧
p vd =α・γ・h(kN/m 2 )p vd ：鉛直土圧
α：鉛直土圧係数
γ：土の単位体積重量(kN/m 3 )h ：土かぶり(m)表- 7.1.2

鉛直土圧係数条件

鉛直土圧係数α次の条件のいずれかに該当する場合

h/Bo ＜ 11.0

・良好な地盤上（置換え地盤も含む）に設置する直接基1 ≦ h/Bo ＜ 2

1.2

礎のカルバートで、土かぶりが 10m 以上でかつ内空高さ

2 ≦ h/Bo ＜ 31.35が 3m を越える場合

4 ≦ h/Bo ＜ 41.5

4 ≦ h/Bo

1.6・杭基礎等で盛土の沈下にカルバートが抵抗する場合
上記以外の場合 ※ 2)

※ 1)

1.0

※1) セメント安定処理のような剛性の高い地盤改良をカルバート外幅程度に行う場合もこれに含む。
※2) 盛土の沈下とともにカルバートが沈下する場合で軟弱地盤上に設置する場合も含む。

b) 水平土圧
p hd =Ko・γ・z(kN/m 2 )p hd ：水平土圧
Ko：水平土圧係数（＝0.5）
γ：土の単位体積重量(kN/m 3 )z ：地表面より任意点までの深さ(m)7.1-176) 外水圧
外水位は堤体の設計水位を用いるものとし、波浪高を考慮する。ただし、揚圧力の計算には、波浪高は考慮しない。
・設計洪水位(常時)･･････････EL.128.900＋風波浪高(1.1m)
・サーチャージ水位(地震時)･･EL.125.000＋風波浪高(1.1m)＋
地震波浪高の1/2(0.249m)
・常時満水位(地震時)････････EL. 99.400＋風波浪高(1.1m)＋地震波浪高(0.498m)
7) 揚圧力揚圧力は河川砂防技術基準 p.163 に従い、適切な基礎処理を行った場合の排水孔のない場合として考え、次の通りとする。
・水路内側･･･････底版上面までの水圧(SWL,NWL 時)
・水路外側･･････設計水位と水路内側の水圧の差の 1/3 を水路内側水圧に加えた値

8) 上載荷重
上載荷重については、以下の通りとする。
Ｔ－25

ｑ ＝ 10.0 kN/m 29) 設計水平震度
設計水平震度については、以下の通りとする。
ｋh ＝ 0.15
ただし、ダム基準においては、・設計洪水位時：ｋh ＝ 0・サーチャージ水位時：ｋh ＝ 0.15×1/2 ＝ 0.075
・常時満水位時：ｋh ＝ 0.15とする。

7.1-1810) 鉄筋量の算定
必要鉄筋量は、次式による。
必要鉄筋量

Ｍmm 2σsa（ｄ－ｘ/3）

Ａｓ＝

上式のコンクリート圧縮縁から中立軸までの距離ｘ(mm)は次式の３次方程式より算出する。
6Ｍ・ｎｘ3－3ｄ・ｘ2－（ｘ－ｄ）＝
σsa・ｂ

ここで、Ｍ0；曲げモーメント(N･mm)
2σｓａ；鉄筋許容引張応力度 (＝160 N/mm )ｄ；有効部材厚(mm)ｎ；ヤング係数比ｂ；部材幅(＝15)(＝1000 mm)11) 応力度の検討
応力度の検討においては、次式により計算するものとする。
a) コンクリートの曲げ圧縮応力度σcσc＝2Ｍｘｂ・ｘｄ－ 3b) 鉄筋の曲げ引張応力度σsσs＝ｎ・σc・ｄ－ｘｘc) コンクリートのせん断応力度
τ＝

τＳｂ・ｄ

ここで、ｘ；中立軸から圧縮縁までの距離ｘ＝

(mm)ｎ･Ａs- 1＋ (1＋2ｂ・ｄ/(ｎ・Ａs))ｂＭ；曲げモーメントｄ；有効部材厚ｎ；ヤング係数比ｂ；部材幅Ａｓ；引張鉄筋断面積(N･mm)(mm)(＝15)(＝1000 mm)

7.1-19mm 212) 配筋計画
たて壁、底版つま先版・かかと版の主鉄筋の配筋は、「土木構造物設計マニュアル(案)P.22」の“主鉄筋の鉄筋径と配筋間隔の組み合わせ”を基本とし、構造計算（応力度計算）から求められた鉄筋径・配筋間隔による。
配力筋についても同マニュアル(案)に従う。（下表参照）

表- 7.1.3径

配筋間隔

主鉄筋の鉄筋径と配筋間隔の組み合わせ

Ｄ16Ｄ19Ｄ22Ｄ25Ｄ29Ｄ32Ｄ35198.6

286.5

387.1

506.7

642.4

794.2

956.6

○○○○○○○○○○125ｍｍ
250ｍｍ

○○

鉄筋本数の低減を目的とし、応力度や鉄筋の定着などに支障のない限り配筋間隔を 250ｍｍとすることが望ましい。
注）鉄筋径の下段に示す数値は鉄筋の断面積（mm 2 /本）

表- 7.1.4
主 鉄 筋 Ｄ 16 Ｄ 19

Ｄ 22

Ｄ 25

Ｄ 29

主鉄筋と配力筋の組み合わせ
Ｄ 32

Ｄ 35

Ｄ 22Ｄ 25250mm

Ｄ 29

Ｄ 32

Ｄ 35125mm

配力鉄筋D13ctc250mm
D16ctc250mm

○○○○○
○

D19ctc250mm○○○○

D22ctc250mm○○

7.1-2013) 検討断面
非常用洪水吐き導流部および、監査廊の標準的な配筋は「安威川ダム ダムサイト基礎岩盤面観察・評価業務委託、平成 28 年 9 月」において構造計算を実施しており、それらを踏襲した。
本検討では、監査廊の配置が変更となったことで影響する以下の箇所について新たに構造計算を実施し、配筋仕様を決定した。

a) 監査廊出入口部
監査廊出入口部の検討断面は下図に示す４断面で検討した。
①L-22、L-23 ブロック
②L-24 ブロック
③L-25～L-27 ブロック
④L-27 ブロック開口部

管理所接続部では開口形状となる。

図- 7.1.13

監査廊接続部の開口形状

また、非常用洪水吐き背面の地下水位はたてかべ上部の付け根まで（排水ドレーン設置標高）として、EL.118.5m まで見込むものとした。また、検討断面②については、背面の埋戻し形状が変更になることも想定し、EL.131.5m までの埋戻し土圧を考慮することとした。次頁に各検討断面の検討図を示す。

7.1-21

①L-22、L-23②L-24③L-25～L-27④L-27 開口部図- 7.1.14

監査廊出入口部検討断面位置図
7.1-22

3600

3600

WL.118.5m

6002500500

3600

13000

EL.131.5m

6002000600
3200①L-22、L-23 ブロック

2500
500

3500

500

4600

EL.131.5m

500

2000
3000500②L-24 ブロック

2500
500

3500

500

500

EL.131.5m

500

2000
3000

500

③L-25～L-27 ブロック
図- 7.1.15

監査廊出入口部構造検討図(1)
7.1-23

端壁④L-27 ブロック開口部

図- 7.1.16

監査廊出入口部構造検討図(2)

7.1-24b) 非常用洪水吐き
非常用洪水吐き躯体内に開口ができることで発生する開口回りの引張応力について、次頁に示すモデル図を考慮し、通常の配筋に加えて、開口部を補強した。
開口まわりの補強鉄筋は、開口山側、堤体側でそれぞれ最も部材厚さが薄くなる箇所を対象に検討を行った。
次頁に検討モデル図を示す。

7.1-25部材厚さ 1m が確保できない範囲は、仮想ボックス区間として L-23 の配筋を開口回りに配筋

部材厚さ 5.96m として開口補強鉄筋を決定

部材厚さ 1m として開口補強鉄筋を決定

図- 7.1.17

非常用洪水吐き開口部の解析モデル図7.1-26

(2) 検討結果
検討の結果、それぞれ以下に示す配筋および構造となった。なお、詳細な構造計算書については、添付資料に示す。

L-23 配筋要領図

L-24 配筋要領図

図- 7.1.18

監査廊左岸出入口部配筋要領図(1)7.1-27

L-25～L-27 配筋要領図

L-27 接続部 配筋要領図

図- 7.1.19

監査廊左岸出入口部配筋要領図(2)7.1-28

図- 7.1.20

非常用洪水吐き導流部 B-2BL(監査廊一体化ブロック)配筋図(1)7.1-29図- 7.1.21

非常用洪水吐き導流部 B-2BL(監査廊一体化ブロック)配筋図(2)7.1-30図- 7.1.22

非常用洪水吐き導流部 B-2BL(監査廊一体化ブロック)配筋図(3)7.1-31

図- 7.1.23

非常用洪水吐き導流部 B-2BL(監査廊一体化ブロック)配筋図(4)7.1-32