第4章

本体設計検討（盛立工）

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、盛立工に関連する検討結果をとりまとめた。また、本業
務において盛立工に関連する項目としては以下の検討を行った。
○コア敷き止水壁及び分水壁設計検討○ロック敷き基礎地盤安定検討○外部ロック材の設計強度見直し可能性検討

4.1-1

4.1 コア敷き止水壁及び分水壁設計検討
4.1.1 検討経緯
安威川ダムでは、下図に示すように、コアトレンチ部に分水壁を設けることでコアからの浸透水を監査廊内に引込み、浸透量を管理する計画としている。

図- 4.1.1

漏水量観測施設図

4.1-2

しかし、ロックフィルダムの場合、次頁に示すとおり、下流ロック敷きに浸透してきた雨水や沢水等を適切に下流に排水することが、浸透量の計測管理を精度よく行う上で重要である。
下流コアトレンチが十分にない箇所については、下流ロック敷きへの浸透水がコア側へ浸透しないように止水壁を配置する必要がある。
また、左右岸高標高部はコアトレンチがあるため、前節のようなロック敷きからの逆流は生じない。ただし、フィルター敷きやコアトレンチ斜面に浸透してきた水がコア部に逆流しないよう同様の止水壁を配置する方が望ましい。
そこで、本節ではコア浸透水以外を極力コア側に浸透させないようフィルター敷きに止水壁を設置することとした。

4.1-3

降雨等

ダム浸透水

下流コアトレンチが無い部分では止水壁によって下流浸透水がコア側へ流入しないようにする必要がある。
図- 4.1.2

下流雨水等の浸透（コアトレンチが無い場合）

降雨等

ダム浸透水

コアトレンチがある部分についても、フィルター部に振った雨がコア側へ流入しないようにしておくことで浸透水の計測精度が向上する。
図- 4.1.3 下流雨水等の浸透(コアトレンチがある場合)

4.1-4

4.1.2 止水壁形状(1) 下流水位と止水壁高さの設定
1) 既往水理模型実験
安威川ダムでは、平成18年度～平成19年度に「安威川ダム洪水吐水理模型時実験業務委託」において水理模型実験を行っており、全体模型実験で計画最大放流量時250m3/s流下時の下流河川水位を確認している。

図- 4.1.4

護岸区間概要図

図- 4.1.5

下流護岸再現状況

4.1-5

表－
測線

No.175+22
No.175+17
No.175+4
No.174+92
No.174+80
No.174+60
No.174+40
No.174+20
No.174
No.173+80
No.173+60
No.173+40
No.173+20
No.173
No.172+80
No.172+60
No.172+40
No.172+20

下流河道水位測定結果(改修後 シル設置（H=1.5m、L=15m）；Q=250m3/s）
水位
縦断距離
平均水位(m)
Ｌ２
Ｌ１ＣＬＲ１
Ｒ２0.0
53.56053.76054.08054.52054.68054.120553.560
54.48053.76053.00053.60053.68018
52.56052.68052.28052.68053.48052.73630
52.56052.68052.72052.88053.32052.8324252.60052.84052.52052.08051.28052.2646252.88052.84052.92052.40052.24052.65682
52.84052.88052.76052.48052.32052.656102
52.84052.84052.64052.60052.56052.696122
53.00053.00052.64052.48052.32052.688142
51.52051.84052.24052.56052.48052.128162
52.24052.24052.20052.36052.52052.312182
52.00052.04052.12052.32052.36052.168202
52.20052.24052.24052.16052.04052.176222
52.20052.32052.20052.08052.08052.176242
52.48052.36052.36052.20052.24052.328262
52.48052.24052.36052.36052.36052.360282
52.32052.28052.24052.28052.32052.288302
52.32052.36052.36052.40052.32052.352
単位：EL.m
第二減勢工

6462

水

No.174+80
No.174+92
No.175+4
No.175+17
No.175+22

No.174+60

No.174+40

No.174+20

No.174

No.173+80

No.173+60

No.173+40

No.173+20

No.173

No.172+80

54

No.172+60

56

No.172+40

58

No.172+20位(EL.m)

60

5250
48
46350

300

250200150

100500縦断距離(m)図- 4.1.6

下流河道・水位測定結果（護岸設置後・全幅シル設置；Q=250m3/s）

4.1-6-50

2) 下流護岸設計
前節で整理した水理模型実験後、「安威川ダム 本体工事施工計画等作成委託」
において下流護岸の修正設計を行っている。
a) 水理模型実験からの変更点
水理模型実験からの変更点は、以下のとおりである。
○放流設備の位置が変更となったことによる、護岸位置等の変更
水理模型実験時には、放流設備室は転流工吐口部に配置する計画としており、それに伴い護岸配置も河川幅を狭く配置していた。
一方、下流護岸修正設計時においては、放流設備室は減勢工背面に変更されており、河川幅を大きくとるように配置変更している。
(旧)放流設備位置(現)放流設備位置
川幅の拡幅

図- 4.1.7

放流設備室配置の変更に伴う護岸配置の変更○護岸延長が変更となったことによる、河床勾配の変更
水理模型実験においては、i=0.009 であったが、護岸の延長が変更となったことより平面図 No.18 から No.22+15.0 地点までの河道中央側線距離を勾配差で割った値(i=0.014)を用いて下流水位を算出している。

4.1-7b) 下流河川水位（護岸天端標高）
壁高については、水理模型実験時から平面的な配置を変更したため、マニング式による等流計算より、計画最大放流量時の各測線の水位を算出して設定している。

Q=n-1･i1/2･R2/3
ここで、 Q:流量(m3/s),n:粗度係数,R:潤辺(m)である。
下表に計算結果を示す。
表- 4.1.1

No.18
No.19
No.20
No.21
No.22
No.22+15.0

底辺b2
25.42
25.31
27.72
31.78
25.57
24.8

水深計算結果

左岸傾き 右岸傾き
上底面積a1a2b1A2227.452.2918
2227.2751.5284
2229.5752.99325
20.52
35.82654 56.45146
20.62729.57125 52.6599
20.56529.20363 52.38352

径深R
1.751971
1.73539
1.663487
1.514788
1.682373
1.694559

流量Q
256.91251.56251.51251.71251.82251.71

水深h
1.98
1.96
1.85
1.67
1.91
1.94

上表より、等流計算による平均水位は概ね 2ｍ程度である。ただし、水理模型
実験結果より、右岸側の水位は河道が湾曲していることから、中心水位よりも 2倍程度高くなることを考慮し、さらに余裕高を加え、護岸天端標高を EL.56.0mとしている。

図- 4.1.8

下流護岸横断図(減勢工直下断面)

4.1-8

3) 止水壁高さの設定
前節までの整理結果のとおり、減勢工下流水位は概ね EL.55.0m 程度である。また、下流護岸天端標高は EL.56.0m としている。
下流護岸は止水性を有したものではないことから、EL.55.0m 程度までは背水が来ることとなる。
一方、河床部基礎岩盤標高は EL.55.0m であることから基本的には雨水等の浸透水がオーバーフローしないように止水壁の高さを設定すれば良い。降雨等の浸透量はあまり多くないことから１ｍ程度有しておけば問題ないと考えられる。
以上より、止水壁の最低標高は１リフトで無理なく打設ができ、かつ極力高く設定することを目標に、下流河川の護岸天端標高と合わせることとし、河床部基礎岩盤標高から 1.5ｍの余裕（排水勾配等含む）を持たせて EL.56.5m とした。
ただし、下流ロック敷きの掘削形状によっては逆勾配となる（下流ロック敷き標高がコア敷き標高(EL.55.0m)よりも高くなる）場合があり、その場合は止水壁高さを更に高く保つあるいはロック敷きを掘削する必要がある。
上記を踏まえ、1m に更に岩盤の不陸分として 0.5m の余裕を持たせるものとして高さ 1.5m とした。
止水壁高さ：1.5m 以上および EL.56.5ｍ

4.1-9(2) 止水壁安定計算
盛立て施工時には、片側の盛土荷重および重機の上載荷重が作用する。またダム完成後には片側のみ水圧が作用することから、施工時および完成後の止水壁の安定計算を行い、止水壁形状を決定した。
1) 設計条件
止水壁は重力式擁壁の構造とすることとし、以下の基準に準拠し検討する。
・道路土工

擁壁工指針

・道路橋示方書・同解説

H24.7

社団日本道路協会

下部構造編

H24.3

日本道路協会a) 荷重条件
表- 4.1.2

安定性に対する計算条件

検討ケース

施工時

完成後

重○

○

静 水 圧

―

○

浮力―

○

土圧

○―

重機荷重

○―荷重

自なお、止水壁は直高 ８ｍ以下であるため、地震時の検討を省略する ※１)ものとする。
※１）「高さ 8m 以下の通常の擁壁では地震時の安定検討を省略してもよい。」
・・・道路土工

擁壁工指針p.28b) 単位体積重量
止水壁は、重力式擁壁と同構造であることから、無筋コンクリート構造物とする。
表- 4.1.3

単位体積重量

材料名

単位体積重量（kN/m3）

無筋コンクリート23.0

水9.84.1-10

表- 4.1.4
地盤

土

盛土

土の単位体積重量（kN/ m3 ）
単位体積重量(kN/m3)

質フィルター材19.0注）水位以下にある土の単位体積重量は、それぞれ表中の値から 9.8kN/m3 を差し引いた値とする。
c) 土圧式
土圧は試行くさび法によって、クーロン公式を用いて計算する。
表- 4.1.5
擁壁の種類

検討種類

重力式

安定性

もたれ式など部材応力

壁面摩擦角
摩擦角の種類壁面摩擦角

土とコンクリートσ=2φ/3

出典：道路土工

擁壁工指針

p.58

フィルター材の内部摩擦角を使用し、φ＝35°とする。
d) 許容支持力
基礎地盤の許容支持力は、下表より、軟岩を想定し qa=300kN/m2 とした。
表- 4.1.6

基礎地盤の種類と許容鉛直支持力度（常時値）

基礎地盤の種類

岩盤
礫層
砂質
地盤
粘性土
地盤

亀裂の少ない均一な硬岩
亀裂の多い硬岩
軟岩・土丹
密なもの
密でないもの
密なもの
中位なもの
非常に硬いもの
硬いもの

許容鉛直支持力度
qa(kN/m 2)
1,000
600
300
600
300
300
200
200
100

目安とする値
一軸圧縮強度N値
qu(kN/m 2)
10,000 以上
10,000 以上―
1,000 以上――
200～400
100～200

出典：道路土工

4.1-11―
30～50
20～30
15～30
10～15

擁壁工指針p.69e) 擁壁底面と地盤との間の摩擦角φ B と付着力 CB
擁壁底面と地盤の間のせん断抵抗力に寄与する摩擦角および付着力は、下表より、tanφ B=0.7、CB=0.0kN/m2(考慮しない)とする。
表- 4.1.7

擁壁底面と地盤との間の摩擦係数と付着力

せん断面の条件支持地盤の種類

摩擦係数
μ=tanφ B

付着力 CB

岩盤

0.7

考慮しない

礫層

0.6

考慮しない

土と基礎のコンクリートの間に砂質土

0.6

考慮しない

割栗石または砕石を敷く場合

粘性土

0.5

考慮しない

岩または礫とコンクリート

出典：道路土工

擁壁工指針

p.70f) 重機荷重
締固め時の重機荷重は、施工業者への聞き取り結果より、以下の荷重を考慮する。
・１１ｔ振動ローラ上載荷重：29.4kN/m2

q=6,380×9.81÷1,000 ÷2.13 = 29.4kN/m2

出典：コベルコ

4.1-12振動ローラカタログg) 安定条件
安定条件は「道路土工・擁壁工指針」の重力式擁壁に準じるものとした。
なお、安定性の評価における「常時」は常時満水位時、「地震時（異常時）」は設計洪水時に読み替えることとした。
①

転倒に対する安定（完成後）ｅ＝

Ｂ
ΣＭ Ｂ
≦
－ΣＶ ２6（施工時）ｅ'＝Ｂ
ΣＭ' Ｂ－≦
ΣＶ' ２3ｅ，ｅ’：合力の偏心距離

ΣＭ，ΣＭ’：モーメント総計
ΣＶ，ΣＶ’：鉛直力総計
Ｂ②：有効載荷幅滑動に対する安定
（完成後）

Ｆs＝

ΣＶ・tanφ＋τＯ・Ａ
ΣＨ（施工時）Ｆs’＝

ΣＶ’・tanφ＋τＯ・Ａ
≧ 1.2
ΣＨ’

≧ 1.5

Ｆs，Ｆs’ ：安全率
ΣＶ，ΣＶ’：鉛直力総計
ΣＨ，ΣＨ’：水平力総計③tanφ：摩擦係数

τＯ：せん断強度

Ａ：底版幅

支持力に対する照査
支持力に対する照査は鉛直支持力による照査を行う。

q 1 ,q 2  q aq1 ,q 2＝V0 6 ・ 1  e BB 

q 1 ,q 2 ：躯体底面端部における地盤反力度（ｋN/m2）
qa ：基礎地盤の許容鉛直支持力度

4.1-13（ｋN/m2）

2) 安定計算結果
以下に安定計算の結果を示す。計算の結果、上下流面勾配 1:0.5 とすることで所要の安定性が確保されることを確認した。
表- 4.1.8

コアトレンチが無い箇所の止水壁安定計算結果

4.1-14

4.1.3 構造詳細
(1) 配置箇所
止水壁の配置は、コアトレンチがある箇所についても廃止することとし、サーチャージ水位以下の範囲全域に配置することとした。ただし、左岸側は非常用洪水吐
き躯体があるため、躯体基礎部までとした。

図- 4.1.9

止水壁配置範囲

4.1-15

(2) ブロック割りおよび継目構造
１ブロックの延長はひび割れ等を考慮して 10m 以下となるようブロック割を決定した。
また、ジョイント部については止水板を配置することとした。
(3) コアトレンチ部止水壁形状
コアトレンチがある範囲は、ダム軸縦断方向に掘削勾配がついていることから、とんど水位はつかずに河床部まで浸透水は流下していくこと、コアトレンチがあるため、前節の安定計算で実施したような施工時の編荷重は作用しないため、止水壁形状はスリムに設定できることから、発注者、施工業者との協議の結果施工性を考慮して下図に示すような形状とすることとした。

図- 4.1.10

止水壁標準断面図

4.1-16

図- 4.1.11

漏水量観測施設図

4.1-17