5.3

長期供用中の重力式コンクリートダムにおける計測合理化に関する検討

研 究 年 度：令和元年度～令和２年度
研 究 分 野：ダムの計測合理化に関する研究
調 査 研 究 名：ダム計測継続箇所の検討
研究者：梅園拓磨*、工藤宏樹【要約】重力式コンクリートダムの安全管理における必要な計測項目は、河川管理施設等構造令 1) において規定されている。計測項目の計測頻度等の基本的な考え方については、河川砂防技術基準 維
持管理編(ダム編)2) に示されており、計測頻度を安全管理上の期間の区分段階が進むに従って低減させてよいとしている。
当該ダムでは第 1 期経過後 30 年運用されており、ダム点検基準で定めた計測項目における計測値の挙動が安定していることから、第 3 期への移行について検討を行った。
また、建設時に比較的多数の計測機器が設置され、現状においても供用開始時とほぼ同程度の計測を継続しているダムであるため、計測の合理化の観点から継続して計測を実施すべき箇所について検討を行った。
【キーワード】ダム安全管理、計測、合理化【背景・目的】【令和２年度の研究成果】

重力式コンクリートダムの安全管理に必要な計測（１）ダムの計測設備状況

項目は、河川管理施設等構造令 1)において規定され対象としたダムは、1989 年に竣工した堤高 34m、ている。計測項目の計測頻度等の基本的な考え方に

堤頂長 372m、堤体積 116,000m3 の重力式コンクリ

ついては、河川砂防技術基準 維持管理編(ダム編)2)ートダム(以下 M ダム)である。同基準の計測項目にに示されており、計測頻度を安全管理上の期間の区基づいた M ダムの堤体計測設備一覧表を表-1 に、分段階が進むに従って低減させてよいとしている。

堤体横断図を図-1 に、堤体右岸監査廊内計測設備のダムの安全管理期間は第 1 期、第 2 期、第 3 期の配置を図-2 に示す。M ダムにおける計測は、漏水量3 段階に区分されており、第 1 期はダムの試験湛水の計測は右岸と左岸の計測 2 箇所、基礎排水孔によ中の期間、第 2 期は第 1 期経過後のダムの挙動が安る基礎排水量と揚圧力の計測は 7 つのブロックに計定した状態に達するまでの期間、第 3 期はダムの挙13 箇所、継目排水孔からの漏水量の計測が各継目位動が安定した状態に達した後の期間を示している。

置(計 22 箇所)で実施されている。

当該ダムでは第 1 期経過後 30 年運用されている。

表-1 M ダムの堤体計測設備一覧表

同基準での第 3 期への移行判断は、『第 1 期経過後、項目計測設備計測箇所

観測方法

貯水位等の変化に計測値が正しく追随し、その値が漏水量計

三角堰

右岸 1 箇所

手動計測妥当と判断されることにより、ダムの挙動が安定し左岸 1 箇所たと確認されるまでの期間』としていることから、基礎排水孔による孔基礎排水孔

当該ダムの第 3 期への移行について検討を行った。

別排水量と揚圧力の(排水量、ブルドン計測

管圧力計)

現状でも供用開始時とほぼ同程度の計測が継続して継目排水孔からの孔継目排水孔いるダムであるため、測定の合理化から、継続して別漏水量の計測

また、建設時に比較的多数の計測機器が設置され、計測を実施すべき箇所について検討を行った。

13 箇所

手動計測

22 箇所

手動計測

左岸 8 箇所右岸 14 箇所

5-12図-1

M ダム横断図

図-2 M ダム堤体左岸監査廊内計測設備設置位置図まで安定した挙動を示していると評価できる。

（２）計測結果による堤体・基礎地盤の評価
基礎地盤や堤体の挙動の安定性について、各計測②基礎排水孔の揚圧力結果から検討を行った。

揚圧力の値は、各孔ともに小さく安定した挙動を（２）－１ 基礎地盤の評価示しており、比較的揚圧力の高いD-7、8孔において①基礎排水孔からの漏水量（左岸）も近年は0.035MPa程度以下の値である。
D-8孔最大値

基礎排水孔からの漏水量については、至近 10 年

0.055MPa(H23.5.10）は、平成23年3月11日東北地方

では、全孔を併せても最大で 0.50 ㍑/分程度であり太平洋沖地震の影響によるものと考えられ、この値少ない。また、1 孔あたりの漏水量についても最大は、試験湛水時の最大値（D-8：0.06 MPa程度）と比で 0.10 ㍑/分程度と少ない（D-9 孔）。この値は、試較して同程度であり、貯水位との明確な相関は認め験湛水時の最大値（D-9 孔：0.60 ㍑/分程度）と比較られない挙動であった。

して 17％程度に減少している。また、基礎排水孔からの漏水に濁りは認められていない。

なお、平成 23 年 3 月 11 日東北地方太平洋沖地震
以外の地震発生後において、幾つかの孔において揚地震発生の影響を受けて、基礎排水孔の漏水の増圧力の増加が確認された。特に増加が顕著であった加が認められた孔があるが、絶対量は少ない。地震のは、
D-9 孔（0.012 MPa 程度 → 0.023 MPa 程度）、発生後、時間経過に伴い基礎排水孔の漏水は、漸減

D-10 孔（0.012 MPa 程度 → 0.024 MPa 程度）で傾向を示している。

あり、これは基礎排水孔からの漏水量の増加が顕著

以上より、基礎排水孔からの漏水量は現在に至るであった孔と一致する。

5-13

地震の後に揚圧力の増加が認められた孔では、時同程度の値まで減少しているとともに、設計値（貯間経過に伴い減少傾向を示し、現時点では概ね地震

水池水圧の 40％）以下の値であることから、現状に前と同程度の値で推移している。

おいては安定した挙動を示していると評価できる。

以上より、各孔の揚圧力は、地震発生の影響を受けて増加が認められたが、何れの孔も概ね地震前と図-3 基礎排水孔の孔別排水量と揚圧力計測結果

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年において最大で 13.00 ㍑/分程度であり、
1孔当た③基礎地盤の安定性
地震発生の影響により、基礎排水孔漏水量の増加、りの漏水量の最大は8.76㍑/分程度である(6-7 BL.

揚圧力の増加が計測されたが、漏水量、揚圧力の計間)。至近年において、5-6BL間、6-7BL間において、測評価結果より、地震発生後のそれぞれの挙動は安既往データをわずかに超える漏水が確認されている定している。また、地震発生後の臨時点検、通常のが、漏水量の増加は微量かつ一時的で、その後の増巡視点検結果より異状は認められていない。

加傾向等は認められない。これまでの傾向でも、継目漏水量は気温低下時且つ高水位時に増量すること（２）－２ 堤体の評価が確認できており、冬期の貯水位が例年より「高め」①左岸側横継目からの漏水量で運用している状況で，これが要因として考えられ左岸横継目からの漏水量は、8箇所の横継目ごとにる(図-4参照)。

計測を実施している。全孔合わせての合計量は、近図-4

漏水量計測結果

5-15また、地震発生による顕著な影響は確認できず、その後の余震発生前後の変化も無く、現在に至るま（３）計測設備箇所の計測妥当性評価

で安定した挙動を示していると評価できる。

計測設備の設置箇所について、地形・地質条件や堤体の構造から検討を行った。

②右岸側横継目からの漏水量（３）－１ 漏水量計（三角堰等）

右岸横継目からの漏水量は、14 箇所の横継目の合①ダムの構造からの検討

計量を計測している。これまでの期間では東北太平

M ダムでは、左右岸の漏水量を分離して計測を行洋沖地震時に最大で 20.0 ㍑/分程度と少ない。まっている。堤頂長が 372m と長いため、仮に漏水量た、その他地震や出水発生による顕著な影響は確認の計測箇所を１箇所（全漏水量のみ）とした場合にできず、絶対量は少なく、現在に至るまで安定したは、現状よりも異状箇所の特定に時間を費やす可能挙動を示していると評価できる(図-4 参照)。

性が考えられる。
②基礎地盤からの検討
M ダムの設計資料等によれば、M ダムでは基礎地③漏水に対する堤体の安定性
前述の通り、継目からの漏水量は、地震発生によ盤は全般的に中硬岩の泥岩であるが、比較的軟質なる顕著な影響が確認できず、絶対量は少なく、その砂質凝灰岩の薄層を挟在している(図-5 参照)。仮に後の余震発生前後の変化も無く、現在に至るまで安漏水に濁りが確認された場合、その発生箇所が基礎定した挙動を示していると評価できる。

排水孔からの漏水である場合には、このような地質的条件との関係からその原因箇所の絞り込みを可能（２）－３ 第３期への移行の可能性についてとするためにも、少なくとも現状のまま左右岸で別基礎地盤および堤体の挙動に地震発生の影響によ漏水量の計測の継続が適当と考えられる。

る顕著な異常は認められず、現状に至るまで概ね安定していると評価できることから、M ダムの第３期管理区分への移行は妥当であると考えられる。

図-5

M ダム左岸岩級区分図

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（３）－２ 基礎排水孔による孔別排水量と揚圧力【参考文献】
1)財団法人国土技術研究センター編：改定解説・①ダムの構造からの検討
M ダムでは、最大断面ブロックで基礎排水量と揚河川管理施設等構造令、山海堂、2000 年圧力の計測が実施されている。貯水位が最高となる

2) 国土交通省 水管理・国土保全局：河川砂防技

最大断面位置での計測データは、ダムの安定性を評

術基準 維持管理編 （ダム編）、2016 年 3 月

価する上で最も必要なデータであることから、計測の継続は適当と考えられる。
②基礎岩盤からの検討
M ダムの基礎岩盤では、図-5 に示すように、その一部にやや透水性が高い砂質凝灰岩の薄層が挟在している。仮に異常が生じた場合にその箇所を早期に特定するためにも、現状どおりに計測を継続することが適当と考えられる。
（３）－３ 継目排水孔からの孔別漏水量①ダムの構造からの検討
M ダムは、図-1 に示すように、ダム縦断方向における地形（掘削面）の急変箇所はない。このため Mダムでは、ダム縦断方向における地形の急変点付近の継目排水孔の観点から、各継目排水孔での計測を行う必要性は低いと考えられる。
【結果のとりまとめ】
計測結果による堤体・基礎地盤の評価、計測設備箇所の計測妥当性評価から、計測設備箇所の計測合理化についてとりまとめる。
（４）－１ 漏水量計
右岸と左岸の２系統での堤体漏水の計測を継続することが妥当であると考えられる。
（４）－２ 基礎排水孔による孔別排水量と揚圧力
7 ブロックに計 13 箇所の孔別排水量と揚圧力の計測を継続することが妥当であると考えられる。
（４）－３ 継目排水孔からの孔別漏水量
左岸部 2～10BL 間の継目排水孔 8 箇所のうち、地震時、外気温、貯水位等の影響で漏水量が増大する傾向があった横継目排水孔４箇所において計測を継続するのが望ましいと考えられる。

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