JP3030199B2 - 既設貯水ダムの取水設備施工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、既設の貯水ダムに取
水設備を新設するための施工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既設の貯水ダムに河川の維持放流、温水
取水、濁水対策及び富栄養化対策などの目的で近年新た
に取水設備を設ける必要が生じてきた。このような場
合、既設のダムの多くは、発電目的で湛水しているか
ら、少なくとも発電最低水位以下に水位を下げて工事を
行うことはできない。一方導水孔を新設する場合、その
位置はできるだけ下方の水位であることが望ましい。し
たがって取水設備の新設は、水中に没した状態での工事
となる。

【０００３】この種の一例として、特開昭６２−２８０
４０９号公報に開示されているように、工事箇処を遮へ
い手段で覆って内部空間を形成する方式が挙げられる。
すなわち、この公知の工法は、工事箇処を覆う内部空間
が生じるよう形成した枠体をダム堤体に密接するように
固定した後、該枠体に並設した冷却パイプに冷却設備か
らの冷媒を通すことによって、枠体周囲の水を凍結さ
せ、該枠体と氷とによって形成される壁によって水を遮
り内部を排水して作業空間を得たうえ、排水口を掘削し
次いで取水管を据付けるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の公知工法は、作
業空間を形成するため、別途に枠体や氷壁を形成するた
めの冷却設備を製作、用意しなければならず、また冷却
設備を稼働するために多大な電力を必要とする結果、設
備費や工事費が大巾にアップする。

【０００５】また、氷による遮壁を形成するものである
ため、氷の凍結に相当の日数を要し工期が長くなる。さ
らに、取水設備据付工事後、枠体及び冷却設備の撤収、
解体にも日数を要し、さらに工期の長期化につながるな
どの問題がある。

【０００６】この発明の課題は、前述のような問題を解
決するために、設備費や工事費が低減でき、かつ大巾な
工期の短縮を図ることができる既設貯水ダムの取水設備
施工法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、この発明の既設貯水ダムの取水設備施工法は、基
準最低水位以下の位置に導水孔を新設する堤体上流側の
該位置に、一側面に開口部と上面に接続口とを形成した
取水箱を水密的に取り付け、前記接続口に、２個以上の
取水口を形成した取水管の下端を連結するとともに上端
を前記堤体の上面近傍まで延ばし、前記各取水口に、前
記堤体に設けた操作台上の開閉装置を介して昇降自在に
取水ゲートを設け、前記取水箱および取水管内の水を排
水した後、前記堤体の下流側に設置したボーリング装置
により導水孔を掘削するようにしたことである。

【０００８】前記基準最低水位とは、既設のダムが発電
を目的とするものであれば、発電可能な最低水位のこと
をいう。

【０００９】

【作用】基準最低水位以下の位置に導水孔を新設する堤
体上流側の該位置に、一側面に開口部と、上面に接続口
とを形成した取水箱を水密的に取り付け、前記接続口に
多数の取水口を形成した取水管の下端を連結するととも
に、上端を前記堤体の上面近傍までのばし、前記各取水
口に該堤体に設けた操作台上の開閉装置を介して昇降自
在に取水ゲートを設けた後、内部（取水管、取水箱）の
水を排水する。

【００１０】次いで、堤体下流側にボーリング装置を設
置し、この装置により堤体をボーリングして導水孔を形
成する。

【００１１】このとき、堤体と貯水との間は取水管と、
取水箱により完全に遮断されているから、貯水が導水孔
内に流入することがない。また、取水管と取水箱内は作
業空間となり、この空間を利用して資材を搬入したり搬
出することができる。

【００１２】導水孔形成後、ボーリング装置を撤去すれ
ば取水設備の施工工事が完了する。

【００１３】そして、前記止水機能材、作業空間として
使用した取水管、取水ゲート及び取水箱は撤去すること
なく、そのまま取水装置として使用する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００１５】図１乃至図１５において、 （１） 仮設備の設備（図１参照） 堤体（ダム）１の下流側上部に作業構台２を設置し、そ
の上に油圧式などのトラッククレーン３を据え付けると
ともに下流側中間部の仮想導水孔軸線４の下部近傍に作
業台５を設置する。この導水孔軸線４は発電用最低水位
６より若干下方に設定する。さらに、堤体１の上流側上
部にトラッククレーン３により足場７、８を取付ける。
９は水上に浮かべたユニフロートである。

【００１６】（２） 操作台などの据え付け（図２参
照） まず、トラッククレーン３により足場１０を搬送してユ
ニフロート９上に組み立てる。足場８および足場１０を
利用して堤体１のコンクリートをはつり、上部の凹所１
２、下部の凹所１２′を成形し、アンカー工事を行う。
次いで、トラッククレーン３により操作台１３を搬送
し、堤体１の上流側上部に据え付ける。

【００１７】すなわち、操作台１３の上部を足場７を利
用して堤体１に固定するとともに操作台１３の脚部１４
を上部の凹所１１のアンカーに固定し、この凹所１１に
二次コンクリートを打設する。なお、操作台１３の据え
付け後、足場７、８はトラッククレーン３により撤去す
る。

【００１８】（３） 取水箱用固定金物の据え付け（図
３参照） トラッククレーン３により枠金物１５を仮想導水孔軸線
４上まで吊り下げ、潜水夫と共同による水中作業により
堤体１の前面に、この金物１５を水密ゴムを介在させて
固定する。

【００１９】（４） 取水箱の組立（図４参照） まず、トラッククレーン３により、あらかじめ２〜３個
程度に分割製作された分割箱体１７、１８を吊り降ろ
し、ユニフロート９の架台１６上に載置する。そして、
ユニフロート９上で溶接により一体化して図５に示す取
水箱１９とする。

【００２０】取水箱１９はその上面に図５のように接続
口２０および一側面（図示の堤体１側）に開口２１を有
する。

【００２１】なお、分割箱体１７、１８を別の場所で一
体化した後、これをトラッククレーン３により、ユニフ
ロート９に積み込んでもよい。

【００２２】（５） 取水箱の据え付け（図５参照） まず、ウインチ等からなる吊り下げ装置２２（図示の場
合４台）を操作台１３上にセットする。ユニフロート９
を操船して操作台１３の直下に入れ込む。すなわち、取
水箱１９を吊り下げ装置２２の直下に位置させる。

【００２３】ついで、吊り下げ装置２２のワイヤロープ
２３を垂下して取水箱１９に掛け、取水箱１９を若干引
き上げてユニフロート９から離した後、ユニフロート９
を後退させ、再び取水箱１９を巻下して、取水箱１９を
水中作業、すなわち潜水夫との共同により枠金物１５に
水密ゴムを介して固定する。その後、足場１０及び架台
１６をトラッククレーン３で吊り上げ、撤去する。な
お、取水箱１９の吊り下げを、トラッククレーン３によ
り行ってもよい。

【００２４】（６） 中間支持台の据え付け（図６参
照） トラッククレーン３により中間支持台２４を所定の位置
まで吊り下げ、その脚部を凹所１２、１２′にはめこみ
アンカーにて固定し、凹所１２、１２′に二次コンクリ
ートを打設する。この中間支持台２４により後述する取
水管の横揺れを防止する。

【００２５】なお、この中間支持台２４を図６の位置よ
りさらに下方（取水箱１９側）に下げて設け、この支持
台２４から垂下した図示しない脚部を取水箱１９に連結
し、取水箱１９の支持部材とすることもできる。

【００２６】（７） 取水管の組立・据付け（図７参
照） まず、複数個に分割して製作された分割取水管２５をト
ラッククレーン３で搬送し、その上端が操作台１３より
上に位置するよう吊り下げた後、この分割取水管２５を
吊り下げ装置２２のワイヤロープ２３で吊り代える。

【００２７】ついで、トラッククレーン３で次の分割取
水管２６を搬送し、先の取水管２５の上に載置したの
ち、両管２５、２６を溶接接続する。両管接続後、ワイ
ヤロープ２３を巻戻して接続した分割取水管２５、２６
を下げ、分割取水管２６の上端が操作台１３より上に位
置した時、停止する。

【００２８】さらに、前記と同様の操作・作業を行って
分割取水管２７を溶接接続すると、図８のように、分割
取水管２５、２６、２７が一体化されて取水管２８とな
る。

【００２９】（８） 取水管の据付け（図８参照） その後、ワイヤロープ２３を巻き戻して取水管２８を吊
り降ろし、取水管２８の下端を取水箱１９の接続口２０
に水密ゴムなど（図示省略）を介して嵌装接続する。

【００３０】一方、取水管２８の上端を操作台１３に図
示しない適宜の固定手段を用いて固定するとともに取水
管２８の中間部を中間支持台２４により支持する。この
ようにして取水管２８を立設する。取水管２８の据え付
けが終れば吊り下げ装置２２は撤去する。

【００３１】（９） 取水ゲートなどの据え付け・堤体
ボーリング（図９及び図１３〜図１５参照） 取水管２８には、図１３のようにあらかじめ、取水口２
９が形成されている。この取水口２９は図示の場合、上
下方向に所定の間隔かつ円周方向に等分して６個設けた
ものであるが、２個から１０個位まで設けることがで
き、その位置を上流側の半円周内に設けることができ
る。

【００３２】トラッククレーン３により（後述する開閉
装置）の昇降用ロッド３１を連結した取水ゲート３２を
操作台１３上に搬送し、次いで吊り下げて取水口２９の
位置に下げる。このときロッド３１の上端は操作台１３
より上方まで延びている。他の取水ゲート３２も前記と
同様にして取水口２９にセットする。

【００３３】その後、トラッククレーン３により操作台
１３上に開閉装置３０を搬送し、操作台１３上に設置す
る（図１３、図１４参照）。すなわち、先にセットされ
ている各ロッド３１を開閉装置３０に組み込む。そし
て、開閉装置３０を駆動してロッド３１を介して取水ゲ
ート３２を昇降させ、取水口２９を開閉するが、以後の
工事に当たり、各取水口２９は取水ゲート３２により締
切っておく。なお、この開閉装置３０はねじ式あるいは
油圧式のものが採用される。

【００３４】３３は取水口２９、取水ゲート３２を囲ん
で設けた除塵スクリーンである。

【００３５】以上の様にして取水管２８を完成後、取水
箱１９内部を図示省略した揚水ポンプにより排水する。
これにより取水管２８内および取水箱１９内は貯水から
遮断されて空の状態となる。

【００３６】この状態から、まず、トラッククレーン３
により、ボーリング装置３４を図９のように作業台５上
に吊り下げて設置する。ボーリング装置３４は従来より
公知の回転式のもので、まず仮想導水孔軸線４に沿って
ドリルなどによる先導孔３５を穿設する。

【００３７】次いで、先導孔３５内にボーリング装置３
４の回転軸３６を継足しながら挿入し、その先端を取水
箱１９内まで突出せしめて、その端部にカッタ３７を取
付けた後、ボーリング装置３４を駆動すると、この回転
軸３６が回転しながら後退する。これにより、カッタ３
７が堤体１のコンクリートを切削しながら、導水孔３８
が形成される。

【００３８】掘削されたコンクリートは、取水箱１９側
から取水管２８を経てクレーンなどにより吊り上げ、排
出される。堤体ボーリング、すなわち導水孔３８が貫通
した後、ボーリング装置３４をクレーンにより吊り上げ
撤去する。

【００３９】ボーリング装置３４は実施例では前記した
回転カッタ型のものであるが、その他にウオータジェッ
ト方式のものなど任意ものを利用できる。

【００４０】また、ボーリング装置３４によっては、堤
体１の下流側から掘削し、掘削されたコンクリートを下
流側から排出することもできる。

【００４１】（１０） 導水管の据え付け（図１０参
照） あらかじめ、定尺に製作された分割導水管３９ａをクレ
ーンにて吊り下げて作業台５上の台車４０に載せ導水孔
３８内に人力などにより押し込んで所定の位置に適宜管
受台などを介して設置する。

【００４２】この作業を順次繰り返して分割導水管３９
ｂ、３９ｃ・・・を配設する。分割導水管３９ａ・・・
同志の接続は、両面または片面の溶接作業により行うが
溶接が不可能であれば、水密ゴムを介してフランジによ
り行う。これにより導水管３９を布設する。

【００４３】（１１） 導水孔の二次コンクリート打設
（図１１参照） 導水管３９の布設が終れば、導水孔３８と導水管３９の
間の空隙に二次コンクリート４１を打設して、導水管３
９の配設が完了する。導水管３９の下流端に放流管４２
を接続し、放流管４２の端部に放流バルブ４３を取付け
る。

【００４４】（１２） トラッククレーンなどの撤去
（図１２参照） 前記作業終了後、作業台５を撤去し、トラッククレーン
３を解体し、作業構台２を撤去すると、貯水ダムへの取
水設備の施工が完了する。

【００４５】（１３） 以上のように、取水箱１９、取
水管２８などからなる取水装置は撤去することなくその
まま据え付けた状態である。

【００４６】したがって、この取水装置を作動すると、
すなわち任意の取水ゲート３２を開閉装置３０を介して
「開」にすると、貯水ダムの水は、取水口２９で取水さ
れ、取水管２８、取水箱１９、導水管３９、放流管４２
および放流バルブ４３を経て放流される。

【００４７】なお、図示省略したが取水管２８の下方位
置に保安ゲートを設けて取水管２８内の水位が貯水ダム
の水位より下がったとき、取水管２８内に水を流入させ
て内外水位差をバランスさせるようにすることができ
る。

【００４８】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成したか
ら、以下に述べるような効果を奏する。

【００４９】取水管及び取水箱を導水孔施工時に、止水
機能材として、また、作業空間として使用するととも
に、これらは導水孔掘削後に撤去することなくそのまま
取水装置として使用するものであるから、施工時におけ
る資材の使用量が大巾に低減できるばかりか付帯設備も
不要となり、さらに、水中作業が可及的に少なくて済
み、この結果、施工コスト（設備費、建設費）が大きく
低下するとともに、工期を大巾に短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の第１工程を示す縦断側面図

【図２】実施例の第２工程を示す縦断側面図

【図３】実施例の第３工程を示す縦断側面図

【図４】実施例の第４工程を示す縦断側面図

【図５】実施例の第５工程を示す縦断側面図

【図６】実施例の第６工程を示す縦断側面図

【図７】実施例の第７工程を示す縦断側面図

【図８】実施例の第８工程を示す縦断側面図

【図９】実施例の第９工程を示す縦断側面図

【図１０】実施例の第１０工程を示す縦断側面図

【図１１】実施例の第１１工程を示す縦断側面図

【図１２】実施例の第１２工程を示す縦断側面図

【図１３】実施例の施工法で施工した取水装置の正面図

【図１４】実施例の施工法で施工した取水装置の側面図

【図１５】同上の取水口付近の拡大縦断面図

【符号の説明】

１ 堤体（ダム） ６ 発電用最低水位 １３ 操作台 １９ 取水箱 ２０ 接続口 ２１ 開口 ２８ 取水管 ２９ 取水口 ３４ ボーリング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02B 7/00 E02B 7/20 105 E02B 9/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準最低水位以下の位置に導水孔を新設
   する堤体上流側の該位置に、一側面に開口部と上面に接
   続口とを形成した取水箱を水密的に取り付け、前記接続
   口に、２個以上の取水口を形成した取水管の下端を連結
   するとともに上端を前記堤体の上面近傍まで延ばし、前
   記各取水口に、前記堤体に設けた操作台上の開閉装置を
   介して昇降自在に取水ゲートを設け、前記取水箱および
   取水管内の水を排水した後、前記堤体の下流側に設置し
   たボーリング装置により導水孔を掘削するようにしたこ
   とを特徴とする既設貯水ダムの取水設備施工法。