JP4814743B2

JP4814743B2 - コンクリートダムの施工方法

Info

Publication number: JP4814743B2
Application number: JP2006260976A
Authority: JP
Inventors: 侃彦藤澤; 俊治笛田
Original assignee: 財団法人ダム技術センター
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008081961A

Description

本発明はコンクリートダム工事の工期短縮技術に関する。

我が国における発電は、水力発電、火力発電及び原子力発電を基本の３本柱とし、中でも水力発電は最も歴史がある。このダムの建設技術は改良に改良が重ねられ、近年はＲＣＤ（ＲｏｌｌｅｒＣｏｍｐａｃｔｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅｆｏｒＤａｍ）法が広く採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−６９９８０公報（段落番号［０００３］）

特許文献１の段落番号［０００３］には「一方、前記ＲＣＤ工法では、スライド式型枠をコンクリートダムの堤体構築予定箇所の上流側と下流側の両側に設置し、該型枠間を所定区域ごとに分割するように横継ぎ目地を設置し、該区域において超硬練りコンクリートをブルドーザーにより一層２５ｃｍで３〜４層敷き均した後、この３〜４層をまとめて振動ローラーにより締め固めて７５〜１００ｃｍ程度の厚さのコンクリート層を形成する。そして、打設後のコンクリート表面は高圧ジェット水などの手段によりレイタンスを除去すると共にモルタルの敷き均しを行なってから、次層のコンクリートを敷き均すものである。」の記載がある。

特許文献１で紹介されたＲＣＤ工法を、より一般的な形態で以下に説明する。
図９は従来のコンクリートダムの断面図であり、コンクリートダム１００は上程狭い台形形状の断面を呈する。

図１０は従来のコンクリートダムの正面図であり、コンクリートダム１００は谷に設ける。すなわち、左の岩盤１０１と底の岩盤１０２と右の岩盤１０３とに掛け渡すため、上程広い台形形状を呈する。
特許文献１で、「７５ｃｍ〜１００ｃｍ程度の厚さのコンクリート層」と説明されたように、図中のｈが７５ｃｍ〜１００ｃｍであり、この高さのコンクリート層を下から上へ順に積層させることで、コンクリート打設を行う。このｈは重機が昇り降りすることができる程度の高さに設定される。

図１１は従来のコンクリート層の模式図であり、高さｈのコンクリート層は、ｍ−１、ｍ−２及びｍ−３の３つのブロックに区分して施工する。すなわち、ｍ−１ブロック１０５→ｍ−２ブロック１０６→ｍ−３ブロック１０７の順で施工した後に、ｍ−１ブロック１０５の上にｎ−１ブロック１０８を打設し、ｍ−２ブロック１０６の上にｎ−２ブロック１０９を打設する。このように１層を３つのブロックに分けて順に施工する工法が従来実施されてきた。この理由は後述する。

図１２は図１１の１２−１２線断面図であり、ｍ−３ブロック１０７を例にとると、ｍ−３ブロック１０７は、型枠１１２を用いて盛り上げたコンクリート１２１と、型枠１１３を用いて盛り上げたコンクリート１２２と、これらのコンクリート１２１、１２２の間に打設した、ＲＣＤ工法による超硬練りコンクリート１２３とからなる。
なお、コンクリート打設に備えて、型枠１１２、１１３の上部を引張り金具１１４、１１５で固定する。これらの引張り金具１１４、１１５は予め下のコンクリート層１１１にアンカー部分１１６、１１７を埋設しておく。

図１３は図１２の１３矢視図であり、この図で従来のコンクリート打設の説明を行う。
（ａ）では、既にｍ−２ブロック１０６が施工済みであり、このｍ−２ブロック１０６に接続するようにして、適当な量のコンクリート１２１−１及び１２２−１を、型枠１１２、１１３に沿って図面表（おもて）側へ盛り上げる。
次に（ｂ）において、コンクリート１２１−１及び１２２−１の間に、超硬練りコンクリート１２３−１をダンプカーで搬入して敷き詰め、ローラで固める。超硬練りコンクリート１２３−１をダンプカーで搬入して敷き詰め、ローラで固める施工を、ＲＣＤ施工と呼ぶ。
（ｂ）を繰り返すことで、（ｃ）に示すｍ−３ブロック１０７ができあがる。

図１４はコンクリートの強度を示すグラフであり、温度２５℃の条件で乾燥（養生）を実施すると、コンクリートは時間と共に強度が高まる。図１２に示すアンカー部分１１６、１１７に求められる強度は３５ｋｇ／ｃｍ^２である。ただし、この強度を得るには打設後２５時間、すなわち１日以内では所望の強度は得られない。

図１５は従来のコンクリートダムの施工フロー図である。ＳＴ×××はステップ番号を示す。
ＳＴ１０１：ｍ−１ブロックにおいて、型枠を立設する。
ＳＴ１０２：コンクリートを盛り上げることでコンクリート層を形成する。
ＳＴ１０３：ＲＣＤ施工を行う。
ＳＴ１０４：乾燥に入る。

ＳＴ１０５：コンクリートの上面を、研削する。この研削は重機に設けた回転ブラシで実施する。重い重機を載せるには、約２日の養生（乾燥）が必要である。
すなわち、コンクリート打設から約２日経過したら、上面を研削して、ｎ−１ブロック（図１１符号１０８参照）のコンクリート打設に備える。
ＳＴ１０１〜ＳＴ１０５で、３日を費やす。

ＳＴ１０６：ＳＴ１０４で乾燥が始まる頃に型枠を移動し、ｍ−２ブロックに立設する。
ＳＴ１０７：ｍ−２ブロックにコンクリートを盛り上げて、コンクリート層を形成する。
ＳＴ１０８：ＲＣＤ施工を行う。
ＳＴ１０９：乾燥に入る。型枠を移動し、ｍ−３ブロックに立設する。
型枠の移動、立設は１日に１回実施する。

ｍ−１ブロックの施工から３日経過後に、ｎ−１ブロックを施工するが、ｍ−１ブロックのコンクリートは十分に強度が出ていて、ｍ−１ブロックに埋設した引張り金具のアンカー部分（図１２、符号１１６、１１７参照）が抜ける心配はない。

また、ＳＴ１０５で面研削が実施してあるので、ｍ−１ブロックにｎ−１ブロックのコンクリートが良好に接続する。ＳＴ１０５の面研削は研削機で行い研削施工には時間が掛かるが、ｍ−３ブロックのコンクリート打設に平行して行うことができるため、作業遅延の要因にはならない。

すなわち、従来は、引張り金具に対するコンクリート強度の確保並びに面研削作業のためのコンクリート強度を確保する必要から、１層を３ブロックに区分し、１ブロックを１日で施工し、１層を３日で施工する必要があった。
しかし、もっと工期が短縮できるコンクリートダムの施工方法が、より望ましいことである。

本発明は、工期短縮が可能なコンクリートダムの施工方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、下のコンクリート層を２４時間で施工し、この下のコンクリート層上に上のコンクリート層を２４時間で施工する要領で、下から上へ層状にコンクリート層を形成するコンクリートダムの施工方法において、
前記下のコンクリート層に下部が固められているアンカーを用いて型枠を立設する工程と、
この型枠に沿ってコンクリートを盛り上げて前記上のコンクリート層を形成すると共にこの上のコンクリート層に次の施工のためのアンカーの下部を埋設する工程と、
前記上のコンクリート層に沿って超硬練りコンクリートを打設する工程と、
前記型枠に沿って盛り上げた前記上のコンクリート層の強度が２４ｋｇ／ｃｍ ^２に達したら前記型枠を外し、上方へ移動する工程と、
前記上のコンクリート層上に溜まったレイタンスを除去する工程と、からなる工程群を２４時間で行い、
コンクリート強度が２４ｋｇ／ｃｍ ^２に達した前記上のコンクリート層により次の施工のためのアンカーの下部を固めることで、前記型枠の移動を可能にしたことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、コンクリート層の厚さは、１００ｃｍであることを特徴とする。

本発明において、コンクリート層は通常の比率でセメントを配合したコンクリートで形成した層を指し、超硬練りコンクリート層はＲＣＤ工法に用いるものであって、セメントの配合割合を通常の比率より大幅に減少させたコンクリートで形成した層を指す。

請求項１に係る発明では、アンカー部分を大型にするなどして、２４ｋｇ／ｃｍ^２のコンクリート強度で引張り金具が使えるようにした。加えて、面研削を廃止し、代わりにレイタンス除去で済ませるようにした。面研削を廃止すると、重機を載せる必要が無くなり、コンクリートの強度向上を待つ必要が無くなる。

この結果、２４時間経過後に当該コンクリート層の上に新たなコンクリート層を打設することができるようになった。
本発明によれば、従来の１層３日を１層１日に変更することができ、工期を大幅に短縮することができる。

請求項２に係る発明では、施工厚さを１００ｃｍにすることで、工期を大幅に短縮することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るコンクリートダムの正面図であり、コンクリートダム１０は谷に設ける。すなわち、左の岩盤１１と底の岩盤１２と右の岩盤１３とに掛け渡すため、上程広い台形形状を呈する。

図２は本発明に係るコンクリート層の模式図であり、高さＨのコンクリート層で構成するＭブロック１５の上に、想像線で示すＮブロック１６を施工することを示す。すなわち、本発明によれば、１層のコンクリート層は一度で施工することが可能となる。

図３は図２の３−３線断面図であり、Ｍブロック１５は、型枠１８を用いて盛り上げたコンクリート層１９と、型枠２１を用いて盛り上げたコンクリート層２２と、これらのコンクリート層１９、２２の間に打設した、ＲＣＤ工法による超硬練りコンクリート層２３とからなる。

なお、コンクリート打設に備えて、型枠１８、２１の上部を引張り金具２４、２５で固定する。これらの引張り金具２４、２５は予め下のコンクリート層２６にアンカー部分２７、２８を埋設しておく。
アンカー部分２７、２８には、各々に円板若しくは角板からなる増強部２９、２９を設けておく。

図４は図３の４矢視図であり、この図でコンクリート打設の説明を行う。
（ａ）において、適当な量のコンクリート層１９−１及び２２−１を、型枠１８、２１に沿って図面表（おもて）側へ盛り上げる。
次に（ｂ）において、コンクリート層１９−１及び２２−１の間に、超硬練りコンクリート層２３−１をダンプカーで搬入して敷き詰め、ローラで固める。超硬練りコンクリート層２３−１をダンプカーで搬入して敷き詰め、ローラで固める施工を、ＲＣＤ施工と呼ぶ。
（ｂ）を繰り返すことで、（ｃ）に示すＭブロック１５ができあがる。

図５はコンクリートの強度を示すグラフであり、温度２５℃の条件乾燥（養生）を実施すると、コンクリートは時間と共に強度が高まる。図３に示すアンカー部分２７、２８に求められる強度は、増強部２９の存在により、２４ｋｇ／ｃｍ^２で十分となる。そして、この強度は１６時間で得ることができる。

図６は本発明に係るコンクリートダムの施工フロー図である。ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：Ｍブロックのために、型枠を立設する。
ＳＴ０２：型枠に沿ってコンクリートを盛り上げることで、コンクリート層を形成する。
ＳＴ０３：ＲＣＤ施工を行う。
ＳＴ０４：乾燥に入る。

ＳＴ０５：打設後１６時間が経過するまで待つ。
ＳＴ０６：コンクリート打設から１６時間経過したら、型枠を移動する。
ＳＴ０７：コンクリートが固まったコンクリート層の上には、１５〜１６時間でレイタンスが浮き上がる。このレイタンスを水ジェットで吹き飛ばすことで除去する。この除去作業は僅かな時間で終えることができる。また、ＲＣＤ施工によるコンクリート層の上面は、ローラ掛けにより固まっているので、ゴミの除去のみを行う。
以上のＳＴ０１〜ＳＴ０７は１日で終えることができる。

ＳＴ０８：ＳＴ０６で型枠を上へ移動する。具体的には、Ｎブロックに型枠を立設する。
ＳＴ０９：型枠に沿ってコンクリートを盛り上げることで、コンクリート層を形成する。
ＳＴ１０：ＲＣＤ施工を行う。
ＳＴ１１：乾燥に入る。以降、説明を省略する。

次に、型枠にプレキャスト型枠を採用した参考例を説明する。
図７は参考例を示す図であり、予め、高さが１００ｃｍで、Ｌ字断面又はコ字断面のプレキャスト型枠３１、３２を準備する。
そして、下のコンクリート層３３に埋設してあるプレキャスト型枠３４に、プレキャスト型枠３１をボルト３５で固定する。同時に、下のコンクリート層３３に埋設してあるプレキャスト型枠３６に、プレキャスト型枠３２をボルト３７で固定する。

そして、型枠３１に沿ってコンクリート層３８を盛り上げるとともに、型枠３２に沿ってコンクリート層３９を盛り上げる。

次にコンクリート層３８、３９の中間部分にＲＣＤ工法による超硬練りコンクリート層４１を打設する。
コンクリート層３８、３９の打設から１６時間が経過したら、上を歩くことは差し支えなくなる。そこで、水ジェットで上面に浮き上がったレイタンスを除去する。また、超硬練りコンクリート層４１はローラを掛けた後に、ゴミを除去する。

図８は図７の施工フロー図である。
ＳＴ１２：Ｍブロックにおいて、プレキャスト型枠を立設する。
ＳＴ１３：プレキャスト型枠に沿ってコンクリートを盛り上げることで、コンクリート層を形成する。
ＳＴ１４：ＲＣＤ施工を行う。
ＳＴ１５：乾燥に入る。

ＳＴ１６：打設後１６時間が経過するまで待つ。
ＳＴ１７：レイタンスを除去する。
以上のＳＴ１２〜ＳＴ１７は１日で終えることができる。

ＳＴ１８：ＳＴ１６に引き続いて、Ｎブロックのために新たなプレキャスト型枠を立設する。
ＳＴ１９：プレキャスト型枠に沿ってコンクリートを盛り上げることで、コンクリート層を形成する。
ＳＴ２０：ＲＣＤ施工を行う。
ＳＴ２１：乾燥に入る。以降の説明は省略する。
型枠の移動及び引張り金具が不要であるため、施工が容易になる。

本発明は、コンクリートダムの施工に好適である。

本発明に係るコンクリートダムの正面図である。本発明に係るコンクリート層の模式図である。図２の３−３線断面図である。図３の４矢視図である。コンクリートの強度を示すグラフある。本発明に係るコンクリートダムの施工フロー図である。参考例を示す図である。図７の施工フロー図である。従来のコンクリートダムの断面図である。従来のコンクリートダムの正面図である。従来のコンクリート層の模式図である。図１１の１２−１２線断面図である。図１２の１３矢視図である。コンクリートの強度を示すグラフである。従来のコンクリートダムの施工フロー図である。

符号の説明

１０…コンクリートダム、１８、２１…型枠、１９、２２、３８、３９…コンクリート層、２３、４１…ＲＣＤ工法によるコンクリート層、３１、３２…プレキャスト型枠。

Claims

下のコンクリート層を２４時間で施工し、この下のコンクリート層上に上のコンクリート層を２４時間で施工する要領で、下から上へ層状にコンクリート層を形成するコンクリートダムの施工方法において、
前記下のコンクリート層に下部が固められているアンカーを用いて型枠を立設する工程と、
この型枠に沿ってコンクリートを盛り上げて前記上のコンクリート層を形成すると共にこの上のコンクリート層に次の施工のためのアンカーの下部を埋設する工程と、
前記上のコンクリート層に沿って超硬練りコンクリートを打設する工程と、
前記型枠に沿って盛り上げた前記上のコンクリート層の強度が２４ｋｇ／ｃｍ ^２に達したら前記型枠を外し、上方へ移動する工程と、
前記上のコンクリート層上に溜まったレイタンスを除去する工程と、からなる工程群を２４時間で行い、
コンクリート強度が２４ｋｇ／ｃｍ ^２に達した前記上のコンクリート層により次の施工のためのアンカーの下部を固めることで、前記型枠の移動を可能にしたことを特徴とするコンクリートダムの施工方法。
前記コンクリート層の厚さは、１００ｃｍであることを特徴とする請求項１記載のコンクリートダムの施工方法。