JP5731288B2 - コンクリートダムの施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、柱状ブロック工法、面状工法（ＲＣＤ工法、ＥＬＣＭ工法）などによるダム建設に用いるコンクリートダムの施工方法に関し、特に、施工の途中に長期の休止期間があり、長期間放置される水平打継面に施工を継続する場合に最適なコンクリートダムの施工方法に関する。

一般に、コンクリートダムは、外層部（堤頂部を含む上流側外層、下流側外層、及び着岩部）を強度レベルや耐久性を上げた富配合コンクリートとする必要があるが、堤体全体を富配合コンクリートとする必要がなく、外層部を富配合コンクリートで形成し、外層部に囲まれる内部を貧配合コンクリートにより形成することが多い。この場合、内部コンクリートを、外層部コンクリートに比べて単位セメント量が５０〜７０ｋｇ／ｍ³程度少ない貧配合コンクリートで形成している。このような構造とすることにより、セメントの水和反応による温度の上昇を抑制して、温度上昇に起因する内部応力を低減することができ、また、材料コストを削減することもできる。
このようなコンクリートダムを構築する場合、高さ方向を所定の高さの複数の施工リフトに分けて、１リフト毎に型枠を組み立て、コンクリートを打設し、コンクリートを硬化させる作業を繰り返す。ダムの建設は長い工期を要し、また、ダムの建設現場は標高が高く寒冷地となることが多く、冬季には積雪の影響もあって、ダムの施工を長期間休止せざるを得ないことも多い。ダムの施工を長期に亘り休止する場合、この休止期間前の最後の１リフトの水平打継面は越冬面として表出され、この水平打継面は強度の低い貧配合コンクリートが外界に曝されることになる。そこで、ダムの施工を休止する間は、この水平打継面の凍結や温度変化によるひび割れの発生を防止する必要があり、通常、水平打継面を断熱マットの設置、湛水養生、砂の敷均しなどにより保護している。そして、長期放置後の水平打継面に上リフトを打設するときは、水平打継面に付着した汚れや異物の除去、上流面に水平止水板の設置、水平打継面にチッピングの処理などを行い、この水平打継面に、水セメント比が通常７０パーセント程度のモルタルを敷均した後、内部に貧配合コンクリートを打設し、外層部に富配合コンクリートを打設して、施工を継続する。

この種の施工方法が例えば特許文献１により提案されている。この文献１の施工方法では、休止期間前に既に打設された最後の貧配合コンクリートの表面に、その貧配合コンクリートよりも耐久性の高いコンクリートを打設することにより保護層を形成するものとし、この場合、内部領域を構成するコンクリートの少なくとも上層部５０ｍｍを、貧配合コンクリートに代えて外層用に調合された富配合コンクリートを打設する。そして、休止期間終了後は、新たなリフトを施工し、内部領域に貧配合コンクリートを、外層部に富配合コンクリートを適用して、堤体の構築を継続する。
このようにすることにより休止期間前の最後のリフトの水平打継面の劣化を抑止することができ、また、耐久性の高い保護層を堤体の一部として利用することで、新旧両コンクリートの接合性を向上させるための手入れを簡略化することができる。

特開２００９−８４７９０公報

しかしながら、このようなコンクリートダムの施工方法では、施工の長期の休止により、次のような問題がある。
（１）休止期間中に水平打継面を断熱マットの設置、湛水養生、砂の敷均しなどで保護していても、長期放置後の水平打継面（貧配合コンクリートの表面）は劣化しやすく、付着力が弱くなる。
（２）コンクリートの温度応力により、水平打継面付近の上下流面において上下方向に引張力が作用し水平方向にクラックが発生しやすい。
（３）長期放置後の水平打継面に敷均すモルタルの水セメント比が７０パーセント程度と、貧配合コンクリートと同程度に大きく、このため、付着力が小さい。
（４）上記（１）〜（３）により水平打継面の付着力が小さいために、長期休止期間後の水平打継面に上リフトの打設を行うときに、水平打継面上下のリフト間を十分に付着させることが難しく、漏水の発生が懸念される。
（５）水平打継面に十分な付着力を確保するためには、この水平打継面にチッピングなどの処理により目粗しを行う必要があり、作業が煩雑となる。
（６）休止期間中の水平打継面に耐久性の高いコンクリートにより保護層を形成して保護する方法では、休止期間中の水平打継面の劣化を抑止する一定の効果が期待されるものの、休止期間終了後に、新たなリフトを積み上げるため、内部領域に貧配合コンクリートを、外層部に富配合コンクリートを適用して、施工を継続するため、水平打継面と上リフトとの間に十分な付着力を得ることができず、水平打継面上下のリフト間を確実に付着させることが難しい。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種のコンクリートダムの施工方法において、長期放置後の水平打継面を挟む上下の１リフトの内部コンクリートの配合及びモルタルの配合を替えることにより、水平打継面上下のリフト間の付着強度を高め、水平打継面上下のリフト間を確実に付着させて、漏水の発生を防止すること、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、内部を貧配合コンクリートにより、外層部を富配合コンクリートにより構築するコンクリートダムを、高さ方向を所定の高さの複数の施工リフトに分けて、順次施工し、施工の途中で長期の休止期間が入り、休止期間後に、休止期間前の最後の１リフトの水平打継面に施工を継続するコンクリートダムの施工方法において、休止期間前に、前記水平打継面の下１リフトを、内部を貧配合コンクリートから富配合コンクリートに替えて形成し、休止期間後、前記水平打継面にモルタルを所定の厚さで敷均した後、前記水平打継面の上１リフトを、内部を貧配合コンクリートに替えて富配合コンクリートにより形成して積み上げる、ことを要旨とする。
この場合、水平打継面の下１リフトの高さを０．５〜１．５ｍ、モルタルの厚さを１．５ｃｍ程度、水平打継面の上１リフトの高さを０．５〜０．７５ｍとすることが好ましい。また、モルタルの配合を富配合コンクリートと同じ又はそれ以下の水セメント比とすることが好ましい。

本発明のコンクリートダムの施工方法では、上記のとおり、休止期間前に、水平打継面の下１リフトを、内部を貧配合コンクリートから富配合コンクリートに替えて形成し、休止期間後、水平打継面にモルタルを所定の厚さで敷均した後、水平打継面の上１リフトを、内部を貧配合コンクリートに替えて富配合コンクリートにより形成して積み上げるので、水平打継面上下のリフト間の付着強度を高めることができ、水平打継面上下のリフト間を確実に付着させて、漏水の発生を防止することができる。また、この場合、モルタルの配合を富配合コンクリートと同じ又はそれ以下の水セメント比とすることで、敷モルタルの付着力が大きくなり、水平打継面上下のリフトの付着を向上させるのに有効となる。

本発明によるコンクリートダムの施工方法のイメージを示す図 同施工方法において休止期間前に水平打継面の下１リフトを形成する工程を示す図 同施工方法において休止期間後に水平打継面にモルタルを敷均した後水平打継面の上１リフト及びこれに続くリフトを形成する工程を示す図

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。図１にコンクリートダムの施工方法のイメージを示している。図１に示すように、このコンクリートダムの施工方法は、内部を貧配合コンクリートにより、外層部を富配合コンクリートにより構築するコンクリートダムを、高さ方向を所定の高さの複数の施工リフトに分けて、順次施工し、施工の途中で、寒冷地における越冬その他の事由によるコンクリート打設の長期休止期間が入り、休止期間後に、休止期間前の最後の１リフトの水平打継面Ｓに施工を継続する工法であり、この工法では、休止期間前に、水平打継面の下１リフトＤ１を、内部を貧配合コンクリートから富配合コンクリートに替えて形成し、休止期間後、水平打継面Ｓに富配合コンクリートと同じ又はそれ以下の水セメント比を有するモルタルｍを所定の厚さで敷均した後、水平打継面Ｓの上１リフトＵ１を、内部を貧配合コンクリートに替えて富配合コンクリートにより形成して積み上げる。

上記の記述から明らかなように、このコンクリートダムの施工方法では、休止期間前に水平打継面の下１リフトＤ１を形成する工程、休止期間後、水平打継面Ｓにモルタルｍを敷均す工程、休止期間後、水平打継面Ｓにモルタルｍを敷均した後、水平打継面の上１リフトＵ１を形成する工程を順次行う。各工程は、次のように実行することが好ましい。

休止期間前に水平打継面の下１リフトＤ１を形成する工程では、図２に示すように、水平打継面の下１リフトＤ１（この場合、リフト厚０．５ｍ〜１．５ｍ）の内部に富配合コンクリート２を打設して内部コンクリートを形成する。この下１リフトＤ１の外層部（上流側外層、下流側外層、及び着岩部）は従来のとおり富配合コンクリート２を打設して外部コンクリートを形成する。このようにして休止期間前の最後のリフトＤ１を形成して、長期の休止期間に入り、この水平打継面Ｓが長期間に亘り放置されることになる。なお、この水平打継面Ｓは通常の養生を行う。

休止期間後の水平打継面Ｓにモルタルｍを敷均す工程では、図３に示すように、長期放置後の水平打継面Ｓに富配合コンクリート２と同じ又はそれ以下の水セメント比、この場合、５０〜６０％程度のモルタルｍを厚さ１．５ｃｍ程度敷均す。

休止期間後、水平打継面Ｓにモルタルｍを敷均した後、水平打継面の上１リフトＵ１を形成する工程では、図３に示すように、水平打継面の上１リフトＵ１（この場合、リフト厚０．５〜０．７５ｍ）の内部に富配合コンクリート２を打設して内部コンクリートを形成する。この上１リフトＵ１の外層部（上流側外層、下流側外層、及び着岩部）は従来のとおり富配合コンクリート２を打設して外部コンクリートを形成する。そして、このリフトＵ１の上に次のリフトを、内部を貧配合コンクリート１を打設して形成し、外層部を富配合コンクリート２を打設して形成し、順次積み上げていく。

このように長期放置後の水平打継面Ｓを挟む上下各１リフトＤ１、Ｕ１それ自体をすべて富配合コンクリート２により形成することで、長期放置後の水平打継面Ｓのコンクリート強度が高まり、この水平打継面Ｓの付着強度が大幅に向上する。
例えば、単位セメント量２１０ｋｇ／ｍ³の富配合コンクリートと単位セメント量１４０ｋｇ／ｍ³の貧配合コンクリートの９１日圧縮強度の実績平均値は、富配合コンクリートで４５Ｎ／ｍｍ²、貧配合コンクリートで２３Ｎ／ｍｍ²になっている。付着強度は圧縮強度の１／１０〜１／１３程度であるため、１／１０とした場合、富配合コンクリートは４．５Ｎ／ｍｍ²、貧配合コンクリートは２．３Ｎ／ｍｍ²、となる。したがって、このコンクリートダムの施工方法を用いることで、長期放置後の水平打継面Ｓでの付着強度は約２倍となる。また、敷モルタルｍにおいては、従来の水セメント比を下げて富配合コンクリートと同等の水セメント比のモルタルを使用するため、付着力は低下しない。
このように付着力が従来の施工方法に比べて約２倍になるため、温度応力により発生する上下流面の引張り応力に対して抵抗力が大きくなることから、ひび割れの発生を防止して、漏水の発生を防止又は可及的に低減することができる。また、水平打継面Ｓを挟む上下各１リフトＤ１、Ｕ１は富配合コンクリート２であり、密実なので、水密性を従来に比べて大幅に向上させることができる。

以上説明したように、このコンクリートダムの施工方法によれば、内部を貧配合コンクリート１により、外層部を富配合コンクリート２により構築するコンクリートダムを、高さ方向を所定の高さの複数の施工リフトに分けて、順次施工し、施工の途中で長期の休止期間が入り、休止期間後に、休止期間前の最後の１リフトの水平打継面Ｓに施工を継続するコンクリートダムの建設において、休止期間前に、水平打継面の下１リフトＤ１を、内部を貧配合コンクリート１から富配合コンクリート２に替えて形成し、休止期間後、水平打継面Ｓに富配合コンクリート２と同じ又はそれ以下の水セメント比を有するモルタルｍを所定の厚さで敷均した後、水平打継面の上１リフトＵ１を、内部を貧配合コンクリート１に替えて富配合コンクリート２により形成して積み上げるので、水平打継面Ｓ上下のリフトＤ１、Ｕ１間の付着強度を高めることができ、水平打継面Ｓ上下のリフトＤ１、Ｕ１間を確実に付着させて、漏水の発生を防止することができる。

Ｄ１ 水平打継面の下１リフト
Ｓ 水平打継面
ｍ モルタル
Ｕ１ 水平打継面の上１リフト
１ 貧配合コンクリート
２ 富配合コンクリート

Claims (3)

1. 内部を貧配合コンクリートにより、外層部を富配合コンクリートにより構築するコンクリートダムを、高さ方向を所定の高さの複数の施工リフトに分けて、順次施工し、施工の途中で長期の休止期間が入り、休止期間後に、休止期間前の最後の１リフトの水平打継面に施工を継続するコンクリートダムの施工方法において、
   休止期間前に、前記水平打継面の下１リフトを、内部を貧配合コンクリートから富配合コンクリートに替えて形成し、
   休止期間後、前記水平打継面にモルタルを所定の厚さで敷均した後、前記水平打継面の上１リフトを、内部を貧配合コンクリートに替えて富配合コンクリートにより形成して積み上げる、
   ことを特徴とするコンクリートダムの施工方法。
2. 水平打継面の下１リフトの高さを０．５〜１．５ｍ、モルタルの厚さを１．５ｃｍ程度、水平打継面の上１リフトの高さを０．５〜０．７５ｍとする請求項１に記載のコンクリートダムの施工方法。
3. モルタルの配合を富配合コンクリートと同じ又はそれ以下の水セメント比とする請求項１又は２に記載のコンクリートダムの施工方法。

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