JP5903868B2 - ダム堤体の仮締切構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダム堤体の仮締切構造の施工方法に関するものであり、具体的には、施工時における内空の排水作業に伴って作用する浮力に対処可能である仮締切構造の技術に関する。

ダム堤体上流側における堆積土砂の排砂経路、洪水調節容量増加を目的とした新たな放水経路、或いは、小水力発電機の設置領域などを確保する目的で、既存ダムの堤体に貫通穴を構築するケースが増えている。従来、既存のダム堤体に貫通穴を構築する場合、ダム堤体の上流側に水底まで達する大規模な仮設の締切工を実施し、締切構造内側をドライアップして貫通穴掘削を行っていた。しかし、こうした方法では仮設の締切構造が大がかりになり、施工期間及び施工費が増大するという問題点があった。そこで、小規模・低コストでダム水域の仮締切を可能とする技術として、例えば、ダム堤体の水域側の面に球面状止水壁を取り付けた仮締切構造（特許文献１）などが提案されている。

特開２００４−２６３３８０号公報

上記従来の仮締切構造の技術においては、水中の半球状止水壁が水圧によりダム堤体に押圧されることで両者の間に摩擦力が発生し、これによりダム堤体への半球状止水壁の固定が図られるとの前提に立っている。一方、そうした従来の仮締切構造を実際の施工に採用した場合、内部を排水した半球状止水壁には自身の空中重量に比べて遥かに大きな浮力がかかるとの知見が、発明者らにおいて得られている。しかもこの浮力は、上述の摩擦力が十分発揮される前の、半球状止水壁の内部を排水する際に発生するものであるため、上記摩擦力により浮力に対抗することを期待するのは危険である。
他方、仮締切構造の周縁部を、貫通穴外周のダム堤体にアンカーを打設することで固定する場合、上述したような大きな浮力が仮締切構造にかかると、この浮力を受けたアンカーによる反力で、貫通穴周囲のダム堤体が損傷する懸念もある。
つまり、従来技術においては、施工に際し仮締切構造にかかる浮力について、その対策が十分考慮されていなかったのである。

そこで本発明では、施工時における内空の排水作業に伴って作用する浮力に対処可能である仮締切構造の技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明のダム堤体における仮締切構造の施工方法は、既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いる仮締切構造の施工方法であり、ダム堤体上流面における前記貫通穴の開口予定位置に、仮締切構造であるドーム体の開口を水密に当接する工程と、前記ドーム体の内空における水を排水しながら、前記内空に錘を順次投入する工程と、を含むことを特徴とする。
こうした工法によれば、ドーム体内空の水を排水する際に、排水の進行とともに増大する浮力に対応して、必要な量の錘をドーム体内空に順次投入し、各時点で生じている前記浮力と、前記投入された錘を含むドーム体の総重量との釣り合いをとることでドーム体の支持に要する力を最小限にとどめることが出来る。従って本発明によれば、施工時における内空の排水作業に伴って作用する浮力に対処可能である仮締切構造を提供できる。

なお、前記ダム堤体における仮締切構造の施工方法において、仮締切構造の撤去に際し、前記ドーム体の内空に注水しながら、前記内空より錘を順次排出する工程を含むとしてもよい。こうした工法によれば、ドーム体すなわち仮締切構造の撤去に際し、一旦はドライアップされていたドーム体内空への注水の進行とともに減少する浮力に対応して、必要な量の錘をドーム体内空から順次排出し、各時点でドーム体に生じている浮力と前記内空に残っている錘を含むドーム体の総重量との釣り合いをとることで過大な重量が仮設構造物にかかることを抑止することが出来る。

また、本発明のダム堤体における仮締切構造の施工方法は、既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いる仮締切構造の施工方法であり、ダム堤体上流面における前記貫通穴の開口予定位置に、仮締切構造であるドーム体の開口を水密に当接する工程と、前記ドーム体の内空における水を排水しながら、前記ドーム体の外側に、錘を順次保持させる工程と、を含むことを特徴とする。
こうした工法によれば、ドーム体内空の水を排水する際に、排水の進行とともに増大する浮力に対応して、必要な量の錘をドーム体外側に順次保持させ、各時点で生じている前記浮力と前記保持させた錘を含むドーム体の総重量との釣り合いをとることでドーム体の支持に要する力を最小限にとどめることが出来る。従って本発明によれば、施工時における内空の排水作業に伴って作用する浮力に対処可能である仮締切構造を提供できる。

なお、前記ダム堤体における仮締切構造の施工方法において、仮締切構造の撤去に際し、前記ドーム体の内空に注水しながら、当該ドーム体の外側より錘を順次撤去する工程を含むとしてもよい。こうした工法によれば、ドーム体すなわち仮締切構造の撤去に際し、一旦はドライアップされていたドーム体内空への注水の進行とともに減少する浮力に対応して、必要な量の錘をドーム体の外側から順次撤去し、各時点でドーム体に生じている浮力とドーム体の外側に残っている錘を含むドーム体の総重量との釣り合いをとることで過大な重量が仮設構造物にかかることを抑止することが出来る。

また、前記ダム堤体における仮締切構造の施工方法において、ある時点での錘とドーム体との総重量が該当時点で前記ドーム体に生じている浮力と釣り合うよう、前記錘を前記内空に順次投入ないし当該ドーム体の外側に順次保持させる、または、前記錘を前記内空から順次排出ないし当該ドーム体の外側から順次撤去させる、とすれば好適である。こうした工法によれば、ドーム体内空の水を排水する際、排水の進行とともに増大する浮力に柔軟かつ確実に対応して、各時点で生じている浮力と錘を含むドーム体の総重量との釣り合いをとることで、当該期間中、ドーム体の支持に要する力を最小限にとどめることが可能となる。

本発明によれば、施工時における内空の排水作業に伴って作用する浮力に対処可能である仮締切構造を提供できる。

第１の実施形態における仮締切構造の例を示す全体図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順１を示す図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順２を示す図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順３を示す図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順４を示す図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順５を示す図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順６を示す図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順７を示す図である。 第１の実施形態における仮締切構造の施工手順８を示す図である。 第２の実施形態における仮締切構造の例を示す全体図である。 第２の実施形態における仮締切構造の施工手順４を示す図である。 第２の実施形態における仮締切構造の施工手順７を示す図である。

−−−第１の実施形態−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、第１の実施形態におけるダム堤体の仮締切構造の構造例を示す全体図である。第１の実施形態における仮締切構造１００は、既存ダムの堤体１での、排砂坑などの貫通穴２の構築に際し用いる、堤体上流側の仮締切構造である。第１の実施形態の仮締切構造１００は、図１で示すように、断面がダム堤体上流側に凸である半楕円状の構造をなすドーム体１０で構成されている。

ドーム体１０は、その開口２１がダム堤体上流面３に止水材７を介して当接し、貫通穴２の開口予定位置４ａを囲むものである。開口２１は、その周縁が適宜延長されたスカート部３３となっており、ダム堤体上流面３に対して止水材７を介して当接する際に、このスカート部３３をもってダム堤体上流面３に当接することになる。また、このスカート部３３を貫く形で適宜なアンカー材をダム堤体上流面３に打設し、ドーム体１０の仮固定を行うとしてもよい。

こうしたドーム体１０の外周上部には、給気バルブ２７とマンホール２８が、また外周下部には排水バルブ２９がそれぞれ備わっている。給気バルブ２７は、堤体２上の給気装置と適宜な給気経路を介して結ばれ、ドーム体１０すなわち仮締切構造１００の内空２５に空気を導くためのバルブである。また、マンホール２８は、仮締切構造１００の内空２５で作業を行う作業員の出入口となる開閉口である。このマンホール２８は図示しないバルブを備えており、内空２５とマンホール外との間の開閉が可能となっている。また、排水バルブ２９は仮締切構造１００の内空２５から水を外部に排水するためのバルブである。

また、第１の実施形態におけるドーム体１０には、錘５０を水域の水面上方における所定位置（例：堤体１上）から内空２５に投入するための投入管３１（錘投入経路）と、この投入管３１をドーム体１０の内外で連通させる錘投入口２２とが備わっている。錘５０の例としては、傾斜の付いた投入管３１の管内など適宜な搬送経路上を滑動ないし転がり移動できる粒状の鋼材、鉛材、石材、砂材、或いは液体状の金属など、水より比重が一定程度以上大きい物質を採用できる。錘投入経路たる投入管３１が、前記の錘５０を堤体１上から内空２５まで搬送する為のベルトコンベヤ、圧送装置などを具備しているとしてもよい。投入管３１は、鋼管を連結したものであってもよいし、帆布や合成繊維、或いはゴム等の合成樹脂で形成され、適宜な剛性と可撓性を備えたホース状の部材であってもよい。

堤体１上において投入管３１と連結し、この投入管３１に錘５０を供給するのが錘供給装置６０となる。錘供給装置６０は、錘５０を格納する構造と、格納している錘５０を所定分量だけ取得して投入管３１の管内に投入する機構とを有しており、所定の作業員が操作する制御機器からの電気信号を受け、この電気信号が示す値に応じて上述の機構におけるモータや油圧装置を駆動させ、所定分量の錘５０を投入管３１に供給する。勿論、こうした、錘５０を投入管３１に供給する作業は、作業員自らが行うとしてもよい。

また、ドーム体１０の内空２５には、上述の投入管３１から落下してくる錘５０を収容するための囲いとなる仕切板３５が立設されており、錘５０が内空２５において散乱することを防いでいる。内空２５にて収容されている錘５０は、後に、仕切板３５が囲む領域の下方に備わる錘排出口２３からドーム体外に排出されることになる。 この錘排出口２３は、ドーム体１０の外周に備わる開口とこの開口を水密に開閉する扉構造を備えている。扉構造は、堤体１上の作業員が操作する制御機器からの電気信号を受け、モータや油圧装置を駆動させて扉を動かして開口を露出させ、仕切板３５が囲む領域にて収容されていた錘５０をドーム体下方の水中に排出するものである。また、錘５０の排出後は、やはり堤体１上の作業員が操作する制御機器からの電気信号を受け、モータや油圧装置を駆動させて扉を動かして開口を水密に閉塞させる。

詳細は後述するが、こうした第１の実施形態の仮締切構造１００においては、ドーム体１０の内空２５における水を排水しながら、各時点での錘５０とドーム体１０との総重量が該当時点でドーム体１０に生じている浮力と釣り合うよう、内空２５に錘５０を順次投入する一方、貫通穴２の施工後における仮締切構造１００の撤去に際し、内空２５に注水しながら、やはり浮力と総重量との釣り合いを踏まえつつ、内空２５より錘５０を順次排出することとなる。図１では、内空２５からの排水作業に伴って用いる、作業台船４０、ポンプ４１、給気ホース４２を参考のため図示している（これらについては後述する）。

以下、第１の実施形態の仮締切構造１００の施工、および貫通穴２の施工の手順について詳細に説明する。図２〜９は第１の実施形態における仮締切構造の各施工手順１〜８をそれぞれ示す図である。まず、図２に示すように、ドーム体１０を、クレーン８０で堤体上部より吊り下げて、堤体上流面３における放流管４８の呑口位置となる場所（水中の仮設構造物７０上）まで沈める（手順１）。なお、ドーム体１０の内空２５には放流管呑口の閉鎖ゲート扉体４９（図９）等を予め載置しておくが、これらは、ともに寸法、重量ともに大きく、現地まで一体で搬入することは不可能である。よってこれらは、工場での検査終了後、施工現地まで分割して輸送し、ダム堤体近傍で組立作業を行うこととする（不図示）。また、堤体上流側の地盤５における、ドーム体１０の仮置き位置には上述の仮設構造物７０を設置しておく。

手順１に続き、図３に示すように、仮締切構造１００におけるドーム体１０の開口２１と堤体上流面３との間を止水材７で挟み込んで固定するなどの水密加工を実施する（手順２）。この時、ドーム体１０のスカート部３３を貫いて、ダム堤体上流面３にアンカーを打設して、ドーム体１０を仮固定するとしてもよい。

続いて、図４に示すように、投入管３１をクレーン８１で堤体上より吊り下げて、ドーム体１０の錘投入口２２に接続する。なお、錘投入口２２を介したドーム体１０の内空２５側には、投入管３１が予め設置されている。よって、この接続により、ドーム体１０内外が錘投入口２２を介して投入管３１で連通したことになる。また、マンホール管８をクレーン８１で堤体上より吊り下げて、ドーム体１０のマンホール２８に接続し、マンホール２８に接続したマンホール管８の上端に他のマンホール管８を順次接続していく（手順３）。

こうした、投入管３１やマンホール管８の設置に当たっては、堤体上流側の水域に作業台船４０を浮かべて作業員を配置し、クレーン８１で吊下した投入管３１やマンホール管８の位置決め、錘投入口２２と投入管３１の連結、およびマンホール２８とマンホール管８の連結、および投入管３１同士やマンホール管８同士の連結といった作業に当たらせる。また、マンホール管８や投入管３１は堤体上流面３に対し、鋼棒など適宜な転倒防止材９で一時的に固定される（図ではマンホール管８についてのみ転倒防止材９による固定状態を示している）。

次に、図５に示すように、作業台船４０上に設置したポンプ４１より、給気ホース４２を伸ばしてドーム体１０の給気バルブ２７に接続し、ドーム体１０の内空２５への圧力空気の給気を開始する（手順４）。また、それとともに、ドーム体１０の排水バルブ２９を開き、ドーム体１０の内空２５に存在する水を、上述の給気による空気充填に伴って排出し、内空２５をドライ状態とする。

なお、こうした内空２５からの排水に際してドーム体１０に発生する浮力は、排水が完了した段階ではドーム体１０の空中重量に比べて遥かに大きくなる。例えば、水深１７ｍの位置に直径１００００ｍｍの開口を備えたドーム体１０を設置しようとした場合、凡そ１８０００ｋＮの浮力がドーム体１０の空中重量に勝るという知見を発明者らは得ている。一方、水圧によってドーム体１０がダム堤体上流面３に押圧されていれば、堤体上流面３とドーム体１０との間に摩擦力が発生して浮力を減らすことが出来るが、この浮力は、前述の摩擦力が十分発揮される前の、内空２５の水を排出する際に発生するため、上述の摩擦力により浮力に対抗することを期待するのは危険である。

よって第１の実施形態においては、上述した排水の進行とともに増大する浮力への対応策として、ある時点までに内空２５に投入された錘５０とドーム体１０との総重量が該当時点でドーム体１０に生じている浮力と釣り合うよう、錘５０を排水の進行に合わせて内空２５に順次投入するものとする。そのため、内空２５の適宜な箇所に水位計６を設置しておき、この水位計６が示す内空２５における水位の値に応じて、錘供給装置６０から所定量の錘５０を投入管３１に供給し、内空２５に錘５０を投入する。

水位計６が示す水位値が、ドーム体１０および当該時点で投入済みの錘５０の重量から判断される所定基準値より下降すれば、上述の釣り合いが崩れて、ドーム体１０にかかる力として上向きの力が勝っている状態と感知できるから、水位計６が示す水位値と所定基準値との差に応じて予め定めている量の錘５０を内空２５に追加投入する。この投入によって内空２５における錘５０の量が増加し、該当時点でドーム体１０に生じている浮力が、内空２５における錘５０とドーム体１０との総重量と釣り合い、ドーム体１０の支持に要する力を最小限にとどめることが出来る。

他方、水位計６が示す水位値が所定基準値より上昇すれば、上述の釣り合いが崩れて、ドーム体１０にかかる力として下向きの力が勝っている状態と感知できるから、錘５０の投入はせず、上述の排水作業を続行する。排水の進行によって浮力が増加し、上述の釣り合いの状態を越え、水位計６が示す水位値が所定基準値より下降すれば、上記の錘５０の投入を再開する。

こうした内空２５からの排水と、錘５０の投入を継続する中で、上述の圧力空気の給気に際し、ドーム体１０の排水バルブ２９から空気泡が噴出し始めたら、内空２５において完全に排水がなされたことを意味するから、排水バルブ２９および給気バルブ２７を閉じ、マンホール２８のバルブを開放して圧力空気を徐々に逃がし、内空２５を大気圧とする。こうして内空２５は大気圧となって、ドーム体１０は水圧によって堤体上流面３に押圧されることになり、水中位置に留められる。また、この時点で、錘５０を内空２５に投入する作業は不要となるから、錘投入口２２を閉塞した上でドーム体１０外部の投入管３１は撤去しておく。

なお、内空２５の水を排水するにあたっては、内空２５に予めセットしておいた水中ポンプを、上述の給気バルブ２７および排水バルブ２９を閉じた状態で稼働させ、マンホール管８の上端から排水を行う方法を採用しても良い。

続いて、図６に示すように、連結したマンホール管８のうち最上部のマンホール管８の上部に、管理歩廊４３を設け、堤体１の上部より移動してきた作業員がこの管理歩廊４３、マンホール管８、およびマンホール２８を通ってドーム体１０の内空２５に入る（手順５）。内空２５に入った作業員は、内空２５が排水完了状態である事を確認する。一方で、堤体下流側からは、ローダー８５など適宜な掘削機が貫通穴２を掘削しているものとする。内空２５の排水完了状態の確認の後、ローダー８５は、ドーム体１０の内空２５と掘削済みの貫通穴２との間に残された部位の掘削を実行する。

この掘削が完了し、ドーム体１０の内空２５と貫通穴２とが貫通したならば、図７に示すように、閉鎖ゲート扉体用戸当り４７およびベルマウス４６の据え付けと空気管４５の設置を行う（手順６）。この場合、ドーム体１０の内空２５に予め載置しておいた閉鎖ゲート扉体用戸当り４７およびベルマウス４６を堤体１に据え付け、また、貫通穴２において堤体下流から放流管４８を搬入し、この放流管４８を閉鎖ゲート扉体４９およびベルマウス４６と接続する。更に、閉鎖ゲート扉体４９を閉鎖ゲート扉体用戸当り４７およびベルマウス４６に接続する。

この接続の完了後、放流管４８と貫通穴２の内壁との間の空隙など所定領域にコンクリートを打設しておく。また、ドーム体１０の内空２５で作業を行っていた作業員を、マンホール管８を介して水上の作業台船４０上又は管理歩廊４３上に退出させる。

続いて図８に示すように、給気バルブ２７、排水バルブ２９を開き、ドーム体１０の内空２５への注水を行う（手順７）。この時、内空２５への注水の進行とともに減少する浮力に対応して、必要な量の錘５０を、錘排出口２３を介して内空２５から順次排出する。各時点でドーム体１０に生じている浮力と内空２５に残っている錘５０を含むドーム体１０の総重量との釣り合いをとることで過大な重量が仮設構造物７０にかかることを抑止するためである。この場合、水位計６が示す水位値が所定基準値より上昇すれば、上述の釣り合いが崩れてドーム体１０にかかる力として下向きの力が勝っている状態と感知できるから、水位計６が示す水位値と所定基準値との差に応じて予め定めている量の錘５０を内空２５から排出する。

錘５０を、錘排出口２３を介した内空２５から排出するにあたっては、錘排出口２３の具備する扉構造が、堤体１上の作業員が操作する制御機器からの電気信号（水位計６が示す水位値と所定基準値との差に応じて予め定めている、錘５０の排出量を示す信号）を受け、モータや油圧装置を駆動させて扉を動かして開口（ドーム体１０下部において、仕切板３５が囲む領域を水中に露出させる開口）を露出させ、仕切板３５が囲む領域にて収容されていた錘５０をドーム体下方の水中に排出する。また、所定量の錘５０を排出した後、前述の扉構造は、堤体１上の作業員が操作する制御機器からの電気信号を受け、モータや油圧装置を駆動させて扉を動かして開口を水密に閉塞させる。こうして、各時点でドーム体１０に生じている浮力と内空２５に残っている錘５０を含むドーム体１０の総重量との釣り合いをとりつつ、内空２５が水で満たされるまで注水を行う。

続いて、図９に示すように、マンホール２８に連結させていたマンホール管８を順次撤去し、仮締切構造１００におけるドーム体１０もクレーン８０によって吊り上げて撤去する（手順８）。

−−−第２の実施形態−−−
次に、第２の実施形態の仮締切構造１００について説明する。図１０は第２の実施形態における仮締切構造の例を示す全体図である。なお、上述した第１の実施形態と同様の構造、機能などについては説明を省略する。ここで例示する仮締切構造１００におけるドーム体１０は、当該ドーム体１０の外側において錘５０を保持するフック３０を備えている。このフック３０は、鈎状の鋼材等で構成された部材であり、所定数の錘５０を保持させても破損しない十分な強度を有している。また、フック３０は、堤体１上から錘５０を搬送するワイヤ３２（錘搬送手段）と接続されている。この場合、錘５０は、ワイヤ３２を挿通するリング５１を上端に備え、堤体１上からフック３０までの経路に傾斜を付けて渡されたワイヤ３２をリング５１に挿通させつつ滑動し、フック３０まで移動することができる。

なお、こうしたワイヤ３２をフック３０に接続せず、錘搬送手段として重機を採用してもよい。その場合、堤体１上の重機が錘５０をフック３０まで吊り下げて、リング５１をフック３０に掛ける作業が必要となる。

この第２の実施形態における仮締切構造１００では、ドーム体１０の内空２５における水を排水しながら、各時点でフック３０に掛けられた錘５０とドーム体１０との総重量が該当時点でドーム体１０に生じている浮力と釣り合うよう、フック３０に錘５０を順次保持させる一方、貫通穴２の施工後における仮締切構造１００の撤去に際し、内空２５に注水しながら、やはり浮力と総重量との釣り合いを踏まえつつ、フック３０より錘５０を順次撤去することとなる。

以下、第２の実施形態の仮締切構造１００の施工、および貫通穴２の施工の手順のうち、上述した第１の実施形態と異なる内容について説明する。図１１は、第２の実施形態における仮締切構造の施工手順４を示す図である。ここでは、上述の「手順１」〜「手順３」については説明を省略し、「手順４」について説明する。

この場合、作業台船４０上に設置したポンプ４１より、給気ホース４２を伸ばしてドーム体１０の給気バルブ２７に接続し、ドーム体１０の内空２５への圧力空気の給気を開始する。また、それとともに、ドーム体１０の排水バルブ２９を開き、ドーム体１０の内空２５に存在する水を、上述の給気による空気充填に伴って排出し、内空２５をドライ状態とする。この時、上述した排水の進行とともに増大する浮力への対応策として、ある時点までにフック３０に掛けられた錘５０とドーム体１０との総重量が該当時点でドーム体１０に生じている浮力と釣り合うよう、錘５０を排水の進行に合わせてフック３０に順次保持させるものとする。そのため、内空２５の適宜な箇所に水位計６を設置しておき、この水位計６が示す内空２５における水位の値に応じて、錘供給装置６０から所定量の錘５０をワイヤ３２に送り出し、フック３０に錘５０を掛けて保持させる。

水位計６が示す水位値が、ドーム体１０および当該時点で保持済みの錘５０の重量から判断される所定基準値より下降すれば、上述の釣り合いが崩れて、ドーム体１０にかかる力として上向きの力が勝っている状態と感知できるから、水位計６が示す水位値と所定基準値との差に応じて予め定めている量の錘５０を、新たにフック３０に掛ける。これによってフック３０に保持された錘５０の量が増加し、該当時点でドーム体１０に生じている浮力が、フック３０に保持されている錘５０とドーム体１０との総重量と釣り合い、ドーム体１０の支持に要する力を最小限にとどめることが出来る。

他方、水位計６が示す水位値が所定基準値より上昇すれば、上述の釣り合いが崩れてドーム体１０にかかる力として下向きの力が勝っている状態と感知できるから、フック３０へ錘５０を追加で掛ける作業は実行せず、上述の排水作業を続行する。排水の進行によって浮力が増加し、上述の釣り合いの状態を越え、水位計６が示す水位値が所定基準値より下降すれば、上記した錘５０をフック３０へ追加で掛ける作業を再開する。

こうした内空２５からの排水と、フック３０へ錘５０を掛ける作業を継続する中で、上述の圧力空気の給気に際し、ドーム体１０の排水バルブ２９から空気泡が噴出し始めたら、内空２５において完全に排水がなされたことを意味するから、排水バルブ２９および給気バルブ２７を閉じ、マンホール２８のバルブを開放して圧力空気を徐々に逃がし、内空２５を大気圧とする。こうして内空２５は大気圧となって、ドーム体１０は水圧によって堤体上流面３に押圧されることになり、水中位置に留められる。また、この時点で、錘５０をフック３０に新たに掛ける作業は不要となるから、フック３０に接続していたワイヤ３２を撤去しておく。

続いて、錘５０の撤去作業を示す「手順７」について説明する。図１２は、第２の実施形態における仮締切構造の施工手順７を示す図である。この場合、図１２に示すように、給気バルブ２７、排水バルブ２９を開き、ドーム体１０の内空２５への注水を行う。この時、内空２５への注水の進行とともに減少する浮力に対応して、必要な量の錘５０をフック３０から順次撤去する。各時点でドーム体１０に生じている浮力とフック３０に残っている錘５０を含むドーム体１０の総重量との釣り合いをとることで過大な重量が仮設構造物７０にかかることを抑止するためである。この場合、水位計６が示す水位値が所定基準値より上昇すれば、上述の釣り合いが崩れてドーム体１０にかかる力として下向きの力が勝っている状態と感知できるから、水位計６が示す水位値と所定基準値との差に応じて予め定めている量の錘５０をフック３０から撤去する。

錘５０を、フック３０から撤去するにあたっては、フック３０において錘５０を把持してフック３０上をスライドさせ、フック外方に放出させる把持手段（例：マニュピレータ等）が、堤体１上の作業員が操作する制御機器からの電気信号（水位計６が示す水位値と所定基準値との差に応じて予め定めている、錘５０の撤去数を示す信号）を受け、モータや油圧装置を駆動させ、フック３０に掛けられていた錘５０をドーム体下方の水中に排出する。こうして、各時点でドーム体１０に生じている浮力とフック３０に残っている錘５０を含むドーム体１０の総重量との釣り合いをとりつつ、内空２５が水で満たされるまで注水を行う。こうした、フック３０から錘５０を撤去する作業は、上述の把持手段に代えて、重機を採用してもよい。その場合、堤体１上の重機が自身のアーム等によって錘５０を掴み、フック３０から撤去する作業が必要となる。内空２５への注水が完了した後、上述の第１の実施形態同様、マンホール２８に連結させていたマンホール管８を順次撤去し、仮締切構造１００におけるドーム体１０もクレーン８０によって吊り上げて撤去し、工程は完了する。

なお、錘５０の取り付け及び取り外しは、重機と潜水夫による水中作業の連携で行ってもよい。また、ドーム体外部に取り付ける錘５０は、ドーム体１０の外周に鉢巻き状に嵌着すべく、円弧状部材が折り畳み可能に組み合わされたリングとすることも可能である。

また、上記第１および第２のいずれの実施形態においても、内空からの排水を行いつつ連続的に錘を投入ないし保持する形態、或いは、内空への注水を行いつつ連続的に錘を排出ないし撤去する形態を例示したが、内空からの排水作業を所定排水量毎に一旦停止し、その際の浮力に応じて錘の投入や保持を行い、同様に、内空への注水作業を所定注水量毎に一旦停止し、その際の浮力に応じて錘の排出や撤去を行うとしてもよい。

このように上述した各実施形態によれば、施工時における内空の排水作業に伴って作用する浮力に対処可能である仮締切構造を提供できる。

本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１ 堤体
２ 貫通穴
３ ダム堤体上流面
４ 開口
４ａ 貫通穴の開口予定位置
５ 地盤
６ 水位計
７ 止水材
８ マンホール管
９ 転倒防止材
１０ ドーム体（仮締切構造）
２１ 開口
２２ 錘投入口
２３ 錘排出口
２４ 外周面
２５ 内空
２７ 給気バルブ
２８ マンホール
２９ 排水バルブ
３０ フック
３１ 投入管（錘投入経路）
３２ 錘搬送手段
３３ スカート部
３５ 仕切板
４５ 空気管
４６ ベルマウス
４７ 閉鎖ゲート扉体用戸当り
４８ 放流管
４９ 閉鎖ゲート扉体
５０ 錘
５１ リング
６０ 錘供給装置
７０ 仮設構造物

Claims (7)

1. 既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いる仮締切構造の施工方法であり、
   ダム堤体上流面における前記貫通穴の開口予定位置に、仮締切構造であるドーム体の開口を水密に当接する工程と、
   前記ドーム体の内空における水を排水しながら、前記内空に錘を順次投入する工程と、
   を含むことを特徴とするダム堤体における仮締切構造の施工方法。
2. 請求項１において、
   仮締切構造の撤去に際し、前記ドーム体の内空に注水しながら、前記内空より錘を順次排出する工程を含むことを特徴とするダム堤体における仮締切構造の施工方法。
3. 既存ダム堤体での貫通穴構築に際し用いる仮締切構造の施工方法であり、
   ダム堤体上流面における前記貫通穴の開口予定位置に、仮締切構造であるドーム体の開口を水密に当接する工程と、
   前記ドーム体の内空における水を排水しながら、前記ドーム体の外側に、錘を順次保持させる工程と、
   を含むことを特徴とするダム堤体における仮締切構造の施工方法。
4. 請求項３において、
   仮締切構造の撤去に際し、前記ドーム体の内空に注水しながら、当該ドーム体の外側より錘を順次撤去する工程を含むことを特徴とするダム堤体における仮締切構造の施工方法。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   ある時点での錘とドーム体との総重量が該当時点で前記ドーム体に生じている浮力と釣り合うよう、前記錘を前記内空に順次投入ないし当該ドーム体の外側に順次保持させる、または、前記錘を前記内空から順次排出ないし当該ドーム体の外側から順次撤去させる、ことを特徴とするダム堤体における仮締切構造の施工方法。
6. 請求項１において、
   前記ドーム体には、前記内空に錘を順次投入するための投入管が備えられていることを特徴とするダム堤体における仮締切構造の施工方法。
7. 請求項３において、
   前記ドーム体は、その外側に錘を保持するためのフックを備え、該フックは、錘を搬送するためのワイヤと接続されていることを特徴とするダム堤体における仮締切構造の施工方法。

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