JP6272602B2 - 水中構造物の改造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダムの減勢工その他ダムの洪水吐に設置される各種の水中構造物を含む、河川、海などの各水域に設置される水中構造物の改造方法に関する。

ダムには、蓄えた水が堤体を越流しないように水位の上昇を制御する目的で、洪水吐が設けられる。洪水吐は上流側から、流入部、導流部、減勢工に区分され、流入部で堤体内の水を取り込み、取り込んだ水を導流部により下流側に向けて流し、水流の運動エネルギーを減勢工で減殺して下流に放流するようになっている。特に、減勢工は、跳水式、スキージャンプ式、自由落下式があり、例えば、跳水式は、減勢池を設け、この減勢池の下流部に堰を設置して、水流の運動エネルギーを跳水現象により減勢する方式を採っている。また、この跳水式の場合、堰の上流側の跳水渦領域に、歯型シルなどの水流を衝突分散させる水中構造物を設置して減勢効果を高める方法なども採用されている。

ところで、近時は、ゲリラ豪雨や爆弾低気圧などの異常気象の影響もあって、洪水が増加しており、既設のダムの機能を強化するため、ダムの各設備をリニューアルすることが求められている。既述のダムの洪水吐にあっても同様で、例えば、減勢工のリニューアル工事がその一つである。この種の減勢工のリニューアル工事としては、例えば歯型シルの嵩上げなど水中構造物の改造工事があり、かかる工事はダム直下の河川の水流の中で実施されることになる。

河川内で水中構造物の改造工事を実施する場合、例えば、特許文献１などに開示されているように、河川に仮締切りや転流工を設置して、施工箇所をドライアップし、施工する構造物に通常の型枠を用いてコンクリートを打設することが一般に行われる。

また、この種の水中構造物の施工方法として、水中に仮締切りを設置せずに実施する方法も提案されており、その方法が例えば特許文献２、３、４などに開示されている。
特許文献２は水中基礎構造物の構築方法および装置に関するもので、この文献２には、海岸線付近に橋脚基礎たるフーチングを構築する方法について記載されている。この文献２の方法では、まず、海岸線付近の地盤に複数の基礎杭を打設し、これらの基礎杭の杭頭部に基礎杭の延長上に向けて支持部材を取り付けて、これら支持部材間に桁部材を仮設する。そして桁部材から吊下げ部材によりフーチングの下型枠及び側壁型枠を吊下げて組み立てた後、側壁型枠と下型枠とに囲まれたコンクリート打設エリアの排水を行い、このコンクリート打設エリアに所定の配筋を実施してコンクリートを打設する。
特許文献３はコンクリート水中構造物の施工方法に関するもので、この文献３には、橋脚フーチングの施工方法について記載されている。この文献３の方法では、まず、水底に複数の本設杭を立設した後、これらの本設杭の上部側に、有底筒状をなし、底面に開口部を形成されたプレキャスト型枠を、本設杭がプレキャスト型枠の底面開口部内に下方から挿入された状態に支持させて、プレキャスト型枠を各本設杭に固定する。そして、プレキャスト型枠内の排水を行い、このプレキャスト型枠内にコンクリートを打設する。
特許文献４は水際のコンクリート構造物およびその施工方法に関するもので、この文献４には、水中につかる部分を有する水際のコンクリート構造物の施工方法について記載されている。この文献４の方法では、まず、海底又は河床に複数の杭を打設し、躯体コンクリートのうち少なくとも水面より下に位置する部分をプレキャスト化し、このプレキャスト化した部分を杭に取り付ける。そして、その上に躯体コンクリートの残りの部分を完成させる。

特開２００９− ７４２６９公報 特開２００１−３４８８８８公報 特開平９−２２１７７４公報 特開平９− １３３４７公報

既述のように、河川内に水中構造物を施工する場合、一般的には、河川内に仮締切りや転流工を設置して施工箇所をドライにする必要があるが、ダムの減勢工などのリニューアル工事の場合、次のような問題がある。
（１）河川はダムの直下流で水流の速度も速いため、仮締切りの形状を設計、施工するのが困難である。
（２）仮締切りは、渇水期での施工になるが、大掛かりな工事のため、仮締切りを半分ずつ設置した場合でも、工期が２倍になる。
また、既述のとおり、水中での施工で、通常の型枠を用いてコンクリートを打設する施工方法では、ダムの減勢工などのリニューアル工事の場合、次のような問題がある。
（１）この場合、型枠の設置に多くの時間がかかり、ダムの放流によるリスクが高く、現実的ではない。
（２）コンクリートの養生期間を十分に（例えば２８日）取れなければ、水中構造物はリニューアルされても、減勢工の激しい水流の中では、すぐに磨耗してしまう。
（３）コンクリートを打ち継ぐ場合、一体性を確保することが難しく、差筋や打継ぎ目処理により多くの手間がかかる。
（４）プレキャストコンクリート製にする場合、重量が重いという施工上の課題と、一体化させることに品質上の課題がある。
（５）打継ぎ目のせん断補強を十分に実施する必要がある。

また、上記特許文献２−４の各工法をダムの洪水吐における水中構造物のリニューアル工事に適用しようとすると、次のような問題がある。
（１）特許文献２の工法では、地盤に打設した複数の基礎杭の上に架台を組み立て、この架台から吊下げ部材により型枠を吊下げて組み立てた後、この型枠内にコンクリートを打設するので、流れの速い水中での抵抗力の点で弱く、ダムの洪水吐における水中構造物のリニューアル工事には不適である。
（２）特許文献３の工法では、プレキャストコンクリートは重量が重いため、河川内の工事では曳航する必要があるが、流れの速い水中での曳航は困難で、ダムの洪水吐における水中構造物のリニューアル工事には不適である。
（３）特許文献４の工法では、水中構造物の大部分が水面下になる場合、プレキャストの重量が大きくなり、流れの速い水中での施工は困難で、ダムの洪水吐における水中構造物のリニューアル工事には不適である。また、この場合、水中構造物を分割して設置する方法も考えられるが、一体化させることが課題となる。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種の水中構造物の施工方法において、ダムの減勢工などのリニューアル工事での水中構造物の施工でも、仮締切りや転流工を設置する必要がないこと、仮締切りを設置する場合と比較しても、工期が大幅に短縮できること、通常の型枠を用いてコンクリートを打設する施工と比較しても、作業時間を大幅に短縮できること、水中作業を大幅に減少し、安全性の向上を図ること、減勢工のような激しい水流の中でも耐摩耗性に強いこと、せん断補強を十分にすることなど、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、河川、海などの各水域において、水中の設置面に水中構造物を設置する水中構造物の施工方法であって、前記水中の設置面に水面上方の所定の高さまで延びる鋼管杭を打設し、水中構造物の外形をなし、天面を開口され、底面に前記鋼管杭を挿通可能な杭挿通部を有する箱形又は有底筒形の鋼製型枠を、前記杭挿通部に前記鋼管杭を通し、当該鋼管杭の案内により前記水中の設置面に位置決め設置して、 前記鋼製型枠内の止水処理を施した後、前記鋼製型枠内にコンクリートを打設して、前記鋼製型枠と前記コンクリートとを一体化する、ことを要旨とする。
また、この施工方法では、鋼管杭を前記鋼製型枠内に打設するコンクリートの天端よりも高くしておき、水中構造物の施工後、前記鋼管杭の前記コンクリートの天端より上部を前記鋼管杭の前記コンクリートと一体の残部から切断することが好ましい。この場合、杭挿通部を鋼製型枠の底面に前記鋼製型枠内に打設するコンクリートの天端に向けて延びる筒状に形成することが望ましい。
また、鋼製型枠を前記鋼製型枠内に打設するコンクリートの天端よりも高くしておき、水中構造物の施工後、前記鋼製型枠の前記コンクリートの天端より上部を前記鋼製型枠の前記コンクリートと一体の残部から切り離すことが好ましい。この場合、鋼製型枠の上部を残部から切り離し可能に、前記上部を前記残部に締結要素を介して連結することが望ましい。

本発明の水中構造物の施工方法によれば、上記の方法により、次のような効果を奏する。
（１）河川、海などの各水域において、水中の設置面に水面上方の所定の高さまで延びる鋼管杭を打設し、この鋼管杭を案内にして、水中構造物の外形をなす鋼製型枠を水中の設置面に位置決め設置し、鋼製型枠内の止水処理を施した後、鋼製型枠内にコンクリートを打設して、鋼製型枠とコンクリートとを一体化するようにしたので、水中構造物を水中の設置面にその上方から設置することができ、水中での施工でありながら仮締切りや転流工を設置する必要がなく、ダムの減勢工などのリニューアル工事での水中構造物の施工でも、仮締切りや転流工を設置することに伴う従来の問題を解決することができる。また、仮締切りや転流工を設置する必要がない分だけ、仮締切りを設置する場合と比較して、工期を大幅に短縮することができる。
（２）水中の設置面に水面上方の所定の高さまで延びる鋼管杭を打設し、この鋼管杭を案内にして、水中構造物の外形をなす鋼製型枠を水中の設置面に位置決め設置し、この鋼製型枠内にコンクリートを打設するので、施工を水中の設置面の上方から行え、水中での作業を大幅に減少し、安全性の向上を図ることができる。
（３）箱形又は有底筒形の鋼製型枠を用いてコンクリートを打設するので、通常の型枠を用いてコンクリートを打設する施工と比較しても、作業時間を大幅に短縮することができる。
（４）水中の設置面に打設した水面上方の所定の高さまで延びる鋼管杭を鋼製型枠内に通して、この鋼製型枠内にコンクリートを打設するので、鋼管杭がせん断補強となって、水中構造物と水中の設置面の一体化に必要な特別なアンカー構造が必要とならない。
（５）鋼製型枠とコンクリートとを一体化して、鋼製型枠は埋設するので、この鋼製型枠によりコンクリートを保護することができ、減勢工のような激しい水流の中でも、耐摩耗性に強い水中構造物を実現することができる。

本発明の一実施の形態における水中構造物の施工方法を示す図（（ａ）は水中構造物を正面から見た図（ｂ）は水中構造物を側面から見た図） 同施工方法の適用される水中構造物の一例として例示する減勢工に設置された既設の歯型シルを示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工フローを示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工現場に必要な各種設備、機械の設置状況を示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事において、鋼管杭を歯型シルに打設した状態を示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工フロー、特に鋼製型枠の施工手順に関する施工フローを示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工手順、特に鋼製型枠搬入、鋼製型枠組立、鋼製型枠据付の工程を示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工手順の鋼製型枠据付の工程で、鋼製型枠を鋼管杭を案内にして設置する状態を一部を拡大して示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工手順の鋼製型枠据付の工程で、鋼製型枠の設置状態を一部を拡大して示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工手順、特に鋼製型枠据付状況、コンクリート打設、鋼製型枠上部撤去の工程を示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工手順の鋼製型枠据付の工程で、鋼製型枠の設置状態を示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事の施工手順のコンクリートの打設の工程で、コンクリートの鋼製型枠への打設状態を一部を拡大して示す図 同施工方法を適用して行う歯型シルの嵩上げ改造工事により施工された改造後の嵩上げされた歯型シルを示す図

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に水中構造物の施工方法を示している。
図１に示すように、この水中構造物の施工方法は、水中の施工場所での水中構造物の施工方法であって、水中構造物の設置面Ｓに鋼管杭Ｐを打設し、水中構造物Ｄの外形をなし、天面が開口され、底面に鋼管杭Ｐを挿通可能な杭挿通部ｍ１０を有する箱形又は有底筒形の鋼製型枠Ｍを、杭挿通部ｍ１０に鋼管杭Ｐを通し、この鋼管杭Ｐの案内により水中構造物の設置面Ｓに位置決め設置して、鋼製型枠Ｍ内の止水処理を施した後、鋼製型枠Ｍ内にコンクリートＣを打設して、鋼製型枠ＭとコンクリートＣとを一体化する。
また、この施工方法では、鋼管杭Ｐを鋼製型枠Ｍ内に打設するコンクリートＣの天端よりも高くし、鋼製型枠Ｍの杭挿通部ｍ１０を鋼製型枠Ｍの底面に鋼製型枠Ｍ内に打設するコンクリートＣの天端に向けて略天端の高さまで延びる筒状に形成しておき、水中構造物Ｄの施工後、鋼管杭ＰのコンクリートＣの天端より上部を鋼管杭ＰのコンクリートＣと一体の残部から切断する。
また、鋼製型枠Ｍを鋼製型枠Ｍ内に打設するコンクリートＣの天端よりも高くし、鋼製型枠ＭのコンクリートＣの天端よりも上部を鋼製型枠ＭのコンクリートＣと一体の残部から切り離し可能に、上部を残部に締結要素を介して連結しておき、水中構造物Ｄの施工後、鋼製型枠ＭのコンクリートＣの天端より上部を鋼製型枠ＭのコンクリートＣと一体の残部から切り離す。

図２乃至図１３にこの施工方法を適用したダムの洪水吐のリニューアル工事として、特に減勢工（減勢池）に設置された既設の歯型シル（水中構造物）の嵩上げ改造工事を例示している。
図２に示すように、この歯型シルの嵩上げ改造工事での既設の歯型シルＤ１は、河川の流れに対向する面が水面に対して略垂直に立ち上げられる垂直面ブロックｄ１と、河川の流れに対向する面が斜め上方に向けて立ち上げられる傾斜面ブロックｄ２が交互に連続して構成され、歯型シルＤ１全体の天面は水面よりも低くなっている。そして、この歯型シルＤ１の嵩上げ改造工事では、隣り合う２つの垂直面ブロックｄ１，ｄ１とその間の１つの傾斜面ブロックｄ２を１つの改造対象ブロックＤ１１とするとともに、この１つの改造対象ブロックＤ１１の両側に隣接する傾斜面ブロックｄ２，ｄ２をそのままの形で残すようにして、歯型シルＤ１の各ブロックｄ１、ｄ２を複数の改造対象ブロックＤ１１に区分し、このようにして区分された各改造対象ブロックＤ１１を嵩上げする。
この歯型シルＤ１の嵩上げ改造工事で用いる鋼管杭Ｐ１は、図５、図１２に示すように、ガイド杭及びせん断補強部材として、改造対象ブロックＤ１１の垂直面ブロックｄ１に天面から打込まれるもので、垂直ブロックｄ１の大きさに応じて、また、嵩上げの高さに応じて、所定の径及び長さを有する円筒形に形成される。また、鋼管杭Ｐ１は鋼製型枠Ｍ１内に打設するコンクリートＣ１の天端よりも高くし、この場合、後述する鋼製型枠Ｍ１の高さと略同じ高さにしておく。
また、この嵩上げ改造工事で用いる鋼製型枠Ｍ１は、図８、図９に示すように、改造対象ブロックＤ１１上に鋼管杭Ｐ１を介して設置されるもので、水中構造物の外形、この場合、歯型シルＤ１の一部（嵩上げ部分。以下、嵩上げブロックｄ３と称す。）の外形をなし、天面が開口され、底面に（左右対称的に）２本の鋼管杭Ｐ１を挿通可能に２つの杭挿通部ｍ１１，ｍ１１を有する箱形に、各改造対象ブロックＤ１１上の設置面積に略一致する平面積で、各改造対象ブロックＤ１１の嵩上げに必要な高さに形成される。この場合、鋼製型枠Ｍ１は鋼製型枠Ｍ１内に打設するコンクリートＣ１の天端よりも高くし、鋼製型枠Ｍ１のコンクリートＣ１の天端よりも上部を鋼製型枠Ｍ１のコンクリートＣ１と一体の残部から切り離し可能に、上部の鋼製型枠上部Ｍ１１と残部の鋼製型枠下部Ｍ１２とにより構成され、これら鋼製型枠上部Ｍ１１、下部Ｍ１２が上下に締結要素としてボルト及びナットにより連結される。この鋼製型枠Ｍ１の底面、この場合、鋼製型枠下部Ｍ１２の底面には改造対象ブロックＤ１１の傾斜面ブロックｄ２の傾斜面上に、言い換えればその両側の垂直面ブロックｄ１，ｄ１間の斜めの凹部に嵌合可能に略逆四角錐状の凸部Ｍ１２１が併せて形成される。鋼製型枠Ｍ１の各杭挿通部ｍ１１，ｍ１１は、鋼製型枠Ｍ１の底面に鋼製型枠Ｍ１内に打設するコンクリートＣ１の天端に向けて略天端の高さ、この場合、鋼製型枠下部Ｍ１２の高さまで延びる筒状に形成される。また、この場合、鋼製型枠上部Ｍ１１及び鋼製型枠下部Ｍ１２の内壁に上下複数段に鋼材（平板）ｍ１が水平に内壁全周に亘って固着され、さらに、鋼製型枠下部Ｍ１２にあっては、型枠内部に上下複数段に鋼材（Ｈ鋼）ｍ２が水平に相互に対向する各側面間に架け渡され、各杭挿通部ｍ１１，ｍ１１の周囲に十字形に組まれて固着され、鋼製型枠Ｍ１が各杭挿通部ｍ１１，ｍ１１とともに補強される。
なお、これら鋼管杭Ｐ１及び鋼製型枠上部Ｍ１１、下部Ｍ１２は予め工場で製造される。

この歯型シルの嵩上げ改造工事は図３の施工フローに従って進めていく。
この嵩上げ改造工事では、まず、付帯工事として、図４に示すように、減勢池の片側一方の沿岸陸地、この場合、右岸に、減勢池の施工現場へのアプローチ道路Ｗ１及び荷揚げ荷卸し場Ｗ２、その直下の減勢池の縁にクレーン設置・退避ヤード（クレーン組立・退避及び荷揚げ荷卸し場）Ｗ３をそれぞれ設け、アプローチ道路Ｗ１とクレーン設置・退避ヤードＷ３との間に作業構台（上段作業構台）Ｗ４を設置し、クレーン設置・退避ヤードＷ３から減勢池に、この場合、歯型シルＤ１の上流側で歯型シルＤ１に沿って作業構台（下段作業構台）Ｗ５を設置する。なお、下段作業構台Ｗ５はＬＩＢＲＡ工法により組み立て、減勢池に打設する鋼管杭で構台を支持する構造になっている。

次に、既設の歯型シルＤ１の改造対象ブロックＤ１１毎に２本一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ１と１つの鋼製型枠Ｍ１を用いて、各改造対象ブロックＤ１１を嵩上げ改造する。
まず、図５に示すように、２本一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ１を各改造対象ブロックＤ１１の各垂直面ブロックｄ１，ｄ１に天面から打込む。この鋼管杭Ｐ１の打設は、既設の歯型シルＤ１１の一端の改造対象ブロックＤ１１から順次行う。
続いて、鋼製型枠Ｍ１を各鋼管杭Ｐ１，Ｐ１を介して各改造対象ブロックＤ１１の天面に設置する。この場合、既設の歯型シルＤ１の一端の改造対象ブロックＤ１１から順次行う。この鋼製型枠Ｍ１の施工は、図６に示すように、鋼製型枠搬入、鋼製型枠組み立てを経て、鋼製型枠の据え付け、固定、漏洩防止の手順で行う。鋼製型枠搬入、鋼製型枠組み立ての状況は図７（１）、（２）に示すとおりである。この鋼製型枠Ｍ１は既述のとおり、予め、工場で製造されるので、この場合、鋼製型枠Ｍ１は鋼製型枠上部Ｍ１１、鋼製型枠下部Ｍ１２に分けられて搬入され、鋼製型枠Ｍ１の組み立てで、鋼製型枠上部Ｍ１１を鋼製型枠下部Ｍ１２にボルト、ナットにより切り離し可能に連結する。そして、鋼製型枠Ｍ１の据え付けを、下段作業構台Ｗ５上でクローラクレーンにより行う。図７（３）に示すように、鋼製型枠Ｍ１をクローラクレーンで減勢池の施工位置、すなわち既設の歯型シルＤ１の改造対象ブロックＤ１１上に吊り下げて、この鋼製型枠Ｍ１を、図８に示すように、底面の各杭挿通部ｍ１１，ｍ１１と改造対象ブロックＤ１１上に打込まれた各鋼管杭Ｐ１，Ｐ１とを位置合せしながら降ろしていき、各杭挿通部ｍ１１，ｍ１１に各鋼管杭Ｐ１，Ｐ１を通し、これら鋼管杭Ｐ１，Ｐ１の案内により、図９に示すように、改造対象ブロックＤ１１上の天面に位置決めして設置する。なお、この鋼製型枠Ｍ１底面の凸部Ｍ１２１は改造対象ブロックＤ１１の傾斜面ブロックｄ２の傾斜面上（両側の垂直面ブロックｄ１，ｄ１間の斜めの凹部）に嵌め込まれる。この鋼製型枠Ｍ１の設置では、各鋼管杭Ｐ１，Ｐ１が、既述のとおり、鋼製型枠Ｍ１内に打設するコンクリートＣ１の天端よりも高く、鋼製型枠Ｍ１の高さと略同じ高さになっており、また、鋼製型枠Ｍ１の各杭挿通部ｍ１１，ｍ１１が、既述のとおり、鋼製型枠Ｍ１の底面に鋼製型枠Ｍ１内に打設するコンクリートＣ１の天端に向けて略天端の高さ、この場合、鋼製型枠下部Ｍ１２の高さまで延びているので、これら鋼管杭Ｐ１，Ｐ１と杭挿通部ｍ１１，ｍ１１との係合案内により、クローラクレーンに吊り下げられた鋼製型枠Ｍ１はふらつくことなく、安定した姿勢を維持しつつ、改造対象ブロックＤ１１の天面に向けて確実に下降案内され、改造対象ブロックＤ１１の天面上に設置される。この鋼製型枠Ｍ１の設置は、図７（３）、図１０（４）、図１１に示すように、既設の歯型シルＤ１１の一端の改造対象ブロックＤ１１から順次行う。
この鋼製型枠Ｍ１の設置後、必要があれば各鋼管杭Ｐ１，Ｐ１と各杭挿通部ｍ１１，ｍ１１とを溶接などにより固定して、鋼製型枠Ｍ１内の止水処理を施す。
次いで、図１０（５）、図１２に示すように、この鋼製型枠Ｍ１内にコンクリートＣ１を打設して、鋼製型枠Ｍ１とコンクリートＣ１とを一体化する。このコンクリートＣ１の打設は、図１０（５）に示すように、既設の歯型シルＤ１の一端の改造対象ブロックＤ１１から順次行う。
そして、この施工方法では、鋼製型枠Ｍ１を鋼製型枠Ｍ１内に打設するコンクリートＣ１の天端よりも高くし、鋼管杭Ｐ１，Ｐ１を鋼製型枠Ｍ１内に打設するコンクリートＣ１の天端よりも高くしているので、この鋼製型枠Ｍ１にコンクリートＣ１を打設した後は、鋼製型枠Ｍ１のコンクリートＣ１の天端より上部の鋼製型枠上部Ｍ１１をコンクリートＣ１と一体の鋼製型枠下部Ｍ１２から切り離し、鋼管杭Ｐ１，Ｐ１のコンクリートＣ１の天端より上部を鋼管杭Ｐ１，Ｐ１のコンクリートＣ１と一体の残部から切断して、この鋼製型枠Ｍ１の上部を、図１０（６）に示すように、クローラクレーンにより撤去する。

そして、施工現場から上段、下段の各作業構台Ｗ４、Ｗ５を撤去して、この嵩上げ改造工事を終了する。
図１３に減勢池に設置された改造後の歯型シルＤ１を示す。この改造後の歯型シルＤ１は、既述の施工方法により、既設の歯型シルＤ１と嵩上げブロック（鋼製型枠Ｍ１とコンクリートＣ１の一体物）ｄ３が両者間に通された鋼管杭Ｐ１，Ｐ１によりせん断補強されて一体化され、減勢工の流れの速い水中で、せん断作用に抗する構造となる。また、鋼製型枠Ｍ１が埋設となり、この鋼製型枠Ｍ１がコンクリートＣ１を保護するので、コンクリートＣ１のみの構造物に比べて耐摩耗性が大幅に高められる。かかる歯型シルＤ１の嵩上げ改造により、減勢工の機能を向上させることができる。

以上説明したように、この水中構造物の施工方法によれば、既設の歯型シルＤ１の嵩上げ対象ブロックＤ１１の天面にそれぞれ、２本一対の鋼管杭Ｐ１，Ｐ１を打設し、これらの鋼管杭Ｐ１，Ｐ１を案内にして、歯型シルＤ１の一部（嵩上げブロックｄ３）の外形をなす鋼製型枠Ｍ１を嵩上げ対象ブロックＤ１１の天面に位置決め設置し、鋼製型枠Ｍ１内の止水処理を施した後、この鋼製型枠Ｍ１内にコンクリートＣ１を打設して、鋼製型枠Ｍ１とコンクリートＣ１とを一体化するようにしたので、作業構台Ｗ５などを用いた既設の歯型シルＤ１の上方からの各種建設機械による施工で、歯型シルＤ１の天面に嵩上げブロックｄ３を設置して嵩上げすることができ、ダムの減勢工（水中）での施工でありながら仮締切りや転流工を設置する必要がなく、この種の工事において仮締切りや転流工を設置することに伴う従来の問題を解決することができる。また、仮締切りや転流工を設置する必要がない分だけ、仮締切りを設置する場合と比較して、工期を大幅に短縮することができ、渇水期での施工が可能となる。
また、既設の歯型シルＤ１の嵩上げを既設の歯型シルＤ１の上方から行うことで、水中作業を大幅に減少し、安全性の向上を図ることができる。
さらに、箱形の鋼製型枠Ｍ１を用いてコンクリートＣ１を打設するので、通常の型枠を用いてコンクリートを打設する施工と比較しても、作業時間を大幅に短縮することができる。
また、かかる施工により鋼製型枠Ｍ１とコンクリートＣ１とからなる嵩上げブロックｄ３が既設の歯型シルＤ１上に設置され、この嵩上げブロックｄ３の内部に歯型シルＤ１に打設された鋼管杭Ｐ１，Ｐ１が通されるので、この鋼管杭Ｐ１，Ｐ１がせん断補強となって、新旧コンクリートの一体化に必要な特別なアンカー構造が必要とならない。さらに、鋼製型枠Ｍ１とコンクリートＣ１との一体化により、鋼製型枠Ｍ１を埋設とするので、この鋼製型枠Ｍ１によりコンクリートＣ１を保護することができ、減勢工のような激しい水流の中でも、耐摩耗性に強い水中構造物を実現することができる。

なお、この実施の形態では、歯型シルの嵩上げ改造工事を例示して、本発明の水中構造物の施工方法について説明したが、この水中構造物の施工方法は、減勢工のリニューアル工事としての他の水中構造物の改造工事や、河川、海などでの各種水中構造物の改造工事にも同様に適用することができ、この施工方法を用いることで上記と概ね同様の作用効果を得ることができる。
また、この施工方法で使用する鋼製型枠は、箱形又は有底の筒形を基本形状とするが、全体の形状は、既設の水上構造物の形状や改造工事の目的に応じて、種々に変更される。

Ｓ 水中構造物の設置面
Ｄ 水中構造物
Ｐ 鋼管杭
Ｍ 鋼製型枠
ｍ１０ 杭挿通部
Ｃ コンクリート
Ｄ１ 歯型シル（水中構造物）
Ｄ１１ 改造対象ブロック
ｄ１ 垂直面ブロック
ｄ２ 傾斜面ブロック
ｄ３ 嵩上げブロック
Ｐ１ 鋼管杭
Ｍ１ 鋼製型枠
ｍ１１ 杭挿通部
Ｍ１１ 鋼製型枠上部
Ｍ１２ 鋼製型枠下部
Ｍ１２１ 凸部
ｍ１ 鋼材（平板）
ｍ２ 鋼材（Ｈ鋼）
Ｃ１ コンクリート
Ｗ１ アプローチ道路
Ｗ２ 荷揚げ荷卸し場
Ｗ３ クレーン設置・退避ヤード
Ｗ４ 作業構台（上段作業構台）
Ｗ５ 作業構台（下段作業構台）

Claims (5)

1. 河川、海などの各水域において、水中の設置面に水中構造物を設置する水中構造物の施工方法であって、
   前記水中の設置面に水面上方の所定の高さまで延びる鋼管杭を打設し、
   水中構造物の外形をなし、天面を開口され、底面に前記鋼管杭を挿通可能な杭挿通部を有する箱形又は有底筒形の鋼製型枠を、前記杭挿通部に前記鋼管杭を通し、当該鋼管杭の案内により前記水中の設置面に位置決め設置して、
   前記鋼製型枠内の止水処理を施した後、前記鋼製型枠内にコンクリートを打設して、前記鋼製型枠と前記コンクリートとを一体化する、
   ことを特徴とする水中構造物の施工方法。
2. 鋼管杭を前記鋼製型枠内に打設するコンクリートの天端よりも高くしておき、水中構造物の施工後、前記鋼管杭の前記コンクリートの天端より上部を前記鋼管杭の前記コンクリートと一体の残部から切断する請求項１に記載の水中構造物の施工方法。
3. 杭挿通部を鋼製型枠の底面に前記鋼製型枠内に打設するコンクリートの天端に向けて延びる筒状に形成する請求項１又は２に記載の水中構造物の施工方法。
4. 鋼製型枠を前記鋼製型枠内に打設するコンクリートの天端よりも高くしておき、水中構造物の施工後、前記鋼製型枠の前記コンクリートの天端より上部を前記鋼製型枠の前記コンクリートと一体の残部から切り離す請求項１乃至３のいずれかに記載の水中構造物の施工方法。
5. 鋼製型枠の上部を残部から切り離し可能に、前記上部を前記残部に締結要素を介して連結する請求項４に記載の水中構造物の施工方法。
   

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