JP6678488B2 - Construction method of concrete embankment - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート堤体の構築方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a concrete embankment.
コンクリートで構築された堤体（例えばダムの堤体）はマスコンクリートであるので、その内部は外気温の影響を受けにくい断熱状態となりやすい。このため、コンクリートの打設及び硬化時に生じた水和熱が十分に放熱するには数十年単位の長い年月がかかることが知られている。 Since the embankment constructed of concrete (for example, a dam embankment) is a mass concrete, the inside thereof tends to be in an insulated state that is hardly affected by the outside temperature. For this reason, it is known that it takes a long time of several decades to sufficiently release the heat of hydration generated during concrete placement and hardening.
コンクリート内部の断熱状態下では、水和熱の発生とその後の放熱による温度低下によって生じる温度応力が、ひび割れの原因となる。従って、従来、温度応力に起因したひび割れの発生を抑制するためのコンクリートの組成や堤体の構築方法が模索されている（例えば特許文献１及び２参照）。 Under the adiabatic condition inside concrete, thermal stress generated by generation of heat of hydration and subsequent temperature decrease due to heat radiation causes cracks. Therefore, there has been conventionally sought a concrete composition and a method of constructing a levee for suppressing the occurrence of cracks caused by thermal stress (for example, see Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、水和熱を低減することで温度応力を低下させる試みがなされてはいるものの、依然として改善の余地がある。 However, although attempts have been made to reduce the thermal stress by reducing the heat of hydration, there is still room for improvement.
そこで本発明は、温度応力の制御の観点からひび割れ防止効果の高いコンクリート堤体の構築方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method of constructing a concrete embankment having a high crack preventing effect from the viewpoint of controlling thermal stress.
本発明は、コンクリート堤体の構築方法であって、互いに重複しない第１の施工期間と第２の施工期間とを有し、第２の施工期間における外気の平均気温は、第１の施工期間における外気の平均気温よりも低く、第２の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度を、第１の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度よりも大きくする、コンクリート堤体の構築方法を提供する。 The present invention relates to a method of constructing a concrete embankment, which has a first construction period and a second construction period that do not overlap each other, and wherein the average temperature of the outside air during the second construction period is the first construction period. And a method for constructing a concrete embankment, which is lower than the average temperature of the outside air in the first embodiment and makes the concrete launch speed during the second construction period higher than the concrete launch speed during the first construction period.
一般に、水和熱を低減する方法としては最高到達温度を低下させることが考えられる。堤体のようなマスコンクリートの場合は構築に年月がかかるので、その間の外気温の季節変動も考慮することを本発明者らは考えた。そして、施工期間中の外気温に応じて打上がり速度を調整することにより、堤体全体としての内部温度の平準化を図ることを考えた。本発明者らが見出したところによれば、互いに重複しない第１及び第２の施工期間において、外気の平均気温が相対的に低い第２の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度を、外気の平均気温が相対的に高い第１の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度よりも大きくすれば、コンクリート内部の温度勾配が小さくなる、すなわち内部温度を平準化することができる。従って本発明によれば、温度応力の制御の観点からひび割れ防止効果を高くすることができる。 Generally, as a method of reducing the heat of hydration, it is conceivable to lower the maximum temperature. In the case of mass concrete such as an embankment, the construction takes time, and the present inventors considered that seasonal fluctuations in the outside air temperature during that time should be considered. Then, by adjusting the launch speed according to the outside air temperature during the construction period, it was considered to level the internal temperature of the entire embankment body. According to the findings of the present inventors, in the first and second construction periods that do not overlap with each other, the concrete launch speed in the second construction period in which the average temperature of the outside air is relatively low, the average of the outside air When the temperature is higher than the concrete launch speed during the first construction period in which the temperature is relatively high, the temperature gradient inside the concrete is reduced, that is, the internal temperature can be equalized. Therefore, according to the present invention, the effect of preventing cracks can be enhanced from the viewpoint of controlling the temperature stress.
本発明では、第２の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度を、第１の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度の１．１〜８倍とすることが好ましい。この倍率であると、無理のない打上がり速度で施工することができる。また、第１の施工期間における打上がり速度を従来の標準的な速度よりも小さくしたとしても、第２の施工期間における打上がり速度をその１．１〜８倍とするので、第１の施工期間での工期の遅れを取り戻すことが容易である。 In the present invention, it is preferable that the concrete launch speed during the second construction period be 1.1 to 8 times the concrete launch speed during the first construction period. With this magnification, it is possible to construct at a reasonable launch speed. Further, even if the launch speed in the first construction period is set lower than the conventional standard speed, the launch speed in the second construction period is 1.1 to 8 times the same. It is easy to catch up the delay of the construction period in the period.
本発明では、第２の施工期間における外気の気温は、第１の施工期間における外気の平均気温よりも５℃以上低くてもよい。この場合でも、堤体内部の温度を平準化することができる。 In the present invention, the outside air temperature during the second construction period may be lower than the average outside air temperature during the first construction period by 5 ° C. or more. Even in this case, the temperature inside the embankment can be leveled.
本発明において、第１の施工期間は、７月１日〜９月３０日のいずれかの日を含む期間であり、第２の施工期間は、１１月１日〜１月３１日のいずれかの日を含む期間であることが好ましい。両施工期間がこれらの期間であると、両施工期間の外気の平均気温差が生じやすく、本発明の適用対象として望ましい。 In the present invention, the first construction period is a period including any day from July 1 to September 30, and the second construction period is any period from November 1 to January 31. It is preferable that the period includes the day of the second day. When both construction periods are these periods, the average temperature difference of the outside air between both construction periods is likely to occur, which is desirable as an application target of the present invention.
本発明によれば、温度応力の制御の観点からひび割れ防止効果の高いコンクリート堤体の構築方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the construction method of the concrete embankment with a high crack prevention effect from a viewpoint of control of a temperature stress can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and overlapping description will be omitted.
コンクリート堤体（以下単に「堤体」と呼ぶ。）の構築方法として、ＲＣＤ工法が知られている。ＲＣＤ工法とは、単結合材量が少ない貧配合の超硬練りゼロスランプコンクリートを打設現場に撒き、敷き均し、締め固める工法である。一層当たりの層厚（リフト厚）は１．０ｍ程度であり、この層厚のコンクリートを積み重ねて高さ数十ｍ〜百数十ｍもの高さに積み上げていく。用いるコンクリートはＳＰ−ＴＯＭ（Ｓｐｉｒａｌ Ｐｉｐｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ：鋼管内にらせん状に羽根を取り付け、鋼管自体を回転させることにより、コンクリートを分離させることなく、定常的かつ連続的に下方へ搬送する技術）による運搬方法を適用することによって急速施工が可能である。 As a method of constructing a concrete embankment (hereinafter simply referred to as "embankment"), an RCD method is known. The RCD method is a method in which poorly-mixed ultra-hard kneaded zero-slump concrete with a small amount of single binder is scattered on a casting site, spread, and compacted. The layer thickness (lift thickness) per layer is about 1.0 m, and concrete having this layer thickness is stacked and stacked to a height of several tens of meters to one hundred and several tens of meters. The concrete to be used is SP-TOM (Spiral Pipe Transport Method: a technique in which blades are spirally mounted in a steel pipe, and the steel pipe itself is rotated to convey concrete downward constantly and continuously without separating concrete). Rapid construction is possible by applying the transportation method.
ダムの堤体のようなマスコンクリートでは施工期間が数年に及ぶため、打設したコンクリートは、時期によって外気温が異なり、受ける温度的提供も異なることになる。 Since the construction period of a mass concrete such as a dam embankment extends over several years, the temperature of the cast concrete differs depending on the season and the provided temperature is different.
そこで、本実施形態の堤体の構築方法では、互いに重複しない施工期間を二つ設定する。一方は相対的に外気の平均気温が高い期間である第１の施工期間（以下、「夏期」と呼ぶ。）であり、他方は相対的に外気の平均気温が低い期間である第２の施工期間（以下「冬期」と呼ぶ。）である。 Therefore, in the embankment construction method of the present embodiment, two construction periods that do not overlap each other are set. One is a first construction period (hereinafter, referred to as “summer season”) in which the average temperature of the outside air is relatively high, and the other is a second construction period in which the average temperature of the outside air is relatively low. Period (hereinafter referred to as “winter”).
本実施形態の堤体の構築方法では、夏期と冬期とで打上がり速度（打設速度）を違えて、冬期における打上がり速度を夏期における打上がり速度よりも大きくする。夏期では外気温が高く水和熱がコンクリート内部に溜まりやすいので、内部温度を抑制する観点から、打上がり速度は０．０４〜０．１４ｍ／日とすることが好ましく、０．０５〜０．１３ｍ／日とすることがより好ましく、０．０６〜０．１１ｍ／日とすることが更に好ましい。他方、冬期では外気温が低く夏期よりも放熱しやすいため、夏期よりも打上がり速度を大きくする。具体的には０．１４５〜０．６０ｍ／日とすることが好ましく、０．１５〜０．５０ｍ／日とすることがより好ましく、０．１５〜０．４０ｍ／日とすることが更に好ましい。なお、上記打上がり速度（ｍ／日）は、コンクリートを打設しなかった日をも含めた速度である。 In the embankment construction method of the present embodiment, the launch speed in winter is different from the launch speed in summer and the launch speed in winter is higher than the launch speed in summer. In summer, since the outside air temperature is high and heat of hydration tends to accumulate inside the concrete, the launch speed is preferably set to 0.04 to 0.14 m / day, and 0.05 to 0. It is more preferably 13 m / day, and further preferably 0.06 to 0.11 m / day. On the other hand, in the winter season, since the outside air temperature is low and heat is radiated more easily than in the summer season, the launch speed is set higher than in the summer season. Specifically, it is preferably 0.145 to 0.60 m / day, more preferably 0.15 to 0.50 m / day, and still more preferably 0.15 to 0.40 m / day. . The launch speed (m / day) is a speed including the day when no concrete was cast.
また、夏期における打上がり速度と冬期における打上がり速度とを比（倍率）で表せば、冬期における打上がり速度を、夏期の打上がり速度の１．１〜８倍とすることが好ましく、１．３〜７倍とすることがより好ましく、１．５〜６．５倍とすることが更に好ましい。 If the launch speed in summer and the launch speed in winter are expressed as a ratio (magnification), it is preferable that the launch speed in winter is 1.1 to 8 times the launch speed in summer. It is more preferably 3 to 7 times, and further preferably 1.5 to 6.5 times.
打設の際のリフト厚は、夏期におけるリフト厚を冬期におけるリフト厚よりも薄くすることが好ましい。リフト厚は通常１．０ｍであるが、夏期では打上がり速度を抑制するために１．０ｍ未満としてもよく、０．５０ｍ（いわゆるハーフリフト）とすることが好ましい。 As for the lift thickness at the time of casting, it is preferable that the lift thickness in summer is smaller than the lift thickness in winter. The lift thickness is usually 1.0 m, but may be less than 1.0 m in summer to suppress the launch speed, and is preferably 0.50 m (so-called half lift).
冬期における外気の平均気温は、夏期における外気の平均気温よりも５℃以上低いことが好ましい。この温度差は、８℃以上であってもよく、１０℃以上であってもよい。また、夏期における外気の平均気温は、冬期における外気の平均気温よりも５℃以上高いことが好ましい。この温度差は、８℃以上であってもよく、１０℃以上であってもよい。なお、上記平均気温は、一日当たりの平均を示している。 It is preferable that the average temperature of the outside air in winter is lower by 5 ° C. or more than the average temperature of the outside air in summer. This temperature difference may be 8 ° C. or more, or 10 ° C. or more. It is preferable that the average temperature of the outside air in summer is higher than the average temperature of the outside air in winter by 5 ° C. or more. This temperature difference may be 8 ° C. or more, or 10 ° C. or more. In addition, the said average temperature has shown the average per day.
また、夏期における外気の平均気温は、施工する地域の年間平均気温よりも５℃以上高くてもよく、８℃以上高くてもよく、１０℃以上高くてもよい。ここで「年間平均気温」とは、前年の１月〜１２月の気温の平均をいう。 Further, the average temperature of the outside air in summer may be higher than the annual average temperature of the construction area by 5 ° C. or more, 8 ° C. or more, or 10 ° C. or more. Here, “annual average temperature” refers to the average of the temperatures from January to December of the previous year.
また、冬期における外気の平均気温は、施工する地域の年間平均気温よりも５℃以上低くてもよく、８℃以上低くてもよく、１０℃以上低くてもよい。 Further, the average temperature of the outside air in winter may be lower than the annual average temperature of the construction area by 5 ° C. or more, 8 ° C. or more, or 10 ° C. or more.
夏期及び冬期の期間は相対的な気温差がある期間であれば、任意に設定することができる。例えば、基準日として、夏期であれば７月１日、７月１５日、８月１日等の７月１日〜９月３０日のいずれかの日を設定することができ、冬期であれば１１月１５日、１２月１日、１２月１５日等の１１月１日〜１月３１日のいずれかの日を設定することができる。そして、各期間の長さは、基準日を含む１〜５ヶ月、２〜５ヶ月、１〜４ヶ月、２〜４ヶ月、３〜４ヶ月等とすることもできる。 The summer and winter periods can be arbitrarily set as long as there is a relative temperature difference. For example, any day from July 1 to September 30, such as July 1, July 15, and August 1, can be set as the reference date in summer, and in winter. For example, any one of November 1 to January 31, such as November 15, December 1, and December 15, can be set. The length of each period can be 1 to 5 months, 2 to 5 months, 1 to 4 months, 2 to 4 months, 3 to 4 months, etc., including the reference date.
上記基準日と期間の長さとの組み合わせとしては、例えば、夏期を８月１日を含む２〜４ヶ月間とし、冬期を１２月１日を含む３〜５ヶ月間とすることができる。 As a combination of the reference date and the length of the period, for example, the summer period may be 2 to 4 months including August 1, and the winter period may be 3 to 5 months including December 1.
以上に示したコンクリート堤体の構築方法によれば、冬期におけるコンクリート内部の温度上昇を従来よりも高くすることができる一方で、夏期における温度上昇を抑制することができる。つまり、夏期と冬期との間でコンクリート内部の温度勾配が小さくなる、すなわち内部温度を平準化することができる。従って本実施形態によれば、水和熱に基づく温度応力の制御の観点から、ひび割れ防止効果を高くすることができる。 According to the concrete embankment construction method described above, the temperature rise inside the concrete in winter can be made higher than before, while the temperature rise in summer can be suppressed. That is, the temperature gradient inside the concrete between summer and winter is reduced, that is, the internal temperature can be equalized. Therefore, according to the present embodiment, the effect of preventing cracking can be enhanced from the viewpoint of controlling the temperature stress based on the heat of hydration.
また、冬期におけるコンクリートの打上がり速度を夏期における打上がり速度よりも大きくするため、夏期における打上がり速度を従来の標準的な速度よりも小さくしたとしても、冬期における打上がり速度が大きいので、夏期での工期の遅れを取り戻すことが容易である。 In addition, since the concrete launch speed in winter is higher than the summer launch speed, even if the summer launch speed is lower than the conventional standard speed, since the launch speed in winter is high, the summer It is easy to make up for the delay in the construction period.
上記実施形態において、打上がり速度、夏期及び冬期の設定期間等は、本発明の範囲内において適宜設定して実施することができる。なお、本発明は、夏期及び冬期以外の期間に施工することを妨げるものではなく、夏期と冬期の間に第３の施工期間、第４の施工期間等を設けてもよい。 In the above embodiment, the launch speed, the set periods in summer and winter, and the like can be appropriately set and executed within the scope of the present invention. Note that the present invention does not prevent construction in a period other than summer and winter, and a third construction period, a fourth construction period, and the like may be provided between summer and winter.
以下、シミュレーション及び実施工による堤体の構築において、堤体内部の温度応力の抑制効果を検証した事例を紹介する。 The following is an example of verification of the effect of suppressing the thermal stress inside the embankment in the construction of the embankment by simulation and construction.
（１）事例１及び事例２
ダムの堤体に関し、表１に示したサイクルについて、シミュレーションによって温度応力の抑制効果を検証した。事例１は、従来どおりのサイクル（標準サイクル）であり、夏期と冬期で打上がり速度を変えていない。事例２は、冬期における打上がり速度を夏期における打上がり速度よりも大きくしている。また、夏期においては、リフト厚を冬期におけるリフト厚の半分とすることで（いわゆるハーフリフト）、標準サイクルよりも打上がり速度を小さくしている。
(1) Case 1 and Case 2
With respect to the dam body, the effect of suppressing the thermal stress was verified by simulation for the cycles shown in Table 1. Case 1 is a conventional cycle (standard cycle), in which the launch speed is not changed between summer and winter. In case 2, the launch speed in winter is higher than the launch speed in summer. In summer, the lift speed is set to half of the lift thickness in winter (so-called half lift), so that the launch speed is lower than in the standard cycle.
事例１及び事例２ではいずれも、１１月１５日〜３月１０日を冬期とし、７月１日〜８月３１日を夏期とし、翌年もこの施工期間を繰り返すように設定した。
事例１の平均気温：夏期２４．２℃、冬期６．５℃
事例２の平均気温：夏期２４．２℃、冬期７．０℃
In both Case 1 and Case 2, the winter period was from November 15 to March 10, the summer period was from July 1 to August 31, and the construction period was set to be repeated the following year.
Average temperature in Case 1: 24.2 ° C in summer, 6.5 ° C in winter
Average temperature in Case 2: 24.2 ° C in summer, 7.0 ° C in winter
（１−１）温度応力の解析
温度応力に関する解析は、有限要素法によるシミュレーションよって行うことができる。本実施形態では、マスコンクリートの非線形温度応力解析プログラムソフト「ＡＳＴＥＡＭＡＣＳ Ｖｅｒ．７」（株式会社計算力学研究センター製）を用いた。以下、解析の条件を示す。
(1-1) Analysis of Thermal Stress Analysis of thermal stress can be performed by simulation using the finite element method. In this embodiment, non-linear temperature stress analysis program software “ASTEAMACS Ver.7” (manufactured by Computational Mechanics Research Center Co., Ltd.) of mass concrete is used. Hereinafter, conditions for the analysis will be described.
図１に示されたとおり、解析モデルはダムの堤体１Ａの標準断面の二次元モデルとする。図中、堤体１Ａの中心に示した破線は、解析の着目位置である。この位置は、外気と最も離れた位置であって堤体１Ａの内部温度が最大となる部分である。堤体１Ａは、ＲＣＤ工法を適用する内部コンクリート部分２が、富配合の外部コンクリート部分３によって覆われた構成となっている。 As shown in FIG. 1, the analysis model is a two-dimensional model of a standard cross section of the dam body 1A. In the figure, the broken line shown at the center of the embankment 1A is the target position of the analysis. This position is the position farthest from the outside air and is the part where the internal temperature of the embankment 1A is maximum. The embankment 1A has a configuration in which an internal concrete portion 2 to which the RCD method is applied is covered by an external concrete portion 3 rich in composition.
堤体１Ａの着工手順としては、はじめに岩着部の高さ１．５ｍ（標高３１５．０〜３１６．５ｍ）を単位セメント量が２２０ｋｇ／ｍ３の岩着コンクリートで打設する。次に、堤体１Ａの本体部分をなす８０ｍ分の高さ部分（標高３１６．５〜３９６．５ｍ）について、単位セメント量が１３０ｋｇ／ｍ３の中庸熱フライアッシュセメントで内部コンクリート部分２を、単位セメント量が２２０ｋｇ／ｍ３の有スランプコンクリートで外部コンクリート部分３をそれぞれ打設する。次に、単位セメント量が１６０ｋｇ／ｍ３の有スランプの内部コンクリートで、高さ９ｍ分（標高３９６．５〜４０５．５ｍ）の拡張レイヤー４を打設する。最後に、天端標高（標高４１７ｍ）まで、単位セメント量が２２０ｋｇ／ｍ３の有スランプコンクリートを打設する（高さ１２ｍ）。 The construction procedure of dam 1A, beginning at a height 1.5 m (altitude 315.0～316.5M) a unit cement amount of Iwagi portion is pouring rock clothes concrete 220 kg / m 3. Next, for the 80-meter high portion (altitude 316.5 to 396.5 m) that forms the main body portion of the embankment 1A, the unit concrete amount is 130 kg / m 3 and the internal concrete portion 2 is made of medium heat fly ash cement, Each of the external concrete portions 3 is cast with slump concrete having a unit cement amount of 220 kg / m 3 . Next, an extension layer 4 having a height of 9 m (altitude 396.5 to 405.5 m) is cast with slump-containing internal concrete having a unit cement amount of 160 kg / m 3 . Finally, slump concrete with a unit cement amount of 220 kg / m 3 is poured up to the top elevation (417 m above sea level) (height 12 m).
上記着工手順のなかで、内部コンクリート部分２を打設するとき、コンクリートの打上がり速度やリフト厚を調整することができるので、これによって事例１及び事例２をシミュレートした。 In the above-mentioned construction procedure, when the internal concrete portion 2 is cast, the concrete launch speed and the lift thickness can be adjusted. Thus, Cases 1 and 2 were simulated.
この有限要素法では、堤体１Ａの標準断面における（ｉ）最高温度の等分布図、（ｉｉ）最大主ひずみの等分布図、（ｉｉｉ）最大主応力の等分布図、及び（ｉｖ）最小ひび割れ指数の等分布図を求めることができる。ここでは最高温度の等分布図と、最小ひび割れ指数に着目する。 In the finite element method, (i) an equal distribution diagram of the maximum temperature, (ii) an equal distribution diagram of the maximum principal strain, (iii) an equal distribution diagram of the maximum principal stress, and (iv) the minimum distribution in the standard cross section of the embankment 1A. An equal distribution diagram of the crack index can be obtained. Here, attention is paid to the equi-distribution diagram of the maximum temperature and the minimum crack index.
事例１及び事例２について、堤体１Ａの各部における最高温度の等分布図をそれぞれ図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す。これらの等分布図によれば、標高３５０ｍ付近及び３９０ｍ付近において最高温度が高い範囲が認められる。このうち、標高３５０ｍ付近については、事例２のほうが最高温度が低くなっている。具体的には、事例１では３５．５℃、事例２では３３．８℃であった。他の標高範囲については明確な違いが認められない。最高温度が最も低かったのは冬期打設に該当する標高３２０〜３３０ｍ付近であり、事例１で２２．８℃、事例２では２２．６℃であった。最高温度の最大値と最小値との差は、事例１では１２．７℃、事例２では１１．２℃である。これらのことから、事例２では最高温度と最低温度の差が小さく、最高温度が平準化されているといえる。 FIGS. 2A and 2B show the equi-distribution diagrams of the maximum temperature in each part of the embankment 1A for the case 1 and the case 2, respectively. According to these equi-distribution diagrams, a range where the maximum temperature is high is recognized around 350 m and 390 m above sea level. Among them, the maximum temperature is lower in case 2 around the altitude of 350 m. Specifically, the temperature was 35.5 ° C. in case 1 and 33.8 ° C. in case 2. There is no clear difference in other elevation ranges. The highest temperature was the lowest at an altitude of 320 to 330 m, which corresponds to the casting in the winter. Case 1 was 22.8 ° C and case 2 was 22.6 ° C. The difference between the maximum value and the minimum value of the maximum temperature is 12.7 ° C. in Case 1 and 11.2 ° C. in Case 2. From these facts, it can be said that in Example 2, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is small, and the maximum temperature is leveled.
最小ひび割れ指数は、岩着部と標高３５０ｍ付近に値が小さい範囲が認められた。岩着部である標高３１５．５〜３１６．５ｍにおいては事例１が０．４８、事例２が０．５２を示した。標高３５３．５〜３５４．５ｍにおいては事例１が１．５１、事例２が１．６４を示した。いずれも事例２のほうが大きな値を示した。 Regarding the minimum crack index, a range where the value was small was recognized near the rocky portion and at an altitude of 350 m. At an altitude of 315.5 to 316.5 m, which is the rocky area, Case 1 showed 0.48 and Case 2 showed 0.52. At altitudes of 353.5 to 354.5 m, Case 1 showed 1.51 and Case 2 showed 1.64. In each case, the value in case 2 was larger.
（１−２）温度応力の抑制効果の検証
温度応力を抑制したことによる効果は、拘束度マトリックス法により算出することができる。以下、解析方法を示す。
(1-2) Verification of Temperature Stress Suppressing Effect The effect of suppressing the temperature stress can be calculated by the constraint matrix method. Hereinafter, the analysis method will be described.
上記有限要素法による温度解析から得られる最高温度上昇量と最終安定温度の差である温度降下量を最終温度降下量として入力条件に用いた。最終温度降下量は、有限要素法の場合と同様に、堤体１Ａの中心位置（図１中の破線）における値を採用した。 The temperature drop, which is the difference between the maximum temperature rise obtained from the temperature analysis by the finite element method and the final stable temperature, was used as the final temperature drop as an input condition. As in the case of the finite element method, the value at the center position of the embankment 1A (broken line in FIG. 1) was adopted as the final temperature drop amount.
拘束度マトリックスは、堤体１Ａを高さ方向に２２層に分割したモデルとし、岩盤の弾性係数に対するコンクリートの弾性係数の比を６とした。 The constraint matrix was a model in which the embankment 1A was divided into 22 layers in the height direction, and the ratio of the elastic modulus of concrete to the elastic modulus of rock was set to 6.
各リフトにおける最高温度を基に、拘束度マトリックス法によって求めた拘束温度ひずみと標高との関係を図３に示す。事例１及び事例２のいずれにおいても、許容拘束温度ひずみとされる１００μｍよりも小さな値となった。岩盤の拘束を受ける標高３１０〜３２０ｍ付近の拘束温度ひずみは、事例１で９２μ、事例２では７４μであり、事例２のほうが１８μ小さな値となった。夏期打設に該当する標高３５０ｍ付近の拘束温度ひずみは、事例１で５８μ、事例２では５４μであり、事例２のほうが４μ小さな値となった。いずれの場合も、拘束温度ひずみが正の値を示す場合、すなわち、ひび割れが生じやすい引張り応力が働く状況において、事例２のほうが拘束温度ひずみが小さくなっている。 FIG. 3 shows the relationship between the constrained temperature strain obtained by the constrain degree matrix method and the altitude based on the maximum temperature in each lift. In both Case 1 and Case 2, the value was smaller than the allowable constraint temperature strain of 100 μm. The constrained temperature strain at an altitude of 310 to 320 m under the rock restraint was 92 μm in case 1, 74 μm in case 2, and 18 μm smaller in case 2. The constrained temperature strain near the altitude of 350 m, which corresponds to the summer casting, was 58 μ in case 1 and 54 μ in case 2, and was smaller by 4 μ in case 2. In any case, in the case where the constrained temperature strain shows a positive value, that is, in a situation where a tensile stress that easily causes cracks acts, the constrained temperature strain is smaller in Case 2.
（２）事例３及び事例４
ダムの堤体に関し、表２に示したサイクルを実施し、温度応力の抑制効果を検証した。事例３及び事例４ではいずれも、２月１７日を打設開始日とし、冬期における打上がり速度を夏期における打上がり速度よりも大きくした。また、夏期においては、リフト厚を冬期におけるリフト厚の半分とした。
(2) Case 3 and Case 4
For the dam body, the cycle shown in Table 2 was performed to verify the effect of suppressing temperature stress. In both cases 3 and 4, the launching date was February 17 and the launch speed in winter was higher than the launch speed in summer. In summer, the lift thickness was set to half of the winter thickness.
事例３では７月１日〜８月３１日を夏期とし、１１月１５日〜３月１５日を冬期とした。事例４では６月１０日〜９月３０日を夏期とし、１１月１５日〜３月１５日を冬期とした。
事例３の平均気温：夏期２４．４℃、冬期６．５℃
事例４の平均気温：夏期２２．８℃、冬期６．３℃
In Case 3, the summer period was from July 1 to August 31, and the winter period was from November 15 to March 15. In Case 4, the summer period was from June 10 to September 30, and the winter period was from November 15 to March 15.
Average temperature in Case 3: 24.4 ° C in summer, 6.5 ° C in winter
Average temperature in Case 4: 22.8 ° C in summer, 6.3 ° C in winter
（２−１）温度応力の解析
温度応力に関する解析は、事例１及び事例２と同様の手法で行った。
(2-1) Analysis of Temperature Stress The analysis on the temperature stress was performed by the same method as in the case 1 and the case 2.
図４に示されたとおり、解析モデルはダムの堤体１Ｂの標準断面の二次元モデルとした。図中、堤体１Ｂの中心に示した破線は、解析の着目位置である。この位置は、外気と最も離れた位置であって堤体１Ｂの内部温度が最大となる部分である。堤体１Ｂは、ＲＣＤ工法を適用する内部コンクリート部分２が、富配合の外部コンクリート部分３によって覆われた構成となっている。 As shown in FIG. 4, the analysis model was a two-dimensional model of a standard section of the dam body 1B. In the figure, the broken line shown at the center of the embankment 1B is the target position of the analysis. This position is the position farthest from the outside air, and is the part where the internal temperature of the bank 1B is maximum. The embankment 1B has a configuration in which the internal concrete portion 2 to which the RCD method is applied is covered by the rich concrete external concrete portion 3.
事例３及び事例４の堤体１Ｂの着工手順としては、低標高部を拡張レイヤーで施工した点が事例１及び事例２と異なっている。はじめに岩着部の高さ１．５ｍ（標高３１５．０〜３１６．５ｍ）を単位セメント量が２２０ｋｇ／ｍ３の岩着コンクリートで打設する。次に、１２ｍ分の高さ部分（標高３１６．５〜３２８．５ｍ）まで有スランプの内部コンクリート（拡張レイヤー５）にて打設した。次に、６８ｍ分の高さ部分（標高３２８．５〜３９６．５ｍ）について、単位セメント量が１３０ｋｇ／ｍ３の中庸熱フライアッシュセメントで内部コンクリート部分２を、単位セメント量が２２０ｋｇ／ｍ３の有スランプコンクリートで外部コンクリート部分３を打設する。次に、単位セメント量が１６０ｋｇ／ｍ３の有スランプの内部コンクリートで、高さ９ｍ分（標高３９６．５〜４０５．５ｍ）の拡張レイヤー４を打設する。最後に、天端標高（標高４１７ｍ）まで、単位セメント量が２２０ｋｇ／ｍ３の有スランプコンクリートを打設する（高さ１２ｍ）。 The construction procedure of the embankment 1B of the case 3 and the case 4 is different from the case 1 and the case 2 in that the low altitude portion is constructed by the extension layer. First, a 1.5 m (altitude 315.0 to 316.5 m) height of a rock attachment portion is cast with rock cement with a unit cement amount of 220 kg / m 3 . Next, a slump having internal concrete (expansion layer 5) was cast to a height of 12 m (altitude 316.5 to 328.5 m). Next, for the 68 m high portion (altitude 328.5 to 396.5 m), the internal concrete portion 2 is made of medium heat fly ash cement having a unit cement amount of 130 kg / m 3 and the unit cement amount is 220 kg / m 3. The external concrete part 3 is cast with slump concrete having no. Next, an extension layer 4 having a height of 9 m (altitude 396.5 to 405.5 m) is cast with slump-containing internal concrete having a unit cement amount of 160 kg / m 3 . Finally, slump concrete with a unit cement amount of 220 kg / m 3 is poured up to the top elevation (417 m above sea level) (height 12 m).
上記着工手順のなかで、事例３では、７月２１〜２８日では日中の打設を控えながらリフト厚１ｍで施工し、７月３０日〜８月３１日ではハーフリフト（リフト厚０．５ｍ）の夜間打設とした。その結果、８月の打設量が少なくなり、ハーフリフトは２リフトであった。これに対し、事例４における夏期施工では、ハーフリフトの対象リフトを１４リフトに増やした（標高３２８．５〜３３５．５ｍ）。 Among the above-mentioned construction procedures, in Case 3, construction was carried out with a lift thickness of 1 m on July 21 to 28 while refraining from placing during the day, and a half lift (lift thickness of 0. 0 to 30) was carried out from July 30 to August 31. 5m) at night. As a result, the amount of casting in August was reduced, and the half lift was two lifts. On the other hand, in the summer construction in Case 4, the target lift of the half lift was increased to 14 lifts (altitude 328.5 to 335.5 m).
事例３及び事例４について、堤体１Ｂの各部における最高温度の等分布図をそれぞれ図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。これらの等分布図によれば、事例３では夏期打設部分（標高３３０〜３５０ｍ付近）では最高温度が高いのに対し、事例４では当該部分を含め全体的に最高温度が一様となっている。夏期打設部分の最高温度は、事例３では３５．６℃、事例４では２９．６℃であった。冬期打設部分（標高３１４．５〜３２４．５ｍ）では事例３と事例４とで同程度の温度となっており、その最低値はそれぞれ２６．１℃、２６．２℃であった。最高温度の最大値と最小値との差は、事例３では９．５℃、事例４では３．４℃である。これらのことから、事例３では事例１よりも最高温度と最低温度の差が小さく、最高温度が平準化されているといえる。また、事例４では事例３よりも更にその傾向が強くなっているといえる。 FIGS. 5A and 5B show the distribution of the maximum temperature in each part of the embankment body 1B in Cases 3 and 4, respectively. According to these equidistribution diagrams, in case 3, the maximum temperature is high in the summer casting portion (around 330 to 350 m), whereas in case 4, the maximum temperature is uniform including the portion. I have. The maximum temperature of the summer casting part was 35.6 ° C. in Case 3 and 29.6 ° C. in Case 4. In the winter casting part (altitude 314.5 to 324.5 m), the temperatures in Case 3 and Case 4 were almost the same, and the lowest values were 26.1 ° C and 26.2 ° C, respectively. The difference between the maximum value and the minimum value of the maximum temperature is 9.5 ° C. in Case 3, and 3.4 ° C. in Case 4. From these facts, it can be said that in Case 3, the difference between the maximum temperature and the minimum temperature is smaller than in Case 1, and the maximum temperature is equalized. Also, it can be said that the tendency is even stronger in Case 4 than in Case 3.
最小ひび割れ指数は、岩着部と標高３３０〜３５０ｍ付近に値が小さい範囲が認められた。岩着部である標高３１５．５〜３１６．５ｍにおいては事例３が１．９０、事例４が３．２５を示した。標高３３０〜３５０ｍ付近においては、事例３が３．９２（標高３３４．５〜３３５．５ｍ）、事例４が２．７０（標高３３６．５〜３３７．５ｍ）を示した。 Regarding the minimum crack index, a range where the value was small was recognized in the vicinity of the rock attached portion and at an altitude of 330 to 350 m. At an altitude of 315.5 to 316.5 m, which is the rocky area, Case 3 showed 1.90 and Case 4 showed 3.25. At elevations around 330 to 350 m, Case 3 showed 3.92 (altitude 334.5 to 335.5 m) and Case 4 showed 2.70 (altitude 336.5 to 337.5 m).
（２−２）温度応力の抑制効果の検証
事例１及び事例２と同様に解析した。
(2-2) Verification of suppression effect of temperature stress The analysis was performed in the same manner as in Case 1 and Case 2.
各リフトにおける最高温度を基に、拘束度マトリックス法によって求めた拘束温度ひずみと標高との関係を図６に示す。事例１及び事例２のいずれにおいても、許容拘束温度ひずみとされる１００μｍよりも小さな値となった。拘束温度ひずみの最大値は事例３及び事例４でいずれも標高３３０ｍ付近に確認され、それぞれ４７μ、３０μであった。いずれの値も事例１の拘束温度ひずみよりも小さな値となった。 FIG. 6 shows the relationship between the constrained temperature strain obtained by the constrain degree matrix method and the altitude based on the maximum temperature in each lift. In both Case 1 and Case 2, the value was smaller than the allowable constraint temperature strain of 100 μm. The maximum value of the constrained temperature strain was confirmed near the altitude of 330 m in both Case 3 and Case 4, and was 47 μ and 30 μ, respectively. Each value was smaller than the restrained temperature strain of case 1.
（３）まとめ
事例１〜４で得られた数値を表３にまとめて示した。ここで「最小ひび割れ指数」は各事例における最小値を示しており、「拘束温度ひずみの最大値」は各事例における最大値を示している。
(3) Summary The numerical values obtained in Examples 1 to 4 are summarized in Table 3. Here, the “minimum crack index” indicates the minimum value in each case, and the “maximum value of the constrained temperature strain” indicates the maximum value in each case.
「最小ひび割れ指数」と「拘束温度ひずみの最大値」のいずれにおいても、「最高温度の最大値」よりも「最高温度の最大値を最小値の温度差」のほうとの相関が高くなっている。従って、水和熱によるダム堤体の最高温度を単に低くするよりも、最高温度を平準化することが温度応力の抑制に有効であることが分かる。 In both the "minimum crack index" and the "maximum value of the constrained temperature strain", the correlation between the "maximum value of the maximum temperature and the temperature difference of the minimum value" is higher than the "maximum value of the maximum temperature". I have. Therefore, it can be understood that leveling the maximum temperature is more effective in suppressing the thermal stress than simply lowering the maximum temperature of the dam embankment due to the heat of hydration.
特に事例４は、冬期の打上げ速度が０．３８ｍ／日である。“公益社団法人土木学会編、『コンクリート標準示方書［ダムコンクリート編］』、２０１３年”によれば、「ダムコンクリートの打上がり速度が０．３ｍ／日を大きく上回ると、温度ひび割れが発生する可能性が高くなる」と示されている。本実施形態の構築方法によりダム堤体全体の温度を平準化すれば、打上がり速度を０．３ｍ／日を超えて大きくしても、温度ひび割れのリスクを低減することができる。 Particularly in Case 4, the launch speed in winter is 0.38 m / day. According to the Japan Society of Civil Engineers, Concrete Standard Specification Book [Dam Concrete Edition], 2013, "When the concrete concrete launch speed greatly exceeds 0.3 m / day, temperature cracks occur. The likelihood is high. " If the temperature of the entire dam body is leveled by the construction method of the present embodiment, the risk of temperature cracks can be reduced even if the launch speed is increased beyond 0.3 m / day.
１Ａ，１Ｂ…堤体、２…内部コンクリート部分、３…外部コンクリート部分、４，５…拡張レイヤー。 1A, 1B ... embankment, 2 ... internal concrete part, 3 ... external concrete part, 4, 5 ... expansion layer.
Claims (4)
互いに重複しない第１の施工期間と第２の施工期間とを有し、
第２の施工期間における外気の平均気温は、第１の施工期間における外気の平均気温よりも低く、
第２の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度を、第１の施工期間におけるコンクリートの打上がり速度の１．５〜８倍、且つ、０．１５〜０．６０ｍ／日とする、コンクリート堤体の構築方法。 A method of constructing a concrete embankment,
Having a first construction period and a second construction period that do not overlap each other,
The average temperature of the outside air during the second construction period is lower than the average temperature of the outside air during the first construction period,
The concrete embankment, in which the concrete launch speed in the second construction period is 1.5 to 8 times the concrete launch speed in the first construction period and 0.15 to 0.60 m / day . How to build.
前記第２の施工期間は、１１月１日〜１月３１日のいずれかの日を含む期間である、請求項１〜３のいずれか一項記載のコンクリート堤体の構築方法。 The first construction period is a period including any one of July 1 to September 30,
The method for constructing a concrete embankment according to any one of claims 1 to 3, wherein the second construction period is a period including any day from November 1 to January 31.
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