既設ダムの機能を向上させるため、放流設備の改造・増設は多くの既設ダムで実施されています。その方法としては、①ダム堤体を切削撤去してゲートを改造・増設する方法　②ダム堤体を削孔して、放流管・ゲートを増設する方法　③ダム堤体ではなく、地山に迂回トンネルを掘り、放流管・ゲートを増設する方法　などがあります。

「長安口ダム」、「浜田ダム」では、①の運用中の既設コンクリートダム堤体を大きく切削撤去する方法で、放流設備の改造・増設を行っています。

既設堤体コンクリートブロック分割状況

堤体の安定性の確保

重力式コンクリートダムは、堤体コンクリートの重量で上下流方向の安定性を確保しています。運用中のダムでは、改造工事中においても所定の安全率は確保されていなければなりません。切削撤去の規模が大きい場合には、撤去に先立って、マットコンクリートを打設する等、施工中の堤体の安定性を確保する必要があります。

残壁の挙動と変位抑制

一般にコンクリートダム堤体はダム軸方向に15mを一単位としたブロックに分割されています。切削規模が大きくなると、撤去後のブロック残壁が薄くなり、その挙動とダム軸方向の安定性が問題になることがあります。施工前から各所に観測計器を配置して挙動を監視するとともに、場合によっては、残壁と隣接ブロックを連結するといった変位・倒壊抑止工を実施することもあります。

昨今のゲリラ豪雨、爆弾低気圧等の異常気象を起因とする洪水が増加している中で、既設の放流設備を増強することで放流能力を高めるダム再開発事例が増えています。

放流管増設技術は、既設堤体コンクリートを下流側から削孔し、空洞部に新設放流管を設置、管回りを高流動コンクリートにて、てん充するものであります。削孔貫通までには、堤体上流側貫通地点にあらかじめ仮締切を設置し、ドライアップする技術も重要な要素となります。

旧堤体への振動などの影響回避

①「スリット孔+ブレーカ掘削」及び②「ロードヘッダ掘削」を現場状況に応じ採用することで旧堤体への振動影響を回避します。

1. ①：ドリルジャンボで削孔断面周囲を縁切削孔および自由面作成削孔を実施し、その後ジャイアントブレーカでコンクリートを掘削解体して削孔します。
2. ②：ロードヘッダでコンクリートを削り取りながら掘削解体して削孔

ダム貯水低下を最小限にしての施工

ダムを運用しながらの施工となるため、貯水側上流面には削孔位置に鋼製の仮締切を設置します。

これにより、締切内部はドライアップされ堤体削孔貫通時の下流への流下を防止します。

旧堤体との接触面における止水等高い技術力を必要とします。

昨今のゲリラ豪雨、爆弾低気圧等の異常気象を起因とする洪水が増加している中で、既設の放流設備を増強することで放流能力を高めるダム再開発事例が増えています。

放流管増設技術は、既設堤体コンクリートを下流側から削孔し、空洞部に新設放流管を設置、管回りを高流動コンクリートにて、てん充するものであります。削孔貫通までには、堤体上流側貫通地点にあらかじめ仮締切を設置し、ドライアップする技術も重要な要素となります。

旧堤体への振動などの影響回避

①「スリット孔+ブレーカ掘削」及び②「ロードヘッダ掘削」を現場状況に応じ採用することで旧堤体への振動影響を回避します。

1. ①：「スリット孔+ブレーカ掘削」及び②「ロードヘッダ掘削」を現場状況に応じ採用することで旧堤体への振動影響を回避します。
2. ②：ロードヘッダでコンクリートを削り取りながら掘削解体して削孔

ダム貯水低下を最小限にしての施工

ダムを運用しながらの施工となるため、貯水側上流面には削孔位置に鋼製の仮締切を設置します。

これにより、締切内部はドライアップされ堤体削孔貫通時の下流への流下を防止します。

旧堤体との接触面における止水等高い技術力を必要とします。

そこで、鶴田ダム再開発事業での仮締切工において、底蓋と一体とした仮締切扉体を浮体化し、扉体上方のダム堤体に浮上り防止金物を設置することで仮締切設備の浮力を支持する「浮体式仮締切工法」を開発しました。本工法により、台座コンクリートが不要になることから、潜水作業を削減することができます。

本工法は、国土交通省九州地方整備局、（一社）ダム技術センター、鹿島、日立造船の4者による共同開発です。

第6回ものづくり日本大賞　内閣総理大臣賞
第16回国土技術開発賞　最優秀賞
特許出願中

浮体式仮締切工法では、仮締切扉体の両側に鋼板（スキンプレート）を貼り、これを浮力室とすることにより扉体を浮体化させます。一方で、扉体上方のダム堤体に浮上り防止金物を設置し、仮締切設備の浮力を支持します。仮締切内の水を排水する時には、水密ゴムを設けた扉体を水圧によって、あらかじめダム堤体に設置した戸当りに押しつけることで止水性が確保されます。また、従来工法の仮締切工は扉体を1段ずつ設置場所にて積み上げ連結していましたが、本工法では、浮体化した扉体をダム湖面で組み立てた上で、設置場所へ曳航し、ウインチにより引き寄せ固定します。

鶴田ダムでの戸当たり設置状況の比較

扉体の曳航状況

コンクリートダムのかさ上げ工事（三高ダム）

新旧堤体へのコンクリート温度応力による
影響度（ひび割れ発生等）の
予想・把握・低減

• 将来のダム形状とコンクリート打設速度等を想定して温度応力解析を行い、コンクリート温度とひび割れ指数等を予測し、打設計画やアンカー等の補強対策の検討へフィードバックします。

既設堤体と新堤体コンクリートの一体化

• 既設構造物の撤去は、ワイヤーソーイング工法やアブレイシブジェット工法等を用いて、既設堤体への影響を最小限度とするための工法を選択します。
• 既設堤体表面の劣化部分は、ビットローラ等を用い確実に除去します。
• 銅製等材質の異なる既設止水板と、新設止水板も確実に接合します。

既設堤体への影響度と堤体基礎地盤変形の
低減・把握・予測

• 新設堤体施工による既設堤体及び基礎地盤への影響度を予測解析します。
• 既設堤体・基礎地盤への影響度は、動態観測・解析に基づく情報化施工管理を行い、計画・実施工へ迅速にフィードバックすることで、既設堤体の安定性を確保します。

コンクリートダムの設備改良・補強工事（帝釈川ダム）

国内初となる
既設アースダム耐震補強工事への対応

• 山口貯水池では、既設堤体の調査方法の確立をはじめ、情報化施工技術による施工中の既設堤体の安定性を図る施工技術を確立させ、世界的にも例を見ない工事を完成させることができました。

自然環境に配慮した施工計画

• 帝釈川ダムでは、国定公園や県立公園といった豊かな自然環境を保護するため、仮設道路、仮締切も含めた施工計画において自然改変を最小にするような配慮をしています。また、猛禽類をはじめとする貴重動植物に与える影響が極力少なくなるよう、配慮した施工をしています。

ダム基礎地盤の改良

• 山倉ダムでは、ダム地震時安定性の向上を目的として、ダム基礎地盤の改良工事を行いました。都市土木や臨海土木で実績が多い地盤改良工事をダム耐震補強へ適用しています。