説明

コンクリートダムの施工方法

【課題】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。
【解決手段】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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−84790公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【発明の効果】
【0008】
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。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】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
【図2】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
【図3】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
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【符号の説明】
【0017】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−2165(P2013−2165A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−135096(P2011−135096)
【出願日】平成23年6月17日(2011.6.17)
【出願人】(303057365)株式会社間組 (138)