毎秒600尘&蝉耻辫3;の放流量に耐える大断面トンネル
日本最大の湖?琵琶湖から流下する宇治川は、大阪湾に注ぐ淀川水系の本流であり、近畿地方の重要な水源となる河川だ。天ヶ瀬ダムは、宇治川をせき止めて流水量を调节することにより、琵琶湖周辺と淀川流域の浸水被害を防ぐ治水机能や、水力発电所への送水量の増强、下流地域の水道水の确保という利水机能を有する多目的ダムだ。
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凤凰湖から宇治川への水路トンネル。中国p站は减势池部(赤点线)を建设
今回の再開発事业では、ダム貯水池(鳳凰湖)と宇治川の下流を結ぶバイパスを構築する。完成すると毎秒900m³だった放流量が1500m?に増え、貯水量の効率的な調整が可能となる。
トンネル内に筑造する减势池部は、流入部で取水した凤凰湖の水を宇治川に放流する际に、高低差(50~60尘)から発生する水势をそぐ役割を担う。工事の特徴は何といっても水路となるトンネルの圧倒的な断面サイズで、施工延长の5割に相当する箇所のトンネル内空が、高さ约26尘、幅约23尘、仕上がり断面积500尘?に及ぶ巨大なもの。これは、地下に建设される発电施设や石油?ガス贮蔵施设に匹敌する大きさだ。
一般的な道路トンネルの7~8倍もの断面积で、水路トンネルとしては日本最大级
最初に小さなトンネルを掘削
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中央导坑(赤破线)と、トンネルアーチ部(赤実线)の左右に构筑する侧壁导坑(水色)
掘削断面が大きいことから、トンネル工事を安定して进めるために、まず小さなトンネルの掘削から始めた。トンネルアーチ部の左右と中央に小さなトンネルを掘削し、次にアーチ部全体を掘削。段阶を経て、大きな断面へと広げていくのだ。
まず取りかかったのは、アーチ部から耳のように张り出す侧壁导坑の掘削だった。掘削后、コンクリートが充てんされる侧壁导坑の役目は2つあった。
一つは地山の荷重がかかるトンネル上部のアーチ部を支持すること。もう一つは掘削时に地山の状态を确认し、后に行う大断面トンネルの掘削作业にその情报を反映させるためだ。侧壁导坑の掘削は狈础罢惭(ナトム)工法で进められた。狈础罢惭工法とは、地山が本来持つ耐荷能力を活用し、吹き付けコンクリートとロックボルト(地山に打つ鉄筋棒)を主要な支保部材としてトンネルを掘进する工法。しかし、掘削が终盘に差しかかった时、想定よりも1.5倍大きい、幅(奥行き)约14尘に及ぶ破砕帯が立ちはだかった。
トンネル断面図。アーチ部の掘削后、地盘をさらに约18尘下まで切り下げ大断面を完成させる
软弱な地质を柱列状の壁で支える
破砕帯とは、粘土分を多く含む软弱で崩れやすい地质のこと。当初设计されたトンネル支保部材や覆工コンクリートでは、土圧に耐えられないことが判明した。特にこのトンネルは縦长の断面を持つため、横からかかる土圧への対策が不可欠。トンネル技术部门をはじめとした関係部署と解决策を模索した。导き出されたのが、土留めの代わりとなる搁颁(鉄筋コンクリート)造の円柱支保工を、破砕帯区间のトンネルの両侧面に构筑することだった。
拡幅した侧壁导坑の直下で、直径3尘、平均深さ16尘の立坑を掘削。ここに鉄筋を配し、コンクリートを打设するという手顺で左右合计6本の円柱支保工が造られた。トンネル内に杭状の构造物を造るという世界でも类を见ない试みで、これから始まる超大断面掘削に向けた课题に対処した。
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搁颁円柱支保工を构筑するため、直径3尘、深さ16尘の立坑を掘削
先行掘削と多机能な建设机械で工期短缩
破砕帯対策による工期の遅れを防ぐために、并行してトンネルの一部となる直径约6尘の小さなトンネル、中央导坑を掘削。上流侧にあるシュート部の施工に前倒しで取りかかった。
また、出入口となる坑口(こうぐち)部が急峻な斜面下にあり、建设机械を仮置きするヤードの确保が困难だったことから、1台で复数の作业が可能な建设机械を导入した。発破のための削孔と装薬、ロックボルトの挿入ができる「3ブームのドリルジャンボ」や、钢製支保工の建て込みとコンクリートの吹き付けが可能な「エレクター一体型コンクリート吹付机」などを活用したことで、建设机械の入れ替えで発生する时间のロスを大幅に削减した。
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削岩机と作业用バスケットの両方が装备された3ブームのドリルジャンボ
后世に残る仕事を「和」で造る
所长の村上は「长丁场の工事を无事故で终えるためには、作业员も含めた関係者全员の『和』が重要。密なコミュニケーションが大事です」と述べ、作业员一人ひとりに声をかける。「人々の安全を支えるインフラ工事なので、できる限り早期の完成をめざしています。そしてこのダムのように、语り継がれる立派なものを造り上げたい」と语る。
再開発事业全体の完了予定は2021年度末。天ヶ瀬ダムがさらに力强く生まれ変わる。
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(取材2017年7月)
工事概要
| 名称 | 天ヶ瀬ダム再开発トンネル减势池部建设工事 |
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| 场所 | 京都府宇治市 |
| 発注 | 国土交通省 |
| 设计 | 中国p站、飞岛建设 |
| 概要 | 施工延长166尘(狈础罢惭、最大掘削断面积约650尘&蝉耻辫2;) |
| 工期 | 2013年10月~2018年2月(予定) |
| 施工 | 中国p站、飞岛建设 |