戦后まもない顷,北海道の地で当社単独施工により成し遂げた
「桂沢ダム」の建设工事。完成から60年が経ったいま,ふたたび当社の手によって,
この重力式コンクリートダムの嵩上げ工事が行われている。
先人の丁寧な仕事ぶりを実感しながら,豪雪地帯の难工事に果敢に挑む
技术者たちの姿を追った。
【工事概要】
新桂沢ダム堤体建设第1期工事
- 场所:
- 北海道叁笠市
- 発注者:
- 国土交通省 北海道開発局 札幌開発建設部
- 规模:
- 堤体基础掘削约67,000尘3,
コンクリート打设工约180,000尘3(1期のみ),
基础処理工约2,340尘,
原石山掘削约375,500尘3,
构造物撤去工?设备工?取水设备工一式 - 工期:
- 2016年8月~2020年3月
(北海道支店闯痴施工)


堤体断面図
国交省初の「同轴嵩上げ」
札幌市内から车で1时间ほど走る。北海道中心部を南北につらなる夕张山地の西侧,石狩川水系几春别(いくしゅんべつ)川の上流に位置する桂沢ダム(叁笠市)は1957年に完成した。北海道开発局初の多目的ダムとして建设され,以后60年间石狩川水系流域の治水とともに,叁笠市をはじめ美唄(びばい)市や岩见沢市への水の供给,水力発电といった利水の役割を担ってきた。完成当时,北海道有数の炭鉱町として栄えたこの地域の生活基盘を支えた阴の立役者でもある。
現在,桂沢ダムは 当社JVの施工で,堤高63.6mの既設堤体を堤高75.5mへと嵩上げする工事を行っている。これは,国土交通省北海道開発局が取り組む幾春別川総合开発事业の一環であり,堤体の高さを11.9m嵩上げすることにより,ダム湖の総貯水容量を現在の約1.6倍に増大させ,治水?利水機能の向上を図る。工事は2020年3月完成予定で,再開発後は「新桂沢ダム」と改称される予定だ。
この嵩上げ工事は,既设堤体と新设堤体のダム轴が同じ「同轴嵩上げ」という方法で,既设堤体の下流面にコンクリートを下から顺に打ち足し施工する。堤体本体に新たに使用するコンクリート量は24万4,800尘3。同轴嵩上げによるダムのリニューアルは,同省初の取组みである。

现场を背景に左岸にある展望台で集合写真。现场は若手社员が多く,昨シーズンの冬场の作业を活力で乗り切った
写真:大村拓也(现场撮影以外同氏)
雪と闘いながら堤体基础の掘削を敢行
当工事の入手にあたっては,①工程短缩,②ダムコンクリートの品质向上,③既设堤体等への影响軽减,④社会的要请への対応,という4つの技术提案项目が课せられた。当社闯痴の技术提案はいずれも満点の评価を得たが,他社を圧倒した评価点は工程短缩日数だった。标準案の工期1,511日间に対し,当社闯痴提案は835日间。45%近い工程短缩を図る计画となった。
ダムの再开発事业が新設工事と異なるのは,既設ダムの機能を維持しながら施工する点だ。現場を率いる福井直之所长は,この工事の特徴を次のように語る。「北海道では 4月から6月にかけての融雪期に,ダム湖への水の流入量が一番増加するので,安全上,既設堤体の越流部直下での作業ができません。また,気温が下がる11月から翌年4月にかけての越冬期はコンクリートの品質上,堤体コンクリート打設を休止します。こうした雪国特有の制約があった上で,我々は大幅な工程短縮に挑戦しました」。

福井直之所长
工程短縮の最大のポイントは,堤体のコンクリート打設開始時期を標準案よりも約10ヵ月前倒ししたことだ。これを実現させるには,2016年9月末の着工から今年7月の打設開始までの約9ヵ月間で,堤体の基礎となる岩盤面処理を終えなければならなかった。気温が氷点下25℃を下回り,積雪量は2mに達する冬の過酷な自然环境のなかでの作業が前提となった。
全国各地で様々な形式のダムの施工経験をもつ福井所长も,北海道での施工は初めて。「社内では提案の実现性を心配する声もありました」と振り返る。
この提案を后押ししたのは,福井所长とともに技术提案に取り组んだ入社以来北海道支店に所属する中村元郎副所长。监理技术者として现场を取り仕切る。これまでにも北海道の大自然と対峙し,ダムやトンネルなど数多くの土木构造物の施工を経験してきた。「この现场から30办尘ほど离れた当别ダムの工事でも,除雪をしながら岩盘基础を掘削した経験があったので,やってやれないことはないという确信がありました」(中村副所长)。

中村元郎副所长
雪国男の底力
堤体コンクリート打设というクリティカルパスに向け,着工早々现场は一丸となった。中村副所长の経験をもとに,冬期作业対策として専従の除雪班を交代制で24时间常驻させた。堤体の施工管理を担当する渡部贵裕次长は,「技术提案で掲げたコンクリート打设开始时期を遅らせることは许されません。この工事を担当することが决まった时,腹を决めて工事に临みました」と话す。既设堤体を11.9尘嵩上げするために,下流侧両岸の法面を上から下へと掘削し,基础となる岩盘を整形していった。掘った土で重机の足场を筑きながらの施工は作业スペースも狭い。「実际,土を掘っているのか雪を掘っているのかわからないような状况でした。それでも例年に比べて雪は少なく,运が味方してくれたようです」と,渡部次长は当时の状况を语る。
法面掘削と并行し,下流面にあるコンクリート製の既存フーチング(基础)の取壊しも进めた。渡部次长とともに堤体工事を担当する和田篤课长は「フーチングを取り壊していくと,60年以上前に施工した既设堤体と岩盘の付着部分が露出します。コンクリートが丁寧に打ち込まれており,先人の仕事ぶりをうかがい知ることができました」と当时の技术力を称賛する。

洪水吐き直下では减势工の施工も行われている
取壊し作业には,和田课长の提案で,振动伝搬による既设堤体へのダメージを抑える「かち割り君」と呼ばれる破砕方法を採用した。削孔した箇所にバックホウの先端に取り付けたくさびを打ち込み,コンクリートを割って砕く仕组みだ。
新設当時の詳細な施工記録は残っていないため,工事の途中で掘削形状の変更を余儀なくされることもあった。「これが,リニューアル工事の難しいところですね。厳しい自然环境のなか悪戦苦闘しながらも,無事工程通り今年7月,堤体コンクリート打設に着手することができました」(中村副所長)。

和田篤课长(写真左)と渡部贵裕次长

雪に覆われた现场。常に除雪しながら,堤体の基础掘削を进めた(现场撮影)
涌き出るアイデアを次々に现场で実现
现场を访ねた10月上旬は,11月末から入る冬期休止期间を前に,堤体コンクリートの打设作业が佳境を迎えていた。堤体の下流侧には750迟吊りと350迟吊りのクローラクレーンが1台ずつ,堤体天端付近の両岸にも200迟吊りのクローラクレーンが1台ずつ据えられ,资材やコンクリートの搬送をひっきりなしに行っている。
工程短缩のもうひとつの键は,超大型のクローラクレーンの採用だった。标準案ではケーブルクレーンの使用を想定していたが,设置作业に最低半年を要する。融雪期,越冬期の作业制限も含めると,クレーンの仮设工事に1シーズン费やすことになってしまう。

戸泽清浩次长
発案者である機電担当の戸泽清浩次长はこう説明する。「ダムのゲート設備工事で超大型のクローラクレーンを使っていた現場があったことを思い出したのです。大規模ダムの堤体コンクリート打設に超大型のクローラクレーンを使用するのはまれですが,複数を同時に使用すれば充分な能力を発揮できると考えました。大きな発想の転換が功を奏しました」。
2018年度からは,350迟吊りのクレーンを750迟吊りへスペックアップする。これによりコンクリート打设期间を合计约3.5ヵ月短缩できる予定だ。
“现场の知恵袋”と言われるほどアイデアマンとして知られる戸泽次长。自身の経験から,様々な工夫を提案し形にしていく有言実行の人だ。原石山と骨材製造设备を结ぶ长さ1.4办尘のベルトコンベヤも,着工后,戸泽次长が现地を见て急遽设置を决めた。「骨材の供给が滞れば工期に影响が出ます。1车线の工事用道路では,复数のダンプトラックが大量の骨材を运搬するには限界がありました」(戸泽次长)。
戸泽次长はベルトコンベヤを载せる架设支柱の数を减らすことで,设置工事の工程短缩を図った。梁を軽量化し,従来品より6尘长い1スパン最大18尘のものを製作することで,支柱の数を3分の2に减らすことができた。
「仮设备の出来は,工事の进捗に直结します。この现场では,そのプレッシャーを特に感じます。若手の技术者にもこの现场で様々な経験をしてもらうことで,応用力を身に着けてもらいたい」。戸泽次长は后进技术者の育成にも力を入れる。

堤体下流侧から见た现场。24时间体制でクローラクレーンが稼働する。嵩上げにより,堤顶长は334.25尘から397尘に延びる

ダムサイトとバッチャープラント,骨材製造设备,原石山を空から见下ろす(现场撮影)

原石山と骨材製造设备を结ぶベルトコンベヤ
ダム堤体を大切に护る
堤体コンクリートの品质向上も,技术提案の重要な课题だった。既设ダムの同轴嵩上げ工事は,新堤体と旧堤体を一体化させなければならない。旧堤体の表面を削り新しいコンクリートを付着しやすくするが,新しく打设したコンクリートが温度降下に伴い収缩すると,付着部にひび割れが生じるおそれがある。新旧堤体の温度差をなるべく小さく抑えることが重要となる。
ここでも,北国ならではの工夫が兴味深い。冬场の低温化を防ぐために,6月から来年のコンクリート打设再开までの约1年间,冬期休止期间の前后にコンクリート打设する旧堤体范囲を给热保温シートや电热マットで温め続ける。また,11月以降は新旧堤体を养生マットとブルーシートで全面的に覆い堤体の温度差を抑制する対策に加え,新堤体の打ち継ぎ面を真空断热材で覆うことで养生し,より一层コンクリートの品质向上を図っていく。
堤体に养生マットを贴る作业を眺めながら,福井所长は想いを巡らす。「これから迎える越冬期では,堤顶周辺の撤去作业を行う予定ですが,昨年度のような过酷な作业にはならないでしょう。堤体打设は来年4月に再开し,11月中旬までに完了する予定です。引き続き,现场一丸となり工事に取り组んでいきます」。
北海道の长い冬の访れを前に,ひとつ大きな山を越えた福井所长の横颜が印象的だった。先人の伟业を引き継ぎ,より一层强靭な土木构造物を次世代へと残すため工事は続く。

季节别の新旧堤体の温度差対策 ①夏期给热(6月?10月)②秋期给热(10月?11月)③越冬期养生(11月?翌年6月)

堤体コンクリート打设の様子。コンクリートの入ったバケットを750迟クローラクレーンで吊り上げ,打设箇所へ运搬する。旧堤体に贴られた緑色?白色のシートは电热マット
当現場では,堤体コンクリート打設に使用する1ブロック15mの大型型枠のスライド作業を全自動化することに成功した。Doka Japan社製の油圧ジャッキを使用したセルフクライミング装置と大型型枠部材を組み合わせた型枠機構により,人力作業を排除しタブレット端末からの指示のみで型枠の脱型からスライド,セットまでを全自動で行う。
従来,コンクリートダム堤体における型枠设置作业は,1ブロックを5分割(幅3m×5基)した型枠を1基ずつクレーンで吊り上げてスライドするのが一般的だった。今回の自动化により,①作业员を5名(クレーンオペレータを含む)からタブレット端末より指示出しをする1名に削减,②1ブロックの型枠作业(脱型からセット)时间が280分から180分に短缩(35%削减),③特殊作业员でなくても施工可能,④足场がレールを介して躯体に固定されているため高所でも安全に作业可能,⑤クレーン作业がなくなり建设重机の错综などが减り安全性向上,といった多数のメリットが期待できる。
「当社の自动化施工の取组みの一环であり,大分川ダム建设工事(大分県大分市)で适用された技术の改良版です。现场の意见を今后の技术开発に反映していきたい。今后,コスト面の课题をクリアするためにも継続的に使用していくことが重要だと思います」(福井所长)。
当现场での今期実绩を生かし,越冬后に当现场堤体と小石原川ダム(福冈県朝仓市)洪水吐き流入部の施工において,幅60mの型枠スライドの全自动化に挑戦する予定だ。

ダム堤体に设置された自动スライド型枠

脱型?水平移动

次の打设箇所にレールを先行スライド

型枠をレールに沿わせてスライド

型枠をセット
型枠の脱型?スライド?セットまでを作业员1名がタブレットで行う




