過去問だけじゃ意味が理解できないな…。
分かりやすい図や表でまとめたので紹介します！
「ダム」・「トンネル」と言ったらどんなものか想像できますよね？
でもどんな意味があるか分からない人は多くいます。
最初に「ダム」・「トンネル」とはどんな意味があるのか紹介します！
ダムとは？
ダムの役割は大きく分けて６つに分けられます！
- 洪水調節
- 農業用水
- 工業用水
- 水道用水
- 河川環境の保全
- 発電
ダムと一言で言っても役割は上記のように様々！
近年では各地で大雨による土砂災害や河川の決壊などが多いですが、もしもダムが無ければ被害がもっと大きくなっていたことでしょう。
ダムはみんなが安心して生活するために欠かせない役割を果たしています！
トンネルとは？
みなさん一度は通ったことありますよね？
高速道路によくある「あれ」です。
でもトンネルとはどんな役割があるのでしょうか。
一番の理由は、交通の便が良くなる事！
大きな山を迂回すると時間が掛かりますが、その山を中心を通れば時間や距離共にかなりの短縮が見込めます。
トンネルを掘ることで私たちが生活がより便利になっていると言うことです。
そんな、無くてはならない公共構造物「ダム」・「トンネル」の施工方法について土木的観点から紹介していきます！
- ダム・トンネルに関しての知識がない
- どこから勉強していいのか分からない
- 大事な所を重点的に勉強したい
下の表が2級土木の第1次検定の出題内容です。
ダム・トンネルに関しての出題数は2問！
今回紹介する内容は過去10年間で出題されています。
【ダムの建設】過去10年間出題
【コンクリートダムの施工】過去6年間出題
【山岳トンネルの施工】過去10年間出題
ダムの建設
ダムは、材料によって「コンクリートダム」と「フィルダム」の2種類に分けられます。
ダムの種類
【コンクリートダム】
- 築堤材料は、コンクリート
- 両岸、河床が岩盤
【フィルダム】
- 築堤材料は、土砂や岩石などの天然材料
- 提敷幅が広い
- 必ずしも堅硬な基礎岩盤を必要としない
準備工事
ダム建設をする前にやらなくてはいけない準備工事があります。
ダムを確実に施工するために、河川水を転流などの河流処理によって本体工事の場所は水気をなくす必要があります。
また、骨材プラントやダムサイトからの濁水を処理する設備等が設けられます。
- 仮排水開水路方式
- 仮排水トンネル方式
- 半川締切り方式
掘削と基礎処理
ダム建設の準備が整ったら、掘削と基礎処理へと入ります。
岩盤の掘削は、粗掘削(計画掘削面の手前約50㎝でとめる)と仕上げ掘削(粗掘削で緩んだ地盤を凹凸を除去する)の2段階で行う。
なお、岩盤の基礎掘削は、ベンチカット工法が一般的です。
掘削が完了したら、基礎処理へと入ります。
ダムの基礎地盤における遮水性の改良や、弱い部分の補強のために基礎処理が必要です。
基礎処理は、セメントを主材としたグラウチングが一般的。
コンクリートダムの施工
コンクリートダムでは、従来型である柱状工法(ブロック工法)と面状工法の2つの工法があります。
収縮目地によって区切ったブロックごとにコンクリートを打ち上げていく
低リフトで大区画を対象にして、大量のコンクリートを打設する合理化施工法
- 所要の単位体積重量があること
- 容積変化が小さいこと
- 熱量が小さいこと
- 硬化時の温度上昇が小さいこと
上記の要求のため、コンクリートの単位水量を小さくし、骨材はできるだけ大きい最大寸法を用い、セメント量を少なくするように検討する。
準備工事
コンクリート打設の前に「岩盤面の処理」及び「コンクリート打設面の処理」を行います。
- コンクリートの着岩面では、ピックやウォータージェットなどによる水洗いで岩盤清掃を行う。
- ひび割れの原因となる岩盤の鋭角部は、できるだけ残さないようにする。
- 湧水箇所には、コーキングによる止水処理、大量の湧水の場合は鋼管の建込みによる湧水の排除処置をする。
- 清掃完了後の岩盤面には、モルタルを2㎝程度敷均し、なじみを良くする。
ウォータージェットを用いたグリーンカットにより粗骨材の表面が現れる程度にレイタンスの除去を行い、コンクリート打設に際しては標準厚さ1.5㎝程度敷均す。
コンクリートの打設と敷均し、締固め
養生
柱状工法では、湛水養生(コンクリートの上に水を張る)が標準的です。
面的工法では、コンクリート打設後もダンプトラックなどが走行するため、スプリンクラーやホースで散水養生が標準的です。
山岳トンネルの施工
- 人力掘削
- 爆破掘削
- 機械掘削
- 全断面工法
- ベンチカット工法
- 中壁分割工法
- 導抗先進工法
支保工の構成
支保工は、主に吹付けコンクリート、ロックボルト、鋼製支保工でこうされており、山岳トンネルではNATM工法が標準的です。
NATM工法とは、掘削した部分にコンクリートを吹付け、ロックボルト(岩盤およびコンクリートと一体化するボルト)を周辺に打ち込み、トンネルの安定化を図りながら施工する工法。
吹付け面は、凹凸を少なくするようにする。
岩盤を穿孔してボルトを挿入し、ナットを締めて定着させる。
H鋼などを一定の間隔で建て込むことで、切羽の早期安定、吹付コンクリートを強化する。
トンネル覆工
トンネルの仕上げは、半円筒形の型枠(セントル)を使って、永久構造物となる覆工コンクリートを打設する工程です。
覆工は、「アーチ部」・「側壁部」・「インバート部」で構成されています。
覆工のコンクリート打設は一般的に全面打設で行います。
また、側壁導抗先進工法の場合は側壁コンクリートを先行打設し、後から重複して全断面を打設する場合があります。
一般的には巻厚が30㎝程度と薄いため、パイプカット方式、引抜方式では充填が困難で吹き上げ方式が一般的です。
覆工は、内空変位の収束を確認後に施工することを原則するが、膨張性地山の場合は閉合をえるため早期に打設する場合がある。
インバートは、抗口部や地山が不良な区間、偏圧や路盤の泥ねい化が予想される区間などに設けるものとする。
インバートは、先打ち方式と後打ち方式がある。
【インバート先打ち方式】
早期の閉合が必要な膨潤性地山や大断面トンネルで用いられます。
【インバート後打ち方式】
安定した地山の場合や小断面トンネルで用いられます。
まとめ
今回は、専門土木【ダム・トンネル】について紹介しました。
ダム・トンネルの覚えるべきポイントは
- コンクリートダムに関する施工
- 山岳トンネルの掘削方法
- 山岳トンネルにおける支保工
上記の3つは出題頻度も多く覚えておいた方がいいでしょう！
試験までは往復学習し確実に覚えることを目標として勉強を進めていきましょう！
日々の忙しい中、試験勉強は大変ですが、当ブログを少しでも参考にしていただければと思います。
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