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治水専用流水型の玉来ダム建設工事の技術的課題及び進捗状況

大分県 玉来ダム建設事務所 所長 
高瀬年生

キーワード:流水型ダム、造成アバットメント、低角度節理、止水対策、傾斜継目

1.はじめに
玉来ダムは、大分県竹田市の市街地を流れる一級河川大野川水系玉来川上流に建設している重力式コンクリートダムです。
竹田市は、三方をくじゅう連山、阿蘇外輪山、祖母・傾山系に囲まれ、その中心部にあたる竹田市街地は、河川が扇の要のように集中する特徴的な地形を有しています。

市街地を貫流する玉来川と稲葉川沿いでは、昭和57年7月・平成2年7月の豪雨で尊い人命が奪われ、家屋や農地の浸水被害、道路や鉄道等の断絶などの多大な影響を及ぼしました。
この二度の水害を契機に、竹田市街地上流に稲葉ダムと玉来ダムを建設する「竹田水害緊急治水ダム建設事業」が平成3年度に事業採択され、河川改修とダム建設を組合せた治水対策を行うこととなりました。
玉来川・稲葉川の河川改修は平成12年度迄に概成、稲葉ダムは平成22年度に完成しており、平成24年7月の九州北部豪雨では、稲葉川流域において浸水被害を軽減し、治水効果を端的に発揮しました。一方、玉来川流域においては、以前と同様な甚大な被害が発生しました。

玉来川沿いの竹田市街地をこのような洪水から守るために、玉来ダムの早期完成が望まれています。

2.玉来ダムの役割・特徴
玉来ダムは洪水調節を目的とした治水専用ダムで、基準点常盤橋において、戦後最大となった平成2年洪水時の基本高水ピーク流量1,650m3/sから280m3/sの洪水調節を行い、計画高水流量1,370m3/sまで低減することで竹田市街地を洪水から守ります。
玉来川は集水面積が比較的大きく、流況も安定しており、ダムから農地等への取水が必要ないこともあり、河床に常用洪水吐を設置し、洪水時以外は水を貯めない治水専用の流水型ダムとしています。

3.玉来ダムの地質上の課題と対応

ダムサイトではAso-1火砕流を基礎岩盤とし、上位にAso-2、宮城、Aso-3、Aso-4の火砕流及び各層の間には挟み層が存在しています。この結果、ダム堤体の左右岸の地盤には、堤体の重さに耐えられない軟質部が堅岩部の間に存在することになります。堤体の安定を図るため、この軟質部を覆うように上下の堅岩部と一体化を図り、人工的な基礎岩盤(アバットメント)を造成しています。完成すると先行した稲葉ダム(高さ38m)を上回り、造成アバットメントとしては国内最大級(高さ46m)の規模となります。

玉来ダムの基礎岩盤には低角度節理の存在が確認されているため、①通常のダムにおける堅岩面(堅岩)での滑動安定性照査に加え、②河床部弱層沿いにせん断される場合、③④低角度節理沿い(短スパンモデル、長スパンモデル)にせん断される場合の4ケースの滑動安定性照査を実施しています。
基礎岩盤掘削の施工においては、特に低角度節理を緩めないよう蒸気圧破砕工法を採用するとともに、仕上げ面付近は機械掘削として、地盤の緩みを抑えつつ弱部を除去するよう慎重な掘削作業を行いました。また、低角度節理が密に分布し、せん断強度が見込めない範囲は掘削除去し、置換コンクリートにより置き換えを行い、堤体等の安定性を図っています。

堤体及び貯水池には高透水性地質が分布しており、他流域方向へも水平に連続していることから、浸透水の社会的影響も検討した上で、ダムサイト上流300mまでの範囲において、カーテングラウチングを基本とした止水対策を実施することとしました。

止水対象地質は、高透水性を示し他流域へ連続するA1-w層とし、A1-w層の上下に分布する低透水層(はさみ層)は平面的に連続して分布していることから、これらを遮水層として利用しています。

この他、常用洪水吐設置ブロックにおいて河床付近の大断面の開口部や長期打設休止により、岩盤による拘束、外気温による表面と内部の温度差によるひび割れ発生の懸念があり、対策としてあらかじめ堤体に縦継目を設けることとし、ジョイントグラウチングを必要としない傾斜継目を採用しています。

4.事業の状況と予定
本体工事は平成29年3月に契約締結、同年10月に掘削工着手、平成30年10月から本体コンクリート打設を開始しており、本年6月末時点で約48%の打設が進んでいます。今後は摩耗対策として常用洪水吐周りや減勢工のライニング工事等との工程調整を図りつつ、来年の出水期前までに概ねの打設を完了することを目指しています。
この他、今年度はカーテングラウチングや表面遮水等の止水工事、貯水池内管理道路や管理用設備工事等を進めることとしており、狭い谷間の施工ヤードの各所で様々な工事が最盛期を迎えている状況です。

5.おわりに
ダム建設に対する地域の熱意と地権者の協力のもと、設計上の課題克服や必要な用地取得などが順調に進み、比較的早期に着工できた玉来ダムは、現在その姿を次第に大きく現してきています。過去に何度となく水害にみまわれてきた地域の住民が期待する安全・安心なまちづくりに一日も早く貢献できるよう、ダムの早期完成に向け一層の努力を行ってまいります。

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