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伊原いはらダム建設事業の施工について


大 久 保  武 志


キーワード:祓川総合開発事業、重力式コンクリートダム、ICT、環境アセスメント


1.はじめに
伊良原ダムは、祓川はらいがわの福岡県京都みやこ郡みやこ町犀川下伊良原に建設された、堤高81.3m、堤頂長339.0m、総貯水容量28,700,000m3の重力式コンクリートダムである。
祓川は、みやこ町と田川郡添田町との境界にある鷹ノ巣山にその源を発し、山間部を北流し、周防すおう灘に注ぐ流域面積66.4k㎡、流路延長31.5㎞の二級河川である。その流域は福岡県行橋ゆくはし市とみやこ町の1 市1 町にまたがる。
祓川は急流のため、河岸の決壊・氾濫など古くからたびたび洪水を起こしてきた。さらに、沿川の市街化により、洪水被害は増加傾向にあり抜本的な治水対策が求められてきた。その一方で、夏季においてはしばしば深刻な水不足に見舞われる地域でもあった。
伊良原ダムの位置図及び祓川の流域概要図を図- 1.1 に示す。



伊良原ダムは、洪水調節、既得用水の安定化および河川環境の保全、新規水道用水として田川地区(田川市、福智町、川崎町、糸田町)及び京筑けいちく地区(行橋市、豊前市、苅田町、みやこ町、吉富町、上毛こうげ町、築上町)に対し、新たに1 日あたり37,000m3の水を供給することを目的として建設された多目的ダムである。ダム及び貯水池の諸元を表- 1.1 に示す。



2.事業の経緯
祓川総合開発事業は、昭和36 年度に予備調査を開始し、平成2 年度から建設事業に着手した。付替道路工事や管理設備工事、周辺整備工事を実施し、平成26 年度にはダム本体工事に着手、平成27 年7 月から堤体コンクリート打設を開始し、平成29年5 月に打設を完了した。堤体建設工事の概要を表- 2.1 に示す。
平成29 年10 月から、堤体および貯水池周辺斜面の安全性を確認するための試験湛水を実施している。


3.伊良原ダム建設工事におけるICT管理1)
伊良原ダム建設工事の施工においては、施工者である大成建設・フジタ・岡本土木JV の代表である大成建設㈱の開発したコンクリートトレースシステムの運用によるICT 管理が行われた。

3.1 システム概要
本システムは、ダム堤体の主材料であるコンクリートの練上りから締固め完了までの時間と、GNSS(全球測位衛星システム)を搭載した運搬用の10t 級ダンプトラックと締固め用の大径バイブレータ4 本搭載の0.45m3級バックホウ(バイバック)による3 次元位置情報を、無線LAN ネットワークにより収集・統合して4 次元(X,Y,Z,T)で管理するシステムとなっている(図- 3.1)。

3.2 開発内容
①バイバックによる締固め
バイバックによるコンクリートの締固め状況を写真- 3.1 に示す。コンクリートの締固め時間は、締固め試験結果より挿入と引抜きを含め15 秒以上とした。バイバックに搭載されたモニタには、各エレメントでの累計施工時間を着色明示(1 ~ 14 秒で黄緑色、15 秒以上で桃色)した画面を示し、バイバックのオペレータは、締固めの施工不足や未施工の無いようにモニタで締固め経過時間を確認して施工することができる(図- 3.2)。

②人力施工による締固め管理の試行(ITバイブレータ)
人力施工によるバイブレータについては、写真- 3.2 のようにGNSS を搭載し、締固め時間はバイブレータへの通電電流を検出する事で把握できる。









③トレーサビリティ管理
伊良原ダムの施工管理においては、外部コンクリートと内部コンクリート(RCD)の施工情報を統合して、ダム堤体全体のトレーサビリティの一元管理を実現した。施工情報は、打設管理者のタブレットと現場事務所のパソコンでリアルタイムでの閲覧ができ、また現場事務所ではリフトの全施工履歴の動画再生も可能となる。管理画面には、締固め経過時間(青色)と締固めまでの制限時間(赤色)が明示される(図- 3.3)。同時刻での作業状況(WEB カメラ画像)を示す(写真- 3.3)。





3.3 実証結果
本システムを用いたダム堤体コンクリート全体のトレーサビリティの一元管理により、従来の人力計測のみによる任意点管理から、自動計測データによる全点管理が可能となり、高度な品質の確保と無駄な施工の削減が達成された。
本システムは、多様な構築物のコンクリート打設管理への適用が期待される。


4.環境アセスメント
伊良原ダム建設事業については、環境影響評価法及び「ダム事業に係る環境影響評価の項目並びに当該項目に係る調査、予測及び評価を合理的に行うための手法を選定するための指針、環境の保全のための措置に関する指針等を定める省令」に基づき、環境影響評価を実施し、平成17 年3 月に「祓川水系伊良原ダム建設事業環境影響評価書」(以下「評価書」という)を策定した。
工事期間中も、事業による環境への影響を回避・低減するための環境保全措置を講じるとともに、専門家の方々による指導・助言をいただきながら、「水環境」「動物」「植物」等の環境要素について配慮した工事を実施した。
今回はそうした事例の中から、カジカガエルの生息域に配慮した付替河川工事の計画・施工について紹介する。

4.1 環境影響評価の結果と河川付替計画2)
福岡県レッドデータブックで準絶滅危惧種に選定されているカジカガエルは、渓流にすむアオガエルの仲間で、現地調査により祓川の上流域から中流域を生息域としていることが確認された。
評価書では、ダム建設に伴う貯水池や土捨場等の出現により、生息域の一部が消失・改変され、本種の生息環境として適さなくなると予測されたため、土捨場の造成により消失する岩屋河内いわやごうち川の付替河川工事において、河岸に植栽を施すとともに、適性な河床材料を配置することにより、本種の生息に適した河川環境の復元・整備を図った。


4.2 付替河川の設計・施工計画
カジカガエルが生息する河川環境の調査及び水利条件等調査を基に、専門家からなる委員会の指導・助言を受けながら河川護岸構造及び河道内環境の設計を決定した。また、施工段階では河道内における流路形状や河床材料である石の配置等に関して現地指導を受けながら工事を進めた。工事完了後には、付替河川で本種の生息環境が創出されていることを確かめるため、本種の分布及び河川環境についてモニタリング調査を実施した。

①断面構造の検討
生息環境に配慮した適切な整備を行うため、付替河川の環境保全区間では、護岸を緩勾配として河道を広くとる区間(A 断面)、河川が山際から離れている区間(B 断面)、山際に近い区間(C 断面)の3 つの河川断面を設計・計画した(図- 4.2 ~ 4.4)。また、植樹を行うことで河道内から山肌への地形・植生の連続性を確保する計画とした。
また、本種の生息に必要な河道内の条件として、産卵に必要な浮き石、幼生(オタマジャクシ)の生息に必要な水深が浅く流速が緩やかな瀬、出水時に幼生が避難できるワンド等を確保する計画とした。

②河床材料の検討
付替河川では、約1m の厚さで河床材料を投入しており、河床内部にも真砂土と10 ~ 30㎝程度の礫を混ぜ合わせて急激な河床低下が生 じない配置とした。
付替河川に用いる河床材料とその配置イメージを図- 4.5 に示す。

③河岸の植生
上陸した本種が生息しやすいように、河岸には落葉樹を中心とした樹木を植栽して河畔林を創出し、河道内の明るさを確保しながら河岸の自然環境を復元することとした。

④付替河川の施工
付替河川の護岸工事には、平成23 年度から着工、河床の整備は平成26 年度に上流のおよそ100m 区間を試験施工し、専門家より助言・指導を受けながら平成27 年度中に残りの区間を施工した。現況河川から河床材料を採取することや、森林との連続性確保、生物移動等について専門家より意見があった。施工時に実施した配慮事項を表- 4.1 に示す。

⑤モニタリング調査
付替河川に本種の生息環境が創出されていることを確かめるため、付替河川内において本種の分布及び河川環境の調査を実施した。
調査の結果、成体、幼生が付替河川のほぼ全域に分布し、幼生が成育初期から後期にわたり河川を利用していたことから、周辺の樹林内に一定数の成体が生息しており、付替河川を繁殖場と認識して利用するとともに、幼生は付替河川で十分成育できると考えられた。
河道幅を拡幅した区間は平瀬となり、意図していた流速が緩やかな箇所が確保され、そこでは本種の幼生がみられた。大型の石が横断的に配置された箇所では流路が狭まって早瀬となり、河床には礫や浮石があった。
そのほか、成体の餌となるハエ目などの昆虫類や、河川における瀬淵や水生植物、餌生物の存在を指標するシマアメンボ、タカハヤ等の生息も確認された。
以上のように、モニタリング結果としては、付替河川の河川構造、河床材料等を適切に計画し工事することで、流れは変化に富みながらも平瀬が広く形成され、カジカガエルの幼生、幼体、成体がそれぞれ確認される環境が確認された。また、餌となる昆虫類の生息も確認されていることから、カジカガエルの良好な生息環境が創出されていることが示唆された。











5.おわりに
平成30 年3 月4 日、伊良原ダム建設事業の節目を記念して、竣工式を挙行しました。当日は、関係者約180 名のご出席をいただきました。
福岡県では、平成24 年7 月の九州北部豪雨に続き、平成29 年7 月にも九州北部豪雨による洪水被害が発生するなど、幾度となく豪雨災害を経験しており、頻発する集中豪雨に対応する災害に強い川づくりが課題となっています。今後とも県民の安全で安心な生活を守り、豊かで快適な環境の向上に寄与できるよう、ダムを始めとするハード対策とソフト対策を一体的かつ総合的に推進してまいります。
最後になりましたが、無事に竣工を迎えることができたこと、事業にご支援ご協力いただいた関係各位に心より感謝申し上げます。



【参考文献】
1)江田正敏、松本三千緒、山下貴士、横町信也:コンクリートトレースシステムの開発
  ~伊良原ダム建設工事における実証~、土木学会建設技術発表会2016
2)長瀬碧:伊良原ダム建設事業におけるカジカガエルの生息環境の復元、ダム技術2017.7
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