【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ダム構造およびダムの貯水量増加工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】良く知られているように、新規にダムを建設することは、調査，計画から施工，完成に至るまでに多大な年月と費用とを要する事業である。 このため、
既存のダムを有効に利用することは、新規ダムの建設以上に重要な技術的課題である。 ところで、ダムは、長期間使用していると貯水部の底に、流入水や湧水に含まれていた土砂や泥土が堆積して、貯水部の実質的な貯水量が低下する。

【０００３】そこで、従来は、ダムの有効な貯水量を確保するために、以下に説明する貯水量増加方法が採用されていた。 堤内に堆積した土砂や泥土を排除し、有効貯水量を増加させる方法。 ダム本体の嵩上げにより絶対貯水量を増加させる方法。 しかしながら、このような従来の貯水量増加方法には、以下に説明する問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、堆積した土砂の除去やダム本体の嵩上げには、多大な手間と費用がかかるだけでなく、夏期の日照による蒸発散量を抑制することができなかった。 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ダム本体になんら手を加えることなく、既存ダムの貯水量を増加することができ、しかも、日照による蒸発散量も抑制することができるダム構造およびダム貯水量の増加工法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、ダム貯水部の周辺に、一端側が閉止され、渇水期の低水位と堪水期の高水位との間で前記ダム貯水部に他端が連通し、概略水平方向に延びる単数または複数の集水用トンネルを設けた。 この構成によれば、
ダム貯水部の周辺に、一端側が閉止され、渇水期の低水位と堪水期の高水位との間で他端側が連通し、概略水平方向に延びる単数または複数の集水用トンネルを設けているので、渇水期以外の時期には、集水用トンネル内に水が貯留され、既存のダムにおいても、集水用トンネルの断面積と長さとを乗算した分だけ貯水量が増加する。
この場合、集水用トンネルは、大気に開放していないので、夏期の日照による蒸発散量を抑制できる。 前記集水用トンネルは、前記ダム貯水部の近傍に設けられる立坑と、前記立坑の下部側から前記ダム貯水部の反対側に延設され、端部が閉止された第１水平トンネル部と、前記立坑から前記ダム貯水部に到達する第２水平トンネル部と、前記第１水平トンネル部の下部に設けられた湧水取り入れ用の集水路と、前記集水路に設けられ、前記第１
水平トンネル部への湧水の流出入を制御する逆止弁と、
前記第２水平トンネル部と前記立坑との接続部分に設けられた開閉ゲートとで構成することができる。 上記構成のダム構造によれば、湧水を第１水平トンネル部に貯水することができるので、例えば、この湧水が飲料に耐える程度の上質なものであれば、水平トンネル部に貯水して飲料水として使用することができる。 また、渇水期においては、開閉ゲートを開くことにより、第１水平トンネル部に貯水した湧水をダムの貯水部に放流することができる。 また、本発明は、ダム貯水量の増加工法において、ダム貯水部の近傍に立坑を構築した後に、前記立坑の下部側から前記ダム貯水部の反対側に延設され、端部が閉止された第１水平トンネル部を構築し、前記ダム貯水部の渇水期に前記立坑から前記ダム貯水部に到達する第２水平トンネル部を構築するようにした。 この構成によれば、既設のダムの周辺に貯水量を増加させる第１および第２水平トンネル部および立坑を構築することができる。 さらに、このダム貯水量増加工法においては、前記第１水平トンネル部を構築する際に、その下部に長手軸方向に沿って延びる湧水取り入れ用の集水路と、湧水の流出入を制御する逆止弁とを設け、前記第２水平トンネル部と前記立坑との接続部分に開閉ゲートを設置することができる。 この構成によれば、湧水を第１水平トンネル部に貯留することができ、渇水期においては、開閉ゲートを開くことにより、第１水平トンネル部に貯水した湧水をダムの貯水部に放流することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。 図１および図２は、発明にかかるダム構造およびダム貯水量の増加工法の一実施例を示している。 同図に示すダム構造は、ダム貯水部１０の周辺に設けられた集水用トンネル１２を有している。 集水用トンネル１２は、立坑１４と、第１
および水平トンネル部１６，１８と、開閉ゲート２０とを備えている。

【０００７】立坑１４は、ダム貯水部１０の堪水期の高水位（ＨＷＬ）よりも高い位置の周辺の山裾を切除して、ほぼ水平な作業基盤２２を設け、この基盤２２からほぼ鉛直に所定深度まで構築され、下端側を閉塞する底版１４ａと、断面が円形，角形などの側壁部１４ｂとを有している。 第１水平トンネル部１６は、立坑１４の下部側からダム貯水部１０の反対側に側壁部１４ｂを貫通するようにして延設され、延設された部分の先端は、端版１６ａにより端部が閉止されている。 この第１水平トンネル部１６は、図２にその断面を示すように、例えば、中空な馬蹄形に形成されていて、吹付けコンクリート層１６ｂと、この吹付けコンクリート層１６ｂに埋設されたアーチ支保工１６ｃと、底版１６ｄとから構成されている。

【０００８】第２水平トンネル部１８は、立坑１４からダム貯水部１０に到達し、先端側がダム貯水部１０に連通するように構築される。 この連通位置は、渇水期の低水位（ＬＷＬ）と堪水期の高水位（ＨＷＬ）との間に設けられ、望ましくは、できるだけ渇水期の低水位（ＬＷ
Ｌ）に近い位置に設定する。 この第２水平トンネル部１
８は、図示は省略しているが、第１水平トンネル部１６
と同様に、例えば、中空な馬蹄形に形成されていて、吹付けコンクリート層と、この吹付けコンクリート層に埋設されたアーチ支保工と、底版とから構成されている。

【０００９】第１および第２水平トンネル部１６，１８
は、この実施例では、同一軸線上に位置していて、ダム貯水部１０側に向けて下がるように若干傾斜している。
開閉ゲート２０は、立坑１４と第２水平トンネル部１８
との接続部分に設けられたゲート板２０ａと、一端がこのゲート板２０ａに連結され、立坑１４の側壁部１４ｂ
に沿って上方に延び、作業基盤２２上に支持された操作ロッド２０ｂと、操作ロッド２０ｂの先端に設けられたハンドル２０ｃとを備えている。

【００１０】このように構成された開閉ゲート２０では、ハンドル２０ｃを操作することにより、ゲート板２
０ａで第２水平トンネル部１８の開閉を行うことができる。 次に、上記構成のダム構造の構築工法に付いて説明する。 図１，２に示したダム構造を構築する際には、まず、ダム貯水部１０の堪水期の高水位（ＨＷＬ）よりも高い位置の周辺の山裾を切除して、ほぼ水平な作業基盤２２が形成される。

【００１１】作業基盤２２の形成が終了すると、この基盤２２の面から下方をほぼ垂直に掘削して、立坑１４の側壁部１４ｂが形成される。 この側壁部１４ｂの形成では、例えば、鉄筋コンクリート壁を上方から下方に向けて順次形成する逆巻工法を採用することができ、所定深度まで側壁部１４ｂが形成されると、その下端に鉄筋コンクリート製の底版１４ａが側壁部１４ａと一体に形成される。

【００１２】このようにして立坑１４が構築されると、
その後に、ダム貯水部１０と反端側の側壁部１４ｂを貫通するようにして、第１水平トンネル部１６が構築される。 この第１水平トンネル部１６の構築では、手掘りないしは機械堀により地山を掘削して、アーチ支保工１６
ｃを設置し、掘削された壁面に順次コンクリートを吹き付けて、吹付けコンクリート層１６ｂを形成する方法により行われ、所定長さの第１水平トンネル部１６が形成されると、その切羽面にコンクリートを吹付けて端版１
６ａを形成し、しかる後に、底版１６ｄをコンクリートを打設して形成する。

【００１３】第１水平トンネル部１６の構築の終了すると、ダム貯水部１０の渇水期において水位が低水位（Ｌ
ＷＬ）以下になるときを選んで、立坑１４からダム貯水部１０に到達する第２水平トンネル部１８の構築が行われる。 この第２水平トンネル部１８の構築工法は、第１
水平トンネル部１６の構築工法と同じ方法が採用される。

【００１４】なお、この場合、ダムの渇水期に集水用トンネル１２を構築すれば、第１および第２水平トンネル部１６，１８を同時進行的に構築することもできる。 第２水平トンネル部１８の構築が終了し、開閉ゲート２０
を所定の位置に設置すると、図１，２に示したダム構造が得られる。 さて、以上のように構成されたダム構造によれば、ダム貯水部１０の周辺に、一端側が閉止され、
渇水期の低水位と堪水期の高水位との間で他端側がダム貯水部１０に連通し、概略水平方向に延びる集水用トンネル１２を設けているので、渇水期以外の時期に、開閉ゲート２０を開放しておけば、集水用トンネル１２内（立坑１４の一部と、第１および第２水平トンネル部１
６，１８）に水が貯留され、既存のダムにおいても、ダム本体に何ら手を加えることなく、集水用トンネル１２
の断面積と長さとを乗算した分だけ貯水量が増加する。

【００１５】この場合、集水用トンネル１２は、大気に開放していないので、夏期の日照による蒸発散量を抑制できる。 また、渇水期にダム貯水部１０の水位が低水位（ＬＷＬ）以下に低下した場合に、開閉ゲート２０を開放すると、集水用トンネル１２内に貯留されている水を放流することができ、開閉ゲート２０により放流の時期を制御することもできる。 なお、放流時期を制御する必要がない場合には、開閉ゲート２０を必ずしも設ける必要はない。

【００１６】また、上記構成の貯水量増加工法によれば、ダム貯水部１０の近傍に立坑１４を構築した後に、
立坑１４の下部側からダム貯水部１０の反対側に延設され、端部が閉止された第１水平トンネル部１６を構築し、ダム貯水部１０の渇水期に立坑１４からダム貯水部１０に到達する第２水平トンネル部１８を構築するので、ダムの貯水に影響を受けることなく、既存のダムの貯水量を増加させることができる。

【００１７】図３および図４は、本発明にかかるダム構造およびダム貯水量の増加工法の一実施例を示しており、上記実施例と同一若しくは相当する部分には、同符号を付して、その説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。 同図に示すダム構造は、
ダム貯水部１０の周辺に設けられた集水用トンネル１２
を有している。

【００１８】集水用トンネル１２は、上記実施例と同様に、立坑１４と、第１および水平トンネル部１６，１８
と、開閉ゲート２０とを備えている。 そして、第１水平トンネル部１６の下部側に長手軸方向に沿って延びる湧水取り入れ用の集水路３０と、この集水路３０の上部側に設けられ、湧水の流出入を制御する逆止弁３２とが設けられている。

【００１９】集水路３０は、この実施例では、水平トンネル部１６とほぼ同じ長さを有する中空円筒状の有孔管３０ａと、この有孔管３０ａの外周に充填された砕石３
０ｂとから構成されている。 逆止弁３２は、第１水平トンネル部１６の立坑１４側に位置し、底版１６ｄを貫通するように設けられており、集水路３０に集められた湧水の水圧で開弁して、湧水を第１水平トンネル部１６内に流入させるとともに、第１水平トンネル部１６内の水圧が、集水路３０に集められた湧水の水圧よりも大きくなると閉弁するように作動する。

【００２０】なお、本実施例の場合には、第１および第２水平トンネル部１６，１８が、立坑１４の側壁部１４
ｂに対して、底版１４ａの上方で接続されていて、これらの接続部と底版１４ａとの間に間隔があり、この間隔部は、第１水平トンネル１６内に貯留される湧水内に含まれている土砂の泥溜部となっている。 このような構成のダム構造を構築する際には、上記実施例で示した第１
水平トンネル１８を構築する際に、その下部に長手軸方向に沿って延びる湧水取り入れ用の集水路３０と、湧水の流出入を制御する逆止弁３２とを設け、その後に、底版１６ｄを構築するようにすればよい。 なお、本実施例の場合には、湧水を第１水平トンネル部１６内に貯留するので、第１水平トンネル部１６を構築する際には、その延長方向に湧水の多い地層３４が存在する箇所を選択することが望ましい。

【００２１】さて、以上のように構成されたダム構造および貯水量増加工法によれば、開閉ゲート２０を閉止しておくと、集水路３０に集められた湧水が逆止弁３２を介して、第１水平トンネル部１６内に流入するので、湧水を第１水平トンネル部１６に貯水することができ、これにより既存ダムの貯水量を増加させることができる。

【００２２】この場合、例えば、湧水が飲料に耐える程度の上質なものであれば、水平トンネル部１６に貯水して飲料水として使用することができる。 また、渇水期においては、開閉ゲート２０を開くことにより、第１水平トンネル部１６に貯水した湧水をダムの貯水部１０に放流することができる。 なお、上記実施例では、ダム貯水部１０の周辺に単数の集水用トンネル１２を構築する場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、複数の集水用トンネル１２を設けてもよいし、複数のトンネルを設けた場合には、これらを相互に連通させてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるダム構造およびダム貯水量の増加工法によれば、ダム本体になんら手を加えることなく、夏期の日照により蒸発散量を低減しつつ、ダム貯水量の増加を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるダム構造の一実施例を示す縦断面説明図である。

【図２】図１の要部横断面図である。

【図３】本発明にかかるダム構造の他の実施例を示す縦断面説明図である。

【図４】図３の要部横断面図である。

【符号の説明】

１０ ダム貯水部 １２ 集水用トンネル １４ 立坑 １６ 第１水平トンネル部 １８ 第２水平トンネル部 ２０ 開閉ゲート ２２ 作業基盤 ３０ 集水路 ３２ 逆止弁