湯田貯砂ダムの設備改良について北上川ダム統合管理事務所吉村 ○高橋前川和幸直陽茂１、はじめに湯田貯砂ダムは、平成１４年度に竣工した重力式コンクリートダムであり、ダム寿命延命化を目的とする貯砂機能、湖面利用・景観配慮を目的とした水位維持機能として役割を担っている。本ダム水位低下時（洪水期）には貯砂ダム堤体内より越流状況を見ることができる日本でも珍しいダムで、観光の場にもなっている。本報告は、貯砂ダムのゲート設備について過去の不具合を解消する開度計機構の改良、及び施設保護を目的とする網場設置について検討内容や考慮点、一般的な網場との相違点を報告するものである。至横手市貯砂ダム湯田ダム図−１至北上市貯砂ダム位置図写真−１越流状況２、貯砂ダムゲートの改良について２．１、ゲート概要貯砂ダムに設置されてあるゲートの概要は以下のとおり。表−１写真−２ゲート上流面ゲート諸元形式ステンレス鋼製スライドゲート門数２門大きさ２ｍ(径間)×２ｍ(高さ) 水密方式後面四方メタル水密開閉方式油圧シリンダ式設置環境常時水没目的渇水時の利水供給、緊急時の水位低下左岸右岸１号ゲート２号ゲート図−２ゲート配置図２．２、開度計機構の改良旧新従来開度計と新設開度計の機構の違いは、開度発信器軸の回転機構である。ワイヤを介した錘の引張力により巻上ドラムを回転させていたものに対し、ゲート動作に同調するラック棒によりピニオンギアを回転させ開度を検出する仕組みとした。ワイヤの絡みや破断等の懸念が解消され、回転軸が強制的に駆動するため設備の信頼性が増した。ラック棒開度計ケーブル開度計ケーブルピニオンギア開度発信器操作盤へ操作盤へ巻上ドラム回転軸ワイヤ回転軸開度発信器錘図−３開度計設置状況ゲート側図−４旧新ゲート側開度計検出イメージ２．３、その他の改良及び工夫事例開度計改良に加え改良した項目を以下に示す。ゲート操作の度に倉庫より搬出していた油圧ユニットを貯砂ダム付近の建屋（Ｈ20 年度施工）に常設した。緊急時の操作性の向上、冬季における搬入路除雪の解消、ケーブル接続部への雨水等の浸水懸念の解消が図れた。ゲート開操作に伴い上昇するラック棒上部に開閉確認棒を設け、５０ｃｍ毎に色別シートを施した。離れた場所からでも開閉状況を視認でき、開度計に不具合が生じた場合でも開閉確認機能のメインとすることで、設備の健全度を確保した。ピニオンギア上部にカバーを設け、ゲート操作をしない期間の可動部への堆泥防止効果を持たせた。開度発信器が設置されてあるシリンダ室内は水の流動がほとんどなく、ダム湖水に含まれる不順物質の沈降がゆっくりであるため有効的に作用するものと期待している。３、網場の設置について３．１、設計における検討項目３．１．１、網場の配置検討内容・網場の平面配置は、貯砂ダム上流部の湖面利用者の利用範囲と越流部の安全対策を考慮し、貯砂ダムから１０ｍ離した配置とした。・湯田ダム貯水位が上昇し貯砂ダムが水没した際の維持管理を考慮し、船舶の航行が可能図−４貯砂ダム平面図な構造とした。３．１．２、アンカーの検討・網場の平面配置を貯砂ダム越流部から１０ｍ離隔としたことから左右岸アンカーの他図−５設置箇所横断面図に中間部に１箇所アンカーを配置した。・左右岸アンカーは急斜面部へ施工となることから一般的なコンクリートアンカーではなくロックボルト式とし岩盤と一体化させる方式とした。・中間アンカーは岸からの距離、水位低下による湖底部ドライ施工時のトラフィカビリティ、台船運搬吊りこみ等を検討し NETIS に登録されている曳航自沈式アンカーを採用した。３．１．３、通船方法の検討・越流している貯砂ダムの水位が上昇し貯砂ダムが水没した際に網場部を作業船や巡視船が航行できるよう網場左右岸に通船部を設けた。 52.6 1m 左岸アンカー EL 227.0 網場 S1=57.1m 係留アンカー（曳航自沈式） EL 221.0 9.76 m 112.37 径間長 40.00m 係留フロート 32.86 6 .6 13 9m .6 70 網場 S=134.3m 網場 S2=77.2m 右岸アンカー EL 227.0 123.30m 52.61m B6 70.69m HHWL EL239.0 HWL EL236.5 5 B- 調整モルタル 15° EL227.0 CL級岩盤ロックボルト L=5000 5000 貯砂ダム越流水位 EL226.0 15° 調整モルタル深度3.2ｍ深度3.0ｍ EL227.0 CL級岩盤 5000 ロックボルト L=5000 ３．２貯砂ダム網場の特徴３．２．１、曳航自沈アンカー採用網場を貯砂ダムから１０ｍの離隔を確保するため設置する中間アンカーは、 NETIS に登録されている曳航自沈式アンカーを採用した。曳航自沈式アンカーとコンクリート式の比較は次のとおり。表−２アンカー比較表曳航自沈式アンカーコンクリートブロック鋼製アンカーをクレーンにて湖面へ下ろし、曳航陸上で製作したコンクリートブロックを湖面に浮か船にて設置位置まで曳航後、アンカー内に充水しべた台船上に搭載し、アンカー設置位置まで曳航概要自沈させる。アンカー付属の羽により回転しながらする。設置位置でクレーン台船にてコンクリートブ目的位置に自沈させる。ロックを吊り下げ、設置位置へ沈める。・現場での施工日数が短い・クレーン台船を使用するため施工日数が長い・潜水（大水深）作業が不要・吊ワイヤ取外しのため潜水作業が必要・材料費は安価だが施工費が高価特徴・設置精度が高い（30ｍ水深で誤差1ｍ程度）・移設が容易・移設が困難・工費が安価概算工事 3,500千円 13,500千円総合比較 ○ × 写真−３曳航自沈式アンカー写真−４自沈状況３．２．２、網場通船構造一般的な網場の通船設備は通年使用することとしている。本湯田貯砂ダムは貯砂ダムを越流している洪水期は通船できず、貯砂ダムが水没している非洪水期に通船可能であればよい。通船ゲートを設置せずとも水位上昇時に網場左右部に通船範囲を設け、自然に通り抜け可能な構造とした。また、流木は主に水位が低く越流している洪水期の出水時に流れ込んでくるものと想定され、水位が高い非洪水期は網場左右岸に開口部を設けても流木止機能に影響ないものと考えられる。通船部 HWL EL236.5 EL227.0 貯砂ダム越流水位 EL226.0 図−６網場横断図 EL227.0 写真−５網場設置状況３．２．３、設計の特徴設計計算上の特徴は次のとおり表−３設計条件比較表一般的な網場本施工現場考慮点であり、一般的な網場に比べて設計風速２０∼３０ｍ／ｓ４０ｍ／ｓ強風観測の実績設置条件が厳しい。設計流速０．５ｍ／ｓ１．０ｍ／ｓ越流部近傍４、まとめゲート改良、網場設置共、住民の方々のご理解を頂きながら貯砂ダム上流の水位を下げることで、苦情もなく実施することができた。ゲート改良については、過去発生している開度計の不具合原因がすべて解消された。今後は年１回程度貯砂ダム上流の水位を下げ、シリンダ室の清掃を行い、設備を良好な状態に維持していきたい。網場については、設計の妥当性を検証するため、網場の基本機能である洪水発生時の流木捕捉の状況、左右岸開口部の通船状況の確認、開口部からの流木の流れ出しの有無を確認する必要がある。