JPH01111910A - コンクリート製の重力ダムにおける冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本願発明は次に述べる問題点の解決を目的とする。

（産業上の利用分野）　この発明はコンクリート製の重
力ダムを、内部に蓄積されたセメントの水和熱を放熱さ
せる為に冷却する方法に関する。

（従来の技術）　重力ダムは従来より第５図に示される
ような断面構造（ダム軸に垂直な断面）に形成されてい
る。即ち、コンクリート製の重力ダムｌの外表面におい
て、２は堰止面、３は下流面を夫々示す、また重力ダム
１の内部において、４は下方の位置に設けられた監査用
の通路孔で、ダム底から例えば８〜Ｉｏｎの高さの位置
にダム軸の方向に沿って長く形成しである。このような
重力ダムｌにおいては、重力ダム１を構成するコンクリ
ートはセメントの水和熱を蓄積して高温化している一方
、堰止面２は水５又は外気により熱を奪われまた下流面
３は空気（外気）により熱を奪われて夫々低温化する。

又堰止面２によって水を堰き止めた状態においては、堰
止面２はその水によっても熱を奪われて低温化する。即
ち重力ダム内部の水平方向の温度分布を一例としてＡ、
Ｂ、Ｃで示される位置において示すと夫々第６図に（Ａ
）、（Ｂ）、（Ｃ）で示されるようになっている。この
第６図の各図において、７は水５による低温化の影響を
受けている領域、８は外気による低温化の影響を受けて
いる領域、９はいずれによる低温化の影響も受けていな
い領域であり、これらを夫々第５図において表わせば夫
々図示のようになる。これらのうち領域７の一端は水５
による冷却を受ける堰止面２である為、該領域７での温
度勾配は大きなものとなる。また堰止められた水５の水
温は、水温−１１６で示されるように水深が増すに従い
低下し、一定の水深以下では略４℃という低い値となる
。従ってそれに伴ない上記温度勾配も大きくなる。この
ように温度勾配が大きくなるとその温度勾配に対応して
コンクリートに生ずる引張応力も大きくなり、領域７に
おいてはコンクリートに生ずる引張応力（例えば３０　
ｋｇ　／　ｃｊ　）がコンクリートの引張強度（例えば
１０〜１５贈／−）を越えてしまう領域が生ずる。その
ような領域では重力ダムを構成しているコンクリートに
クランクが生じてしまう、そのようなりランクの発生は
クラブク内への水の侵入による揚圧力を増加し、ダムの
安定性に悪影響を生ずる。尚本件明細書中においては上
記のような領域をクランク発生危険領域と呼び、その−
例を第５図において符号７ａで示す。

そこで従来は、上記のようなりランク発生を防止する為
に、第７図に示される如く、ダムを構築するに当ってコ
ンクリートを打設する際に、冷却水を通水する為の極め
て多数の通水管１０を水平状態に埋設し、それらの通水
管ｌＯに冷却水を通すことにより上記水和熱を奪って上
記温度勾配を緩やかにし、コンクリートに大きな引張応
力が生じないようにすることが行なわれている。

しかしこのような方法にあってはその設備の為に多大の
費用を要し、また冷却運転に当っても多大の運転経費を
要する不経済性があった。

（発明が解決しようとする問題点）　この発明は上記従
来の問題点を除き、クランク発生の防止を少ない設備費
と少ない運転経費でもうて経済的に行なうことができる
ようにしたコンクリート製の重力ダムにおける冷却方法
を提供しようとするものである。

本願発明の構成は次の通りである。

（問題点を解決する為の手段）　本願発明は前記請求の
範囲記載の通りの手段を講じたものであってその作用は
次の通りである。

（作用）　ダムの構築に当り監査用の通路孔や通気孔や
冷却孔がダムの内部に形成される。上記通路孔から冷却
孔を通して通気孔に空気が通される。

その空気の流通によって上記冷却孔の周囲のコンクリー
トの熱が奪われ、堰止面による低温化の影響を受ける領
域での温度勾配は緩やかとなり、その領域での温度勾配
によってコンクリートに生ずる応力がコンクリートの強
度以下に抑えられる。

（実施例）以下本願の実施例を示す図面第１図乃至第４
図について説明する。尚同図中の符号で第５．６図と同
一の符号は機能上相互に均等構成の部分を表すものとし
て、その部分についての重複する説明は省略する。第１
図において、１１は重力ダム内部の上方に設けた通気孔
（上部監査孔とも呼ばれる）で、ダム軸の方向に沿って
長（形成しである。該通気孔１１は堰止面２から下流面
３までの厚み寸法が２０〜３０ｍ程度又はそれより大き
くなっている場所に設けられる。１２は多数の冷却孔で
、重力ダム１の内部０において堰止面２に近い位置でか
つセメントの水和熱を蓄積して高温化している部分に設
けられている。そのような部分の、堰止面２に近い限界
は、堰止面２に接している水５により堰止面２を介して
冷却されて、外気温と同じ温度になっている部分（例え
ば第６図の符号りで示される部分）である、また堰止面
２から遠い限界は、そこに設けた冷却孔１２に外気を通
してその周囲のコンクリートから熱を奪っても、堰止面
２に接する水による低温化の影響を受ける領域での温度
勾配の緩和に何ら影響を与えない部分である。

尚そのような範囲の領域を本件明細書中においては空気
冷却有効領域とも呼ぶ、該空気冷却有効領域は堰止面２
から数ｍ（５〜６ｍ）乃至２０ｍ程度の範囲内の領域で
ある。上記各冷却孔１２の下部は上記通路孔４に、上部
は上記通気孔１１に夫々連通させである。各冷却孔１２
は例えば内径１５〜３ＧＣ１１程度に形成される。また
相互の間隔は、隣り合う冷却孔１２相互の中間部まで適
切に冷却できるよう、冷却孔１２の内径や冷却孔１２を
通しての通気による放熱量に応じて定められる０例えば
冷却孔１２の内径が１５ｃｍ程度の場合は４ｍ程度、３
０ｃｍ程度の場合は８ｍ程度である。　１３．１３はダ
ム建設の際の周知のブロック相互の継手を示し、相互の
間隔は例えば１５ｍ程度である。

上記のような重力ダム１においては、構築中は冷却孔１
２を通して通気し、構築完了後通気孔１１の端部に排気
用のファンを設置しそれを作動させる。

すると外気は通路孔４に引き込まれ、引き込まれた空気
はその通路孔４を通って各冷却孔１２に至りそこを流通
する。この空気の流通により各冷却孔１２が配設されて
いる部分及びその周囲の部分のコンクリートの熱は、上
記流通する空気により奪われる。上記熱を奪うことによ
り高温化した空気は上記通気孔１１を通って外部に放出
される。上記のようにして冷却孔１２の周囲の熱が奪わ
れることにより、重力ダム１内部の温度分布は第２図（
イ）（湛水前）に示されるようになる。またこの状態で
湛水することにより堰止面２が水５で冷却されても、上
記冷却孔１２を通しての空気の流通による上記の如き冷
却作用によって重力ダム１内部の温度分布は第２図（ロ
）に示されるようになる。即ち、堰止面２に接する外気
又は水５による低温化の影響を受ける領域の温度勾配は
従来に比べ緩やかとなって、その温度勾配によってコン
クリートに生ずる引張応力がコンクリートの引張強度以
下となる。その結果、クランクが発生する危険は無くな
る。向上記空気の流通量は、上記引張応力が上記の如く
引張強度以下となるようにその量を増減調節してもよい
。

温水後数年が経過した状態での温度分布は第２図（ハ）
に示されるようになり、水あるいは外気による低温化を
受けない領域のコンクリートの温度が次第に低下してく
る。この温度の低下により、堰止面２に接する水５によ
る低温化の影響を受ける領域の温度勾配が緩やかとなっ
て、その温度勾配によってコンクリートに生ずる引張応
力がコンクリートの引張強度以下となる状態となったな
らば（例えば５〜１０年経過後）、上記ファンの運転に
よる上記空気の流通を終了すればよい。

次に、ダム建設時における上記冷却孔１２の形成は次の
ようにすればよい、即ち、第４図に示されるように、重
力ダムの下部部分１ａのコンクリートを打設するときに
、冷却孔形成用のパイプ１４をその下部が通路孔４に連
通ずる状態に備えさせておく、そして重力ダムｌが順次
上部へ向けて出来上ってい（に従い上記のパイプ１４も
順次継ぎ足していく、これを繰り返すことにより前記冷
却孔１２が上記パイプ１４の内部をもって形成される。

又は、上記コンクリートの打設後それが初期硬化したと
き（例えば３日程の後）に、例えばオイルジヤツキ等の
引上装置によって上記パイプ１４を上方へ移動させる。

そして更に次のコンクリートの打設を行なう、これを繰
り返すことにより、上記パイプ１４が順次引き上げられ
ていったあとの部分が冷却孔１２となる。向上記ダム建
設中において上記パイプ１４の上端に排気用のファン１
５を取付け、それを作動させることによって冷却孔に空
気を流通せしめて、ダム建設中からコンクリートの冷却
作業を行なう。

（発明の効果）　以上のように本発明にあっては、コン
クリート製の重力ダム１を構築した場合、コンクリート
が水和熱を蓄熱して高温状態となっているときに、堰止
面２が外気によって低温化されたり、堰止面２により水
を堰止めることによってそこが冷たい水で低温化された
りして、堰止面近くの領域の温度勾配が大きくなる可能
性のある状況下においても、冷却孔１２への空気の流通
によって上記領域の温度勾配を緩やかにしてそこのコン
クリートに生ずる引張応力をコンクリートの引張強度以
下にすることができ、クランクの発生を未然に防止でき
る効果がある。

しかも上記の如き効果を有するものであっても、その設
備時においては、重力ダムにおいて必須的に設けられる
監査用の通路孔４を利用し、他には通気孔１１と冷却孔
１２を設けるのみだから、従来に比べ少ない費用で設備
を設けられる経済性があり、更にまた冷却中においては
上記通路孔４及び通気孔１１を利用して上記冷却孔１２
に空気を流通させるのみだから、極めて少ない運転経費
で冷却を行ない得る経済性もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は重力ダムの
縦断面図、第２図は第１図の重力ダムにおける温度分布
を示す図、第３図は第１図における■−■線断面図、第
４図は冷却孔の形成手順を説明する為の縦断面図、第５
図は従来例を示す重力ダムの縦断面図、第６図は第５図
の重力ダムにおける温度分布を示す図、第７図は他の従
来例を示す重力ダムの縦断面図。 ｌ・・・重力ダム、２・・・堰止面、４・・・通路孔、
１１・・・通気孔、１２・・・冷却孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部の下方においては、ダム軸の方向に沿った監査用の
   通路孔が設けられているコンクリート製の重力ダムにお
   いて、上記重力ダムの内部の上方においては、ダム軸の
   方向に沿った通気孔を設け、更に、重力ダムの内部にお
   いて堰止面に近い位置でかつセンメトの水和熱を蓄積し
   て高温化している部分には、自体の下部を上記通路孔に
   、自体の上部を上記通気孔に夫々連通させた多数の冷却
   孔を設けて、上記通路孔から上記多数の冷却孔を通して
   上記通気孔に空気を流通させることにより、上記冷却孔
   が配設された部分及びその周囲の部分のコンクリートの
   熱を奪って、上記堰止面に接する水又は外気による低温
   化の影響を受ける領域の温度勾配を緩やかにし、その温
   度勾配によってコンクリートに生ずる引張応力がコンク
   リートの引張強度以下となるようにすることを特徴とす
   るコンクリート製の重力ダムにおける冷却方法。