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2020年03月23日
ダム下流面はつりシステムの開発 ~はつり作業の効率化と安全性を向上~

当社、株式会社れんたま(社長:石居 健二)、タグチ工業株式会社(社長:田口 一生)は、ダムの嵩上げ等において主に人力によって行われていた下流面はつりを機械化・効率化するシステムを開発しました。本システムは、コンクリートを均一な深さで切削できる装置を切削機の先端に装備し、遠隔操作でダム下流面を上昇させることで、安全かつ効率的なはつり作業が行うことが可能となります。

1.開発の背景
-危険作業からの解放、作業の効率化-
最近頻発している異常気象(集中豪雨やゲリラ豪雨など)による洪水被害が増加しています。このような状況ではダムによる洪水調整機能は重要な役目を果たすのですが、既存のダムだけでは十分な対応が難しいのが現状です。そこで、既存のダムの貯水量増大を目的とした嵩上げ工事が計画・実施されています。嵩上げ工事とは、既設ダムの天端にコンクリートを増打ちして堤高を高くするものです。その場合、天端だけのコンクリート打設ではダムの安定性が確保できませんので、既設ダムの下流面に新たにコンクリートを貼付けて安定性を確保します。この時、既設ダムコンクリートと新設コンクリートを一体化するために既設ダムコンクリート表面のはつり作業が発生します。
ダムコンクリートの下流面はつり作業は、足場を構築して人力により作業を行うことが一般的ですが、これをシステム化することによって安全性の確保と作業効率向上を目指すこととしました。

2.はつりシステムの概要
本はつりシステムは、先端に切削機を取付けた装置をダム天端に設置したアンカーからワイヤーで吊下げ、切削しながら昇降用巻上げ機で上昇するシステムです。切削・移動とも遠隔操作で行うため切削箇所は無人で作業できるように設計されています。
主な特長・効果を以下に示します。

(1)特長
①切削深さの調整が可能
提案している切削機は幅300mmで切削深さを120mmまで調整可能です。
②一か所の切削長さは6m×0.6mを確保
切削機は構造上一方向のみの切削ですので、切削機を180°回転できる機構を用いて往復で切削幅0.6mのはつり作業ができるようにしています。スライド用フレーム内では切削機の1往復で2m切削します。装置の横移動を極力少なくするために、スライド用フレーム自体も左右に移動させて、1ヶ所の切削作業で切削長さ6m確保をしました。
③遠隔操作
切削作業および装置の移動は各種センサー、監視用カメラの情報を基にオペレータが遠隔操作で行いますので安全性が確保されています。

(2)効果
①生産性向上
・人力のはつり作業に比べて、3倍以上(当社実績)のはつり効率があります。
・機械はつりなので、熟練工を必要としません。
②品質向上
・均一な深さで、浮きや剥離のない仕上げが可能です。
③安全性向上
・遠隔操作のため、切削箇所に人が立入らず安全作業が可能です。

図-1に下流面はつりシステムのイラストを示します

 

 

3.施工手順
図-2に施工手順を示します。

                      図-2 施工手順


4.施工能力
西松建設㈱愛川技術研究所において、施工能力を確認するためのコンクリート版を用いた切削能力試験を実施しました。
写真-1に切削能力試験状況を示します。


その結果、切削能力が10m2/hrと設定できることが確認されました。これに斜面移動、隣の面への移動等を考慮して施工速度は50m2/日と想定しました。人力切削は当社の実績から2人/1班で16m2/日と算出されておますので、機械切削は3倍以上の施工速度が確保できることとなります。

5.今後の展開
今後は、連続的なはつり面が一定以上確保できるダムを対象として活用していく予定です。