今月８日、栃木県鹿沼市内で施工中の南摩ダム工事現場見学会に地盤工学会関東支部のメンバーとして参加致しました。

栃木県中央部を流れる思川の支流、南摩川に築かれる南摩ダムの「最大の特徴」は、ダム堤体が施工される南摩川からの流水だけではなく、鹿沼市内を流れる他の２つの川（黒川、大芦川）と水のやり取りが出来るという点です。

地形等がダムサイトに適しているという南摩川流域と、豊富な流量がある黒川や大芦川とを、約９キロの地下導水路でつないで互いに水を融通しあうという計画で、今回は大芦川取水放流工の導水路内部も見学させていただきました。

南摩川と同じく、思川の支流である大芦川は、川遊びや、鮎・ヤマメなどの釣りが楽しめる清流だそうです。

その川岸に造られた立抗内部へ工事用エレベーターで降りると、約6キロ南にある南摩ダムの注水工に向かってトンネルが掘り進められていました。

掘削延長上の地山は地下水位が高く、掘削深度での間隙水圧が高い事から、掘削時の水密性が課題となったそうです。そこで「泥水式シールド工法」という、シールドマシン先端に泥水を圧送して、その泥水圧で平衡をとる水密性の高い掘削方法が用いられているそうです。

トンネル内部には、シールドマシンが走行するレールや、掘削時に水密性を確保するための泥水をシールドマシンへ送ったり、逆に掘削土を泥水と共にトンネル外へ排出する為のパイプが配置されています。

将来はこのトンネル内に川の水が流れることとなりますが、その流れの方向は、ダム方向へ自然落下させるだけではなく、ポンプの力によって大芦川方向へ流すことも出来るそうです。

続いて、上流側のダム堤体の施工現場も見学させていただきました。

この南摩ダムは岩石や土砂で堤体を築くロックフィルダムですが、従来と違う特殊な工法が使われています。

従来のロックフィルダムは、堤体中央部に水を通しにくい粘性土などを用いることで遮水性を確保しますが、南摩ダムは「コンクリート表面遮水壁型ロックフィルダム」といって、上流側表面をコンクリートスラブで被覆する事で遮水性を持たせる工法だそうです。

この工法の難しいところは、堤体が沈下変形するとコンクリートスラブが壊れてしまい、遮水性が失われてしまう事です。

そこで南摩ダムでは薄層敷き均し及び、入念な薄層転圧によって十分締め固めて堤体の沈下を抑制する事で、コンクリートスラブの破損を防いでいるとの事でした。

 

上流側堤体の盛立の進捗は約５０％とのことで、ゾーンによって使い分けられている盛立材料の違いによって、様々な色の土が層状に重なっているように見えます。また、地山は上部が硬質なチャート、下部が比較的脆い砥石型頁岩と、岩質の境界がくっきりと確認できます。

盛立が完了した後は、表面にコンクリートが打設されて堤体が完成します。

この日、盛立作業は行われていませんでしたが、一方で目を引いたのは堤体端部付近にずらりと並んだボーリングマシンです。

これは、下部岩盤をボーリングして薬注を行い、遮水性を高める工事で、いわば「地盤中にもダムを施工」しているようなイメージだと思います。

この計画が始まったのが昭和４４年との事ですので、実に半世紀以上の時間が経過していますが、ダム本体の施工自体は令和２年度から始まり、令和６年度に竣工予定だそうです。

文責：株式会社ブラウンワーク　大泉研