゛ 慟 ＿ ノ L 型 ゴム
￢□
1 ステ ム を 遍 加2 ステ ム 方向 に 摺 動が 可 能 3 10〜30 m 。 額 縁
は20 m以 下 。
‰ ≒ ‰‑
P 型 ゴ ム
113
ホ ロ ーP
惧 炉 ・ ホ ロ ー ケ ーソ ン
◎ 蕊
回] 、
1 ス テ ム を 追 加 2t配角 方 向 に も 摺
動 可 能
3 60m 迄 。 圧 着 解 除 な ら そ れ 以 上
ケ ー ソ ン ゴ ム
2
1 定 量変位型止水力2 摺動は不可能
3 20m 以下 平 ゴ ム
ダ ブ ル ケ ー ソ ン
□21 t 対称配置
2 両面止水機能付与33m 以下
川
1 バル ブ の柔 軟 性 を 増 加2 低圧 で の 止 水 力 向 上3 iOm 以 下
1131
1 バルブの柔軟性を増加2 低圧での止水力向上 3 10m 以下
□32 1 対称配置
o m 想的な止水力が得ら れる
図2.1 −2 機能によるゴム形状分類2.1‑
18
中でのバルブ 寸法 の選択は製作 据え付け 寸法の許容誤差量によっ て行う。超大型ゲート や工法上 出来上がり 寸法誤差の許 容量を 緩めざるを得ない場合 は大きめ のバルブ 寸法を採 用すべき であ る。
（3 ） 水止め詳細
水門扉の計画作業 でば 水 止め詳細 又はこ れに似た図面を 作成す る。こ の図面を通し て水止め機能を実現する考 え方を明かにするわけ である。そ の内容は 止水技 術的 に欠点 が あってはならないが、 実際 のニ ー ズとかけ離れてい たり、コ スト的に 全体と バラン スのと れない内容であっ てはならない 。前項及び前々項においては純理論的立場か ら止 水の力 学 及び止水ゴムについて考え たが、 本項では現実的な 水止め詳細 の立案作業 の中でこ の 結果をどの様に生かし ていくか につい て戦訓的事項も含めて論じる。
①止水ニー ズ： 貯水池、堰・水 門、 発電 設備。開門、 など親プロジェ クトの 機能効率や 保守管理面 が重視さ れる場合は止 水性 能に対する要求は単位時間当たり の許容 漏水量であ る場合が多 く、景観が重視される場合は一 滴たりとも漏れてはならない／一応止水 でき て いればよ い／有害な漏水がなけれ ばよい／ 際だっ た漏水 がなけ ればよいなどの様 に文学的 な口頭での要求が多 い様に思える。どちらの場合であっ ても ユーザの止水二− ズは漏水0 から漏水 御免がまかり通る迄の巾の広いものであ る。一方止 水はお 金をかければ完 璧に近 い性能が実現でき る反 面、安 いコ スト でもそれなり の性能 を実現することが可能 である。
即ち、止 水機構に 何処までお 金が掛かかるかは止水ニ ーズ次第なのである。
②止水条件： 止水 の技術的 難易度はゲートの大きさと水圧力 及び ゲート操作と放流に対 する要求内容 で大き く異なる．即ち、イ．ゲート の大きさは 機械加 工ができ る程度か、大 きな組み立 て誤差が 避け られないか、ロ．水圧力は通常 のゴム の使い方 ができ る範囲か、
特別な工夫が必要か、 ハ．開 閉操作が水圧的なバラン ス状態 で行われ るのか、アン バラン ス状態（= 流水 遮断） で行 われるのか．ニ ．放流は常に全開状態で行わ れるの か、 部分開 度での放流もあるのか、小開 度放流も 含まれる のか、ホ ．操作 頻度は高いの か、低 いの か、
などの止水条件によっ て技術的 難易度は大きく差が開き 、従っ てそれを 実現する 為のコ ス トには桁単位 の差が生じ得る のであ る．
2.卜 19
心理想の止水方式と現実の止水方式： 前々項（1 ）及び前項（2 ）においては純理論的 立場から止水の力学及び止水ゴムについて考えた。そこで述べられていることは単純明快 な原則的事項が中心である。この内容の中で水止め詳細を組み立てれば、原則にかなっ た ゴム形状と一定外力型止水力の採用によるパーマネントセットや摩擦力の影響の少ない、
理想の止水方式が実現できる。例えば側部・底部の止水力が一定外力型となる様な前面三 方止水方式を組み立てることは全く可能である。しかしそれを上述した止水ニーズ及び止 水条件に合致したコストで実現することは不可能であるし、その必要もない。要は現実の 止水条件に合致し、止水ニーズをすれすれで満たす止水方式が必要なのであり、この現実 の水止方式の中では、ペストでは無く、次善、三善の策も採用され、止水ゴムの原則に反 する使われ方も容認されるのである。このことは止水力学と止水ゴムについての純理論的 考察の価値を損なうものではない。これはいわば原点を構成しており、現実の水止め詳細
の中で見られる姿はその応用である。
④ 例 え ば ：P 型 ゴ ム を バ ル ブ 軸 と 直 角 方 向 に 摺 動 す る 使 い 方 は 図2.1 −2 の ゴ ム 機 能‑
の 流 れ に 反 す る 使 い 方 で あ る が 、 現 実 に は 意 外 に 多 く 見 ら れ る 。 想 起 さ れ る 問 題 は ピ ン チ ン グ と 称 し て バ ル ブ が ゴ ム 押 さ え と 止 水 板 の 聞 に 挟 み 込 ま れ る 現 象 で あ る 。 こ れ は バ ル ブ と 止 水 板 間 の 摩 擦 が 原 因 で あ る の で 、 こ れ を 和 ら げ る 策 と し て バ ル ブ 頭 に フ ロ ロ カ ー ボ ン を 貼 る 方 法 が 採 ら れ て い る 。 初 め は ブ ラ ス シ ー ト が 用 い ら れ て い た が 、 耐 摩 耗 性 の 点 で と っ て 替 わ ら れ た 。 フ ロ ロ カ ー ボ ン や ブ ラ ス は 摩 擦 係 数 を 減 ら す 目 的 だ け にP 型 ゴ ム に 用 い ら れ る こ と が あ る が 、 ゴ ム バ ル ブ 上 に 剛 性 の 異 な る 別 の 物 体 を 張 り 付 け る こ と 自 体 が 多 く の 新 し い 問 題 の 原 因 と な る の で 、 止 む を 得 ぬ 場 合 意 外 採 用 す べ き で な い 。
⑤適用水頭：（2 ）の3 ）項 でゴム の形状毎に適 用水頭を示したが、これは通常 の使い 方 での限 界水頭 であ る。使い方を変 えれば更に高圧 に耐 えるかも知れない。その場 合は想 定される問題 に対し て策を 用意する必要 があ る。例 えばP 型ゴム及び ホローP の適 用水頭 はゴム押さ え板と止水 板の 間隔が2.4mm （ 流水遮断 がな い場合の200rnに対し ては0.8iiini） であ ることを 前提とし ている。も っと大き な水頭へ の適 用を試みるならこの間隙量も再検 討する必要がある。高水圧の下 でのゴムの 柔軟性は非常 に大き く、高流速に 曝され て水飴 の様に変形する様は想 像を越 えるものがあ る。その意味にお いてこ の間隙は充 分吟味し、
実水頭による模型により検証を 行う必要があ る。筆者は間隙 をO とし、 バルブ部 をO リン2.
卜 20
グの様に使用して成功した経 験がある。
⑤ゴムの 材質的 軟らかさ： ゴム押さ え。受け台、 止水板など のゴ ムに接する可能性のあ る部材コーナは面取 りをし てゴムの損傷を避ける。ゴムの柔軟 性は予想以上のもの で、空 隙スペースには総 て食 い込 んで行くと考える必要があ る。叉、弾性の豊かさ 故にゴムの使 用状態にお ける歪量は 鉄鋼 材料に比較し て無限に許さ れる感じ があ るが、余りに大きいと、
パ ーマネント セット量 が大き くなっ て止水機能を損なっ たりゴムの疲労亀裂の原 因となる。
歪哀 咽 趾見値 につい て特に止 水ゴムを対 象にした研究はないが、一般的には5 0 ％程度 と いわれている。ゴムの弾性の豊 かさ で注 意を要するもう一 つの点 は高圧ゲートにおける ゴ ムの振動である。ゴム周囲の水 流が振動し ているとゴムは振 動を始め、 そのエネル ギーが 内部摩擦で熱に変 わる。ゴムは熱 伝導率 が低いので発熱量があ る限 界を 越えると放熱が 間 に合わなくなり。ゴム温度が上昇して損傷に至る のであ る。小開度時にゴム周りの水流に 振動が発生し ない 様コンジットリップ の形状を工夫することが ポイント であるが、一方 で ゴムの放熱 能力 を高める工 夫も必要になる。水門扉用ゴムの使用温度の限界につい ての研 究はない が、 一般的 には天然 ゴムが‑70 〜90 °C、 クロロプ レンが〜120 °Cと言われている。
筆者の経験からは天然 ゴムの上限値は50 °Cなら問題は起こ らないと考え られる。
⑦ゴムの体 積変化： ゴムは圧 縮を受け てもその体積はほと んど変 わらないこ とに注意す る必要がある。定量変位型の 止水 では圧縮されたゴムが逃げ る スペー スを用意する必要が ある（例： 図2.1 −1 のe ）。
⑧竺を型 剃良左： ゴムのm 擦力は扉体開閉の妨げになり、叉、 ゴムのピン チン グ現象 の 原因となる。止水メカニズムを 複雑にし ているのもm 擦力の存 在である 。平ゴムにあつ て は支持部の滑りがロ ックさ れる現象や初 期セットカFd の大きさに摩擦力が大きく関わる と考 えられるが。こ の点 の解明は今後 の課題の一つであ る。摩擦力の影響として良 く知ら れている現象にP 型 ゴムの頭振り現象がある。押さえボルト を締め付けるに従いバルブ 頭 が戸当たり 側に飛び 出して行く現象で、ゴムの押さ え板側と受け材側の スペリの差が原 因 であると 考えられる。この変 形量は設計的にコント ロールできる性格のものでない ので、
邪魔な存在であるが、 現場 にお いては バルブの初期セット 量d の調整に利用さ れているこ とも事実であ る。
2.1‑ 21
⑨ベンチュリー効果： バルブと 止水 板は無水圧状態で全長にわたり密 着し ている必要は ない（ 計画はそのよ うにさ れるが） 。水圧差があ る程度あれば、ベン チュリ ー効果 により、
こ の間隙は塞かっ て止 水が行 われること が期待 できる。
2.卜 22