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第 ９章 本 研 究 の結 論 と今 後 の展 望
第 9 章では，本 研 究 の成 果 をまとめるとともに，フィルダム建 設 工 事 における施 工 ・品 質 管 理 技 術 の今 後 の課 題 と展 望 を論 ずる。
9.1 研 究 成 果 のまとめ
ダムは土 木 工 学 の粋 を集 めて建 設 される構 造 物 のひとつであり，我 が国 国 民 の生 活 を 支 える重 要 な基 盤 施 設 である。ダムにはいくつかの形 式 があるが，このうち岩 石 ・砂 礫 ・土 質 材 料 などを盛 り立 てて築 造 するダムの総 称 をフィルダムと呼 び，我 が国 では古 くから農 業 用 水 と生 活 用 水 の供 給 ，水 力 発 電 ，洪 水 調 節 などに使 われてきた1 - 1)。
本 研 究 では，フィルダム建 設 工 事 における施 工 ・品 質 管 理 技 術 の新 たなニーズである
①リニューアル工 事 への対 応 （耐 震 性 向 上 などのフィルダムリニューアル工 事 における施 工 管 理 技 術 ）および②今 後 の品 質 管 理 の方 向 性 （施 工 品 質 の変 動 を考 慮 した合 理 的 な 品 質 管 理 技 術 ）を対 象 に，研 究 ，開 発 ，実 施 工 現 場 への導 入 と検 証 を行 い，今 後 の施 工 ・品 質 管 理 の高 度 化 に資 することを目 的 とした。
本 研 究 の成 果 を以 下 にまとめる。
(1) 我 が国 フィルダムの現 状 と建 設 工 事 の変 遷 （第 3 章 ）
第 3 章では，2013 年 度 の 統 計 に 基 づ い て 我 が 国 フ ィ ル ダ ム を 現 状 を 整 理 し ， 我 が 国 の 全 既 設 ダ ム
2,642
基 の う ち 第 二 世 界 大 戦 以 前 に 建 設 さ れ た フ ィ ル ダ ム が 約30%（ 734
基 ） を 占 め る こ と な ど を 明 ら か に し た 。 ま た ， 我 が 国 最 古 の 社 会 基 盤 施 設 の ひ と つ で あ る フ ィ ル ダ ム の 建 設 工 事 の 変 遷 を 概 観 し ， 最 近 の ロ ッ ク フ ィ ル ダ ム で あ る 胆 沢 ダ ム （2012
年 ， 岩 手 県 ） や 殿 ダ ム （2011 年 ， 鳥 取 県 ） な ど で は ，ICT（ Information and Communication Technology） の 活 用 に よ る 施 工
管 理 技 術 の 高 度 化 が 図 ら れ て い る こ と を 示 し た 。 2013
年 の統 計 によると，我 が国 の既 設 ダムの総 数 は2,642
基 （建 設 中 を除 く）であり，そのうちフィルダムは
1,542
基 で全 既 設 ダムの約60%を占 めている。また，我 が国 の
ダムの約
50%はアースダム（1,244
基 ）であり，アースダムのうち約60%（734
基 ）が第二 次 世 界 大 戦 以 前 に建 設 されている。
我 が国 最 古 のフィルダムである狭 山 池 （616 年 頃 ，大 阪 府 ）の堤 体 には地 震 による 墳 砂 やすべりの痕 跡 も確 認 されており，1,400年 の間 に6
回 の大 改 修 をしている。明 治 期 以 降 になると欧 米 の技 術 を取 り入 れたアースダムが上 水 道 （村 山 ，山 口 など），発 電 （女 子 畑 ，大 野 など）を目 的 に建 設 されている。
第 二 次 世 界 大 戦 後 ，我 が国 におけるダム建 設 は本 格 化 し，フィルダムでは山 王 海 ダム（1953 年 ，岩 手 県 ，2001 年 に嵩 上 げ工 事 が竣 工 ）や石 淵 ダム（1953
年 ，岩 手296
県 ）が建 設 された。
我 が国 の土 質 コア型 ロックフィルダムは，御 母 衣 ダム（1961 年 ，岐 阜 県 ），牧 尾 ダム（1961 年 ，長 野 県 ）で現 在 の技 術 の礎 を築 いた。1970 年 代 になると，堤 高 が
150m，
堤 体 積 が
1,000
万m
3を超 える高 瀬 ダム（1979年 ，長 野 県 ），手 取 川 ダム（1979
年 ， 石 川 県 ）などの大 型 ロックフィルダムが建 設 されている。ロックフィルダムの堤 体 積 は，奈 良 俣 ダム（1990 年 ，群 馬 県 ）の
1,310
万m
3でほぼ頂 点 に達 している。
最 近 の胆 沢 ダム（2012 年 ，岩 手 県 ）や殿 ダム（2011 年 ，鳥 取 県 ）では，GPS を使 っ た測 量 システムやICT
を活 用 し，施 工 管 理 の高 度 化 と省 力 化 が図 られている。(2) 我 が国 フィルダムの地 震 被 害 事 例 とリニューアルの必 要 性 （第 4 章 ）
第 4 章では，フ ィ ル ダ ム 耐 震 設 計 法 の 変 遷 を 整 理 し ，建 設 年 代 と 比 較 す る こ と で フ ィ ル ダ ム 耐 震 性 に つ い て 考 察 し た 。 そ の 結 果 ， ① 第 二 次 世 界 大 戦 以 前 に 建 設 さ れ た ダ ム
895
基 （ フ ィ ル ダ ム734
基 ， コ ン ク リ ー ト ダ ム161
基 ） は 耐 震 設 計 が 実 施 さ れ て い な い 可 能 性 が あ る こ と ， ② 既 設 ダ ム の 耐 震 性 照 査 と こ の 結 果 に 基 づ い た リ ニ ュ ー ア ル（ 耐 震 補 強 ）の 推 進 が 必 要 で あ る こ と を 示 し た 。ま た ， 著 者 の 施 工 経 験 を 踏 ま え て ， リ ニ ュ ー ア ル に 関 す る 調 査 ～ 設 計 ～ 施 工 に お け る 技 術 的 課 題 を 抽 出 し ， 実 例 に 基 づ い て 「 既 設 堤 体 の 安 定 性 に 着 目 し た 施 工 管 理 技 術 」 が リ ニ ュ ー ア ル 工 事 の 施 工 管 理 技 術 と し て 必 要 で あ る こ と を 示 し た 。
現 在 のダムの耐 震 設 計 法 は，河 川 管 理 施 設 等 構 造 令 に定 められている「震 度 法 」 が用 いられている。
我 が国 のフィルダムの耐 震 設 計 法 は，1956 年 （昭 和31
年 ）の土 地 改 良 基 準 の改 訂 ，ならびに1957
年 （昭 和32
年 ）のダム設 計 基 準 の刊 行 で基 準 化 されている。こ のことから，第 二 次 世 界 大 戦 以 前 に 建 設 されたダム895
基 （ 全 既 設 ダム数 の約34%，アースダムが多 い）は，基 準 が未 整 備 だったため地 震 時 の安 定 計 算 が実 施
されていない可 能 性 が高 いといえる。
我 が国 の近 代 的 な設 計 ・施 工 によるフィルダムは1995
年 の兵 庫 県 南 部 地 震 やそ れ以 前 の著 名 な地 震 では，大 規 模 な被 害 は生 じなかった。
新 潟 中 越 地 震 （2004
年 ）では浅 河 原 調 整 池 などが，宮 城 ・岩 手 内 陸 地 震 （2008
年 ）では石 淵 ダムや荒 砥 沢 ダム，建 設 中 であった胆 沢 ダムなどが被 災 したが，人 的 ならびに物 的 な被 害 には至 らなかった。
東 北 地 方 太 平 洋 沖 地 震 （2011 年 ）では供 用 中 であった藤 沼 ダム（福 島 県 ，1949
年 ，E，堤 高18.5m）堤 体 が決 壊 し，甚 大 な被 害 をもたらした。第 二 次 世 界 大 戦 以
降 ，供 用 中 だった堤 高15m
以 上 のダムが大 規 模 に決 壊 した初 の事 例 である。なお，藤 沼 ダムは
1949
年 完 成 であり，我 が国 のフィルダム耐 震 設 計 法 の基 準 化 以 前 に 設 計 ，施 工 されたアースダムに該 当 する。
世 界 有 数 の地 震 国 であり，かつその他 の自 然 災 害 も頻 発 する我 が国 において，供297
用 中 のダム決 壊 による人 的 ，物 的 被 害 は甚 大 であるため，「大 規 模 地 震 に対 する ダム耐 震 性 能 照 査 指 針 （案 ）」（2005年 ，国 土 交 通 省 河 川 局 ）に準 拠 した既 設 ダム の耐 震 性 照 査 は急 務 であり，これに基 づいた耐 震 補 強 を推 進 する必 要 がある。
フィルダムの安 全 性 と機 能 の維 持 ，向 上 のためには，耐 震 補 強 や嵩 上 げなどのリニ ューアル（再 開 発 ）が必 要 である。
フィルダムリニューアルは既 設 堤 体 が存 在 する場 合 がほとんどであり，かつこれを有 効 利 用 することが求 められる。つまり，フィルダムリニューアルでは新 設 部 分 だけで なく，既 設 堤 体 を考 慮 することが必 要 である。特 に，既 設 堤 体 の強 度 ，変 形 に関 す る物 性 値 の効 率 的 な調 査 技 術 や，施 工 中 の既 設 堤 体 安 定 性 確 保 技 術 などはリニ ューアル特 有 の技 術 的 課 題 である。
フィルダムリニューアル工 事 における施 工 管 理 技 術 として，「既 設 堤 体 の安 定 性 に 着 目 した施 工 管 理 技 術 」が必 要 である。
フィルダムリニューアルは既 設 堤 体 が存 在 する場 合 がほとんどであり，かつこれを有 効 利 用 することが求 められる。つまり，フィルダムリニューアルでは新 設 部 分 だけで なく，既 設 堤 体 を考 慮 することが必 要 である。特 に，既 設 堤 体 の強 度 ，変 形 に関 す る物 性 値 の効 率 的 な調 査 技 術 や，施 工 中 の既 設 堤 体 安 定 性 確 保 技 術 などはリニ ューアル特 有 の新 しい技 術 的 課 題 である。
フィルダムリニューアル工 事 における施 工 管 理 技 術 として，「既 設 堤 体 の安 定 性 に 着 目 した施 工 管 理 技 術 」が必 要 である。(3) フィルダムリニューアル工 事 における既 設 堤 体 安 定 性 管 理 手 法 （第 5 章 ）
第 5 章では，既 設 ア ー ス ダ ム の 耐 震 補 強 工 事 で あ る 山 口 貯 水 池 堤 体 強 化 工 事
（ 東 京 都 ／ 埼 玉 県 ，1934年 ）に お い て 実 施 し た 既 設 堤 体 の 安 定 性 に 着 目 し た 情 報 化 施 工 管 理 手 法 と こ の 効 果 に つ い て 論 じ た 。 当 工 事 で は ， 耐 震 補 強 を 目 的 に 既 設 堤 体 上 下 流 側 に 補 強 盛 土 を 施 工 す る が ， こ れ に よ っ て 既 設 堤 体 内 に 過 剰 間 隙 水 圧 が 発 生 し ， 安 定 性 が 一 時 的 に 低 下 す る 恐 れ が あ っ た 。 こ の た め ， 施 工 中 の 動 態 観 測 デ ー タ と こ れ を 反 映 さ せ た
FEM
解 析 に 基 づ い て ，既 設 堤 体 の 安 定 性 を 定 量 的 に 評 価 し な が ら 施 工 を 進 め る 情 報 化 施 工 管 理 を 提 案 し ， 約3
年 間 に 亘 っ て 実 適 用 し た 。 そ の 結 果 ， 既 設 堤 体 の 安 定 性 を 損 な う こ と な く 補 強 盛 土 盛 立 を 完 了 す る こ と が で き ， 著 者 が 提 案 し た 手 法 が 既 設 堤 体 の 安 定 性 確 保 と い う リ ニ ュ ー ア ル 工 事 特 有 の 技 術 的 課 題 に 対 し て 有 効 で あ る こ と を 示 し た 。
山 口 貯 水 池 堤 体 強 化 工 事 では，補 強 盛 土 盛 立 によって長 期 的 な堤 体 の安 定 性 は向 上 するものの，既 設 堤 体 内 に過 剰 間 隙 水 圧 が発 生 すると，施 工 中 の堤 体 安 定 性 が一 時 的 に低 下 する恐 れがあった。
既 設 堤 体 の安 定 性 に関 する施 工 管 理 として「情 報 化 施 工 管 理」を提 案 した。情 報 化 施 工 管 理 とは，施 工 中 の既 設 堤 体 ならびに補 強 盛 土 の動 態 観 測 結 果 に基 づい298
て，安 定 性 を定 量 的 に評 価 ，予 測 しながら施 工 を行 うものである。
事 前 検 討 として①RI コーンによる既 設 堤 体 の追 加 調 査 ，②円 弧 すべり検 討 による 間 隙 水 圧 の管 理 基 準 値 の設 定 ，③FEM 解 析 による既 設 堤 体 ならびに補 強 盛 土 の挙 動 予 測 を行 った。その結 果 ，当 初 の施 工 計 画 に沿 った施 工 を実 施 しても既 設 堤 体 と補 強 盛 土 の安 定 性 は確 保 できるとの結 果 を得 たため，補 強 盛 土 盛 立 を開 始 した。
補 強 盛 土 盛 立 中 に動 態 観 測 結 果 を反 映 させた堤 体 安 定 性 の再 評 価 を3
回 実 施 したが，既 設 堤 体 および補 強 盛 土 の安 定 性 が極 端 に低 下 するような結 果 は得 られ ず，補 強 盛 土 盛 立 を中 断 することなく完 了 することができた。
間 隙 水 圧 観 測 結 果 から求 めた間 隙 水 圧 発 生 率K
はFEM
解 析 で事 前 に予 測 した 値 を下 回 る結 果 が得 られた。これはFEM
解 析 において安 全 側 を考 慮 して既 設 堤 体 内 水 位 を既 設 堤 体 表 面 に設 定 したためである。一 方 ，過 剰 に安 全 側 の判 断 を した可 能 性 もあり，今 後 の同 種 工 事 においては既 設 堤 体 内 水 位 を詳 細 に調 査 す ることが重 要 であり，FEM 解 析 の予 測 精 度 向 上 に繋 がるものと考 える。
施 工 中 の既 設 堤 体 の安 定 性 確 保 というフィルダムリニューアル工 事 の技 術 的 課 題 に対 する施 工 管 理 上 の対 策 として，施 工 中 に得 られる動 態 観 測 結 果 に基 づいて，既 設 堤 体 および補 強 盛 土 の安 定 性 を定 量 的 に評 価 ，確 認 しながら施 工 を進 める 情 報 化 施 工 管 理 は，有 効 な施 工 管 理 手 法 である。
耐 震 補 強 などのフィルダムリニューアルの目 的 や方 法 は多 岐 に亘 るものと考 えられ，施 工 中 の出 水 対 策 も含 めて個 別 ダムの特 性 に応 じた設 計 ，施 工 技 術 が必 要 であ ると考 える。一 方 ，リニューアルの目 的 や方 法 に関 わらず，可 能 な限 り既 設 堤 体 を 活 用 することが求 められることから，設 計 や施 工 において既 設 堤 体 への配 慮 が必 要 であるとの考 え方 は共 通 した技 術 的 認 識 であるべきである。
(4) フィルダム建 設 工 事 における施 工 ・品 質 管 理 の現 状 と今 後 の方 向 性 （第 6 章 ） 第
6
章で は ， フ ィ ル ダ ム 建 設 工 事 中 に 行 う 品 質 管 理 の 現 状 を 分 析 し ，ICT
施 工 管 理 が 工 法 管 理 と し て 大 き な 効 果 を 挙 げ て い る 現 状 を 踏 ま え て ， 今 後 の 品 質 管 理 の 方 向 性 に つ い て 考 察 し た 。 そ の 結 果 ，ICT
施 工 管 理 な ど の リ ア ル タ イ ム 管 理 技 術 を 導 入 し ， ① 品 質 が 安 定 し て い る 場 合 は 管 理 頻 度 を 粗 く す る ， ② 品 質 に 変 動 が 見 ら れ る 場 合 は 管 理 頻 度 を 細 か く す る と い う 「 施 工 品 質 の 変 動 を 考 慮 し た 合 理 的 な 品 質 管 理 」 が 今 後 の 方 向 性 で あ る こ と を 示 し た 。 し か し ， 現 状 の 材 料 管 理 は 従 前 の 抜 取 検 査 方 式 に 依 っ て お り ， 上 記 品 質 管 理 へ の 転 換 を 図 る た め に は リ ア ル タ イ ム な 材 料 管 理 技 術 が 必 要 で あ る こ と を 示 し た 。
フィルダム建 設 工 事 中 の試 験 による品 質 管 理 は第 二 次 世 界 大 戦 以 前 のフィルダ ム建 設 工 事 で実 践 されていた。近 代 的 フィルダムにおいては，盛 立 前 の材 料 の確 認 ，盛 立 後 の性 質 の確 認 を基 本 としている。299
フィルダム建 設 工 事 で実 施 する品 質 管 理 試 験 は，試 験 結 果 が即 時 的 に得 られるも のはほとんどなく，実 質 的 には“品 質 確 認 ”に位 置 付 けられる。
近 年 ではICT
を用 いた施 工 管 理 が，胆 沢 ダム（2 章 (5)参 照 ）や殿 ダム（2 章 (6)参 照 ） などに導 入 されており，施 工 プロセスを管 理 する工 法 管 理 において大 きな効 果 を発 揮 している。しかし，材 料 管 理 ではリアルタイムかつ全 数 の管 理 を行 う技 術 は確 立 されておらず，従 来 と同 様 な抜 取 検 査 方 式 で確 認 している。
（一 社 ）ダム工 学 会 施 工 研 究 部 会 は今 後 の品 質 管 理 の在 り方 として，①品 質 管 理 の目 的 の明 確 化 ，②品 質 管 理 方 法 の継 続 的 見 直 し，③新 技 術 の活 用 を提 言 して いる。
品 質 管 理 試 験 頻 度 などが他 のダムの事 例 を流 用 している事 例 が多 いとすると，現 状 の試 験 頻 度 は統 計 的 に設 定 されていないこととなる。ダムを工 業 製 品 と捉 えれば 確 率 論 に基 づいて品 質 管 理 項 目 および頻 度 を設 定 するべきと考 えるが，このような 取 り組 みは現 状 なされていない。 CSG
の品 質 管 理 において，品 質 管 理 項 目 や試 験 頻 度 を画 一 的 に設 定 せずに「施 工 初 期 に行 う確 認 作 業 」を通 じて実 際 に得 られたデータに基 づいて合 理 的 に品 質 管 理 システムを構 築 すること，および品 質 管 理 における「変 動 傾 向 監 視 」という考 え 方 を導 入 していることなどを踏 まえれば，現 在 のフィルダムの品 質 管 理 試 験 頻 度 に 時 間 的 な規 定 がないことは合 理 的 とは言 い難 い。 ICT
によって施 工 上 のミスを防 止 あるいは発 見 できる現 状 において，リアルタイムな 材 料 管 理 技 術 が実 現 できれば，材 料 の品 質 変 動 傾 向 を監 視 して，品 質 変 動 に応 じて試 験 項 目 や頻 度 を切 り替 える品 質 管 理 が可 能 になる。
フィルダム施 工 ・品 質 管 理 の今 後 の方 向 性 は，材 料 管 理 ならびに工 法 管 理 にリア ルタイムな管 理 技 術 を導 入 し，施 工 品 質 の変 動 を考 慮 した合 理 的 な品 質 管 理 へ の転 換 であると考 える。(5) 台 形 CSG ダムの概 要 と品 質 管 理 方 法 （第 7 章 ）
第
7
章で は ，我 が 国 発 の 新 し い ダ ム 形 式 と し て 実 績 を 挙 げ つ つ あ る 台 形CSG
ダ ム で 実 践 さ れ て い る 品 質 管 理 方 法 に つ い て 整 理 し た 。そ の 結 果 ，CSGの 品 質 管 理 は ， ① 「 通 常 の 品 質 管 理 」 と 実 際 に 得 ら れ た デ ー タ に 基 づ い て 品 質 管 理 項 目 や 試 験 頻 度 を 合 理 的 に 設 定 す る こ と を 目 的 と し た「 施 工 初 期 に 行 う 確 認 作 業 」 か ら 成 っ て い る ， ② 「 品 質 変 動 傾 向 監 視 」 と い う 考 え 方 を 導 入 し て い る な ど ， 先 駆 的 な 取 り 組 み が 実 践 さ れ て い る こ と を 示 し た 。
台 形CSG（Cemented Sand and Gravel）ダムは，我 が国 発 の新 しいダム形 式 として，
コスト縮 減 と環 境 保 全 に配 慮 して，従 来 のダムよりも材 料 の合 理 化 を図 ったもので あり，あわせて設 計 の合 理 化 ，施 工 の合 理 化 にも資 するものとされている。
CSG
とは，ダム建 設 現 場 周 辺 で得 られる材 料 にオーバーサイズの除 去 や破 砕 など300
のみを行 い，これにセメント，水 を添 加 し，簡 易 な設 備 を用 いて混 合 して製 造 するも のである。CSG工 法 とは，
CSG
をブルドーザで敷 き均 し，振 動 ローラで転 圧 すること によって構 造 物 を造 成 する工 法 である。 CSG
工 法 は高 速 大 量 連 続 施 工 を前 提 としており，連 続 的 に材 料 を供 給 してCSG
を製 造 することを基 本 としている。 CSG
材 の粒 度 ，CSG の単 位 水 量 ならびに強 度 の変 動 を許 容 し，“ひし形 理 論 ”に 基 づいて管 理 することがCSG
工 法 の特 長 である。 CSG
の品 質 管 理 は，「通 常 の品 質 管 理 」と「施 工 初 期 に行 う確 認 作 業 」から成 って いる。
「通 常 の品 質 管 理 」とは，施 工 初 期 から完 了 まで一 貫 して行 う品 質 管 理 であり，① 母 材 の品 質 管 理 ，②CSG材 の品 質 管 理 ，③CSGの品 質 管 理 の3
項 目 の管 理 と，④品 質 管 理 システムの確 認 から成 る。
CSG
の品 質 管 理 では，品 質 管 理 項 目 や試 験 頻 度 を画 一 的 に設 定 せずに，「施 工 初 期 に行 う確 認 作 業 」を通 じて実 際 に得 られたデータに基 づいて合 理 的 に品 質 管 理 システムを構 築 している。さらに，「変 動 傾 向 監 視 」という考 え方 を導 入 している。これらはフィルダムの品 質 管 理 にはない新 しい考 え方 である。
CSG
の品 質 管 理 では，ICT などの最 新 の技 術 を品 質 管 理 手 法 に採 用 に努 めるこ とを推 奨 している。これは，「高 速 大 量 連 続 施 工 」を基 本 とするCSG
工 法 には従 来 よりも迅 速 かつ連 続 的 な品 質 管 理 方 法 が必 要 であることを示 唆 している。(6) 施 工 品 質 の変 動 を考 慮 した合 理 的 な品 質 管 理 手 法 の提 案 （第 8 章 ）
第
8
章で は ， フ ィ ル ダ ム な ど の 土 構 造 物 の 材 料 特 性 の う ち 最 も 基 本 的 な 粒 度 に 着 目 し て 開 発 し た 「 デ ジ タ ル カ メ ラ 画 像 を 用 い た 土 質 材 料 の 粒 度 変 動 監 視 シ ス テ ム 」（ 画 像 粒 度 モ ニ タ リ ン グ ）と ，こ れ を 用 い た「 施 工 品 質 の 変 動 を 考 慮 し た 合 理 的 な 品 質 管 理 手 法 」を 提 案 し た 。本 シ ス テ ム を 当 別 ダ ム（ 台 形CSG
ダ ム ） や 殿 ダ ム （ ロ ッ ク フ ィ ル ダ ム ） に 導 入 し た 結 果 ， ① 従 前 の 抜 取 検 査 方 式 に よ る 粒 度 試 験 に 比 べ て 迅 速 か つ 簡 便 に 粒 径 加 積 曲 線 が 推 定 可 能 ， ② 粒 度 の 変 動 傾 向 が 把 握 可 能 で あ り ， 材 料 管 理 手 法 と し て 十 分 に 適 用 で き る こ と が 分 か っ た 。 そ の 結 果 ，本 シ ス テ ム を フ ィ ル ダ ム や 台 形CSG
ダ ム の 材 料 品 質 変 動 監 視 技 術 と し て 導 入 す る こ と に よ っ て ， 上 記 品 質 管 理 手 法 が 実 現 で き る こ と を 示 し た 。
著 者 は，近 年 飛 躍 的 な発 展 を遂 げている画 像 解 析 技 術 に着 目 し，デジタルカメラ で撮 影 した土 質 材 料 の画 像 を解 析 して，粒 度 分 布 の変 動 傾 向 を迅 速 に監 視 する システム（画 像 粒 度 モニタリング®）を開 発 し，実 用 化 した。本 システムはフィルダム 施 工 ・品 質 管 理 の高 度 化 に資 することができる。
本 システムをCSG
材 の粒 度 変 動 傾 向 監 視 手 法 として当 別 ダムCSG
施 工 当 日 の 品 質 管 理 に本 格 的 に導 入 し，RI法 含 水 率 モニタリングシステムと併 せてCSG
材 の301
品 質 変 動 監 視 を行 った。そして，品 質 変 動 監 視 を併 用 した新 しいCSG
材 品 質 管 理 フローを構 築 し，これに基 づいて品 質 管 理 を行 った結 果 ，品 質 管 理 試 験 の回 数 を変 動 監 視 技 術 導 入 前 に比 べて約40%低 減 することができた。
本 システムをロックフィルダム堤 体 で最 大 の体 積 を占 め，近 年 ダム堤 体 の地 震 時 安 全 性 の観 点 から粒 度 分 布 と締 固 めが重 要 とされているロック材 の粒 度 変 動 傾 向 監 視 手 法 として，殿 ダム品 質 管 理 に試 行 的 に導 入 した。その結 果 ，本 システムが品 質 管 理 手 法 として十 分 に適 用 できることを確 認 した。
本 システムは本 論 文 での事 例 （当 別 ダムCSG
材 ，殿 ダムロック材 ）以 降 も，CSG 材 の製 造 管 理 ，セメント改 良 土 母 材 の粒 度 管 理 ，フィルタ材 の粒 度 管 理 など，実 績 を 重 ねつつある。本 システムの導 入 によって対 象 材 料 の粒 度 変 動 を監 視 できるため，粒 度 変 動 の有 無 に応 じて粒 度 試 験 を実 施 できる。
本 システムをフィルダムや台 形CSG
ダムの材 料 管 理 にリアルタイム品 質 変 動 監 視 技 術 として導 入 することによって，フィルダム施 工 ・品 質 管 理 方 法 のさらなる高 度 化 技 術 である「施 工 品 質 の変 動 を考 慮 した合 理 的 な品 質 管 理 手 法 」が実 現 できる。 ICT
技 術 による工 法 管 理 や本 システムなどを導 入 して，施 工 品 質 の変 動 を考 慮 し た合 理 的 な品 質 管 理 を実 現 するためには，新 技 術 の導 入 とその効 果 が仕 様 書 な どで規 定 される品 質 管 理 基 準 に反 映 されることが必 要 である。302
9.2 今 後 の課 題 と展 望
本 節 では，本 研 究 の対 象 とした「フィルダムリニューアル工 事 における施 工 管 理 技 術 」と
「施 工 品 質 の変 動 を考 慮 した合 理 的 な品 質 管 理 技 術 」について，今 後 の課 題 と展 望 を以 下 に記 す。
(1) フィルダムリニューアルの設 計 ，施 工 技 術
耐 震 設 計 が実 施 されていない既 設 ダムが，我 が国 ダムの約
34%を占 める可 能 性 があ
るため，「大 規 模 地 震 に対 するダム耐 震 性 能 照 査 指 針 （案 ）・同 解 説 」（2005
年 ，国 土 交 通 省 河 川 局 ）に準 拠 した既 設 ダムの耐 震 性 照 査 は急 務 であり，この結 果 に基 づいて 耐 震 補 強 を推 進 する必 要 があると考 える。一 方 ，耐 震 補 強 などのフィルダムリニューアルの目 的 や方 法 は多 岐 に亘 るものと考 え られ，施 工 中 の出 水 対 策 も含 めて個 別 ダムの特 性 に応 じた設 計 ，施 工 技 術 が必 要 で あると考 える。経 済 性 や事 業 期 間 などを考 えると，フィルダムリニューアルでは可 能 な限 り既 設 堤 体 を活 用 する事 例 が大 部 分 を占 めると考 えられる。このことから，既 設 堤 体 に 配 慮 した設 計 や施 工 が必 要 であるとの考 え方 は，リニューアルの目 的 や方 法 に関 わら ない共 通 した技 術 的 認 識 であるべきである。
なお，今 後 増 加 が予 想 される耐 震 補 強 などのフィルダムリニューアルの技 術 的 課 題 と しては，以 下 のような事 項 が挙 げられる。
a) 巨 大 な既 設 ダムの調 査 技 術 の開 発
建 設 当 時 の記 録 が散 逸 している場 合 がある。また，運 用 中 のダムでは貯 水 のた め調 査 に制 限 を受 ける場 合 がある。
既 設 ダムの工 学 的 に有 用 な情 報 （ せん断 強 さ や透 水 性 とばらつきなど）が堤 体 全 体 で詳 細 に把 握 できる技 術 が必 要 である。b) 既 設 ダムの性 能 評 価 技 術
地 震 については，「大 規 模 地 震 に対 するダム耐 震 性 能 照 査 指 針 （案 ）・同 解 説 」（2005 年 ，国 土 交 通 省 河 川 局 ）に準 拠 した既 設 ダムの耐 震 性 能 の設 定 （地 震 時 のすべり安 全 率 ，許 容 する変 形 量 など）が可 能 である。
c) ダムリニューアル後 の性 能 評 価 技 術
想 定 外 力 （地 震 ，洪 水 位 など）とこれに応 じた合 理 的 な性 能 設 定 と，リニューアル 後 の性 能 （力 学 的 安 定 性 ，水 理 学 的 安 定 性 など）の定 量 的 評 価 技 術 が必 要 で ある。d) 効 率 的 なリニューアル技 術 の開 発
既 設 ダムの運 用 休 止 期 間 を最 小 限 にする工 法 ，既 設 ダムに影 響 が少 ない工 法 の開 発 が必 要 である。また，設 計 時 においても既 設 ダムへの配 慮 が必 要 である。e) 周 辺 環 境 に配 慮 した施 工 技 術 の開 発
周 辺 の自 然 環 境 ，社 会 環 境 などに影 響 が少 ない工 法 の開 発 が必 要 である。303
(2) フィルダム洪 水 吐 の放 流 能 力 増 強 技 術本 研 究 では対 象 としなかったが，フィルダムの安 全 性 において，洪 水 時 の堤 体 越 流 は致 命 的 であり，洪 水 を安 全 に流 下 させる洪 水 吐 も必 須 である。現 在 でも毎 年 のように 豪 雨 災 害 が発 生 していることを鑑 みれば，設 計 洪 水 量 の見 直 しとこれに基 づくフィルダ ムの洪 水 吐 の放 流 能 力 増 強 も社 会 的 ニーズが高 まることが予 想 される。
コンクリートダムの洪 水 放 流 能 力 増 強 については，国 土 交 通 省 九 州 地 方 整 備 局 が 行 っている鶴 田 ダム（鹿 児 島 県 ，
G，1959
年 ，2014 年 増 強 工 事 実 施 中 ）などのような実 績 があるが，フィルダムの事 例 は少 ない。今 後 ，地 球 規 模 の気 候 変 動 が予 測 されることから，フィルダム洪 水 吐 の放 流 能 力 増 強 に関 する設 計 ならびに既 設 堤 体 や既 設 洪 水 吐 への影 響 ，さらには緊 急 放 流 時 の下 流 河 川 への影 響 が少 ない効 率 的 な設 計 ，施 工 ，管 理 技 術 が必 要 と考 える。
(3) 画 像 粒 度 モニタリングシステムの今 後 の課 題 と展 望
著 者 が開 発 ，実 用 化 した画 像 粒 度 モニタリング®の今 後 の課 題 と展 望 としては，以 下 のような事 項 が挙 げられる。
a) 細 粒 分 を含 む材 料 に対 する拡 大
現 状 のデジタルカメラ画 像 解 析 の分 解 能 は最 大 粒 径 の3%程 度 ，粒 子 識 別 を考
慮 した粒 径 は最 大 粒 径 の10%程 度 である。
デジタルカメラ画 像 解 析 の分 解 能 を高 くできれば，フィルダムのコア材 料 のような 細 粒 分 を多 く含 む材 料 に対 しても本 システムが適 用 できるようになり，品 質 管 理 試 験 のさらなる合 理 化 が可 能 となる。b) 全 数 管 理 に向 けたシステム化
本 システムは，試 験 時 間 を従 来 の粒 度 試 験 に比 べて大 幅 に縮 減 できるが，現 状 では，材 料 の全 数 管 理 は実 現 できていない。
全 数 管 理 のためには，合 理 的 な確 認 場 所 （例 えば，材 料 積 込 み時 ，盛 立 面 への まき出 し時 など）や確 認 方 法 （ダンプトラックのベッセル上 ，または盛 立 面 での敷 均 し完 了 時 など）など，本 システムを導 入 した場 合 の品 質 管 理 方 法 を考 慮 して，フィルダム建 設 現 場 における新 しい施 工 ・品 質 管 理 システムを構 築 する必 要 があ る。
c) 更 なる画 像 解 析 技 術 の高 度 化 による新 たな可 能 性 の模 索
カラー画 像 の解 析 技 術 を導 入 することによって，材 料 の含 水 比 に関 する情 報 も 定 量 化 できる可 能 性 がある。304
(4) 施 工 品 質 の変 動 に考 慮 した合 理 的 な品 質 管 理 手 法 の今 後 の課 題 と展 望
ICT
による工 法 管 理 と画 像 粒 度 モニタリング®システムなどの材 料 品 質 変 動 監 視 シス テムを導 入 して，「施 工 品 質 の変 動 を考 慮 した合 理 的 な品 質 管 理 」を実 現 するための 課 題 と展 望 としては，以 下 のような事 項 が挙 げられる。a) 品 質 管 理 における適 正 な管 理 ロットの設 定
フィルダム建 設 工 事 の材 料 管 理 では，最 適 な管 理 ロットが明 確 になっていない。
本 システムで材 料 の品 質 変 動 監 視 が可 能 になるが，その一 方 でフィルダムの各 ゾーンの機 能 ，そして施 工 数 量 や施 工 能 力 などに応 じて適 切 な管 理 ロットを設 定 しなければ，管 理 試 験 項 目 と管 理 頻 度 だけがいたずらに増 加 するだけになる可 能 性 がある。b) 確 率 論 に基 づいた品 質 管 理 項 目 ，頻 度 の設 定
現 在 のフィルダム品 質 管 理 では，一 切 の不 良 率 を見 込 んでいない。しかし，ばら つきが大 きな自 然 材 料 を使 用 するため，不 良 率 を見 込 まないとすると，過 度 に大 きな安 全 率 が必 要 となる。
より合 理 的 な品 質 管 理 への転 換 と実 現 のためには，その基 礎 的 な検 討 として工 業 製 品 と同 様 に確 率 論 に基 づいた品 質 管 理 項 目 ならびに管 理 頻 度 の設 定 に関 する研 究 が待 たれる。c) 新 技 術 を積 極 的 に導 入 した品 質 管 理 基 準 の実 現
現 状 の品 質 管 理 基 準 は，堤 体 積 などのダム規 模 によらず，類 似 のダムや近 傍 の ダムの品 質 管 理 項 目 および管 理 頻 度 を流 用 している事 例 が多 いとされている。 ICT
技 術 による工 法 管 理 や本 システムのような新 技 術 が実 績 を挙 げつつあるが，新 技 術 の効 果 を踏 まえた品 質 管 理 基 準 の見 直 しはほとんどなされていない。つ まり，新 技 術 が導 入 されても品 質 管 理 項 目 と管 理 頻 度 は旧 態 依 然 としている。
ICT
技 術 による工 法 管 理 や本 システムなどを導 入 して，施 工 品 質 の変 動 を考 慮 した合 理 的 な品 質 管 理 を実 現 するためには，新 技 術 の 導 入 とその効 果 が仕 様 書 などで規 定 される品 質 管 理 基 準 に反 映 されることが必 要 である。305
学 術 論 文 目 録
学 術 誌 発 表 論 文
（本 研 究 に関 連 する論 文 のみ，地 盤 工 学 研 究 発 表 会 および土 木 学 会 年 次 講 演 会 を除 く）
藤 崎 勝 利 ，田 原 功 ，加 藤 正 樹 ，岡 本 道 孝 ，村 上 武 志
既 設 アースフィルダムの安 定 性 に着 目 した情 報 化 施 工 管 理 事 例 土 木 学 会 論 文 集 ，No.784，Ⅵ-66，pp.45-64，2005．
田 口 靖 ，高 田 武 ，田 原 功 ，濱 建 樹 ，藤 崎 勝 利 ，村 上 武 志 ，森 川 誠 司 ，岡 本 道 孝 ，笹 倉 剛
弾 粘 塑 性
FEM
を用 いたフィルダム耐 震 補 強 工 事 における堤 体 挙 動 評 価 第46
回 地 盤 工 学 シンポジウム論 文 集 ，pp.53-58，2001．藤 崎 勝 利 ，長 岡 敏 和 ，高 田 武 ，田 原 功 ，濱 建 樹 ，菅 原 俊 幸
山 口 貯 水 池 堤 体 強 化 工 事 における堤 体 挙 動 に着 目 した情 報 化 施 工 第
12
回 ダム工 学 研 究 発 表 会 講 演 集 ，pp.13-15，2001．
長 岡 敏 和 ，高 田 武 ，田 原 功 ，濱 建 樹 ，菅 原 俊 幸 ，藤 崎 勝 利 ，神 戸 隆 幸
アースフィルダム耐 震 補 強 工 事 の施 工 計 画 と実 績 －山 口 貯 水 池 堤 体 強 化 工 事（その
1）－
土 木 建 設 技 術 シンポジウム
2002
論 文 集 ，pp.267-274，2002.
長 岡 敏 和 ，高 田 武 ，田 原 功 ，濱 建 樹 ，菅 原 俊 幸 ，藤 崎 勝 利 ，神 戸 隆 幸
アースフィルダム耐 震 補 強 工 事 における技 術 的 課 題 と環 境 保 全 への取 り組 み－山 口 貯 水 池 堤 体 強 化 工 事 （その
2）－
土 木 建 設 技 術 シンポジウム
2002
論 文 集 ，pp.275-272，2002.
藤 崎 勝 利 ，黒 沼 出 ，川 野 健 一 ，武 井 昭
デジタルカメラ画 像 を用 いたＣＳＧ材 の粒 度 変 動 監 視 システム ダム工 学 ，Vol.23，No.1，
pp.19-26，2013.
土 井 俊 明 ，赤 間 修 二 ，武 井 昭 ，藤 崎 勝 利
デジタルカメラ画 像 を用 いたＣＳＧ材 の粒 度 変 動 監 視 システム－当 別 ダム本 体 工 事 での 適 用 事 例 －
平 成
23
年 度 ダム工 学 会 研 究 発 表 会 ・講 習 会 講 演 集 ，pp.5-8，2011．306
国 際 会 議 発 表 分（本 研 究 に関 連 する論 文 ）
K. FUJISAKI, K. KAWANO, I. KURONUMA & A. TAKEI.
Fluctuation Monitoring System for Grain Size Distribution of Cemented Sand and Gravel Materials using Digital Image Analysis.
International symposium on DAMs in a global environmental challenges, Bali,Indonesia,proceedings,pp. Ⅵ -41_ Ⅵ -50, 2014.
研 究 業 績 専 門 雑 誌 など
松 本 徳 久 ，藤 崎 勝 利 フィルダムの設 計 と締 固 め
基 礎 工 ，Vol.37，
No.7，pp.78-82
，2009.藤 崎 勝 利 ，黒 沼 出 ，武 井 昭
デジタルカメラ画 像 を用 いた粒 状 材 料 の粒 度 変 動 監 視 システム 電 力 土 木 ，No.358，pp.78-80，
2012.
藤 崎 勝 利 ，黒 沼 出 ，川 野 健 一 ，岡 本 道 孝 ，上 本 勝 広
デジタルカメラ画 像 を用 いた土 質 材 料 の粒 度 変 動 監 視 システム－画 像 粒 度 モニタリング システム－
鹿 島 技 術 研 究 所 年 報 ，第
60
号 ，pp.1-8，2012.受 賞 ，その他
平 成
8
年 度 地 盤 工 学 会 東 北 支 部 支 部 表 彰 （1997年4
月 ） 建 設 発 生 土 の有 効 利 用 に関 する基 礎 的 研 究松 川 正 彦 ，大 菅 貴 広 （建 設 省 東 北 地 方 建 設 局 ） 山 本 博 之 ，藤 崎 勝 利 （鹿 島 建 設 （株 ）技 術 研 究 所 ） 加 藤 道 義 （鹿 島 建 設 （株 ）東 北 支 店 ）
307
平 成23
年 度 ダム工 学 会 賞 技 術 開 発 賞 （2012 年5
月 ）デジタルカメラ画 像 を用 いた粒 状 材 料 の粒 度 変 動 監 視 システム（画 像 粒 度 モニタリングシ ステム）
藤 崎 勝 利 （鹿 島 建 設 （株 ））
黒 沼 出 （鹿 島 建 設 （株 ））
岡 本 道 孝 （鹿 島 建 設 （株 ））
川 野 健 一 （鹿 島 建 設 （株 ））
武 井 昭 （鹿 島 建 設 （株 ））
平 成
25
年 度 ダム工 学 会 賞 論 文 賞 （2014 年5
月 ）デジタルカメラ画 像 を用 いたＣＳＧ材 の粒 度 変 動 監 視 システム 藤 崎 勝 利 （鹿 島 建 設 （株 ））
黒 沼 出 （鹿 島 建 設 （株 ））
川 野 健 一 （鹿 島 建 設 （株 ））
武 井 昭 （鹿 島 建 設 （株 ））
平 成
25
年 度 ダム工 学 会 賞 技 術 開 発 賞 （2014 年5
月 ） 打 球 探 査 法 による骨 材 品 質 判 定 及 び岩 級 判 別 手 法白 鷺 卓 （鹿 島 建 設 （株 ））
川 野 健 一 （鹿 島 建 設 （株 ））
大 井 篤 （鹿 島 建 設 （株 ））
藤 崎 勝 利 （鹿 島 建 設 （株 ））
吉 田 輝 （鹿 島 建 設 （株 ））
平 成
25
年 度 地 盤 工 学 会 賞 技 術 開 発 賞 （2014 年5
月 ）鋼 殻 補 強 コンクリートと地 盤 改 良 工 法 による杭 基 礎 の耐 震 補 強 技 術 石 堂 正 之 （モノレールエンジニアリング（株 ））
芝 田 正 則 （鹿 島 建 設 （株 ））
山 中 宏 之 （鹿 島 建 設 （株 ））
藤 崎 勝 利 （鹿 島 建 設 （株 ））
田 中 耕 一 （鹿 島 建 設 （株 ））
松 木 聡 （鹿 島 建 設 （株 ））
新 井 崇 裕 （鹿 島 建 設 （株 ））
