実績紹介

八ッ場発電所 実施設計業務委託

中小水力発電平成30年度群馬県吾妻発電事務所様

(1)業務の概要
本業務は、八ッ場発電所の建設にあたり、最適な発電所の設計と、既存設計で未実施の「基本設計」及び「詳細設計」を行うことを目的とした業務でした。

 

(2)発電計画の概要
本発電計画は、国土交通省にて建設の八ッ場ダムの直下流左岸側に建設する発電所で、八ッ場ダムの放流水を利用した、最大出力11,700kWのダム式発電所です。ダムの利水放流管から分岐させた発電専用管にて導水した水を発電に利用し、その後、無圧放水路トンネルにて下流河川へ放流する計画でした。
水車は、変流量に対応するために両掛け横軸フランシス水車の採用が決定しておりました。

 

(3)本設計業務における特徴
本設計業務を受注した段階で発電所の1次掘削は完了し、ダム本体も着手した状態でした。また、当該地点は「名勝吾妻峡」に指定されており、様々な制約を受ける地点になります。

① 基本設計の見直し
既存の設計資料成果、設計図書及び発注者からの指示事項をもとに、設計対象設備における基本事項(位置、規模、機能、形状及び材質)の確認・整理を行い、必要性、経済性及び施工性などを総合的に勘案し、必要に応じて比較検討を行ったうえで、最適な基本事項の検討を再度行いました。

② レイアウト設計
可能な限り地上露出部を少なくしたいとの要望があることを踏まえて発電所のレイアウト設計を行いました。
地上に露出する要素は、搬入出口、換気設備及び放水路制水ゲート立坑等のみとし、これらの設備を集約し地上露出部をコンパクトにまとめました。

③ 詳細設計
基本設計修正案の構造を基に、発電所本体構造の仕様決定を行いました。発電所本体構造は、地上露出要素を最小限に抑えるレイアウトとしたことから大部分は地下埋設構造となりました。

発電所の構造は立坑と搬入口以外は地下埋設型式とし、地下2階を水車発電機室、地下1階を配電盤室及び主変圧器室としました。中間スラブについては施工性が優位な床版構造とし、上部スラブは構造的に有利な門型の梁構造としました。

地下構造は、最大埋設深さが約40mと深いことから、地下2階部分は周辺岩盤までコンクリートで埋戻しを行い、施工性および安全性を向上させました。

また、地下1階に配置する重量物(主変圧器)は中間スラブ上に設置することが困難であったため、上述したコンクリート基礎に支持させることとしました。

放水庭については、水車形式が両掛け水車であることから放水庭を左右対称とし、水面の安定性が確保できる構造としました。

下流左岸側から撮影(中間スラブ)
上流側から撮影(中間スラブ)

担当者から

近年は、農業用水を活用した小水力発電所の設計を主に担当しており、今回のような発電出力が10,000kW以上の新設発電所設計は初めての案件でした。

今回の業務は、大規模な工事であるため施工性・安全性・工期短縮等を含めた施工計画の立案に配慮しながら設計を行いました。

実際に工事が始まると様々なトラブルがあり、設計の難しさを痛感しましたが、適切に対処を行う事により工事は問題なく進んでいる状況です。

今後、現状の水力発電所の開発状況を考慮すると、今回の規模程度の発電所計画は多くないと思われますが、既設発電所のリプレースには今回の設計ノウハウが生かせると思いますので、今回以上の良い設計ができるよう努力したいと思います。

第二土木部荒本 清之

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