JP2005200933A - コームダム - Google Patents

Abstract

【課題】施工時間や工費がかからず、メンテナンスが簡単なコームダムを提供する。
【解決手段】河川を横断するように配設されて、流木や土石流を堰き止めるコームダムであって、下流側と上流側とに、下部が地中に埋没するように河床に立設された複数本の杭１１、１２と、杭間を連結し、上面２３ｄが下流に向けて高くなるように傾斜して設けられた連結桿２３とからなるユニット１４が、複数個、間隔を設けて河幅方向に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、河川内に配置され、土石流や流木等を堰き止めるコームダムに関するものである。

従来、河川内の土石流や流木を堰き止め、減勢させるためにスリットダムが利用されている。例えば、間隔を設けて配置される３本以上の支柱を、横方向に延びるように配置される連結部材によって連結して立体構造のユニットを構成し、このユニットを、河川横断方向に間隔をおいて複数配置し、形成するスリットダムが知られている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、上記構成のスリットダムは、河川内に支柱を固定するためのコンクリートによる河床基盤や側壁を必要とするので、施工時間や工費がかかってしまう。さらに、支柱が河床基盤によって連結されてスリットダム全体が一体化して形成されているので、１本の支柱が破損すると他の支柱にも影響し、破損箇所が大きくなってしまうという不具合がある。
特開昭６３−２８９１０６号公報

解決しようとする問題点は、従来のスリットダムは、河川内にコンクリートによる側壁や河床基盤が必要となり、施工時間や工費がかかる点である。さらに、スリットダム全体がコンクリートの河床基盤によって一体化されて形成されているので、部分的な破損が全体に影響する点である。

本発明は、河川を横断するように配設されて、流木や土石流を堰き止めるコームダムであって、下流側と上流側とに、下部が地中に埋没するように河床に立設された複数本の杭と、該杭間を連結し、上面が下流に向けて高くなるように傾斜して設けられた連結桿とからなるユニットが、複数個、間隔を設けて河幅方向に配置されていることを特徴とする。

また、前記連結桿は、流水方向に延びるように配設されていることを特徴とする。
また、河幅方向に配設された前記複数のユニットのうち、中央部に位置する２つのユニット同士の間隔が、他のユニット間の間隔よりも大きいことを特徴とする。
また、前記杭が索道用の支柱として用いられることを特徴とする。

本発明のコームダムは、簡単な構成であるので、工期短縮、コスト削減を図ることができる。さらに、コンクリートによる基礎部を用いていないので、部分的な破損が全体に影響することがなく、メンテナンスが容易となる。

本発明によるコーム（ｃｏｍｂ：櫛）ダムについて、第１〜第３の実施形態を挙げて詳しく説明する。
(第１実施形態)

図１は、本発明によるコームダムを河川の下流側から見た際の正面図であり、図２は、図１に示したコームダムの側面図である。図３は、このコームダムの上面図であり、図４は、コームダムを上流側から見た際の概略図である。
本発明によるコームダム１０は、第１の杭１１、第２の杭１２及び連結桿２３からなるユニット１４（図２、図４参照）が、複数個（図１では１４個）、河幅方向（矢印Ａ方向）に一列に配置されて構成されている。

図２に示されるように第１の杭１１と第２の杭１２は、長さの異なる同一構造の杭からなり、どちらも下部が河床の地中２１に埋め込まれて鉛直方向に地上に立設されている。また、第２の杭１２は、第１の杭１１よりも上流Ｄ側に配置される。
第１及び第２の杭１１、１２は、例えば図１２に示されるように筒状の鋼管杭３０の内部に鉄筋籠（図示せず）が挿入され、さらにセメント系のモルタル、コンクリート等の充填材３１が充填されて形成される。また、地中２１に第１及び第２の杭１１、１２を固定するにあたり、図１３に示されるように掘削壁３２と鋼管杭３０の外周面３０ａとの間に隙間３３が生じる場合は、この隙間３３にもモルタル、コンクリート等の充填材３４が充填される。

第１の杭１１の地上に立設される長さｓ（図２参照）は、河川の流木や土石流を堰き止めるのに充分な長さに設計される。一方、第２の杭１２の地上に立設される長さｎは、長さｓよりも短く設定される。
また、第１及び第２の杭１１、１２の地中に埋没される長さｍ、ｐは、地上に立設される部分が土石流や流木の衝撃に耐え得るように充分な長さに設計される。岩盤等の硬質地盤に杭の下部が打ち込まれると好適である。
このように第１及び第２の杭１１、１２の大きさや、長さｓ、ｍ、ｎ、ｐは、河川の規模や地質等を考慮して設計される。

鉄等の金属が板状に形成されてなる連結桿２３は、上方に向けた面（上面）２３ｄが下流に向けて高くなるような傾斜姿勢で、両端部がそれぞれ第１の杭１１と第２の杭１２に固定されることにより、両者を地上で連結する。つまり、連結桿２３の第２の杭１２に対する固定位置１２ａが、地面２０付近であるのに対し、第１の杭１１に対する固定位置１１ａは第１の杭１１の中途部の、固定位置１２ａより高い位置に設定される。
このとき、連結桿２３の第１及び第２の杭１１、１２に対する固定は、溶接或いはボルトを介してなされる。

図１に示されるように、コームダム１０は、上記構成からなるユニット１４が、複数個、河幅方向（矢印Ａ方向）に間隔を設けて一列に配置されて形成される。この際、複数個のユニット１４は、第１の杭１１と第２の杭１２が、それぞれ河幅方向（矢印Ａ方向）に一列に並ぶように配置され、連結桿１３は、流水方向（矢印Ｅ方向）に延びるように配置されるとよい（図３参照）。つまり、ユニット１４は、第２の杭１２が、第１の杭１１に対して流水方向（矢印Ｅ方向）の上流Ｄ側に位置するように配置される。

コームダム１０において、一列に並ぶ複数本の第１の杭１１は、その上端部の高さが揃うように配置される。これと同様に、一列に並ぶ複数本の第２の杭１２も、その上端部の高さが揃うように配置される。さらに、複数枚の連結桿２３は、傾斜角度、高さ位置を揃えて、略同一面上に配置される（図４参照）。
そして、河幅方向に配設された複数のユニットのうち、中央部に位置するユニット同士の間隔Ｂは、他のユニット間の間隔Ｃよりも大きく設けられる。例えば、間隔Ｂはパワーショベル等、流木や土石流を除去する際に用いる機械のバケットが入る長さに設定されるとよい。複数設けられる間隔Ｃについては、等しい距離でも異なる距離でもよく、その距離は河川の規模等、現場状況に応じて設定される。

より具体的に説明するため、上記構成によるコームダムの大きさの一例を次に挙げる。例えば、第１の杭１１及び第２の杭１２を形成する鋼管杭３０として、直径０．４ｍで厚さ９．５ｍｍの一般構造用炭素鋼管を用いる。コームダム１０の中央に位置するユニット１４ｐ（図１参照）の第１の杭１１ｐは、地中に２０ｍ（図２の長さｍ）埋め込まれ、地上で１０ｍ（長さｓ）立設される。これに対して第２の杭１２ｐは、地中に２０ｍ（長さｐ）埋設され、地上で５ｍ（長さｎ）立設される。第１の杭１１ｐと第２の杭１２ｐの間隔ｔは、４〜５ｍに設定される。また、連結桿２３ｐは、幅が２０〜５０ｃｍで、地面２０から５ｍ程度上方の位置で第１の杭１１ｐに固定され、地面２０付近で第２の杭１２ｐに固定される。
そして、コームダムの中央部のユニット間隔Ｂは２ｍで、その他のユニット間隔Ｃは０．５〜１ｍの等間隔に設けられる。
（第２実施形態）

次に本発明によるコームダムの他の実施形態を説明する。図６は、コームダムの側面図であり、図８は上面図である。
このコームダム３０は、第１の杭１１、第２の杭１２、第３の杭１３及び連結桿２３ａ、２３ｂによって構成されるユニット２５が、複数個、河幅方向（矢印Ａ方向）に間隔を設けて一列に配置されて形成される。

ユニット２５において、第１の杭１１、第２の杭１２及び第３の杭１３は、この順に河川の下流側から上流Ｄ側へ、間隔を設けて一列に配置される。第１の杭１１、第２の杭１２及び第３の杭１３は、それぞれ下部が河床の地中に埋没されて地上に立設されている。これら杭の構造は、前述と同様、鋼管杭の内部に鉄筋籠が挿入され、さらにセメント系のモルタルやコンクリート等の充填材が充填されて形成されたものが好適である。また、第1の杭１１の地上に立設される長さｓは、河川の流木や土石流を堰き止めるのに充分な長さに設計される。そして、第２の杭１２は、長さｓよりも短い長さｑで、さらに第３の杭１３は、長さｑよりも短い長さｒで地上に立設される。つまり、これら複数の杭の地上での長さは、上流Ｄ側に向かって徐々に短くなるように設定される。そして、これら杭の地中に埋没される長さｍ、ｕ、ｗは、前述の実施形態と同様に、地上に立設される部分が土石流や流木の衝撃に耐え得るように設計される。このように、３本の杭の大きさや、埋没される長さ、地上に立設される長さは、河川の規模や地質等を考慮して決められることは前述の実施形態と同様である。
また、第１の杭１１と第２の杭１２の間隔ｔと、第２の杭１２と第３の杭１３の間隔ｙは、同一距離でもよいし、異なる距離でもよい。

板状の２枚の連結桿２３ａ、２３ｂは、同一の厚さと幅を有し、長さは、前記間隔ｔと間隔ｙに応じて決められる。
そして、連結桿２３ａ、２３ｂは、その両端部が隣合う杭にそれぞれ固定されることにより、２本の杭を地上で連結している。第１の連結桿２３ａは、上方に向けた面（上面）が、下流に向けて高くなるような傾斜姿勢で、第１の杭１１と第２の杭１２の地上部分に固定されることにより両者を連結する。第２の連結桿２３ｂは、第１の連結桿２３ａと同様、上方に向けた面（上面）が、下流に向けて高くなるような傾斜姿勢で、第２の杭１２と第３の杭１３の地上部分に固定されることにより両者を連結する。第２の連結桿２３ｂの第３の杭１３に対する固定位置は、地面２０付近である。そして、第１の連結桿２３ａと第２連結桿２３ｂの、第２の杭１２に固定される高さ位置が略同一に設定されることで、２枚の連結桿２３ａ、２３ｂの上面によって、下流側から上流側の地面２０へ連続する傾斜面ができる。

このとき、図６に示されるように第１の連結桿２３ａの延長上に第２の連結桿２３ｂを配置して、両者合わせた形状が一枚の板状になるように構成してもよいし、図７に示されるように、両者の傾斜角度を変えて段階的な斜面となるように構成してもよい。勿論、図６の場合、一枚の連結桿によって第１、第２及び第３の杭１１、１２、１３を連結してもよい。

このようにユニットは、２本以上の杭が連結桿を介して連結されることによって構成される。この際、複数枚の連結桿は、その上面が下流側から上流側の地面付近に向けて連続して低くなる傾斜面を作るように固定される。勿論１枚の連結桿によって複数本の杭が連結される構成であってもよい。
そして、複数のユニット２５が、図８に示すように河幅方向（矢印Ａ方向）に一列に間隔を空けて配置されることにより、コームダム３０が形成される。このとき、第１実施形態と同様に、それぞれの連結桿２３ａ、２３ｂが流水方向（矢印Ｅ方向）に延びるように配置される。また、複数本の第１、第２及び第３の杭１１、１２、１３は、それぞれ上端部の高さが揃うように配設される。
複数枚の連結桿２３ａは、傾斜角度、高さ位置を揃えて、略同一面上に配置され、複数枚の連結桿２３ｂも、傾斜角度、高さ位置を揃えて、略同一面上に配置される。
また、コームダム３０の中央部にあたるユニット間の間隔Ｂは、他のユニット間の間隔Ｃよりも大きく設けられる。複数設けられる間隔Ｃについては、等しい距離でも異なる距離でもよい。
（第３実施形態）

図９は、本発明によるコームダムの、他の実施形態の上面図である。このコームダム４０は、第１実施形態で説明したコームダム１０において、さらに隣同士のユニット１４が補助連結桿２４で連結されて形成されたものである。
板状の補助連結桿２４は、連結桿２３の第１及び第２の杭１１、１２に対する固定位置の直近で両端部がそれぞれ第１及び第２の杭に固定されて、上方に向けた面（上面）が、下流に向けて高くなるように傾斜して設けられている。補助連結桿２４の杭に対する固定は、溶接或いはボルトを介してなされる。
ユニット１４の間隔Ｃの距離は、同一でも個々別々でもよいが、コームダム４０の中央部には、補助連結桿２４が配設されずに、間隔Ｃより大きい距離の間隔Ｂが設けられる。図９に示したコームダムでは、間隔Ｃを同一に設け、複数枚の補助連結桿２４は、互いに平行に配設されている。

図１０に示されるコームダム４１では、河幅方向（矢印Ａ方向）に対して直角でない一定の角度αを有して連結桿２３が配置されるように、複数のユニット１４が配置されている。そして、隣接するユニット１４同士の互いの距離が小さい方の、第１の杭１１と第２の杭１２が、補助連結桿２４によって連結されている。このとき、補助連結桿２４は、連結桿２３の杭に対する固定位置の直近で両端部がそれぞれ固定されることにより、上方に向けた面（上面）が下流に向けて高くなるように傾斜して配設されている。つまり、図１０に示すように連結桿２３と補助連結桿２４が、ジグザグに配置されるようにユニット１４が配置され、連結される。
ユニット間の間隔Ｃの距離は、一定であっても個々別々であってもよいが、中央部に間隔Ｃよりも大きい距離の間隔Ｂを設けて、コームダム４１が２分される形にするとよい。

さらに、本発明によるコームダムは、上記構成に限定されず様々に設計変更可能である。例えば、連結桿２３は、ユニットにおいて上面２３ｄが下流に向けて高くなるように傾斜して設けられていればよく、図１４に示されるような断面が台形の柱状であってもよい。この場合、コームダムにおいて、複数の連結桿２３の上面２３ｄは、傾斜角度、高さ位置が揃えられて、略同一面上に配置されるとよい。
また、図５に示されるように連結桿２３より下方位置で第１の杭１１と第２の杭１２を連結する補強部材２６を設けて、ユニット１４を補強してもよい。補強部材２６は、棒状或いは板状に形成され、杭に対する固定は、溶接或いはボルトを介してなされる。

第１〜第３実施形態で説明したコームダムは、まず、第１、第２及び第３の杭１１、１２、１３をコームダムの配設場所の、河床のそれぞれの位置で、下部が地中に埋没するように立設させ、その後、連結桿２３、補助連結桿２４及び補強部材２６をこれら杭に固定して施工される。
第１〜第３の杭の施工方法は何ら限定されるものではないが、例えば鋼管杭を用いた次のような工法が、傾斜の厳しい山地の河川でも作業効率良く施工でき有利である。

まず、施工地盤にエアーハンマとこれに接続されたロッド管を備えた杭打装置を設置する。そして、この杭打装置に建て込まれた鋼管杭にエアーハンマを挿入し、エアーハンマの先端に設けられた削孔ビット（Ｓ型ビット）により掘削を行う。このとき、ロッド管の管壁内に形成された通気孔を通じてエアーハンマへ送り込まれた圧縮空気を、削孔ビットの外周側の通気孔より噴出させ、中心側の通気孔よりスライムと共に回収してロッド管内を通じて外方へ排出しながら鋼管杭を埋め込む。こうして、施工地盤を掘削しながら鋼管杭を埋め込んでいく。
そして、鋼管杭を埋め込んでは鋼管杭どうしを溶接によって繋ぎ合せて、再度鋼管杭を埋め込むことで、所定の深さに埋没させる。鋼管杭を同芯に端部同士で繋ぎ合せていくことで、下部が地中に所定長さ埋没されて所定長さ地上に立設された鋼管杭を得ることができる。

その後、鋼管杭３０内に充填材を注入し（図１２参照）、第１、第２或いは第３の杭とする。充填材を注入する前に、鋼管杭内に鉄筋籠を挿入するとよい。さらに鋼管杭３０の外周面３０ａと掘削壁３２との間の隙間３３に充填材３４を充填させる場合（図１３参照）は、鋼管杭３０内に充填材を注入後、充填材を圧入して、最下端側の鋼管杭の下端開口３０ｂ及び周壁に穿孔された充填孔３０ｃから、充填材３４を隙間３３に回り込ませる。
このような施工方法によると、傾斜の急な山間にある河川でも、簡単に複数本の杭を立設することができる。

本発明のコームダムによれば、杭の間隔によって水の流れを妨げることなく、流木や土石流を捕捉することができ、生態系を守ることができる。
また、コームダムは、連結桿の上面が下流側へ向かって高くなる傾斜面となっているので、比較的重い土石や流木を連結桿の上流側で堰き止めて効果的に減勢させることができる。そして、最終的には最下流側に配設されている第１の杭によって流木や土石流を捕捉することができる。こうして流木や土石流を減勢させて第１の杭によって捕捉する構成なので、巨礫が第１の杭側に集中することがなく、目詰まりやダムの崩壊が防止され、コームダムの耐久性を増すことができる。

従来のスリットダムは、コンクリートの基礎部を必要とする上に、複雑な構造なので材料費、加工費がかかり、施工に時間がかかっていた。しかしながら、本発明のコームダムは、コンクリートの基礎部が不要な上、簡単な構造からなるので、工事費の削減や工期の短縮に有効である。また、コンクリートの大きな基礎部がないので、自然環境を守ることができる。
さらに、従来のスリットダムはコンクリートの基礎部によって一体化されているので、一部が土石流によって変形、崩壊すると、スリットダム全体に影響し、修理に時間がかかっていた。その点、本発明のコームダムは、独立した杭によって構成され、たとえ補助連結桿によって連結されていても、コンクリートの基礎部に比べて連結が強固ではないので、一部の変形、崩壊がコームダム全体に影響することがなく、簡単に修理することができる。

また、コームダムの中央部の間隔Ｂをパワーシャベルのバケットが挿入可能な大きさに設ければ、コームダムに捕捉されて溜まった土砂や、流木等を簡単にコームダムから取り除くことができ、良好にコームダムを維持管理することができる。

さらに、このコームダムを河川の上流側から下流側の数箇所に配設すれば、段階的に土石流や流木を堰き止めることができる。またこの場合、コームダムごとに、１本の第１の杭１１ｆを他の杭よりも長く地上に立設させ（図１１参照）、これらをワイヤによって連結すれば、杭を索道用の支柱として用いることができる。この索道を利用すれば、山中の河川であって道が無い場合に、上流側から下流側へ良好に土石流や流木等を搬出することができる。さらに、資材や機材を上流側へ運搬することもできる。索道用の支柱にする杭は、第１〜第３の杭のどの杭でもよい。また、その杭は、河川の中央側に位置するものであっても、河岸側のものであってもよく、河川の形等によって決められるが、索道をなるべく直線的に形成できる点では中央側が有利である。

また、本発明のコームダムを正面から見ると、横方向に延びる部材が無いので圧迫感がなく、周囲の風景に溶け込んで違和感を与えることがない。さらに、コームダムに緑色や茶色等の塗装を施せば、より一層、周囲の風景に調和するコームダムを提供できる。

本発明によるコームダムの正面図である。 図１に示したコームダムの側面図である。 図１に示したコームダムの上面図である。 図１に示したコームダムを上流側から見た際の概略図である。 他の実施形態のコームダムの側面図である。 第２実施形態のコームダムの側面図である。 第２実施形態のコームダムの側面図である。 第２実施形態のコームダムの上面図である。 第３実施形態のコームダムの上面図である。 第３実施形態のコームダムの上面図である。 他の実施形態のコームダムの正面図である。 杭の断面図である。 他の施工方法による杭の断面図である。 連結桿の他の形状を示す側面図である。

符号の説明

１０ コームダム
１１ 第１の杭
１２ 第２の杭
１３ 第３の杭
１４、２５ ユニット
２３ 連結桿
２４ 補助連結桿
３０ 鋼管杭
３１ 充填材
３２ 掘削壁
３３ 隙間

Claims (4)

1. 河川を横断するように配設されて、流木や土石流を堰き止めるコームダムであって、
   下流側と上流側とに、下部が地中に埋没するように河床に立設された複数本の杭と、
   該杭間を連結し、上面が下流に向けて高くなるように傾斜して設けられた連結桿とからなるユニットが、複数個、間隔を設けて河幅方向に配置されていることを特徴とするコームダム。
2. 前記連結桿は、流水方向に延びるように配設されていることを特徴とする請求項１記載のコームダム。
3. 河幅方向に配設された前記複数のユニットのうち、中央部に位置する２つのユニット同士の間隔が、他のユニット間の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載のコームダム。
4. 前記杭が索道用の支柱として用いられることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のコームダム。

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