JP2013231290A - 堤防の構造と強化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】堤防への浸透水を阻止するのではなく、導水水抜きトンネル内へ導くことによって、浸透流速を弱めて堤防の破壊を阻止する構造と方法を提供する。
【解決手段】既設の堤防１の内部に、堤防１の長手方向と平行に水抜きトンネル２をシールド工法により構築する。トンネル壁面を構成するセグメントは、例えば透水性コンクリートのポーラスコンクリートで形成したセグメントの外周面に、厚みのある化学繊維層を取り付けた構造である透水性セグメント３を使用する。その透水係数は１０^−４から１０^０程度の範囲が好ましい。さらに、水抜きトンネル２の天井部に、鉛直に遮水壁４を構築する。
【選択図】図１

Description

本発明は堤防の構造と強化方法に関するものであり、特に既設の堤防を補強し強化した構造と方法に関するものである。

近年の降雨量の増加によって河川水位の上昇による堤防の破壊が各所で発生している。

特開２００６−１１２２２３号公報

堤防の破壊が各所で発生している原因は、河川における堤防は古くに構築したものが多く、どのような材料で構成してあるからは必ずしも明確ではないことからである。
そのために図４、５に示すように透水係数の高い、透水性のよい石材が使用されている場合には浸透流速により堤防ａ自体が破壊される可能性がある。
また堤防ａが粘土で構築されている場合には、高水位の状態が長期に続くと堤防ａが膨潤してやはり破壊される可能性がある。
さらに堤防ａの越水による破壊も知られている。

上記のような課題を解決するために、本発明の堤防の構造は、既設の堤防の内部に、堤防の方向と平行に構築したトンネルであり、トンネルの内面は透水係数が１０^-4から１０⁰程度の材料で構成したことを特徴としたものである。
また本発明の堤防の強化方法は、既設の堤防の内部に、シールド工法で堤防の方向と平行にトンネルを構築し、このトンネル内面は、透水係数が１０^-4から１０⁰程度のコンクリート製セグメントを構築することを特徴としたものである。

本発明の堤防の構造と強化方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 堤防への浸透水を阻止するのではなく、導水トンネル内へ導くことによって、浸透流速を弱めて堤防の負担を軽減するものである。
＜２＞ 堤防の内部に導水トンネルを構築することによって強度を増大させて、堤防を越水した場合にも堤防全体の大規模な破壊を阻止することができる。
＜３＞ 導水トンネルの直径が大きい場合には、平時にはその内部を道路として使用することもできる。

本発明の堤防の構造の実施例の説明図。 透水性材料による内張りの例としての透水性セグメントの説明図。 本発明の堤防の機能の説明図。 従来の浸透による崩壊の説明図。 従来の堤防の越水による崩壊の説明図。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞トンネルの構築
既設の堤防１の内部に、堤防１の長手方向、すなわち河川の流下する方向と平行に水抜きトンネル２を構築する。
この水抜きトンネル２の構築は従来公知の方法を採用することができる。
具体的にはシールド工法によって水抜きトンネル２を構築する。
シールド工法は公知の工法であるので詳細な説明は省略する。

＜２＞水抜きトンネルの内面
シールド工法でシールド水抜きトンネル２を構築する場合に、セグメントを組み合わせて水抜きトンネル２内面を保護する。
その場合に本発明の構造、方法では、透水係数の低い、透水性セグメント３を使用する。
例えば、透水性コンクリートのポーラスコンクリート３１で形成したセグメントの外周面に、厚みのある化学繊維層３２を取り付けた構造である。（図２）
ところでセグメントは一般にシールド掘進機が抜け出すと円形から楕円形に変形するから、シールド掘進機で掘削した水抜きトンネル２の地山とセグメント３背面との間に空隙が生じる。
その空隙には、セグメント３の充填穴から砂を充填して、シールド水抜きトンネル２の透水性を確保する。

＜３＞透水係数の下限
水抜きトンネル２の内面を、透水性セグメント３のような透水係数の低いセグメントで構築するが、そのセグメントの透水性の範囲について説明すると以下の通りである。
まず本発明の水抜きトンネル２の透水係数は１０^-4以上の透水係数を備えていることが好ましい。
このように水抜きトンネル２内面の透水係数を１０^-4を下限としたのは次のような理由である。
すなわち、透水係数が１０^-4程度は、透水性が良好な範囲の下限として認められている。
その場合の砂の粒径は、０．０１ｍｍである。
堤防１材料が透水係数１０^-4程度以上の砂礫の場合では、砂礫の移動を防止するために浸透流速を抑えるとともに、０．０１ｍｍ以上の粒径の砂礫の水抜きトンネル２内への侵入を抑えることができる。
このように、透水係数を１０^-4を下限とすることによって、堤防１の変形を防止しながら、排水が可能となる。

＜４＞透水係数の上限
透水係数が大きいほど、水は流れやすい。
したがって本発明の水抜きトンネル２の内面の透水係数が１０^-4以上であるとしても、その上限がある。
すなわちその限界は１０⁰程度である。
その上限を１０⁰程度としたのは、これが１ｍｍ粒径の砂の透水係数だからである。
そして堤防１を構成する材料は、大きくても１ｍｍ粒径の砂が限度だからである。

＜５＞浸透水の導入
次に本発明の堤防１の構造における浸透水の導入について説明する。
高水位の場合に、浸透水を水抜きトンネル２内に導くことによって、浸透流速を弱めることができる。
その結果、堤防１の破壊を防止することができる。
これは高水位の場合に、透水性セグメント３を通して浸透水を導入することにより、浸透流速を構成材料の流出を阻止できる値以下に制御して水抜きトンネル２内に導入するからである。
その結果、堤防１の破壊を防止することができる。

＜６＞遮水壁の構築
水抜きトンネル２の天井部に、鉛直に遮水壁４を構築する。
すなわち水抜きトンネル２の天井部から、堤防１の表面近くまで、コンクリート製の遮水壁４を鉛直に構築する。
この遮水壁４が存在することによって、洪水が堤防１を越水した場合でも堤防１の破壊を防止することができる。

１：堤防
２：水抜きトンネル
３：セグメント
４：遮水壁

Claims (2)

1. 既設の堤防の内部に、
   堤防の長手方向と平行に構築した水抜きトンネルを備え、
   この水抜きトンネルの内面は、透水係数が１０^-4から１０⁰程度の材料で構成したことを特徴とする、
   堤防の構造。
2. 既設の堤防の内部に、
   シールド工法で堤防の長手方向と平行に水抜きトンネルを構築し、
   この水抜きトンネル内面は、透水係数が１０^-4から１０⁰程度のコンクリート製セグメントで構築することを特徴とする、
   堤防の強化方法。

Images