JP2017206851A - 沿岸構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ安価な構成により、海水や河川水等の越流による脚部の洗掘を抑制することを可能とした沿岸構造物を提案する。【解決手段】構造物本体２と、構造物本体に併設された気体導入管３とを備える沿岸構造物１であって、気体導入管３は、少なくとも一部が構造物本体２の内部に配管されており、構造物本体２の陸地側面において開口している排気口５と、構造物本体２の天端よりも高い位置において大気中で開口している吸気口５を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、沿岸構造物に関する。

津波や河川増水等が発生すると、堤防やケーソン等の沿岸構造物を海水や河川水が越流する場合がある。越流水は、沿岸構造物の陸地側の落下点において地表面を洗掘してしまう。
また、沿岸構造物を海水や河川水が越流すると、越流時に沿岸構造物の陸地側に負圧が発生する。そのため、越流水は、負圧により沿岸構造物側に吸い寄せられてしまい、沿岸構造物の陸地側の表面に沿うように流れてしまう。その結果、越流水の落下地点が沿岸構造物の脚部近傍になり、沿岸構造物の基礎部分が洗掘されることで、沿岸構造物が転倒してしまうおそれがある。
特許文献１には、海側に形成された主防潮堤の陸側に離間して副防潮堤を形成することで、越流が生じた場合であっても、越流水の水流を減勢させることで、陸地側での越流水による洗掘を防止する防潮堤が開示されている。
また、特許文献２には、防波堤に隣接してブロック体を設けることで、防波堤の脚部を補強する補強構造が開示されている。

特開２０１３−２３４５４４号公報 特開２０１５−００４１７７号公報

特許文献１の防潮堤は、大規模な構造なため、広い用地が確保できる場所においてのみ適用可能である。また、主防潮堤と副防潮堤との二つの構造物を構築する必要があるため、施工に手間と費用がかかる。
また、特許文献２の補強構造も、十分な大きさを有したブロック体を複数配置する必要があるため、施工に手間と費用がかかる。
そのため、本発明は、簡易かつ安価な構成により、海水や河川水等の越流による脚部の洗掘を抑制することを可能とした沿岸構造物を提案することを課題とする。

このような課題を解決する本発明の沿岸構造物は、構造物本体と、気体導入管とを備えるものであって、前記気体導入管は、前記構造物本体の陸地側面において開口している排気口と、大気中で開口している吸気口を備えていることを特徴としている。
かかる沿岸構造物によれば、沿岸構造物を越流するような津波や増水が生じた場合であっても、沿岸構造物の転倒を防止することができる。すなわち、海水や河川水の越流時に構造物本体の陸地側において負圧が生じると、気体導入管を介して構造物本体の陸地側に空気が供給され、負圧状態が緩和あるいは解消される。そのため、越流水が構造物本体から離れ、越流水の落下地点が沿岸構造物の脚部から離れた位置となり、ひいては、越流水による洗掘を防止することが可能となる。つまり、本発明によれば、沿岸構造物が転倒することを防止することができる。
また、当該沿岸構造物は、通常の構造物に対して、気体導入管を配管するのみの簡易な構成のため、施工性に優れ、なおかつ、安価である。

なお、前記気体導入管の少なくとも一部が前記構造物本体内に配管されており、前記吸気口が、前記構造物本体の天端よりも高い位置に配置されているか、あるいは、前記構造物本体の陸地側において当該構造物本体から離れた位置に配置されているのが望ましい。
また、前記気体導入管は、複数の排気口を備えていてもよい。

本発明の沿岸構造物によれば、海水や河川水等が越流した場合であっても、損傷が生じることを防止することができる。

第一の実施形態に係る沿岸構造物を示す図であって、（ａ）は海側から望む斜視図、（ｂ）は陸側から望む斜視図である。 越流時の沿岸構造物を模式的に示す断面図であって、（ａ）本実施形態の沿岸構造物、（ｂ）は従来の沿岸構造物である。 本実施形態の沿岸構造物の効果を確認するために実施した実証実験のモデル図であって、（ａ）は実施例、（ｂ）は比較例である。 同実証実験結果を示すグラフである。 第二の実施形態に係る沿岸構造物を示す図であって、（ａ）は海側から望む斜視図、（ｂ）は陸側から望む斜視図である。 第三の実施形態に係る沿岸構造物を陸側から望む斜視図である。 第四の実施形態に係る沿岸構造物を示す断面図である。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態では、湾岸に形成された防潮堤（沿岸構造物）１について説明する。
防潮堤１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本体部（構造物本体）２および気体導入管３を備えている。
本体部２は、鉄筋コンクリートにより壁状に形成されている。なお、本体部２の形状および本体部２を構成する材料は限定されるものではない。
気体導入管３は、本体部２の海側面に併設されている。本実施形態では、本体部２の長手方向に対して間隔をあけて、複数の気体導入管３が配管されている。本実施形態の気体導入管３は、円形断面の鋼管により構成されている。なお、気体導入管３の断面寸法および材質は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。例えば、気体導入管３に塩化ビニル管を使用してもよい。本実施形態の気体導入管３は、既存の防潮堤１（本体部２）に対して後施工により配管されたものである。なお、気体導入管３は、防潮堤１の施工時に配管してもよい。

気体導入管３は、本体部２の海側面に沿って上下に延びる縦管３１と、縦管３１の下端から本体部２を貫通して陸側面に延びる横管３２とによりＬ字状に形成されている。縦管３１の上端（吸気口４）は、防潮堤１を越流する津波の想定高さよりも高い位置において開口している。横管３２の先端（排気口５）は、本体部２の陸側面において開口している。

防潮堤１０を越流するような津波が生じると、防潮堤１０の陸地側において負圧が生じるため、図２（ｂ）に示すように、越流水Ｗが防潮堤１の陸側面に沿って落下する場合がある。この場合には、防潮堤１の脚部が洗掘されるおそれがある（図２（ｂ）の凹部Ｄ参照）。
一方、本実施形態の防潮堤１によれば、本体部２の陸地側に負圧領域が形成されると、図２（ａ）に示すように、気体導入管３を介して本体部２の陸地側に空気Ａが供給される。すなわち、排気口５側が負圧になると、気体導入管３を介して吸気口４から吸気された空気Ａが排気口５から排出される。そのため、本体部２の陸地側では、排気口５から供給された空気Ａによって、負圧状態が緩和あるいは解消される。その結果、越流水Ｗが本体部２の陸地側面から離れ、越流水Ｗの落下地点が本体部２の脚部から離れた位置に移動し、ひいては、越流水Ｗによる本体部１の脚部の洗掘が防止される。このように、本実施形態の防潮堤１によれば、通常の本体部２に気体導入管３を配管するのみの簡易な構成なため、施工性に優れており、かつ安価である。

次に、本実施形態の防潮堤１（実施例）の効果を確認するために実施した水理実験の結果を示す。
本実証実験では、縮尺１／２５の堤体模型を二次元水路（幅０．４ｍ）に設置し、越流水深または流量をパラメーターとして、実験を行った。実験では、ポンプにて定常流を発生させて、堤防を越流させた際の表面圧力を測定した。本実証実験では、図３（ａ）に示すように、防潮堤１を盛土上に形成した。また、比較例として、気体導入管３を有していない防潮堤１０についても同様の実験を行った。
図４に示すように、実施例では、比較例に比べて防潮堤１から離れた位置において圧力が上昇する結果となった。図３（ｂ）に示すように、気体導入管を有していない防潮堤（比較例）１０では越流水が防潮堤の陸側面に沿って流れるのに対して、図３（ａ）に示すように、実施例では防潮堤１の陸側面に空気Ａの層が形成されて、越流水Ｗが防潮堤１の脚部から離れた位置に落下することが確認できた。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、本体部（構造物本体）２および気体導入管３を備えた防潮堤１について説明する。
本体部２は、鉄筋コンクリートにより壁状に形成されている。なお、本体部２の形状および本体部２を構成する材料は限定されるものではない。

気体導入管３は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、本体部２の海側面に併設されている。
気体導入管３は、本体部２の海側面に沿って上下に延びる縦管３１と、縦管３１の下端から本体部２の長手方向に沿って延びる横管３２と、横管３２から本体部２を貫通して陸側面に延びる複数の分岐管３３，３３，…とを備えている。
横管３２は、本体部２の海側面に沿って配管されている。各分岐管３３は、本体部２の長手方向に所定の間隔をあけて配管されている。縦管３１の上端（吸気口４）は、防潮堤１を越流する津波の想定高さよりも高い位置において開口している。分岐管３３の先端（排気口５）は、本体部２の陸側面において開口している。

防潮堤１０を越流するような津波が生じると、本体部２の陸地側において負圧が生じ、越流水が防潮堤１０のる区側面に沿って落下する（図２（ｂ）参照）。
一方、本実施形態の防潮堤によれば、本体部２の陸地側に負圧領域が形成されると、気体導入管３を介して本体部２の陸地側に空気が供給される。すなわち、排気口５側が負圧になると、気体導入管３を介して吸気口４から吸気された空気が排気口５，５，…から排出される。そのため、本体部２の陸地側では、排気口５，５，…から供給された空気によって、負圧状態が緩和あるいは解消される。その結果、越流水が本体部２の陸地側面から離れ、越流水の落下地点が構造物の脚部から離れた位置に移動し、ひいては、越流水による洗掘が防止される。このように、本実施形態の防潮堤１によれば、通常の本体部２に気体導入管３を配管するのみの簡易な構成なため、施工性に優れており、かつ安価である。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態では、第一の実施形態と同様に、本体部（構造物本体）２および気体導入管３を備えた防潮堤１について説明する。
本体部２は、鉄筋コンクリートにより壁状に形成されている。なお、本体部２の形状および本体部２を構成する材料は限定されるものではない。

気体導入管３は、図６に示すように、本体部２の内部に配管されている。
気体導入管３は、上端が本体部２の上端面から突出している縦管３１と、縦管３１の下端から本体部２の長手方向に沿って延びる横管３２と、横管３２から本体部２の陸側面に延びる複数の分岐管３３，３３，…とを備えている。
各分岐管３３は、本体部２の長手方向に所定の間隔をあけて配管されている。縦管３１の上端（吸気口４）は、防潮堤１を越流する津波の想定高さよりも高い位置において開口している。分岐管３３の先端（排気口５）は、本体部２の陸側面において開口している。
本実施形態の防潮堤１によれば、第二の実施形態の防潮堤１と同様の作用効果を得ることができる。
なお、気体導入管３は、縦管３１の下端から本体部２の陸側面に延びる横管３２を備えたＬ字状の管路であってもよい。この場合には、本体部２の長手方向に間隔をあけて、複数の気体導入管３を配管する。

＜第四の実施形態＞
第四の実施形態では、第一の実施形態と同様に、本体部（構造物本体）２および気体導入管３を備えた防潮堤１について説明する。
本体部２は、鉄筋コンクリートにより壁状に形成されている。なお、本体部２の形状および本体部２を構成する材料は限定されるものではない。

気体導入管３は、図７に示すように、本体部２の下側を横断するように地中に配管されている。気体導入管３の一端（吸気口４）は、本体部２の陸側において大気に開口している。吸気口４は、本体部２を海水が越流した際の越流水の落下地点よりも本体部２から離れた位置で、かつ、当該越流水の水面よりも高い位置において開口している。
気体導入管３の他端（排気口５）は、本体部２の陸側面において開口している。すなわち、気体導入管３は本体部２を海側から陸側に向って貫通している。
なお、気体導入管３は、複数の分岐管を備えていて、１つの吸気口４に対して複数の排気口５を有していてもよい。
本実施形態の防潮堤１によれば、第一の実施形態乃至第三の実施形態の防潮堤１と同様の作用効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記各実施形態では、防潮堤について説明したが、本発明が適用可能の沿岸構造物は防潮堤に限定されるものではない。例えばケーソン等に適用してもよい。
また、沿岸構造物の設置個所は、湾岸に限定されるものではなく、例えば、河岸であってもよい。
また、吸気口４の位置は、越流水に沈むことのない位置であれば、前記各実施形態で示した位置に限定されるものではない。
また、排水口５の

１ 防潮堤（沿岸構造物）
２ 本体部（構造物本体）
３ 気体挿入管
４ 吸気口
５ 排気口

Claims (4)

1. 構造物本体と、気体導入管とを備える沿岸構造物であって、
   前記気体導入管は、前記構造物本体の陸地側面において開口している排気口と、大気中で開口している吸気口を備えていることを特徴とする、沿岸構造物。
2. 前記気体導入管の少なくとも一部が前記構造物本体内に配管されており、
   前記吸気口は、前記構造物本体の天端よりも高い位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の沿岸構造物。
3. 前記気体導入管の少なくとも一部が前記構造物本体内に配管されており、
   前記吸気口は、前記構造物本体の陸地側において当該構造物本体から離れた位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の沿岸構造物。
4. 前記気体導入管が、複数の排気口を備えていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の沿岸構造物。

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