JP2018127880A - 堰堤 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも簡単に捕捉体を設置でき、工事にかかるコストや時間を抑えること。【解決手段】水通し部（２１）を有する堰堤（１）であって、堰堤（１）の上流側の壁面（２２）に設けられ、上流から流れてくる流木を捕捉して流水を通す捕捉体（３）を備え、捕捉体（３）の少なくとも一部は、水通し部（２１）の上流側で水通し部（２１）から離間して対向する位置に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、河川等に設置される堰堤に関する。

山間部等の河川においては、台風や大雨による土砂災害を防止するため、堰堤が設置される（例えば、特許文献１参照）。堰堤は、水を通過させつつも土石流に含まれる岩石や流木が通過することを抑えるものであり、その壁部にて土石流の勢いを弱めると共に、岩石や流木を堰き止める働きをしている。近年では、水の通過を遮ることなく、岩石や流木だけを捕捉するため、堰堤の一部にスリットを形成し、このスリットに鋼管等で柵状に構築された捕捉体を設けた、いわゆる透過型堰堤が構築されている（例えば、特許文献２参照）。

近年、土砂災害による被害を抑えるため、捕捉体が設けられていない既存の堰堤についても水通し部に捕捉体を新たに設置する試みがなされている。図１０に示すように、既存の堰堤１００に対して捕捉体１０３を設けるには、水通し部１０４を確保するため、捕捉体１０３の周囲の袖部１０５を嵩上げする必要がある。捕捉体１０３の周囲を嵩上げすることにより、図１１に示すように、捕捉体１０３で流木等１０６を捕捉しつつ、その上方に形成された空間を水通し部１０７として用いることができる。
また、図１２に示すように、敷幅（河川の流れ方向に沿った幅）が短い既設の堰堤１１０に捕捉体１１１を設ける場合には、堰堤１１０の水通し部１１２における上流側又は下流側に腹付部１１３を設け、水通し部１１２の底部及び腹付部１１３を利用して捕捉体１１１を設ける。

特公平２−５５５６６号公報 特開２０１５−６３８４０号公報

しかし、堰堤を嵩上げすると、その壁部に作用する土石流の外力も大きくなるため、堰堤の強度が不足し、強度不足を解消するための改良工事にコストや時間がかかってしまう。
また、捕捉体が設けられていない、いわゆる不透過型堰堤においては、水の流れを制御するために水通し部の幅が狭いため、水通し部に設けられる捕捉体も小さくなり、すぐに目詰まりして堰堤の袖部から越流しやすくなる。その結果、流木等の捕捉機能を十分に発揮できないだけでなく、越流に備えて堰堤下流側の改良工事が必要となり、コストや時間がかかってしまう。一方で、水通し部の拡幅工事も考えられるが、こちらもコストや時間がかかってしまう。
また、堰堤に腹付部を設ける場合であっても、その工事にコストや時間がかかってしまう。
また、既設の堰堤に新たに捕捉体を固定するために、水通し部のコンクリートをはつってから捕捉体用のコンクリートを打設することになるため、足場の架設等、コストや時間がかかってしまう。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも簡単に捕捉体を設置でき、工事にかかるコストや時間を抑えることができる堰堤を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、水通し部を有する堰堤であって、前記堰堤の上流側の壁面に設けられ、上流から流れてくる流木を捕捉して流水を通す捕捉体を備え、前記捕捉体の少なくとも一部は、前記水通し部の上流側で前記水通し部から離間して対向する位置に設けられていることを特徴とする。

また、前記捕捉体は、上方に向かうにつれて上流側に傾斜していることが好ましい。

また、前記捕捉体は、一端が前記堰堤の上流側の壁面に固定された第１の脚部と、一端が前記堰堤の上流側の壁面に固定され、他端が前記第１の脚部に連結された第２の脚部と、を有する複数の柱部と、各柱部同士を連結する梁部と、を備えることが好ましい。

また、前記第１の脚部は、一端から他端に向かうにつれて上流側に傾斜していることが好ましい。

また、前記第２の脚部は、前記堰堤が設置される地盤の傾斜に沿って配置されていることが好ましい。

また、前記第１の脚部の他端は、前記水通し部の底面よりも上方にあることが好ましい。

また、前記捕捉体の長さは、前記水通し部の幅よりも長いことが好ましい。

また、各柱部は、最大流木長の１／２、又は、最大礫径に相当する間隔で配置されていることが好ましい。

本発明によれば、従来よりも簡単に捕捉体を設置でき、工事にかかるコストや時間を抑えることができる。

（ａ）は堰堤の正面図であり、（ｂ）は堰堤の側面図である。 堰堤を上流から見た正面図である。 堰堤を右側上方から見た斜視図である。 堰堤を右側下方から見た斜視図である。 堰堤の平面図である。 堰堤の上流側に土砂が堆積したときの捕捉体の状態を説明する堰堤の側面図である。 河川の掃流区間において、（ａ）は流木を捕捉して水を通過させる状態を説明する堰堤の正面図であり、（ｂ）はその堰堤の側面図であり、（ｃ）はその堰堤の平面図である。 河川の土石流区間において、（ａ）は流木及び土砂を捕捉して水を通過させる状態を説明する堰堤の正面図であり、（ｂ）はその堰堤の側面図であり、（ｃ）はその堰堤の平面図である。 （ａ）は変形例に係る堰堤を上流から見た正面図であり、（ｂ）は変形例に係る堰堤を右側上方から見た斜視図である。 従来技術において、（ａ）は捕捉体を設けるために堰堤を嵩上げする方法を説明する堰堤の正面図であり、（ｂ）はその堰堤の側面図である。 従来技術において、（ａ）は図９の堰堤において流木を捕捉して水を通過させる状態を説明する堰堤の正面図であり、（ｂ）はその堰堤の側面図である。 従来技術において、堰堤に捕捉体を設けるための腹付部を設けた状態を説明する堰堤の側面図である。

本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の形態をとり得る。

＜堰堤の構成＞
図１に示すように、堰堤１は、本体２と、捕捉体３とを備えている。堰堤１は、河川に既に設置された既存の本体２に捕捉体３を新たに設置して流木や岩石の捕捉機能を高めたものである。

（本体）
図１に示すように、本体２は、その底部が地盤に埋設されており、河川を横切るように河川の幅方向に沿って延在するように構築されている。本体２は、例えば、コンクリート又はソイルセメントによって構築されている。なお、本体２において、河川の上流側又は下流側に面する壁面を、複数の鋼製セグメントを連結することにより形成された鋼板壁とし、その内部にコンクリートやソイルセメントを充填してもよい。
本体２における河川の幅方向に沿った中央近傍の上端部には、周囲よりも上端部が低くなるように切り欠かれた（凹んだ）水通し部２１が形成されている。水通し部２１は、上流から流れてくる流水を本体２の中央近傍に集約して下流に流すために形成されている。
本体２は、河川の上流側に面する上流壁部２２と、河川の下流側に面する下流壁部２３とを備えている。上流壁部２２は、水通し部２１の底面から下方に向かうにつれて上流側に向けて傾斜している。下流壁部２３は、水通し部２１の底面から下方に向かうにつれて下流側に向けて傾斜している。

（捕捉体）
図１から図５に示すように、捕捉体３は、河川の上流から流れてくる流木を捕捉して流水を通すものであり、本体２の上流壁部２２に設けられている。捕捉体３は、本体２の延在方向、すなわち、河川の幅方向に沿って設けられている。捕捉体３の少なくとも一部は、水通し部２１の上流側で水通し部２１から離間し、水通し部２１に対向する位置に設けられている。捕捉体３は、上方に向かうにつれて上流側に傾斜している。捕捉体３は、幅方向の長さＬが水通し部２１の幅Ｗよりも長くなるように構築されている。捕捉体３は、少なくとも一部が本体２の水通し部２１の底面よりも上方に位置するように本体２に設けられている。

捕捉体３は、本体２の幅方向（河川の幅方向）に沿って延在する１本の梁部３１と、この梁部３１の延在方向に沿って所定間隔おきに連結された複数の柱部３２と、を備えている。
梁部３１と柱部３２は、例えば、鋼管によって形成されている。柱部３２は、第１の脚部３２ａと、第２の脚部３２ｂとを備えている。
第１の脚部３２ａは、一端（下端）が本体２の上流壁部２２にアンカーボルト及びナットによって固定されている。第１の脚部３２ａは、他端（上端）において、梁部３１に連結されている。これにより、各柱部３２は梁部３１によって連結されることになる。第１の脚部３２ａは、上流壁部２２に固定された一端から他端に向かうにつれて上流側に傾斜するように上流壁部２２に設けられている。
第２の脚部３２ｂは、一端が本体２の上流壁部２２にアンカーボルト及びナットによって固定されている。第２の脚部３２ｂは、他端において、第１の脚部３２ａの長手方向中央部に連結されている。ここで、第２の脚部３２ｂは、上流側の川底の傾斜に沿うように配置されていると、土石流の力を第２の脚部３２ｂの軸線方向に沿って受けることができるので、第２の脚部３２ｂが本体２の上流壁部２２から引き剥がそうとする力を小さく抑えることができるので好ましい。これにより、柱部３２は、側面視略λ字状に構築されており、第１の脚部３２ａは、第２の脚部３２ｂよりも長くなっている。
隣接する柱部３２の間隔Ｓは、河川を流れてくると想定される最大の流木の長さの半分の長さ、または、河川を流れてくると想定される最大の礫径に相当する長さであることが好ましい。

＜捕捉体の設置方法＞
次に、既存の堰堤の本体２に捕捉体３を設けて堰堤１を構築する際の捕捉体３の設置方法について説明する。
最初に、本体２の上流壁部２２における捕捉体３の設置位置を削孔し、形成した孔にアンカーボルトを埋設し、モルタル等を孔に充填して固定する。
次に、アンカーボルトに第１の脚部３２ａ及び第２の脚部３２ｂの一端に設けられているフランジ部を通し、ナットで固定する。ここで、捕捉体３は、それぞれ鋼管からなる梁部３１と柱部３２とを予め溶接等にて接合しておき、クレーン等で吊しながらナットで固定する。ここで、捕捉体３の長さ（梁部３１の長さ）は、少なくとも本体２の水通し部２１の幅よりも長くなるように構築することが好ましい。
なお、捕捉体３を本体２に設ける際には、捕捉体３の一部が本体２の水通し部２１の底面よりも上方に位置するように本体２に取り付ける。
以上の工程をもって、既設の堰堤の本体２に捕捉体３を設置することができ、既設の堰堤の流木等の捕捉機能を強化した堰堤１が構築される。

以上のように、既設の堰堤の本体２の上流壁部２２に捕捉体３を設けることにより、流木や土砂等を捕捉する機能を付加することができ、堰堤１としての機能を向上させ、土砂災害を抑えることができる。
また、台風や大雨による土石流の発生を想定して事前に捕捉体３を本体２に設けることができるので、土砂災害を未然に防止することができる。
また、捕捉体３の第１の脚部３２ａは、上方に向かうにつれて上流側に傾斜しているので、流れてきた流木や巨礫は、第１の脚部３２ａに沿って堰堤１の下方に向かうように案内され、流木等の越流の防止効果をより高めることができる。
また、捕捉体３は、水通し部２１の底面よりも上方に突出するように配置されているので、図６に示すように、長い年月が経過して堰堤１の上流側に土砂が堆積していても流木等の捕捉機能を維持することができる。
また、捕捉体３は、水通し部２１との対向部分が水通し部２１から離間して設けられているので、水通し部２１に流木等が流れ込む前で流木等を捕捉することができる。
また、第２の脚部３２ｂは、堰堤１が設置される地盤（川底）の傾斜に沿って配置されているので、第１の脚部３２ａから伝わる流木等の衝突エネルギーを軸線方向に沿って受けることができるので、第２の脚部３２ｂが本体２から剥がれようとする力を最小限に抑えることができる。
また、捕捉体３の長さは、水通し部２１の幅よりも長いので、水通し部２１に流木等が流れ込む前でほとんどの流木等を捕捉することができる。

ここで、捕捉体３を既存の水通し部２１に設けると、新たな水通し部を設けるために堰堤本体を嵩上げする必要があるが、堰堤１においては、捕捉体３は、上流壁部２２に水通し部２１から離間させて設けられているので、本体２を嵩上げする必要がなく、堰堤１の強度不足を解消するための改良工事が不要となる。
また、本体２からの越流に備えて堰堤１の下流側の改良工事や、水通し部２１の拡幅工事、腹付工事を行う必要がないので、施工コストの削減、工期の短縮を図ることができる。
また、本体２の嵩上げや捕捉体３の設置のために、水通し部２１のコンクリートをはつってから捕捉体３の固定用のコンクリートを打設することもなく、既設の本体２を大幅に改良する必要がない。
よって、従来よりも簡単に捕捉体３を本体２に設置でき、施工コストの削減、工期の短縮を図ることができる。

ここで、堰堤１の設置箇所が河川の掃流区間であれば、図７に示すように、捕捉体３で流木４１のみを捕捉し、流水４２は捕捉体３を通過して水通し部２１に導かれる。これにより、流木４１が水通し部２１の開口部に堆積して水の流れを阻害し、水嵩の上昇による本体２の袖部からの越流を防止することができ、堰堤１を嵩上げする必要がなくなる。よって、既設の堰堤に手を加えることなく、流木４１を効果的に捕捉できるよう、捕捉体３を設置することができ、工事にかかるコストや時間を抑えることができる。

一方、堰堤１の設置箇所が河川の土石流区間であれば、図８に示すように、捕捉体３で流木４１及び土砂４３を捕捉し、流水４２は捕捉体３を通過して水通し部２１に導かれる。これにより、流木４１及び土砂４３が水通し部２１の開口部に堆積して水の流れを阻害し、水嵩の上昇による本体２の袖部からの越流を防止することができ、堰堤１を嵩上げする必要がなくなる。よって、既設の堰堤に手を加えることなく、流木４１及び土砂４３を効果的に捕捉できるよう、捕捉体３を設置することができ、工事にかかるコストや時間を抑えることができる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られるものではない。例えば、捕捉体の構造は、流木や巨礫を捕捉できる機能を有していれば自由に変更可能である。また、捕捉体を本体に固定する方法も自由に変更可能であり、上述した条件を満たす位置に配置されていればよい。
また、捕捉体は、既存の堰堤に取り付ける場合に限らず、堰堤の施工時に本体と共に構築してもよい。

＜変形例＞
次に、図９を用いて変形例に係る堰堤１Ａを説明する。なお、以下の説明においては、上記の実施の形態に係る堰堤１と異なる部分、特に捕捉体５についてのみ説明する。
捕捉体５は、本体２の幅方向（河川の幅方向）に沿って延在する１本の梁部５１と、この梁部５１の延在方向に沿って所定間隔おきに連結された複数の柱部５２と、を備えている。
梁部５１と柱部５２は、例えば、鋼管によって形成されている。柱部５２は、第１の脚部５２ａと、第２の脚部５２ｂとを備えている。隣接する柱部５２の間隔Ｓ１は、上記の実施の形態における柱部３２間の間隔Ｓと同様に、河川を流れてくると想定される最大の流木の長さの半分の長さ、または、河川を流れてくると想定される最大の礫径に相当する長さであることが好ましい。
捕捉体５の梁部５１及び柱部５２（第１の脚部５２ａ、第２の脚部５２ｂ）は、捕捉体３の梁部３１及び柱部３２と同じ構成を有しているので具体的な構成については説明を省く。
捕捉体５は、水通し部２１の幅よりも長くなるように構築されており、つまり、捕捉体５の幅方向（河川の幅方向）における両端部に設けられた柱部５２が、少なくとも本体２に上流壁部２２の側で対向する位置に配置されている。具体的には、捕捉体５は、幅方向において両端部側の柱部５２のうち３本の柱部５２が、幅方向において水通し部２１の側方で本体２に対向する（かぶる）ように設置されている。換言すると、柱部５２と柱部５２との間隔Ｓ１を１スパンとした場合、捕捉体５は、２スパン分だけ本体２に対向するように構築されている。なお、本体２に対向する各２スパンのうち、水通し部２１側における１スパンは、少なくとも一部が本体２に対向しているだけでもよい。
また、本体２に対向する捕捉体５の範囲は、例えば、河川を流れてくると想定される最大の流木の長さ、最大の礫径、または設置する堰堤１の規模等に応じて、１スパン分、３スパン分又はそれ以上のスパン分だけ本体２に対向するように、適宜、変更することができる。
以上のような、水通し部２１に対して幅方向において本体２に対向する位置にまで延在する捕捉体５により、流れてきた流木や巨礫を捕捉する範囲が幅方向に広がり、流木や巨礫が捕捉体５の側方から回り込むことを効果的に防止することができる。

１，１Ａ 堰堤
２ 本体
３，５ 捕捉体
２１ 水通し部
３１，５１ 梁部
３２，５２ 柱部
３２ａ，５２ａ 第１の脚部
３２ｂ，５２ｂ 第２の脚部

Claims (8)

1. 水通し部を有する堰堤であって、
   前記堰堤の上流側の壁面に設けられ、上流から流れてくる流木を捕捉して流水を通す捕捉体を備え、
   前記捕捉体の少なくとも一部は、前記水通し部の上流側で前記水通し部から離間して対向する位置に設けられていることを特徴とする堰堤。
2. 前記捕捉体は、上方に向かうにつれて上流側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の堰堤。
3. 前記捕捉体は、
   一端が前記堰堤の上流側の壁面に固定された第１の脚部と、一端が前記堰堤の上流側の壁面に固定され、他端が前記第１の脚部に連結された第２の脚部と、を有する複数の柱部と、
   各柱部同士を連結する梁部と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の堰堤。
4. 前記第１の脚部は、一端から他端に向かうにつれて上流側に傾斜していることを特徴とする請求項３に記載の堰堤。
5. 前記第２の脚部は、前記堰堤が設置される地盤の傾斜に沿って配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の堰堤。
6. 前記第１の脚部の他端は、前記水通し部の底面よりも上方にあることを特徴とする請求項３から５までのいずれか一項に記載の堰堤。
7. 前記捕捉体の長さは、前記水通し部の幅よりも長いことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の堰堤。
8. 各柱部は、最大流木長の１／２、又は、最大礫径に相当する間隔で配置されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の堰堤。