JP2019132000A - 堰堤のロープ保護部材及び堰堤 - Google Patents

Abstract

【課題】土石流発生時の流下物を堰き止めるためのネット体の上端部に配設されたロープを保護する堰堤のロープ保護部材及び堰堤を提供する。【解決手段】谷部の所定高さ位置までリング式ネット（ネット体）１８を伸展して張設し、そのリング式ネット１８の安定支持又は補強のためのロープ２６−１をリング式ネット１８の上端部に配設して両者を連結して砂防堰堤１０を構成する場合に、ロープ２６−１に取付けられたロープ保護部材７０の本体部７２によってロープ２６−１の少なくとも上部及び上流側部を覆うことにより、堰き止められた流下物がリング式ネット１８を乗り越えても、その乗り越える流下物とロープ２６−１との擦れがロープ保護部材７０によって回避され、ロープ２６−１を保護することができる。【選択図】図６

Description

本発明は、堰堤、特に、土石流災害や土砂災害を防止するために谷部の幅方向に延設される砂防堰堤に関する。

砂防堰堤は、土砂災害、特に土石流による被害を軽減するために、一般的には、重力式コンクリートダムの形状を模して設けられ、砂防ダムとも呼ばれる。そのため、砂防堰堤の谷部（河川を含む）幅方向両端部の両袖部は、両渓岸に深く埋設された安定した設置構造となっており、谷部幅方向全長に及ぶ堰堤の上部にあって谷部幅方向中央部には、水通しと呼ばれる越流部を形成する。この形態の砂防堰堤は、土石流発生時、大きな速度で流れる巨礫や流木といった流下物に加えて流体圧も頑強に受け止める剛構造であるため、コンクリート構造体の基礎構造が大掛かりで施工にも期間を要し、地山を大きく改変する問題がある。

そこで、堰堤の所定箇所にスリットなどの中間領域部を設け、土石流の発生時には、この中間領域部を通じて水は下流に流し、巨礫や流木といった流下物を堰き止める透過型砂防堰堤が注目されている。このような透過型砂防堰堤としては、例えば、下記特許文献１に記載されるものがある。この透過型砂防堰堤は、堰堤の両袖部間に、比較的大きく開口する中間領域部を形成し、この中間領域部内に、立体構造体と平面構造体を交互に設ける。立体構造体は、例えば、上流側の上流側柱材と下流側の下流側柱材を梁材で連結すると共に、複数の上流側柱材同士も別の梁材で連結して構成される。

平面構造体は、例えば複数の柱材と複数の梁材を格子状に組んで構成され、柱材を立設するようにして梁材の端部が立体構造体に連結される。これら立体構造体や平面構造体は中間領域部内に固定され、土石流発生時の巨礫や流木といった流下物が各構造体によって堰き止められる。このような透過型砂防堰堤は、土石流発生時の流体圧の負荷が軽減される分だけ、コンクリート構造体の基礎構造が簡易となり、施工も容易になる。

特開２０１３−２０４２７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載される砂防堰堤も、土石流発生時に巨礫や流木といった流下物を堰き止める各構造体の変形が許容されない剛構造であり、結果として、これらの構造体を支持するコンクリート構造体の基礎構造が大掛かりで、施工も大変である。これは、高速で流れる流下物の大きな動荷重をコンクリート構造体で受け止めなければならないためであり、そのため、コンクリート構造体には土石流の巨大な運動エネルギーを受けても破壊しない頑健性が求められるからである。

こうした問題に対し、谷部（河川を含む）の底部又は底部近傍から、例えば土石流発生時の流下物を堰き止めたい所望の高さ位置までの領域に伸展するようにネット体を谷部の幅方向に張設する砂防堰堤が考えられる。こうした砂防堰堤は、巨大なコンクリート構造体を必要としない、いわば柔構造の砂防堰堤であり、ネット体の変形性によって流下物を的確に堰き止めながら、砂防堰堤そのものの構造が簡潔で、コストの低廉化も可能であり、更に砂防堰堤の施工が容易で、環境負荷も可及的に抑えることができるといった効果が期待できる。このネット体の上端部には、ネット体を安定して支持したり、又はネット体を補強したりするためのロープが配設されるべきである。このロープは、例えばネット体に挿通されたり、ネット体と係止されたりすることでネット体に連結される。

この柔構造の砂防堰堤で流下物を堰き止めた際、場合によっては、堰き止めた流下物、特に巨礫が例えばオーバフローなどによってネット体を乗り越えてしまう可能性があり、そのときネット体を乗り越える巨礫などの流下物がネット体の上端部に配設されたロープと擦れる。このような状態では、ネット体の上端部に配設されたロープは、実質的にネット体を吊り下げているので、このネット体の上端部に配設されたロープを流下物との擦れから保護する必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、土石流発生時の流下物を堰き止めるためのネット体の上端部に配設されたロープを保護する堰堤のロープ保護部材及び堰堤を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載の堰堤のロープ保護部材は、
土石流発生時の流下物を堰き止めるために谷部（河川を含む）の底部又は底部近傍から所定高さ位置までの領域に伸展してネット体が張設された堰堤において、前記ネット体の上端部に配設されて前記ネット体に挿通又は該ネット体と係止されたロープに取付けられて該ロープを保護するロープ保護部材であって、
前記ロープの長手方向に所定の長さを有し、該ロープの少なくとも上部及び上流側部を覆う本体部を備え、前記ロープと前記本体部とを連結するための連結手段が前記本体部に設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、土石流発生時の巨礫や流木などの流下物を堰き止めるためのネット体の上端部のロープには、そのロープと連結手段で連結することでロープ保護部材が取付けられ、そのロープの少なくとも上部及び上流側部がロープ保護部材の本体部で覆われる。そのため、堰き止められた巨礫などの流下物がネット体を乗り越える場合に、その流下物は、特に、ネット体上端部のロープとの間で大きな擦れを起こすが、ロープ保護部材の本体部によって、この擦れを受け、ロープやネット体の損傷を回避することができ、ロープを含めたネット体上端部の保護が図られる。

請求項２に記載の堰堤のロープ保護部材は、請求項１に記載の堰堤のロープ保護部材において、前記本体部が、Ｌ型アングル材で構成され、該Ｌ型の一方の板状部が前記ロープの上部を覆う板状の上部側保護部を構成し、前記Ｌ型の他方の板状部が前記ロープの上流側部を覆う板状の上流側保護部を構成することを特徴とする。

この構成によれば、例えば金属製アングル材などによって本体部を構成することにより、高剛性な本体部を容易に取得することができることから、ロープ保護部材の構成が極めて簡易で且つ実用化しやすい。

請求項３に記載の堰堤のロープ保護部材は、請求項２に記載の堰堤のロープ保護部材において、前記本体部が、略半割パイプ材で構成され、前記ロープの上部を覆う上部側保護部と前記ロープの上流側部を覆う上流側保護部とが一連の湾曲断面形状で連続して形成されることを特徴とする。

この構成によれば、例えば略半割した金属製円形パイプ材などによって本体部を構成することにより、高剛性な本体部を容易に取得することができることから、ロープ保護部材の構成が極めて簡易で且つ実用化しやすい。

請求項４に記載の堰堤のロープ保護部材は、請求項２又は３に記載の堰堤のロープ保護部材において、前記ネット体と係止するための係止構造が前記上流側保護部に設けられたことを特徴とする。

この構成によれば、本体部の上流側保護部に形成された係止構造でネット体に本体部を係止すれば、本体部によってネット体上端部のロープの上部及び上流側部が覆われる姿勢を維持することができる。

請求項５に記載の堰堤は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の堰堤のロープ保護部材が前記ネット体の上端部に配設された前記ロープに取付けられたことを特徴とする。

この構成によれば、土石流発生時の巨礫や流木などの流下物を堰き止めるためのネット体の上端部のロープには、そのロープと連結手段で連結することでロープ保護部材が取付けられ、そのロープの少なくとも上部及び上流側部がロープ保護部材の本体部で覆われる。そのため、堰き止められた巨礫などの流下物がネット体を乗り越える場合に、その流下物は、特に、ネット体上端部のロープとの間で大きな擦れを起こすが、ロープ保護部材の本体部によって、この擦れを受け、ロープやネット体の損傷を回避することができ、ロープを含めたネット体上端部の保護が図られる。

請求項６に記載の堰堤は、請求項５に記載の堰堤において、前記ロープは２本一対で前記ネット体の上端部に並行して配設され、前記対をなすロープは撚り線の撚り方向が互いに異なることを特徴とする。

この構成によれば、土石流発生時、ネット体が流下物を堰き止めるとネット体の変形に伴ってロープも伸び、一般に撚り線で構成されるロープは、ロープの伸びに伴って例えば撚りが締まる方向に捩れるが、ネット上端部に配設された対をなすロープの撚り方向が互いに異なるので、それらのロープがネット体の変形に伴って伸びるときの捩れの方向が相殺され、各ロープとロープ保護部材との相対位置が変化せず又は変化しにくく、従って伸びたロープの上部及び上流側部がロープ保護部材の本体部で覆われ続け、ネット体を乗り越える流下物との擦れから保護される。

以上説明したように、本発明によれば、土石流発生時の流下物を堰き止めるためのネット体が谷部に張設された柔構造の堰堤において、ネット体に堰き止められた巨礫などの流下物がネット体を乗り越える場合に、ネット体上端部のロープの少なくとも上部及び上流側部がロープ保護部材の本体部で覆われるので、ネット体上端部と流下物との擦れをロープ保護部材の本体部で受け、ロープを含めたネット体上端部が保護される。

本発明の砂防堰堤の一実施の形態を上流側から見た全体構成斜視図である。 図１のリング式ネットの配設状態を示す断面図である。 図１の砂防堰堤のロープ保護部材の斜視図である。 図３のロープ保護部材の断面図及びその変形例の断面図である。 図３のロープ保護部材をネット体上端部の補強ロープに取付けた状態の斜視図である。 図３のロープ保護部材とネット体との係止構造の説明図である。 図３のロープ保護部材をネット体上端部の補強ロープに取付けた状態の他の例を示す斜視図である。 図１の砂防堰堤による土石流抑止状態を下流側から見た全体構成斜視図である。 本発明の砂防堰堤の他の実施の形態を上流側から見た全体構成正面図である。 本は爪の砂防堰堤の更に他の実施の形態を上流側から見た全体構成正面図である。 本発明で適用可能なネット体の他の例を示す説明図である。

以下、本発明の砂防堰堤の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態の砂防堰堤を上流側から見た全体構成の斜視図である。この実施の形態に係る砂防堰堤は、既存の砂防堰堤と同様に、土砂災害、特に、土石流による被害を防止すること等を目的に渓流（谷部）Ｒの川（谷部）幅方向に延設されるものである。この実施の形態では、渓流Ｒの川幅方向に延設される堰堤１０は、図示しない躯体の周囲に例えばコンクリートを打設して構築される。なお、以下の実施の形態では、渓流Ｒを含む河川についてのみ説明しているが、本発明の砂防堰堤は、河川を含むあらゆる谷部、例えば常時表流水のない涸れ沢などにも適用可能である。

この堰堤１０のうち、両渓岸に配置される両袖部１２は、従来の両袖部と同様に、両渓岸の地盤に深く埋設され、安定した設置状態を確保しており、土石流等の運動エネルギーに対する強度を確保している。この堰堤１０の両袖部１２の高さは、例えば３〜３０ｍ程度である。なお、本発明に係る堰堤１０は、新設してもよいし、既存の設備を利用して構築することも可能である。

この実施の形態の堰堤１０では、両袖部１２間の中央部１４に大きく水の流下を許容する中間領域部１６が確保されている。この中間領域部１６は、堰堤１０の両袖部１２間に存在し、この中間領域部１６で堰堤１０の上流側（山側ともいう）及び下流側（谷側ともいう）が連通され、水が流下する。この中間領域部１６の川幅方向の幅は、例えば３〜３０ｍ程度であり、底部の高さは、例えば河床から０．５〜２ｍ程度である。

この中間領域部１６の規模や形状は、図示した形態に限定されるものではなく、渓流の形状や水量など種々の要素を勘案して決定される。この実施の形態における中間領域部１６は、従来の重力式コンクリートダム型の越流部よりも遥かに大きく開口している。このように中間領域部１６の開口容積を大きく設定することで、両袖部１２などのコンクリート構造体を減らすことが可能となる。なお、できるだけコンクリート構造体を減らすことは、砂防堰堤が、一般的に、交通の便や作業環境のあまりよくない場所に設けられるため、大きなメリットとなる。

また、中間領域部１６の開口を大きくすることは、後述するリング式ネット１８や補強ロープ２６などによる土石流の運動エネルギー吸収効果を高めることにつながるから、その分だけ、中間領域部１６の底部を含め、両袖部１２などのコンクリート構造体の基礎構造が簡易になる。ちなみに、既存の砂防堰堤設備を利用する際、中間領域部１６が十分な開口容積を有している場合には、そのまま利用すればよいし、開口容積が不足している場合には、コンクリート構造体を切除して広げればよい。特に、中間領域部１６の底部の高さを低くすることで、土石流発生時の流体圧を効果的に逃がすことができる。

また、中間領域部１６には、その上流側に、土石流発生時の流下物を受け止めるためのネット体としてリング式ネット１８が配設されている。このリング式ネット１８は、後述するように、複数のリング状部材２０を連結して構成されており、図示のように、川幅方向両端部のリング状部材２０を固定具３６によって両袖部１２の上流側面１２ａに固定している。

このリング式ネット１８は、リング状部材２０の変形によって土石流の運動エネルギーを吸収しながら、巨礫や流木などの流下物を受け止めるものである。そのため、少なくとも中間領域部１６の底部からその上部の所定高さ位置までをカバーするように張架される。なお、中間領域部１６の底部は構造体がない場合は、川底であり、構造体が存在する場合にはその上面である。

図２は、図１のリング式ネット１８の配設状態の変形例を示す模式的断面図である。このリング式ネット１８は、流下物を受け止めてリング状部材２０が変形すると、リング式ネット１８全体が下流側に膨出する。例えばリング式ネット１８が川底まで配設される場合、下流に膨出するリング式ネット１８の下側から流下物が下流側に流れ出てしまわないために、図２に示すように、リング式ネット１８の下端部を上流側に向けて川底に這わせ、その上流側端部を固定部材３８によって川底に固定する。

このリング式ネット１８には、図１に示すように、補強ロープ２６が挿通されている。補強ロープ２６は、両袖部１２の上流側面１２ａに両端が固定されて架け渡されている。補強ロープ２６の両端部は、両袖部１２の上流側面１２ａに固定された係止具２８の穴部に堅固に連結されている。また、係止具２８は、図示しないアンカーによって両袖部１２の躯体に堅固に連結されている。この補強ロープ２６には、例えば高強度のワイヤロープなどが適用される。補強ロープ２６の線径は、例えば１２〜３０ｍｍ程度である。

本実施の形態では、上下に間隔を開けて複数（本実施の形態では５本）の補強ロープ２６が張架されている。本実施の形態ではリング式ネット１８の上辺部（上端部）に最上部の補強ロープ２６−１が配置され、下辺部（下端部）に最下部の補強ロープ２６−５が配置されている。これらの補強ロープ２６は、リング式ネット１８を構成する複数のリング状部材２０のリング内、すなわち内周側を交互に縫うようにして挿通されている。なお、補強ロープ２６の挿通部分では、リング状部材２０と補強ロープ２６を連結することが望ましい。また、補強ロープ２６は、リング式ネット１８のリング部材２０に挿通せずに、例えばシャンクやジョーと呼ばれる個別の係止具を介してリング式ネット１８と係止してもよい。

なお、実際の補強ロープ２６は、自重やリング式ネット１８の重みによって下方に弛んでいる。また、この弛み量によって、リング式ネット１８による流下物の抑止とそれに挿通されている補強ロープ２６による流下物の抑止を調整することが可能となる。即ち、補強ロープ２６はリング式ネット１８のリング状部材２０のリング内に挿通され、場合によって挿通部分ではリング状部材２０と補強ロープ２６が連結されているため、土石流発生時の補強ロープ２６の動きとリング式ネット１８の動きは互いにリンクしている。

後段に詳述するリング式ネット１８の変形による土石流の運動エネルギー吸収効果は、ネットの撓みがなくなってリング状部材２０が変形することで発揮される。一方、補強ロープ２６は、リング式ネット１８に流下物が受け止められ、リング式ネット１８が下流側に膨出することでロープの弛みがなくなり、補強ロープ２６に張力が発生したときから流下物を支持することができる。このとき、補強ロープ２６の伸びを許容しながらその伸びに制動力が付与されれば、制動力を伴う補強ロープ２６の伸びによって土石流の持つ運動エネルギーを吸収することができる。そのため、この補強ロープ２６の両端部には、所定の制動力を伴ってロープの両固定部間の長さの伸びを許容する補強ロープ用ブレーキ装置３０が設けられている。

この補強ロープ用ブレーキ装置３０は、例えば通常時に補強ロープ２６の長手方向への動きを規制するものである。土石流発生時、リング式ネット１８が流下物を受け止め、下流側に膨出して補強ロープ２６の弛みがなくなると、補強ロープ２６の張力が大きくなる。この張力が、補強ロープ用ブレーキ装置３０による補強ロープ２６の規制力より大きくなると、例えば補強ロープ用ブレーキ装置３０内で補強ロープ２６の滑りが生じ、その滑りに伴う摩擦抵抗が制動力となり、この制動力によって土石流の運動エネルギーが吸収される。

なお、補強ロープ２６の配設本数は、前記に限定されるものではないが、少なくともリング式ネット１８のネット面の上辺部及び下辺部には補強ロープ２６を配設することが望ましい。また、補強ロープ２６の架け渡しは、必ずしも水平方向でなくてもよい。

この実施の形態では、これらの補強ロープ用ブレーキ装置３０による補強ロープ２６の伸び量を、後述するリング式ネット１８の変形限界と同時かそれ以前に補強ロープ２６の両固定部間の長さの伸びが限界となるように設定した。このように構成すると、補強ロープ２６の両固定部間の長さの伸び限界と同時かそれ以後にリング式ネット１８の変形限界となるため、制動力を伴う補強ロープ２６の伸びによる土石流の運動エネルギー吸収量を超える土石流の運動エネルギーをリング式ネット１８の変形によって吸収することが可能となる。

例えば、補強ロープ用ブレーキ装置３０の制動力を伴う補強ロープ２６の伸びの限界を土石流の運動エネルギー吸収上限値に設定した場合、万が一、これを超える運動エネルギーを土石流が有していた場合、補強ロープ２６が伸びきった後からリング式ネット１８の変形によって、その上限値を超える運動エネルギーを吸収することができ、これにより流下物を抑止することができる。また、土石流発生の際、リング式ネット１８が変形限界になっていなければ、補強ロープ２６を張り替え、リング式ネット１８は、そのまま再利用することも可能となるので、堰堤１０の再生工事が簡易になる。

なお、例えば図１のように、１本の補強ロープ２６に対し、複数の補強ロープ用ブレーキ装置３０を設ける場合、それらの補強ロープ用ブレーキ装置３０の制動力の大きさを互いに異なる大きさに設定してもよい。このような制動力配分にすると、例えば１本の補強ロープ２６に２個の補強ロープ用ブレーキ装置３０を設けた場合、何れか一方の補強ロープ用ブレーキ装置３０が先に作動して制動力を発揮し、その後から、他方の補強ロープ用ブレーキ装置３０が作動して制動力を発揮する。こうすることで、流下物を支持する補強ロープ２６が伸び続ける間、継続的或いは断続的に制動力を発揮する、つまり運動エネルギーを吸収し続けることが可能となる。

また、図１、図２の砂防堰堤では、リング式ネット１８及び補強ロープ２６を中間領域部１６の上流側に配置しているが、これらリング式ネット１８及び補強ロープ２６を中間領域部１６の下流側に配置することも可能である。そして、その場合、一般的に、リング式ネット１８及び補強ロープ２６の川幅方向両端部は、両袖部１２の下流側面に固定する。

次に、本実施の形態に用いられているリング式ネット１８について説明する。このリング式ネット１８は、例えば特開２０１４−１５８４号公報（以下、先行技術文献とも記す）に記載されるものと同様であり、複数のリング状部材２０を互いに連結して構成される。この実施の形態では、例えば、図１から理解されるように、１つのリング状部材２０の周囲に４つのリング状部材２０が均等に配置されるようにして、それらのリング状部材２０の内周側同士が接触するように連結する。リング状部材２０の連結構造は、先行技術文献に記載されるように、様々な形態がある。

このリング状部材２０は、例えば鋼線からなる線材を複数回（５〜２０回）巻回し、周方向の数か所を締結具によって締め付けて構成されている。リング状部材２０を構成する線材には、例えば硬鋼線材から製造される鋼線が好ましいが、例えば軟鋼線材から製造される鉄線でもよい。鋼線の場合、引張強度８００Ｎ／ｍｍ²以上のものが好ましい。また、これらの線材にメッキや被覆を施したものも用いることができる。線材の線径は２．５〜５ｍｍ程度で、リング状部材２０の直径は３００〜１５００ｍｍ程度である。リング式ネット１８は、リング状部材２０の直径を変更することで、堰き止めたい流下物（巨礫）の大きさに容易に対応することができる。例えば、上流の巨礫の大きさを調査し、その大きさに合わせてリング状部材２０の直径を設定すれば、土石流発生時の流下物を効果的に堰き止めることができる。

リング状部材２０を連結して構成されるリング式ネット１８は、例えばネット面に垂直な力（負荷）が加わると、リング状部材２０が互いに引っ張られるので、リング状部材２０の形状そのものが変形すると共に、リング状部材２０を構成する線材の巻回が緩むように変形する。これらの変形は、土石流の運動エネルギー、具体的には巨礫や流木が衝突してネット面に負荷が作用するときに生じ、リング式ネット１８に負荷が加わるとリング状部材２０が変形することで、土石流の運動エネルギーが吸収され、結果としてリング式ネット１８全体で巨礫や流木を堰き止める効果が得られる。なお、土石流は渓流の上流側から下流側に向けて生じるので、土石流の運動エネルギーでリング状部材２０が変形するリング式ネット１８は、前述したように、土石流を受けると下流側に膨出する。

これらのことから、リング式ネット１８を用いる砂防堰堤は、リング状部材２０の変形によって土石流の運動エネルギーを受け止める「柔構造」であるといえ、従来のコンクリートダム型の砂防堰堤や中間流域部だけを設けた透過型砂防堰堤の「剛構造」と異なり、両袖部１２などの堰堤１０のコンクリート構造体が受け止めるべき負荷が大幅に小さい。つまり、前述の補強ロープ２６や補強ロープ用ブレーキ装置３０を含めて、リング式ネット１８によって流下物の動きを抑止することができれば、その後、両袖部１２などのコンクリート構造体が受け止める負荷は流下物の静荷重である。周知のように、同じ物体でも、動荷重に比べて静荷重は遥かに小さい。そのため、例えば堰堤１０の基礎構造が簡易になり、施工も大幅に容易になる。この施工の容易さは、堰堤が構築される場所、つまり山間において多大なメリットをもたらす。

また、この実施の形態の砂防堰堤では、ネット体であるリング式ネット１８の上端部（上辺部）に配設された補強ロープ２６−１にロープ保護部材７０が取付けられている。このロープ保護部材７０の目的は、後述のように、ネット体であるリング式ネット１８で流下物を堰き止めた後、リング式ネット１８の上流側に堰き止められた流下物が例えばオーバフローしてネット体であるリング式ネット１８を乗り越える場合、そのリング式ネット１８を乗り越える流下物と、特にネット体上端部の補強ロープ２６−１との擦れを回避して、ネット体上端部の補強ロープ２６−１を保護しようとするものである。

図３は、このロープ保護部材７０の斜視図、図４（ａ）は、図３のロープ保護部材７０の断面図である。このロープ保護部材７０は、ネット体上端部の補強ロープ２６−１の上部（上面）及び上流側部（上流側面）を覆う板状の本体部７２を有する。具体的には、この本体部７２は、例えば鋼製Ｌ型アングル材で構成され、この鋼製Ｌ型アングル材の互いに垂直な二平板部のうちの一方がネット体上端部の補強ロープ２６−１の上部を覆う板状の上部側保護部７４となり、他方がネット体上端部の補強ロープ２６−１における谷部上流側部を覆う板状の上流側保護部７６となる。

このロープ保護部材７０の本体部７２は、例えば図３に示すように、ネット体上端部の補強ロープ２６−１の長手方向に所定の長さを有する。前述のように、砂防堰堤構築後、両袖部１２に架け渡された補強ロープは、自重やネット体であるリング式ネット１８の重量により、下方に弛んで（撓んで）いる。また、後述するように、土石流発生後、流下物を堰き止めたリング式ネット１８の下流側への膨出に伴って、それを支持している補強ロープも下流側に大きく撓む。ロープ保護部材７０の本体部７２の長さは、こうしたネット体上端部の補強ロープ２６−１の弛みや撓み、つまり湾曲に対して、ロープ保護部材７０の目的のために、その補強ロープ２６−１からロープ保護部材７０が離れてしまわない長さとする。このように湾曲する補強ロープ２６−１にロープ保護部材７０ができるだけくっついているためには、本体部７２の長さが短いほどよいが、本体部７２の長さを短くし過ぎると補強ロープ２６−１に取付けるロープ保護部材７０の数が多くなるので、後述するように、ロープ保護部材７０を補強ロープ２６−１に取付ける際、その取付作業が煩雑になってしまう。そのため、ロープ保護部材７０の本体部７２の長さは、補強ロープ２６−１に生じる湾曲の程度に合わせて適宜設定する。

このロープ保護部材７０の本体部７２のうち、図３の裏側面、つまり補強ロープ２６−１側の面には、図４（ａ）に示すように、本体部７２を補強ロープ２６−１に連結するための連結手段７８が長手方向の２か所に設けられている。この連結手段７８は、例えばシャックルとかジョーと呼ばれる係止具が本体部７２の裏面側に溶接固定されて構成される。具体的には、シャックルやジョーと呼ばれる係止具を上部側保護部７４の下面から下方に垂下するように溶接固定している。この連結手段７８は、例えばネット体上端部の補強ロープ２６−１を挿通するロープ挿通手段であってもよいが、ロープ挿通手段の場合、補強ロープ２６−１の張設の際、後述する全てのロープ保護部材７０のロープ挿通手段に補強ロープ２６−１を挿通する必要が生じ、補強ロープ２６−１の張設後にロープ保護部材７０を補強ロープ２６−１に取付けることができない。そのため、この実施の形態では、係止具を本体部７２の裏面側に固定して連結手段７８とした。

また、この実施の形態のロープ保護部材７０では、前述した上流側保護部７６の長手方向両端部の夫々に、リング式ネット１８のリング状部材２０と係合するための係止具８２を挿通する係止孔８０が形成されている。この係止孔８０は、具体的には、本体部７２の長手方向、即ち補強ロープ２６−１の長手方向に長手な長孔であり、この実施の形態では、補強ロープ２６−１に取付けた状態の上流側保護部７６の下部に形成されている。係止孔８０を補強ロープ２６−１の長手方向に長孔としたのは、流下物堰き止め時の補強ロープ２６−１の伸びを吸収するためである。

このロープ保護部材７０をネット体上端部の補強ロープ２６−１に取付ける場合は、まず、図５に示すように、本体部７２のうち、長手方向何れか一方の係止孔８０の部分が重なるようにしてロープ保護部材７０を補強ロープ２６−１の上方且つ上流側に配置する。具体的には、例えば図の右側に位置するロープ保護部材７０の本体部７２の右端部の上方且つ上流側に、図の左側の位置するロープ保護部材７０の本体部７２の左端部が重なるようにして、隣り合うロープ保護部材７０を配置する。

このようにネット体上端部の補強ロープ２６−１の上方且つ上流側にロープ保護部材７０を配置したら、図６に示すように、本体部７２の補強ロープ２６−１側面に設けられた連結手段７８で本体部７２と補強ロープ２６−１を連結する。次いで、例えば互いに重合する本体部７２の近接する係止孔８０に、例えばシャックルとかジョーと呼ばれる係止具８２を挿通し、その係止具８２を更にリング式ネット１８のリング状部材２０の内周側に挿通して係止する。このように本体部７２を連結手段７８でネット体上端部の補強ロープ２６−１に連結することでロープ保護部材７０は補強ロープ２６−１に取付けられ、更に係止孔８０に挿通した係止具８２で上流側保護部７６をネット体であるリング式ネット１８に係止する。リング式ネット１８はネット体上端部の補強ロープ２６−１より下方に吊り下がっているので、このリング式ネット１８に本体部７２の上流側保護部７６を係止することで、その上流側保護部７６が上部側保護部７４に対して下向きになり、本体部７２で補強ロープ２６−１の上部及び上流側部を覆う姿勢が保持される。即ち、本体部７２の係止孔８０及び係止具８２がネット体であるリング式ネット１８と本体部７２との係止構造を形成している。

図４（ｂ）は、図３のロープ保護部材７０の変形例を示す断面図である。図中の符号は、図４（ａ）の符号と同等である。この変形例では、ロープ保護部材７０の本体部７２が、例えば鋼製円形パイプを略半割にした半円弧断面形状を有し、そのうち、補強ロープ２６−１の図示上部を覆う部分が上部側保護部７４を構成し、補強ロープ２６−１の図示上流側を覆う部分が上流側保護部７６を構成している。上流側保護部７６には、図３のロープ保護部材７０と同様に係止孔８０が形成されており、この係止孔８０に係止具８２を挿通し、この係止具８２でロープ保護部材７０とリング状部材２０が係止され、これにより両者の係止構造が形成されている。この変形例では、上部側保護部７４と上流側保護部７６が半円弧断面形状に連続しているが、両者が一連に滑らかに連続していれば、その他の湾曲断面形状をなしていてもよい。

また、ネット体上端部の補強ロープ２６−１にロープ保護部材７０を取付ける砂防堰堤の変形例として、例えば図７に示すように、ネット体であるリング式ネット１８の上端部に複数の補強ロープ２６−１を２本一対で平行に配設し、各対の補強ロープ２６−１の撚り線の撚り方向を異なる方向とする。前述したように、補強ロープ２６−１に使用されるワイヤロープは、所謂撚り線であり、こうした撚り線からなる補強ロープ２６−１は、例えばネット体の変形に伴って伸びると、捩れが生じる。このロープの伸びに伴う捩れの方向は、例えば撚り線の撚り方向によって凡そ決まっており、例えばロープが伸びると撚りが締まるように捩れる。補強ロープ２６−１に捩れが生じると、それに取付けられているロープ保護部材７０も捩れてしまい、場合によっては、補強ロープ２６−１の上部及び上流側部を覆うことができなくなるおそれがある。そのため、この変形例のように、ネット体であるリング式ネット１８の上端部に複数の補強ロープ２６−１を２本一対で平行に配設し、各対の補強ロープ２６−１の撚り線の撚り方向を異なる方向とすることで、それらの補強ロープ２６−１が伸びたときの互いの捩れが相殺され、複数の補強ロープ２６−１の上部及び上流側部をロープ保護部材７０の本体部７２で覆い続けることができ、結果として補強ロープ２６−１を流下物から保護し続けることができる。

図８は、土石流が発生し、巨礫や流木などの流下物を堰き止めた後の状態を示す下流側から見た砂防堰堤の斜視図である。図から明らかなように、巨礫や流木を堰き止める際、土石流の運動エネルギーを吸収したリング式ネット１８は下流側に大きく膨出し、それに伴って、補強ロープ２６や第２補強ロープ４０も下流側に撓んでいる。これらの変形により土石流の運動エネルギーが吸収され、リング式ネット１８全体で巨礫や流木を堰き止めている。なお、最下部の補強ロープ２６は、流下物が覆い被さっており、図面上は見えない状態である。

しかしながら、土石流発生時の流下物の量が、想定した量よりも多い場合、一度は堰き止められた流下物がネット体であるリング式ネット１８を乗り越えるおそれがある。もし、ネット体上端部の補強ロープ２６−１にロープ保護部材７０が取付けられていなければ、リング式ネット１８を乗り越える流下物はネット体上端部の補強ロープ２６−１と擦れ、その補強ロープ２６−１が損傷する可能性がある。このようなおそれに対し、この実施の形態の砂防堰堤では、ネット体上端部の補強ロープ２６−１にロープ保護部材７０が取付けられ、その本体部７２によって補強ロープ２６−１の上部及び上流側部が覆われているので、リング式ネット１８を乗り越える流下物と補強ロープ２６−１との擦れが回避され、補強ロープ２６−１そのものが保護される。

このように、この実施の形態の砂防堰堤によれば、通常の状況で流れる水や土砂はリング式ネット１８を構成する複数のリング状部材２０の隙間を通って中間領域部１６から下流に流れ、土石流発生時には、リング式ネット１８を構成する複数のリング状部材２０によって巨礫や流木が留められる。その際、リング式ネット１８の高強度性と優れた変形性により土石流の持つ運動エネルギーが吸収され、リング式ネット１８全体で巨礫や流木を堰き止めることができる。また、補強ロープ２６や補強ロープ用ブレーキ装置３０により、さらに安定した土石流堰き止め機能が発揮される。

そして、補強ロープ２６や補強ロープ用ブレーキ装置３０を含めて、リング式ネット１８の変形によって土石流の運動エネルギーを吸収する柔構造であるため、両袖部１２などのコンクリート構造体が受け止める負荷が小さくなり、これによりコンクリート構造体の基礎構造が簡易になり、施工が容易になる。この施工の容易性は、砂防堰堤が構築される山間において大きなメリットとなる。

また、この砂防堰堤は、堰堤１０に形成された中間領域部１６にリング式ネット１８を配置し、両袖部１２に支持させることだけで構成されるので、構造が簡潔であり、コストを低廉化することもでき、また施工も容易である。このことは、渓流そのものの形態をできるだけ保護することにもつながり、環境負荷を可及的に軽減することにも繋がるものである。

更に、ネット体上端部の補強ロープ２６−１の上部及び上流側部をロープ保護部材７０の本体部７２で覆う構成としたため、万が一、堰き止められた流下物がリング式ネット１８を乗り越えても、その乗り越える流下物と補強ロープ２６−１との擦れがロープ保護部材７０によって回避され、補強ロープ２６−１を保護することができる。

以上、実施の形態について説明したが、本発明の構成はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。例えば、上述した補強ロープ２６の本数や材質については現場の状況に応じて適宜選択されるものであり、また、それらのブレーキ装置は、上述の構成に限定されるものではなく、制動力を伴いながら補強ロープ２６の伸びを許容するものであれば如何なるものを用いてもよい。

また、前述の実施の形態では、リング式ネット１８を１張だけ、両袖部１２間に張架したが、リング式ネット１８を複数張、両袖部１２間に張架してもよい。

また、本発明のロープ保護部材及び砂防堰堤は、上述の実施の形態以外の柔構造の砂防堰堤にも適用可能である。例えば、図９は、谷部の底部又は底部近傍から所定の高さ位置までリング式ネット１８を伸展して張設するために、その所定高さにて、両端部の夫々が固定手段４によって谷部の向かい合う山部の斜面の夫々に固定された支持ロープ６を両山部間に架け渡し、その支持ロープ６をリング式ネット１８に挿通又はリング式ネット１８と係止して両者を連結したものである。固定手段４は、例えば山部の所定深さまで到達するアンカーに支持ロープ６の両端部の夫々を連結・固定して構成される。この支持ロープ６は、リング式ネット１８を吊り下げるようにして支持するため、当然ながら伸長・張設されるネット体の上端部に配設される。この支持ロープ６にも、前述のロープ保護部材７０を同様に適用することができ、これによりネット体上端部の支持ロープ６を流下物との擦れから保護することができる。

また、図１０は、谷部の底部又は底部近傍から所定の高さ位置までリング式ネット１８を伸展して張設するために、谷部の底部から立設された所定の高さの支柱２を、少なくとも谷部の幅方向両端部又は両端部寄りの位置を含めて、谷部の幅方向に並べて複数本配設し、これら支柱２の上端部間に支持ロープ６を架け渡し、その支持ロープ６をリング式ネット１８に挿通又はリング式ネット１８と係止して両者を連結したものである。支持ロープ６の両端部の夫々は、図９と同様に、谷部の向かい合う山部の斜面の夫々に固定手段４で固定され、固定手段４は、例えば山部の所定深さまで到達するアンカーに支持ロープ６の両端部の夫々を連結・固定して構成される。この支持ロープ６も、リング式ネット１８を吊り下げるようにして支持するため、当然ながら伸長・張設されるネット体の上端部に配設される。この支持ロープ６にも、前述のロープ保護部材７０を同様に適用することができ、これによりネット体上端部の支持ロープ６を流下物との擦れから保護することができる。

また、前述の実施の形態では、ネット体としてリング式ネット１８を用いた場合について説明したが、例えば図１１に示すように、網目が菱形の金属線材からなる菱形金網２２をネット体として用いることもできる。この菱形金網２２は、例えば特開２０１６−３７７７３号公報に記載されるように、例えば金属線材２４を曲げ加工して三角波状ワイヤとし、並列に配置された複数の三角波状ワイヤの山と谷を互いに編んで、それらの三角波状ワイヤを係合することで構成される。この三角波状ワイヤを構成する金属線材２４には、軟鋼、硬鋼、 ばね鋼、ステンレス鋼等を用いることができる。この金属線材２４には必要により被覆処理がなされていてもよく、これにより三角波状ワイヤの接触部分の摩耗や、腐食等を防止することができる。被覆処理としては、例えば、亜鉛メッキ処理やポリエステル被覆処理が挙げられる。この菱形金網２２を含めて、本発明のネット体には、流下物を堰き止めることが可能であれば、如何様なネット体を用いることも可能である。

６ 支持ロープ（ロープ）
１０ 堰堤
１８ リング式ネット（ネット体）
２２ 菱形金網（ネット体）
２６ 補強ロープ（ロープ）
７０ ロープ保護部材
７２ 本体部
７４ 上部側保護部
７６ 上流側保護部
７８ 連結手段
８０ 係止孔（係止構造）
８２ 係止具（係止構造）
Ｒ 渓流（谷部）

Claims (6)

1. 土石流発生時の流下物を堰き止めるために谷部の底部又は底部近傍から所定高さ位置までの領域に伸展してネット体が張設された堰堤において、前記ネット体の上端部に配設されて前記ネット体に挿通又は該ネット体と係止されたロープに取付けられて該ロープを保護するロープ保護部材であって、
   前記ロープの長手方向に所定の長さを有し、該ロープの少なくとも上部及び上流側部を覆う本体部を備え、
   前記ロープと前記本体部とを連結するための連結手段が前記本体部に設けられたことを特徴とする堰堤のロープ保護部材。
2. 前記本体部が、Ｌ型アングル材で構成され、該Ｌ型の一方の板状部が前記ロープの上部を覆う板状の上部側保護部を構成し、前記Ｌ型の他方の板状部が前記ロープの上流側部を覆う板状の上流側保護部を構成することを特徴とする請求項１に記載の堰堤のロープ保護部材。
3. 前記本体部が、略半割パイプ材で構成され、前記ロープの上部を覆う上部側保護部と前記ロープの上流側部を覆う上流側保護部とが一連の湾曲断面形状で連続して形成されることを特徴とする請求項１に記載の堰堤のロープ保護部材。
4. 前記ネット体と係止するための係止構造が前記上流側保護部に設けられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の堰堤のロープ保護部材。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の堰堤のロープ保護部材が前記ネット体の上端部に配設された前記ロープに取付けられたことを特徴とする堰堤。
6. 前記ロープは２本一対で前記ネット体の上端部に並行して配設され、
   前記対をなすロープは撚り線の撚り方向が互いに異なることを特徴とする請求項５に記載の堰堤。

Images