JP2020112018A - 山腹保全資材 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の土砂堰き止め体が備えた優れた性能をさらに発展させ、施工および環境保全のより一層の向上を図る土砂堰き止め体を提供する。【解決手段】内部に流入する土砂等を夾雑物として後充填させ、土砂を上流側の外面で堰き止めると共に、内部に流入する水を排水可能とする山腹保全資材１であって、渦巻状に複数層を有して巻回された網部材２で構成され、巻回中心から周方向に沿って渦巻状に形成された内部空間４Ａ，４Ｂを有する渦巻状金網構造体本体部１Ａと、内部空間４Ａ，４Ｂ内に予め充填される複数のコイル形状の予充填材３と、を有し、複数の予充填材３は、内部空間４Ａ、４Ｂの容積に対し前記後充填される後充填物の充填スペースを確保できる体積を備えていて、前記巻回中心の中心軸方向に沿って配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、雨水等により傾斜地等で生じる土壌の侵食を阻止する環境保全技術に係り、詳しくは土砂、流木等の固形物を堰き止め、水を通過させる土壌侵食抑止技術に関する。

森林、山岳地、丘陵地、牧草地、道路の法面等において、気象災害、野生動物の食害等による草木の消失、また火山ガス等により草木が枯れると地表面が露出する。このような荒れた地表面は、降水により水の流れが生じると、地表面が洗堀されて細い溝（リル）が形成され、掘削された土砂等が水により運搬されて侵食が進行し沢状に発達した地形（ガリ）が生じる。

このように運搬される土砂等を堰き止めてリル、ガリの成長を抑止し、植生を回復できる山腹保全資材である土砂堰き止め体が提案されている（特許文献１）。この土砂堰き止め体は、金網などネットを渦巻状（ロール状）に複数回巻回した巻回体と、巻回体の内側に敷き詰められてロール状に充填された中詰め材を有し、中央部が太く、両端部に向かうに従って外径が小さくなる紡錘形状に形成されている。

土砂堰き止め体の巻回体は、外観が三日月形状に湾曲し、巻回体の中央部分よりも両端を流水の上流側に設置し、アンカーなどで地面に固定する。流水により運搬される土砂は、巻回体が流水に向かう面に堰き止められるが、水は巻回体内を通過し、下流側に流れる。巻回体の前面側に堰き止められた土砂は堆砂し、巻回体の上流側で土壌が回復し、下流側では洗堀が阻止されて環境保全が実行される。

特開２０１５−１４３４６８号公報

特許文献１に開示の土砂堰き止め体は、基礎工事が不要で、人力での搬送が可能という優れた施工性を有するだけでなく、土壌および植生の回復という優れた特性を有している。

本発明の目的は、従来の土砂堰き止め体が備えたこのような優れた性能をさらに発展させ、施工および環境保全のより一層の向上を図る山腹保全資材を提供するものである。

本発明の目的を実現する山腹保全資材の構成は以下の通りである。

第１の構成は、内部に流入する土砂等を夾雑物として後充填させ、土砂を上流側の外面で堰き止めると共に、内部に流入する水を排水可能とする山腹保全資材である。この山腹保全資材は、渦巻状に複数層を有して巻回された網部材で構成され、巻回中心から周方向に沿って渦巻状に形成された内部空間を有する渦巻状金網構造体本体部と、前記内部空間内に予め充填される複数の予充填材と、を有し、前記複数の予充填材は、前記内部空間の容積に対し前記後充填される後充填物の充填スペースを確保できる体積を備えている。

第２の構成は、この山腹保全資材において、前記複数の予充填材は、前記巻回中心の中心軸方向に沿って延びていて、前記内部空間の渦巻方向に沿って並設された構成とすることができる。

第３の構成は、第１の構成において、前記複数の予充填材は、前記巻回中心の中心軸方向を列方向とし、前記内部空間の渦巻方向を行方向とすると、前記列方向および前記行方向にそれぞれ隔設して配置する構成とすることができる。

第４の構成は、第１の構成から第３の構成のいずれかにおいて、前記空間は、前記巻回中心に形成される中心空間に連設して周方向に沿って渦巻状に形成される渦巻空間により構成され、前記複数の予充填材は、前記巻回中心に形成される中心空間に配置され予充填材と、前記中心空間に連設される渦巻空間に配置される予充填材を有し、前記空間の層厚を保持する構成とすることができる。

第５の構成は、第１の構成から第３の構成のいずれかにおいて、前記空間は、前記巻回中心に形成される中心空間に連設して周方向に沿って渦巻状に形成される渦巻空間により構成され、前記複数の予充填材は、前記空間の層厚を保持する層厚保持機能を備えた第１予充填材と、前記層厚保持機能を有しないフィルタ機能を備えた第２予充填材とを有し、前記第１予充填材が前記中心空間に配置され、前記渦巻空間に前記第１予充填材と前記第２充填材が配置する構成とすることができる。

第６の構成は、第１の構成から第４の構成のいずれかにおいて、前記予充填材は、コイル状に形成されたコイルスペーサとすることができる。

第７の構成は、第１の構成から第４の構成のいずれかにおいて、前記予充填材は、弾性を有する多孔性部材により構成することができる。

第８の構成は、第５の構成において、前記第１予充填材は、コイル状に形成されたコイルスペーサであって、前記第２予充填材は不織状のヤシ繊維を絡ませて嵩高としたブロック状のフィルタブロックとすることができる。

第９の構成は、上記いずれかの構成において、前記渦巻状金網構造体本体部の内周面または外周面の全面にシート状フィルタ部材である濾布が設けられた構成とすることができる。

第１０の構成は、第６の構成において、前記予充填材の外周にシート状のフィルタ部材である濾布が設けられた構成とすることができる。

第１１の構成は、第６の構成において、シート状濾布に並設して複数の凹部を形成し、前記凹部に前記コイルスペーサをそれぞれ配置してユニット化した構成とすることができる。

第１２の構成は、第１１の構成において、前記シート状濾布は、不織布製の第１不織布フィルタ層と第２不織布フィルタ層の間に、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層を挟み込んだサンドイッチ構造とした構成、あるいは前記起毛層の上面に前記不織布製の不織布フィルタ層を設けた構成とすることができる。

第１３の構成は、第１１の構成において、前記シート状濾布は、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層に不織布繊維を混在させたフィルタ層を単層とした構成、または接着剤層を介して重ね合わせた構成とすることができる。

第１４の構成は、第５の構成において、前記第２の予充填材は、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層に不織布繊維を混在させたフィルタ層を多層に重ねた積層構造体とすることができる。

第１５の構成は、第４の構成において、前記渦巻空間に配置される予充填材は、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層に不織布繊維を混在させたフィルタ層を多層に重ねた積層構造体内に弾性を有する複数の支柱を内蔵した構成とすることができる。

請求項１から４に係る発明によれば、後充填物の充填スペースを予め確保しているので、山腹保全資材の軽量化を図りつつ、後充填物が充填するまでの期間の短縮化が図れる。また、一人又は数人によって運搬から施工までの作業が可能となる。また、山腹保全資材を設置後、空間内に後充填物が充填されると、後充填物によりフィルタ層が形成されて自然に透水流路が形成されるため、透水流路に詰まりが生じ難く、確実に濁水を清水化して排水することができる。

請求項５に係る発明によれば、渦巻空間内に対する予充填材の体積密度を増やして山腹保全資材の軽量化に寄与すると共に、第２予充填材によるフィルタ機能により濁水を清水にして排水させるフィルタ機能の性能を高めることができる。

請求項６に係る発明によれば、コイルスペーサを予充填材とすることで、内部空間に対する予充填材の体積密度を小さくでき、山腹保全資材の軽量化に貢献すると共に、内部空間の層厚保持の機能を果たすことができる。

請求項７に係る発明によれば、予充填材をわら縄、ヤシ繊維縄等の天然素材のフィルタ材、または多孔質材のウレタンフォーム材等のように空隙率の低い部材を用いることができるので、逆に内部空間に対する予充填材の体積密度を大きくすることができ、後充填物が満杯に充填する期間の調整が行える。

請求項８に係る発明によれば、フィルタブロックに後充填物が充填されてフィルタの高機能化が図れ、またフィルタフィルタブロックの個数調整で、後充填物が満杯に充填する期間の調整が行える。

請求項９、１０に係る発明によれば、短期間の土木工事等に伴って生じる土砂を堰き止めると共に排水の浄化に適しており、内部空間は空洞であるため、工事終了後の撤去も容易に行える。濁水の懸濁度が強い場合でも、澄んだ水を排水することができる。

請求項１１に係る発明によれば、シート状濾布に複数のコイルスペーサを個々に包むように設けてフィルタ付きのコイルスペーサをユニット化できるので、山腹保全資材の製造時間の短縮化を図ることができる。

請求項１２に係る発明によれば、微細な砂や灰、粒径の小さな石等を捕集することができ、濁水の浄化能力を調整することができる。

請求項１３に係る発明によれば、微細な砂や灰、粒径の小さな石等を捕集することができ、単層又は重層することにより、濁水の浄化能力を調整することができる。

請求項１４、１５に係る発明によれば、腰の弱いフィルタ層であっても、支柱により圧縮方向に外圧が加わっても厚み方向の変形が少ないので、山腹保全資材の内部空間の層厚を維持することができる。

本発明による山腹保全資材の第１実施形態を示す外正面図。 （ａ）は図１に示す山腹保全資材のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は変形例を示す図１に示す山腹保全資材のＡ−Ａ矢視断面図。 （ａ）は図１に示す山腹保全資材の展開状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図。 図１に示す金網のピッチとコイル状スペーサのピッチとの関係を説明する平面図。 第１実施形態の山腹保全資材の設置状態を示す側断面図。 第２実施形態の山腹保全資材の中央縦断面図。 第３実施形態の山腹保全資材の中央縦断面図。 第４実施形態の山腹保全資材の展開状態を示す平面図。 （ａ）は図８に示すフィルタブロックの斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す土砂堰き止め体の中央縦断面図。 （ａ）〜（ｄ）は第５実施形態の山腹保全資材の展開状態を示す図。 第６実施形態の山腹保全資材の中央縦断面図。 図１１に示す予充填材を示し、（ａ）は予充填材の展開図、（ｂ）は（ａ）の予充填材を巻回した状態での正面図、（ｃ）は（ｂ）の予充填材の中央縦断面図。 第７実施形態の山腹保全資材の中央縦断面図。 図１３に示す連結予充填図を示し、（ａ）は展開図、（ｂ）は中央縦断面図。 第３実施形態を示し、（ａ）（ｂ）は予充填材の側断面図、（ｃ）〜（ｆ）はシート状濾布の断面図、（ｇ）は積層濾布の断面図。

以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

第１実施形態

図１から図５は本発明による山腹保全資材である土砂堰き止め体の第１実施形態を示す。図１から図４に基づいて土砂堰き止め体１の構成を説明する。

図１から図３に示すように、土砂堰き止め体１は、外形が長さ方向中央部の直径が最も大径で、長さ方向両端に向かうに従って外径が漸減する紡錘形状の渦巻状（ロール状）金網構造体に形成される。図１、図２（ａ）および図３に示すように、土砂堰き止め体１は、網部材、例えばひし形金網（JIS G3552）２をロール状に例えば３ないし４巻きに巻回（３ないし４層巻き）した渦巻き状の巻回体とした構成であって、内側の層の金網と外側の層の金網とが巻き開始端部２Ａと巻き終端部２Ｂとの間で密着しないようにコイル形状に形成された予充填材であるコイルスペーサ３を巻き込んで径方向に所定長さの層厚を有する内部空間４を形成している。

金網２の巻き開始端部２Ａに位置するコイルスペーサ３は前記巻回体の中心に位置して巻回体中心の空間（以下、中心空間とする）４Ａを保持しており、これをコアコイル３Ｃとする。中心空間４Ａに連設される渦巻状の空間（以下渦巻空間とする）４Ｂ内に配置される複数のコイルスペーサ３は、コアコイル３Ｃと平行に巻回方向に適当な隙間を有して配置され、これらをサイドコイル３Ｐとする。ロール状金網構造体をなす土砂堰き止め体１は、コアコイル３Ｃを巻き中心とし、内部空間４を有して渦巻状にひし形金網２を巻回して構成されるロール状金網構造体本体である堰き止め体本体部１Ａと、内部空間４の層厚を維持する予め充填される予充填材であるコアコイル３Ｃと複数のサイドコイル３Ｐとにより構成される。なお、ひし形金網２に対するコアコイル３Ｃとサイドコイル３Ｐの配置、および巻回方法については後記する。

ひし形金網２は、波形に形成された金属製の列線２１を行方向（列線２１と直交方向）に連結した構成で、隣り合う列線の折曲線部２２の角部２３が引っ掛け合って連結される。そして、隣り合う列線２１の折曲線部２２の間でひし形の網目２４が形成される。ひし形金網２の折曲線部２２は、図３（ｂ）に示すように、表裏方向に沿って短い長さの中間折り曲げ部２５だけ折り曲げ、更に所定の角度（８５度）折り曲げて波形を形成している。

また、図３に示すように、各列線２１の長さ方向の端部がナックル無しの状態の場合、この中間折り曲げ部２５の折り曲げ長さにより、互いに引っ掛け合う折曲線部２２を中心に隣り合う列線２１が回転可能となっている。さらに、各列線２１は、網目２４内を移動可能となっている。列線２１が有するこのような移動の自由により、サイドコイル３Ｐを巻き込みながらひし形金網２を巻回する際に、ひし形金網２の長さ方向（列方向）両端部を絞ることにより、堰き止め体１を紡錘形状に形成することができる。

図４（ａ）に示すように、コイルスペーサ３は、金属製の線材３１をコイル状に形成した構成で、筒状の外観、本実施形態では円筒状の外観を有する。コイルスペーサ３は、内部空間４を維持するために、径方向外方から内側に向けて外力が加わっても変形し難く、また図１に示すように、撓むことができる弾性力を備えた材質を選択することが望ましく、さらには耐食性に優れていることが望ましい。本実施形態では、鉄線に溶融亜鉛アルミ合金メッキ（HZA）を施したものを使用している。

図４（ａ）に示すように、コイルスペーサ３のコイルピッチをＰ１とし、図４（ｂ）に示すようにひし形金網２の網目２４の列線方向の網目ピッチをＰ２とすると、本実施形態では、コイルピッチＰ１と網目ピッチＰ２を等しくしている。また、コイルピッチＰ１を網目ピッチＰ２の整数倍（２倍以上）としても良い。

このように、コイルピッチＰ１と網目ピッチＰ２を等ピッチ又は２倍あるいは３倍としているのは、コイルスペーサ３を巻き込みながらひし形金網２を巻回する際、コイルを列方向において網目２４の中央に合わせると、その列における網目２４の中央にコイルの外周部が嵌まり込み、巻回方向である行方向と列方向への移動が規制される。このため、堰き止め体本体部１Ａを巻回する際にコイルスペーサ３が所定位置からずれるのを防止できる。

すなわち、網目２４はナットの雌ねじ、コイルスペーサ３はボルトの雄ねじに置き替えた場合、ひし形金網２の巻回の際にコイルスペーサ３に軸廻りの回転力が付与されると、コイルスペーサ３が螺進する。コイルスペーサ３、特にサイドコイル３Ｐが螺進すると、サイドコイル３Ｐの列方向の位置がずれ、前述したひし形金網２の列方向両端部の絞り込みが不十分になるおそれがある。

勿論、コイルピッチＰ１が堰き止め体本体部１Ａの網目ピッチＰ２と等ピッチあるいは整数倍でなくても良く、例えばコイルを列方向の複数個所で列線２１に紐やテープ等の結束部材で結束し、コイルの行方向と列方向への移動を阻止しても良い。さらに、コイルスペーサ３の長さ方向の片半部分を右巻きコイル部、他半部分を左巻きコイル部とすることで、コイルスペーサ３の螺進動作が相殺されてひし形金網２の巻回の際にコイルスペーサ３の移動が抑制される。

次に、ひし形金網を有する堰き止め体本体部１Ａにコイルスペーサ３を配置する配置状態と、堰き止め体本体部１Ａの巻回方法について図３を参照して説明する。

図３（ａ）は堰き止め体本体部１Ａを構成するひし形金網を展開した平面図を示す。矩形平面のひし形金網２上には、列方向に沿って延びるコアコイル３Ｃと複数のサイドコイル３Ｐが行方向に所定間隔を有して並設される。並設されるコアコイル３Ｃとサイドコイル３Ｐは、等しい外径を有するが、堰き止め体本体部１Ａの巻き開始端部２Ａ側から巻き終端部２Ｂに向けて順に長さを短くしている。図３（ａ）は説明を容易とするために、サイドコイル３Ｐを４本（３Ｐａ、３Ｐｂ、３Ｐｃ、３Ｐｄ）配置しているが、サイドコイル３Ｐは図２に示すように適宜の本数を巻回方向に適宜の間隔を有して配置する。

図３（ａ）に戻り、巻き開始端部２Ａ側に位置する最長のコイルスペーサ３であるコアコイル３Ｃから巻き終端部２Ｂ側に位置する最短長のコイルスペーサ３であるサイドコイル３Ｐｄまでの各コイルスペーサ３は、長さ方向の中央をひし形金網２の堰き止め体本体部１Ａの列方向中央に合わせて配置する。コアコイル３Ｃおよびサイドコイル３Ｐａ〜３Ｐｄの列方向両端を結ぶ直線Ｌ１、Ｌ２と、コアコイル３Ｃと最短長のサイドコイル３Ｐｄとを結ぶ列方向の直線Ｌ３、Ｌ４により囲む領域が台形形状に形成される。

すなわち、土砂堰き止め体１の全長および長さ方向中央での外径、コイルスペーサ３の外径、巻回回数が決まれば、前記台形と相似の台形形状を用いることにより、必要とするコイルスペーサ３の長さを決定することができる。

図３（ａ）に示すようにひし形金網２上に行方向に沿ってコアコイル３Ｃ、サイドコイル３Ｐａ〜３Ｐｄを所定間隔で並設し、巻き開始端部２Ａからコアコイル３Ｃを巻き込みながらひし形金網２を巻き始める。次いで、２番目に長いサイドコイル３Ｐａを巻き込みながらひし形金網２を巻き込むが、２番目に長いサイドコイル３Ｐａの両端は、最も長いコアコイル３Ｃの両端よりも内側にあるため、絞り込みが可能となる。同様にして３番目、４番目に長いサイドコイル３Ｐｃ、３Ｐｄを巻き込みながら両端部の絞り込みを行い、最も短い最後のサイドコイル３Ｐｄを巻き込みながら両端部を絞り込む。そして、結束バンド等で巻き終了端２Ｂをひし形金網２に列方向の複数個所で結束する。最後に、土砂堰き止め体１の両端部を行方向に引っ張ることにより、図１に示す湾曲した三日月状の外観に形成される。この引張作業は、土砂堰き止め体１を設置する施工場所において行う。

上記した構成の土砂堰き止め体１の設置について、図１および図５を参照して以下に説明する。

図１に示す三日月状の土砂堰き止め体１は、平衡斜面、地表面が雨水等で侵食され始めた凹面流路、洗堀されて形成された細い溝（リル）、あるいは、掘削された土砂等が水により運搬されて侵食が進行し沢状に発達したガリ等に設置される。その際、土砂堰き止め体１は、湾曲底部の中央部分Ｄを傾斜面５０の下流側に、両端部Ｅを上流側に配置し、不図示のアンカーボルト等により固定する。土砂堰き止め体１は例えば上流側から下流側に千鳥状に複数あるいは間隔を有して並設される。はっきりした流路、すなわちリル化、ガリ化したところでは、これらの流路に沿って間隔を持ち設置する。設置態様は施工場所によって種々選択される。

図５に示すように、ひし形金網２を有する堰き止め体本体部１Ａと、コアコイル３Ｃ及び複数のサイドコイル３Ｐとにより構成されるスケルトン状の土砂堰き止め体１は、設置初期において水と共に移動する土、小石、木片、落葉落枝等の流下物５１がひし形金網２の網目２４およびコイルスペーサ３の線材の間に流入し、すり抜ける物もあればすり抜けられずに引っ掛かる夾雑物となるものがあり、これらが成長し、網目２４およびコイルスペーサ３の線材間が塞がれる。さらに夾雑物となった小石や木片、落葉落枝等の流下物５１の引っ掛かりが成長すると、土砂堰き止め体１のひし形金網２の層間の内部空間４内に土砂等が詰まり始め、これらが後に充填される後充填物となるフィルタ層５２を形成する。

すなわち、内部空間４内には、前記予充填材が実質的に占める体積を除いた空隙部分の容積を前記後充填物が充填される後充填容積として確保される。前記予充填材が実質的に占める体積とは、例えばコイルスペーサ３のコイルの体積であって、コイルスペーサ３の内径部の空間は後充填容積の一部を占める。前記予充填材の実質的に占める体積を増やせば、内部空間４に対する予充填材の充填率が大きくなる。

フィルタ層５２は濾過機能を有し、水は通すが土砂等を堰き止める効果を発揮する。一方、フィルタ層５２の形成で、水に搬送された土砂等は、土砂堰き止め体１の湾曲した前面側（上流側）Ｆに堰き止められて堆積し、土砂堰き止め体１の上流側に形成されたピット５４内の堆積土砂５３の嵩が高くなる。

土砂堰き止め体１内に後充填物として流入する小石や木片、落葉落枝等の流下物５１は、水の流れに依存して水の流れを許容しつつ徐々に詰まりながら自然に成長するため、水は上流側から下流側に形成された複雑な流路を通って土砂堰き止め体１の後面側から排水される。堆積土砂等５３の荷重は、土砂堰き止め体１の前面側にはあまり作用しない。これは鉛直方向に作用する分力の存在等によるものと考えられる。その際、排水される流速は減速されるため、下流側の地盤が削られ難くなり、山腹の保全が図られる。

本実施形態の土砂堰き止め体１によれば、土砂堰き止め体１をひし形金網２と、予充填材である複数のコイルスペーサ３により構成し、コイルスペーサ３をコイル形状とすることで、軽量化を図ることができる。このため、作業者が手に持ったり、担いだりして土砂堰き止め体１を施工現場まで運搬することができる。特に急傾斜地での作業には非常に有利となる。また、組み立て作業が非常に簡単であり、熟練した技能がなくても容易にしかも迅速に組み立てることができる。

また、堆積土砂５３に溜まった水は透水して土砂堰き止め体１内に浸入し、土砂堰き止め体１の濾過機能により濁水が澄んだ清水として排水される。土砂堰き止め体１を川や海に近い山腹に設置すると、川や海に濁水が流入するのを防止でき、川や海が汚染されるのを防止することができる。

本実施形態では、堰き止め体本体部１Ａを構成する網部材としてひし形金網２を例にして説明したが、亀甲ネット（商品名：STKネット、粕屋製綱株式会社）のように、強度、耐候性を有する資材のようにコイル強度に耐えられるものであれば利用することができ、巻回自体の実施に問題はない。

本実施形態において、中心空間４Ａはコアコイル３Ｃが配置されているだけであり、渦巻空間４Ｂは複数のサイドコイル３Ｐが配置されているだけであるため、全体としての内部空間４の容積に対し、コアコイル３Ｃと複数のサイドコイル３Ｐの総体積は非常に少ない。また、コイルスペーサ３は空隙率（コイルスペーサ３の容積に対してコイル線材の体積）が非常に大きい。このことから、コイルスペーサ３は、内部空間４に充填される予充填材であって、内部空間４の容積に対する予充填材の体積比を密度とすると、低密度の予充填材といえる。

土砂堰き止め体１は、設置前の状態（デフォルト状態とする）において内部空間４内の容積の殆どが空の状態（高空隙率とする）である。このため、設置初期において降雨による水と共に流れる土砂等は渦巻空間４Ｂ内にとどまり難いが、落葉、落枝、砂利等が金網に引っ掛かると渦巻空間４Ｂ内へ土砂等がとどまり始めて自然に充填される。またひし形金網２の外周表面に落葉落枝が付着すると、流水抵抗が大きくなり、排水流量の調節機能が働くと共に、土砂堰き止め効果が増す。なお、排水は完全に停止することはなく、渦巻空間４Ｂ内の自然充填物内に排水流路が出来上がり、排水が確保される。土砂堰き止め体１は、豪雨の場合を除き一般的な降雨が続くと、デフォルト状態から土砂堰き止め効果が表れるまでにある程度の時間を要する。デフォルト状態での内部空間４内に予め配置される予充填材の充填密度が高くなるのに応じてデフォルト状態から土砂堰き止め効果が表れる時間を短縮することができる。
変形例

図２（ｂ）は第１実施形態の変形例を示す。

図２（ｂ）に示すように、ひし形金網２の内面側全面にシート状フィルタ部材で構成される濾布１１（図中破線で示す）を予め敷き詰め、濾布１１の上にコイルスペーサ３を載せて濾布１１と共にひし形金網２の巻回を行う。したがって、巻き開始端部２Ａから巻き終端部２Ｂとの間で、ひし形金網２の径方向に重なる内面と外面との間で、ひし形金網２の径方向に重なる内面と外面との間に形成される内部空間４は、径方向内側の内周面側を金網、径方向外側の外周面側を濾布１１としている。

シート状フィルタ部材として、例えば、不織布を利用することができる。本実施形態において、シート状フィルタ部材としては、多機能フィルタ（商品名：多機能フィルター株式会社製）を例示することができる。なお、シート状フィルタ部材１１はこれに限られるものではなく、土砂等に対する強度と透水性と耐候性を備えている他のシート状フィルタを採用することも可能である。前記多機能フィルタとは、例えば、植物の毛細根に似た極細の撥水性繊維をランダムに配した不織布マットであり、97〜98％の空隙率をもった不織布構造体（ウエブ）である。

この変形例によれば、土砂堰き止め体１のロール状の土砂堰き止め体本体部１Ａ内には土砂が入らないためフィルタ層５２は形成されず、濁水の浄化と土砂の堰き止めは濾布１１により実行される。

本変形例の土砂堰き止め体１は、恒久的に設置するのではなく、短期間に仮設置して土砂の堰き止めと排水浄化を行い、期間経過後に撤去する場合に適している。すなわち、仮設置時には堰き止め体本体部１Ａ内には土砂が流入しないのでフィルタ層５２が存在せず、撤去時点においても堰き止め体本体部１Ａ内は中空状況であり土砂堰き止め体１の重量が増加せずに軽量状態が維持されているため、容易に撤去できる。

第２実施形態

図６は第２実施形態の土砂堰き止め体の中央断面図で、外観形状および基本的な構成は図１に示す第１実施形態の土砂堰き止め体１と同様で、図２と同様の断面図である。なお、図６において図１〜図４に示す要素と同じ要素には同じ名称と同じ符号を付してその説明を省略する。

図６に示す土砂堰き止め体１０において、コイルスペーサ３の外周にシート状フィルタ部材で構成される筒型濾布１２（図中破線で示す）を外装してフィルタ付きコイルスペーサ３０としている。フィルタ付きコイルスペーサ３０は、ひし形金網２の巻回中心の中心空間４Ａに配置されたフィルタ付きコイルスペーサ３０をコアコイル３０Ｃとし、中心空間４Ａに連設される渦巻空間４Ｂに１個分のコイルスペーサ３を空けた間隔（１ピッチ間隔とする）に配置したフィルタ付きコイルスペーサ３をサイドコイル３０Ｐとしている。そして、コアコイル３０Ｃを巻回中心にして内部空間４を有するようにひし形金網２を渦巻状に巻回した構成の堰き止め体本体部１０Ａと、複数のサイドコイル３０Ｐにより土砂堰き止め体１０を構成する。なお、サイドコイル３０Ｐの配置間隔はこれに限定されるものではなく、例えば０．５ピッチ間隔、２ピッチ間隔等であっても良い。

本実施形態の土砂堰き止め体１０によれば、第１実施形態の土砂堰き止め体１の有する効果に加え、排水の濾過機能を向上させることができる。水に溶けた土は非常に細かな粒子となって濁水となる。図５を参照すると、濁水は内部空間４内に土砂等により溜まって形成されるフィルタ層５２によって濾過され、濁りのない清水が排水されるが、フィルタ付きコイルスペーサ３０はコイルスペーサ３の外周に設けた筒型濾布１２により、更に細かな粒子を捕捉し、より一層濁りのない澄んだ清水を排水することができる。

本実施形態において、前記予充填材であるフィルタ付きコイルスペーサ３０は、濾布１２を通過して灰や砂等がコイルスペーサ３内に後から流入し夾雑物として堆積する。このことから、フィルタ付きコイルスペーサの内径部の空間は前記後充填容積の一部を占める。

第３実施形態

図７は第３実施形態の土砂堰き止め体１００の中央断面図で、外観形状および基本的な構成は図１に示す第１実施形態の土砂堰き止め体１と同様で、図２と同様の断面図である。なお、図７において図１〜図６に示す要素と同じ要素には同じ名称と同じ符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の土砂堰き止め体１００は、図６に示すフィルタ付きコイルスペーサ（No.1〜No.29）３０を隙間ゼロの０ピッチでひし形金網２に巻回される。No.１のフィルタ付きコイルスペーサ３０をコアコイル３０Ｃとし、No.２〜No.２９のフィルタ付きコイルスペーサ３０をサイドコイル３０Ｐとする。ひし形金網２を巻回してコアコイル３０Ｃを配する巻回中心の中心空間４Ａに連設して渦巻空間４Ｂを形成した堰き止め体本体部１００Ａと、予充填材であるコアコイル３０Ｃと複数のサイドコイル３０Ｐにより土砂堰き止め体１００を構成する。また、図２（ｂ）に示す変形例とは逆に、ひし形金網２の外周側に前記多機能フィルタを用いた濾布１１を設けた構成としている。ひし形金網２に対して濾布１１の密着性の保持が難しい場合、例えば線材を交互にねじり合わせ六角形の網目をした亀甲金網を濾布１１の外周又は内周面に一体に設けた多機能フィルタを使用することもできる。

本実施形態の土砂堰き止め体１００は、設置後に降雨によって水と共に流下物５１が渦巻空間４Ｂ内に流入し、予充填材であるシート状フィルタ部材１２により砂利等の目の粗い固形物を堰き止めると共に、濁水の細粒物が捕捉されて濾過水が土砂堰き止め体１００内に浸入する。土砂堰き止め体１００内に浸入した濾過水は、フィルタ付きコイルスペーサ（No.1〜No.29）３０のシート状フィルタ部材１２による更なる濾過が行われ、この濾過処理が繰り返される。

このため、土砂堰き止め体１００から排水される清水は、濁りのない非常に澄んだ水となる。特に、フィルタ付きコイルスペーサ（No.1〜No.29）３０は、巻回方向において隙間なく（０ピッチ）配置されているため、高効率な濾過処理が行える。

図７において、No.１〜No.２９のフィルタ付きコイルスペーサ３０は、奇数ナンバー（No.１、３、５・・・）のフィルタ付きコイルスペーサ３０を配置し、偶数ナンバー（No.２、４、６・・・）のフィルタ付きコイルスペーサ３０は不要として隙間を設けるようにしても良い。また、No.１フィルタ付きコイルスペーサ３０を除いて、他のフィルタ付きコイルスペーサ３０をランダムに除いたような構成にフィルタ付きコイルスペーサ３０を配置するようにしても良い。このように場合、排水流量を多くすることができ、図５に示すように、堆積土砂５３から濁水が溢れないようにすることができる。

なお、上記した各実施形態において、コイルスペーサ３０内に笹の桿等の細い葉っぱ付きの木の枝等を列方向の一端開口から挿入して充填することもできる。この場合、コイルスペーサ３０内に充填された充填物により、更なる濾過機能を向上させることができ、また第１、第２実施形態では目詰まりの成長促進の役割を果たすことができる。

第４実施形態

図８および図９は本発明の第４実施形態を示す。

図８および図９において、図１から図３に示す要素と同じ要素には同じ名称と同じ符号を付してその説明を省略する。

山腹保全資材の設置場所は、火山灰地，粘土質地，砂地，砂利地，スコリアや軽石等が堆積した地盤というように千差万別であり、また落葉，落枝が水と共に流れる箇所もある。このため、本実施形態の山腹保全資材である土砂堰き止め体２００は、内部空間４内の予充填材の充填率を大きくする構成であって、渦巻空間４Ｂ内に流入する後充填物を設置地盤の地質に合わせて効率良く充填可能とする。また、土砂堰き止め体２００は、豪雨の場合除いてデフォルト状態から土砂が渦巻空間４Ｂ内に満杯に充填するまの移行期間を長短可能とする。

以下に、第４実施形態による土砂堰き止め体２００の構成を説明する。

本実施形態の土砂堰き止め体２００は、第１実施形態と同様に紡錘形状としている。このため、図８に示すように、ひし形金網２の巻き開始端部２Ａ側を底辺とする台形形状の領域（直線Ｌ１〜Ｌ４で囲まれる範囲）内に予充填材２０１を配置する。そして、ひし形金網２を巻き開始端部２Ａ側から巻回することにより、図９（ｂ）に示す渦巻形状の断面を有する土砂堰き止め体２００を形成する。

予充填材であるコアコイル３Ｃとサイドコイル３Ｐとフィルタブロック２０２を行方向に沿って略等間隔に１０行配置した構成を充填材群２０１としている。巻き開始端部２Ａ側から巻き終端部２Ｂ側に向けて順に１行から１０行とすると、１行目にコアコイル３Ｃ、３行目と５行目と７行目にサイドコイル３Ｐを配置し、２行目と４行目と６行目と８行目から１０行目までフィルタブロック２０２を配置している。

１行目に配置するコアコイル３Ｃは列方向に沿って適当間隔を有して直列に３本配置し、３行目と５行目に配置するサイドコイル３Ｐは列方向に沿って適当間隔を有して直列に３本配置し、さらに７行目に配置するサイドコイル３Ｐは列方向に沿って適当間隔を有して直列に２本配置する。コアコイル３Ｃとサイドコイル３Ｐは、長手方向の長さを等長とし、各行毎に長さの異なる一本のコアコイル３Ｃ、サイドコイル３Ｐを用意する必要がないようにしている。

フィルタブロック２０２は、２行目と４行目が列方向に沿って適当間隔を有して直列に３本配置し、６行目と８行目と９行目は列方向に沿って適当間隔を有して直列に２本配置し、１０行目は１本配置している。複数のフィルタブロック２０２は長手方向の長さを等長とし、各行毎に長さの異なる１本のフィルタブロック２０２を用意する必要がないようにしている。

フィルタブロック２０２は、図９（ａ）に示すように、天然のフィルタ素材であるヤシ繊維により直方体形状に形成されると共に袋状としたフィルタブロック本体２０２Ａ内に多孔質の濾材２０２Ｂ、例えば軽石が充填された構成としている。フィルタブロック本体２０２Ａは、袋状の内部に濾材２０２Ｂを充填後、袋の口を縫合して濾材２０２Ｂが漏れ出ないようにしている。フィルタブロック本体２０２Ａのヤシ繊維のメッシュよりも濾材２０２Ｂのメッシュを細かくしている。また、フィルタブロック本体２０２Ａは、図８において、ひし形金網２との載置面側に接着剤が塗布され、フィルタブロック２０２をひし形金網２の上面に位置決めして載置することでフィルタブロック２０２が接着固定される。フィルタブロック２０２の厚みは、サイドコイル３Ｐの外径よりも大きくし、ひし形金網２を巻回した際に、渦巻空間４Ｂを形成するひし形金網２の内周面と外周面との間に厚み方向に加圧されて挟持される。

図９（ｂ）に示すように、ひし形金網２を巻回することにより、中心空間４Ａにコアコイル３Ｃが配置され、２層目と３層目の渦巻空間４Ｂ内にフィルタブロック２０２とサイドコイル３Ｐが交互に配置され、さらに３層目の最外周の渦巻空間４Ｂ内には巻回方向に３つのフィルタブロック２０２のみが間隔を有して配置される。コアコイル３Ｃとサイドコイル３Ｐは上記した各実施形態と同様に内部空間４の層厚を維持する機能を有し、またフィルタブロック２０２は渦巻空間４Ｂの空間に対する密度を大きくする機能とフィルタ機能を有する。

本実施形態の土砂堰き止め体２００は、ロール状金網構造体本体である堰き止め体本体部２００Ａと、渦巻空間４内に配置される予充填材群２０１とにより構成される。フィルタブロック２０２は渦巻空間４Ｂの２層と３層において巻回方向にサイドコイル３Ｐを挟んで疎に配置され、さらに３層において最外周の渦巻空間４Ｂに配置されるフィルタブロック２０２はサイドコイル３Ｐを挟んでいないため密に配置される。

土砂堰き止め体２００をリル、ガリ等に設置して土砂の堰き止めおよび排水流速の調整を行い山腹の保全を行う作用を以下に説明する。

土砂堰き止め体２００は、例えばリルの上流側から下流側に向けて複数個所に離れて設置することにより、通過する水の流速を段階的に減速させる。降雨により例えばリルを流れる水は土砂等を削りながら下流側に設置した土砂堰き止め体２００に達する。地盤が火山灰であれば水と共に軽石や火山灰が流れ、固い地盤であれば地表に堆積した落葉落枝が水と共に流れる。また、砂地、粘土質等の地盤では砂利等が流れる。勿論、目の粗い土や目の細かい土等と共に砂利や石、岩、倒木等も一緒に流れ落ちる。複数の地層が露出するリル等では各地層の堆積物が混ざって水と共に流れる。

降雨により水と共に砂利、土等が土砂堰き止め体２００の上流側に当たり、堰き止め体本体部２００Ａの最外周のひし形金網２の網目を通過し、また網目に引っ掛かる。渦巻空間４Ｂ内に予めフィルタブロック２０２を配置しているため、渦巻空間４Ｂに対する予充填材群２０１の密度はフィルタブロック２０２により高められる。このため、土砂堰き止め体２００を通過する水の排水抵抗が増し、デフォルト状態から早期に排水流速を低速化可能である。排水抵抗はフィルタブロック２０２が土砂等を捕集することにより増し、またフィルタブロック２０２の間に土砂等が充填されることにより増す。さらに最外周のひし形金網２の外周面に落葉落枝等が付着し、網目に砂利などが挟まることによっても排水抵抗は増す。

渦巻空間４Ｂ内に流入した土砂等の夾雑物が後充填され始めると、土砂堰き止め体２００の上流側に形成される図５に示すピット５４内に土砂等が堆積する。土砂堰き止め体２００を例えば火山灰地のリル等に設置した場合、粒径の小さい火山灰と火山灰よりも粒径の大きい砂利等が土砂堰き止め体２００に向けて流れてくる。ここで、粒径の細かな火山灰と砂利等が混在して流れてくる場合、フィルタブロック２０２は粒径の大きな砂利等をフィルタブロック本体２０２Ａで捕集し、粒径の小さな火山灰をフィルタブロック本体２０２Ａ内の軽石等の濾材２０２Ｂにより捕集する。

フィルタブロック２０２により砂利と火山灰が捕集されるのに並行して隣接するフィルタブロック２０２の間に落葉落枝や石等が夾雑物として引っ掛かると火山灰と砂利の流れを堰き止め、フィルタブロック２０２の渦巻空間４Ｂ内に火山灰と砂利が後充填物として充填される。渦巻空間４Ｂ内に後充填される火山灰、土、砂利、落葉落枝、石等の後充填物は互いに固着していないため通水性を備えている。渦巻空間４Ｂ内に流入した砂利や火山灰、土等の後充填物が充填されると、土砂堰き止め体２００の上流側に形成されるピット５４（図５参照）内に砂利、火山灰、土等の堆積物が堆積する。ピット５４内の堆積物も渦巻空間４Ｂ内の後充填物も共に通水性を備えているため、降雨が過ぎ去った後にピット５４内に貯まった水は土砂堰き止め体２００を通して排水されるが、ピット５４内の堆積物はそのまま堆積する。

降雨による水によって川床の土等は削られてそのまま下流まで流されずにピット５４内に保持されるため、山腹の保全がなされる。また、土砂堰き止め体２００から排水される水は減速されるため、川床を削る作用を減少させることができる。さらに、ピット５４は調整池のような役割を果たすため、ピット５４内の水位が上がると土砂堰き止め体２００の上縁から水が受け流されるようにして溢れ出る。このため、溢れ出た水の流速は減速されることになる。

本実施形態の土砂堰き止め体２００は上記した各実施形態と同様にデフォルト状態では渦巻空間４Ｂ内に土砂等を予め充填せずに軽量化を図り、作業員が一人で簡単に持ち運び可能とする。但し、渦巻空間４Ｂ内に予充填材であるフィルタブロック２０２を配置して渦巻空間４Ｂに対する予充填材群２０１の密度を高め、降雨量と降雨時間にも左右されるが土砂堰き止め体２００の設置後から渦巻空間４Ｂ内に土砂等が流入して後充填物の充填が短い期間で完了できるようにしている。土砂堰き止め体２００の機能は、ピット５４内に土砂等を堆積させ、かつピット５４内の土砂等を浸透した水を土砂堰き止め体２００内を通して排水させるものである。このため、従来例で示したように予め渦巻空間４Ｂ内にスコリア、木屑等を満充填しておけば、設置後すぐに土砂堰き止め体２００の機能を発揮できる。

しかし、このようなスコリアや木屑は軽量ではあるが満充填すると非常に重くなり、設置場所まで作業者が運ぶのが困難となる。これに対し、本実施形態の土砂合堰き止め体２００は、渦巻空間４Ｂに対する予充填材２０１を低密度で予め充填し、フィルタブロック２０２を空隙率が高く軽量（低比重）の材料を使用することにより、軽量化を図っている。また、渦巻空間４Ｂに対するフィルタブロック２０２の充填密度を調節することにより、ピット５４内に流入した土砂等の夾雑物を短期間に後充填物として充填させることが可能となる。

また、フィルタブロック２０２は異なる粒径の土砂や火山灰等を捕集し、土砂堰き止め体２００から排水される水にできる限り土砂、火山灰等が混じらないようにすることができる。なお、本実施形態において、堰き止め対象として火山灰を含む場合を例にして説明したがこれに限定されるものではない。また、金網としてひし形金網２を例にしているが、これに限定されるものではなく、亀甲金網等の他の構造の金網であっても良い。

第５実施形態

図１０は本発明の第５実施形態を示す。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は図８と同様に、ひし形金網２の上面に予充填材を配置した状態での土砂堰き止め体をそれぞれ示している。なお、図１〜図３に示す要素と同じ要素には同じ名称と同じ符号を付してその説明を省略する。

図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示す各土砂堰き止め体３００、３１０、３２０、３３０は、ひし形金網２を巻き開始端部２Ａ側から巻き終端部２Ｂに向けて巻回することにより、中心空間４Ａと渦巻形状の渦巻空間４Ｂが形成される。

図１０（ａ）に示す土砂堰き止め体３００は、予充填材であるコアコイル３Ｃと予充填材である平面渦巻形状に形成された渦巻フィルタ３０２とにより予充填材群３０１を構成する。第１実施形態から第４実施形態では、渦巻空間４Ｂの層厚を保持するためにサイドコイル３Ｐを利用しているが、本実施形態の土砂堰き止め体３００は、渦巻空間４Ｂの層厚に相当する厚みを有する渦巻フィルタ３０２が渦巻空間４Ｂの層厚保持機能を兼用している。渦巻フィルタ３０２は、わら縄、ヤシ繊維縄等の天然素材のフィルタ材、または多孔質材のウレタンフォーム角材等の人工フィルタ材のように、厚み方向に圧縮力が加わってもつぶれ難い腰があってひし形金網２の巻回に追従できるように可撓性を有する材料が用いられる。

土砂堰き止め体３００の渦巻空間４Ｂに対して渦巻フィルタ３０２の体積が一定の割合で占めており、予充填材の密度を高める。このため、土砂堰き止め体３００を設置後、降雨によって水と共に流入した土砂等が早期に渦巻空間４Ｂ内に後充填され、ピット５４内への土砂等の早期の堆積を可能とする。

渦巻フィルタ３０２は、ひし形金網２の略中央に配置されているため、巻回すると長手方向両側が絞られた紡錘形状の外観になる。また、渦巻フィルタ３０２は平面渦巻形状に形成されているため、ひし形金網２に対して向きなどにとらわれずに配置することができる。

図１０（ｂ）に示す土砂堰き止め体３１０は、予充填材であるコアコイル３Ｃと、予充填材である底辺を欠いた台形枠形状の複数の枠状フィルタ３１２とにより予充填材群３１１を構成する。複数の枠状フィルタ３１２は、相似形状の大、中、小の３サイズが用意され、上辺を巻き終端部２Ｂ側にして図１０（ｂ）に示すように配置される。複数の枠状フィルタ３１２は、わら縄、ヤシ繊維縄等の天然素材のフィルタ材、または多孔質材のウレタンフォーム角材等の人工フィルタ材のように、厚み方向に圧縮力が加わってもつぶれ難い腰があってひし形金網２の巻回に追従できるように可撓性を有する材料が用いられる。

図１０（ｂ）の土砂堰き止め体３１０は、渦巻空間４Ｂ内に複数の枠状フィルタ３１２を配置することで、流入する土砂や石、岩等が後充填物として充填される。大サイズの枠状フィルタ３１２（３１２Ｌ）は粒径の大きな砂利等を捕集し、中サイズの枠状フィルタ３１２（３１２Ｍ）は大サイズの枠状フィルタ３１２Ｌを通過した粒径の砂利等を捕集し、小サイズの枠状フィルタ３１２（３１２Ｓ）は中サイズの枠状フィルタ３１２Ｍを通過した砂利等を捕集するように、フィルタのメッシュを異ならせるようにしても良い。小サイズの枠状フィルタ３１２Ｓは、最も内側に配置されると共に、ひし形金網２の巻き開始端部２Ａ側に位置するため、ひし形金網２を巻回した際に、内部空間４の１層目、２層目に位置する。このことから、渦巻空間４Ｂは、径方向の外側には粒径の大きな砂利が充填され易く、内側には粒径の小さな砂利が充填され易くなり、砂利等が粒径によって層状に充填される。したがって、土砂堰き止め体３１０内を通過する水は、できる限り砂利等を含まない状態で排水される。

図１０（ａ）の土砂堰き止め体３００と図１０（ｂ）の土砂堰き止め体３１０はコアコイル３Ｃにより中心空間４Ａを形成し、良好な排水性の確保、中心での曲げ剛性の確保等を行っているが、図１０（ｃ）に示す土砂堰き止め体３２０、図１０（ｄ）に示す土砂堰き止め体３３０はフィルタ部材により中心空間４Ａを形成するようにしている。

図１０（ｃ）に示す土砂堰き止め体３２０は、フィルタ部材である予充填材である複数の塊状フィルタ３２２を有する。塊状フィルタ３２２は、平面略小判形状に形成され、内部空間４の層厚に相当する厚みを有する。複数の塊状フィルタ３２２は、図８に示す予充填材群２０１と同様に台形枠内に行方向及び列方向に間隔を有してひし形金網２の上面に配置され予充填群３２１を構成する。巻き開始端部２Ａ側に配置した第１行目の５個の塊状フィルタ３２２がひし形金網２の巻き開始初期で巻き込まれて中心空間４Ａを形成する。第２行目は４個の塊状フィルタ３２２、第３行目は３個の塊状フィルタ３２２、巻き終端部２Ｂ側の第４行目は２個の塊状フィルタ３２２を配置している。

塊状フィルタ３２２は、渦巻フィルタ３０２、枠状フィルタ３１２と同様にわら縄、ヤシ繊維縄等の天然素材のフィルタ材、または多孔質材のウレタンフォーム角材等の人工フィルタ材のように、厚み方向に圧縮力が加わってもつぶれ難い腰があってひし形金網２の巻回に追従できるように可撓性を有する材料が用いられる。なお、塊状フィルタ３２２の行方向（巻回方向）の幅が狭く、ひし形金網２の巻回に追従不要の場合には、可撓性を備えていなくても良い。

土砂堰き止め体３２０は、行方向及び列方向に配置した複数の予充填材である塊状フィルタ３２１により内部空間４に対する密度を高める。また、塊状フィルタ３２２の個数を変更することにより予充填材３２１の内部空間４に対する密度を調節することができる。

図１０（ｄ）に示す土砂堰き止め体３３０は、フィルタ部材である列方向の長さが異なる複数の予充填材である柱状フィルタ３３２を有する。柱状フィルタ３３２は、角柱または円柱状に形成され、内部空間４の層厚に相当する厚みを有する。長さの異なる複数の柱状フィルタ３３２は、図８に示す予充填材群２０１と同様に台形枠内に行方向に間隔を有してひし形金網２の上面に配置される予充填群３３１を構成する。巻き開始端部２Ａ側に配置した最も長い第１行目の柱状フィルタ３３２がひし形金網２の巻回の開始初期で巻き込まれて中心空間４Ａを形成する。第２行目から第４行目に配置される３本の柱状フィルタ３３２は、図１０（ｄ）に示すように順次長さを短くしている。柱状フィルタ３３２は、塊状フィルタ３２２と同様の材料が使用される。

土砂堰き止め体３３０の予充填材である複数の柱状フィルタ３３２は、内部空間４の中心空間４Ａおよび渦巻空間４Ｂの層厚を保持する部材を兼用し、内部空間４に対する密度を高める。

上記した各実施形態は、土砂堰き止め体の長手方向中央における外径が３０ｃｍ〜５０ｃｍ程度、長手方向の長さが１ｍ〜１．５ｍ程度を想定し、一人の作業者が手にもって容易に搬送できる重量、例えば１０ｋｇ以下、好ましくは３ｋｇ以下を想定している。これに対し、雨水により洗堀されたガリのように川幅が数メートルで深い谷について土砂堰き止め体を設置する場合、例えば長手方向の中央直径が１．５ｍ程度、長手方向の長さを３〜５ｍ程度のサイズの土砂堰き止め体が想定される。このような設置場所では、拳よりも大きなサイズの石、岩木片が水と共に流れるため、土砂堰き止め体の渦巻空間内にこのようなサイズの石等が夾雑物として自然に入り込み充填可能とする網目を用いることが望ましい。勿論、このような大サイズの土砂堰き止め体を網目の大きな金網を用いて形成しても、数人の作業者により楽に搬送可能な重量、例えば４０ｋｇ程度以下の重量に軽量化することが望まれる。

第６実施形態

図１１および図１２は第６実施形態を示す。なお、上記の各実施形態の図面に示す要素と同じ要素には同じ名称と同じ符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の土砂堰き止め体４００は上述した大サイズの土砂堰き止め体に対応している。土砂堰き止め体４００の基本的な構成は、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示す土砂堰き止め体１と同様の渦巻形状にひし形金網４１０を巻回した堰き止め体本体部４００Ａと、堰き止め体本体部４００Ａの内部空間４０１（図２（ａ）の内部空間４に相当）に配置した複数の予充填材４０２とを備える。内部空間４０１は、中心空間４０１Ａ（図２（ａ）の中心空間４Ａに相当）および渦巻空間４０１Ｂ（図２（ａ）の渦巻空間４Ｂに相当）を有し、内部空間４０１の層厚を保持すると共に内部空間４０１の密度を大きくする複数の予充填材４０２が内部空間４０１に配置される。予充填材４０２は、ひし形金網４１０の巻き開始端部４１０Ａと巻き終端部４１０Ｂとの間に配置される。

予充填材４０２は、図１および図２（ａ）に示すような土砂堰き止め体１と同様の構造で、長手方向の直径（外径）が一定の筒形状としている。予充填材４０２として、中心空間４０１Ａの形成と保持を行う予め充填されるコア充填材４０３であり、渦巻空間４０１Ｂに予め充填される複数のサイド充填材４０４である。コア充填材４０３とサイド充填材４０４とは同一のものを使用している。コア充填材４０３の外径を例えば２５ｃｍとし、土砂堰き止め体４００の外径をコア充填材４０３の外径の６倍とすると、土砂堰き止め体４００外径は１５０ｃｍ（１．５ｍ）となる。

予充填材４０２の構成について図１２を参照して以下に説明するが、図１、図２（ａ）および図３に示す部材と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。図１２（ａ）に示すように、ひし形金網２の上面に予充填材４０２であるコアコイル３Ｃと、予充填材４０２である複数本（本実施形態では１３本）のサイドコイル３Ｐを適当間隔で巻き開始端部２Ａから巻き終端部２Ｂとの間に配置する。コアコイル３Ｃとサイドコイル３Ｐは、軸方向長さおよび外径が同一で、ひし形金網２の列方向両端よりも若干内側に配置される。ひし形金網２にコアコイル３Ｃとサイドコイル３Ｐを図１２（ａ）に示すように配置し、巻き開始端部２Ａ側からコアコイル３Ｃを巻き込みながら巻回すると、図１２（ｂ）に示す正面図のように、円筒形状の外観を有する予充填材４０２が形成される。予充填材４０２として、図１２（ｃ）に示すように、渦巻空間４Ｂ内に複数本のサイドコイル３Ｐが配置される。

予充填材４０２を構成するひし形金網２の網目を第１網目とし、土砂堰き止め体４００の金網４１０の網目を第２網目とする。第１網目の寸法として、例えば２６ｍｍ、３２ｍｍ、４０ｍｍ等が例示できる。これに対し、第２網目の寸法として７５ｍｍ、１００ｍｍ、１３０ｍｍを例示できる。勿論、第１網目と第２網目の寸法は、例示した値に限定されるものではなく、第２の網目にはこぶし大の石が通過でき、第１の網目には小石が通過できる程度のサイズを想定できる。

本発明において、山腹保全資材の保全対象とする山腹は、単に山腹として捉えるだけでなく、水文学的視野が求められる。降雨によって、急斜面、緩斜面、遷急線を含んだ傾斜面など、多様な立地のもとで集水流下の源となる0次谷から、次元を上げていくにつれ、複雑化する流出物（デブリ）を提供する。このように、流域としての視点が本資材に深く関わる。流出にあっては、水の動きが粘土質、シルト質、砂質、各サイズの礫質を伴い、土砂礫を含んだ濁水濁流へと発達する。

第６実施形態では、土砂堰き止め体４００の金網４１０の網目を例えば１３０ｍｍ、予充填材４０２のひし形金網２の網目を例えば２６ｍｍとすると、土砂堰き止め体４００の渦巻空間４０１Ｂ内に拳サイズの岩等が流入し、他の流入物等と共に夾雑物として渦巻空間４０１Ｂ内に流入充填される。また、予充填材４０２の渦巻空間４Ｂ内に流入した砂利や小石、木片、落葉落枝等の夾雑物が流入充填される。

第６実施形態によれば、上記した各実施形態と同様に、土砂堰き止め体４００の渦巻空間４０１Ｂ内には、土砂堰き止め体４００の設置後に岩等の流下物が流入し夾雑物として充填される大サイズの夾雑物流入空間が複数の予充填材４０２が実質的に占める体積を除いた容積（後充填容積）で形成される。予充填材４０２は、ひし形金網２とコイルスペーサ（コアコイル３Ｃ、サイドコイル３Ｐ）３で構成された低比重の部材であるため、土砂堰き止め体４００の軽量化に寄与する。また、複数の予充填材４０２の渦巻空間４Ｂ内には、砂利、小石、木片、落葉落枝等の小サイズの流下物が流入し夾雑物として充填される小サイズの夾雑物流入空間が形成される。

土砂堰き止め体４００は、設置後に、土砂堰き止め体４００の前記大サイズの夾雑物流入空間と、予充填材４０２の小サイズの夾雑物流入空間にそれぞれ夾雑物が流入し充填される。土砂堰き止め体４００内に夾雑物が充填され始めると、ピット５４（図５参照）内への土砂、岩等の堆積が始まり、下流側への土砂、岩等の流下物が堰き止められる。そして、土砂堰き止め体４００の渦巻空間４０１Ｂに充填される夾雑物によって発揮されるフィルタ機能により濁水が浄化されて排水される。

なお、土砂堰き止め体４００と予充填材４０２は、外観形状が図１に示す紡錘形状としても良く、外径が長手方向に沿って同径の筒形状としても良い。

第７実施形態

図１３及び図１４は第７実施形態を示し、上記した第６実施形態の変形例である。なお、上記の各実施形態の図面に示す要素と同じ要素には同じ名称と同じ符号を付してその説明を省略する。

第７実施形態の土砂堰き止め体４００´が第６実施形態の土砂堰き止め体４００と異なるのは、隣接する２個の予充填材４０２に対してひし形金網２を帯状に延ばした帯部２Ｃにより連結した構成の連結予充填材４２０に置き換えた構成としている点である。このため、中心空間４０１Ａに配置されるコア充填材４０３と、コア充填材４０３に隣接する渦巻空間４０１Ｂの最も内側に配置されるサイド充填材４０４とを一組として連結予充填材４２０としている。

連結予充填材４２０は、図１４（ａ）に示すように、ひし形金網２の行方向両端部を巻き開始端部２Ａとし、行方向中央部に行方向に沿って所定長さの帯部２Ｃを確保して、帯部２Ｃの行方向両端と各巻き開始端部２Ａとの間にそれぞれ複数本のコイルスペーサ３（３Ｃ、３Ｐ）を所定間隔で並設している。各巻き始端部２Ａ側のコイルスペーサ３をコアコイル３Ｃとし、他のコイルスペーサ３をサイドコイル３Ｐとしている。図１４（ａ）に示す所定本数のコイルスペーサ３をひし形金網２に配置した状態で、両側の巻き開始端部２Ａからコアコイル３Ｃを巻き込みながら巻回を開始し、さらにサイドコイル３Ｐを順次巻き込みながら帯部３Ｃまで巻回すると、図１４（ｂ）に示すように連結充填材４２０が形成される。なお、所定の層数までひし形金網２を巻回した後は、不図示の針金をひし形金網２の網目に通して固定する。

本実施形態によれば、土砂堰き止め体４００´の渦巻空間４０１Ｂ内に配置される連結充填材４２０は、帯部３Ｃに流入した砂利、小石、木片、落葉落枝等が引っ掛かって夾雑物として渦巻空間４０１Ｂ内に充填される。このため、流入充填により渦巻空間４０１Ｂ内に砂利、土砂等が満充填されるまでの期間をより短縮させることができる。

第８実施形態

図１５は第８実施形態を示す。なお、上記した各実施形態の図面示す要素と同じ要素には同じ名称と同じ符号を付してその説明を省略する。

図８〜図１０に示す実施形態において、予充填材要素としてのコイルスペーサ３と予充填材であるフィルタブロック２０２を並設した構成としている。そして、フィルタブロック２０２は、不織状のヤシ繊維を絡ませて嵩高で高空隙率のシートに成型したフィルタブロック本体２０２Ａを用いている。

これに対し、図１５（ａ）に示す予充填材ユニット５００は、長尺のシート状濾布５０１で複数のコイルスペーサ３を包み、ユニット化した構成としている。複数本のコイルスペーサ３とシート状濾布５０１に組み込んでユニット化した予充填材ユニット５００は、ひし形金網２の上面に配置されて巻き開始端部（不図示）側から巻き上げられて不図示の渦巻空間内に充填される。

シート状濾布５０１は、例えば上述したフィルタブロック本体２０２Ａを構成する資材である不織状のヤシ繊維を絡ませて嵩高で高空隙率としているシート状部材、ポリエステル不織布等の濾材が使用される。シート状濾布５０１は、コイルスペーサ３が内挿される略Ω形状の凹部５０１ａ内に配置される。凹部５０１ａは、Ω形状に予成型により形成する方法を例示することができる。予充填材ユニット５００は、巻回状態で隣接するコイルスペーサ３同士は２重に重なったシート状濾布５０１を介して配置されるため、実質的にシート状濾布５０１を積層状態で使用することができ、濾過効果を向上させることができる。シート状濾布５０１を蛇腹状とすることでシート状濾布５０１の表面積を多くし、濾過効果を増大させることができる。

また、予充填材ユニット５００は、平面サイズを例えば５０ｃｍ×５０ｃｍとし、複数の凹部５０１ａを内にコイルスペーサ３を挿入してユニット化した構成としても良い。そして、例えば１５０ｃｍ×１５０ｃｍサイズのひし形金網２の上面に、予充填材ユニット５００を例えば３行×３列に配置し、ひし形金網２を予充填材ユニット５００と共に巻回するようにしても良い。目途によってはユニットのみ交換も可能である。

図１５（ｂ）に示す予充填材ユニット５１０は、複数本のコイルスペーサ３を長尺のシート状濾布５０１の上面と裏面に互い違いに配置した構成で、例えばシート状濾布５０１を正弦波形状に成形し、シート状濾布５０１の表裏両面に交互に形成された各凹部５０１ｂにコイルスペーサ３を配置する。コイルスペーサ３を凹部５０１ｂに針金、紐等で固定することで複数のコイルスペーサ３とシート状濾布５０１を一体化することで、ひし形金網２の上面にシート状濾布５０１と複数のコイルスペーサ３を一度に配置することができる。この場合、シート状濾布５０１の長さは図１５（ａ）の予充填材ユニット５１０に用いる場合よりも短くなる。

シート状濾布５０１として、図１５（ｃ）〜図１５（ｆ）に示す構成を例示することができる。図１５（ｃ）のシート状濾布５０１Ａは、上述した不織布の多機能フィルタで構成される第１不織布フィルタ層５２０ａと第２不織布フィルタ層５２０ｂの間に、天然繊維や樹脂繊維等で構成される起毛化した繊維素材を嵩高のシート材として空隙率を高めた起毛層５２１を挟み込んだサンドイッチ構造とし、第２不織布フィルタ層５２０ｂの下面に接着剤層５２２を設け、接着剤層５２２を介してひし形金網２の上面、または図１５（ａ）（ｂ）に示すコイルスペーサ３の外周に接着固定できるようにしている。

図１５（ｄ）のシート状濾布５０１Ｂは、図１５（ｃ）のシート状濾布５０１Ａから第１不織布フィルタ層５２０ａを取り除いた構成としている。図１５（ｅ）のシート状濾布５０１Ｃは、図１５（ｃ）に示す起毛層５２１の空隙内に不織布フィルタを構成する繊維を充填した混合フィルタ層５２３で構成し、混合フィルタ層５２３の下面に接着剤層５２２を設けた構成としている。シート状濾布５０１（５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃ）は起毛層５２１により、粒径の小さい砂、火山灰を捕集することができるため、予充填材としての捕集率が高い。

図１５（ｆ）のシート状濾布５０１Ｄは、図１５（ｅ）に示すシート状濾布５０１Ｃを重ねた構成で、互いの接着剤層５２２を向かい合わせて接着して構成している。

図１５（ｇ）は、図１５（ｅ）に示すシート状濾布５０１Ｄを多層（本実施形態では３層）に積層した積層構造の積層濾布構造体５０１Ｅを示す。積層濾布構造体５０１Ｅの厚みが例えば渦巻空間４Ｂの層厚を超える場合には、例えば図８に示すフィルタブロック２０２に代え、また図１０（ａ）に示す渦巻フィルタ３０２、図１０（ｂ）に示す枠状フィルタ３１２、図１０（ｃ）に示す塊状フィルタ３２２の資材として使用することもできる。しかし、積層濾布構造体５０１Ｅには起毛層の部分が存在するために腰が弱く、渦巻空間４Ｂの所定の層厚を維持できない。このため、積層濾布構造体５０１Ｅ内に積層方向に沿ってバネ等の弾性を有する支柱５３０を内蔵して一体化するようにしても良い。積層濾布構造体５０１Ｅが渦巻空間４Ｂを構成する内周側と外周側の金網２を均等に押圧できるように複数本の支柱５３０を適宜の間隔で配置することができる。このような支柱５３０を備えた積層濾布構造体５０１Ｅは上記した各実施形態の予充填材として用いることもできる。

上記した各実施形態において、山腹保全資材としての土砂堰き止め体の構成要素としてひし形金網を例にして説明したが、網材であれば良い。またひし形金網の列線２１の両端部の形状は、コイル状に複数回巻回したカールナックルとしてものを使用することもできる。

図２（ｂ）および図７に示すように、ひし形金網２の内周面、外周面に濾布１１を設けているが、他の実施形態のひし形金網２、４１０にも同様に濾布１１を設けても良い。

１、１０、１００、２００、３００、３１０、３２０、３３０、４００、４００´：土砂堰き止め体（山腹保全資材）
１Ａ、１０Ａ、１００Ａ、２００Ａ、４００Ａ：堰き止め体本体部（ロール状金網構造体本体）
Ｄ：湾曲底部の中央部分 Ｅ：両端部 Ｆ：前面側（上流側）
２、４１０：ひし形金網
２Ａ、４１０Ａ：巻き開始端部 ２Ｂ、４１０Ｂ：巻き終端部 ２Ｃ：帯部
２１：列線 ２２：折曲線部 ２３：角部 ２４：網目
２５：中間折り曲げ部
３：コイルスペーサ ３Ｃ、３０Ｃ：コアコイル ３Ｐ、３０Ｐ：サイドコイル
３０：フィルタ付きコイルスペーサ ３１：線材
４、４０１：内部空間 ４Ａ、４０１Ａ：中心空間 ４Ｂ、４０１Ｂ：渦巻空間
１１：濾布 １２：筒型濾布
５０：傾斜面 ５１：流下物 ５２：フィルタ層 ５３：堆積土砂
５４：ピット
２０２：フィルタブロック ２０２Ａ：フィルタブロック本体 ２０２Ｂ：濾材
２０１、３０１、３１１、３２１、３３１：予充填材群 ４０２：予充填材
５００、５１０：予充填材ユニット
４０３：コア充填材 ４０４：サイド充填材 ４２０：連結予充填材
３０２：渦巻フィルタ ３１２（３１２Ｌ、３１２Ｍ、３１２Ｓ）：枠状フィルタ
３２２：塊状フィルタ ３３２：柱状フィルタ
５０１（５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃ）シート状濾布
５０１ａ：凹部 ５０１ｂ：凹部
５２０ａ：第１不織布フィルタ層 ５２０ｂ：第２不織布フィルタ層
５２１：起毛層 ５２２：接着剤層 ５２３：混合フィルタ層
５０１Ａ：シート状濾布 ５０１Ｂ：シート状濾布 ５０１Ｃ：シート状濾布
５０１Ｄ：シート状濾布 ５０１Ｅ：積層濾布構造体 ５３０：支柱
Ｐ１：コイルピッチ Ｐ２：網目ピッチ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４：直線

Claims (15)

1. 内部に流入する土砂等を夾雑物として後充填させ、土砂を上流側の外面で堰き止めると共に、内部に流入する水を排水可能とする山腹保全資材であって、
   渦巻状に複数層を有して巻回された網部材で構成され、巻回中心から周方向に沿って渦巻状に形成された内部空間を有する渦巻状金網構造体本体部と、
   前記内部空間内に予め充填される複数の予充填材と、を有し、
   前記複数の予充填材は、前記内部空間の容積に対し前記後充填される後充填物の充填スペースを確保できる体積を備えていることを特徴とする山腹保全資材。
2. 請求項１に記載の山腹保全資材において、
   前記複数の予充填材は、前記巻回中心の中心軸方向に沿って延びていて、前記内部空間の渦巻方向に沿って並設されていることを特徴とする山腹保全資材。
3. 請求項１に記載の山腹保全資材において、
   前記複数の予充填材は、前記巻回中心の中心軸方向を列方向とし、前記内部空間の渦巻方向を行方向とすると、前記列方向および前記行方向にそれぞれ隔設して配置されることを特徴とする山腹保全資材。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の山腹保全資材において、
   前記空間は、前記巻回中心に形成される中心空間に連設して周方向に沿って渦巻状に形成される渦巻空間により構成され、前記複数の予充填材は、前記巻回中心に形成される中心空間に配置され予充填材と、前記中心空間に連設される渦巻空間に配置される予充填材を有し、前記空間の層厚を保持することを特徴とする山腹保全資材。
5. 請求項１から３のいずれかに記載の山腹保全資材において、
   前記空間は、前記巻回中心に形成される中心空間に連設して周方向に沿って渦巻状に形成される渦巻空間により構成され、
   前記複数の予充填材は、前記空間の層厚を保持する層厚保持機能を備えた第１予充填材と、前記層厚保持機能を有しないフィルタ機能を備えた第２予充填材とを有し、
   前記第１予充填材が前記中心空間に配置され、前記渦巻空間に前記第１予充填材と前記第２充填材が配置されることを特徴とする山腹保全資材。
6. 請求項１から４のいずれかに記載の山腹保全資材において、
   前記予充填材は、コイル状に形成されたコイルスペーサであることを特徴とする山腹保全資材。
7. 請求項１から４のいずれかに記載の山腹保全資材において、
   前記予充填材は、弾性を有する多孔性部材により構成されていることを特徴とする山腹保全資材。
8. 請求項５に記載の山腹保全資材において、
   前記第１予充填材は、コイル状に形成されたコイルスペーサであって、前記第２予充填材は不織状のヤシ繊維を絡ませて嵩高としたブロック状のフィルタブロックであることを特徴とする山腹保全資材。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の山腹保全資材において、
   前記渦巻状金網構造体本体部の内周面または外周面の全面にシート状フィルタ部材である濾布が設けられていることを特徴とする山腹保全資材。
10. 請求項６に記載の山腹保全資材において、前記予充填材の外周にシート状のフィルタ部材である濾布が設けられていることを特徴とする山腹保全資材。
11. 請求項６に記載の山腹保全資材において、
    シート状濾布に並設して複数の凹部を形成し、前記凹部に前記コイルスペーサをそれぞれ配置してユニット化したことを特徴とする山腹保全資材。
12. 請求項１１に記載の山腹保全資材において、
    前記シート状濾布は、不織布製の第１不織布フィルタ層と第２不織布フィルタ層の間に、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層を挟み込んだサンドイッチ構造とした構成、あるいは前記起毛層の上面に前記不織布製の不織布フィルタ層を設けた構成としたことを特徴とする山腹保全資材。
13. 請求項１１に記載の山腹保全資材において、
    前記シート状濾布は、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層に不織布繊維を混在させたフィルタ層を単層とした構成、または接着剤層を介して重ね合わせた構成としたことを特徴とする山腹保全資材。
14. 請求項５に記載の山腹保全資材において、
    前記第２の予充填材は、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層に不織布繊維を混在させたフィルタ層を多層に重ねた積層構造体であることを特徴とする山腹保全資材。
15. 請求項４に記載の山腹保全資材において、
    前記渦巻空間に配置される予充填材は、繊維素材を起毛化して嵩高のシート材とする起毛層に不織布繊維を混在させたフィルタ層を多層に重ねた積層構造体内に弾性を有する複数の支柱を内蔵したことを特徴とする山腹保全資材。
    
    
    

Images