JP2022125919A - 堤防法面補強構造物、堤防法面補強工法および堤防法面補強用ブロックマット - Google Patents

Abstract

【課題】越水した際に、越流水の流速を減衰させることで、より効果的に、破堤を防止、あるいは、破堤するまでの時間を引き延ばすことのできる堤防法面補強構造物、堤防法面補強工法および堤防法面補強用ブロックマットを提供する【解決手段】複数の補強用ブロックが堤防裏法面から堤防裏法尻に亘って敷設されてなり、河川の越流に対して堤内地側法面を保護する堤防裏法面補強構造物であって、複数の補強用ブロックは、越流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、第１のブロックは、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、越水または河川流による堤防法面の局所洗掘を抑える、堤防法面補強構造物、堤防法面補強工法および堤防法面補強用ブロックマットに関する。

近年、異常気象に伴う集中豪雨が各地で発生し、河川の氾濫、堤防決壊（越流破壊）による大規模な水害が引き起されている。
従来、河川の護岸工法としては、堤防の堤内側の裏法面において、例えば保護すべき土面を整地して突き固めた上にフィルターを敷設し、更に栗石を積み重ねた後、その上面にセメントモルタルを目地に施しながらコンクリートブロックを張り付けていた。

しかしながら、以上の構造の場合、大規模な出水で水が堤防を越えて越流する際に、法面保護工の破壊、流失が発生する事例がある。例えば図１０に示すように、（１）越流水や押し波（海岸）の作用により水流が堤防を破壊、（２）水流が裏法面の射流域で高速となることによって裏法面の被覆工などが流失、（３）さらに天端保護工の流失、保護工の隙間から堤体土の流失などが発生し、堤防の決壊につながるおそれがある。

対策としては、堤防の高さを、いかなる大規模な出水に対しても越水しない高さ以上に設定すればよいことになるが、現実には用地の問題、技術上の問題、景観上の問題等、様々な問題が発生して不可能なことが多い。従って、実際は、越水による上記のような堤防の崩壊を防止するという方向で、堤防強化の工法が試みられている。

そして、堤防強化工法としては、例えば、堤防の裏法尻をブロックで補強する工法が知られている（特許文献１、非特許文献１参照）。
この工法では、堤防の裏法尻をブロックで補強することで洗掘の進行を遅らせ、破堤するまでの時間を引き延ばしている。これにより、避難のための時間（リードタイム）を確保できる。

特開２０１９－６０２１９号公報

国土技術政策総合研究所資料 第９１１号（２０１６年５月）

しかしながら、越流水は流速が速く、ブロックに侵入する際には、非常に大きな衝撃カ（水撃）を伴う。
従来のブロックでは、速度を緩める十分なスロープ長さをもたないので、侵入した越流水は、最上流のブロック面１００にぶつかり、前方に勢いよく放出される（図７（ｂ）参照）。この前方への放出距離は、水流速度が大きいほど長くなる。さらに、放出された新たな水撃により、下流側２番目、３番目の後方ブロック１１０に打撃を与え、ブロック列を乱し、法面の浸食へとつながることとなる。
また、水の流れが乱れて渦が大きくなり、ブロック下流の土の洗堀が大きくなるほか、ブロック下に水が入り込んで浮き上がってしまう。
このように、越流破壊への対策は重要度が高いにも関わらず、効果的な対策は未だ不十分である。越流が続けば、いつかは破堤してしまう。防災・減災のために、堤防の機能が維持される時間、どのような対策を講じれば堤防の機能を長時間維持できるかを考えることが、堤防の耐越水機能を考える上できわめて重要となる。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、本発明の目的は、越水した際に、越流水の流速を減衰させることで、より効果的に、破堤を防止、あるいは、破堤するまでの時間を引き延ばすことのできる堤防法面補強構造物、堤防法面補強工法および堤防法面補強用ブロックマットを提供することにある。

［１］
複数の補強用ブロックが堤防裏法面から堤防裏法尻に亘って敷設されてなり、河川の越流に対して堤内地側法面を保護する堤防裏法面補強構造物であって、
前記複数の補強用ブロックは、前記越流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
前記第１のブロックは、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有することを特徴とする堤防裏法面補強構造物。
［２］
前記第１のブロックは、上流側の端面が凸曲面である、［１］に記載の堤防裏法面補強構造物。
［３］
前記第１のブロックは、側面視において、前記凹曲面の上流側端部と前記凸曲面の下流側端部を直線で結んだ仮想傾斜線Ｓが、前記底面となす角度θが、５°～３０°である、［１］または［２］に記載の堤防裏法面補強構造物。
［４］
前記第１のブロックは、側面視において、前記凹曲面と仮想傾斜線Ｓとの距離の最大値ｔ₁が、前記傾斜面の高さＴに対し、５％～３０％である、[１]～［３］のいずれかに記載の堤防裏法面補強構造物。
［５］
前記ｔ₁が、５ｍｍ～２０ｍｍである、［４］に記載の堤防裏法面補強構造物。
［６］
前記第１のブロックは、側面視において、前記凸曲面と仮想傾斜線Ｓとの距離の最大値ｔ₂が、前記傾斜面の高さＴに対し、５％～３０％である、［１］～［５］のいずれかに記載の堤防裏法面補強構造物。
［７］
前記ｔ₂が、５ｍｍ～２０ｍｍである、［６］に記載の堤防裏法面補強構造物。
［８］
前記第１のブロックは、側面視において、前記凹曲面の長さｌ₁と、前記凸曲面の長さｌ₂との比（ｌ₁：ｌ₂）が、１：３～３：１である、［１］～［７］のいずれかに記載の堤防裏法面補強構造物。
［９］
前記複数の補強用ブロックは、ブロックマット用シートに接着・固定された状態で敷設されている、［１］～［８］のいずれかに記載の堤防裏法面補強構造物。
［１０］
複数の補強用ブロックを堤防裏法面から堤防裏法尻に亘って敷設する、河川の越流に対して堤内地側法面を保護する堤防裏法面補強工法であって、
前記複数の補強用ブロックは、前記越流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
前記第１のブロックとして、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有するブロックを用いることを特徴とする堤防裏法面補強工法。
［１１］
複数の補強用ブロックが堤防法面に敷設されてなり、河川流に対して堤法面を保護する堤防法面補強構造物であって、
前記複数の補強用ブロックは、前記河川流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
前記第１のブロックは、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有することを特徴とする堤防法面補強構造物。
［１２］
複数の補強用ブロックを堤防裏法面に敷設する、河川流に対して堤法面を保護する堤防法面補強工法であって、
前記複数の補強用ブロックは、前記河川流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
前記第１のブロックとして、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有するブロックを用いることを特徴とする堤防法面補強工法。
［１３］
ブロックマット用シートに複数の補強用ブロックが接着・固定された、堤防法面補強用ブロックマットであって、
前記複数の補強用ブロックは、越流または河川流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
前記第１のブロックが、上面が、下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有するブロックであることを特徴とする堤防法面補強用ブロックマット。
［１４］
前記ブロックマット用シートが、織布、不織布、ジオグリッドおよび金網からなる群から選ばれる１つ、あるいは２つ以上を組み合わせたものである、［１３］に記載の堤防法面補強用ブロックマット。

本発明によれば、越水した際に、越流水の流速を減衰させることで、より効果的に、破堤を防止、あるいは、破堤するまでの時間を引き延ばすことのできる堤防法面補強構造物、堤防法面補強工法および堤防法面補強用ブロックマットを提供することができる。

本実施形態の堤防裏法面補強構造物の一例を示す図。 本実施形態において用いられるブロックマットの一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 第１のブロック（補強用ブロック）の一例を示す斜視図 第１のブロック（補強用ブロック）の一例を示す側面図 第２のブロック（補強用ブロック）の一例を示す図。 ブロックマットが堤防裏法面に敷設された状態を示す図。 ブロック上を流れる越水の動きと擦り付け長さを説明する図。 実施例について、ブロック上を流れる越水の動きを表す写真。 比較例について、ブロック上を流れる越水の動きを表す写真。 堤防裏法面保護工からの破堤メカニズムを説明するための模式図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の堤防裏法面補強構造物の一例を示す図である。
この堤防裏法面補強構造物は、河川の越流に対して堤内地側法面を保護する堤防裏法面補強構造物であって、複数の補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）が堤防裏法面５０から堤防裏法尻部５１に亘って敷設されてなる。そして、本実施形態の堤防裏法面補強構造物では、複数の補強用ブロックは、越流または河川流に対し最上流側に設けられる第１のブロック１０と、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロック２０とを含み、第１のブロック１０が、上面が、下流側よりも上流側のほうが底面１１に向かって近づく傾斜面１５とされており、傾斜面１５は、上流側に配された凹曲面１５ａと、下流側に配された凸曲面１５ｂとを有することを特徴とする（図３，４参照）。
なお、「堤内地側」とは市街地側（川裏側）を意味し、「堤外地側」とは河川側（川表側）を意味する。

本実施形態では、複数の補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）のうち、越流に対し最上流側に設けられる第１のブロック１０の上面を、上流側から凹曲面１５ａと凸曲面１５ｂとを有する傾斜面１５とすることで、越水した際に、射流からの剥離流を、最上流の第１のブロック１０上で分散させ、水跳を大きく低減することができる。すなわち、凹凸曲面で水の跳ね上がりを抑えて、補強ブロック上を下向きに滑らかに流れさせる。
また、越水した際に、ブロック上面の凹凸曲面により流速を減衰させ、堤防裏法尻の洗掘の進行を抑えることができる。また、ブロック下に水が入り込むことによるブロックの浮き上がりも防止される。その結果、より効果的に、破堤を防止、あるいは、破堤するまでの時間を引き延ばすことができる。

堤防裏法面補強構造物では、多数の補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）を、直接、堤防裏法面５０に並べてもよい。しかし、多数のブロックを１個ずつ並べて敷設することは非常に手間や時間がかかり、ひいてはコストアップにもつながる。

そこで、ブロックマット用シート２に複数の補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）が接着・固定された、ブロックマット１を用いることが好ましい。ブロックマット１を用いることで、施工期間を大幅に短縮できるとともに、人件費などのコストを削減することができる。
以下、ブロックマット１を用いた場合の実施形態について説明する。なお、複数の補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）がブロックマット用シート２に接着・固定されているかいないかの違いのみで、補強用ブロックをバラの状態で法面５０に直接敷設した場合であっても、以下に述べる補強ブロックの形状、配置等についての記載は、図１に示す堤防裏法面補強構造物にもそのまま適用することができる。

まず、本実施形態の堤防裏法面補強構造物において用いられるブロックマット１について説明する。
図２は、本実施形態において用いられるブロックマット１の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
このブロックマット１は、堤防裏法面補強用のブロックマットであり、透水性及び可撓性を有する土砂粒子不通過性の織物からなるブロックマット用シート２に、複数の補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）が接着・固定されてなる。補強用ブロックは、ブロックマット用シート２に対して整列して配置され、接着体又は固定体により一体的に固定されている。

ブロックマット用シート２は、シートを通して地表面への透水性が良く、且つシートにより地表面の土砂が流出することを防止する浸食防止機能を保有するものであり、フィルター効果を有するシートが用いられる。ここで、フィルター効果とは、透水性を有しつつ、土砂の透過を防ぐ効果であり、このような効果を有するブロックマット用シート２としては、織布や編物等の網目を有するシートが好ましく用いられる。網目のサイズにより、フィルター効果の程度及び透水性を制御することができるが、本実施形態においては、１ｍｍ²以下の網目を保有しているものが好ましく用いられる。

更に、このブロックマット用シート２は、可撓性に優れ、地表面とよく馴染み、密着性がよく、不等沈下の恐れのある軟弱地盤等にも使用できるものが望ましい。したがって、ブロックマット用シート２の素材としては、合成繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のオレフィン系繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリビニルアルコール繊維等の汎用繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド等の機能繊維、天然繊維、再生化学繊維等が挙げられ、これらを単独でも組み合わせて用いてもよい。また、タスラン加工糸やスパン加工糸を使用してもよい。ブロックマット用シート２は網目を有するものであれば織布、編物を問わないが、本発明に係るブロックマット用シート２においては、伸びの少ない織布であることが好ましい。

本実施形態のブロックマット１において、複数の補強用ブロックは規則的に配列されていても、ランダムに配列されていてもよい。堤防法面補強用ブロックマットにおける複数の補強用ブロックの配列そのものは公知である。ブロックマット１におけるブロックの数も特に限定されない。ブロックマット用シート２の大きさ等に応じて適切な数を決定すればよい。複数の補強用ブロックは、通常、ブロックマット用シート２の表面に固定されている。

ブロックマット１において、複数の補強用ブロックは、越流に対して最上流側（法肩側）に設けられる第１のブロック１０と、第１のブロック１０よりも下流側に設けられる第２のブロック２０とに大別される。

そして、特に本実施形態では、越流に対して最上流側に設けられる第１のブロック１０において、上面が、下流側よりも上流側のほうが底面１１に向かって近づく傾斜面１５とされており、傾斜面１５は、上流側に配された凹曲面１５ａと、下流側に配された凸曲面１５ｂとを有することを特徴とする。

「越流に対して最上流側に設けられる第１のブロック１０」とは、ブロックマット１を堤内地側法面に設置した場合において、当該ブロックマット１の上方最前列（法肩側）に固定されているブロックをいう。言い換えれば、ブロックマット１において、第１のブロック１０よりも上流側に、該第１のブロック１０以外のブロックは存在しない。

図３、図４に第１のブロック１０（補強用ブロック）の形状の一例を示す。図３が斜視概略図、図４が側面概略図である。
図３、図４に示すように、第１のブロック１０は、平らな底面１１と、上流側の端面１２と、下流側の端面１３と、上面とを有する。そして、上面が、底面１１と略平行な水平面１４と、傾斜面１５とを有する。

そして、第１のブロック１０では、傾斜面１５が、平坦面ではなく、上流側に配された凹曲面１５ａと、下流側に配された凸曲面１５ｂとを有すること、言い換えると、側面視において傾斜面１５が緩やかな正弦波形状（１波形）を描いている。

図７は、補強ブロック上での水の流れを模式的に示す図であり、（ａ）は本実施形態の補強ブロックについて、（ｂ）は従来の補強ブロックについて示している。
本実施形態では、最上流の第１のブロック１０の傾斜面１５に凹凸曲面形状（正弦波形状）を持たせることで、越流水が速度、入カを伴って侵入してくる際に、凹凸曲面で擦り付ける、すなわち、射流からの剥離流を最上流の第１のブロック１０の凹凸曲面上で分散させ、水の跳ね上がりを抑えて、ブロック上を下向きに滑らかに流れさせる。これにより、従来の平坦な傾斜勾配による緩和よりも摺り付け長さ（越流水が第１のブロック１０（１００）から空中へ飛び出してから、下流側に配される第２のブロック２０（１１０）の上面へ着地するまでの距離）を短くすることができる。

また、水には粘性があり、ブロックマット１間に沿って流れる特性を有するため、層流流れにおいては、せん断層厚さが期待でき、跳ね上がった水の擦り付け長さが抑制される。したがって、後方の第２のブロック２０に及ぶ衝撃力が軽減される。
さらに、第１のブロック１０の上面を凹凸曲面にすることで、水の揚力が軽減されるため、ブロック重心周りの転倒モーメントが小さくなり、ブロックの破壊が抑制される。また、ブロック下に水が入り込むことによるブロックの浮き上がりも防止される。

このように、本実施形態では、越水した際に、最上流側に配される第１のブロック１０の上面の凹凸曲面により越流水の流速を減衰させ、堤防裏法尻の洗掘の進行を抑えることができる。その結果、より効果的に、破堤を防止、あるいは、破堤するまでの時間を引き延ばすことができる。
なお、第１のブロック１０の傾斜面１５において、凹曲面と凸曲面の配置が逆の場合、すなわち、上流側に凸曲面が配され、下流側に凹曲面が配されている場合、越水の撥ね上がりを抑制することはできず、上記のような効果は得られない。

第１のブロック１０の上流側端面１２（小口面）は、越水した際に、越流水が最初に侵入する領域である。第１のブロック１０の上流側端面１２は、直線、または丸みをおびた凸曲面であることが好ましい。これにより、越水した際に、越流水の端面１２での跳ね上がりを抑えて、ブロックの傾斜面１５（凹凸曲面）へと導くことができる。端面１２は緩やかな曲面でも良いが、底面１１となす角度が７０～９０°の急角度であってもよい。

第１のブロック１０は、側面視において、凹曲面１５ａの上流側端部と凸曲面１５ｂの下流側端部を直線で結んだ仮想傾斜線（図中Ｓで示す）が、底面１１となす角度θが、５°～３０°であることが好ましく、１０°～２５°であることがより好ましい。これにより、越水した際に、越流水を効果的に凹凸曲面上で分散させることができ、流速をより効果的に減衰させることができる。
なお、図４においては、底面１１と平行な補助線Ｐを付している。

第１のブロック１０は、側面視において、凹曲面１５ａと仮想傾斜線Ｓとの距離の最大値（図４中ｔ₁で示す距離）が、傾斜面１５の高さ（図４中Ｔで示す）に対し、５％～３０％であることが好ましく、７％～２３％であることがより好ましい。これにより、越水した際に、越流水を効果的に凹凸曲面上で分散させることができ、流速をより効果的に減衰させることができる。

図３に示すブロックの場合、ｔ₁は、例えば、５ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、５ｍｍ～１５ｍｍであることがより好ましい。

第１のブロック１０は、側面視において、凹曲面１５ａと仮想傾斜線Ｓとの距離の最大値（図４中ｔ₁で示す距離）が、傾斜面１５の高さＴに対し、５％～３０％であることが好ましく、７％～２３％であることがより好ましい。これにより、越水した際に、越流水を効果的に凹凸曲面上で分散させることができ、流速をより効果的に減衰させることができる。

図３に示すブロックの場合、ｔ₂は、例えば、５ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、５ｍｍ～１５ｍｍであることがより好ましい。

第１のブロック１０は、側面視において、凹曲面１５ａの長さ（図４中ｌ₁で示す長さ）と、凸曲面１５ｂの長さ（図４中ｌ₂で示す長さ）との比（ｌ₁：ｌ₂）が、１：３～３：１であることが好ましく、１：２～２：１であることがより好ましい。これにより、越水した際に、越流水を効果的に凹凸曲面上で分散させることができ、越流水の流速をより効果的に減衰させることができる。

第１のブロック１０の寸法としては特に限定されるものではないが、越流水によるブロックの剥がれ、破壊を抑制する観点から、第１のブロック１０の１辺の長さは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。
図３に示すブロックの場合、寸法は例えば、幅Ｗ：３９．８ｃｍ、長さＤ：３９．８ｃｍ、高さＨ：１０．０ｃｍ、である。

上記の形状を有する第１のブロック１０の材質は特に限定されるものではない。護岸用ブロックとして公知の材質を採用すればよい。例えば、コンクリート、モルタル、ポリマーセメントモルタル、石材等を採用可能である。第１のブロック１０の重量は特に限定されるものではない。例えば、５ｋｇ以上３６０ｋｇ以下とすることができる。

第２のブロック２０について、その形状等は特に限定されるものではない。ブロックマット１においては、第１のブロック１０によって流速を減衰する対策が十分に講じられていることから、第２のブロック２０の形状等は比較的自由に設計可能である。第２のブロック２０については公知の護岸用ブロックをいずれも採用可能である。例えば、旭化成アドバンス社製のソルコマット（登録商標）に使用されているような各種コンクリートブロックを採用できる。

図５は、本実施形態で用いる、第２のブロック２０（補強用ブロック）の一例を示す図である。第２のブロック２０は、地盤に接する下方が円錐または角錐状に形成され、上方が円柱または角柱状に形成される。越流水によるブロックの剥がれ、破壊を抑制する観点から、１辺の長さは１９．０ｃｍ以上１００．０ｃｍ以下であることが好ましい。図５に示すブロックの場合、寸法は例えば、幅ｗ：２０．０ｃｍ、長さｄ：２０．０ｃｍ、高さｈ：１０．０ｃｍ、である。

第２のブロック２０の材質は、下方の先端部は通常上方部分と同材質、もしくは軟弱地盤に硬い石等があり上方部分が欠ける恐れが懸念される時は、先端部以外の上方部分とで材質が異なる。具体的には、上方部分は圧縮力に強いコンクリートが用いられ、下方の先端部は引張力が強く弾性のある金属又は樹脂にて構成する。

第１のブロック１０および第２のブロック２０の形状、大きさとしては特に限定されるものではなく、上記の例以外の形状、寸法のブロックも使用可能である。
例えば、上記課題を解決する観点からは、第１のブロック１０においては必ずしも水平面１４は必要ではない。すなわち、傾斜面１５のみからなるものであってもよいが、第１のブロック１０は上面に水平面１４を有することが好ましい。

コンクリートからなる補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）のブロックマット用シート２への接着固定には、通常、無機又は有機の接着剤、あるいはこれらが混合された接着剤が用いられる。無機接着剤としては、例えば、モルタル、コンクリート等の水硬性セメント組成物を用いることができる。有機接着剤としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いたもの、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂等の熱可塑性樹脂を用いたものや、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム等合成ゴムを用いたもの等を用いることができ、強度及び硬化性の優れたエポキシ樹脂が好ましく用いられる。
また、未硬化のコンクリートブロックにブロックマット用シート２を接触させた後、該コンクリートブロックを硬化させることで、該コンクリートブロックを該ブロックマット用シート２に接着してもよい。

このようなブロックマット１は、堤防裏法面５０から法尻部５１に亘って敷設される。
ブロックマット１を敷設する際に、例えば図６に示すように、堤防裏法面５０の法尻部５１にブロックマット１の端部を合わせて敷設する。法面５０に敷設されるブロックマット１の長さは、例えば、法面５０に沿って２ｍ程度とする。アンカーピン３を打ち込むことなどにより、ブロック部分を固定してもよい。ブロックマット１の端部に基礎コンクリート４を配して端部処理、あるいは法尻部５１と一体化してもよい。これによりブロックマット１を強固に固定することができ、裏法尻の保護機能が十分に発揮される。

また、法尻部５１に続いて平端部がある場合には、法面５０から平坦部に亘って、平坦部もブロックマット１で保護することが好ましい。法尻部５１の洗掘をより確実に防止することができる。この場合、平坦部に敷設されるブロックマット１の長さは、例えば、平坦部に沿って１．５ｍ程度とする。もちろん、ブロックマット１を用いず、補強用ブロックを直接、堤防裏法面５０に敷設する場合にも、法面５０から平坦部に亘って補強用ブロックを敷設することで、法尻部５１の洗掘をより確実に防止することができる。

＜第２実施形態＞
上述した実施形態では、河川の越流時に堤内地側法面を保護するための堤防裏法面補強構造、および堤防裏法面補強用ブロックマット１について説明した。しかしながら、ブロックマット１の用途は上記に限定されるものではない。例えば、ブロックマット１を河川の水流に対して法面（堤外地側法面であっても堤内地側法面であってもよい）を保護するために使用することもできる。

すなわち、本実施形態に係る堤防法面補強構造物は、複数の補強用ブロックが堤防法面に敷設されてなり、河川流に対して堤法面を保護する堤防法面補強構造物であって、複数の補強用ブロックのうち河川流に対し最上流側に設けられる補強用ブロック（第１のブロック１０）は、上面が、下流側よりも上流側のほうが底面１１に向かって近づく傾斜面１５とされており、傾斜面１５は、上流側に配された凹曲面１５ａと、下流側に配された凸曲面１５ｂとを有することを特徴とする。

この場合、河川の法面の全面にブロックマット１又は補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）を敷設してもよいし、コスト面等を考慮して、法面の一部にブロックマット１或いは、補強用ブロックを敷設してもよい。

本実施形態に係る堤防法面補強構造物およびブロックマットは、第１実施形態に係る堤防裏法面補強構造物およびブロックマット１と、その用途、すなわち配置する場所や向きが異なるのみで、その構造および形状自体はブロックマット１と同様である。第２実施形態に係る堤防法面補強構造の形態は上記の説明から自明であることから、ここでは図示を省略する。好ましい形態についても、第１実施形態と同様であることから、ここでは詳細な説明を省略する。

以上の通り、第２実施形態に係るブロックマット１又は補強用ブロック（第１のブロック１０、第２のブロック２０）が河川の法面に敷設されてなる堤防法面補強構造によっても、河川の水流に対して、最上流側に配された第１のブロック１０の凹凸曲面により水の流速を減衰させることから、水流に対して法面を適切に保護することができる。

以下、本発明の効果を確認するために行った実施例および比較例について説明する。なお、以下の実施例では、実際の１／１スケール実物大モデルを用いて実験を行った。

実験装置は、 気象・外気環境等の影響を避けるため室内に作製した。
実験装置は、循環ポンプ、流入水路、試験水路、沈砂池、循環水路で構成されている（図示略）。
試験水路は一部両面ガラス張り鋼製水路で、幅：０．５ｍ、高さ：０．６９ｍ、全長：８．０ｍ（傾斜角３０°、斜路４．０ｍ、水平部３．０ｍ）、であった。
砂は、日光珪砂４号（粒度分布：中央粒径０．６０ｍｍ、粗粒砂）を用い、水締め・飽和状態で上面を均すとともに地固めした。

（実施例）
第１のブロックとして、図３および図４に示した形状の凹凸曲面を有するブロック、第２のブロックとして、図５に示した形状のブロックを用いた。第１のブロックはスタイロフォーム（押出発泡ポリスチレン断熱材）および第２のブロックはコンクリートからなる。
第１のブロックの寸法は、長さＤ：３３．５ｃｍ、幅Ｗ：２５．０ｃｍ、高さ：１０．０ｃｍ、重さ０．２７９ｋｇであり、θ：１４°、ｔ₁：５ｍｍ、ｔ₂：１０ｍｍ、ｌ₁：ｌ₂＝１：１、Ｔ：５０ｍｍであった。
第２のブロックの寸法は、長さｄ：１９．８ｃｍ、幅ｗ：１９．８ｃｍ、高さｈ：１３．５ｃｍ、重さ７．８ｋｇであった。
これら第１のブロックおよび第２のブロックを、ブロックマット用シートの上に接着・固定した。ブロックの接着にはエポキシ樹脂系の接着剤を用いた。
このとき、図２に示すように、最上流側には横方向（堤防に対して平行になる方向）に第１のブロックを並べ、それ以外の部分には第２のブロックを並べた。
以上のようにして、ブロックが横：第１のブロックで２個、第２のブロックで２．５個、縦：１０段に配置されたブロックマットを作製した。

（比較例）
最上流の第１のブロックとして、凹凸曲面の代わりに平坦な傾斜面を有する台形型のブロックを用いたこと以外は、実施例と同様にして、第１のブロックをブロックマット用シートの上に接着・固定することによりブロックマットを作製した。

以上のようにして作製した各実施例および比較例のブロックマットを実験装置の堤防上に敷設し、越水実験を行った。
越流水深１０ｃｍに対応する実験流量：０．００２９ｍ³／ｓ（２．９リットル／s）の条件下で実験装置に水を流した。
水量は一定速度で増加していき、越流水深１０ｃｍの状態を１５分間維持した。

図８および図９は、それぞれ実施例および比較例について、越水の際にブロック上を流れる水の動きを表す写真である。写真から明らかなように、最上流側のブロックに台形のブロックを用いた比較例（図９）では、斜面上で大きく水が跳ねているのに対し、凹凸曲面形状を有するブロックを用いた実施例（図８）では、水を凹凸曲面上で分散させ、水跳を大きく低減できていることがわかる。

また、水を抜いていき、水量が０になったところで砂面の形状を計測したところ、実施例では、最大流速を効果的に減速することができ、裏法尻に近い部分における局所洗掘が、比較例に比べて効果的に抑えられていた。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明によれば、越水した際に、越流水の流速を減衰させることができ、堤防の裏法面補強構造物として広く利用することができる。

１：堤防法面補強用ブロックマット
２：ブロックマット用シート
３：アンカーピン
４：基礎コンクリート
１０：第１のブロック（補強用ブロック）
１１：底面
１２：上流側端面
１３：下流側端面
１４：水平面
１５：傾斜面
１５ａ：凹曲面
１５ｂ：凸曲面
２０：第２のブロック（補強用ブロック）
５０：堤防裏法面
５１：法尻部

Claims (14)

1. 複数の補強用ブロックが堤防裏法面から堤防裏法尻に亘って敷設されてなり、河川の越流に対して堤内地側法面を保護する堤防裏法面補強構造物であって、
   前記複数の補強用ブロックは、前記越流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
   前記第１のブロックは、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有することを特徴とする堤防裏法面補強構造物。
2. 前記第１のブロックは、上流側の端面が凸曲面である、請求項１に記載の堤防裏法面補強構造物。
3. 前記第１のブロックは、側面視において、前記凹曲面の上流側端部と前記凸曲面の下流側端部を直線で結んだ仮想傾斜線Ｓが、前記底面となす角度θが、５°～３０°である、請求項１または２に記載の堤防裏法面補強構造物。
4. 前記第１のブロックは、側面視において、前記凹曲面と仮想傾斜線Ｓとの距離の最大値ｔ₁が、前記傾斜面の高さＴに対し、５％～３０％である、請求項１～３のいずれか１項に記載の堤防裏法面補強構造物。
5. 前記ｔ₁が、５ｍｍ～２０ｍｍである、請求項４に記載の堤防裏法面補強構造物。
6. 前記第１のブロックは、側面視において、前記凸曲面と仮想傾斜線Ｓとの距離の最大値ｔ₂が、前記傾斜面の高さＴに対し、５％～３０％である、請求項１～５のいずれか１項に記載の堤防裏法面補強構造物。
7. 前記ｔ₂が、５ｍｍ～２０ｍｍである、請求項６に記載の堤防裏法面補強構造物。
8. 前記第１のブロックは、側面視において、前記凹曲面の長さｌ₁と、前記凸曲面の長さｌ₂との比（ｌ₁：ｌ₂）が、１：３～３：１である、請求項１～７のいずれか１項に記載の堤防裏法面補強構造物。
9. 前記複数の補強用ブロックは、ブロックマット用シートに接着・固定された状態で敷設されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の堤防裏法面補強構造物。
10. 複数の補強用ブロックを堤防裏法面から堤防裏法尻に亘って敷設する、河川の越流に対して堤内地側法面を保護する堤防裏法面補強工法であって、
    前記複数の補強用ブロックは、前記越流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
    前記第１のブロックとして、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有するブロックを用いることを特徴とする堤防裏法面補強工法。
11. 複数の補強用ブロックが堤防法面に敷設されてなり、河川流に対して堤法面を保護する堤防法面補強構造物であって、
    前記複数の補強用ブロックは、前記河川流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
    前記第１のブロックは、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有することを特徴とする堤防法面補強構造物。
12. 複数の補強用ブロックを堤防裏法面に敷設する、河川流に対して堤法面を保護する堤防法面補強工法であって、
    前記複数の補強用ブロックは、前記河川流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
    前記第１のブロックとして、上面が下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有するブロックを用いることを特徴とする堤防法面補強工法。
13. ブロックマット用シートに複数の補強用ブロックが接着・固定された、堤防法面補強用ブロックマットであって、
    前記複数の補強用ブロックは、越流または河川流に対し最上流側に設けられる第１のブロックと、該第１のブロックよりも下流側に設けられる第２のブロックとを含み、
    前記第１のブロックが、上面が、下流側よりも上流側のほうが底面に向かって近づく傾斜面とされており、該傾斜面は、上流側に配された凹曲面と、下流側に配された凸曲面とを有するブロックであることを特徴とする堤防法面補強用ブロックマット。
14. 前記ブロックマット用シートが、織布、不織布、ジオグリッドおよび金網からなる群から選ばれる１つ、あるいは２つ以上を組み合わせたものである、請求項１３に記載の堤防法面補強用ブロックマット。

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