JP3318619B2 - 半透水性土木シート及び堤防強化工法 - Google Patents
半透水性土木シート及び堤防強化工法Info
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Description
0cm内部に間隙なく連続的に埋設する半透水性土木シ
ート及びその工法に関する。
ように堤外側は流水による浸食から提体9を保護するた
めにコンクリート護岸10とし、天端11は舗装または
未舗装の道路とし(図6は舗装道路)、堤内側の裏法面
12は土堤防の上に芝草を貼った植生護岸とするのが一
般的である。なお、13は河川水、14は河床、15は
鋼矢板、16は通常堤内側の法尻に埋設される蒲団籠で
ある。
水が堤防を越流すると、図7のように裏法肩20から土
の欠けこみが始まり、裏法面12の崩壊に進行すること
は知られている。即ち、越流が始まると、まず堤防裏法
肩20の土21aが侵食される。その後さらに越流が続
くと、土21b、土21cのように崩壊が進行し、つい
には提体9全体の崩壊に至る。
規模な出水に対しても越流水17以上に設定すれば良い
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。したがって、実際は、100年に1回程度の頻度の
低い大洪水の対策としてはある程度の越流はやむなしと
して、越流水17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。
昭50−45885号公報)22による堤防強化工法も
その一環で、図8のように堤防全体を防水性土木シート
22で掩覆して、越流が数時間に亘って連続しても堤防
土の浸食を防御するという発想である。防水性土木シー
ト22は堤防表面の数10cm内部に埋設されており、
堤防の表面上の景観は従来と同様であるが、越流水17
により堤防裏法面12の客土23が流出しても崩壊はそ
れ以上には進行せず、堤体の芯土18は保護され、堤防
の決壊には至らないという発想である。
を発揮し、広く用いられるに至ったが、なお、次に掲げ
る重要な課題が未解決のまま残されていた。 .土は土粒子の集合体であり、土粒子が形成する間隙
には通常空気か水が充填されている。上記防水性土木シ
ートのように完全なる気密性を有するシートにて土を掩
覆すると、土粒子の間隙に充填されている空気あるいは
水が移動不可能となる。
掩覆した場合、万一水が提体に浸透して堤防内の水圧が
上昇しても、の理由により水の逃げる所がなく、水圧
はさらに上昇を続ける危険がある。空気についても同様
である。 .また、通常の状態(非出水時)にても、堤体の芯土
が空気及び水から隔離された状態となり、土は酸素を失
って還元され、死んだ無機質の塊と化す。
するためになされたものであって、その要旨とするとこ
ろは、堤防土の透水係数10-5cc/secの10倍〜
100倍程度の透水性を有する半透水性土木シートを開
発提供し、さらに上記半透水性土木シートにて堤防全体
を掩覆し、越流水により客土を喪失しても提体の芯土か
ら逆に水分を吸出すことにより芯土の浸食を防ぎ、堤防
全体の決壊を防御する堤防強化工法を提供する。
に説明する。図1に本発明の半透水性土木シート1の構
成を示す。本発明の半透水性土木シート1は、2層の合
成繊維綿層2a、2bの中間に、800〜1200デニ
ールのモノヒラメント糸を12〜16本/インチに織り
込んだ高密度平布3と、ポリエチレン製またはエチレン
―酢酸ビニール共重合体製の防水シート4を介在させ
て、2層の合成繊維のフェルト状マットのいずれか一方
の側の表面から45±10本/cm2の針密度にて全体
をニードルパンチ加工して成る。
4にもニードル5(図2参照)が挿通されるので、図1
に見るように、防水シート4には針孔6が多数穿設され
る。この針孔6を有する点が本発明の半透水性土木シー
ト1の最大の特徴であり、防水シート4に穿設された針
孔6により半透水性土木シート1に半透水性という本発
明において重要な作用効果を奏する性質が付与される。
る、本願発明者による考案の防水性土木シート22(図
9参照)にては、2層の合成繊維綿層2a、2bの中間
に高密度平布3のみを介在させてニードルパンチ加工を
行い、その後、いずれか一方の合成繊維綿層(図9では
2bの裏面)に防水シート4を貼着するので、シート全
体が完全防水性となってしまう。
2層の合成繊維綿層2a、2bの中間に介在させて防水
シート4にも針孔6を穿設したことにより半透水性を確
保している点が、本発明の半透水性土木シート1が以前
の防水性土木シート22(図9参照)と決定的に異な
り、進歩性を有する点である。
〜1200デニールのモノヒラメント糸を12〜16本
/インチに織り込んだ補強布で、繊維の方向が直角に交
差するように織り上げて構成される。このため、縦方
向、横方向の何れの力に対しても丈夫で、堤防に埋設
し、客土で被覆して転圧したときに法尻方向に働く力に
よる、所謂ネッキング現象(法長方向に伸び横幅方向に
縮む)を起こさない。なお、高密度平布3にも針孔6が
当然穿設される。
造工程を示す。2層のフェルト状マットの合成繊維綿層
2a、2bの中間に上記高密度平布3と上記防水シート
4を介在させ、合成繊維綿層2a、2bの何れか一方の
側(図1にては2a側)より下向きの鈎5aを複数本有
するニードル5の束を挿通させ(A方向)、全体をニー
ドルパンチ加工する。なお。Bは半透水性土木シート1
の進行方向を示す。
るが、本発明の半透水性土木シート1がその効果を最大
に奏するためには、 a)4層全体の厚さを、仕上がり寸法で10mm以上と
する。 b)合成繊維綿層2a、2bの仕上がり密度を0.1〜
0.15g3とする。 c)針密度は45±10本/cm2とする。
をニードル5が貫通して開孔する密度は、ニードル5が
重複する針孔6もあるので、0.25〜0.3mmの針
孔6が28〜35個/cm2となり、防水シート4全体
の8.5%〜12%の開孔率となる。この時、本発明の
半透水性土木シート1全体の透水係数は、10-4〜10
-3cc/secとなるが、この透水係数は、堤防土の一
般的な透水係数10-5cc/secの10倍〜100倍
である。
ドル5によって一方向(A)からのみパンチングするこ
とにより、合成繊維綿層2aを構成する繊維7aはニー
ドル5の鈎5aに絡み付いたまま針孔6に引き摺り込ま
れ、合成繊維綿層2bを構成する繊維7bに絡み付き、
針孔6下部にアンカー部分8を形成する。
a、2bは高密度平布3及び防水シート4に繊維の一本
一本が緊密に繋着され、結果として、堤防内に埋設され
た時、合成繊維綿層2a、2bに絡む堤防土を強力に繋
ぎ留め、堤防土に流水に対する大きな抵抗力を付与し、
堤防土の喪失を防止する役割を果たす。
以上に詳述した以外にも、以下のような性質を有するも
のとして構成する。 1)合成繊維綿層2a、2b(図1参照)は土との摩擦
係数を大とし、客土23と芯土18(図4参照)を分離
させない結合性を有する材質とする。 2)合成繊維綿層2a、2b、高密度平布3、防水シー
ト4(図1参照)は、いずれも長期間腐食しない材質と
する。 3)合成繊維綿層2a、2bは、越流水17と共に流れ
る客土23によってもその表面がピリングしたり破壊さ
れないだけの表面強度を有するものとする(図5)。
3、防水シート4(図1参照)は、いずれも化学的安定
性を有し、半透水性土木シート1を透過する浸透水中に
環境に影響を与える物質を溶出させることのないものと
する。 5)合成繊維綿層2a、2b、高密度平布3、防水シー
ト4(図1参照)は、いずれも客土23に施工される表
面植生の根に害を与える化学物質を含まないものとす
る。
堤防に施工した状態を示す。本発明の半透水性土木シー
ト1を堤防に施工するには、まず、提体9の芯土18を
盛土する。さらに芯土18を転圧し、その上から本発明
の半透水性土木シート1を連続的に施工して芯土18を
間隙なく掩覆する。この際、本発明の半透水性土木シー
ト1は、2a、2bのどちらを上にして施工しても良
い。
に客土23を盛土し、転圧する。最後に、提外側にコン
クリート10を打設し、天端11を適宜舗装し、裏法面
12に植生を施工すれば完成である。なお、客土の厚さ
は、適宜数10cm程度とする。
ように施工した場合、半透水性であるので、堤防表面に
降った雨水は客土23に浸透し、本発明の半透水性土木
シート1を透過して芯土18にまで浸透する。また、空
気も同様である。芯土18は、防水性土木シート22
(図8)を施工した場合のように空気と水から隔離され
ることなく、死んだ無機質の塊になることもない。
図4に見るように、シートの両側に摩擦係数の大きい合
成繊維綿層2a、2bを有するので、客土23は合成繊
維綿層2aに強く付着し、芯土18は合成繊維綿層2b
に強く付着し、結果として本発明の半透水性土木シート
1を介することにより、客土23と芯土18が強力に結
合されることとなる。
半透水性土木シート1(図10a)、通常の河川吸出防
止材24(図10b)、完全防水性の防水性土木シート
22(図10c)をそれぞれ堤防に施工した状態を縦断
面図にて示す。図10bに示すように、防水シートを有
せず、透水性が大きい通常の河川吸出防止材24の場
合、合成繊維綿層2a、2bの中を流れる水の流速が大
きくなり、合成繊維綿層2bの下で添流が発生して芯土
18が浸食され、空洞が生じ、さらには堤防の崩壊に至
る危険がある。
2の場合には、防水シート4と芯土18の間の摩擦係数
が小となり、この部分に出水を見た場合、客土23を乗
せたまま防水性土木シート22が芯土18上を滑落する
危険がある。あるいは、上下を逆転し、防水シート4を
客土23側にして埋設した場合(図示せず)には、客土
側の摩擦係数が小となり、客土を流失する危険性が高く
なる。さらに、いずれの場合にても芯土18の水圧が上
昇した場合、完全防水である故に水の逃げ場がなく、堤
防崩壊の危険性が高まることは既述のとおりである。
性土木シート1の場合には、芯土18に浸透した水が半
透水性土木シート1を透過して客土23から裏法面12
へ逃げられるので、芯土18の水圧が上昇して堤防全体
の崩壊に至る危険が減少する。また、全く防水性を有し
ない通常の河川吸出防止材24(図10b)のように水
分を全て芯土18に浸透させてしまうこともないので、
合成繊維綿層2bの下で添流が発生して芯土18が浸食
され、空洞が生じ、さらには堤防の崩壊に至る危険が生
じるという事態も回避される。
(図10a)は、通常の河川吸出防止材24(図10
b)のように完全透水性でもなく、防水性土木シート2
2(図10c)のように完全防水性でもなく、その半透
水性という性質のゆえに、芯土18の表面流の流速をあ
る程度以下に抑え、逆に、芯土18の水圧が上昇した時
にはその水を客土23から裏法面12に逃がすという両
方向の働きを以って、堤防を崩壊の危険から防護すると
いう作用を有するものである。
は、図5に見るように、越流水17の勢いが激しく、客
土23を喪失した場合においても、その下の芯土18を
守り、堤防全体を崩壊の危険から防護する作用をなす。
即ち、越流水17の流速F1が100〜101cc/se
c以上となった場合に、合成繊維綿層2a内の流速F2
は100〜10-1cc/sec程度とかなり速いが、半
透水性の防水シート4によって合成繊維綿層2b内の流
速F3は減勢され、10-2〜10-3cc/sec程度と
なり、さらに合成繊維綿層2bと接する芯土18の接合
面19近くを流れる流水の流速F4は堤防土の一般的な
透水係数である10-5cc/sec程度に抑えられる。
との摩擦係数は非常に大きいので、10-5cc/sec
程度の流速であれば、添流が発生して芯土18の接合面
19に空洞が生じ、芯土18が崩壊する事態には至らな
い。また、芯土18の水圧が大きくなった場合でも、流
速F4<F3<F2<F1となるので、芯土18の水分は矢
印C方向へ吸出され、やはり芯土18が崩壊する事態は
回避される。
とめれば、次のとおりである。 イ)半透水性であるので、提体の土粒子の間の空気や水
が自由に移動できる。 ロ)その結果として、土が酸素を失うことなく、死んだ
無機質の塊と化すことがない。 ハ)また、芯土の部分に水が浸透して提体の水圧が上昇
しても、水が本発明の半透水性土木シートを通過して裏
法面へ逃げられるので、提体の崩壊の危険が減少する。
に有するので、芯土の表面での流速が減殺され、添流が
発生せず、芯土の流出を防ぐ。 ホ)両面が摩擦係数の大きい合成繊維綿層であり、しか
も高密度平布と防水シートに穿設された針孔を通じて合
成繊維綿層の繊維がアンカー部分を形成しているので、
結果として芯土と客土を強く結合させ、客土の流出を防
止する。
にも織られているので、埋設後客土の転圧によっても、
法尻方向への、所謂ネッキング現象を起こさない。 ト)素材は全て化学的に安定し、毒性がなく、長期間腐
食しないものを使用しているので、環境に影響を与え
ず、表面植生の根にも害を与えない。
を欠截した外観斜視図である。
工程を示す縦断面図である。
製造工程を示す縦断面図である。 b 本発明の半透水性土木シートの一実施例の製造工程
を示す縦断面図である。
に埋設した本発明の堤防強化工法の縦断面図である。
に埋設した本発明の堤防強化工法の縦断面図である。
面図である。
た外観斜視図である。
を堤防に埋設した本発明の堤防強化工法の縦断面図であ
る。 b 従来の河川吸出防止材を埋設した堤防の縦断面図で
ある。 c 従来の防水性土木シートを埋設した堤防の縦断面図
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 0.1g/cm3〜0.15g/cm3の
密度を有する2層のフェルト状マットの合成繊維綿層の
中間に、800〜1200デニールのモノヒラメント糸
を12〜16本/インチに織り込んだ高密度平布及びポ
リエチレン製またはエチレン―酢酸ビニール共重合体製
の防水シートを介在させて、2層のフェルト状マットの
合成繊維綿層のいずれか一方の側の外側から45±10
本/cm2の針密度にて全体をニードルパンチ加工した
ことを特徴とする半透水性土木シート。 - 【請求項2】 堤防の堤体において、堤外側においても
天端においても堤内側においても表面から数10cm内
部に請求項1に記載の半透水性土木シートを間隙なく連
続的に埋設してなることを特徴とする堤防強化工法。
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JP27795099A JP3318619B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 半透水性土木シート及び堤防強化工法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009235760A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Public Works Research Institute | 堤防裏のり面被覆用土質材料及びそれを用いた被覆方法 |
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- 1999-09-30 JP JP27795099A patent/JP3318619B2/ja not_active Expired - Fee Related
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