JP3927222B2 - 堤脚水路構築物を構成する排水溝ブロック、堤防強化ドレーン構造および堤防強化ドレーン工法 - Google Patents

Description

本発明は、河川・湖沼・海岸などの堤防の裏法尻に設置される堤脚水路構築物を構成する排水溝ブロックおよび堤防強化ドレーン工法に関するものである。

図８は河川用の堤防の一例を示す概略断面図である。

この種の堤防においては、破堤や堤体土砂の流出を防止すべく、堤防全体を強固にする必要がある。そのため、従来、かごマット工法などの堤防強化工法が提案されている。

この堤防強化工法では、図８に示すように、堤防１の裏法尻近傍にドレーン材５をフィルター材７で覆って埋設し、ドレーン材５の手前にＵ字溝４を一体に設置して堤脚水路を形成する。そして、河川の洪水時には、堤体２に浸透した河川水や雨水をドレーン材５で集排水し、これをＵ字溝４から流末に導く。こうすることで、裏法尻近傍の堤体２および基礎地盤の動水勾配を小さくし、堤体２の均質・安定化を図らんとするものである。

そして、とりわけ堤体２の法足が長い場合、堤防１を維持管理するための足場として活用すべく、現場において堤体２の裏法部に段切りで裏小段を形成していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１２１７２０号公報

しかし、これでは次のような不都合があった。

すなわち、裏小段の形成は現場での段切り作業に頼らざるを得ないので、天候などの作業環境や現場作業者の熟練度によっては、設計どおりに精度よく裏小段を形成することができない。その結果、堤防１の維持管理に支障を来す恐れがある。さらに、仮に裏小段が精度よく形成されたとしても、裏小段は風雨の影響を受けて経時的に変形してしまう。そのため、裏小段を定期的に補修しなければならず、堤防１のランニングコストが高騰する。

また、かごマット工法の場合、現場で金網に石を詰めるなどの現場作業が多く、必然的に工期が長引く。そのため、施工費が嵩んで経済性に劣るばかりか、現場付近の道路部の交通制限が長期にわたってしまう。

本発明は、このような事情に鑑み、堤防の維持管理を支障なく実行しうると同時に、堤防のランニングコストを削減することができ、施工費を抑制して経済性を高め、道路部の交通制限期間を短縮することが可能な、堤脚水路構築物を構成する排水溝ブロック、堤防強化ドレーン構造および堤防強化ドレーン工法を提供することを目的とする。

まず、請求項１に係る発明は、河川の堤防の裏法尻に設置される堤脚水路構築物を構成する排水溝ブロックであって、背面に前記堤防内に浸潤した水をフィルター材で覆われたドレーン層で集水し前記堤脚水路構築物内へ導いて排水する手段が備えられ、前記背面で前記フィルター材を介して前記ドレーン層と当接されていることを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、台蓋ブロックが載置し、前記台蓋ブロックは、地上に突出すると共に土止めする前面と、ポーラスコンクリートとが備えられた天端面とを有することを特徴とする。
台蓋ブロックが載置し、
また、請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記台蓋ブロックは、地上に突出すると共に土止めする、ポーラスコンクリートが備えられた背面と、ポーラスコンクリートが備えられた天端面とを有することを特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに係る発明において、前記堤防内に浸潤した水を集水し前記堤脚水路構築物内へ導いて排水する手段が縦長に形成された集水口で構成され、前記集水口の開口率は１０〜４０％であることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに係る発明において、前記堤防内に浸潤した水を集水し前記堤脚水路構築物内へ導いて排水する手段がポーラスコンクリートで構成され、前記ポーラスコンクリートの開孔率は１０〜４０％であることを特徴とする。
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに係る発明において、前記堤防内に浸潤した水を集水し前記堤脚水路構築物内へ導いて排水する手段が金網で構成され、前記金網の開口率は１０〜４０％であることを特徴とする。
また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかの排水溝ブロックが前記堤防の裏法尻に複数個並設されていることを特徴とする堤防強化ドレーン構造。
また、請求項８に係る発明は、河川の堤防の裏法尻に排水溝ブロックを設置し、前記排水溝ブロックの背面には、堤防内に浸潤した水をフィルター材で覆われたドレーン層で集水し前記排水溝ブロック内へ導いて排水する手段を備え、前記背面で前記フィルター材を介して前記背面に前記ドレーン層を当接することにより、前記堤防内の浸潤水を前記排水溝ブロック内へ排水することを特徴とする。
また、請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明において、台蓋ブロックを前記排水溝ブロックに載置し、前記台蓋ブロックは、地上に突出すると共に土止めする前面と、ポーラスコンクリートが備えられた天端面を有することを特徴とする。
また、請求項１０に係る発明は、請求項８に係る発明において、台蓋ブロックを前記排水溝ブロックに載置し、前記台蓋ブロックは、地上に突出すると共に土止めする、ポーラスコンクリートが備えられた背面と、ポーラスコンクリートが備えられた天端面を有することを特徴とする。
また、請求項１１に係る発明は、請求項８乃至１０に係る発明において、前記堤防内に浸潤した水を集水し、前記堤脚水路構築物内へ導いて排水する手段が縦長に形成された集水口で構成され、前記集水口の開口率は１０〜４０％であることを特徴とする。
また、請求項１２に係る発明は、請求項８乃至１０に係る発明において、前記堤防内に浸潤した水を集水し前記堤脚水路構築物内へ導いて排水する手段がポーラスコンクリートで構成され、前記ポーラスコンクリートの開孔率は１０〜４０％であることを特徴とする。
また、請求項１３に係る発明は、請求項８乃至１０に係る発明において、前記堤防内に浸潤した水を集水し前記堤脚水路構築物内へ導いて排水する手段が金網で構成され、前記金網の開口率は１０〜４０％であることを特徴とする。

本発明によれば、排水溝ブロック上に載置された台蓋ブロックが堤防の維持管理のための足場として機能することから、堤防の維持管理を支障なく実行しうると同時に、堤防のランニングコストを削減することができる。

しかも、かごマット工法に比べ、施工費を抑制して経済性を高め、道路部の交通制限期間を短縮することが可能となる。

また、排水溝ブロックの背面に集水口を設けると、堤体内に浸潤した水を集水口から堤脚水路構築物内へ導いて排水することができる。しかも、この集水口の開口率が１０〜４０％であれば、集水口の目詰まりやドレーン材の不均質性が生じた場合でも十分な排水能力を発揮する。

また、台蓋ブロックの天端面に通水孔（スリット、グレーチング係合孔など）を設けると、堤防の裏法面に降った雨水を通水孔から堤脚水路構築物内へ導いて排水することができる。このとき、台蓋ブロックの天端面が通水孔に向かって低くなるように傾斜していれば、雨水をその自重を利用して効率よく集水し、排水能力を高めることができる。

また、台蓋ブロックの前面がその上部を後退させるように傾斜していると、台蓋ブロックの前面が垂直に立ち上がっている場合と比べて圧迫感が緩和される。

また、台蓋ブロックの前面が化粧加工されていると、周囲の道路景観に適合するので、台蓋ブロックが地上に突出していても違和感がない。

また、グレーチング係合孔を備えた堤脚水路構築物が混在していると、堤脚水路の掃除が簡便となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

河川用の堤防１は、図２に示すように、堤体２を有しており、堤体２内にはドレーン材５およびドレーン層６がフィルター材７で覆われた状態で埋設されている。ここで、ドレーン材５は、透水性に優れた砂質土、砕石、礫、栗石などを金網に詰めたものである。フィルター材７は、水は通すが、土砂やドレーン材５は通さない性質を備えたものである。また、ドレーン層６の手前（図２右側）の裏法尻近傍には、図１に示すように、複数個の堤脚水路構築物３（３Ａ、３Ｂ）が割栗石９に支持された形で並設されている。この堤脚水路構築物３には、スリット型とグレーチング仕様の２種類があり、両者は所定の割合（例えば、４：１）で混在している。

ここで、スリット型の堤脚水路構築物３Ａはそれぞれ、図２に示すように、コンクリートからなるＵ字形断面の排水溝ブロック３２の上側に、コンクリートからなる逆Ｕ字形断面の台蓋ブロック３１Ａが凹凸によって噛み合う形で着脱自在に載置されたものである。

この排水溝ブロック３２は、図４に示すように、その背面、つまりドレーン層６に当接する面に複数個（図４では７個）の縦長スリット状の集水口３２ａが形成されており、集水口３２ａの開口率（つまり、すべての集水口３２ａの開口面積の合計が排水溝ブロック３２の背面の面積に占める割合）は１０〜４０％となっている。また、排水溝ブロック３２には、ドレーン層６の圧力を受けてフィルター材７が破損しないように、格子状のグリッド、金網などのスリットカバー材（図示せず）が付設されている。さらに、排水溝ブロック３２の内底面は集水口３２ａの下端より所定の高さ（例えば、１０ｃｍ以上）だけ下がっているため、水路として要求される水位を維持することができる。

また、台蓋ブロック３１Ａは、図５に示すように、その天端面３１ａに通水孔として２個のスリット３１ｂが一直線上に形成されており、天端面３１ａはスリット３１ｂに向かって低くなるように所定の勾配（例えば、１〜５％の勾配）で傾斜している。また、台蓋ブロック３１Ａの前面３１ｃは、上部が後退するように所定の勾配（例えば、１：０．２〜１：０．６の勾配）で傾斜しており、前面３１ｃは自然石模様に化粧加工されている。さらに、台蓋ブロック３１Ａの背面３１ｄの幅は前面３１ｃの幅より少し狭くなっている。

他方、グレーチング仕様の堤脚水路構築物３Ｂはそれぞれ、図３に示すように、コンクリートからなるＵ字形断面の排水溝ブロック３２の上側に、コンクリートからなる逆Ｕ字形断面の台蓋ブロック３１Ｂが着脱自在に載置されたものである。

この排水溝ブロック３２は、上述したスリット型の堤脚水路構築物３Ａの排水溝ブロック３２と同じ構成を有するものである。

また、台蓋ブロック３１Ｂは、図６に示すように、その天端面３１ａに通水孔として長方形状のグレーチング係合孔３１ｅが形成されており、天端面３１ａはグレーチング係合孔３１ｅに向かって低くなるように所定の勾配（例えば、１〜５％）で傾斜している。さらに、グレーチング係合孔３１ｅには、図に示すように、図１（ａ）および図３に示すように、鋼製のグレーチング１０が着脱自在に係合している。また、台蓋ブロック３１Ｂの前面３１ｃは、上部が後退するように所定の勾配（例えば、１：０．２〜１：０．６の勾配）で傾斜しており、前面３１ｃは自然石模様に化粧加工されている。さらに、台蓋ブロック３１Ｂの背面３１ｄの幅は前面３１ｃの幅より少し狭くなっている。

そして、これらの堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂを用いて堤防１を強化する際には、堤防１の長さに応じて必要個数の堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂを現場に搬入し、図１に示すように、堤防１の裏法尻にスリット型の堤脚水路構築物３Ａとグレーチング仕様の堤脚水路構築物３Ｂとを所定の割合（例えば、４：１）で混在させて施工する。各堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂの施工に際しては、堤防１の裏法尻に排水溝ブロック３２を基礎地盤に埋め込む形で設置した後、この排水溝ブロック３２の上側に台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂを載置して一体化する。すると、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂからなる堤脚水路が形成される。

堤防１は以上のような構成を有するので、河川の洪水時には、堤体２に浸透した河川水や雨水がドレーン材５およびドレーン層６で集排水され、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂ内に導かれる。そのため、裏法尻近傍の堤体２および基礎地盤の動水勾配が小さくなり、堤体２が均質・安定化される結果、破堤や堤体土砂の流出を未然に防ぐことができる。

このとき、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂの排水溝ブロック３２の背面には集水口３２ａが形成されているので、堤体２に浸透した河川水や雨水の排水を円滑に行うことができる。しかも、この集水口３２ａの開口率は１０〜４０％となっているため、集水口３２ａに目詰まりが発生したり、ドレーン材５に不均質性が生じたりしても、十分な排水能力を確保することができる。

また、雨水の一部は、堤体２の裏法面を伝って堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂの台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂに至るが、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの天端面３１ａにはスリット３１ｂ、グレーチング係合孔３１ｅが形成されているので、この雨水を堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂ内へ導いて排水することができる。その上、この天端面３１ａはスリット３１ｂ、グレーチング係合孔３１ｅに向かって低くなるように傾斜しているため、雨水をその自重を利用して効率よく集水し、排水能力を高めることができる。

また、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂは、図２および図３に示すように、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂが地上に突出しているので、これを堤防１の維持管理のための足場として利用することができる。この堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂは工場で製造できるので、天候などの作業環境や現場作業者の熟練度を問わず、設計どおりに精度よく仕上げることができる。また、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂはコンクリート製であるため、施工後に風雨の影響を受けて変形することはない。したがって、現場において堤体２の裏法部に段切りで裏小段を形成する場合と異なり、堤防１の維持管理を支障なく実行しうると同時に、堤防１のランニングコストを削減することができる。

また、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂは、その台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂが地上に突出しているので、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの背面３１ｄで堤防１の裏法尻を土止めすることができる。さらに、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの背面３１ｄは所定の高さ（例えば、０．５〜１．０ｍ）に形成されているため、ドレーン材の保護高さ（５０ｃｍ以上）を維持することができる。

なお、このように台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂは地上に突出した状態となるが、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの前面は上部が後退するように傾斜しているので、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの前面が垂直に立ち上がっている場合と比べて圧迫感が緩和される。しかも、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの前面は化粧加工されているため、周囲の道路景観に適合するので、台蓋ブロックが地上に突出していても違和感がない。

しかも、かごマット工法に比べ、現場作業が少なくて済むので、施工費を抑制して経済性を高め、道路部の交通制限期間を短縮することができる。

また、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂは排水溝ブロック３２に対して着脱自在となっているので、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂを交換することにより、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂの高さを任意に変えることができる。

また、堤脚水路に異物が詰まったときには、グレーチング仕様の堤脚水路構築物３Ｂのグレーチング１０を取り外し、堤脚水路構築物３Ａ、３Ｂの内部を簡便に掃除することができる。異物が長大でグレーチング係合孔３１ｅから容易に排出できない場合などは、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂを吊り上げ、その状態で排水溝ブロック３２内を掃除することができる。

また、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの背面３１ｄの幅は前面３１ｃの幅より狭くなっているので、湾曲した河川の外側に堤防１を築造する場合には、互いに隣接する台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂ同士を折れ線状に接続することにより、河道に対応して堤脚水路を湾曲させることができる。逆に、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの背面３１ｄの幅を前面３１ｃの幅よりやや広くしておけば、湾曲した河川の内側に堤脚水路を湾曲させて形成することができる。

なお、上述の実施形態においては、排水溝ブロック３２の背面に縦長スリット状の集水口３２ａを形成した場合について説明したが、排水溝ブロック３２の背面を大きく切断し、そこに金網（図示せず）を嵌着してもよい。或いは、排水溝ブロック３２の背面を高透水性のポーラスコンクリート（図示せず）から構成するようにしても構わない。

また、上述の実施形態においては、逆Ｕ字形断面の台蓋ブロック３１（３１Ａ、３１Ｂ）を採用した場合について説明したが、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの形状は必ずしも逆Ｕ字形断面とする必要はない。例えば、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、種々の形状を備えた台蓋ブロック３１を採用することができる。

また、上述の実施形態においては、台蓋ブロック３１（３１Ａ、３１Ｂ）の通水孔としてスリット３１ｂ、グレーチング係合孔３１ｅを採用した場合について説明したが、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ポーラスコンクリート１２、１３を代用することもできる。

また、上述の実施形態においては、台蓋ブロック３１Ａ、３１Ｂの前面３１ｃを自然石模様に化粧加工した場合について説明したが、周囲の環境に応じて別の化粧加工（木目調、岩模様など）を施すこともできる。

本発明に係る堤防強化ドレーン構造の一実施形態における堤体の裏法尻を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。 図１に示す堤体の裏法尻のＡ−Ａ線による断面図である。 図１に示す堤体の裏法尻のＢ−Ｂ線による断面図である。 本発明に係る堤脚水路構築物の一実施形態における排水溝ブロックを示す図であって、（ａ）はその背面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその正面図、（ｄ）はその左側面図、（ｅ）はその右側面図、（ｆ）はその底面図である。 本発明に係る堤脚水路構築物の一実施形態におけるスリット型の台蓋ブロックを示す図であって、（ａ）はその背面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその正面図、（ｄ）はその左側面図、（ｅ）はその右側面図、（ｆ）はその底面図である。 本発明に係る堤脚水路構築物の一実施形態におけるグレーチング仕様の台蓋ブロックを示す図であって、（ａ）はその背面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその正面図、（ｄ）はその左側面図、（ｅ）はその右側面図、（ｆ）はその底面図である。 本発明に係る堤脚水路構築物の別の３実施形態を示す断面図である。 河川用の堤防の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１……堤防
２……堤体
３……堤脚水路構築物
３１……台蓋ブロック
３１ａ……天端面
３１ｂ……スリット（通水孔）
３１ｃ……前面
３１ｄ……背面
３１ｅ……グレーチング係合孔（通水孔）
３２……排水溝ブロック
３２ａ……集水口

Claims (7)

1. 河川の堤防の裏法尻に設置される堤脚水路構築物を構成し、背面に前記堤防内に浸潤した水を集水するフィルター材で覆われたドレーン層に当接する排水溝ブロックであって、
   前記ドレーン層に集水された水を前記堤脚水路構築物内へ導く、排水する手段が前記背面に備えられ、
   台蓋ブロックが載置され、
   前記台蓋ブロックは、地上に突出し、土止めする前面と、ポーラスコンクリートが備えられた天端面とを有することを特徴とする排水溝ブロック。
2. 河川の堤防の裏法尻に設置される堤脚水路構築物を構成し、背面に前記堤防内に浸潤した水を集水するフィルター材で覆われたドレーン層に当接する排水溝ブロックであって、
   前記ドレーン層に集水された水を前記堤脚水路構築物内へ導く、排水する手段が前記背面に備えられ、
   台蓋ブロックが載置され、
   前記台蓋ブロックは、地上に突出し、ポーラスコンクリートが備えられた背面と、ポーラスコンクリートが備えられた天端面とを有することを特徴とする排水溝ブロック。
3. 前記排水する手段が縦長に形成された集水口で構成され、
   前記集水口の開口率は１０〜４０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排水溝ブロック。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の排水溝ブロックが前記堤防の裏法尻に複数個並設されていることを特徴とする堤防強化ドレーン構造。
5. 河川の堤防の裏法尻に排水溝ブロックを設置し、
   前記排水溝ブロックの背面には、堤防内に浸潤した水をフィルター材で覆われたドレーン層で集水し前記排水溝ブロック内へ導いて排水する手段を備え、
   前記背面で前記フィルター材を介して前記背面に前記ドレーン層を当接することにより、前記堤防内の浸潤水を前記排水溝ブロック内へ排水し、
   台蓋ブロックを前記排水溝ブロックに載置し、前記台蓋ブロックは、地上に突出すると共に土止めする前面と、ポーラスコンクリートが備えられた天端面を有することを特徴とする堤防強化ドレーン工法。
6. 河川の堤防の裏法尻に排水溝ブロックを設置し、
   前記排水溝ブロックの背面には、堤防内に浸潤した水をフィルター材で覆われたドレーン層で集水し前記排水溝ブロック内へ導いて排水する手段を備え、
   前記背面で前記フィルター材を介して前記背面に前記ドレーン層を当接することにより、前記堤防内の浸潤水を前記排水溝ブロック内へ排水し、
   台蓋ブロックを前記排水溝ブロックに載置し、前記台蓋ブロックは、地上に突出すると共に土止めする、ポーラスコンクリートが備えられた背面と、ポーラスコンクリートが備えられた天端面を有することを特徴とする堤防強化ドレーン工法。
7. 前記排水する手段が縦長に形成された集水口で構成され、
   前記集水口の開口率は１０〜４０％であることを特徴とする請求項５又は６に記載の堤防強化ドレーン工法。

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