JP5080373B2 - 透過型堰堤 - Google Patents

Description

本発明は透過型堰堤、とりわけ、豪雨等により山間の沢や渓谷を土石流となって流下する岩石や巨木を受け止め、下流への岩石の流出を防止する防護ネット型の透過型堰堤に関する。

従来、山間の沢や渓谷等に構築されている砂防ダムに取り入れられている透過型堰堤は、多数の杭体としての鋼製支柱を適宜の間隔で建て込み、この鋼製支柱に鋼製梁を付設して格子状防護柵とした構造をなし、土石流（流石や流木等）を直接に受け止め、下流への大きな石や木の流出を阻止し、さらに下流に流れる土石流を減速することで下流の災害を防止している。
しかし、土石流の衝突エネルギーは大きく、鋼製支柱と鋼製梁の剛性でエネルギーを吸収するには大掛かりな装置となる。

この改善策として、土石流に含まれる巨石等の杭体への衝突で発生する衝突エネルギーを杭体の変形で吸収緩和し、堰堤の基礎を含む防護柵の破壊防止、さらには堰を透過して流れる土石流の流下エネルギーの減衰効果を高めることを狙って、ダムの上面に土石流を受け止める多数の杭体を立設し、その杭体を、鋼管内にアンボンド構造のＰＣ鋼材を複数配置し、鋼管内にコンクリートを充填してＰＣ鋼材の両端のみを定着具を介してコンクリートに定着した構造としたものが提案されている。

しかし、従来の山間の沢や渓谷等に構築されている砂防ダムに取り入れられている透過型堰堤は、いずれにしても多数の杭体を適宜の間隔で建て込み、その杭体の強度で土石流を受け止めるので、建て込む杭体の床コンクリートは杭体を維持できる強度が必要となる。そのため、基礎工事には大型の建設機械等を必要とする大掛かりな工事になる。
しかし、現場によっては大型機材の持ち込みが困難な場所があり、とくに土石流発生の多い山間部には既存の道路がない場合さえあり、そもそも大型建設機を山間の渓谷等に持ち込むための道路の確保など、移動手段に問題が発生する。また、大掛かりな基礎部およびその周辺部の土木工事による環境の破壊も避けられず、また、大きなコンクリートの基礎およびそこに建て込まれた杭体の構築物により景観が悪化する。

また、土石流を受け、防護柵に部分的破損が発生した場合、杭体と基礎は強固に結合されて一体化しているため、その補修は基礎部にも及ぶことになり、一部の杭体取換えでも基礎を再度作り直す必要があり、大掛かりな工事となることが避けられない。そのため工事期間は長くなり、費用も増大することになり、ときには堰堤を新たに構築した費用を上回ることもある。
特開平０６−１０３３０号公報 特開平０９−２２８３４８号公報

本発明は前記のような従来の透過型堰堤の問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、大掛かりな基礎工事を必要とせず、土石流発生の多いい山間の渓谷等において比較的容易に安価な費用で設置でき、しかも、豪雨等により山間の沢や渓谷を土石流となって流下する岩石や巨木を受け止め、下流への岩石の流出を確実に防護できる柔軟構造の透過型堰堤を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、透過型堰堤を防護ネット形態としたもので、すなわち、山間の渓谷や河川に設置する透過型堰堤において、河川の流れを遮るように張設した主索の端部を両岸の側壁にアンカーし、左右に間隔をおいて複数の縦ロープを配し、各縦ロープの上端部を前記主索に連結するとともに下端部を川床にアンカーし、前記主索の下方には、上下に間隔をおいて複数の横ロープを張設するとともに、それら横ロープの端部を両岸の側壁にアンカーし、それら横ロープと縦ロープの交差部を結合しネット状にし、前記主索が２本であって、前記２本の主索は、河川の流れる方向において互いに間隔をおいて配置されており、前記２本の主索の各々の端部は両岸の側壁にアンカーされ、前記複数の縦ロープの各々の上端部は、前記２本の主索の双方に連結されている、ことを基本的特徴としている。

本発明によれば、過大な衝撃エネルギーが加わった場合に伸びるロープの特性を利用し、ロープを河川を遮るように縦横に張設し、ロープの端部を側壁および川床にアンカーし、縦横ロープの交差部を結合してネット状に一体化しているので、上流からの岩石や巨木の衝撃エネルギーを各々の縦横ロープに分散させると同時に伸びによるエネルギー吸収作用でアンカーへの衝撃を緩和することができ、下流への土石の流出を確実に止め、土石流の被害の発生を防止することができる。

特に、縦ロープおよび横ロープの交差部が結合されたネットになっており、それぞれのロープ端部がアンカーされているので、衝突した岩石等は捕捉され、ネットに包み込まれてはらみ状態になるので、個々の岩石が不安定な状態から岩石相互がもたれあった安定状態となり、岩石による自然の砂防ダムとして機能することができる。
また、本発明は、主要部材がロープおよび連結金具等からなり、縦ロープおよび横ロープの交差部が結合されて防護ネットとなっているので、ネットの一箇所に衝突した岩石の衝突エネルギーは交差部を経由して他の縦横ロープに伝達され、すべてのアンカーに分散される。したがって個々のロープに加わるエネルギーが大きく緩和され、個々の縦横ロープのアンカーも小型、軽量化が可能である。このため工事用の部材は小型で現場への搬入がきわめて容易である。したがって、大型土木機材の搬入の必要もなく、工事による環境の変化も最小限に抑えられ、自然景観を維持できる。

好適には横ロープおよび縦ロープは、一定以上の張力が加わったときに余長形成手段により長さが可変となっている。
通常、前記余長形成手段は、末端に抜止めストッパーが固定され、互いに反対方向から平行状に延在させた2本のロープと、それらロープを抜止めストッパーとの当接を限度としてスライド可能に結束する金具からなる。
金具は結束力を調整することで可能な構造となっており、たとえばロープ破断応力の６０％以上の張力、好適には７５％以上の張力が加わった場合に2本のロープがスライドするように設定される。

上記構成により、土石流の岩石等が縦ロープおよび横ロープに衝突すると、結束金具で結束されている２本のロープがスライドして伸び、そのスライド抵抗が岩石の衝突エネルギーを吸収することで、土石流防護ネットへの衝撃力を緩和することができ破損を防止できる。また、ロープがスライドすることでネットの容積が増すので、衝突した岩石等をうまく捕捉してはらみ状態に包み込むことができる。特に、川床に設置されるアンカーを、平面から見て、主索のアンカーよりも下流側に配置した場合には、衝突した岩石等をうまく捕捉してはらみ状態にすることができる。

主索は１本でも良いが、好適には2本である。これによれば、主索として細いものを用いることが可能になるので重量を軽減でき、移送条件が悪い場所でも搬送が容易になる。また、加わる荷重も２本に分散するので主索アンカーの小型化も図られ、工事も容易に行える。

また、縦ロープがアコーデオン状に折り重ねられていてもよい。縦ロープをアコーデオン状に折り重ねることで、下流方向にネットで岩石を包み込む、はらみ状（巾着または袋）となるので、ネットで包み込まれた岩石はお互いがもたれ合い安定した状態となり、自然の堰堤の役割を果たす利点がある。

以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１ないし図６は本発明による透過型堰堤の第１実施例を示しており、図１（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示したものである。
１は土石流防護ネットであり、２は河川の流れを遮るように張設され、端部を両岸の側壁にアンカーした主索である。
６は左右に間隔をおいて配された複数の縦ロープであり、各縦ロープ６の上端部は主索２に連結され、下端部は川床にアンカーされている。
７は複数の横ロープであり、主索２の下方に、上下に間隔をおいて配されるとともに、端部が両岸の側壁にアンカーされている。前記各横ロープ７と縦ロープ６の交差部は結合されネット状に一体化している。

主索２はワイヤロープ、たとえば2本の７×３７構造の直径６０ｍｍの亜鉛めっきロープが使用され、上流で発生した土石流が流下する河川の左右の岸部に構築した構造物４０に設置した主索アンカー体４にアンカーされている。主索２をアンカーするアンカー体４は、セメントと補強鉄筋からなる構造物４０に埋設した主索アンカーボルト４１に主索アンカープレート４２が固定されている。主索２の端部には筒型ソケット２１が取り付けられ、主索２とアンカープレート４２は連結具４３で連結されている。
本実施例では、部材の軽量化を図るため主索を２本の構成にしているので、主索アンカーボルト４１、主索アンカープレート４２の小型軽量化も図れている。
また、岸部が強固な岩盤の場合は直接岩部を穿孔し主索アンカーボルト４１を挿入しモルタルを注入してアンカープレート４２を取り付け主索アンカー体とすることもできる。

本発明に使用する縦ロープ６および横ロープ７は、2本のロープ１０１を平行に束ねスライド可能に余長形成金具１０で結束することで構成されている。
2本のロープの端部にはスライドのストッパーとしてシングルロック１０２が取り付けてある。シングルロック１０２は金属パイプにロープ端部を挿入し、スエージング加工（圧縮加工）によりロープ端部に圧定されたものである。
余長形成金具１０は金属の平板をＵ字溝が形成されるように曲げ加工したもので、余長形成金具１０の左右にロープ端末のシングルロックが配置されるように2本のロープ１０１を平行に束ねてＵ字溝に配置しＵ字の上端部2箇所をボルトナットでスライド可能に結束したものである。
本発明では、余長形成金具１０の結束力は、ロープ破断荷重の７０％以上の衝撃荷重がロープに加わると2本のロープがスライドするように調整してある。

図３（ｃ）はロープに衝撃張力が加わりロープがスライドしストパーで止まった状態を示す。
本発明では直径１８ｍｍの亜鉛めっきロープ１０１を使用した。余長形成金具１０は平板をＵ字状に曲げ加工し亜鉛めっきしたものである。余長形成金具１０の結束力はナットの締め付けトルクにより調整した。余長形成金具１０は亜鉛めっきしたものにさらに塗装などの防錆処理をしてもよい。

主索２と縦ロープ６の連結を図４に示す。主索連結金具３は2枚の亜鉛めっきされた板状の金具で、主索２を挟み込みボルトナットで主索２に締結する。主索連結金具３には縦ロープ６の端末を連結するピンボルト３２を挿通する窓３１を有している。
縦ロープ６の端部には巻きつけグリップ３３が取り付けてある。巻きつけグリップ３３の頭部を主索連結金具３の窓３１に配置し、ピンボルト３２を挿通しナットで固定することで取り付けられる。

次に、縦ロープ６および横ロープ７用のロープアンカーボルト２０ついて説明する。
図５（ａ）はロープアンカーボルト２０で、鋼棒からなり頭部はロープ連結用のシャックル２１が形成され、土中に埋設される鋼棒の表面には凹凸の模様が付けられている。この凹凸はモルタルとアンカーボルトの付着力を強化し、アンカー力を高めるためである。

図５（ｂ）は縦ロープ６および横ロープ７のロープアンカーボルト２０との連結を示す。
本発明では、川床にコンクリートを打ちロープアンカーボルト２0を埋設している。主索に連結し垂下した2本のロープを余長形成金具１０で結束した縦ロープ６の端部をアンカー体２５のシャックル２１と連結するためトヨロック１０５加工されている。シャックル２１とトヨロック１０５はボルトナットで連結されている。
横ロープも側壁にロープアンカーボルト２０を打ち込んだアンカー体２５に縦ロープと同様に連結されている。
側壁または川床が岩盤の場合は、岩盤を穿孔しロープアンカーボルト２０を穴に挿入しモルタルを注入してアンカー体２５としてもよい。

図６は縦ロープ６と横ロープ７の結合を示す。十字状の交差部を締結する交差クリップ１１は鉄製の平板１１０と二つのＵ字状のボルトナット１１１からなっている。平板には中央にロープを誘導する凹状の溝があり、四隅にＵ字状ボルト挿通する穴がある。平板の凹部の溝には横ロープ７を配置し、Ｕ字状のボルトの底部が接するように縦ロープ６を配置し、Ｕ字状ボルトを平板に挿通しナットを閉め締結する。縦横ロープの配置を逆にしてもよい。交差クリップ１１には亜鉛めっきによる防錆処理がなされている。

主索２に連結され垂下した縦ロープ６は、垂下されたロープの端部が到達した川床ａの位置にロープアンカーボルト２０が配置される。好適には下流側に配置することが望ましい。
川床に垂下した縦ロープ６はアンカー体２５に連結される。側壁ｂに垂下した縦ロープ６は適宜アンカー体２５に連結すればよい。
また、縦ロープ６の長さを主索２と川床ａとの距離より長くすることで、図１（ｃ）に示すアコーデオン状を形成する。アコーデオン状にすることで土石流の岩石によりネットは、はらむ状態となり川床と堆積した岩石の摩擦が土石流の流下エネルギーを緩和する役割を果たす。図７は土石流防護ネットが岩石ではらんだ状態を模式図的に示したものである。

図８は第２の実施例を示す。主索を1本とし、縦ロープ、横ロープで構成したネットに金網３０を配置したものである。側壁が岩盤なので岩盤を穿孔し、ロープアンカーボルトを挿入しモルタルを充填したものである。また、1本の縦ロープを2箇所の川床でアンカーしたものである。

本発明による土石流防護ネットの第１実施例示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 主索アンカー体の金具を示す。（ａ）は正面図、その（ｂ）は平面図である。 縦ロープおよび横ロープに使用する余長形成金具を示す。（ａ）は余長形成金具でスライド可能に結束した図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図、（ｃ）はロープがスライドしストッパーで止った図、（ｄ）は余長形成金具の平面図、（ｅ）は（ｄ）の側面図である。 主索から吊り下げられた縦ロープを示す。（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。 （ａ）はロープアンカーボルト、（ｂ）は土中に打ち込まれたロープアンカーボルトと連結した縦および横ロープを示す。 縦ロープおよび横ロープの交差部を締結する交差クリップを示す。 本発明の石礫の堆積を模式的に示す図である。 第２の実施例を示すものであり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。 主策と縦ロープの結合状態を示す拡大図である。

符号の説明

１ 土石流防護ネット
ａ 川床
ｂ 側壁
２ 主索
３ 主索連結金具
４ 主索アンカー体
６ 縦ロープ
７ 横ロープ
８ 縦ロープアンカー
９ 横ロープアンカー
１０ 余長形成金具
１１ 交差クリップ
２５ アンカー体

Claims (5)

1. 山間の渓谷や河川に設置する透過型堰堤において、河川の流れを遮るように張設した主索の端部を両岸の側壁にアンカーし、左右に間隔をおいて複数の縦ロープを配し、各縦ロープの上端部を前記主索に連結するとともに下端部を川床にアンカーし、前記主索の下方には、上下に間隔をおいて複数の横ロープを張設するとともに、それら横ロープの端部を両岸の側壁にアンカーし、それら横ロープと縦ロープの交差部を結合しネット状にし、 前記主索が２本であって、前記２本の主索は、河川の流れる方向において互いに間隔をおいて配置されており、前記２本の主索の各々の端部は両岸の側壁にアンカーされ、前記複数の縦ロープの各々の上端部は、前記２本の主索の双方に連結されている、ことを特徴とする透過型堰堤。
2. 横ロープおよび縦ロープは、一定以上の張力が加わったときに余長形成手段により長さが可変となっている請求項１に記載の透過型堰堤。
3. 余長形成手段が、末端に抜止めストッパーが固定され、互いに反対方向から平行状に延在させた2本のロープと、それらロープを抜止めストッパーとの当接を限度としてスライド可能に結束する金具からなる請求項２に記載の透過型堰堤。
4. 川床に設置されるアンカーが、平面から見て、主索のアンカーよりも下流側に配置されている請求項１に記載の透過型堰堤。
5. 縦ロープがアコーデオン状に折り重ねられているものを含む請求項１に記載の透過型堰堤。

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