WO2024154641A1 - 堤防の補強構造および堤防 - Google Patents

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    • E02B3/10—Dams; Dykes; Sluice ways or other structures for dykes, dams, or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/02—Sheet piles or sheet pile bulkheads
    • E02D5/03—Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles
    • E02D5/04—Prefabricated parts, e.g. composite sheet piles made of steel

Definitions

  • the present invention relates to a reinforcing structure for a levee and a levee that prevents breaches due to overflow.
  • Method 1 includes raising the levee to prevent overtopping, and high-standard levees (super levees) that make the slope of the slope as small as possible to reduce the flow speed of the overtopping water and prevent erosion.
  • the second method involves applying blocks, water-stopping sheets and drainage works to the slope (on the land side of the embankment) to prevent overflow erosion.
  • Patent Document 1 The third method is disclosed in Patent Document 1, in which sheet piles are driven deep into the supporting ground at both slopes of the embankment, and the heads of the piles are connected to form a core structure.
  • the two methods shown in the first section require the width of the levee to be widened, which requires new land, making them difficult to apply in places where it is difficult to secure land, such as urban areas and narrow areas.
  • the third method makes it possible to maintain the core structure even in the event of overflowing, preventing breaches.
  • it has the disadvantage of higher construction costs, and since it cannot prevent erosion of the embankment slope (land inside the embankment) when overflowing, it has the disadvantage of costly and time-consuming repairs after overflowing.
  • the embankment slope (land inside the embankment) or foundation ground is significantly eroded, there will be no ground resistance, which may cause the structure to become unstable.
  • the present invention has been made in consideration of the above, and its purpose is to provide a reinforcing structure for a levee and a levee that can be applied to places with many construction constraints, such as urban areas and narrow areas where it is difficult to secure land, without the need to widen the levee or acquire new land, and that can prevent levee breaches due to overflow.
  • the embankment reinforcement structure according to one embodiment of the present invention comprises an embankment water-resistant wall installed from the slope on the inland side of the embankment or near the slope through the embankment, and a water-resistant sheet installed on the slope on the inland side of the embankment.
  • the reinforcing structure of a levee according to the invention (1) above is provided with at least one of a foundation block and an erosion prevention wall at or near the toe of the slope on the inland side of the levee.
  • the embankment reinforcement structure is the invention of (1) or (2) above, in which drainage works are provided in the embankment body near the toe of the slope on the inland side of the embankment.
  • the embankment reinforcement structure is any one of the above (1) to (3), in which the upper end of the embankment impermeable wall protrudes beyond the top of the embankment to function as a groyne structure.
  • a levee according to one aspect of the present invention has a levee reinforcement structure according to any one of the inventions described above in (1) to (4).
  • a levee according to one embodiment of the present invention comprises a levee body, a levee body impermeable wall installed from the slope on the inside land side of the levee or near the slope through the levee body, and a waterproof sheet installed on the slope on the inside land side of the levee.
  • the reinforcing structure and embankment of the present invention eliminate the need to widen the embankment or acquire new land, and can be applied in urban areas, narrow areas, and other places with many construction constraints, such as where it is difficult to secure land, and can effectively prevent embankment breaches due to overtopping.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a bank according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for an embankment according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a first modified example of the present invention.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a second modified example of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a third modified example of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the cutoff wall shown in FIG.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a reinforcing structure for a levee according to a fourth modified example of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the mechanism of levee breach due to overtopping in the prior art.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the mechanism of levee breach due to overtopping in the prior art.
  • the reinforcing structure 3 of a levee 1 comprises an embankment waterproof wall 7 installed from the toe of the inland side of the embankment 1 or its vicinity through the embankment body 5, and a waterproof sheet 9 installed on the inland side slope of the embankment 1.
  • embankment according to the present invention will be described as an embankment and reinforcing structure installed along a river, but is not necessarily limited to embankments and reinforcing structures installed along a river.
  • the present invention may also be applied to embankments and reinforcing structures installed along the sea, and can also be applied to embankments and reinforcing structures installed in revetments and reservoirs.
  • Embankment impermeable wall Considering ease of construction and water impermeability when penetrating into the embankment 5, it is most desirable to use steel members such as steel sheet piles for the embankment impermeable wall 7. Concrete sheet piles or ground improvement bodies (cement-based) may also be used, or a combination of these may be used to form the wall.
  • the impermeability of the embankment impermeable wall 7 is sufficient if it has a permeability (permeability coefficient) of one-tenth (1/10) or less of the permeability of the ground on which it is to be installed, since it is intended to withstand floods that occur in a relatively short period of time compared to steady groundwater flow.
  • the top edge refers to the top of the embankment body between the slope on the inside land side and the slope on the opposite side outside the embankment. Generally, the top edge is leveled and made almost flat, and is used for various purposes such as a passageway.
  • the embankment body 5 refers to the main body of the embankment.
  • the embankment body 5 to prevent water from passing through the embankment body 5 and seeping into the slope on the land side of the embankment, it is desirable to install it so that it penetrates the embankment body 5 and the foundation ground (permeable ground). Furthermore, to maintain sufficient resistance against the water pressure and earth pressure acting on the embankment water-resistant wall 7 in the event of overtopping, it is desirable to embed it in the relatively hard supporting ground below the foundation ground. However, if sufficient resistance and water-resistant properties can be obtained without embedding it all the way into the supporting ground, it may be installed into the embankment body 5 or foundation ground.
  • the waterproof sheet 9 is installed on the slope on the inland side of the embankment 1.
  • the upper end of the waterproof sheet 9 is embedded in the toe of the embankment body 5, and the lower end of the waterproof sheet 9 is embedded in the toe of the embankment body 5 (see Figure 1).
  • the material of the waterproof sheet 9 is not particularly limited, but it is preferable that the material has excellent waterproof performance.
  • the waterproof sheet 9 may be installed on the slope in combination with a suction prevention sheet.
  • the suction prevention sheet prevents soil from being sucked out of the embankment 1, and allows air and water vapor to pass through, preventing the waterproof sheet 9 from floating up due to the air pressure inside the embankment body 5.
  • waterproof sheet 9 on the slope on the inside of the embankment can prevent rainwater and overflowing river water from penetrating into the embankment body 5, preventing erosion of the slope.
  • the embankment waterproof wall 7 (sheet pile) is also installed, which firstly suppresses the increase in pore water pressure and pore air pressure within the embankment 5, and secondly makes it possible to prevent erosion of the top of the embankment 1 due to overflow.
  • the shape of the levee 1 can be maintained, and repairs after overflow can be minor.
  • there is no need to expand the levee site and countermeasures can be applied directly to the existing levee 1, shortening the construction period.
  • construction and maintenance are easy, and repairs after overflow are unnecessary or only minor.
  • the possibility of significant erosion of the levee and foundation ground can be reduced, which reduces the possibility of the structure becoming unstable.
  • the reinforcing structure 3 of the embankment 1 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but in addition thereto, at least one of foundation blocks 11 and erosion prevention walls 13 for preventing erosion is installed at or near the toe of the slope on the inland side of the embankment 1.
  • both the foundation blocks 11 and the erosion prevention walls 13 (sheet piles) are installed, but it is also possible to install only one of the foundation blocks 11 and the erosion prevention walls 13.
  • the foundation blocks 11 and the erosion prevention walls 13 will be described in detail below.
  • the foundation blocks 11 are installed to prevent erosion at the foot of the slope on the inside of the embankment side, where the flow rate of overflow water is the highest, and are generally embedded sufficiently into the ground to prevent them from moving when the water overflows. They may also be made of porous concrete to prevent rainwater and seepage water from accumulating. In addition, protrusions may be added to the surface to act as water control devices in order to reduce the flow rate of the overflow water.
  • the water impermeability of the erosion prevention wall 13 is sufficient if it is less than 1/10 the permeability (permeability coefficient) of the ground on which it is to be installed, since it is intended to deal with floods that occur in a relatively short period of time compared to steady groundwater flow.
  • the most effective way to prevent overtopping erosion is to install the erosion prevention wall 13 at the foot of the slope on the inside of the embankment, where the slope changes from the embankment slope to the horizontal ground on the inside of the embankment side, but if it is not possible to install it at the foot of the slope, it may be installed offset to the slope side or horizontal ground side.
  • the wall length must be set taking water infiltration into consideration.
  • the erosion prevention wall 13 is installed so that it reaches at least the groundwater level on the inside of the embankment under normal conditions, so that it functions effectively against overflow erosion.
  • overflow water is unlikely to flow below the groundwater level where water is already present, but is likely to flow by infiltrating shallower than the groundwater level, which is usually an unsaturated layer.
  • the erosion prevention wall 13 so that it protrudes from the surrounding ground surface (see Figure 2), the flow speed of the overflow can be weakened, and erosion of the toe of the embankment slope and horizontal ground on the inside of the embankment can be further suppressed.
  • Overtopping erosion may start from the horizontal ground and propagate to the foot of the slope in the opposite direction to the flow of the overtopping water. In that case, there is a risk that the erosion may reach the ground below the foundation block 11, causing the foundation block 11 to move. There is also a risk that the erosion prevention wall 13 may collapse if the ground in front of it erodes and it becomes impossible to take sufficient root. Therefore, by integrating the foundation block 11 and the erosion prevention wall 13 and installing them at the foot of the slope, the above risks can be reduced and a higher prevention effect against overtopping erosion can be achieved. When integrating the two, it is desirable to place the foundation block 11 at the foot of the slope of the embankment, as shown in Figure 2.
  • the second embodiment has the following effects in addition to those of the first embodiment.
  • the foundation blocks 11 have the effect of preventing erosion due to overflowing, and can also be used to secure the ends of the waterproof sheet 9.
  • the erosion prevention wall 13 (sheet pile) has the effect of preventing erosion due to overflowing, and also has the effect of suppressing the flow of water inside the embankment body 5 as a waterproof wall, and also has the effect of preventing the suction of soil particles that can lead to embankment destruction.
  • the reinforcement structure 3 of the embankment 1 according to the third embodiment, as shown in FIG. 3, is the same as that of the second embodiment, but further includes a drainage structure 15 installed in the embankment body 5 near the toe of the embankment on the inland side of the embankment 1.
  • the waterproof sheet 9 placed on the slope on the inside of the embankment can prevent water from seeping into the embankment body 5 in the event of overflowing that occurs in a relatively short period of time.
  • water will gradually seep into the embankment body 5 through the joints of the waterproof sheet 9 and accumulate over time due to daily rainfall, which could weaken the strength of the embankment structure.
  • drainage works 15 can be installed in the embankment body 5 near the toe of the slope on the inside of the embankment to drain water that has been seeping into the embankment body 5 over the long term, lowering the water level in the embankment 1 and preventing a weakening of the embankment structure.
  • the example shown in Figure 3 is the structure of the second embodiment shown in Figure 2 with a drainage structure 15 added, but the drainage structure 15 may also be installed in the structure of the first embodiment shown in Figure 1.
  • the reinforcement structure 3 of the embankment 1 according to the fourth embodiment is such that the upper end of the impermeable wall of the embankment body 5 of the first embodiment is protruded from the top of the embankment body 5 to function as a groyne.
  • the flow velocity of the overflow can be weakened and the erosion of the embankment slope and horizontal ground on the land inside the embankment can be further suppressed. The same effect can be expected by installing a separate groyne on the top of the embankment.
  • FIG 4 is based on the first embodiment shown in Figure 1, but the upper end of the embankment impermeable wall 7 according to the second and third embodiments shown in Figures 2 and 3, respectively, may be made to protrude beyond the top of the embankment 5 to function as a groyne structure.
  • the upper and lower ends of the waterproof sheet 9 are embedded and fixed into the embankment body 5 as shown in Figures 1 to 5.
  • the embankment impermeable wall 7 and the fixing concrete 19 may be constructed integrally at the top end of the embankment body 5, and the embedded waterproof sheet 9 may then be fixed to the fixing concrete 19. This allows the waterproof sheet 9 to be more firmly fixed.
  • FIG. 6 shows the first embodiment shown in Figure 1 to which a waterproof sheet 9 has been added for fixing and strengthening
  • a similar waterproof sheet 9 fixing and strengthening may also be added to the second to fourth embodiments shown in Figures 2 to 4, respectively, and the first modified example shown in Figure 5.
  • the steel sheet piles When steel sheet piles are used for the cut-off wall 7, in order to achieve an efficient shape, the steel sheet piles may be arranged continuously in the section where water impermeability is required, and may be arranged discretely in the embedded section for obtaining horizontal resistance, as shown in Fig. 7. In addition, in the section where a large bending moment acts in the discretely arranged portion, the cross-sectional performance may be improved by using reinforcing members 21, as shown in Fig. 8. Note that, although Fig. 7 shows an example in which the steel sheet piles are arranged in an efficient shape in comparison with the first embodiment shown in Fig. 1, a similar shape may be applied to the second to fourth embodiments shown in Figs. 2 to 4 and the first and second modified examples shown in Figs. 5 and 6, respectively.
  • sheet piles 23 may be driven deep into the supporting ground at the toe of the embankment 1 on the outer land side, and the heads of the sheet piles 23 and the impermeable wall 7 may be connected with connecting members 25 to form a core structure.
  • the core structure is maintained during an earthquake, and even in the event of overtopping, the embankment slope (inner land side) and the foundation ground are not significantly eroded, the shape of the embankment 5 is maintained, and there is no risk of the structure becoming unstable.
  • FIG. 9 shows an example in which a core structure is formed for the first embodiment shown in FIG. 1, a core structure may also be formed for the second to fourth embodiments shown in FIGS. 2 to 4, respectively, or the first to third modified examples shown in FIGS. 5 to 7, respectively.
  • the embankment 1 can be made to be able to effectively prevent breaches due to overflow.
  • the embankment water shielding wall 7 is provided on the reinforcing structure 3, but the embankment 1 may be provided with the embankment water shielding wall 7. That is, the embankment water shielding wall 7 itself can be installed by penetrating the embankment 5 from the toe or near the toe of the embankment 1 on the inland side of the embankment.
  • This embankment 1 is configured to include the embankment 5, the embankment water shielding wall 7 installed by penetrating the embankment 5 from the toe or near the toe of the embankment 1 on the inland side of the embankment, and a waterproof sheet 9 installed on the slope on the inland side of the embankment.
  • the present invention is suitable for application to levees that can prevent breaches due to overflow.

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Abstract

堤防の幅を広げたり、新たな用地を取得したりする必要がなく、都市部や狭隘部など用地の確保が難しいなどの施工制約の多い場所で、越水による破堤を防止することを目的とする。本発明による堤防の補強構造は、堤防の堤内地側の法肩またはその近傍から堤体を貫いて設置された堤体遮水壁と、堤防の堤内地側の法面に設置された遮水シートと、を備えたものである。また、堤防の堤内地側の法尻またはその近傍に、浸食防止のための基礎ブロックおよび浸食防止壁の少なくとも一方を設置してもよい。

Description

堤防の補強構造および堤防
　本発明は、越水による破堤を防止する堤防の補強構造および堤防に関する。
　豪雨時などにおいて水位が河川堤防などの盛土の天端高さを超えることで発生する越水により、堤防が浸食されて破堤し、洪水被害が甚大となることがある。一般に、図１０に示すように、堤防の天端高さを超えて発生した越水は、堤内地側の堤防法面を流れ下り、その水流により、まず法尻（堤内地側）から浸食が始まる。法尻から始まった浸食は、図１０の破線で示すように、次第に法面を浸食し、浸食が法肩まで達する。その後、図１１に示すように、堤内地側から堤外地側にかけて越水浸食が進行し、最後に堤外地側の法面も浸食されて完全な破堤に至る。
　越水浸食を防止する主な方法として、以下の第１の方法、第２の方法、および第３の方法の３つの方法が挙げられる。第１の方法としては、堤防を嵩上げして越水を防止する方法や、高規格堤防（スーパー堤防）のように法面の傾斜を極力小さくして越水の流速を低下させ、浸食を防止する方法が挙げられる。
　第２の方法としては、「越水を想定した河川堤防強化にあたっての論点（国土交通省資料）」に記載されているように、ブロックや止水シート、ドレーン工を法面（堤内地側）に施し、越水浸食を抑止する法面保護工法が挙げられる。
　第３の方法としては、特許文献１で開示されている、堤防の両方の法肩位置において、矢板を支持地盤まで深く打設し、矢板同志の頭部を繋げてコア構造を形成する方法が挙げられる。
特開２００３－１３４５１号公報
　しかしながら、第１の方法で示す２つの方法は、堤防の幅を広げる必要があるため、新たな用地が必要であり、都市部や狭隘部など用地の確保が難しい場所では適用が困難である。
　また、第２の方法の場合、豪雨などで河川水位が上がって浸潤線が上昇した際に、堤体内の間隙水圧や間隙空気圧が上昇し、遮水シートに揚圧力が作用して損傷や剥がれが生じ、堤体の破壊に繋がる可能性がある。
　この点、第３の方法の場合、越水に対してもコア構造の部分は保持することが可能であり破堤を防止することができる。一方、施工コストが大きくなるデメリットがあるとともに、越水時に堤防法面（堤内地側）の浸食は防げないことから、越水が生じた後の補修に費用と時間がかかるデメリットがある。また堤防法面（堤内地側）や基礎地盤が大きく浸食された場合に地盤抵抗がなくなることから、構造が不安定となる可能性がある。
　本発明は上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、堤防の幅を広げたり、新たな用地を取得したりする必要がなく、都市部や狭隘部など用地の確保が難しいなどの施工制約の多い場所にも適用でき、越水による破堤を防止できる堤防の補強構造および堤防を提供する。
（１）本発明の一態様に係る堤防の補強構造は、堤防の堤内地側の法肩または前記法肩の近傍から堤体を貫いて設置された堤体遮水壁と、前記堤防の堤内地側の法面に設置された遮水シートと、を備えたものである。
（２）本発明の一態様に係る堤防の補強構造は、上記の（１）の発明において、前記堤防の堤内地側の法尻または前記法尻の近傍に、浸食防止のための基礎ブロックおよび浸食防止壁の少なくとも一方が設けられている。
（３）本発明の一態様に係る堤防の補強構造は、上記の（１）または（２）の発明において、前記堤防の堤内地側の法尻近傍の堤体中に、ドレーン工が設けられている。
（４）本発明の一態様に係る堤防の補強構造は、上記の（１）～（３）のいずれか１つの発明において、前記堤体遮水壁の上端部を、前記堤体の天端よりも突出させて水制工として機能させる。
（５）本発明の一態様に係る堤防は、上記の（１）～（４）のいずれか１つに記載の発明による堤防の補強構造を備える。
（６）本発明の一態様に係る堤防は、堤体と、堤内地側の法肩または前記法肩の近傍から前記堤体を貫いて設置された堤体遮水壁と、堤内地側の法面に設置された遮水シートと、を備える。
　本発明による堤防の補強構造および堤防によれば、堤防の幅を広げたり、新たな用地を取得したりする必要がなく、都市部や狭隘部など用地の確保が難しいなどの施工制約の多い場所でも適用でき、越水による破堤を効果的に防止できる。
図１は、本発明の第１の実施形態による堤防の補強構造の説明図である。 図２は、本発明の第２の実施形態による堤防の補強構造の説明図である。 図３は、本発明の第３の実施形態による堤防の補強構造の説明図である。 図４は、本発明の第４の実施形態による堤防の補強構造の説明図である。 図５は、本発明の第１の変形例による堤防の補強構造の説明図である。 図６は、本発明の第２の変形例による堤防の補強構造の説明図である。 図７は、本発明の第３の変形例による堤防の補強構造の説明図である。 図８は、図７に示す堤体遮水壁の説明図である。 図９は、本発明の第４の変形例による堤防の補強構造の説明図である。 図１０は、従来技術による越水による破堤のメカニズムの説明図である。 図１１は、従来技術による越水による破堤のメカニズムの説明図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態による堤防１の補強構造３は、図１に示すように、堤防１の堤内地側の法肩またはその近傍から堤体５を貫いて設置された堤体遮水壁７と、堤防１の堤内地側法面に設置された遮水シート９と、を備えたものである。これらのそれぞれの構成を以下に詳細に説明する。なお、本発明による堤防は川沿いに設けられる堤防および補強構造について説明するが、必ずしも川沿いに設けられる堤防および補強構造に限定されず、本発明は、海沿いに設けられる堤防および補強構造でもよく、護岸や溜池に設けられる堤防および補強構造に適用することも可能である。
（堤体遮水壁）
　堤体遮水壁７は、堤体５中に貫入する際の施工性や遮水性を考慮すると、鋼矢板をはじめとする鋼製部材を用いるのが最も望ましい。なお、コンクリート矢板や地盤改良体（セメント系）を用いてもよいし、これらを組み合わせて壁を形成してもよい。
　堤体遮水壁７の遮水性については、定常的な地下水流にくらべて、比較的短時間に発生する洪水がその対象となることから、設置する地盤の透水性（透水係数）に比べて、１０分の１（１／１０）以下の透水性があればよい。
　また、堤体遮水壁７は、堤防高さ維持の観点からは、図１に示すように、法肩付近の天端から設置するのが最も効果的である。なお、堤防１の天端が通行路となっている場合などは、法肩付近の堤内地側の法面から設置してもよい。
　ここで、天端とは、堤内地側の法肩から対向した堤外地側の法肩までの間における、堤体の頂部である。一般的に、天端は、略平らに整地され、通行路などの種々の用途に使用される。また、この場合の堤体５とは、堤防の本体である。
　また、水が堤体５中を通って、堤内地側法面へ浸透することを防ぐため、堤体５および基礎地盤（透水性地盤）を貫いて設置することが望ましい。さらに越水時において、堤体遮水壁７に作用する水圧や土圧に対し、十分な抵抗力を保持するため、基礎地盤の下の比較的硬い支持地盤に根入れすることが望ましい。ただし、支持地盤までの根入れでなくても十分な抵抗力や遮水性が得られる場合は、堤体５中や基礎地盤中までの設置としてもよい。
（遮水シート）
　遮水シート９は、堤防１の堤内地側法面に設置されている。遮水シート９の上端側は堤体５の法肩に根入れされ、遮水シート９の下端側は堤体５の法尻に根入れされている（図１参照）。遮水シート９の材質は、特に限定されないが、遮水性能に優れるものが望ましい。なお、遮水シート９と吸い出し防止シートを組合せて法面に設置してもよい。吸い出し防止シートは、堤防１の土砂の吸い出しを防止するとともに、空気や水蒸気を通過させることができ、堤体５内の気圧によって遮水シート９が浮上がるのを防止できる。
（作用・効果）
　堤防１の堤内地側の法肩またはその近傍に、堤体５から基礎地盤を貫いて堤体遮水壁７（矢板）を設置することで、豪雨などで河川水位が上がって浸潤線が上昇した場合でも、堤内地側法面への水の移動を妨げることができ、間隙水圧や間隙空気圧の上昇が抑えられる。
　また、堤内地側法面に遮水シート９を設置することで、雨水や越流した河川水が堤体５中に浸透することを妨げ、法面の浸食を防止することができる。なお、堤防１の法面に遮水シート９を設置する場合の課題として、以下の２点が挙げられる。第１に、堤体５内の間隙水圧や間隙空気圧が上昇した際に、これらを外に逃がしにくく、遮水シート９に揚圧力としてまともに受けてしまうことである。第２に、越水により堤防１の天端などが浸食を受けて、堤体５の形状に変化が生じた場合、遮水シート９に外力が作用して損傷や剥がれが生じることである。
　この点、本実施形態においては、遮水シート９のみを設置するのではなく、堤体遮水壁７（矢板）を併設しているので、第１に堤体５内の間隙水圧や間隙空気圧の上昇を抑えるとともに、第２に越水による堤防１の天端の浸食を防止することが可能となる。
　以上のように、本発明によれば、越水が生じた際にも、大きな浸食は発生せず、堤防１の形状を保つことができ、越水後の補修も軽微なものとすることができる。また、堤防用地の拡大が不要で、既存の堤防１にそのまま対策施工が可能となり、工期も短くなる。また、施工や維持管理が容易で、かつ、越水が生じた後の補修が不要か、または軽微なものにとどめることができる。さらに、堤防および基礎地盤が大きく浸食される可能性も低減できるため、構造が不安定になる可能性も低減できる。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態による堤防１の補強構造３は、図２に示すように、第１の実施形態のものに加えて、堤防１の堤内地側の法尻またはその近傍に、浸食防止のための基礎ブロック１１および浸食防止壁１３の少なくとも一方を設置したものである。図２に示す例は、基礎ブロック１１と浸食防止壁１３（矢板）の両方を設置したものであるが、基礎ブロック１１と浸食防止壁１３はいずれか一方のみを設置してもよい。基礎ブロック１１と浸食防止壁１３について以下に具体的に説明する。
（基礎ブロック）
　基礎ブロック１１は、越流水の流速が最も高まる堤内地側の法尻部において侵食を抑止するために設置するものであり、越水時に動かないように地盤中に十分に根入れを行うことが一般的である。なお、雨水や浸透水の滞留を防ぐようにポーラスコンクリートを用いて製作してもよい。また越流水の流速を低減するため、表面に水制のための突起形状をつけてもよい。
（浸食防止壁）
　法尻部に設置する浸食防止壁１３には、要求される構造性能や土中への施工のしやすさから、一般に鋼矢板はじめとする鋼製部材を用いるのが最も望ましいが、コンクリート矢板や地盤改良体（セメント系）を用いてもよいし、これらを組み合わせて壁を形成してもよい。
　浸食防止壁１３の遮水性については、定常的な地下水流にくらべて、比較的短時間に発生する洪水がその対象となることから、設置する地盤の透水性（透水係数）に比べて、1/10以下の透水性があればよい。浸食防止壁１３は、堤防法面から堤内地側の水平地盤にかけて傾斜が変化する堤内地側の法尻に設置するのが越水浸食に対し最も効果的であるが、法尻に設置できない場合は、法面側または水平地盤側に位置をずらして設置してもよい。法面側に設置する場合は水の浸透を考慮して壁長を設定する必要がある。
　また、浸食防止壁１３は、越水浸食に対して有効に機能するように、少なくとも通常時の堤内地側の地下水面に到達するように設置する。この理由としては、越水は既に水が存在する地下水位以下には流れにくく、通常は不飽和層である地下水位以浅に浸透して流れやすいと考えられるためである。ただし、越水の他に基盤漏水対策を兼ねる場合は基礎地盤（透水性地盤）まで設置することが望ましい。さらに、耐震対策を兼ねる場合は基礎地盤（透水性地盤）を貫いて、支持地盤まで設置することが望ましい。また、浸食防止壁１３を周辺の地盤面より突出させて構築することで（図２参照）、越流の流速を弱めて、堤内地側の堤防法尻部および水平地盤部の浸食をより抑えることができる。
（基礎ブロックと浸食防止壁の組合せの効果について）
　水平地盤から越水浸食が始まり、越水の流れ方向とは逆に、浸食が法尻部に伝搬することが考えられる。その際、基礎ブロック１１の下の地盤まで浸食がおよび、基礎ブロック１１が動くリスクが考えられる。また、浸食防止壁１３に対しては、その前面の地盤が浸食され十分な根入れがとれなくなることで、浸食防止壁１３が倒れるリスクが考えられる。そこで、基礎ブロック１１と浸食防止壁１３を一体化して法尻部に設置することで、上記のリスクを低減し、越水浸食に対してより高い防止効果が発揮できる。両者を一体化する場合は、図２に示すように、基礎ブロック１１を堤防法尻側に配することが望ましい。
　本第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて以下の効果を奏することができる。基礎ブロック１１および浸食防止壁１３の少なくとも一方を設置することで、越水時の堤防法面破壊の起点となりやすい法尻部の浸食を防止することができる。また、基礎ブロック１１は越水による浸食を防止する効果のほか、遮水シート９の端部固着に利用できるという効果もある。さらに、浸食防止壁１３（矢板）は、越水による浸食を防止する効果のほか、遮水壁として堤体５内の水の流れを抑える効果もあり、堤防破壊に繋がる土粒子の吸出しなどを防止する効果もある。
（第３の実施形態）
　第３の実施形態による堤防１の補強構造３は、図３に示すように、第２の実施形態のものに加えて、堤防１の堤内地側の法尻近傍の堤体５中に、ドレーン工１５を設置したものである。
　上述したように、比較的短時間で発生する越水に対して、堤内地側の法面に配した遮水シート９により、堤体５内への水の浸透を抑制することができるが、日常の降雨に対し、遮水シート９継目部などから少しずつ堤体５内に水が浸透し経時的に溜まっていくことにより、堤防構造の強度低下を引き起こす懸念がある。これに対して、堤内地側の法尻近傍の堤体５中に、ドレーン工１５を設置することで、堤体５内に長期的に侵入する水を排水し、堤防１の水位を低くして堤防構造の強度低下を防止する効果がある。
　なお、ドレーン工１５の表面が露出していると、降雨時にドレーン工１５から堤体５内部へ降雨が浸透して浸潤線の上昇速度が大きくなる。そこで、ドレーン工１５は、図３に示すように、遮水シート９に覆われた堤内地側の法尻近傍の堤体５中に設置して、表面からの降雨浸透を遮断することが望ましい。
　図３に示す例は、図２に示す第２の実施形態の構造にさらにドレーン工１５を設置したものであるが、図１に示す第１の実施形態の構造にドレーン工１５を設置してもよい。
（第４の実施形態）
　第４の実施形態による堤防１の補強構造３は、図４に示すように、第１の実施形態の堤体５遮水壁の上端部を、堤体５の天端よりも突出させて水制工として機能させるようにしたものである。堤体遮水壁７の上端部を堤防天端より突出させて構築することで、越流の流速を弱めて、堤内地側の堤防法面および水平地盤部の浸食をより抑えることができる。なお、堤防天端に別途水制工を設置することでも同様の効果が期待できる。
　なお、図４に示す例は、図１に示す第１の実施形態を前提としてものであるが、図２および図３にそれぞれ示す第２および第３の実施形態による堤体遮水壁７の上端部を堤体５の天端よりも突出させて水制工として機能させるようにしてもよい。
（第１の変形例）
　図５に示すように、堤体５の天端からの雨水や越水の浸透を抑止するため、遮水機能を有する天端被覆材１７を併用することも有効である。堤防１は長期的には地盤の沈下など変状が生じることが一般的であるため、天端被覆材１７には変状に追随できるようなアスファルトなどの可撓性の材料を用いることが好適である。なお、図５は、図１に示す第１の実施形態に天端被覆材１７を付加したものであるが、図２～図４にそれぞれ示す第２～第４の実施形態に対して天端被覆材１７を付加してもよい。
（第２の変形例）
　遮水シート９は、越流などによる外力が生じた際に剥がれることを防ぐため、図１～図５に示すように、上端および下端を堤体５中に根入れして定着するものである。この点、図６に示すように、堤体５の天端位置において、堤体遮水壁７と定着コンクリート１９を一体化させて構築したうえで、根入れした遮水シート９を定着コンクリート１９に固着させるようにしてもよい。これにより、遮水シート９の定着をより強固なものにできる。
　なお、図６は、図１に示す第１の実施形態に対して遮水シート９の定着強固化を付加したものであるが、図２～図４にそれぞれ示す第２～第４の実施形態や、図５に示す第１の変形例に対して同様の遮水シート９の定着強固化を付加してもよい。
（第３の変形例）
　堤体遮水壁７に鋼矢板を用いた場合、効率的な形状とするため、図７に示すように、遮水性が必要な区間は、鋼矢板を連続配置にし、水平抵抗を取るための根入れ区間は離散配置としてもよい。また、離散配置した部分で大きな曲げモーメントが作用する区間については、図８に示すように、補強部材２１で断面性能を高めてもよい。なお、図７は、図１に示す第１の実施形態に対して、鋼矢板を効率的な形状にした例であるが、図２～図４に示す第２～第４の実施形態や、図５および図６にそれぞれ示す第１および第２の変形例に同様の形状を適用してもよい。
（第４の変形例）
　耐震性を高めるためには、図９に示すように、堤防１の堤外地側の法肩位置において、矢板２３を支持地盤まで深く打設し、矢板２３と堤体遮水壁７の頭部同士を連結部材２５で繋げてコア構造を形成するようにしてもよい。第４の変形例によれば、地震時においてコア構造の部分は保持されるとともに、越水時においても、堤防法面（堤内地側）や基礎地盤が大きく浸食されることはなく、堤体５の形状が保たれ構造が不安定となるおそれもない。
　なお、図９は、図１に示す第１の実施形態に対して、コア構造を形成した例であるが、図２～図４にそれぞれ示す第２～第４の実施形態や、図５～図７にそれぞれ示す第１～第３の変形例に対してコア構造を形成するようにしてもよい。
　なお、第１～第４の実施形態および第１～第４の変形例に示す堤防１の補強構造３を既設の堤防に適用することによって、越水による破堤を効果的に防止できる堤防１となる。
　また、上述した第１の実施形態においては、堤体遮水壁７は、補強構造３に設けられた構成について説明したが、堤防１が堤体遮水壁７を備える構成としてもよい。すなわち、堤体遮水壁７自体を、堤防１の堤内地側の法肩または法肩の近傍から堤体５を貫いて設置することも可能である。この堤防１は、堤体５と、堤防１の堤内地側の法肩または法肩の近傍から堤体５を貫いて設置された堤体遮水壁７と、堤内地側の法面に設置された遮水シート９と、を備える構成を有する。
　本発明は、越水による破堤を抑制可能な堤防に適用して好適なものである。
　　１　堤防
　　３　補強構造
　　５　堤体
　　７　堤体遮水壁
　　９　遮水シート
　１１　基礎ブロック
　１３　浸食防止壁
　１５　ドレーン工
　１７　天端被覆材
　１９　定着コンクリート
　２１　補強部材
　２３　矢板
　２５　連結部材

Claims (6)

  1. 　堤防の堤内地側の法肩または前記法肩の近傍から堤体を貫いて設置された堤体遮水壁と、
    　前記堤防の堤内地側の法面に設置された遮水シートと、を備える
    　堤防の補強構造。
  2. 　前記堤防の堤内地側の法尻または前記法尻の近傍に、浸食防止のための基礎ブロックおよび浸食防止壁の少なくとも一方が設けられている
    　請求項１に記載の堤防の補強構造。
  3. 　前記堤防の堤内地側の法尻近傍の堤体中に、ドレーン工が設けられている
    　請求項１に記載の堤防の補強構造。
  4. 　前記堤体遮水壁の上端部を、前記堤体の天端よりも突出させて水制工として機能させる
    　請求項１に記載の堤防の補強構造。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の堤防の補強構造を備える
    　堤防。
  6. 　堤体と、
    　堤内地側の法肩または前記法肩の近傍から前記堤体を貫いて設置された堤体遮水壁と、
    　堤内地側の法面に設置された遮水シートと、を備える
    　堤防。
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