JPS6360318A - 土石流規制杭およびこれを用いた土石流規制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 りに匹犯里ユ１ 本発明は、土石流による各種の被害を防止するための土
石流規制杭およびこれを用いた土石流規制装置に関する
ものである。

−−よ゛　　のｉｌｊ 主として山岳地の渓谷で多発する±５流は、水。

土砂、岩石等が混合した流動体であって、下流側の山林
、農地、道路９人家等に多大の被害を与えることが多い
。

斯様な土石流を防ぐための手段として、第６図。

第７図に示される様なコンクリート製砂防ダム０１が汎
用されている。砂防ダム０１は、渓谷の流れを横断して
河床０２に設置され、その貯砂機能と、Ｘｔ積土砂０３
の勾配変動を利用した調節機能により土石流の規制を計
ったものである。

ところが、土石流の生じ易い断面Ｕ＝ｆ、状の地形では
砂防ダム０１を設けても、その堆砂古川が小さく、平時
において水流に付随する土砂がｉｆｆ積し、いざ土石流
が発生した時には、既に砂防ダム旧の機能が失われてし
まっていることが多い。また、その貯砂機能が失われて
いなくても、砂防ダム０１は剛構造体であるため、土石
流に混在する巨石のの衝突による集中荷重で破壊され、
土石流を規制できないことが多く、事後の修復作業が厄
介で多大の時間と経費を必要とする。あるいはまた、十
分な堆砂容ωと強度を砂防ダム０１に与えると、該砂防
ダム０１は巨大な構造物になり、周囲の自然に悪影響が
及び、施工経費も膨大なものとなる。

第８図に示される透過性砂防ダム０４は、基体コンクリ
−１−０５，０５の間に、格子状に組み上げた鋼材枠栴
造体０６を設けた一ｂのであって、鋼材枠構造体０６部
で水および小径なる土砂を通過させ、大きな岩石のみを
】択的に止め得る様になされている。

この砂防ダム０４も剛構造体であるため、−回の土石流
によって鋼材枠構造体０６部分に著しい変形が生じ易く
、変形侵の機能が損われ、その後の修復に多大の経費を
必要とし、また大きな衝撃力に耐え得る十分な強度を与
えるには、大規模な構造物として砂防ダム０４を建造し
なければならない。

しかも、鋼材枠構造体０６部分に巨石が嵌まり込むと、
これを取り除くのが難しく、そのまま放置すれば、以後
発生する土石流に対する２１］渠が大幅に低下してしま
う。

また、他の手法として、土石流の流路に広大な遊砂地を
確保し、該遊砂地で土石流の運動エネルギーを解放させ
、水のみを下流に流す方法がある。

この手法は、必ずしも得られるとは限らない広い土地を
必要とするため、一般的でない。

しかして、一般に、土石流先端部分には巨石が集中して
おり、その運動エネルギーは巨大であって、前述した様
な防砂ダムは、流れの先端部分で破壊されてしまい、後
続の土石流を規制できず、下流地域に被害が生じること
が多い。

１、°゛るた　の−゛ゝ 本発明の目的は、平時には水、土砂等の自由な通過を許
容し、土石流発生時には最も破壊力の大きな流れの先端
部分で水と巨石とを分離しつつ、運動を制動し、施工が
容易な柔構造の土石流規制装置を提供する点にある。

この目的は、少なくとも土石流に接するその上半部が弾
性に富む材料で形成された柱状土石流規制杭を用い、該
杭を土石流の発生し易い区域の地面ないし河床に群生状
に植設することによって）構成される。

尖」Ｌ］ 以下、第１図ないし第５図に示した実施例について説明
する。

第１図に示す柱状杭１０は、ゴム質材料で形成された屈
曲可能な円管１２と、該円管１２の下端部にその円柱形
状の連結片１６を嵌入して接着剤接合（あるいは円管本
体との加硫時一体化により接合しても良い）せしめられ
た先尖形状のＶ１質材斜（鋼。

鋳鉄、コンクリート等）製先導体１４とで形成されてい
る。柱状杭１０は、その硬質の先導体１４を利用して河
床へ打ち込むことにより、あるいは予め河床に開けた穴
に先導体１４部を挿入することにより植設される。社状
杭１０を河床に打ら込むには、第２図図示の如く、円管
１２内に鋼製心棒１８を嵌挿してその下端を先導体１４
の連結片１６に当接させ、杭打ら機２０を用いて心棒１
８を打撃し、円管１２を撓ませることなく該打ち込みを
実施することができる（図中、２２は河床を示す）。

また、柱状杭１０の寸法、材′Ｍ（ヤング率１弾性係数
、硬度等）は、河床の性状（土石流の性７１゜特徴）、
予想される土石流の規模によって適宜選択されるが、円
管１２は、その曲げ変形により十分なエネルギーを吸収
し得るものでなければならない。ちなみに、円管１２を
構成する材料として、硬度５０°〜６５°　（ＪＩＳ）
、引張り強さ　１６ＯＮｆｆ／Ｃ屑以上（常温）、伸び
率４００％以上（常温）、１００％モジュラス２５〜４
０Ｋｇ／　ｃｉ　、圧縮永久歪２５％以下（温度７０℃
×２２時間）なる特性を有するゴム質材を用いるのが望
ましく、例えば天然ゴムとスチレンゴム（ＳＢＲ）とを
、天然ゴム６０％、５ＢＲ４０％なる体積割合で混合し
たゴムが用いられる。

河床２２に杜状杭１０を植設するに当り、地中に岩盤が
存在して杭打ちが困難であれば、回転代地中掘さく機等
を用いて予め穴を穿ち、その中に柱状杭１０を深く挿入
して、コンクリートあるいは接着剤を流入、硬化さぼて
固定すれば良い。柱状杭１０は、単独でこれを使用する
ものではなく、その多数本を群生状に河床２２に植設す
る態様で使用される。多数本の植設柱状杭１０によって
形成される土石１■１１装置は、柱状杭１０の使用本数
、高さ分布く各柱状杭１０の頂端によって形成される包
絡面の勾配）を選択することによってその土石流吸収工
、　ネルギーｍを調整することができ、また柱状杭１０
の配置形態を選択することによって土石流中の岩石の捕
捉状態を変化させることができる。

第３図、第４図は、勾装置５度の河床２２に多数本の柱
状杭１０を植設して成る土石流規制装置２４を概略的に
示している。

柱状杭１０としては、例えば全長（Ｌ）＝１２ｍ。

円管１２ノ長さくＬ＋　）−７ｍ、外径（Ｄｔ）＝０、
５ｍ　、内径（Ｄｉ　）　−０，２５ｍのものを用い、
これを河川幅＜Ｗ）＝３０ｍ、流れ方向範囲長＜１＞＝
２０〜４０ｍに亘って植設する。そして、上流側の範囲
〈ｆｌ）では、柱状杭１０の地上高（１−１）＝２ｍと
して、その頂端包絡面を河床２２の表面と平行になし、
下流側の範囲（１２）では、柱状杭１０の頂端包絡面を
、上流側包絡面と段差をなさない様に、水平ないしは河
床２２の表面に対して逆勾配になす。

また、矢印Δで示す最上流側のすくなくとも一列は、そ
の柱間隔を０．２〜０．４ｍになし、水の流れを妨げず
、かつ巨石が柱状杭１０の上部に乗り上がる様にする。

この配列によって、水と巨石８丁とを分離し、巨石の運
動エネルギーの一部を位置エネルギーに変換することが
可能となる。

そして、範囲（Ａ１）において、Δ部分から下流側に向
って柱状杭１０の間隔を適宜大きくして（矢印Ｂ参照）
、Ａ部の柱状杭１０を乗り越えて移動する巨石（第５図
参照）が各社状机相η間に嵌まり込む様になす。

さらに、下流側の範囲（Ａ２）においても、各゛柱状杭
１０の間隔をＣ部分において狭く、Ｄ部分において広く
なして範囲（Ｊｌｔ　）と同様な効果を狙い、範囲（Ｊ
ｅｔ　）で停止しない巨石を捕捉せしめる。

以上の様に構成した土石流規制装置２４により、流速８
′ｒｒＬ／秒の土石流中に含まれる質１１６０〜１０．
５００Ｋｇ、直径０．５〜２ｍの巨石を捕捉する場合に
ついて検討する。

■地上高（Ｈ）＝２ｍの柱状杭１０を撓ませるに必要な
エネルギーは約１０３ジユールである。

■巨石の運動エネルギーは当初５　Ｘ　１０’〜３Ｘ１
０５ジユールであるが、Δ部の柱状杭１０を乗り越える
際の位置エネルギーへの変換により、その２７３〜１／
２に減少する。

■Ａ部の柱状杭１０を乗り越えた巨石は、下流側に位置
する柱状杭１０を撓よじながらく項目■参照）、また上
下動しながら進行し、ついにはその運動エネルギーを失
って、土石流規制装置２４内に停止する。

斯様に、土石流の流れ先端部に位置する巨６群を停止さ
せるならば、土石流の勢いは大幅に付え、下流地域への
影響を効果的に減殺することができる。土石流規制装置
２４の設置数は、予想される土石流の規模に応じてこれ
を選択し、流れに沿う要所に該土石流規制装置２４を適
宜設定すれば良い。

本実施例によるその他の作用、効果は下記の通りである
。

■柱状杭１０の円管１２は弾性に富むゴム質材料で形成
されているため、土砂中の巨石の衝突によって土石流規
制装置２４が破壊されることは少なく、複数回の土石流
に耐え、耐久性良好である。

■平時には、各柱状杭１０間を水、土砂が通過するため
、土砂の堆積によって土石流用＆ｌＩ装置２４が機能低
下することはなく、常に有効に土石流に対処することが
できる。

■柱状杭１０の寸法１強度（主として曲げ剛性）。

使用本数、植設間隔（分布）、地上高（Ｈ）を適宜選択
することにより、予想される様々な規模の土石流に対処
し、これを規制することができる。

■土石流規制装置２４を構成する社状杭１０が中純形状
体であってその植設を簡単に行うことができるため、河
床、河川等の地形に然程影響されることなく予想土石流
の流路幅全体に亘る施工が可能であり、土石流規制効果
の増大を計り１ワる。また、従来の砂防ダムに比して施
工経費が少なくて済む。

■従来型砂防ダムでは、規模の大きな建造工事を行わな
ければならないため、地形に変化が生ずる等、環境（生
態系）に与える影響が大きく、自然保護という観点から
して好ましくなかったが、土石流規制装置２４では、−
木一本の柱状抗１０を植設する小規模工事を行えば良く
、また施工後にＪ３いては土砂の堆積を避けることがで
きるため、地形に変化が生ずることはほとんどなく、環
境に与える影響を可及的に少なくすることができる。

■洗掘１局所的土砂の堆積等が生じ、あるいは流木が引
っ掛かっても、その影響は局所に留まり、装置全体の機
能は維持される。

■従来型砂防ダムでは、土石流の発生によってこれが破
壊されると、大規模な修復工事を行わなければならない
が、土石流規制装置２４においては、破壊の生じ難い柔
構造であるため、事後には単に土石を取り除く作業を行
うだけで良いか、あるいはそれに加えて一部の柱状杭１
０を修復すれば良く、保守管理に要する経費の節減を企
図し得る。

前記実施例では、その下端部に硬質の先導体１４が付さ
れた柱状杭１０を用いたが、地面に穴を穿ってその中に
挿入して植設する工法ににるならば、先導体１４は必ず
しも必要ではなく、ゴム質材料のみで形成した中実柱状
体あるいは中空柱状体であって差し支えない。

ｌ用二号ｊ 以上の説明から明らかな様に、■土石流の発生し易い区
域の地面ないし河床に植設して使用され、少なくとも土
石流に接するその上半部が弾性に冨む材料で形成された
柱状土石流規制杭、および■少なくとも土石流に接する
その上半部が弾性に冨む材料で形成された多数本の柱状
土石流規制杭を、土石流の発生し易い区域の地面ないし
河床に群生状に植設して成る土石流規制装置が提案され
た。

該土石流規制装置によれば、平時にＪ３いては、各土石
流規制杭間を水、土砂が通過し、土石流発生時には、土
石流によって弾性に富む材料で形成された土石流規制杭
の上半部が撓み、土石流の流動エネルギーが該土石流規
制杭で吸収され、効果的に土石流が規制されて、下流地
域の損害を防止し得る。この土石流規制装置は、予想さ
れる土石流の規模に応じて、土石流路の要所に複数組配
設され、大きな土石流規制効果を得ることができる。

また、土石流規制装置は、多数本の土石流規制杭を単に
植設するだれでこれを建造することができ、地形の如何
にかかわらず施工が簡単で工事費も廉価であり、環境に
対する影響も少ない。

ざらに、土石流規制装置は柔ｍ造体であるため、土石流
によって破壊が生じ難り、仮に植設された一部の土石流
規制杭が破損しても、廉価な経費で容易に修復すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る土石流規制杭の斜視図
、第２図は該土石流発生時を杭打ち機を用いて地中に打
ち込む状態を示す断面図、第３図は多数本の土石流規制
杭を群生状に植設して形成した土石流用υ１装置の平面
図、第４図はそのｔＶ−■ね断面図、第５図は植設され
た土石流規制杭を土石流先端部分の巨石が乗り越え様と
する状態を示す概略的斜視図、第６図は公知に係る砂防
ダムの正面図、第７図はその■−■線断面図、第８図は
同じく公知に係る砂防ダムの斜視図である。 １０・・・柱状杭、１２・・・円管、１４・−・先導体
、１６・・・連結片、１８・・・心棒、２０・・・杭打
ら樫、２２・・・・河床、２４・・・土石流規制８置。 代理人　弁理士　江　原　　望　　外２名第１図　　　
　第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ■−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）土石流の発生し易い区域の地面ないし河床に植設
   して使用され、少なくとも土石流に接するその上半部が
   弾性に富む材料で形成された柱状土石流規制杭。
2. （２）少なくとも土石流に接するその上半部が弾性に富
   む材料で形成された多数本の柱状土石流規制杭を、土石
   流の発生し易い区域の地面ないし河床に群生状に植設し
   て成る土石流規制装置。