(57)【要約】【課題】崖崩れ危険個所の住人は自治体出す警報で避難するが、降雨量には場所的なばらつきがあるため、突発的な豪雨に見舞われ被災することもある。これを防ぐため各崖崩れ危険民家ごとに崖崩れ予知装置を設置することが望ましい。【解決手段】ピアノ線による杭の移動量を観測し警報を発する単杭式、貫通したステンレス線で杭の動きを伝え検出部の切断装置を切断させ警報を発する切断式、及び５ｍから１０ｍのパイプを縦につないで地表面の変位によるパイプのズレより鉄球を落下させてパイプ内を通過して警報器に達し警報を発するパイプ式、の３種の警報器を単独若しくは複数設置することで危険予知を可能にする。【選択図】図１
2004133850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
すべり面１から上部の土塊が崩壊しようとして滑動した時、移動土塊に設置した移動杭２の頭部と民家付近に設けられた観測点３とをピアノ線４でつなぎ、移動土塊の動きを観測点の目盛り盤５上に設けられた指針６に伝え、この指針の動きで移動土塊の動きを察知する単杭式崖崩れ予知装置。
【請求項２】
移動杭は地盤に応じて防腐処理を行なった木製又は、亜鉛メッキの鉄やステンレスの金属製のφ１３ｍｍ〜２１ｍｍの異型棒及び一辺が３ｃｍ　〜１０ｃｍの山形鋼で、これらを最大１．８ｍまで打込んで、地盤が軟弱な場合には斜め材を打込んで補強する。さらに軟弱な場合には、杭の設置位置を掘削し、杭をコンクリートまたはセメントで固めるなどの移動杭の材質及び設置方法。
【請求項３】
請求項１における観測点の目盛り盤上に、初期値からの距離５ｃｍ　〜１０ｃｍの等間隔に電気接点１８を設置しておくと、斜面の変位が進んでいる場合は、指針６が動いてこの各電気接点１８と指針６が順次接触していく。接触した時、微弱な電流が流れ、それぞれの位置に応じた種類の断続音のブザーを家屋内で鳴らす単杭式崖崩れ予知装置に付随した電気接点装置。
【請求項４】
崖の斜面上下方向に移動杭２を複数個配置し、各杭頭部の貫通金具にφ２ｍｍ　〜φ３ｍｍの一本のステンレス線からなる貫通線８を通しておき、斜面が変位して、ある移動杭２が下方に動いた場合、杭頭部に固定された貫通線が引っ張られ、最上部に取り付けた滑車９を介して切断式検出装置１０に伝わり、電気切断信号を家屋内の警報器で検知し、家屋内に設置したブザーを鳴らす切断式崖崩れ予知装置。
【請求項５】
移動杭２頭部と、貫通線８を単に固定しただけであれば、移動杭２−１の動きに応じて貫通線８が引っ張られても、上部の移動杭２−２が干渉して、線の動きは円滑に検出器には伝わらないので、これを防ぐために貫通線が移動杭２に対して下方にしか動かないような構造を持ち、移動杭２−２の干渉を防ぐための移動杭２の頭部に設置したストッパー７装置。
【請求項６】
請求項４の切断式崖崩れ予知装置に用いる検出部は、幅１ｃｍ、厚さ１ｍｍ　〜２ｍｍの表面を絶縁ビニールで被覆した２ｃｍ　〜５０ｃｍの長さの異なる銅製の切断板１１と、切断板１１の先端に固定したクリップ２１と、下側に銅板の付いた重り２０からなり、重り２０の下側の銅板にクリップ２１で挟んで切断板１１を取り付けると、アース線２８と貫通線８と重り２０とクリップ２１と切断板１１は電気導通回路をなすので、切断板１１に電線２７を取り付けて、アース側の電線２８を観測点に引いて、観測中にこの回路に微弱な電流を流しておいて、斜面が動いた場合、変動量以下の長さの切断板１１に付けたクリップ２１が重りから外れ、回路が遮断されたことで、地盤の動きを検出する装置。
【請求項７】
請求項６のクリップ２１−１、次にクリップ２１−２、次に２１−３が外れた場合、それぞれの電流が遮断され、この電流の遮断を屋内に設置した警報器で検出し、切断板１１−１の切断から始まり、切断板１１−２が切断され、最後に切断板１１−３が切断する度に、ブザー音の断続間隔を代えて、危険度の進行を聴覚的に知らせる警報器２９。
【請求項８】
一端がソケット状になった直径２０ｍｍ〜５０ｍｍの検出パイプ１２を斜面上下方向に数本つないで設置し、その一部を斜面に固定し、地盤の変動でパイプが動いた場合、ソケットにズレを生じるが、このズレた隙間から直径５ｍｍ〜２０ｍｍの鉄球１４をパイプ内部に落し、この鉄球１４が重力により下方に転落し、観測点に設けられた観測側鉄球収納ケース１５内に運ばれることで崖崩れの発生を予知するパイプ式崖崩れ予知装置。
【請求項９】
請求項８のソケット部の上面に、引っ張り側鉄球収納ケース３６と圧縮側鉄球収納ケース３７とを設け、引っ張り側鉄球収納ケース３６は、上下の検出パイプ相互が開いた時に内部の鉄球１４が自由落下する仕組みで、一方圧縮側鉄球収納ケース３７は上下の検出パイプ相互が縮んだ場合に下方の検出パイプに取り付けられたピストン３２により、圧縮側鉄球収納ケース３７内の鉄球１４をパイプ内に押し出す構造の検出部１３の装置。
【請求項１０】
請求項８の観測側鉄球収納ケース１５の底部に取り付ける圧力センサー３８とスポンジ製の衝撃吸収材３９からなる、落下した鉄球量が測定できる鉄球重量を計測する装置。
【請求項１１】
請求項１０の観測側鉄球収納ケース１５内に入った鉄球１４を圧力センサー３８で検知して、ブザーを鳴らし、観測者の注意を喚起し、また鉄球量に応じてブザーの断続音を変えて、危険が迫ったことを聴覚的に知らせる警報器４０。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は崖崩れの前兆である地盤の変位を早期に捉えて警報を発するなど、土砂崩れから人命を守ることを目的とした防災用の危険予知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の崖崩れ警報装置は、特許文献１に示す主に線状部材と基準杭から構成され、その構造は基準杭から下方に伸びる線状部材と線状部材の所々に設けられた固定釘を打設して、斜面に固定し、土砂崩れが発生した場合、固定釘が倒れて、線状部材に引っかかり、土砂の移動で線状部材を引っ張って、土砂崩れ発生を検知する仕組みの装置である。
【０００３】
特許文献１に示す装置は、崖崩れが発生した後に、警報が発せられるので、警報が鳴ってからでは避難する時間的な余裕がない。避難が可能となる適切な時刻に避難警報を出すためには、崖崩れの前兆を察知して、数時間前には警報を出さなければならない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１６０１７３号広報（第５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
崖崩れ危険個所は無数にあるので、これらをほぼ同じレベルで対処しようとすると、極めて多くの監視装置が必要となる。このためには一基当たりの単価が安価でまた維持管理も容易でなければならない。また変状発生から、危険度の定量化と、各危険度のレベルでそれぞれの状況に応じた種類の警報が発せられなければならない。
【０００６】
崖などの急斜面が大雨などで不安定化した場合、地盤内部で局部的なセン断破壊が進行する。その過程では当初、地表に微細な亀裂が発生し、時間とともにセン断破壊は徐々に進行し亀裂は拡大していく。やがて亀裂は数十ｃｍにも達して、そして局部セン断破壊が一定以上進むと、地盤の安定性が大きく崩れ、一気に斜面全体の崩壊へと進む。従って、このような初期の亀裂の拡大を監視できれば、崖崩れ発生の予測は可能である。
【０００７】
斜面の変状が進行する場合、その現象は、亀裂の拡大や、地盤の振動又は地中の音や木の裂ける音などを伴う。地盤の振動や木の裂ける音がした時点で崩壊はすでに始まっており、避難は間に合わないであろう。このため避難に関する警報を得る場合は早期に斜面変位を捉える方法が最善の方法と考えられる。地盤の変位は地中変形が地表に現われたもので、地表の変位と地中の変位とはある地度の相関があると考えられる。地中変位の観測は難しく、従って一般斜面の変位に対しては安価で管理しやすい地表変位観測方式が適している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
地表変位を捉える場合、移動杭を使用するのが一般的である。移動杭の相対変位を何らかの方法で捉えて、これを民家などの安全な場所に変位発生及び移動量を表示する。最も簡単なのは、移動杭頭部にピアノ線４を付けて、軒先などに吊るし、これを民家窓などで観察する方法である。
【０００９】
移動杭を使用したもう一つの方法は、変状が現われそうな場所に移動杭２を数本斜面上下方向に直線で設置し、各杭の頭部ストッパー７を貫通線８で結び、移動杭の動きを貫通線で伝えて、最上部の検出部１０−１で電気的に貫通線の動きを検出する方法である。この方法だと複数の移動杭を使用するので、伸縮計に比べて監視距離は数倍と長い。また、これを縦に並べて数機設置すれば、さらに長い範囲での斜面の監視が可能である。
【００１０】
崩れるのは崖だけではない。地表傾斜角度が比較的緩い場合でも、土質が軟弱であれば崩壊する場合がある。そして不安定な表土を持った斜面が百ｍを越えて発達している場合もある。このような斜面では、範囲が広すぎるので先の２つの方法では設置数が多くなり不経済でありまた維持管理が難しい。
【００１１】
このような単一の長大斜面では、長く伸張した線状の検出器を配置し、その装置の構造が単純で、また変動信号も単純なパイプ式崖崩れ予知装置を考案した。パイプ式崖崩れ予知装置の構造は、所々自由に動くソケットを有した直径２０ｍｍから５０ｍｍの硬質パイプを斜面傾斜方向に直線状に伸張しておいて、この間のどの部分が動いても、パイプのソケットにズレを生じるので、このズレを検出する構造である。このパイプのズレを検出する方法は、パイプ内部を鉄球１４が自由落下する一定の高低差があれば、１ｋｍを越える長大斜面においても使用でき、崖崩れ及び斜面崩壊に関する従来の予知装置にない特徴を有している。またパイプ式崖崩れ予知装置は基本部分で電気を使わないし、パイプがセンサーと鉄球の運搬用具の両方に利用され構造が単純であるため維持管理が容易である。
【００１２】
実際の自然斜面は多種多様であり、維持管理や経済性の面で見ると、多様な斜面形態に応じて適切な予知装置を選別して設置することになる。本発明の最大の特徴は様々な形態の危険斜面に対して、異なる形態を持つ３種類の崖崩れ予知装置を提供し、この３種類の崖崩れ予知装置を単独または組み合わせて使用することで自然の崖崩れ崩壊ほとんどに対応できることである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明である単杭式崖崩れ予知装置は最も単純で基本的な警報装置である。崖の斜面の変位を、移動杭２の頭部につないだピアノ線４の移動量で検知する構造である。本装置の観測部３の構造も同様に単純であり、ピアノ線４の端部に重り１６を付けて滑車１７で軒先などにつるし、目盛り盤５上を動くピアノ線に指針６を取り付けて、地盤の動きに連動して指針が同じ量だけ動く仕組みである。動きが危険量に達した場合、請求項３の電気断続装置の、指針６は電気接点１８と接触し警報器１９が作動する構造である。
【００１４】
単杭式崖崩れ予知装置は崖崩れ危険斜面上の変状が予想される場所に、３ヶ所程度設置することで、およその崩壊位置と崩壊規模を知ることができる。常時は重りと目盛り盤をはずしておき、また線も邪魔にならないように巻いて置いておく。台風などの接近に合わせて、これらをセットすればよい。
【００１５】
単杭式崖崩れ予知装置は全体が民家裏などから見渡せるので、装置の異常の有無は一望でき、維持管理が極めて容易であるのが最大の特長である。また立木などで移動杭が見えない場合でも、線を張った時の感触や初期設定値と比べる事で、杭にしっかりと固定されているか否かは容易に判断できる単純な装置である。
【００１６】
ピアノ線を張れない場合は、他の２つの崖崩れ予知装置のいずれかを使用する。古い頭部滑落崖などが確認されたり、新しい亀裂を発見した場合には、この亀裂及び亀裂発生の疑いのある段差などの部分をまたいで請求項４の発明である切断線式崖崩れ予知装置を設置する。崩壊位置の予想が難しい場合は、本装置を斜面方向にに連続して複数設置することで、５ｍ　〜３０ｍの斜面全体を監視することが可能である。
【００１７】
切断式崖崩れ予知装置は直線状に配置した複数の移動杭２の頭部に取り付けられた請求項５の発明のストッパー７を貫通させて、ステンレス製の貫通線８を直線状に張った装置で、貫通線の最上部が切断式検出装置１０に連結されている。ある杭が下方にわずかに動いた場合、ストッパー７は貫通線８をロックして、杭の移動量だけ、貫通線８を引きおろす。この時、他の杭と貫通線との動きは逆になるので、貫通線８はロックされずに、抵抗なく下がることができる。各移動杭２の頭部に請求項５のストッパー７を設置することにより、個々の移動杭２の下方への動きを、他の移動杭に邪魔される事なく最上部の請求項６の発明の切断式検出装置１０に伝えられる。なお貫通線８は最上部の切断式検出装置１０に設置された重り２０により、常に緊張されているので、たるみは出ない構造になっている。
【００１８】
請求項６の発明である切断式検出装置１０は、滑車９と重り１９と切断板１１からなり、貫通線８が下方に動いた場合、重り２０を持ち上げて、切断板１１を切り離す仕組みになっている。切断板は長さの異なる３種類の薄い銅板１１−１、１１−２，１１−３とこれに固定されたクリップ２１から構成され、移動量に応じて短い切断板から順にクリップ２１が外れていく。切断装置には切断部カバー２２が付けられている。また貫通線部には必要に応じて貫通線カバー２３を付ける。
【００１９】
請求項４の発明である切断式崖崩れ予知装置の電気切断時刻を記録しておくと、不安定土塊のおよその移動速度が分かる。通常３つ目の切断線が切れた場合に避難警報を出すようにするか、また別付けのマイクロコンピュータを接続し、３つの切断時刻から歪みの進行速度比を計算し、およその崩壊時間を予想し、これを表示するいずれかの方法をとる。
【００２０】
請求項８の発明であるパイプ式予知装置は、５ｍ〜１０ｍの検出パイプ１２からなり、検出パイプ１２の下端には請求項９の発明である検出部１３が付いている。この検出パイプ１２を崖崩れの発生が予想される斜面の最急勾配の方向に直線状につないで使用する。
【００２１】
検出パイプ１２の設置方法は、必要な斜面長に検出パイプ１２を必要な個数つないで、地表に沿わして縦一直線に並べて一部地盤に固定し設置する。検出パイプ１２の固定は、それぞれ検出パイプ１２の中央付近を一ヶ所のみとし、地盤とパイプ固定用杭３０を用いて行なう。固定したほかの検出部１３や検出パイプや他の部分は、たるみ防止用に頭部に検出パイプ１２用のガイド環の付いたガイド用杭３１を１ｍ　〜３０ｍ間隔に設置し、これにより、検出パイプ１２は縦方向には自由に動くが横方向にはズレないようにしておく。なおパイプ固定用杭３０はパイプと地盤とをしっかりと固定するため、請求項２の発明の移動杭２を使用する。
【００２２】
どこかの部分で斜面に変状が見られた場合、その歪みは上下の検出パイプ１２のズレになって現われる。このズレを検出部１３で検出する。
【００２３】
検出部１３の上部の外面には直径８ｍｍ　〜２５ｍｍ幅の枠が縦に２つ設置されており、それぞれこの中に５ｍｍ　〜２０ｍｍの鉄球が縦一列に納められた、引っ張り側鉄球収納ケース３６と圧縮側鉄球収納ケース３７があり、地盤の変動により上下の検出パイプ１２が相対的に引っ張られると、検出部１３内で上下のパイプに隙間を生じ、この隙間から引っ張り量と同じ長さの直径合計数の鉄球が引っ張り側鉄球収納ケース３６内より下部検出パイプ内に落下する。
【００２４】
また上下の検出パイプ１２が相対的に縮んだ場合は引っ張り側鉄球収納ケース内から、鉄球の列をピストン３２で押し出して、ずれ分の鉄球１４を内側パイプすなわち下側の検出パイプ１２内に落とし込み、観測地点まで自由落下にて運ばれる。これらの鉄球１４は押し出し用と引っ張り用とが色分けされており、ソケット位置の番号が付いている。落下した鉄球は家屋等に設置した透明の観測側鉄球収納ケースに落下順に重なっていくので、鉄球の色と番号から、どの部分がどれだけ変状したかを知る事が可能であり、また鉄球１４の落下頻度は変状の進行程度を視覚的に得る事ができるので、危険度が感覚的に分かる。
【００２５】
観測側鉄球収納ケースには、圧力センサー３８及び衝撃吸収バネ３９が付いており、鉄球の量に応じて、異なる断続ブザー音を発する警報器に接続されている。
【００２６】
【発明の効果】
いずれかの崖崩れ予知装置を使用した場合、各戸ごとの崖の変状の直接的な情報が得られるので、住民は崖崩れの不安から解放される。また変状が発生した場合、変状の程度や進行状況が容易に把握されるので、適切な時刻での避難が可能となり、本崖崩れ予知装置を設置した家屋では、住人の安全性が高まる。
【００２７】
崖崩れ予知装置を取り付けた場合は、たとえ崩壊に至らない場合でも、変状が確認された時点で、後の対策のための重要な資料となるので、変状が発生した斜面に付いてのみ、対策工事を行なう事も可能となり、財政難の今日、より効果的な急傾斜地対策を進めることが可能となる。
【００２８】
崖崩れ予知装置は危険民家のみならず、地すべりや、道路災害個所及び道路危険個所においてもこれを使用し、点検を容易にし通行の安全や施工の安全性向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】単杭式崖崩れ予知装置の配置を示す説明図である。
【図２】単杭式の観測点付近の構成を示す説明図である。
【図３】切断式崖崩れ予知装置の配置を示す説明図である。
【図４】切断式の移動杭頭部のストッパーの構造を示す斜視図である。
【図５】切断式の検出装置の構成を示す説明図である。
【図６】切断式の切断部の構造を示す説明図である。
【図７】パイプ式崖崩れ予知装置の配置を示す説明図である。
【図８】パイプ式検出装置の正面図である。
【図９】パイプ式検出装置の側面図である。
【図１０】パイプ式検出装置の断面図である。
【図１１】パイプ式崖崩れ予知装置の観測側収納ケースの構造を示す説明図である。
【図１２】単杭式崖崩れ予知装置野外試験結果図である。
【符号の説明】
１　　すべり面
２　　移動杭
３　　観測点
４　　ピアノ線
５　　目盛り盤
６　　指針
７　　ストッパー
８　　貫通線
９　　滑車
１０切断検出装置
１１切断板
１２検出パイプ
１３検出部
１４鉄球
１５観測側鉄球収納ケース
１６重り
１７滑車
１８電気接点
１９警報器
２０下端部に銅板の付いた重り
２１クリップ
２２切断部カバー
２３貫通線カバー
２４導通板
２５ローラー
２６調整ネジ
２７電線
２８アース線
２９警報器
３０パイプ固定用杭
３１ガイド用杭
３２鉄球押し出しピストン
３３導通板カバー
３４導通板カバースリット
３５調整スライド
３６引っ張り側鉄球収納ケース
３７圧縮側鉄球収納ケース
３８鉄球感知用圧力センサー
３９製衝撃吸収バネ
４０警報器
【図１】
2004133850.tif 000003
【図２】
2004133850.tif 000004
【図３】
2004133850.tif 000005
【図４】
2004133850.tif 000006
【図５】
2004133850.tif 000007
【図６】
2004133850.tif 000008
【図７】
2004133850.tif 000009
【図８】
2004133850.tif 000010
【図９】
2004133850.tif 000011
【図１０】
2004133850.tif 000012
【図１１】
2004133850.tif 000013
【図１２】
2004133850.tif 000014