(57)【要約】【課題】既設の不透過型コンクリート砂防えん堤の寿命延長、機能回復を図る安全性の高い改造構造を提供する。【解決手段】コンクリートえん堤を切り欠くことによってスリット部を設け、その切り欠き部の内部側面および上下流側の壁面の少なくとも一部に、コンクリートに対する保護部材を配置させる。かかる保護部材は、切欠き部の内部側面の全部、および前記上下流側の壁面の高さ全体を覆うようにしてもよい。また、運搬可能なサイズにユニット化したものを現地で組立て、施工したものであってもよい。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の不透過型コンクリート砂防えん堤を一部切り欠くことによって設けられたスリット部と、該スリット部の切り欠き部の内部側面および上下流側の壁面の少なくとも一部を覆うように配置された、水平断面がほぼコ字状の保護部材と、該保護部材と既設砂防えん堤とを少なくとも上下流側の壁面において固定することを特徴とする既設不透過型コンクリート砂防えん堤の改造構造。
【請求項２】
前記保護部材が、前記切欠き部の内部側面の全部を覆うとともに、前記上下流側の壁面の高さ全体を覆っていることを特徴とする、請求項１記載の既設不透過型コンクリート砂防えん堤の改造構造。
【請求項３】
前記保護部材が、運搬可能なサイズにユニット化したものを現地で組立て、施工したものであることを特徴とする、請求項１または２記載の既設不透過型コンクリート砂防えん堤の改造構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設の不透過型コンクリート砂防えん堤を改造して透過型にするときの改造構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過去に設置されたコンクリート砂防えん堤（  以下、単に「砂防えん堤」ということもある）  には、河川を横断した不透過型の砂防えん堤が非常に多い。そのため砂防えん堤の設置箇所の中には、河川を分断することにより下流域に土砂が供給されず、その結果、下流域での河床低下や、海岸域での海岸侵食の原因とされることもあった。また、魚類に代表される水生生物の生活環境への影響についても問題視されることが多い。
【０００３】
近年では、このような環境問題に対する解決策として、従来、不透過型構造が主体であったコンクリート砂防えん堤に下流に無害または必要な砂礫、そして水を流下させるためのスリット部を設けることにより、出水時においては河川上下流の連続性を損なわず、土石流発生時などの異常時には土石流を捕捉して下流の災害を防止する透過型スリット砂防えん堤が採用されるようになってきた。また、このようなスリット化の動きは、新設の砂防えん堤にとどまらず、既設の不透過型砂防えん堤についても現地でコンクリートを切り欠き、スリット部を設けるといった改良工事が行われている。
【０００４】
なお、ここに切欠きによるスリット部は、通常、砂防えん堤のほぼ中央部に上面から下方に垂直に適宜深さにまで切欠くことで形成されるが、平常時において下流に無害または必要な砂礫、そして水を流下させ、増水時に下流に有害となる石礫などの下流への流出を防止または調節することができれば、その設置位置、形状は問わない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、スリット付き砂防えん堤を新規で施工する場合は、スリット部は摩耗や損傷防止対策としてえん堤本体に使用するコンクリートよりも高強度のコンクリート材料を使用する場合が多い。その理由は上流から流下した土砂や流水はスリット部を通過して下流に流下するため、スリット部においては砂防えん堤の他の部位に比べ表面の劣化や破損および摩耗の可能性が非常に高くなるためである。
【０００６】
しかし、既設の不透過型コンクリート砂防えん堤を切り欠いてスリット化した場合には、その設置時にえん堤本体を切り欠いてスリット化することを想定していないことから、そこに使用されているコンクリートの強度が１６〜１８Ｎ／ｍｍ２  程度と比較的低強度である。また、既設の構造物の場合、完成後数十年経過しているものもあり、砂防えん堤の内部にまでひび割れなどの経年劣化が生じている可能性がある。
【０００７】
よって、そのような旧来の砂防えん堤を切り欠いたままでは、スリット部の劣化や破損および摩耗に対する安全性が低く、そのまま放置しておけば、砂防えん堤本体が急速に劣化し崩壊しかねない。
【０００８】
以上のことから、スリット部については劣化や破損および摩耗に備えた対策を施すことが、改造後の砂防えん堤の機能と耐久性を低下させないための重要な課題となる。
【０００９】
ここに、本発明の課題は、不透過型のコンクリート砂防えん堤の既設のものを改造する際の安全性の高い改造構造を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すでに述べたように、砂防えん堤のうち、中央部にスリット部を設けた透過型砂防えん堤がすでに公知であり、その設置例も知られている。しかし、既設の不透過型コンクリート砂防えん堤を撤去し、透過型コンクリート砂防えん堤を新たに設置するにはかなりの費用がかかる。そこで現在は、これまでに設置された不透過型コンクリート砂防えん堤を改造し、透過型にすることが検討され、実施されつつある。
【００１１】
しかしながら、既設の不透過型コンクリート砂防えん堤にスリットを設けると、コンクリートの隅角部が露出することになり、その部分が礫の衝突に耐えられない可能性が高い。また、従来の砂防えん堤に用いられているコンクリート材料が比較的低強度であるため、スリット部を土砂や礫が通過すると、著しく摩耗を受けることが十分予想される。
【００１２】
そこで、一般的に用いられる工法としては、図１に模式的に示すように、既設の不透過型コンクリート砂防えん堤１０に現地でスリット部１の切り欠きを行い、切り欠き部２の内部側面、つまり露出面３に被覆材料として高強度コンクリート４を打設することによって、スリット部１の劣化や破損および摩耗を防止することが考えられる。
【００１３】
しかしながら、この場合は砂防えん堤本体と新たに打設した高強度コンクリートの一体化を図る必要があるため、切り欠き部の露出面３に多数の差し筋６を取り付けることが必要である。しかし、砂防えん堤本体の内部にまで経年劣化によってひび割れが発生している場合は、差し筋６だけでは一体化することが困難である。さらに、内部のひび割れ状況はスリット部を切り欠いた後でのみ確認が可能であり、切り欠いた後に多くのひび割れが発見された場合は、一から工法を考え直す必要に迫られ、当初予定通りの施工が不可能となる。
【００１４】
そこで、本発明者らは、保護部材の形状は水平断面をコ字状にすることで既設砂防えん堤本体との固定を容易にし、しかも、その固定位置を、礫や土砂の通過の激しいスリット部の内部側面でなく砂防えん堤の上下流側の壁面とすることにより、スリット部の劣化や破損および摩耗を効果的に防止できることを知り、本発明を完成した。
【００１５】
さらに、より簡便で効果的なスリット部の保護手段として、さらに好ましくは、現地に搬入可能なサイズにユニット化した鋼殻等の保護部材を用いることで、上述の課題が実際上の見地から十分に実現可能となることを知り、本発明を完成した。
【００１６】
よって、本発明は次の通りである。
（１）既設の不透過型コンクリート砂防えん堤を一部切り欠くことによって設けられたスリット部と、該スリット部の切り欠き部の内部側面および上下流側の壁面の少なくとも一部を覆うように配置された、水平断面がほぼコ字状の保護部材と、該保護部材と既設砂防えん堤とを少なくとも上下流側の壁面において固定したことを特徴とする既設不透過型コンクリート砂防えん堤の改造構造。
【００１７】
（２）前記保護部材が、前記切欠き部の内部側面の全部を覆うとともに、前記上下流側の壁面の高さ全体を覆っていることを特徴とする、上記（１）  記載の既設不透過型コンクリート砂防えん堤の改造構造。
【００１８】
（３）前記保護部材が、運搬可能なサイズにユニット化したものを現地で組立て、施工したものであることを特徴とする、上記（１）  または（２）  記載の既設不透過型コンクリート砂防えん堤の改造構造。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明の構成についてさらに具体的に説明する。
図２は、本発明にかかる改造構造を備えた砂防えん堤２０の模式的正面図であり、図３は、スリット部の内部側面、つまり側壁部の正面図である。図４は、スリット部における保護部材の取付の態様を説明する図２のＡ−Ａ方向からの平面図であり、図５は、同じく別の態様の平面図である。
【００２０】
図２において、既設の不透過型コンクリート砂防えん堤２０をまず、適宜手段でもって、適宜大きさに切り欠くことによってスリット部２２を設ける。このようにして切り欠けられたスリット部２２の内部側面２４および上下流側の壁面２６、２８には、鋼板をコの字型に折り曲げて構成した保護部材３０が設けられている。保護部材は全体を例えば１枚の大きな鋼板から構成してもよいが、図３に示すように、帯鋼板から構成した、運搬可能なサイズユニット化したいくつかの保護部材ユニット３０ａ  を多段  （図示例では６段）  に重ねて全体として保護部材３０を構成してもよい。各保護部材ユニット３０ａ  は、少なくとも上下流側の壁面２６、２８において固定ボルト３２のような適宜固定手段によってえん堤本体に固定されている。本発明にあっては、かかる固定ボルト等のような固定手段が突出している固定部は、スリット部の内部側面には設けず、上記壁面２６、２８に設けている。
【００２１】
かかる保護部材３０を設けることで、スリット部のコンクリートの劣化や破損および摩耗を防止する。
本発明のかかる態様では、保護部材３０は、運搬可能なサイズにユニット化した保護部材ユニット３０ａ  を現地で組立て、施工すればよく、その場合には、上下段の保護部材ユニット３０ａ  同士は必ずしも接合する必要はなく、現地での組立・施工がより容易になる。
【００２２】
かくして、本発明によれば、図２に示すように、切り欠いたスリット部２２の内部側面および上下流側の壁面の一部に、運搬可能サイズでユニット化された保護部材ユニット３０ａ  を順次積み上げて設置することで、土砂や水の通過に伴い激しく摩耗や損傷を受けるスリット部の内部側面の保護を容易にすることを可能としている。
【００２３】
しかも、保護部材３０の取り付け範囲は、図４および図５に示すようにコ字状とし、スリット部の内部側面のみとせずに、上下流側の壁面の一部にもかかるように設置する。かかる形状とすることにより、スリット部の隅角部を保護できることはもちろんのこと、大きな特徴として土砂礫の通過が著しいスリット部内部でなく、スリット部の外部である上下流側の壁面で保護部材と既設えん堤本体とを例えばボルトで固定するというように固定することが可能である。例えばスリット部の内部側面で保護部材と既設えん堤本体とをボルトで固定すると、ボルトの頭が土砂礫の通過が著しい内部側面に突出することとなり、保護部材それ自体の変形や破断の恐れがある。
【００２４】
また、各保護部材が略コ字状の一体化したユニットであることで、万が一、激しい土砂出水により固定ボルトが外れた場合においても、本発明のように上下流側の壁面に張出し部があることにより、上流からの水圧や土圧により保護部材ユニットそれ自体がえん堤の上流側の壁面においてえん堤本体に押し付けられる効果により、容易に保護部材ユニットが流出することを防止できる。かかる効果は、張出し部の長さが短いとその効果を得られないため、概ね１ｍ程度が好ましい。
【００２５】
また、図４に示すように、保護部材とえん堤本体との隙間については、スリット部の側面が平坦で隙間がほとんどない状態であれば無処理とすることが可能で、現地作業が大幅に省略できる。なお、図５に示すように、樹脂やモルタル等による固着を行ってもよい。特に、隙間が大きい場合についてはコンクリートを充填することが望ましい。その場合、保護部材は型枠の機能を果たすことが可能であり、経済的であるだけでなく、脱型作業を行う必要もない。
【００２６】
図６は、保護部材ユニット３０ａ  が二つの部材６０、６０にセグメント化された態様を示す略式斜視図であり、運搬や施工条件からはこれをさらに幾つかに細分化して、それらを現地で溶接接合等適宜手段でもって組立ててそれぞれ保護部材ユニット３０ａ  を構成してもよい。
【００２７】
【実施例】
本発明に係るスリット化された既設不透過型砂防えん堤の補強操作およびそれにより得られる改造構造の詳細を次に実施例として説明する。
【００２８】
図２に示すように、既設不透過型砂防えん堤２０をブレーカーやワイヤーソーなどで切り欠いて設けたスリット部２２に、別途工場で加工して現地搬入されたユニット化された保護部材ユニット３０ａ  を組立・設置して、全体として現地で保護部材３０を構成する。
【００２９】
保護部材ユニット３０ａ  のサイズは現地に乗り入れ可能なトラックのサイズや吊り上げ可能なクレーンのサイズ、および保護部材３０の所要剛性や施工時の作業性により決定されるが、高さ方向で一段あたり２ｍ  程度以下が望ましい。上下流方向の長さは１０ｍ  程度以下が望ましい。保護部材のえん堤本体の上下流側の壁面に接する部分は、万が一激しい土砂出水により固定ボルトが外れた場合においても、上流からの水圧や土圧により保護部材が上流側の壁面においてえん堤本体に押し付けられる効果を十分に得られる長さとすることが必要であり、概ね１．０  ｍ程度は確保することが望ましい。したがって、図中、Ａ／Ｂ  の比は好ましくはほゞ０．１  以上０．６  以下である。
【００３０】
保護部材ユニット３０ａ  は高さ方向（例えば１段目と２段目）は特に固定する必要はないが、長さ方向は一体となった構造とする。そのため長さ方向にセグメント６０に分割された場合は溶接に代表される接着接合とする。なお、保護部材は鋼材を例にあげているが、既設砂防えん堤の劣化や破損および摩耗を防止できる材料であれば、ＦＲＰ  、ゴム板などでも適用可能である。
【００３１】
設置した保護部材ユニット３０ａ  はえん堤の上下流側の壁面にそれぞれボルト３２のような固定金具で固定する。
保護部材ユニット３０ａ  と切り欠きにより設けたスリット部２２との隙間については、隙間が小さい場合は無処理でも良いが、保護部材３０と切り欠き部２２との一体性を高めるためには樹脂やモルタル等の固着材を注入することが望ましい。
【００３２】
一方、スリット化をブレーカーを用いて行った場合などは、不揃いが大きく隙間が大きくなる。その場合は隙間にコンクリートを充填し一体化を図ることが望ましい。コンクリートを充填する場合は、コンクリート充填時の圧力に対して変形しないようにリブで補強して変形を抑制することで、保護部材ユニットが、型枠の機能を果たすことが可能となる。
【００３３】
また、スリット部に横梁として鋼材を設置する場合も保護部材３０を構成する鋼殻ユニットに容易に鋼材を溶接等により取り付けることが可能である。
【００３４】
【比較例】
図１に示すように、スリット部の内部側面および上下流側の壁面を保護部材ユニットを用いずに、現地で高強度コンクリートを被覆コンクリート層として打設して保護部材とした場合は、外力に対して新旧コンクリートの接面の付着せん断力と差し筋のせん断力により一体化を図ることとなるが、その場合は既設えん堤のコンクリートの劣化状態によりその一体性が大きく左右されることとなる。
【００３５】
また、施工性においてもスリット切り欠き後にスリット部の内部側面の劣化状態を確認し、その後、全面に差し筋を施し、型枠を設置した後に、施工上決められたコンクリートの打設可能高さ毎にコンクリート打設を行うこととなり、施工工程が多い上、通常コンクリート型枠を取り外すにはコンクリート打設後およそ１週間の養生期間が必要であるなど施工期間が非常に長くなる。
【００３６】
その上、コンクリート被覆のみで保護する場合は、コンクリート幅が最低でも片側３０ｃｍ〜５０ｃｍは必要となるため、スリット化の際に左右で６０ｃｍ〜１００ｃｍ  は余分に切り欠くこととなり、それだけ作業工数がかかる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、現地でコンクリート打設するよりも一体化が容易で、切り欠き範囲を小さくでき、施工期間が短いという特徴がある改造構造が提供され、今日問題となっているスリット化された不透過型コンクリート砂防えん堤の寿命の低下、機能の低下を事前に防止でき、その安価で容易な点における実用上の意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】スリット部を高強度コンクリート層で保護被覆した場合の模式的な説明図である。
【図２】本発明にかかる砂防えん堤の改造構造の模式的正面図である。
【図３】図２のスリット部の内部側面の模式的正面図である。
【図４】本発明にかかるスリット部における保護部材の取付の様子を説明する平面図である。
【図５】本発明にかかるスリット部における保護部材の別の取付の様子を説明する平面図である。
【図６】本発明にかかる保護部材ユニットのセグメント化の様子を説明する略式斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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