(57)【要約】【課題】耐久性のある磨耗・洗掘防止効果があり、施工が容易で施工期間も短く、補修も簡単な、堰堤の磨耗・洗掘防止の工法を提供すること。【解決手段】河川に設置されている堰堤の流水落下部に相当する部分に掘削部を設け、該掘削部の少なくとも内側壁を衝撃緩衝材で覆い、該掘削部内部には、砂層および／または砂利層である下層と、砕岩石および砂利からなる上層を設け、当該砕岩石および砂利からなる層は、網状もしくは多孔状の高強度シートで被覆かつ結束し、その上に表層としての砕岩石および砂利からなる層を敷いたものであることを特徴とする堰堤の磨耗・洗掘防止工法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川に設置されている堰堤の流水落下部に相当する部分に掘削部を設け、該掘削部の少なくとも内側壁を衝撃緩衝材で覆い、該掘削部内部には、砂層および／または砂利層である下層と、砕岩石および砂利からなる上層を設け、当該砕岩石および砂利からなる層は、網状もしくは多孔状の高強度シートで被覆かつ結束し、その上に表層としての砕岩石および砂利からなる層を敷いたものであることを特徴とする堰堤の磨耗・洗掘防止工法。
【請求項２】
網状もしくは多孔状の高強度シートが、比強度が２００×１０３ｍ以上、比弾性率が３×１０６ｍ以上である繊維材料もしくは繊維強化複合材料である請求項１記載の取水用堰堤の磨耗・洗掘防止工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川の堰堤において、流水や土石の落下による流水落下部の磨耗・洗掘を防止する工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川に設置してある各種堰堤は、経年の流水および土石の流下・衝撃等により、局部的に磨耗・洗掘等の損傷を受ける。高強度コンクリートでつくられた堰堤でさえ、１年位で数ｃｍ単位での磨耗が起こり、通常の場合、数年で洗掘の最深部は数十ｃｍに達することが多い。このような洗掘状態がひどくなると、乱流発生による堰堤の破損や異常浸食などの不都合が起こる。
【０００３】
このような堰堤の磨耗・洗掘防止のために、これまでさまざまな方法が試みられてきた。すなわち、磨耗・洗掘が激しく起こる流水落下部表面に各種材料を張りつけることが行われてきた。
例えば、鋼板を張りつけるという方法があるが、コストが高いこと、堰堤コンクリートとの十分な付着が難しいこと、景観があまり好ましくないこと、万一流失したときには大型構造物なるが故の二次災害発生等の問題があった。自然石を張る方法は、堰堤コンクリートと自然石の十分な付着のための施工が難しく、施工期間が長くかかること、さらには、短期間に磨耗や割れが発生し易いこと、等の問題がある。また、各種ゴム系材料を張る、樹脂モルタルをコーティングする、および両者を併用する等の方法があるが、ゴム系材料は堰堤コンクリートとの付着確保が困難であり、コストが高く、また、樹脂モルタルのコーティングもコストが高く、漏水処理を含め高い施工技術が必要である、等の問題があった。
以上、これまで試みられてきた堰堤の磨耗・洗掘防止の方法・工法はいずれも問題が多く、満足のいく結果が得られるものはなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況に鑑みて、本発明は、耐久性のある磨耗・洗掘防止効果があり、施工が容易で施工期間も短く、補修も簡単な、堰堤の磨耗・洗掘防止の工法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが種々検討した結果、流水や流土石の衝撃エネルギー、とくに下方向の強いエネルギーは柔構造で受け、摩耗は現場で調達の容易な土石や岩石で受けるのがよいと考えた。
すなわち、本発明は、河川に設置されている堰堤の流水落下部に相当する部分に掘削部を設け、該掘削部の少なくとも内側壁を衝撃緩衝材で覆い、該掘削部内部には、砂層および／または砂利層である下層と、砕岩石および砂利からなる上層を設け、当該砕岩石および砂利からなる層は、網状もしくは多孔状の高強度シートで被覆かつ結束し、その上に表層としての砕岩石および砂利からなる層を敷いたものであることを特徴とする堰堤の磨耗・洗掘防止工法を提供するものである。
また、網状もしくは多孔状の高強度シートは、比強度が２００×１０３ｍ以上、比弾性率が３×１０６ｍ以上である繊維材料もしくは繊維強化複合材料とするのが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の堰堤の磨耗・洗掘防止工法を図１、図２を参照しつつ、以下に詳細に説明する。
【０００７】
河川に設置されている堰堤とは、水力発電所の取水用堰堤、農業用水用堰堤、飲料・工業用水用堰堤等、流水が落下もしくは流下することによって流下部に磨耗・洗掘などの現象が起こる堰堤であれば、すべて本発明工法の対象となり得る。
【０００８】
本発明工法においては、まず、堰堤１の流水落下部に相当する部分に掘削部２を設ける。掘削部２は流水落下部全体に設けられるのが好ましいが、流水落下量が特に大きい部分を中心に部分的なものであってもよい。また、掘削の形態も特に制限されないが、通常の水量時に最も流水等の衝撃エネルギーが大きくかかりそうな部分を最も深く掘削したような形態であってよい。掘削部２の深さは、河川の流水量によるが、例えば、通常規模の水力発電所の取水用堰堤（最大流水量約１０〜５０ｍ３／ｓｅｃ）の場合は、０．５〜２．０ｍ程度が適当である。
【０００９】
本発明工法における掘削部２の少なくとも内側壁は、流水等の横方向の衝撃エネルギーを吸収するために、ゴム系材料等の衝撃緩衝材３で覆う。
衝撃緩衝材３は、衝撃緩衝作用があり、耐カット性・耐摩耗性に優れた材料であれば特に制限されないが、例えば、天然ゴム系材料、ウレタンゴム系系材料等が挙げられる。
なお、衝撃緩衝材３は掘削部２の側壁のみならず底面に敷きつめてもよい。
【００１０】
衝撃緩衝材３を定着させた掘削部２には、次に、その内部に下層４として砂層および／または砂利層を設ける。この層は、流水等の下方向の衝撃エネルギーに対する緩衝層として働く。
この下層４の厚みは、特に制限されないが、通常、掘削部深さの１／１０〜１／３程度が適当である。
【００１１】
掘削部内部において、下層４である砂層および／または砂利層の上には、砕岩石および砂利からなる上層５を設け、当該砕岩石および砂利からなる層は、網状もしくは多孔状の高強度シートで被覆かつ結束する。
この層は、多数の砕岩石とその間を埋める砂利部とからなり、砕岩石は流水等の下方向の強い衝撃エネルギーを受け止め、柔構造で衝撃エネルギーを緩衝的に受け止めるものである。間を埋める砂利部は砕岩石が動くときの潤滑部として働く。
ここで使用する砕岩石は、１００ｍｍ角〜３００ｍｍ角程度の適度の大きさでほぼ揃っていることが、結束の点から好ましく、本発明の工法を実施する河川の河原等から入手できれば運搬等のコスト面で有利である。
そして、この上層５の砕岩石および砂利は、網状もしくは多孔状の高強度シートで被覆かつ結束されている。被覆及び結束は、この層の砕岩石および砂利全体を一つに被覆／結束するものであっても、複数に分けて被覆／結束するものであってもよい。
このように、網状もしくは多孔状の高強度シートで被覆かつ結束されていることによって、流水等を受け止めても下流へ流されることはない。かつ、上記のように砕岩石は流水等の衝撃エネルギーを受けて若干の移動ができるため、砕岩石および砂利を被覆／結束したこの層は、全体として流水等の衝撃エネルギーを柔構造で受け止めるものである。
【００１２】
砕岩石および砂利を被覆／結束する網状もしくは多孔状の高強度シートとしては、比強度が２００×１０３ｍ以上、比弾性率が３×１０６ｍ以上である繊維材料もしくは繊維強化複合材料が好ましい。
そのような材料としては、例えば、アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、芳香族ポリエステル繊維やポリバラフェニレンベンズオキサゾール繊維などが挙げられる。
【００１３】
この上層５の厚みは、特に制限されないが、通常、掘削部深さの１／３〜２／３程度が適当である。
【００１４】
網状もしくは多孔状の高強度シートで被覆かつ結束された砕岩石および砂利からなる上層５の上には、該上層と同様の砕岩石および砂利からなる表層６を敷きつめる。ただし、表層６の砕岩石および砂利は、上層５のように高強度シートで被覆かつ結束しない。
流水等の衝撃エネルギーを受けて磨耗・洗掘を防止するという観点のみからは、高強度シートで被覆かつ結束された砕岩石および砂利からなる上層５が掘削部の上まで埋められていてもよい。しかしながら、高強度シートで被覆かつ結束された上層５が流水等のエネルギーにより著しく変形した場合には、河川の流れ状態が不規則となり、洗掘時と同様に乱流発生による堰堤の破損や異常浸食等の不都合が生じ、美観も損なうこととなる。
高強度シートで被覆かつ結束しない砕岩石および砂利を表層６に敷きつめることで、そのような不都合は解消される。また、表層６の砕岩石および砂利が流されるであろうから、定期的に補修する必要もあるが、砕岩石、砂利は当該施工部の近くの河川流域から容易に入手できるであろう。
【００１５】
この表層６の厚みは、特に制限されないが、通常、掘削部深さの１／１０〜１／５程度が適当である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、流水や流土石の衝撃エネルギー、とくに下方向の強いエネルギーを、土石や岩石を利用した柔構造で受けるので、耐久性のある磨耗・洗掘防止効果が得られ、施工が容易で施工期間も短く、補修も主として表層の砕岩石および砂利を補給する程度の簡単なものである。このように、磨耗・洗掘防止効果に優れ、施工や補修も容易な堰堤の磨耗・洗掘防止の工法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の堰堤の磨耗・洗掘防止工法の結果の一例の上方からの概観図である。
【図２】本発明の堰堤の磨耗・洗掘防止工法における掘削部の断面の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１    堰堤
２    掘削部
３    衝撃緩衝材
４    （掘削部内）下層
５    （掘削部内）上層
６    （掘削部内）表層
【図１】
2004324056.tif 000002
【図２】
2004324056.tif 000003