(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強材で補強した光ファイバケーブルを、堤防の法面部に堤防の天端近傍と法尻近傍を布設ルートの頂点にしてジグザグに布設し、その光ファイバケーブルの天端側の頂点はファイバ把持クリートで定位置に固定し、法尻側の頂点及び法面の下半分の領域にある光ファイバケーブルはウエイトを分散して取付けて土中に直接埋設し、この光ファイバケーブルの歪の経時変化を光ファイバ歪計測器で観測して破堤の引き金になる堤防の状態変化を検知する破堤監視方法。
【請求項２】
光ファイバケーブルに対する前記ウエイトの取付けを、ウエイト中心に貫通孔を設けてその貫通孔に光ファイバケーブルを通し、光ファイバケーブルに別途取付ける止め具で前記ウエイトを受け止める方法で行う請求項１記載の破堤監視方法。
【請求項３】
光ファイバケーブルの堤防天端側頂点の定位置固定を、ケーブル固定点にアンカー杭を打ち込み、このアンカー杭に前記光ファイバ把持クリートを取付けて行う請求項１又は２記載の破堤監視方法。
【請求項４】
光ファイバケーブルの堤防天端側頂点を固定するファイバ把持クリートのいくつかをダブルクリートにして２組のクリート間に光ファィバケーブルの接続部を配置し、さらに、直埋型の接続箱を設けて前記接続部をその接続箱で保護する請求項１乃至３のいずれかに記載の破堤監視方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、河川の堤防の決壊を防止するのに有効な破堤監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川の堤防の決壊（破堤）を防止するために、堤防の変位、崩れ、洗掘などの異常を早いうちに検知する技術が種々検討されているが、その殆どがポイント変位センサを基軸したものであり、監視領域が限定され、どこで決壊するか判らない堤防への適用は実現していない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
経験的に知られる破堤の主な原因には、(1) 河川の水位が上昇して堤防内の浸潤線が上がり、裏法面の法尻近傍からの漏水が引き金になる場合(2) 洪水による表法面の法尻近傍の洗掘が引き金になる場合、(3) 越流による破堤の３つがある。
【０００４】
このうち、(3) の越流による破堤は、予知できず、避けようがないが、(1) 、(2) の原因による破堤は徐々に進行していくので、早い段階で確実に検知できれば、完全な破堤に至る前に補修することができる。
【０００５】
そこで、この発明は水位上昇や漏水等による盛土の変位、崩れ、洗掘などの異常発生を精度良く検知して防災に役立てようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題の解決策として、この発明は、以下の破堤監視方法を提供する。その方法は、補強材で補強した光ファイバケーブルを、堤防の法面部に堤防の天端近傍と法尻近傍を布設ルートの頂点にしてジグザグに布設し、その光ファイバケーブルの天端側の頂点はファイバ把持クリートで定位置に固定し、法尻側の頂点及び法面の下半分の領域にある光ファイバケーブルはウエイトを分散して取付けて土中に直接埋設し、この光ファイバケーブルの歪の経時変化を光ファイバ歪計測器で観測して破堤の引き金になる堤防の状態変化を検知するものである。
【０００７】
なお、光ファイバケーブルに対するウエイトの取付け、堤防の天端側頂点部における光ファイバケーブルの固定、光ファイバケーブルを途中で接続する場合の処理は、後述する方法で行うと好ましい。
【０００８】
【作用】
河川の増水により堤防の浸潤線が上がり、法尻近傍が軟化すると堤防の盛土が水圧で押され、埋設したウエイトの変位が起こる。この変位により光ファイバに歪変化が現われ、歪の計測値が変化するので、破堤の原因になる異常の発生と発生場所を知ることができる。
【０００９】
また、河川水位が上昇して表法面の浸潤度が上がると、上記同様、盛土が水圧で押されてウエイト変化が起こるため、洗掘が起こり易くなった場所を特定できる。また、洗掘や法面の崩れによりウエイトが宙吊り状態になれば、光ファイバの歪変化が大きくなるので、洗掘や法面の崩れが生じたことも判る。さらに、洗掘や崩れが天端に向かって広がっていくと、宙吊りになるウエイトの数が増えて光ファイバの歪変化領域が広がっていくので、洗掘、崩れの進展状況も判る。洪水の時は水の透明度が低いため、監視カメラや巡視員の目視では水中に没した表法面の状況確認ができないが、この発明の方法では水面下の状況も予測可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、この発明の破堤監視方法でのセンサ布設状況を示す。図中１、２は監視センサ、図２の１１は各監視センサに接続した光ファイバ歪計測器、１２は計測結果を表示する表示装置である。監視センサ１は、堤防１３の表法面１４側の変位や洗掘の監視に利用され、監視センサ２は、堤防１３の裏法面１５側の変位や崩れの監視に利用される。また、歪計測器１１と表示装置１２は遠隔の監視センタに設置される。
【００１１】
破堤は、表法面の洗掘がきっかけになる場合と、漏水による裏法面の崩れがきっかけになる場合があるので、その双方に対応するために表法面１４と裏法面１５にそれぞれ監視センサ１、２を布設している。
【００１２】
これ等の監視センサ１、２は、金属やプラスチックなどの補強材で補強した光ファイバケーブル３を、図２に示すように、堤防１３の天端１６近傍と法尻近傍を布設ルートの頂点にして、ジグザグに布設し、天端１６側の頂点をその位置に打ち込んだアンカー杭４に固定し、法尻側の頂点及び法面の下半分の領域に置かれる光ファイバケーブル３にウエイト５を分散して取付けて構成されている。
【００１３】
光ファイバケーブル３の天端側頂点の固定は、アンカー杭４に図４に示すファイバ把持クリート（ローラクリート）６を取付け、そのクリートの対のローラ６ａ、６ａに光ファイバケーブル３を掛け、ローラ間に渡したケーブル直線部を把持金具６ｂでクランプする方法で行っている。アンカー杭４を用いてその杭に光ファイバケーブル３を固定すると、天端側頂点の変位による歪計測精度の悪化が起こり難い。
【００１４】
ウエイト５は、光ファイバケーブル３にワイヤ等で吊り下げると一点に荷重が集中して光ファイバの極度曲げが生じる虞れがあるので、ここでは、その不具合の回避策として、図３に示すように、ウエイト５の中心に貫通孔５ａを設けてその孔５ａに光ファイバケーブル３を通し、同ケーブルに別途取付ける止め具７でウエイト５の滑落を止める方法でウエイトの取付けを行っている。
【００１５】
光ファイバケーブル３を布設領域内で接続する必要があれば、図５、図６に示すように天端側頂点の固定をダブルクリート８（ファイバ把持クリート６を２つ組合わせたもの）で行い、２組のファイバ把持クリート６、６間に接続部３ａを設けるとよい。こうすると接続部３ａをウエイト５の荷重から保護でき、接続部にファイバ余長部３ｂを付けることも可能になる。接続部３ａはダブルクリート８の収納箱を兼用した図５の接続箱９や、ダブルクリート８の近傍に埋める図６の直埋型の専用の接続箱１０に収納して保護する。
【００１６】
なお、監視センサ１、２を、図７或いは図８に示すように適当に位置をずらし、オーバラップさせて複数組布設すると、センサ分布が密になり、緻密な監視が可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の方法は、ウエイトを取付けた光ファイバをジグザグ布設により面的に分布させてその光ファイバの各部の歪を計測するので、堤防の法面を広域にわたって監視でき、破堤の前兆である盛土の変位、法面の洗掘、崩れなどの発生と発生場所を正確に検知して破堤を防止することが可能になる。濁流の中では目視確認ができない洗掘の進展状況も歪の測定データから推測可能であり、堤防の危険箇所の迅速な応急処置や緊急避難等に関するタイムリーな警報発令などが行えるようになって防災面で大いに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法における監視センサ布設状況の断面図
【図２】同上の監視センサ布設状況の平面図
【図３】ケーブルへのウエイト取付け方を示す斜視図
【図４】ファイバ把持クリートの平面図
【図５】中間接続に用いるダブルクリートと接続箱の平面図
【図６】同上のダブルクリートと接続箱の他の例を示す平面図
【図７】監視センサの他の布設例を示す図
【図８】監視センサの更に他の布設例を示す図
【符号の説明】
１、２  監視センサ
３  光ファイバケーブル
３ａ  接続部
３ｂ  余長部
４  アンカー杭
５  ウエイト
６  ファイバ把持クリート
６ａ  ローラ
６ｂ  把持金具
７  止め具
８  ダブルクリート
９、１０  接続箱
１１  光ファイバ歪計測器
１２  表示装置
１３  堤防
１４  表法面
１５  裏法面
１６  天端
【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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【図７】
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【図８】
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