(57)【要約】      （修正有）【課題】海面真上の部分が打ち寄せる海水の砕けて飛び散るしぶきを受けても、腐食しにくい鋼矢板護岸を提供する。【解決手段】海岸や河川の岸辺に形成した鋼矢板護岸において、鋼矢板１の前面と背面を電気防食してなると共に、鋼矢板前面の波浪衝突面に面状の消波帯を設け、前記面状の消波帯は、鋼矢板１の前面に、鋼矢板１と離隔して通水自在のパネル２を配置し、鋼矢板１とパネル２の間の隙間に、塊状の石７を投入、堆積させてなると共に、隣り合う石の間に隙間が存在するように堆積させ、かつ該パネル２は通水自在の隙間を有し、該隙間から、該投入した塊状の石７が逸出しない構造からなる。【選択図】図１
2016142080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海岸や河川の岸辺に形成した鋼矢板護岸において、該鋼矢板の前面と背面を電気防食してなると共に、該鋼矢板前面の波浪衝突面に面状の消波帯を設けてなることを特徴とする鋼矢板護岸の構造。
【請求項２】
前記面状の消波帯は、塊状の石を面状に堆積させ、かつ隣り合う石の間に隙間が存在するように堆積させてなると共に、該堆積した塊状の石が、崩落、逸散しないように固定した構造からなることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板護岸の構造。
【請求項３】
前記面状の消波帯の構造が、前記鋼矢板の前面に、前記鋼矢板と離隔して通水自在のパネルを配置し、前記鋼矢板とパネルの間の隙間に、塊状の石を投入、堆積させてなると共に、隣り合う石の間に隙間が存在するように堆積させ、かつ該パネルは通水自在の隙間を有し、該隙間から、該投入した塊状の石が逸出しない構造からなることを特徴とする請求項２に記載の鋼矢板護岸の構造。
【請求項４】
前記消波体前方の水面下、前記消波体に一体的にセーフティーガード用の出っ張りを設けてなることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板護岸の構造。
【請求項５】
前記出っ張りに水性植物植生基盤を設けてなる請求項４に記載の鋼矢板護岸の構造。
【請求項６】
鋼矢板護岸の背面に発生した空洞部にモルタルを充填してなると共に、前記背面部表面を電気防食することを特徴とする鋼矢板護岸背面の修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海岸や河川の岸辺の護岸構造に係わり、更に詳しくは、鋼矢板を使用し、防食性にも優れた護岸構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
我が国の社会資本は、主として高度成長時代以後のものであるため、比較的新しく、公共社会資本の腐食は従来あまり問題にならなかったが、比較的早期に建設が進んだ港湾施設で鋼構造物の腐食が目立ってきている。
【０００３】
昨今、橋梁、道路、上下水道、護岸堤防などの老朽化が進み、その更新、補修に巨額の費用が必要になっている。
このような老朽化に対し、腐食は大きな因子である。そのため既設の施設、構造物に対し、効果的な防食技術を適用して既設のものの維持管理を図らなければならない。
【０００４】
今までは、橋梁や港湾の防食は、いかに安く有効に防食するかにあった。しかし今後高齢化が進む一方、若年層を中心に３Ｋ忌避の風潮がますます高まるため、防食施工を含め、社会資本の維持管理のための労働力不足が深刻となる。
これに対処するためには、耐食性の高い材料や手のかからない有効な防食技術によって、最小の維持管理費で最大の耐用年数を確保するしかなく、既にその方向性に動きつつある。耐久性への要求は増大し、従来５０年とされた橋梁の耐用年数もいまや８０〜１００年を目標とするようになっている。
【０００５】
護岸に用いられる鋼矢板や鋼管杭は、海面真上の部分が打ち寄せる海水の砕けて飛び散るしぶきを受けて、非常に腐食し易い。この部分を飛沫帯と呼んでいる。この部分が駄目になると、そこから上の部分や下の部分がいくら健全であっても、護岸としての寿命は尽きる。
大半の鋼矢板護岸は鋼素地が露出しており、腐食が進んでいる。
鋼材は、腐食によって次第に肉厚が薄くなっていく。しかしその速さは、均一に腐食する限り、高々、０．１ｍｍ／年と遅い。しかし錆こぶが出来ると、その下の局部的な浸食は大きい場合、０．３ｍｍ／年となる。激しい錆こぶの生成を伴う腐食により、鋼矢板護岸に孔が開き、そこから土砂の吸出しによる空洞化、地盤沈下が頻発している。
【０００６】
塗装による防食は、防食法の中でも歴史が古く、現在でも最も多く用いられている方法であり、無機質、有機質の塗料が現地施工でライニングされているが、設置環境や形状から塗り替えは容易ではない。また鋼矢板護岸前面の塗装は各所で試みられているが、背面は手付かずの状態であり、防食対策の決め手がないのが現状である。
【０００７】
鋼矢板の改修工法に関わる代表的な公知文献として特許文献１がある。
特許文献１には、既設の鋼矢板の護岸に直接、空孔率２５％以上の多孔質のセラミックス平板を貼り付けることが記載されている。
特許文献１の方法は、鋼矢板護岸の波浪防護対策としては良い方法であるが、多孔質セラミックスは鋼矢板護岸の腐食劣化の防止対策にはならず水分や空気中の酸素を保持するために、むしろ腐食を促進すると考えられる。また空孔率２５％以上の多孔質のセラミックス平板が、台風時の暴風波浪に長期間耐えられるか、疑問である。また多孔質セラミックスをボルトやアンカーで締め付けて取り付ける時に、果たして締め付け圧力に耐えられるものかどうか、疑問である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２５３６４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、その第一の目的は、鋼矢板護岸の全面を防食して、鋼矢板の腐食による減肉、穴あきを防止して土砂の吸出しによる空洞化、地盤沈下を防止することが出来る新規な護岸構造を提供することである。そして第二の目的は、鋼矢板に衝突する波浪エネルギーの消波構造を提供することである。そして第三の目的は、人が海に落ちたとき、容易に這い上がれるように、水面下に出っ張りを設置できる新規な護岸構造を提供することである。そして第四の目的は、鋼矢板護岸の景観を改善し、同時に護岸近傍の水質も浄化できる新規な護岸構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発明者は、前記課題に関して鋭意研究を行った結果、下記の手段で解決できることを知徳して本発明を成し遂げたのである。
即ち、海岸や河川の岸辺に形成した鋼矢板護岸において、該鋼矢板の全面を電気防食することで、鋼矢板護岸の腐食を抑制して、穴あき、そしてその穴から土砂の吸出しによる空洞化、地盤沈下を予防できることを知徳した。そしてその際、鋼矢板前面の波浪衝突面に面状の消波帯を設けることで、鋼矢板前面の腐食による減肉を更に抑制できることを知徳した。
【００１１】
鋼矢板前面の波浪衝突面の減肉現象は、通常は腐食のみが原因と考えられているが、本発明者の詳細な調査の結果、波浪の衝突による腐食面の磨耗によって減肉が加速することが判明した。即ち、腐食と磨耗、この二つの因子が影響しているので、磨耗を防ぐことで電気防食のみの場合よりも減肉が一層抑制されることを知徳して本発明に至ったのである。
【００１２】
前記面状消波帯は、塊状の石を面状に堆積させ、かつ隣り合う石の間に隙間が存在するように堆積させてなると共に、該堆積した塊状の石が、逸散しないように固定できる構造が、経済性と施工性の両面で好適である。
【００１３】
前記塊状の石を面状に堆積させ、かつ隣り合う石の間に隙間が存在するように堆積させ、堆積した塊状の石が、逸散しないように固定する構造として、特定の構造に限定されるものではないが、施工性と経済性の点で、下記の構造が好適である。
【００１４】
即ち、前記鋼矢板の前面に、前記鋼矢板と離隔して通水自在のパネルを配置し、前記鋼矢板とパネルの間の隙間に、塊状の石を投入、堆積させてなると共に、該隣り合う石の間に隙間が存在するように堆積させ、かつ該隙間は通水自在の隙間であって、該隙間から、該投入した塊状の石が逸出しない構造である。
【００１５】
堆積する石と石の間の隙間は、衝突する波浪エネルギーを分散、吸収するために必須である。また衝突した波浪を小さく分散させて、表面積を大きくすることで、水中への空気の溶解が促進されて、水質浄化に著効がある。
【００１６】
前記消波体前方の水面下に、人が海に落ちたとき、容易に這い上がれるように、
必要に応じて出っ張りを設けることが出来る。
出っ張りには、必要に応じて水草、水蓮等の水性植物の植生基盤に利用することも出来、植生基盤の設置で、消波体前面の景観も改善される。
【００１７】
本発明の電気防食の電力は、外部電源利用のほか、鋼矢板に衝突する波力による振動を利用する発電でまかなう事も可能である。
【発明の効果】
【００１８】
前記本発明の手段によって、鋼矢板護岸の腐食を抑制して、穴あき、そしてその穴から土砂の吸出しによる空洞化、地盤沈下を予防できる。そして鋼矢板護岸全面の腐食を抑制できる。そして鋼矢板前面の波浪衝突面に消波層を設けることで、鋼矢板前面の腐食による減肉を更に抑制できる。
鋼矢板護岸の腐食による穴あき、そしてその穴から土砂の吸出しによる鋼矢板護岸背面の空洞化、地盤沈下を修復できる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明実施例の説明図である。
１は、既設の鋼矢板である。
鋼矢板１の前面には、鋼矢板１と離隔して格子状パネル２が配置されている。
格子状パネル２は、鉄製の格子板３を、隙間を開けて複数本、縦に並べ、梁４に固定したものである。
格子状パネル２は、格子板３と鉄製の梁４を組み合わせたものからなる。
隣り合う格子板３の隙間から波浪が通水自在である。
【００２０】
格子状パネル２は、アンカーボルト５と締結ナット６によって、鋼矢板１に固定されている。
【００２１】
格子状パネル２と鋼矢板１は離隔されており、隙間に塊状の石７が投入され、この隙間の中で石７が面状に堆積されている。
堆積された石７は形状がさまざまであり、堆積するだけで、相互に隙間が形成されている。
【００２２】
投入する塊状の石７の大きさは、格子状パネル２の格子板３の隙間から外に逸出しない大きさに選定されており、概ね１００〜５００ｍｍ程度の塊状が好適である。
【００２３】
格子状パネル２と鋼矢板１は、共に電気防食されている。
図１の鋼矢板前面の波浪衝突面に適用された電気防食の種類は、外部電源方式である。
鋼矢板前面１および格子状パネル２は、共に直流の陰極に接続され、陽極には不溶性電極が接続されている。
陽極は、磁性酸化鉄、鉛−銀合金、ケイ素鋳鉄、チタン、炭素材料等の不溶性導電材料の板、線、メッシュ等で形成され、図示していないが、格子状パネルの背面あるいは側面に、格子状パネルと電気的に絶縁した状態で一体的に配置されている。
電気防食のための直流電源は、鋼矢板に衝突する波浪の衝突力を利用する波力発電装置８でまかなわれている。
【００２４】
なお電気防食の方式として前記外部電源方式のほか、必要に応じて流電陽極方式も採用できる。たとえば鋼矢板１の背面の電気防食には、流電陽極方式が好適に適用できる。
地中に鉄よりも卑電位のＺｎ、Ａｌ、Ｍｇ等の金属電極を埋入して、鋼矢板１の背面と電気的に接続することで流電陽極方式を適用することができる。
【００２５】
本願発明の請求項１の面状の消波帯は、図１では、格子状パネル２と塊状の石７を組み合わせたものから構成される。
【００２６】
格子状パネルの水面下には、必要に応じてアンダーフロント９を設けることが出来る。
アンダーフロント９は、人や犬、猫が誤って水に落ちても這い上がれる水際安全避難用のセーフティガードの役割を持つ。
【００２７】
水面下のアンダーフロント９の出っ張りには、水草、水蓮等の水生植物１０の植生基板を付加でき、自然景観と水質保全機能の改善の効果もある。また砂、土砂を入れて干潟機能をもたせ、水中微生物や貝類を繁殖させ、水質浄化機能を促進させる。
【００２８】
図２、図３は、格子状パネル２の別の実施例の説明図である。
図２は、図１の場合の縦に吊るした板格子の代わりにパイプ横格子１１を使用し、格子枠１２に対して横に配列して取付けたものである。
図３は、図１の場合の縦に吊るした板格子の代わりにＣ型鋼横格子１３を使用して、格子枠１２に対して横に配列して取付けたものである。
格子状パネル２は、図１〜３の構造の、いずれを選択しても良い。
【００２９】
効果の確認テスト
図１の構造のミニモデルを作製して、鉄製水槽（アクリル窓付）で各種実験を行った。
【００３０】
主要実験設備
模擬鋼矢板護岸：全長６ｍ×高さ１．５ｍ                １式
格子状パネル  ：全長５ｍ×高さ１．２ｍ                １式
自然石        ：割石                                  １式
水槽          ：幅１．８ｍ×長さ６ｍ×高さ１．２ｍ    １槽
水中ポンプ    ：３．５ｋｗ                            １台
電気防食装置  ：外部電源（直流）                      １台
海水          ：水槽を海水で満たす（高さ１．３ｍ）  １４ｍ３
【００３１】
１  腐食の進行した鋼矢板に格子状パネルを一体化した時の補強度合の把握試験
１−１水槽内に腐食の進行した疑似鋼矢板を設置し、補強前の強度測定（正面横断方向に油圧ジャッキで、曲り応力、強度測定）
１−２水槽内に疑似鋼矢板を設置し、格子状パネル締結用のボルト穴を削孔して格子状パネルを取付けた後、自然石を、疑似鋼矢板と格子状パネルの隙間に充填した。
１−３疑似鋼矢板と格子状パネルの一体化後の強度測定（正面横断方向に油圧ジャッキで、曲り応力、強度測定）を実施した。
【００３２】
２  社内での水槽で波浪を再現し、消波試験と水中への大気中酸素溶解拡散試験を実施
２−１水槽内に海水を満たし、疑似鋼矢板と格子状パネル、自然石集合体に水中ポンプで波浪を現出させ、消波実験を実施した。
２−２また水中の溶存酸素値を計測して、実験前後のデータを比較して酸素溶解割合を調べた。
【００３３】
３．上記設備で電気防食試験を実施
３−１電気防食有り、無しの鋼製格子状パネルを用意して海水に浸し、ポンプで波浪状態を現出し、経時変化を把握した。
３−２直流電流の電流分布を均一にして、過防食や防食不足を生じないように均等間隔で通電接点を配置した。
３−３陽極材料は、コスト、丈夫さ、電流の流れやすさ、消耗しにくさを考慮して、磁性酸化鉄、鉛−銀合金、ケイ素鋳鉄、チタン、炭素材料等が使用されるが、本例では、炭素電極を選定使用した。
３−４防食に必要な電流は環境によって異なるが、少なくとも腐食電流より大きくなければならない。裸の鋼材の場合、土壌中で０．０１〜０．５Ａ／ｍ２、海水中で０．０５〜０．１５Ａ／ｍ２くらいのことが多い。
本実験では、海水中で、０．１Ａ／ｍ２の直流電流を通電した。
３−５海水中に１０μｍ以下の細かい粒度の珪砂を１％混合して模擬海水を作った。
【００３４】
結果
格子状パネル３を鋼矢板へ取付一体化することで、曲げ、座屈強度が１．５倍に向上した。
波浪消波試験で、消波効果が５０％以上発現することが確認できた。
以上の結果より、鋼矢板に格子状パネルを一体化することは、鋼矢板の補強に極めて効果があることが確認できた。また堆積した石に隙間を設けることは消波と、溶存酸素量を高くすることにも効果があることを確認できた。
【００３５】
電気防食の効果は歴然としており、電気防食なしでは、鋼矢板の波浪面側、格子状パネル３の波浪面側の錆こぶの発生による酸化腐食の進行（従来の減肉は７〜１０％）は顕著であった。電気防食有りでは、鋼矢板の波浪面側の表面は錆色であるが、減肉は認められなかった。一方格子状パネルの波浪面側も、表面は錆色であるが、波浪中の砂粒子の衝突による、僅かながら減肉（０．０７〜０．２％）が認められた。
以上の結果より、電気防食有の場合でも、面状の消波帯の存在は、鋼矢板の減肉防止にも極めて効果があることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
既設の鋼矢板の修理、再生および新設する鋼矢板護岸工事に、多くの需要が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明実施例の説明図である。
【図２】格子状パネル２の別の実施例の説明図である。
【図３】格子状パネル２の別の実施例の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…鋼矢板
２…格子状パネル
３…格子板
４…梁
５…アンカーボルト
６…締結ナット
７…塊状割石
８…波力発電装置
９…アンダーフロント
１０…水生植物
１１…パイプ横格子
１２…格子枠
１３…Ｃ型鋼横格子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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