(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川の両岸、港口または海底に対向して構築された一対の支持部と、該一対の支持部に立設されたアンカーと、両アンカー間に張架されるカーテン膜と、該カーテン膜の上部に配設され給気管と排気管が連結される複数のエアバッグと、該カーテン膜の下部に連結される止水膜を備え、前記アンカーは起伏可能にされ、前記カーテン膜は、一対の支持部に張架される炭素繊維横ケーブルからなる複数の横ケーブル、該複数の横ケーブルを縦方向に密に縫製した化学繊維ケーブルからなる縦ケーブルとからなることを特徴とする防潮システム。
【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、港湾、海岸等における高潮対策や津波対策のための防潮システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、津波の港内侵入を防止するために、特開平８−２２６１１６号公報による浮沈自在堰が知られている。この浮沈自在堰は、それぞれが気密性を有する複数の筒状体を一連にかつ一体的に相互連結し、該一連に連結した筒状体を港口の両端堤壁間の床部に、その港口の開口部において、開口部幅方向に延長する横軸により枢着するとともに、港口外方に敷設したシンカーに港口内方への倒屈防止用引張材を介して連結し、各筒状体の内部を気体圧送装置に連通させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の浮沈自在堰においては、全体を構成する部材の数が非常に多いため部材コストが増大するとともに、筒状体同士の連結、筒状体と床部との連結、筒状体とシンカーとの連結などの施工作業が膨大で、施工コストが増大するという問題を有している。
【０００４】
また、複数の筒状体へコンプレッサにより気体を供給しているが、各筒状体に常に均一に気体が供給されないと、筒状体の浮上途中で筒状体に異常な応力が作用するとともに、浮上途中で停止状態が発生した場合、筒状体が急浮上して一気に海面上に飛び出してしまう恐れがあるという問題を有している。
【０００５】
また、平常時は、海底下に倒屈して保管しておくために、引張材を始めとする各種鋼材が腐食してしまい、点検、補修等のメンテナンス費用が増大するという問題を有している。
【０００６】
さらに、床部およびシンカーの構築はコンクリートで施工しなければならず、その施工は、当該箇所の海水を排除にてドライ状態で行う必要があり、また、床部と筒状体の結合もドライ状態で行う必要があり、そのため、航路を確保しつつ施工するには片側ごとに施工しなければならず、工事期間が増大するという問題を有している。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、極めてシンプルな構成で高潮や津波による被害を確実に防ぐことができるとともに、部材コスト、施工コストおよびメンテナンスコストを低減させ、また、工事期間を短縮することができる防潮システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の防潮システムは、河川の両岸、港口または海底に対向して構築された一対の支持部と、該一対の支持部に立設されたアンカーと、両アンカー間に張架されるカーテン膜と、該カーテン膜の上部に配設され給気管と排気管が連結される複数のエアバッグと、該カーテン膜の下部に連結される止水膜を備え、前記アンカーは起伏可能にされ、前記カーテン膜は、一対の支持部に張架される炭素繊維横ケーブルからなる複数の横ケーブル、該複数の横ケーブルを縦方向に密に縫製した化学繊維ケーブルからなる縦ケーブルとからなることを特徴とする。
以上
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図５は、本発明の防潮システムの１実施形態を示し、図１は模式的斜視図、図２は図１の支持部の平面図、図３は図１の縦断面図、図４および図５は図１のカーテン膜の例を示す模式的断面図である。なお、本実施形態は、主として高潮対策に適用するもので、港湾における港口にも適用可能である。
【００１０】
図１〜図３において、河川１の対向する両岸には、一対の支持部２、３が構築される。支持部２、３には、河川１に開口する開口部４が形成されるとともに、支持部２、３の内部にはロッド状のアンカー５、６が立設されている。アンカー５、６は、図２に示すように、回転ドラム８により回転可能に設置されている。なお、図１では、説明を簡単にするためにアンカー５、６の上端を開放して示しているが、実際にはアンカー５、６の上端を軸受部材で支持部２、３に固定し、歯車等を介して回転ドラム８に連結している。
【００１１】
平常時には、一方の支持部２のアンカー５には、本発明の特徴であるカーテン膜７が巻き付けられており、カーテン膜７の端部は、対岸の支持部３のアンカー６にワイヤーロープ等により連結されている。カーテン膜７の上部には、複数のエアバッグ９が設けられるとともに、カーテン膜７の下部には止水膜１０が連結されている。そして、高潮等の非常時には、対岸の支持部３のアンカー６を回動させて、カーテン膜７を引き出すとともに、エアバッグ自動取付装置１１によりエアバッグ９をカーテン膜７に順次取り付けるとともに、ガスボンベ１２より窒素ガスや炭酸ガス等の気体を充填していく。
【００１２】
図１は、カーテン膜７が両岸の支持部２、３間に張架された状態を示している。図で１ａは海側の水面の高さを、１ｂは上流側の水面の高さを示し、海面の高さが上昇したとき、図示矢印に示す水圧に押されてカーテン膜７は上流側に放物線を描くように張架されることになる。カーテン膜７の上流側と下流側とでは水位差が生じ、その水位差によりカーテン膜７の河床部で漏水が発生するため、カーテン膜７の下部に止水膜１０を連結し、図３に示すように、水重により河床１ｃに密着させ河床部での漏水を防止している。
【００１３】
本実施形態においては、基本的には両岸に支持部２、３を構築し、必要に応じて河床部の整地を行うだけの施工で、船舶等への影響は殆どない。ただし、河床部の変動（洗掘、堆砂）が予想される場合には、河床部に水中コンクリート等による河床の工程化や鉄板の敷設を行うが、施工期間は極短期間である。
【００１４】
図４は、図１のカーテン膜７の１例を示している。カーテン膜７は、アンカー５、６間に張架される複数の横ケーブル７ａと、複数の横ケーブル７ａを縦方向に密に縫製した縦ケーブル７ｂとから構成されている。
【００１５】
横ケーブル７ａは、高強度、高弾性、軽量、高耐食性、非磁性、低線膨張係数の特性を備えた炭素繊維ケーブルを用いる。本実施形態においては、炭素繊維ケーブルとして、ＣＦＣＣ（Carbon Fiber Composite Cable、東京製網株式会社製）を用いる。ＣＦＣＣは、炭素繊維と熱硬化性樹脂を複合化し、撚り合わせて形成したケーブルで、上記の特性を有し、かつ、撚り線状であることからコイル巻きが可能で長尺ケーブルへの対応が可能である。表１は、７本撚りのＣＦＣＣケーブルの仕様を示している。
【００１６】
【表１】
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許容応力を破断荷重の１／４としたとき、水圧荷重（５ｔ／ｍ2）での高さ１ｍ当たりの必要本数を表２に示す。例えば、７本撚りで直径が１５．２ｍｍのケーブルの必要本数は５２本／ｍである。以下、これに基づいてカーテン膜の厚みおよび総重量を試算する。
【００１７】
【表２】
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横ケーブル７ａが、カーテン膜７に作用する水圧を受ける役割を果たすのに対して、縦ケーブル７ｂは、横ケーブル７ａの連結と止水を目的とするものである。縦ケーブル７ｂとしては、化学繊維ケーブルを用いる。また、止水膜１０も同様である。本実施形態においては、エースラインＤ（東洋紡績株式会社製）を用いている。これは、超高分子ポリエチレンからなる繊維と他の繊維、樹脂を組み合わせたもので、ワイヤー並の高強度、低伸度であり、超軽量で水に浮き、曲げ疲労に強く、耐摩耗性、耐候性に優れ外層なしでも屋外仕様が可能であり、耐薬品性に優れ吸水性がないという特性を有している。表３に仕様を示す。
【００１８】
【表３】
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ここで、前記の直径が１５．２ｍｍの横ケーブル７ａに、縦ケーブル７ｂの織り込み幅は、
（１０００（ｍｍ）−１５．２（ｍｍ）×５２（本））／５２（本）
＝４．０（ｍｍ）
となり、縦ケーブル７ｂの直径は４ｍｍのものを用いる。従って、横ケーブル７ａに縦ケーブル７ｂを縫製すると、高さ１ｍ当たりの縦ケーブル７ｂの延長は、π×（１５．２＋４．０）÷２×５２＝１５６８（ｍｍ）、幅１ｍ当たりの本数は１０００（ｍｍ）÷４（ｍｍ）＝２５０（本）となる。
横ケーブル７ａの質量は、
５２（本）×２２６（ｇ／ｍ）＝１１．８（ｋｇ／ｍ）
縦ケーブル７ｂの質量は、
２５０（本）×１．５６８（ｍ）×９．７（ｇ／ｍ）＝３．８０（ｋｇ／ｍ）従って、カーテン膜７の１平方メートル当たりの総重量は、
１１．８＋３．８＝１５．６（ｋｇ／ｍ2）
となり、従来の鋼製の防潮水門と比較して、カーテン膜７の厚みは２０ｍｍ程度で且つ格段に超軽量化を図ることができる。
【００１９】
図５は、図１のカーテン膜７の他の例を示している。本例においては、縦ケーブル７ｂの代わりに、横ケーブル７ａを、ゴム、樹脂等の弾性材料からなる弾性部材７ｃで覆うように一体成形して止水を図っている。
【００２０】
図６および図７は、本発明の防潮システムの他の実施形態を示し、図６は支持部の模式的斜視図、図７は図６のカーテン膜の斜視図である。前記実施形態は主として高潮対策に適用するものであるが、本実施形態は、緊急時の津波対策にも適用するものである。
【００２１】
高潮対策は、台風等、時期が限定され、かつ、事前に予測が可能で時間的にも余裕があるため、カーテン膜７をアンカー５に巻き取って保管しておくことが可能であるが、津波の場合は、通年で且つ突発的に発生するので、特別の対策が必要となる。
【００２２】
そこで、本実施形態は、予め、カーテン膜７を河床に沈設しておく方式であり、そのために、アンカー５、６を支持部２、３に図示矢印に示すように起伏可能に設置している。また、エアバッグ９は予めカーテン膜７の上部に取付金具１３により固定されており、各エアバッグ９は、給気管１４および排気管１５により接続されている。
【００２３】
そして、高潮や津波等の非常時には、給気管１４から気体を供給してエアバッグ９を浮上させるとともに、アンカー５、６を起立させて図１に示す状態にし、また、平常時には、排気管１５からエアバッグ９内の気体を排出させるとともに、アンカー５、６を倒してカーテン膜７を河床に沈設する。
【００２４】
図８〜図１０は、本発明の防潮システムの他の実施形態を示し、図８は本実施形態の課題を説明するための模式的断面図、図９および図１０は作用を説明するための図であり、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は断面図である。本実施形態は主として港口に適用するものである。
【００２５】
図８に示すように、漁港や港湾の港口の防波堤１７にカーテン幕７を張架する場合、高波の周期により港内の水位と海側の水位が逆転する場合も想定される。この場合には、図９および図１０に示すように、カーテン幕７の放物線の形は、水位条件により港内側と海側に逆転することになるため、エアバッグ９をカーテン幕７の上部両側に装着する。
【００２６】
図１１は、本発明の防潮システムの他の実施形態を示す模式的斜視図である。前記の各実施形態は主として河川や港口に適用するものであるが、本実施形態は、海岸に適用するものである。
【００２７】
海底に一対のコンクリート製の支持部１６を構築し、一対の支持部１６間にカーテン膜７を設置する。このようなカーテン膜７を図（Ｃ）に示すように、複数並べて設置する。そして、平常時は、エアバッグ９内の気体を排出して、海底に沈設しておき、津波等の非常時には、図７の例と同様に、給気管１４から気体を供給してエアバッグ９を浮上させカーテン膜７を起立させる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、横ケーブルとして炭素繊維ケーブルを採用しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、将来の技術開発により出現するであろう、高強度、高弾性、軽量、高耐食性、非磁性、低線膨張係数の特性を備えたケーブルを採用してもよいことは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、炭素繊維ケーブルを用いた薄くて軽量なカーテン膜を張架するだけで水圧に抗することができるため、極めてシンプルな構成で高潮や津波による被害を確実に防ぐことができるとともに、部材コスト、施工コストおよびメンテナンスコストを低減させ、また、工事期間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防潮システムの１実施形態を示す模式的斜視図である。
【図２】図１の支持部の平面図である。
【図３】図１の縦断面図である。
【図４】図１のカーテン膜の１例を示す模式的断面図である。
【図５】図１のカーテン膜の他例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の防潮システムの他の実施形態を示す支持部の模式的斜視図である。
【図７】図６のカーテン膜の斜視図である。
【図８】本発明の防潮システムの他の実施形態を示し、課題を説明するための模式的断面図である。
【図９】本発明の防潮システムの他の実施形態を示す作用を説明するための図であり、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は断面図である。
【図１０】本発明の防潮システムの他の実施形態を示す作用を説明するための図であり、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は断面図である。
【図１１】本発明の防潮システムの他の実施形態を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
１…河川
２、３、１６…支持部
５、６…アンカー
７…カーテン膜
７ａ…横ケーブル
７ｂ…縦ケーブル
７ｃ…弾性部材
９…エアバッグ
１０…止水膜
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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