別紙―２
平成25年度北海道の国道における道路法面の除排雪実態と除排雪工法の基礎検討―平成22～23年度の実態調査―(独)土木研究所

寒地土木研究所

寒地機械技術チーム○中村 隆一住田 則行

積雪寒冷地の冬期道路においては、雪崩災害を未然に防止するため、法面の雪庇や雪崩予防柵などの除排雪が行われているが、人力作業に頼るところが大きく、効率的な除排雪工法が望まれている。
このことから、平成22～23年度の北海道の国道における道路法面の除排雪実態を調査したので、その結果と当研究所で検討している人力作業を省力化する除排雪工法について紹介する。
キーワード：道路法面、除排雪、実態調査、工法検討

1. はじめに
積雪寒冷地の冬期道路においては、雪崩災害を未然に防止するため、法面の雪庇や雪崩予防柵などの除排雪が行われているが、地形条件、法面対策施設の状況、積雪状況及び積雪形状などの現場条件や調達できる機械や人員により、統一的な方法はなく、除排雪作業は個々の現場実態に合わせて実施されている。
その除排雪作業の実態を把握するため、平成22～23年度に実施された北海道の国道における道路法面の除排雪実態を調査したので、その結果と当研究所で検討している人力作業を省力化する除排雪工法について紹介する。

2. 道路法面除排雪の実態調査

的には例年並みの積雪であった。このことから、今回調査した除排雪実態は例年の作業と推測される。
表-1 アメダス最深積雪と10年確立最大積雪深(単位：cm)
アメダス
気象庁地方 観測地
石狩地方
空知地方
渡島地方
檜山地方
後志地方

札幌
岩見沢
函館
江差
小樽
倶知安
寿都
上川地方 旭川
胆振地方 室蘭苫小牧
日高地方 浦河
釧路地方 釧路
根室地方 根室十勝地方 帯広広尾
網走・北見・ 網走
紋別地方 紋別雄武
留萌地方 留萌羽幌
宗谷地方 稚内北見枝幸

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
142111321814317610311231381070509212874]889011911075
112

87 83 87 95 123 111 78 106 76 79
152 113 129 131 135 165 97 113 64 98
47 29 42 41 63 60 21] 41 35 47
27 21 25 25 31 37
8 27 14 2197 66 112 99 153 172 92 126 87 102
190 127 186 151 239 216 155 206 165 183
77 62 54 71 88 99 28] 75 53 103
112 79 96 117 95 92 56 82 73 67
27 14 27 12 54 29 16 27 28 32
27 22 29 28 42 48 13 32 33 28
9 18 13 13 26 27 17 12 22 23
28 20 39 32 38 33 30 12 32 48
19 17 30 45 26 40 20 36 23 4294 75 87 111 82 51 41 51 79 72
89 93 113 135 117 60 62 66 94 119
35 29 39 143 106 77 72 112 61 59
53 69 53 121 82 48 67 60 64 66
115 53 60 103 99 58 76 53 86 63]
86 79 67 119 100 96 40 57 79 82
140 93 98] 109 113 122 63 91 101 99
68 54 66 89 93 72 49 69 109 98
137 108 121 159 112 78 84 82 119 100

過去10年（2000-2009）2010値と 10年確率
最小 平均 最大 過去10年の比 最大積雪深76
64
29866
127
53
56
12139
121741
60
2948
53
40
63
49
78

99
121
43
23115
181
76
91
27
31
1733
3176
96
75
71
79
84
105
74
111

142
165
63
37
172
239
103
117
54
48
2770
50
111
135
143
121115
119
140
109
159

0.8
0.8
1.1
0.90.91.01.40.71.20.91.4
1.41.40.9
1.2
0.80.91.00.91.30.9北海道の国道における道路法面の除排雪実態として、平成22年度は、作業が実施された全ての法面の除排雪実態を調査し、その補完として、平成23年度は、工区毎の代表的な除排雪方法を抽出し、施工方法、作業員の現状等について調査した。
(1) 平成22年度(2010年度)の気象状況
気象庁のアメダス1)から北海道の主要観測地22箇所を抽出し、除排雪実態を調査した平成22年度と過去10年間の最深積雪を比較した。アメダスの最深積雪と10年確立最大積雪深2)の数値を表-1に、平成22年度の最深積雪と過去10年間の最深積雪範囲を図-1に示す。その結果、平成22年度の最深積雪は、地域により違いはあるものの全道
Ryuichi Nakamura, Noriyuki Sumita

図-1 アメダス最深積雪の平成22年度と過去10年間の比較1281556284163242129120475236666510114788100108156128137161

(2) 平成22年度における北海道350箇所の除排雪実態
積雪法面において、表層雪崩は、気温が低く降雪が続国土交通省北海道開発局が管理する道路法面について、 く 1～2 月の厳寒期に多く、全層雪崩は、春先の融雪期
平成22年度における雪崩対策施設の設置状況及び除排雪など気温が上昇した時に多く発生する傾向がある。除排作業の実態を整理した。結果を図-2～3に示す。
雪実態でも表層雪崩が発生しやすい 2 月と全層雪崩が発
雪崩対策施設数は連続設置している箇所を1件とし、生しやすい 3 月に除排雪の時期が集中していた。また、除排雪箇所数は除排雪を実施した連続区間を1件とした。 一般的に法面の勾配が 30 度以上になると雪崩が発生し雪崩対策施設は、苫小牧及び室蘭道路事務所を除き、やすくなり、勾配が 35 度から 45 度が最も危険で、笹や全道的に設置されている。雪崩予防柵が設置されている
草に覆われた斜面は裸地より危険とされている。除排雪箇所は最小で316件あり、具体的な施設名が不明な施設実態でも勾配 40 度、45 度が大部分を占めていた。
を含めると雪崩対策施設は最大で1,012件ある。
除排雪の実施判断を図-4に示す。その主なものは、気除排雪が行われた箇所は全道で350箇所あるが、地域温上昇によるクラックが発生した場合、吹雪等による雪により箇所数に差が見られ、この差は積雪量に依存して庇や巻きだれが発生した場合、積雪量が超過した場合ないると推測される。また、図-3のその他の対策46件は、どであったが、図-5に示す除排雪前の法面積雪状況から、実際には緊急を要するクラックが発生する前の法面の積
図-2で防護柵等及び不明に分類された施設における除排雪実態であり、雪崩対策施設数より除排雪箇所数が多い
雪が非安定勾配になる不安定法面、巻きだれ及び雪庇が事務所が散見されるのは、無対策の法面に突発的に出来発生した段階で除排雪が実施されていることがわかる。
た雪庇や不安定積雪の除排雪が含まれるためと推察されその除排雪範囲は、図-6に示すとおり、大きく分けて2つあり、巻きだれ、雪庇など積雪斜面からせり出したる。
箇所のみ除排雪する場合と雪崩予防柵のポケット部を除排雪し、今後の降雪に備える場合があり、現場状況に応じて実施されている。
1シーズンの除排雪回数を図-7に示す。1回が約8割を占め、全体平均では1.3回であった。また、法面1箇所当たりの除排雪量は、図-8に示すとおり、全体平均で1,610m3であった。ともに対策施設の有無による相違は見られない。
しかし、図-9～11に示すように、除排雪1回当たりの作業日数、1シーズン延べ作業人員及び1箇所当たりの除排雪費は、雪崩予防柵が設置されている箇所は3.25日、50人、179万円に対して、雪崩予防柵以外の箇所では平均1.96日、26.5人、64万円で、雪崩予防柵の箇所は、日数、
図-2 雪崩対策施設の設置状況
人員及び費用とも多くなっている実態が明らかになった。
除排雪の作業区分を図-12に示す。人力施工及び人力＋機械施工が主であり、人力に係る作業が多くなっている。

図-3 除排雪実態

Ryuichi Nakamura, Noriyuki Sumita

図-4 除排雪の実施判断

図-5 除排雪前の法面積雪状況

図-9 除排雪1回当たりの作業日数

図-6 除排雪の範囲

図-10 1シーズン延べ作業人員

図-7 1シーズンの除排雪回数

図-11 1箇所当たりの除排雪費

図-8 1箇所当たりの除排雪量

図-12 除排雪の作業区分

Ryuichi Nakamura, Noriyuki Sumita

(3) 平成23年度における北海道99箇所の除排雪事例
国土交通省北海道開発局が管理する道路法面について、平成23年度における除排雪作業の事例を整理した。調査は、1工区当たりの代表的な除排雪方法を対象としたが、類似の方法であっても現場条件が異なる場合は対象とした。本稿では、予防保全（定期）除排雪のみ整理し、事後保全（緊急）除排雪は対象外とした。
法面の管理は、パトロールによって状態監視され、その多くは道路巡回業務の一環として実施し、除排雪の実施判断及び範囲は、図-4及び図-6と同様の傾向であった。
図-13に除排雪の実施理由を示すが、中には図-14に示す
過去の災害の経験が現在の除排雪判断に継承されいる箇所もある。
除排雪作業は、全ての事例において道路管理者へ報告後、指示があった場合に実施され、除排雪方法は、図15のとおり、現場により異なるものの機械の作業範囲内
図-15 除排雪方法
は機械施工、作業範囲外は人力施工によるものが多く、除排雪後に防護壁の目的で路肩に雪堤を成形している箇所が約3割あった。
これら除排雪作業を担う作業員確保の現状を図-16に
除排雪は限られた期間内での作業が求められるため、示す。現在は特に問題ないという回答もあるが、高齢化
担当工区の管理延長と積雪量を考慮し、箇所により、除が進んでいる、若手の確保が困難という回答が多い。ま排雪量を調整したり、除排雪を経過観察としている事例
た、図-17に人力施工と機械施工の比率及び作業員の年もあった。また、道路除雪の堆雪場所を確保する目的で齢構成を示す。人力施工の比率が高く、作業員は、40～50代が大部分を占め、20代が少ない。若手作業員の確保
道路法面の除排雪をしている事例もあった。
が困難であることから、今後、作業員の高齢化に伴い、人力作業の負担が大きくなることが予想される。
若手技術者への技術継承方法を図-18に示すが、現場を共有する方法が多くとられていた。

図-13 除排雪実施理由

図-16 作業員確保の現状

人力施工と機械施工の比率

作業員の年齢構成比率
人力施工
機械施工

※有効回答のみ

図-14 除排雪箇所の過去の災害発生状況

Ryuichi Nakamura, Noriyuki Sumita

図-17 人力施工と機械施工の比率及び作業員の年齢構成

⑦⑧⑨⑩

図-18 若手技術者への技術継承方法(4) 除排雪作業の事例
除排雪事例と創意工夫の一部を紹介する。
人力施工は、落下防止用の命綱を取り付け作業している(①)。急勾配の法面や高所での作業では、高所作業車を用いる方法(②)やブルーシートで雪を滑り落とす方法(③)があり、機械施工では、足場を作りながら法面に上がる方法(④)やワイヤーで雪切りする方法(⑤)があった。
雪崩予防柵にはスタッフや管理番号を付けて状態監視する方法(⑥)、梁材部や柵間にエキスパンドメタルやネットで雪のすり抜けを防止する方法(⑦,⑧)、雪崩予防柵の先端に鋼板を取り付け、巻きだれの成長を軽減する方法(⑦)などがあった。
また、路肩が狭いところでは、法尻に合板を設置し道路への雪流出を防止している方法(⑨)もあるが、多くは路肩に雪堤を成形していた(⑩)。

①②③④

写真-1 雪庇除排雪の作業状況

3. 除排雪工法の基礎検討
実態調査から、雪庇や雪崩予防柵に係る除排雪作業の費用、期間、人員の負担が大きいことから、これらの負担を軽減すべく、省人力化による効率的な除排雪工法の検討を行った。
(1) 雪庇に対する除排雪工法の検討3)
道路法面に形成される大規模な雪庇の除排雪には、岩盤やコンクリート構造物の解体処理を目的とする爆薬や非火薬組成の破砕剤が活用されている事例があるが、発破効果や残渣は明らかになっていない。
本検討では、環境に配慮が必要な場所での適応を目的に、法による規制が少なく、火薬類に関する許可が不要な非火薬組成の破砕剤3種類について、自然積雪の雪中に配置し、発破時の破砕伝播圧の測定と破砕生成残渣の分析を行った。
a) 非火薬破砕剤
本実験で用いた非火薬組成の破砕剤は、酸化銅とアルミニウムを主成分とするテルミット反応を利用した薬剤で、低振動・低騒音の破砕を行えることが特徴である。
以下に非火薬破砕剤の化学反応式の例を示す。
(酸化銅)(ｱﾙﾐﾆｳﾑ)(銅)(酸化ｱﾙﾐﾆｳﾑ)

3CuO2 ＋ 4Aℓ ＋ 膨張剤 → 3Cu ＋ 2Aℓ 2 O3 ＋ 反応熱⑤Ryuichi Nakamura, Noriyuki Sumita⑥b) 非火薬破砕剤の効果と展望
非火薬破砕剤を雪中で発破した結果、雪に対する破砕効果が確認できたが、破砕生成残渣も確認された。現場適応に際しては、現場条件、積雪状況及び破砕生成残渣を考慮し、施工計画を立案する必要があるものの雪に対する破砕の適応性が確認できた。

非火薬破砕剤は、法による規制が少なく、取り扱いが容易で、緊急的な除排雪にも対応できるため、人力作業の省力化に貢献できる効率的な工法として期待される。

写真-2 非火薬破砕剤の発破状況（4本同時発破）

破砕剤 Ａ破砕剤 Ｂ

破砕剤 Ｃ

写真-3 非火薬破砕剤による破砕断面(2) 雪崩予防柵に対する除排雪工法の検討
道路法面の除排雪を実施する上で、今後の降雪に備えることを目的に、雪崩予防柵のポケット部を除排雪している事例があるが、その除排雪は、限られた期間内での作業が求められるため、現場に応じて除排雪量を調整したり、除排雪を経過観察としている実態がある。
本検討では、省人力化を目的に、特に人力施工の負担が大きい雪崩予防柵ポケット部の除排雪作業に着目し、可倒式雪崩予防柵の検討を行った。雪崩予防柵を法面上で下方に倒伏することにより、機械施工の作業範囲拡大
及び雪庇や巻きだれと同様に人力による上方からの切り落としが可能になり、作業効率の向上が図れると考えられる。
a) 可倒式雪崩予防柵
考案した可倒式雪崩予防柵を図-19に示す。標準の雪崩予防柵をベースに一部の部品を交換して改造できることが特徴である。

① 除排雪実態に合わせ、可倒式雪崩予防柵の設置は最下段のみとし、雪崩予防柵の倒伏作業はクレーン仕様のバックホウ等で表層雪崩を考慮して1基ずつ除々に倒す。
② 通常の除排雪作業と同様、交通規制内で実施する。
③ 現場によっては雪崩予防柵の柵高を超える積雪があり、積雪断面に弱層がある場合がある。安全対策として、通常の法面管理と同様に積雪量や雪質などを確認しながら、弱層が発見された場合は弱層より上部を事前に取り除く必要がある。
④ 除排雪作業は、雪の支えを壊さないよう上から行うのが原則で、雪崩予防柵を倒伏するために下段を機械施工する際に、雪崩予防柵から法尻の積雪断面の点検をすることが望ましい。
⑤ 積雪深により雪崩予防柵に掛かる荷重は異なるため、必要に応じて、バックホウ等の機械による支えの他、レーバーブロック等による補助を設置する。
雪崩予防柵のサポート部には法面積雪のグライドを抑止する効果があり、雪崩予防柵を完全に倒せれば機械施工の作業範囲が拡大する可能性がある。また、完全に倒せない場合でも、人力作業の軽減に繋がると考えられる。
可倒式雪崩予防柵は、人力作業の負担軽減が図られ、省力化に貢献できる効率的な工法として期待される。

4. まとめ北海道の国道における道路法面の除排雪は、パトロールによって状態監視され、過去の災害経験などから不安定法面、巻きだれ及び雪庇が発生した段階で、個々の現場実態に合わせて除排雪が実施されているが、人力作業の負担が大きく、作業日数、人員及び費用とも多くなっている実態であった。
道路法面の人力作業を省力化する除排雪工法として、雪庇対策の非火薬組成破砕剤と雪崩予防柵対策の可倒式雪崩予防柵について検討した。ともに近年中に現場試行を予定しており、試行を通して、人力作業の省人力化に貢献できる効率的な除排雪工法として確立を目指したい。

謝辞：北海道の国道における道路法面の除排雪実態を調査するにあたり、資料を提供して頂いた国土交通省北海道開発局の担当者様に、ここに記して謝意を表します。
図-19 可倒式雪崩予防柵

参考文献b) 可倒式雪崩予防柵の効果と展望仮設斜面の積雪条件下で、雪崩予防柵の可倒用部品が動作することと作業性を確認した結果、この可倒式雪崩予防柵の設置及び倒伏作業に当たっては、次の点に留意する必要があると考えられる。
Ryuichi Nakamura, Noriyuki Sumita

1)国土交通省気象庁気象統計情報
http://www.jma.go.jp/jma/menu/report.html
2)北海道開発局：設計積雪深に関する技術資料,平成 13 年 3 月
3)中村隆一,住田則行,山﨑貴志,三浦豪,2013：破砕剤を雪庇発破に活用するための基礎実験,第 29 回寒地技術シンポジウム
論文集,1-3p.