；再19弓・

国立防災科学投術センター研究報告

1978年一3月

614．8：627．517

連続土のう作製機の降雨巾における作業性能に関する研究（受託研究）

木下武雄＊

国立防災科学技術センター

Assessmentof

theManufacturimg

E価ectivemss

Machi皿eof

theEarthlBagu皿derHeavy

Rai皿fal1

By

Takeo

N〃ゴ・舳1ル∫・〃・んC6・

Kimsitaぴ∫…1）ゴ5ω〃1〕榊・・肋〃，∫αμ〃Abstmct

F1ood丘ghting works have been conducted by man s power under such hard
as heavy rainfal1and miry ground，for hundreds of years． It has been
anticipated by people1iving in Hood prone areas to mechanize who1e or a part ofconditions

the丑ood丘ghting
urgent1yworks

inorder

toto

make

earth

bags

required

mitigate

Hoodrapidlydamages．

whenabankFor

instance，itison

thebeing broken．Takuwa Co．Ltd．invented the earth bag manufactur1ng
shou1d work wel1under hard conditions mentioned above．
Theof

theNRCDP．

testing
machineThe

experiments
undermaterials

heavyforwere

carriedrainfa11by

the

test

out

using

were

for
the

sandy

assessment
large−sca1e

loam

andof

theofmachine．It

e冊ectivenessrainfal1simulator

chemicalis

brinktextileofbags．

some missing was observed during the period of1oo mm／h rainfall，while thee冊ectiveness was proved during the period of30mm／h rainfalL some工emarks on
improvement o｛the machine，for instance easy transportation of the machine and
good

1．

functions

ofinterface

betweenmanandmachine，arediscussed

inthereport．

まえカ、き

水防作業は古来降雨・泥淳（でいねい）など各種悪条件の下で，人力により行なわれて来た．

この作業を一部でもよいから機械化したいという願いは洪水の災害を受ける住民にとって長年にわたり切実なものであった．たとえば破堤寸前には早急に土のうを多量に作る機械が要望される．株式会杜拓和は，この目的のために連続土のう作製機を試作した．その降雨中における作業性能を確かめるために，国立防災科学技術センターは受託研究として受け入れ，大型降雨実験室においてテストを行った．土は砂質ロームを用い，袋は市販のナイロン製の袋を用いた．100mm／時というような降雨中では土の粘性によりミッシングが多くなるが，＊第3研究音盾

一43一

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

30mm／時ならば十分の効果があることがわかった．この他，実施にあたって，機械搬入の容易さ，人と機械との接点の機能強化などについての幾つかの改良すべき点が明らかになった．

2．

目

的

水防作業などに利用される連続土のう作製機の降雨中における土質材料の劣化，作業員の降雨中における作業能率の低下等を含め，総合的な作業性能の評価を行い，改良のための資料を得ることを目的とする．

3．委

託者

株式会杜拓

和代表取締役

奥

4．実

験

目ヨ政

仁

日

昭和52年9月9目
5．

背景

わが国には古来，水防工法が伝承され，防災に絶大な威力を発揮しているが，近年の人口の都市集中などの杜会的変化によって，その内容・手法に関して著しい変革を迫られている．

しかし，水防用の土のう作製を例にとっても，篠つく嵐と膝をも没する泥の中で行われる人力作業であるため，技術革新を導入して高能率化・省カ化しうることとは本質的に異なるものであり，多くの研究者・技術者の創意工夫にもかかわらず，著しい進歩をとげていない．

今回，株式会杜拓和より委託された連続土のう作製機は以上のような防災技術の遅滞を突破する一つの有力な試みであると判断されたので，国立防災科学技術センターでは，大型降雨実験装置の利用計画中において可能な範囲で，この問題にとりくむことに決定したものである．

6．対象機器（全景を写真1に，全体図を付図に示す．）
名称：連続土のう作製機

寸法：1，600φ×1，800Hmm
重量：約2，000kg
構成：（1）本体（2）

台車2，150×3，000×675Hmm（3）発電機600×1，380×760Hmm

一44一

連続土のう作製機の降雨中における作業性能に関する研究（受託研究）一木下（4）

コンベァー430×7，000×370

7．連続土のう作製機の動作
土質材料はコンベアーで本体のホ＝ソバーへ運ばれる、材料はホッバー下の2個の円筒へ交互にはいり，円筒からは材料が落下して，下で受けている土のうに収まる．円筒で計量されたわけで，一定量の材料があらかじめセットされた時間ごとに土のうに落下するので，連続的かつ迅速に土のうが作製される．土のうはシュートを経て運搬者に渡される．

人の筋カをあまり利用しないため，長時間にわたり，多数の土のうを作製できるところが特徴である．

8．実験条件
すでに述べたように降雨中における本機の性能テストであるから，降雨は大型降雨実験装置により30mm／時，50mm／時，100mm／時の3通りの強度を発生させた．

土のう作製速度を5秒1袋と10秒1袋の2通りにした．降雨強度3通り，作製速度2通りであるから計6通りとなるので，1通りの時間を5分とし，各通りの間に約5分の準備時間を入れた．

降雨強度に応じて第1回，第2回，第3回と呼び，土のう作製速度に応じA……10秒1袋，B……5秒1袋と呼ぶ．
使用した土質材料は構内で採取されたローム土である．砂・マサを使うのも一案だが，水写真1連続土のう作製機の作業性能実験全景
Photo．1Whole

viewoftheearth

一45一

bag

manufacturi㎎machine、

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

表1簡易雨量計による降雨強度①貯水量③＝一一雨・・・…1420cm3

第1回
第2回
第3回

①②

②受水口面積④時

量間60分 降雨強度③×④12．7mm

14分30秒53mm／時

360

〃

10．2

5分

122243〃

7．4

17分30秒25

表2含水比測定
回

作製速度

採土時（開始より）

第1回

AA

2分30秒
5分

B
B

2分30秒

第3回

89，45分

AAAA

第2回

3試料の含水比88．5％（152．7）

B
B

90．2％
93，0

平均含水比54．3％
85．6

94，3

90．8

77．7％

89．3
9！．5

97，8

95，5

94．9

96．1

2分30秒

ユ24．8

120．2

124．0

123．0

4分30秒

118．4

124．8

ユ15．3

1！9．5

2分30秒

106，5

94，4

73．5

9！．5

5分

102，7

98．1

（26．0）

100．4

2分30秒

96，8

96．9

102．5

98．7

5分

100．2

110．3

103．6

104．7

（）は疑義あって除く、

参考

各種条件下のローム土の含水比

降雨前

74．9％

第1回後，円筒内壁に付着したローム土

102．3

第3回後，
〃109．2

特に水分が多いと目視される土113．1

表3土のう重量（採土時に合わせて）

第1回

A−2分30秒

22．8kg

−5分

20．5

第1回

B−2分30秒

14．4

第2回
第3回

−5分
A−2分30秒
A−2分30秒−5分

17．5
4．713，621．7

分に支配されやすい上記材料を用いた．以下材料をローム土と呼ぶ．

直接の作業をする者はコンベアーに2名，土のう引き出し口に2名である．実験としては，さらに測定者が2名ついた．

g．測定項目
降雨強度：簡易雨量計による．結果は表1に示す．設定降雨強度に対して若干の差があるが，簡易計測なのでやむをえない．

一46一

連続土のう作製機の降雨中における作業性能に関する研究（受託研究）一木下

ホッバー内ローム土の含水比：各通りの実験開始後2分30秒後，5分後（終了時）に採土して，乾燥重量を求め，計算した．結果は表2に示すが著しい相違を示すデータは問題があるので除いた．

土のう重量：すべての土のうについて調べられないので，含水比測定用に採土した時の土のうをとり出して，その重量を測った．結果は表3に示す．
ミッシングの原因はホッバー内のローム土の粘性による落下不能と，降雨中の作業であるための作業性能低下によるものとがあり，当初は後者を対象としたが，実際には途中から前者が多発したために，特にミッシング回数を測らなかった．
10．

実験の経過

第1回は50mm／時の雨の中で，土のうを作製した．ローム土の含水比は70〜80％で，機械は所定の数，及び重量の土のうを作製した．作業者は不慣れであっても，ほとんど問題がなかった．

第2回は降雨強度を100mm／時にしたが，それに加えて，一度使用した土が混入したた
めに，含水比は120％に急増し，土の粘性が増し，ホッバーから円筒ヘローム土を落としてやらねばならなくなり，作業が乱れた．また雨がたまってホッバーの一部に流れ込みローム土が流動化してしまうということもあった．

第3回は30mm／時の雨であったため，ローム土の含水比は100％程度であったが，第2回でホッバー下の円筒にローム土が付着したせいか，所定量の土が土のうへ落下しない場合があった．

11．

とりまとめ

連続土のう作製機は極端な強い降雨中では性能が低下する．しかし，100mm／時とういよ

うな強度の降雨は長つづきしないので，このような場合には，別の方法によって土のうを作製することにしておけばよい．30mm／時程度なら，ホッバーへ入れるまでに土質材料を雨中に長時間放置するということのないように注意すれば十分利用できるであろう．では使用隈

界の降雨強度は何mm／時かという質問に関しては材料の性質等によっても著しく変ると答えざるをえない．砂質の多い土を使えば，使用限界は向上するであろう．ただし本実験はそのような細かい点を明らかにLようとしたものではなく，大局的な傾向の理解と総合的な評価を意図したものである．その意味では50mm／時でも適切な条件下で使用可能と言えよう．
土質材料の性質を支配する含水比は，かかった雨量（降雨強度の時間積分）に関連しているし，作業員の作業能率は降雨強度に関連しているので，今後実験をするときにはこの2項の組合わせに留意すべきであろう．

本実験の目的外ではあるが，一般土木工事用の土のう作製・漁網用の重りの土のうの作製一47r

国立防災科学技術センター研究報告第19号

1978年3月

在どに有効であることは論をまたない．

12．改

良点

このような機械の今後の改良点として，本実験で明らかになった項目を記すと次の通りである．

（1）搬入方法（写真2参照）
水防の現場では雨などにより地面が泥となって柔かいため，車の接地圧を小さくするように

写真2実験開始直前
Photo．2

せねばならない．現在は牽引式

beforePreparation
theof

theexperiment

immediately

start．

であるが小型トラックに着装するのも一案であろう．ソリ式・キャタピラ式も可能性としては考えられる．しかし全体としてこれ以上大型化・強馬力化しない方が得策であろう．

（2）設置方向
大型降雨実験装置内は広いので，設置の方向の自由度は大きいが，実際は堤防の小段などに設置され，材料搬入・土のう搬出の方向に自由度が全くない場
合もありうるので，コンベアー

写真3土のう引出し工程
Plloto・3

Processof

taking

out

bags

from

themachine．の取付，土のう引き出し口にもう少し融通がつくようにしておくとよい．

（3）電源
白家発電のエンジンを持つことはいいが，本体を軽くする意味で，分離運搬も可能なようにしておくとよい．

（4）

ホッパー

本実験では，材料土質の雨水による劣化が著しく，土が落下しにくくなった．ホッバーの形状の改良，プラスチヅク屋根など，何等かの改善が必要である．

一48一

連続土のう作製機の降雨中における作菜性能に関する研究（受託研究）一木下

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一149●

国立防災科学技術センター研究報告第19号

ユ978年3月

円筒（落下する土を袋に導く）と共に，ホッパーに振動を加えて，土などの材料の付着を防ぐのも一案であろう．

（5）袋を掛ける部分最も白動化しにくい部分である．雨・風の環境下で作動させるためには人手による方法がよいが，長時間の作業（たとえぱ昭和51年9月長良川右岸欠潰（けっかい）の折には150万袋を3昼夜で作製した）であることを考えると，もっと筋肉労働を減らすようにすべきである．タイマーにより制御すると，慣れないうちには袋で受けそこなって土を落したり，慣れてくると，手もちぶさたになったりするので，足ぶみスイッチで土の落下を制御した方がよ
い、また，袋で受けそこなった土を処理できるように配慮したい．

（6）

土のう引き出し口

引き出し口は一方向だけなのはよくないことはすでに述べた．引き出し口から地面までは約50cmの落差があるから，土のうをなるべく遠くへ送り，次段の作業員への受け渡しを容易にすべきである．（写真3参照）（7）作業員
作業員は雨具を着用していても雨と汗とで，ずぶぬれになる．足もとはぬかるみであるた
め，機械の固定方法は安全性から重要であるし，機械の縁から落ちる雨だれが顔に当らないようにするといった細かい配慮も必要である．

13．付

記

本受託研究は国立防災科学技術センター側としては木下のほか第3研究部降雨実験室森脇寛，佐藤照子，施設課高田孝二，青木秀夫が担当した．

（1977年12月3目原稿受理）

一一50一