スリット

平成１５年度

スリットダムのスリット材を鋼管から汎用性の高い鋼材へ転換する研究

平成１６年３月
岐阜社会基盤研究所（社）岐阜県特殊工事技術協会

ダム技術委員会

1スリット〈目

第１章 はじめに１．１ 研究目的
１．２ 研究組織
１．３ 研究フロー１．４ 成果概要

次〉

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第２章 スリットダムの現状分析 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
２．１ スリットダムの設計基準・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
２．２ スリットダムの製品調査・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
２．３ 施工実績調査・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
２．４ コスト分析
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２．５ スリットダムの維持管理調査・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
２．６ 発注者の意向調査
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
２．７ 鋼材の調査
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
第３章 スリットダムの試験モデルと安定計算・・・・・・・・・・・・・・・・
３．１ 試験モデル
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
３．２ 安定計算
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
３．３ コストの比較
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
３．４ 構造改良の検討・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

第４章

添付資料
添付資料
添付資料

まとめ

１２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

安定計算書
基盤研発表原稿
現地検討資料

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スリット
第１章

はじめに

１．１

研究目的

社会基盤整備において建設コストの縮減及び地元企業の雇用促進が望まれています。
砂防ダムの鋼管スリットは機能を維持し製作コストを下げる為に、汎用性の高いＨ形鋼等へ転換し地元企業でも製作、施工が可能な構造と材質を研究する。

１．２

研究組織

岐阜社会基盤研究所
研究メンバー （社）岐阜県特殊工事技術協会
岐阜大学工学部社会基盤工学科（財）岐阜県建設研究センター

ダム技術委員会
奈良教授、村上講師

１．３ 研究フロー別図（フロー図）

１．４ 成果概要○

新しいスリットダムの提案
・ 鋼製スリットを取り替えできる構造とする
・ 流木補足を主眼とした構造とする○ 試験施工・ Ａ型スリットダムを試験施工により安全性、耐久性を確認
・ 試験施工により岐阜県オリジナルな透過型スリットダムの開発が可能
今回提案した鋼製Ａ型スリットの安全性、耐久性は試験施工によって確認し改良を加えることで岐阜県オリジナルとなる透過型スリットダムの開発が可能になると考えられる。平成１６年度は詳細設計や衝撃試験等を行い試験施工が出来る体制を確立し実践をする。

3

スリット
スリット型砂防ダムのスリット材を鋼管から汎用性の高い鋼材への転換研究
取り組みフロー大学

建設研究ｾﾝﾀｰ

特殊工事技術協会

事前調整・研究の趣旨、現状の課題整理
・研究ポイント、研究アプローチの調整

ほか

H 鋼などの鋼材利用を検討するため・使用基準や制度の調査 ・H 鋼構造物の強度試験
・岐阜県独自の基準づくりの検討などを実施。 （H15〜16）
6/10
大学・協会との調整
・普通鋼材等を使用した透過型ダムの構造案の作成
・透過型ダム鋼製部分の形式認定の基準調査
・透過型ダムの設計基準の調査等諸条件の調査を進め、次回 8/27 に再度検討会

研究方法の検討

・強度試験
・構造計算
・技術的アドバイス

企画（案）の作成
・スケジュール・構造体の提案ｲﾒｰｼﾞ・調査内容
・試験内容など

・方針、時期、内容、手法、等
・研究の見込み、妥当性の検討

使用基準、制度等の調査、分析
・国交省の基準、ダムセンター認定基準
・H 鋼スリット使用実態
・メーカー別利用実績
・タイプ別の経済比較
等強度試験の分析、検討会の実施、中間成果取りまとめ
16 年度の研究方針、内容の調整

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スリット第２章

スリットダムの現状分析

２．１

スリットダムの設計基準

スリットダムの設計基準を調査し、以下のものがあることを確認した。
［土石流型］［流木補足型］○ 土石流対策技術指針（案）／建設省砂防部砂防課／平成 12 年度版○ 鋼製砂防構造物設計便覧／砂防・地すべり技術センター／平成１３年度版○ 建設省河川砂防技術基準（案）同解説／建設省河川局（社）日本河川協会○ 透過型砂防えん堤技術指針（案）／建設省砂防部砂防課／○ 透過型砂防えん堤の計画・設計の留意点について／国土交通省砂防部／平成１５年○ 流木対策指針（案）／建設省砂防部砂防課／平成１２年度版［形式認定］（財）砂防・地すべり技術センターによる認定

２．２

スリットダムの製品調査

鋼材メーカへ製品調査を実施し、以下の既存製品があることがわかった。
岐阜県で主に使用されているタイプは以下の２タイプである。
Ｂ型スリット

格子型スリット5スリット6スリット7スリット２．３

施工実績調査透過型ダムの施工実績を岐阜県の砂防課及び治山担当課の協力を得て実施した。

透過型ダムの施工実績総括表
Ｓ５７Ｓ５９Ｈ６Ｈ８Ｈ９Ｈ１０Ｈ１１Ｈ１２Ｈ１３Ｈ１４

合計

年平均

総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製 総数 鋼製

件数
砂防重量

111110415124195250121053 105ｔ

工事費(百万)

件数
治山重量

1ｔ

1件数ｔ

工事費(百万)1328.172

工事費(百万)年度計 重量124.67231171.2101 1 06

206.5666

93.0

218.4

479.6

5744.7000073533215.7

0695.72649

0397315.6

86 1110111111528435295856

181512000000024.6

0

28.1

071.2

0218.40930

44 . 70215.70695.700000072072

0206.50

1 1 060479.60315.6

0 397

02649

058.6

4.7
99.4

378

10 140 119

・過去１０年程の岐阜県での施工実績は１４０件ありその内透過型スリットダムの実績は１１９件であった透過型ダムのタイプ別シェア分析（砂防事業分）
種別

シェア（％）

Ａ型スリット４Ｂ型スリット

６７

備考

Ｃ型スリットＤ型スリット３デルタ型スリット

１Ｈ型スリット
Ｉ型スリット
Ｌ型スリット
Ｎ型スリット
格子型スリット

２５

合１００

計

・Ｂ型スリットのシェアが６７％と一番多く、次に格子型スリットが２５％であった

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スリット
２．４

コスト分析

岐阜県の主要なスリットダムタイプの設計書を岐阜県から借用してコスト分析を実施した。

透過型ダムのコスト分析（例）
単位：千円
種別

Ｂ型スリット

格子型スリット２．５

直接工事費 組立鋼材費

鋼材費

備(％)
考

14,51813,493(37.7)(35.1)

27,2029,840

鋼材重量：80.5ｔ(84.8)(30.6)

塗装費１式

38,480

鋼材重量：24.9ｔ

32,080678千万

スリットダムの維持管理調査

岐阜県の協力を得て、既設スリットダムの実態調査（維持管理状況）を実施した。
破損、磨耗、腐食、堆砂状況の現地調査現地検討概要
日時： 平成１５年９月１７日（水） 8:30〜17:30
場
所： 洞戸村、山形市（美山町）、根尾村地内
参加者 ： 岐阜大学 工学部： 奈良教授
美濃建設事務所砂防課： 内藤係長、石井技術主査
岐阜県 森林保全室： 藤下技術主査
岐阜地域農山村整備事務所： 間宮課長、吉島係長、
特殊工事技術協会 ：高橋ほか２名
建設研究センター ：伊藤
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スリット【現地検討の目的】
１、スリットダムのタイプ別の設置状況の共通認識（岐阜大学、特殊工事技術協会、建設研究センター）を得る。
２、鋼材の摩耗・腐食実態を確認することにより、今後の設計基準・維持管理基準に反映させる。
【現地検討箇所】① 格子型スリットダム↓規模 高さ
② Ｂ型スリットダム↓規模 高さ③ バットレスダム↓規模 高さ④ Ｂ型スリットダム↓規模 高さ⑤ バットレスダム↓規模 高さ⑥ 鋼製枠ダム
規模 高さ（洞戸村奥洞戸地内）H11 施工 砂防８．５ｍ（洞戸村菅谷地内） H13 施工 砂防
６．０ｍ（山県市美山地内） S54 施工 治山
４．０ｍ（山形市美山地内） H14 施工 治山
４．０ｍ（根尾村上大須地内）H7 施工 治山
４．０ｍ（根尾村上大須地内）H7 施工 治山
４．０ｍ【調査結果】（設計・計画関連）
・設計の耐用年数は、５０年程度・鋼管は、さび代・摩耗代を設計で計上しているので、塗装の必要がないはず。塗装しているのは、景観対策と水質保全のためで、無塗装の鋼材は県内にはない。
・排砂にかかる費用はどのくらいか。排砂規模・仮設道路の状況により異なるが、H11の現場では２００〜３００万円程度であった。１０年に１度排砂するとすると、管理費は耐用年数期間に発生する管理費は１０００万円程度となる。塗装の塗り替えはしない。
・砂防ダムの計画は、最下流（保全対象近辺）はクローズ型である。平成１３年から最下流型のスリットダムもできてきた。
・現状の維持管理で県として特に困っていることはない。
・施工上も困っていることは特にない。
（維持管理関係）・堆砂したものの排砂基準は定められていない。
・監視員によりダムの定期的な維持管理調査（月に３回程度）が行われている。ただし点検箇所数が多いので充分な点検はできていない。
・H11 施工の格子型スリットダム（砂防）は、H11 年災害の時に天端まで堆砂した。
そのときに土石と流木を取り除いた。
（H11 災害パンフレットに掲載）平成１１年度以降で、スリットダムで排砂をしたのはこの現場だけ。
（摩耗・腐食関係）
・H11 スリットダムの鋼管は、H11 災害時の傷により最下流の柱材、最下段の指示材の10

スリット塗装（上塗り下地材とも）がはがれ腐食が始まっている。
・土石があまり流れてきていないところでも、スリット柱材の流水部分は１年目で塗装（上塗り）がはがれている。
・流木が多いところでは、土石流の衝撃タイプが変わるのでは。
・常に流水に使っているところでは、ほとんどさびは発生していない。
・施工後２５年程度経過しているバットレスダムの H 鋼材は安定さびができていて特に外観上問題のあるところはない。
・バットレスダムの表面にコケやその他植生が発生している。こちらも水が当たっていないところでは比較的腐食が進んでいる。
・平成１５年１月に竣工したＢ型スリットでも流水部分では塗装がはがれている。

２．６

発注者の意向調査

岐阜県の協力を得て、スリットダムに対する設計・維持管理に対する課題調査を実施した。
設計・計画関連・ 設計の耐用年数は、５０年
・ 鋼管はさび代、磨耗代を設計で計上しているので、塗装の必要はないが景観対策、水質保全により塗装を行う
・ スリット間隔は最大礫径の 1．0 倍と１．５倍の２通りが採用されている維持管理関係・ 堆砂したものの排砂基準は定められていない
・ 洞戸村の格子型スリットダムはＨ１１年災害でダム天端まで堆砂したため土石と流木を取り除いた。費用は２００万円程であった
磨耗・腐食関係・ スリット鋼管の柱材の最下段は塗装がはがれ腐食が始まっている
・ 常に流水に浸かっているところでは、ほとんどサビは発生していない
・ 施工後２５年経過したバットレスダムのＨ形鋼のサビは特に問題のあるところはない。

２．７

鋼材の調査

県内で入手可能な一般鋼材の調査を実施し、以下のような結果を得た。
一般構造用圧延鋼材 （ＳＳ４００）
Ｈ形鋼
一般構造用角形鋼管 （ＳＴＫＲ４００）コラム
冷間成形角形鋼管（ＢＣＲ２９５） コラム
溶接構造用圧延鋼材 （ＳＭ４００）
熱間圧延ステンレス鋼板 （ＳＵＳ）

３５０・４００
３００・３５０
４００・４５０

11スリット

第３章
３．１

スリットダムの試験モデルと安定計算

試験モデル

試験モデルとして、スリット形状のイメージモデルを５提案検討した。

イメージとしてＡタイプを試験モデルとして採用し安定計算をする

３．２

安定計算

岐阜大学工学部奈良教授の指導を得て、以下の過程でスリットダムの安定計算を実施した。
鋼製スリットの設計フロー
設計条件
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スリット
ダム高さ
透過部幅
最大礫径
土石流波高
土石流流体力
堆砂高

４．８ｍ
８．１ ｍ
１．０ ｍ
２．２７ｍ
１２１．４ｋＮ／ｍ
３．２３ ｍ

Ａ型スリットダムの安定計算
転倒に対する検討
活動に対する検討
地盤支持力の検討
鋼材の強度計算
有効幅３．８ｍ
有効高３．０ｍ
設計荷重
土砂圧
５２．６３ ｋＮ／ｍ
土石流体力
１２１．４ｋＮ／ｍ
衝撃礫重量
１３．３５ｋＮ／箇
主構ピッチ
１．９ ｍ
横桁の検討
支柱部の検討鋼材の重量算出
１基当たり ５．１ｔ

３．３

コストの比較
算定計算を実施したタイプと同等の既存のスリットダムとの経済比較計算をした。
鋼製高さ

水通し幅 １５ｍの場合
Ｂ型スリット鋼材重量１．９４６ｔ／ｍ
材料・製作コスト
５８４千円／ｔ
Ｍ当たりコスト
１１３６千円／ｍ

３．４３ｍ

新Ａ型スリット
１．６４０ｔ／ｍ
４２２千円／ｔ
６９２千円／ｍ

縮減率
１６％
２８％
３９％

構造改良の検討

今回検討したスリットダムの構造改良検討を以下のとおり実施した。
・・・
・

転石の衝撃によるＨ型鋼塑性変形への改良
柱材の磨耗、腐食への改良
耐用年数、維持管理費によるランニングコストの検討
流木補足の提案

既存の鋼管スリットダムは耐用年数の考え方、維持管理の考え方によってランニッグコストが大きく変わることから初期投資をできるだけ少なくし維持管理を継続的に行うことで必要に応じて対応策を検討することがより現実的と思われる
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スリット
又、土石流の被害の多くが流木によって被害が拡大していることから流木補足を主眼としたスリットダムを開発することも必要と思われる。

第４章

まとめ

○ 新しいスリットダムの提案
・ 鋼製スリットを取り替えできる構造とする
・ 流木補足を主眼とした構造とする○ 試験施工・ Ａ型スリットダムを試験施工により安全性、耐久性を確認
・ 試験施工により岐阜県オリジナルな透過型スリットダムの開発が可能
今回提案した鋼製Ａ型スリットの安全性、耐久性は試験施工によって確認し改良を加えることで岐阜県オリジナルとなる透過型スリットダムの開発が可能になると考えられる。平成１６年度は詳細設計や衝撃試験等を行い試験施工が出来る体制を確立し実践をする。

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