堤防の浸潤状態監視技術について（一社）リバーテクノ研究会

【目次】
1.

堤防の浸潤監視技術の検討概要

2.

重点区間（代表断面）の絞り込み技術

3.

堤防の浸潤監視フィールド試験

4.

堤体内⽔位・浸潤状態、川裏のり尻付近の被圧⽔監視技術

5.

フィールド試験のまとめと今後について

6.

リリーフウェル工法の開発と水位観測への適用

7.

＜巻末参考資料＞

1.堤防の浸潤監視技術の検討概要

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会

堤防監視の現状・課題
河川堤防の点検・維持管理は、形状や表面状況の目視点検が基本
現状では、堤防内部の状態の把握は未実施• 降⾬や河川⽔の浸透に伴うすべり破壊やパイピング破壊の現象は、堤防内部で浸潤状態や間隙⽔圧等が常に変化して進⾏ 堤防の安定状態の監視をするために、出水時にこれらの状況を観測することが課題•

課題を解決するための「堤防の浸潤監視技術」
 重点区間の絞り込み技術
 堤体内水位・浸潤状態の監視技術
 川裏のり尻付近の被圧⽔監視技術
堤防の浸潤監視技術のフィールド試験
維持管理技術の⾼度化に向け、出⽔時における堤防の浸潤状態を監視するためのモニタリング技術の実用化に向けて、各種技術の適用性を実現場で検証
2

２.重点区間（代表断面）の絞り込み技術

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会【絞り込み結果】【重点区間の絞り込み条件】
以下のような条件に着目して絞り込みを⾏い、総合的に判断して選定する① 堤内地の地盤標高が相対的に低い箇所② 過去に止水矢板打設等の漏⽔対策が実施されていない箇所③ のり面の変状やのり尻付近の湿潤化がみられる箇所④ 相対的に比抵抗が大きく透水性が高いと推定される区間⑤ Ｓ波速度が⼩さく密度が低いと推定される区間【現地踏査・物理探査結果】【現地踏査】①堤内地が周辺より低く、畑となっている②この区間のみ表法面に小段なし（遮水矢板未施工）【牽引式電気探査】⇒次頁で概要を説明④周辺と比べて基礎地盤の比抵抗が高く、高透水性の可能性が高い④周辺と比べて堤体の比抵抗が高い【表面波探査】⑤測定測線450〜600m付近は同様の堤体構造⑤法尻付近表層（粘性土）、土の締り具合は緩い【平面図】①治⽔地形分類の氾濫平野が堤内地側で⾏き⽌り型に分布②災害復旧⼯事等で川表⽌⽔⽮板が設置されていない区間【1.4㎞の一連区間から重点区間と代表断面を選定】【代表断面】3.5k-110m【重点区間】
代表断⾯下流40m(3.5k-150m)
代表断⾯上流60m(3.5k-50m)の計100m

3２.重点区間（代表断面）の絞り込み技術

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会【絞り込みのための調査の⼀例（牽引式電気探査結果）】
のり尻測線
周辺より堤内地地
盤高が低い

天端測線
川裏標高LPデータ［上流］【牽引式電気探査結果の特徴】［下流］

・周辺と比べて基礎地盤の比抵抗が高く、高透水性の可能性が高い
4.0k【牽引式電気探査測定状況】

・周辺と比べて堤体の比抵抗が高い
3.5k

3.0k ・堤内地地盤高が周辺より低い
巴波川→

・基盤漏⽔対策未施⼯区間で、上記該当箇所を抽出

4３．堤防の浸潤監視フィールド試験

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会【重点区間の縦横断土質構成】
No.1
打ち込み式水位観測井(YP m)
30.0

比抵抗モニタリング測線（比抵抗モニタリング測線（縦断）縦断）
No.2
25.0 打ち込み式水位観測井
No.3・・No.4
簡易リリーフウェル
20.0

15.0

［代表断面：L3.5k-110m］

Bc（砂質粘性土）

Bs（砂質土）Ac（粘性土）Ag（砂礫）【重点区間代表断面（巴波川左岸3.5k-110m）横断形状および推定地質断面図】【重点区間裏法尻部の推定地質縦断図（2017年サウンディング実施）】
・重点区間の堤体土質は砂質粘性土～砂質土が主体
・堤内側基礎地盤は粘性土に被覆された砂～砂礫層が分布し、N0.3付近の被覆土が薄い・このため降雨・河川水の堤体への浸透のし易さと、基礎地盤のパイピングに繋がる被圧水位が観測対象となる

5

３．堤防の浸潤監視フィールド試験

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会【堤体内の水位および浸潤状態の監視／川裏のり尻付近の被圧⽔監視機器配置】
No.4
簡易リリーフウェル

No.3
簡易リリーフウェル
No.2
打ち込み式水位観測井

No.1
打ち込み式水位観測井【モニタリング機器設置状況】
代表断面3.5k-110m

L3.5k-10m

水位観測井No.3（リリーフウェル）［上流］

水位観測井No.2

3.5k-50m

水位観測井No.1▽L3.5k

水位観測井No.4（リリーフウェル、通信型水位計）
3.5k-150m
比抵抗電極
100m

［下流］

⾬量計

※

※
PC

小型物置収納

※

バッテリー

H29設置

※

接続ケーブル（電極と埋設）

H28設置済み【比抵抗観測模式図】

巴波川⇒
巴波川⇒

6

4.堤体内⽔位・浸潤状態、川裏のり尻付近の被圧⽔監視技術

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会【河川水位と観測水位の2017年/2019年の⽐較】
2017(H29)

台風第21号

2019(R1) 台風第19号

雨量累加期間雨量累加期間河川ピーク水位
YP22.07m(10/13 02:00)

河川ピーク水位
YP20.83m(10/23 14:00)

水位

2017(H29).10
台風第21号

2019(R1).10
台風第19号
台風第 号

備考

巴波川最高水位

HWL-1.48m +1.24m HWL-0.24m L4.0k中里観測所 計画高水位Y.P. 22.31m

No.3孔最高水位

GL-0.30m+0.12m

GL-0.18m L3.5k-110mのり尻 孔口標高Y.P. 19.3m

No.4孔最高水位

GL-0.06m+0.25m

GL+0.18m L3.5k-125mのり尻 孔口標高Y.P. 19.4m

180㎜

+16mm

累加降水量

・堤体内の水位（No.2）は降雨に追随して変動・地盤の水位（N0.3,4）は河川水位に追随した変動

196㎜ 3.5k現地雨量計

74.堤体内⽔位・浸潤状態、川裏のり尻付近の被圧⽔監視技術

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会【比抵抗モニタリング（電極設置型、浸潤状態の把握）の結果（2019年）】①① 2019/10/10 18:58～19：08
出水前基準データ② 2019/10/13 16:39～16:48⇒①を基準にして、①からの比抵抗値の変化率（差分）で表示

②Bc3

比抵抗電極

No.2

はん濫危険水位

21.4m
21.0m

No.2
Y.P.21.747m

22.021.0

避難判断水位

No.3 No.3 No.4 No.4
Y.P.19.300m Y.P.19.400m

Bs1

20.0
Bc（砂質粘性土）

Bs（砂質土）18.6m

Ac（粘性土）Ac117.9m
Ag（砂礫）
Ag1

はん濫注意水位10/1019:08(YP m)

No.1

30.0

25.0

20.0

15.0

代表断面↓

28No.20m
11K53.

26
24

標

1816(m)17.0
16.0b.

追加観測孔No.4
↓

変化率
4032
24
1680-8-16-24-32-40

2220

高18.0

比抵抗変化率(②-①)

30

No.3

水防団待機水位19.0【⽔位時系列整理図（2019.10台風第19号）】 【推定地質断⾯図（川裏法尻付近）】

YP(m)

比抵抗モニタリング測線：自記水位計位置

10/13
16:48

(YP m)

14

堤体
基礎地盤

Bs
Ac
As・Ag

12100

1020304050

距 離 程60(m)a.

708090100(%)

縮尺＝1/312【堤防縦断方向の比抵抗連続モニタリング結果例（出水前を基準とした比抵抗値の変化率）】a. 代表断面下流～追加観測孔付近の基礎地盤に、浸透水による比抵抗減少領域が形成
b. 観測区間全体で、降雨による堤防内の水分量上昇が見られる＊ 比抵抗連続観測により、時系列的に堤防縦断方向の変化が可視化され、水位観測データとの対比で降雨・出水による浸潤状態の変化状況が把握できた8

4.堤体内⽔位・浸潤状態、川裏のり尻付近の被圧⽔監視技術

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会【比抵抗モニタリング（電極設置型、浸潤状態の把握）の結果（2017年/2019年の⽐較）】
2017(H29)(YP m)YP(m)YP(m) [⽐抵抗変化率①(10/21⑦-①11:40)⇒⑦(10/24 00:12)]

No.1

30.0302826242220 Bs
18 Ac
16 As・Ag
141210比抵抗モニタリング測線

25.0

No.2

No.3

20.0
15.0

0
10/20 00:00
22.5

10/21 00:00①10/22 00:0053.

1015⑦25※実線部分は5水位計が反応水温
河川水位（中里）
降水量（小山）降水量（現地雨量計）

℃20.5
温20.0
水・ 19.5 No.2
観測孔内水位なし)(1015202519.035

比抵抗計測期間
10/21
11:40
10/21 00:00
10/22 00:00
10/21

No.1
YP(m)
30

20.0

No.3

35

40

45

5055

60

65

70

75

10/2410/24
00:00

No.45055

10/256009:40
10/2510/26
02:00
10/25 00:00
00:00

8590

95

①

-12

No.2
No.1

No.2
No.1
10/14 22:10

No.3

10/13 07:50
10/13 17:10
10/12 19:30

No.3
No.4

No.4

10/15 04:30
10/15 23:00
10/13
16:48

10/10 19:08

比抵抗計測期間

10/13 19:19m
10-1
5K
3.

変化率
4032
241680-8-16-24-32-40

22

堤体

Bs
18Ac
16As・Ag1420

基礎地盤

12100-4No.4最大水位
YP22.07m(10/13 02:00)②10/1019:08[⽐抵抗変化率①(10/1019:08)⇒⑦(10/13 16:48)]
比抵抗変化率(②-①)

24(m)

4

100

10/12 19:00
10/12 18:00

26

標80

• 2度の出水時の観測で、基礎地盤の透水性が高い範囲が再現性良く把握でき、代表断面の絞り込みも適切であったと考えられる

28No.2
高15.0

3000:21比抵抗モニタリング測線

25.0

10/23 00:00

水降No.345

10/24 17:10

10/22 20:00

11:40(YP m)
30.04010/23 18:00
10/23 05:30
10/23 02:20

16.5
10/20 00:00)
mm(No.230 量)m
PY(17.012

10/25 00:00

21.0

17.5

20

No.4最大水位
10/26 00:00
0YP19.34m(10/2314:00)

10/24 00:00

21.5

18.0

20(%)

No.1
No.2
No.3
No.4
No.4

No.3
No.4

変化率

［下流］

-205

10/23 00:00

変化率

m
101K

堤体 河川水位
基礎地盤

22.0

位
水18.5

台風第21号

10203040

2019(R1)5060

台風第19号
距 離 程(m)70

8090100(%)

縮尺＝1/312河川水位

95.フィールド試験のまとめと今後について
1.

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会

重点監視箇所として選定した箇所の妥当性（重点箇所の絞り込み技術）
 比抵抗モニタリングおよび水位観測結果から、重点監視区間は、周辺より透水性が高い基礎地盤と推定され、重点監視箇所の設定手法は妥当であったと考えられる

2.

比抵抗モニタリングの有効性（重点箇所の絞り込み技術・堤体内水位・浸潤状態、川裏のり尻付近の被圧⽔の監視技術）
 探査技術は、重点区間の絞込みに活用でき、浸潤状態の変化過程を視覚的に捉えて出⽔時の監視対象とすべき現象の理解にも有効である

3.

監視手法の適用性（堤体内水位・浸潤状態、川裏のり尻付近の被圧⽔の監視技術）
 フィールド試験箇所とは異なる地盤構成や堤体⼟質構成における浸潤状態の監視に適⽤範囲を拡げ、それぞれに対して適切な浸潤監視技術を確認していくことが必要
である

10

６.リリーフウェル工法の開発と水位観測への適用

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会

基盤漏⽔・パイピング対策の現状・課題
⼀般には川表側に⽌⽔⽮板を打設する漏⽔対策工法が採用されている• 川裏側の堤防拡幅や押さえ盛⼟を⾏う対策も取られるが、⽤地に制約され易い
 簡易で安価な代替⼯法としてリリーフウェル工法について検討を実施•「リバーテクノウェル工法」の研究開発
 簡便に設置できるウェルの材料と施工、性能維持方法を検討
 リリーフウェルの設計方法を検討
 ⽔位観測井としてウェルを利⽤し、目詰まり等フィルター性能変化を5年以上継続試験中
 被圧が高まった場合に水位観測井を釜段⼯で囲み、⽔防に利⽤することも検討

堤防の浸潤監視フィールド試験でも活用
法尻の水位観測孔NO.3,4を打ち込み式簡易リリーフウェル方式で設置

11

６．リリーフウェル工法の開発と水位観測への適用

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会

リバーテクノウェルによる水位観測井施工状況（打ち込みタイプφ50mm）

打ち込み式ウェル（φ50mm、L=2m）
外側はストレーナー付きプラスチックパイプ
内側に目詰まり防止用フィルター材を配することで、経年後の交換も可能な構造としている

打ち込み状況（φ50mm）

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６．リリーフウェル工法の開発と水位観測への適用

堤防の浸潤監視技術（一社）リバーテクノ研究会

・リリーフウェル方式の観測孔は被圧地下水の観測に配慮した構造で設置
・フィールド試験での2度の出水時の河川水位と法尻No4観測水位との相関を下図に示す
・地盤の透水係数等の物性値を観測データと整合させることで、安全性評価精度の向上が可能
26

堤防天端高
25

24

観測データ活用で解析精度の向上が可能
パイピングに対する安全性の確認にモニタリング水位の活用が考えられる？
河川水位（ｍ）

23

H.W.L.
22

21

2019台風19号
20

2017台風21号

1918
1717.5

1818.5

1919.52020.521

NO.4水位（ｍ）
堤内地盤高

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＜７．巻末参考資料＞
その他の地盤WGを主体とする活動事例紹介【HP掲載準備中の技術資料】
7.1 リバーテクノウェル（簡易型リリーフウェル）設計・施工に関する技術資料
7.2 ジオセルを用いた堤脚安定工法【現在作成中の技術資料】
7.3 過去の河川災害に関する技術資料
7.4 堤防を対象とした調査技術に関する技術資料
147.1 リバーテクノウェル（簡易型リリーフウェル）設計・施工に関する技術資料

目 次
1.河川堤防におけるリリーフウェル工法の適用について
2.リリーフウェル⼯法の既往適⽤事例
3.リバーテクノウェル（簡易型リリーフウェル）⼯法の概要
4.リバーテクノウエルの適用における基本的な考え方
5.恒久的対策工法としての設計
6.維持管理およびモニタリング

川裏法尻付近に設置
堤防縦断方向には離散配置

7.設計・施⼯上の留意点【巻末資料】
資料-1：施工実績
資料-2：水防への適用
資料-3：対策効果試算
資料-4：概算工事費

 堤内基盤排水対策
 水防工法として適用
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7.2 ジオセルを用いた堤脚安定工法
目 次
1. はじめに
2. ジオセル工法の特徴
3. モデル堤防を対象とした効果の検証
4. ジオセルの施工手順
5. その他の効果
6. 工事費
7. 製品
裏のり尻部にジオセル

8. まとめによる構造体を設置

 押え盛土効果
 パイピング対策

ジオセル（砕石充填） 越水時耐洗掘効果

16

7.3 過去の河川災害に関する技術資料●河川災害に関する技術資料の作成• 過去の河川災害に関する資料（顕著な堤防被害が発⽣した事例）を収集・整理して、各災害の特徴や原因、得られた知⾒や教訓などをとりまとめるとともに、河川災害の種類、発生しやすい場所、代表的な事例、防災上の留意点、防災技術等について解説。
• 防災技術については、当研究会で開発した技術も紹介。
• 河川防災技術者向けの技術資料として作成するが、防災教育の取組みに向けた副読本的な資料への発展も考える。

<活動項目>
1. 資料収集・整理
2. 編集方針の検討
3. 事例集（個票）の作成
4. 技術資料の原稿執筆
5. 初稿の全体編集
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7.4 堤防を対象とした調査技術に関する技術資料●堤体を対象とした調査→ボーリング(標準貫入試験・サンプリング含む)及び、ｽｳｪｰﾃﾞﾝ式ｻｳﾝﾃﾞｨﾝｸﾞが利⽤されることが多い。
→これらの成果を補完することが出来る【既存技術の整理、利⽤提案】 を目指す！
<活動項目>
1. 河川堤防及び類似土構造物の安全性に関する指針・基準類の現状整理
2. 安全性の検討に必要な情報の整理
3. 収集・整理情報の分類（普及技術、開発中技術）
4. 収集・整理情報の利⽤提案（組合せ、利⽤時の注意点等）
5. 検討成果のとりまとめ、執筆
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