こうえいフォーラム第 19 号 / 2011.3

堤防開削調査結果に基づく、堤防の安全性評価
SAFETY EVALUATION OF AN EMBANKMENT BASED ON EXCAVATION INVESTIGATION

古川和弘 *・照屋

純 *・伊藤民夫 *・田中健一 *・池谷正*Kazuhiro FURUKAWA, Jun TERUYA, Tamio ITO, Kenichi TANAKA and Tadashi IKEYAThis paper provides information on the quantification of the stability of constructed riverembankments in Japan. We used non-steady-state seepage analysis with soil hardness
values obtained from field geotechnical investigations. The field investigation also included
observations of excavated cross sections of the embankments to identify loosened soil. Our
research emphasizes that the identification of loosened sections of soil and soil mechanic
values are essential for quantifying the stability of river embankments.

Keywords ：embankment excavation investigation, non-steady-state penetration style analysis,
the slack domain of the embankment, embankment stability analysis

1. はじめに永野川 1.5km

河川堤防の安全性照査に関する標準的な方法が「河川堤防の構造検討の手引き（以降手引きと称す）」1） として提示されている。これは、これまでの各種調査や観測による河川および堤防の水理学的、土質工学的な特性や、堤防の被害に関する調査・分析事例などの技術的知見をもとにまとめられている。
しかしながら、実務的に割り切った部分も少なからずあ
り、適用にあたっては留意する必要があると言われている。
現在、国土技術政策総合研究所と（独）土木研究所では、

利根川左岸 123km
図－ 1（長島堀樋管撤去箇所）

調査位置図

図－ 1

調査位置図

管理状況の違いが及ぼす堤防劣化への影響を検討するため、植生管理が河川堤防の治水機能に与える影響の評価と安全水準向上のための技術開発に関する研究プロジェクトとして、全国規模で堤防の開削調査を実施している。
本稿では、その一環として実施した堤防開削調査（堤防
内部スケッチ、土壌硬度測定等）結果を示すほか、その結果に基づいて、堤防の定量的な安全性評に向けての検討を

2. 永野川の堤防開削調査
永野川の堤防の開削は、堤防の表層から深さ 2m をバッ
クホウによりトレンチ掘削を行った。

行った。具体的には、堤防の土質構成と土質定数を極力実態に近づけた解析モデルによる非定常浸透流解析結果と手引きに基づいて実施した既往解析結果と対比し知見をまと（1）掘削方法
掘削は、突発的な出水を避けるため、図－ 2 に示すとおり川裏側、天端、川表側の 3 測線を 30m ピッチで開削し、めたものである。
開削調査は、利根川左岸 123km 付近（長島堀樋管撤去

それぞれの調査断面を重ね合わせて同一断面とみなすこと箇所）、永野川右岸 1.5km 付近の堤防を対象（図－ 1 参照）とした（図－ 3 参照）。また、本調査の着目点が堤防表層に行った。

の根の侵入状況・緩み領域の把握であることから、とくにスケッチ面、試験（土壌硬度測定）を実施する面は、人力による仕上げ掘削を行った（写真－ 1 参照）。

*

コンサルタント国内事業本部

流域・都市事業部

地盤環境部

9

堤防開削調査結果に基づく、堤防の安全性評価
1：0.5程度（2）調査内容

1：0.5程度

堤体の土質構成を把握するため、目視調査と並行し堤体の表層・内部の各層において試料サンプリングを実施し、2.0m程度

トレンチ掘削2.0m程度

0.5mラップ
トレンチ掘削 1：0.5程度
0.5mラップ

2.0m程度

裏のり面横断図

トレンチ掘削物理試験、力学試験を実施した。とくに堤体の緩み領域の

1：0.5程度
裏のり面横断図

0.5mラップ

1：0.5程度把握のため、深度方向 10cm ピッチ、横断方向 50cm ピッ

2.0m程度

トレンチ掘削裏のり面横断図

チで土壌硬度測定を実施するとともに、表層部と堤体内部

2.0m程度

1：0.5程度トレンチ掘削を対比するため現場密度試験も合わせて実施した。

天端横断図

トレンチ掘削1：0.5程度
天端横断図

2.0m程度

また、河川水位や降雨と連動した堤体内の水位（浸潤線）

1：0.5程度の変動を調査するため、図－ 4 に示す 3 箇所で水位計（No.12.0m程度～ No.3）、その近傍部に雨量計と河川水位計を設置し計測

2.0m程度を行った。

トレンチ掘削0.5mラップ
表のり面横断図
トレンチ掘削

表のり面横断図

また、写真－ 2 に示すような根が多く非常に緩んでいる

0.5mラップ
トレンチ掘削表層と比較的締まった内部の降雨浸透量を把握するため表

表のり面横断図
トレンチ掘削
全体図
合成横断図（評価）全体図

層より 15cm、45cm の位置に土壌水分計を設置し計測をトレンチ掘削永野川

堤体内水位計護岸部
No.2
堤体内水位計 No.1 護岸部
No.3 No.2
No.1
No.330m
堤体内水位計護岸部
No.2 30m
No.130m
雨量計
No.3
30m
雨量計
30m

雨量計

0.5mラップ

1：0.5程度

2.0m程度行った。

トレンチ掘削

天端横断図

河川水位計

測線No.5測線No.5測線No.4

河川水位計

測線No.430m

測線No.4測線No.2：測量測線

測線No.1

測線No.3：測量測線：トレンチ掘削箇所
測線No.2下流：トレンチ掘削箇所

下流

図－ 2

裏のり面
裏のり面

No.2

No.1

天端
合成横断図（評価）

No.2

No.3
No.3
No.2

天端

天端

浸潤線
No.1

裏のり面
Ac1層
No.3
浸潤線
堤体基礎（Ac1層）を30cm程
Ac1層
度確認して堀止め
堤体基礎（Ac1層）を30cm程
度確認して堀止め

測線No.1

No.1

浸潤線

表のり面
H.W.L.
表のり面
H.W.L.

表のり面
H.W.L.
：堤体内水位計：堤体内水位計

Ac1層

堤体基礎（Ac1層）を30cm程
図－ 4 堤体内水位計の設置イメージ図：堤体内水位計
度確認して堀止め

測線No.1：測量測線：トレンチ掘削箇所

測線No.3測線No.5 測線No.3
測線No.2掘削イメージの断面図（永野川）

全体図

河川水位計

永野川

合成横断図（評価）

図－ 3

永野川

下流

永野川-1
・土壌水分計・現場密度試験・試料採取等

調査位置平面図（永野川）

表層（緩み領域）20cm 程度

永野川-2
・土壌水分計・現場密度試験・試料採取等

写真－ 2

内部（締まった領域）

土壌水分計の設置状況（永野川）（3）堤防開削調査結果
1）堤防の土質構成
図－ 5 に堤防開削調査時の①土壌硬度測定結果、②断面
写真－ 1

川表側の掘削状況（永野川）写真、③スケッチを示す。図－ 5 ③より永野川堤防の土質
構成は、表層から礫混り砂質シルト層が分布し、その下位には非常に締まった砂質シルト層であった。下位の砂質シ
ルト層は川表側・川裏側で出現標高が異なるものの粒度特性が類似していた。また、上位の礫混り砂質シルト層との地層境界部に丁張りの様な木杭を確認したことから（図－ 510こうえいフォーラム第 19 号 / 2011.3
土壌硬度の区分 貫入量(mm）①土壌硬度測定結果：土壌水分計設置位置, 土質試験等

川表側

：表層
：内部

永野川-5

Dc=81.6%

永野川-1

Dc=89.1%

木杭を確認

永野川-3
Dc=80.2%

永野川-6

Dc=99.0%

②断面写真

永野川-2

Dc=90.3%
永野川-4

砕石・砂質ｼﾙﾄ

Dc=95.9%

砕石

砂質土・砂質ｼﾙﾄ
旧堤体

礫混り砂質ｼﾙﾄ

円礫混りｼﾙﾄ

旧堤体

角礫混り粘土

砂質ｼﾙﾄ

砂質ｼﾙﾄ

③スケッチ

図－ 5

※1 マス 0.5m

堤防開削調査結果（永野川）②参照）、下位の砂質シルト層を旧堤体と判断した。また、

保水性や土相も木根分布に影響しているものと考えられる。

堤防中心部には、砕石の廃材の様な角礫混り粘土が確認さ

3）現場密度試験結果れた。これは川裏側のトレンチ掘削部のみで確認されたこ

図－ 6 に永野川の現場密度試験結果を示す。試験位置はとから、施工時に局所的に混入されたものと判断し、解析

図－ 5 中段の写真に示すが、表層部の試験は GL-15cm、モデルでは考慮しないこととした。

内部は GL-45cm の地点において試験を実施した。図－ 62）堤防の緩み領域

より、表層部の試験結果は乾燥密度が低く、締固め度 Dc（以図－ 5 ①に示した土壌硬度測定結果では、土壌硬度測定

降、Dc と称す）は河川堤防の締固め基準である 85% を下の貫入量（単位 mm）を色別に整理しプロットしているが、回る箇所が見られる。これは、堤防表面の植生の根の影響

表層の 20cm 程度は、水色・青色の貫入量 10mm 以下のデーと推察される。

タが多く、非常に緩く極めて根の侵入が多いと評価した。
その下位の表層より 20 ～ 70cm 程度の範囲は、黄緑・一方、内部については、いずれも Dc が 85% を上回っており、表層より 10% 程度 Dc が高いことが分かる。

緑・黄色の貫入量 11 ～ 25mm のデータが多く、明らかに100い。天端直下部については、貫入量で 20mm 以上の値を示

90

すデータが多く、30mm 以上を示す箇所も見られる。これは、車輛の通行の影響と考えられる。文献 2）によると「根の成長の目安は、土壌硬度計が 23mm 以下で根の成長容易、
30mm 以上で根の侵入不可能」との記載があり、本調査結
果でも 20mm 以下の範囲では、比較的に根が多い傾向を示

締固め度Dc（％）

表層 20cm より締まっていると評価できるが、根の侵入は多内部
表層
Dc=85%
永野川-1（表層）80

永野川-2（内部）永野川-3（表層）70

永野川-4（内部）

60
50
1.0

永野川-5（表層）
永野川-6（内部）

1.1

1.2

1.3
1.4
乾燥密度（g/cm3)

1.5

1.6

1.7

した。ただし、粘土が多い層の上面沿いに根が密集して分布している箇所もあり、硬度（締まり具合）のほかに土壌の図－ 6

現場密度試験結果（永野川）
11堤防開削調査結果に基づく、堤防の安全性評価

4）現場観測結果

樋管基礎部の Dv1 層を確認し、Dv1 層と Lm 層の境界部

図－ 7 に土壌水分計の経時変化図を示す。同図より降雨

付近からは、地下水の流出を確認した。

に反応して土壌水分量が増加する傾向が分かり、その反応

地山の Lm 層の上位には、旧堤体の Bk-c1 層（凝灰質は内部より表層の方が大きいことが分かる。図－ 8 には、粘土混りシルト層）、その上位には旧堤体の Bk-s1 層（粘図－ 7 のデータを降り始めからの累積降雨量と土壌水分

土混り砂質シルト層）を確認した。これらの旧堤体は、既量の増分の関係図に整理した。図－ 8 から、累積降雨量が

往調査報告書 2） によると昭和 11 ～ 28 年に築堤されたこ

7.5mm 以降で土壌水分量の増分が、表層と内部で異なるとが判明している。また、旧堤体を被覆する Bk-s2 層（砂傾向を示しており、表層の方が降雨の浸透がし易いものの、層）は、昭和 40 年以降に築堤されており、本調査で実施

累積降雨量が増加すると徐々に内部にも降雨が浸透するこした現場透水試験の結果から、砂層の透水係数は 2.2 ×とが判明した。

10-2cm/s であった。この透水性は中位に分類され、河川

日降雨量(mm）
日降雨量(mm）

堤防の浸透対策としては適さない材料である。このため、
25
20
15
25
10
20
5
15
0
10
512/3
0
12/3

Bk-s2 層は、砂質シルト層で被覆されているものと推察さ
れる。
12/23

1/12

12/23

1/12
2/1
永野川-3（表層）

2/21
3/13
永野川-4（内部）永野川-3（表層）

永野川-4（内部）土壌水分(%)
土壌水分(%)

50

2/21

図－ 9 ④には、既往報告書の推定土層断面図を示すが、3/13

本調査の図－ 9 ③と旧堤体の Bk-c1 層、Bs-s1 層の形状・位置が異なっており、点で実施するボーリング調査では、
堤防開削調査と同様の精度で、土層断面図を作成すること5040が困難であると言える。

40
30

また、写真－ 3 に示す通り表層には多くの根が見られ、

30
20
12/3
20
12/3

12/23

1/12

2/1

2/21

3/13

12/23

1/12

2/1

2/21

3/13

図－ 7
土壌水分計の水分量増分（%)
土壌水分計の水分量増分（%)

2/1

20

GL-2m 付近までは太い根の侵入が見られた。写真－ 4 には川裏側の掘削状況の写真を示すが、地表面から 0.7 ～
2m 程度にモグラの巣跡の痕跡が見られ、堤体の表層より

土壌水分計の経時変化図（永野川）

2m の範囲については、根やモグラが侵入できる範囲であ永野川-3（表層）
永野川-4（内部）永野川-3（表層）
永野川-4（内部）

20
15
15
10

ることが判明した。

105

根が多く見られる箇所

50
0

0

5

0

5

10
15
20
25
降り始めからの累積降雨量（mm)
10
15
20
25
降り始めからの累積降雨量（mm)

30

35

30

35

根が多く見られる箇所
旧堤体
砕石

旧堤体
太い根が見られる箇所

砕石

図－ 8

累積降雨量と土壌水分量増分の関係（永野川）5）永野川堤防開削調査のまとめ

太い根が見られる箇所

写真－ 3

川表側の掘削状況（利根川）

堤防開削調査では、目視調査、スケッチ、土壌硬度測定、現場密度試験、現場観測結果より、総合的に判断して、永野川堤防の表層の緩み領域は、
表層の 20cm 程度と評価した。

根が多く見られる箇所
根が多く見られる箇所

3. 利根川の堤防開削調査
利根川堤防の開削調査では、昭和 36 年に完成した長島
堀樋管の撤去工事に伴い堤防の全断面掘削を実施しており、施工段階ごとに堤防開削調査を実施した。図－ 9 に堤

モグラの巣跡（痕跡）

太い根が見られる箇所

モグラの巣跡（痕跡）

太い根が見られる箇所

防開削調査時の①土壌硬度測定結果、②断面写真、③スケッ
チ、既往報告書 3）で作成している④推定地質断面図を示す。
1）堤防の土質構成
図－ 9 ③に示す利根川堤防（左岸 123km）の土質構成
は、堤防基礎が地山の Lm 層（ローム）であり、その下位に Dv1 層（凝灰質粘性土）が堆積している。本調査では、
12

写真－ 4

川裏側の掘削状況（利根川）こうえいフォーラム第 19 号 / 2011.3

土壌硬度の区分 貫入量(mm）①土壌硬度測定結果

本調査結果（写真）②断面写真

砕石・砂質土砂本調査結果（ｽｹｯﾁ）

粘土混り砂質シルト

基盤（ローム）基盤（洪積粘土）

凝灰質粘土混りシルト※1 マス 1.0m

③スケッチ

既往報告書より④既往調査結果

図－ 9

既存調査結果と堤防開削調査結果（利根川）13堤防開削調査結果に基づく、堤防の安全性評価

2）堤防の緩み領域

析結果にどのように影響を及ぼすかを確認するため、表層

図－ 9 ①に示した利根川の土壌硬度測定結果では、表層の透水係数をパラメーターにした感度分析を実施した。パ

の 20cm 程度は、貫入量 0 ～ 15mm の値のデータが多い。

ラメーターは、堤体に不適切な材料で盛土した場合から、表層下位のシルト層は、貫入量 10 ～ 20mm を示すデータ

堤体に表面遮水工法を適用した場合を想定し、1.0 × 10-2が多く根の侵入が多い。このため、根の侵入が測定結果に～ 1.0 × 10-7cm/s に変化させて解析を実施した。

影響したと判断した。なお、Bk-s2 層は全体に 10mm 以
下が多いが、砂層であるため開削に伴う緩みが影響したも

雨量計

ので、堤防自体の緩みが進んだものではないと判断した。
一方、天端直下部、川裏側小段部については、車輛の通行の影響で貫入量 20mm 以上が多いと判断した。土壌硬度

雨量計

解析入力条件解析入力条件土壌水位計
表層：緩み範囲
内部：緩み範囲外
解析入力条件解析入力条件土壌水位計
表層：緩み範囲
内部：緩み範囲外測定の結果、根の侵入状況等から、利根川堤防の緩み領域
は、永野川同様に表層より 20cm と評価した。

河川水位計

河川水位計
永野川

堤体内水位計（浸潤線）

4. 永野川の非定常浸透流解析結果

堤体内水位計（浸潤線）（1）解析入力条件

解析結果の妥当性検証に適用

堤体内水位計（浸潤線）

本調査の解析では、①表層の緩み領域に着目し表層の図－ 11
堤体内水位計（浸潤線）

堤体内水位計（浸潤線）
永野川

堤体内水位計（浸潤線）

解析のイメージ図

20cm 部をモデル化し、表層、内部の礫混りシルト層、旧解析結果の妥当性検証に適用

堤体の砂質シルト層と要素を区分して解析を行った。②各要素の土質定数は、原位置での現場密度試験、室内透水試（2）解析結果
図－ 12 に土質試験結果を適用した解析結果を示す。同

験結果より設定した。
また、手引きでは、洪水時の入力条件（降雨強度、洪水

図は、図－ 11 に示す堤体内水位計 No.1（観測位置は図－ 2、波形）を設定して解析を実施するが、本解析では解析モデ

図－ 4 参照）の実測値のピークとなる解析上の着目時間（61ル、解析結果の妥当性を確認するため、実測降雨・実測河時間）の浸潤線図を整理した。同図より実測値と解析値が川水位データを解析の入力条件（図－ 10 参照）とし、非おおむね近いことが分かる。

堤体内水位計の実測値

定常浸透流解析を実施し、解析結果と堤体内水位計の実測
堤体内水位計の実測値

値を比較検証することで、解析モデルの妥当性を確認した（図－ 11 参照）。なお、本検討では、表層の緩み領域が解

降雨量(mm/h)

解析結果（浸潤線）
10
8
6
4
2
0
3/8

入力条件：降雨量

標高（Y.P.+m)

図－ 12
3/9

3/10

3/11

土質試験結果を適用した解析結果（永野川）図－ 13 に表層をパラメーターとした解析結果を示す。
浸潤線は、表層の透水係数に現地材料の室内試験を適用し入力条件：河川水位

22

た Case1 以外に、表層の透水係数をパラメーターにした

21

感度分析結果（Case2 ～ Case7）もプロットしている。同20図より、現地の材料の透水試験結果を適用した Case1 が

19

最も実測値と近い浸潤線を示す結果となった。また、表

18
3/8

3/9

3/10

3/11

層の 20cm 部の透水係数を変化させることで、浸潤線が大きく変わり、とくに表層 20cm の透水係数を 1.0 × 10-3 ～妥当性検証データ：堤体内水位

22
標高（Y.P.+m)

解析結果（浸潤線）

解析上の着目点（61時間）

1.0 × 10-5cm/s に変化させることで、浸潤線が大きく変動

21

する結果が得られた。手引きに準拠して堤防の安定性評価20を行う場合、「土質調査結果や築堤履歴等を考慮して土質

堤体内水位計No.1
堤体内水位計No.2
堤体内水位計No.3

19
18
3/8

3/9

断面図をモデル化し、土質定数は、原位置における土質試
3/10

3/11

験および室内の土質試験に基づいて定数を設定する」とされている。しかし、実際の解析では、土質調査や土質試験

図－ 10
14

解析の入力条件とした観測結果

結果が不足することが多く、浸透流計算に必要な土質定数こうえいフォーラム第19号/
号 2011.2/ 2011.3
こうえいフォーラム第 19

体 とする場 合で ks=1.0×10 -5 cm/sec、粘性 土 を主 体 とするは、経験的に知られている値を適用するケースが多く見ら
場合で ks=1.0×10 -6 cm/sec を適用し、不飽和の透水特性にれる。例えば飽和透水係数は、シルトを主体とする場合でついても、実務 的 に割 り切 って手 引 きの図 表 より設
定 して解
ks=1.0ks=1.0× 10-5cm/sec、粘性土を主体とする場合で

表層2
既往：1.50E-02
本解析：1.69E-04

砂質シルト
既往：1.50E-02
本解析：2.47E-04

表層1
既往：1.50E-02
本解析：7.84E-04

Bk-s2
既往：1.50E-02
本解析：2.20E-02

cm/sec を適用し、不飽和の透水特性についても、実× 10-6析を行う。

解析の結果、土質構成と土質定数を極力実態に近付けた

務的に割り切って手引きの図表より設定して解析を行う。

Bk-s1
既往：2.00E-02
本解析：1.46E-03

川表側

解析モデルで、解析値と実測値がおおむね近い値を示したこ

解析の結果、土質構成と土質定数を極力実態に近付けたとから、解析モデルの有効性が検証できたと考える。

Bk-c1
既往：5.00E-05
本解析：1.63E-05

解析モデルで、解析値と実測値がおおむね近い値を示した
透水係数
ことから、解析モデルの有効性が検証できたと考える。
透水係数
Case4：1.0E-05
Case5：1.0E-06
透水係数
Case6：1.0E-07
Case4：1.0E-05
Case5：1.0E-06
Case6：1.0E-07

Case2：1.0E-02
Case3：1.0E-03
透水係数
Case2：1.0E-02
Case3：1.0E-03

透水係数
Case1：2.0E-04
(試験値）
透水係数
Case1：2.0E-04
(試験値）

Lm
既往：5.00E-05
本解析：7.7E-07

図－14 解析モデル（利根川）図－ 14解析モデル（利根川）（2） 解析結果

（2）解析結果

図－15 に解析結果を示す。同図には、既往解析結果を点図－ 15 に解析結果を示す。同図には、既往解析結果を線で併記している。対比の結果、既往解析と本解析で浸潤線
点線で併記している。対比の結果、既往解析と本解析で浸に大きな差異は認められない。ただし、計画高水位終了～洪
水終了に際して、今回の解析結果の方で残留水位が若干高潤線に大きな差異は認められない。ただし、計画高水位終：����1�表層の透水係数�試験値（2.����4�：����2�表層の透水係数�試験値（1.����2����水����値：����3�表層の透水係数�試験値（1.����3�：����4�表層の透水係数�試験値（1.����5�：Case1
表層の透水係数は試験値（2.0E-04)：����5�表層の透水係数�試験値（1.������
：Case2
表層の透水係数は試験値（1.0E-02)

堤体内水位計実測値：������表層の透水係数�試験値（1.������
：Case3
表層の透水係数は試験値（1.0E-03)

い結果となった。
了～洪水終了に際して、今回の解析結果の方で残留水位が本 解 析 と既 往 解 析 の差 異 を整 理 すると、①土 層 モデルで若干高い結果となった。

Bk-s1 層の形状が本解析の方が大きく、川表側にシフトして本解析と既往解析の差異を整理すると、①土層モデルでいる。②Bk-s1 層の透水係数は本解析が 10 -3 cm/s オーダー

：Case4 表層の透水係数は試験値（1.0E-05)

図－13 表層をパラメーターとした解析結果（永野川）：Case5 表層の透水係数は試験値（1.0E-06)

Bk-s1 層の形状が本解析の方が大きく、川表側にシフトし：Case6 表層の透水係数は試験値（1.0E-07)ている。② Bk-s1 層の透水係数は本解析が 10-3-4cm/s オー

5. 利根川の非定常浸透流解析結果
図－ 13 表層をパラメーターとした解析結果（永野川）（1） 解析入力条件
利 根 川 堤 防 の解 析 では、既 往 の堤 防 安 全 性 評価 業 務 に

5. 利根川の非定常浸透流解析結果
おいて同断面（利根川 123km）で、手引きに基づき浸透に対する堤防安全性評価が実施されている 3) 。そこで、本解析で（1）解析入力条件
は、解析モデルの設定において堤防開削調査結果を反映しに対し既往解析では 10 -2 cm/s オーダーである（1 オーダーの差が見られる）。③表層の透水係数は、本解析が 10 cm/s オ

ダーに対し既往解析では 10-2cm/s-2 オーダーである（1 オー
ーダーに対し、既往解析では 10 cm/s オーダーである（2 オ

ダーの差が見られる）。③表層の透水係数は、本解析がーダーの差が見られる）。

cm/s オーダーに対し、既往解析では10-2cm/s オーダー
10-4表層の透水係数が2 オーダー異なるのに対し、計画高水である（2オーダーの差が見られる）
位終了時の浸 潤 線 の 高 さ が変 わ ら な。
い理 由 は、堤 体 内 に-2 ～10 -3 cm/s と比較的に透水性の高い材料が広範囲で分10
表層の透水係数が2 オーダー異なるのに対し、計画高

利根川堤防の解析では、既往の堤防安全性評価業務にお布 しているためと推 察 される。また、計 画 高 水 位 終 了～洪 水
水位終了時の浸潤線の高さが変わらない理由は、堤体内にいて同断面（利根川 123km）で、手引きに基づき浸透に-2
終了に際して、今回の解析結果の方で残留水位が若干高い～ 10-3cm/s と比較的に透水性の高い材料が広範囲で
10

3）。そこで、本対する堤防安全性評価が実施されている
解析は、手引きに基づき、洪水時の入力条件（降雨強度、分布しているためと推察される。また、計画高水位終了～

解析では、解析モデルの設定において堤防開削調査結果を
洪 水 波 形 ）を設 定 して非 定 常 浸 透 流 解 析 を実 施 し、川 裏 側

洪水終了に際して、今回の解析結果の方で残留水位が若干反映した解析を実施し、既往解析結果と対比することで堤は最も危険側となる計画高水位終了時点の浸潤線において高い原因としては、堤体内に広範囲に分布する Bk-s1 層安定計算を実施した。一方、川表側は、最も危険側となる洪防の安全性評価に差異が表れるか確認した。

の透水性の差により、浸潤線の低下速度に差が見られたも側には盤ぶくれの検討結果、同表中央には計画高水位終了

水終了
時 点 の浸 潤 線 において安定 計 算 を実 施 した。なお、解析は、手引きに基づき、
洪水時の入力条件（降雨強度、のと推察される。
時 の川 裏 側 の安 定 計 算 結 果 、同 表 右 側 には洪 水 終 了時 のた解析を実施し、既往解析結果と対比することで堤防の安全性評価に差異が表れるか確認した。

図－14 に本解析で適用した解析モデルを示す。同図には、

洪水波形）を設定して非定常浸透流解析を実施し、川裏側

既往解析ならびに本解析で適用した透水係数を併記してい原因としては、堤体内に広範囲に分布する Bk-s1 層の透水性の差により、浸潤線の低下速度に差が見られたものと推察される。

なお、表－1 に堤体の安全性評価結果を示す。同表の左

川なお、表－
表 側 の安 定1計に堤体の安全性評価結果を示す。同表の左
算 結 果 を示 している。安 定計 算 の結果、本は最も危険側となる計画高水位終了時点の浸潤線において

解 析 は残 留 水 位 が高 いため、すべり安 定 性 の安 全 率 が低く側には盤ぶくれの検討結果、同表中央には計画高水位終了

安定計算を実施した。一方、川表側は、最も危険側となるなる結果となった。堤体の安全性評価については、既往解析
時の川裏側の安定計算結果、同表右側には洪水終了時の川

洪水終了時点の浸潤線において安定計算を実施した。なお、と評 価 は同じ結 果 となったが、既往 解 析に比 べ安全率 が表側の安定計算結果を示している。安定計算の結果、本解

図－ 14 に本解析で適用した解析モデルを示す。同図には、

析は残留水位が高いため、すべり安定性の安全率が低く

既往解析ならびに本解析で適用した透水係数を併記していなる結果となった。堤体の安全性評価については、既往るが、本解析では堤体の各土層に現場透水試験ならびに室解析と評価は同じ結果となったが、既往解析に比べ安全内の透水試験結果を適用している。

率が0.56 も低下している。結果の要因としてあげられる
これは、土層、単位体積重量、水圧の相違によるものである。

るが、本解析では堤体の各土層に現場透水試験ならびに室内の透水試験結果を適用している。

0.56 も低下している。結果の要因としてあげられる Bk-s1 層の透水係数については、今回、現場透水試験の結果を適用しており、堤体材料の物性値を正確に把握することが重要であると言える。また、盤ぶくれの評価は異なる評価となったが、Bk-s1 層の透水係数については、今回、現場透水試験の結果を適用しており、堤体材料の物性値を正確に把握することが重要であると言える。また、盤ぶくれの評価は異なる評価となったが、これは、土層、単位体積重量、水圧の相7違によるものである。

15

堤防開削調査結果に基づく、堤防の安全性評価
20②計画高水位開始時点

19
18
河川水位 Y.P.（m）

計画高水位継続時間：1hr

計画高水位：Y.P.+18.7m

17③計画高水位終了時点①洪水波形開始時点

1615

水位低下勾配0.25m/hr

1413

高水位継続時間：247.1hr

12
11④洪水終了時点

平水位：Y.P.+11.70m

10
0

50

100

150

200
経過時間 （hr）

250

300

350

400

本解析結果
（浸潤線：実線）

既往解析結果（浸潤線：点線）
川表側

凡例
既往解析結果本解析結果：①洪水波形開始時点：②計画高水位開始時点：③計画高水位終了時点：④洪水終了時点
図－ 15

本解析結果と既往解析結果の比較（利根川）表－ 1③計画高水位終了時
Fs
川裏側
結果
評価
許容

④洪水終了時
Fs
川表側
結果
評価
許容

G/W＞1.0

1.77

OKFs≧1.6

1.28

OKFs≧1.0

G/W＞1.0

2.0

OKFs≧1.6

1.84

OKFs≧1.0

結果

被覆土層
G/W
評価

許容

H21解析

1.41

OK

既往解析

0.92

NG

区分

堤体の安全性評価結果））

6. まとめ①

堤防開削調査によって、堤体表層 20cm 程度には、緩み領域が存在することを確認できた。

②

③

④

ボーリング調査は線の調査であり、ボーリング調査数

表層 20cm の透水係数を 1.0 × 10-3 ～ 1.0 × 10-5cm/s

本で堤防開削調査と同程度の精度の解析モデルを作成と変化させた場合、解析結果の浸潤線は大きく変動す

するには限界がある。このため、堤防断面や縦断方向る傾向が得られた。

の詳細な情報が得られる物理探査とボーリング調査を

堤体の安全性を評価するには、堤体表層の緩み領域を併用することが有効と考える。

考慮することと、堤体材料の物性値を正確に把握する
16

ことが重要である。

こうえいフォーラム第 19 号 / 2011.3

7. 今後の課題
本稿で得られた知見の有効性をさらに検証し、今後の堤体の安全性評価に活用するためには、以下の検討課題が挙げられる。
・データの蓄積・収集
本調査では永野川に観測機器を設置し、降雨、河川水位、堤体内水位、土壌水分を観測することが可能となり、貴重なデータを収集することが出来た。しかし、堤体内水位が反応したのは 3 月初旬のみであり、降雨量の多い時期も含め貴重なデータを継続的に収集することが重要である。
・堤内地側の地下水位把握
観測や解析の精度を上げるためには、解析の境界条件である堤内地側の地下水位の変動を通年で把握する必要があり、周辺での地下水位の観測孔設置が望まれる。
・物理探査の有効性確認
堤防開削調査では、堤体内の複雑な土層構成を把握することができた。この貴重なデータを活用するためには、
堤防開削調査付近において物理探査を実施し、物理探査
結果と堤防開削調査結果を対比することで、物理探査の有効性の検証や物理探査での緩み領域の把握の可能性について検討することは、有効と考えられる。
・表層を考慮したモデルの検証
他の河川で実施している堤防開削調査結果等も踏まえ、堤体表層以下の下層の土質条件（透水係数）が異なるモデルで浸透流解析を実施し、表層を考慮したモデルの有効性を検証することは重要と考える。
参考文献
1） 国 土 技 術 研 究 セ ン タ ー： 河 川 堤 防 の 構 造 検 討 の 手 引 き、H14.7 月2） 日本道路公団：設計要領第一集

土工・舗装・排水・造園、

S53.4 月3） 利根川上流堤防安全性評価検討業務

報告書、H18.3 月

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