令和6年度砂防学会研究発表会概要集

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基礎地盤流失した砂防堰堤の事例調査と流失過程の検討
国立研究開発法人土木研究所 〇羽馬一希※1，山田拓※2，伊藤誠記
現所属 ※1：株式会社パスコ ※2：国土交通省

1．はじめに砂防施設が年々増加する中，効率的な予防保全によって砂防堰堤の機能および性能を維持・確保し続けるための長寿命化を図り，ライフサイクルコストを縮減することは重要である。
石田ら（2022）1)は 1934～2018 年度に発生した
計 800 基の砂防堰堤の破損等事例を整理および分析を行い，砂防堰堤の機能が低下および喪失するよ
うな重大な破損等形態の一例として基礎地盤の流失を伴う本堤部の沈下を挙げている。
一方，三浦ほか（2023）2)は既往研究 1)で報告されている本堤部沈下 4 事例を対象に，水叩きの損傷や副堰堤下流の洗堀等から基礎地盤の流失に至る過程を推測したが，基礎地盤が流失した砂防堰堤の特徴について網羅的な分析はされていない。
そこで本研究では，破損事例 1)を基に砂防堰堤の基礎地盤が流失した事例をより広範に分類するとともに，流失の原因の推測を行った。
2．研究手法
既往研究 1)で報告されている事例 800 基のうち，洗堀によって本堤もしくは前庭保護工の基礎地盤が流失している状況が確認できる写真が存在する事例を抽出した。抽出した事例に対して，基礎地盤流失した範囲やその特徴別に整理および分類した。
ただし，本堤部や副堰堤等が基礎地盤流失し，底抜け状態となっている事例は，洗堀以外の誘因（水叩き破損やパイピング等）によって基礎地盤流失した可能性もあり，複合的な損傷原因が考えられるため，本分類の対象外とした。
3．基礎地盤流失した砂防堰堤の特徴
まず既往研究 1)で報告されている事例 800 基のうち，基礎地盤流失している状況が確認できる写真が存在する事例 70 基を抽出した。この事例 70 基について，流失した範囲や流失の特徴をもとに以下 5 つに分類した。タイプ別の基礎地盤流失範囲のイメー
ジ図，典型的な事例写真，事例数を表 1 に示す。
3.1 タイプ 非越-1
本堤非越流部下流の基礎地盤が流失し，本堤袖部の破損を伴う事例を「非越-1」とした。
3.2 タイプ 非越-2
本堤非越流部下流の基礎地盤が流失し，本堤袖部からの越水もしくは越水痕跡を伴う事例を「非越-2」とした。
3.3 タイプ 非越-3
本堤非越流部下流の基礎地盤が流失し，本堤袖部の嵌入地山の流失を伴う事例を「非越-3」とした。

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3.4 タイプ 越-1
本堤部・副堰堤・垂直壁等の越流部付近の基礎地盤が流失するとともに，さらに下流の広範囲にわたって河床が元河床（計画河床高）より全体的に下がる現象を伴う事例を「越-1」とした。
3.5 タイプ 越-2
本堤部・副堰堤・垂直壁等の越流部付近の基礎地盤が流失するが，その流失は本堤部・副堰堤・垂直壁等付近のみにとどまり，さらに下流の広範囲にわたって河床が元河床（計画河床高）より下がる現象を伴わない事例を「越-2」とした。
4．基礎地盤の流失原因の推測
3 節の分類ごとに，基礎地盤の流失に至った原因を推測した。
4.1 タイプ 非越-1
本堤袖部の破損を伴うことから，土石流等が袖部に衝突し，袖部を破損させるとともに越水した結果，側壁護岸より外側の基礎地盤を侵食し流失させたと考えられる。なお，既往研究 1)の分析では，袖部の破損事例の多くは天端幅 3 m 未満の現設計基準 3)を満たさない施設において集中的に発生し，現設計基準 3)策定前に完成した砂防堰堤であることが明らかになっている。
4.2 タイプ 非越-2
本堤袖部からの越水もしくは越水痕跡を伴うことから，土石流等発生時に水通しだけではなく袖部からも越水し，側壁護岸より外側の基礎地盤を侵食し流失させたと考えられる。なお，水通し以外からの越水した原因としては，計画規模を超える土石流（水通し断面積の不足）や堰堤上流域における土砂堆積等による偏流等が考えられる。
4.3 タイプ 非越-3
本堤袖部の嵌入地山の流失を伴うことから，土石流等による側岸侵食によって嵌入地山等を流失させ，その流失させた範囲から偏流・越水した結果，側壁護岸より外側の基礎地盤を侵食し流失させたと考えられる。なお，側岸侵食によって嵌入地山等を流失させた原因は，本堤袖部の嵌入長が足りず，硬岩等に岩着していなかったこと等が考えられる。
4.4 タイプ 越-1
砂防堰堤より下流の河床が元河床（計画河床高）より全体的に下がる現象（図 1 の左図）を伴うことから，上流からの土砂流入量が下流への土砂流出量より下回ることによって河床低下が起き，砂防堰堤越流部で基礎地盤を侵食し流失させたと考えられる。なお越-1 は基礎地盤岩質が砂礫である事例に集中的に発生しているため（14／17 事例 ※基礎地盤岩質が不明なものが 27 事例），比較的軟弱な岩質上に施工されている砂防堰堤では発生しやすい傾向が推察される。また 5 つの分類のなかで事例数が最も多い結果（44 事例）となった。
4.5 タイプ 越-2
砂防堰堤付近の河床が元河床（計画河床高）より局所的に下がる現象（図 1 の右図）を伴うことから，本堤や副堤等の水通しからの落下水によって局所洗堀が起き，砂防堰堤越流部の基礎地盤を侵食し流失させたと考えられる。落下水による局所洗堀の原理については既往研究 4)で多く報告されており，河床から水通しまでの落差だけではなく，流量や砂礫の粒径等の要素によって局所洗堀が進行するか否かが判断される。そのためこのタイプの特徴を把握するためには，既往研究 1)で整理されている堰堤諸元や流域面積の基本要素だけではなく，流域内の流量や砂礫の粒径等を加味して検討する必要がある。

5．流失前の現象を把握する点検手法
3，4 節の結果を踏まえ，それぞれの特徴や基礎地盤の流失原因を表 2 にまとめる。
非越流部の基礎地盤の流失（タイプ非越 1～3）の流失原因として，袖部の破損，計画規模を超える土石流，袖部の嵌入長不足を推測し，その対策としては砂防堰堤の補強や改築等が考えられる。一方，越流部の基礎地盤の流失（タイプ越 1，2）の原因である河床低下や局所洗堀は，出水のたびに徐々に進行するため，砂防施設点検等でその現象を早期に発見し，予防保全処置することが可能であると考えられる。そのため，これらを早期かつ効率的にその現象を把握する点検手法を今後検討する必要がある。
6．まとめ
本研究では，既往研究 1)で報告されている事例のうち，洗堀によって基礎地盤が流失している砂防堰堤を流失した範囲や流失の特徴をもとに 5 つのタイプに分類した。それぞれのタイプ別に基礎地盤の流失原因を，①土石流等による袖部の破損，②計画規模を超える土石流による越流部からの越水，③土石流等による側岸侵食，④河床低下，⑤落下水による局所洗堀，であることを推測した。
【参考文献】
1) 石田ら（2022）：1934～2018 年度に発生した砂防堰堤の破損等事例調査，土木研究所資料，第4425 号 2) 三浦ら（2023）：事例調査による砂防堰堤の損傷に至る過程の推定，土木技術資料，
Vol.65，No.2，pp12-15 3) 国土交通省（2016）：
土石流・流木対策設計技術指針 解説，国土技術
政策総合研究所資料，No.905 4) 尾張 安治（1961）：砂防堰堤の下流洗掘に関する研究，新砂防，Vol.14，No.1，pp23-41- 436 -

表 1 タイプ別の基礎地盤流失範囲イメージ図，基礎地盤流失の写真，事例数の整理表※「基礎地盤流失の事例写真」の英数字は既往研究 1)の整理番号を示す※カッコ内の英数字は既往研究 1)の整理番号を示す

図 1 越-1，越-2 タイプの側面図
表 2 タイプ別の特徴と基礎地盤の流失原因