R6‑019

2020年度砂防学会研究発表会概要集

強靭ワイヤーネットによる土石捕捉効果の検証
国土交通省四国山地砂防事務所 星野 久史，有田 由高
構営技術コンサルタント株式会社 野中 拓
東亜グラウト工業株式会社

各部材の安全性については、想定外の外力に対して、部材の一部が破断しても全体の崩壊に繋がらないよう、設計計算上、部材別の安全余裕度（安全率/許容応力度割増係数）を「RN＞A＞WR」の順にしている。
P1

P2

P33.0m
4.0m
中間スパン
端末スパン

P4P55.0m
中間スパン

6.0m
中間スパン

P65.0m
中間スパン

P75.0m
中間スパン

P8

P94.0m3.0m
中間スパン端末スパン

35.0m

左岸側

右岸側
展 開 図

5.5m

1.はじめに強靭ワイヤーネット（以下「RWN」という。
）をはじめとする柔構造物工法は、高エネルギーを有する落石から崩壊土砂捕捉ができる技術として主に実物大実験を経て開発が進んできた。一方、土石流に対しては従来、砂防堰堤工事中にその上流に設置する仮設安全対策工法として使用されてきたが、平成 26 年の南木曽町、広島市での豪雨災害以降、短期間での施工が可能なことから土砂災害発生後の仮設応急対策として設置が進み現在では約 100 箇所以上の施工実績を有する。
ここでは、高知県栗ノ木川支川に設置された RWN の土石捕捉事例および他の事例を検証した結果と今後の課題、課題解決に向けた提案を行う。

○木村 佳嗣，玉井 章裕，奥田 峻

SRRR

S=1/100

BR
P1

支柱

3.
0m P2
4.
0m

P35.0mﾘﾝｸﾞﾈｯﾄ RN

6.0m

P9P8P6P5P45.0m

5.0m

P70m
3.

アンカー0m4.

支柱基礎反力体

2．栗ノ木川支川への RWN 設置概要
栗ノ木川支川は高知県長岡郡本山町に位置する吉野川水系の砂防渓流で流域面積0.39km2、河道幅が 2m～5m 程度で、平成 30 年 7 月豪雨により発生した土石流による被害を受けて、再度災害防止、強靭ワイヤーネット新規生産される土砂の流出抑制等を目的として、直轄砂防災害関連緊急事業が採択され、本設の砂防堰堤完成までの緊急対策として RWN がその上流約 100m に位置に設置さ国土交通省HP より抜粋･加筆れた。
（図-1）その構造は透過型の柵構造で下記の主部材から構成される。
（図-2）
図―１ 計画概要① リングネット RN：高強度鋼線を束ねたネット面② 支柱：H 型鋼の末端に接続具を溶接加工③ ワイヤロープ WR：支柱とアンカーを接続
横断方向：サポートロープ SR
縦断方向：リテイニングロープ RR④ アンカーA：それぞれのワイヤロープに接続するアンカーおよび支柱基礎反力体（ロックボルト）⑤ ブレーキリング BR：円形緩衝装置
設計手法は土石流衝突時の土石流流体力および堆砂土圧に対して、柵の変形後の各部材に作用する力の釣り合いから許容応力度法で部材決定を行っている。

図―２ RWN の立面図・設置写真

また、支柱と RR は柵の形状保持が目的であるた
め、RR が全て破断しても、前述する荷重条件に対してSR は耐えうることを設計の前提としている。
3．豪雨による土石・流木の流出と土石の捕捉およびRWN の挙動
RWN 設置後の令和元年 7 月の台風 5 号と梅雨前線に伴う降雨による土石流が発生した。当降雨の規模は1/5 年確率規模であったが、流出土砂量が計画規模の約 2 倍の量であった。現地調査の結果、RWN 周辺の流出土砂量 2,379m3 中、2,010m3 が RWN で捕捉され、369m3 がその下流に流出したが、家屋等への被害を避けることができた。
（図-3）
国土交通省HP より抜粋･加筆
しかし、柵自体は大きく変形し、支柱のはずれ・流出とRWN
RR の破断が確認されため、現地調査を踏まえて発生土石流の諸元を再現し、計捕捉した土石
図-3 土石の捕捉状況（上流から） 画と比較した。

321⇒ ＜部材破断時＞＜越流＞ ⇒ ＜部材破断＞＜満砂時＞ RR

＜満砂＞

SR

軸力

SRの外れ

土石流
流体力

設置当時の形状

RR 破断
支柱

支柱

堆積
土圧

発生後の変形 SR

支柱基部の外れ、 引抜力
支柱流出

RN

図－６

図-4 柵の変形状況（下流から）

BR の作動

さらに、調査結果に基づき RWN の部材に作用したと考えられる張力を再現計算した。
（表ｰ 1）

柵高1 波の土石流量

土石流ピーク流量

単位幅あたり流体力

単位面積あたり流体力

計画

1/5 年

1,200m3

22.0m3/s

8.8kN/m

15.5kN/m2

発生

1/5 年

2,379m3

42.0m3/s

17.9kN/m

23.2kN/m2

リングネットおよび各ワイヤロープの張力比較（満砂時）
SR

RR 端末

RR 中間STR

許容値

25 kN

602 kN229 kN

120 kN

204 kN

計画

13 kN

506 kN

210 kN

105 kN

170 kN

発生

15 kN

583 kN242 kN

121 kN

170 kN

また、各部材の変形状況を図-5 に示す。

RR

支柱

BR

図-5 部材変形平面図

RWNの変形・部材破断の推定メカニズム

SR

RN の変形
図-7 BR・RN の変形状況

計画降雨
確率年

RN

支柱基礎反力体

支柱基礎反力体表-1 RWN 計画諸元と発生土石流比較

RN

河床

河床

支柱の外れ

SR
土石の流出

本当たり（左岸～右岸間の延長）約 16%の伸び量となった。
これらから、RR が破断した場合、延長が長い
RWN では支柱の傾倒による柵高減少が大きくなることが分かる。
（図-7）4．他箇所における RWN の土石捕捉事例
RWN 施工箇所の大半は横断方向延長（以下「延長」）25m 以下となっており、同事務所管内でも、工事用の安全対策として設置された RWN の満砂まで土石を捕捉した事例（図-8）があり、有害な部材変形・損傷は見受けられなかった。その他の土石捕捉事例でも同様の傾向がある。
図-8 大谷川砂防堰堤安全対策工事土石捕捉事例
5.まとめ
以上の設計の基本事項と調査・検証・設置事例等を考慮し、そのまとめと今後の対策を以下に示す。
① 今回のケースではワイヤロープの一部が破断したが、発生した土石の大部分（設計：1,200 m3 に対して、捕捉量：2,010 m3）を捕捉できた。
② 想定以上の外力作用により、リテイニングロープの破断はあったが、リングネットとアンカーには破断や引抜けがなく設計上想定される範囲であったが、冗長性を高めるため以下の工夫・改良が必要と考える。
・支柱の外れ・流出に対して、部材接続部等の改良を行って、流出しないこと。
・延長が長い RWN を計画する場合は柵自体の変形量を小さくするため、柵を分割する等。
③ 土砂災害発生後、早急に設置する必要性が高い場合に備え、一定の土石流規模を想定した材料備蓄を行うことが有効と考える。

SR 変形前 46.5m
変形後 54.0m

部材の破断・変形状況から、①設計規模を大きく上回る量の土石流が発生。②満砂時に計画を大きく上回る流体力が発生。③越流する状況が発生し満砂時以上の力が柵に作用したと考えられる。
これらから、設計を大きく上回る荷重を受けて最初に RR が破断し、通常発生する支柱への軸力が引抜力に変わり、支柱の接続部が外れたものと考えられる。
（図-6）これは、RR の BR の大半が大きく作動していたことから想定される。
一方、SR・アンカーの破断・引抜けが確認できなかったことから、安全余裕度の低い部材 RR が破断した。この原因は柵の大きな変形と越流によるものと考えられる。
SR には 1 本あたり 16 個の BR が装着されており、その多くの作動量が大きく、WR 自体の伸びと合わせて 1

参考文献1) 国土交通省国土技術政策総合研究所：土石流・流木対策設計技術指針解説,平成 28 年 4 月322