（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部
第56回（令和5年度）研究発表会 論集№053（一般論文発表 河川系）

補助工法を活用した小礫対応の透過型堰堤の検討
セントラルコンサルタント株式会社○林 見比古論 文 要 旨鋼製スリットの適用礫径が 0.3m 以上であることから，最大礫径が 0.3m 未満の流域では，一般的に鋼製スリットを用いない工法として不透過型堰堤による土石流対策が行われる．ただし，不透過型堰堤下流での流木被害の実績を受け，土砂・流木整備率を 100％とする場合には，下流への流木の流出防止のため透過構造を有する施設が必要とされている．不透過型堰堤の場合は，本堤に透過部を持たないことから別途流木捕捉工を設ける必要があり，従来は本堤上部に流木捕捉工を設けることが多かったが，この場合には堤高が高くなり，経済性，施工性の面で劣ることから近年では避けられる傾向にある．
本研究では，最大礫径 0.24m の土石流危険渓流を対象に,補助工法を活用した透過型堰堤について検討を行い，鋼製スリットの適用礫径の拡大について研究した．研究結果から，鋼製スリットも補助工法を併用することで，適用礫径を 0.2m まで拡大することができることを示した．
キーワード：透過型堰堤，小礫対応，流木捕捉，補助工法

まえがき
近年，豪雨等の影響により日本全国で土石流，地すべり，がけ崩れといった土砂災害が発生しており，様々な被害が生じている.このような土砂災害の危険性が高い箇所では，砂防施設の整備により対策が講じられている.
土石流対策施設として，これまでは全体をコンクリートで構成し，極力砂が下流へ流出しない不透過型と呼ばれる構造形式が多く採用されてきた．しかし，土砂を堰止めることから下流への常時の適切な土砂供給という観点から課題もあり，流砂の分断による河床変動や粒径変化，水棲生物や環境に及ぼす影響などが指摘されてきた 1)．
また，不透過型堰堤下流での流木被害の実績を受け，砂防基本計画策定指針

図－1 流域図2）が改訂され，不透過型堰堤の流木捕捉の考え方が変更された．これにより，土砂および流木整備率を 100％とする場合には，下流への流木の流出防止のため，透過構造の必要性が示された．

１．流域特性
本研究の対象とした流域を図－1 に示す．当該流域は，流域面
積 0.02 ㎞ 2，最大礫径 0.24m の土石流危険渓流となっているため，土石流災害防止を目的とした対策施設の整備が必要な渓流である．谷出口より下流側には，写真－1 に示すように集落が広がっており，保全対象として人家64 戸，公共施設1 戸，国道280m，都道府県道 650m 等があり，土石流時の被災リスクが大きい．
写真－1 谷出口下流の状況－ 167 －

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２．鋼製砂防構造物の歴史
θp

昭和 40 年代初めより，鋼管，H 形鋼，ワイヤ等の鋼材を用いた砂防構造物が開発され，各地で導入されてきた．昭和 50 年代には土石流対策としても使用されるようになり，実績の増加とθoともに新工法の開発や既存工法の改良がされている．鋼製砂防構造物の代表として鋼製スリットがあげられるが，令和 4 年に既存工法の改良版が開発されるなど，使用開始から 50 年以上経過した現在でも日々研究は進んでいる．

３．透過型堰堤の特徴
透過型堰堤は，常時には開口部から土砂を適切に下流に供給
図－2 透過型堰堤の土石流捕捉 6）し，土石流時は巨礫によって水通し部に設置した鋼製スリットが閉塞することにより，不透過型砂防堰堤と同等の土石流捕捉機能が確保されるものである．この鋼製スリットは，鋼管を組み（2）透過型堰堤の実績合わせた骨組構造によるものが多く，骨組間隔によって土砂供透過型堰堤はこれまで全国的に整備されており，表－1 に示す給と土石流捕捉という互いに反する性能を得るため，その骨組ように，全国的な施工実績として約 2,800 件近くになり，このう間隔の決定法に関してはいくつかの研究が進められた．芦田ら

3)は，実験により格子間隔を最大粒径 D95 の 1.5～2.0 倍程度に設定することにより，アーチアクション効果により土石流を捕

ち土石流を捕捉した実績として約 170 件ある．
土石流対策施設として適用可能な鋼製スリットは，設計時点で 5 工法あり，現場の条件に応じて選定される．

捉できることを示した．
平成 13 年版の鋼製砂防構造物設計便覧では，鋼管の間隔が最表－1 透過型堰堤の実績

大礫径（D95）の 1.5 倍程度保有することが推奨された．さらに，鋼製スリット

施工実績

土石流捕捉実績

平成 21 年に改訂された鋼製砂防構造物設計便覧 4)には，下流域

スリット①

約780 件

約80 件の土砂災害に対する安全性を向上させるため，鋼管間隔を D95 のスリット②約1,200 件

約60 件

1.0 倍程度として巨礫捕捉の確実性を向上させた．令和 3 年に改

スリット③

約140 件

約5 件

訂された新編・鋼製砂防構造物設計便覧 5)では，土石流堆積区間

スリット④

約600 件

約20 件など，土石流フロント部が形成されにくいと推定される場合のスリット⑤

約120 件

約5 件

鋼管間隔を最多礫径（D80）の 1.0 倍程度とし，土石流捕捉の確実合計

約2,840 件

約170 件性をより向上させている．
砂防堰堤の形式として，透過型堰堤のほかに不透過型堰堤，部（3）透過型堰堤の適用範囲

分透過型堰堤があるが，不透過型堰堤における流木捕捉の考え

新編・鋼製砂防構造物設計便覧では鋼製スリットの適用礫径方が変わったことや，下流への土砂供給の必要性，透過型堰堤のを 0.2m 以上としているが，これは礫のアーチアクションにより施工実績・土石流捕捉実績の増加，経済性，施工性，維持管理性

スリットの閉塞効果を期待している礫径である．

等での優位性から，近年では透過型堰堤での土石流対策が基本となっている．

現行基準では，最下流施設における鋼製スリットの縦部材・横部材の純間隔は，最大礫径の 1.0 倍とされている．
鋼製スリットの製造上の限界値が部材間隔が 0.3m のため，一（1）土石流捕捉機能

般に透過型堰堤の適用範囲は，最大礫径（D95）0.3m 以上である．

透過型堰堤は，土石流時にフロント部に含まれる礫により開口部に設置する鋼製スリットを閉塞させ，砂防堰堤の上流側の（4）経済性，施工性

ポケットに土砂を堆積させることで，土石流を捕捉する（図－2）．

透過型堰堤は，不透過型堰堤，部分透過型堰堤と異なり，水通他の堰堤形式と異なり，ポケット部に土砂の堆積がないことかし部からの土砂，流水の落下がなく下流側の洗堀が生じにくい

ら，同じ堤高の場合の施設効果量が大きく，効率的に土石流を捕ことから，前庭保護工が不要である．また，常時の流出土砂を通捉できる．

過させるため，上流部のポケット部を施設効果量として確保で－ 168 －

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きる．このため，不透過型堰堤と比較して堤高が低くなり，施設規模が小さくなることから，経済性に安価となりやすく，施工性（2）新工法（ワイヤロープ 4））の検討
前述した従来工法に対し，新工法として開発されたワイヤロにも優れる構造となる．

ープについて検討を行った．

（5）維持管理性a)新工法の概要

透過型堰堤の場合には，平常時や中小出水時の土砂について

当該工法は，両岸の非越流部に水平方向にワイヤロープを定は鋼製スリットの開口部から流下するため，堰堤上流部への土着させ，鉛直方向に間隔保持機能を設置する構造となっており，砂の堆積が生じない．このため，定期的な除石による維持管理が

図－3，写真－2 に示すように，水平方向，鉛直方向のロープを不要であり，維持管理性に優れた構造である．

格子状に設置し，小礫でも閉塞可能な部材間隔とする.
また，新設堰堤，既設堰堤のいずれの施設にも適用可能であり，（6）環境への影響

0.2m の礫にも対応できることから，当該堰堤にも適用可能であ

不透過型堰堤として整備した場合には，水通し部をコンクリートとし土砂を堰止めることから，下流への常時の適切な土砂る. 中小出水時や，部材の劣化により破損した場合にも部材の交換が容易であることから維持管理性も高い.

供給という観点から課題もあり，流砂の分断による河床変動や粒径変化，水棲生物や環境に及ぼす影響などが指摘されてきた．
これに対して，透過型堰堤とすることで渓床の連続性を維持でき，平常時や中小出水時の流出土砂についてはスリット間から流下するため，定期的な土砂供給が持続される．

４.対象流域における透過型堰堤の適用性
透過型堰堤は，前述の通り鋼製スリットの部材間に礫を閉塞させて土石流を捕捉する施設である．このため，流域内の礫が小さい場合には，スリットが閉塞せず，土石流を捕捉できない懸念がある．
対象流域の最大礫径は 0.24m であり，新編・鋼製砂防構造物設計便覧の適用礫径は満足している．しかし，設計時点で最大礫径
図－3 ワイヤロープ 概略図 7）0.3m 未満の流域で鋼製スリットを使用した実績はなく，当該流域においては土石流捕捉の確実性に懸念が生じる．当該堰堤は流域の最下流施設であり，保全対象も多数存在することから土石流捕捉の確実性に特に配慮が必要であり，標準的な透過型堰堤は適用性が低いと考えられる．

５．補助工法の併用による透過型堰堤の適用性検討
前述の通り，当該箇所において透過型堰堤を適用することは，優位性が高いが，標準的な透過型堰堤は適用できない．そこで，補助工法の併用による透過型堰堤の適用性ついて検討を行った．

（1）従来工法の検討
新設堰堤に適用可能な小礫対応の補助工法として，リング状
写真－2 ワイヤロープ設置状況 7）

ネットを用いた工法が開発されているが，当該工法は適用可能な鋼製スリット製品が限られている．この他にも補助工法が開発されているが，これらの工法は新設堰堤に適用せず，既設堰堤の改築に適用する工法となる．

b)新工法による土石流捕捉方法
ワイヤロープの設置に際しては，図－4 に示すように鋼製スリットの上流側とし，土石流時にはワイヤロープの部材間を礫で－ 169 －（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部
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閉塞させることで，鋼製スリットでの土石流捕捉を補助する.これにより，小礫の渓流においても透過型堰堤を適用でき，効果的な砂防施設を配置することができる.

（3）補助工法の併用による透過型堰堤の適用性
当該箇所では，補助工法を併用することで土石流捕捉が可能となり，透過型堰堤の適用性が高いと評価した．
ワイヤロープの設置には，非越琉部へのアンカーの設置が必要となる．このため，非越流部に鋼材を接続するタイプの鋼製スリットの場合には，ワイヤロープと鋼製スリットに干渉が生じることから適用が困難である．鋼製スリットに補助工法を併用する場合には鋼製スリットの選定に留意が必要である.

６．研究の成果
図－4 補助工法を用いた土石流捕捉イメージ

7）

本研究では，礫径が小さい流域において，優位性の高い施設として透過型堰堤の適用可否について検討した．検討結果よc)新工法における土石流捕捉実績

り，補助工法を併用することで礫径が小さい場合にも土石流捕設計時点での施工実績は 2 件と少ないものの，うち 1 件では土石流を捕捉している（写真－3，写真－4）．当該箇所で生じる捉の確実性が高い透過型堰堤を適用可能となり，効率的な土石流捕捉が可能な施設を計画できる．

土石流流体力に対しても安定性を確保できることから，土石流

あとがき捕捉の確実性が高いといえる．

謝辞：本研究について，国土交通省近畿地方整備局紀伊山系砂防事務所のご担当者より，多くのご指摘，指導を頂きました．
謝意を表します．
今後の展望：透過型堰堤は不透過型堰堤と比較して経済性，施工性等に優れることが多い.従来では，礫が小径な流域においては不透過型堰堤を採用し，別途流木捕捉工を設けていたが，本研究で示した補助工法の適用可否について検討することで，効果的な砂防施設の設計に活用可能と考えられる.

参考文献
１） 田端茂清，守山浩史：鋼製透過型えん堤工法・設計法の変遷
写真－3 土石流捕捉実績

7）と課題，砂防学会誌 第 62 巻 第 6 号, 公益社団法人 砂防学会，2010.3，pp.47-51
２） 砂防基本計画策定指針：国土交通省国土技術政策総合研究所，平成 28 年 4 月. 77p.
３） 芦田和男，高橋保：土石流の調節制御に関する研究‐立体
格子型砂防堰堤の水理機能‐，京都大学防災研究所年報，
第 23 号 B-2，京都大学防災研究所，1980.pp.433-441,
４） 鋼製砂防構造物設計便覧 平成 21 年版：財団法人 砂防・地すべり技術センター，平成 21 年 9 月 254p.
：一般財団法５） 新編・鋼製砂防構造物設計便覧〈令和 3 年版〉
人 砂防地すべり技術センター，令和 3 年 10 月 344p.
６） 土石流・流木対策設計技術指針 解説：国土交通省国土技術政策総合研究所，平成 28 年 4 月. 78p.

写真－4 土石流捕捉実績

7）７） 透過型鋼製スリット堰堤用 中小石礫・流木捕捉部材 コレ
ッキリスクリーン：株式会社プロテックエンジニアリング－ 170 －