東海第二発電所 工事計画審査資料
資料番号補足-60-1 改 19

提出年月日

平成 30 年 4 月 3 日

東海第二発電所
工事計画に係る説明資料（Ⅴ-1-1-2-2 津波への配慮に関する説明書）

平成 30 年 4 月
日本原子力発電株式会社

改定履歴
改定

改定日
（提出年月日）改0

H30.2.5

改1

H30.2.7

改2

H30.2.8

改3

H30.2.9

改4H30.2.13

改5

H30.2.13

改6

H30.2.15

改7

H30.2.19

改8

H30.2.19

改9H30.2.22

改 10

H30.2.23

改 11

H30.2.27

改 12

H30.3.1

改 13

H30.3.6

改 14

H30.3.6

改定内容・新規制定
・「6.1.3 止水機構に関する補足説明」を新規作成し，追加
・「1.1 潮位観測記録の考え方について」及び「1.3 港湾内の局所的な海面の励起について」を新規作成し，追加・改 0 の「6.1.3 止水機構に関する補足説明」を改定
・改 1 に，「1.6 ＳＡ用海水ピットの構造を踏まえた影響の有無の検討」を新規作成し，追加（「1.1 潮位観測記録の考え方について」
及び「1.3 港湾内の局所的な海面の励起について」は，変更なし）
・改 3 の内，「1.1 潮位観測記録の考え方について」及び「1.3 港湾内の局所的な海面の励起について」を改定（「1.6 ＳＡ用海水ピッ
トの構造を踏まえた影響の有無の検討」は，変更なし）
・「5.11 浸水防護施設の設計における評価対象断面の選定について」
及び「5.17 強度計算における津波時及び重畳時の荷重作用状況について」を新規作成し，追加
・「5.7 自然現象を考慮する浸水防護施設の選定について」及び「5.19
津波荷重の算出における高潮の考慮について」を新規作成し，追加・改 6 に，「5.1 地震と津波の組合せで考慮する荷重について」を新規作成し，追加（「5.7 自然現象を考慮する浸水防護施設の選定について」及び「5.19 津波荷重の算出における高潮の考慮について」
は，変更なし）・「5.9 浸水防護施設の評価に係る地盤物性値及び地質構造について」及び「5.14 防潮堤止水ジョイント部材及び鋼製防護壁止水シー
ルについて」を新規作成し，追加・改 8 の「5.9 浸水防護施設の評価に係る地盤物性値及び地質構造について」を改定（「5.14 防潮堤止水ジョイント部材及び鋼製防護壁止水シールについて」は，変更なし）
・改 2 の「6.1.3 止水機構に関する補足説明」を改定
・「4.1 設計に用いる遡上波の流速について」及び「5.4 津波波力の選定に用いた規格・基準類の適用性について」を新規作成し，追加
・「1.2 遡上・浸水域の評価の考え方について」，「1.4 津波シミュレーションにおける解析モデルについて」，「4.2 漂流物による影響
確認について」，「5.2 耐津波設計における現場確認プロセスについて」及び「5.6 浸水量評価について」を新規作成し，追加・改 4 の内，「1.6 ＳＡ用海水ピットの構造を踏まえた影響の有無の検討」を改定・改 12 の内，「1.6 ＳＡ用海水ピットの構造を踏まえた影響の有無の検討」を改定
・改 5 の内，「5.11 浸水防護施設の設計における評価対象断面の選定について」を改定（「5.11 浸水防護施設の設計における評価対象断面の選定について」のうち，「5.11.5 鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁」を新規作成）・改 9 の内，「5.14 防潮堤止水ジョイント部材及び鋼製防護壁止水シールについて」を改定

i

改定

改定日
（提出年月日）改 15

H30.3.9

改 16

H30.3.12

改 17

H30.3.22

改 18

H30.3.30

改 19

H30.4.3

改定内容
・資料番号を「補足-60」→「補足-60-1」に変更（改定番号は継続）
・改 7 の内，「5.7 自然現象を考慮する浸水防護施設の選定について」を改定
・改 10 の「6.1.3 止水機構に関する補足説明」を改定
・改 14 の内，「5.14 防潮堤止水ジョイント部材及び鋼製防護壁止水
シールについて」を改定
・改 15 の内，「6.1.3 止水機構に関する補足説明」を改定
・「1.5 入力津波のパラメータスタディの考慮について」，「3.1 砂移動による影響確認について」，「6.5.1 防潮扉の設計に関する補足
説明」及び「放水路ゲートに関する補足説明」を新規作成し追加
・改 17 の「6.1.3 止水機構に関する補足説明」を改定
・改 18 の「6.1.3 止水機構に関する補足説明」を改定
記載の適正化ii

下線は，今回提出資料を示す。
目
1.

次

入力津波の評価[]内は，当該箇所を提出

1.1 潮位観測記録の考え方について[改 4 H30.2.13]（最新）したときの改訂を示

1.2 遡上・浸水域の評価の考え方について[改 12 H30.3.1]す。

1.3 港湾内の局所的な海面の励起について[改 4 H30.2.13]
1.4 津波シミュレーションにおける解析モデルについて[改 12 H30.3.1]
1.5 入力津波のパラメータスタディの考慮について[改 18 H30.3.30]
1.6 ＳＡ用海水ピットの構造を踏まえた影響の有無の検討[改 13 H30.3.6]2.

津波防護対象設備

2.1 津波防護対象設備の選定及び配置について
3.

取水性に関する考慮事項

3.1 砂移動による影響確認について[改 18 H30.3.30]
3.2 海水ポンプの波力に対する強度評価について
3.3 電源喪失による除塵装置の機能喪失に伴う取水性の影響について
4.

漂流物に関する考慮事項

4.1 設計に用いる遡上波の流速について[改 11 H30.2.27]
4.2 漂流物による影響確認について[改 12 H30.3.1]
4.3 漂流物衝突力について
5.

設計における考慮事項

5.1 地震と津波の組合せで考慮する荷重について[改 7 H30.2.19]
5.2 耐津波設計における現場確認プロセスについて[改 12 H30.3.1]
5.3 強度計算に用いた規格・基準について
5.4 津波波力の選定に用いた規格・基準類の適用性について[改 11 H30.2.27]
5.5 津波防護施設のアンカーの設計に用いる規格・基準類の適用性について
5.6 浸水量評価について[改 12 H30.3.1]
5.7 自然現象を考慮する浸水防護施設の選定について[改 15 H30.3.9]
5.8 浸水防護に関する施設の機能設計・構造設計に係る許容限界について
5.9 浸水防護施設の評価に係る地盤物性値及び地質構造について[改 9 H30.2.22]
5.10 浸水防護施設の強度計算における津波荷重，余震荷重及び衝突荷重の組合せについて
5.11 浸水防護施設の設計における評価対象断面の選定について[改 14 H30.3.6]
5.12 浸水防護施設の評価における衝突荷重，風荷重及び積雪荷重について
5.13 スロッシングによる貯留堰貯水量に対する影響評価について
5.14 防潮堤止水ジョイント部材及び鋼製防護壁シール材について[改 16 H30.3.19]
5.15 東海発電所の取放水路の埋戻の施工管理要領について
5.16 地殻変動後の基準津波襲来時における海水ポンプの取水性への影響について
5.17 強度計算における津波時及び重畳時の荷重作用状況について[改 5 H30.2.13]
5.18 津波に対する止水性能を有する施設の評価について
5.19 津波荷重の算出における高潮の考慮について[改 7 H30.2.19]
1

[

6.

浸水防護施設に関する補足資料]内は，当該箇所を提出（最新）したときの改訂を示

6.1 鋼製防護壁に関する補足説明

す。

6.1.1 鋼製防護壁の設計に関する補足説明
6.1.2 鋼製防護壁アンカーに関する補足説明
6.1.3 止水機構に関する補足説明[改 19 H30.4.3]
6.2 鉄筋コンクリート防潮壁に関する補足説明
6.2.1 鉄筋コンクリート防潮壁の設計に関する補足説明
6.2.2 フラップゲートに関する補足説明
6.3 鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア）に関する補足説明
6.3.1 鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア）の設計に関する補足説明
6.4 鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁に関する補足説明
6.4.1 鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の設計に関する補足説明
6.5 防潮扉に関する補足説明
6.5.1 防潮扉の設計に関する補足説明[改 18 H30.3.30]
6.6 放水路ゲートに関する補足説明
6.6.1 放水路ゲートの設計に関する補足説明[改 18 H30.3.30]
6.7 構内排水路逆流防止設備に関する補足説明
6.7.1 構内排水路逆流防止設備の設計に関する補足説明
6.8 貯留堰に関する補足説明
6.8.1 貯留堰の設計に関する補足説明
6.8.2 貯留堰取付護岸に関する補足説明
6.9 浸水防護設備に関する補足説明
6.9.1 浸水防止蓋，水密ハッチ，水密扉，逆止弁の設計に関する補足説明
6.9.2 逆止弁の漏えい試験について
6.9.3 逆止弁を構成する各部材の評価について
6.9.4 津波荷重（突き上げ）の強度評価における鉛直方向荷重の考え方について
6.10 津波監視設備に関する補足説明
6.10.1 津波監視カメラの設計に関する補足説明
6.10.2 取水ピット水位計及び潮位計の設計に関する補足説明
6.10.3 加振試験の条件について
6.10.4 津波監視設備の設備構成及び電源構成について
6.11 耐震計算における材料物性値のばらつきの影響に関する補足説明
6.12 止水ジョイント部の相対変位量に関する補足説明
6.13 止水ジョイント部の漂流物対策に関する補足説明2

6.1.3 止水機構に関する補足説明
6.1.3.1 止水機構（1 次止水機構）の実規模大実証試験の計画について
1.目 的
止水機構が基準地震動Ｓs 及び余震+津波時において，実規模大の試験装置を用いた試
験（以下「実証試験」という。）を行い，止水板の挙動を確認することにより，変位追従性，水密ゴムの健全性を確認する。
2.止水機構（１次止水機構）の概要
鋼製防護壁と既設取水路間の止水構造は，津波による荷重，鋼製防護壁と取水路の地震時における追従性を確保する必要があることから，止水板が可動できるよう止水機構を設置する。1次止水機構は，止水板の底面と側面に設置した水密ゴムにて水密性を確保する構造とする。水密ゴムは，摩擦抵抗を低減し追従性を向上させるため，表面ライニング（樹脂）を施工する。
また，止水板には漂流物の衝突による影響も考慮し，止水板押え及び保護プレートを設置し漂流物荷重からも耐える構造とする。
止水機構の構造図を図１に，１次止水機構に係る各部位の役割・機能を表１に示す。
なお，止水機構は，1 次止水機構である止水板からの微少な浸水も考慮し，敷地内に浸水させないよう陸側にシートジョイントからなる２次止水機構を設置する。

6.1.3-1

1

陸側

止水機構
鋼製防護壁

取水路
津波

図

止水機構の設置位置②保護プレート
鋼製防護壁

陸側⑥側面戸当り津波①止水板押え側面水密ゴム
鋼製防護壁(図 a-2 拡大図)

２次止水機構１次止水機構⑧防衝板④止水板⑦シートジョイント

(図 a-2 拡大図)

上下±60mm③砂除け

海側 700mm 陸側 500mm⑤底面戸当り図ａ 止水機構断面図

底面水密ゴム(図 a-2)拡大図
図 a-1 １次止水機構拡大図

側面水密ゴム
側面戸当りとの潰れ代 3mm

津波

支圧板

鋼製防護壁

止水板側
ガイド板

④止水板

２次止水機構⑥側面戸当り⑦シートジョイント
⑧防衝板

側面水密ｺﾞﾑ
ﾗｲﾆﾝｸﾞ（樹脂）

150mm
陸側

図ｂ ２次止水機構の構造

底面水密ゴム
底面戸当りとの潰れ代 3mm

④止水板
止水板コマ

津波
底面水密ｺﾞﾑ
ﾗｲﾆﾝｸﾞ（樹脂）⑤底面戸当り図 a-2 止水板，底面・側面水密ゴム拡大図

図1 止水機構の構造図
6.1.3-22

表１ １次止水機構に係る各部位の役割・機能各部位の役割・機能については以下のとおり。名称は下図に示す。
名称

役

割・機 能

材

・止水板を支持する。

① 止水板押え鋼製

・漂流物等から止水板を防護する。

② 保護・大型植生などから止水板を防護する。

鋼製

・止水板への異物混入を防止する。

プレート
③ 砂除け

・底面戸当り面への砂等の異物混入を防止する。

ナイロン

・止水機構の扉体の機能。
・底面及び側面の戸当りに面する部位に水密ゴムを設置し浸水を防止する。

④ 止水板（Ｐ形ゴム）

重量：約930kg
・止水板の底面水密ゴムとのシール性を確保する。

ステンレス（真直度，平面度の管理）(表面仕上げNo.1)※２

・床部より約100mm嵩上げし異物混入を防止する。
・止水板の側面水密ゴムとのシール性を確保する。

ステンレス(表面仕上げNo.1)※２（真直度，平面度の管理）⑦ シ ー ト ジ ョ イ ・水密ゴムからの微少な浸水を保持する。
ント※１(表面仕上げNo.1)※
水密ゴム

寸法：横2000mm×幅150mm×高さ400mm⑥ 側面戸当りステンレス＋

・1枚当たりの主要仕様⑤ 底面戸当り

シートジョイント・陸側からの異物混入を防止する。
・１次止水機構の損傷又は保守に伴う取り外し時に漂流物が⑧ 防衝板※１

料

鋼製

２次止水機構に到達することを防止する。

１次止水機構

鋼製防護壁

鋼製防護壁
①止水板押え陸側
２次止水機構⑧防衝板②保護プレート③砂除け⑥側面戸当り⑦シートジョイント
⑤底面戸当り津波④止水板⑤底面戸当りａ部詳細
ａ部詳細

止水機構の各名称※１：２次止水機構※２：JIS G 4304

熱間圧延ステンレス鋼板及び鋼帯

表面仕上げ

より

6.1.3-33

3.鋼製防護壁と 1 次止水機構の検討フロー及び 1 次止水機構の実証試験評価フロー
鋼製防護壁と 1 次止水機構の検討フロー（図 2）及び 1 次止水機構の実証試験評価フロー（図 3）については以下の通り。

開始

鋼製防護壁の設計＜鋼製防護壁の設計＞【地中連続壁基礎の設計】
・二次元有効応力解析＜1 次止水機構の設計＞【解析評価・実証試験】【耐震・強度評価】

解析・試験条件の設定

・地震 ・津波・三次元静的フレーム解析【鋼製防護壁の設計】
・三次元動的フレーム解析

・余震+津波①解析評価◆二次元・三次元動的解析◆評価項目・応力解析：止水板，止水板押え，底面・側面水密ゴム・止水板の変位追従性
・水密ゴムの健全性【地中連続壁基礎と鋼製防護壁の結合部の設計】②実証試験（図３参照）◆評価項目
・止水板の変位追従性
・水密ゴムの健全性

終了

図２ 鋼製防護壁と 1 次止水機構の検討フロー

6.1.3-44取水路の二次元有効応力

開解析（FLIP）

始

鋼製防護壁の二次元有効応力解析（FLIP）及び動的三次元
フレーム解析（TDAP-Ⅲ）

4.1 評価方針
取水路
鋼製防護壁

応答加速度の抽出
鋼製防護壁（上部工）と応答加速度の抽出取水路間の相対加速度※1 へ②鋼製防護壁①取水路③鋼製防護壁（上部工）と加速度応答スペクトル

加速度応答スペクトル

取水路間の相対加速度による応答スペクトル4.2 試験条件
・包絡スペクトルの作成（①～③の応答スペクトルの包絡波）※1・加振試験用模擬地震波の作成

１次止水機構4.3 実証試験装置の選定

実機モデルによる
二次元，三次元動的解析

4.4 実証試験の計測項目と判定基準※3

・計測項目と判定基準

１次止水機構試験装置モデルによる

※2
振動試験

三次元動的解析

水密ゴム漏水試験※2（振動試験後）
4.5 1 次止水機構の評価※２：試験装置モデルによる結果と振動試験結果との評価を行う。
※３：※１の結果より，実機モデルとの検証を行い，1 次止水機構の挙動を評
価する。

図３

終

了

１次止水機構の実証試験評価フロー

6.1.3-554.実証試験の計画について
4.1 評価方針
鋼製防護壁に設置する 1 次止水機構は，鋼製防護壁の底面と既設取水路の応答変位の違い
により相対変位が生じ敷地に浸水する可能性があることから，可動式の止水板を設置する。
１次止水機構の実証試験において，止水板の地震時及び余震+津波における挙動を確認する。
止水板の評価は，鋼製防護壁と取水路の本震（耐専スペクトル）ＳＳ－Ｄ１の応答加速度から加振試験用応答スペクトルを作成し実証試験を実施する。
実証試験で得られた止水板の挙動について，評価するとともに「止水板の地震時の追従性」，「水密ゴムの健全性」及び「１次止水機構の構成部品の健全性」について確認し，止水板，
水密ゴム及び止水機構全体に影響がないか確認する。
また，実証試験の結果と三次元動的解析の結果から，止水板の挙動について評価を行う。

6.1.3-6

6

4.2 試験条件(1)実証試験用の入力地震動の作成
実証試験に用いる評価用の地震動は，解放基盤表面からの地盤の特性に応じた地震動の応答スペクトルとして本震（耐専スペクトル）ＳＳ－Ｄ１を選定し，実証試験用に応答ス
ペクトルを作成し実施する。
また，津波防護施設である鋼製防護壁は，余震時にも耐える必要があることから，Ｓｄ－Ｄ１を選定し，実証試験を実施する。表２に加振試験用応答スペクトルに用いる入力
地震動を示す。
表２ 加振試験用応答スペクトルに用いる入力地震動
種類

入力地震動

本震（耐専スペクトル）

ＳＳ－Ｄ１

余震

Ｓｄ－Ｄ１

(2)余震時の津波高さ
余震時の津波高さは，敷地に遡上する津波高さについても考慮した T.P.＋24ｍの静水圧とする。
構造設計上は，止水板に動水圧を荷重条件とした構造設計を行う。但し，実証試験においては，二次元動的解析の試計算結果（補足説明 2 参照）から動水圧（高圧）で実施した場合に，地震時の止水板の挙動に比べ止水板が浮き上がらない傾向であったことから，
動水圧（高圧）より低い状態の想定として，静水圧（低圧）での試験を実施し止水板の挙動を確認する。
また，実機における構造においても，止水板押えの前面に設置している保護プレートの下部より津波は浸水することから，直接津波の波圧を受けにくい。そのため，静水圧での実証試験がより現実的な止水板の挙動が把握できる。図 3 に止水板への流入イメージを示す。

保護プレート①止水板押え側面水密ゴム

⑥側面戸当り④止水板⑤底面戸当り津波
100mm±50mmの間から津波が流入
底面水密ゴム止水板コマ

図 3 止水板への流入イメージ

6.1.3-77

(3)試験ケースと試験回数
実証試験に用いる入力地震動（ＳＳ－Ｄ１，Ｓｄ－Ｄ１）による確認は，以下の２ケースを実施する。
＜試験ケース＞ ・本震

・余震＋津波

＜試験回数＞再現性確認のため，各２回実施。
本震（ＳＳ－Ｄ１）

余震+津波（Ｓｄ－Ｄ１）

２回

２回

試験回数

(4)水密ゴムの摩擦係数
水密ゴムの摩擦係数は，ダム・堰施設技術基準（案）に記載のライニングがある場合，未使用状態（水密ゴムが健全の状態）の 0.2（乾式）を適用し実施する。また，ライニン
グがない場合は，1.2（乾式）を適用し実施する。水密ゴムの摩擦係数については補足説
明１に示す。
なお，水密ゴムのライニングがない状態についても実施し挙動を確認する計画であるが，二次元動的解析の摩擦係数のしきい値の結果を踏まえ，安全上配慮した試験を実施する。
試験の回数については，解析結果及びライニングありの実証試験状況を踏まえ決定する。
(5)試験装置の制限に対する対応① 模擬地震波の加速度が試験装置の上限（水平 3G，鉛直 1G）を超えた場合には，振動試験装置の上限を超えない範囲で実証試験を実施する。なお，上限を超える止水板の挙動については，二次元・三次元動的解析にて挙動を把握する。
② 模擬地震波の水平又は鉛直変位が試験装置の上限（水平±150mm，鉛直±100mm）を超える場合には，振動台入力波形の長周期側で加速度をカットするハイパスフィル
タで処理した模擬地震波にて試験を実施する。
ハイパスフィルタで処理する場合には，止水機構（止水板：剛体）の実証試験に影響のない周波数範囲であることを確認する。

6.1.3-88

4.3 実証試験装置の概要(1)試験装置
振動台の上に１次止水機構を設置し，水平方向と鉛直方向とを同時加振する。図4に大型3軸振動台の概要を示す。
振動台の規格加振自由度

3軸6自由度

最大積載重量80ｔｆ

テーブル寸法定格

X：6ｍ × Y：4ｍ

最大変位
最大加速度
（35ｔ積載時）

Ｘ方向

Ｙ方向

Ｚ方向

±300mm
1Ｇ（水平）±150mm
3Ｇ（水平）±100mm
1Ｇ
（鉛直）

Y 方向

X 方向
第7図 大型3軸振動台の概要
Z 方向

図4 大型3軸振動台の概要

6.1.3-99(2)試験装置の選定
実証試験を実施するに当たり，鋼製防護壁と取水路の振動特性に違いがあることから実証試験においては鋼製防護壁を固定するケースと加振させるケースの 2 通りについて検討した。試験装置のケースを表 3 に示す。
表３ 試験装置ケース
ケース①

ケース②

固定

取水路

鋼製防護壁

加振

鋼製防護壁

取水路

装置
概要

・固定基礎に架構を設置することで鋼製防護壁を想定した架構の剛性が得られやすい。
・取水路側を直接加振するため，止水板に対する
メリ
ット

加速度（鉛直）が伝わりやすい。

・鋼製防護壁側を直接加振するため，止水板に対する加速度（水平）が伝わりやすい。

・取水路側を直接加振するため，底面水密ゴム及・鋼製防護壁側を直接加振するため，水平の慣び止水板底面が摩耗し保守的な結果が得られやすい。

性力が入りやすく，底面及び側面水密ゴムの・想定した加速度時刻歴波形を直接振動台に入挙動が確認しやすい。

力することができる。
・実機では，鋼製防護壁と取水路が同時に振動するが，鋼製防護壁の加振のみとなる。
・固定基礎に取水路を想定した架構，振動台にデメリ

鋼製防護壁を想定した架構を設置する必要

ットがあるため架構が大型化する。

・実機では，鋼製防護壁と取水路が同時に振動するが，取水路の加振のみとなる。

・振動台に直接加速度時刻歴波形を入力するケ
ース①に比べ，鋼製防護壁を介して加振する
ため，入力加速度の伝達に影響が生じる。

上記デメリットの部分については，試験装置の解析モデルにて評価を行い，実証試験装置に影響のないことを確認する。

6.1.3-1010試験装置のケース毎の止水板に作用する慣性力の考え方については，表４に示すとおり。
ケース②の取水路側を加振する場合，鉛直加速度の慣性力が止水板に伝わりやすく，浮き上がりの挙動を確認しやすい。また，鋼製防護壁の剛性が得られやすいことから，ケース②を選択する。
表４ 止水板に作用する慣性力
振動の種別

ケース①
<鋼製防護壁側>

実機適用

実証試験装置水平

止水板押えあるいは側面戸当りを鋼 製防護壁 側を加振 し加速度介して直接慣性力が作用する。

た場合，鉛直加速度の慣

支圧板又はガイド板の摩擦抵抗力

性 力が止水 板に伝わ りが作用した場合に慣性力が作用すにくく，浮き上がり等のる。

挙動が確認しにくい。

鉛直
加速度

底面水密ゴム及び止水板コマの摩水平ケース②<取水路側>

加速度

擦抵抗力が作用した場合に慣性力が作用する

取 水路側を 加振した 場合，鉛直加速度の慣性力
が 止水板に 伝わりや す

鉛直

取水路より直接慣性力が作用す

く，浮き上がりの挙動を

加速度

る。

確認しやすい。

ガイド板①止水板押え＜ケース①：鋼製防護壁側＞
・水平加速度・鉛直加速度側面水密ゴム
支圧板④止水板⑥側面戸当り⑤底面戸当り底面水密ゴム止水板コマ＜ケース②：取水路側＞
・水平加速度・鉛直加速度

止水板に与える地震動の入力イメージ試験装置ケースの選定は，前述の試験装置ケースの検討及び止水板に作用する慣性力の検討を踏まえ，更に，二次元動的解析の試解析結果から，鉛直方向の慣性力を伝達しやすいケース②を選択する。二次元動的解析の試解析結果を補足説明 2 に示す。

6.1.3-1111

(3)実証試験の試験条件
止水板の実規模の挙動を確認するため，止水板と止水板を支持する部材については実機と同じ構造部材にて実証試験を実施し実物と同じ挙動が再現できるようにする。以下の条件にて実証試験を実施する。
①止水板は実機と同じ大きさ，構造のものを使用し，止水板 2 枚を止水板接続ゴムで接続する。また，止水板に取り付ける底面・側面水密ゴムも実機と同じ寸法，構造のものを使用する。図 5 に実機と同じ仕様部材を示す。
＜実機と同じ仕様部材＞（材質，構造，寸法，重量全て同じ部材）
・止水板（止水板本体，止水板コマ，支圧板，止水板側ガイド含む）
・水密ゴム（底面・側面水密ゴム（ライニング含む），止水板接続ゴム）・止水板押え（止水板押え側ガイド含む）
・底面・側面戸当り（水密ゴムとの接触するステンレス部材）：実機と同じ仕様部材の範囲
架構

架構

側面水密ゴム
止水板押え
止水板
底面水密ゴム振動台

図 5 実機と同じ仕様部材の部位②止水板は取水路側に垂直に置かれ鋼製防護壁の側面戸当りと止水板押えにより，実機と同じ隙間で支持された状態で設置する。実証試験のイメージを図 6 に示す。

図 6 実証試験のイメージ図
6.1.3-1212③鋼製防護壁の応答加速度及び変位は取水路側に与え加振する。
入力波形については，鋼製防護壁と取水路の応答スペクトル及び鋼製防護壁と取水路の重ね合わせた相対的な応答スペクトルの全体を包絡させた応答スペクトルにより模擬地震波を作成し，加振試験を実施する。
模擬地震波の作成方法は以下のとおり。
a. 二次元有効応力解析による鋼製防護壁基礎天端の応答時刻歴を算出する。
（図 7 参照）

抽出点

0.852

0.9
0.8
0.7

相対変位(m)0.60.5

加速度応答スペクトル（減衰1%）

0.4
0.3

1600

0.2
0.1

1400

0
-0.1
0

-0.026

20

40

60

80

100

120

140

1200

加速度(gal)

時刻(s)
400

293.5
300

加速度(gal)

200
100
0

1000
800
600
400

-100

200

-200

-196.7

-300
0

20

40

60

80

100

120

140

時刻(s)

0
0.01

0.1

1

10

周期(s)

図 7 鋼製防護壁基礎の二次元有効応力解析による応答時刻歴と応答スペクトルのイメージ

6.1.3-1313

b. 前項を入力した鋼製防護壁の動的三次元フレーム解析にて止水機構位置の応答
時刻歴及び応答スペクトルを抽出する。
（図 8 参照）

変位時刻歴(回転２成分)抽出点
変位時刻歴(回転２成分)剛梁（基礎中心と壁芯との偏芯を考慮）

支点
水平回転 変位時刻歴（基礎中心）(並進３成分)剛梁（基礎中心と壁芯との偏芯を考慮）
支点（基礎中心）

水平回転

変位時刻歴(並進３成分)

0.259

0.3

10000

0.2

9000
8000

0
-0.1
-0.2
-0.3

-0.292

-0.4
0

20

40

60

80

100

120

140

時刻(s)
500

373.8

400

加速度(cm/s 2 )相対変位(m)

0.1

7000
6000
5000
4000
3000
2000

300

加速度(gal)

200

1000

100
0

0

-100

0.01

-200
-300
-400
0

-327.6
20

0.1

1

10

周期（sec）
40

60

80

100

120

140

時刻(s)

図 8 鋼製防護壁の三次元フレーム解析による応答時刻歴と応答スペクトルのイメージ
c. 二次元有効応力解析による取水路天端の応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。
（図 9 参照）

相対変位(m)

抽出点
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-0.05
-0.1
-0.15
-0.2
-0.25
-0.3
-0.35

0.131

0

20

40

60

-0.304

80

100

120

140

100

120

140

加速度(gal)

時刻(s)
300
250
200
150
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250

234.1

-187.0
0

20

40

60

80

時刻(s)

図 9 既設取水路の二次元有効応力解析による応答時刻歴と応答スペクトルのイメージ

6.1.3-14

14

d. b 項，c 項で求めた応答時刻歴を重ね合わせ，鋼製防護壁と取水路の相対的な応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。（図 10 参照）
ｂ項で算出した鋼製防護壁三次元フレーム解析による応答時刻歴及び応答スペクトル

0.259

0.3
0.2
0.1

相対変位(m)

0
-0.1
-0.2
-0.3

-0.292

-0.4
0

20

40

60

80

100

120

140

100

120

140

時刻(s)
500

373.8

400
300

加速度(gal)

200
100
0
-100
-200
-300
-400

-327.6

0

20

40

60

80

時刻(s)

変位を加速度に変換し，応答スペクトルを作成

相対変位(m)ｃ項で算出した取水路による応答時刻歴及び応答スペクトル
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-0.05
-0.1
-0.15
-0.2
-0.25
-0.3
-0.35

0.131

0

20

40

60

-0.304

80

100

120

140

100

120

140

加速度(gal)

時刻(s)
300
250
200
150
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250

234.1

-187.0
0

20

40

60

80

時刻(s)

変位を加速度に変換し，応答スペクトルを作成

鋼製防護壁（ｂ項）と取水路（ｃ項）の応答時刻歴及び応答スペクトルの重ね合わせｂ）項とｃ）項の応答時刻歴の重ね合わせ
0.174

0.2
0.15

相対変位(m)

0.1
0.05
0
-0.05
-0.1

-0.096

-0.15
0

20

40

60

80

100

120

140

100

120

140

時刻(s)
400

293.5

300

加速度(gal)

200
100
0
-100
-200
-300

-291.0

-400
0

20

40

60

80

時刻(s)

変位を加速度に変換し，応答スペクトルを作成

図 10 鋼製防護壁と取水路を重ね合わせた応答スペクトルの作成イメージ
6.1.3-15

15

e. b 項，c 項と d 項にて算出した応答スペクトルを比較し，加速度応答スペクトルの包絡波を作成し模擬地震波として振動台に入力する。また，振動台に入力する
模擬地震波は，東西の位相を逆転させた場合についても振動台に入力する。（図11）
なお，模擬地震波として作成した加速度応答スペクトルの包絡波については，変位を算出し，b 項，c 項と d 項にて作成した相対変位と比較し，模擬地震波の変位が包絡していることを確認する。

10000
9000
8000

加速度(cm/s 2)

7000
6000
ｂ）項から算出した応答スペクトル5000ｃ）項から算出した応答スペクトル

4000ｄ）項から算出した応答スペクトル

3000

包絡線

2000
1000
0
0.01

0.1

1

10

周期（sec）

図 11 応答スペクトルの包絡波の作成イメージ

6.1.3-16

16

(4)実証試験装置の構造①鋼製防護壁の架構構造（固定部）
実証試験装置の試験装置構造図を図 12 に示す。
鋼製防護壁(固定部)の架構部分は，固定基礎より設置し振動台を跨ぐ構造で止水板を支持する。

架構（固定）

架構（固定）

止水板

振動台

振動台

（平面図）

（断面図（横面））

止水板
架構（固定）

振動台（断面図（正面））

図 12 実証試験の試験装置構造図

6.1.3-1717

②取水路の架構構造（加振部）
取水路側に設置する止水板部の試験装置の構造は，架構で止水板を支持する構造である。
余震＋津波時においては，津波高さを模擬する必要があることから，ロードセルを用いて水圧をかけた状態を模擬し余震を与える。余震時の津波高さは，敷地に遡上する津波高さについても考慮した T.P.＋24m の静水圧にて実施する。余震＋津波時の水圧を模擬した試験装置の構造を図 13 に示す。

架構

ロードセル
（水圧模擬）

架構

側面水密ゴム

ロードセル（水圧模擬）

止水板

振動台

底面水密ゴム図 13 余震＋津波時の試験装置の構造図

6.1.3-18

18

(5)供試体（止水板）の構造（実規模）
止水板は，止水板（実物大）２枚を実機と同じ連結方法（止水板接続ゴム）にて連結させた構造にする。重量も同じ（約 930kg/枚）として製作する。
水密ゴムは，止水板の底面及び側面に設置する。水密ゴムも実物と同じ構造にて設置する。
止水板の構造及び水密ゴムの構造を図 14 に示す。また，止水板の長手方向の挙動及び実証試験における荷重条件について補足説明 3 にて示す。

側面水密ゴム

支圧板側
ガイド板

支圧板

150mm
海側

陸側

止水板コマ

底面水密ゴム側面水密ゴム
止水板接続ゴム支圧板
2000mm

底面水密ゴム

止水板（堤内側正面図）

図 14 止水板の構造及び水密ゴムの構造

6.1.3-19

19

4.4 実証試験の計測項目と判定基準
実証試験では以下の項目について計測を行い「止水板の地震時の追従性」，「水密ゴムの健全性」及び「１次止水機構の構成部品の健全性」について確認し，止水機構全体に影響がな
いか確認する。表 5 に実証試験の計測項目と判定基準，表 6 に各部位の検査項目と図 15 に実証試験時の計測装置の配置を示す。
表５ 実証試験の計測項目と判定基準
機能目標

計測項目※

判定基準

◆追従性評価（ビデオ撮影）
止水板の地震時の◆変位計測（レーザー変位計）

追従性確認◆加速度計測（加速度計）◆止水板の動作に異常がなく，止水板としての機能が保持されていること。（浮き上がり，止水板の破損・損傷）◆外観目視検査◆追従性評価（ビデオ撮影）
水密ゴムの健全性◆変位計測（レーザー変位計）

確認

◆寸法計測

◆水密ゴムの動作に異常がなく機能が保持されていること。
（噛み込み，摺動による亀裂，破損，摩耗）◆水密ゴムのライニングに異常がなく機能が保持◆外観目視点検されていること。（ライニングの破損，めくれ）◆止水板，側面戸当り，底面
１次止水機構の構

戸当り，止水板押え，架構等

成部品の健全性確の外観目視点検◆三次元計測による試験

認◆装置全体に異常がなく健全であること。
（試験装置，部材の変形，損傷，他）装置全体の計測※各部位毎の計測項目については，表 7 の 1 次止水機構の各部位毎の評価項目に示す。

１次止水機構

鋼製防護壁

鋼製防護壁
①止水板押え陸側

２次止水機構②保護プレート⑧防衝板③砂除け⑥側面戸当り⑦シートジョイント

⑤底面戸当り津波④止水板⑤底面戸当りａ部詳細
ａ部詳細

止水機構の各名称

6.1.3-2020

表６ 各部位の検査項目
各部位

目

的

確認項目
挙動確認

◆止水板押えの加速度計測（③）

健全性
確認

◆寸法計測
・止水板押えと止水板の隙間計測・止水板押え側ガイド板の平面度測定
・止水板押え側ガイド板と止水板側ガイドとの寸法測定◆外観目視検査・変形，摩耗等の確認

挙動確認◆止水板と底面，側面戸当りの変位計測（①～⑩）（レーザー変位計による止水板の挙動確認）◆止水板の加速度計測（⑤～⑨）◆ビデオ撮影（④～⑦，⑨～⑫）

健全性
確認

◆寸法計測
・止水板，支圧板の寸法測定
・止水板コマ寸法測定（寸法，板厚，摩耗量測定（試験後））◆外観目視,据付け状況検査・止水板コマ，支圧板の変形，摩耗，据付け等の確認

挙動確認◆加速度計測（底面・側面戸当り）（①～④）◆ビデオ撮影（④～⑦，⑨～⑫）

る。

健全性
確認

◆寸法測定
・平面度測定◆外観目視，据付け状況検査
・変形，摩耗，ゆがみ，据付け等の確認

止水板に追従挙動確認◆止水板と底面，側面戸当りの変位計測（①～⑩）（レーザー変位計による浮き上がり確認）◆ビデオ撮影（④～⑦，⑨～⑫）

止水板の追従性①止水板押えに影響を与える
部材の健全性を
確認する。

④止水板

止水板の追従(底面止水板コ

性及び健全性マ部含む)を確認する。

止水性に影響を⑤底面戸当り与える部材の健⑥側面戸当り

全性を確認す底面・側面水密ゴム

し，水密性に影響がないこ
とを確認す
る。

健全性
確認

挙動確認
止水板との接止水板接続続部に影響がゴムないことを確
認する。

健全性
確認

◆寸法測定
・水密ゴムの寸法計測（厚さ）◆外観目視，据付け状況検査
・変形，摩耗，亀裂，ライニング面，据付け等の確認◆漏水検査◆止水板の変位計測（①～⑩）（レーザー変位計による止水板の挙動を把握し，接続ゴ
ムの変位を計測）◆止水板の加速度計測（⑤～⑨）◆ビデオ撮影（⑧）◆寸法測定
・水密ゴムの寸法計測（寸法）◆外観目視検査・変形，摩耗，亀裂の確認
・底面・側面水密ゴムの接続箇所の確認◆水密ゴムの据付け状況確認

6.1.3-21

21

支圧板

止水板側
ガイド板
架構

架構
③

止水板押え

④
架構

架構

⑥
④

側面水密ゴム

⑤

止水板
止水板
④

⑤

③

止水板押え側
ガイド板

①
①

⑥
②

振動台

⑦
底面水密ゴム

止水板接続
ゴム

⑦
⑤

断面図（本震時）

止水板押え

⑥
⑧
⑦
⑧

⑧
⑨

ロードセル
（水圧模擬）
③

止水板押え

止水板

⑩

架構

架構
側面水密ゴム

⑫

⑪
⑨

ロードセル
（水圧模擬）

止水板
②

⑨
止水板押え
⑩

①

②
振動台
底面水密ゴム

平面図

断面図（水圧時）

＜凡例＞
：加速度計
：レーザー変位計：ビデオ撮影図 15 実証試験時の計測部位

6.1.3-2222

4.5 1 次止水機構の評価
実証試験の結果及び 1 次止水機構の評価については以下の通り分析し，二次元・三次元動的解析の結果との考察を加え，止水機構全体の評価を行う。
①実証試験データの分析
・表５の結果から異常の有無を確認する。
・加振時の止水板の挙動を評価する。
②二次元及び三次元動的解析結果の分析
・二次元及び三次元動的解析の結果から止水板の挙動を確認する。解析結果については
補足説明4に示す。
・実証試験の結果と試験装置の三次元動的解析の結果から，止水板の挙動について評価を行う。
③1 次止水機構の評価
1 次止水機構の各部材毎における，強度評価，耐震評価の項目について，表７の 1 次止水機構の各部位毎の評価項目に示す。
耐震評価については，実証試験にて得られた結果と実証試験装置の解析モデルとの挙動評価の結果から，実機モデルでの三次元動的解析結果と検証を行い１次止水機構の挙動を評価する。
また，止水板の瞬間的な跳ね上がりについては，地震時の跳ね上がり時間から浸水量を評価し，余震+津波時における浸水量として算出し，２次止水機構への影響を評価する。
止水機構の概要を補足説明 5 に示す。
④漏水試験の実施（別途実施）
実証試験にて実施した水密ゴム（底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム）について漏水試験を実施する。
主に漏水試験は，本震，余震＋津波を経験させた水密ゴムについて，漏水試験を実施し評価する。漏水試験の試験要領は補足説明6に示す。

6.1.3-2323

表７ 1 次止水機構の各部位毎の評価項目
各部位

役割・機能

評価
耐震評価

◆二次元・三次元動的解析
・応力評価 ・追従性評価
・余震+津波

実証試験◆挙動評価
・追従性評価(ビデオ撮影）
・加速度計測（水平，鉛直）・外観目視検査（試験装置の架構部）

耐震評価◆二次元・三次元動的解析
・応力評価 ・追従性評価
・余震+津波

実証試験◆挙動評価
・追従性評価（ビデオ撮影） ・変位計測（浮上り測定：底面戸当りと鉛直の相対変位計測）
・加速度計測（水平，鉛直）・余震+津波（水圧模擬） ・外観目視検査

実証試験

◆挙動評価
・追従性評価（ビデオ撮影）
・外観目視検査・止水板を支持する。
①止水板押え・漂流物等から止水板を防護する。

・止水機構の扉体の機能④止水板

・底面及び側面の戸当り(底面止水コマ部含む)に面する部位に水密ゴムを設置し浸水を防止する。

⑤底面戸当り⑥側面戸当り・止水板の底面と側面の水密ゴムとのシール性を確保する。
耐震評価

底面・側面

・底面・側面戸当りとのシ

水密ゴム

ール性を確保する。

評価項目

実証試験

◆二次元・三次元動的解析
・応力評価 ・追従性評価
・余震+津波◆挙動評価
・追従性評価（ビデオ撮影）
・変位計測（浮上り測定：底面戸当りと鉛直の相対変位計測）
・外観目視検査◆漏水試験（別途実施）

１次止水機構

鋼製防護壁

鋼製防護壁
①止水板押え陸側

２次止水機構②保護プレート

⑧防衝板

③砂除け

⑥側面戸当り⑦シートジョイント

⑤底面戸当り津波④止水板⑤底面戸当りａ部詳細
ａ部詳細

止水機構の各名称

6.1.3-2424

5.実証試験のスケジュール実証試験については，平成 30 年 5 月上旬までに実施する計画である。
（場所：茨城県つくば市）
表 8 に実証試験に関するスケジュール（案）を示す。

表 8 実証試験に関するスケジュール（案）

6.1.3-25

25

【補足説明１】水密ゴムの摩擦係数について実証試験における水密ゴムの摩擦係数は，ダム・堰施設技術基準（案）に記載の0.2及び，
物性値確認を行った結果，最大で乾式の0.2，湿式の0.22であることから，ダム・堰施設技術基準（案）に記載の0.2と定義し実証試験を実施する。
なお，水密ゴムのライニングなしの実証試験については，同様に1.2と定義し実証試験を実施する。
①ダム・堰施設技術基準（案）
水密ゴム（ライニングあり）とステンレスの摩擦係数は，0.2（乾式），0.1（湿式）と記載がある。なお，水密ゴム（ライニングなし）の場合は，1.2（乾式），0.7（湿式）である。
②水密ゴムの物性値
・静摩擦係数は最大0.2（乾式），動摩擦係数は最大0.22（乾式）表9に超高分子ポリエチ
レンの物性値を示す。
表9 超高分子量ポリエチレンの物性値

項目

物性値

引張り強さ（MPa）

44

伸び（%）

450

高度（Rスケール）

40

摩擦係数（相手：ステンレス）

・静摩擦係数：0.10～0.20※（乾式）・動摩擦係数：0.07～0.22※（乾式）0.05～0.10（湿式）※：動摩擦係数＞静摩擦係数の状況について
一般的に摩擦係数は，動摩擦係数＜静摩擦係数の関係であるが，高分子材料のように，静摩擦係数と動摩擦係数の値に大きな差が生じやすい場合に「スティック・スリップ（付着すべり）」と言われる現象が生じやすいことから，動摩擦係数が静摩擦係数より僅かに上回ったものと推定される。

6.1.3-26

26

【補足説明 2】二次元動的解析の試解析結果
１．目

的

本解析は，止水機構の実証試験を実施するにあたり，試験ケースを確定させる必要があることから試計算を実施し試験ケースを確定する。

２． 解析条件（１）解析コード

MSC_MARC2014.2.0（エムエスシーソフトウェア株式会社）（２）解析内容

大変形超弾性解析（水密ゴムを超弾性体として解析）
止水機構の止水板の水密ゴムと戸当り側を解析する必要があることから,大変形超弾性解析を実施する。以下に解析の概要を示す。
①材料非線形解析：水密ゴムの応力とひずみの関係が非線形状態の解析。
②幾何学非線形解析：水密ゴムの引張りひずみが100%程度を示す大変形になりうる
場合も，変形に伴う荷重，応力の方向変化を考慮した解析。
③境界非線形解析：荷重の変化に伴い水密ゴムの抑え金具（コマ）及び扉体等への接触境界条件及びその領域を変化させた解析。

（３）入力地震動解析に用いた入力地震動は，基準地震動Ｓｓ（設置許可段階）を鋼製防護壁の地中連続壁基
礎天盤の応答を算出し，鋼製防護壁の三次元フレーム解析にて算出した応答時刻歴及び応答ス
ペクトルを解析モデルの摺動側になる鋼製防護壁（ケース①）と取水路（ケース②）に入力し解析を実施した。

（４）モデル化
解析モデルは3次元要素（６面体要素）で面外方向厚みを10mmとし，面外方向変位を拘束することで平面ひずみ要素の状態とした。図16に二次元動的解析のモデル図を示す。

図16 二次元動的解析モデル図

6.1.3-27

27

（５）解析ケース
試験装置ケースと解析ケースを表10に示す。
表10 試験装置ケースと解析ケース
試験装置ケース

摺

動

解析ケース

ケース①

鋼製防護壁側ケース②取水路側（基礎）

地震波

Case1-1

本震１

Case1-2

余震

Case2-1

本震１

Case2-2

余震（６）物性値および摩擦係数
各部の物性値と摩擦係数は表 11 に示す通り。モデル化に当たっては，⑤底面戸当り，鋼製防護壁（⑥側面戸当り）は，剛体としてモデル化した。

表11 物性値および摩擦係数
部位（材質）

物性値

許容値①止水板押え（SM490)④止水板(SUS304)
底面・側面水密ゴム(合成ｺﾞﾑ+ﾗｲﾆﾝｸﾞ貼付け)
止水板押え(ｱﾙﾐﾆｳﾑ銅合金)
支圧板(超高分子ﾎﾟﾘｴﾁﾚﾝ)
止水板側ガイド板(ｱﾙﾐﾆｳﾑ銅合金)

縦弾性係数 205000MPa
ポアソン比 0.3
縦弾性係数 197000MPa
ポアソン比 0.3単軸引張試験結果
縦弾性係数 110000MPa
ポアソン比 0.3
縦弾性係数 785MPa
ポアソン比 0.3
縦弾性係数 110000MPa
ポアソン比 0.3

摩擦係数

耐力

315MPa-

耐力

205MPa-

引張強さ
耐力245MPa

引張強さ
耐力14.7 MPa

44MPa

245MPa0.2
0.4（金属間の摩擦係数）
0.2
0.4

6.1.3-28

28

（７）試験条件
ここでは，鋼製防護壁側の基準地震動Ｓｓ（設置許可段階）による相対変位及び応答加速度について評価し，鋼製防護壁側及び取水路側（基礎）に摺動を与え止水機構の挙動を評価した。
①鋼製防護壁摺動（ケース①）
鋼製防護壁摺動のケースでは鋼製防護壁（止水版押えの根元も含む）は剛として水平相対
変位，鉛直変位および回転変位を止水板押えの据付け部（鋼製防護壁との設置部）に強制変位として与えた。取水路側（基礎）は剛として固定した。
②取水路側（基礎）摺動（ケース②）
取水路側（基礎））摺動のケースでは，取水路側（基礎）を剛として水平相対変位，鉛直変
位を強制変位として与えた。鋼製防護壁（止水版押え据付け部も含む）は剛として固定した。
解析地震波
本震および余震ともに，最大の鉛直加速度が認められる 40～46sec（6 秒間）について解析を実施した。

（８）水圧荷重
水圧荷重は，水位TP+20ｍの静水圧および動水圧とした。

（９）解析結果
止水板コマの取水路側（基礎）からの浮き上がり量を表 12 に示す。
本震時において，静的には自重に対して摩擦力等による上向力は小さく止水板が取水路側（基礎）から浮き上がることはないが，取水路側（基礎）や鋼製防護壁への接触時に生ずる衝撃力などの動的作用により浮き上がるものと考えられる。浮き上がり量は，鋼製防護壁摺動より取水路側（基礎）摺動の方が大きい傾向が見られた（CASE1-1 と CASE2-1）。
これは，取水路側（基礎）摺動の方が鉛直方向の慣性力がより顕著に表れたためと考えられる。
余震時（津波重畳）において，鋼製防護壁摺動の場合には浮き上がりは無いが，取水路側（基礎）摺動の場合に 0.03 ㎜の浮き上がりが見られた。本震時と同様に衝撃力などの動的作用の影響もあるものと考えられる。また本震時と同様に浮き上がり量は，鋼製防護壁摺動より取水路側（基礎）摺動の方が大きい傾向が見られた。
表 12 止水板コマの取水路側（基礎）からの浮き上がり量
ケース
Case1-1
Case1-2
Case2-1
Case2-2

摺動側
鋼製防護壁側取水路側（基礎）

地震波

浮き上がり量(mm)

説明図

本震１

1.8

図17

余震

0

図18

本震１

3.7

図19

余震

0.03

図20

6.1.3-2929

東側（海側）移動

東側（海側）移動東側（海側）移動
鋼製防護壁
東側（海側）移動（支圧板の摩擦抵抗＋
底面水密ゴムの接触圧）

鋼製防護壁
西側（陸側）移動（ガイド板の摩擦抵抗）

鋼製防護壁
上昇（浮上り方向）

鋼製防護壁
下降

最大浮き上がり量：1.8mm
1.8mm

鋼製防護壁が東側（海側）に
移動時に最大浮き上がり量が発生している。
その他の部位にも浮き上がりの傾向が認められる。

止水板が東側（海側）へ水平
移動するときに，底面水密ゴムの接触圧が高くなる傾向がある。

止水板が西側（陸側）へ水平
移動するときに，側面水密ゴムの接触圧が高くなる傾向がある。

図 17 本震時

鋼製防護壁側摺動（CASE1-1）

6.1.3-3030

東側（海側）移動

東側（海側）移動東側（海側）移動取水路
東側（海側）移動（支圧板の摩擦抵抗＋
底面水密ゴムの接触圧）
取水路
西側（陸側）移動（ガイド板の摩擦抵抗）

取水路
上昇（浮上り方向）

取水路
下降

3.7mm
最大浮き上がり量：3.7mm
取水路の東側（海側）に移動
時に最大浮き上がり量が発生している。
その他の部位にも浮き上がりの傾向が認められる。

止水板が東側（海側）へ水平
移動するときに，底面水密ゴムの接触圧が高くなる傾向がある。

止水板が西側（陸側）へ水平
移動するときに，側面水密ゴムの接触圧が高くなる傾向がある。

図 18 本震時

取水路側（基礎）摺動（CASE2-1）

6.1.3-3131

東側（海側）移動

東側（海側）移動東側（海側）移動
鋼製防護壁
東側（海側）移動（支圧板の摩擦抵抗＋
底面水密ゴムの接触圧）
鋼製防護壁
西側（陸側）移動（ガイド板の摩擦抵抗）
水圧上昇（東側（海側）移動）

水圧下降（西側（陸側）移動）

鋼製防護壁
上昇（浮上り方向）

鋼製防護壁
下降

最大浮き上がり量：0mm
浮き上がりが発生しない。

止水板が東側（海側）へ水平
移動するときに，底面水密ゴ
ムの接触圧が高くなる傾向がある。

止水板の動きに影響なく側面水密ゴムの接触圧が変動する傾向がある。

図 19 余震時

鋼製防護壁摺動（CASE1-2）

6.1.3-32

32

東側（海側）移動

東側（海側）移動東側（海側）移動取水路
東側（海側）移動（支圧板の摩擦抵抗＋
底面水密ゴムの接触圧）
取水路
西側（陸側）移動（ガイド板の摩擦抵抗）

水圧上昇（東側（海側）移動）
水圧下降（西側（陸側）移動）

取水路
上昇（浮上り方向）

取水路
下降

最大浮き上がり量：0.03mm
一時的に１回だけ浮き上がりが発生したがごく僅かであっ0.03mmた。他の時間帯には浮き上がりは発生しない。

止水板が東側（海側）へ水平
移動するときに，底面水密ゴ
ムの接触圧が高くなる傾向がある。

止水板の動きに影響なく側面水密ゴムの接触圧が変動する傾向がある。

図 20 余震時

取水路側（基礎）摺動（CASE2-2）

6.1.3-33

33

【補足説明 3】止水板の長手方向の挙動及び実証試験における荷重条件について（１）止水板の長手方向の挙動について
止水板動は，①止水板押えの止水板押え側ガイド板と④止水板の止水板側ガイド板にて長手方向の移動を制限している。止水板側ガイド板と止水板押え側ガイド板の隙間は 5mm で管理している。図 21 に止水板と止水板押えのガイド構造について示す。

止水板側
ガイド板

支圧板

止水板押え

①止水
板押え

止水板

止水板押え側
ガイド板
支圧板

（拡大図）

止水板接続
ゴム

①止水板押え止水板側
ガイド板

側面水密ゴム
止水板押え

止水板押え側
ガイド板

支圧板

支圧板

⑥側面戸当り
止水板

止水板押え

④止水板

底面水密ゴム⑤底面戸当り

支圧板

止水板コマ
止水板押え

（断面図）
（平面図）

図 21 止水板と止水板押えのガイド構造について

6.1.3-34

34

（２）実証試験における荷重条件について止水板の耐震設計における考慮する荷重は，固定荷重，地震荷重である。実証試験においても，固定荷重，地震荷重について模擬している構造であり，耐震評価の荷重の組み合
せと同じ状態で実証試験を実施する。
表 17 に止水板の耐震評価における荷重の組合せを示す。
なお，積雪荷重と風荷重については，止水板押えの外側に設置している保護プレートで受けることから，構造上止水板には積雪荷重及び風荷重は考慮しない。
表 17 止水板の耐震評価における荷重の組合せ

Ｇ

外力の状態

荷重の組合せ

地震時（Ｓｓ）

Ｇ＋Ｋｓ：固定荷重 躯体自重を考慮する。

Ｋｓ：地震荷重 基準地震動Ｓｓによる荷重を考慮する。

6.1.3-35

35

【補足説明 4】 二次元・三次元動的解析の解析評価について（１）二次元動的解析＜評価条件＞
・解析コード：MARC（大規模解析対応非線形解析）
・地震動：基準地震動ＳＳ
・解析ケース：3ケース 地震時，津波時，津波時＋余震
解析モデルは図22に示す。
・水密ゴム摩擦係数：
常時 ：0.2（ダム・堰施設技術基準（案））（国土交通省）
劣化時の挙動把握（しきい値確認） ：0.2～1.2
・金属間摩擦係数
止水板（接触面アルミニウム）と戸当り（ステンレス）：0.4
・評価対象部位：
底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム，止水板（止水板コマ含む），
止水板押え，底面・側面戸当り，止水板側ガイド板，支圧板
・許容応力：引張り強度，変形量（伸び）（水密ゴム）
弾性設計範囲内（止水板，その他の部材）
・評価項目：
応力評価，追従性評価（止水板浮上り），水圧模擬，摩擦係数しきい値確認

止水板押え

鋼製防護壁
側面水密ゴム

止水板側ガイド板

支圧板
止水板
底面戸当り
止水板コマ

底面水密ゴム

図 22 二次元動的解析モデル

6.1.3-36

36

（２）三次元動的解析＜評価条件＞
・解析コード：MARC（大規模解析対応非線形解析）
・地震動：基準地震動ＳＳ
・解析ケース：3ケース 地震時，津波時，津波時＋余震
解析モデルは図23に示す。
・水密ゴム摩擦係数：
常時 ：0.2（ダム・堰施設技術基準（案））（国土交通省）
・金属間摩擦係数
止水板（接触面アルミニウム）と戸当り（ステンレス）：0.4
・評価対象部位：
底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム，止水板（止水板コマ含む），
止水板押え，底面・側面戸当り，止水板側ガイド板，支圧板
・許容応力：引張り強度，変形量（伸び）（水密ゴム]
弾性設計範囲内（止水板，その他の部材）
・評価項目：
応力評価，追従性評価（止水板２枚の挙動，浮上り），水圧模擬

止水板接続ゴム

鋼製防護壁
側面水密ゴム

支圧板

止水板押え

止水板押え

止水板
止水板
底面戸当り
止水板コマ

底面水密ゴム図 23 三次元動的解析モデル

6.1.3-3737

【補足説明 5】止水機構の概要について（１）1 次止水機構の止水板について
1次止水機構の止水板は，地震時の追従性を確保するとともに，津波による津波荷重，
漂流物による衝突荷重を考慮した構造とする。水密部の水密ゴムは，津波による圧力に耐えうるよう設置し津波からの浸水を防止する。
なお，止水板からの微少な漏えいを考慮し，敷地内に浸水させないよう陸側にシートジ
ョイントからなる2次止水機構を設置している。図24に止水機構全体の構造図を示す。
（２）2 次止水機構の構造について
ａ．2 次止水機構は，共通要因故障（止水板の追従性不良等）による同時機能喪が生じない
よう多様性を図ることとし，1 次止水機構の構造と異なるシートジョイントを設置している。
ｂ．シートジョイントについては，想定する津波荷重に対して十分な耐性を有するものを採用するが，１次止水機構の取り外し時に津波の襲来を想定すると，漂流物が 2 次止水機
構に到達する可能性があることから，2 次止水機構前面に防衝板を設置し，漂流物による損傷を防止する構造にしている。
ｃ．さらに，2 次止水機構の後段には，2 次止水機構からの漏水の可能性を考慮し，漏水を収集・排水可能な排水溝を設置する構造にする。排水は，構内排水路の防潮堤内側の集水枡に収集し，構内排水路逆流防止設備を介して排水する。
ｄ．1 次止水機構及び 2 次止水機構のこれらの対策により，基準津波の遡上波の重要な安全機能を有する海水ポンプが設置されたエリアへの到達，流入防止を確実なものとしている。

図 24 止水機構全体の概要

6.1.3-3838

【補足説明6】漏水試験について
実証試験にて実施した水密ゴムについて，漏水試験を実施し水密性を確認する。
設計圧力における漏水試験のため，止水機構の水密ゴム（Ｐ形）について，試験装置を製作し，漏水試験により設計圧力に耐えることを確認する。
試験装置は，止水板２枚分（4m）の水密ゴムを設置可能な漏水試験装置を製作し，
底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴムからの漏水を確認する。漏水位置は中央部の3ｍ分からの漏水量を算出する。
表13に漏水試験条件の一覧，表14に漏水試験装置の主要仕様，図25に漏水試験の装置
概要図を示す。
表13 漏水試験条件一覧表

項目

水密ゴム

条件
試験体１

本震，余震+津波を経験させた水密ゴム

試験体２

本震，余震+津波を経験させた水密ゴム

試験体３0.17MPa以上
試験圧力
0.21MPa以上
試験時間
許容漏水量＊

備考

10分保持

ライニングのない状態にて試験を実施した水密ゴム（試験結果で亀裂，損傷等ない場合に実施）
保守的に，防潮堤天端高さ（T.P.＋20m）から設置地
盤標高（T.P.＋3m）を差し引いた値
敷地に遡上する津波高さ（T.P.＋24m）から設置地盤
標高（T.P.＋3m）を差し引いた値「ダム・堰施設技術基準（案）」より

5.2

／10分

試験圧力0.17MPaに対する許容漏水量

6.4

／10分

試験圧力0.21MPaに対する許容漏水量＊「ダム・堰施設技術基準（案）（国土交通省）」で規定する保持時間及び許容漏水量算定式に基づく3m当たりの許容漏水量
・許容漏水量：Ｗ＝10.2Ｌ×Ｐ
Ｗ：漏水量（ｍ /min）
Ｐ：設計圧力Ｌ：長辺の長さ(cm)（試験装置の漏水検出範囲長さ300cm）

6.1.3-39

39

表 14 漏水試験装置の主要仕様

項目
試験装置

寸法
材質
設計圧力
寸法

止水板

材質
重量

仕様
長さ約 4.3m×高さ約 0.7m×幅約 0.7m
鋼製
0.7MPa
1 枚当たり 長さ約 2m×幅約 0.1m×高さ約 0.4m
2 枚の止水板を接続ゴムにて接続し実施
ステンレス鋼約 930kg／枚

幅約 4.3m

高さ約 0.7m

漏水検出範囲
3m
（正面図）

止水板
止水板接続ゴム水圧部

幅約 0.7m

止水板長さ約 2m

止水板長さ約 2m

止水板
漏水検出範囲3m（平面図）
水圧部
側面水密ゴム
止水板

漏水
底面水密ゴム（断面図）
図 25 漏水試験の装置概要図
6.1.3-4040

＜水密ゴムの単体漏水試験結果＞
水密ゴムの単体試験として，未使用品の水密ゴム及び劣化状況を模擬した漏水試験を実施しており良好な結果を得ている。表 15 に試験装置の主要仕様，表 16 に漏水試験結果，図 25に試験装置の概要図，図 26 に試験圧力と漏水量を示す。
表 15 試験装置主要仕様

項目
寸法
材質
設計圧力
寸法
材質
重量

試験装置

止水板

圧力計

仕様
長さ約 2.3m×高さ約 0.7m×幅約 0.5m
鋼製
0.7MPa
長さ約 2m×幅約 0.1m×高さ約 0.4m
ステンレス鋼約 620kg

止水板
堤外側

水圧部

底面水密ゴム

止水板
堤内側[A-A 断面図][試験装置の全体図]

A

C

水圧部

A
陸側

止水板

海側

B

B

止水板
漏水

C
[C-C 断面図][正面図（陸側から）]

陸側

止水板

海側

止水板長さ 2m
漏水検出範囲1m

底面水密ゴム[B-B 断面図][底面水密ゴム取付部拡大図]

図 25 試験装置概要図
6.1.3-4141

表16 漏水試験結果

試験体１

未使用品

試験体２

劣化状態

試験体３

漏水量※1

(MPa）
0.20

10

0.020

2.0

○

0.20

10

0.029

2.0

○

0.17

10

0.039

1.7※2

○

0.625

※2

○

※2

( /10分）

10

0.66

を仮定

許容
漏水量

時間
(分)

試験圧力

区分

判定

( /10分)

6.7

0.17

10

0.440

1.7

○

0.66

10

0.525

6.7※2

○

※１：漏水量は１ｍあたり10分間漏水量。
※２：未使用品（新品）の場合の許容漏水量
未使用品の場合の許容漏水量
6.7 ／10 分

漏水量（ ／10 分）

7
6
5

第 1-45 図に拡大を示す。

4
3

劣化状態を仮定
2 ケース実施

2
1
0
0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

試験圧力（MPa）

0.17MPa,0.20MPa

0.7

0.66MPa

図 26 試験圧力と漏水量（高圧）

漏水量（ ／10 分）

3.5
3
2.5

未使用品の場合の許容漏水量
1.7 ／10 分

許容漏水量2.0 ／10 分

2
1.5
1

未使用品

劣化状態を仮定

2 ケース実施

0.5
0
0.16

0.17

0.18

0.19

0.2

0.21

試験圧力（MPa）

図 26 試験圧力と漏水量（低圧）6.1.3-4242

【参考】実証試験において想定される不具合と対策（案）
実証試験において想定される不具合として，止水板の浮上りや水密ゴムの噛み込み等が考えられるため，以下の対策（案）を検討している。
対策（案）の実施に当たっては，二次元・三次元動的解析の結果も踏まえ，原因の分析を十分に行い，必要に応じて対策を実施する。
図 27 に要因と対策（案）を示す。

＜止水板＞

＜要 因＞

＜対 策（案）＞

浮上り・止水板の浮き上がりが顕著で機能に影響する。
・止水板が跳ね上がり側面戸当り，止水板押えが破損，損傷する。
・止水板と底面戸当りと摩擦抵抗が高まり止水板押えが損傷する。

＜試験装置＞・止水板の据付け状況の確認
・試験装置（架構）の剛性，強度の向上＜部材＞
・部材の強度向上（止水板，止水板コマ，ガ
イド材の材質変更，他）
・摩擦係数低減対策（止水板の長尺化，オイルレス軸受，他）

止水板の跳ね上がり等により底面・側面戸当りと接触し破損，損傷する。

＜部材＞
底面・側面戸当りの材質変更による強度の
向上

破損・損傷
想定され
る不具合
＜底面・側面戸当り＞
破損・損傷＜水密ゴム＞
噛み込み

亀裂，破
損，損傷

・摺動時に水密ゴムが止水板に噛み込む。
・摺動時に水密ゴムが亀裂，破損，損傷する。

ﾗｲﾆﾝｸﾞの破損，めくれ

著しい摩耗によりライニングが破損，めくれにより機能に影響する。

＜試験装置＞
・水密ゴムの据付け状況の確認
・水密ゴムのライニング部の調査
・水密ゴム取付け部等の構造見直し＜部材＞
・水密ゴムの硬度向上（硬い材質へ変更）
・水密ゴムの固定部の強度向上（部材厚さの変更）

図 27 実証試験時における不具合時に対する対策（案）

6.1.3-4343