平成 27年度砂防学会研究発表会概要集，B-37
8－B-379

ラバースチールによる鋼製透過型砂防堰堤底版コンクリートの補修事例について
シバタ工業株式会社 ○西村 佳樹、鳴海 正寿、中野 泰雄
国土交通省 北陸地方整備局 松本砂防事務所 城ヶ﨑 正人、山﨑 忠、熊井 良夫、三戸部 太一
１．はじめに鋼製透過型砂防堰堤（以下、鋼製堰堤という）の底版コンクリートは、鋼製堰堤脚部の固定を行い鋼製堰堤を支持するとともに、作用する流体力や堆砂圧を地盤に伝える重要な役割を担う。さらには、渓床高を安定化させるとともに、下流へ土砂を流下させる流路としての役割も果たしている。以上のことから、底版コンクリートの摩耗によるコンクリート厚さの減少は、鋼製堰堤脚部の根入れ長の減少により、作用する流体力や堆砂圧に対して鋼製堰堤の安定性を失い、倒壊につながる危険性を増大させるほか、渓床高の低下にも影響を及ぼすことになる。これらより、鋼製堰堤の長寿命化を図るうえで、底版コンクリートの摩耗対策は重要な課題であるが、その摩耗対策として、堤冠保護工で多く使用されているグラノリシックコンクリートやさらに耐久性に優れたラバースチール 1)を底版コンクリート表面に被覆し、摩耗を低減させる方法が挙げられる 2)。ここでは、既設鋼製堰堤の底版コンクリートの摩耗対策として、ラバースチールで補修した事例を報告する。
２．鋼製堰堤の概要
流木,土砂礫の堆積
補修した底版コンクリートの鋼製堰堤は、
左岸
右岸
長野県松本市波田町の黒川に位置する波田黒川第 3号砂防堰堤で、渓床勾配 1/19.
5
土砂堆積（2.
94°）、渓床幅 20m、土石流ピーク流量約3m
3739m/s、土石流流速 6.
9m/s、最大礫径 1.
0mの河川条件に設置されている。堰堤高さは、
流れ12m、水通し幅 20m
、鋼管径φ609.
6mm、鋼管
底版コンクリートの純間隔は 1.
34mであり、平成 13年 12月に
写真－2 堰堤上流側の河川状況
写真－1 堰堤上流側の堆積状況
完成した。
施工前の状況では、写真－1,
2に示すように堰堤上流側には流木や土砂礫が底版コンクリートから約 3m高さまで堆積しており、さらに上流側では右岸側に土砂が多く堆積した状況から、底版コンクリートの摩耗は常時の流水によるものと、堆積後の落下水によるもの、さらには右岸側の土砂の堆積から左岸側に流水が集中し摩耗が進行したものと推測される。
３．底版コンクリートの摩耗状況
完成から 12年経過後、底版コンクリートは
写真－3に示すように鋼管の周囲や下流側に10～20cm程度の摩耗が多く見受けられ、鉄筋が露出し、摩耗や破断を生じていた。
さらには、写真－4に示すように最上部列と 2列目の左岸側の鋼管と非越流部コンクリートとの間で、最大約 90cmの摩耗が進行しており、補修を要する状況が伺えた。

非越流部
コンクリート

摩耗深さ
約90cm
鉄筋の露出

写真－3 摩耗による鉄筋の露出

写真－4 最大摩耗箇所(深さ約 90cm)

４．補修による摩耗対策
摩耗対策として同管内で 198
5年 7月に初めて設置して以来のラバースチールの施工実績のうち、年間摩耗量が平均 0.
26mm/1)年と微少である結果 も得られており、50年以上の耐用年数が見込まれること等からラバースチールでの補修が実施された。
4.
1 ラバースチールの構造
固定ボルト
ゴム
摩耗対策として使用したラバースチールは、図－1に示すようにゴムの弾性と（頭部ゴム被覆）鋼板の剛性を複合させた構造で、厚さは 50mmである。使用するゴムは接着層や50空隙等がない均一な構造で、鋼板はゴムで完全に被覆され、加硫接着という方法
ねじ勘合部でゴムと強固に一体化されている。また、ラバースチールの固定は、コンクリー埋設鋼板
ト内部に埋設されたアンカーボルトと頭部がゴムで被覆一体化（加硫接着）されアンカーボルトた固定ボルトで行う方法であり、万一損傷した場合でも固定ボルトを取り外すことにより損傷箇所のみ取り替えが可能な構造である。
図－1 ラバースチールの構造

4.
2 施工
ラバースチール
施工は、①堰堤上流側の流木,土砂の撤去、②仮設工の設置、③鋼製堰堤内の土砂撤去,清掃、④コンクリート打設、⑤ラバースチール配置、⑥コンクリート穿孔,アンカーボルト打設、⑦固定ボルト締め付け、⑧出来形確認,完成の順で実施された。
仮設工は、堰堤中央にコンクリート壁を施工し、半写真－5 仮設工(半川締め切り) 写真－6 ラバースチール配置
川締め切りとして施工された(写真－5)。ラバースチールの配置は、鋼製堰堤内にクレーンによりラバースチールを吊り下ろすことができないと判断し、鋼製堰堤内のみラバースチールの形状を幅 0.
5m、長さ 2m(標準形状は幅 1m、長さ 2m)に縮小し、鋼製堰堤内に人力で搬入できるようにした(
写真－6)。アンカーボルトの打設は、コンクリート打設後のあと施工とし、ラバースチール配置
後、ラバースチールの穴位置を削岩機を用いてコンク
写真－7 コンクリート穿孔
写真－8 出来形確認、完成
リート穿孔（写真－7）し、孔内をよく清掃後、エポキシ樹脂を注入してアンカーボルトを定着させた。固定ボルトは、トルク管理により締め付けを実施し、完成とした(
写真－8)。
今後の施工にあたっては、人力での搬入であったことから軽量化が望まれたこと、また形状を縮小したことによりアンカーボルトの本数が増加したが、あと施工とする場合では穿孔作業があることから、アンカーボルト本数の低減が望まれた。
５．ライフサイクルコストの試算
ライフサイクルコストはラバースチールとコン
表－1 ライフサイクルコスト（耐用年数 50年）
クリートとの比較とし、耐用年数を 50年と設定し工種
コンクリートラバースチールて、初期の工事コストおよび補修を考慮した維持工事コスト比（①）
13.
7管理コストの合計として算出した。なお、補修回
222（1mあたり参考工事コスト）(\79,000/m)（\290,000/m）
数は、ラバースチールの場合、同管内での施工実補修回数（②）
40績 1)から判断して 0回とし、コンクリートは本堰維持管理コスト比（③＝①×②）
40
堤の底版コンクリートの補修を 12年経過後に実ライフサイクルコスト比（①＋③）
53.
7施した結果から 4回と設定した。
コンクリートを 1とした場合
その結果、表－1に示すように初期の工事コス
10.
74のライフサイクルコスト比トはラバースチールが上回るものの、50年後のラ備考）参考工事コストは本工事における摩耗対策工の直工費のほか、補修に必要な補修工、イフサイクルコストはラバースチールのほうが土工、仮設工を含む純工事費を示す。
26％程度向上するものと想定され、本堰堤の底版コンクリートの摩耗対策としてラバースチールを適用したことにより、ライフサイクルコストの面でも有効であるものと想定された。
６．おわりに底版コンクリートの摩耗対策は、鋼製堰堤の長寿命化を図るうえで重要な課題であり、河川条件に応じて適切な対策を講じる必要がある。ここでは、摩耗対策としてラバースチールを適用した事例を報告した。本事例では、底版コンクリートの摩耗対策としてラバースチールの適用が可能であること、また、ライフサイクルコストの面では、コンクリートで 15年に 1回程度の補修が想定される場合では、ラバースチールで補修するほうが有効であるとの試算結果が得られた。さらに、ラバースチールの適用により補修回数が低減できる結果は、周辺に与える環境負荷も低減できる効果が期待できる。今後、鋼製堰堤の底版コンクリートの摩耗対策のほか、砂防施設の長寿命化を検討するにあたり、本報告が参考の一助とされれば幸いである。
謝辞：コンクリートの摩耗状況や施工に関するデータを株式会社フカサワイールの吉川秀穂氏、上条武志氏に御提供いただきました。ここに記して謝意を表します。
参考文献1)
西村佳樹、鳴海正寿、中野泰雄ほか：ラバースチールの耐摩耗性に関する一考察、平成26年度砂防学会研究発表会概要集,
B424－B4252)鋼製砂防構造物委員会 調査部会W
G：平成24
年度鋼製透過型砂防堰堤に関する調査研究、平成25年3月，P.
64P.
71