全地連「技術フォーラム2012」新潟【93】

河川堤防における強化対策工法の効果検証と防災情報の把握
応用地質㈱○杉野友通、勝山明雄、濱田善弘

国土交通省中部地方整備局

久保宜之、堀江隆生、吉田直人

10-5m/sec 程度である。

1. はじめにこれまで河川堤防の整備にあたっては、堤防のない区

検討断面②では、川表に遮水矢板が設置されているも間での築堤、幅や高さが不足している区間での拡幅や嵩のの、川裏のりすべりの照査基準1）を満足していない。

上げといった整備（量的整備）が優先的に実施されてき堤体土質は透水性が高く5.0×10-5～5.0×10-4m/sec 程度た。一方、過去に築造された堤防は十分な管理ができずである。また、基礎地盤部の透水性は1.0×10-6m/sec 程急遽造られたことなどから十分な強度を有しない問題も度である。

抱えている。そこで、既存堤防の安全性を確認するため浸透に対する点検を行い安全性が確認できない箇所では、堤防の質的強化が進められている。
●

本業務では、木曽三川下流部を対象として、既存の強川裏

●
●

●
天端川表

化対策工の効果検証及び維持管理手法の検討をおこなっ基礎地盤た。また、強化対策が実施されていない区間については、●：水位計設置位置

浸透に対する安全性能が不足する外力（河川水位・雨量）を検証し、防災情報の把握を行った。

図-2 地質断面図（検討断面①）

2. 検討方法
強化対策工法の効果検証と防災情報の把握のための検川表
川裏

討フローを図-1に示す。
検討は以下の2断面を対象として行った。
●●●

検討断面①：強化対策実施済（ドレーン工）
●
天端
基礎地盤

⇒効果検証と対策工の維持管理検討
検討断面②：対策未実施断面（裏のりすべりが NG）●：水位計設置位置⇒防災情報の把握（安全基準を超過する水位の把握）
図-3 地質断面図（検討断面②）(1) 地盤情報の把握
地盤情報の把握と観測井設置を目的として、ボーリング調査を実施した。ボーリング調査より得られた堤防地質断面図を図-2および図-3に示す。

(2) 堤体内水位の観測
ボーリングにより設置した観測井および水位計を用いて堤体内（川表、天端、のり尻）および基礎地盤の水位

検討断面①では、強化対策としてドレーン工が設置さを観測した。併せて、河川水位（近傍の河川水位観測所）れている。堤体土質は、下部に難透水層 Bc1が分布し、及び雨量（近傍の雨量観測所）についても把握した。水-5

その上部には透水性のやや高い Bs 層（1.0×10 ～1.0×位観測記録のうち、最大の河川水位を記録した期間の水10-4m/sec）が分布する。基礎地盤の透水係数は1.0×位グラフを図-4および図-5に示す。
検討断面①の水位観測結果については、計測期間中、川裏（ドレーン背部）の堤体内水位の大きな上昇が見られなかったが、河川水位が下降するとともに、堤体内水位がすみやかに下降するのが確認でき、川裏のり尻に施工したドレーン工の効果が確認出来た。
検討断面②の水位観測結果については、河川水位が上昇すると、堤体内水位、基礎地盤水位ともに同様に上昇し、河川水位と堤体内水位のタイムラグはほとんどない結果となっている。また、基礎地盤に設置した観測井の水位が堤体内の水位より高い傾向があった。
なお、検討断面①および②ともに、潮位の影響を受け

図-1 検討フローる区間である。

全地連「技術フォーラム2012」新潟

川表
川裏

天端
河川水位0※川表、天端は常時水位無し

5.0E-03NG
ドレーンの透水係数 k (m/s)

雨量
基礎地盤5.0河川水位

5川表（河川水のピークより遅れて水位上昇）
10

3.0

雨量(mm/h)

水位(T.P.)

4.0

15

2.0
川裏（ドレーン背部）

1.020

OK

4.0E-033.0E-03k =0.8×10-3 （m/sec）
2.0E-03

1.0E-03

基礎地盤水位

0.0E+00
0.0
1.58

0.025
9月20日 9月21日 9月22日 9月23日 9月24日 9月25日 9月26日 9月27日 9月28日

1.59

1.60

1.61

1.621.63

裏のりすべりの安全率 Fs

図-4 水位観測記録（検討断面①）
3.00

図-6 すべりの安全率とドレーンの透水係数の関係

河川水位

のり尻部の水位1.5
5101.0基礎地盤水位
150.020
川裏-1.0
9月19日

9月20日

9月21日

9月22日

9月23日

25
9月24日

図-5 水位観測記録（検討断面②）(3) 解析モデルの構築

川裏部の堤体内水位 (T.P. m)

川表

雨量（mm/h）

水位(T.P.)

2.0

外力：100%ピーク水位：5.13m

OKNG
外力：75%
ピーク水位：4.10m
1.11

1.0

外力：50%
ピーク水位：3.07m

0.81
0.50.56
基準安全率を下回る水位のり尻部の水位：T.P.+0.6m程度
河川水位 ：T.P.+3.1m程度

0.33
外力：25%
ピーク水位：2.04

0.0
1.45

1.50

解析モデルは、ボーリングより得た地盤情報から設定

1.55

1.60
安全率

1.651.70

図-7 外力と水位・安全率の関係した初期モデルに対して解析を行い、実測した河川水位と比較、地盤の透水係数や土質の分布範囲を変更することで、実測水位の再現性が高い解析モデルを構築した。

するため、解析による評価予測を行った。
解析結果を図-7に示す。基準外力の50％を超過する外3. ドレーン工の効果検証力（河川水位 T.P.+3.1ｍ程度）が生じると、堤体内水位

検討断面①では、強化対策としてドレーン工が設置さ（川裏部）が T.P.+0.6m を超過し、基準安全率1.60を満足れている。前項で構築した解析モデルを用いて、現況断しない結果となった。なお、今回観測した水位の最大値

面における対策工の効果検証を行った。解析の結果、現は、河川水位：T.P.+2.3ｍ、堤体内水位（川裏）：T.P.+0.2m1)

況断面（手引き に示されるドレーン工の透水係数：1.0と、基準安全率を下回る水位（防災上留意すべき水位）-3×10 m/sec）において安全性が確保されていること確認より十分小さい。

した。
一方、ドレーン工は経年劣化として、フィルター材の5. おわりに目詰まりによる透水性の低下が懸念されている。そのた強化対策工であるドレーン工はその透水性が低下する

め、解析により対策工の効果が維持できる透水係数を把ことにより安全性が低下する（検討断面①）ことがわか握した。ドレーン工の透水係数と裏のりすべりの安全率った。このため、引き続き、河川水位と堤体内水位を観の関係を図-6に示す。解析では、ドレーン工の透水係数測することにより、経年的なドレーン工の透水係数の変-3が0.8×10 m/sec を下回ると、すべり安全率の照査基準化を把握し、今後の劣化予測および維持管理に活かすこである1.60を下回り、すべり破壊が生じる可能性があるとが重要である。

ことがわかった。なお、すべり安全率が1.60を下回る時

また、計画外力の50%程度を超過することで、安全性がのドレーン背部の堤体内水位は T.P.+2.79m であった。

確保できない場合がある（検討断面②）ことがわかった。
災害を未然に防ぐためには、発生確率を考慮した外力に

4. 防災情報の把握
検討断面②では、現況断面において照査基準を満足しよる照査を実施することにより、堤防の弱点箇所を抽出し、優先的に整備することが必要である。

ない。ただし、照査は計画高水位を基本とした外力を用いており、照査相当の洪水の発生確率は比較的少ない。

《引用・参考文献》

そこで、照査外力を低減（75％、50％、25％）させ基準

1) （財）国土技術研究センター：河川堤防の構造検討のの安全率を下回る水位（防災上留意すべき水位）を把握

手引き（改訂版）、平成24年2月