R4-17-火山砂防対策の留意事項- 1977 有珠山噴火を事例として
朝日航洋株式会社 〇松井宗廣，江藤稚佳子，安海高明，長野英次，櫻井由起子
国土交通省 九州地方整備局 九州技術事務所
堤 宏徳，光益真也
１ ,は じ め に
日本は世界的にも有数の火山国で,過去から多くの火山災害を経験してきた。
本研究は既往の顕著な火山噴火時における火山砂防対策の施設設計・施工の実態を調査し,対策の特徴,課題・留意事項等を明らかにすることにより,火山噴火時におけるより実効性の高い火山砂防対策の実施に資することを目的としている。
研究の基礎情報は現存する参考図書等と直接対策実施に携わった技術者への聞き取り調査結果に基づいた。聞き取り調査結果に基づくことから 1970 年（昭和 45 年）程度以降に規模の大きな噴火のあった火山 1）に着目した。その結果,有珠山（1977 及び 2000 年噴火）,三宅島（1983 年,2000 年噴火）三原山（1986 年噴火）,雲仙普賢岳（1990 年噴火）が検討対象となる。
写真-1 降灰の付着したカラマツ 3)1),2）等において,有珠と同様なレベルでのここで,有珠 1977 年以前は既往文献火山砂防対策が実施された事例は見あたらない。このことは聞き取り調査結果においても指摘された。従って,有珠 1977 における火山砂防対策は日本における火山砂防対策の原点と位置付けられることから,上記 4 火山のうち本稿では有珠山
1977 年噴火（以下,有珠 1977）における火山砂防対策について報告する。
２ ,火 山 活 動 と 被 害 概 要
1977（昭和52）年8月7目に30年間の沈黙を破って噴火した有珠山は降灰,地盤変動,泥流により周辺地域に甚大な被害をもたらした。
2.1 降灰による被害
噴火の翌日8月8日の午後から9日の朝にかけて降灰に降雨が重なったため,火山灰はセメントミルク状になって降下し,森林や農作物をはじめ周辺一帯に甚大な被害を与えた（写真-1）。噴火に伴う噴出物総量は約8,000万m3とされており,有珠山周辺の各渓流では約450万m3程度の降下量があった4）。
2.2 地盤変動による被害
図-1 噴火前～昭和 56 年 8 月までの噴火開始と同時に山頂および北～北東山腹斜面を主とした地震活動を伴った顕水平変動(m)（室蘭土木現業所）4）
著な地盤変動が始まった（第Ⅰ期噴火）。火口原内では小有珠東麓からオガリ山にかけて北西南東方向の断層崖が出現し,崖の高度は噴火直後には最大1m/日の割合で増加した。また,火口原内では有珠新山を中心として北東に開いたU字型地塊が出現,同地塊は北東へ傾動し垂直および水平変動量は3年間でいずれも180mに達した。
これらの変動は1977年11月から1978年10月（第Ⅱ期噴火）にかけて著しく進行した（図-14））。
2.3 泥流による被害
噴火後の8月16日に初めての泥流が虻田町泉地区で発生した。次いで9月9日に壮瞥町昭和新山地区で泥流が発生,その後1977（昭和52）年は20mm前後の降雨で虻田町泉地区を中心に泥流が頻発した。翌1978（昭和53）年4月頃から9月末にかけて有写真-2 行方不明者の救出作業 5）
珠山は小噴火を繰り返し毎日のように灰を降らせた。この為,伊達市,洞爺湖温泉町
5）にも泥流が発生し,10月24日には日雨量30mm,最大時間雨量15mm程度の降雨 により,洞爺湖温泉町木の実団地の沢（西山川）で発生した泥流により死者2名行方不明1名の犠牲者が生じた5,6）（写真-2）。
３ ,火 山 砂 防 施 設 の 設 計 ・ 施 工 上 の 特 徴 等
有珠1977における火山砂防対策は早期施工,顕著な地盤変動,基礎地盤の脆弱性等の制約条件,現場条件により当時の砂防では実績が無かった斬新な工種・工法が採用,実施された（表-1）。
表-1 主な有珠山1977噴火における工種・工法
工種・工法の名称
鋼製自在枠の砂防堰堤・導流工
二重鋼矢板の砂防堰堤・導流工
鋼矢板流路工（控え杭付きタイワイヤー）
A 型鋼製スリット堰堤
門柱型鋼製スリット堰堤

工種・工法の採用理由等
地盤変動と施工性を考慮した対策。
地盤変動と施工性を考慮した対策。
地盤変動と施工性を考慮した対策。
試験的に採用されていた対策を改良（補強）して実践的に採用。
地盤支持層が深く杭基礎が想定されたので,施工性,経済性を考慮し採用。

以下に当時,直接設計・施工にあたった技術者からのヒアリング結果に基づいて工種・工法の採用理由等を示す。
3.1 鋼製自在枠の砂防堰堤
有珠の治山事業で実績があったので違和感なく採用した。高さを稼ぐために5段とした。最下段の1段は基礎で,1段の高さは2mなので堰堤の有効高さは8mとした。中詰
めは20cmの玉石を使用したが確保が大変であった。中詰めの玉石は壮瞥川（長流川）沿いの採石場から収集したもので,現地発生土砂等は活用していない。近隣の河川からすべてを賄うことは出来なかった。転石の流出により自在枠の水叩きが破壊されたので,その後,上流側を直とし下流側に階段を付けた構造としてH型鋼で補強した滑り
写真-3 鋼製自在枠の砂防堰堤 4)台を設けた（写真-3）。
3.2 二重鋼矢板の砂防堰堤
林道で鋼矢板を運搬しなければならない場合,トレーラーに積載した鋼材の最後尾までの距離と林道の曲部における最少回転半径の制約から矢板長は 14m（IV 型）とした。安定計算では安全側を見て地表面から 2m までを火山灰等の噴出物とみなし,そこから下部を地盤とした。鋼矢板をバイブロハンマーで打ち込んだが地中に巨礫があって打ち込めないところがあったが,鋼製矢板上部をカットする等で適宜
写真-4 二重鋼矢板の砂防堰堤 4)- 230 -

現場で対応した。中詰め土砂は砕石とした。当初は上部機関から鋼矢板の砂防堰堤は仮設であるということで了承して貰えなかったが,その後状況をよく説明し了解が得られた（写真-4）。
3.3 鋼矢板流路工（底面コンクリート張り）
地盤変動,施工性を考慮して採用した。将来的には鋼矢板前面をコンクリート張とすることを前提として施工した。設計では土圧に対して控え杭付タイワイヤーで鋼矢板を引っ張ることで鋼矢板断面の効率化を図った。小有珠川の事例を示す（写真-5）。
写真-5 鋼矢板流路工 4)
3.4 A型鋼製スリット堰堤
北陸地方建設局松本砂防工事事務所（当時）管内の浦川金山沢で試験的に設置されてはいたが,当時の砂防現場での実績は無かった。当時,高さ 4m の製品しかなかったが,より多く土砂を捕捉したいので,高さを 6m にした。6m は全国初であった。最初は4m で千鳥のダブル配列としていたが,その後,6m のシングル配列とした。格子間隔は平均礫径（1.0m）の 1.5 倍の 1.5m とした。なお,有珠では浦川のものより鋼材を厚く
写真-6 A 型鋼製スリット堰堤 7)するとともに内部にコンクリートを充填し補強した（写真-6）。
3.5 門柱型鋼製スリット堰堤
大有珠川では基礎地盤が比較的柔らかいため,直接打設した方が経済的ということで鋼管の直打ちとした。直打ちの場合,打設の精度を上げないと頭部の連結が難しい。
打ち込んだ後に頭部は溶接できる構造としていた。その後,コンクリートを打設した。
支持地盤までがかなり深かったので同地盤,又は打ち込めるところまで打ち込もうという考え方であった。有珠での本工法の適用は大有珠川 1 号だけである。後に頭部が写真-7 門柱型鋼製スリット堰堤 7)連結されたがコスト面のメリットが減少したと思われる（写真-7）。
４ ,火 山 砂 防 対 策 の 留 意 事 項
表-1に現場条件等に基づく斬新な工種・工法の採用理由以外,すなわち計画・設計における基本姿勢や職場環境等の留意事項についてヒアリング結果並びに既往文献5)から得られた参考となる内容を示す（表-2）。
表-2 火山砂防対策の留意事項
基本姿勢

・ 発想の柔軟性が必要である。
・ 第一は効用を早期に発揮できることである。
・ その上で現地条件（地盤変動,基礎の地耐力小等）にあった「その時,その時あるものを使う」という姿勢が重要である。
（例えば,コンクリートにこだわらない,堆砂池を積極的に掘削して容量を増大させるなど。）

1)室蘭土木現業所洞爺出張所に第三技術係（12名）を新設し土砂災害対策のプロジェクトチームとした。
2)同プロジェクトチームには北海道庁の優秀な技術者が配置された。技術者へのバックアップ体制が しっかりしていた。
リーダーがきちんと配慮して動かしていたように感じた。
3) トップはチーム（現場）による現場判断に対応を任せるという気持ちの持ち方が肝要と考えられる。
4) 大災害に対応するためには組織（新組織の設置,人材の集中）としての対応が重要である。
1) 過去に前例の無い災害対応を行う必要があった。計画,設計,工法について当時考えられることを固定概念にとらわれずにすべきであったし,実際に実施した。
2）砂防構造物として実績がない二重鋼矢板砂防堰堤を実施できたのは,土木現業所が公共事業の総合的な実施機関であることから,漁港のグループ（技術者）もいたからといえる。砂防の技術者しかいない現場であれば,この案は出なかったと思われる。
3）技術基準がなかったため,とりあえずやってみようという「柔軟性」や新しい技術を取り入れてみようという「寛容性」があり,初めて発想の柔軟性のことでも挑戦しやすかった。技術基準を詳細に設定すると,技術者が自分で考えなくなり,特にこのような大きな現象を対象にする場合には柔軟な対応が出来なくなる。
4) 変化する現場条件下で,かつ,前へ事業を進めるしかない状況では,計画・設計における発想の柔軟性が極めて重要である。
「技術基準」にとらわれ過ぎて,あれはダメこれもダメと細かく言うと進まなくなる。
5) 鋼製自在枠ダムについてはポケットを作って避難のための時間稼ぎをするという発想だった。
1)当時は,いろいろやってみようという職場環境であったため発案（門柱型スリット堰堤）できた。
職場環境2) 現場のリーダーに求められるのは担当技術者がのびのびと仕事ができる環境をいかに作るかということである。その意味で,リーダーの気持ちの持ち方が重要である。
1)用地は「買収」や「起工承諾」等を施工と同時並行して行った。
用地買収
2)地盤が変動してしまっているので登記を持分登記で行い用地の取得を図った。
3)本庁各課,役場の関係職員,道土地開発公社の各機関が一体となってあたった。
・有珠山1977噴火対策は「火山砂防の先駆けと考えられる対策」を多く実施した。
・当時の火山砂防は「除石作業」という考え方であったため,各渓流の最下流堰堤には除石のための搬出路を設置した。
・1977年噴火以前には,有珠山に火山砂防施設整備はされておらず,ゼロからのスタートだった。
・流路工は,まったく水路の無いところに新たに水路を開削する必要があった。 西山川,小有珠川,小有珠右の川,四十三川,壮瞥温その他参考となる
泉川,大有珠川,昭和川,源太川は流末には側溝程度のものしかなかったため,新たに掘り込み,流路工を新設した。
事項
・鋼製自在枠砂防堰堤は地盤変動が治まったら,コンクリートで巻く計画であった。（段階施工）
早急な効果発現が求められている場合,段階的（仮設的⇒恒久構造物）に実施する必要がある。
・堰堤上流のポケット確保のため出た掘削土及び除石された泥流堆積物を、環境庁の許可を得て、国立公園特別地域の洞爺湖湖畔に捨土し修景工事を行った。
組織としての対応

５ ,お わ り に本研究を通じて顕著な火山噴火時における「火山砂防対策」の技術的事項の伝承を含めて,その実態,課題,留意事項,教訓等を包括的に取りまとめ,広く周知することの重要性を強く感じた。
おわりに,有珠 1977 の火山砂防対策に直接取り組まれた松田豊治,葛西公尚,沼田寛,南哲行,西本晴男,近藤年範の各氏には懇切に当時の実態,留意事項等を聞かせて頂いた。また,資料収集にあたっては北海道建設部土木局河川砂防課の高嶋繁則,吉田安範の両氏に多くのご協力を頂いた。以上の各位に記して感謝します。
【参考文献】
1)火山防災用語研究会（2003年7月10日,下鶴大輔監修）：火山に強くなる本,P190-191
2)一般社団法人 全国治水砂防協会（2016年3月1日）：日本砂防史,P-474
3)社団法人北海道土木協会(1986年3月)：有珠山噴火と防災,P-32
4)北海道室蘭土木現業所（1987年5月）：有珠山の砂防事業
5)北海道土木部砂防災害課（1979年9月25日）：有珠山土石流と闘う,P-35,86,130
6)北海道室蘭土木現業所（1995年10月）：昭和新山、有珠山の噴火と災害対策,P16-17 7) 北海道建設部土木局河川砂防課提供写真- 231 -