河床防護構造体
【課題】地震等発生時における河床変動に対する適応性、河床上に構築する際の施工性、各種礫体と衝突した場合における耐久性に優れた河床防護構造体を提供する。
【解決手段】継手１６を両側縁に有する第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとの互いに対向するウエブ部１５を間隔保持部材１２を介して連結させて多重矢板壁用部材１０が構成される。多重矢板壁用部材１０を、河川幅方向に隣接する他の多重矢板壁用部材１０との間で互いの第１の鋼矢板１１aの継手１６と第２の鋼矢板１１ｂの継手１６とを連結させることにより、河川幅方向に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置された矢板壁２０が、河床５上において河川の流路方向に向けて複数列形成される。互いに隣接する矢板壁２０間に間詰め材Ｂが敷き詰められる。
【解決手段】継手１６を両側縁に有する第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとの互いに対向するウエブ部１５を間隔保持部材１２を介して連結させて多重矢板壁用部材１０が構成される。多重矢板壁用部材１０を、河川幅方向に隣接する他の多重矢板壁用部材１０との間で互いの第１の鋼矢板１１aの継手１６と第２の鋼矢板１１ｂの継手１６とを連結させることにより、河川幅方向に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置された矢板壁２０が、河床５上において河川の流路方向に向けて複数列形成される。互いに隣接する矢板壁２０間に間詰め材Ｂが敷き詰められる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂防堰堤の下流側に位置する前庭部の河床の洗掘等を防止するのに好適な河床防護構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から河川においては、種々のタイプの砂防堰堤が構築されており、これによって河川中を流下する土砂量の調整や、土石流発生時に河川を流下する巨礫や流木等の捕捉が可能となり、これら各種礫体が河川下流側へ急激に流出されることを防止している。
【０００３】
図２２は、コンクリート重力式砂防堰堤に代表される、不透過型の砂防堰堤１００の概略側面断面図である。砂防堰堤１００は、河川幅方向を横断するようにして河床１０１上に設けられる堤体１１４と、堤体１１４の上端部の河川幅方向両側に設けられる袖部１１０と、袖部１１０間に位置し、袖部１１０の上端部よりもその上端部が低く構成されることによって河水や各種礫体を越流可能な越流部１１１とから構成される。
【０００４】
このような砂防堰堤１００が立設されている場合、砂防堰堤１００の下流側に位置する前庭部１１２の河床１０１に対しては、越流部１１１を介して図２２に示す矢印Ｓの方向に向けて越流水や各種礫体が落下してくるため、これによって前庭部１１２の河床１０１が洗掘、浸食されてしまう。このような洗掘、浸食による河床１０１の被害を防護するため、通常、前庭部１１２の河床１０１上には、水たたき１１３と呼ばれる河床防護構造体が設けられている。この水たたき１１３は、前庭部１１２の河床１０１上にコンクリートを打設することによって構築されており、この水たたき１１３が越流水等と衝突することによってその落下エネルギーを減勢し、これによって、前庭部１１２の河床１０１が直接洗掘されたり、落下してくる越流水の跳水現象によって河床１０１が間接的に洗掘されるのを防止できる。因みに、砂防堰堤１００には通常、水たたき１１３とともに図２２に示すような副堰堤１２０が設けられ、越流部１１１を介して流下してくる越流水や各種礫体が副堰堤１２０の堤体１２１や袖部１２２と衝突することによって、これら越流水等の流下速度が減勢されることになる。
【０００５】
この前庭部１１２に設けられる他の河床防護構造体としては、複数個の高強度ブロックを前庭部１１２に配設して、互いに隣接する高強度ブロック間にコンクリートを打設して各高強度ブロックを一体化させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この河床防護構造体は、高強度ブロックが強度と耐磨耗性とを兼ね備えていることから、単にコンクリートをベタ打ちして水たたき１１３を設けた場合と比較して、越流水や各種礫体に対する耐久性が向上している。
【０００６】
また、この他の河床防護構造体としては、二枚の板部材の間に、断面がハニカム状、多角形状等の芯部材を接着等によって介装させて構成されるマットを、前庭部１１２に配置したものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このようにマットの芯部材の断面が複雑な断面形状に構成されていることから、この河床防護構造体は、このマットに対して落下してくる越流水や各種礫体等の落下エネルギーを減勢する性能に優れている。
【０００７】
また、前庭部１１２に対して鋼製筒体を複数個配置した後、各鋼製筒体内にコンクリートを充填して柱状体を形成し、各柱状体間に土砂を充填することによって構成される河床防護構造体も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１８９０２４号公報
【特許文献２】実公昭６２−４５７０号公報
【特許文献３】特開２００２−２９４６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図２２に示されるような河床防護構造体や、特許文献１、３に示される河床防護構造体は、何れも河床１０１上にコンクリートが打設されて構成されるため、流水が地下へと浸透されず、砂防堰堤１００周囲の地層の保水能力が低下してしまう。また、地震等によって砂防堰堤１００周囲の地盤が変動した場合等は、容易にコンクリートにクラックが発生してしまい、このクラックから河床１０１の洗掘、浸食が進行してしまうことから、これらの河床防護構造体は、河床変動に対する適応性に欠けるという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献２に示される河床防護構造体は、複数のマットを河床１０１上に取付けた場合、これらのマットを連結する構成が開示されていないことから、各マット間から河床１０１の洗掘、浸食が進行してしまうと考えられる。また、前庭部１１２の大きさに応じた単一のマットを前庭部１１２に配置する場合、砂防堰堤１００、前庭部１１２の規模に応じてその都度異なる大きさのマットを準備する必要があり、施工性に欠けるという問題点があると考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、河床上を流れる河水の地下への浸透性、地震等発生時における河床変動に対する適応性、河床上に構築する際の施工性、各種礫体と衝突した場合における耐久性に優れた河床防護構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上述した課題を解決するために、継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板との互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手と第２の鋼矢板の継手とを連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板と第２の鋼矢板が交互に配置された矢板壁を、上記河床上において複数列形成し、互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材を敷き詰めたことを特徴とする河床防護構造体を発明した。
【００１３】
即ち、本願請求項１に係る河床防護構造体は、河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板との互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手と第２の鋼矢板の継手とを連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板と第２の鋼矢板が交互に配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなることを特徴とする。
【００１４】
また、本願請求項２に係る河床防護構造体は、河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板の互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手同士又は互いの第２の鋼矢板の継手同士を連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板又は第２の鋼矢板が連続して配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなることを特徴とする。
【００１５】
また、本願請求項３に係る河床防護構造体は、請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体において、上記間隔保持部材は、板状部材からなることを特徴とする。
【００１６】
また、本願請求項４に係る河床防護構造体は、請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体において、上記間隔保持部材は、棒状部材からなることを特徴とする。
【００１７】
また、本願請求項５に係る河床防護構造体は、請求項１〜４の何れか１項に記載の河床防護構造体において、一の上記間隔保持部材の両端が、上記第１の鋼矢板及び上記第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から一端側までの位置に連結されるとともに、他の上記間隔保持部材の両端が、当該第１の鋼矢板及び当該第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から他端側までの位置に連結されること特徴とする。
【００１８】
また、本願請求項６に係る河床防護構造体は、請求項１〜５の何れか１項に記載の河床防護構造体において、上記間隔保持部材が板状部材から構成され、上記互いに隣接する矢板壁の壁面並びに当該互いに隣接する矢板壁間に配置された上記板状部材の側面によって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられることを特徴とする。
【００１９】
また、本願請求項７に係る河床防護構造体は、請求項１〜５の何れか１項に記載の河床防護構造体において、他の上記矢板壁の矢板壁よりも高い矢板壁高さからなる副堰堤用矢板壁が河川下流側に構築され、上記副堰堤用矢板壁の壁面と、河川の幅方向両側に設けられる護岸壁の壁面と、上記砂防堰堤における堤体の壁面とによって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられることを特徴とする。
【００２０】
また、本願請求項８に係る河床防護構造体は、請求項１〜６の何れか１項記載の河床防護構造体において、上記複数列の矢板壁は、河川の下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本願請求項９に係る河床防護構造体を構築する方法は、請求項１〜８の何れか１項記載の上記河床防護構造体を構築する方法であって、複数列の上記矢板壁を、河川上流側から河川下流側に向けて順次立設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本願請求項１、２の構成からなる河床防護構造体は、砂防堰堤３の越流部３１を介して流下してくる越流水や巨礫や中小礫等の礫体に対して、主として間詰め材Ｂが衝突することによって、その落下エネルギーを減勢させ、越流水等によって前庭部３３の河床５が洗掘、浸食されるのを防止できる。特に、各鋼矢板１１が互いの継手１６を嵌合させることのみによって連結されていることから、鉛直方向の地盤の変位が発生した場合に、各鋼矢板１１が鉛直方向に適宜スライドして柔軟に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した河床防護構造体を実施するための形態について、図面を参照にしながら詳細に説明する。
【００２４】
第１の実施の形態
【００２５】
まず、本発明を適用した河床防護構造体１の第１の実施の形態について説明する。
【００２６】
河床防護構造体１は、図１〜図３に示すように、河川における砂防堰堤３の下流側に位置する前庭部３３の河床５上に設置される。
【００２７】
この実施の形態における砂防堰堤３は、河川幅方向を横断するようにして河床５上に立設される堤体３０と、堤体３の上端部の河川幅方向の両側に設けられる袖部３２と、袖部３２間に位置し、袖部３２の上端部よりその上端部が低く構成されることによって上流側から流下してくる河水や各種礫体等を越流可能な越流部３１とから構成される。また、前庭部３３の河川幅方向の両岸には、越流部３１を介して前庭部３３へ落下してくる越流水等によって、河川幅方向両岸の地盤Ｇが浸食されないように、擁壁として護岸壁３４が設けられる。また、砂防堰堤３から河川の下流側に向けて所定の間隔をあけて副堰堤３７が設けられる。副堰堤３７は、河川幅方向を横断するようにして河川５上に立設される堤体３８と、堤体３８上端部の河川幅方向両側に設けられる袖部３９とから構成され、その鉛直高さが砂防堰堤３０よりも低く構成される。
【００２８】
河床防護構造体１は、前庭部３３の河床５上に立設される複数列の矢板壁２０と、互いに隣接する矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂとから構成される。この複数列の矢板壁２０は、図４、図５に示すような、前庭部３３の河床３上に立設される多重矢板壁用部材１０を複数連結することによって構成される。
【００２９】
多重矢板壁用部材１０は、図４、図５に示すように、一対の鋼矢板である第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂと、棒状部材からなる間隔保持部材１２とから構成される。多重矢板壁用部材１０は、継手１６を両側縁に有する第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂとの互いの対向するウエブ部１５を間隔保持部材１２を介して連結させることによって構成される。なお、ここでいう第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１bとは、多重矢板壁用部材１０における一対の鋼矢板を、別々に区分する際の一指標として定義したものである。
【００３０】
この実施の形態における鋼矢板１１は、ウエブ部１５と、ウエブ部１５の両側縁からウエブ部１５に対して傾斜して延長されてなるフランジ部１８と、フランジ部１８の先端に設けられた継手１６とから構成され、いわゆるＵ字形鋼矢板によって構成されている。なお、鋼矢板１１は、その幅方向の中央部において多重矢板壁用部材１０の外側に突出されてなる凸部１７が、鋼矢板１１の長手方向に延長されて形成されている。
【００３１】
この実施の形態における間隔保持部材１２は、その両端にナット等の雌ねじ部材１３と螺合可能な雄ねじ部１２ａが設けられている。間隔保持部材１２を鋼矢板１１のウエブ部１５に連結する場合は、間隔保持部材１２の端部の雄ねじ部１２ａに雌ねじ部材１３を螺合した後、鋼矢板１１のウエブ部１５の所定の位置に予め設けられた挿通孔内に当該端部を挿通させ、更に他の雌ねじ部材１３を当該端部の雄ねじ部１２ａに螺合させ、当該端部に螺合させた一対の雌ねじ部材１３を螺合することによって一対の雌ねじ部材１３でウエブ部１５を挟持させ、間隔保持部材１２がウエブ部１５に連結される。
【００３２】
この実施の形態における多重矢板壁用部材１０では、一つの間隔保持部材１２の両端が、第１の鋼矢板１１ａ、第２の鋼矢板１１ｂのそれぞれのウエブ部１５の幅方向の中央部から一端側までの位置であって、そのウエブ部１５の長手方向の中央部から一端側までの位置に取り付けられる。また多重矢板壁用部材１０には、他の間隔保持部材１２の両端が、第１の鋼矢板１１ａ、第２の鋼矢板１１ｂのそれぞれのウエブ１５部の幅方向の中央部から他端側までの位置であって、そのウエブ部１５の長手方向の中央部から他端側までの位置に取り付けられる。
【００３３】
この鋼矢板１１の幅方向の両側縁に設けられた継手１６は、鋼矢板１１の幅方向に対称な形状をしており、更に、第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１bとは、間隔保持部材１２の長手方向に対称な形状をなしている。このような形状から鋼矢板１１が構成されている場合、図６（ａ）に示すように、一の方向（ウエブ部１５の幅方向）に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置されるように複数の多重矢板壁用部材１０を隣接配置させながら、一の方向に隣接する二つの多重矢板壁用部材１０の間で互いの第１の鋼矢板１１aの継手と第２の鋼矢板１１bの継手とを連結させることにより、一列の矢板壁２０を形成可能となる。
【００３４】
上述のようにして形成される矢板壁２０は、その矢板壁がなす壁面の両面側に矢板壁を構成していない他の第１の鋼矢板１１a及び第２の鋼矢板１１ｂが配置されることになる。このため、これら既設の多重矢板壁用部材１０において矢板壁を構成していない鋼矢板１１ａ、１１ｂの継手１６に対して、新設の多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１ａ、１１ｂの継手１６を連結させることにより、一の方向に向けて第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置された新たな矢板壁２０が形成されることになる。そして、このような手順を繰り返すことにより、図７、図８、図９（a）に示すように、複数列の矢板壁２０が形成される。図９（a）に示すように、何れの矢板壁２０も、一の方向（ウエブ部１５の幅方向）に向けて第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置された状態になっている。そして、複数列の矢板壁２０は、一の方向に略直交する方向（間隔保持部材１２の延長方向）に向けて、間隔保持部材１２を介して所定の間隔をあけて配置されている。
【００３５】
なお、多重矢板壁用部材１０を用いて矢板壁２０を形成する場合、図６（ｂ）に示すように、矢板壁２０を構成する鋼矢板１１の一部を、多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１に代えて、間隔保持部材１２と連結されていない他の鋼矢板２２として構成してもよい。この他の鋼矢板２２は、多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１と同様の構成からなるものである。
【００３６】
また、図６（ｃ）に示すように、多重矢板壁用部材１０は、互いに対向して配置された第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとのウエブ部１５が、略同一の配向状態をなして連結されていてもよい。このような構成からなる多重矢板壁用部材１０により矢板壁２０を構築する場合、一の方向（ウエブ部１５の幅方向）に向けて第１の鋼矢板１１ａが互い違いに連続して配置されるように複数の多重矢板壁用部材１０を隣接配置させながら、一の方向に隣接する二つの多重矢板壁用部材１０の間で互いの第１の鋼矢板１１aの継手同士を連結させることにより、一列の矢板壁２０が形成可能となる。
【００３７】
このようにして形成される矢板壁２０も、その矢板壁がなす壁面の両面側に矢板壁を構成していない他の第２の鋼矢板１１ｂが配置されることになる。このため、これら既設の多重矢板壁用部材１０において矢板壁を構成していない第２の鋼矢板１１ｂに対して、新設の多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１ｂの継手を連結させることにより、一の方向に向けて第２の鋼矢板１１ｂが連続して配置された矢板壁２０が形成可能となる。そして、このような手順を繰り返すことにより、図９（ｂ）に示すように、複数列の矢板壁２０が形成される。図９（ｂ）に示すように、何れの矢板壁２０も、一の方向に向けて第１の鋼矢板１１ａ又は第２の鋼矢板１１ｂが連続して配置された状態となっている。
【００３８】
このようにして形成される複数列の矢板壁２０は、実際には、砂防堰堤３の河流側に位置する前庭部３３の河床５上に配置されることになる。以下に、前庭部３３の河床５上に複数列の矢板壁２０を構築する手順も含めて、河床防護構造体１を前庭部３３の河床５上に構築する方法について説明する。
【００３９】
まず、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示すように、堤体３０近傍の前庭部３３の河床５上に、河川幅方向に延長されるように第１列目の矢板壁２０を構築する。この砂防堰堤３近傍の第１列目の矢板壁２０は、多重矢板壁用部材１０における第１の鋼矢板１１ａと、間隔保持部材１２によって連結されていない他の鋼矢板２２とを、互いの継手１６を連結させながら、河川幅方向に向けて交互に配置させて形成される。この場合、各鋼矢板１１、２２は、河床５内に鋼矢板１１、２２の下部が押し込まれて配置される。このとき、鋼矢板１１、２２は、河床５表面からその上部が所定長さ突出されるように立設される。
【００４０】
次に、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、第１列目の矢板壁２０を構成する既設の多重矢板壁用部材１０の第２の鋼矢板１１ｂの継手１６に対して、新設の多重矢板壁用部材１０の継手１６を連結させることにより、河川幅方向に向けて延長される第２列目の矢板壁２０が形成される。第２列目の矢板壁２０は、河川幅方向に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置されて形成されることになる。
【００４１】
第３列目以降においては、第２列目の矢板壁２０を構築した手順と同様の手順を河川の上流側から下流側に向けて順次繰り返し、これによって、図１０（ｃ）に示すように、河川幅方向に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１bとが交互に配置された矢板壁２０が、河床５上において河川の流路方向に向けて間隔保持部材１２を介して複数列形成されることになる。
【００４２】
複数列の矢板壁２０を構築した後は、図１１（ｃ）に示すように、互いに隣接する矢板壁２０間に、間詰め材Ｂを敷き詰めることによって、河床防護構造体１が構築される。なお、図２に示すように、間詰め材Ｂは、矢板壁２０間に位置する河床５の土、砂を所定量取り除いた後に形成される空間内に敷き詰めるようにしてもよいし、河床５上に直接配置して敷き詰めるようにしてもよい。
【００４３】
このようにして構築される河床防護構造体１は、砂防堰堤３の越流部３１を介して流下してくる越流水や巨礫や中小礫等の礫体に対して、主として間詰め材Ｂが衝突することによって、その落下エネルギーを減勢させ、越流水等によって前庭部３３の河床５が洗掘、浸食されるのを防止できる。この場合において、多重矢板壁用部材１０によって構築される複数列の壁体２０は、流下してくる越流水によって間詰め材Ｂが下流側に流されて抜け出ないように、間詰め材Ｂを壁体２０間に抑え留める機能を発揮している。
【００４４】
特に、本発明を適用した河床防護構造体１は、各鋼矢板１１が互いの継手１６を嵌合させることのみによって連結されていることから、各鋼矢板１１が鉛直方向にスライドできる。このため、地震等によって砂防堰堤３周囲の地盤変動が生じ、鉛直方向の地盤の変位が発生した場合に、各鋼矢板１１が鉛直方向に適宜スライドして柔軟に河床の地盤変動に対応できる。
【００４５】
また、砂防堰堤３から流下してくる巨礫等と各鋼矢板１１が衝突した場合においては、巨礫等と衝突した鋼矢板１１のみが鉛直方向に適宜スライドしながらその落下エネルギーを吸収し、他の鋼矢板１１に対して衝突による衝撃が伝達されることがない。このため、巨礫との衝突による被害を一部にのみ留めることができ、また、その衝突により損壊した鋼矢板１１のみを河床５から抜き出して他の鋼矢板１１を再度押し込むことによって容易に補修を行うことができる。
【００４６】
また、複数列の矢板壁２０は、河床５内に押し込まれた状態で、互いに間隔保持部材１２によって連結されて構成されるため、水平耐力に非常に優れており、越流水や各種礫体によって下流側に流されにくい。
【００４７】
また、このような河床防護構造体１は、互いに略平行な複数列の矢板壁２０を、単一の多重矢板壁用部材１０を組み合わせて構築した後に、間詰め材Ｂを敷き詰めるのみによって構築されることから、その施工性に非常に優れている。特に、組み合わせる多重矢板壁用部材１０の個数を増減させ、矢板壁２０の長さ、列数を調節することによって、河床防護構造体１が構築される範囲を自由に調整できるため、砂防堰堤３や前庭部３３の規模にとらわれることなく、河床防護構造体１の構築が可能となる。
【００４８】
また、本発明を適用した河床防護構造体１は、河床５上に対して、複数列の矢板壁２０が起立状態で配置されるとともに、間詰め材Ｂが敷き詰められるのみの構成となっているため、河水が前庭部３３下部の地下へと容易に浸透でき、砂防堰堤３周囲の保水能力を維持することができる。
【００４９】
また、従来における河床防護構造体と異なり、本発明を適用した河床防護構造体１は、コンクリートを使用していない。このため、豪雨や台風による土石流や地震等の災害が発生し、河床防護構造体１が損傷した場合における河床防護構造体１の復旧作業に際して、コンクリートの打設や杭打ちが不要となり、急速施工が可能となる。
【００５０】
以下に、本発明を適用した河床防護構造体１の各構成要素の詳細について説明する。
【００５１】
本発明の適用の対象となる砂防堰堤３は、堤体の上部にて越流水や各種礫体を越流させ、これら越流水等を前庭部３３に落下させる方式の越流式ダムが対象となる。また、砂防堰堤３は、不透過型ダム、透過型ダムの何れに対して適用可能である。
【００５２】
具体的には、上述した実施の形態で示したような、堤体がコンクリートからなるコンクリートダムや、堤体が土や岩石からなるフィルダム、堤体が鋼製枠で構成される鋼製枠砂防ダム等によって具体化される。これらによって具体化される砂防堰堤３は、適宜スリットを設けたり、アーチ状に構築されていてもよい。
【００５３】
ここでいう鋼製枠砂防ダムとは、例えば特開２００３−３２８３４１号公報等に記載の鋼製枠構造体によって構成される砂防ダムのことをいう。この鋼製枠構造体は、柱材や水平材等を互いに接合して形成される箱枠を、左右、前後、上下方向に連続して形成させ、これら箱枠の前後面にスクリーン材を設けたうえで、この箱枠内に中詰め材を充填して構築される。このような鋼製枠構造体によって砂防ダム（砂防堰堤）と同様の形状をなすよう構築したものを、鋼製枠砂防ダムという。
【００５４】
また、多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１は、Ｕ字形鋼矢板の他に、ハット形鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、直線形鋼矢板から構成されていてもよい。何れの鋼矢板を用いた場合でも、上述の如き所期の効果を奏する。また、この鋼矢板１１は、熱間圧延加工によって成型されたものであっても、冷間圧延加工によって成型されたものであってもよい。
【００５５】
また、鋼矢板１１の幅方向の両側縁に設けられる継手１６は、鋼矢板１１の幅方向に対称な形状でなくとも、一方の継手１６と他方の継手１６とが嵌合可能となるように一対の継手１６が互いに点対称の形状となるように調整されていてもよい。
【００５６】
また、この矢板壁２０における各鋼矢板１１は、互いの継手１６が遊嵌された状態で連結されることが望ましい。この場合、各継手１６は、遊嵌可能となるよう予めその形状が調整されることになる。
【００５７】
このように調整されている場合、図１２（ａ）に示すように、継手１６を介して連結されている二つの鋼矢板１１が、連結状態を維持したままで継手１６を中心として方向Ａに回動したり、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、鋼矢板１１の幅方向である方向Ｂや間隔保持部材１２の延長方向である方向Ｃに可動したりすることができる。このため、図１２（ｄ）に示すように、地震等によって砂防堰堤３周囲に地盤変動が生じ、水平方向の地盤の変位が生じた場合に、各鋼矢板１１が継手１６を介してある程度幅をもって動くことができ、一層柔軟に地盤変動に対応できる。因みに、鉛直方向の変位や水平方向の変位に対して柔軟に動くことができるため、越流部を介して落下してくる巨礫等との衝突による衝突エネルギーを、各鋼矢板１１が鉛直方向のスライドに加え、水平方向に動くことによって吸収可能となる。
【００５８】
また、河床防護構造体１において、矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂは、現地で発生した石、礫又は土砂等を使用することが好ましいが、他所から搬入した栗石、又は建築、土木廃材等を用いることも可能である。特にこの間詰め材Ｂは、越流部３１を介して流下してくる越流水によって、容易に流動されない程度の大きさ、重さから構成されることが好ましく、これによって、間詰め材Ｂの下方に位置する河床５が洗掘、浸食されるのを一層強力に防止できる。
【００５９】
本実施の形態のように、間隔保持部材１２の上端部が鋼矢板１１の上端部より下方に位置するように取り付けられる場合は、間詰め材Ｂが、間隔保持部材１２の上端部を覆うように敷き詰められていることが望ましい。これによって、越流部３１等を介して礫体が落下してきた場合に、間隔保持部材１２の代わりに間詰め材Ｂが各種礫体と衝突することになり、各種礫体との衝突による間隔保持部材１２の損傷を防ぐことが可能となる。
【００６０】
また、矢板壁２０間の間隔は、短いほうが望ましく、これによって、矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂが越流水等によって偏りにくくなり、安定して河床５の洗掘、浸食を防止できる。但し、この間隔があまりに短すぎる場合は、使用される鋼矢板１１、間隔保持部材１２等の材料数が多くなり、コストが高騰してしまうため望ましくない。
【００６１】
また、本実施の形態においては、矢板壁２０が、複数個の鋼矢板１１を河川幅方向に向けて連続して連結させることによって構成されており、これにより矢板壁２０は河川幅方向に延長されるようにして構成される。しかし、本発明においては、必ずしもこのような方向に延長されるように限定するものではなく、複数個の鋼矢板１１を、河川幅方向に対して傾斜した方向に向けて連続して連結させ、矢板壁２０を河川幅方向に対して傾斜した方向に延長されるようにしてもよい。なお、矢板壁２０が河川幅方向に延長されるように構成された場合、河川の流路方向に対して略直交して矢板壁２０が設けられることになるため、河流によって間詰め材Ｂが流されにくく、間詰め材Ｂが安定してその場に止まり易いという利点がある。
【００６２】
また、河床防護構造体１において、前庭部３３に対して、矢板壁２０や間詰め材Ｂは、越流部３１を介して越流水や各種礫体が直接落下してくることが予想される範囲、及び、落下した越流水によって跳水現象が発生し、これによって間接的に河床５の洗掘、浸食されることが予想される範囲を少なくとも含むように配置することが望ましい。
【００６３】
また、河床防護構造体１の構築時においては、複数列の矢板壁２０を、河川上流側から河川下流側に向けて順次立設することが望ましい。これは、河床防護構造体１の構築時において、複数列の矢板壁２０を立設する作業員が、河床５上を下流側から上流側に向けて移動しながら作業をする際に、既設の矢板壁２０が移動の障害とならず、施工性が向上するためである。
【００６４】
また、本発明においては、多重矢板壁用部材１０の代替として、図１３に示すような多重矢板壁用部材４０Ａ〜Ｃを適用するようにしてもよい。なお、多重矢板壁用部材１０と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００６５】
図１３（ａ）は、多重矢板壁用部材４０Ａの構成を示している。多重矢板壁用部材４０Ａは、多重矢板壁用部材１０の棒状部材からなる間隔保持部材１２の代わりに、鋼製の板状部材からなる間隔保持部材４１を適用している。この板状部材からなる間隔保持部材４１は、その両端縁が、溶接等によって鋼矢板１１の凸部１７に固定されている。この板状部材からなる間隔保持部材４１は、起立時において、鋼矢板１１の長手方向の長さと略同一の高さ方向の長さから構成される。
【００６６】
このように、間隔保持部材４１を板状部材によって構成した場合、互いに隣接する矢板壁２０間に、仕切りが設けられることになる。これによって、矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂの動きが拘束され、間詰め材Ｂを壁体２０間に一層強固に抑え留めることができる。
【００６７】
なお、上述したように、この間隔保持部材４１の上端部を鋼矢板１１の上端部より下方に位置するように取付けた場合、間詰め材Ｂを間区保持部材４１の上端部を覆うように敷き詰めれば、各種礫体との衝突による間隔保持部材４１の損傷を防止可能となる。
【００６８】
図１３（ｂ）は、多重矢板壁用部材４０Ｂの構成を示している。多重矢板壁用部材４０Ｂは、多重矢板壁用部材４０Ａにおける板状部材から間隔保持部材４１よりも、起立時における、高さ方向の長さが短く構成された帯状部材からなる間隔保持部材４２が、その高さ方向に複数個に亘って取付けられて構成される。
【００６９】
このように、間隔保持部材４２を帯状部材から構成した場合、間隔保持部材４１として板状部材を取付けた場合と比較して、製造コスト、材料費を低減可能となる。また、間隔保持部材４１を板状部材とした場合と比較して重量が軽くなり、これに伴い搬送コストを低減させ、更には作業を容易に行うことができ、施工性が向上することになる。
【００７０】
図１３（ｃ）は、多重矢板壁用部材４０Ｃの構成を示している。多重矢板壁用部材４０Ｃは、多重矢板壁用部材１０の棒状部材の個数を更に増加させたものである。これによって、多重矢板壁用部材４０Ｃにおける第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが強固に連結されることになる。
【００７１】
因みに、間隔保持部材は、運搬性、施工性の観点から、棒状部材で構成することが望ましい。この理由は、間隔保持部材１２を外した状態の鋼矢板１１を複数段に積み重ねて現地まで運搬し、現地にて間隔保持部材１２を雌ねじ部材１３によって鋼矢板１１に対して連結することが可能となるためである。なお、コストと強度との間の釣り合いを考慮すると、棒状部材からなる間隔保持部材１２は、図４に示す形態のように、鋼矢板１１に対して二本のみ取付ける場合が最も望ましい。この場合、多重矢板壁用部材の重量が軽くなるとともに、搬送コストの低減し、更に施工性が向上することになる。
【００７２】
次に、本発明を適用した河床防護構造体の他の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態における河床防護構造体１と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００７３】
第２の実施の形態
【００７４】
図１４(a)は、第２の実施の形態としての河床防護構造体５０Ａの側面断面図を示している。
【００７５】
この河床防護構造体５０Ａにおいては、複数列の矢板壁２０が、河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されている。これに伴い、各矢板壁２０間に間詰め材Ｂが敷き詰められて構成される間詰め材層の位置する高さが、河川下流側に向かうにつれて低くなり、間詰め材層が階段状に配置されることになる。
【００７６】
この場合、矢板壁２０を立設させる前に、予め河床５上に盛土をして、河床５が河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように階段状に構築しておき、その後に、矢板壁２０を河川上流側から下流側に向けて順次構築していくことになる。
【００７７】
このような矢板壁２０を構築するために用いられる多重矢板壁用部材５１は、図１４(b)に示すように、第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂの長手方向の高さが夫々異なっており、第１の鋼矢板１１ａが長手方向の上方に延長され、第２の鋼矢板１１ｂが長手方向の下方に延長された形状に構成される。なお、最上流側に配置される多重矢板壁用部材５１aは、第１の鋼矢板１１aの上端部と第２の鋼矢板１１ｂの上端部との高さが略同一高さとなるようにされ、最下流側に配置される多重矢板壁用部材５１bは、第１の鋼矢板１１aの下端部と第２の鋼矢板１１ｂの下端部との高さが略同一高さとなるように形成される。
【００７８】
このような構成からなる河床防護構造体５０Ａは、越流部３１を介して流下してくる越流水等の落下エネルギーを、階段状に配置された間詰め材層の各段毎に減勢可能となっている。この河床防護構造体５０Ｂは、砂防堰堤３の越流部３１の高さが余りに高く、間詰め材Ｂによって越流水等の落下エネルギーを十分に減衰できない場合に有効となる。
【００７９】
第３の実施の形態
【００８０】
図１５は、第３の実施の形態としての河床防護構造体５０Ｂの側面断面図を示している。また、図１６は、この河床防護構造体５０Ｂの平面図を示している。
【００８１】
この河床防護構造体５０Ｂにおいては、河床防護構造体５０Ａと同様に、複数列の矢板壁２０が、河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されている。また、この河床防護構造体５０Ｂにおいては、間隔保持部材４１が図１３（ａ）に示すような板状部材から構成される。この河床防護構造体５０Ｂにおいては、図１６に示すように、互いに隣接する矢板壁２０の壁面、並びに当該互いに隣接する矢板壁２０間に配置された板状部材からなる間隔保持部材４１の側面によって囲まれた空間内に、河水等の水が貯水されることによって水溜め部Ｗ１が設けられる。
【００８２】
この河床防護構造体５０Ｂにおいては、間詰め材Ｂのみならず、水溜め部Ｗ１もが、越流部３１を介して流下してくる越流水等と衝突することになり、間詰め材Ｂと水溜め部Ｗ１とによって越流水等の落下エネルギーを減勢することになる。このため、間詰め材Ｂのみを設けた場合と比較して、前庭部３３の河床５の洗掘、浸食をより確実に防止することが可能となる。
【００８３】
なお、このように矢板壁２０間に河水等を蓄水する場合、矢板壁２０における各鋼矢板１１の連結部は、継手１６間の嵌合強度を高めたり、止水材を介装させたりすることによって、連結部における止水性を向上させることが望ましい。
【００８４】
また、このような水溜め部Ｗ１は、複数列の矢板壁２０が、河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されている場合のみならず、図２に示すように、複数列の矢板壁２０の高さが略同一に構成されている場合に適用してもよいのは勿論である。
【００８５】
また、この河床防護構造体５０Ｂにおいては、互いに隣接する矢板壁２０間に対して少なくも二つの板状部材からなる間隔保持部材４１が配置されていればよく、これによって、各面によって囲まれた空間内に貯水可能となる。
【００８６】
第４の実施の形態
【００８７】
図１７は、第４の実施の形態としての河床防護構造体５０Ｃの側面断面図を示している。また、図１８は、この河床防護構造体５０Ｃの平面図を示している。
【００８８】
この河床防護構造体５０Ｃにおいては、河川下流側に位置する矢板壁２０ｃの矢板壁高さを他の矢板壁２０ｄの矢板壁高さより高く構成しており、これによってこの矢板壁２０ｃを副堰堤３５として機能させている。以下、この矢板壁２０ｃを、副堰堤用矢板壁２０ｃという。
【００８９】
この副堰堤用矢板壁２０ｃは、他の矢板壁２０ｄと異なり、前庭部３３における護岸壁３４よりも、その両端が河川幅方向両岸側に突出するように構成されている。そして、河床防護構造体５０Ｃにおいては、この副堰堤用矢板壁２０ｃの上流側の壁面と、河川の幅方向両側に設けられる護岸壁３４の壁面と、砂防堰堤３における堤体３０の下流側の壁面とによって囲まれる空間内に、河水等の水が貯水されることによって水溜め部Ｗ２が設けられる。
【００９０】
このようにして構成される河床防護構造体５０Ｃは、河床防護構造体５０Ｂにおける水溜め部Ｗ１と比較して、より深い水深を有し、且つ、広い範囲に亘って水溜め部Ｗ２を設けることが可能となり、これに伴い、より広い範囲に亘る河床５の洗掘、浸食を防止することができる。
【００９１】
なお、この実施の形態においては、河川最下流側に位置する二列の矢板壁２０ｃ間に土、砂等を盛土したうえで、この矢板壁２０ｃ間に間詰め材Ｂを敷き詰めて、これを副堰堤３５としている。そして、この二列の矢板壁２０ｃ並びに盛土された土等によって、貯水された水による水平方向の水圧に対する水平耐力を向上させている。
【００９２】
第５の実施の形態
【００９３】
図１９は、第５の実施の形態としての河床防護構造体５０Ｄの側面断面図を示している。また、図２０は、この河床防護構造体５０Ｄの一部切欠平面図を示している。
【００９４】
この河床防護構造体５０Ｄにおいては、第１の実施の形態における砂防堰堤３の代替として、砂防堰堤を鋼矢板で構築した矢板堰堤６０としている。
【００９５】
矢板堰堤６０は、第１の実施の形態における砂防堰堤３と同様に、河川幅方向を横断するようにして河床５上に立設される堤体６５と、堤体６５の上端部の河川幅方向の両側に設けられる袖部６２と、袖部６２間に位置し、袖部６２の上端部よりその上端部が低く構成されることによって上流側から流下してくる河水等を越流可能な越流部６１とから構成される。
【００９６】
この矢板堰堤６０の下流側の外壁６４は、図２１に示すように、鋼矢板６６を千鳥状配置に組み上げて構成される。矢板堰堤６０の上流側の外壁６４も同様に、鋼矢板６６を千鳥状配置に組み上げて構成されており、この上流側、下流側の外壁６４間には、コンクリートが打設されるか、土、砂、土砂や巨礫等が敷き詰められることによって充填体６８が設けられる。更にこれら充填体６８の上部には、矢板堰堤６０の上部を保護する天板６３が取付けられる。この天板６３は、コンクリートの打設、又は鋼板等を取付けることによって具体化される。
【００９７】
また、越流部６１を構成する側壁面は、鋼板６７で構成される。この鋼板６７は、上流側から下流側に向かうにつれて、越流部６１における一対の鋼板６７の間隔が狭くなるようにして構成される。
【００９８】
この第５の実施の形態における河床防護構造体５０Ｄにおいては、図２１に示すように、矢板堰堤６１における下流側の外壁６４の一部の鋼矢板６６が、前庭部３３に配置される矢板壁２０の一部の鋼矢板１１と連結されて構成される。このように、多重矢板壁用部材１０を用いることにより、前庭部３３における矢板壁２０のみならず、砂防堰堤についても構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】河床防護構造体を配置した砂防堰堤の正面図である。
【図２】河床防護構造体を配置した砂防堰堤の側面断面図である。
【図３】河床防護構造体を配置した砂防堰堤の概略平面図である。
【図４】多重矢板壁用部材の斜視図である。
【図５】(a)は、多重矢板壁用部材の側面図であり、(b)はその平面図である。
【図６】複数の多重矢板壁用部材を連結することによって構築された矢板壁の例を示す平面図である。
【図７】多重矢板壁用部材を連結して構築される二列の矢板壁を示す斜視図である。
【図８】多重矢板壁用部材を連結して構築される二列の矢板壁を示す平面図である。
【図９】多重矢板壁用部材を連結して構成される複数列の矢板壁を示す平面図である。
【図１０】河床防護構造体を構築する方法について説明するための図である。
【図１１】河床防護構造体を構築する方法について説明するための図である。
【図１２】矢板壁における各鋼矢板を互いの継手を遊嵌された状態で連結した場合の作用効果について説明するための図である。
【図１３】多重矢板壁用部材の他の実施の形態について説明するための図である。
【図１４】河床防護構造体の第２の実施の形態を示す側面断面図である。
【図１５】河床防護構造体の第３の実施の形態を示す側面断面図である。
【図１６】河床防護構造体の第３の実施の形態を示す平面図である。
【図１７】河床防護構造体の第４の実施の形態を示す側面断面図である。
【図１８】河床防護構造体の第４の実施の形態を示す平面図である。
【図１９】河床防護構造体の第５の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２０】河床防護構造体の第５の実施の形態を示す一部切欠平面図である。
【図２１】矢板堰堤の下流側の外壁における鋼矢板の配置状態を示す概略正面図である。
【図２２】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 河床防護構造体
３ 砂防堰堤
５ 河床
１０ 多重矢板壁用部材
１１ 鋼矢板
１２ 間隔保持部材
１３ 雌ねじ部材
１５ ウエブ部
１６ 継手
１７ 凸部
１８ フランジ部
２０ 矢板壁
２２ 鋼矢板
３０、３８ 堤体
３１ 越流部
３２、３９ 袖部
３３ 前庭部
３４ 護岸壁
３７ 副堰堤
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 多重矢板壁用部材
４１ 間隔保持部材（板状部材）
４２ 間隔保持部材（帯状部材）
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ 河床防護構造体
５１、５２ 多重矢板壁用部材
６０ 矢板堰堤
６１ 越流部
６２ 袖部
６３ 天板
６４ 外壁
６５ 堤体
６６ 鋼矢板
６７ 鋼板
Ｂ 間詰め材
１００ 砂防堰堤
１０１ 河床
１１０ 袖部
１１１ 越流部
１１２ 前庭部
１１３ 水叩き
１２０ 副堰堤
１２１ 堤体
１２２ 袖部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂防堰堤の下流側に位置する前庭部の河床の洗掘等を防止するのに好適な河床防護構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から河川においては、種々のタイプの砂防堰堤が構築されており、これによって河川中を流下する土砂量の調整や、土石流発生時に河川を流下する巨礫や流木等の捕捉が可能となり、これら各種礫体が河川下流側へ急激に流出されることを防止している。
【０００３】
図２２は、コンクリート重力式砂防堰堤に代表される、不透過型の砂防堰堤１００の概略側面断面図である。砂防堰堤１００は、河川幅方向を横断するようにして河床１０１上に設けられる堤体１１４と、堤体１１４の上端部の河川幅方向両側に設けられる袖部１１０と、袖部１１０間に位置し、袖部１１０の上端部よりもその上端部が低く構成されることによって河水や各種礫体を越流可能な越流部１１１とから構成される。
【０００４】
このような砂防堰堤１００が立設されている場合、砂防堰堤１００の下流側に位置する前庭部１１２の河床１０１に対しては、越流部１１１を介して図２２に示す矢印Ｓの方向に向けて越流水や各種礫体が落下してくるため、これによって前庭部１１２の河床１０１が洗掘、浸食されてしまう。このような洗掘、浸食による河床１０１の被害を防護するため、通常、前庭部１１２の河床１０１上には、水たたき１１３と呼ばれる河床防護構造体が設けられている。この水たたき１１３は、前庭部１１２の河床１０１上にコンクリートを打設することによって構築されており、この水たたき１１３が越流水等と衝突することによってその落下エネルギーを減勢し、これによって、前庭部１１２の河床１０１が直接洗掘されたり、落下してくる越流水の跳水現象によって河床１０１が間接的に洗掘されるのを防止できる。因みに、砂防堰堤１００には通常、水たたき１１３とともに図２２に示すような副堰堤１２０が設けられ、越流部１１１を介して流下してくる越流水や各種礫体が副堰堤１２０の堤体１２１や袖部１２２と衝突することによって、これら越流水等の流下速度が減勢されることになる。
【０００５】
この前庭部１１２に設けられる他の河床防護構造体としては、複数個の高強度ブロックを前庭部１１２に配設して、互いに隣接する高強度ブロック間にコンクリートを打設して各高強度ブロックを一体化させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この河床防護構造体は、高強度ブロックが強度と耐磨耗性とを兼ね備えていることから、単にコンクリートをベタ打ちして水たたき１１３を設けた場合と比較して、越流水や各種礫体に対する耐久性が向上している。
【０００６】
また、この他の河床防護構造体としては、二枚の板部材の間に、断面がハニカム状、多角形状等の芯部材を接着等によって介装させて構成されるマットを、前庭部１１２に配置したものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このようにマットの芯部材の断面が複雑な断面形状に構成されていることから、この河床防護構造体は、このマットに対して落下してくる越流水や各種礫体等の落下エネルギーを減勢する性能に優れている。
【０００７】
また、前庭部１１２に対して鋼製筒体を複数個配置した後、各鋼製筒体内にコンクリートを充填して柱状体を形成し、各柱状体間に土砂を充填することによって構成される河床防護構造体も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１８９０２４号公報
【特許文献２】実公昭６２−４５７０号公報
【特許文献３】特開２００２−２９４６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図２２に示されるような河床防護構造体や、特許文献１、３に示される河床防護構造体は、何れも河床１０１上にコンクリートが打設されて構成されるため、流水が地下へと浸透されず、砂防堰堤１００周囲の地層の保水能力が低下してしまう。また、地震等によって砂防堰堤１００周囲の地盤が変動した場合等は、容易にコンクリートにクラックが発生してしまい、このクラックから河床１０１の洗掘、浸食が進行してしまうことから、これらの河床防護構造体は、河床変動に対する適応性に欠けるという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献２に示される河床防護構造体は、複数のマットを河床１０１上に取付けた場合、これらのマットを連結する構成が開示されていないことから、各マット間から河床１０１の洗掘、浸食が進行してしまうと考えられる。また、前庭部１１２の大きさに応じた単一のマットを前庭部１１２に配置する場合、砂防堰堤１００、前庭部１１２の規模に応じてその都度異なる大きさのマットを準備する必要があり、施工性に欠けるという問題点があると考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、河床上を流れる河水の地下への浸透性、地震等発生時における河床変動に対する適応性、河床上に構築する際の施工性、各種礫体と衝突した場合における耐久性に優れた河床防護構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上述した課題を解決するために、継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板との互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手と第２の鋼矢板の継手とを連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板と第２の鋼矢板が交互に配置された矢板壁を、上記河床上において複数列形成し、互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材を敷き詰めたことを特徴とする河床防護構造体を発明した。
【００１３】
即ち、本願請求項１に係る河床防護構造体は、河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板との互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手と第２の鋼矢板の継手とを連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板と第２の鋼矢板が交互に配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなることを特徴とする。
【００１４】
また、本願請求項２に係る河床防護構造体は、河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板の互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手同士又は互いの第２の鋼矢板の継手同士を連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板又は第２の鋼矢板が連続して配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなることを特徴とする。
【００１５】
また、本願請求項３に係る河床防護構造体は、請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体において、上記間隔保持部材は、板状部材からなることを特徴とする。
【００１６】
また、本願請求項４に係る河床防護構造体は、請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体において、上記間隔保持部材は、棒状部材からなることを特徴とする。
【００１７】
また、本願請求項５に係る河床防護構造体は、請求項１〜４の何れか１項に記載の河床防護構造体において、一の上記間隔保持部材の両端が、上記第１の鋼矢板及び上記第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から一端側までの位置に連結されるとともに、他の上記間隔保持部材の両端が、当該第１の鋼矢板及び当該第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から他端側までの位置に連結されること特徴とする。
【００１８】
また、本願請求項６に係る河床防護構造体は、請求項１〜５の何れか１項に記載の河床防護構造体において、上記間隔保持部材が板状部材から構成され、上記互いに隣接する矢板壁の壁面並びに当該互いに隣接する矢板壁間に配置された上記板状部材の側面によって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられることを特徴とする。
【００１９】
また、本願請求項７に係る河床防護構造体は、請求項１〜５の何れか１項に記載の河床防護構造体において、他の上記矢板壁の矢板壁よりも高い矢板壁高さからなる副堰堤用矢板壁が河川下流側に構築され、上記副堰堤用矢板壁の壁面と、河川の幅方向両側に設けられる護岸壁の壁面と、上記砂防堰堤における堤体の壁面とによって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられることを特徴とする。
【００２０】
また、本願請求項８に係る河床防護構造体は、請求項１〜６の何れか１項記載の河床防護構造体において、上記複数列の矢板壁は、河川の下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本願請求項９に係る河床防護構造体を構築する方法は、請求項１〜８の何れか１項記載の上記河床防護構造体を構築する方法であって、複数列の上記矢板壁を、河川上流側から河川下流側に向けて順次立設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本願請求項１、２の構成からなる河床防護構造体は、砂防堰堤３の越流部３１を介して流下してくる越流水や巨礫や中小礫等の礫体に対して、主として間詰め材Ｂが衝突することによって、その落下エネルギーを減勢させ、越流水等によって前庭部３３の河床５が洗掘、浸食されるのを防止できる。特に、各鋼矢板１１が互いの継手１６を嵌合させることのみによって連結されていることから、鉛直方向の地盤の変位が発生した場合に、各鋼矢板１１が鉛直方向に適宜スライドして柔軟に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した河床防護構造体を実施するための形態について、図面を参照にしながら詳細に説明する。
【００２４】
第１の実施の形態
【００２５】
まず、本発明を適用した河床防護構造体１の第１の実施の形態について説明する。
【００２６】
河床防護構造体１は、図１〜図３に示すように、河川における砂防堰堤３の下流側に位置する前庭部３３の河床５上に設置される。
【００２７】
この実施の形態における砂防堰堤３は、河川幅方向を横断するようにして河床５上に立設される堤体３０と、堤体３の上端部の河川幅方向の両側に設けられる袖部３２と、袖部３２間に位置し、袖部３２の上端部よりその上端部が低く構成されることによって上流側から流下してくる河水や各種礫体等を越流可能な越流部３１とから構成される。また、前庭部３３の河川幅方向の両岸には、越流部３１を介して前庭部３３へ落下してくる越流水等によって、河川幅方向両岸の地盤Ｇが浸食されないように、擁壁として護岸壁３４が設けられる。また、砂防堰堤３から河川の下流側に向けて所定の間隔をあけて副堰堤３７が設けられる。副堰堤３７は、河川幅方向を横断するようにして河川５上に立設される堤体３８と、堤体３８上端部の河川幅方向両側に設けられる袖部３９とから構成され、その鉛直高さが砂防堰堤３０よりも低く構成される。
【００２８】
河床防護構造体１は、前庭部３３の河床５上に立設される複数列の矢板壁２０と、互いに隣接する矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂとから構成される。この複数列の矢板壁２０は、図４、図５に示すような、前庭部３３の河床３上に立設される多重矢板壁用部材１０を複数連結することによって構成される。
【００２９】
多重矢板壁用部材１０は、図４、図５に示すように、一対の鋼矢板である第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂと、棒状部材からなる間隔保持部材１２とから構成される。多重矢板壁用部材１０は、継手１６を両側縁に有する第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂとの互いの対向するウエブ部１５を間隔保持部材１２を介して連結させることによって構成される。なお、ここでいう第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１bとは、多重矢板壁用部材１０における一対の鋼矢板を、別々に区分する際の一指標として定義したものである。
【００３０】
この実施の形態における鋼矢板１１は、ウエブ部１５と、ウエブ部１５の両側縁からウエブ部１５に対して傾斜して延長されてなるフランジ部１８と、フランジ部１８の先端に設けられた継手１６とから構成され、いわゆるＵ字形鋼矢板によって構成されている。なお、鋼矢板１１は、その幅方向の中央部において多重矢板壁用部材１０の外側に突出されてなる凸部１７が、鋼矢板１１の長手方向に延長されて形成されている。
【００３１】
この実施の形態における間隔保持部材１２は、その両端にナット等の雌ねじ部材１３と螺合可能な雄ねじ部１２ａが設けられている。間隔保持部材１２を鋼矢板１１のウエブ部１５に連結する場合は、間隔保持部材１２の端部の雄ねじ部１２ａに雌ねじ部材１３を螺合した後、鋼矢板１１のウエブ部１５の所定の位置に予め設けられた挿通孔内に当該端部を挿通させ、更に他の雌ねじ部材１３を当該端部の雄ねじ部１２ａに螺合させ、当該端部に螺合させた一対の雌ねじ部材１３を螺合することによって一対の雌ねじ部材１３でウエブ部１５を挟持させ、間隔保持部材１２がウエブ部１５に連結される。
【００３２】
この実施の形態における多重矢板壁用部材１０では、一つの間隔保持部材１２の両端が、第１の鋼矢板１１ａ、第２の鋼矢板１１ｂのそれぞれのウエブ部１５の幅方向の中央部から一端側までの位置であって、そのウエブ部１５の長手方向の中央部から一端側までの位置に取り付けられる。また多重矢板壁用部材１０には、他の間隔保持部材１２の両端が、第１の鋼矢板１１ａ、第２の鋼矢板１１ｂのそれぞれのウエブ１５部の幅方向の中央部から他端側までの位置であって、そのウエブ部１５の長手方向の中央部から他端側までの位置に取り付けられる。
【００３３】
この鋼矢板１１の幅方向の両側縁に設けられた継手１６は、鋼矢板１１の幅方向に対称な形状をしており、更に、第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１bとは、間隔保持部材１２の長手方向に対称な形状をなしている。このような形状から鋼矢板１１が構成されている場合、図６（ａ）に示すように、一の方向（ウエブ部１５の幅方向）に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置されるように複数の多重矢板壁用部材１０を隣接配置させながら、一の方向に隣接する二つの多重矢板壁用部材１０の間で互いの第１の鋼矢板１１aの継手と第２の鋼矢板１１bの継手とを連結させることにより、一列の矢板壁２０を形成可能となる。
【００３４】
上述のようにして形成される矢板壁２０は、その矢板壁がなす壁面の両面側に矢板壁を構成していない他の第１の鋼矢板１１a及び第２の鋼矢板１１ｂが配置されることになる。このため、これら既設の多重矢板壁用部材１０において矢板壁を構成していない鋼矢板１１ａ、１１ｂの継手１６に対して、新設の多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１ａ、１１ｂの継手１６を連結させることにより、一の方向に向けて第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置された新たな矢板壁２０が形成されることになる。そして、このような手順を繰り返すことにより、図７、図８、図９（a）に示すように、複数列の矢板壁２０が形成される。図９（a）に示すように、何れの矢板壁２０も、一の方向（ウエブ部１５の幅方向）に向けて第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置された状態になっている。そして、複数列の矢板壁２０は、一の方向に略直交する方向（間隔保持部材１２の延長方向）に向けて、間隔保持部材１２を介して所定の間隔をあけて配置されている。
【００３５】
なお、多重矢板壁用部材１０を用いて矢板壁２０を形成する場合、図６（ｂ）に示すように、矢板壁２０を構成する鋼矢板１１の一部を、多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１に代えて、間隔保持部材１２と連結されていない他の鋼矢板２２として構成してもよい。この他の鋼矢板２２は、多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１と同様の構成からなるものである。
【００３６】
また、図６（ｃ）に示すように、多重矢板壁用部材１０は、互いに対向して配置された第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとのウエブ部１５が、略同一の配向状態をなして連結されていてもよい。このような構成からなる多重矢板壁用部材１０により矢板壁２０を構築する場合、一の方向（ウエブ部１５の幅方向）に向けて第１の鋼矢板１１ａが互い違いに連続して配置されるように複数の多重矢板壁用部材１０を隣接配置させながら、一の方向に隣接する二つの多重矢板壁用部材１０の間で互いの第１の鋼矢板１１aの継手同士を連結させることにより、一列の矢板壁２０が形成可能となる。
【００３７】
このようにして形成される矢板壁２０も、その矢板壁がなす壁面の両面側に矢板壁を構成していない他の第２の鋼矢板１１ｂが配置されることになる。このため、これら既設の多重矢板壁用部材１０において矢板壁を構成していない第２の鋼矢板１１ｂに対して、新設の多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１ｂの継手を連結させることにより、一の方向に向けて第２の鋼矢板１１ｂが連続して配置された矢板壁２０が形成可能となる。そして、このような手順を繰り返すことにより、図９（ｂ）に示すように、複数列の矢板壁２０が形成される。図９（ｂ）に示すように、何れの矢板壁２０も、一の方向に向けて第１の鋼矢板１１ａ又は第２の鋼矢板１１ｂが連続して配置された状態となっている。
【００３８】
このようにして形成される複数列の矢板壁２０は、実際には、砂防堰堤３の河流側に位置する前庭部３３の河床５上に配置されることになる。以下に、前庭部３３の河床５上に複数列の矢板壁２０を構築する手順も含めて、河床防護構造体１を前庭部３３の河床５上に構築する方法について説明する。
【００３９】
まず、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示すように、堤体３０近傍の前庭部３３の河床５上に、河川幅方向に延長されるように第１列目の矢板壁２０を構築する。この砂防堰堤３近傍の第１列目の矢板壁２０は、多重矢板壁用部材１０における第１の鋼矢板１１ａと、間隔保持部材１２によって連結されていない他の鋼矢板２２とを、互いの継手１６を連結させながら、河川幅方向に向けて交互に配置させて形成される。この場合、各鋼矢板１１、２２は、河床５内に鋼矢板１１、２２の下部が押し込まれて配置される。このとき、鋼矢板１１、２２は、河床５表面からその上部が所定長さ突出されるように立設される。
【００４０】
次に、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、第１列目の矢板壁２０を構成する既設の多重矢板壁用部材１０の第２の鋼矢板１１ｂの継手１６に対して、新設の多重矢板壁用部材１０の継手１６を連結させることにより、河川幅方向に向けて延長される第２列目の矢板壁２０が形成される。第２列目の矢板壁２０は、河川幅方向に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが交互に配置されて形成されることになる。
【００４１】
第３列目以降においては、第２列目の矢板壁２０を構築した手順と同様の手順を河川の上流側から下流側に向けて順次繰り返し、これによって、図１０（ｃ）に示すように、河川幅方向に向けて第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１bとが交互に配置された矢板壁２０が、河床５上において河川の流路方向に向けて間隔保持部材１２を介して複数列形成されることになる。
【００４２】
複数列の矢板壁２０を構築した後は、図１１（ｃ）に示すように、互いに隣接する矢板壁２０間に、間詰め材Ｂを敷き詰めることによって、河床防護構造体１が構築される。なお、図２に示すように、間詰め材Ｂは、矢板壁２０間に位置する河床５の土、砂を所定量取り除いた後に形成される空間内に敷き詰めるようにしてもよいし、河床５上に直接配置して敷き詰めるようにしてもよい。
【００４３】
このようにして構築される河床防護構造体１は、砂防堰堤３の越流部３１を介して流下してくる越流水や巨礫や中小礫等の礫体に対して、主として間詰め材Ｂが衝突することによって、その落下エネルギーを減勢させ、越流水等によって前庭部３３の河床５が洗掘、浸食されるのを防止できる。この場合において、多重矢板壁用部材１０によって構築される複数列の壁体２０は、流下してくる越流水によって間詰め材Ｂが下流側に流されて抜け出ないように、間詰め材Ｂを壁体２０間に抑え留める機能を発揮している。
【００４４】
特に、本発明を適用した河床防護構造体１は、各鋼矢板１１が互いの継手１６を嵌合させることのみによって連結されていることから、各鋼矢板１１が鉛直方向にスライドできる。このため、地震等によって砂防堰堤３周囲の地盤変動が生じ、鉛直方向の地盤の変位が発生した場合に、各鋼矢板１１が鉛直方向に適宜スライドして柔軟に河床の地盤変動に対応できる。
【００４５】
また、砂防堰堤３から流下してくる巨礫等と各鋼矢板１１が衝突した場合においては、巨礫等と衝突した鋼矢板１１のみが鉛直方向に適宜スライドしながらその落下エネルギーを吸収し、他の鋼矢板１１に対して衝突による衝撃が伝達されることがない。このため、巨礫との衝突による被害を一部にのみ留めることができ、また、その衝突により損壊した鋼矢板１１のみを河床５から抜き出して他の鋼矢板１１を再度押し込むことによって容易に補修を行うことができる。
【００４６】
また、複数列の矢板壁２０は、河床５内に押し込まれた状態で、互いに間隔保持部材１２によって連結されて構成されるため、水平耐力に非常に優れており、越流水や各種礫体によって下流側に流されにくい。
【００４７】
また、このような河床防護構造体１は、互いに略平行な複数列の矢板壁２０を、単一の多重矢板壁用部材１０を組み合わせて構築した後に、間詰め材Ｂを敷き詰めるのみによって構築されることから、その施工性に非常に優れている。特に、組み合わせる多重矢板壁用部材１０の個数を増減させ、矢板壁２０の長さ、列数を調節することによって、河床防護構造体１が構築される範囲を自由に調整できるため、砂防堰堤３や前庭部３３の規模にとらわれることなく、河床防護構造体１の構築が可能となる。
【００４８】
また、本発明を適用した河床防護構造体１は、河床５上に対して、複数列の矢板壁２０が起立状態で配置されるとともに、間詰め材Ｂが敷き詰められるのみの構成となっているため、河水が前庭部３３下部の地下へと容易に浸透でき、砂防堰堤３周囲の保水能力を維持することができる。
【００４９】
また、従来における河床防護構造体と異なり、本発明を適用した河床防護構造体１は、コンクリートを使用していない。このため、豪雨や台風による土石流や地震等の災害が発生し、河床防護構造体１が損傷した場合における河床防護構造体１の復旧作業に際して、コンクリートの打設や杭打ちが不要となり、急速施工が可能となる。
【００５０】
以下に、本発明を適用した河床防護構造体１の各構成要素の詳細について説明する。
【００５１】
本発明の適用の対象となる砂防堰堤３は、堤体の上部にて越流水や各種礫体を越流させ、これら越流水等を前庭部３３に落下させる方式の越流式ダムが対象となる。また、砂防堰堤３は、不透過型ダム、透過型ダムの何れに対して適用可能である。
【００５２】
具体的には、上述した実施の形態で示したような、堤体がコンクリートからなるコンクリートダムや、堤体が土や岩石からなるフィルダム、堤体が鋼製枠で構成される鋼製枠砂防ダム等によって具体化される。これらによって具体化される砂防堰堤３は、適宜スリットを設けたり、アーチ状に構築されていてもよい。
【００５３】
ここでいう鋼製枠砂防ダムとは、例えば特開２００３−３２８３４１号公報等に記載の鋼製枠構造体によって構成される砂防ダムのことをいう。この鋼製枠構造体は、柱材や水平材等を互いに接合して形成される箱枠を、左右、前後、上下方向に連続して形成させ、これら箱枠の前後面にスクリーン材を設けたうえで、この箱枠内に中詰め材を充填して構築される。このような鋼製枠構造体によって砂防ダム（砂防堰堤）と同様の形状をなすよう構築したものを、鋼製枠砂防ダムという。
【００５４】
また、多重矢板壁用部材１０における鋼矢板１１は、Ｕ字形鋼矢板の他に、ハット形鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、直線形鋼矢板から構成されていてもよい。何れの鋼矢板を用いた場合でも、上述の如き所期の効果を奏する。また、この鋼矢板１１は、熱間圧延加工によって成型されたものであっても、冷間圧延加工によって成型されたものであってもよい。
【００５５】
また、鋼矢板１１の幅方向の両側縁に設けられる継手１６は、鋼矢板１１の幅方向に対称な形状でなくとも、一方の継手１６と他方の継手１６とが嵌合可能となるように一対の継手１６が互いに点対称の形状となるように調整されていてもよい。
【００５６】
また、この矢板壁２０における各鋼矢板１１は、互いの継手１６が遊嵌された状態で連結されることが望ましい。この場合、各継手１６は、遊嵌可能となるよう予めその形状が調整されることになる。
【００５７】
このように調整されている場合、図１２（ａ）に示すように、継手１６を介して連結されている二つの鋼矢板１１が、連結状態を維持したままで継手１６を中心として方向Ａに回動したり、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、鋼矢板１１の幅方向である方向Ｂや間隔保持部材１２の延長方向である方向Ｃに可動したりすることができる。このため、図１２（ｄ）に示すように、地震等によって砂防堰堤３周囲に地盤変動が生じ、水平方向の地盤の変位が生じた場合に、各鋼矢板１１が継手１６を介してある程度幅をもって動くことができ、一層柔軟に地盤変動に対応できる。因みに、鉛直方向の変位や水平方向の変位に対して柔軟に動くことができるため、越流部を介して落下してくる巨礫等との衝突による衝突エネルギーを、各鋼矢板１１が鉛直方向のスライドに加え、水平方向に動くことによって吸収可能となる。
【００５８】
また、河床防護構造体１において、矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂは、現地で発生した石、礫又は土砂等を使用することが好ましいが、他所から搬入した栗石、又は建築、土木廃材等を用いることも可能である。特にこの間詰め材Ｂは、越流部３１を介して流下してくる越流水によって、容易に流動されない程度の大きさ、重さから構成されることが好ましく、これによって、間詰め材Ｂの下方に位置する河床５が洗掘、浸食されるのを一層強力に防止できる。
【００５９】
本実施の形態のように、間隔保持部材１２の上端部が鋼矢板１１の上端部より下方に位置するように取り付けられる場合は、間詰め材Ｂが、間隔保持部材１２の上端部を覆うように敷き詰められていることが望ましい。これによって、越流部３１等を介して礫体が落下してきた場合に、間隔保持部材１２の代わりに間詰め材Ｂが各種礫体と衝突することになり、各種礫体との衝突による間隔保持部材１２の損傷を防ぐことが可能となる。
【００６０】
また、矢板壁２０間の間隔は、短いほうが望ましく、これによって、矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂが越流水等によって偏りにくくなり、安定して河床５の洗掘、浸食を防止できる。但し、この間隔があまりに短すぎる場合は、使用される鋼矢板１１、間隔保持部材１２等の材料数が多くなり、コストが高騰してしまうため望ましくない。
【００６１】
また、本実施の形態においては、矢板壁２０が、複数個の鋼矢板１１を河川幅方向に向けて連続して連結させることによって構成されており、これにより矢板壁２０は河川幅方向に延長されるようにして構成される。しかし、本発明においては、必ずしもこのような方向に延長されるように限定するものではなく、複数個の鋼矢板１１を、河川幅方向に対して傾斜した方向に向けて連続して連結させ、矢板壁２０を河川幅方向に対して傾斜した方向に延長されるようにしてもよい。なお、矢板壁２０が河川幅方向に延長されるように構成された場合、河川の流路方向に対して略直交して矢板壁２０が設けられることになるため、河流によって間詰め材Ｂが流されにくく、間詰め材Ｂが安定してその場に止まり易いという利点がある。
【００６２】
また、河床防護構造体１において、前庭部３３に対して、矢板壁２０や間詰め材Ｂは、越流部３１を介して越流水や各種礫体が直接落下してくることが予想される範囲、及び、落下した越流水によって跳水現象が発生し、これによって間接的に河床５の洗掘、浸食されることが予想される範囲を少なくとも含むように配置することが望ましい。
【００６３】
また、河床防護構造体１の構築時においては、複数列の矢板壁２０を、河川上流側から河川下流側に向けて順次立設することが望ましい。これは、河床防護構造体１の構築時において、複数列の矢板壁２０を立設する作業員が、河床５上を下流側から上流側に向けて移動しながら作業をする際に、既設の矢板壁２０が移動の障害とならず、施工性が向上するためである。
【００６４】
また、本発明においては、多重矢板壁用部材１０の代替として、図１３に示すような多重矢板壁用部材４０Ａ〜Ｃを適用するようにしてもよい。なお、多重矢板壁用部材１０と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００６５】
図１３（ａ）は、多重矢板壁用部材４０Ａの構成を示している。多重矢板壁用部材４０Ａは、多重矢板壁用部材１０の棒状部材からなる間隔保持部材１２の代わりに、鋼製の板状部材からなる間隔保持部材４１を適用している。この板状部材からなる間隔保持部材４１は、その両端縁が、溶接等によって鋼矢板１１の凸部１７に固定されている。この板状部材からなる間隔保持部材４１は、起立時において、鋼矢板１１の長手方向の長さと略同一の高さ方向の長さから構成される。
【００６６】
このように、間隔保持部材４１を板状部材によって構成した場合、互いに隣接する矢板壁２０間に、仕切りが設けられることになる。これによって、矢板壁２０間に敷き詰められる間詰め材Ｂの動きが拘束され、間詰め材Ｂを壁体２０間に一層強固に抑え留めることができる。
【００６７】
なお、上述したように、この間隔保持部材４１の上端部を鋼矢板１１の上端部より下方に位置するように取付けた場合、間詰め材Ｂを間区保持部材４１の上端部を覆うように敷き詰めれば、各種礫体との衝突による間隔保持部材４１の損傷を防止可能となる。
【００６８】
図１３（ｂ）は、多重矢板壁用部材４０Ｂの構成を示している。多重矢板壁用部材４０Ｂは、多重矢板壁用部材４０Ａにおける板状部材から間隔保持部材４１よりも、起立時における、高さ方向の長さが短く構成された帯状部材からなる間隔保持部材４２が、その高さ方向に複数個に亘って取付けられて構成される。
【００６９】
このように、間隔保持部材４２を帯状部材から構成した場合、間隔保持部材４１として板状部材を取付けた場合と比較して、製造コスト、材料費を低減可能となる。また、間隔保持部材４１を板状部材とした場合と比較して重量が軽くなり、これに伴い搬送コストを低減させ、更には作業を容易に行うことができ、施工性が向上することになる。
【００７０】
図１３（ｃ）は、多重矢板壁用部材４０Ｃの構成を示している。多重矢板壁用部材４０Ｃは、多重矢板壁用部材１０の棒状部材の個数を更に増加させたものである。これによって、多重矢板壁用部材４０Ｃにおける第１の鋼矢板１１aと第２の鋼矢板１１ｂとが強固に連結されることになる。
【００７１】
因みに、間隔保持部材は、運搬性、施工性の観点から、棒状部材で構成することが望ましい。この理由は、間隔保持部材１２を外した状態の鋼矢板１１を複数段に積み重ねて現地まで運搬し、現地にて間隔保持部材１２を雌ねじ部材１３によって鋼矢板１１に対して連結することが可能となるためである。なお、コストと強度との間の釣り合いを考慮すると、棒状部材からなる間隔保持部材１２は、図４に示す形態のように、鋼矢板１１に対して二本のみ取付ける場合が最も望ましい。この場合、多重矢板壁用部材の重量が軽くなるとともに、搬送コストの低減し、更に施工性が向上することになる。
【００７２】
次に、本発明を適用した河床防護構造体の他の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態における河床防護構造体１と同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００７３】
第２の実施の形態
【００７４】
図１４(a)は、第２の実施の形態としての河床防護構造体５０Ａの側面断面図を示している。
【００７５】
この河床防護構造体５０Ａにおいては、複数列の矢板壁２０が、河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されている。これに伴い、各矢板壁２０間に間詰め材Ｂが敷き詰められて構成される間詰め材層の位置する高さが、河川下流側に向かうにつれて低くなり、間詰め材層が階段状に配置されることになる。
【００７６】
この場合、矢板壁２０を立設させる前に、予め河床５上に盛土をして、河床５が河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように階段状に構築しておき、その後に、矢板壁２０を河川上流側から下流側に向けて順次構築していくことになる。
【００７７】
このような矢板壁２０を構築するために用いられる多重矢板壁用部材５１は、図１４(b)に示すように、第１の鋼矢板１１ａと第２の鋼矢板１１ｂの長手方向の高さが夫々異なっており、第１の鋼矢板１１ａが長手方向の上方に延長され、第２の鋼矢板１１ｂが長手方向の下方に延長された形状に構成される。なお、最上流側に配置される多重矢板壁用部材５１aは、第１の鋼矢板１１aの上端部と第２の鋼矢板１１ｂの上端部との高さが略同一高さとなるようにされ、最下流側に配置される多重矢板壁用部材５１bは、第１の鋼矢板１１aの下端部と第２の鋼矢板１１ｂの下端部との高さが略同一高さとなるように形成される。
【００７８】
このような構成からなる河床防護構造体５０Ａは、越流部３１を介して流下してくる越流水等の落下エネルギーを、階段状に配置された間詰め材層の各段毎に減勢可能となっている。この河床防護構造体５０Ｂは、砂防堰堤３の越流部３１の高さが余りに高く、間詰め材Ｂによって越流水等の落下エネルギーを十分に減衰できない場合に有効となる。
【００７９】
第３の実施の形態
【００８０】
図１５は、第３の実施の形態としての河床防護構造体５０Ｂの側面断面図を示している。また、図１６は、この河床防護構造体５０Ｂの平面図を示している。
【００８１】
この河床防護構造体５０Ｂにおいては、河床防護構造体５０Ａと同様に、複数列の矢板壁２０が、河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されている。また、この河床防護構造体５０Ｂにおいては、間隔保持部材４１が図１３（ａ）に示すような板状部材から構成される。この河床防護構造体５０Ｂにおいては、図１６に示すように、互いに隣接する矢板壁２０の壁面、並びに当該互いに隣接する矢板壁２０間に配置された板状部材からなる間隔保持部材４１の側面によって囲まれた空間内に、河水等の水が貯水されることによって水溜め部Ｗ１が設けられる。
【００８２】
この河床防護構造体５０Ｂにおいては、間詰め材Ｂのみならず、水溜め部Ｗ１もが、越流部３１を介して流下してくる越流水等と衝突することになり、間詰め材Ｂと水溜め部Ｗ１とによって越流水等の落下エネルギーを減勢することになる。このため、間詰め材Ｂのみを設けた場合と比較して、前庭部３３の河床５の洗掘、浸食をより確実に防止することが可能となる。
【００８３】
なお、このように矢板壁２０間に河水等を蓄水する場合、矢板壁２０における各鋼矢板１１の連結部は、継手１６間の嵌合強度を高めたり、止水材を介装させたりすることによって、連結部における止水性を向上させることが望ましい。
【００８４】
また、このような水溜め部Ｗ１は、複数列の矢板壁２０が、河川下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されている場合のみならず、図２に示すように、複数列の矢板壁２０の高さが略同一に構成されている場合に適用してもよいのは勿論である。
【００８５】
また、この河床防護構造体５０Ｂにおいては、互いに隣接する矢板壁２０間に対して少なくも二つの板状部材からなる間隔保持部材４１が配置されていればよく、これによって、各面によって囲まれた空間内に貯水可能となる。
【００８６】
第４の実施の形態
【００８７】
図１７は、第４の実施の形態としての河床防護構造体５０Ｃの側面断面図を示している。また、図１８は、この河床防護構造体５０Ｃの平面図を示している。
【００８８】
この河床防護構造体５０Ｃにおいては、河川下流側に位置する矢板壁２０ｃの矢板壁高さを他の矢板壁２０ｄの矢板壁高さより高く構成しており、これによってこの矢板壁２０ｃを副堰堤３５として機能させている。以下、この矢板壁２０ｃを、副堰堤用矢板壁２０ｃという。
【００８９】
この副堰堤用矢板壁２０ｃは、他の矢板壁２０ｄと異なり、前庭部３３における護岸壁３４よりも、その両端が河川幅方向両岸側に突出するように構成されている。そして、河床防護構造体５０Ｃにおいては、この副堰堤用矢板壁２０ｃの上流側の壁面と、河川の幅方向両側に設けられる護岸壁３４の壁面と、砂防堰堤３における堤体３０の下流側の壁面とによって囲まれる空間内に、河水等の水が貯水されることによって水溜め部Ｗ２が設けられる。
【００９０】
このようにして構成される河床防護構造体５０Ｃは、河床防護構造体５０Ｂにおける水溜め部Ｗ１と比較して、より深い水深を有し、且つ、広い範囲に亘って水溜め部Ｗ２を設けることが可能となり、これに伴い、より広い範囲に亘る河床５の洗掘、浸食を防止することができる。
【００９１】
なお、この実施の形態においては、河川最下流側に位置する二列の矢板壁２０ｃ間に土、砂等を盛土したうえで、この矢板壁２０ｃ間に間詰め材Ｂを敷き詰めて、これを副堰堤３５としている。そして、この二列の矢板壁２０ｃ並びに盛土された土等によって、貯水された水による水平方向の水圧に対する水平耐力を向上させている。
【００９２】
第５の実施の形態
【００９３】
図１９は、第５の実施の形態としての河床防護構造体５０Ｄの側面断面図を示している。また、図２０は、この河床防護構造体５０Ｄの一部切欠平面図を示している。
【００９４】
この河床防護構造体５０Ｄにおいては、第１の実施の形態における砂防堰堤３の代替として、砂防堰堤を鋼矢板で構築した矢板堰堤６０としている。
【００９５】
矢板堰堤６０は、第１の実施の形態における砂防堰堤３と同様に、河川幅方向を横断するようにして河床５上に立設される堤体６５と、堤体６５の上端部の河川幅方向の両側に設けられる袖部６２と、袖部６２間に位置し、袖部６２の上端部よりその上端部が低く構成されることによって上流側から流下してくる河水等を越流可能な越流部６１とから構成される。
【００９６】
この矢板堰堤６０の下流側の外壁６４は、図２１に示すように、鋼矢板６６を千鳥状配置に組み上げて構成される。矢板堰堤６０の上流側の外壁６４も同様に、鋼矢板６６を千鳥状配置に組み上げて構成されており、この上流側、下流側の外壁６４間には、コンクリートが打設されるか、土、砂、土砂や巨礫等が敷き詰められることによって充填体６８が設けられる。更にこれら充填体６８の上部には、矢板堰堤６０の上部を保護する天板６３が取付けられる。この天板６３は、コンクリートの打設、又は鋼板等を取付けることによって具体化される。
【００９７】
また、越流部６１を構成する側壁面は、鋼板６７で構成される。この鋼板６７は、上流側から下流側に向かうにつれて、越流部６１における一対の鋼板６７の間隔が狭くなるようにして構成される。
【００９８】
この第５の実施の形態における河床防護構造体５０Ｄにおいては、図２１に示すように、矢板堰堤６１における下流側の外壁６４の一部の鋼矢板６６が、前庭部３３に配置される矢板壁２０の一部の鋼矢板１１と連結されて構成される。このように、多重矢板壁用部材１０を用いることにより、前庭部３３における矢板壁２０のみならず、砂防堰堤についても構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】河床防護構造体を配置した砂防堰堤の正面図である。
【図２】河床防護構造体を配置した砂防堰堤の側面断面図である。
【図３】河床防護構造体を配置した砂防堰堤の概略平面図である。
【図４】多重矢板壁用部材の斜視図である。
【図５】(a)は、多重矢板壁用部材の側面図であり、(b)はその平面図である。
【図６】複数の多重矢板壁用部材を連結することによって構築された矢板壁の例を示す平面図である。
【図７】多重矢板壁用部材を連結して構築される二列の矢板壁を示す斜視図である。
【図８】多重矢板壁用部材を連結して構築される二列の矢板壁を示す平面図である。
【図９】多重矢板壁用部材を連結して構成される複数列の矢板壁を示す平面図である。
【図１０】河床防護構造体を構築する方法について説明するための図である。
【図１１】河床防護構造体を構築する方法について説明するための図である。
【図１２】矢板壁における各鋼矢板を互いの継手を遊嵌された状態で連結した場合の作用効果について説明するための図である。
【図１３】多重矢板壁用部材の他の実施の形態について説明するための図である。
【図１４】河床防護構造体の第２の実施の形態を示す側面断面図である。
【図１５】河床防護構造体の第３の実施の形態を示す側面断面図である。
【図１６】河床防護構造体の第３の実施の形態を示す平面図である。
【図１７】河床防護構造体の第４の実施の形態を示す側面断面図である。
【図１８】河床防護構造体の第４の実施の形態を示す平面図である。
【図１９】河床防護構造体の第５の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２０】河床防護構造体の第５の実施の形態を示す一部切欠平面図である。
【図２１】矢板堰堤の下流側の外壁における鋼矢板の配置状態を示す概略正面図である。
【図２２】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１００】
１ 河床防護構造体
３ 砂防堰堤
５ 河床
１０ 多重矢板壁用部材
１１ 鋼矢板
１２ 間隔保持部材
１３ 雌ねじ部材
１５ ウエブ部
１６ 継手
１７ 凸部
１８ フランジ部
２０ 矢板壁
２２ 鋼矢板
３０、３８ 堤体
３１ 越流部
３２、３９ 袖部
３３ 前庭部
３４ 護岸壁
３７ 副堰堤
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 多重矢板壁用部材
４１ 間隔保持部材（板状部材）
４２ 間隔保持部材（帯状部材）
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ 河床防護構造体
５１、５２ 多重矢板壁用部材
６０ 矢板堰堤
６１ 越流部
６２ 袖部
６３ 天板
６４ 外壁
６５ 堤体
６６ 鋼矢板
６７ 鋼板
Ｂ 間詰め材
１００ 砂防堰堤
１０１ 河床
１１０ 袖部
１１１ 越流部
１１２ 前庭部
１１３ 水叩き
１２０ 副堰堤
１２１ 堤体
１２２ 袖部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、
継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板との互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手と第２の鋼矢板の継手とを連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板と第２の鋼矢板が交互に配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、
互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなること
を特徴とする河床防護構造体。
【請求項２】
河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、
継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板の互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手同士又は互いの第２の鋼矢板の継手同士を連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板又は第２の鋼矢板が連続して配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、
互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなること
を特徴とする河床防護構造体。
【請求項３】
上記間隔保持部材は、板状部材からなること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体。
【請求項４】
上記間隔保持部材は、棒状部材からなること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体。
【請求項５】
一の上記間隔保持部材の両端が、上記第１の鋼矢板及び上記第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から一端側までの位置に連結されるとともに、他の上記間隔保持部材の両端が、当該第１の鋼矢板及び当該第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から他端側までの位置に連結されること
を特徴とする請求項１〜４の何れか1項記載の河床防護構造体。
【請求項６】
上記間隔保持部材が板状部材から構成され、
上記互いに隣接する矢板壁の壁面並びに当該互いに隣接する矢板壁間に配置された上記板状部材の側面によって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられること
を特徴とする請求項１〜５の何れか1項記載の河床防護構造体。
【請求項７】
他の上記矢板壁の矢板壁高さよりも高い矢板壁高さからなる副堰堤用矢板壁が河川下流側に構築され、
上記副堰堤用矢板壁の壁面と、河川の幅方向両側に設けられる護岸壁の壁面と、上記砂防堰堤における堤体の壁面とによって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の河床防護構造体。
【請求項８】
上記複数列の矢板壁は、河川の下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されていること
を特徴とする請求項１〜６の何れか1項記載の河床防護構造体。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項記載の上記河床防護構造体を構築する方法であって、
複数列の上記矢板壁を、河川上流側から河川下流側に向けて順次立設すること
を特徴とする河床防護構造体の構築方法。
【請求項１】
河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、
継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板との互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手と第２の鋼矢板の継手とを連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板と第２の鋼矢板が交互に配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、
互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなること
を特徴とする河床防護構造体。
【請求項２】
河川に立設されてなる砂防堰堤の下流側の河床に設置される河床防護構造体において、
継手を両側縁に有する第１の鋼矢板と第２の鋼矢板の互いに対向するウエブ部を間隔保持部材を介して連結させた多重矢板壁用部材を、一の方向に隣接する他の多重矢板壁用部材との間で互いの第１の鋼矢板の継手同士又は互いの第２の鋼矢板の継手同士を連結させることにより、上記一の方向に向けて第１の鋼矢板又は第２の鋼矢板が連続して配置された矢板壁が、上記河床上において複数列形成され、
互いに隣接する上記矢板壁間に間詰め材が敷き詰められてなること
を特徴とする河床防護構造体。
【請求項３】
上記間隔保持部材は、板状部材からなること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体。
【請求項４】
上記間隔保持部材は、棒状部材からなること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の河床防護構造体。
【請求項５】
一の上記間隔保持部材の両端が、上記第１の鋼矢板及び上記第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から一端側までの位置に連結されるとともに、他の上記間隔保持部材の両端が、当該第１の鋼矢板及び当該第２の鋼矢板におけるそれぞれのウエブ部の幅方向の中央部から他端側までの位置に連結されること
を特徴とする請求項１〜４の何れか1項記載の河床防護構造体。
【請求項６】
上記間隔保持部材が板状部材から構成され、
上記互いに隣接する矢板壁の壁面並びに当該互いに隣接する矢板壁間に配置された上記板状部材の側面によって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられること
を特徴とする請求項１〜５の何れか1項記載の河床防護構造体。
【請求項７】
他の上記矢板壁の矢板壁高さよりも高い矢板壁高さからなる副堰堤用矢板壁が河川下流側に構築され、
上記副堰堤用矢板壁の壁面と、河川の幅方向両側に設けられる護岸壁の壁面と、上記砂防堰堤における堤体の壁面とによって囲まれた空間内に水が貯水されて水溜め部が設けられること
を特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の河床防護構造体。
【請求項８】
上記複数列の矢板壁は、河川の下流側に向かうにつれてその高さが低くなるように構成されていること
を特徴とする請求項１〜６の何れか1項記載の河床防護構造体。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項記載の上記河床防護構造体を構築する方法であって、
複数列の上記矢板壁を、河川上流側から河川下流側に向けて順次立設すること
を特徴とする河床防護構造体の構築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−１６７６５６（Ｐ２００９−１６７６５６Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５６００（Ｐ２００８−５６００）
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
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