第36回　技術士全国大会（仙台）

分科会テーマ：第４　「技術のマネージメント」

論文タイトル：都市堤防の決壊防止対策

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　峰　五郎

近年都市は、地下街、地下鉄、ビル等の地下化が進み、大河川の堤防が高さ７〜９ｍとなっている。堤防の決壊は、ダムの決壊や津波に匹敵する。洪水の地下への流入は、渦となって流れてくるものを飲み込み、１９９９年に発生した福岡地下水害が比較にならない状況になる。２４時間活動する地下街、高齢化した平屋の住宅街、狭く入組んだ道路、避難する車の渋滞、広範囲の冠水で人が移動できない等、減災活動は、あまりにも複雑である。地域の活動、設備、訓練は、当然必要である。それと並行して、これほど人口が集中し、無秩序に開発され、地下への防水扉の有無、高さ、強度とハザードマップの冠水深さが一致しない中、他に何を優先すべきかである。

国土交通省は、河川堤防の調査結果を２００６年度末で「国が管理する堤防の内、計画高水位まで増水すると３７％が浸透決壊の危険性がある。」（越流決壊、洗掘決壊対象外）と発表した。以上を踏まえ、新しい堤防決壊防止工法を紹介する。

　堤防決壊防止工法（私案）

１．技術概要

堤体芯に強度と深さと遮水性のある連続した壁をセメント改良土で築造する。

２．概要　

既設河川堤体中心部を天端より垂直に全回転式オールケーシングで掘削し、ケーシング内に掘削土を利用したセメント改良体を打設して自立性の高い地中連続柱列壁を造成し、遮水性と水に対して強度のある堤体を造る。

３．内容（図１、図２）

�@　全回転式オールケーシングφ1500を使用する。

�A　改良円形単柱をラップさせることで連続壁を築造する。

�B　改良体は、増水時に基礎地盤からパイピング・ボイリングの発生しない長さとする。

�C　改良体は、強度を２〜５Ｎ／mm2程度にコントロールし、地下水流で改良材が拡散・分離しにくい配合とする。

４．特徴

�@　全回転式オールケーシングは、地中障害物（玉石、転石、捨石、流木）に対応でき、連続した地中壁が築造できる。

�A　掘削土を破砕・粒度調整して改良体に使用し、残土の発生を抑える。

�B　改良体の強度を２〜５N／mm2程度にコントロールすることにより、施工の能率、作業性を高め、補強、補修、継ぎ足しを可能にする。

�C　遮水性が高い。（改良体は、不分離剤を添加し、オールケーシングにより、固化する前の地下水流による改良材の拡散・分離を防止できる。）

�D　水中でも均一な地中壁を築造できる。（掘削土、セメント、添加剤、水の配合を管理してセメントが分離し難い改良体を製造し、トレミー管により打設する。高圧噴射攪拌改良、攪拌翼、オーガ等による地中連続壁は、改良材の拡散、逸走、玉石・転石・捨石・流木等地中障害物、掘削壁面崩壊等により品質が不均一となる。）

�E　周囲地盤を緩めない。（改良体を打設しながらケーシングを抜くことから周囲地盤と一体となり、緩まない。）

�F　現状の堤体天端で作業ができる。（全回転式の機械高さは、３〜４ｍと低く、機械幅が3.6〜4.3mである。）

�G　スーパー堤防に比べて工事費が安い。（スーパー堤防の工事費は、２００４年までに完成した延長４７kmで総額４千９百億円、１千万円／m掛かっている。今後は、２〜３千万円／m掛かると考えられる。当工法は１５０万円／m以下である。）

５．効果

�@　堤防用地の拡幅買収がいらない。（遮水により堤体の浸潤面が上がらないので浸透水による法尻崩壊を防ぎ、法尻擁壁の築造・嵩上げや裏法面を急勾配にでき、堤体の嵩上げも可能である。）

�A　増水時の浸透、及び越流による堤防決壊に抵抗できる。

〇 当連続柱列壁には強度と自立性があり、在来の堤防の決壊状況のように堤体部がえぐられて洗掘水路、落堀とならない。

〇 堤体の遮水により、水みちを塞ぎ、洪水高さに被圧された浸透水と越流水の合流によって短時間に決壊するのを防ぐことができる。

〇 基礎地盤の遮水により、透水層から洪水高さに被圧された地下水流と越流水の合流により短時間に決壊するのを防ぐことができる。

�B　現状で連続に施工が可能でスーパー堤防（完成までに現状の進捗では、数百年かかる。）のように未施工部の決壊に対する弱点をつくらない。

�C　事前調査がほとんどいらない。（全回転式オールケーシングは、地中障害物に強く、流木、転石、玉石に影響されない）

６．考察

堤防は、豪雨により決壊するものだという考えが一般的である。

堤体に芯があり決壊しても堤体の高さの1/2が残っていれば、土砂・ヘドロの堤内地への流入が少なくなり、洪水後に短時間で堤内水位を下げることが可能で、短期間での堤防復旧も可能となる。

ハリケーン「カトリーナ」による災害（死者１３００人以上、損害約２０兆円）のように数日、数十日、家が冠水すると家屋は使えなくなり、インフラが長期間停止する。「蟻の穴から堤も崩れる。」（わずかな油断や不注意が大事を招くことがある。）のたとえの様に都市河川の堤防は、築造の履歴が古く、延長の長い連続した構造物であり、その一部に欠陥があっても決壊し、被害が拡大する。水に弱い土砂堤防の欠陥は、常に変化し、いくら調査を行っても探し出せるものではない。管理された強度のある連続した構造物（遮水壁）とする必要がある。

７．おわりに

近畿の大和川では、２００７年７月１７日梅雨前線の影響で集中豪雨が発生し、計画高水位を超えている。豪雨が短時間であったことから被害は、ほとんど発生しなかったが更に２〜３時間も続けばどうなっていたか分からない状況であった。

都市河川堤防は、流域の道路、宅地、工場等の開発による流出係数の増加や流達時間の短縮、地球温暖化による台風の大型化や集中豪雨等々の原因で決壊し、都市が水没する危険性が高くなっている。

国は、機械化されていない時代の河川法改正（１９６４年）の「堤体材料は土砂」を引き摺り、堤防内部の強化を考えていない。

河川学の先生方もできもしない「スーパー堤防部の高さを低くする。越水補強堤防・遊水地を設ける。」等を主張している。

減災への近道は、進化した工法で堤防を強化することを国（官）ではなく、社会（民）に訴える方法しかない。

今年１月にＮＨＫは、堤防の液状化解析システムを東京電気大学が開発し、２重に鋼矢板を打設することが有効であると放送した。

大学に連絡を取り、解析をお願いしたが土木の専門がいないと断わられた。土木研究所の土質・振動チームにも提案したが進んでいない。このような技術を早期に進展させる為には、個人でなく多岐にわたる部門を持つ日本技術士会の横断的な活動による「技術をマネージメントする。」が必要と考える。

ご意見をお待ちしています。

　　　　　　　峰　　五　郎

　　　　　　　　　　　技術士（建設／総合技術監理部門）

　　　　　　　　　E-mail　: mine-5556@nifty.com