JP2587741B2 - 堤防の保護工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、堤防の保護工法に関す
る。特には、河川などの一時的増水時に冠水する可能性
のある堤防の法面や小段及び河岸の保護工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川などの堤防は、一般に、図１に示す
断面構造を有する。即ち、堤防１の平坦な最頂上面であ
る天端２、その天端２からなだらかに下方に傾斜する面
からなる法面３，３’、その法面３，３’の途中に設け
た比較的狭い平坦面からなる小段４，４’、表法面３の
麓に設けた比較的広い平坦部からなる高水敷５、更に、
高水敷５の端部から下方に傾斜する低水河岸６から構成
される。低水河岸６の高さは、河川が通常の流水量で流
れている場合に、流水７が低水河岸６の上端を越えない
ように設計する。一方、表法面３の高さは、台風や大雨
などで河川の流水量が一時的に大幅に増加した場合で
も、流水７が天端２を越えないように設計する。即ち、
表法面３や表小段４は、流水量が一時的に増加する非常
時に、流水から堤防表面を守り、堤防決壊による水害を
防止する役目をする。従って、堤防決壊による水害を防
止するために、表法面３及び表小段４を保護することは
極めて重要である。

【０００３】従来、法面及び小段の保護には、表面にコ
ンクリート、コンクリート製ブロック、石材、張芝など
の植生を敷き詰めて非常時に備える方法が採用されてき
た。しかし、コンクリート、コンクリート製ブロック、
石材を用いる場合、工事が大掛かりとなり、工事費も高
くなり、また、美観を損なうという欠点があった。これ
に対して、張芝などの植生による方法は工事が容易で工
事費も安く、また美観上も好ましいものであるが、冠水
時の流水により、植生が流出し、堤防が軟弱化する恐れ
があった。このため、植生の流出の危険性がなく、工事
が容易で工事費も安く、また美観上も好ましい堤防の保
護工法が待ち望まれていた。

【０００４】一方、法面を一般的に緑化し、保護・強化
する方法も種々提案されている。例えば、特開昭６２−
２２０６１３号公報には、５〜２０mm程度の透孔をもつ
函体の内部に繊維状体と土壌とを詰め、その函体を法面
に固定し、続いて前記の土壌内に植物を育成させること
からなる、法面の緑化保護方法が記載されている。しか
し、この方法は、法面を一般的に緑化・保護し、崩落や
雨水による流出などを防止することを目的とするもので
あって、堤防の保護を特定の目的とするものではない。
従って、この方法で堤防表面を処理しても、函体の透孔
が大きく、函体間の間隔も大きいので、洪水などの場合
に、流水により空隙から堤体土砂の流出及び函体が根ご
と剥がされて流出する恐れがあった。

【０００５】特開平２−４７４２８号公報には、空隙率
が大きく厚いマットをネット体と共に法面に敷設し、ネ
ット体上にスポット状に盛ったモルタルの上にコンクリ
ートブロックを載せて固着し、ブロック間の客土に植生
することによる法面の保護方法が記載されている。この
方法も、特に堤防の保護を目的とするものではなく、空
隙率の大きなマットとネット体を使用するので、この方
法で堤防表面を処理しても、洪水などの場合には流水に
より空隙から堤体土砂及び植物を根ごと流出させる恐れ
がある。また、特公昭５４−４１６７号公報には、スキ
マの多いマットを法面に張設し、コンクリートなどを吹
き付けた後、種子や肥料などを吹き付けることによって
法面を緑化する方法が記載されているが、この方法も特
に堤防の保護・強化を目的とするものではなく、マット
のスキマが大きい（目合２〜５cm）ので、前記特開平２
−４７４２８号公報記載の方法と同様に堤防の表面保護
の目的を充分に果たすものではない。

【０００６】更に、特公昭４５−５号公報には、粗い空
隙を有し、瀝青などで結合した繊維製板状物の空隙内に
種子と土砂を充填したマットを敷設し、草の成育によっ
て土砂の崩壊を防止する技術が記載されている。しかし
ながら、このマットの繊維製板状物の空隙は、透かして
見える程度の目の粗いものであり、前記の特開平２−４
７４２８号及び特公昭５４−４１６７号各公報記載の方
法と同様に護岸の目的を充分に果たすものではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、従来技術
の欠点を解消、つまり工事が容易で、経済性、美観上優
れ、しかも降雨時にはもちろんのこと、冠水時に流水に
晒されても植生及び堤体土砂が流出されることがなく、
また、冠水が終了した後に、その修復が必要ないか、あ
るいは簡単に修復することができる、いわゆる堤防の保
護工法を探究したところ、意外にも、繊維密度の高い不
織布と植物とを組み合わせると、前記の目的を達成する
ことができることを見出した。本発明はこうした知見に
基づくものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、堤防
の表面に敷いた繊維密度１０〜２０００m/cm³ の不織布
の層上に植生した植物の根を、不織布層を介して堤防の
堤体土砂に張らせることを特徴とする、堤防の保護工法
に関する。

【０００９】本発明では繊維密度Ｄが１０〜２０００m/
cm³ 、好ましくは２０〜２００m/cm³ の高密度の不織布
のシートを用いる。本明細書において、繊維密度Ｄ（m/
cm³）は以下の式（１） Ｄ＝[(目付(g/cm ² ) / 繊度(d) ×厚み(cm)] ×9000 （１） によって規定されるものであり、ここで繊度(d) は不織
布構成繊維の９０００ｍあたりの重量（ｇ）である。繊
維密度が２０００m/cm³ を越えると植物の根が通らない
ので好ましくなく、逆に繊維密度が１０m/cm³ よりも低
いと目も粗く、不織布シートの厚み方向への透水性が高
くなり過ぎ、雨水が堤防内に侵入したり、流水により堤
体土砂が流出するので好ましくない。

【００１０】本発明で用いる不織布シートの製造方法は
特に限定するものではなく、例えば、カード法、エアレ
イ法又はスパンボンド法などで得られる不織布シートを
使用すれば良い。このような不織布シートを堤防の表面
に敷設すると、降水時には厚み方向（堤体土砂表面に対
して略直角方向）の透水係数よりも水平方向（堤体土砂
表面に対して略平行方向）の透水係数の方が高く、しか
も堤防の法面の傾きにより、より堤防内に雨水が侵入し
にくく、堤防が軟弱化しにくい。また、冠水時に堤防内
に侵入した水が排水される際には、不織布シートの空隙
が小さく、堤体土砂が流出しないので、堤防は軟弱化せ
ず、堤防を保護することができる。なお、不織布シート
は少なくとも片面をある程度毛羽立った状態で仕上げ、
堤体土砂との摩擦係数を大きくして、作業性を向上させ
るのが好ましい。

【００１１】本発明で用いる不織布の繊維も特に制限さ
れるものではないが、オレフィン系繊維を熱融着させる
ことによって製造した不織布は、耐候性、耐薬品性及び
耐腐食性などの点から好ましい。不織布シートの厚さも
特に制限されるものではないが、好ましくは１〜３０m
m、より好ましくは１〜１５mmである。厚さが１mm未満
になると引張強度などが不十分になり、３０mmを越える
と植物の通根性が低下するので好ましくない。不織布シ
ートの長さや幅は敷設する場所に応じて適宜、調整する
ことができる。

【００１２】本発明工法では、不織布シートの上から植
物を植生させる。この植物は、不織布シートを貫通し、
不織布シートを介して堤体土砂と一体化するため、不織
布シートの厚みにもよるが、５cm程度以上根の張るもの
が好ましい。また、草丈が５〜５０cm（より好ましくは
８〜４０cm）程度の植物を植生するか或いは植生植物の
草丈をこの範囲に管理すると、冠水時の流水によって草
丈がしなり、不織布シート表面を全面的に覆ってしまう
ので、水が堤防内に一層侵入しにくくなり、しかも草丈
が流水に対する抵抗として働き、不織布シート表面付近
の流速が遅くなるため、洗掘されにくくなる。草丈が約
５cmよりも短いとしなることができないため、水の侵入
防止効果及び洗掘防止効果が十分に得られず、草丈が約
５０cmを越えると草丈に作用する力が大きくなり、草丈
がちぎれて流出してしまうことがある。このような植物
として、ノシバなどの日本芝系、ラングラー種、ケンタ
ッキー３１などの西洋芝が例示できるが、これらに限定
されるものではない。また、これら植物は１種類である
必要はなく、２種類以上組み合わせて植生すれば良い。

【００１３】不織布シートの上に必要により１〜７cm程
度の客土を設けると植物の成長を促進することができ、
更に不織布層の耐光性や耐候性なども向上するので好ま
しい。植物の植生方法は特に制限されるものではなく、
例えば、芝の植生に公知のベタ張り、目地張り、瓦張
り、市松張り、筋張りなどを用いることができ、養生も
通常の芝生の養生と変わるところはない。不織布は保水
性にも優れているので、植物の成育に適している。

【００１４】堤体土砂の上に不織布シートを敷設し、必
要により客土を載せてから張り付け或いは播種して植物
を育成し、植物の根を不織布層及びその下の堤体土砂に
張らせることによって本発明工法を実施することができ
る。或いは、堤防表面に敷設する前に、堤防以外の作業
し易い別の場所で不織布シート上に客土を載せ、張り付
け或いは播種して植物を育成し、植物の根を不織布層内
に或る程度張らせてから、その植物担持不織布シートを
堤防に運んで敷設することもできる。

【００１５】本発明工法は河川、人工水路、運河、湖沼
などの堤防に適用でき、通常の水位の際には冠水しない
が、大雨や台風などで増水して水位が一時的に著しく上
昇した場合に、流水によって冠水する可能性のある表法
面３や表小段４はもちろんのこと、堤防における対面の
裏法面３’や裏小段４’、天端２、更には低水河岸６に
適用できる。本発明工法を表法面３や表小段４に施した
場合には、前述のように、降水時の雨水が堤防内に侵入
しにくく、冠水後の排水の際に堤体土砂を流出させず、
堤防を軟弱化しない。他方、裏法面３’や裏小段４’や
天端２に施した場合も同様に、降水時の雨水が堤防内に
侵入しにくいため、堤防を軟弱化させない。つまり、堤
防全体を本発明工法により植生すれば、堤防が軟弱化し
にくいのである。また、本発明工法は、堤防における表
法面３や表小段４と同様な状況である、河川、人工水
路、運河、湖沼などの河岸（盛土によらないもの）の法
面や小段にも適用できる。

【００１６】図２は、不織布シート１０を堤体土砂１１
の上に敷設し、不織布シート１０の上に客土１２を載
せ、植物１３を育成してその根１４を堤体土砂１１の中
に張り巡らせた状態を模式的に示す断面図である。図３
は、河川用堤防の法面及び小段を本発明工法によって保
護する１例を示すものである。即ち、堤防の下方部分か
ら順に不織布シート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ
を敷設するが、各不織布シートを堤体土砂に載せる前
に、堤防表面に肥料や水を与えておくことが望ましい。
不織布シート１０ａを敷設した後、不織布シート１０ａ
の上端部に不織布シート１０ｂの下端部を重ね合わせ、
必要により適当な固定手段（例えば木製又は金属製の
鋲）１５で両者を堤体土砂１１に固定し、続いてその上
の不織布シート１０ｃを同様に敷設する。更に、各不織
布シート上に必要により客土（図示せず）を載せ、播種
或いは張り付けを行い、植物を育成して根を堤体土砂１
１内に張らせれば、堤防は緑化されるとともに保護され
る。なお、すでにある程度育成された植物を担持する不
織布シート１０ａ〜１０ｄを用いてもよい。

【００１７】

【作用】本発明工法によれば、高密度であり、厚み方向
よりも水平方向により大きい透水係数をもつ不織布シー
トを堤防表面に敷設するので、降水時の雨水は堤防内に
侵入しにくく、しかも冠水後に排水する際に、堤体土砂
を流出させないので、堤防の軟弱化を防止することがで
きる。また、本発明工法により保護された堤防は、不織
布層を介して植物の根が堤体土砂内に張り巡らされてい
るので、流水に晒されても容易には剥がされることがな
い。更に、植物の草丈が５〜５０cmである場合には、冠
水時の流水によって草丈がしなり、不織布表面を全面的
に覆ってしまうので、より水が堤防内に侵入しにくく、
しかも草丈が流水に対する抵抗として働き、不織布シー
ト表面付近の流速が遅くなるため、洗掘されない。

【００１８】実施例１ 繊度６デニールのポリエチレン／ポリプロピレン芯鞘型
複合繊維６０％と、繊度１８デニールのポリエチレン／
ポリプロピレン芯鞘型複合繊維４０％とをカード法によ
り混綿し、繊維ウエブを得た。その後、ニードルパンチ
処理、複合繊維のポリエチレン成分のみを融着させるこ
とにより、目付２２５ｇ／ｍ² 、厚さ５mm、幅３０cm、
長さ３ｍ、繊維密度４９．５ｍ／cm³ [ 225 ×10^-4/(6
×0.5)×9000×0.6 ＋225 ×10^-4/(18×0.5)×9000×0.
4]の不織布シートを得た。この不織布シートを、木製箱
（内部寸法の長さ＝３ｍ、幅＝３０cm、深さ＝２０cm）
に詰めた土壌の上に載せ、前記シートの上に約２cmの高
さで客土を載せ、ラングラー芝を１ｍ² あたり１５〜２
０ｇ播種し、更に１cm覆土して、約９０日間養生して、
ラングラー芝の根を土壌内に十分に張り巡らせた。この
時のラングラー芝の根は１８〜２０cm程度の長さにな
り、不織布シートを貫通して土壌内部に侵入しており、
草丈の長さは約４０cmであった。続いて、図４に示すよ
うに、こうして準備した木箱２１を側面が透明な合成樹
脂からなる水路実験装置２２に装着し、ブロック２３に
より固定した。次に、水量約４００リットル／秒、平均
流速約３ｍ／秒、流水平均高さ約６０cmの条件で、水を
流入口２４から矢印Ａ方向に７２時間流し、強度試験を
行った。なお、この実験に用いた流速は比較的大きな河
川の中流領域において、洪水時に堤防の近傍で生じると
予想される最大流速である。また、洪水により堤防が流
水に晒される期間は、一般的に長くても７２時間程度で
ある。

【００１９】実施例２ 実施例１と同様の不織布シートを、実施例１と同様の木
製箱に詰めた土壌の上に載せ、不織布シートの上に約２
cmの客土を載せた後、客土上にノシバをベタ張りし、約
９０日間養生して、ノシバの根を土壌内に十分に張り巡
らした。この時のノシバの根は１０cm程度の長さにな
り、不織布シートを貫通して土壌内部に侵入しており、
草丈の長さは約１０cmであった。以下、実施例１と同様
にして強度試験を行った。

【００２０】比較例１ 不織布シートを使用しなかったこと以外は実施例１と全
く同様にして強度試験を行った。なお、ラングラー芝の
根は２０〜２２cm程度であり、草丈の長さは約４０cmで
あった。

【００２１】比較例２ 不織布シートを使用しなかったこと以外は実施例２と全
く同様にして強度試験を行った。なお、ノシバの根は約
１２cm程度であり、草丈の長さは約１０cmであった。

【００２２】比較例３ 繊度１８デニールのポリエチレン／ポリプロピレン芯鞘
型複合繊維１００％をカード法により混綿し、繊維ウエ
ブを得た。その後、ニードルパンチング処理、複合繊維
のポリエチレン成分のみを融着させることにより、目付
１５０ｇ／ｍ²、厚さ８mm、幅３０cm、長さ３ｍ、繊維
密度９．４ｍ／cm³ [150×10^-4/(18×0.8)×9000] の不
織布シートを得た。この不織布シートを使用したこと以
外は実施例１と全く同様にして強度試験を行った。な
お、ラングラー芝の根は１７〜１９cm程度の長さになっ
て不織布シートを貫通しており、草丈の長さは約４０cm
であった。

【００２３】実施例３ 繊度１８デニールのポリエチレン／ポリプロピレン芯鞘
型複合繊維６０％と、繊度６デニールのポリエチレン／
ポリプロピレン芯鞘型複合繊維４０％とをカード法によ
り混綿し、繊維ウエブを得た。その後、ニードルパンチ
ング処理、複合繊維のポリエチレン成分のみを融着させ
ることにより、目付１８０ｇ／ｍ² 、厚さ１０mm、幅３
０cm、長さ３ｍ、繊維密度１６．２ｍ／cm³ [180×10^-4
/(18×1.0)×9000×0.6 ＋180 ×10^-4/(6 ×1.0)×9000
×0.4]の不織布シートを得た。この不織布シートを使用
したこと以外は実施例１と全く同様にして強度試験を行
った。なお、ラングラー芝の根は１７〜１９cm程度貫通
しており、草丈の長さは約４０cmであった。

【００２４】実施例４ 繊度３デニールのポリエステル繊維４０％、繊度１．５
デニールのポリエステル繊維４０％及び繊度５デニール
の未延伸ポリエステル繊維２０％をカード法により混綿
し、繊維ウエブを得た。その後、未延伸ポリエステル繊
維を融着させることにより目付５００ｇ／ｍ² 、厚さ
１．１mm、幅３０cm、長さ３ｍ、繊維密度１８００ｍ／
cm³ [500×10^-4/(3 ×0.11) ×9000×0.4 ＋500 ×10^-4
/(1.5 ×0.11) ×9000×0.4 ＋500 ×10^-4/(5 ×0.11)
×9000×0.2]の不織布シートを得た。この不織布シート
を使用したこと以外は実施例１と全く同様にして強度試
験を行った。なお、ラングラー芝の根は１４〜１６cm程
度の長さになって不織布シートを貫通しており、草丈の
長さは約４０cmであった。

【００２５】比較例４ 繊度３デニールのポリエステル繊維２５％、繊度１．５
デニールのポリエステル繊維５０％及び繊度５デニール
の未延伸ポリエステル繊維２５％をカード法により混綿
し、繊維ウエブを得た。その後、未延伸ポリエステル繊
維を融着させることにより目付４８ｇ／ｍ² 、厚さ０．
１mm、幅３０cm、長さ３ｍ、繊維密度２０１６ｍ／cm³
[48 ×10^-4/(3 ×0.01) ×9000×0.25＋48×10^-4/(1.5
×0.01)×9000×0.5 ＋48×10^-4/(5 ×0.01) ×9000×
0.25] の不織布シートを得た。この不織布シートを使用
したこと以外は実施例１と全く同様にして強度試験の実
施を試みたが、根がほとんど貫通しておらず、強度試験
を行うことができなかった。

【００２６】強度試験の結果 実施例１〜４及び比較例１〜４の強度試験の結果を目視
により、次の判定基準Ａ〜Ｆに基づいて評価した。 （Ａ）局部的に葉の流出が見られた。 （Ｂ）局部的に根の部分の洗掘が見られた。 （Ｃ）局部的に洗掘による芝層の亀裂が見られた。 （Ｄ）広範囲に亘って根の層のめくれ上がりが見られ
た。 （Ｅ）広範囲に亘って根の層の滑動が見られた。 （Ｆ）広範囲に亘って芝下面からの揚力による浮き上が
りが見られた。 結果を以下の表１に示すが、実用性があるのは評価が
（Ａ）又は（Ｂ）の実施例１〜４のものであり、評価が
（Ｃ）〜（Ｆ）の比較例１〜４のものは実際には使用で
きない。

【００２７】

【表１】例 評価 実施例１ Ａ 実施例２ Ａ 実施例３ Ｂ 実施例４ Ｂ 比較例１ Ｃ 比較例２ Ｆ 比較例３ Ｃ 比較例４ 根がほとんど通根しておらず、試験実施が不
可能であった。

【００２８】以上、本発明を特定の態様に沿って説明し
たが、本発明はこれらの態様に限定されるものではな
い。

【００２９】

【発明の効果】本発明工法によれば、降水時はもちろん
のこと、洪水時の比較的速い流水に晒されても植物が流
出することがないため、冠水後に修復が必要ないか、或
いは簡単に修復することができる程度に堤防を保護する
ことができる。以上のように、高密度の不織布シートと
植物とを組み合わせるのみで堤防を保護できるので、容
易に、安く、しかも美観的に優れた工法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】堤防の代表的な構造を模式的に示す断面図であ
る。

【図２】本発明工法の１態様を模式的に示す断面図であ
る。

【図３】河川用堤防の法面、小段及び天端を本発明工法
によって保護する１態様を模式的に示す断面図である。

【図４】本発明工法の効果を調べる実験装置の説明図で
ある。

【符号の説明】

１０…不織布シート １１…堤体土砂 １２…客土 １３…植物 １４…根

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇賀 和夫 東京都港区虎ノ門２丁目８番10号 財団 法人国土開発技術研究センター内 (72)発明者 大堀 卓雄 東京都千代田区外神田２丁目14番５号 日本バイリーン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−70718（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−140919（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 堤防の表面に敷いた繊維密度１０〜２０
   ００m/cm³ の不織布の層上に植生した植物の根を、不織
   布層を介して堤防の堤体土砂に張らせることを特徴とす
   る、堤防の保護工法。