堤防の浸透破壊を防止するパイプドレーンの効果太田ジオリサーチ太田英将（正会員）千代田器材柏熊誠治岐阜大学名誉教授宇野尚雄（正会員） 1 パイプドレーン工とは宅地有孔鉄管を打ちこむ工法（地盤を緩めない）盛土法面鉄道法面 2 課題 1. パイプドレーン工は河川堤防の浸透破壊防止工に利用可能かどうか。 2. 問題点はないか。問題点は克服できるか。 3. 設計手法を確立できるか。 3 第一次実験（2007.5～8）テーマ：効果の有無・致命的な問題点の有無・解析手法確立の見込み実験装置アニメーションGIF 無対策の場合（破堤形態の確認） ①浸潤線上昇→②法尻小崩壊→ ③天端まで拡大する滑り発生→ ④天端沈下、越水→⑤浸食パイプドレーン有の場合 4 第一実験の評価 • 効果の有無 →浸潤線低下。低下量に相当する水はパイプ孔口から排水された。 • 致命的問題点の有無 →フィルターなしでも吸出し確認されず • 解析手法確立の見込み →パイプに堤体地盤より２桁程度大きい等価透水係数を設定することで可能となる見込みあり 5 第二次実験（2009.12）テーマ：堤体材料のバリエーション・最適なパイプピッチの把握実験結果と評価 • 堤体材料（透水係数）の違いによる効果の違い →すべての実験で効果あり（K=10-2～10-3cm/sec） • 最適なパイプピッチの把握 →1.0m間隔程度が適切（第一次実験で0.5mと1.0mに効果の違いがなく、第二次実験で0.75mと1.5mに違いが生じたことから） →ピッチに応じたパイプの等価透水係数の設定手法検討へ問題発覚 6 ケース３で吸出し発生 • 吸出しが発生する場合があることが判明 →原則として全パイプドレーン工にフィルター設置で対応管内内巻フィルターを設置し吸出し防止 7 まとめと課題 • パイプドレーン工は浸潤線低下効果があり、浸透破壊防止工として利用可能と考えられる • 効果的なピッチは実験結果からは1.0ｍ間隔程度となるが、今後パイプの打設ピッチに応じたパイプの等価透水係数の設定を検討する必要がある • 堤体材料の性質によっては吸出しが発生する場合があるので、原則として全孔フィルター設置とする • 試験施工により施工上の問題（礫が多い地盤の問題点の把握と対応）や、管理上の問題（フィルター交換周期の設定）を把握する必要がある 8 【参考】関連資料 • 915（D – 03）鉄道盛土における排水パイプの土砂吸出し特性に関する一考察（髙馬太一・渡邉諭・太田直之・杉山友康・泉並良二） “吸出しは，均等係数Uc＜10，細粒分含有率 Fc＜20%，85%粒径d85＜2.5mm，15%粒径 d15＞0.08mm，を指標（境界値）として判断できる可能性がある” 鬼怒川川砂だけが上記の条件をすべて満たしている Uc=4.44(<10)、Fc=6.5%（<20)、d85=1.1mm(<2.5）、d15=0.15mm(>0.08) 9