河川構造物エラー事例

1. 河川構造物エラー事例 事例ー１　：　護岸・築堤設計 （護岸根入高、天端工、堤防強化について） 事例ー２　：　樋門設計 （新しい設計法への対応、継足し樋門の設計等　 　　　　　　　　について） 事例ー３　：　水門設計 （揚圧力の考え方について） 事例ー４　：　床止工設計 （新しい設計法への対応、魚道設計について） 事例ー５　：　排水機場設計 （設計条件の妥当性、情報伝達に関わるエラー等 　　　　　　　　　について）

2. 河川構造物エラー事例 【護岸・築堤設計】 近年、河川工学における知見が高まったことにより、河川の特徴を踏まえた設計が求められてきている。このため、河道特性に関するエラーの事例内容を中心に紹介する。 また、堤防強化対策が重要とされてきている。このため、堤防の質的強化（浸透破壊）に関わるエラー事例も合わせて紹介する。

3. 築堤・護岸事例ー１ 　　　　　（護岸基礎根入高の設定に関するエラー） ①　検討対象範囲の判断エラー 設計概要） 低水護岸設計　：　設計区間２００ｍ　 河川特性　　：　　セグメント２－１ 　　　　　　　　　　　　　　低水路蛇行が激しく 　　　　　　　　　　　　　　移動性の交互砂州 測量データ　：　経年データなく、最新測量のみ 　護岸基礎根入高の設定は、 　　　　　　　　以下の２手法の検討より実施した。 　　　　　　　・測量からの最深河床高　1.0ｍ 　　　　　　　・既往研究事例　1.5m　⇒　採用

4. 当初設計の内容

5. 上流区間設計　：　最大洗掘深（2.0m）の評価過小評価した下流区間において護岸の根入高の見直しが生じた。上流区間設計　：　最大洗掘深（2.0m）の評価過小評価した下流区間において護岸の根入高の見直しが生じた。

6. 【エラー発生原因の分析】 　上下流含めた河川縦断特徴を十分把握することが重要 　この点に対する判断知識が乏しく、設計参考書のポイントのみで作業を進めたことによって生じたエラーである。【改善策】護岸設計等河川構造物の設計では、河道特性を十分に把握できる技術者を育成することが重要である。 （構造設計＋河川屋であること）

7. 設計河床高設定に関する留意事項 • 設計範囲外の河川上下流の特性を把握したか • 現状の砂州は固定性のものか、移動性のものか • 湾曲部など局所的な水理特性を把握したか • 河床材料の特性を把握したか

8. 【河床構成地層の縦断分布の把握における留意事項】【河床構成地層の縦断分布の把握における留意事項】 • 河床鉛直方向の地層分布構成が相違 • 現状の河床変動特性と相違が生じる場合があり留意が必要 • 設計時に詳細な調査は困難なケースが多い • 施工時に留意する旨の記載が必要

9. 築堤・護岸事例ー2（低水護岸の天端工に関するエラー）築堤・護岸事例ー2（低水護岸の天端工に関するエラー） 【設計概要】 　　川幅約20mの中小河川における低水護岸の詳細設計 　　　　：練り石積み低水護岸（延長45ｍ）

10. 【エラーの内容】 天端工に設計時の配慮不足により中規模洪水で護岸被災 　　　　　被災内容：裏込め部が幅2m、深さ3m吸出し • 水衝部で練り石積み低水護岸を採用 • 形状・構造：一般的な標準設計による（安定性照査未実施） • 天端工　：　法覆工と違う護床ブロックマット工　幅1.0ｍ 【エラー発生原因の分析】 • 天端工は法覆工と同じ工種とすべき • 構造を変える場合は、代表流速に基づく流体力に対する力学的安定性の照査が必要 • 今回の場合天端工の照査検討を実施していなかった。 • 代表流速が4.0 m/sを越える急流区間で、天端工＋天端保護工まで設置すべき

11. 【改善策】 • 法覆工天端部　：　土砂と河岸保護工との境は弱点 • 洪水時に流水が高水敷を流下すると当該箇所が侵食され、裏側から損壊される場合が多い。 • このため、天端工、天端保護工の検討を十分行うべきである。 • また、一般的にセグメント１の河道における低水護岸には、巻止め工を設置した方がよい。

12. 築堤・護岸事例ー３（堤防強化に関するエラー）築堤・護岸事例ー３（堤防強化に関するエラー） 　　　設計概要） ２取水堰の統合計画　：　計画湛水位の変更（水位上昇） 堤内地盤高　＜　計画湛水位 　　　　　　計画湛水位の変更により、堤防強化対策が必要となった。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　（浸透破壊に対する対策工） 図　検討箇所の概要図

13. 対象箇所】既往にパイピングの被災事例あり拡幅対策が実施済対象箇所】既往にパイピングの被災事例あり拡幅対策が実施済 　検討】浸透流解析による堤防安定検討実施（堤体部砂礫層） 地質調査　：　小規模断面で２本のボーリング調査 　　　　　対策工　：　堤防法尻部にドレーン工

14. 【エラー内容】 　施工時にドレーン設置箇所が粘性土による腹付対策が行われていることが判明 ⇒　ドレーン工効果検証を実施　 以下のエラーが判明 ①　浸透流解析の条件設定エラー　 　　　周辺初期地下水位　　ボーリング結果使用 　　　堰の計画湛水位変更に伴う影響の考慮が必要であった。 ②　既往対策の法尻部を粘性土使用 法尻の粘性土　：　堤体内の湿潤面が高くなる 河川水位の急降下時　 　　　　　　：表法面の安全率が確保できない結果となった。

15. 新たな対策検討の結果　： 　　対策工を堤防前面への不透水層設置へ変更 図　　変更検討結果

16. 【エラー発生原因の分析】 ①周辺地下水位の状態は、河川水位の変動により変　 　化し、このことをモデルに反映していなかった。 ②堤防履歴の確認をしていなかった。 　堤防の脆弱箇所での被災履歴把握は重要 また、当該箇所のみ法尻部に腹付け盛土がされていたことから、既往の対策実施が推定可能 この予測のもと、地質調査位置への配慮が不足 

17. 【改善策】 堤防の強化対策を行う場合、過去の被災や既往対策の過程を十分に把握して上で、調査計画を立案し、その上で対策工の検討を行うことが必要である。 なお、古い対策箇所等が把握できない場合は、 現地状況などから想定できる力を持つことも必要 （可能な範囲でのリスク管理）

18. 2 . 0 ｍ 3 . 5 ｍ 図 - 1 樋 河川構造物エラー事例 【樋門設計】 　河川堤防強化や既設樋門の老朽化により、 今後樋門の改築設計業務が増加すると考えられる。 　これより、樋門の改築設計における設計エラー事例を中心に紹介 する。

19. 樋門事例ー１　（継足樋門の地盤対策工に関するエラー）樋門事例ー１　（継足樋門の地盤対策工に関するエラー） ・堤防拡幅に伴う既設取水樋門の改築 ①　既設樋門の健全度調査より老朽化が進行していない。 ②　経済性に優位である継ぎ足し形式を採用。 一部撤去 堤防増設 柔構造樋管の継ぎ足し

20. ○ 当初設計 ・継足部の沈下量35cm（＞柔構造樋門の許容沈下量30cm） となり、地盤対策工が必要。 ・非出水期施工かつ、取水樋門の改築であるため非灌漑期　　　　で単年施工を基本　（施工期間　6ヶ月間） 　プレロード工法には約4ヶ月必要　　単年施工が不可能と判断。　 地盤改良工法 を採用 地盤改良工法 ３０cm以上

21. 【エラー内容】 設計者の検討 ・プレロード盛土規模＝拡幅する堤防高の規模　 4ヶ月必要 指摘事項 ・プレロード盛土規模を拡大　　施工期間の短縮が可能 ・プレロード工法に対し地盤改良工法は不経済 再検討結果 ・プレロード盛土規模を拡大　　2.5ヶ月まで短縮可能 プレロード工法に修正

22. 【エラー発生原因の分析】 • 　・プレロード工法の不採用　 • 　　　　→盛土高および地盤の評価に対する検討が不十分 • 　当初サーチャージ盛土も視野 • 　基礎地盤の安定性から限界盛土高を計画堤防高までと判断 • 盛土施工に伴う強度増加考慮　サーチャージ盛土可能

23. 【改善策】 ・プレロード工法は経済性に優れ、地盤を改良する必要がないため地盤対策として優先的に採用すべき工法である。 ・プレロード工法を不採用とするには、施工期間、経済性を十分な検討し、決定しなければならない。 • 留意事項 　　取水樋門の改築において、継足形式とする場合は単年施工が基本となり施工期間の制限が厳しくなる。このため、プレロード工法の採用に際しては、十分な検討を行う必要がある

24. 樋門事例ー２　（残置杭の評価に関するエラー）樋門事例ー２　（残置杭の評価に関するエラー） ・既設樋門の健全度調査の結果、部材の老朽化が進行していた。 ・既設樋門を撤去し全面改築をすることとなった。 ・既設樋門の基礎形式は杭基礎であり、樋門撤去の際、杭頭のみ を切断し杭は残置するものとした。 柔構造樋門に全面改築 杭頭切断・残置

25. ○ 当初設計 ・残留沈下量の計算より、最大沈下量は25cm程度となり、許容沈下量（30cm）以下となるため、地盤対策は不要と判断。 ・残留沈下計算では、残置した杭の影響は考慮していなかった。 可撓継手を設置 25cm程度 杭の影響は考慮していない沈下曲線

26. 　指摘事項：残置した杭の影響を考慮していない。　指摘事項：残置した杭の影響を考慮していない。 ・ 杭の影響により継手の相対変位量が許容値以上となる。 ・ 杭の影響で中央スパンは殆ど沈下しないため、過大な配筋量 となる。 杭を考慮した沈下曲線（推定） 相対変位が許容値以上となる 過大な配筋量となっている。 【エラー内容】 １５cm程度

27. 【修正後の考え方】 プレロード工法により、圧密沈下を収束させ、継手に生じる相対変位量を軽減。沈下が収束した状態で構造計算を行う。 【エラー発生原因の分析】 杭残置の地盤　：　沈下量の評価方法が確立されていない。 既設杭を評価せず　沈下量大　 大きな応力が作用し安全側と判断　　　　　　 【改善策】 杭基礎を有する樋門の改築設計手法を確立する必要がある。 　また、現段階では技術者の判断となるため、多角的に杭等の影響を評価し設計を行う必要がある。 継手部では過小設計

28. 樋門事例ー３　（遮水矢板設計に関するエラー）樋門事例ー３　（遮水矢板設計に関するエラー） 軟弱層2.0mの下部　　支持抵抗となる砂質層が分布 　遮水矢板の設計　　　砂質層の支持バネが懸念 　　　　　　　　　　　　　　確実に貫入する2.5mで設計 　縦方向の設計　遮水矢板を支持バネとして設計を実施 図　　基礎地盤状況

29. 遮水工の設計 遮水壁と遮水矢板の接合部は、砂層の支持に伴い可撓矢板は必要ないものと判断 その後、地質担当者から樋門の横断的な方向での沈下が相違している点が指摘 　（堤防嵩上げにより、砂層下の粘性土が圧密沈下） 可撓矢板を設置することに変更

30. 【エラー発生原因の分析】 • 設計当初は、地質担当者との協議を実施 • 　　詳細部の最終的な判断を独自に判断した • 【改善策】 • 沈下量の検討（縦方向のみでなく横断方向も確認必要） • 　地質的な判断が重要な条件：地質技術者との共同が必要 • 　　設計と調査が分離されて発注 • 　　設計者は、発注者を通じて、 • 　　　地質調査者と必要に応じ合同協議を提案する事が必要

31. 河川構造物エラー事例 【水門設計】 水門等河川構造物における揚圧力と浮力の取り扱いによるエラー事例紹介と、考え方ついて述べる

32. 見直設計 経済的にも構造的にも有利 当初設計 水門事例－１　水門設計における技術的判断に関するエラーエラー１　翼壁構造のエラー（旧指針や既往事例による判断）旧指針　：　3ｍ以上の河川幅　水叩きと翼壁は分離が一般一体構造と分離構造の比較検討の結果、一体構造でも構造形式として十分対応可能であり、一体構造が経済的であることが判明し、修正を行った。

33. エラー２　揚圧力照査におけるエラーU型構造翼壁における揚圧力照査におけるエラーエラー２　揚圧力照査におけるエラーU型構造翼壁における揚圧力照査におけるエラー U型構造における揚圧力計算を右図に示す流水方向に対してのみ行っていた。

34. U型翼壁における揚圧力検討は、前述の流水方向に対する検討の他、横断方向に対する検討が必要である。U型翼壁における揚圧力検討は、前述の流水方向に対する検討の他、横断方向に対する検討が必要である。

35. 【エラー発生原因の分析】＜エラー事例-1＞技術的判断の基準が示方書、基準書からの譲り受けとなっており、技術的な判断ができていない、または、基準の知識不足に原因があると考えられるエラーである。【エラー発生原因の分析】＜エラー事例-1＞技術的判断の基準が示方書、基準書からの譲り受けとなっており、技術的な判断ができていない、または、基準の知識不足に原因があると考えられるエラーである。

36. エラー２）　逆T型翼壁の揚圧力照査におけるエラーエラー２）　逆T型翼壁の揚圧力照査におけるエラー 逆T型擁壁における安定計算において、設計者は水位以下の躯体重量を水中重量（浮力考慮）として計算を行っていた。 さらに、擁壁フーチング上面に水重を考慮し安定計算を行っていた。

37. ＜エラー事例-2＞ 河川構造物における逆T擁壁は、橋梁橋台のように単体で存在することなく、連続体で存在することから、内外水位差が発生する。 従って、河川構造物の設計では、浮力の考え方は取り入れず、全て、揚圧力で考えるのが一般的である。

38. 水位差が生じる場合、コンクリート内の水位を設定することは困難である。また、背面底版側で揚圧力が大きくなることから、転倒に対して不利となるが、浮力による検討では、この点について、計算上評価することが出来ない。水位差が生じる場合、コンクリート内の水位を設定することは困難である。また、背面底版側で揚圧力が大きくなることから、転倒に対して不利となるが、浮力による検討では、この点について、計算上評価することが出来ない。

39. U型構造における揚圧力検討エラー（検討を行っていないエラー）は、特に、ﾌﾟﾚキャスト製品を使用した場合に多く発生する。これは、既製品を使用することにより､設計者自らが構造計算を行わないことに起因していると考えられる。U型構造における揚圧力検討エラー（検討を行っていないエラー）は、特に、ﾌﾟﾚキャスト製品を使用した場合に多く発生する。これは、既製品を使用することにより､設計者自らが構造計算を行わないことに起因していると考えられる。 ﾌﾟﾚキャスト製品の場合、自重も小さく、揚圧力に対して安定性が現場打ちコンクリートに比べ不安定となることもあり、特に注意が必要である。

40. 河川構造物エラー事例【床止工設計】 新たな設計方法に関するエラーや魚道に関するエラーを 中心に紹介する。 床止工事例ー１　（水叩き工長設定におけるエラー） 従来設計：浸透破壊を対象（ブライの式） 改訂後の設計：越流水落下による下流側河床 　　　　　　　　　　の洗掘を対象（ランドの式） 　　　　　　　　　＋浸透破壊を対象（ブライの式）

41. ランドの式の考え方Ｗ／Ｄ＝4.3×（ｈｃ／Ｄ）0.81　　Ｗ：水叩き長（ｍ）　　Ｄ ：落差高（ｍ）　　ｈｃ：限界水深（ｍ）

42. ケース１）設計条件計画高水流量　：360.0m3/s河川幅　　 ：40.0m計画水深　：4.5m河床勾配　：1/2,000落差高　　 ：1.0m水叩長　　 ：L=8.0mと設計Ｗ＝4.3×（ｈｃ／Ｄ）0.81×D　 ＝4.3×（2.1／1.0）0.81×1.0　≒8.0ｍ

43. ランド式の適用範囲：完全越流時 河川砂防技術基準（案）における記述 　　　「水叩き長の計算は低水流量から 　　　　　計画流量のうち完全越流から潜り越流に変化する限界条件 　　　　　（一般的にはｈc＋Ｄ＝ｈ2でよい）について行なう。」 本設計対象施設は、計画高水流量時には潜り越流状態であった。

44. 水叩長の最適設計 完全越流時の最大流量を対象流量（240m3/s）として照査を実施 その結果、水叩長　Ｌ＝6.0ｍとなり、当初設計Ｌ＝8.0ｍは過大設計と判明

45. ケース２）設計条件　計画高水流量　：360.0m3/s　河川幅　　 ：40.0m　計画水深　：4.5m　河床勾配　：1/2,000　落差高　　 ：2.0m　水叩長　　 ：L=8.0mと設計 Ｗ＝4.3×（ｈｃ／Ｄ）0.81×Ｄ 　 ＝4.3×（1.8／2.0）0.81×2.0 　≒8.0ｍ （設計対象流量Ｑ＝295.0ｍ3／ｓ）

46. 設計担当者は、従来の浸透路長の確認を実施していなかった　施工前に照査実施（河床：粗砂）設計担当者は、従来の浸透路長の確認を実施していなかった　施工前に照査実施（河床：粗砂） ブライの式 　Ｗ＝0.6 Ｃo √Ｄ 　　　Ｗ：水叩き長 　　　Ｃo：ブライの浸透路係数 　　　Ｄ：水叩き天端高から 　　　　　　本体天端高までの高さ（ｍ） 　その結果、水叩長は10.5ｍとなり、当初設計8.0ｍは 過小設計と判明 　　　Ｗ＝0.6×12√2.0 　　　　≒10.5ｍ＞Ｒandの式8.0ｍ Ｃo：12.0で照査

47. 【エラー発生原因の分析】エラー1・落差工部の越流における水理的な現象に対する理解不足エラー2・新たな設計法が示される中で、チェックポイントが不明確と　なったことによるエラー【改善策】　技術者における基礎的な力を常に向上させておくことが不　可欠である。また、このように新たな設計手法になった場合、想定されるエラーについて内部で十分に吟味し、社内におけるチェックシートを、適宜変更しておくことが必要である。【エラー発生原因の分析】エラー1・落差工部の越流における水理的な現象に対する理解不足エラー2・新たな設計法が示される中で、チェックポイントが不明確と　なったことによるエラー【改善策】　技術者における基礎的な力を常に向上させておくことが不　可欠である。また、このように新たな設計手法になった場合、想定されるエラーについて内部で十分に吟味し、社内におけるチェックシートを、適宜変更しておくことが必要である。

48. 床止工事例ー２　（設計荷重の入力ミス） 床止め工の安定計算に用いる一般的な荷重

49. 低水路の澪筋確保のため切欠を設定した断面の設計低水路の澪筋確保のため切欠を設定した断面の設計 実際の天端高 切欠部の天端高 計算者が確認した標準縦断図

50. 荷重条件のエラー計算担当者は下図のとおり、切欠部の天端高からの水圧とした条件で設計を実施荷重条件のエラー計算担当者は下図のとおり、切欠部の天端高からの水圧とした条件で設計を実施 切欠部の天端高