橋
はしもと本 裕
ゆ う じ司
＊K
ey Word 平成 23 年東北地方太平洋沖地震，河川堤防，統合物理探査，ランドストリーマー方式表面波探査，牽引式電気探査
＊応用地質株式会社 関西支社 技術部 グループリーダー
図 1 統合物理探査実施区間1） 提供：国土交通省利根川下流河川事務所
私の経験した現場
粒度特性と相関が認められ大まかな土質区分の指標 となる比抵抗分布を把握する電気探査が適用される ことが多く，本調査でもこれら手法を実施した。い ずれの調査手法も牽引式とすることで，測定効率を 大幅に向上させることが可能となり（写真 1，写真 2），本調査の場合 38km の測定を約 1.5 ヶ月で完了 することが出来た。
3. 安全性評価の考え方
本調査における安全性評価とは，浸透に対して 堤防が地震発生前の機能を有しているか否かを確 認し，仮に機能低下の可能性が懸念される場合に は，その箇所において現状での安全性を浸透流解 析・安定計算を用いて把握することを意味する。
図 2に安全性評価の流れの概要を示す。
ここでは，地震により緩みが発生・進行した可 能性がある砂質土を物理探査で抽出し，その代表
箇所にて実施する詳細調査結果と，地震発生前の 既存調査結果を比較検討することで安全性を確認 することとしている。
4．評価基準の決定と安全性評価結果 4.1 緩みの評価基準
本調査で問題となるのは，地震前の堤防の性状
（緩み）をどう評価するか，ということである。地 震前は基本的には粗い間隔でのボーリング調査が 成されているだけで，堤防縦断方向に連続した調 査は成されておらず，地震後の統合物理探査結果 と一対一で比較することができない。
そこで，地震前の堤防の緩み度合いの指標を得 るために，調査対象区間の既存調査の N 値の頻度 分布を整理した結果，その最頻値は N=3 であった。
このことから，地震後 N=3 以上を示す箇所につい ては，地震前の堤防と同程度の安全性を有するも のと判断した。これは，N=3 を超えて N 値が低下 した箇所（地震前 N=5，地震後 N=2 など）を地震 の影響で緩みが発生・進行した箇所として抽出で きるように，安全性評価の基準を N=3 としたこと
写真 1 ランドストリーマー方式表面波探査
写真 2 牽引式電気探査
提供：国土交通省利根川下流河川事務所
図 2 安全性評価の流れ（概要）
になる。この考え方では，地震前から N=1，2 であっ た箇所も全て地震により緩みが生じた可能性のあ る箇所として抽出されるが，これは評価としては 安全側になることから許容している。
次に，N 値を基準に地震後の表面波探査結果と 比較するためには，前述の評価基準 N=3 を S 波速 度に変換する必要がある。N 値と S 波速度の相関 式は複数提案されているが，本調査では「河川堤 防の統合物理探査」2）にて示されている以下の稲崎
（2005）3）式を採用した。
この式により評価の基準とした N=3 は S 波速度 145m/s 程度となる。なお，本調査では緩み領域を さらに絞り込むために N=2（Vs=125m/s）も評価 基準の 1 つとして加えている。
4.2 土質区分の評価基準
調査対象区域の概略の土質区分を行い，砂質土 を抽出するのに，電気探査で得られた比抵抗値を 利用した。比抵抗値は細粒分が多い地盤ほど値が 小さく，砂分・礫分が多いと値が大きくなる傾向 を有している。このことから，既存ボーリングの
土質区分と，地震後の電気探査で得られた比抵抗 値を比較し，粘性土と砂質土の境界（粘性土区分 の上限値）を比抵抗値 200 Ω ･m と設定した。また，
緩んだ砂質土としてさらに絞り込むための基準値 として 400 Ω ･m も設定している。
4.3 安全性評価結果
設定した S 波速度・比抵抗値の評価基準と，探 査結果を基に，図 3に示すとおり低速度・高比抵 抗領域を地震により緩んだ可能性がある砂質土と して絞りこんだ。結果の例を図 4に示す。
なお，実際の評価基準は堤体，基盤それぞれに 対して設定した上で，評価を行っている。
私の経験した現場
N=1.6 × 10-6× Vs2.9
Vs：S 波速度 (m/s）
図 3 緩んだ砂質土を抽出するために設定した Ｓ波速度・比抵抗の評価基準1）
図 4 表面波探査及び電気探査結果と抽出した緩んだ砂質土分布の例1）
図 3,4 提供：国土交通省利根川下流河川事務所
私の経験した現場
これらの結果から，地震により緩んだ可能性が ある砂質土として抽出した箇所を中心に詳細調査 としてボーリング調査・サウンディング・室内試 験を実施し，地盤性状を確認した。その際，地震 発生前の状況との比較が可能となる様に，近傍に 既存ボーリング結果等が存在する箇所を調査地点 として選定している。
その結果，今回の詳細調査結果と既存調査結果 は概ね同程度の値を示すことが確認され，地震の 影響による緩みが進行したものではないと判断し た。なお，1 地点については N 値が系統的に 1 ～ 2 低下している状況が確認されたため，浸透流解析・
安定計算を行い，所定の安全性を確保しているこ と確認した。
以上の結果を持って，本調査地においては，浸 透に対して地震発生前の堤防の機能を有している と判断され，はん濫注意水位や水防団待機水位の 基準水位は地震前の基準に戻されることとなった。
5．おわりに
本稿で紹介した物理探査手法は，調査対象とな る地盤を連続的に，かつ効率的に把握することが 出来るという他の調査手法にない大きなメリット を有している。そのため，今回のように延長が長 大な河川堤防に対しては，現状ではボーリング結 果等の限定された情報から設定されている細分区 間の見直しに活用するなど，今後堤防の維持管理 を計画していく上で大きく貢献できる手法である と，私は考えている。
ただし，非破壊であるが故に，直接対象地盤を 確認できるボーリング調査等に比べ，その分解能 や精度に限界があることも事実である。
このような物理探査が持つ長所と限界を正しく 認識した上で，他の調査手法の長所と組み合わせ，
最も効果的な適用方法をより明確にしていくこと，
そしてその結果を多くの方に理解してもらうこと で物理探査が今まで以上に社会に貢献できるよう まとめていくこと，それが今の私の目標の 1 つと なっている。
最後に，本稿をまとめるに当たり，国土交通省 関東地方整備局利根川下流河川事務所により，業 務を通じて得られた成果の利用を承諾頂きました。
ここに謹んで感謝致します。
〈参考文献〉
1） 国土交通省関東地方整備局利根川下流河川事務所：
H23 利根川下流左岸堤防物理探査業務報告書，2012.12 2） 土木研究所・物理探査学会編：「河川堤防の統合物理探査－安
全性評価への適用の手引き－」，愛智出版，2013
3） 稲崎富士：「沖積層堆積物の S 波速度と土質特性の関係につい て」，物理探査学会第 113 回学術講演会論文集，pp.217-220，
2005.10
4） 国土交通省関東地方整備局：統合物理探査の今後の河川堤防調 査に資する知見
http://www.ktr.mlit.go.jp/ktr_content/content/000075195.pdf （2016 年 2 月 2 日現在）
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