臨海工事における最近の諸問題 具体的設計と海岸工学の関係について

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臨 海 工 事 に おけ る 最 近 の 諸 問 題

具体的設計 芝海岸工学の関係 について

運輸省矛三港湾建設局長

天

埜

良

吉

1.海岸 構 造 物 の 災害 に つい て (1)技 術 と災 害 災 害 は技 術 を 進 歩 させ る。 太 平 洋,瀬 戸 内 海,日 本 海,北 海 道 周辺 とい う著 し く異 な る 特 徴 を もつ 海 岸 や海 湾 に面 す る港 湾 の構 造物 は,自 ら これ ら海 岸 の 自然 現 象 に適 応 す る よ うに 特 質づ け られ る。 これ ら構造 物 は,波 浪,沿 岸 流,、漂 砂,地 震 な ど 種 々 複雑 に組 み 合 わ され た外 力 を常 に受 け て 災害 を生 ず るが,こ れ は 海 岸 工学 か らみ て も,多 くの 問題 を提 示 して い る と思 う。, こ う した 災害 に つ い て,わ れ わ れ は常 に技 術 的立 場 か ら精 細 な調 査 を行 つ て原 因 を解 明 す る と ともに, ,今 後 の海 岸 構造 物設 計 の 合理 化 に資 そ う と してい る。 さ き に港 湾 協会 か ら発 行 され た港 湾 構 造 物設 計 示 方要 覧 は,こ れ らの 調査 検 討 の結 果 を集 約 した もの とい え よ う。 調 査 結 果 はそ の 都 度適 当な 機 関 に発 表 し,港 湾 技 術 者 の み な らず 全 国 関 係技 術 者 の 自由 な 討論 に附 す る こ とが,こ の海 岸 工 学 で もき わ めて 必要 で あ る。 こ う し て災 害 の 調査 資 料 を 集積 し体 系 化 す る こ とに よつ て, 海 岸 工 学 は科 学 的 な 裏 づ け を もち,海 岸構 造 物 の 設計 技 術 が進 歩 す るわ け で あ る。 わ れ わ れ技術 者 が構 造 物 を設 計 す る と きに は,自 己 の体 得 した 多 くの経 験 と吸 収 した最 新 の 科 学技 術 に よ つ て,考 え られ る最 悪 の状 態 を 想定 し,で きるだ け 安 価 に,し か も速 か に とい うむ つ か しい条 件 を満 足 す る よ うに,設 計 の合 理 化 に 努 め る こ とはい うま で も な い。 一 見何 で もな い護 岸 につ い て も,当 事 者 は精 魂 を 傾 け 人 為 を尽 くして,設 計 施 工 を 行 っ て い る。 しか し それ で も予 期 しな い外 力 を受 け,大 災 害 を惹 起 す る こ とが あ りう るの で あ る。 この場 合 技 術者 として 理解 な き一部 の入 々 の指 弾 を恐 れ るの あ ま り,と もす れ ば 調 査 した貴 重 な デ ー ダ の発 表 よ り,表 面 的 な 復 旧 のみ を 急 ぐよ うな こ とが あ る よ うで あ る が,こ れ は技 術 者 と して と るべ き態 度 で は ない 。 技 術 者 は具 体 的 問題 に対 し どん な仮 定 で どの よ うに 設 計 す るか を要 求 され る が,わ れわ れ の関 係 す る海岸 工学 の範 囲 は きわ め て 広 く,学 問 の性 質 上 そ の 進歩 が 遅 い上 に,わ か っ てい る事実 は 非 常 に 少 な い よ うで あ る。 災害 のデ ー タか ら,最 初 考 え及 ば なか っ た設 計 上 の不 備 を究 明 し,再 び 同 じ災害 を繰 り返 え さな い よ う に,防 災 手段 を講 ず る こ とが必 要 で あ る。結 果 か らみ る と払 わ れ た 犠牲 は大 きい が,災 害 は 実物 大 の模 型 実 験 ともい うべ きで あ るか ら,そ の調 査 に は充 分注 意 し 細大 も ら さず 大 切 なデ ー タを 集積 す る こ とが,海 岸 工 学 に とっ て特 に 大 切 で あ る こ とを さ らに 強 調 した い と 思 う。 (2)港灣 災 害 の 特 性 各 地 の 調 査 資 料や 直 接 関 係 した 災 害 の 具体 的 事 実 か らみ て,港 湾 の 災害 には 他 の 土 木 施 設 とは違 っ た つ ぎ の よ うな諸 点 が指 摘 され る よ うで あ る。 1.港 湾 の災害 は,波,高 潮 な ど の災 害 と震 害 とに 大別 され る。 波浪,高 潮 の被 害 は,太 平 洋 で は 台風 時 特 に海 湾 に 面 した海 域 で み られ,日 本 海 沿 岸 や北 海 道 周 辺 で は冬 期 の 季節 風 が原 因 に な っ て い る。 室戸 台 風 や ジェ ー ン 台 風 に よ る大 阪,神 戸,堺,尼 崎 な どの各 港 にお け る 被 害 及 び ル ー ス台 風 に よる鹿 児島 湾 内 の諸 港 な どの被 害 につ い て,現 在 まで 港 湾技 術 の面 か ら系統 的 な研 究 が行 わ れ て い るが,は っ き り した こ とは ほ とん どわ か っ てい な い 。 つ ぎ に地 震 動 の被 害 は,港 湾 関係 に最 大 の 影響 を 与 え る 。岸 壁 の ず り出 し,沈 下,桟 橋 の挫 折,護 岸物 揚 場 の欠 潰,防 波堤 の沈 下,上 屋 倉庫 の倒 壊 な ど,港 湾 施設 全般 にわ た っ て震 害 を 受 け て い る。. 2.港 湾 の災 害程 度 は,湾 全 体 の幾 何学 的 形 状及 び 個 々の 構造 物 の配 置 に 密接 な関 係 が あ る 。台 風 時 の風 に よ る海 水 の吹 寄 せ 及 び湾 振 動 は,湾 形 が入 り海 に な っ てい る と,著 し く発 達 す る こ とが 多 い 。 また 地震 津 波 は台 風 時 の風 浪 や うね りに較 べ て 周 期 が長 く,数 分 か ら数 十 分 といわ れ,波 長 も数kmか ら数 十kmに 達 す る。 そ して この流 れ の よ うな 波 は,港 内 のす み ず み ま で到 達 し,港 形,防 波 堤 及 び岸 壁 の 配 置 如何 に よ っ て数 十cmの 違 い を生 じ,思 わ ない 災 害 を起 して い る 。 3.港 湾 の災 害 は,組 み 合 わ され た 外 力 に よ つ て拡 大 され る こ とが 多 い 。地 震 で 崩 壊 した構 造 物 が そ の直 16-1

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海 岸 工 学 研 究 発 表 会 論 丈 集

後 来 襲 した津 波 で さ らに破 壊 され た り,台 風 時 の高 潮 と風 浪 で 移動 した 防 波堤 が 漂 流船 舶 の衝 突 で被 害 を拡 大 され る な ど,ど の原 因 が どの程 度 の破 壊 を生 じた も の か 見 当 さ えつ か な い ことが あ る。 4.災 害 の工 学 的 取扱 いで 問 題 に な るの は,波 圧 を 含 め た波 の作 用 と地 震土 圧 を 主 と した土 質 工 学 で あ る が,前 者 につ い て は 後 に 若 干 の 私 見 を 述 べ た い と思 う。 ま た後 者 も海 岸 工学 で 重 要 な部 門 と思 うが,い か が で あ ろ うか 。 2.港 灘 の水 理現 象 (1)波 浪 推 定 の 問題 港 湾 の水理 現 象 と して 問題 に な る の は,台 風 時 の波 浪 と湾振 動 を含 め た高 潮現 象 で あ る。風浪 の推 定 に つ い ては,Sverdrup-Munk(1) の理 論 が あ り,昨 年 の水 工 学 講 習会 で も多 くの 人 が こ れ を と りあ げ て 紹介 し,ま た 水路 部(2)や運 輸 技 術研 究 所(3)などか ら も解 説 がで てい るか ら,こゝ で は 実際 問 題 に この理 論 を どの よ うに 適 用 す るか に つ い て,わ れ わ れ の 新 しい試 み を述 べ る こ とにす る。 従 来 港 湾 関 係者 が設 計 に 用 い て きた各 地 の波 高 は, これ を直 接 測 定 す る よい方 法 が な か つ た ので,目 測 ま たは 波高 桿 な どに よ るか,破 壊 状 況 か ら逆算 した 数 値 を あ る程 度 長 年 の経験 に よ る"か ん"で 修 正 し,何m とい う よ うに与 え られ て き た 。 これ で も全 く見 当ち が い の値 を 用 い る ことは ほ とん どな い が,波 そ の もの の 様相 を 知 る こ とは 困 難 で あ つ た。 昨 年来,わ れ わ れ は Sverdrup-Munkの 方 法 に よ る波 浪推 定 値 をそ の ま 玉 工 学 的 に直 ち に用 い て よい か を論 議 して い るが,こ の 理 論 に は つ ぎの よ うな仮 定 が あ る。 1.無 風 状 態 の 海 面 に突 然 一 定 の 風速 及 び風 向 を も つ た 風 が吹 きは じめ,そ の まゝ の 状態 で吹 き続 け る と して い る0 2.用 い た基 礎 デ ー タ がKensington公 園の 池 か ら 北 太 平洋 貿 易 風 帯 に 至 る まで の波 浪 観測 結 果 に 基づ い てい て,こ れ らが 半経 験 的 に 処理 され て い る。 3.波 として 深 海 波 を取 り扱 つ て い る 。 従 つ てわ れ わ れ が この理 論 を 利 用 す る場 合 に は,風 向,風 速 が 時間 的 に変 動 し,海 面 に は あ らか じめ波 が あ り,沿岸 附 近 の浅 海波 に適 用 す る ことな どか らみ て, も との仮 定 と違 う こ とが常 に あ り得 る こ とを考 慮 す べ きで あ る。 有 義波 につ い て 論ず る場 合,あ る時 間 内 の海 面 の 凹 凸 が そ の まゝ記 録 されね ば な らな い が,最 近 運研 港 湾 物 象 部 で 自記 記 録 の で き る波 高計 の試 作(4)に成 功 した の で,こ れ を 用 い て台 風 時 の 波浪 観 測 を 全 国 的規 模 で 一斉 に実 施 中で あ る 。 わ れわ れ は まず これ らの 結 果 か ら,理 論式 に用 うべ き風 速 あ るい は吹 送 時 間 を と りだ す場 合,ど の程 度 の 平 均 風速 と吹 送 継続 時間 を推 定 すべ きか を 知 ろ うと し て い る 。 この調 査 に使 用 して い る波高 計 の構 造(4)は省略 す る が,そ の断 面 図 及 び写 真 は 図-1∼図-3の よ うで あ り,図-4は 波 高桿 に よ る観 測 状況 を示 した も ので あ

図-1現

地用水壓電磁式自記波高計の断面図

る 。 こ の波 高 計 に よつ て,小 名 浜 港 で は 本 年 度5,6号 台 風 以 外 の波 浪 記 録 を, 輪 島 港 で は 15号 台 風 ま で の主 要 な 波 浪 記 録 を と り,ま た 苅 田 港,北 海 道 で も 12,14,15号 台 風 の波 浪 記 録 を得 てい るが,こ ゝで は高 知港 の 例 に つ い て説 明 す る。 高 知港 で は8月31日 に 港外 の種 崎 海 岸沖 約 500m,水 深11mの 位 置 に波 高 計 を設 置 し (図-5(a),(b)),台 風 13,12,14号 に よつ て 連 日来 襲 した うね りや 風 浪 が 漸 く平 穏 にな つ

図-2波

高計の外観

図-3波

高計の内部

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臨 海 工 事 に お け る 最 近 の 諸 問 題

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図-4波

高桿を用いた波浪観測

(a)波 高 計 設 置 位置 (b)波 高 計 設 置 方 法

図-5高

知港外種崎海岸 におけ る波 高計の設置位置 と設置方法

た9月21日 に 引 きあ げ たが,波 浪 は ほ とん ど記 録 され て い な か つた 。 これ は波 高 計 の構 造 そ の もの の欠 点 で は な く,設 置 場 所 及 び取 扱 い 法 な どにつ い て注 意 す べ き点 が 多 い と思 わ れ る 。す な わ ち, 1.内 部 に浸 水 して いた が,こ れ は蓋 の締 め金 が ゆ るん だ もの と考 え られ る 。繰 り返 え され る計 器 の振 動 に耐 え るた め に も,ダ ブ ル ナ ッ トに して,パ ッキ ング に は厚 い良 質 の ゴ ムを 用 い,溝 を深 くす るよ うに 改 良 すべ きで あろ う。浸 水 す る と内部 の 時計,電 気 回 路 な どが全 く動 作 不能 にな るか ら,特 に入 念 に取 り扱 う必 要 が あ る。 2.設 置位 置 は 相 当 深 く,2個 の錨 を 用 い て 図-5(b)の よ うに して設 置 した が,水 深11m程 度 で は太 平 洋 岸 の波 浪 を 記 録 させ る波 高 計 の設 置 位 置 と して は 不 適 当で ある 。半 分 くらい埋 没 し,枠 もまが つ て い た こ とか ら見 る と,波 の影響 が海 底 近 くま で達 して い る よ うで あ る。 ブ イの大 き さ,ケ ー ブル の 長 さ につ い て も,研 究 す る必要 が あ る。 3 .露 出部 は 例 外 な くす りへ つ て ゴ ム 管 が 切 断 さ れ,中 に 砂粒 が は い つ て いた 。波 高 計 が転 動 して どん な体 勢 に な つ て も,露 出部 分 が 接 触 し,摩 擦 す る こ と の ない よ うに,改 良 すべ きで あ ろ う。 (2)高 潮現 象 に つ いて 入 り海 の湾振 動 につ い て は,高 橋 博 士(5)が昭 和9年 の 室戸 台 風 に お け る湖 面振 動 を理 論 的 に説 明 して 以 来,わ が 国 で も多 くの論議 が 展開 され,つ ぎ つ ぎ と巧 妙 な解 法 が 発 表 され てい る。 一 般 に湖 海 振 動現 象 の理 論解 法 で は,そ の 形や 外 力 が 特 定 の もの以 外 は,多 くの 仮定 や 省 略 を して手 数 の か ゝる数値 計 算 を しな い と,定 量 的 な こ とは きめ られ ない 。高 橋 博 士(5)は強 制 振 動 の 運動 方 程 式 に,移 動 低 気 圧 の 影響 と風 の 接 線 応 力を 外 力 の項 に と り入れ,し か も湖 底 の摩 擦 に よ る減 衰 項 を考 え,実 際 の 湾 形 の境 界 条 件 を満 足す る よ うに数 値 計 算 を してい る。 そ の後 大 阪湾 の高 潮 に つ い て,和 達 博 士(6) が行 つ た 強制 振 動 の計 算 は,大 阪 湾 奥 の 高 潮 現 象 を 説 明す るの に は有 利 で あ るが,湾 口 附 近 の現 象 に つ い て は や ゝ精 度 が 劣 つ て い る。宮 崎 技 官(7)の方法 で は, 湾口 附 近 で2回 の ピー クが見 られ た こ とが 説 明 で き て都 合 が よいが,台 風 や 湾 形 につ い て 多 くの仮 定 が あ る か ら疑 問 が あ る。 最 近市 栄 博 士(8)は和 達博 士 の方 法 を拡 張 し,大 阪 湾 で は セ イシ ュよ りも副振 動 周 期 が 卓 越 す る と して,ジェ ー ン台 風 の高 潮 現 象 を数 値 計 算 して説 明 した が,こ の 考 え方 は 妥 当で あ る と思 わ れ る。 わ れ わ れ は ジ ェー ン台 風 に おけ る湾 口附 近 の2回 の ピー ク と湾 奥 の高 潮 に つい て は,吹 きは じめ のNE方 向 の風 とそ の 後NEか らSに 変 わ つ た 風 とに よ る海水 の移 動 で は な いか と考 え て,こ の 方 面 か ら調 査 を して い る。 3.被害 の性状 とそ の 対策 (1)防 波 堤 に つ いて 防 波堤 の被 害 程 度 は,そ の 配 置 と堤 体 の構造 如何 に左 右 され る 。防 波 堤 は そ の機 能 か ら見 て,遮 蔽 領 域 を広 くし,で き るだ け 平穏 に保 つ よ うに 配 置す べ きで あ る が,そ の た め に勢 い外 力が 最 も大 き くな りが ち で ある 。遮 蔽 水域 の大 き さ とそ の 遮 蔽 程 度 は 直 ち に港 全 体 の 運営 に 影響 し,そ の 良否 が 港 の能 率 を きめ る大 きい要 素 とな るか ら,現 場 技 術者 は担 当す る港 に つ い て,荒 天 時 ど こが 比 較 的平 穏 で ど こが 波 が高 くな るか を,港 の 形,防 波 堤 及 び岸 壁 の位 置 に 関連 し て よ く知 つ てい な けれ ば な らな い 。こ の た めに わ れ われ は 最 近20m×20m×60cm程 度 の 水槽 16―3

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海 岸 工 学 観 究 発 表 会 論 文 集

を 設 備 し,順 次 各 港 の模 型 実 験 を す る こ とに した 。い わ ば 模 型 実験 の現 場技 術 化 を は か つ てい るの で あ る 。 防 波堤 の被 害 状 況 は 多種 多 様 で あ るが,そ れ らの問 に み られ る い くつ か の共 通 点 を あげ る とつ ぎの よ うで あ る。 1.基 礎 マ ウ ン ド,捨 石 また は 堤 体 を被 護 して い る 粗 石,ブ ロ ック な どが 過 小 で あつ た た め に,波 を 受 け て移 動,脱 落,流 失 した 被 害 は,石 積 堤,混 成 堤 と も に見 受 け られ る 。 2.波 の 直 立堤 体 に 当 る複雑 な作 用 で 基 礎 が洗 掘 さ れ,堤 体 の傾 斜,移 動 を 生 じた被 害 は,主 と して混 成 堤 に見 られ る。 3.波 浪 及 び高 潮 で漂 流 した 船 舶 の衝 突 に よ る破壊 が 少 な くない 。 才4回 直 轄港 湾 技 術研 究 会 議 事 録 に よ る と,防 波 堤 被 害 原 因 の第 一 に,基 礎 根 固 の洗 掘 を あ げ て い る。 波 に よ る基 礎 の 移動,脱 落,流 失(こ れ らを あわ せ て 洗 掘 とす る)は,堤 体 構 造 の 一 体 性 の程 度 に 関 係 す る。 捨 石 堤 につ い て い え ば,一 つ の 単 塊 の大 き さが重 い こ とも必 要 で あ るが,同 時 に そ のか み 合 わ せ の方 法 如何 に よつ て は,そ れ ほ どmassiveな も ので な くとも,激 しい波 の 作 用 に耐 え る こ とが で き る。 昭和26年10月14 日ル ー ス台 風 で 崩壊 した 鹿 児 島 港 の三 五 郎 防波 堤 につ い て考 えて み よ う。 この堤 構 造 は20×20cm角 で 控 え70∼90cmの 石 を巧 妙 に組 み 合 わ せ て造 られ て い る(図-6,7)。 文

図-6鹿兒

島港三五郎防波堤の破壊状況

明,寛 政 年間 の 島 津 侯 の 築 堤 とい わ れ る か ら,コ ン グ リー トの な い時 代 か ら今 日ま で;約 150年 間,と きに 補 修 工 事 が行 わ れ た と して も,ほ とん ど毎 年来 襲 した で

図-7鹿兒

島港三五郎防波堤

の断面 と被害状況

図-8四

日市港の旧防波堤

あろ う台風 の波 浪 に よ く耐 え て きた わ け で あ る。 これ は淡 路 の塩 田港 に 一 部現 存 す る高 田屋 弥 兵衛 造 築 にか 製る石 積堤 や 四 日市 旧港 の 石 積堤 (図-8)と ともに,僅 か に100kg程 度 の 石 塊 で も組 合 せ に入 念 な 施 工 をす れ ば, 堤 全 体 が 一 体 となつ て,よ く波 圧 に 耐 え う る こ とを 実 証 して い る とい え よ う。最 近 仏 国 に 見 られ る基 礎 根 固 材 料 と して の 星 型 の コ ンク リー ト 塊(テ トラポ ー ト) も,同 じ思 想 か ら考 案 され た もの で あ ろ う(図-9)。 図-9テ トラ ポー 卜 (a)室 戸台 風 当 時' (b)ウ エー ン台風 当時 図-10大 阪 港 南 防 波 堤 ジェ ー ン台 風 で被 災 した 大 阪 港南 防波 堤 は,捨 石 積 み の 上 に コ ン ク リー ト塊 を乱積 み して堤 体 を 包護 した 捨 石 堤 で あ るが,さ き の 室戸 台 風 で 同様 の被 害 を 受 け た もの で あ る(図-10(a).(b))。 台 風 時 に波 に よつ て ブ ロ ックが港 内に 転 落 し,内 部 の 捨 石 が高 潮 と波 で押 し流 され て港 内 に散 乱 した が,こ の よ うに単 に 捨 石 を 乱 積 した 構造 は,軟 弱 地 盤 上 の沈 下 の多 い 防波 堤 と し て はや む を得 な い構 造 で あ る とし て も,大 阪 湾 内 の さ して大 き くな い波 も支 えに くい こ とを 示 して い る。 しか し石 積 堤 で は波 で 一部 の石 塊 が 脱 落 して も,決 定 的 な破 壊 の 危 険 が絶 えず あ るが,前 記 三 五郎 堤 の場 合 は 前端 に築 堤 され て い た コ ン ク リー ト堤 は,そ の方 向 が 波 向 と直 面 して い なか つ た こ とも幸 して,そ の ま 製残 つ た(図-11)。 16―4

臨 海 工 事 に お け る 最 近 の 諸 問 題

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図-11 鹿兒 島港北防波堤先端部構造図

も と よ り工事 施 設 能 力 や 工 費 そ の他 に 支 配 さ れ る が,ケ ー ソンや ブ ロ ッ クな ど の巨 大 な コ ン ク リー ト塊 を製 作 で き る港 で は,こ れ を採 用 す るに 越 した こ とは な い 。 第18回 国際 航 路 会 議 々 事録 に見 られ る傾 向 と して, 傾 斜 堤 を再 認 識 す べ き こ とが あげ られ てい る。 緩 やか な 傾 斜 で積 み あげ られ た捨 石 堤 は,そ の法 面 で来 襲 す る波 の エ ネル ギー を 消耗 させ,被 害 も捨 石 の 移 動沈 下 で あ るか ら,積 み 直 す か新 た に 補 給 すれ ば 簡 単 に補 修 で き る し,特 別 の 施設 能 力 を要 しな い とい う利点 が あ る。 この場 合 法 面 捨 石 の重 量 を 決 め るのに 推 奨 され て い るIribarren公 式(9)が,わ が 国 の 港湾 で も適 用 で き るか ど うか に つ い て,わ れ わ れ は 和歌 山港 の 防 波堤 捨 石 法 面 に数 種 の重 量既 知 の石 を 並べ,台 風 時 の波 高 記 録 と関 連 して石 の移 動 を調 べ な が ら検 討 を 行 つ て い

図-12 和歌山港におけ る石塊の移動 と

波高の観測

る(図-12)。 防 波 堤 の被 害 対 策 を た て るに は, まず 実 際 被 害 を生 ず る波浪 作 用 を 知 らね ば な らない 。 傾 斜 を もつた 砂 浜 に対 す る波 の作 用 は,あ る程 度 明 ら か に され て い るが,直 立 壁 や や ゝ複 雑 な形 を した構 造 物 に 対す る作 用 と な る と,ほ とん どわ か らない とい う の が実 情 で あ ろ う。 まだ 実験 室 の 模 型 実験 で さ え,は つ き りした こ とが把 握 で きない ほ ど 現 象 は複 雑 で あ る。たゞ 実 際被 災 した 多 くの 防波 堤 の 調 査 か らい え る こ とは,つ ぎ の よ うな 諸 点 で あ る。 1.堤 体 前 面 の 水深 が 充 分 深 い場 合 で も,完 全 な 重 複 波 を生 ず る こ とは少 な く,表 層附 近 が 一部 砕 け 波 と な つ て大 圧 力 を及 ぼす こ とが あ る。 観 測 及 び実 験 に よ る と,進 行 波 の波 形 勾 配 が1/15∼1/20よ り小 さ くな つ た とき,表 面 だ け が砕 け 波 とな る こ とが あ る。従 つ て 波 形 として は,重 複波 々圧 に表 面 附 近 だ け に仂 く動 圧 を加 えた 分 布 を 示す もの と思わ れ る。 2.も ち ろん波 が直 立 堤 体 に ぶ つつ か つ て完 全 に 反 射 され る場 合 もあ るが,こ の場 合 は重 複 波 々圧 の理 論 値 とほゞ 一 致 す る 。 3.石 積 堤 や ブ ロ ック塊 堤 な ど の よ うに,比 較 的 massの 小 さい構 成 要 素 か らな る堤 体 で は,波 の進 行 に伴 わ れ るあ る容積 の水 塊 の衝 突 に よつ て,堤 体 が 移 動,洗 掘 され る と思 わ れ る。 4.ケー ソ ン堤 な ど巨 大 なmassの 堤 体 被害 には, 波 圧 の作 用 時間 が影 響 す る と思 わ れ るが,天 端 パ ラペ ッ トの位 置 な どが問 題 とな る こ とも あつ て,一 概 に は い えな い 。 神 戸 港 の防 波 堤 で は,室 戸 台風 及 び ジ ェー ン台 風 で 最 上 段 根 固 プ ロッ クが 前 方 に転 落 した(図-13)。 基 礎 捨石 の洗 掘 移 動 を 防 ぐた め に はジ ブ ロ ックが必 要 で あ り,し か も漸 次 ブ ロ ック で 波 の作 用 を弱 め る よ うに し て,大 波 圧 が同 時 に ケ ー ソン堤 体 に仇 か な い よ ちに し

図-13 神 戸港東隊

堤のジェーン台風時の被害

16-5

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海 岸 工 学 研 究 発 表 会 論 文 集

てい る(10)。神 戸 港 で 根 固 ブ ロ ックが転 落 した の は,表 面 が 砕 け た波 が く りか え し ブ ロ ック問 に つ ゝこみ,そ の圧 力 を 側面 に伝 えつ ゝ移動 せ しめ た の でな い か と思 わ れ る。 和 歌 山 港 の 防波 堤 で は,ジ ェー ン及 び ル ー ス台 風 と 本 年9月 の13号 及 び15号 台 風 とで,基 礎 マ ウ ン ド及 び これ を被 護 す るブ ロ ックが 移動 洗 掘 され てい る(図-14)。これ は 砕 け波 の作 用 に よ る と思 わ れ るか ら,そ の 影響 の及 ぼ な い深 さ まで マ ウ ン ドを低 くし,勾 配 や根 固 ブ ロ ックな どの形 状 組 合 せ を工 夫 す る必 要 が あ る。 図-15は ジ ェー ン台 風 後採 用 され た 根 固用 の 異 形 ブ ロ ックで あ つ て,相 当効 果 が あ る よ うで あ る。 しか し 再度 にわ た る捨石 の移 動洗 掘 に よつ て,堤 体 断 面 が 波 の作 用 にバ ラ ンスす る よ うに変 形 して い るも の とす れ ば,こ の附 近 に来 襲 す る比 較的 短 周 期 の 波 に 対 し て は,む しろ 捨石 の量 を 減 じて,前 面 の 水 深 を深 くして 波 圧 を少 な くした方 が よい の で なか ろ うか 。

図-14 和歌山港南防波堤のジェーン

台風時の被害状況

図-15 和歌山港の防波堤復旧に用いた

異形根 固ブ ロック

この 場合 広 井 公式 で 波圧 を 求 め る と,少 し過 大値 を 与 え 安 全側 にな りす ぎ る とい う人 もあ る。 しか し広 井 公 式 は他 のい わ ゆ る理 論 式(11)と は 異 な り,北 海 道 そ の他 日本 各 地 の防 波堤 の破 壊 状 況 の調 査 に裏 づ け られ て い る か ら,工 学 的取 扱 い を誤 らなけ れ ば,い さ さか もそ の価 値 は 失 われ る もの で な い と思 わ れ る。 広 井 公 式 で は,波 圧 を沖 波 の 波高 で一 義 的 に 与 え て い る こ と や静 水面 附 近 の集 中圧 力 が過 小 で あ る点 な どが 問題 で あ る が,静 水 面 上 相 当 の高 さか ら底 面 まで 一様 な圧 力 を 仮定 す る こ とに よつ て,実 用 上巧 み にそ の欠 点 を 補 正 して い る。事 実 最近 の実 験 に よる と,砕 け波 の波 圧 は,局 部 的 に1/100secと い つ た短 時 間 だ け30∼70 t/m2に 達 す る こ とも あ るが,平 均 圧 力 は5∼7t/m2 に な つ て い る。 い まの と ころ波 圧 が広 範 囲 に変 動 す る とい う こ と以 外 は 確 か な ことは わ か ら ない が,堤 体 に 仇 く平均 圧 力 と して 広井 公 式 が 適 当 で ない か と思 わ れ る。 実 際 波 が堤 体 に 衝 突 す る のを 観 測 して い る と,に ぶ い 音 を 発 して高 く飛 沫 を あ げ る と と もに,観 測 位 置 に 達 す る微 振 動 を感 ず る こ とが あ る。 最 近,Bagnold (1939)(12)な どの 実 験 とそ の砕 け 波 の物 理 的 機 構 に つ い て の説 明 で は,衝 撃 的 な圧 力 は薄 い 空気 層が 波 と堤 体 との間 に と らえ られ て生 ず る もの と して い る。 か れ らの新 しい 表現 は実 験 装 置 に制 限 され た もの で,必 ず し も妥 当 とは い え な いが,従 来 と は全 く別 の見 地 か ら 波 圧 を研 究 して い る点 は,注 目すべ き もの で あ ろ う。 (2)岸 壁 ・物 揚場 及 び 棧 橋 に つ い て ブ ロ ック積 み,石 積 み及 び 場 所打 ち コ ン ク リー ト構 造 の 岸壁 や 物 揚 場 は,天 端 まで 浸 水 し,波 の 飛沫 の落 下,溢 流 に よ つ て 天 端工 や 舗 装 が 破壊 され る と,裏 こめ が ゆ る んで きわ め てぜ い弱 な構 造 とな り,崩 壊 す べ り出 しを生 じ る。 ジ ェー ン台 風 時 の小 松 島港 横 須物 揚 場 の 崩壊 及 び ル ー ス台 風 時 の鹿 児 島港3m物 揚 場 の破 壊 が これ で あ るが,前 者 で はそ の 後 昭和26年8月 か ら27年3月 ま で に岸 壁,物揚場 護 岸 を 延 長1010mに わ た り+3.40m まで 天 端 の か さ あげ を して,浸 水 に そ な えた の で,ル ー ス台 風 や 本年 の13号 台風 で も無 被 害 で あ つた 。 ケ ー ソ ン構 造 では,天 端 を こえ て 水面 が上 る と,裏 込 め土 砂 の含 水 に よ る土 圧 増 加 や 重 複波 の 負の 圧 力 を 受 け,前 に傾 斜 して す べ り出す こ とが あ る。 この 場合 軟 弱 地盤 で あつ て も,基 礎 根 入 れ が充 分で 捨 石 が 洗掘 され な い よ うに 入 念 に 施 工 してあ る と,ほ とん ど破 壊 され る こ とはな い 。 図-16ジ ェー ン台 風 にお け る大 阪港 第6繋 船 岸 の連 接 板 の被 害 16-6

臨 海 工 事'に お け る 最 近 の 諸 問 題 137 図-17 四 日市 港 模 橋 の 破壊 状 況(1) 図-18 四 日市 港 棧橋 の破 壊 状 況(2) 図-19 神 戸 港 第 三,四 突 堤 間 の 物揚 場 に 衝突 し た英 國船 サ ン シ ア号(約9000t) (a) 写 眞 (b) 詳 細 図 図-20 神 戸 港 第三,四 実 堤 間 の物 揚 場 破 壊 状 況 16-7

138

海 岸 工 学 研 究 発 表 会 論 文 集

横 棧橋 式 の繋 船 岸 で は,底 か ら波 の 揚 圧 を 受 け る と,床 版 に大 被 害 を生 ず る こ とが あ る。高 潮 で海 面 が 上 昇 し,床版 下 面 に 閉 じ こめ られ た空 気 や 水 は,そ の上 下 運 動 に よつ て意 外 に大 きい 揚圧 を及 ぼ す か ら,空 気 拔 きを設 け るか,ま た は連 接 板 な どで水 及 び 空気 を逃 が す 構造 が と られ て い る が,位 置 や大 き さを適 当 に設 計 しな い と,そ の機 能 を果 しに くい よ うにな る。大 阪 港 第6繋 舶 岸 は ジ ェー ン台 風 時 に 下 か ら大 揚 圧 を受 けた が,広 範 囲 に 連 接 板 が はず れ て圧 力 を緩 衝 した ので, 構 造 系 に は全 く被害 が なか つ た(図-16)。 また 四 日市 港 の 横棧 橋 は咋 年9月 の13号 台 風 時 に,高 潮 と波 の揚 圧 に よつ て床 版 が 全面 的 に 破 壊 され,そ の 災害 復 旧費 は 巨額 に達 した(図-17,18)。 横 棧 橋 で 載 荷重 とと も に 下 か ら の揚 圧 を考 え るべ き こ とは上 の実例 か ら明 ら か で あ るが,揚 圧 の具 体 的 な値 は実 験 的 に決 定 しな け れ ば な らな い 。 しか し一 応1∼2t/m2の 揚 圧 を 考 え て,床 版 の 配箭 をす れ ば 大過 な い よ うで あ る 。 この外 に 工 学的 に は や む を得 ない が,き わ めて 多 い 災 害 に,漂 流 船 の衝 突 が あ る。 暴 風,高 潮,波 浪 な ど の最 悪 状 態 で繋 船 す る作 業 は困 難 で あ ろ うが,こ の種 災 害 は神 戸,大 阪,横 浜 な どの大 港 湾 で しば しば 起 つ て い る。本 年15号 台 風 で 神戸 港 矛 三,四 突 堤 間 基 部 岸 壁 に英 国船 サ ン シ ア号 が 激突 した が,そ の破 壊 口 に浸 入 す る高 潮 及 び 波 浪 に 洗 わ れ て 裏 込 め が流 出 し,約 80mに わ た りブ ロ ッ ク がず り出す とい う大 災 害 が あ つ た(図-20)。 これ は 矛 三突 堤 に 繋 留 され てい た ナ ン シ ア号 の船 尾 索 が,風 圧 や うね りに よ る船 体 の 動 揺 で つ ぎつ ぎ と切 断 され,船 首 を 中心 と して 回転 し,船腹 を この 物 揚場 に衝 突 させ た ので あ るが(図-21),こ れ だ け で 損 害 は物 揚 場400万 円,船 体3,800万 円に 達 した 。 図-21サ ン シ ア号 衝 実 の 経過 繋 留 船 の暴 風 波 浪 に よ る動 揺 は,構 造 物 に 繰 り返 え し衝 撃 を 与 え て 材 料 の疲 労 を 起 し, 思 わ ざ る張 度 低 下 を 来 た す こ とが あ る。 従 つ て 繋船 方 法 や 防衝 装 置 な どに新 しい着 想 が必 要 とされ て い る 。 こ の 船 の衝 撃 力 は きわ め て 大 ぎ く,し か も短 時 間 に作 用 し,適 当な 測定 計器 が な いた め,実 測 され た こ と もな く,大 体 の見 当 もつい てい な い 。わ れ わ れ は この問 題 に つ い て種 々論 議 し上 あ る受 圧 計(13)を 用 い て衝 撃 力 の 時間 的 変 化 を 記 録 せ しめ よ うと計 画 中 で あ る。 (3)海 岸 堤防(防 潮 堤),防 砂 堤 及 び 護 岸 に つ いて 海 岸 堤 防 及 び護 岸 の 被 害 とし ては,基 礎根 入 れ 不 足 に よ る転 倒,洗 掘 に よ る崩 壊,波 浪 溢 流 に よ る天 端 工 の破 壊 及 び 裏込 め土 砂 の 流 出 な どが 多 い 。 石 積 み 護 岸 で も基 礎 根 固 を 堅固 に ず れ ば,そ うた や す く崩 壊 す るよ うな こ とは な い。 小 松 島湾 海 岸 を め ぐ る石 の 護 岸 は,図-22の よ うに 基 礎 根 入れ が 深 く,根 固工 が 石 畳 の よ うに 前 面 に拡 が つ て組 み合 わ され て お り,コ ン ク リー トは 使 つ て な いが,ジ ェー ン,ル ー ス な どの 台 風 そ の他 荒 天 時 の波 浪 に 対 しほ とん ど無 被 害 で あ る 。

図-22 小松 島灣海岸の

石積み護崖

一 般 に護 岸 や 堤 防 は 防 波 堤 や 岸壁 の よ うに 充 分 な材 料 を 使 つ て 施 工 され る こ と が少 な い の で 対 波 抵 抗 が 小 さ く,特 に天 端 まで 冠 水す る と簡 単 に崩 壊 して しま う。 護 岸 の天 端 は一 般 に低 い が,天 端裏 込 め な どを 常 に補 修 して い る と,相 当越 波 に も耐 え る こ とが で き る 。被 害 は 補修 され て い な い と ころ か ら拡 大 され,数 百mに 及 ぶ護 岸 が 崩 壊 す る こと が あ る 。例 えば 鹿 児 島港 外 の 天保 山 護 岸(図-23) は,根 固,陸 面,裏 込 め,天 端 舗 装,水 はけ,水 抜 き な ど が完 全 に施 工 され て いた の で,ル ー ス台 風 の高 潮 と波 浪 に よ る越 波 や 水衝 作 用 に も全 く無 害 で あ つ たが,そ れ よ り少 し南 に あ る護 岸 は ほ とん ど被 害 を 受 け てい る (図-24,25)。 一 般 に 護岸 は どこに 欠 点 が あ つて も, そ の弱 点 か ら,そ れ に 続 く堅 固な 個 所 まで破 壊 され る こ とを 留 意 しなけ れ ば な ら ない 。 つ ぎ に 防砂 堤 は 大部 分 が 水 中構造 物 とな り,し か も 浸 食埋 没 な ど砂 の移 動 の 激 しい と ころ に造 ら れ る か ら, 絶 えず 基 礎 の洗 掘,脱 落 作 用 を 受 け,波 で 堤 体 が 移 動傾 斜 し,石 積 み構 造 の ときは法 面 の崩 壊 を 生 じる。 荒 天 時 に限 らず

図-23 鹿兒島港外の天保 山護岸

16-8

臨 海 工 事 に お け る 最 近 の 諸 問 題

139

図-24 鹿兒島港外零米護岸の破壊 状況

図-25

鹿兒島縣山川港の護岸破壊 状況

比 較 的 長 期間 にわ た つ て外 力 を 受 け,常 に 自然 の 外 力 とバ ラ ンス す る よ うに変 形 し てい く。 一 般 に 汀線 附 近 は特 に被 害 を受 けや す い か ら,こ の部 分 は 大 き い方 塊 また は ケー ソ ン と し,先 端 部 を潜 堤 とす る こ とは,き わ め て有 効 で あ る。元 来 は砂 の 移動 が 絶 えず あ るの に, 基 礎 根 入れ を特 に 深 くす る こ とが な いか ら,不 等 沈 下 を 生 じや す い。 従 つ て 防砂 堤 方 向 に,小 区 間 に 縁 を 切 つ てお くこ とが望 ま しい 。洲 本 の防 砂 堤 は石 積 み 構 造 で,ジ ェー ン台風 時 の 被 害 を見 る と,水 面 以上 に 出た 部 分 は石 が ほ とん ど とば され てい るの に,水 面 下 に潜 つ た先 端 部 の石 は あ ま り移動 してい な い 。小 松 島港 外 の横 須 防 砂 堤 は,波 を 斜 め横 か ら受 け て法 面 を 崩 され 天 端附 近 がす つ か り押 し流 され て い る(図-26,27). 4海 岸 工 学 か らみ た最 近 の 臨 海 工事 (1)工 期短 縮 の問 題 港湾 計 画 で は 遠 い将 来 の こ とを 考 慮 して,大 規 模 な 繋船 岸 の 凹凸,長 大 な防 波 堤 の位 置 とそ れ に よつ て劃 され る広濶 な 泊 地 及 び埋 立 地 の造 成 な ど,理 想的 な形 状 が画 かれ る こ とが 多 い 。 し か しな が ら この 港 が築 港 計 画 通 り全 体 と して有 機 的 に 仂 くま で には,多 年 月 を要 す るの が普 通 で あ る。先ず 防 波 堤 を完 成 しな け れ ば, 港 内 を 平穏 に保 ち,荷 役 設 備 を す る こ とさ えで き な いが,そ れ で も数 年 以 上 を要 す る事 業 に な りや す い 。 さ らに 荷揚 げ,繋 船 設 備 に着 工 す る とい う 方 法 を とれ ば,そ の間 の 国 際 情 勢,経 済 条 件 の変 化 か ら,計 画 通 りに で き た港 が 必 ず し も当初 の 目 的 を満 足 しな い こ ともあ り,そ の上 自然条 件 か ら 予 期 しな い 工事 の 困難 を生 じ,さ らに 時 日を要 す る よ うな こ と もあ る。 わ れ わ れ は従 来 の 工 期何 年 計 画(最 近 の1年 の変 化 は明 治 時 代 の数 十 年 に 相 当す る とい わ れ る)と い う考 え方 を 固 執 して いて よい で あ ろ うか 。 もち ろ ん海 岸 構造 物 は地 盤 そ の他 の諸 条 件 の特 に よ く な い位 置 に 造 られ る関 係 上,施 工 はゆ つ くり と,い わ ゆ る落 ち つ くの を まつ て つ ぎつ ぎ と続 け る必要 が あ る が,こ れ は工 期 を 長 くして よい とい う理 由 に はな らな い。 で き るだけ 短 期 間 に完 成 し う る構造 及 び施 行 法 を 自 ら考 究 す べ き で あ ろ う。 さ ら にい うなれ ば,わ れ われ の仕 事 が,人 間 生 活 に む す び つ くとい う前 提 に 立 つ て い る以 上,港 湾 は企 業 的 に 経 営 され な け れば な らな くな つ た今 日,こ の工 期 の 短 縮化 を無 視 して は技 術 として の 存在 価 値 が な い 。 これ は ダ ムを 始 め最 近 の土 木 工 事 に み られ る一般 的 傾 向 で あ り,施 工 の機 械 化 な どが 強調 され る所 以 で あ る。 港 湾講 演集 第2輯 のp.15に 直 木倫 太郎 博 士 は, 「港 が 生 き物 相 手 の設 備 で あ る以 上,そ の計 画 が 百 年 の長 計 の み を画 くこ と自体 が 無 理 で は なか ろ うか 。

図-26 小栓島港外横須防砂堤の

被害 状況

図-27 小松島港外横須防砂堤

の復 旧状況

16-9

140

海 岸 工 学 研 究 発 表 会 論 文 集

誰 か15年 以 上 後 の 新 しい 時 代 を見 通 し うる で あ ろ う か 」と して,「 つ ゝま しい設 計 」が あ わ せ必 要 な こ とを 力 説 して い る 。 わ れ わ れ は将 来 計 画 と とも に,こ れ に適 応 し,か つ そ の時 々 の 形態 がそ れ 自 身港 の 完 全 な機 能 を 発 揮 し う る第1次 計画 とい う もの を あわ せ 研 究 しなけ れ ば な ら な い。 最 近 の神 戸 港第 七 突堤 及 び 第 八突 堤 の工 事,尼 図-28(a) 神 戸 港 に お け る15号 台 風 の記 録 (昭 和.29.9.26.神 戸 海 洋気 象 台調 べ に よ る) 図-28(b) 神 戸港 第七 実 堤 断 面 図 崎 の 防 潮堤,伊 勢 湾周 辺 の海 岸堤 防 な ど,す べ て1∼ 2年 間 に急 速 施 工 され てお り,み な この工 期 の短 縮 と い う要 求 をみ た す た め に努 力 が 集 中 され てい る。 この た め にわ れ わ れ技 術 者 と して は,つ ぎの よ うな方 法 で 解 決 に 当つ て い る 。 1.事 前 の 調査 を入 念 に 大 がか りに行 い,し か も調 査 方法 自体 に 新 しい方 法 を 採 用 す る。 2.設 計 及 び使 用 材 料 に新 しい考 え方 を採 用 す る。 3.施 工 機 械,施 工 組 織 を 含 め て,施 工 法 と して安 価 で速 か で,し か も安 全 な 方 法 が とられ て い る 。 4.調 査 研 究 機 関 が工 事 担 当者 と同一 現 場 で た えず 協 同作 業 を し,trial and errorの 態 度 で 問 題 の解 決 に 当つ て い る。 このた め に は今 ま で研 究 機 関 に まか さ れ てい た諸 計器 を現 場 員 が 使 用 して い る。 (2)海 岸 工学 か らみ た最 近 の臨 海 工 事 1.岸 壁,棧 橋 工事 につ い て 神 戸 港 矛 七 突堤 の構 造 が ど う して ま とめ られ た か に つ い て は,昨 年 の 水 工 学 講 習 会 で 述 べ た が,棧 橋 構 造 系 を 簡単 な工 場 打 ち コ ン ク リー ト部 材 要 素 に分 け,流 れ作 業 に よつ て 急速 工 事 が で き る とい う こ とに苦 心 が 払 わ れ て い る。 こ ゝでは 天 端高 に つ い て考 えて み よ う。本 年9月26 日の15号 台 風 で は,神 戸 港 の 検 潮記 録(図-28(a))に よれ ば,同 日9時12分 に2.93mを 示 し,室 戸 台 風 の ジ3.94m,エ ー ン台 風 の3.16mに つ ぐ記 録 で あつ た 。 この た め に港 内 各 突 堤 を 波 が 洗 い,上 屋 の扉 や 側 面

図-29 神戸港 メリケ ン波止場の高潮波浪状況

(腰 まわ り)が彎 曲 破 壊 され,庫 内 貨 物 が ぬ れ て,甚 大 な 経 済 的損 害 を うけ て ,いる。 と こち が矛 七 突 堤 で は天 端 高 を +4.05mに 設 計 して い たか ら(図-28 (b)),波 の反 射,高 潮 の浸 水 は皆 無 で あ り,庫 内 貨 物 は全 くぬ れ な か つ た。 図 -29∼ 図-32は この15号 台風 に よ る 港 内主 要 岸壁 の浸 水 状 況,被 害 状 況 を 示 し,図-33は12号 台 風 に よる上 屋 の 破 壊 状 況 を 示 した もの で あ る 。一 般 に 岸 壁 の天 端 高 は 大 潮 平均 満 潮面 上1.5 16-10

臨 海 工 事 に お け る 最 近 の 諸 問 題

141

図-30 神戸港中突堤の高潮波 浪状況

図-31 神戸港 第五突堤及び 三井棧橋

(東神倉庫前)の高潮波浪 状況

図-32 神戸港上屋の浸水 状況

(第三突堤か ら第二突堤をみ る)

図-33 昭 和29年12号 台 風 で破 壊 され た 神 戸 港 の 上 屋 ∼1 .8m程 度 に とられ る。艀,機 帆 船 に対 して は,天 端 が高 す ぎ る と渡 り板 が 急勾 配 とな り,干 潮 の とき は特 に荷 役 の能 率 が わ るい 。 また 排 水 や道 路 の関 係,背 後 埋 立 地 あ高 さ も これ に左 右 され,土 量 や 工 費 に ひ び い て くる。 天 端 が低 す ぎ て も,少 々 の 高 潮 や 波 です ぐに 海 水 が か ゝ り,エ プ ロ ン上 の 荷 物 を ぬ らし上 屋 に浸 水 す る と と もに,天 端 工 や 裏 込 め土 砂 の 流 出 の原 因 にな る。 最 近 で は 荷 役 に機 械 の 占 め る割 合 が 多 くな っ て ぎた か ら,高 潮 に よ る海 面 上 昇 の 外 に 波 の影 響 を 考 え て,工 費の 許 す限 りな るべ く天 端 を高 くした 方 が よ い。 矛 七突 堤 で は さ らに 桁 が け,床 版 コ ンク リー ト打 ちをdry work で や り,工 期 を 早 くす るた め に,上 記 の天 端 高 を とっ たわ け で あ る。 岸 壁 な どの破 壊 が 天端 の溢 流 に よる破 損 に 始 じま る こ とを 思 い,一 度 上 屋 内 に浸 入 した海 水 が 貨物 に与 え る経 済 的損 失を 考 え あ わ せ る と,特 に天 端 高 の重 要 性 が 痛 感 され る。 尼崎 防潮 堤 の天 端高 も,過 去 の記 録 の調 査 と模 型 実 験 に よっ て,高 潮 と波 浪 に よ る海 面 上 昇 を 正 確 に推 定 し,あ る余 裕 を み てO.P.+7.0∼+8.0mと 決 定 さ れ て い る 。 棧 橋 構造 は 軽 くて沈 下 な どの 心 配 は少 ない が,岸 壁 に 較 べ て や ゝ剛 性 が 劣 る とい わ れ て い る。 この 意味 か ら,神 戸 港 第 七 突 堤 の水 平 荷 重 に 対す る振 動 実 験 は,高 層建 築物 の震 度 分 布 や 減 衰 の程 度 につ いて,有 益 な資 料 が 出 され る も の と期待 され る(図-34,35,36)。 2.防 波 堤 工 事 に つ い て 和 歌 山 港 の 防波 堤 では,前 述 の よ うに,ジ ェー ン,ル ー ス, 昭 和28年13号,同29年12号 及 び15号 の各 台 風 な どに よつ て,基 礎 捨石 が 洗 掘 され てい る。 この 防波 堤 は 湾 外 に あっ て 波 高 が 比較 的 高 い の で,今 後 も同 様 の 災害 が 起 る可能 性が あ り, 波 高 計 を設 置 して 記 録 を と りは じめ て い る。 昭 和21年 の南 海 地 震 に よ る地 盤変 動 で堤 体 が ゆ るみ,海 水位 に変 化 を生 じて い た ので 乳 被 害 を うけ や す い 状 態 に あっ た こ とは否 め な い が,堤 体 前面 の水 深,マ ウ ン ドの 高 さや 勾 配 な どか ら み て,砕 け波 を 生 じや す く, 大 きい 波 圧 と洗 掘 を受 けた 図-34 神 戸港 第七 実 堤 振 動実 験(1) 上 屋 全 体 にダ イヤ ーを まきつ け て 引張 り準 備 完 了 。 15-11

図 面 平.

臨 海 工 事 に お け る 最 近 の 諸 問 題

143

144

海 岸 工 学 研 発 発 表 会 論 文 集

の で な いか と思 わ れ る。 この 復 旧 に際 し ては,以 上 の 問 題 を解 決 して 新(対策 を確 立 す る必要 を認 め,現 地調 査 と模 型 実 験 を 開 始 した と ころ で あ る 。 現 在施 工 中の 松 山港 防波 堤 は,捨 石 マ ウ ン ドの 上 に ケー ソ ンを 据 え る混成 堤 構 造 で あ る。起 重 機 な どの施 工 施 設 に制 限 され て 大型 ケー ソ ンを造 れ ない の で,予 め 下 半部 だ け を 造 つ て現 地 に 浮 上 運搬 し,据 え つ け て か ら干潮 時 に 上 半部 を場 所 打 ち コ ン ク リー ト施 工 して い る(図-37て(a),(b),(c),(d))。 潮 差が 大 きい ので, 適 当 な 水深 のプ ラ ン トに順 次沈 め て うち つ げ ば,高 さ 図-37(c) 松 山港 ケ ー ソ ン ・ヤ ー ド及 び 防 波堤 ケー ソ ン 図-37(d) 松 山 港ケ ー ソン の 現場 コ ン ク リー トの打 設 施 設 10.50m程 度 の コ ン ク リート・ ケ ー ソン も 造 る こ とが で き る わけ で あ る。普 通 な らば ブ ロ ック積 み 構造 とす る と ころを,な るべ く堤 体 を大 塊 に し て一 体 性 の効 果 を あ げ よ う と設 計 され たた め で あ る 。水 中 コ ンク リー トで は ない が,海 水 の影 響 を 受 け やす い充 分 か た ま ら な い コ ン ク リー トが,果 して 所要 の強 度 を有 す るか ど うか を施 工面 に 苦心 し,必 要 な試 験 を 行 い つゝ 施 工 を 進 め て い る。 当 初 は 図-38の よ うな小 型 ケ ー ソンの 堤体 として, 数個 を据 えつ け て あ つ たが,ル ー ス台 風 で この ケー ソ

図-38 松山港防波堤の最初の設計断面

16-14

図-39 高 知港外種崎海岸の防砂堤構造図

臨 海 工 事 に お け る 最 近 の 諸 問 題

147 ンが 港 内 側 に転 落 し,マ ウ ン ドが洗 掘 され た の で,図 -37の よ うな形 式 に 設 計変 更 した もの で あ る。 また 高 知 港桂 浜 防 波 堤 の先 端 に あ る岩 礁 は,昭 和6 年 頃 か ら除 却 に着 手,現 在 まで に約5万m3が 掘 さ く され てい る。 この現 場 は 太平 洋 に 直 面 した海 岸 に あ つ て,6∼10月 は 台風 の影 響 を うけ て作 業 しに くいの で, 11∼4月 の海 上 平穏 な と きを ね らつ て掘 さ くす る必 要 が あ り,実 際 の作 業 日数 が 少 な い 。そ れ で 今 後 十数 万 m3の 岩 礁 掘 さ くに対 し,短 期間 に 施 工 す る方 法 が 論 議 され た結 果,水 中 さ く岩 機 を採 用 す る と同 時 に,作 業 船 周 辺 の海面 を 平穏 に して 作業 時間 をな るべ く延 長 す るた め に,空 気 防 波堤 を 用 い る案 が で てい る(図-5)。 この 防 波堤 は 今 まで の とこ ろ工 期短 縮 のた め の仮 設 物 にす ぎ な いが,将 来 は艀 や 漁 船 な どの船 だ ま りの 役 目を もた せ よ うと現 場 調査 を 開 始 した 。理 論 的研 究 の結 果 は 栗 原博 士 が 話 ざれ るはず で あ るが,わ れ わ れ と しては 研 究 成 果 を直 ち に 現 地 に採 用 し,協 力 して こ の 新 防波 堤 の改 良 に資 した い と考 えて い る。 3.防 砂 堤 工 事 に つい 七 高 知港 口 の種 崎海 岸 の浸 食 防 止 の た めに,こ の3年 来 防 砂堤 工 事 が 行 われ,現 在 大 体 完 成 した 状 態 で あ る 。構造 と しては,干 潮 面 附 近 まで そ だ 基礎 上 に ブ ロ ックを 据 え,そ の間 を場 所 打 ち コ ン ク リー トで結 ん で お り,海 面 下 に な る部 分 に は ケ ー ソ ンを な らべ てい る(図-39)。 な お 防砂 堤 の 先 端 に接 続 して,潜 堤 を 出 した と ころが2ケ 所 あ る(図-40)。 防 砂 堤 の 方 向 は 沖 に 向 つ て 直 線 状 に 延 び,そ の 長 さ及 び間 隔 は 図-41の 通 りで あ る。 この 防砂 堤 は,昭 和28年13号 台 風 の ときに そ だ基 礎 附 近 まで洗 掘 され て沈 下 傾 斜 し,法 線天 端 の 線 が乱 れ た が(図-42),その 後 砂 が つ きは じめ る よ うに な り, 本 年 の12号,14号,15号 台風 の あ とは,堤 体 が うず ま る ほ ど海 岸 に砂 を よせ て い る(図-43(a),(b))。 この 砂 のつ き具 合 につ い て は,現 在 調 査 中 で あ つて,種 々 参 考 に な る結 果 が得 られ る もの と期 待 して い る。

交

献

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wind waves and swell;

Publ. No. 604. 1951.

(2)  海 上 保 安廳 水 路 部: 水 路 要 報, No. 19∼No. 21. (3) 運 輸 省 港 湾 局: 波 浪 調 査 法; 港 湾 技 術 要 報, No.5, 昭. 28.8. pp. 287-319. (4) 前 掲(3), pp. 293-295. 運 輸 技 術 研 究 所 報 告, 第3巻 第8号, 昭. 28. (5) 高 橋 龍 太 郎: 昭 和9年9月21日 の 台 風 に 因 る琵 琶 湖 の 水 位 変 化; 震 研 彙 報; 別 冊No.2, 昭. 10. (6) 和 達 清 夫: 台 風 に よ つ て 生 す る大 阪 湾 の 津 波 に つ い て; 海 〓空, 第18巻 第12号, 昭13. (7) 宮 崎 正 衛: 大 阪 湾 沿 岸 の 高 潮 に つ い て; 海 洋 報 告, 第2巻 第2号, 昭. 26. (8) 市 栄 誉: Jane台 風 に よ る高 潮 に つ い て(I); 海 洋 報 告, 第2巻 第2号, 昭26.

(9) R. Iribarren.

Translation

of a formula for

the calculation

of rock-fill dikes;

Techn.

Report-HE-116-295, Dept. of Eng. Union of

Calif., Berkeley, Aug. 1948.

(10) 松 尾 春 雄: 防 波 堤 の 安 定に 関 す る一 考 察; 土 木 試 験 所 報 告, 第34号.

(11) R.Y. Hudson: Wave pressure on breakwater;

Proc. ASCE, Vol. 78, Sep. No. 113, Jan. 1952.

E. Bruns:

Berechnung

des Wellenstosses

auf Molen und Wellenbrecher;

Jahrbuch der

Hafenbautechn.

Gesellschaft,

1941-1949, S.92

-158 .

(12) R. A.

Bagnold:

Interm. report

on wave

pressure

research;

Journ. of Institution

of

Civ. Engg., Vol. 12, 1939.

(13) 福 井 伸 二, 久能 木 眞 人, 重 松 友 道: 電 気 抵抗 線 を利 用 した荷 重 計 及 び トル ク計; 科 学研 究所 報 告, 第29巻 第5∼6号, 昭. 28.11.