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あつのとどろき
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1 資料 1 平成 24 年度防波堤耐津波性能評価委員会第 4 回委員会資料 - 第 3 回委員会までの概要 - 平成 24 年 10 月 29 日国土交通省中部地方整備局名古屋港湾空港技術調査事務所株式会社日本港湾コンサルタント

2 1. 第 3 回委員会までの経緯等目次 1. 第 3 回委員会までの経緯等 1 2. 第 3 回委員会までの検討フロー 3 3. 検討条件等 4 4. 検討結果はじめに平成 23 年 3 月 11 日に発生した津波はそれまでの想定を大きく超えるもので東北地方沿岸に甚大な被害をもたらした港湾においては防波堤等の港湾構造物の多くが被災し東北地方太平洋側の港湾は一時的にその機能が全面的に停止した一方岩手県釜石港では津波により防波堤自体は壊滅的な被害を受けたものの ( 独 ) 港湾空港技術研究所の調査によると背後地への津波高を4 割低減するなど防波堤による津波減災効果があったことが報告されているこれは防波堤が存在することにより港内への津波流入量が抑制され港内における津波高と流速が低減されたものと考えられるまた港湾には被災地への緊急物資を耐震強化岸壁等を通じて輸送する拠点としての役割や復旧した企業の活動を物流面から支援する役割が求められている実際に東北の例では緊急物資の他に燃料等の貨物輸送に利用され被災地の復旧復興に大きな役割を果たしたこのような港湾の役割を果たすためには震災直後にも防波堤が倒壊せずに荷役に必要な港内静穏度を確保することが必要であるこれら防波堤の減災効果の発揮及び物流機能の確保の観点からに対しては防波堤の機能が損なわれないような構造を目指しを超える規模の津波に対しては施設の重要度や費用対効果を検討しつつ防波堤に付加的な対策を施し粘り強い構造を目指すことが求められる 1.2 検討目的中部地方整備局管内港湾においてもこれまで想定していた東海東南海南海地震津波を大きく上回る規模の津波発生の恐れがあることから中部地方整備局では管内防波堤の津波に対する安定性を確認するとともにを超える津波に対して粘り強い構造とするなど必要に応じた対策を検討することを目的に有識者による委員会を設置し検討を進めている 1.3 施設選定理由検討対象施設としては以下の理由から名古屋港外港地区防波堤 ( 高潮防波堤 ) 及び御前崎港女岩地区防波堤 ( 西 ) を選定した名古屋港は自動車航空宇宙産業など世界的なものづくり産業が集積する中部地域を後背地に抱える貿易額日本一の港であり我が国の経済活動を牽引する役割を果たしていることから検討対象としたまた高潮防波堤は大規模地震の際は液状化による沈下が想定されており地震後に防波堤天端高を確保することが重要な課題の一つである御前崎港は周辺には輸送機械や電気機器楽器などの企業が数多く立地し静岡県中西部地区の産業と経済の発展に貢献するとともに大規模地震時の静岡県西部地区の緊急物資輸送拠点として耐震岸壁が整備されており津波被災直後にも港内静穏度を確保して耐震強化岸壁等を活用した緊急物資輸送および地域の経済活動を支える港湾物流機能の早期回復を実現する必要があるまた御前崎港は南海トラフの想定地震波源域に非常に近くさらに外洋に面していることからを超える津波が押し寄せる可能性があることから検討対象とした -1-

地震動による沈下量 FLIP による地震応答解析二次元動的変形による沈下量来襲前の地震動最大クラスの津波来襲前の地震動波源モデル震源モデル波源モデル震源モデル対象施設の分類 STOC による最大津波高さ STOC による最大発生流速時刻歴水位 ( 堤体内 ) 5. 津波シミュレーション最大クラスの津波最大クラスの津波照査項目使用性粘り強い 3.

3 2. 第 3 回委員会までの検討フロー開催日審議事項 1. 想定地震津波の設定 2. 要求性能第 1 回平成 23 年 11 月 7 日第 2 回平成 24 年 2 月 16 日第 3 回平成 24 年 3 月 28 日津波波源の検討耐津波安定性照査手法の妥当性の検討耐津波検討結果( 既設 ) 対策工法について耐津波検討結果( 対策 ) 耐津波検討結果( 既設 ) 耐津波検討結果( 対策 ) 粘り強い対策工法の考え方最大クラスの津波 4. 地震動による沈下量 FLIP による地震応答解析二次元動的変形による沈下量来襲前の地震動最大クラスの津波来襲前の地震動波源モデル震源モデル波源モデル震源モデル対象施設の分類 STOC による最大津波高さ STOC による最大発生流速時刻歴水位 ( 堤体内 ) 5. 津波シミュレーション最大クラスの津波最大クラスの津波照査項目使用性粘り強い 3. 性能規定必要天端高の確保堤体の滑動堤体の転倒基礎地盤の支持力被覆材の安定性照査イスバッシュ式 6. 照査用の断面設定 1 地殻変動量 ( 最大クラスの津波 ) 2FLIP 沈下量 3 過剰間隙水圧の消散沈下量注 )23 現況 ( 対策 ) 天端高 -Σ1~3 防波堤 ( 西 ) 防波堤 ( 東 ) 7. 津波波力の算定 1 防波堤天端からの越流が発生しない場合谷本式 2 防波堤天端からの越流が発生し波状段波が発生しない場合谷本式, または静水圧のうち厳しい条件 3 防波堤天端からの越流が発生し波状段波が発生する場合谷本式, における静水面下の波圧強度を 3.0/2.2 倍に割増御前崎港の場合津波が堤体に沿って来襲するため谷本式では過大評価となる最大水位差による安定性 8. 安定性照査高潮防波堤各照査項目を検討 ( ) 各照査項目を検討 ( 最大クラスの津波 ) 津波高さ静水面 η * 静水面図 1.1 管内対象港位置図ケーソン津波来襲時の沈下量 P1 Pu ケーソン地震前地震後図 2.1 防波堤耐津波安定照査フロー -2-

3. 検討条件等 ( 以下 L1 津波 ) と最大クラスの津波 ( 以下 L2 津波 ) を対象としたなお第 3 回の L2 津波および L2 津波を引き起こす地震動は平成 23 年度の港湾局暫定版によるものである以降に第 3 回までの主な検討条件等を示す (2) 津波波源 1 (L1 津波 ) 平成 15 年度に中央防災会議が公表している 3 連動 ( 東海 +

4m 沈下 (1) 計算手法津波伝播計算については防波堤を考慮することとし 3 次元の流動を計算できる高潮津波シミュレータ (STOC:Storm surge and Tsunami simulator in Oceans and Coastal areas) 1) にて実施した御前崎港は 1.

(STOC-IC) を組み合わせることが可能であるさらに津波による漂流物の挙動を計算する STOC-DM により船舶コンテナ等の漂流の危険性や漂流したときの挙動を推定する図 3.

4 3. 検討条件等 ( 以下 L1 津波 ) と最大クラスの津波 ( 以下 L2 津波 ) を対象としたなお第 3 回の L2 津波および L2 津波を引き起こす地震動は平成 23 年度の港湾局暫定版によるものである以降に第 3 回までの主な検討条件等を示す (2) 津波波源 1 (L1 津波 ) 平成 15 年度に中央防災会議が公表している 3 連動 ( 東海 + 東南海 + 南海 ) を想定した津波波源とした 3.1 津波伝播計算名古屋港は 0.3~0.4m 沈下 (1) 計算手法津波伝播計算については防波堤を考慮することとし 3 次元の流動を計算できる高潮津波シミュレータ (STOC:Storm surge and Tsunami simulator in Oceans and Coastal areas) 1) にて実施した御前崎港は 1.5m 隆起 STOC の概要 STOC は津波被害を詳細に推定しその結果を住民等にも分かりやすく示すことを目的として港湾空港技術研究所アジア太平洋沿岸防災研究センターが開発した津波被害推定システムである太平洋など広い海域を伝播しかつ局所的に地形や構造物の影響を受けて変化する津波を高い精度で計算するために静圧モデル (STOC-ML) と非静圧モデル (STOC-IC) を組み合わせることが可能であるさらに津波による漂流物の挙動を計算する STOC-DM により船舶コンテナ等の漂流の危険性や漂流したときの挙動を推定する図 3.1 想定 3 連動モデル ( 平成 17 年度名古屋港巨大地震津波影響調査 ) 2 最大クラスの津波 (L2 津波 ) 平成 23 年度に港湾局が暫定版で公表した 5 連動 (3 連動 + 日向灘 + 海溝軸 ) を想定した津波波源とした名古屋港は 0.7~0.8m 沈下御前崎港は 1.5m 隆起 STOM-ML 津波による流体運動を計算するための静水圧近似を使用した準三次元モデルである沖合の津波では静水圧近似が良い近似となることが従来の研究により明らかなので STOC においても太平洋などを伝播する津波の計算には STOC-ML を適用するただし水深方向に多層に分割することが可能である凡例 : 現波源域 : 日向灘波源域 ( 追加 ) 海溝軸波源 ( 追加 ) 現アスペリティ海溝軸アスペリティ ( 追加 ) 300 図 3.2 想定 5 連動モデル ( 平成 23 年度港湾局暫定版 ) 1) 富田孝史柿沼太郎島田昭男 :3 次元流動モデルによる津波防波堤の防護効果に関する数値計算, 海岸工学論文集, 第 51 巻,pp

5 (3) 破壊シナリオ破壊シナリオは以下のケースと時間差の組み合わせより対象港で津波高が最大となるシナリオを選定した破壊シナリオ 1 海溝軸側陸側 2 東海日向灘 3 中央東海及び日向灘 4 日向灘東海破壊の時間差 5 分 10 分 15 分 20 分 (3) 対象地震動 L1 津波を引き起こす地震動 L2 津波を引き起こす地震動 1 海溝軸陸側へ進行するケース 2 東海日向灘へ進行するケース 3 中央東海日向灘へ進行するケース 4 日向灘東海へ進行するケース名古屋港 : 2 東海日向灘へ進行するケース時間差 20 分御前崎港 : 1 海溝軸陸側へ進行するケース時間差 5 分 3.2 防波堤の地震応答解析 (1) 計算手法液状化による地盤の剛性低下を考慮した二次元地震応答解析プログラム FLIP(Version )( 旧運輸省港湾技術研究所開発, 現独立行政法人港湾空港技術研究所 ) を使用して実施するまた部分的に地盤物性値の設定に FLIP の地盤物性値設定プログラム FLIPSIM (Version3.0.0) を使用する (2) 計算条件構成則従来法非線形反復計算法従来法 ( 一部改良型 ) ジョイント要素従来法時間間隔 0.01 捨石物性値捨石旧定数 (C=0,φ=40 ) レーレー減衰 β 非線形非液状化解析で最大応答変位分布が変化しなくなる臨界値 -4-

以下のように設定する STOC による各港の津波シミュレーション結果を下図に示す照査項目耐力作用比の下限値を越える津波基礎地盤の被覆材の支持力安定性 1.2 1.0 1.0 (粘り強い) (粘り強い) (粘り強い) 滑動転倒 1.

6 ４検討結果４２防波堤の要求性能および性能規定第３回までの防波堤耐津波安定性照査は L1 津波に対する評価を行い参考として暫定値である L2 津波名古屋港及び御前崎港の防波堤の要求性能は L1 津波に対しては使用性安全率 1.2 を L2 津波を対象とした防波堤の沈下影響度や安定性について検討したに対しては第１波で被害を受けたとしても倒壊せず第２波目以降にも最低限の耐力を保持する粘以降に第３回までの主な検討結果を添付するり強さを要求性能とする上記の要求性能より防波堤の滑動転倒基礎地盤の支持力及び被覆材の安定性照査における耐４１津波シミュレーション結果力作用比の下限値を以下のように設定する STOC による各港の津波シミュレーション結果を下図に示す照査項目耐力作用比の下限値を越える津波基礎地盤の被覆材の支持力安定性 (粘り強い) (粘り強い) (粘り強い) 滑動転倒 1.2 (粘り強い) なお各施設ともに第一線防波堤であることから以下の機能を満足するものとした沈下後の天端高さが必要天端高を下回る時嵩上げ等の対策により必要天端高を確保する L1 津波地震後の復旧期間中に港内静穏度を確保御前崎港必要天端高 = H.W.L H1/3 (10 年確率波高) C 工区 D.L+1.72m+( m) = D.L+3.16m D.L+3.2m D 工区 D.L+1.72m+( m) = D.L+3.16m D.L+3.2m 沈下後の天端高さが必要天端高を下回る時嵩上げ等の対策により必要天端高を確保する L1 津波地震後の復旧期間中に港内静穏度を確保名古屋港必要天端高 = 10 年確率高潮位 H1/3 (10 年確率波高) 鍋田堤 N.P+3.45m+( m) = N.P+4.89m N.P+4.9m 中央堤 N.P+3.45m+( m) = N.P+4.77m N.P+4.8m 知多堤 N.P+3.45m+( m) = N.P+4.58m N.P+4.6m -5-

7 4.3 防波堤の耐津波安定性照査結果 (1) 既設防波堤の照査結果 L1 津波に対する各対象防波堤の耐津波安定性と対策の方針について下表に示す表 4.1 既設防波堤の安定性照査結果対象施設耐津波安定性必要被覆材天端高堤体港外港内対策の方針御前崎港 C 工区被覆材の補強 ( 港内側 ) 防波堤 ( 西 ) D 工区被覆材の補強 ( 港外側 ) 知多堤床掘区間嵩上げ対策名古屋港知多堤高潮防波堤 SD 区間嵩上げ対策鍋田堤 SD 区間嵩上げ対策 (3) 対策断面の照査結果各施設の対策方針と委員会審議の結果を反映しに対する各防波堤の対策断面案について検討した第 4 回検討会の主なポイント 1 対策の方向性 ( 御前崎 : 津波流速対策, 名古屋 : 沈下対策 ) は変更なし 2 L2 津波および地震動の見直しに伴い検討条件を再設定 3 H24 年度の現地調査結果 ( 測量土質等 ) に基く設計条件を確定 4 早期の対策工事の実施に向けた詳細検討 ( ケーソン部材照査等 ) (2) 被覆材の照査結果御前崎港防波堤港内側の被覆材の安定質量について表 4.2 に示す各手法により照査を行ったその結果方法 B( 越流落水 ) による発生流速をもとに算定したが防波堤越流時には堤内側水位も上昇することで越流落水の影響が小さくなったこと方法 C( 目地からの噴流 ) による発生流速は非常に小さいと思われることから方法 B 方法 C ともにマウンド被覆材の安定性に影響するレベルにないと判断し設計上安全側となる方法 A の津波シミュレーション結果による流速の平面分布から被覆材の安定質量を評価することとしたここで算定流速は L2 津波による発生流速である表 4.2 港内側マウンド上の流速と被覆材の安定質量算定方法算定流速 (m/s) 被覆材の安定重量方法 A 津波シミュレーション結果により流速を設定イスバッシュ式による安定質量 7.7m/s 44t 方法 B-1 越流落水を想定した流速 ( 運動量保存則 ) を算定イスバッシュ式による安定質量 2.2m/s 27kg 方法 B-2 越波水の打込み特性の実験結果による流速を算定ハドソン式 0.17m/s 0kg 方法 B-3 自由落下式減勢工 ( 水理公式集 ) による流速を算定イスバッシュ式による安定質量 1.5m/s 2kg 方法 C ケーソン目地からの噴流を想定した流速を算定イスバッシュ式による安定質量 1.1m/s 1kg -6-

8 地盤改良表 4.3 対策工法の比較検討 ( 知多堤 ) 分類対策工法上部工嵩上げ対策断面のイメージ概要施工性構造物の安定性粘り強さ周辺海域等への影響総合評価判定経済性粘り強さ沈下対策として主要工種は上地盤の大きな沈堤体及び被覆既設防波堤周辺堤体及び被覆材の H.W.L m L.W.L. ±0.00m +7.50m 上部工嵩上げケーソンマウンド予め嵩上を行う部工の嵩上のみであり施工は容易下変形を許容することに課題がある材の安定性は確保されるのみでの作業のため影響は小さい安定性は確保される置換砂置換砂に対して液斜め施工が可液状化を抑制する適切な地盤改海底面下に対す液状化対策沈下状化対策としての地能で堤体直下のことができるため沈良率の選定などる地盤改良である抑制対策としては実地震による地盤の沈下変形対策防波堤新設 H.W.L m L.W.L. ±0.00m H.W.L m H.W.L m L.W.L. ±0.00m ケーソンマウンド置換砂ケーソンマウンド置換砂コンパクショングラウチング上部工捨石 SCP 改良上部工盤改良を行い地震時の変形沈下を抑制する改良が可能仮設構台が必要下対策としての効果は高いを行うことによって粘り強い構造が構築できため海面利用への影響はない地盤改良工法は斜るめ打設も可能で実績も多いコンパクショングラウチング工法を用いる高潮防波堤背後に施工スペース高潮防波堤の沈下新設の構造物新設防波堤構築傾斜堤を新設し天端が確保されてい量に関係なく防護機であり適切なにより海面利用高を確保するれば特段の支能を確保できる地盤改良率の選に制約を受ける障はない定などを行うことによって粘り強い構造が構築できる防波堤の背後に独施工スペース高潮防波堤の沈下新設の構造物新設防波堤構築立した防波堤を新設が確保されてい量に関係なく防護機であり適切なにより海面利用し天端高さを確保すれば特段の支能を確保できる構造断面の設定に制約を受ける績も多く粘り強い構造の構築が可能である粘り強い構造の構築が可能である経済性や海面利用性にやや劣る対粘り強い構造の構築が可能である海面利用性にやや L.W.L. ±0.00m ケーソンマウンド置換砂鋼管矢板壁捨石 SCP 改良る障はない鋼構造物のため適切な維持管理が必要場合があるすることによって粘り強い構造が構築できる劣る鋼構造物のため適切な維持管理が必要鋼管杭 -7-

Microsoft Word - 復旧方針

Microsoft Word - 復旧方針防波堤及び岸壁等の復旧の技術検討方針平成 23 年 9 月東北港湾における津波震災対策技術検討委員会 1. 基本的な考え方及び前提被災した港湾施設の復旧は被災地での輸送需要や都市産業復興との関連を考慮して計画的に進めるものとする (1) このため東北各港において設置される復興会議等の協議会が定める復旧復興方針において示された復旧する施設の優先順位や復旧水準を踏まえ設計する (3)