平成23年3月11日14時46分頃に、三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の巨大地震が発生した¹⁾。この地震により宮城県栗原市で震度7を観測するなど広い範囲で強い揺れを観測した。気象庁は、この地震を「平成23年（2011年）東北地方太平洋沖地震」と命名した。東北地方太平洋沖地震及びこれに伴う原子力発電所事故による災害については、「東日本大震災」と呼称することとなった。太平洋沿岸を中心に高い津波を観測し、特に東北地方から関東地方の太平洋沿岸では激甚な被害を受けた。消防庁の取りまとめによると、12月12日17時現在、地震による死者は16,146名、行方不明者は3,333名、負傷者は6,052名、住家被害は、全壊126,491棟、半壊227,600棟、一部破損661,949棟、火災発生は286件に上っている²⁾。

地震後、国土技術政策総合研究所、土木研究所、建築研究所及び港湾空港技術研究所では、連携して関係する分野ごとに国土交通省の緊急災害対策派遣隊（TEC-FORCE）として現地対応に参画するとともに、自主調査チームを編成し、職員を現地に派遣した。

本稿は、これらの現地調査に基づき、土木施設関係の被害概況を報告するものである。なお、本文中の数値等には調査時点のものがある点に留意
していただきたい。詳細な被害調査結果については、土木施設災害調査速報³⁾として公開しており、ダウンロード可能となっているので、国土技術政策総合研究所、土木研究所のホームページを参照いただきたい。

また、東北地方太平洋沖地震による被災に対する復興とともに、今後の防災・減災対策の強化に対して両研究機関では現在様々な取り組みを進めているところである。これについてはまた別の機会に報告させていただきたい。

（国総研：運上茂樹）

気象庁の発表による本震の震度分布と震央位置におおよその震源域の範囲を加えたものを図-1に示す。宮城県栗原市で震度7を観測したほか、宮城県、福島県、茨城県、栃木県で震度6強、北海道から九州地方にかけて震度6弱から1の揺れを観測した。本震の2日前にM7.3の前震があったほか、本震より60日間に発生したM4.0以上の余震は、840回となっており、M7.0を越える余震も発生している。

国土交通省では、施設の管理を目的として全国約700箇所に地震計を設置し、地震発生直後に観測した地震動の代表値を伝送する、地震計ネットワークを整備している。

本地震においても、東北地方整備局を中心に約400箇所で地震動を観測した。このうち、最大加速度では那珂川上流出張所で観測した933㎝/s²、SI値では大崎出張所で観測した105㎝/sが最大であった。なお、観測データの最大加速度、SI値、計測震度相当値をホームページ⁴⁾ において公開中である。図-2は、その一例として、インフラ施設の地震被害と相関が高いとされるSI値（スペクトル強度）を各地震観測点で記録された加速度時刻歴波形から算出するとともに地表付近の地盤の増幅度を使用して250mメッシュ毎で面的に推計した地震動強度分布図を示したものである。

岩手県から千葉県にかけて強い地震動が広範囲で生じたことがわかる。

（国総研：片岡正次郎、長屋和宏）

今回の地震による土砂災害としては、8月3日時点で110件、死者19人の報告がなされていたが、その後の画像判読により、約200箇所の土砂移動が抽出されている。また、3月12日から29日にかけて延べ11回のヘリコプターによる概況調査を行った。土砂災害が発生する可能性が高い震度5強以上の範囲は東北から関東にかけての太平洋側に広く分布するが、その範囲に含まれていた平成20年岩手・宮城内陸地震の被災エリアでは天然ダム形成箇所を含む3,500箇所以上の斜面崩壊が当時発生したのに比較し、今回は斜面崩壊等は極めて少ない状況である。一方、これまでに報告されている土砂災害箇所は、福島県中通り地方から栃木県北部に多く、必ずしも震度や震源域からの距離に規定されていないようにも見える。

土砂災害による被害が大きかった福島県白河市周辺での現地調査の概要を以下に示す。白河市葉ノ木平地区では、幅約70ｍ、長さ約160ｍの地すべりが発生し、土塊が流動化して広がり（幅約120m）、甚大な被害（死者13名）をもたらした。土塊の最大の移動距離は約120mとみられる（写真-1）。また、白河市岡ノ内地区では、幅約50ｍ、長さ約100ｍの地すべりが発生し、土塊が30m程度流動化して被害（死者1名）をもたらした。

両地区とも地すべり発生箇所の地質は風成火山灰層で、土塊は乱された状態で流動化している。上記以外でも山腹斜面や段丘、盛土部の一部において斜面崩壊・地すべりが発生している。今後、土砂災害が発生した箇所の特徴や流動化した地すべりのメカニズム等を明らかにするには、更なる調査が必要であると考えられる。

（国総研：西　真佐人（現関東地方整備局）　土研：小山内信智、石塚忠範、武士俊也、杉本宏之）

下水道施設は、地震動及び津波により甚大な被害を受けた。11月28日現在、処理場については、稼動停止が沿岸部の大型処理場等16箇所、施設損傷が37箇所あるほか、原発事故により被災状態が確認できない処理場が9箇所ある。

管路施設については、東北から関東にかけての広い範囲（139市町村など）で、マンホール隆起や道路陥没等の被害が発生しており、茨城県潮来市や千葉県浦安市周辺では液状化現象による大きな被害が発生している。また、ポンプ場についても多数被災している。以下に、現地で確認した主な施設の被害状況について示す。

南蒲生浄化センター（仙台市宮城野区）は、仙台市域の7割の汚水を処理する市の基幹処理場である。海域に面していることから津波により設備の大半が壊滅的な被害を受け、現在は簡易処理（沈殿処理＋消毒）及び仮設遠心脱水機による汚泥処理で応急対応している（写真-2）。

福島県沿岸北部に位置する相馬市下水処理場（処理能力約7千m³/日）は、海岸から1.5㎞ほどの距離にあり、津波による浸水被害を受けた。機械・電気の一部が損傷するとともに、生物反応槽の活性汚泥が死滅し、稼動停止となったことから簡易処理（沈殿処理＋消毒）で応急対応している。

震度7を観測した栗原市は、平成20年岩手宮城内陸地震（震度6強）でも大きな被害を受けており、今回の地震でも広い範囲で被害が生じた。同市築館地区では、液状化対策未施工箇所で被害が見られたものの（写真-3）、前回地震で埋め戻し部の沈下やマンホールの隆起が生じ、液状化対策を施工し復旧した箇所においては、今回の地震での被害は軽微であり、復旧時の対策工法が有効であったと考えられる。

浦安市は本震で震度5強を観測した。新浦安駅より海側の埋立地において広域にわたり激しい液状化が見られ、多くのマンホールが隆起した地区もある。この現象は、茨城県潮来市や神栖市の開発地区においても見られた。

津波被災地等で大半の処理機能が失われ、本復旧まで何年も要すると見込まれる事態に対し、水道等が復旧する中、簡易放流に関するモニタリング方法をまとめて国土交通省下水道部より通知するとともに、4月12日に設置された下水道地震・津波対策技術検討委員会において、復旧にあたっての緊急提言（4月15日）、段階的応急復旧にあたっての提言（6月14日）、本復旧にあたっての提言（8月15日）を行った。今後、津波や広域液状化にも対応した復旧のあり方全体をまとめる予定である。

（国総研：堀江信之、横田俊宏、小川文章、深谷　渉、宮本豊尚、西村峻介、橋本　翼）

河川堤防等の被災状況の把握を目的として、表-1に示す直轄区間において現地調査を行った。堤防被災は、内陸の地震動および河口近傍の津波の作用によるものに大別される。それぞれの主だった被災形態や特徴等の概略について以下に示す。

堤防が大きく変形した区間に概ね共通する被災形態は、堤防天端とのり肩部周辺の陥没、のり尻部の側方への移動・変形、それらに伴う堤防縦断方向へ伸長するクラックの発生であった（写真-4）。クラック内に見られる高含水の土砂の噴出痕は、小段上、のり尻部などでも見られ、大規模な堤防被害を生じさせた原因として、堤体下部の液状化、基礎地盤の液状化、それらの複合要因が考えられた。

破堤部は、越水が生じており、かつ、①特殊堤区間、②河口部の海岸堤と繋がる隅角部とその周辺区間、及び③河道が湾曲しているなどのため河口から遡上してくる津波に対して川側のり面が向かい合う形になる区間のいずれかの一部であった。また、堤内側への越水流れによると推定される堤体の侵食や基礎地盤の洗掘（落堀の形成）は、写真-5に一例を示したように堤体断面を大きく減じることから、破堤に次いで程度の大きな被災の一形態と考えられる。このような地点では、痕跡水位から堤防天端で最大1m程度またはそれ以上の冠水が生じたと推察される。このような強い越流を受けながら破堤に至らなかった要因については、図-3に模式的に示すような堤内側の水位の急上昇が考えられる。その他、津波の河道内遡上流れによるのり面の植生剥離・侵食や護岸のめくれ上がりなどが散見されたが、堤体を大きく減じる状況は確認されていない。

（国総研：福島雅紀、藤田光一、服部　敦、武内慶了、福原直樹）

地震発生後から現在まで、東北地方整備局及び各自治体の道路橋について調査を実施した。今回の地震による道路橋の被害を大別すると、地震動による被害、津波の影響による被害、液状化の影響による被害の3つに分類される。

地震動による被害については、兵庫県南部地震以降に改訂された平成8年道路橋示方書による橋梁やこれに準じて耐震補強が行われた橋梁では、落橋が危惧されるような致命的な被害は確認されていない。一方で、耐震補強が施されていない橋梁には、RC橋脚の軸方向鉄筋段落し部の損傷（写真-10）、支承取り付け部の損傷（写真-11）、桁端部の損傷、鋼橋における上横構の損傷（写真-12）等、これまでの大規模な地震おいてもみられた損傷が確認された。

津波の影響による被害については、沿岸部の道路橋において東北地方から関東地方にかけて広範囲で生じた。主たる被災モードとしては①上部構造が流出（写真-13）、②橋台背面土が流出（写真-14）、③下部構造（橋脚）が流出（写真-15）及び⑤橋脚周辺や基礎の洗掘が確認された。また、道路橋は流出を免れたが側道橋（歩道橋）が流出したケースも数橋でみられた。一方で、上部構造まで津波により浸水した道路橋でも、流出していないものも多い。

液状化の影響による被害については、周辺地盤の沈下による段差が確認された事例（写真-16）があるが、橋の構造本体には安全性に影響を及ぼすような損傷は現時点では確認されていない。

東北地方太平洋沖地震は、平成7年の兵庫県南部地震を大きく超える大震災となった。東北から関東に至る広範囲にわたり、強い振動と高い津波の影響により、多くの人命とともに、公共土木施設等への激甚な被害を引き起こした。

当該研究機関では、地震動特性、地域特性、構造物特性、液状化を含む地盤特性等の多様性を踏まえた効果的な地震・津波対策のために、今回の地震により生じた被害を精査し、今後の地震・津波防災に係わる施策や研究開発に反映させていく所存である。

謝　辞

本調査の実施に当たり、国土交通本省、同東北地方整備局、同関東地方整備局、岩手県、宮城県、福島県および茨城県を始めとする関係諸機関には、災害対応でご多忙の中にもかかわらず、多大なご協力をいただいた。ここに記して深甚なる謝意を表する。

参考文献

東日本大震災情報サイト

各機関のホームページに被害調査速報等、最新の被害調査情報・報告書を掲載していますのでご参照下さい。

国土交通省国土技術政策総合研究所ホームページ：http://www.nilim.go.jp/lab/bbg/saigai/h23tohoku/index.html

独立行政法人土木研究所ホームページ：http://www.pwri.go.jp/