特許 6904937 トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁の補修方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6904937

(24)【登録日】2021年6月28日

(45)【発行日】2021年7月21日

(54)【発明の名称】トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁の補修方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20210708BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/10 Z

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-190952(P2018-190952)

(22)【出願日】2018年10月9日

(65)【公開番号】特開2020-60012(P2020-60012A)

(43)【公開日】2020年4月16日

【審査請求日】2020年12月24日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596053585

【氏名又は名称】西日本高速道路エンジニアリング中国株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501173461

【氏名又は名称】太平洋マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000084

【氏名又は名称】特許業務法人アルガ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山内 健利

(72)【発明者】

【氏名】大田 一成

(72)【発明者】

【氏名】石井 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】石田 征男

(72)【発明者】

【氏名】安藤 哲二

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 亮太

【審査官】 柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０９４７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１５８４３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−１１７５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５７６１７０１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１４−１４８８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６２６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００３２８２２８（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／１０

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁の補修方法であって
鉄筋コンクリート製縦壁天端部のコンクリートを除去する第１の工程と、
鉄筋コンクリート製縦壁側面のかぶりをはつる第２の工程と、
上端部に開口部を有する型枠兼用ＵＦＣパネルであって、複数枚の型枠兼用ＵＦＣパネルを、はつり面から所定間隔を空けて互いに隣り合うように配置する第３の工程と、
型枠兼用ＵＦＣパネルと、はつり面との間隙に防錆剤含有無収縮モルタルを注入する第４の工程
を含む、補修方法。

【請求項2】

第２の工程において、はつり面の下端部に溝を設ける工程を更に含み、
第３の工程において、複数枚の型枠兼用ＵＦＣパネルを、該型枠兼用ＵＦＣパネルの下端を溝内に落とし込み、はつり面から所定間隔を空けて互いに隣り合うように配置する、
請求項１記載の補修方法。

【請求項3】

第３の工程において、型枠兼用ＵＦＣパネルの側面及び／又は底面に、樹脂製テープの貼付した後、複数枚の型枠兼用ＵＦＣパネルを、はつり面から所定間隔を空けて互いに隣り合うように配置し、結合ピンを隣り合うＵＦＣパネルの側面の孔部に差し込むことによりＵＦＣパネルの天端位置を確定させる、請求項１又は２記載の補修方法。

【請求項4】

第１の工程後、第３の工程前において、天端部のコンクリート除去部分に所定間隔でアンカーを打設する工程を更に含み、
第３の工程後、第４の工程前に、アンカーに連結された金具に型枠兼用ＵＦＣパネルの上端部を固定する工程を含む、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の補修方法。

【請求項5】

第３の工程後、第４の工程前に、型枠兼用ＵＦＣパネルの下端部を、連結金具を介して所定間隔で固定する工程を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の補修方法。

【請求項6】

第４の工程後、型枠兼用ＵＦＣパネル間の目地に充填剤を充填する第５の工程を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の補修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁の補修方法に関する。

【背景技術】

【0002】

トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁は、トンネル内を通行する種々の車両の排気ガス等による劣悪な環境下に晒されているため、劣化が速く進行する傾向がある。また、凍結防止剤に含まれる塩分を含んだ水が、車両の走行に伴って跳ね上げられることによる塩害により、鉄筋コンクリート製縦壁の劣化が更に進行しやすくなる。このような劣化が進行すると、路面上にコンクリート破片等が落下して重大な交通事故を引き起こすおそれがあり、事故を未然に防止するためには、劣化した鉄筋コンクリート製縦壁を速やかに補修する必要がある。

【0003】

従来、劣化した鉄筋コンクリート製縦壁の補修方法としては、例えば、下地壁面の深部に打設したアンカーにロッドを固定し、該ロッドにタイルパネルを貫通させ、下地壁面から所定の間隔を保ちながらタイルパネルを固定した後、タイルパネルと下地壁面との空間部に特定性状を有するモルタルスラリーを充填し硬化させて軽量気泡コンクリート層を形成する方法（特許文献１）、タイル貼り壁面の損傷部位又は脆弱部位を剥離除去し、壁面に取り付けたアンカーボルトで不陸を調整しつつ該壁面から所定の間隔を空けて型枠兼用タイルパネルを取り付けた後、モルタル充填時のタイルパネルの膨出を防止しつつ、タイルパネルと壁面との間に流動性モルタルを充填する方法（特許文献２）等が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１４８８２５号公報

【特許文献2】特許第５７６１７０１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の補修方法においては、縦壁側面にアンカーを打設してパネルを固定する必要があり、また縦壁の劣化部を剥離除去する際には、劣化部のみならず、健全部も除去する必要があるため、補修作業に多大な労力と時間を要することが大きな課題であった。
本発明の課題は、労力の軽減、施工期間の短縮が可能なトンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁の補修方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは種々検討した結果、鉄筋コンクリート製縦壁天端部のコンクリートを除去し、次いで縦壁側面のかぶりをはつり、次いで型枠を兼ねた特定のパネルをはつり面に所定の間隔を空けて配置し、そしてパネルとはつり面との間隙に特定のモルタルを注入することで、多大な労力を要することなく、短い施工期間でトンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁を補修できることを見出した。

【0007】

すなわち、本発明は、トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁の補修方法であって、
鉄筋コンクリート製縦壁天端部のコンクリートを除去する第１の工程と、
鉄筋コンクリート製縦壁側面のかぶりをはつる第２の工程と、
複数枚の型枠兼用ＵＦＣパネルを、はつり面から所定間隔を空けて互いに隣り合うように配置する第３の工程と、
型枠兼用ＵＦＣパネルと、はつり面との間隙に防錆剤含有無収縮モルタルを注入する第４の工程
を含む、補修方法を提供するものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁を、多大な労力を要することなく、短い施工期間で補修することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の補修方法が適用されるトンネルの一例を示す模式図である。

【図2】図１のトンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁部分を示す図である。

【図3】本発明の補修方法の一例を模式的に示す図である。

【図4】型枠兼用ＵＦＣパネルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

【0011】

図１は、本発明の補修方法が適用されるトンネルの一例を示す模式図である。図２（ａ）は、トンネル監視員通路の鉄筋コンクリート製縦壁部分を示す図であり、図２（ｂ）は車道側から見た鉄筋コンクリート製縦壁部分を示す。

【0012】

監視員通路１は、図１に示されるように、トンネル内の車道３の一端側においてトンネルの上下方向に沿って立設された鉄筋コンクリート製縦壁２と、該縦壁２の上端から横方向に延設された通路部１ａとを備えている。なお、本明細書において「鉄筋コンクリート製縦壁天端部」とは、図２（ａ）に示されるように、鉄筋コンクリート製縦壁２の底面から最も離れた端の部分２ａをいい、また「鉄筋コンクリート製縦壁側面」とは、図２（ａ）に示されるように、車道３側に面した垂直面２ｂをいう。

【0013】

鉄筋コンクリート製縦壁２の上面には、図２（ｂ）に示されているように、所定間隔で離隔した複数の手摺の支柱４ａが設置されている。各支柱４ａは、図２（ｃ）に示されるように、あと施工アンカー４ｃにより固定され、鉄筋コンクリート製縦壁２の上面から上方へと立設されている。また、隣接する支柱４ａの上端同士は、手摺棒４ｂで架設されており、支柱４ａ及び手摺棒４ｂによって、手摺４が形成されている。

【0014】

本発明の適用対象は、鉄筋コンクリート製縦壁２であるが、その劣化の程度は、下記の表１に示す外観上のグレードが「Ｉ（潜伏期）」から「III−２（加速期後期）」までであり、かつ下記の表２に示す鉄筋の腐食グレードが「Ｉ（コンクリート面にさびの付着なし）」から「III（断面欠損なし）」までであるものが、本発明の効果を享受しやすい点で好ましい。即ち、本発明の補修方法は、縦壁コンクリート内の鉄筋を交換あるいは追加しないものに好適に適用することができる。

【0015】

【表1】

【0016】

【表2】

【0017】

次に、本発明の補修方法について説明する。本発明の補修方法は、第１の工程、第２の工程、第３の工程及び第４の工程を含むものである。以下、各工程について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0018】

＜第１の工程＞
第１の工程は、鉄筋コンクリート製縦壁２の天端部２ａのコンクリートを除去する工程である。
本工程に先立ち、手摺支柱４ａのあと施工アンカー４ｃを切断し撤去する。次いで、図３に示されるように、天端部２ａのコンクリートを、コンクリート内に埋設されているあと施工アンカー４ｃの一部とともに除去する。天端部２ａのコンクリートの除去量は、コンクリートの劣化状況に応じて適宜設定可能であるが、あと施工アンカー４ｃの錆等により天端部２ａのコンクリートが劣化しているため、縦壁２天端より２００ｍｍ程度までコンクリートを除去することが好ましい。コンクリートの除去作業は、一般的な方法で行うことが可能であり、例えば、ウォールソー等を使用することができる。

【0019】

また、本発明においては、天端部２ａのコンクリート除去後、図３に示されるように、コンクリート除去部分に所定間隔でアンカー６を打設する工程を有していてもよい。アンカー６の打設は、第３の工程前までに行えばよく、更に強度を高めるために、アンカー６の縦筋に対して、異形鉄筋を横筋に配筋してもよい。このようにアンカー６を打設することで、後述する第３の工程において、ＵＦＣパネルを配置する際にアンカー６にＵＦＣパネルの上端を固定できるため、位置合わせが容易になり、隣り合うＵＦＣパネルとの不陸を抑制することができる。なお、アンカー６の打設間隔は、ＵＦＣパネルの大きさに応じて適宜設定することが可能であるが、通常２５０ｍｍ程度である。

【0020】

＜第２の工程＞
第２の工程は、鉄筋コンクリート製縦壁２の側面２ｂのかぶりをはつる工程である。はつり工程は、縦壁２の側面２ｂの上面からコンクリートの劣化部を除去すればよい。
はつり量は、はつり後の鉄筋コンクリート製縦壁２が背面土圧に耐えうる厚さを有すれば、コンクリートの劣化状況に応じて適宜設定可能であるが、通常３０〜５０ｍｍである。なお、はつり作業は、一般的な方法で行うことが可能であり、例えば、電動ハンマ又はエアーピック等を使用することができる。

【0021】

また、本工程においては、図３に示されるように、かぶり面の下端部、即ち鉄筋コンクリート製縦壁２の基礎部に溝８を設ける工程を有していてもよい。このように溝８を設けることで、後述する第３の工程において、ＵＦＣパネルを配置する際に溝８内にＵＦＣパネルの下端を落とし込むことができるため、位置合わせが容易になり、隣り合うＵＦＣパネルとの不陸を抑制することができる。なお、溝８の形成は、はつり工程前、又ははつり工程後だけでなく、はつり工程とともに行うことができる。
溝８の深さは、ＵＦＣパネルの下端を埋設できれば適宜設定可能であるが、通常５０ｍｍ程度である。また、溝８の奥行きは、後述する第３の工程においてＵＦＣパネルを配置する際のはつり面からの間隔を考慮して適宜設定することができる。なお、溝８の形成は、一般的な方法で行うことが可能であり、例えば、電動ハンマ又はエアーピック等を使用することができる。

【0022】

＜第３の工程＞
先ず、本発明で使用するＵＦＣパネルについて説明する。
本発明において「ＵＦＣパネル」とは、超高強度繊維補強コンクリート（Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete）をパネル状に成型したものであり、例えば、「超高強度繊維補強コンクリートの設計・施工指針(案)」(以下ＵＦＣ指針)に示された超高強度繊維補強コンクリート、又は、ＵＦＣ指針に示された物質移動に関する諸物性（透気係数、塩化物イオンの拡散係数）と同等の超高強度の繊維補強コンクリートを使用して製造することができる。このように超高強度繊維補強コンクリートを使用することで、パネルの軽量化が可能になり、その結果、少人数での運搬、設置が容易になるため、労力を軽減し、工期を短縮することができる。

【0023】

本発明では、ＵＦＣパネルを型枠としても使用するため、高強度、高靭性、高耐久性といった特性が求められる。例えば、下記の表３の特性を具備するＵＦＣパネルを使用することが好ましい。

【0024】

【表3】

【0025】

ＵＦＣパネルの大きさは、鉄筋コンクリート製縦壁の大きさに応じて適宜設定することが可能であるが、高さが通常８００〜１２００ｍｍ、好ましくは１０００ｍｍ程度であり、幅が通常５００〜１５００ｍｍ、好ましくは７５０〜１２００ｍｍであり、厚さが通常１０〜５０ｍｍ、好ましくは１５〜３０ｍｍである。
また、ＵＦＣパネルの形状は、鉄筋コンクリート製縦壁に対して水平方向に設置できれば特に限定されないが、その一例を図４に示す。図４（ａ）に示すＵＦＣパネル５は、矩形平板の一部に突起部５ａを有するものであり、突起部５ａには開口５ｂが設けられている。なお、図４（ｂ）に、図４（ａ）に示すＵＦＣパネル５のＩ−I線に沿った断面図を示す。図４（ａ）に示すＵＦＣパネル５は、矩形平板の一部に手摺を埋設するための開口５ｂを有する突起部５ａを備えるものであり、例えば、図４（ｃ）に示す開口５ｂの下面にインサートアンカー５ｃを取り付けることにより手摺支柱を簡便に設置することができる。なお、突起部５ａ及び開口５ｂの大きさは、手摺支柱に応じて適宜設定可能である。例えば、突起部５ａの厚みは１０〜３０ｍｍ、好ましくは１５〜２５ｍｍである。また、突起部５ａに設けられた開口５ｂの数は、手摺の設置状況により適宜設定可能であり、図４（ａ）に示すＵＦＣパネルには、開口５ｂが２つ設けられている。また、開口５ｂの端部は、図４（ｂ）に示されるように、開放端でもよく、また手摺を立設できれば閉塞端であっても構わない。
また、ＵＦＣパネル５の後述するモルタルが充填される側の面には、モルタルとの付着を向上させるために凹凸や突起などを設けてもよい。

【0026】

次に、第３の工程について説明する。
第３の工程は、複数枚のＵＦＣパネル５を、はつり面から所定間隔を空けて互いに隣り合うように配置する工程である。
ＵＦＣパネル５は、はつり面から所定間隔を空け、ＵＦＣパネル５の側面同士を当接させて互いに隣り合うように配置し、図４（ｄ）に示すように、結合ピン５ｄをガイドキーとして隣り合うＵＦＣパネル５に設けられたそれぞれの孔部５ｅに差し込み、天端位置を確定することができる。結合ピンとしては、例えば樹脂製の棒状のもので、通常は直径８〜１２ｍｍ、長さ８０〜１００ｍｍである。
また、図３に示されるように、鉄筋コンクリート製縦壁２の天端部２ａにアンカー６が打設されている場合には、アンカー６に連結された金具にＵＦＣパネル５の上端部を固定してもよい。例えば、アンカー６にボルト７ａを鉄筋クランプで固定し、ボルトにＵＦＣパネル５に貫通させ、ボルトの端部をリップ溝型鋼７ｂで嵌合してＵＦＣパネル５を固定すればよい。
更に、図３に示されるように、鉄筋コンクリート製縦壁２の下端部に溝８が設けられている場合には、溝８にＵＦＣパネル５の下端を落とし込み、はつり面から所定間隔を空けて、ＵＦＣパネル５の側面同士を当接させて互い隣り合うように配置すればよい。この場合、ＵＦＣパネル５の下端部を、金具を介して所定間隔で固定してもよい。例えば、ＵＦＣパネル５の下端部の車道側露出面と車道面とをＬ型金具９で固定すればよい。

【0027】

また、ＵＦＣパネル５の側面及び／又は底面に、樹脂製テープを貼付した後、ＵＦＣパネル５の配置を行ってもよい。これにより、第４の工程において、ＵＦＣパネル５間やＵＦＣパネル５の底部からのモルタルの漏出を防止することができる。樹脂製テープとしては、例えば、スポンジ状の素材の片面に粘着層が形成された隙間テープ等を挙げることができる。

【0028】

はつり面からＵＦＣパネル５までの間隔は、はつり量により適宜設定可能であるが、通常１０〜８０ｍｍ、好ましくは１５〜６５ｍｍである。なお、ＵＦＣパネル５が突起部５ａを有する場合には、突起部５ａ以外の部分が上記間隔を確保していればよい。

【0029】

＜第４の工程＞
第４の工程は、ＵＦＣパネル５と、はつり面との間隙１０に防錆剤含有無収縮モルタルを注入する工程である。
無収縮モルタルとしては、土木・建築用の材料として公知の各種無収縮モルタルを使用することができる。
防錆剤としては、例えば、第３級アミン等のアミン；亜硝酸カルシウムや亜硝酸リチウム等の亜硝酸塩；リン酸塩；クロム酸塩；有機リン酸エステル；エステル塩；有機酸；スルホン酸；アルキルフェノール；メルカプタン；ニトロ化合物等を挙げることができる。防錆剤は、２種以上を併用しても構わない。なお、防錆剤は、無収縮モルタルを練り混ぜる際に添加すればよく、防錆剤の添加量は、無収縮モルタル中に、通常０．１〜０．５質量％、好ましくは０．２〜０．４質量％である。

【0030】

防錆剤含有無収縮モルタルの注入は、一般的な方法で行うことが可能であり、例えば、スクイズポンプ等を使用することができる。
また、防錆剤含有無収縮モルタルの注入は、モルタル充填の確実性、作業効率の向上の観点から、複数回に分けて行うことが好ましい。例えば、ＵＦＣパネル５の上端の間隙１０に注入ホースを挿入し、防錆剤含有無収縮モルタルを鉄筋コンクリート製縦壁２の底部から中段まで注入して一層目のモルタル層を形成した後、４〜６時間程度養生する。次いで、はつり面の上端まで防錆剤含有無収縮モルタルを注入し２層目のモルタル層を形成した後、４〜６時間程度養生する。次いで、ＵＦＣパネル５の上面までコンクリートを打設し、鉄筋コンクリート製縦壁２の天端部２ａを形成する。コンクリートを打設する際には膨張材を添加してもよく、膨張材としては、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０２コンクリート用膨張材に適合した石灰系膨張材等が挙げられる。膨張剤材の添加量は、コンクリート１ｍ³当り、通常１０〜３０ｋｇである。

【0031】

鉄筋コンクリート製縦壁２の天端部２ａのコンクリートが硬化したことを確認した後、鉄筋コンクリート製縦壁２の上面に手摺を設置する。手摺の設置は、例えば、鉄筋コンクリート製縦壁２の上面に手摺取付用治具をボルトで固定した後、手摺取付用治具に手摺支柱を立設し、手摺支柱に手摺棒を架設すればよい。

【0032】

また、第３の工程において、ＵＦＣパネル５の固定に使用した金具のうち、車道３側に突出した金具は撤去することができる。この場合、金属金具の撤去後の跡穴に、無収縮モルタルを充填することができる。

【0033】

＜第５の工程＞
第４の工程後、ＵＦＣパネル５間の目地に充填材を充填する第５の工程を有していてもよい。これにより、コンクリートの劣化をより一層防止することができる。充填材としては、例えば、モルタル、樹脂等が挙げられる。なお、充填材の充填は、一般的な方法で行うことが可能である。

【0034】

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、図４（ａ）に示す突起部を有するＵＦＣパネルを使用するが、図４（ｅ）に示す矩形平板状のＵＦＣパネルを使用することもできる。この場合、手摺を設置する際には、第４の工程後、鉄筋コンクリート製縦壁２の天端面に手摺支柱を固定するためのあと施工アンカーを設置し手摺支柱取り付け後、手摺棒を架設すればよい。

【符号の説明】

【0035】

１ 監視員通路
２ 鉄筋コンクリート製縦壁
３ 車道
４ 手摺
５ ＵＦＣパネル
６ アンカー
７ａ、７ｂ、９ 金具
８ 溝
１０ 間隙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】