JP2005076416A

JP2005076416A - 補修板および補修板による施工方法

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Publication number: JP2005076416A
Application number: JP2003311898A
Authority: JP
Inventors: Shinji Tsuchida; 伸治土田; Hisayuki Matsuo; 久幸松尾; Yoshihiro Ono; 由博小野; Tatsuro Hirayama; 達郎平山; Makoto Katagiri; 誠片桐
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp; Nippon Concrete Industries Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; Nippon Concrete Industries Co Ltd
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】薄肉軽量に形成できるとともに、十分な強度が得られ、かつ目地合せなどを容易にできる補修板を提供する。
【解決手段】補修板10は、補修板本体11の内部に内部補強筋12を配筋し、この内部補強筋12と一体的に補修板本体11の裏面に沿って裏面補強筋13を配筋する。この裏面補強筋13は、補修板本体11の縁部より端部を突出し、複数の補修板10の縁部どうしを突き合せるようにすると、それらの裏面補強筋13は、その端部が相互に相手の補修板本体11の裏面に潜り込み、縁部どうしが相互に位置決めし合う。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル、橋脚、港湾構造物（桟橋、岸壁、防波堤）などの補修に用いられる補修板およびこの補修板による施工方法に関するものである。

コンクリート構造物の補修やトンネルの補修工法は、現況の被覆コンクリートや煉瓦積みなどをはつり出し、現場でコンクリートを打設または吹き付ける工法、および現状のままの状態に薄肉板を貼り付けて薄肉板と躯体との隙間をグラウトにより一体化させる工法とに大別される。

また、コンクリートの打ち替えの際に薄肉板を永久型枠として利用することも実施されている。

補修用の薄肉板としては、樹脂含浸コンクリート板（ＰＩＣ板）、熱硬化性メラミン樹脂・シリカ含有コンクリート板（ＨＭＣ版）、エポキシ・モルタル積層板（ＰＣＡフォーム）、レジンコンクリート板（ＡＳフォーム）、石材混入ポリエステル板（プロテロック）等の特殊な板と、鉄筋コンクリート製のＰＣＬ版およびＰＣＷ板がある（例えば、特許文献１〜７参照）。
特開平５−２３０９１２号公報（第１頁、図１）特開平６−２６４５１６号公報（第１頁、図２）特開平６−２６４５１７号公報（第１頁、図４）特開平６−２６４５１８号公報（第１頁、図１）特開平６−２６４５１９号公報（第１頁、図３）特開平７−１８０４９３号公報（第１頁、図３）特開平11−２７００３４号公報（第１頁、図２）

上記のＰＩＣ板、ＨＭＣ版、ＰＣＡフォーム、ＡＳフォーム、プロテロック等の特殊な板は、薄肉で耐久的であるが、単なる板であるため、補修現場での取付けが、目地合わせ、シーリング、セパレータ取付けなどにおいて煩雑である。

一方、鉄筋コンクリート製のＰＣＬ版およびＰＣＷ板は比較的大きな版の製造が可能であり、比較的安価であるが、厚みが鉄筋コンクリート製であることから厚く、最も薄いものでも８ｃｍ程度の厚みとなる。この厚みでは、トンネル補修の場合、内空部が小さくなるため、現場の条件によっては適用できないケースがある。

また、上記のようなＰＣＬ版およびＰＣＷ板は重量が嵩み、機械施工に限られるためトンネルなどでは専用のセントルを作製する必要があり、コストが高くなる問題もある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、薄肉軽量に形成できるとともに、十分な強度が得られ、かつ目地合せなどを容易にできる補修板およびこの補修板による施工方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、補修板本体と、この補修板本体の内部に配筋された内部補強筋と、この内部補強筋と一体的に補修板本体の裏面に沿って配筋されるとともに補修板本体の縁部より端部が突出された裏面補強筋とを具備した補修板であり、補修板本体の内部に配筋された内部補強筋と裏面に沿って配筋された裏面補強筋とを一体的に設けたので、裏面補強筋が補修板本体の外部に位置する分、補修板本体が薄肉軽量になるとともに、強度は十分であり、かつ、複数の補修板の縁部どうしを突き合せるようにすると、それらの補修板本体の内部補強筋と一体的な裏面補強筋は、その端部が相互に相手の補修板本体の裏面に潜り込み、縁部どうしが相互に位置決めし合うので、複数の補修板間の目地合わせなどが容易になる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の補修板において、補修板本体の縁部に固定される止め金具を備え、この止め金具は、補修板本体に当る金具本体と、補修板本体から突出された突端部とを具備した補修板であり、複数の補修板の縁部どうしを突き合せた状態で、止め金具の金具本体を一方の補修板本体の縁部に固定すると、その止め金具の突端部が他方の補修板本体の縁部に係合するので、１枚の止め金具によって複数の補修板が固定されるとともに、複数の補修板間の目地合わせなどが確実になる。

請求項３記載の発明は、施工面に沿って請求項２記載の複数の補修板を上下方向に配設し、上下方向に突出する裏面補強筋を上下方向に隣接する補修板の補修板本体に係合させるとともに止め金具により補修板を施工面に固定し、補修板の妻側の端部に沿ってその裏側に、偏平状態から膨張可能なホース材を配設し、このホース材内に膨張流体を注入してホース材を膨張させることでこのホース材により施工面と補修板との間を塞ぎ、施工面と補修板との隙間にグラウト材を注入した補修板による施工方法であり、補修板の妻側の端部に沿って配設されたホース材内に膨張流体を注入してホース材を膨張させることで、このホース材により施工面と補修板との間を塞ぐ妻壁が構築され、施工面と補修板との隙間に注入されたグラウト材の流出防止用シーリングが容易になる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の補修板による施工方法において、ホース材に沿って、通水性を有するとともにグラウト材の透過を防止する導水用シール材を配設した施工方法であり、ホース材に沿って配設された導水用シール材により、グラウト材の流出は防止されるとともに、補修板の内側へ浸み出た水は、導水用シール材により施工面とホース材との間に形成された上下方向の排水隙間を経て排水される。

請求項１記載の発明によれば、補修板本体の内部に配筋された内部補強筋と裏面に沿って配筋された裏面補強筋とを一体的に設けたので、裏面補強筋が補修板本体の外部に位置する分、補修板本体を薄肉軽量にできるとともに、十分な強度が得られ、かつ、複数の補修板の縁部どうしを突き合せるようにすると、それらの補修板本体の内部補強筋と一体的な裏面補強筋は、その端部が相互に相手の補修板本体の裏面に潜り込み、縁部どうしが相互に位置決めし合うので、複数の補修板間の目地合わせなどを容易にできる。

請求項２記載の発明によれば、複数の補修板の縁部どうしを突き合せた状態で、止め金具の金具本体を一方の補修板本体の縁部に固定すると、その止め金具の突端部が他方の補修板本体の縁部に係合するので、１枚の止め金具によって複数の補修板を固定できるとともに、複数の補修板間の目地合わせなどを確実にできる。

請求項３記載の発明によれば、補修板の妻側の端部に沿って配設されたホース材内に膨張流体を注入してホース材を膨張させることで、このホース材により施工面と補修板との間を塞ぐ妻壁を構築でき、施工面と補修板との隙間に注入されたグラウト材の流出防止用シーリングを容易に図れる。

請求項４記載の発明によれば、ホース材に沿って配設された導水用シール材により、グラウト材の流出を防止できるとともに、補修板の内側へ浸み出た水を、導水用シール材により施工面とホース材との間に形成された上下方向の排水隙間を経て外部へ排水できる。

以下、本発明を図１乃至図８に示された一実施の形態および図９乃至図１１に示された他の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図１は、補修板10を示し、この補修板10は、薄肉の補修板本体11と、この補修板本体11の内部に配筋された内部補強筋12と、この内部補強筋12と一体的に補修板本体11の裏面に沿って配筋されるとともに補修板本体11の縁部より一方または両方の端部が突出された裏面補強筋13とを具備している。

薄肉の補修板本体11は、コンクリートとしても良いが、繊維モルタル、レジンコンクリート、樹脂含浸コンクリート、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などでも可能である。

補修板本体11を薄肉コンクリート板とする場合は、曲げ強度が40ＭＰa程度のセメント質マトリックス中に金属繊維を分散したコンクリート板が望ましい。

このような薄肉コンクリート板を作るには、例えば、セメント、最大粒度が２ｍｍ以下の骨材粒子、１次粒子粒度が１μｍ以下のポゾラン系反応粒子、平均粒度が１ｍｍ以下の針状もしくは薄片状粒子、少なくとも１種の分散剤を含有する組成物、水および金属繊維を混合し、かつセメントとポゾラン系反応粒子の合計質量に対する水の質量比率が８乃至２４％の範囲にあり、金属繊維の長さが２ｍｍ以上で、金属繊維の直径に対する長さの比率が２０以上であり、骨材粒子の最大粒度に対する金属繊維の平均長さの比が１０以上であり、金属繊維の量が凝結後のコンクリート体積の４％未満であるコントクリートを用いると良い。

また、裏面補強筋13は、補修板本体11の外部に突出しているので、隣接し合う補修板本体11間の目地部が、水の浸透を防ぐような場合は鉄製で良いが、水が浸透する可能性がある場合には耐食性の材料とする。例えば、棒状の鉄筋を亜鉛などでメッキ処理したもの、ステンレス、重防食処理したもの、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ材）などである。

さらに、裏面補強筋13は、図１（ａ）に示されるように補修板本体11の外部に配設され、図１（ｂ）（ｃ）に示されるように内部補強筋12に対し直角に交差する方向に配筋され、図１（ｄ）（ｅ）に示されるように内部補強筋12と溶接部14にて一体接続されている。

図１（ｂ）（ｃ）に示されるように、補修板本体11の片側の縁部には、複数の止め金具固定穴15が設けられている。

図２は、複数の補修板10a，10bを上下方向に接続する場合の施工例を示し、最も下側の補修板10aは、裏面補強筋13が上方にのみ突出され、その上側に位置する補修板10bは、上下両方に裏面補強筋13が突出されている。

また、図２（ａ）（ｂ）に示されるように、下側に位置する補修板10aの裏面補強筋13の間に、上側に位置する補修板10bの裏面補強筋13が位置するように、２つの補修板10a，10b間では、補修板本体11の同一側端から異なる場所に裏面補強筋13が位置する。

さらに、図２（ｃ）に示されるように、下側の補修板10aは、補修板本体11の縁部に固定される止め金具16を備え、この止め金具16は、補修板本体11に当る金具本体17と、補修板本体11から突出された突端部18とを具備している。

そして、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されるように、複数の補修板10a，10bの縁部どうしを突き合せるようにすると、図３に示されるように、それらの補修板本体11の内部補強筋12と一体的な裏面補強筋13は、その端部が相互に相手の補修板本体11の裏面に潜り込み、縁部どうしが相互に位置決めし合うので、複数の補修板間の目地合わせなどが容易になる。

このように複数の補修板10の縁部どうしを突き合せた状態で、図３に示されるように補修板10の上側縁部に設けられた止め金具固定穴15を通して、トンネルの施工面としての既設覆工面19にインサート21を埋設するとともに、このインサート21に止め金具16および補修板10の止め金具固定穴15を通してアンカーボルト22を挿入し、このアンカーボルト22と螺合するナット23を締着することにより、補修板10を固定する。

このとき、止め金具16の金具本体17は相対的に下側に位置する補修板10の補修板本体11の上側縁部に固定され、また、その止め金具16の突端部18は、相対的に上側に位置する補修板10の補修板本体11の下側縁部に係合する。

このように、複数の補修板10の縁部どうしを突き合せた状態で、止め金具16の金具本体17を一方の補修板本体11の縁部に固定すると、その止め金具16の突端部18が他方の補修板本体11の縁部に係合するので、１枚の止め金具16によって複数の補修板10が固定されるとともに、複数の補修板10間の目地合わせなどが確実になる。

このようにしてトンネルの既設覆工面19の全周にわたって複数の補修板10が固定され、後で説明するシーリング処理を施した後は、図３に示されるように既設覆工面19と補修板10との隙間にグラウト材24が充填される。

このとき、裏面補強筋13が、補修板本体11とグラウト材24との境界に位置して、補修板本体11とグラウト材24とを強固に結合する働きがある。

なお、図４に示されるように、既設覆工面19と補修板10との隙間にスペーサ25を設置しておけば、このスペーサ25で止め金具16の押付け力を受けて、既設覆工面19と補修板10との間に所定の間隙寸法を確保することができる。

また、グラウト材24を注入するためのグラウトホールは予め設けても良いし、施工現場で設けても良い。例えば、図５（ａ）に示されるように補修板本体11の所定の場所に、図５（ｂ）に示されるようにノックアウト方式の穴形成用凹部26を成形しておけば、この穴形成用凹部26の底部に設けられた薄肉部27を施工現場で破壊して、グラウトホールを容易に形成できる。同様に、アンカーボルトの打込穴も容易に形成できる。

次に、図６乃至図８を参照しながら、上記補修板10をトンネル補修に適用した事例の施工方法を説明する。

図６は、トンネル周方向の施工手順を示し、図６（ａ）に示されるようにトンネルの一側底部31から既設覆工面19に沿って複数の補修板10を上方向に配設し、上下方向に突出する裏面補強筋13を上下方向に隣接する補修板10の補修板本体11に係合させながら、図６（ｂ）に示されるようにアンカーボルト22および止め金具16などにより補修板10を既設覆工面19に固定する。

このとき、薄肉の補修板本体11の裏面側には裏面補強筋13の端部が張り出しており、その裏面補強筋13の配置が異なる２つのタイプの補修板10を交互にかみ合わせて配置することにより、上下に隣接する補修板10，10間の目地部のレベルを正確に出すことができる。

また、補修板10を固定する止め金具16は、金具本体17から突出された突端部18が、隣接する補修板10にも引掛かるので、上下に隣接する補修板10，10間の目地部のレベル出しを、より正確に行なえる。

上下に隣接する補修板10，10間の目地部には、スポンジゴムを貼り、押さえ付けることにより止水を図る。

各補修板10のトンネルの既設覆工面19ヘの取付けは、補修板本体11に予め設けてある止め金具固定穴15を利用し、この止め金具固定穴15からドリルを挿入して既設覆工面19に穴をあけ、この穴にインサート21およびアンカーボルト22を設置して、このアンカーボルト22に螺合させたナット23を用いてアンカー止めする。このとき、スペーサ25（図４）を用いれば、既設覆工面19と補修板10との間に必要な間隙寸法を確保できる。

このような補修板10の施工を、図６（ｃ）に示されるように既設覆工面19の一側より、図６（ｄ）に示されるように既設覆工面19の他側にわたって連続的に行ない、そのままトンネルの他側底部まで施工する。なお、図６（ｄ）に示されるように、既設覆工面19の他側における施工は、天頂部から下方へ向ってなされるので、最先端の補修板10を突張り棒32を用いて仮止めする。

補修板10は平板であり、トンネルの既設覆工面19の曲面に合わせた形状ではないので、図６（ｃ）（ｄ）に示されるように完成後のトンネル内面は多角形となる。

このようなトンネル周方向の施工に当って、補修板10のトンネル軸方向端のシーリング処理をしておく必要がある。すなわち、図７に示されるように各補修板10の妻側の端部に沿って、その裏側に、偏平状態から膨張可能な例えばポリエチレン製のホース材33を既設覆工面19の全周にわたって配設しておく。

そして、トンネル周方向の施工後に、図８（ａ）に示されるように、このホース材33内にグラウト材などの膨張流体34を注入してホース材33を膨張させることで、このホース材33により既設覆工面19と補修板10との間を塞ぐ妻壁を構築し、そのシール状態で既設覆工面19と補修板10との隙間にグラウト材24を注入する。

このように、トンネルなどの場合、補修板10のトンネル軸方向端のシーリング処理が問題となるが、補修板10の妻側の端部に沿ってホース材33を配置し、そのホース材33内にグラウトなどの膨張流体34を注入してホース材33を膨張させることで、このホース材33により既設覆工面19と補修板10との間を塞ぐ妻壁を容易に構築でき、既設覆工面19と補修板10との隙間に注入されたグラウト材24の流出防止用シーリングが容易になる。

ホース材33には、図８（ｂ）に示されるように導水用シール材35を、このホース材33に沿って予め配設しておくと良い。この導水用シール材35は、通水性を有するとともにグラウト材24の透過を防止するもので、例えば建築分野で窓の縁部に貼付されて窓枠との隙間を塞ぐために用いられる粘着剤付きスポンジ状シール材などが望ましい。

そして、ホース材33に沿って上下方向に配設された１対の導水用シール材35の間で、図８（ｂ）に示されるように凹凸のある既設覆工面19とホース材33との隙間に上下方向の排水隙間36が形成されるので、補修板10の内側へ浸み出た水は、この上下方向の排水隙間36を経て流れ落ち、下端開口から外部へ排出される。

グラウト終了後は、電気配線の金具を取付けるのに必要なアンカーボルト22は残し、それ以外のアンカーボルト22の突出部は切断する。また、グラウト終了後は止め金具16は不要となるので、取外しても良い。

このように、補修板本体11の内部に配筋された内部補強筋12と裏面に沿って配筋された裏面補強筋13とを一体的に設けたので、裏面補強筋13が補修板本体11の外部に位置する分、補修板本体11が薄肉軽量になるとともに、強度は十分であり、かつ、複数の補修板10の縁部どうしを突き合せるようにすると、それらの補修板本体11の内部補強筋12と一体的な裏面補強筋13は、その端部が相互に相手の補修板本体11の裏面に潜り込み、縁部どうしが相互に位置決めし合うので、複数の補修板10間の目地合わせなどが容易になる。

また、本補修板10は、コンクリート構造物の補修に際して、上記のような現状のままの既設覆工面19に薄肉の補修板10を貼り付けて、この補修板10と既設覆工面19とをこれらの隙間に充填したグラウト材24により一体化させる工法に使用できるだけでなく、現況の被覆コンクリートや煉瓦積みなどをはつり出し、現場でコンクリートを打設する工法の永久型枠としても使用でき、施工性、経済性を重視した薄肉補修板である。

さらに、本補修板10は、トンネル既設覆工面の補修に関しては、極力、トンネル内空断面積の減少を少なくするために薄肉の部材とし、かつ、軽量であるため人力による施工が可能であり、人力施工の割には比較的大きな部材とすることで補修現場での施工性を向上させることができ、結果として安価な補修工法を提供できる。

特に、既に述べたように、補修板本体11を、曲げ強度が40ＭＰa程度のセメント質マトリックス中に金属繊維を分散したコンクリート材料で成形した場合は、軽量薄肉で耐久性に富むコンクリート板を実現できるとともに、経年劣化でコンクリート片が欠け落ち難くい効果もある。

以上のように、本補修板10を用いてトンネルの既設覆工面19を補修すると、極力、内空断面積の減少を少なくでき、かつ、比較的大きな部材としたことで補修現場での施工性が向上し、結果として安価な補修工法となる。また、配線の配置も簡単で仕上がりも非常にきれいな状態となる。

次に、図４に示されるように補修板10のトンネル周方向端部の形状は、平面形状であるが、図９乃至図１１に示されるように非平面形状としても良い。以下に、これらの図に示された他の実施の形態を説明する。

図９に示された実施の形態は、トンネル周方向に隣接する補修板10，10の補修板本体11，11の相互に対向する端部にて、一方の端面に円弧状凹部41が形成され、他方の端面に円弧状凸部42が形成され、円弧状凹部41の内外の縁部には角落し部43が形成されている。

そして、これらの円弧状凹部41と円弧状凸部42とを嵌合することにより、相互に対向する端部間の板厚方向の位置ずれを防止しやすいとともに、トンネル周方向に隣接する補修板10，10間に角度が付いても、それらの補修板本体11，11の相互に対向する端部間に、変わらない密着性を確保して、優れたシール性能を確保できる。

図１０に示された実施の形態は、トンネル周方向に隣接する補修板10，10の補修板本体11，11の相互に対向する端部にて、一方の端面に凹部44が形成され、他方の端面に凸部45が形成されている。

そして、これらの凹部44と凸部45とを嵌合することにより、相互に対向する端部間の板厚方向の位置ずれを確実に防止できるとともに、トンネル周方向に隣接する補修板10，10間に角度が付いても、それらの補修板本体11，11の相互に対向する端部間に、十分な密着性を確保して、シール性能を向上できる。

図１１に示された実施の形態は、トンネル周方向に隣接する補修板10，10の補修板本体11，11の相互に対向する端部にて、下側の補修板本体11の端部には、表面側に凹部46が形成されるとともに裏面側に凸部47が形成され、また、上側の補修板本体11の端部には、表面側に下側の凹部46と嵌合する凸部48が形成され、裏面側に下側の凸部47と嵌合する凹部49が形成されている。

そして、これらの凹部46と凸部48、および凹部49と凸部47を嵌合することにより、相互に対向する端部間の板厚方向の位置ずれを防止しやすいとともに、トンネル周方向に隣接する補修板10，10間に角度が付いても、それらの補修板本体11，11の相互に対向する端部間に、十分な密着性を確保して、シール性能を向上できる。

（ａ）は本発明に係る補修板の一実施の形態を示す平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその背面図、（ｄ）はその拡大された断面図、（ｅ）は（ｄ）のｅ−ｅ線断面図である。同上補修板による施工方法の一例を示す正面図であり、（ａ）は複数の補修板が分離された状態を示す正面図、（ｂ）は複数の補修板が接続される直前の状態を示す正面図、（ｃ）は複数の補修板が接続された状態を示す正面図である。同上複数の補修板が接続された施工例を示す断面図である。同上施工例でスペーサが設けられた場合の断面図である。（ａ）は同上補修板にノックアウト方式の穴形成用凹部が設けられた例を示す正面図、（ｂ）はその断面図である。同上補修板をトンネルの既設覆工面に施工した場合の一例を示す斜視図であり、（ａ）は施工が開始された直後の状態を示す斜視図、（ｂ）は施工がトンネルの一側の中段まで進んだ状態を示す斜視図、（ｃ）は施工がトンネルの天頂部付近まで進んだ状態の斜視図、（ｄ）は施工がトンネルの他側の途中まで進んだ状態を示す斜視図である。同上補修板による施工方法において妻壁を構築するためのホース材を配置した状態の正面図である。（ａ）は同上補修板による施工方法において妻壁を構築するためのホース材を膨張させた状態の断面図、（ｂ）はその膨張したホース材を拡大した断面図である。本発明に係る補修板の他の第１実施の形態を示す側面図である。本発明に係る補修板の他の第２実施の形態を示す側面図である。本発明に係る補修板の他の第３実施の形態を示す側面図である。

符号の説明

10 補修板
11 補修板本体
12 内部補強筋
13 裏面補強筋
16 止め金具
17 金具本体
18 突端部
19 施工面としての既設覆工面
24 グラウト材
33 ホース材
34 膨張流体
35 導水用シール材

Claims

補修板本体と、
この補修板本体の内部に配筋された内部補強筋と、
この内部補強筋と一体的に補修板本体の裏面に沿って配筋されるとともに補修板本体の縁部より端部が突出された裏面補強筋と
を具備したことを特徴とする補修板。
補修板本体の縁部に固定される止め金具を備え、
この止め金具は、
補修板本体に当る金具本体と、
補修板本体から突出された突端部と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の補修板。
施工面に沿って請求項２記載の複数の補修板を上下方向に配設し、上下方向に突出する裏面補強筋を上下方向に隣接する補修板の補修板本体に係合させるとともに止め金具により補修板を施工面に固定し、
補修板の妻側の端部に沿ってその裏側に、偏平状態から膨張可能なホース材を配設し、
このホース材内に膨張流体を注入してホース材を膨張させることでこのホース材により施工面と補修板との間を塞ぎ、
施工面と補修板との隙間にグラウト材を注入した
ことを特徴とする補修板による施工方法。
ホース材に沿って、通水性を有するとともにグラウト材の透過を防止する導水用シール材を配設した
ことを特徴とする請求項３記載の補修板による施工方法。