JP2005307451A - コンクリート開水路の更生方法および更正方法に用いるパネル - Google Patents

Abstract

【課題】流量を確保しつつ、十分な強度を回復することができる、コンクリート開水路の更生方法および更生方法に用いるパネルを提供する。
【解決手段】コンクリート開水路１０の内面に打ち付けたアンカ１２に鉄筋ユニット１４の連結部材１８を掛けて、鉄筋ユニット１４をアンカ１２に吊り下げる。パネル２０の粗度の小さな面を開水路１０と反対側に向けて、パネル２０の側壁を隣接するパネル２０の溝に挿入して、パネル２０を開水路１０の内面にアンカ１２で固定する。この内面とアンカ１２との間に充填材５２ａを満たして、開水路１０、鉄筋ユニット１４およびパネル２０を一体化させることにより、開水路１０を更生する。
【選択図】 図９

Description

この発明は、コンクリート開水路の更生方法および更正方法に用いるパネルに関し、特にたとえば、老朽化した水路を取り壊すことなく、流量の回復や水路の強度回復を図る、コンクリート開水路の更生方法および更正方法に用いるパネルに関する。

一般的なコンクリート開水路の更生方法では、コンクリート開水路の内面にパネルなどを取り付け、内面とパネルとの間に充填材などを充填している。この方法によれば、開水路の幅は狭くなるため、開水路を流れる水の流量は低下してしまう。

この問題を解決する従来のコンクリート開水路の更生方法の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１のコンクリート水路の補修構造では、コンクリート水路の側面および底面に複数の孔をそれぞれ開けて、孔にアンカーボルトを固定する。底面にモルタルを流して、表面を水平にならしたモルタル上に厚膜層を備えた板状体を載せ、板状体をアンカーボルトにナットで固定する。次に、板状体が側面に対して間隔を開けて平行になるように、板状体をアンカーボルトにナットで固定して、側面と板状体との間にモルタルを流し込んでいる。
特開２０００−２３０２２６号公報［Ｅ０２Ｂ ５／０２］

特許文献１の従来技術では、コンクリート開水路の内面粗度が改善されるので、流量を確保できるものの、充填材はモルタルだけで鉄筋が含まれていないので、コンクリート開水路自体の強度の回復は難しい。

それゆえに、この発明の主たる目的は、流量を確保しつつ、十分な強度を回復することができる、コンクリート開水路の更生方法および更正方法に用いるパネルを提供することである。

請求項１の発明は、（ａ）コンクリート開水路の内面に鉄筋ユニットを長手方向に順次取り付け、（ｂ）鉄筋ユニットを覆うように、コンクリート開水路内に粗度の小さい内面を持つパネルを取り付け、そして（ｃ）内面とパネルとの間に充填材を充填する、コンクリート開水路の更生方法である。

請求項１の発明では、コンクリート開水路の内面にパネルなどを取り付けることにより、開水路の幅は狭くなり、開水路を流れる水の流量は低下するが、パネルの表面粗度を小さくすることにより、水の流速を早くすることができ、開水路の水量を十分に確保することができる。

開水路の内面とパネルとの間に充填材を充填することにより、開水路、鉄筋ユニットおよびパネルを一体化させて、更生された開水路は一体化した強度を得ることができる。特に、引張強度の高い鉄筋ユニットを挟み込むことにより、圧縮強度は高いが、引張強度は低いモルタルやコンクリートなどの充填材の強度が補われるため、開水路は土圧および水圧に対して十分耐えることができる。

鉄筋ユニットがコンクリート開水路の長手方向に独立することにより、パネルは鉄筋ユニットを覆うことができる。

請求項２の発明は、鉄筋ユニットは係止部材およびハンチが形成された鉄筋を有する、請求項１記載のコンクリート開水路の更生方法である。

請求項２の発明では、鉄筋は開水路の内面に沿うＵ字状であり、その２つの角にハンチが形成される。この複数の鉄筋を間隔を隔てて平行に並べて、これらを棒状の係止部材で連結して、鉄筋ユニットを形成する。

鉄筋ユニットの係止部材を開水路の内面に予め取り付けておいたアンカに係止させれば、鉄筋ユニットを開水路の内面に簡単に据え付けることができる。

鉄筋ユニットを開水路の内面に取り付けると、鉄筋の角のハンチにより、鉄筋の角と開水路の内面の角との間に空間が空く。この空間へ開水路の長手方向に充填ホースを挿入して、充填ホースから充填材を注入すると、開水路の底面にも充填材を満遍なく満たすことができる。

請求項３の発明は、鉄筋ユニットをコンクリート開水路の長手方向に連結鉄筋で連結する、請求項１または２記載のコンクリート開水路の更生方法である。

アンカに係止した鉄筋ユニットをコンクリート開水路の長手方向に延びる連結鉄筋に固定することにより、コンクリート開水路は土圧によるねじれ方向の力に耐えうる強度を得る。

請求項４の発明は、連結鉄筋を鉄筋ユニットの上部とハンチに配した、請求項３記載のコンクリート開水路の更生方法である。

連結鉄筋をパネルを配置しない鉄筋ユニットの上部とハンチに配することにより、パネルをコンクリート開水路に直接固定することができ、開水路の幅を狭くすることなく連結鉄筋により鉄筋ユニットを連結することができる。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のコンクリート開水路の更正方法に用いられるパネルであって、隣接するパネル同士を連結する止水構造を有する、コンクリート開水路の更生方法に用いるパネルである。

請求項５の発明では、パネル同士を止水構造により連結すれば、開水路を流れる水がパネルの連結部から開水路の側壁内などに浸透しないので、パネルが剥がれたり、更生された開水路の強度が低下したりする恐れがない。

この発明によれば、粗度の小さいパネルを用いて流量を確保し、内面とパネルとの間に鉄筋ユニットを取り付けてコンクリート開水路に十分な強度を回復させることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明のコンクリート開水路の更生方法では、まず高圧洗浄などにより既設開水路の内面の劣化している部分を取り除く。

その後、図１に示すように長手方向に傾斜する開水路１０の側壁の上端１０ａを基準として、たとえば、開水路１０の左右側面の上端から長さＬ１が１００ｍｍ下の位置にアンカ１２を打ち付け、また、たとえば底面の幅のほぼ中心にもアンカ１２を打ち付ける。そして、これらの位置について、開水路１０の長手方向にたとえば、１５０ｍｍ間隔でアンカ１２を打ち付けていく。開水路１０の側面に取り付けたアンカ１２は元々傾斜する開水路１０の側壁の上端１０ａを基準とするので、これらの取付位置も開水路１０の長手方向に傾斜する。

アンカ１２は開水路１０の側面に対して垂直または斜め上方に向けて、アンカの全長の１／３〜１／２を開水路１０の側壁に打ち付ける。底面のアンカ１２は底面に対して垂直にして、先を底面に打ち付ける。これらのアンカ１２に図２に示す鉄筋ユニット１４を係止させる。

鉄筋ユニット１４は開水路１０の内面に沿うＵ字状の鉄筋１６および短い棒状の連結部材１８を有する。鉄筋１６は、水平に向けた底部１６ａに対して、側部１６ｂを垂直に向け、この間に斜めに角部１６ｃ（ハンチ）を設けた形状である。複数の、この実施例では２本の鉄筋１６を間隔を隔てて平行に並べて、複数の、この実施例では４本の連結部材１８でこれらを連結する。すなわち、４本の連結部材１８の内の２本の上部連結部材１８ａが２つの鉄筋１６の各両上部１６ｂをそれぞれ水平に連結し、残りの２本の低部連結部材１８ｂが間隔を隔てて２つの鉄筋１６の底部１６ａを水平に連結する。

図３に示すように、鉄筋ユニット１４の一方の上部連結部材１８ａを係止部材として開水路１０の一方側面の隣接する２つのアンカ１２上に載せ、もう一方の上部連結部材１８ａも係止部材として開水路１０の他方側面の隣接する２つのアンカ１２上に載せることにより、鉄筋ユニット１４をアンカ１２に吊り下げて、上部連結部材１８ａとアンカ１２とを結束バンド（図示せず）などで固定する。この鉄筋ユニット１４の角部にハンチ１６ｃを設けているため、開水路１０の角部と鉄筋ユニット１４の角部との間に空間１４ａが生じる。また、アンカ１２は開水路１０の長手方向に傾斜しながら取り付けられているため、これらに係止された鉄筋ユニット１４のＵ字状の底部１６ａも開水路１０の長手方向に傾斜する。

鉄筋ユニット１４を開水路１０の長手方向に取り付けていくと、次に、連結鉄筋１９を鉄筋ユニット１４の上部およびハンチ１６ｃの空間１４ａに、開水路１０の長手方向に延びるように配して、鉄筋ユニット１４を連結鉄筋１９に溶接または結束バンド（図示せず）などで取り付ける。そして、連結鉄筋１９を避けて鉄筋ユニット１４の上に、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すパネル２０を覆う。パネル２０は、たとえば長さ５００〜４０００ｍｍ、幅３００ｍｍの矩形板状であり、その一方面２０ａは粗度の小さな平滑面である。もう一方面２０ｂには台形状の突起２２および挿入部２４が設けられており、パネル２０の幅方向に間隔を隔てて複数の、この実施例では３つの突起２２および１つの挿入部２４が並ぶ。各突起２２はパネル２０の長辺と平行に延び、突起２２の台形の上底（短い辺）はパネル２０側になる。また、挿入部２４はパネル２０の長さ方向に間隔Ｐ（たとえば、２５０ｍｍ）を隔てて形成され、深さの浅い上部円筒部２６を含む。その上端はパネル２０面に開口し、下端は下部円筒部２８と接続する。下部円筒部２８は上部円筒部２６より小径で、後述するアンカ１２の頭部の径より小さく、アンカ１２の軸部の径より大きい。このため、上部円筒部２６内の下部円筒部２８上にアンカの頭部が載り、下部円筒部２８内にアンカの軸部が挿入される。そして、パネル２０の上部円筒部２６が接合する部分、上部円筒部２６の外面、および下部円筒部２８の上部の外面に樹脂層３０を重ねて、これらは連結される。

また、パネル２０の幅方向の両端２０ｃ、２０ｄにはパネル２０に対して垂直な側壁３２ａ、３２ｂがそれぞれ接続し、各側壁３２ａ、３２ｂはパネル２０側から突起２２などが形成された方向へ延びる。一方端２０ｄの側壁３２ｂの端部にＪ字状の返り３４が設けられており、側壁３２ｂの外面と返り３４の内面との間に溝３６が形成される。この溝３６内に水膨張ゴムなどの止水材３８が嵌め込まれる。

図５に示すように、パネル２０の短辺を開水路１０の長手方向にして、パネル２０の突起２２が形成された面を開水路１０の内面側に向ける。そして、パネル２０の側壁３２ａ、３２ｂ間に鉄筋ユニット１４の連結部材１８により連結された２つの鉄筋１６を挟み、パネル２０を鉄筋ユニット１４に覆わせる。このパネル２０の挿入部２４にアンカ１２を挿入して、パネル２０を開水路１０の内面にアンカ１２で固定する。この際、開水路１０の側面に対しては開水路１０の上端からたとえば長さＬ２が１００ｍ、開水路１０の底面から長さＬ３が２００ｍｍの間隔を開けて、開水路１０の側壁にパネル２０を取り付ける。一方、開水路１０の底面に対しては両側面から長さＬ４がたとえば２００ｍｍの間隔を開けて、開水路１０の底面にパネル２０を取り付ける。

このように、パネル２０を開水路１０の長手方向に取り付けていくとき、図６に示すように、パネル２０の一端２０ｃの側壁３２ａを隣接するパネル２０の一端２０ｄの側壁３２ｂに設けた溝３６に挿入して、隣接するパネル２０同士を連結する。パネル２０の側壁３２ａの端部は隣接するパネル２０の溝３６内の止水材３８を圧迫して、この接合部は止水機能を果たす。特に、止水材３８に水膨張ゴムを使用すれば、接合部の隙間から水が漏洩しても、止水材３８が水を吸収して膨張するため、接合部の隙間を塞いで止水機能を満たす。また、アンカ１２の挿入部２４の長さＬ５、パネル２０の側壁３２ａの長さＬ６と側壁３２ａにより圧縮された止水材３８の上面から側壁３２ｂの下端部までの長さＬ７との合計の長さ（Ｌ６＋Ｌ７）、およびパネル２０の溝３６の設けた側壁３２ｂの長さＬ８が等しいため、挿入部２４内のアンカ１２を開水路１０の内面に打って、挿入部２４の底面が開水路１０の内面に接すると、パネル２０の側壁３２ａは止水材３８を圧縮して、パネル２０の高さは一定になり、隣接するパネル２０同士の高さは等しくなる。

開水路１０の側壁の上部および角部を残して、開水路１０の内面をパネル２０で覆えば、次に開水路１０の角部に図７（Ａ）に示す継手部材４０を取り付ける。継手部材４０は矩形の長尺材の板状体であり、短辺の２箇所に長手方向に延びる切り込み４２が形成される。この継手部材４０の両端には貫通孔５０が間隔を隔てて長手方向に設けられ、両端部はコの字状の凹部４８が形成される。凹部４８の幅はパネル２０の厚みである。

図７（Ｂ）に示すように、継手部材４０の切り込み４２で曲げて、継手部材４０の一方の凹部４８を側面のパネル２０の下端部に嵌め込み、他方の凹部４８を底面のパネル２０の端部に嵌め込んで、継手部材４０は側面と底面とのパネル２０を連結する。そして、継手部材４０の貫通孔５０にアンカ１２を挿入して開水路１０の内面に打ち付けて、継手部材４０を開水路１０の内面に固定してから、継手部材４０とパネル２０との間の接合部分に接着剤などを塗布する。

継手部材４０を開水路１０の両角部に取り付けたら、図８に示すように、開水路１０の角と鉄筋ユニット１４のハッチ１６ｃとの間の空間１４ａに充填ホース５２を挿入して、開水路１０の底面とパネル２０との間にモルタルなどの充填材５２ａを注入する。ここに充填材５２ａが満たされたら、次に開水路１０の側壁に取り付けたパネル２０の上部内面に合板５２ｂを当て、これを型枠とする。この型枠と開水路１０の側壁との間に充填ホース５２のノズルを挿入して充填材５２ａを注入し、開水路１０の側面とパネル２０との間を満たしてから、図９に示すように型枠を外す。このとき、パネル２０に設けた台形状の突起２２は充填材５２ａに対して投錨効果を示して、パネル２０が外れにくくする。

このように、パネル２０の内面の粗度は小さいため、水流が乱れることなく、水の流速を早くなり、開水路１０の水量を十分に確保することができる。

充填材５２ａを用いて開水路１０、鉄筋ユニット１４およびパネル２０を一体化させることにより、高い引張強度の鉄筋ユニット１４は、高圧縮強度で低引張強度のモルタルやコンクリートなどの充填材５２ａの強度を補うため、更生された開水路１０は土圧および水圧に対して十分耐えることができる。具体的には、図１０に示すように、側壁内に２本の鉄筋１０ａ、１０ｂが設けられた開水路１０において、その内面から腐食が進み、内側の鉄筋１０ｂが錆びてその強度がなくなり、外側の鉄筋１０ａも一部が錆びてその強度が半減してしまったような場合でも、外側の鉄筋１０ａは充填材５２ａにより新たに取り付けた鉄筋ユニット１４と一体化されるため、設計上、開水路１０の強度は土圧に耐え得るまで回復する。

鉄筋ユニット１４を予め組んでおき、この鉄筋ユニット１４にアンカ１２に係止させることができる上部連結部材１８ａを設けておけば、開水路１０の内面のアンカ１２に上部連結部材１８ａを掛けるだけで、鉄筋ユニット１４を開水路１０の内面に簡単に取り付けることができる。

パネル２０同士を止水構造により連結することにより、開水路１０を流れる水がパネル２０の連結部から開水路１０の側壁内などに浸透して、水がパネル２０の裏側に浸入しパネル２０が剥がれたり、充填材５２ａが割れたり、鉄筋ユニット１４が錆びたりすることを防ぐことができる。

鉄筋ユニット１４の鉄筋１６にハンチ１６ｃを形成し、この鉄筋ユニット１４を開水路１０の内面に取り付ければ、開水路１０の内面の角と鉄筋ユニット１４との間の三角形状の空間１４ａへ充填ホース５２を挿入して充填材５２ａを注入すると、開水路１０の底面にも充填材５２ａを満遍なく満たすことができる。

また、鉄筋ユニット１４の上部およびハンチ１６ｃの空間に連結鉄筋１９を開水路１０の長手方向に配して、連結鉄筋１９に鉄筋ユニット１４を固定すれば、コンクリート開水路は土圧によるねじれ方向の力に耐える強度を得る。

このように鉄筋を追加して一体化すれば強度回復になるが、最も簡単には開水路の外側の土の中に鉄筋を設けてコンクリートを増し打ちすることである。しかし、この方法では外側の開削が必要となり、施工が困難であったり、コストが大幅に増加したりする。これに対して、この実施例では、鉄筋を追加することによって強度回復が可能であり、しかも外側の開削が不要なので、施工性もよく、コストも抑制できる。

なお、パネル２０の突起２２の形状は、投錨効果のある形状であれば、限定されるものでなく、たとえば逆Ｔ字形状でもよい。

また、鉄筋ユニット１４は、図２に示した形状に限定されるものではなく、鉄筋１６および連結部材１８の本数や鉄筋１６の形状などは適宜選択することができる。たとえば、図１１（Ａ）に示すように、Ｕ字形状の鉄筋１６の代わりにＬ字形状の鉄筋５４を用いて、２つの鉄筋ユニット５６を形成し、これらを向かい合わせてＵ字形状にし、２つのＬ字形状の鉄筋ユニット５６を重ねたり、図１１（Ｂ）に示すようにこれらの間を広げて他の鉄筋５８を継ぎ足したりすることにより、鉄筋ユニット５６の幅を開水路１０の幅に合わせることができる。

この発明の一実施例のコンクリート開水路の更生方法により構成される開水路にアンカを取り付けた状態を示す断面図である。 鉄筋ユニットを示す斜視図である。 図１の開水路に鉄筋ユニットを取り付けた状態を示す断面図である。 （Ａ）はパネルを示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の斜視図である。 図２の開水路の内面に図４のパネルを取り付けた状態を示す断面図である。 図５のパネルの接続部分を示す断面図である。 （Ａ）は継手部材を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の継手部材を図５のパネルに接続した状態を示す部分断面図である。 図７（Ｂ）の開水路の内面とパネルとの間に充填ホースを挿入した状態を示す断面図である。 図８の開水路の内面とパネルとの間に充填材を満たした状態を示す断面図である。 開水路を更生した状態を示す断面図である。 （Ａ）はこの発明の更生方法に用いられ得る別の例を示す鉄筋金網を幅の狭い開水路に用いる状態を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の鉄筋金網を幅の広い開水路に用いる状態を示す断面図である。

符号の説明

１０…コンクリート開水路
１２…アンカ
１４…鉄筋ユニット
１６…鉄筋
１６ｃ…ハンチ
１８…連結部材
１９…連結鉄筋
２０…パネル
３８…止水材
５２ａ…充填材

Claims (5)

1. （ａ）コンクリート開水路の内面に鉄筋ユニットを長手方向に順次取り付け、
   （ｂ）前記鉄筋ユニットを覆うように、前記コンクリート開水路内に粗度の小さい内面を持つパネルを取り付け、そして
   （ｃ）前記内面と前記パネルとの間に充填材を充填する、コンクリート開水路の更生方法。
2. 前記鉄筋ユニットは係止部材およびハンチが形成された鉄筋を有する、請求項１記載のコンクリート開水路の更生方法。
3. 前記鉄筋ユニットを前記コンクリート開水路の長手方向に連結鉄筋で連結する、請求項１または２記載のコンクリート開水路の更生方法。
4. 前記連結鉄筋を前記鉄筋ユニットの上部とハンチに配した、請求項３記載のコンクリート開水路の更生方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のコンクリート開水路の更正方法に用いられるパネルであって、
   隣接するパネル同士を連結する止水構造を有する、コンクリート開水路の更生方法に用いるパネル。

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