JP2010121300A - 構造物の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物の壁の一方側と他方側を貫通する貫通孔を補修する際に、壁の一方側からの作業のみで確実にかつ速やかに補修を行うことのできる補修方法を提供すること。
【解決手段】本発明の構造物の補修方法は、拡縮可能に構成された蓋部材１０を、縮小した状態で壁１に生じた貫通孔４の一方側開口６から貫通孔４の内部に挿通し、縮小した状態の蓋部材１０を壁１の他方側で拡大し、拡大した状態の蓋部材１０を貫通孔４の他方側開口５の周囲壁面に当接させることによって、壁１の他方側と貫通孔４との連通状態を遮断した後、貫通孔４の一方側開口６から貫通孔４の内部に充填材２０を充填する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、構造物の補修方法に関し、特に、放射線源を格納する建物や容器の壁に生じたひび割れ等の貫通孔を補修する方法に関する。

例えば原子力発電所、核燃料再処理施設、医療用放射線利用施設等のように、放射線を発生する物体（以下、これを「放射線源」という）を格納する構造物の壁は、放射線の遮蔽や耐震性の確保という観点から、放射線源の強さに応じてその壁厚や強度が法律で定められている（例えば特許文献１及び２を参照）。そのため、このような構造物の壁に大きなひび割れ等が発生するといった事態は通常起こらないと考えられる。

しかしながら、想定を超えた力が壁に作用した場合、壁の室内側壁面と室外側壁面を貫通するような大きなひび割れ等が発生し、このひび割れ等から放射線が外部に漏れる危険性も払拭できない。このような事態が発生した場合には、高放射能にさらされる危険性があることから作業者は放射線源が格納された室内には立ち入ることはできない。このため、作業者は、室外側からの作業のみで、壁のひび割れの補修作業を速やかに行う必要がある。そこで従来は、図６に示すように、鉛板などの放射線遮蔽板でひび割れの室外側開口を塞ぐといった措置をとってきた。

特開２００５−１７２４４３号公報 特開２００３−０４１６６１号公報

図６に示したように放射線遮蔽板でひび割れの室外側開口を塞ぐ方法では、室外側の壁面が凹凸の多い形状を有している場合には、壁面に設置した放射線遮蔽板と壁面との間の隙間から放射線が外部に漏出する虞があり、確実に放射線を遮蔽することは困難である。また、ひび割れの室外側開口の近傍に、撤去することが困難な機器類が設置されている場合には、放射線遮蔽板の設置スペースが制限されるため、この方法を採用することはできない。

本発明は、上記の点に鑑み、構造物の壁の室内側と室外側を貫通するひび割れ等の貫通孔を補修する際に、壁の一方側からの作業のみで確実にかつ速やかに補修を行うことのできる方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る構造物の補修方法は、構造物を構成する壁の一方側の壁面と他方側の壁面を貫通する貫通孔を補修する方法であって、拡縮可能に構成された蓋部材を、縮小した状態で前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部に挿通し、縮小した状態の前記蓋部材を前記壁の他方側で拡大し、拡大した状態の前記蓋部材を前記貫通孔の他方側開口周囲の壁面に当接させることによって、前記壁の他方側と前記貫通孔との連通状態を遮断した後、前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部に充填材を充填することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る構造物の補修方法は、構造物を構成する壁の一方側の壁面と他方側の壁面を貫通する貫通孔を補修する方法であって、拡縮可能に構成された蓋部材を、縮小した状態で前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部に挿入し、縮小した状態の前記蓋部材を前記貫通孔内部の所定位置で拡大することによって前記壁の他方側と前記貫通孔との連通状態を遮断した後、前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部の前記蓋部材までの間に充填材を充填することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る構造物の補修方法は、上記請求項１又は２において、前記蓋部材が、軸部と、該軸部の先端に開閉可能に設けられた傘部とから構成されるものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る構造物の補修方法は、上記請求項１から３のいずれか一つにおいて、前記構造物が放射線源を格納する建物又は容器であり、前記充填材として放射線遮蔽材を用いることを特徴とする。

本発明の構造物の補修方法によれば、構造物の壁の一方側と他方側を貫通する貫通孔の補修作業を行う際に、壁の一方側からの作業のみで、補修作業を確実にかつ速やかに行うことができる。その結果、例えば放射線源を格納する建物等の壁に発生したひび割れに本発明の補修方法を適用した場合には、室外側壁面の表面形状等に関係なく、室外側からの作業のみで、確実かつ速やかに放射線を遮蔽することができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の構造物の補修方法における好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態の補修方法を用いて、壁に発生したひび割れの補修を行った状態を示す断面図である。本実施の形態で補修対象となる壁１は、例えば原子力発電所、核燃料再処理施設、医療用放射線利用施設など、放射線源（図示せず）を格納する建物や容器の壁である。壁１には、放射線源を格納する室内側壁面２と室外側壁面３とを貫通するとともに、幅方向にほぼ水平に延在したひび割れ（貫通孔）４が生じている。そして、壁１の室内側壁面２及び室外側壁面３には、それぞれひび割れ開口５，６（以下、各々を「室内側開口５」，「室外側開口６」とよぶ）が生じ、内部に空間部Ｓ（図２を参照）が形成されている。なお、図１に例示する壁１の厚さは１ｍ〜２ｍ前後、ひび割れ４の空間部Ｓの鉛直方向長さは１０ｃｍ程度を想定している。

本実施の形態に係る構造物の補修方法は、後述するように、拡縮可能に設けられた蓋部材１０を、縮小した状態で室外側開口６からひび割れ４の内部に挿通し、室内側で蓋部材１２を拡大させることでひび割れ４と室内との連通状態を遮断した後、室外側開口６から空間部Ｓに充填材２０を充填するものである。

まず、蓋部材１０について説明する。この蓋部材１０は、図１に示すように、軸部１１と、この軸部１１の一端部１１ａに取り付けられた傘部１２とから構成されている。

軸部１１は、ひび割れ４の壁厚方向の長さよりも長い寸法を有したもので、γ線やＸ線を遮蔽する能力の高い鉄や鉛等の金属材料で構成してある。軸部１１としては、上記金属材料で中実に形成したものを用いるのが好ましいが、中空に形成して水等を内部に充填したものを用いてもよい。以下では、軸部１１において、傘部１２が取り付けられた側を「先端部１１ａ」とし、反対側を「後端部１１ｂ」として説明する。

傘部１２は、作業者が軸部１１の後端部１１ｂ側に設けられた図示しない操作部を操作することにより、閉じた状態（縮小した状態）と拡開した状態（拡大した状態）とに形状を変化させることが可能な構成としてある。ここで、拡開した状態（拡大した状態）とは、ひび割れ４の室内側開口５を閉塞する方向に拡開（拡大）することを意味する。図１では図示が省略されているが、この傘部１２は、一般的な傘と同じ構造を有したものであり、以下、簡単に傘部１２の構造を説明する。傘部１２は、軸部１１の先端部１１ａに取り付けられた複数の親骨（図示せず）と、複数の親骨の外側に張設された傘布１３と、軸部１１において先端部１１ａよりも後端側に位置する部位に、軸部１１に対して摺動自在に案内される筒部材（図示せず）と、上端部が親骨と連結されるとともに下端部が筒部材と連結された複数の受骨（図示せず）とを備えて構成されている。傘布１３は、充填ノズル１５（図２を参照）から吐出される充填材２０を保持できる程度の強度を有するナイロン等の布材あるいはゴム材から構成されるものであり、必ずしも放射線遮蔽能力を有する材質を用いる必要はない。

上記のように構成される傘部１２は、軸１１の後端部１１ｂ側に設けた図示しない操作部を操作することで、閉じた状態（縮小した状態）と拡開した状態（拡大した状態）とに変化させることができる。すなわち傘部１２が閉じた状態では、上述した親骨と受骨が軸部１１とほぼ平行に収束し、傘布１３が折畳まれた状態となる。一方、作業者が操作部を操作して傘部１２を開くと、上述した親骨と受骨が軸部１１の一端部１１ａを中心に放射状に広がる。

ひび割れ４の補修作業を行う際には、傘部１２の拡開時の寸法がひび割れ４の室内側開口５の鉛直方向長さよりも大きい蓋部材１０を用いる。そして、閉じた状態の傘部１２を室外側開口６から空間部Ｓに挿通し、室内側開口５から傘部１２を突出させて拡開した後、室内側開口５の周囲の壁面に傘部１２の周縁部１４を当接させて室内側開口５を塞ぐ。これにより、室内側開口５と室内との連通状態が遮断されるため、後述する充填材２０を室外側開口６から充填する際に、充填材２０が室内側開口５から脱落するのを防止することができる。

ひび割れ４の空間部Ｓに充填される充填材２０は、γ線及び中性子を遮蔽する能力に優れた公知の放射線遮蔽材を用いる（例えば特開２００３−２５５０８１号を参照）。この放射線遮蔽材２０は、水素含有率の高い樹脂原料、重金属及び熱中性子吸収材を所定の比率で配合し、これらを混合することにより得られるゲル状の物質である。ここで、水素含有率の高い樹脂原料とは、例えば（メタ）アクリル酸の長鎖脂肪族置換基をもつ反応性の樹脂原料（モノマー）である。また、重金属とは、具体的には原子番号が２２以上の重金属又は原子番号が２２以上の重金属を含む化合物であり、例えば鉛粉（ガスアトマイズ粉）である。また、熱中性子吸収材とは、例えば炭化ホウ素、窒化ホウ素、ホウ酸である。なお、上記の放射線遮蔽材２０の組成はあくまでも一例であり、他の組成のゲル状の放射線遮蔽材２０を用いてもよい。

また、放射線遮蔽材２０として、硬化していない状態のモルタル又はコンクリート等のやや粘性のある材料を用いてもよい。このモルタル、コンクリートは、通常の建設工事で用いられる一般的なモルタル、コンクリートである。なお、放射線源からの放射線量の強度に応じて、モルタル及びコンクリートの細骨材として、例えば金属（砂鉄）等の密度の大きい重量骨材を含有させてもよい。また、コンクリートの粗骨材として、例えば鉄鉱石等の密度の大きい重量骨材を含有させてもよい。

次に、図２を参照しながら、上述した蓋部材１０及び充填材２０を用いて、室外側からひび割れ４を補修する方法の手順を説明する。蓋部材１０の傘部１２は、予め閉じた状態にしておく。まず、図２の左図に示すように、閉じた状態の傘部１２をひび割れ４の室外側開口６から空間部Ｓに挿入する。図２の中図に示すように、傘部１２全体を室内側開口５から突出させた後、軸部１１の後端部１１ｂに設けられた操作部を操作することによって傘部１２を開く。次いで、図２の右図に示すように、軸部１１を室外側に引くことにより、拡開した状態の傘部１２の周縁部１４を、室内側開口５の周囲の室内側壁面２に当接させる。これにより空間部Ｓと室内との連通状態が遮断される。

傘部１２を室内側壁面２に当接させた状態を保持したまま、室外側開口６から充填ノズル１５を差し込み、充填ノズル１５の先端からゲル状の放射線遮蔽材２０を吐出し、空間部Ｓに放射線遮蔽材２０を充填する。この際、充填ノズル１５から吐出された放射線遮蔽材２０は傘部１２で堰き止められるため、放射線遮蔽材２０が室内側に脱落することなく、確実にひび割れ４の空間部Ｓに充填されることになる。

また、図３に示すように、室内において、ひび割れ４の室内側開口５に近接して放射線源の機器３０が設置されている場合など、室内側で傘部１２を開くだけの十分な距離がない場合には、以下に示す手順で補修作業を行う。

図２に示す例では、一般的な傘のように傘部１２の周縁部１４を軸部１１の後端部１１ｂ側に向けた状態で傘部１２を閉じている。これに対して、図４に示すように、傘部１２の周縁部１４を軸部１１の後端部１１ｂと反対側に向けた状態（いわゆる猪口状）にして傘部１２を閉じる。なお、この状態で傘部１２をひび割れ４の空間部Ｓに挿入すると、傘部１２が空間部Ｓを進むうちに傘部１２の周縁部１４が広がり、周縁部１４がひび割れ４の内壁に当たってしまい、傘部１２が空間部Ｓを進まなくなることが予想される。そこで、傘部１２を空間部Ｓに挿入する前に、図４の左図に示すように、傘部１２を予め筒体１６に収納し、この状態で傘部１２を空間部Ｓに挿入する。傘部１２が室内側開口５まで到達したら、図４の中図に示すように、筒体１６のみを室外側開口６へ引く。次いで、図４の右図に示すように、傘部１２を徐々に押し出しながら拡開させる。図４の右図の状態を保持した状態で、室外側開口６から充填ノズル１５を挿入して、空間部Ｓに放射線遮蔽材２０を充填する。なお、傘部１２を右図の状態よりもさらに拡開させて傘部１２を室内側壁面２に密着させた状態としてもよい。

図５−１〜図５−３は、所定の面積のひび割れ４（室内側開口５）を傘部１２で遮蔽するための一例を示したものである。図５−１では、平面視が円形状の傘部１２を一つだけ用いて、ひび割れ４を覆っている。また、図５−２では、図５−１に示した傘部１２よりも直径の小さい円形の傘部１２を複数重ねて並設することによって、ひび割れ４を覆っている。この場合、図５−１のように直径の大きい円形の傘部１２を一つ設置する場合と比べて、室内側壁面２と傘部１２との間に充填される放射線遮蔽材２０の量が少なくて済むため、無駄がない。さらに、図５−３では、平面視が楕円状の傘部１２を用いて、ひび割れ４を覆っている。このように、平面視が楕円状の傘部１２を用いた場合、図５−１のように円形の傘部１２を設置する場合と比べて、室内側壁面２と傘部１２との間に充填される放射線遮蔽材２０の量が少なくて済むと同時に、図５−２のように直径の小さい複数の傘部１２を並設する場合と比べて、傘部１２の設置作業を速やかに行うことができるという利点がある。

上述した蓋部材１０は、ひび割れ４の空間部Ｓと室内との連通状態を遮断し、室外側開口６から充填される放射線遮蔽材２０が室内側に脱落するのを防止する機能を有していればよい。従って、上記実施の形態のように傘部１２を室内側開口５から突出させて拡開する替わりに、傘部１２をひび割れ４の内部で拡開するようにしてもよい。例えば、傘部１２を、ひび割れ４の室内側開口５（ひび割れ４の空間部Ｓの室内側端部）で拡開するようにしてもよい。この場合、傘部１２の拡開時の径は、ひび割れ４の室内側開口５を閉塞できる程度の大きさを有していればよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る構造物の補修方法によれば、放射線源を格納する建物等の壁１に発生したひび割れ４の補修を行う際に、室外側壁面３の表面形状等に関係なく、室外側からの作業のみで、確実かつ速やかに放射線を遮蔽することができる。

なお、上記実施の形態では、壁１に生じたひび割れ４を補修する例について説明したが、本発明の構造物の補修方法において補修対象となるものはひび割れに限定されるものではなく、室内側壁面２と室外側壁面３を貫通するあらゆる形状の貫通孔に適用することが可能である。

また、上記実施の形態で説明した補修作業については、人間が行う替わりにロボット（機械）を利用して行ってもよい。

また、上記実施の形態では、放射線源を格納する構造物の壁１に生じたひび割れ４を補修する例について説明したが、本発明において適用対象となる構造物は放射線源を格納する構造物に限定されるものではなく、一般的な構造物も含まれるのはもちろんである。例えば、一般的な構造物において、配管を盛り替えた後の旧い貫通孔を閉塞する場合等に、本発明の補修方法を適用することができる。要するに、壁に生じた貫通孔を閉塞する補修を、壁の一方側からの作業のみで行う必要がある場合に、本発明の補修方法を有効に適用することができる。なお、上記実施の形態以外の構造物に本発明の補修方法を適用する場合、充填材２０の材料は、構造物の種類等に応じて適切なものを選択して用いる。

さらに、上記実施の形態では、蓋部材１０として傘状に形成したものを用いたが、縮小した状態から、室内側開口５を閉塞する方向に拡大した状態に形状を変化させることが可能な構成であれば、蓋部材１０として傘状以外の他の形状のものを用いることもできる。

本実施の形態である構造物の補修方法を用いてひび割れの補修を行った状態を示す断面図である。 ひび割れを補修する手順の一例を説明する図である。 ひび割れを補修する手順の一例を説明する図である。 ひび割れを補修する手順の一例を説明する図である 所定の面積のひび割れを傘部で塞ぐ一例を示した図である。 所定の面積のひび割れを傘部で塞ぐ一例を示した図である。 所定の面積のひび割れを傘部で塞ぐ一例を示した図である。 放射線源を格納する建物で発生したひび割れを補修する従来の方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 壁
２ 室内側壁面
３ 室外側壁面
４ ひび割れ（貫通孔）
５ 室内側開口（他方側開口）
６ 室外側開口（一方側開口）
１０ 蓋部材
１１ 軸部
１１ａ 先端部
１１ｂ 後端部
１２ 傘部
１３ 傘布
１４ 周縁部
１５ 充填ノズル
１６ 筒体
２０ 放射線遮蔽材（充填材）
Ｓ 空間部

Claims (4)

1. 構造物を構成する壁の一方側の壁面と他方側の壁面を貫通する貫通孔を補修する方法であって、
   拡縮可能に構成された蓋部材を、縮小した状態で前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部に挿通し、
   縮小した状態の前記蓋部材を前記壁の他方側で拡大し、拡大した状態の前記蓋部材を前記貫通孔の他方側開口周囲の壁面に当接させることによって、前記壁の他方側と前記貫通孔との連通状態を遮断した後、
   前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部に充填材を充填することを特徴とする構造物の補修方法。
2. 構造物を構成する壁の一方側の壁面と他方側の壁面を貫通する貫通孔を補修する方法であって、
   拡縮可能に構成された蓋部材を、縮小した状態で前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部に挿入し、
   縮小した状態の前記蓋部材を前記貫通孔内部の所定位置で拡大することによって前記壁の他方側と前記貫通孔との連通状態を遮断した後、
   前記貫通孔の一方側開口から前記貫通孔内部の前記蓋部材までの間に充填材を充填することを特徴とする構造物の補修方法。
3. 前記蓋部材は、
   軸部と、該軸部の先端に開閉可能に設けられた傘部とから構成されるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の構造物の補修方法。
4. 前記構造物は、放射線源を格納する建物又は容器であり、
   前記充填材として放射線遮蔽材を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の構造物の補修方法。

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