JP2018040116A - コンクリート構造物の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】仮設の支保工を用いることなく、作業時間を短縮することができるコンクリート構造物の補修方法を提供する。【解決手段】覆工コンクリート１の補修面にモルタル３を用いたモルタル層を形成して補修するコンクリート構造物の補修方法であって、補修面からの高さがモルタル層のモルタル厚Ｔ１に設定された複数のガイド２を、間隔をおいて補修面に取付けるガイド取付け工程と、隣り合うガイド２間の補修面にモルタル３を塗布してモルタル層を形成するモルタル塗布工程と、板状部材４を複数のガイド２に架け渡して、塗布したモルタル３の表面（モルタル層の表面）に貼り付ける板状部材取付け工程と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道トンネルの覆工コンクリート等のコンクリート構造物を補修するコンクリート構造物の補修方法に関する。

鉄道トンネルの覆工コンクリートや地下鉄躯体を補修する場合、埋設型枠をコンクリート構造物表面に隙間をあけて設置し、仮設の支保工で押え隙間に無収縮モルタルを充填し、養生期間をおいて支保工を解体していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２１３１９４号公報

しかしながら、従来技術では、充填する無収縮モルタルの側圧に対し、仮設の支保工が必要となり、養生期間をおいて支保工を撤去しなければならない。従って、支保工の飛出しが大きくなり、車両の建築限界を虞があると共に、支保工の設置に使用する座金・ナット等の部材が緩み外れる虞があるという問題点があった。埋設型枠内に充填する無収縮モルタルはほぼ液体であるため、埋設型枠や妻型枠を漏れないように隙間なく組み立てる必要があり、多くの作業時間を要していた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、仮設の支保工を用いることなく、作業時間を短縮することができるコンクリート構造物の補修方法を提供することにある。

本発明のコンクリート構造物の補修方法は、コンクリート構造物の補修面にモルタルを用いたモルタル層を形成して補修するコンクリート構造物の補修方法であって、前記補修面からの高さが前記モルタル層のモルタル厚に設定された複数のガイドを、間隔をおいて前記補修面に取付けるガイド取付け工程と、隣り合う前記ガイド間の前記補修面に前記モルタルを塗布して前記モルタル層を形成するモルタル塗布工程と、板状部材を複数の前記ガイドに架け渡して、前記モルタル層の表面に貼り付ける板状部材取付け工程と、を有することを特徴とする。
さらに、本発明のコンクリート構造物の補修方法において、前記モルタル塗布工程では、左官仕上げで前記モルタルを塗布して前記モルタル層を形成しても良い。
さらに、本発明のコンクリート構造物の補修方法において、前記モルタル塗布工程によって形成された前記モルタル層が硬化する前に、前記板状部材取付け工程によって前記板状部材を貼り付けても良い。
さらに、本発明のコンクリート構造物の補修方法において、前記ガイド取付け工程において、前記補修面にアンカーボルトを設置し、前記板状部材取付け工程では、前記アンカーボルトを用いて前記板状部材を固定させても良い。
さらに、本発明のコンクリート構造物の補修方法において、前記アンカーボルトに、ねじ切り受けワッシャーを前記ガイドの高さに設置した後に、前記板状部材に形成した貫通孔に前記アンカーボルトを貫通させ、前記アンカーボルトにねじ込んだ緩み止めナットを締め付けて前記板状部材を固定しても良い。

本発明によれば、モルタル層を形成した後に板状部材を張り付けるため、柔らかい状態のモルタルに板状部材を設置しても側圧がほとんどないので、仮設の支保工が不要になり、作業時間を短縮でき、建築限界を侵さないで済むという効果を奏する。

本発明に係るコンクリート構造物の補修方法の実施形態による施工例を示す図である。 本発明に係るコンクリート構造物の補修方法の実施形態によるガイド取り付け工程を説明する図である。 本発明に係るコンクリート構造物の補修方法の実施形態によるモルタル塗布工程を説明する図である。 本発明に係るコンクリート構造物の補修方法の実施形態による板状部材取付け工程を説明する図である。 本発明に係るコンクリート構造物の補修方法の実施形態による板状部材取付け工程を説明する図である。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。なお、図１乃至図５において、（ｂ）は正面図であり、（ａ）は（ｂ）に示すＸ−Ｘ断面図である。

本実施形態のコンクリート構造物の補修方法は、既設トンネルの覆工コンクリート１の補修方法であり、図１を参照すると、覆工コンクリート１に対して複数のガイド２を所定の間隔（Ｌ/２）をおいて取り付け、ガイド２間にモルタル３を塗布した後、モルタル３の表面に板状部材４を密着させて固定する。

本実施形態では、板状部材４と同一形状及び同一面積（長さＬ×幅Ｗ）を単位工程として覆工コンクリート１の補修を行う。図１には、３回の単位工程による施工例が示されている。板状部材４は、長手方向（長さＬ）が既設トンネルの軸方向に配置される。従って、１回の単位工程による補修領域（以下、単位補修領域と称す）は、補修幅（既設トンネルの軸方向）が板状部材４の長さＬとなり、補修高さ（既設トンネルの周方向）が板状部材４の幅Ｗとなる。

ガイド２の覆工コンクリート１の表面（以下、補修面と称す）からの高さは、塗布するモルタル３のモルタル厚Ｔ１に設定されており、ガイド２は、モルタル厚Ｔ１を規定する層厚規定部材として機能する。また、ガイド２は、単位補修領域の補修幅方向両側にそれぞれ配置され、単位補修領域の妻側からのモルタル漏れを防ぐ埋設妻型枠として機能する。

本実施形態では、単位補修領域にモルタル３を塗布した後、モルタル３の表面に板状部材４を密着させて固定する。従って、本実施形態による補修厚は、モルタル厚Ｔ１に板状部材４の厚さＴ２を加算した値になる。また、モルタル３には、少なくとも板状部材４を固定するまでの間に剥落が生じることがない高チクソトロピー性を有し、且つ無収縮性能を有すものを用いる。

なお、モルタル３の剥落は、塗布するモルタル３の体積が大きくなるほど危険度が高くなる。ここで、モルタル厚Ｔ１は決まっているため、塗布するモルタル３の面積を制限するが、モルタル３の剥落を防止する有効な手立てとなる。従って、本実施形態では、単位補修領域の補修高さ（板状部材４の幅Ｗ）を０．５ｍ以内とすると共に、隣り合うガイド２間の間隔を１ｍ以内に設定し、塗布するモルタル３の面積を０．５ｍ^２以内に制限している。なお、単位補修領域の補修幅Ｌが１ｍ以上の場合、図１に示すように、単位補修領域内にもガイド２を取付けることで、隣り合うガイド２間の間隔を１ｍ以内に設定する。

１回の単位工程は、ガイド取付け工程と、モルタル塗布工程と、板状部材取付け工程とからなる。

まず、ガイド取付け工程について図２を参照して詳細に説明する。
ガイド取付け工程は、補修高さ方向に位置する複数個所の単位補修領域に対してまとめて行うことができる。図２には、補修高さ方向に位置する３個所の単位補修領域に対するガイド２が取付けられている例が示されている。

まず、補修を行う単位補修領域の補修面（覆工コンクリート１）に対して、不良部のはつり除去、凹部へのモルタル補修、クラックへの樹脂注入等の断面復旧処理を行う。この断面復旧処理では、必要に応じて、鉄筋防錆処理や導水処理を行う。

次に、ガイド２を取付ける補修面の劣化層を除去・研磨するケレン処理と、単位補修領域と板状部材４の固定に使用するアンカーボルト５との位置出しを行う。

次に、補修面からの高さがモルタル厚Ｔ１となるガイド２を、単位補修領域の補修幅方向両側に固定する。本実施形態では、ガイド２としてリップ溝型鋼を用い、リップ溝型鋼の背板が覆工コンクリート１に接触する向きに取り付けた。そして、後述する板状部材取付け工程において。長さＬが１ｍを超える板状部材４を用いるため、単位補修領域内にもガイド２を取付け、隣り合うガイド２間（Ｌ／２）の間隔を１ｍ以内に設定した。また、本実施形態のガイド２は、補修高さ方向に位置する３個所の単位補修領域に対するものであるため、ガイド２の長さＡは、板状部材４の幅Ｗ×３に設定されている（実際には、上下の板状部材４の接続にジョイント部材を用いるため、ジョイント部材分の長さが加算される）。

ガイド２としては、溝形鋼、山形鋼等の鋼材や、セメント系材料や、ゴム板を用いることができる。また、リップ溝型鋼、溝形鋼等の凹部があるガイド２を用いる場合、背板を覆工コンクリート１に接触させ、凹部が開口するように取付ける。さらに、リップ溝型鋼、溝形鋼、セメント系材料等の補修幅方向に厚みのあるガイド２を用いる場合、単位補修領域の補修幅方向両側に取付けるガイド２の中心軸の間隔を、板状部材４の長さＬに設定する。これにより、単位補修領域の補修幅方向両側に取付けられたガイド２は、既設トンネルの軸方向に隣接する単位補修領域のガイド２としても用いることができる。

ガイド２の取付けは、例えば、打込アンカー６によって行うことができる。この際、打込アンカー６の突出量は、モルタル厚Ｔ１未満に設定する。

次に、板状部材４の固定に使用するアンカーボルト５を覆工コンクリート１に設置する。アンカーボルト５は、例えば、ケミカルアンカーや樹脂アンカーを用いることができ、本実施形態では、１枚の板状部材４に対して４本のアンカーボルト５を設置した。なお、アンカーボルト５の突出量は、建築限界を侵さない範囲で補修厚よりも大きく設定される。

次に、モルタル塗布工程について図３を参照して詳細に説明する。
モルタル塗布工程は、まず、単位補修領域の補修面に付着しているほこりを除去し、吸水調整材を塗布する。吸水調整材としては、例えば、モルタル接着増強剤であるエチレン酢酸ビニル合成高分子エマルジョンを主成分とするものを使用する。

次に、単位補修領域において、隣り合うガイド２間の補修面と、ガイド２の凹部とに高チクソトロピー性を有し、且つ無収縮性能を有すモルタル３を左官仕上げで塗布する。ガイド２の補修面からの高さは、塗布するモルタル３のモルタル厚Ｔ１である。従って、ガイド２の高さに合わせることで、左官仕上げによって塗布するモルタル３を容易にモルタル厚Ｔ１に仕上げることができる。また、隣り合うガイド２間は、コテを持つ手のストローク範囲内の１ｍ以内に設定されている。従って、左右に移動することなく、左官仕上げを行うことが可能になる。

次に、板状部材取付け工程について図４及び図５を参照して詳細に説明する。
板状部材取付け工程は、モルタル塗布工程後、直ちに（モルタル３の強度が発現する前に）行う。柔らかい状態のモルタル３の補修面を板状部材４で覆うことから、板状部材取付け工程後は、施工直後から列車通行等が可能な状態になる。また、モルタル３には、左官仕上げが可能なものが用いられるため、柔らかくても崩れない状態を保つ。従って、柔らかい状態のモルタル３の補修面に板状部材４を設置しても側圧がほとんどないので、仮設の支保工が不要になり、作業時間を短縮でき、建築限界を侵さないで済む。

板状部材４は、平板帯状で高靱性を有し埋設型枠材として使用されている板材であれば、セメントボードやＦＲＰ板、鋼板等いずれの板材を用いても良いが、人力で取り扱う程度の重さであることが望ましい。これらの条件に適合する板状部材４としては、高い緻密性、変形性能および曲げ強度を有するスムースボード（登録商標）を使用することができる。スムースボードは、セメントを主成分とし高強度ビニロン繊維を補強繊維とする板材であり、軽量で高靱性を有する表面保護性能の高いボードである。スムースボードを使用することで耐久性が向上する。

まず、板状部材４の裏面に吸水調整材を塗布すると共に、板状部材４にアンカーボルト５が貫通する貫通穴をあける。吸水調整材としては、例えば、モルタル接着増強剤であるエチレン酢酸ビニル合成高分子エマルジョンを主成分とするものを使用する。

次に、図４に示すように、アンカーボルト５にねじ切り受けワッシャー７をねじ込み、ガイド２の高さ（モルタル厚Ｔ１）に設置する。

次に、図５に示すように、板状部材４を、複数のガイド２に架け渡して、単位補修領域に塗布されたモルタル３の表面（モルタル層の表面）に貼り付け、形成した貫通穴からアンカーボルト５を表に出す。そして、アンカーボルト５に押えワッシャー８を入れた後、緩み止めナット９をねじ込み、ラチェットレンチを用いて緩み止めナット９を締め付けて板状部材４を固定する。ガイド２と、ねじ切り受けワッシャー７とは、板状部材４の取付けに際し、がたつかないように支持する支持材として機能する。そして、ねじ切り受けワッシャー７があることで、緩み止めナット９による締め付け過ぎによる板状部材４の変形を抑えることができる。また、板状部材４はモルタル３の付着以外にアンカーボルト５を利用して外から締め付けているので、補修面がはく落する心配がない。さらに、緩み止めナット９を使用することで振動等による緩みをなくすことができ、押えワッシャー８でより均等に締め付けの圧力を伝えることができる。

次に、板状部材の水平目地部にシリコンを塗布して、上下の板状部材４を接続するジョイント部材として機能するＨ型目地ジョイナー１０を設置する。Ｈ型目地ジョイナー１０を設置することで、水平方向の目地の通りを良くすることができると共に、段差をなくすことができ、表面の仕上がりが良くなる。

以下、図５に示す状態から、モルタル塗布工程と、板状部材取付け工程とを２回繰り返すことで、図１に示す施工例になる。なお、下方の板状部材４に接続して板状部材取付け工程を行う場合、下方の板状部材４に設置されたＨ型目地ジョイナー１０の凹面にシリコンを塗布した後、板状部材４をＨ型目地ジョイナー１０にはめ込みながら、貼り付ける。

以上説明したように、本実施形態は、覆工コンクリート１の補修面にモルタル３を用いたモルタル層を形成して補修するコンクリート構造物の補修方法であって、補修面からの高さがモルタル層のモルタル厚Ｔ１に設定された複数のガイド２を、間隔をおいて補修面に取付けるガイド取付け工程と、隣り合うガイド２間の補修面にモルタル３を塗布してモルタル層を形成するモルタル塗布工程と、板状部材４を複数のガイド２に架け渡して、塗布したモルタル３の表面（モルタル層の表面）に貼り付ける板状部材取付け工程と、を有する。
この構成により、モルタル層を形成した後に板状部材４を張り付けるため、柔らかい状態のモルタル３に板状部材４を設置しても側圧がほとんどないので、仮設の支保工が不要になり、作業時間を短縮でき、建築限界を侵さないで済む。また、ガイド２の高さに合わせることで、塗布するモルタル３を容易にモルタル厚Ｔ１に仕上げることができる。さらに、ガイド２は、板状部材４の取付けに際し、がたつかないように支持する支持材として機能する。

さらに、本実施形態において、モルタル塗布工程では、左官仕上げでモルタル３を塗布してモルタル層を形成する。
この構成により、ガイド２の高さに合わせることで、左官仕上げによって塗布するモルタル３を容易にモルタル厚Ｔ１に仕上げることができる。

さらに、本実施形態において、モルタル塗布工程によって形成されたモルタル層が硬化する前に、板状部材取付け工程によって板状部材４を貼り付ける。
この構成により、柔らかい状態のモルタル３の補修面を板状部材４で覆うことから、板状部材取付け工程後は、施工直後から列車通行等が可能な状態になる。

さらに、本実施形態において、ガイド取付け工程では、補修面にアンカーボルト５を設置し、板状部材取付け工程では、アンカーボルト５を用いて板状部材４を固定させる。
この構成により、板状部材４を補修面に固定させることができ、モルタル３の剥落を確実に防止することができる。

さらに、本実施形態において、アンカーボルト５に、ねじ切り受けワッシャー７をガイド２の高さに設置した後に、板状部材４に形成した貫通孔にアンカーボルト５を貫通させ、アンカーボルトにねじ込んだ緩み止めナット９を締め付けて板状部材４を固定する。
この構成により、ねじ切り受けワッシャー７は、板状部材４の取付けに際し、がたつかないように支持する支持材として機能する。そして、ねじ切り受けワッシャー７があることで、緩み止めナット９による締め付け過ぎによる板状部材４の変形を抑えることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１ 覆工コンクリート
２ ガイド
３ モルタル
４ 板状部材
５ アンカーボルト
６ 打込アンカー
７ ねじ切り受けワッシャー
８ 押えワッシャー
９ 緩み止めナット
１０ Ｈ型目地ジョイナー

Claims (5)

1. コンクリート構造物の補修面にモルタルを用いたモルタル層を形成して補修するコンクリート構造物の補修方法であって、
   前記補修面からの高さが前記モルタル層のモルタル厚に設定された複数のガイドを、間隔をおいて前記補修面に取付けるガイド取付け工程と、
   隣り合う前記ガイド間の前記補修面に前記モルタルを塗布して前記モルタル層を形成するモルタル塗布工程と、
   板状部材を複数の前記ガイドに架け渡して、前記モルタル層の表面に貼り付ける板状部材取付け工程と、を有することを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
2. 前記モルタル塗布工程では、左官仕上げで前記モルタルを塗布して前記モルタル層を形成することを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補修方法。
3. 前記モルタル塗布工程によって形成された前記モルタル層が硬化する前に、前記板状部材取付け工程によって前記板状部材を貼り付けることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート構造物の補修方法。
4. 前記ガイド取付け工程において、前記補修面にアンカーボルトを設置し、
   前記板状部材取付け工程では、前記アンカーボルトを用いて前記板状部材を固定させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンクリート構造物の補修方法。
5. 前記アンカーボルトに、ねじ切り受けワッシャーを前記ガイドの高さに設置した後に、前記板状部材に形成した貫通孔に前記アンカーボルトを貫通させ、前記アンカーボルトにねじ込んだ緩み止めナットを締め付けて前記板状部材を固定することを特徴とする請求項４記載のコンクリート構造物の補修方法。

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