JP3538668B2 - 補強コンクリート構造物の解体方法と、補強コンクリート構造物と、補強コンクリート構造物の補強材と、シールド工法と、シールド工法に用いる立坑 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、補強コンクリート
構造物の解体方法、補強コンクリート構造物、補強コン
クリート構造物の補強材およびシールド機を用いたトン
ネル掘削工法と、シールド機のカッタービットで切削可
能な仮壁部を備えた立坑に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、補強コンクリート構造物の解体方
法は、削岩機や解体用重機等の機械的破壊方法が用いら
れ、特殊なケースでは爆薬による破壊が行われている。
しかし、地中に構築された土留め壁などのように、土圧
・水圧に晒されており、解体により地山崩壊の危険があ
る補強コンクリート構造物の解体方法では種々の問題が
あった。この顕著な事例はシールド工法である。

【０００３】シールド工法では、地下深い個所で立坑か
ら発進、到着を行う。 深い立坑の土留壁には、大きな
土圧、水圧が作用することから、その構造は一般的に鉄
筋コンクリート連壁あるいはＨ形鋼を連結してソイルセ
メントで固化した泥水固化壁等による強固なものとなっ
ている。従来、これらの立坑からのシールド機の発進、
到着では、土留壁背面の地盤に地盤改良のための薬液を
注入したり凍結管を複数地盤内に挿入し凍土または凍土
壁等を形成して自立させる防護工を施工して地山崩壊を
抑えてから、土留壁を人力あるいは重機で取り壊すこと
によってきた。

【０００４】しかしこの方法では地盤の改良にかなりの
工期と費用がかかる問題があった。また、地盤や深度に
よっては、これらの地盤改良によっては所定の強度や、
止水性の確保が難しい場合もあった。またこれらの背面
地盤の改良のためには、地山の露出、開放を伴うことか
ら、安全性面からの問題もあった。

【０００５】シールド機のディスクカッターで立坑の土
留壁を直接切削、開口して発進到達ができれば、経済的
であり、また安全でもある。しかし、立坑の土留壁には
補強材として鉄筋や鋼材が埋設されており、シールド機
のカッターで切削することはできなかった。

【０００６】これらの問題を解決するため、鉄筋や鋼材
に代わる補強材として高強度の炭素繊維強化プラスティ
ックを用い、石灰砕石を粗骨材とするシールド機で切削
可能な土留壁が知られている。しかし補強材の高強度の
炭素繊維強化プラスティックが高価であるため経済性に
問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、破壊予定個
所を有する補強コンクリート構造物の構築が施工しやす
く、高価な部材を用いることなく経済性に優れ、短期間
で容易に且つ確実に破壊可能にすることを目的とする。

【０００８】また、シールド工法において、シールド機
のディスクカッターで切削可能な立坑またはシールド機
の掘削進路を遮る土留め壁を提供し、シールド工法の発
進・到達の際の立坑における防護工の不要化、安全性の
確保、工期の短縮を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明の補強コンクリートの解体方法は、補強コンクリート
構造物の少なくとも破壊予定部位に設けられる補強材を
導電性の中空の外部材と、この外部材内に間隔を有して
遊挿される導電性の中空状または中実状の内部材とによ
り形成し、少なくとも外部材と内部材との間に電解質を
介在させた状態で外部材と内部材との間に電圧を印加し
て外部材の内壁または内部材の外壁をアノード溶解して
脆弱化した後、補強コンクリート構造物を破壊すること
を特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、補強コンクリー
ト構造物の破壊予定部位の補強材がアノード溶解により
電解質に溶解し脆弱化するため、構造物全体の強度は保
ちつつ破壊予定部位のみを容易且つ確実に破壊しやすく
することができる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明であっ
て、前記外部材の内壁を脆弱化した後、外部材及び内部
材に逆電圧を印加して内部材の外壁を脆弱化することを
特徴とする。この発明によれば、補強材全体を消滅させ
るように限りなく脆弱化させることができる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の発明であって、少なくとも外部材と内部材との間に介
在させる電解質が外部から供給される電解質溶液である
ことを特徴とする。この発明によれば、アノード溶解さ
れた溶出物を回収しながらアノード溶解するため、少な
い電力で効率よく脆弱化する補強材を得ることができ
る。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１から３のいず
れかに記載の発明であって、前記外部材の内壁または／
及び内部材の外壁を脆弱化した後、内部にモルタル等の
流動性充填物を充填して補強材の空洞部分を埋めること
を特徴とする。この発明によれば、空洞化した補強材の
内部が、シールド機のカッター等で切削可能な充填物で
固化され、脆弱化された補強材が剥離せず切削すること
ができる。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１から４のいず
れかに記載の発明であって、前記外部材または／及び内
部材の脆弱化途中または脆弱化後に外部材または／及び
内部材の残存量を電気抵抗値から検出することを特徴と
する。この発明によれば、脆弱化の状況を検知しながら
通電条件を管理することができ、施工予定に合わせて脆
性化を安全且つ確実に進めることができる。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１から５のいず
れかに記載の発明であって、 前記補強コンクリート構
造物が地中に施工された土留め壁であることを特徴とす
る。

【００１６】請求項７の発明は、請求項１から６のいず
れかに記載の発明であって、少なくとも外部材と内部材
との間に介在させた電解質が、水素ガスの発生を抑止す
る陰極復極剤を含むことを特徴とする。この発明によれ
ば、陰極復極剤によりアノード電解に伴う水素ガスの発
生が抑止されるため電解質循環のための配管設備が不要
となる。

【００１７】請求項８の発明は、補強コンクリート構造
物の補強材が、導電性の中空状の外部材と、この外部材
内に間隔を有して遊挿される導電性の中空状または中実
状の内部材とから形成されており、外部材及び内部材に
直流電源との接続部が設けられていることを特徴とす
る。

【００１８】請求項９の発明は、請求項８記載の発明で
あって、前記直流電源との接続部が補強コンクリート構
造物の破壊予定部位の中心近傍に設けられていることを
特徴とする。

【００１９】請求項１０の発明は、請求項８または９記
載の発明であって、前記外部材の内壁または／及び内部
材の外壁に導電材の露出部及び導電材を覆う絶縁層が設
けられていることを特徴とする。

【００２０】請求項１１の発明は、請求項８から１０の
いずれかに記載の発明であって、前記外部材または／及
び内部材が、電気抵抗を測定する測定部を備えているこ
とを特徴とする。

【００２１】請求項１２の発明は、請求項８から１１の
いずれかに記載の発明であって、前記外部材の内壁また
は／及び内部材の外壁が複数の異種導電材によって形成
されていることを特徴とする。

【００２２】請求項１３の発明は、請求項８から１２の
いずれかに記載の発明であって、前記外部材は電解質ま
たは／及び流動性充填物を供給、排出する出入口を備え
ていることを特徴とする。

【００２３】請求項１４の発明は、請求項８から１３の
いずれかに記載の発明であって、前記補強材が地中に施
工された土留め壁に埋設されていることを特徴とする。

【００２４】請求項１５の発明は、請求項８から１４の
いずれかに記載の発明であって、前記補強材がシールド
トンネルの発進杭及び到達杭の破壊予定部位に埋設され
ていることを特徴とする。

【００２５】請求項１６の発明のコンクリート構造物
は、請求項８から１５のいずれかに記載の補強材が少な
くとも破壊予定部位に設けられていることを特徴とす
る。

【００２６】請求項１７の発明は、コンクリート壁の内
部の補強材として少なくとも導電性の中空管を使用した
補強コンクリート構造物の解体方法であって、前記補強
材の内部に間隔を有して電極部材を遊挿すると共に、少
なくとも補強材と電極部材との間に電解質を介在させた
状態で補強材と電極部材とに電圧を印加することによ
り、補強材の内壁をアノード溶解して脆弱化することを
特徴とする。

【００２７】請求項１８の発明は、請求項１７記載の発
明であって、前記脆弱化の後、前記コンクリート壁を切
削破壊することを特徴とする。

【００２８】請求項１９の発明は、請求項１７または１
８記載の発明であって、前記補強コンクリート構造物が
地中に施工された土留壁であることを特徴とする。

【００２９】請求項１７から１９記載の発明によれば、
補強コンクリート構造物の補強材の内壁が電解質を介在
して電圧を印加されることにより少ない電力で効率よく
アノード溶解され脆弱化するため容易且つ確実に破壊し
やすくすることができる。

【００３０】請求項２０の発明のシールド工法は、周囲
の構造よりも脆弱な構造に変化可能な仮壁部を有した発
進立坑及び到達立坑を発進位置および到達位置にそれぞ
れ施工し、発進立坑の仮壁部をアノード溶解によって脆
弱化した後、発進立坑からシールド機を駆動して仮壁部
を切削破壊し、前記到達立坑に向かってシールド機を前
進させながらシールドトンネルを施工し、シールド機が
到達立坑に到達したとき、到達立坑の仮壁部をアノード
溶解によって脆弱化し、その後シールド機により仮壁部
を切削破壊してシールドトンネルとの連結を行うことを
特徴とする。この発明によれば、シールド機のディスク
カッターで切削可能な発進・到達立坑を提供し、安全性
の確保、防護工の不要化、工期の短縮を図ることができ
る。

【００３１】請求項２１の発明は、請求項２０記載の発
明であって、前記仮壁部を、電極部材を本体管の内部に
遊挿した補強材と、この補強材を埋設し周囲の壁体と連
設されるコンクリート壁またはモルタル壁とによって形
成し、本体管内部に予め電解質を充填しまたは本体管内
部に電解質溶液を供給しながら本体管と電極部材とに電
圧を印加して本体管の内壁をアノード溶解して脆弱化す
ることを特徴とする。

【００３２】請求項２２の発明は、請求項２１記載の発
明であって、前記本体管の内壁の脆弱化の後に、本体管
及び電極部材に逆電圧を印加して電極部材の外壁を脆弱
化することを特徴とする。この発明によれば、仮壁部に
埋設された補強材全体を消滅させるように限りなく脆弱
化させることができる。

【００３３】請求項２３の発明は、請求項２１または２
２記載の発明であって、前記補強材をアノード溶解によ
り脆弱化した後に、内部にモルタル等の流動性充填物を
充填して、補強材の空洞部分を埋めることを特徴とす
る。この発明によれば、空洞化した補強材の内部が、シ
ールド機のカッターで切削可能な充填物で固化され、脆
弱化された補強材が剥離せず切削することができる。

【００３４】請求項２４の発明は、請求項２１から２３
のいずれかに記載の発明であって、前記本体管の内壁の
脆弱化途中または脆弱化の後に、本体管又は／及び電極
管の残存量を電気抵抗値から検出することを特徴とす
る。この発明によれば、脆弱化の状況を検知しながら通
電条件を管理することができ、シールド機の発進・到達
予定に合わせて脆性化を安全且つ確実に進めることがで
きる。

【００３５】請求項２５の発明は、シールド機の発進位
置および到達位置に施工されると共に、シールドトンネ
ルによって連結される立坑であって、アノード溶解によ
って周囲の構造よりも脆弱な構造に変化可能な仮壁部
が、前記シールド機の少なくとも中心部のディスクカッ
ターの掘削対応位置に設けられている立坑であることを
特徴とする。この発明によれば、立坑の仮壁部を直接シ
ールド機のディスクカッターで切削することが可能とな
り発進・到達の際の立坑における安全性の確保、防護工
の不要化、工期の短縮を図ることができる。

【００３６】請求項２６の発明は、請求項２５記載の発
明であって、前記仮壁部は、周囲の壁体と同等の強度と
するための複数の補強材と、この補強材を埋設すると共
に、周囲の壁体と連接されたコンクリート壁またはモル
タル壁であることを特徴とする。このため、この仮壁部
は、通常の立坑壁の施工方法と同様な工法で構築するこ
とができ、工期の短縮と施工費用の抑止が可能となる。

【００３７】請求項２７の発明は、請求項２６記載の発
明であって、前記補強材は、両端が密閉された導電性の
中空の本体管と、前記本体管内に隙間をあけて挿入され
た中空状又は中実状の電極部材とからなることを特徴と
する。

【００３８】請求項２８の発明は、請求項２７記載の発
明であって、前記本体管と、本体管に遊挿された電極部
材との隙間に電解質が充填されまたは電解質溶液が注入
されるものであることを特徴とする。

【００３９】請求項２９の発明は、請求項２７又は２８
記載の発明であって、前記本体管は、電解質溶液および
アノード溶解による電解溶出物を吸入及び排出する一ま
たは複数の給排出口を備え、内部が溶液循環路となって
いることを特徴とする。この発明によれば、電解質溶液
が循環することにより、アノード溶解された溶出物を回
収しながらアノード溶解するため溶解が促進され、少な
い電力で効率よく脆弱化することができる。

【００４０】請求項３０の発明は、請求項２７および２
８に記載の発明であって、前記電極部材は、電解質溶液
および流動性充填物を供給する外部パイプと連通する給
入口と、前記本体管に連通して設けられた一または複数
の循環口を備えており、電解質溶液および流動性充填物
を本体管に流動させる溶液循環路を形成する中空管であ
ることを特徴とする。この発明によれば、循環される電
解質溶液でアノード溶解が促進されると共に、溶出物が
回収された後に、電解質溶液をモルタルなどの流動性充
填物に置換して、空洞化した補強材の内部を充填物で固
化することにより脆弱化された補強材を剥離させずにシ
ールド機のカッターで切削することができる。

【００４１】請求項３１の発明は、請求項２７から３０
のいずれかに記載の発明であって、前記本体管及び電極
部材は、アノード溶解のために供給される直流電源装置
の正極または負極に接続する一または複数の電気接続部
を備えていることを特徴とする。

【００４２】請求項３２の発明は、請求項３１記載の発
明であって、前記電気接続部がシールド機の掘削対応位
置の中心近傍に設けられていることを特徴とする。この
発明によれば、周辺部より切削能力が低いシールド機の
中心近傍が当たる部分の脆弱化を優先的に行うことがで
きるため、工期の短縮、消費電力の節約を図ることがで
きる。

【００４３】請求項３３の発明は、請求項２７から３１
のいずれかに記載の発明であって、前記本体管または／
および電極部材には、電気抵抗を測定するための測定部
を備えていることを特徴とする。この発明によれば、脆
弱化の状況を検知しながら通電条件を管理することがで
き、シールド機の発進・到達予定に合わせて脆性化を安
全且つ確実に進めることができる。

【００４４】請求項３４の発明は、請求項２７から３３
のいずれかに記載の発明であって、前記本体管の内面ま
たは／及び電極部材の外面にアノード溶解される導電材
露出部とアノード溶解を防止する絶縁層とを設けたこと
を特徴とする。この発明によれば、露出部のみを脆弱化
することにより、工期の短縮、消費電力の節約を図るこ
とができると共に、絶縁部は当初の強度を維持させるこ
とができる。

【００４５】請求項３５の発明は、請求項２７から３４
のいずれかに記載の発明であって、前記本体管の少なく
とも内面または／及び前記電極管の少なくとも外面が複
数の異種導電材からなり、電解活性の高い導電材面を優
先的にアノード溶解させることを特徴とする。

【００４６】請求項３６の発明は、請求項２７から３４
のいずれかに記載の発明であって、前記本体管の少なく
とも内面または／及び電極管の少なくとも外面が電解に
より脆弱化する合金によって形成されていることを特徴
とする。

【００４７】請求項３７の発明は、請求項２８から３６
のいずれかに記載の発明であって、前記電解質が、水素
ガスの発生を抑止する陰極復極剤を含むものであること
を特徴とする。この発明によれば、陰極復極剤によりア
ノード電解に伴う水素ガスの発生が抑止されるため電解
質循環のための配管設備が不要となる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１から図５を参照して詳細に説明する。図１は本発明の
補強コンクリート構造物の一実施の形態を示す。図１
（ａ）は補強コンクリート構造物を透視した平面図、
（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は（ａ）の底面図を示
し、この実施の形態では、補強コンクリート構造物１０
０は、破壊予定部位２００の範囲に、補強材１が前後６
本づつ、円環状の押えプレート１０２で挟持されてい
る。押えプレート１０２は主鉄筋１０１と溶接等で固結
して一体化された状態となっており、この状態でコンク
リート１０５を打設することにより、コンクリート１０
５に埋設されている。

【００４９】補強材１の配設は、この実施の形態に限る
ものではなく、補強コンクリート構造物に求められる強
度に応じた口径・材厚を有するものであれば、配設本
数、配設間隔はいかなる形態でも良い。また、地中構造
物においては破壊予定部位のみでなく、地表から地中の
破壊予定部位まで連通させた形態をとることも出来る。
さらに、中空の断面も円、角に限ることなく用途に応じ
て異形であっても実施に問題はない。

【００５０】図２は補強材１を示す断面図である。図２
に示す補強材１は、中空の本体管２及び本体管２内に間
隔を有して遊挿された電極部材３とにより形成されてい
る。少なくとも前記本体管２と電極部材３との間に電解
質４を介在させた状態で本体管２と電極部材３との間に
電圧を印加して本体管２の内壁２１をアノード溶解す
る。

【００５１】前記本体管２は、所定の強度を有する材厚
の導電性の中空管からなり、上下の開口は絶縁部材から
なるキャップ２５ａ，２５ｂで密閉されている。

【００５２】また、本体管２の長手方向の上端近傍と、
下端近傍には、本体管２をアノード溶解するための電解
質の出入口４ａ、４ｂがそれぞれ設けられ、電解質４を
本体管２の内部に供給すると共に循環させることができ
る。この電解質４の供給によりアノード溶解が促進され
ると共に、溶出物を外部に排出して回収することができ
る。

【００５３】この実施の形態では、電解質の出入口４
ａ，４ｂを設けたが、予め本体管２の内部に陰極復極剤
を含む電解質を充填することにより、アノード溶解によ
る水素ガスの発生を抑止して出入口４ａ，４ｂを設けな
い密封構造とすることもできる。

【００５４】更に、本体管２の内壁に塗料などによる被
膜等で絶縁層２２を形成することができる。この形態で
は絶縁層２２は本体管２の上下の端部で本体管２の導電
材を覆うように形成されており、絶縁層２２の形成部位
以外の本体管２の内壁は導電材が露出した露出部となっ
ている。かかる絶縁層部分は、アノード溶解防止部とな
り、導電材の露出部のみをアノード溶解することができ
る。この絶縁層と導電材の露出部分とを本体管２の内壁
に上下左右交互に配置することによって格子状とするこ
とができる。これにより導電材の露出部のみのアノード
溶解行を短期間で行うことができ、消費電力の節約を図
ることができる。

【００５５】本体管２は、直流電源５の正極５１と接続
するための接続部２３を備える一方、前記電極部材３は
直流電源の負極５２と接続するための接続部２４を備え
ている。負極５２との接続部２４は電極部材３の中央に
設けられており、これにより接続部２４に近い本体管２
の内壁のアノード溶解反応が最も速く進行する。このた
め、後述するシールド工法では、周辺部より切削能力が
低いシールド機の中心近傍が当たる部分の脆弱化を優先
的に行うことができるため、工期の短縮、消費電力の節
約を図ることができる。

【００５６】本体管２としては、活性溶解しやすく、安
価で補強材としての強度を備えている鉄鋼管を用いるこ
とができるが、本体管の材質は鋼管に限ることなく、
銅、真鍮、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、などの
活性溶解しやすい材料であれば適宜選択することができ
る。

【００５７】また、本体管２の材料として複数の異種の
複数の導電材で構成された材料、または異種の金属材料
からなる合金を用いることもできる。これらの材料を用
いることにより、電解活性の高い部分が優先的に溶解す
るため、全体を溶解するよりも短時間で脆性化すること
ができる。

【００５８】電極部材３には、例えば、黄銅等を選択で
きる。また炭素などの非金属導電材であっても良い。図
２の実施の形態では中実の黄銅棒が使用されているが、
電極部材３としての性質から強度を求められないため中
空の丸棒や角棒または薄い黄銅板であってもよい。

【００５９】次に、アノード溶解による本体管２の脆性
化の反応について説明する。本体管２に直流電源５の正
極５１を接続すると共に、電極部材３に負極５２を接続
して、本体管２および電極部材３の間に電圧を印加す
る。これにより金属鉄Ｆｅが電子を失い鉄イオンにな
り、電解質中に溶解する。また、電解質中の水が電解さ
れ水素ガスを発生し、水からヒドロキシンイオン（水酸
イオン）が生じる。そして鉄イオンがヒドロキシンイオ
ンと反応して水酸化鉄の沈殿となる。以上の印加を電解
質の供与を継続しながら行うことにより、本体管２の内
壁が溶解（アノード溶解）するため、本体管２の肉厚が
徐々に薄くなる。これにより本体管２、すなわち補強材
１の脆弱化を行うことができる。

【００６０】このような方法では、アノード溶解によっ
て金属鉄を溶解する反応を、補強材を構成する本体管２
の内壁に対して行うため、周囲のコンクリートに影響を
及ぼすことなく、また、周囲のコンクリートの影響を受
けることもなく、小電力で、効率よくアノード溶解を促
進して脆弱化することができる。

【００６１】なお、電解質を出入口４ａ，４ｂから供給
および排出しているが、ゲル状の電解質を用いこのゲル
状の電解質を、本体管２の内部に封入して脆弱化するこ
とも可能である。この場合には，上述した陰極復極剤を
含有した電解質が有効である。

【００６２】図３は、別の実施の形態の補強材１ａを示
し、本体管２ａにおける長手方向の上端近傍には電解質
の出入口４ｂが設けられ、連通された外部パイプ６ｂを
通じて電解質と共にアノード溶解による溶出物を外部に
排出することができるようにされている。

【００６３】本体管２ａの上端開口部には絶縁性のキャ
ップ２５ａが嵌め込まれており、電極部材３ａはこのキ
ャップ２５ａを貫通して本体管２ａの内部に間隔を有し
て遊挿されている。この電極部材３ａは、中空管からな
り、上端開口は本体管２ａから抜き出て給入口４ｃとな
っており、この給入口４ｃに電解質４を供給する外部パ
イプ６ａが連結されている。また、電極部材３ａの下端
近傍には循環口７が複数開口して給入口４ｃから流入し
た電解質４が循環口７から本体管２ａの内部に流れ出た
後、出入口４ｂから流出する溶液循環路（矢印で示す）
を形成している。このため、循環される電解質溶液でア
ノード溶解が促進される。また、溶出物が回収された後
に、電解質溶液をモルタルなどの流動性充填物に置換し
て、空洞化した補強材の内部を充填物で固化することが
でき、これにより脆弱化された補強材を剥離させずにシ
ールド機のカッターで切削することができる。

【００６４】図３に示す本体管２ａの外面には、電気抵
抗値を測定するための測定部８が長手方向に間隔を空け
て設けられており、この間の電気抵抗を測定する。この
測定では、アノード溶解により断面積が減少することに
よる抵抗の変化から脆弱化の状況を検知することができ
る。これにより、通電条件を管理することができる。な
お、この測定部８を電極部材３ａにも設けると共に、正
負の電極を逆転してアノード溶解反応を電極部材３ａに
作用させて、電極部材３ａの溶解状況を測定することも
できる。かかる測定はアノード溶解による脆弱化の途中
に行うことができるが、終了した後に行っても良い。

【００６５】図４は、シールド工法の実施の形態を示
す。このシールド工法では、周囲の構造よりも脆弱な構
造に変化可能な仮壁部１１０を有した発進立坑５０及び
到達立坑を発進位置および到達位置にそれぞれ施工す
る。なお、到達立坑は仮壁部を発進立坑５０側に向ける
以外は発進立坑と同じであるため図示を省略してある。
この施工の後、まず、発進立坑５０の仮壁部１１０を上
述したアノード溶解によって脆弱化した後、発進立坑５
０からシールド機２００を駆動して仮壁部１１０を切削
破壊する。そして到達立坑に向かってシールド機２００
を前進させながらシールドトンネル２１０を施工し、シ
ールド機２００が到達立坑に到達したとき、到達立坑の
仮壁部１１０を上述したアノード溶解によって脆弱化す
る。その後シールド機２００により仮壁部１１０を切削
破壊してシールドトンネル２１０との連結を行う。この
シールド工法によれば、シールド機２００のディスクカ
ッター２０５で切削可能な発進・到達立坑を用いるた
め、安全性の確保、防護工の不要化、工期の短縮を図る
ことができる。

【００６６】このシールド工法における仮壁部１１０で
は、図２に示すように、電極部材３を本体管２の内部に
遊挿した補強材１を用いるものであり、この補強材１は
周囲の壁体５１と連設されるコンクリート壁またはモル
タル壁によって埋設されて仮壁部１１０となっている。
従って本体管２内部に電解質溶液４を供給しながら本体
管２と電極部材３とに電圧を印加して本体管２の内壁を
アノード溶解して脆弱化することができる。補強材とし
ては図３に示す構造であっても良い。

【００６７】発進立坑５０は、設計されたシールドトン
ネルの深度まで掘削され、SMW壁および本体コンクリー
ト壁５１で周囲の土水圧から防護されており、仮壁部１
１０はシールド機２００で切削破壊する予定部位に設け
られている。

【００６８】仮壁部１１０としては、この形態に限るも
のではなく、立坑の施工場所の地中の条件によって、土
水圧に対応する補強材を用いることができる。例えば、
深度３０ｍに対応するためには１０００mmの厚さの仮壁
部とすると共に、口径が９００mm、材厚が１２mmの鋼管
を補強材として配設して周囲の土水圧に対抗させること
ができる。

【００６９】立坑の構築に続き、シールド機２００の組
立てと並行し仮壁部１１０の脆弱化の準備のため地上に
直流電源５、電解液槽４０を設置する。そして電解液の
送出ポンプ４１を介して仮壁部１１０の電解液の給入口
４ｃ、出入口４ｂと液送パイプ６ａ，６ｃを連結する。
また直流電源と電流制御装置（図示せず）を介して接続
部２３，２４とを接続する。

【００７０】次に、シールド機２００を仮掘進させメイ
ンブレーム内に挿入し、圧力保持をしながら、直流電圧
の印加と、電解質の循環により仮壁部１１０のアノード
溶解を進め、仮壁部１１０の脆性化を行う。脆性化が進
行した仮壁部１１０では、シールド機２００によって圧
力保持されているため、外部土圧の崩壊を防止でき、安
全に施工することができる。

【００７１】このとき、循環させた電解液によって、補
強材１の溶出物として水酸化鉄が電解槽４０に回収され
る。回収された水酸化鉄は分離機４２により水分、塩分
などの電解質と分離し廃棄物として処分するか、適宜の
処理を行って再利用する。

【００７２】図３に示す補強管１ａを用いる場合には、
本体管２ａに設けられた測定部８によって、本体管２ａ
の残存量を電気抵抗値から検出して脆弱化の進行状況を
監視しても良い。そして切削可能なように脆性化が完了
したことを確認した後、シールド機２００を発進させ直
接ディスクカッター２０５で仮壁部１１０を切削する。

【００７３】この後、シールドトンネル２１０を掘進
し、到達立坑に到達した際には、同様に到達立坑の仮壁
部１１０を脆性化してからシールド機２００により直接
仮壁部１１０を切削してシールドトンネル２１０を到達
立坑に連結する。

【００７４】以上の実施の形態における中空の本体管２
又は２ａは、請求項１から１３の発明における外部材を
構成するものである。一方電極部材３または３ａは請求
項１から１３の発明におけるける内部材を構成するもの
である。この請求項１から１３の発明においては、外部
材は導電性の中空状となっていれば良く、管状でなくと
も太鼓形状や鼓形状、その他の形状を包含するものであ
る。また、内部材は、外部材内に間隔を有して遊挿され
且つ導電性の中空状又は中実状であれば良く、外部材と
同様な太鼓形状や鼓形状、その他の形状を包含する。さ
らに請求項１から１３の発明では、外部材をそのままと
しておき、内部材をアノード溶解によって脆弱化しても
良く、外部材及び内部材の双方を脆弱化しても良い。後
者の場合は、外部材の内壁を脆弱化した後、逆電圧を印
加して内部材の外壁を脆弱化することにより行うことが
できる。

【００７５】図５は、既設構築物６０が構築されてお
り、その手前に新設構築物６５を構築するための土留め
壁５５がシールドトンネル２１０の進路に構築されてい
る場合を示す。図５（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｂ−Ｂ断面図を示す。

【００７６】土留め壁５５におけるシールドトンネル２
１０の掘削進路上には、補強材１を地上からシールドト
ンネルの深度まで挿入した後、ソイルセメントで固化し
た仮壁部１２０が設けられている。

【００７７】補強材１としては、図２および図３に示す
ような導電材からなる中空管の本体管２または２ａを使
用する。なお、図示を省略するが、土留め壁５５におけ
る仮壁部が設けられている以外の部分（図５のハッチン
グ部分）には、Ｈ型鋼や鋼棒を縦横に組んだ構造などの
補強材あるいは鋼管からなる補強材が埋設されるもので
ある。

【００７８】仮壁部１２０の破壊では、補強材１である
中空の本体管内に、中空または中実の電極管を間隔を有
して挿入し、本体管と電極部材との間にゲル状の電解質
を充填あるいは電解質溶液を流し込み、この状態で本体
管と電極部材とに印加することにより溶解を行う。この
ような実施の形態では、補強材として中空管を用いた土
留め壁であれば、その施工後に、脆弱化させることがで
きる。従ってシールドトンネル２１０の進路に土留め壁
を施工しても、その後に補強材部分を破壊できるため、
シールドトンネルの施工を確実に行うことができる。

【００７９】この場合、補強材１の本体管２では、シー
ルドトンネル２１０の通過部分以外を絶縁層２２で覆う
ことによりシールド機２００の到達に合わせて部分的に
脆性化をさせることができる。このため図５（ｂ）に示
すように上下２本のシールドトンネルが近距離で掘削さ
れる場合においても、まず下段を進む先着のシールド機
２００の進路部分のみを脆性化してシールド機２００で
切削破壊しても上方の土留め壁に影響を与えることがな
く、後着のシールドトンネル２１０を掘削した後も上下
の間の仮壁部１２０が破壊されずに土留め壁の機能を維
持することができる。

【００８０】

【発明の効果】請求項１から７の発明の補強コンクリー
ト構造物の解体方法によれば、外部材及び／または内部
材をアノード溶解によって脆弱化してから破壊するた
め、簡単で、しかも効率良く解体することができる。

【００８１】請求項８の発明の補強コンクリート構造物
によれば、外部材及び内部材からなる補強材を備えるた
め、容易に、しかも確実に脆弱化することができる。

【００８２】請求項９から１６の発明の補強コンクリー
ト構造物の補強材によれば、直流電源との接続を行うこ
とにより、外部材または／及び内部材のアノード溶解で
きるため、脆弱化を簡単に行うことができる。

【００８３】請求項１７から１９の発明の補強コンクリ
ート構造物の解体方法によれば、土留めのために施工さ
れた土留め壁であっても、容易に解体できるため、土留
め壁を残した状態でもシールドトンネル等を施工するこ
とができる。

【００８４】請求項２０から２４の発明のシールド工法
によれば、発進杭及び到達杭をアノード溶解した後、破
壊するため、大動力を要することなく、シールドトンネ
ルを施工することができる。

【００８５】請求項２５から３７の発明のシールド工法
に用いる立杭によれば、仮壁部をアノード溶解によって
脆弱化することができるため、上述したシールド工法に
好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態の補強コンクリー
ト構造物を透視した平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、
（ｃ）は（ａ）の底面図である。

【図２】本発明の実施の形態の補強材を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の別の実施の形態の補強材を示す断面図
である。

【図４】本発明のシールド工法の立坑を示す断面図であ
る。

【図５】本発明のシールド工法の特殊な立坑を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 補強材 ２ 本体管 ３ 電極部材 ４ 電解質 ４ａ、４ｂ 出入口 ５ 直流電源 ６ 外部パイプ（電解液送パイプ） ７ 循環口 ８ 測定部 ２１ 導電材露出部 ２２ 絶縁層 ２３ 接続部 ２４ 接続部 ２５ａ、ｂ キャップ ４０ 電解液槽 ４１ 送出ポンプ ４２ 分離機 ５０ 発進立坑 ５０ａ 本体コンクリート ５１ 正極 ５２ 負極 ５５ 土留め壁 ６０ 既設構築物 ６５ 新設構築物 １００ 補強コンクリート構造物 １０１ 主鉄筋 １０２ 押えプレート １０５ コンクリート １２０ 仮壁部 ２００ シールド機 ２０５ ディスクカッター ２１０ シールドトンネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福 島 玲 司 東京都千代田区三番町２番地飛島建設株 式会社内 (72)発明者 山 本 悟 東京都大田区南蒲田一丁目21番12号 日 本防蝕工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−158980（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−62469（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 E04C 5/00

Claims (37)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強コンクリート構造物の少なくとも破
   壊予定部位に設けられる補強材を導電性の中空の外部材
   と、この外部材内に間隔を有して遊挿される導電性の中
   空状または中実状の内部材とにより形成し、少なくとも
   外部材と内部材との間に電解質を介在させた状態で外部
   材と内部材との間に電圧を印加して外部材の内壁または
   内部材の外壁をアノード溶解して脆弱化した後、補強コ
   ンクリート構造物を破壊することを特徴とする補強コン
   クリート構造物の解体方法。
2. 【請求項２】 前記外部材の内壁を脆弱化した後、外部
   材及び内部材に逆電圧を印加して内部材の外壁を脆弱化
   することを特徴とする請求項１記載の補強コンクリート
   構造物の解体方法。
3. 【請求項３】 少なくとも外部材と内部材との間に介在
   させる電解質が外部から供給される電解質溶液であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の補強コンクリー
   ト構造物の解体方法。
4. 【請求項４】 前記外部材の内壁または／及び内部材の
   外壁を脆弱化した後、内部にモルタル等の流動性充填物
   を充填して補強材の空洞部分を埋めることを特徴とする
   請求項１から３のいずれかに記載の補強コンクリート構
   造物の解体方法。
5. 【請求項５】 前記外部材または／及び内部材の脆弱化
   途中または脆弱化後に外部材または／及び内部材の残存
   量を電気抵抗値から検出することを特徴とする請求項１
   から４のいずれかに記載の補強コンクリート構造物の解
   体方法。
6. 【請求項６】 前記補強コンクリート構造物が地中に施
   工された土留め壁であることを特徴とする請求項１から
   ５のいずれかに記載の補強コンクリート構造物の解体方
   法。
7. 【請求項７】 少なくとも外部材と内部材との間に介在
   させた電解質が、水素ガスの発生を抑止する陰極復極剤
   を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記
   載の補強コンクリート構造物の解体方法。
8. 【請求項８】 導電性の中空状の外部材と、この外部材
   内に間隔を有して遊挿される導電性の中空状または中実
   状の内部材とから形成されており、外部材及び内部材に
   直流電源との接続部が設けられていることを特徴とする
   補強コンクリート構造物の補強材。
9. 【請求項９】 前記直流電源との接続部が補強コンクリ
   ート構造物の破壊予定部位の中心近傍に設けられている
   ことを特徴とする請求項８記載の補強コンクリート構造
   物の補強材。
10. 【請求項１０】 前記外部材の内壁または／及び内部材
    の外壁に導電材の露出部及び導電材を覆う絶縁層が設け
    られていることを特徴とする請求項８または９記載の補
    強コンクリート構造物の補強材。
11. 【請求項１１】 前記外部材または／及び内部材が、電
    気抵抗を測定する測定部を備えていることを特徴とする
    請求項８から１０のいずれかに記載の補強コンクリート
    構造物の補強材。
12. 【請求項１２】 前記外部材の内壁または／及び内部材
    の外壁が複数の異種導電材によって形成されていること
    を特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の補強
    コンクリート構造物の補強材。
13. 【請求項１３】 前記外部材は電解質または／及び流動
    性充填物を供給、排出する出入口を備えていることを特
    徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の補強コン
    クリート構造物の補強材。
14. 【請求項１４】 前記補強材が地中に施工された土留め
    壁に埋設されていることを特徴とする請求項８から１３
    のいずれかに記載の補強コンクリート構造物の補強材。
15. 【請求項１５】 前記補強材がシールドトンネルの発進
    杭及び到達杭の破壊予定部位に埋設されていることを特
    徴とする請求項８から１４のいずれかに記載の補強コン
    クリート構造物の補強材。
16. 【請求項１６】 請求項８から１５のいずれかに記載の
    補強材が少なくとも破壊予定部位に設けられていること
    を特徴とする補強コンクリート構造物。
17. 【請求項１７】 コンクリート壁の内部の補強材として
    少なくとも導電性の中空管を使用した補強コンクリート
    構造物の解体方法であって、前記補強材の内部に間隔を
    有して電極部材を遊挿すると共に、少なくとも補強材と
    電極部材との間に電解質を介在させた状態で補強材と電
    極部材とに電圧を印加することにより、補強材の内壁を
    アノード溶解して脆弱化することを特徴とする補強コン
    クリート構造物の解体方法。
18. 【請求項１８】 前記脆弱化の後、前記コンクリート壁
    を切削破壊することを特徴とする請求項１７記載の補強
    コンクリート構造物の解体方法。
19. 【請求項１９】 前記補強コンクリート構造物が地中に
    施工された土留壁であることを特徴とする請求項１７ま
    たは１８記載の補強コンクリート構造物の解体方法。
20. 【請求項２０】 周囲の構造よりも脆弱な構造に変化可
    能な仮壁部を有した発進立坑及び到達立坑を発進位置お
    よび到達位置にそれぞれ施工し、発進立坑の仮壁部をア
    ノード溶解によって脆弱化した後、発進立坑からシール
    ド機を駆動して仮壁部を切削破壊し、前記到達立坑に向
    かってシールド機を前進させながらシールドトンネルを
    施工し、シールド機が到達立坑に到達したとき、到達立
    坑の仮壁部をアノード溶解によって脆弱化し、その後シ
    ールド機により仮壁部を切削破壊してシールドトンネル
    との連結を行うことを特徴とするシールド工法。
21. 【請求項２１】 前記仮壁部を、電極部材を本体管の内
    部に遊挿した補強材と、この補強材を埋設し周囲の壁体
    と連設されるコンクリート壁またはモルタル壁とによっ
    て形成し、本体管内部に予め電解質を充填しまたは本体
    管内部に電解質溶液を供給しながら本体管と電極部材と
    に電圧を印加して本体管の内壁をアノード溶解して脆弱
    化することを特徴とする請求項２０記載のシールド工
    法。
22. 【請求項２２】 前記本体管の内壁の脆弱化の後に、本
    体管及び電極部材に逆電圧を印加して電極部材の外壁を
    脆弱化することを特徴とする請求項２１記載のシールド
    工法。
23. 【請求項２３】 前記補強材をアノード溶解により脆弱
    化した後に、内部にモルタル等の流動性充填物を充填し
    て、補強材の空洞部分を埋めることを特徴とする請求項
    ２１または２２記載のシールド工法。
24. 【請求項２４】 前記本体管の内壁の脆弱化途中または
    脆弱化の後に、本体管又は／及び電極管の残存量を電気
    抵抗値から検出することを特徴とする請求項２１から２
    ３のいずれかに記載のシールド工法。
25. 【請求項２５】 シールド機の発進位置および到達位置
    に施工されると共に、シールドトンネルによって連結さ
    れる立坑であって、アノード溶解によって周囲の構造よ
    りも脆弱な構造に変化可能な仮壁部が、前記シールド機
    の少なくとも中心部のディスクカッターの掘削対応位置
    に設けられている立坑であることを特徴とするシールド
    工法に用いる立坑。
26. 【請求項２６】 前記仮壁部は、周囲の壁体と同等の強
    度とするための複数の補強材と、この補強材を埋設する
    と共に、周囲の壁体と連接されたコンクリート壁または
    モルタル壁であることを特徴とする請求項２５記載のシ
    ールド工法に用いる立坑。
27. 【請求項２７】 前記補強材は、両端が密閉された導電
    性の中空の本体管と、前記本体管内に隙間をあけて挿入
    された中空状又は中実状の電極部材とからなることを特
    徴とする請求項２６記載のシールド工法に用いる立坑。
28. 【請求項２８】 前記本体管と、本体管に遊挿された電
    極部材との隙間に電解質が充填されまたは電解質溶液が
    注入されるものであることを特徴とする請求項２７記載
    のシールド工法に用いる立坑。
29. 【請求項２９】 前記本体管は、電解質溶液およびアノ
    ード溶解による電解溶出物を吸入及び排出する一または
    複数の給排出口を備え、内部が溶液循環路となっている
    ことを特徴とする請求項２７または２８記載のシールド
    工法に用いる立坑。
30. 【請求項３０】 前記電極部材は、電解質溶液および／
    または流動性充填物を供給する外部パイプと連通する給
    入口と、前記本体管に連通して設けられた一または複数
    の循環口を備えており、電解質溶液および／または流動
    性充填物を本体管に流動させる溶液循環路を形成する中
    空管であることを特徴とする請求項２７又は２８記載の
    シールド工法に用いる立坑。
31. 【請求項３１】 前記本体管及び電極部材は、アノード
    溶解のために供給される直流電源装置の正極または負極
    に接続する一または複数の電気接続部を備えていること
    を特徴とする請求項２７から３０のいずれかに記載のシ
    ールド工法に用いる立坑。
32. 【請求項３２】 前記電気接続部がシールド機の掘削対
    応位置の中心近傍に設けられていることを特徴とする請
    求項３１記載のシールド工法に用いる立坑。
33. 【請求項３３】 前記本体管または／および電極部材に
    は、電気抵抗を測定するための測定部を備えていること
    を特徴とする請求項２７から３１のいずれかに記載のシ
    ールド工法に用いる立坑。
34. 【請求項３４】 前記本体管の内面または／及び電極部
    材の外面にアノード溶解される導電材露出部とアノード
    溶解を防止する絶縁層とを設けたことを特徴とする請求
    項２７から３３のいずれかに記載のシールド工法に用い
    る立坑。
35. 【請求項３５】 前記本体管の少なくとも内面または／
    及び前記電極管の少なくとも外面が複数の異種導電材か
    らなり、電解活性の高い導電材面を優先的にアノード溶
    解させることを特徴とする請求項２７から３４のいずれ
    かに記載のシールド工法に用いる立坑。
36. 【請求項３６】 前記本体管の少なくとも内面または／
    及び電極管の少なくとも外面が電解により脆弱化する合
    金によって形成されていることを特徴とする請求項２７
    から３４のいずれかに記載のシールド工法に用いる立
    坑。
37. 【請求項３７】 前記電解質が、水素ガスの発生を抑止
    する陰極復極剤を含むものであることを特徴とする請求
    項２８から３６のいずれかに記載のシールド工法に用い
    る立坑。