JP7507443B1 - Tunnel reinforcement and repair method using curved resin concrete panels - Google Patents

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誠 中村
敏子 吉村
真未 天井
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キザイテクト株式会社
株式会社光計画設計事務所
合同会社アシストワーク
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Abstract

【課題】円形水路トンネルに掛かる内水圧、及び外圧に対して安全で、かつ、水密性、及び耐久性に優れた構造を得るための、円形水路トンネルの径に合わせた曲面を有する曲面樹脂コンクリートパネルを高強度接着剤にて連結させた薄肉円筒構造体によるトンネル補強・補修工法を提供すること。【解決手段】既設覆工コンクリート側に、プラスチックスペーサーと前記プラスチックスペーサーに載せるように高さ調整部材を仮設置した後、曲面樹脂コンクリートパネルを仮設置する工程と、前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記プラスチックスペーサーと前記高さ調整部材を既設覆工コンクリート側に埋設されたアンカーに皿ボルト締めにより設置する工程と、前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記曲面樹脂コンクリートパネルとの目地間隙に目地材を充填接着する工程を備えることを特徴とする曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法とした。【選択図】図1[Problem] To provide a tunnel reinforcement/repair method using a thin-walled cylindrical structure in which curved resin concrete panels with a curved surface that matches the diameter of a circular waterway tunnel are connected with a high-strength adhesive to obtain a structure that is safe against the internal water pressure and external pressure applied to the circular waterway tunnel, and has excellent watertightness and durability. [Solution] The tunnel reinforcement/repair method using curved resin concrete panels is characterized by comprising the steps of: temporarily installing a plastic spacer and a height adjustment member to be placed on the plastic spacer on the existing lining concrete side, and then temporarily installing the curved resin concrete panel; installing the curved resin concrete panel, the plastic spacer, and the height adjustment member on anchors embedded in the existing lining concrete side by countersunk bolts; and filling and adhering a joint material into the joint gaps between the curved resin concrete panels. [Selected drawing] Figure 1

Description

本発明は、水路トンネルの曲率径に合わせた曲面を有する曲面樹脂コンクリートパネルを高強度接着剤にて連結させた曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法に関する。 The present invention relates to a tunnel reinforcement and repair method using curved resin concrete panels, which have a curved surface that matches the curvature diameter of the waterway tunnel and are connected with high-strength adhesive.

水路トンネルの覆工を形成する材料は、一般的に無筋コンクリートや鉄筋コンクリート、及び鋼製材料等が使用されてきた。水路トンネル覆工を形成する材料強度は、材料試験等によって求められ、求められた材料強度を基に、トンネルの覆工壁厚や地盤支持構造の設計が行われる。さらに、応力解析により、トンネル覆工構造物に掛かる応力を計算し、その応力が材料の耐久力を超えないように設計される。水路トンネルが受ける地盤等外部からの土圧や外水圧のみならず、水路トンネルの内部を流れる水の取水側~吐出側間の水頭差や流水量に起因する内水圧も水路トンネル覆工の強度設計に影響を与えることになる。 Materials that have generally been used to form the lining of a waterway tunnel include unreinforced concrete, reinforced concrete, and steel materials. The strength of the materials that form the lining of a waterway tunnel is determined through material testing, and the thickness of the tunnel lining wall and the ground support structure are designed based on the determined material strength. Furthermore, stress analysis is used to calculate the stress acting on the tunnel lining structure, and the structure is designed so that the stress does not exceed the durability of the material. Not only are the earth pressure and external water pressure that the waterway tunnel is subjected to from the ground and other external sources, but the internal water pressure caused by the head difference between the intake and discharge sides of the water flowing inside the waterway tunnel and the flow rate also affect the strength design of the waterway tunnel lining.

一方、水路トンネルを補強・補修工事する際に考慮することとして、水路トンネルに掛かる内水圧、及び外圧に対して安全で、かつ、水密性、及び耐久性に優れた構造であることが挙げられる。具体的には、断面が円形状となる水路トンネルを想定すると、水路トンネルに掛かる内水圧、及び外圧に対して安全で、かつ、水密性、及び耐久性に優れた構造にするために水路トンネル内壁に施工される「トンネル内面壁360°に亘って補強補修のための1つの円筒構造体」が形成されている必要がある。出願人らは上記発想に基づき鋭意研究を進め、薄肉鋼管と同程度の強度を確保することができる任意曲率樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体の開発に至ったのである。 On the other hand, when reinforcing and repairing a waterway tunnel, it is important to consider that the structure must be safe against the internal water pressure and external pressure applied to the waterway tunnel, and have excellent watertightness and durability. Specifically, assuming a waterway tunnel with a circular cross section, it is necessary to form a "single cylindrical structure for reinforcing and repairing the tunnel's inner wall over 360°" to be constructed on the inner wall of the waterway tunnel in order to make the structure safe against the internal water pressure and external pressure applied to the waterway tunnel, and have excellent watertightness and durability. The applicants have conducted extensive research based on the above idea, and have developed a thin-walled cylindrical structure connected to resin concrete panels of any curvature that can ensure the same level of strength as a thin-walled steel pipe.

特許文献1には、「H型鋼製支保工等の構造材料を用いることなく、改良された樹脂コンクリートパネル材料を用いて、構造計算をクリアーできる耐震補強構造が得られる既設コンクリート構造物の耐震補強工法の提供。」を課題として、「既設コンクリート構造物内面に樹脂コンクリートパネルの背面を貼り合せて、樹脂コンクリートパネルを設置する内面補強工法において、樹脂コンクリートパネルは、2方向炭素繊維シートを背面に配置して一体化し、曲面状または平面状に成型した複合樹脂コンクリートパネルであることを特徴とし、さらに該パネルの設置に際して、前記構造物内面の軸方向と平行のパネル接続部において、所定のラップ長さを確保して該接続部の領域全体をラップできる面積を有する接続用2方向炭素繊維シートを、前記構造物内面のパネル接続部が配置される場所に予め貼り合せておくことも特徴とする既設コンクリート構造物の耐震補強工法。」が開示されている。 Patent Document 1 aims to provide a method for seismic reinforcement of existing concrete structures that can obtain a seismic reinforcement structure that can pass structural calculations by using improved resin concrete panel materials without using structural materials such as H-shaped steel supports. It discloses an inner surface reinforcement method for installing a resin concrete panel by bonding the back surface of the resin concrete panel to the inner surface of an existing concrete structure, characterized in that the resin concrete panel is a composite resin concrete panel that is formed into a curved or flat shape by integrating a bidirectional carbon fiber sheet with the back surface, and further characterized in that, when installing the panel, a bidirectional carbon fiber sheet for connection, which has an area that can secure a predetermined lap length and lap the entire area of the connection, is bonded in advance to the panel connection part on the inner surface of the structure that is parallel to the axial direction of the structure.

特開2014-163120号公報JP 2014-163120 A

特許文献1に係る複合樹脂コンクリートパネル材料を用いた耐震補強工法は、この複合樹脂コンクリートパネルにより内面を補強された既存コンクリート構造物は、鉄筋やH型鋼製支保工等の構造材料を用いることなく、構造計算をクリアーできる耐震補強構造が得られるものである。しかしながら、特許文献1の図1を見るに、既設コンクリート構造物であるトンネルの背面地山部分が補強・補修されていない形状である。 The earthquake-resistance reinforcement method using composite resin concrete panel material described in Patent Document 1 provides an earthquake-resistance reinforcement structure that can pass structural calculations for an existing concrete structure whose inner surface is reinforced with this composite resin concrete panel, without using structural materials such as reinforcing bars or H-shaped steel supports. However, looking at Figure 1 in Patent Document 1, it can be seen that the rear ground part of the tunnel, which is an existing concrete structure, has not been reinforced or repaired.

本発明の目的は、円形水路トンネルに掛かる内水圧、及び外圧に対して安全で、かつ、水密性、及び耐久性に優れた構造を得るための、円形水路トンネルの径に合わせた曲面を有する曲面樹脂コンクリートパネルを高強度接着剤にて連結させた薄肉円筒構造体を使用した補強・補修工法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a reinforcement and repair method using a thin-walled cylindrical structure in which curved resin concrete panels with a curved surface that matches the diameter of the circular waterway tunnel are connected with a high-strength adhesive to obtain a structure that is safe against the internal water pressure and external pressure applied to the circular waterway tunnel, and has excellent watertightness and durability.

上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明は、水路トンネルを補強・補修する際に形成される複数の曲面樹脂コンクリートパネルを円筒状に連結させたリング状に一体化されている薄肉円筒構造体であって、補強・補修する水路トンネルの内壁径に合わせた所定の曲率半径を有する複数の曲面樹脂コンクリートパネルと、前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記曲面樹脂コンクリートパネルとの目地間隙を埋めるように充填接着する目地材を備えており、前記目地材は、湿潤面施工用エポキシ樹脂系のシール材であり、エポキシ樹脂を硬化させるために必要なハードナーとして、アミン系ハードナー、無水物系ハードナー、フェノール系ハードナー、多価アルコール系ハードナーの中から選択された少なくとも1つ以上のハードナーを採用しており、曲率樹脂コンクリートパネルと目地材との接着強度が、曲面樹脂コンクリートパネル自体の引張強度よりも大きい16.8N/mm 以上であることを特徴とする曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体であることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a thin-walled cylindrical structure in which a plurality of curved resin concrete panels formed when reinforcing and repairing a waterway tunnel are connected into a cylindrical shape and integrated into a ring shape , and is provided with a plurality of curved resin concrete panels having a predetermined radius of curvature that matches the inner wall diameter of the waterway tunnel to be reinforced and repaired, and a joint material that fills and adheres to fill the gaps between the curved resin concrete panels and the curved resin concrete panels, the joint material being an epoxy resin-based sealing material for wet surface application, and adopting at least one or more hardeners selected from amine-based hardeners, anhydride-based hardeners, phenol-based hardeners, and polyhydric alcohol-based hardeners as a hardener necessary for hardening the epoxy resin, and the adhesive strength between the curved resin concrete panel and the joint material is 16.8 N/mm2 or more, which is greater than the tensile strength of the curved resin concrete panel itself .

請求項2に記載された発明は、任意の曲率を有する曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法であって、既設履工コンクリート側に、プラスチックスペーサーと前記プラスチックスペーサーに載せるように高さ調整部材を仮設置した後、曲面樹脂コンクリートパネルを仮設置する工程と、前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記プラスチックスペーサーと前記高さ調整部材を既設履工コンクリート側に埋設されたアンカーに皿ボルト締めにより設置する工程と、前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記曲面樹脂コンクリートパネルとの目地間隙に目地材を充填接着する工程を備える請求項1に記載された曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法であることを特徴とするものである。尚、本発明においては、複数の曲面樹脂コンクリートパネルの所定の曲率半径は全て同じであるとは限らない。
The invention described in claim 2 is a tunnel reinforcement and repair method using a curved resin concrete panel having an arbitrary curvature, characterized in that it comprises the steps of: temporarily installing a plastic spacer and a height adjustment member so as to be placed on the plastic spacer on the existing concrete side of the tunnel, and then temporarily installing the curved resin concrete panel; installing the curved resin concrete panel, the plastic spacer, and the height adjustment member on an anchor buried in the existing concrete side of the tunnel by countersunk bolt fastening; and filling and adhering a joint material into the joint gap between the curved resin concrete panel and the curved resin concrete panel. Note that in the present invention, the predetermined radius of curvature of the multiple curved resin concrete panels is not necessarily the same.

本発明に係る曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法にて形成された薄肉円筒構造体は、水路トンネルを補強補修する際に形成される複数の曲面樹脂コンクリートパネルを高強度接着剤にて円筒状に連結させた薄肉円筒構造体である。補強・補修する(断面形状が円形状である)水路トンネルの径に合わせた任意の曲率半径(曲率半径は水路トンネルの内面壁径により定まる。複数の曲面樹脂コンクリートパネルと、曲面樹脂コンクリートパネルと曲面樹脂コンクリートパネルの目地間隙を埋めるように充填接着する目地材を備えている。 The thin-walled cylindrical structure formed by the tunnel reinforcement/repair method using curved resin concrete panels according to the present invention is a thin-walled cylindrical structure in which multiple curved resin concrete panels formed when reinforcing and repairing a waterway tunnel are connected into a cylindrical shape with high-strength adhesive. The curved resin concrete panels have an arbitrary radius of curvature (the radius of curvature is determined by the inner wall diameter of the waterway tunnel) that matches the diameter of the waterway tunnel (which has a circular cross-sectional shape) to be reinforced/repaired. The curved resin concrete panels are provided with multiple curved resin concrete panels and a joint material that fills and adheres the curved resin concrete panels to fill the gaps between the curved resin concrete panels.

目地材の主成分は、曲面樹脂コンクリートパネルと目地材との接着面における引張強度が、曲面樹脂コンクリートパネル自体の引張強度よりも大きくなるような接着強度を備えた高強度接着剤であるので、複数の曲面樹脂コンクリートパネルと(それらを繋ぎ合わせる)目地材が(水路トンネルの内面壁に設置された)一体化された大きな円筒体(断面はリング体)のような形状になる。従って、(断面形状がリング状の)水路トンネルに掛かる内水圧、及び外圧に対して安全で、かつ、水密性、及び耐久性に優れた構造を得るための、水路トンネルの径に合わせた曲面を有する曲面樹脂コンクリートパネルを高強度接着剤にて連結させた薄肉円筒構造体を提供することができるようになった。 The main component of the joint material is a high-strength adhesive with an adhesive strength such that the tensile strength at the adhesive surface between the curved resin concrete panel and the joint material is greater than the tensile strength of the curved resin concrete panel itself, so that multiple curved resin concrete panels and the joint material (which connects them together) are integrated into a large cylinder (with a ring-shaped cross section) (installed on the inner wall of the waterway tunnel). Therefore, it is now possible to provide a thin-walled cylindrical structure in which curved resin concrete panels with a curved surface that matches the diameter of the waterway tunnel are connected with a high-strength adhesive to obtain a structure that is safe against the internal water pressure and external pressure applied to the waterway tunnel (with a ring-shaped cross section), and has excellent watertightness and durability.

本発明に係る曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法により形成された曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体の断面図である。1 is a cross-sectional view of a curved resin concrete panel connected thin-walled cylindrical structure formed by a tunnel reinforcement and repair method using curved resin concrete panels according to the present invention. 薄肉円筒構造体の側面図である。FIG. 2 is a side view of a thin-walled cylindrical structure. 薄肉円筒構造体の接合状態を説明するための展開図である。FIG. 13 is a development view for explaining a joining state of thin-walled cylindrical structures.

以下、本発明に係る薄肉円筒構造体10の一実施形態について、図1~図3に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法により形成された曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体10の断面図である。図2は、薄肉円筒構造体10の側面図である。 One embodiment of a thin-walled cylindrical structure 10 according to the present invention will be described in detail below with reference to Figs. 1 to 3. Fig. 1 is a cross-sectional view of a curved resin concrete panel-connected thin-walled cylindrical structure 10 formed by a tunnel reinforcement and repair method using curved resin concrete panels according to the present invention. Fig. 2 is a side view of the thin-walled cylindrical structure 10.

本発明に係る曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法により形成された曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体10は、水路トンネルを補強・補修する際に形成される。即ち、老朽化した水路トンネルの内面壁に対する補強・補修を目的とした施工により形成される。具体的な工程として、皿ボルトを捻じ込む際に必要な穴を備えた曲面樹脂コンクリートパネル20を既設トンネル内面壁に埋設されている金属拡張アンカーに皿ボルトを捻じ込むことで(既設トンネルとの間に空間ができるように)曲面樹脂コンクリートパネル20を仮設置し、その後、既設トンネルと曲面樹脂コンクリートパネル20との間の空間に高流動グラウト材を注入充填する。更に、水路トンネルの内面壁曲率に合わせた曲率面を有する複数の曲面樹脂コンクリートパネル20と曲面樹脂コンクリートパネル20との目地間隙を充填する高強度接着剤により(水路トンネルの進行方向に向かって円筒状に敷き詰め連続形成された)円筒状に連結させる。尚、高流動グラウト材を注入充填する工程前に、高強度接着剤を目地充填する工程を注入するスパン単位にて区間終了させる。 The curved resin concrete panel connected thin-walled cylindrical structure 10 formed by the tunnel reinforcement and repair method using the curved resin concrete panel according to the present invention is formed when reinforcing and repairing a waterway tunnel. That is, it is formed by construction aimed at reinforcing and repairing the inner wall of an aging waterway tunnel. As a specific process, the curved resin concrete panel 20 having a hole required for screwing in a countersunk bolt is temporarily installed (so that a space is created between the existing tunnel) by screwing the countersunk bolt into a metal expansion anchor embedded in the inner wall of the existing tunnel, and then a high-flow grout material is injected and filled into the space between the existing tunnel and the curved resin concrete panel 20. Furthermore, the curved resin concrete panels 20 having a curvature surface that matches the curvature of the inner wall of the waterway tunnel and the curved resin concrete panel 20 are connected in a cylindrical shape (continuously laid in a cylindrical shape in the direction of travel of the waterway tunnel) by a high-strength adhesive that fills the joint gaps between the curved resin concrete panels 20. Furthermore, before the process of injecting and filling the high-fluidity grout material, the process of filling the joints with high-strength adhesive is completed for each span to be injected.

曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法により形成された曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体10は、上記工程にて形成されるのであるが、図1、及び図2に記載したように、補強・補修する水路トンネルの径に合わせた所定の曲率半径を有する複数の曲面樹脂コンクリートパネル20と、曲面樹脂コンクリートパネル20と曲面樹脂コンクリートパネル20の目地間隙を埋める目地材30を備えている。(既設トンネル覆工面と曲面樹脂コンクリートパネル20とのパネル背面間隙の空間に充填した高流動グラウト材は含まれない。)薄肉円筒構造体10は、断面形状が円形状である水路トンネルの内面壁側の360°に亘って、曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30が(断面を取り出して見ると)リング状に一体化されている薄肉円筒形構造体10であることが大きな特徴である(図1参照)。全体の形状として、薄肉円筒構造体10は、水路トンネル内壁面に沿って形成された曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30が一体化した大きいリング体を水路トンネル進行方向に連続延長した円筒(チューブ状)構造体のようなイメージになる(図2参照)。 The curved resin concrete panel connected thin-walled cylindrical structure 10 formed by the tunnel reinforcement/repair method using curved resin concrete panels is formed by the above process, and as shown in Figures 1 and 2, it is provided with a plurality of curved resin concrete panels 20 having a predetermined radius of curvature that matches the diameter of the waterway tunnel to be reinforced/repaired, and a joint material 30 that fills the joint gaps between the curved resin concrete panels 20 and the curved resin concrete panels 20. (The high-flow grout material filled in the space between the back of the panels between the existing tunnel lining surface and the curved resin concrete panels 20 is not included.) The thin-walled cylindrical structure 10 is characterized in that it is a thin-walled cylindrical structure 10 in which the curved resin concrete panels 20 and the joint material 30 are integrated in a ring shape (when viewed in cross section) over 360° of the inner wall side of the waterway tunnel, which has a circular cross section (see Figure 1). The overall shape of the thin-walled cylindrical structure 10 resembles a cylindrical (tubular) structure in which a large ring body made of curved resin concrete panels 20 and joint material 30 formed along the inner wall surface of the waterway tunnel is continuously extended in the direction of travel of the waterway tunnel (see Figure 2).

薄肉円筒構造体10は、断面形状が円形である水路トンネルの内面壁側の360°に亘って、曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30が(断面を取り出して見ると)大きなリング状に一体化させるためには、(曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30との)十分な接着強度を備える必要がある。(補強・補修する水路トンネルの径に合わせた所定の曲率半径を有する複数の曲面樹脂コンクリートパネル20と、曲面樹脂コンクリートパネル20と曲面樹脂コンクリートパネル20の目地間隙を埋める)目地材30の主成分は、曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30との接着面における引張強度が、曲面樹脂コンクリートパネル20自体の引張強度以上になるような接着強度(引張強度で評価する)を備えた高強度接着剤である。 The thin-walled cylindrical structure 10 must have sufficient adhesive strength (between the curved resin concrete panel 20 and the joint material 30) so that the curved resin concrete panel 20 and the joint material 30 can be integrated into a large ring shape (when viewed in cross section) over 360° of the inner wall side of the waterway tunnel, which has a circular cross section. The main component of the joint material 30 (which fills the gaps between the curved resin concrete panels 20 and the curved resin concrete panels 20, and has a predetermined radius of curvature that matches the diameter of the waterway tunnel to be reinforced and repaired) is a high-strength adhesive with an adhesive strength (evaluated by tensile strength) such that the tensile strength at the adhesive surface between the curved resin concrete panel 20 and the joint material 30 is equal to or greater than the tensile strength of the curved resin concrete panel 20 itself.

目地材30について詳述すれば、湿潤面施工用エポキシ樹脂系のシール材である。エポキシ樹脂系のシール材は、いわゆるハードナー(エポキシ樹脂を硬化させるために必要な成分)を調整することで、接着剤の硬化度が高まり、接着強度が向上する。曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30との接着面における引張強度が、曲面樹脂コンクリートパネル20自体の引張強度よりも大きくなるような接着強度を備えた高強度接着剤を得るために、エポキシ樹脂系のシール材を硬化させるために必要な成分であるハードナーとして、アミン基を含む有機化合物であるアミン系ハードナー(アルキルアミン、アリルアミン、アミドアミン、キシリデンアミン等)、酸無水物とエポキシ樹脂を混合することで硬化するタイプのハードナーである酸無水物系ハードナー、フェノール樹脂をハードナーとして使用するタイプの接着剤であるフェノール系ハードナー、多価アルコールとエポキシ樹脂を混合することで硬化するタイプのハードナーである多価アルコール系ハードナー等を採用することができる。これらは1種類のみの採用でも良いし、1種類以上のハードナーを組み合わせた形で採用しても良い。 To explain the joint material 30 in detail, it is an epoxy resin-based sealant for wet surface application. The degree of hardening of the adhesive of the epoxy resin-based sealant is increased by adjusting the so-called hardener (a component necessary for hardening the epoxy resin), and the adhesive strength is improved. In order to obtain a high-strength adhesive with an adhesive strength such that the tensile strength at the adhesive surface between the curved resin concrete panel 20 and the joint material 30 is greater than the tensile strength of the curved resin concrete panel 20 itself, the hardener, which is a component necessary for hardening the epoxy resin-based sealant, can be an amine-based hardener (alkylamine, allylamine, amidoamine, xylideneamine, etc.), which is an organic compound containing an amine group, an acid anhydride-based hardener that is a type of hardener that hardens by mixing an acid anhydride and an epoxy resin, a phenol-based hardener that is a type of adhesive that uses a phenol resin as a hardener, a polyhydric alcohol-based hardener that is a type of hardener that hardens by mixing a polyhydric alcohol and an epoxy resin, etc. These may be used alone, or a combination of one or more types of hardeners may be used.

さらに、曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30との接着面における引張強度が、曲面樹脂コンクリートパネル20自体の引張強度よりも大きくなるような接着強度を備えた高強度接着剤を得るためには、ハードナーの選択・調整以外にも、エポキシ樹脂に繊維を加えることで、接着剤の強度を向上させることができる繊維強化材料、及び接着剤が接着する表面の凹凸を埋め、接着剤の接着面積を増やすことができる充填材を添加することもできる。 Furthermore, in order to obtain a high-strength adhesive with an adhesive strength such that the tensile strength at the adhesive surface between the curved resin concrete panel 20 and the joint material 30 is greater than the tensile strength of the curved resin concrete panel 20 itself, in addition to selecting and adjusting the hardener, it is also possible to add a fiber-reinforced material that can improve the strength of the adhesive by adding fibers to the epoxy resin, and a filler that can fill in the unevenness of the surface to which the adhesive is adhered and increase the adhesive area of the adhesive.

<薄肉円筒構造体の接合状態>
図3は、曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法により形成された曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体10の接合状態を説明するための展開図である。図3は(トンネルの内側からの視点で捉えた場合における)水路トンネルの内壁面に沿って360°展開された図であり、曲面樹脂コントロールパネル20と曲面樹脂コントロールパネル20の目地間隙を目地材30が充填するような状態になっていることを示している。
<Bonding state of thin-walled cylindrical structure>
Fig. 3 is a development view for explaining the joint state of the curved resin concrete panel connected thin-walled cylindrical structure 10 formed by the tunnel reinforcement and repair method using the curved resin concrete panel. Fig. 3 is a 360° development view along the inner wall surface of the waterway tunnel (when viewed from the inside of the tunnel), and shows that the joint gap between the curved resin control panel 20 and the curved resin control panel 20 is filled with the joint material 30.

薄肉円筒構造体10の接合状態は、図3の展開図に記載したように、大きさ1000mm×1000mm程度の曲面樹脂コンクリートパネル20と曲面樹脂コンクリートパネル20の目地間隙(10mm~20mm)を目地材30が埋めるように充填接着されている。この構造が水路トンネルの改修始点から水路トンネルの改修終点に向かって連続形成されている。即ち、曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30とによる薄肉円筒構造体10が連続形成されている。 As shown in the development view of Figure 3, the thin-walled cylindrical structure 10 is joined by bonding the curved resin concrete panels 20, each measuring approximately 1000 mm x 1000 mm, with the joint gaps (10 mm to 20 mm) between the curved resin concrete panels 20 filled with the joint material 30. This structure is continuously formed from the start point of the waterway tunnel renovation to the end point of the waterway tunnel renovation. In other words, the thin-walled cylindrical structure 10 is continuously formed by the curved resin concrete panels 20 and the joint material 30.

<薄肉円筒構造体の効果>
本発明に係る曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法により形成された曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体10は、水路トンネルにおける円形断面の構造設計計算において、鉄筋を薄肉円筒として換算した単位トンネル軸当たりの鉄筋断面積(鉄筋を薄肉円筒に換算することができること)から着想を得ている。出願人らが検討した結果、曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30との接着面における引張強度を目安として、曲面樹脂コンクリートパネル20自体の引張強度よりも大きくなるような接着強度(一例として引張強度:16.8N/mm)を備えた高強度接着剤により連結させた薄肉円筒構造体10である。薄肉円筒構造体10は、水路トンネル内壁面に沿って形成された曲面樹脂コンクリートパネル20と目地材30が一体化した大きいリング体を水路トンネル進行方向に延長した円筒(チューブ状)構造体のようなイメージになる。
<Effect of thin cylindrical structure>
The curved resin concrete panel-connected thin-walled cylindrical structure 10 formed by the tunnel reinforcement/repair method using the curved resin concrete panel according to the present invention is inspired by the reinforcing bar cross-sectional area per unit tunnel axis converted into a thin-walled cylinder (the ability to convert reinforcing bars into a thin-walled cylinder) in the structural design calculation of a circular cross section in a waterway tunnel. As a result of the applicants' studies, it is a thin-walled cylindrical structure 10 connected by a high-strength adhesive with an adhesive strength (for example, tensile strength: 16.8 N/mm 2 ) that is greater than the tensile strength of the curved resin concrete panel 20 itself, using the tensile strength at the adhesive surface between the curved resin concrete panel 20 and the joint material 30 as a guide. The thin-walled cylindrical structure 10 is like a cylindrical (tube-shaped) structure in which a large ring body formed along the inner wall surface of the waterway tunnel and the joint material 30 are integrated is extended in the direction of travel of the waterway tunnel.

水路トンネルの内壁側に(曲面樹脂コンクリートパネル20と同等の引張強度、或いは、それ以上の引張強度を備えた)薄肉円筒構造体10を形成することで、円形水路トンネルに掛かる内水圧、及び外圧に対して安全で、かつ、水密性、及び耐久性に優れた構造を得るための、円形水路トンネルの径に合わせた曲率面を有する曲面樹脂コンクリートパネルを高強度接着剤にて連結させた薄肉円筒構造体を提供することができるようになった。さらに、薄肉円筒構造類似工法との比較において工期を1/2以下に短縮することができるようになった。 By forming a thin-walled cylindrical structure 10 (with a tensile strength equal to or greater than that of the curved resin concrete panel 20) on the inner wall side of the waterway tunnel, it is now possible to provide a thin-walled cylindrical structure in which curved resin concrete panels with a curvature matching the diameter of the circular waterway tunnel are connected with high-strength adhesive to obtain a structure that is safe against the internal water pressure and external pressure applied to the circular waterway tunnel, and has excellent watertightness and durability. Furthermore, it has become possible to shorten the construction period to less than half compared to similar construction methods for thin-walled cylindrical structures.

<薄肉円筒構造体の変更例>
本発明に係る曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法により形成された曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体は、上記した各実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、樹脂コンクリートパネル、目地材等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。曲面樹脂コンクリートパネルの母材内部に超微細気泡を含まないようにする工夫(高温高圧でのプレス)することもできる。
<Example of modification of thin-walled cylindrical structure>
The curved resin concrete panel connected thin-walled cylindrical structure formed by the tunnel reinforcement/repair method using the curved resin concrete panel according to the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and the configurations of the resin concrete panel, joint material, etc. can be appropriately changed as necessary without departing from the spirit of the present invention. It is also possible to devise a method (pressing at high temperature and high pressure) to prevent ultra-fine air bubbles from being contained inside the base material of the curved resin concrete panel.

本発明に係る薄肉円筒構造体は、上記の如く優れた効果を奏するものであるので円形水路トンネルに掛かる内水圧、及び外圧に対して安全で、かつ、水密性、及び耐久性に優れた構造を得るための、円形水路トンネルの径に合わせた曲率面を有する曲面樹脂コンクリートパネルを高強度接着剤にて連結させた薄肉円筒構造体として好適に用いることができる。 The thin-walled cylindrical structure of the present invention has the excellent effects described above, and can be suitably used as a thin-walled cylindrical structure in which curved resin concrete panels with a curvature matching the diameter of a circular waterway tunnel are connected with a high-strength adhesive to obtain a structure that is safe against the internal water pressure and external pressure applied to the circular waterway tunnel, and has excellent watertightness and durability.

10・・薄肉円筒構造体
20・・曲面樹脂コンクリートパネル
30・・目地材
10: Thin-walled cylindrical structure 20: Curved resin concrete panel 30: Joint material

Claims (2)

水路トンネルを補強・補修する際に形成される複数の曲面樹脂コンクリートパネルを円筒状に連結させたリング状に一体化されている薄肉円筒構造体であって、
補強・補修する水路トンネルの内壁径に合わせた所定の曲率半径を有する複数の曲面樹脂コンクリートパネルと、
前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記曲面樹脂コンクリートパネルとの目地間隙を埋めるように充填接着する目地材を備えており、
前記目地材は、湿潤面施工用エポキシ樹脂系のシール材であり、エポキシ樹脂を硬化させるために必要なハードナーとして、アミン系ハードナー、無水物系ハードナー、フェノール系ハードナー、多価アルコール系ハードナーの中から選択された少なくとも1つ以上のハードナーを採用しており、
曲率樹脂コンクリートパネルと目地材との接着強度が、曲面樹脂コンクリートパネル自体の引張強度よりも大きい16.8N/mm 以上であることを特徴とする曲面樹脂コンクリートパネル連結薄肉円筒構造体。
A thin-walled cylindrical structure formed by connecting a plurality of curved resin concrete panels formed when reinforcing and repairing a waterway tunnel into a cylindrical ring shape ,
A plurality of curved resin concrete panels having a predetermined radius of curvature that matches the inner wall diameter of the waterway tunnel to be reinforced or repaired;
The curved resin concrete panel is provided with a joint material that fills and adheres to the joint gap between the curved resin concrete panel and the curved resin concrete panel,
The joint material is an epoxy resin-based sealant for wet surface application, and employs at least one hardener selected from an amine-based hardener, an anhydride-based hardener, a phenol-based hardener, and a polyhydric alcohol-based hardener as a hardener required for curing the epoxy resin;
A curved resin concrete panel connected thin-walled cylindrical structure, characterized in that the adhesive strength between the curved resin concrete panel and the joint material is 16.8 N/mm2 or more, which is greater than the tensile strength of the curved resin concrete panel itself .
任意の曲率を有する曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法であって、
既設履工コンクリート側に、プラスチックスペーサーと前記プラスチックスペーサーに載せるように高さ調整部材を仮設置した後、曲面樹脂コンクリートパネルを仮設置する工程と、
前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記プラスチックスペーサーと前記高さ調整部材を既設履工コンクリート側に埋設されたアンカーに皿ボルト締めにより設置する工程と、
前記曲面樹脂コンクリートパネルと前記曲面樹脂コンクリートパネルとの目地間隙に目地材を充填接着する工程を備えることを特徴とする請求項1に記載された曲面樹脂コンクリートパネルによるトンネル補強・補修工法。
A tunnel reinforcement and repair method using a curved resin concrete panel having any curvature,
A step of temporarily installing a plastic spacer and a height adjustment member on the existing concrete structure so as to be placed on the plastic spacer, and then temporarily installing a curved resin concrete panel;
A step of installing the curved resin concrete panel, the plastic spacer, and the height adjustment member to an anchor embedded in the existing concrete structure side by countersunk bolt fastening;
A tunnel reinforcement and repair method using curved resin concrete panels as described in claim 1, characterized in that it includes a process of filling and adhering joint gaps between the curved resin concrete panels with joint material.
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