JPH05231095A - Headrace tunnel structure and reparing method for headrace tunnel - Google Patents
Headrace tunnel structure and reparing method for headrace tunnelInfo
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- JPH05231095A JPH05231095A JP4139305A JP13930592A JPH05231095A JP H05231095 A JPH05231095 A JP H05231095A JP 4139305 A JP4139305 A JP 4139305A JP 13930592 A JP13930592 A JP 13930592A JP H05231095 A JPH05231095 A JP H05231095A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、水力発電所用水路トン
ネルの他、農業用水路、上下水道、工業用水、河川放水
路等に用いられる導水路トンネル構造、および導水路ト
ンネルの補修方法に関するものである。特に、長期の使
用に耐え得る補強構造を有する圧力導水路トンネル、お
よび長期の使用により、洗掘、亀裂等の劣化が生じた覆
工コンクリート層を補修し、あるいは補強することがで
きる圧力導水路トンネルの補修方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waterway tunnel for a hydroelectric power station, a waterway tunnel structure used for agricultural waterways, water and sewage, industrial water, river waterways, and a method for repairing the waterway tunnel. is there. In particular, a pressure headrace tunnel having a reinforced structure that can withstand long-term use, and a pressure headrace that can repair or reinforce a lining concrete layer that has deteriorated due to scouring, cracking, etc. due to long-term use. It concerns a tunnel repair method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、水力発電所用水路、農業用水
路、上下水道、工業用水、河川放水路等に用いられる圧
力導水路トンネルは、長期の使用により老朽化し、ある
いはなんらかの原因によって損傷を受け、その覆工コン
クリート層内面に摩耗、洗掘、亀裂、欠損等の劣化が生
じる。このような劣化は、漏水を発生させ破壊にいたる
ことがある。また、内水圧あるいは外圧に対する圧力導
水路トンネルの強度を低下させたり、通水可能量の減少
等を引き起こす。このような劣化が生じた圧力導水路ト
ンネルの覆工コンクリート層内面に対しては、補修、補
強等を施す必要があり、従来から、圧力導水路トンネル
の変状、老朽化等の程度に応じて、改築、改修、補強、
補修等の措置が採られている。そして、圧力導水路トン
ネルの変状、老朽化等の状態、程度、規模により、ま
た、周囲の立地、環境等の社会的条件、施工条件、設計
条件およびその変化などに応じて、種々の工法が採用さ
れている。2. Description of the Related Art Generally, pressure headrace tunnels used for hydroelectric power station waterways, agricultural waterways, water and sewage, industrial water, river waterways, etc. are deteriorated due to long-term use or damaged due to some cause. The inner surface of the lining concrete layer is deteriorated due to wear, scour, cracks, defects, etc. Such deterioration may cause water leakage and destruction. In addition, the strength of the pressure conduit tunnel against internal or external pressure is reduced, and the water flow capacity is reduced. It is necessary to repair and reinforce the inner surface of the concrete layer of the lining of the pressure headrace tunnel that has deteriorated in this way.Conventionally, depending on the degree of deformation and deterioration of the pressure headrace tunnel, Remodeling, renovation, reinforcement,
Measures such as repairs are taken. Various construction methods are used depending on the condition, degree, scale of the pressure headrace tunnel, such as deformation and deterioration, and according to surrounding location, social conditions such as environment, construction conditions, design conditions and changes thereof. Has been adopted.
【０００３】改築、改修は、既設覆工コンクリート層の
全断面あるいは部分区間を撤去し、これを造り直すもの
であり、大規模な工事となってしまう問題がある。ま
た、従来より、既設覆工コンクリートの残っている耐力
を活用して補強あるいは補修を行う方法として、樹脂、
スチールファイバ混入モルタル、スチールファイバ混入
コンクリート等を既設覆工コンクリート層表面に吹き付
ける吹き付け工法、樹脂モルタル、スチールファイバ混
入モルタル等を表面に塗布する塗布（塗り付け）工法、
打設工法、張付工法が採用されている。The remodeling and refurbishment is to remove the entire cross section or partial section of the existing lining concrete layer and remake it, which causes a problem of large-scale construction. In addition, conventionally, as a method of reinforcing or repairing by utilizing the remaining yield strength of existing lining concrete, resin,
Steel fiber mixed mortar, steel fiber mixed concrete, etc. sprayed on the existing lining concrete layer surface, resin mortar, steel fiber mixed mortar, etc.
The construction method and the sticking method are used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吹き付け工法、塗布（塗り付け）工法、打設工法、
張付工法には、次のような問題があった。However, the above-mentioned conventional spraying method, coating (painting) method, driving method,
The sticking method has the following problems.
【０００５】吹き付け工法 (1) 吹き付け表面の粗度が大きくなって通水可能量が小
さくなり、必要通水量を確保できなくなる。 (2) モルタル、コンクリ−ト層が薄いため、そのマトリ
ックスの性状から大きな耐摩耗性は期待できず、土砂流
入部、流れの方向が変わる部分近辺では耐久性がきわめ
て低下してしまう。 (3) 材料の強度特性、薄い構造性等から大きな強度の補
強は期待できず、特に、内水圧による引っ張り応力に対
して強度上の問題がある。 (4) 内水圧に対する引っ張り抵抗力が小さいため、既設
覆工コンクリートのクラック部に対する止水効果も期待
できない。Spraying method (1) The roughness of the sprayed surface becomes large and the amount of water that can be passed becomes small, and it becomes impossible to secure the required amount of water. (2) Since the mortar and concrete layers are thin, great abrasion resistance cannot be expected due to the properties of the matrix, and the durability will be extremely reduced near the soil inflow part and the part where the flow direction changes. (3) Reinforcement of large strength cannot be expected due to the strength characteristics and thin structure of the material, and there is a problem in strength especially against tensile stress due to internal water pressure. (4) Since the tensile resistance to internal water pressure is small, it is not possible to expect a water blocking effect on the cracked part of the existing lining concrete.
【０００６】塗布（塗り付け）工法 (1) この塗布表面は吹き付け工法の場合ほど粗くはない
が、表面粗度の改良効果はさほど期待できない。打設し
たコンクリートの表面より、その粗度係数は大きく、や
はり通水量減少の問題がある。 (2) 材料特性、薄い構造性等から、長期にわたる耐摩耗
性は期待できず、また、大きな耐久性もない。 (3) 材料の強度特性、薄い構造性等から、大きな強度の
補強は期待できず、特に、内水圧による引っ張り応力に
対して強度上の問題がある。 (4) 内水圧に対する引っ張り抵抗力が小さいため、既設
覆工コンクリートのクラック部に対する止水効果も期待
できない。Coating (Coating) Method (1) This coating surface is not as rough as in the case of the spraying method, but the effect of improving the surface roughness cannot be expected so much. Roughness coefficient is larger than the surface of cast concrete, and there is a problem of reduction of water flow. (2) Due to material properties, thin structure, etc., long-term wear resistance cannot be expected and there is no great durability. (3) Reinforcement of large strength cannot be expected due to the strength characteristics and thin structure of the material, and there is a problem in strength especially against tensile stress due to internal water pressure. (4) Since the tensile resistance to internal water pressure is small, it is not possible to expect a water blocking effect on the cracked part of the existing lining concrete.
【０００７】打設工法 (1) 内空断面が小さくなるため、通水可能量が小さくな
り、必要通水量を確保できなくなる。 (2) 比較的薄いコンクリート構造、施工上の制限等によ
り、コンクリートの特性により高い耐摩耗性は期待でき
ない。混和剤を加えることによって高強度、高い耐摩耗
性を得ようとすればコスト高となってしまう。 (3) 比較的薄い構造上、内水圧に対する比較的低い引っ
張り抵抗力等から、既設覆工コンクリートのクラック部
に対する止水効果はさほど期待できない。ことに、その
背面の地山の力学特性が小さく、内水圧に対する変位拘
束が小さい地山では、その限界ひずみの大きさから止水
効果はほとんど期待できない。 (4) ニードルビーム型と同規模の大きな型枠を必要と
し、長く深く入った場所で施工する場合には、コンクリ
ートポンプ圧送に伴う問題、あるいはコンクリート等の
軌道による運搬等の問題も生じ、大規模な工事となって
しまう。また、これに伴って工事工程が長くなり、工期
も長期化する可能性も高い。 (5) 弾性係数等の材料諸特性の相違から、設計、施工お
よび養生条件、環境の変化により、既設覆工コンクリー
ト層と補強および補修のために施工されるコンクリート
層との間にクラックが多発するおそれがある。Placing method (1) Since the inner cross section becomes small, the amount of water that can be passed becomes small, and the required amount of water cannot be secured. (2) Due to the relatively thin concrete structure and restrictions on construction, high wear resistance cannot be expected due to the characteristics of concrete. If it is attempted to obtain high strength and high wear resistance by adding an admixture, the cost will increase. (3) Due to the relatively thin structure, the water resistance against cracks in the existing lining concrete cannot be expected so much due to the relatively low tensile resistance against internal water pressure. In particular, in the rocks with small mechanical characteristics of the rocks on the back side and small displacement constraint against internal water pressure, almost no water stopping effect can be expected due to the magnitude of the critical strain. (4) A large formwork of the same scale as the needle beam type is required, and when constructing in a place that is long and deep, there are problems with concrete pumping, or problems such as transportation of concrete by orbit, etc. It will be a large-scale construction. In addition, the construction process will be lengthened accordingly, and the construction period is likely to be prolonged. (5) Due to differences in material properties such as elastic modulus, due to changes in design, construction and curing conditions, and environment, cracks frequently occurred between the existing lining concrete layer and the concrete layer constructed for reinforcement and repair. May occur.
【０００８】張付工法 (1) 閉鎖された狭い坑内空間での加工部材溶接組み立て
作業となるため、それぞれのトンネル断面に合わせた専
用の伏設、組み立て機械を必要とし、内空断面が小さく
なるため、通水可能量が小さくなり、必要通水量を確保
できなくなる。 (2) 比較的薄いコンクリート構造、施工上の制限等によ
り、コンクリートの特性により高い耐摩耗性は期待でき
ない。混和剤を加えることによって高強度、高い耐摩耗
性を得ようとすればコスト高となってしまう。また、鋼
板張り付けの場合には、その構造系から、内外水圧に対
する大きな止水効果は得られるが、その反面、外水圧に
対しては、薄い部材厚では大きな耐力が得られず、その
外水位の高さによっては、内水圧上必要とする以上の材
料厚さになったり、補強材の取り付けを要したりして、
既設覆工コンクリートの残された耐力が有効に活用され
ず、工費としても大きくなり不経済である。 (3) コンクリート製プレキャスト版組み立て方式などで
は、比較的薄い構造上、内水圧に対する比較的低い引っ
張り抵抗力等から、既設覆工コンクリートのクラック部
に対する止水効果はさほど期待できない。ことに、その
背面の地山の力学特性が小さく、内水圧に対する変位拘
束が小さい地山では、その限界ひずみの大きさから止水
効果はほとんど期待できない。 (4) 曲線加工された比較的重量の大きな部材を必要箇所
に搬入しなければならず、軌道施設や特殊車両などの専
用の運搬設備が必要となり、困難で危険度の高い作業と
なるとともに、施工延長が短いと、固定的に要する設備
費用から不経済性がさらに大きくなる。 (5) 曲率加工された鋼板の片面溶接による接合から、施
工誤差や変状、変形等に伴うトンネル断面の変化に十分
追随できず、それ等が激しい場合は特殊加工が多くなる
し、余裕幅を大きく取らなければならず、断面の縮少が
大きくなる。また、溶接による部材ひずみを小さくする
ための補助部材の取付けや、溶接方法としなければなら
ず、その作業に複雑さが伴い施工費が高くなる。 (6) 弾性係数等の材料諸特性の相違から、設計、施工お
よび養生条件、環境の変化により、材料によっては、既
設覆工コンクリート層と補強および補修のために施工さ
れるプレキャストパネル材等の層との間に注入されるモ
ルタルおよびセメントペースト等にクラックが多発する
おそれがある。Sticking method (1) Since the work member welding and assembling work is performed in a closed narrow underground space, a dedicated laying and assembling machine is required for each tunnel cross section, and the inner cross section becomes small. Therefore, the amount of water that can be passed is reduced, and it becomes impossible to secure the required amount of water. (2) Due to the relatively thin concrete structure and restrictions on construction, high wear resistance cannot be expected due to the characteristics of concrete. If it is attempted to obtain high strength and high wear resistance by adding an admixture, the cost will increase. Also, in the case of steel plate attachment, the structural system provides a large water blocking effect against internal and external water pressure, but on the other hand, with respect to external water pressure, a large yield strength cannot be obtained with a thin member thickness, and the external water level Depending on the height of the, the material thickness may be more than required due to internal water pressure, or it may be necessary to attach a reinforcing material.
The remaining proof strength of the existing lining concrete is not effectively utilized, and the construction cost is large, which is uneconomical. (3) Due to the relatively thin structure and the relatively low tensile resistance to internal water pressure in the concrete precast plate assembling method, the water blocking effect on the cracked part of the existing lining concrete cannot be expected so much. In particular, in the rocks on the back of which the mechanical characteristics are small and the displacement constraint to the internal water pressure is small, the water stopping effect can hardly be expected due to the magnitude of the critical strain. (4) Curved and relatively heavy parts must be carried in to the necessary places, and special transportation equipment such as track facilities and special vehicles are required, which is a difficult and dangerous task. If the construction extension is short, the uneconomical cost will be further increased due to the fixed equipment cost. (5) From the joining of curved steel plates by single-sided welding, it is not possible to sufficiently follow the changes in the tunnel cross section due to construction errors, deformations, deformation, etc.If it is severe, special processing will increase and the margin width will increase. Must be taken large, resulting in a large reduction in cross section. In addition, an auxiliary member must be attached to reduce member strain due to welding, and a welding method must be used, which complicates the work and increases the construction cost. (6) Due to differences in various material properties such as elastic modulus, due to changes in design, construction and curing conditions, environment, depending on the material, existing lining concrete layer and precast panel material etc. constructed for reinforcement and repair may be used. There is a possibility that many cracks will occur in the mortar, cement paste and the like injected between the layers.
【０００９】このため、本発明は、高い補強効果、高い
止水効果および内水圧に対する高い抵抗力を有し、か
つ、通水可能量が小さくならず、低コスト、短期間で施
工することのできる導水路トンネル構造および導水路ト
ンネルの補修方法を提供することを目的とする。Therefore, the present invention has a high reinforcing effect, a high water blocking effect, and a high resistance to internal water pressure, and does not reduce the amount of water that can be passed through, so that it can be constructed at low cost and in a short period of time. An object of the present invention is to provide a headrace tunnel structure and a repair method for the headrace tunnel.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、請求項１記載の導水路
トンネル構造は、内壁面に覆工されたコンクリート層内
表面に、高強度樹脂接着剤を用いて強化繊維シートを貼
り付けたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the headrace tunnel structure according to claim 1 is characterized in that the inner surface of a concrete layer covered with an inner wall has a high structure. A reinforcing fiber sheet is attached using a strength resin adhesive.
【００１１】請求項２記載の導水路トンネル構造は、請
求項１における強化繊維シートとして、高弾性炭素繊
維、高強度炭素繊維、ガラス繊維等の無機強化繊維材
料、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン
繊維等の有機強化繊維材料からなる群から選択される少
なくとも一つの材料を用いたことを特徴とするものであ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a waterway tunnel structure as the reinforcing fiber sheet according to the first aspect, which is an inorganic reinforcing fiber material such as high elastic carbon fiber, high strength carbon fiber or glass fiber, aramid fiber, polyarylate fiber or polyethylene. At least one material selected from the group consisting of organic reinforcing fiber materials such as fibers is used.
【００１２】請求項３記載の導水路トンネル構造は、請
求項１におけるシート材が、ガラス等の繊維からなる基
盤クロスの表面に、強化繊維を一方向に配列して樹脂粘
着剤により固着してなることを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a headrace tunnel structure in which the sheet material according to the first aspect is one in which reinforcing fibers are arranged in one direction on a surface of a base cloth made of fibers such as glass and fixed by a resin adhesive. It is characterized by becoming.
【００１３】請求項４記載の導水路トンネルの補修方法
は、内壁面に覆工された既設のコンクリート層の内面
に、高強度樹脂接着剤を用いて強化繊維シートを貼り付
け、水流面の補修、防水およびトンネルの構造的補強機
能を持たせたものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for repairing a water tunnel, in which a reinforcing fiber sheet is attached to the inner surface of an existing concrete layer lined on the inner wall surface with a high strength resin adhesive to repair the water surface. , Waterproof and structural reinforcement of the tunnel.
【００１４】請求項５記載の導水路トンネルの補修方法
は、請求項４において用いられる強化繊維シートとし
て、高弾性炭素繊維、高強度炭素繊維、ガラス繊維等の
無機強化繊維材料、アラミド繊維、ポリアリレート繊
維、ポリエチレン繊維等の有機強化繊維材料からなる群
から選択される少なくとも一つの材料を用いたことを特
徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for repairing a headrace tunnel, wherein the reinforcing fiber sheet used in the fourth aspect is an inorganic reinforcing fiber material such as high elastic carbon fiber, high strength carbon fiber or glass fiber, aramid fiber or poly fiber. It is characterized by using at least one material selected from the group consisting of organic reinforcing fiber materials such as arylate fibers and polyethylene fibers.
【００１５】請求項６記載の導水路トンネルの補修方法
は、請求項４において用いられるシート材が、ガラス等
の繊維からなる基盤クロスの表面に、強化繊維を一方向
に配列して樹脂粘着剤により固着してなるものであるこ
とを特徴とするものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for repairing a headrace tunnel, wherein the sheet material used in the fourth aspect is a resin adhesive in which reinforcing fibers are arranged in one direction on a surface of a base cloth made of fibers such as glass. It is characterized in that it is fixed by.
【００１６】請求項７記載の導水路トンネルの補修方法
は、基盤クロスの表面に一方向に配列され固着された強
化繊維の方向を亀裂および剥離、目地切れ等の延長方向
に対し直角に、あるいは、水路トンネルの周方向に合致
させた状態で、前記シート材を水路トンネルの内面全体
に貼り付けることを特徴とするものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for repairing a headrace tunnel, in which a direction of reinforcing fibers arranged and fixed in one direction on a surface of a base cloth is perpendicular to an extension direction such as cracking, peeling, joint breakage, or the like. The sheet material is affixed to the entire inner surface of the water channel tunnel in a state of being matched with the circumferential direction of the water channel tunnel.
【００１７】[0017]
【作用】請求項１記載の本発明の導水路トンネル構造に
おいては、覆工コンクリート層内表面に、高強度樹脂接
着剤を用いて高い引っ張り耐力を有する強化繊維シート
が貼り付けられているため、既設覆工コンクリート層の
残されている耐力を活用しながら、特に内水圧に対する
強度を充分高めることができ、大きな補強効果が得られ
る。また、覆工コンクリート層の摩耗、欠損、クラッ
ク、洗掘、目地切れ等の欠陥に対する補修効果が得られ
て漏水が確実に防止され、耐摩耗性も向上する。さら
に、強化繊維シートはきわめて薄いため、強化繊維シー
トを設けることによるトンネルの有効断面積の減少はわ
ずかであり、また、内面の粗度係数を小さくすることが
できる。その結果、通水可能量を減少させず改善するこ
とが可能となる。In the waterway tunnel structure of the present invention as set forth in claim 1, since the reinforcing fiber sheet having high tensile strength is attached to the inner surface of the lining concrete layer by using a high strength resin adhesive, While utilizing the remaining proof stress of the existing lining concrete layer, the strength against internal water pressure can be sufficiently increased, and a large reinforcing effect can be obtained. Further, a repair effect for defects such as wear, defects, cracks, scouring, and joint breakage of the lining concrete layer is obtained, water leakage is reliably prevented, and wear resistance is also improved. Further, since the reinforcing fiber sheet is extremely thin, the effective area of the tunnel is slightly reduced by providing the reinforcing fiber sheet, and the roughness coefficient of the inner surface can be reduced. As a result, it is possible to improve the water flow without reducing it.
【００１８】請求項２記載の導水路トンネル構造におい
ては、強化繊維シートが、高弾性炭素繊維、高強度炭素
繊維、ガラス繊維等の無機強化繊維材料、アラミド繊
維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン繊維等の有機強
化繊維材料という極めて高い引っ張り耐力、高強度、高
靭性を有する材料により形成されているため、高い作用
内水圧あるいは外圧に対して、より高いクラックの止水
性、より大きな補強効果が得られる。In the water conduit tunnel structure according to claim 2, the reinforcing fiber sheet is made of an inorganic reinforcing fiber material such as high elastic carbon fiber, high strength carbon fiber or glass fiber, aramid fiber, polyarylate fiber or polyethylene fiber. Since it is formed of a material having extremely high tensile strength, high strength, and high toughness, which is an organic reinforcing fiber material, it is possible to obtain a higher water-stopping property against cracks and a greater reinforcing effect against high internal water pressure or external pressure.
【００１９】請求項３記載の導水路トンネル構造におい
ては、強化繊維シートが、ガラス等の繊維からなる基盤
クロスの表面に、強化繊維を一方向に配列して樹脂粘着
剤により固着した構造を有し、その超高強度の強化繊維
を高強度樹脂接着剤で固結するため、極めて高い強度、
靭性を付与することができる。In the headrace tunnel structure according to claim 3, the reinforcing fiber sheet has a structure in which reinforcing fibers are arranged in one direction and fixed by a resin adhesive on the surface of a base cloth made of fibers such as glass. However, since the ultra high strength reinforcing fibers are solidified with a high strength resin adhesive, extremely high strength,
Toughness can be imparted.
【００２０】請求項４記載の導水路トンネルの補修方法
においては、内壁面に覆工された既設のコンクリート層
の内面に、高強度樹脂接着剤を用いて極めて薄い強化繊
維シートを貼り付けているため、補修により、既設覆工
コンクリート層の残されている耐力を活用しながら、特
に内水圧に対する強度が高く、クラックの止水性のすぐ
れた導水路トンネル構造を、低コスト、短期間で得るこ
とができる。また、本発明の方法により補修された導水
路トンネルによれば、覆工コンクリート層の摩耗、欠
損、クラック、洗掘、目地切れ等の欠陥に対する補修効
果が得られて漏水が確実に防止されるばかりでなく、耐
摩耗性も向上する。さらに、強化繊維シートを設けるこ
とによるトンネルの有効断面積の減少がわずかであり、
内面の粗度係数は小さくなるため、通水可能量を減少さ
せず改善することができる。また、状況によっては、通
水可能量を大きくでき、再開発の可能性を大きくするこ
とができる。In the method for repairing a headrace tunnel according to claim 4, an extremely thin reinforcing fiber sheet is attached to the inner surface of an existing concrete layer lined on the inner wall surface with a high-strength resin adhesive. Therefore, by repairing, while utilizing the remaining proof stress of the existing lining concrete layer, it is possible to obtain a headrace tunnel structure that is particularly strong against internal water pressure and has excellent waterproofness against cracks at low cost and in a short period of time. You can Further, according to the headrace tunnel repaired by the method of the present invention, the effect of repairing defects such as wear, defects, cracks, scouring, and joint breakage of the lining concrete layer is obtained, and water leakage is reliably prevented. Not only does it also improve wear resistance. Furthermore, the reduction of the effective area of the tunnel by providing the reinforcing fiber sheet is slight,
Since the roughness coefficient of the inner surface becomes small, it is possible to improve the water flowable amount without reducing it. In addition, depending on the situation, the water flow capacity can be increased and the possibility of redevelopment can be increased.
【００２１】請求項５記載の導水路トンネルの補修方法
においては、強化繊維シートとして、高弾性炭素繊維、
高強度炭素繊維、ガラス繊維等の無機強化繊維材料、ア
ラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン繊維等
の有機強化繊維材料を用いるものであるため、高い作用
内水圧あるいは外圧に対しきわめて高いクラックの止水
性、耐摩耗性、通水可能量の改善が得られるなど、より
大きな補強と補修の効果が得られる。In the repairing method of the headrace tunnel according to claim 5, as the reinforcing fiber sheet, high elastic carbon fiber,
High strength carbon fiber, inorganic fiber such as glass fiber, organic fiber such as aramid fiber, polyarylate fiber, polyethylene fiber are used. Greater reinforcement and repair effects such as improved wear resistance and water flow capacity can be obtained.
【００２２】請求項６記載の導水路トンネルの補修方法
は、ガラス等の繊維からなる基盤クロスの表面に、強化
繊維を一方向に配列して樹脂粘着剤により固着したシー
ト材を用い、その超高強度の強化繊維を高強度の樹脂接
着剤で固結するものであるため、覆工コンクリート層に
極めて高い強度、靭性を付与することができる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for repairing a headrace tunnel, which comprises using a sheet material in which reinforcing fibers are arranged in one direction and fixed with a resin adhesive on the surface of a base cloth made of fibers such as glass. Since the high-strength reinforcing fibers are solidified with the high-strength resin adhesive, it is possible to impart extremely high strength and toughness to the lining concrete layer.
【００２３】請求項７記載の導水路トンネルの補修方法
においては、基盤クロスの表面に一方向に配列され固着
された強化繊維の方向を亀裂および剥離、目地切れ等の
延長方向に対し直角に、そして、水路トンネルの周方向
に合致させた状態で、請求項６におけるシート材を水路
トンネルの内面全体に貼り付けるようにしたため、内水
圧に対し優れた補強効果およびクラックの止水効果が得
られる。In the method for repairing a headrace tunnel according to claim 7, the direction of the reinforcing fibers arranged and fixed in one direction on the surface of the base cloth is perpendicular to the extension direction of cracks, peeling, joint breakage, etc. Since the sheet material according to claim 6 is adhered to the entire inner surface of the water tunnel in a state of being aligned with the circumferential direction of the water tunnel, an excellent reinforcing effect against internal water pressure and a water blocking effect of cracks can be obtained. ..
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明の導水路トンネル構造およびそ
の補修方法を、添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。図１は本発明の高圧用円形断面の導水路トンネル構
造の一実施例を示す断面図である。この図において、１
１は馬蹄形断面の掘削坑が形成された地山であり、この
トンネル掘削坑内壁面には、覆工コンクリート層１２が
打設され、その内部に円形断面のトンネル坑が形成され
ている。また、この覆工コンクリート層１２の円形断面
トンネル坑の内表面には、樹脂接着剤１４を介して、強
化繊維シート１３が貼り付けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following is a detailed explanation of the headrace tunnel structure and its repair method of the present invention, with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a high-pressure circular cross-section tunnel structure of the present invention. In this figure, 1
Reference numeral 1 is a ground in which an excavation pit having a horseshoe-shaped cross section is formed. A lining concrete layer 12 is cast on the inner wall surface of the tunnel digging pit, and a tunnel pit having a circular cross section is formed therein. Further, a reinforcing fiber sheet 13 is attached to the inner surface of the tunnel section having a circular cross section of the lining concrete layer 12 via a resin adhesive 14.
【００２５】図２は覆工コンクリート層部分の拡大断面
図である。図２に示されているように、覆工コンクリー
ト層１２の内表面に樹脂接着剤１４を介して貼り付けら
れた強化繊維シート１３は、ガラス等の繊維からなる基
盤クロス２１ａの表面に強化繊維２２ａを一方向に配列
して樹脂粘着剤２３により固着したものであって、さら
にその上に、同じガラス等の繊維からなる基盤クロス２
１ｂの表面に強化繊維２２ｂを一方向に配列して樹脂粘
着剤２３により固着して一体とした強化繊維シートを、
亀裂や目地切れ等に対し直角方向に、あるいはトンネル
の周方向にあわせて樹脂接着剤１４により貼り合わせた
ものであり、一層の厚みを０．２〜１．０ｍｍ程度とし
たものである。この基盤２１ａ，２１ｂを形成する強化
繊維としては同一種類のものでも異なる種類のものでも
かまわないが、たとえばガラス繊維などが用いられ、そ
の単位面積当たりの重量は５〜１００ｇ／ｍ2 程度であ
ることが好ましい。また、基盤クロス２１ａ，２１ｂの
表面に固着される強化繊維２２ａ，２２ｂとしては、高
弾性炭素繊維、高強度炭素繊維、ガラス繊維等の無機強
化繊維材料、もしくは、アラミド繊維、ポリアリレート
繊維、ポリエチレン繊維等の有機強化繊維材料等の各種
高強度繊維が用いられる。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the lining concrete layer portion. As shown in FIG. 2, the reinforcing fiber sheet 13 attached to the inner surface of the lining concrete layer 12 with the resin adhesive 14 is used to form the reinforcing fiber on the surface of the base cloth 21a made of fiber such as glass. 22a arranged in one direction and fixed by a resin adhesive 23, on which a base cloth 2 made of the same fiber such as glass is further provided.
A reinforcing fiber sheet in which reinforcing fibers 22b are arranged in one direction on the surface of 1b and fixed by a resin adhesive 23 to form an integrated fiber sheet,
The resin adhesive 14 is attached in a direction perpendicular to cracks or breaks in joints or in the circumferential direction of the tunnel, and the thickness of each layer is about 0.2 to 1.0 mm. The reinforcing fibers forming the bases 21a and 21b may be of the same type or of different types. For example, glass fibers are used, and the weight per unit area is about 5 to 100 g / m 2. Preferably. Further, as the reinforcing fibers 22a and 22b fixed to the surfaces of the base cloths 21a and 21b, inorganic reinforcing fiber materials such as high elastic carbon fiber, high strength carbon fiber and glass fiber, or aramid fiber, polyarylate fiber, polyethylene Various high-strength fibers such as organic reinforcing fiber materials such as fibers are used.
【００２６】前記強化繊維シート１３として用いること
ができる高弾性炭素繊維、高強度炭素繊維、ガラス繊維
等の無機強化繊維材料、アラミド繊維、ポリアリレート
繊維、ポリエチレン繊維等の有機強化繊維材料として
は、それぞれ、東燃株式会社製のＦＯＲＣＡトウシート
ＦＴＳ−Ｃ１−１７（弾性率：２５，０００ｋｇ／ｃ
ｍ幅，引張り強度：３８０ｋｇ／ｃｍ幅）、ＦＴＳ−Ｃ
０−２０（弾性率：２８，０００ｋｇ／ｃｍ幅，引張り
強度：２８０ｋｇ／ｃｍ幅）、ＦＴＳ−ＡＴ−２０（弾
性率：９，５００ｋｇ／ｃｍ幅，引張り強度：３５０ｋ
ｇ／ｃｍ幅）、ＦＴＳ−ＶＢ−２０（弾性率：９，５０
０ｋｇ／ｃｍ幅，引張り強度：３３０ｋｇ／ｃｍ幅）、
ＦＴＳ−ＧＥ−３０（弾性率：１０，５００ｋｇ／ｃｍ
幅，引張り強度：２２０ｋｇ／ｃｍ幅）等がある。Examples of the inorganic reinforcing fiber material such as high elastic carbon fiber, high strength carbon fiber and glass fiber which can be used as the reinforcing fiber sheet 13 and the organic reinforcing fiber material such as aramid fiber, polyarylate fiber and polyethylene fiber are as follows. FORCA Tow Sheet FTS-C1-17 manufactured by Tonen Co., Ltd. (elastic modulus: 25,000 kg / c)
m width, tensile strength: 380 kg / cm width), FTS-C
0-20 (elastic modulus: 28,000 kg / cm width, tensile strength: 280 kg / cm width), FTS-AT-20 (elastic modulus: 9,500 kg / cm width, tensile strength: 350 k
g / cm width), FTS-VB-20 (elastic modulus: 9,50)
0 kg / cm width, tensile strength: 330 kg / cm width),
FTS-GE-30 (Elastic modulus: 10,500 kg / cm
Width, tensile strength: 220 kg / cm width).
【００２７】上記強化繊維シート１３は、図３に示され
ているように、強化繊維２２が覆工コンクリート層１２
側となる状態で、かつ、強化繊維２２の方向が亀裂、目
地切れ等に対し直角方向に、あるいは、導水路トンネル
の周方向に合致した状態で、樹脂接着剤１４により前記
覆工コンクリート層１２に貼り付けられている。これら
強化繊維シート１３を、導水路トンネルの周方向、亀
裂、目地切れ等に対し直角方向および必要に応じて長手
方向に所定のラップ長を確保して重ね合わせ、順次張り
合わせることにより、トンネル全体がこれらシート１３
により隙間なく覆われている。As shown in FIG. 3, in the reinforcing fiber sheet 13, the reinforcing fibers 22 have the lining concrete layer 12
With the resin adhesive 14, the lining concrete layer 12 is in the side direction and the direction of the reinforcing fibers 22 is perpendicular to the cracks, joint breaks, or the like, or in the circumferential direction of the headrace tunnel. Pasted on. These reinforcing fiber sheets 13 are laminated in a direction perpendicular to the circumferential direction of the headrace tunnel, cracks, joint breaks, etc. and, if necessary, in the longitudinal direction while ensuring a predetermined lap length, and sequentially laminated to form the entire tunnel. These sheets 13
It is covered without gaps.
【００２８】図４は低圧用馬蹄形断面の導水路トンネル
構造の一実施例を示す断面図である。 この図におい
て、４１は馬蹄形断面の掘削坑が形成された地山であ
り、このトンネル掘削坑内壁面には、覆工コンクリート
層４２が打設され、その内部に馬蹄形断面のトンネル坑
が形成されている。この実施例の導水路トンネル構造
は、馬蹄形断面のトンネル坑の下部に充填コンクリート
層４５を打設し、円形断面のトンネル坑を形成したもの
である。この円形断面のトンネル坑の内表面には、樹脂
接着剤４４を介して、強化繊維シート４３が貼り付けら
れている。この強化繊維シート４３の覆工コンクリート
層４２あるいは充填コンクリート層４５への接着は、図
１に示されている実施例の場合と同様の方法により行な
うことができる。FIG. 4 is a sectional view showing an embodiment of a low pressure horseshoe-shaped cross-section tunnel structure. In this figure, reference numeral 41 is a ground where an excavation pit having a horseshoe-shaped cross section is formed, and a lining concrete layer 42 is cast on the inner wall surface of the tunnel digging pit, and a tunnel pit having a horseshoe-shaped cross section is formed therein. There is. The headrace tunnel structure of this embodiment is one in which a filling concrete layer 45 is placed at the bottom of a horseshoe-shaped tunnel tunnel to form a circular tunnel tunnel. A reinforcing fiber sheet 43 is attached to the inner surface of the tunnel section having the circular cross section with a resin adhesive 44 interposed therebetween. Bonding of the reinforcing fiber sheet 43 to the lining concrete layer 42 or the filled concrete layer 45 can be performed by the same method as in the embodiment shown in FIG.
【００２９】図５は各種耐摩耗性材料のスリヘリ係数と
試験時間の関係を示すグラフである。図５において、ト
ーシートは東燃株式会社製の強化繊維シートであり、Ｔ
Ｓ−１は炭素繊維シート（ＦＴＳ−ＣＯ−２０）を、Ｔ
Ｓ−２はアラミド繊維シート（ＦＴＳ−ＡＴ−２０）
を、ＴＳ−３はポリアリレート繊維シート（ＦＴＳ−Ｖ
Ｂ−２０）をスリヘリ試験供試体表面に、各々２層直交
するように積層施工した場合のスリヘリ係数の変化を示
している。この図から明らかなように、本発明において
用いられる強化繊維シートは、非常に小さなスリヘリ係
数を持つ材料、すなわち、きわめて高い耐摩耗性を持つ
材料である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the pickpocket coefficient and the test time of various wear resistant materials. In FIG. 5, the toe sheet is a reinforcing fiber sheet manufactured by Tonen Co., Ltd.
S-1 is a carbon fiber sheet (FTS-CO-20)
S-2 is an aramid fiber sheet (FTS-AT-20)
, TS-3 is a polyarylate fiber sheet (FTS-V
B-20) shows the change in the pickpocket helix coefficient in the case where the pickpocket B-20) is laminated on the surface of the pickpocket test specimen so as to be orthogonal to each other by two layers. As is clear from this figure, the reinforcing fiber sheet used in the present invention is a material having a very small pick-and-turn coefficient, that is, a material having extremely high wear resistance.
【００３０】図６は、それぞれ５０本の高弾性炭素繊維
および高強度炭素繊維の試験時のゲージ長と平均引っ張
り強度との関係を示すグラフである。この図から明らか
なように、これら高弾性炭素繊維あるいは高強度炭素繊
維は、引っ張り応力の作用間隔長が短くなるにしたがっ
て引っ張り強度がきわめて高くなる特性を有している。
また、導水路トンネル構造における覆工コンクリート内
表面に生じるクラックの幅は通常数ｍｍ程度である。し
たがって、このような高弾性炭素繊維、高強度炭素繊維
等を用いた強化繊維シートを、数ｍｍ程度の幅のクラッ
クを覆うように、強化繊維２２の方向がクラックの幅方
向に一致するように固着すれば、このクラック部分にき
わめて大きな引張り耐力を付与することができる。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the gauge length and the average tensile strength of 50 high elastic carbon fibers and 50 high strength carbon fibers in the test. As is clear from this figure, these high-elasticity carbon fibers or high-strength carbon fibers have the characteristic that the tensile strength becomes extremely high as the action interval length of the tensile stress becomes short.
In addition, the width of cracks formed on the inner surface of the lining concrete in the headrace tunnel structure is usually about several mm. Therefore, the reinforcing fiber sheet using such high elastic carbon fiber, high strength carbon fiber, or the like is arranged so that the direction of the reinforcing fiber 22 coincides with the width direction of the crack so as to cover the crack having a width of several mm. If fixed, it is possible to impart extremely large tensile strength to the cracked portion.
【００３１】また、強化繊維２２ａ，２２ｂを基盤クロ
ス２１ａ，２１ｂに固着する樹脂粘着剤２３としては、
樹脂接着剤１４と相溶性の高いエポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂等の硬化剤を含まないもの等が用いられ
る。また、強化繊維シート１３を覆工コンクリート層１
２に貼り付けるための樹脂接着剤１４としては、東燃株
式会社製のＦＲ−Ｅ１，ＦＲ−Ｅ２等のエポキシ樹脂、
同社製のＦＲ−Ｖ１等のビニルエステル系樹脂、あるい
は東邦天然ガス株式会社製のＣＰ３００，ＣＦ−５等の
エポキシ系樹脂等が用いられる。覆工コンクリート層４
としては、無筋コンクリートを用いることもできるし、
ＳＦＲＣ（スチールファイバー混入コンクリート）、減
量化した鉄筋コンクリート等の鉄筋コンクリートを用い
ることもできる。As the resin adhesive 23 for fixing the reinforcing fibers 22a and 22b to the base cloths 21a and 21b,
An epoxy resin having a high compatibility with the resin adhesive 14, an unsaturated polyester resin, or the like which does not contain a curing agent is used. In addition, the reinforcing fiber sheet 13 is lined with the concrete layer 1
As the resin adhesive 14 to be attached to 2, epoxy resin such as FR-E1 and FR-E2 manufactured by Tonen Co., Ltd.,
A vinyl ester resin such as FR-V1 manufactured by the same company, or an epoxy resin such as CP300 or CF-5 manufactured by Toho Natural Gas Co., Ltd. is used. Lining concrete layer 4
As for, you can also use plain concrete,
It is also possible to use reinforced concrete such as SFRC (steel fiber mixed concrete) and reduced reinforced concrete.
【００３２】上記のような導水路トンネル構造によれ
ば、覆工コンクリート層内表面に、高い引っ張り耐力、
高い耐摩耗性を有する強化繊維シートが設けられている
ため、既設覆工コンクリート層の残されている耐力を活
用しながら、特に内水圧に対する強度を充分高めること
ができ、大きな補強効果が得られる。また、覆工コンク
リート層の摩耗、欠損、クラック、洗掘、目地切れ等の
欠陥に対する補修効果が得られて漏水が確実に防止さ
れ、耐摩耗性も向上する。さらに、強化繊維シートを設
けることによるトンネルの有効断面積の減少がわずかで
あり、内面の粗度係数は小さくなるため、通水可能量を
減少させず改善することができる。According to the above-described headrace tunnel structure, the inner surface of the lining concrete layer has a high tensile strength,
Since a reinforced fiber sheet with high abrasion resistance is provided, the strength against internal water pressure can be sufficiently increased while utilizing the remaining proof stress of the existing lining concrete layer, and a large reinforcing effect can be obtained. .. Further, a repair effect for defects such as wear, defects, cracks, scouring, and joint breakage of the lining concrete layer is obtained, water leakage is reliably prevented, and wear resistance is also improved. Furthermore, since the effective cross-sectional area of the tunnel is slightly reduced by providing the reinforcing fiber sheet and the roughness coefficient of the inner surface is reduced, the water flowable amount can be improved without being reduced.
【００３３】また、強化繊維シート材料として、高弾性
炭素繊維などの高弾性材を用いることにより、作用内水
圧による覆工コンクリート層の変位を抑制し、覆工コン
クリート層に発生する応力を小さくすることができる。
その結果、覆工コンクリート層へのクラックの発生が抑
えられ、たとえ、覆工コンクリート層にクラックが発生
しても、強化繊維シートの存在により、その特性から高
い止水性を得ることができる。また、高弾性炭素繊維、
高強度炭素繊維あるいはポリアリレート繊維等の、引っ
張り応力の作用間隔長が短くなるにしたがって引っ張り
強度が高くなる特性を生かして、高い内水圧力に対して
のクラックの止水効果および補強効果を効率良く得るこ
とができる。Further, by using a highly elastic material such as a highly elastic carbon fiber as the reinforcing fiber sheet material, the displacement of the lining concrete layer due to the action internal water pressure is suppressed, and the stress generated in the lining concrete layer is reduced. be able to.
As a result, the occurrence of cracks in the lining concrete layer is suppressed, and even if cracks occur in the lining concrete layer, the presence of the reinforcing fiber sheet makes it possible to obtain high waterproofness due to its properties. Also, high elastic carbon fiber,
Utilizing the characteristics of high-strength carbon fiber or polyarylate fiber, etc., in which the tensile strength increases as the action interval length of the tensile stress becomes shorter, the waterproofing effect and the reinforcing effect of cracks against high internal water pressure are efficiently You can get better.
【００３４】また、上記のように、強化繊維シートを、
ガラス等の繊維からなる基盤クロスの表面に、強化繊維
を一方向に配列して樹脂粘着剤により固着した構造であ
って、高強度の樹脂接着剤で固結することから、覆工コ
ンクリート層に極めて高い強度、靭性を付与することが
できる。In addition, as described above, the reinforcing fiber sheet is
It has a structure in which reinforcing fibers are arranged in one direction and fixed with a resin adhesive on the surface of a base cloth made of fibers such as glass, and because it is solidified with a high-strength resin adhesive, it can be used as a lining concrete layer. It is possible to impart extremely high strength and toughness.
【００３５】次に、本発明の導水路トンネルの補修方法
について説明する。本実施例の補修方法は、図１もしく
は図４に示すように、老朽化あるいは損傷した既存覆工
コンクリート層１２，４２あるいは打設した充填コンク
リート層４５の内面に、強化繊維からなるシート材１
３，４３を樹脂接着剤１４，４４により貼り付けるよう
にしたものである。そのシート材１３，４３は、ガラス
等の繊維からなる基盤クロス２１の表面に、さらに同一
または他の強化繊維２２を一方向に配列して樹脂粘着剤
により予め固着して一体としたものであり、全体の厚み
が０.１５〜１．０ｍｍ程度とされたものである。この
基盤クロ ス２１を形成する繊維としてはたとえばグラ
ス繊維などを用い、この基盤クロス２１の単位面積当た
りの重量は５〜１００ｇ／ｍ2 程度とすることが好まし
い。Next, a method of repairing the headrace tunnel of the present invention will be described. As shown in FIG. 1 or 4, the repairing method of the present embodiment is a sheet material 1 made of reinforcing fiber on the inner surface of the existing lining concrete layers 12, 42 that have been deteriorated or damaged or the filled concrete layer 45 that has been cast.
3 and 43 are attached with resin adhesives 14 and 44. The sheet materials 13 and 43 are formed by arranging the same or other reinforcing fibers 22 in one direction on the surface of the base cloth 21 made of fibers such as glass and fixing them in advance with a resin adhesive to be integrated. The total thickness is about 0.15 to 1.0 mm. As the fibers forming the base cloth 21, for example, glass fibers are used, and the weight per unit area of the base cloth 21 is preferably about 5 to 100 g / m 2 .
【００３６】上記のようなシート材１３，４３を、図２
または図３に示しているように、強化繊維２２が既設覆
工コンクリート層１２，４２側となる状態で、かつ、強
化繊維２２の方向を亀裂および剥離、目地切れ等の延長
方向に対し直角、あるいは、水路トンネルの周方向に合
致させた状態で、上記の樹脂接着剤１４を用いて貼り付
けていく。そして、それらシート材１３，４３を水路ト
ンネルの周方向、亀裂や目地切れ等の直角方向、および
必要に応じて長手方向に所定のラップ長を確保して重ね
合わせて、順次貼り付けていくことにより、トンネル内
面全体をそれらシート材１３，４３により隙間なく覆っ
ていく。The sheet materials 13 and 43 as described above are shown in FIG.
Alternatively, as shown in FIG. 3, the reinforcing fibers 22 are on the existing lining concrete layers 12 and 42 side, and the direction of the reinforcing fibers 22 is perpendicular to the extension direction such as cracks and peeling, joint breakage, Alternatively, the resin adhesive 14 described above is used in the state of being aligned with the circumferential direction of the water channel tunnel. Then, these sheet materials 13 and 43 are sequentially laminated in the circumferential direction of the waterway tunnel, at right angles to cracks, joint breaks, etc., and in the longitudinal direction, if necessary, with a predetermined lap length. Thus, the entire inner surface of the tunnel is covered with the sheet materials 13 and 43 without any gap.
【００３７】その作業手順について詳細に説明すると、
まず、図７に示されているように、補修対象の既存覆工
コンクリート層１２，４２内壁面に対してレイタンスや
風化層を除去するべく、表面研磨と高圧ウォータージェ
ットもしくはエアブローを用いた洗浄や清掃を行ない、
次いで、クラックや目地切れ等の欠損部分、磨滅部分７
１に普通もしくは早強モルタル、あるいはエラストメリ
ットなどの樹脂系弾性モルタル等のモルタル７２により
充填補修した後、樹脂接着剤１４、４４の付着強度を確
保するべく下地処理として、水性シラン系浸透型吸水防
止剤等の含浸性接着剤樹脂を用いてプライマー塗布を行
なう。The working procedure will be described in detail below.
First, as shown in FIG. 7, in order to remove the latance and the weathered layer on the inner wall surfaces of the existing lining concrete layers 12 and 42 to be repaired, surface polishing and cleaning using high pressure water jet or air blow are performed. Cleaning
Next, cracks, joints, etc.
After filling and repairing 1 with normal or early strong mortar or mortar 72 such as resin elastic mortar such as Elastomerit, as an undercoat treatment to secure the adhesive strength of the resin adhesives 14, 44, an aqueous silane-based infiltration-type water absorption A primer is applied using an impregnating adhesive resin such as an inhibitor.
【００３８】そして、シート材１３を接着するための上
記樹脂接着剤１４（たとえばグリース状のエポキシ樹
脂）を既存覆工コンクリート層１２内壁面に塗布した
後、速やかにシート材１３ａを、強化繊維２２ａが既存
覆工コンクリート層１２内壁面の一方向、たとえば、既
存覆工コンクリート層１２の内周方向に一致するように
貼り付ける。トンネル内側から強化繊維２２ａを既存覆
工コンクリート層１２の方向に沿ってしごいて樹脂接着
剤１４をシート材１３ａ全体に含浸させる。その後、同
様の方法によって、シート材１３ｂを、強化繊維２２ｂ
が前記強化繊維２２ａの方向と直交するように、たとえ
ば、既存覆工コンクリート層１２の長手方向に一致する
ように貼り付ける。さらにシート材上に樹脂接着剤１４
を補充塗布し、所定の養生時間を確保して樹脂接着剤１
４を硬化させる。そして、流向急変部、落差工等の付近
の表面磨耗が激しい所など、必要に応じて、その特性に
対応する表層処理を施工すれば作業が完了する。また、
クラック等がある場合、まず、この部分を覆うように、
強化繊維２２の方向がクラックの幅方向に一致するよう
に少なくとも１層以上のシート材を固着した後、前記シ
ート材１３ａ，１３ｂの接着工程を行なうことが好まし
い。こうすれば、クラック部分にきわめて大きな引張り
耐力を付与することができ、大きな補修、補強効果を得
ることができる。Then, the resin adhesive 14 (for example, a grease-like epoxy resin) for adhering the sheet material 13 is applied to the inner wall surface of the existing lining concrete layer 12, and then the sheet material 13a is promptly fixed to the reinforcing fiber 22a. Is attached so as to coincide with one direction of the inner wall surface of the existing lining concrete layer 12, for example, the inner circumferential direction of the existing lining concrete layer 12. The reinforcing material 22a is squeezed from the inside of the tunnel along the direction of the existing lining concrete layer 12 to impregnate the entire sheet material 13a with the resin adhesive 14. After that, the sheet material 13b is replaced with the reinforcing fiber 22b by the same method.
Are attached so as to be orthogonal to the direction of the reinforcing fibers 22a, for example, to coincide with the longitudinal direction of the existing lining concrete layer 12. Furthermore, resin adhesive 14 on the sheet material
Replenishing and applying a prescribed curing time to the resin adhesive 1
4 is cured. Then, the work is completed by applying a surface layer treatment corresponding to the characteristics as needed, for example, in a place where the surface wear is severe near the sudden change in the flow direction, a drop work, or the like. Also,
If there is a crack, first cover this part,
After adhering at least one layer of sheet material so that the direction of the reinforcing fibers 22 coincides with the width direction of the crack, it is preferable to perform the step of adhering the sheet materials 13a and 13b. By doing so, it is possible to impart extremely large tensile strength to the crack portion, and to obtain a large repair and reinforcement effect.
【００３９】なお、１層のシート材のみで十分な補修効
果、補強効果が得られることもあるが、必要であれば、
図２に示されているように、シート材１３を２層あるい
はそれ以上の多層にわたって重ねて貼り付けることによ
って、より大きな補修効果、補強効果が得られることは
もちろんである。そのようにシート材１３を多層にわた
って重ねて貼り付ける場合には、少なくともいずれか１
層のシート材１３の強化繊維２２ａ，２２ｂの方向をト
ンネルの周方向に合致させる方がよい。また、図２の実
施例においては、１層目の強化繊維シート１３ａの強化
繊維２２ａと２層目の強化繊維シート１３ｂの強化繊維
２２ｂとが互に平行になるように、２層の強化繊維シー
ト１３ａ，１３ｂを配置したが、これらが互に直交する
ように配置することも可能であることは言うまでもな
い。Although a sufficient repairing effect and reinforcing effect may be obtained with only one layer of sheet material, if necessary,
As shown in FIG. 2, it goes without saying that a larger repair effect and a stronger effect can be obtained by laminating the sheet material 13 over two or more layers. When the sheet material 13 is laminated and laminated in multiple layers as described above, at least one of
It is better to match the direction of the reinforcing fibers 22a and 22b of the sheet material 13 of the layer with the circumferential direction of the tunnel. Further, in the embodiment of FIG. 2, the two layers of reinforcing fibers are arranged so that the reinforcing fibers 22a of the first reinforcing fiber sheet 13a and the reinforcing fibers 22b of the second reinforcing fiber sheet 13b are parallel to each other. Although the sheets 13a and 13b are arranged, it goes without saying that they can be arranged so as to be orthogonal to each other.
【００４０】上記の補修方法によれば、強化繊維からな
るシート材１３，４３により亀裂および剥離、目地切れ
等を継ぎ込むようにしながら水路トンネルの内面全体を
覆うようにしたので、摩耗、欠損、クラック、洗掘、目
地切れ等の欠陥に対する十分な補修効果が得られて漏水
が確実に防止されることはもちろんのこと、引張り耐力
を付与し、特に、強化繊維２２の方向を水路トンネルの
周方向に合致させることにより内圧に対する強度が十分
に高められ、優れた補強効果を得ることができる。According to the above-mentioned repair method, since the sheet materials 13 and 43 made of reinforcing fibers cover the entire inner surface of the water channel tunnel while splicing cracks, peeling, joint breakage, etc., wear, loss, Not only can a sufficient effect of repairing defects such as cracks, scour, and joint breakage be obtained to prevent water leakage, but also tensile strength can be imparted. By matching the directions, the strength against internal pressure can be sufficiently increased and an excellent reinforcing effect can be obtained.
【００４１】そして、上記方法によれば、トンネル既存
覆工コンクリート壁面１２，４２上に極めて薄いシート
材１３，４３を樹脂接着剤１４，４４により貼り付ける
のみであるので、仮にそれらシート材１３，４３を複層
に重ねて貼り付けたとしてもトンネルの有効断面積の減
少は無視できる程度であるし、また、シート材１３，４
３の内面は粗度係数が０.００９程度であってコンクリ
ート面（粗度係数は０.０１３程度である）より十分に
滑ら かであるので、補修により通水抵抗を低減させる
ことができる。したがって、上記方法により補修を行な
うことにより、通水量が減少してしまうどころか逆に増
大させ、再開発の可能性をも大きくすることができる。According to the above method, the extremely thin sheet materials 13 and 43 are simply attached to the existing tunnel lining concrete wall surfaces 12 and 42 with the resin adhesives 14 and 44. Even if 43 is laminated in multiple layers, the reduction of the effective area of the tunnel is negligible, and the sheet materials 13 and 4 are used.
The inner surface of No. 3 has a roughness coefficient of about 0.009, which is sufficiently smoother than that of the concrete surface (roughness coefficient is about 0.013), so that water resistance can be reduced by repairing. Therefore, by repairing by the above method, the water flow rate can be increased rather than decreased, and the possibility of redevelopment can be increased.
【００４２】また、シート材１３，４３は軽量で取り扱
いが容易であるし、シート材１３，４３に対する樹脂接
着剤１４，４４の含浸性も良好であるので、そのシート
材１３，４３を樹脂接着剤１４，４４により貼り付ける
作業は極めて簡単に、人力あるいは機械化により行なう
ことができる。したがって、従来の各種の補修方法に比
して施工性が格段に優れ、工事費が安価で済み、工期も
大幅に短縮することができる。Further, since the sheet materials 13 and 43 are lightweight and easy to handle, and the resin adhesives 14 and 44 have a good impregnation property with respect to the sheet materials 13 and 43, the sheet materials 13 and 43 are resin-bonded. The work of sticking with the agents 14 and 44 can be performed very easily by human power or mechanization. Therefore, the workability is remarkably superior to the conventional various repair methods, the construction cost is low, and the construction period can be significantly shortened.
【００４３】なお、強化繊維からなるシート材１３，４
３の耐久性や繰り返し荷重に対する強度は極めて優れて
いるが、樹脂接着剤１４，４４の耐久性や強度は強化繊
維に比して劣るので、補修部分の耐久性は主として樹脂
接着剤１４，４４の耐久性により決定されてしまうこと
になる。このため、樹脂接着剤１４，４４として耐候性
が必ずしも十分ではないエポキシ樹脂を用いる場合、特
に補修部分が大気にさらされるような場合には、アクリ
ル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等の耐候性に優れた
樹脂塗料によりコーティングを施すことによってエポキ
シ樹脂の劣化防止を図ることが望ましい。Sheet materials 13 and 4 made of reinforcing fibers
3 is extremely excellent in durability and strength against repeated load, but since the durability and strength of the resin adhesives 14,44 are inferior to those of the reinforcing fibers, the durability of the repaired portion is mainly the resin adhesives 14,44. Will be determined by the durability of. Therefore, when an epoxy resin having insufficient weather resistance is used as the resin adhesive 14, 44, especially when the repaired part is exposed to the atmosphere, the weather resistance of acrylic resin, urethane resin, fluorine resin, etc. It is desirable to prevent deterioration of the epoxy resin by applying a coating with an excellent resin paint.
【００４４】また、上記実施例では、トンネル内面全体
にシート材を貼り付けるようにしたが、損傷が生じてい
る部分にのみ局所的に補修を施すことでも良い。Further, in the above embodiment, the sheet material is attached to the entire inner surface of the tunnel, but it is also possible to locally repair only the damaged portion.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上で詳細に説明したように、本発明に
よれば、高い補強効果、高い止水効果、内水圧に対する
高い引張り抵抗力を付与し、かつ、通水可能量が小さく
ならず、低コスト、短期間で施工することのできる導水
路トンネル構造および導水路トンネルの補修方法を提供
することができる。As described in detail above, according to the present invention, a high reinforcing effect, a high water blocking effect, a high tensile resistance against internal water pressure are imparted, and the water flowable amount does not decrease. It is possible to provide a headrace tunnel structure that can be constructed at low cost and in a short period of time, and a repair method for the headrace tunnel.
【図１】 本発明の高圧用円形断面の導水路トンネル構
造の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a high-pressure circular cross-section waterway tunnel structure of the present invention.
【図２】 覆工コンクリート層部分の拡大断面図であ
る。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a lining concrete layer portion.
【図３】 強化繊維シート部の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a reinforcing fiber sheet portion.
【図４】 本発明の低圧用馬蹄形断面の導水路トンネル
構造の一実施例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment of a low pressure horseshoe-shaped cross-section tunnel structure of the present invention.
【図５】 各種耐摩耗性材料のスリヘリ係数と試験時間
の関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the pickpocket coefficient and the test time of various wear resistant materials.
【図６】 高弾性炭素繊維および高強度炭素繊維の試験
時のゲージ長と平均引っ張り強度との関係を示すグラフ
である。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the gauge length and the average tensile strength of a high elastic carbon fiber and a high strength carbon fiber during a test.
【図７】 既存覆工コンクリート層の欠損、磨滅部分の
補修、補強状態を示す拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which an existing lining concrete layer is damaged, a worn portion is repaired, and a reinforcement is made.
１１ 地山 １２ 覆工コンクリート層 １３ 強化繊維シート １４ 樹脂接着剤 ２２ 強化繊維 ２３ 樹脂粘着剤 ４１ 地山 ４２ 覆工コンクリート層 ４３ 強化繊維シート ４４ 樹脂接着剤 ４５ 充填コンクリート層 11 Natural Ground 12 Lining Concrete Layer 13 Reinforcing Fiber Sheet 14 Resin Adhesive 22 Reinforcing Fiber 23 Resin Adhesive 41 Earth Mountain 42 Lining Concrete Layer 43 Reinforcing Fiber Sheet 44 Resin Adhesive 45 Filling Concrete Layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池谷 純一 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 斉藤 誠 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１−３−１ (72)発明者 井上 寛 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１−３−１ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Junichi Iketani 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. 1 (72) Inventor Hiroshi Inoue 1-3-1 Nishitsurugaoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture
Claims (7)
既設のコンクリート層内表面に、高強度樹脂接着剤を用
いて強化繊維シートを貼り付けたことを特徴とする導水
路トンネル構造。1. A headrace tunnel structure, characterized in that a reinforcing fiber sheet is attached to the inner surface of an existing concrete layer lined on the inner wall surface of the pressure headrace tunnel using a high-strength resin adhesive.
繊維、高強度炭素繊維、ガラス繊維等の無機強化繊維材
料、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン
繊維等の有機強化繊維材料からなる群から選択される少
なくとも一つの材料を用いたことを特徴とする請求項１
記載の導水路トンネル構造。2. The reinforcing fiber sheet is selected from the group consisting of inorganic reinforcing fiber materials such as high elastic carbon fibers, high strength carbon fibers and glass fibers, and organic reinforcing fiber materials such as aramid fibers, polyarylate fibers and polyethylene fibers. 2. At least one material that is used is used.
The headrace tunnel structure described.
る基盤クロスの表面に、強化繊維を一方向に配列して樹
脂粘着剤により固着してなるものであることを特徴とす
る請求項１記載の導水路トンネル構造。3. The sheet material is characterized in that reinforcing fibers are arranged in one direction and fixed by a resin adhesive on the surface of a base cloth made of fibers such as glass. The headrace tunnel structure described.
のコンクリート層の内面に、高強度樹脂接着剤を用いて
強化繊維シートを貼り付け、水流面の補修、防水および
構造的補強機能を持たせたことを特徴とする導水路トン
ネルの補修方法。4. A reinforcing fiber sheet is attached to the inner surface of an existing concrete layer lined on the inner wall surface of the headrace tunnel with a high-strength resin adhesive to provide water flow surface repairing, waterproofing and structural reinforcement functions. A method of repairing a headrace tunnel characterized by having it.
繊維、高強度炭素繊維、ガラス繊維等の無機強化繊維材
料、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン
繊維等の有機強化繊維材料からなる群から選択される少
なくとも一つの材料を用いたことを特徴とする請求項４
記載の導水路トンネルの補修方法。5. The reinforcing fiber sheet is selected from the group consisting of high-strength carbon fibers, high-strength carbon fibers, inorganic reinforcing fiber materials such as glass fibers, and organic reinforcing fiber materials such as aramid fibers, polyarylate fibers, and polyethylene fibers. 5. At least one material that is used is used.
How to repair the headrace tunnel described.
基盤クロスの表面に、さらに強化繊維を一方向に配列し
て樹脂粘着剤により固着してなるものであることを特徴
とする請求項４記載の導水路トンネルの補修方法。6. The sheet material is characterized in that reinforcing fibers are further arranged in one direction and fixed by a resin adhesive on the surface of a base cloth made of fibers such as glass. Repair method of headrace tunnel described in 4.
着された強化繊維の方向を亀裂および剥離、目地切れ等
の延長方向に対し直角に、そして水路トンネルの周方向
に合致させた状態で、前記シート材を水路トンネルの内
面全体に貼り付けることを特徴とする請求項６記載の導
水路トンネルの補修方法。7. The direction of the reinforcing fibers arranged and fixed in one direction on the surface of the base cloth is aligned at right angles to the extension direction of cracks, peeling, joint breakage, etc., and in the circumferential direction of the water channel tunnel. The repair method for a headrace tunnel according to claim 6, wherein the sheet material is attached to the entire inner surface of the waterway tunnel.
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| JP (1) | JP3236664B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009096170A (en) * | 2007-09-26 | 2009-05-07 | Geostr Corp | Precast concrete product improved in roughness coefficient and its manufacturing method |
| CN104499475A (en) * | 2014-12-11 | 2015-04-08 | 马克菲尔（长沙）新型支档科技开发有限公司 | Novel geogrid |
| JP2017066626A (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | アイカ工業株式会社 | Tunnel lining concrete piece exfoliation prevention structure and exfoliation prevention method thereof |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13930592A patent/JP3236664B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3236664B2 (en) | 2001-12-10 |
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