(57)【要約】【課題】施工に要する工数を大幅に削減するとともに、補強パネル接合部の接合部材の剥落による応力伝達不良等が生じない、品質と安全性に優れた、埋設型枠による既設トンネルの覆工コンクリート補強方法等を提供する。【解決手段】補強パネルに取付金具を設け、前記取付金具が既設コンクリート表面の取付部位に接するように前記補強パネルを配置し、所定の位置にアンカーを打設して前記補強パネルを前記既設コンクリートに固定し、前記補強パネルと前記既設コンクリートとの間隙にモルタルを充填し、コンクリート構造物の補強をおこなう。【選択図】図１４
2008223335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設コンクリートの取付部位に補強パネルを配置する工程（ａ）と、
アンカーを打設し前記補強パネルを前記既設コンクリートに固定する工程（ｂ）と、
前記補強パネルと前記既設コンクリートとの間隙にモルタルを充填する工程（ｃ）と、
を有することを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）の前に、前記補強パネルに取付金具を設ける工程（ｄ）をさらに有し、
前記工程（ａ）において、前記取付金具が既設コンクリート表面の取付部位に接するように、前記補強パネルを配置する事を特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項３】
前記補強パネルが、繊維強化セメント板の積層構造を有することを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項４】
前記繊維強化セメント板の間にさらにシート状繊維織物を挟んだ積層構造を有することを特徴とする請求項３記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）において、繊維強化セメントボルトおよび繊維強化セメントナットを用いて、補強パネルに取付金具を設けることを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）の後に、前記補強パネルと前記既設コンクリートとの間隙を調整する工程（ｅ）をさらに有することを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補強方法。
【請求項７】
コンクリート構造物の補強に用いられる補強パネルであって、
２枚以上の繊維強化セメント板と前記繊維強化セメント板間にシート状繊維織物を貼り合せた積層構造を有し、
前記繊維強化セメント板が、端部をずらして積層されることを特徴とする補強パネル。
【請求項８】
前記補強パネルにおいて積層される２枚以上の前記繊維強化セメント板の側面が、前記繊維強化セメント板表面に対して垂直ではなく斜面部を有することを特徴とする、請求項７記載の補強パネル。
【請求項９】
第１の接合面と、
第２の接合面と、
前記第1の接合面と前記第２の接合面とを連結する連結部と、
前記第１の接合面に設けられた第１の穴部と、
前記第２の接合面に設けられた第２の穴部と、
を有し、前記第１の接合面と前記第２の接合面が平行であり、かつ、前記第２の穴部が、前記第２の穴部の軸方向から見て、前記第1の接合面と重なり合わない位置に設けられることを特徴とする補強パネル取付金具。
【請求項１０】
接合面と、
接触面と、
前記接合面と前記接触面とを連結する連結部と、
前記接合面に設けられた第１の穴部と、
前記接合面に設けられた第２の穴部と、
を有し、前記接合面と前記接触面が平行であり、かつ、第１の穴部と、前記第２の穴部が、前記接合面上にて重なり合わない位置に設けられることを特徴とする補強パネル取付金具。
【請求項１１】
セメント４０〜８５％、補強繊維１〜１５％、混和材料０〜５９％からなる繊維強化セメントボルト。
【請求項１２】
セメント４０〜８５％、補強繊維１〜１５％、混和材料０〜５９％からなる繊維強化セメントナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設トンネルの補強工事において、現場での工数を削減でき、品質・安全性に優れた埋設型枠を用いた内巻補強工法およびこれに使用する部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既設トンネルの覆工コンクリートは、種々の要因によって経年劣化が発生し、コンクリート片が剥落したり、覆工コンクリートの耐荷力低下によって構造的に不安定となるなど、トンネルの供用に支障をきたしている事例が増加している。そのため、既設トンネルの変状対策として、内巻補強工などによる各種補強が行なわれる。
【０００３】
内巻補強工は、既設トンネルの覆工コンクリートの内側にモルタルやコンクリートなどを増し厚して、部材厚を大きくすることによって耐荷力を補強するものであり、吹き付け工法、場所打ち工法、プレキャスト工法、埋設型枠工法などがある。特に埋設型枠工法は、省力化、耐久性等の観点から採用される。
【０００４】
埋設型枠工法は、既設トンネルの覆工コンクリートの内側に間隙を設けて埋設型枠を設置し、覆工コンクリートと埋設型枠の間にモルタルを充填して、覆工コンクリートとの一体化を図るものである。埋設型枠の設置方法としては、道路や鉄道などの供用している既設トンネルの用途に応じて、作業エリアや作業時間に制限があるため、覆工コンクリートにアンカーボルトを用いて埋設型枠を固定する方法が一般的である。
【０００５】
埋設型枠工法については、埋設型枠として、１８ｃｍスパンで２５ｍｍ以上の撓みを有する高靭性セメントボードを、アンカーにより既設構造物へ固定し、ボード間を繊維シートで接着する補強工法がある（特許文献１）。
【０００６】
また、埋設型枠として繊維補強ボードを、アンカーにより覆工コンクリートに固定し、補強効果を高めるため、覆工コンクリートと埋設型枠の間に不織布マットを予め配置し、さらに不織布マットの端部に切欠き段部を設けて、応力伝達を可能とした補強方法がある（特許文献２）。
【０００７】
また、埋設型枠として炭素繊維シート内蔵セメントモルタル複合板を用い、複合板に設けた挿通孔に、事前に既設コンクリートに設置したボルトを挿嵌させて固定するとともに、複合板間をシート材で被覆し、シート材外面を早強性セメントモルタルで仕上る補強方法がある（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−５２３１０号公報
【特許文献２】特開２００３−４９５４４号公報
【特許文献３】特開２０００−２２０３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の方法では、埋設型枠として用いる事ができる高靭性セメントボードは、その要求される撓み量から、板厚６ｍｍ程度までに限定される。このため、モルタル充填時における側圧に対抗するために、ボードを固定するアンカー打設間隔を狭くする必要がある。よって、アンカー本数が多くなるとともに、より補強効果を高めるためには、既設構造物と埋設型枠の間に鉄筋等の補強鋼材を配置する必要があり、工程と労力が増大するという問題がある。また、ボード間を接着する繊維シートが剥落すると、ボード間の応力伝達不良が生じるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の方法では、埋設型枠を設置する前に、予め不織布マットを配置する必要があり、工程と労力が増大するという問題がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載の方法では、事前に設置したボルト位置と複合板のボルト挿通孔の位置が合わない場合があり、工程の手戻りが発生するという問題がある。また、複合板間のシート材が剥落し、応力伝達不良が生じるという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、施工に要する工数を大幅に削減するとともに、補強パネル接合部の接合部材の剥落による応力伝達不良等が生じない、品質と安全性に優れた、埋設型枠による既設トンネルの覆工コンクリート補強方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、既設コンクリートの取付部位に補強パネルを配置する工程（ａ）と、アンカーを打設し前記補強パネルを前記既設コンクリートに固定する工程（ｂ）と、前記補強パネルと前記既設コンクリートとの間隙にモルタルを充填する工程（ｃ）と、を有することを特徴とするコンクリート構造物の補強方法である。
【００１３】
前記工程（ａ）の前に、前記補強パネルに取付金具を設ける工程（ｄ）をさらに有し、前記工程（ａ）において、前記取付金具が既設コンクリート表面の取付部位に接するように、前記補強パネルを配置してもよい。
【００１４】
前記補強パネルが、繊維強化セメント板の積層構造を有してもよく、前記繊維強化セメント板の間にさらにシート状繊維織物を挟んだ積層構造を有してもよい。また、前記工程（ｄ）において、繊維強化セメントボルトおよび繊維強化セメントナットを用いて、補強パネルに取付金具を設けても良く、前記工程（ｂ）の後に、前記補強パネルと前記既設コンクリートとの間隙を調整する工程（ｅ）をさらに有してもよい。
【００１５】
第１の発明によれば、施工に要する工数を大幅に削減するとともに、補強パネル接合部の接合部材の剥落による応力伝達不良等が生じない、品質と安全性に優れた、埋設型枠による既設トンネルの覆工コンクリート補強方法を提供することができる。
【００１６】
第２の発明は、コンクリート構造物の補強に用いられる補強パネルであって、２枚以上の繊維強化セメント板と前記繊維強化セメント板間にシート状繊維織物を貼り合せた積層構造を有し、前記繊維強化セメント板が、端部をずらして積層されることを特徴とする補強パネルである。
【００１７】
前記補強パネルにおいて積層される２枚以上の前記繊維強化セメント板の側面が、前記繊維強化セメント板表面に対して垂直ではなく斜面部を有していてもよい。
【００１８】
第２の発明によれば、補強パネルの積層数を増すことで簡易に高強度の補強パネルを得る事ができ、このため固定アンカー本数を削減する事ができるため、施工工数を削減することができる。また、補強パネル端部は繊維強化セメント板がずれて積層されるため、補強パネル同士の接合に別途シート等の接合部材を要しないので、接合部材の剥落による応力伝達不良を生じる事が無く、更に、充填モルタルが接合部より漏洩する事が無い、品質・安全性に優れた補強パネルを提供する事ができる。
【００１９】
第３の発明は、第１の接合面と、第２の接合面と、前記第1の接合面と前記第２の接合面とを連結する連結部と、前記第１の接合面に設けられた第１の穴部と、前記第２の接合面に設けられた第２の穴部と、を有し、前記第１の接合面と前記第２の接合面が平行であり、かつ、前記第２の穴部が、前記第２の穴部の軸方向から見て、前記第1の接合面と重なり合わない位置に設けられることを特徴とする補強パネル取付金具である。
【００２０】
接合面と、接触面と、前記接合面と前記接触面とを連結する連結部と、前記接合面に設けられた第１の穴部と、前記接合面に設けられた第２の穴部と、を有し、前記接合面と前記接触面が平行であり、かつ、第１の穴部と、前記第２の穴部が、前記接合面上にて重なり合わない位置に設けられてもよい。
【００２１】
第３の発明によれば、補強パネルを既設コンクリートに固定する際、アンカー取付位置が補強パネル取付位置と重ならないため、補強パネルを設置位置に配置した後に、現場合わせでアンカーを打設する事ができるため、予めアンカーを配置しておく必要が無く、ボルト穴位置のずれによる手戻り工数を削減する事が出来る。
【００２２】
第４の発明は、セメント４０〜８５％、補強繊維１〜１５％、混和材料０〜５９％からなる繊維強化セメントボルトである。
【００２３】
第４の発明によれば、防錆処置を施さなくとも錆びる事が無く、接着性に優れ、切断時に火花等の発生もなく容易に切断可能な、高強度・高靭性の繊維強化セメントボルトを提供する事ができる。
【００２４】
第５の発明は、セメント４０〜８５％、補強繊維１〜１５％、混和材料０〜５９％からなる繊維強化セメントナットである。
【００２５】
第５の発明によれば、防錆処置を施さなくとも錆びる事が無く、接着性に優れ、切断時に火花等の発生もなく容易に切断可能な、高強度・高靭性の繊維強化セメントナットを提供する事ができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、施工に要する工数を大幅に削減するとともに、補強パネル接合部の接合部材の剥落による応力伝達不良等が生じない、品質と安全性に優れた、埋設型枠による既設トンネルの覆工コンクリート補強方法等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係る補強パネル１の積層構造を示した図である。補強パネル１は、２枚の繊維強化セメント板３ａ、３ｂとシート状繊維織物５から構成され、繊維強化セメント板３ａ、３ｂの間にシート状繊維織物５を挟み、それらを接着剤７で接着した積層構造を有する。なお、接着剤７は特定しないが、例えばエポキシ樹脂が使用できる。
【００２８】
本願における繊維強化セメント板３としては、例えばＪＩＳＡ５４３０に規定されたフレキシブル板が好適に使用される。フレキシブル板等の繊維補強セメント板は、セメント、補強繊維（木質パルプ、合成繊維等、但し石綿を除く）、混和材料（炭酸カルシウム、ウォラストナイト、マイカ、繊維補強セメント板の粉砕粉等）を主原料とし、これらの原料を湿式混合して原料スラリーとし、原料スラリーを抄造法（丸網抄造法、フローオン抄造法等）を用いて生板（グリーンシート）に成形し、生板を高圧プレスした後、養生硬化することにより製造される。抄造法は、繊維強化セメント板の平面方向に対する繊維の配向性を高くする製造方法であるから、補強繊維の補強性能が十分に発揮されるので、高強度の繊維強化セメント板を得ることができるが、比較的厚さが薄い繊維強化セメント板の製造に適している。従って、厚さが厚い繊維強化セメント板を必要とするときは、複数の繊維強化セメント板を積層して接着する方法が使用される。なお、繊維強化セメント板３としては、曲げ強度２８Ｎ／ｍｍ２以上、圧縮強度８０Ｎ／ｍｍ２以上、引張強度１５Ｎ／ｍｍ２以上が望ましい。
【００２９】
繊維強化セメント板３の厚みは、必要に応じて自由に選択できるが、あまり厚すぎると加工時に繊維強化セメント板自体の表面剥離等が生じる恐れがあるため、２０ｍｍ程度までが望ましい。なお、より厚い補強パネルが必要であれば、繊維強化セメント板３の積層枚数を増やせば、自由に厚みを調整する事ができる。
【００３０】
補強パネル１に使用されるシート状繊維織物５は、特に限定されないが、炭素繊維シートやアラミド繊維メッシュ等が使用できる。特に、鉄道におけるトンネル等では、非導電性、非磁性であり、また引張強度が高く取り扱いも容易な、アラミド繊維メッシュを使用する事が望ましい。使用するアラミド繊維メッシュとしては、必要に応じて種々選択できるが、例えば、目付１８０ｇ／ｍ２、引張強度１００ｋＮ／ｍ程度のものを選択する事ができる。なお、特に強度上問題が無ければ、シート状繊維織物５を用いず、繊維強化セメント板３のみの積層構造とすることも可能である。
【００３１】
ここで、埋設型枠工法にてトンネル補強を行なうと、埋設型枠の外側（既設コンクリート側）には圧縮応力、埋設型枠の内側（トンネル内部空間側）には引張応力が生じる事が知られている。よって、効率よく補強パネル１の強度を得るためには、補強パネル１の外側には主に圧縮応力に優れる厚めの繊維強化セメント板３ｂを使用し、補強パネル１の内側には、引張強度に優れるシート状繊維織物５を配置する事が望ましい。すなわち、引張応力の生じる部位に厚みのある繊維強化セメント板３を使用しても強度の向上への寄与が少ないが、係る部位にシート状繊維織物５を配置すれば、単純に繊維強化セメント板３の板厚を厚くするよりも効率よく、高強度の補強パネル１を得る事ができる。
【００３２】
なお、耐候性、不燃性を確保する為には、シート状繊維織物５をトンネル内面に露出させることは望ましくない。よって、補強パネル１の内側には、厚さの薄い繊維強化セメント板３ａを積層する事が望ましく、この場合、耐候性や不燃性に優れる補強パネル１を得ることができる。
【００３３】
次に、補強パネル１の端部構造について説明する。図２（ａ）は、積層された補強パネル１の端部の構造を示す図であり、図２（ｂ）は、補強パネル１ａ、１ｂとが嵌合した状態を示す図である。
【００３４】
補強パネル１は、図２に示すように、積層される繊維強化セメント板３ａ、３ｂの端部をそろえず、意図的にずれて積層されているため、端部が階段状の形状となる。補強パネル１を設置する際は、隣接する補強パネル同士のずれた繊維強化セメント板の積層部を嵌合させることで容易に接合する事ができる。接合部は、エポキシ樹脂等の接着剤により接合しても良く、また、後述するようにボルト等により接合しても良い。なお、繊維強化セメント板３ａ、３ｂのずれ量は特定しないが、嵌合部で効率よく応力を伝達するためには、１０ｃｍ以上のずれ量とする事が望ましい。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態にかかる補強パネル１によれば、繊維強化セメント板３とシート状繊維織物５との積層構造を有するため、軽量かつ強度・靭性に優れ、優れた耐候性、不燃性を有する補強パネル１を得る事ができる。また、補強パネル１の強度は、繊維強化セメント板３の積層数やシート状繊維織物５の目付の変更で、容易に調整する事ができる。補強パネル１の強度を向上すると、補強パネル１を固定するアンカー打設間隔を大きく取れるため、アンカー本数を減らすことができ、設置工数も削減できる。
【００３６】
また、端部は繊維強化セメント板３がずれて積層されるため、補強パネル１同士の接合において、新たな繊維シートなどの接合部材を要しない。このため、接合部材の剥落による応力伝達不良が生じず、また、補強パネル１と既設コンクリート間のモルタル充填時に、補強パネル１の接合部からのモルタルの漏洩も対策できる。さらに、補強パネル１の設置位置への配置時においても、特別な仮止めを要さなくても、繊維強化セメント板３のずれ部が嵌合されて自立するため、補強パネル１の倒れやはずれなどが生じにくく作業性に優れる。
【００３７】
次に、補強パネルについて他の実施の形態を説明する。図３（ａ）は、補強パネル１１の端部を示した図である。以下の実施の形態において、図２に示す補強パネル１と同一の機能を果たす構成要素には、図２と同一番号を付し、重複した説明を避ける。
【００３８】
補強パネル１１は、積層される繊維強化セメント板４の側面が、繊維強化セメント板４の表面に対して垂直ではなく、斜面６を有する。すなわち、補強パネル１１の端部は、繊維強化セメント板４がずれて積層されるため、斜面６を有する階段状である。補強パネル１１を設置する際は、隣接する補強パネル１１の斜面６を含むフレキスブルボード４のずれた積層部を互いに勘合させて接合する。なお、斜面６の角度としては、３０〜６０°程度が望ましい。特に望ましくは、略４５°とする事が望ましい。
【００３９】
補強パネル１１によれば、補強パネル１と同様の効果を奏する。また、嵌合部に斜面６を有するため、補強パネル１１同士の接合部において、引張応力、圧縮応力のみではなく、せん断応力や曲げ応力についても効率よく応力伝達する事ができる。
【００４０】
図３（ｂ）は、補強パネル１３の端部を示した図である。補強パネル１３は、繊維強化セメント板３ａ、３ｂ、３ｃと、繊維強化セメント板３ａ、３ｂ間にシート状繊維織物５を積層した構造を有する。
【００４１】
前述の通り、補強パネルの外側は圧縮応力が生じるため、圧縮強度に優れる繊維強化セメント板を厚くする事が、補強パネル全体の強度アップに有効である。しかし、繊維強化セメント板の厚みは製造上、または品質上ある程度の限界がある。例えば、前述の通り２０ｍｍを越える厚みの繊維強化セメント板の使用は、表面剥離等の問題があるため望ましくない。しかし、繊維強化セメント板の積層数を増せば、繊維強化セメント板の全厚を増したのと同様の効果を得る事ができる。
【００４２】
補強パネル１３によれば、補強パネル１と同様の効果を奏する。また、積層数を増すことで、より厚く高強度な補強パネル１３を簡易に得る事ができる。更に、端部形状が、繊維強化セメント板３がずれて積層されるため、補強パネル１３同士の接合方向に凸または凹形状となり、嵌合時に、より確実に応力伝達を行う事ができる。
【００４３】
図３（ｃ）は、補強パネル１５の端部を示した図である。補強パネル１５は、端部に斜面６を有する繊維強化セメント板４ａ、４ｂ、４ｃと、繊維強化セメント板４ａ、４ｂ間にシート状繊維織物５を積層した構造を有する。
【００４４】
補強パネル１５によれば、補強パネル１と同様の効果を奏する。また、積層数を増すことで、より厚く高強度な補強パネル１３を簡易に得る事ができる。更に、端部は繊維強化セメント板３がずれて積層されるため、補強パネル１３同士の接合方向に階段形状となり、かつ斜面６を有するため、より確実に応力伝達を行う事ができる。
【００４５】
次に、取付金具について詳細を説明する。図４（ａ）は、取付金具２０の斜視図であり、図４（ｂ）は、取付金具２０を補強パネル１に接合した状態を示す斜視図である。
【００４６】
取付金具２０は、板状部材を屈曲させてなる部材であり、補強パネル接合面２１とコンクリート接合面２３が互いに平行に位置し、二つの面を垂直に連結する連結部２５ａ、２５ｂとから構成される。補強パネル接合面２１の略中央には、補強パネル取付穴２７が設けられる。コンクリート接合面２３上には、補強パネル取付穴２７の軸方向から見て、補強パネル接合面２１と重ならない位置に、コンクリート取付穴２９が設けられる。なお、取付金具２０の材質は特定しないが、鋼板、アルミ等が使用できる。
【００４７】
取付金具２０は、補強パネル接合面２１に補強パネル１を接触させ、事前に穴加工された補強パネル１と補強パネル取付穴２７を挿嵌するボルト等で接合される。また、コンクリート接合面２３を既設コンクリートに接触させ、コンクリート取付穴２９位置にアンカーを打設し、固定する。なお、補強パネル１の取付方法について、詳細は後述する。
【００４８】
図４（ｂ）は、取付金具２０を補強パネル１に接合した状態を示す斜視図である。取付金具２０に補強パネル１を接合した状態においても、コンクリート取付穴２９が補強パネル１の後ろに隠れない。
【００４９】
このため、本実施の形態に係る、取付金具２０によれば、補強パネル１をコンクリートに接合する際、補強パネル１の固定のためのアンカー打設を、補強パネル１の設置位置へ配置後に行う事ができる。よって、予め補強パネル１の設置位置にアンカーを打設する必要が無いため、穴位置のずれによる手戻り等が生じる事が無い。すなわち、補強パネル１の設置工数を削減する事ができる。
【００５０】
次に、取付金具について他の実施の形態を説明する。図５（ａ）は、取付金具３３を示した斜視図である。以下の実施の形態において、図４（ａ）に示す取付金具２０と同一の機能を果たす構成要素には、図４（ａ）と同一番号を付し、重複した説明を避ける。
【００５１】
取付金具３３は、補強パネル接合面２１とコンクリート接合面２３が互いに平行に位置し、二つの面を垂直に連結する一つの連結部２５とから構成される。すなわち、取付金具２０の連結部２５ｂを除した構造を有する。このため、取付金具３３は取付金具２０と比較し、強度は劣る。
【００５２】
しかし、取付金具３３は、補強パネル１設置後のモルタル充填時に、補強パネル１をコンクリートに固定するためのみの役割を持つ。すなわち、モルタル充填後は、モルタルとコンクリートおよび補強パネルとの接着力で固定される。よって、モルタル充填時の側圧に耐えうる強度さえ有すれば、モルタル充填後には強度を要しない。
【００５３】
取付金具３３によれば、取付金具２０と同様の効果を奏する。また、構造が取付金具２０と比較して簡易であるため、金具コスト等を削減する事ができる。
【００５４】
図５（ｂ）は、取付金具３５を示す斜視図である。取付金具３５は、補強パネル接合面２１とコンクリート接合面２３が互いに平行に位置し、二つの面を垂直に連結する一つの連結部２５とから構成される。連結部２５は、補強パネル接合面２１とコンクリート接合面２３とを斜めに連結する。すなわち、取付金具３３の連結部２５の形状を簡略化した構造を有する。このため、取付金具３５は取付金具３３と比較し、強度は劣る。
【００５５】
しかし、前述の通り、取付金具３５は、モルタル充填時の側圧に耐えうる強度さえ有すれば、モルタル充填後には強度を要しない。このため取付金具３５によれば、取付金具２０と同様の効果を奏する。また、構造が取付金具２０と比較して簡易であるため、金具コスト等を削減する事ができる。
【００５６】
図５（ｃ）は、取付金具３７を示す斜視図である。取付金具３７は、補強パネル接合面２１とコンクリート接合面２３が互いに平行に位置し、二つの面を水平方向に垂直に連結する一つの連結部２５とから構成される。すなわち、取付金具３７は、階段状の構造を有する。
【００５７】
取付金具３７は、１枚の角板を屈曲させることで得る事ができるため、非常に簡易に作成する事ができる。強度は、取付金具２０等と比較して劣るが、前述の通りモルタル充填時の側圧に耐えうる強度さえ有すれば、モルタル充填後には強度を要しない。このため取付金具３７によれば、取付金具２０と同様の効果を奏する。また、構造が取付金具２０と比較して簡易であるため、金具コスト等を削減する事ができる。
【００５８】
図５（ｄ）は、取付金具３９を示す斜視図である。取付金具３９は、補強パネルおよびコンクリートとの接合面２４と、接合面２４と垂直方向に設けられた連結部２５ａ、２５ｂと、さらに接合面２４と平行かつ連結部２５ａ、２５ｂと垂直外方に設けられたコンクリート接触面３８ａ、３８ｂから構成される。すなわち、取付金具３９は、凸形状の頂上部に補強パネルおよびコンクリートとの接合面２４を有する構造からなる。接合面２４には、軸方向から見て互いに重ならない位置に、補強パネル取付穴２７と、コンクリート取付穴２９が設けられる。
【００５９】
取付金具３９は、補強パネル１を接合面２４に接合した状態であっても、コンクリート接合穴２９が補強パネル１の裏側へ隠れないため、取付金具２０と同様の効果を奏する。また、１枚の角板を屈曲させることで得る事ができるため、非常に簡易に作成する事ができる。また、強度も、取付金具３７と比較しても優れる。
【００６０】
次に、繊維強化セメントボルト、およびナットについて詳細を説明する。図６は、繊維強化セメントボルト４５の製造工程を示した図であり、図６（ａ）は、元材の繊維強化セメント板４０より棒状部材を切り出す工程を示した斜視図である。なお、繊維強化セメント板４０は、前述した繊維強化セメント板３と同様であるが、繊維強化セメントボルトおよびナットを製造する場合の原料配合は、セメント４０〜８５％、補強繊維１〜１５％、および必要に応じて混和材料０〜５９％を含む。上記配合割合は、強度およびコストにより決定され、例えばセメント４０％以下では強度が得られず、８５％以上ではコストが高くなる。また、混和材料は、コストダウンのため必要に応じて任意に添加されるが、５９％以上（セメント＋補強繊維が４１％未満）では強度が得られない。
【００６１】
まず、繊維強化セメント板４０より、繊維強化セメントボルト４５のサイズに応じた棒状部材４１を切り出す。この際、繊維強化セメント板４０は、一般に強度の異方性を有するため、強軸方向が棒状部材４１の長手方向となるように切り出す。図６（ａ）において、Ａ方向は、繊維強化セメント板４０の強軸方向を示す。
【００６２】
次に、棒状部材４１にダイスを用いて雄ねじ加工を施し、繊維強化セメントボルト４５を得る（図６（ｃ））。ダイスを用いた雄ねじ加工は、棒状部材４１の長手方向全長に施してもよく、必要に応じて、必要部位のみとしても良い。なお、図６（ｃ）において、Ａ方向は、元材の繊維強化セメント板４０の強軸方向であり、前述の通り、繊維強化セメントボルト４５の軸方向と一致する。
【００６３】
図７は、繊維強化セメントナット５３の製造工程を示した図であり、図７（ａ）は、元材の繊維強化セメント板４０より小片４７を切り出す工程を示した斜視図である。なお、繊維強化セメント板４０は、図６と同様のものである。
【００６４】
まず、繊維強化セメント板４０より、繊維強化セメントナット５３のサイズに応じた小片４７を切り出す。
【００６５】
次に、小片４７の中央を加工し、穴４９を空ける（図７（ｂ））。さらに、穴４９内面にタップを用いて雌ねじ加工を施し、繊維強化セメントナット５３を得る（図７（ｃ））。
【００６６】
繊維強化セメントボルト４５は、軸方向が元材である繊維強化セメント板４０の強軸方向と一致するため、繊維強化セメント板と同様の優れた強度、靭性を有する。
【００６７】
また、繊維強化セメントボルト４５、および繊維強化セメントナット５３は、錆びが発生する事が無い。よって、例えば繊維強化セメントボルト４５、および繊維強化セメントナット５３を補強パネルの接合に用いても、錆びによるナット等の脱落がなく、またこれによる補強パネルの剥落も無い。また、万が一繊維強化セメントナット５３が脱落しても、元材である繊維強化セメント板４０の密度は約１．７ｇ／ｃｍ３と、鉄（約７．９ｇ／ｃｍ３）と比較しても軽いため、落下物による第三者への影響が小さい。
【００６８】
また、補強パネル設置時に、突出したボルトの一部を切断する工程があるが、繊維強化セメントボルト４５は、高速カッターなどで容易に切断ができ、また切断時にも、金属性のボルトを切断する場合のような火花が生じない。よって、より安全に作業を行う事ができる。
【００６９】
さらに、繊維強化セメントボルト４５、および繊維強化セメントナット５３の元材である繊維強化セメント板４０は、接着性に優れるため、繊維強化セメントボルト４５、および繊維強化セメントナット５３の接合部に接着を施せば、より強固に固定をする事ができる。
【００７０】
次に、既設トンネルの第１の実施の形態に係る覆工コンクリート補強方法について詳細を説明する。図８は、既設トンネルの覆工コンクリート補強工程を示したフローチャートである。
【００７１】
まず最初に、繊維強化セメント板とシート状繊維織物を積層して、補強パネルを作成する（ステップ１０１）。補強パネルは、繊維強化セメント板の片表面に接着剤を塗布し、その面にシート状繊維織物を張り合わせる。次に、その面にさらに接着剤を塗布し、繊維強化セメント板を積層する（図１）。この際、補強パネルの端部は、前述の通りずらして積層する（図２）。
【００７２】
本実施の形態に係る補強パネル１において、効率良く耐荷力を得られる構成として、補強パネル１の外側には、厚さ２０ｍｍの繊維強化セメント板を使用し、厚さ１ｍｍのアラミド繊維メッシュを挟み、補強パネル１の内側には厚さ４ｍｍの繊維強化セメント板を使用した積層構造とし、幅９００ｍｍ（弱軸方向）、長さ６００ｍｍ（強軸方向）の補強パネル１とする。
【００７３】
次に、補強パネル１ａに取付金具を接合する（ステップ１０２）。補強パネル１ａには、取付金具２０ａの取り付け位置等に予め穴６１を施しておく。取付金具２０と補強パネル１の接合には、繊維強化セメントボルト４５、および繊維強化セメントナット５３を使用する。図９は、補強パネル１に取付金具２０ａを取り付けた状態を示す斜視図である。なお、本実施の形態にかかる補強パネル１ａにおいては、強軸方向のアンカーは６００ｍｍピッチ、弱軸方向のアンカーは４５０ｍｍピッチで打設すれば、モルタル充填時の側圧に耐える事ができる。よって、取付金具２０ａは、補強パネル１ａの幅方向に３箇所、長さ方向に１箇所設置すればよい。
【００７４】
次に、取付金具２０ａが既設コンクリート表面の取付部位に接するように補強パネルを配置する（ステップ１０３）。図１０は、取付金具２０ａを既設のコンクリート６３表面の設置位置に接するように補強パネル１ａを配置した状態を示す側面図である。なお、補強パネル１ａ配置前に、事前に既設コンクリート６３表面を、ウォータージェット等により清掃し、劣化部を除去し、目荒らししておく事が望ましい。
【００７５】
次に、所定の位置にアンカーを打設して、取付金具２０ａをコンクリート６３に固定する（ステップ１０４）。図１１は、アンカー打設方法を示す図である。まず、コンクリート接合穴２９の位置に、アンカー下穴６７を施工する（図１１（ａ））。次いで、アンカー下穴６７にアンカー６９を打設する（図１１（ｂ））。
【００７６】
アンカー６９の打設は、前述の通り補強パネル１ａを設置位置に配置した後になされるため、穴位置がずれることがなく、これによる手戻り工程が生じない。
【００７７】
次に、繊維強化セメントナット５３ａ、５３ｂを調整し、補強パネル１ａと既設コンクリート６３との間隙６５を調整する（ステップ１０５）。間隙６５は、必要なモルタル厚さに応じて決められる。一般的な間隙６５は１０ｃｍ以下である。
【００７８】
次に、補強パネル１ａとコンクリート６３との間隙６５へモルタル７１を充填する（ステップ１０６）。図１２は、間隙６５へモルタル７１を充填した状態を表す側面図である。なお、モルタル７１の充填は、補強パネル１の設置1段ごとに行っても良く、または、数段の補強パネル１を設置後に一度に行なっても良い。また、モルタル７１は、補強パネル１ａの上方から充填してもよく、また、補強パネル１ａに別途モルタル充填孔を設けて、モルタル充填金具を用いて充填しても良い。
【００７９】
なお、補強パネル１のモルタル７１との接触面には、予め凹凸処理やブラスト処理などを施すことも可能である。しかし、繊維強化セメント板の場合、表面に何も処理を施さ無い方が、モルタル７１との付着力が最も強いため、処理は施さない方が望ましい。また、モルタル７１は特定しないが、圧縮強度、引張強度が設計値以上であるとともに、狭い間隙６５へ効率よく充填するため、流動性、自己充填性に優れ、さらに付着力、無収縮性、ノンブリージングなどに優れることが望ましい。モルタル７１に代えて、コンクリート、セメントミルク、接着剤等を使用することもできる。
【００８０】
次に、隣接する補強パネル１ａ、１ｂの端部における、繊維強化セメント板の端部のずれ部同士を嵌合させて接合する（ステップ１０７）。図１３は、補強パネル１ａと補強パネル１ｂが接合された状態を示す側面図である。
【００８１】
補強パネル１ｂを設置するためには、まず、繊維強化セメントナット５３ａをはずし、接合面に接着剤を塗布して、補強パネル１ｂに予め設けられた穴６１へ繊維強化セメントボルト４５ａを挿嵌する。次に、補強パネル１ａ、１ｂを外面より繊維強化セメントナット５３ａを締め付け、補強パネル１ｂと補強パネル１ａを接合する。
【００８２】
その後、補強パネル１ｂについて、ステップ１０３に戻り、補強パネル１ａと同様にアンカー打設を行い、補強パネルを施工する。以上の工程を、既設トンネルの覆工コンクリート補強の施工が修了するまで繰り返す（ステップ１０８）。図１４は、既設トンネルに、補強パネル１を埋設型枠としてモルタル７１を充填し、トンネルの周方向全体に補強工事が完了した状態を示す図である。
【００８３】
なお、補強パネル１の設置は、本実施の形態のように上方向へ延長してもよく（順巻）、下方向へ延長しても良い（逆巻）。また、トンネル周方向は特に強度が必要なため、補強パネル１の強軸方向をトンネル周方向とする事が望ましい。
【００８４】
トンネル長手方向に隣接する補強パネル１同士の接合は、トンネル周方向の接合と同様に、積層された繊維強化セメント板の端部のずれを嵌合する事により行なっても良く、また、隣接する取付金具２０の連結部２５同士を接合しても良い。取付金具のみでトンネル長手方向の補強パネルを接合した場合、トンネル長手方向には補強パネル１の応力伝達はほとんど望めないが、トンネル補強の場合は、トンネル周方向の応力伝達が十分なされれば、トンネル長手方向への応力伝達はほとんど必要が無いため問題が無い。また、隣接する取付金具２０同士を接合する場合は、アンカー打設の一部を省略することも可能である。
【００８５】
以上説明してきたように、本実施の形態によれば、補強パネル１に繊維強化セメント板３とアラミド繊維メッシュを積層させるため、高強度、高靭性の補強パネル１を得る事ができる。補強パネル１の強度が向上するため、モルタル７１充填時の側圧にも十分対抗でき、補強パネル１をコンクリート６３へ固定するためのアンカー６９の打設間隔を大きくする事ができる。このため、アンカー本数を削減でき、アンカー打設工数も削減する事ができる。
【００８６】
また、補強パネル１の端部は、積層される繊維強化セメント板３のずれ部により嵌合されるため、応力伝達がよく、充填するモルタル７１の漏洩もない。
【００８７】
また、繊維強化セメント板３は、乾燥して硬化する前の状態では、曲げ加工枠の上に置いて、重石などで加圧することにより容易に曲げ加工する事ができるため、トンネル形状に合致した形状の補強パネル１を得る事ができる。さらに、補強パネル１は、必要に応じて、表面に撥水材等のコーティングや、塗装を施すことも可能である。この場合、これら処理を事前に工場で行う事ができるため、現場作業を削減する事ができる。
【００８８】
また、取付金具２０は、補強パネル１を配置した後にアンカー６９を打設する事ができる。このため、事前にアンカー打設をしておく必要が無く、アンカー打設位置を現物に合わせて行なう事ができる。よって、アンカー位置とパネルの穴位置がずれることによる、再度のアンカー打設や穴位置の修正といった手戻り工程が生じず、現場での作業工数を削減する事ができる。
【００８９】
また、補強パネル１と取付金具２０との接合には、繊維強化セメントボルト４５および繊維強化セメントナット５３を使用するため、錆びの発生が無く、錆びによるナットの脱落等が生じない。このため、ナット脱落による補強パネル１同士の接合不良による応力伝達不良が生じない。また、繊維強化セメントナット５３は密度が鉄等と比較して小さいため、万が一脱落した場合の第三者への影響を最小限とする事ができる。更に、設置後に突出した繊維強化セメントボルト４５の切断を行なう際に、火花等の発生が無く容易に切断する事ができるため、安全に作業を行う事ができる。
【００９０】
次に、第２の実施の形態に係る既設トンネルの覆工コンクリート補強方法について説明する。以下の実施の形態において、図８〜図１４で示した第１の実施の形態にかかるコンクリート補強方法と同一の機能を果たす構成要素には、図８から図１４におけるものと同一番号を付し、重複した説明を避ける。
【００９１】
本実施の形態においては、取付金具２０を使用しない。すなわち、第１の実施の形態とは、図８に示す工程中ステップ１０２〜ステップ１０４が異なる。図１５は、本実施の形態に係る補強パネル１の設置方法を示す図である。
【００９２】
まず、補強パネル１を作成後、補強パネル１を直接既設コンクリートの取付部位に配置する（図１５（ａ））。次いで、補強パネル１の穴６１の位置に長ドリルでアンカー下穴６７を設け、アンカー６９を設置する（図１５（ｂ））。次に、ボルト、ナットを配置し、補強パネル１を固定する（図１５（ｃ））。以下の工程は、第１の実施の形態におけるステップ１０５以降と同様である。
【００９３】
第２の実施の形態による既設トンネルの覆工コンクリート補強方法は、第１の実施の形態に係る覆工コンクリート補強方法と同様の効果を奏する。また、取付金具２０を用いないため、工程が簡略化し、部品点数を減らすこともできるため、工数およびコストの削減が可能である。
【００９４】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本実施の形態に係る補強パネル１の積層構造を示した図。
【図２】（ａ）は積層された補強パネル１の端部の構造を示す図、（ｂ）は補強パネル１ａ、１ｂとが嵌合した状態を示す図。
【図３】（ａ）は補強パネル１１の端部を示した図、（ｂ）は補強パネル１３の端部を示した図、（ｃ）は補強パネル１５の端部を示した図。
【図４】（ａ）は取付金具２０の斜視図であり、（ｂ）は取付金具２０を補強パネル１に接合した状態を示す斜視図。
【図５】（ａ）は取付金具３３示した斜視図、（ｂ）は取付金具３５を示す斜視図、（ｃ）は取付金具３７を示す斜視図、（ｄ）は取付金具３９を示す斜視図。
【図６】繊維強化セメントボルト４５の製造工程を示した図。
【図７】繊維強化セメントナット５３の製造工程を示した図。
【図８】既設トンネルの覆工コンクリート補強工程を示したフローチャート。
【図９】補強パネル１に取付金具２０ａを取り付けた状態を示す斜視図。
【図１０】取付金具２０ａを既設のコンクリート６３表面の設置位置に接するように補強パネル１ａを配置した状態を示す側面図。
【図１１】アンカー打設方法を示す図。
【図１２】間隙６５へモルタル７１を充填した状態を表す側面図。
【図１３】補強パネル１ａと補強パネル１ｂが接合された状態を示す側面図。
【図１４】既設トンネルに、補強パネル１を埋設型枠としてモルタル７１を充填し、トンネルの周方向全体に補強工事が完了した状態を示す図。
【図１５】第２の実施の形態に係る補強パネル１の設置方法を示す図。
【符号の説明】
【００９６】
１………補強パネル
３、４………繊維強化セメント板
５………シート状繊維織物
６………斜面部
７………接着剤
１１、１３、１５………補強パネル
２０………取付金具
２１………補強パネル接合面
２３………コンクリート接合面
２４………接合面
２５………連結部
２７………補強パネル取付穴
２９………コンクリート取付穴
３１………ナット
３３、３５、３７、３９………取付金具
３８………コンクリート接触面
４０………繊維強化セメント板
４１………棒状部材
４５………繊維強化セメントボルト
４７………小片
４９………穴
５１………タップ
５３………繊維強化セメントナット
６１………穴
６３………コンクリート
６５………間隙
６７………アンカー下穴
６９………アンカー
７１………モルタル
８０………トンネル
【図１】
2008223335.tif 000003
【図２】
2008223335.tif 000004
【図３】
2008223335.tif 000005
【図４】
2008223335.tif 000006
【図５】
2008223335.tif 000007
【図６】
2008223335.tif 000008
【図７】
2008223335.tif 000009
【図８】
2008223335.tif 000010
【図９】
2008223335.tif 000011
【図１０】
2008223335.tif 000012
【図１１】
2008223335.tif 000013
【図１２】
2008223335.tif 000014
【図１３】
2008223335.tif 000015
【図１４】
2008223335.tif 000016
【図１５】
2008223335.tif 000017