(57)【要約】【課題】上記した従来の問題が考慮されたものであり、地下構造物の構造体内部への地下水の浸入を抑えることができ、また、地下構造物の鋼材の腐食状況を的確に把握することができ、さらに、コストダウンを図ることができる地下構造物の漏水防止方法を提供することを目的としている。【解決手段】鋼材１０が埋設されたコンクリート構造の地下構造物１の漏水防止方法であって、地下構造物１周りの地盤Ｇに穴８を削孔する削孔工程と、陽イオンが溶存された電解質溶液Ｗを穴から地盤Ｇ内に注入する電解質溶液注入工程と、鋼材１０を陰極とし、穴８内に配置した陽極材５から電解質溶液Ｗを介して鋼材１０に直流電流を通電させる通電工程と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材が埋設されたコンクリート構造の地下構造物の漏水防止方法であって、
前記地下構造物周りの地盤に穴を削孔する削孔工程と、
陽イオンが溶存された電解質溶液を前記穴から前記地盤内に注入する電解質溶液注入工程と、
前記鋼材を陰極とし、前記穴内に配置した陽極材から前記電解質溶液を介して前記鋼材に直流電流を通電させる通電工程と、
を備えることを特徴とする地下構造物の漏水防止方法。
【請求項２】
請求項１記載の地下構造物の漏水防止方法において、
前記削孔工程のとき、前記地盤内に鋼製のチューブを埋設させて前記穴を削孔し、
前記チューブを、前記電解質溶液注入工程のときの注入管および前記通電工程のときの前記陽極材の両方又は何れか一方として用いることを特徴とする地下構造物の漏水防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造の地下構造物の漏水防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力関連施設建屋は、室内の気密性を保持するために室内側が負圧になるように管理される場合が多い。このため、竣工時点では漏水が無くても、運転開始後の負圧管理によりひび割れが発生して漏水が生じる場合がある。このような運転開始後の漏水が地下外壁から生じた場合、従来は、室内側からひび割れ部分にエポキシ樹脂を注入して補修している。
【０００３】
一方、従来より、鉄筋コンクリート造の海中構造物の外壁に発生したひび割れを補修する方法として、電着工法が知られている。この電着工法は、まず、外壁に対向させるように海中に陽極材を設置する。次に、外壁内の鉄筋材を陰極とし、陽極材と鉄筋材との間に直流電流を流す。このとき、陽極材と外壁との間にある海水が電解質溶液であるため、陽極材から鉄筋材に直流電流が通電される。これにより、電解質溶液（海水）中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンが電気泳動によって炭酸カルシウムや水酸化マグネシウムなどの電着物となって外壁のひび割れ内部や外壁表層部の隙間、外壁の表面等に析出される。この電着物によって、ひび割れ部が閉塞されたり、外壁の表層部の空隙が充填されたり、外壁の表面がコーティングされたりし、外壁の表面付近の組織が緻密になり、腐食因子の浸透が抑制される（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３５２０６７号公報
【特許文献２】特開平６−６６７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した室内側からエポキシ樹脂を注入する従来の技術では、室内側への漏水を抑えることができるが、外壁内部には地下水が浸入するという問題が存在する。外壁内部に地下水が入り込むと、外壁内の鉄筋が腐食して外壁構造が劣化する。しかも、室内側からエポキシ樹脂を注入すると、ひび割れが室内側から塞がれるため、室内側に錆汁が染み出てくることがない。このため、鉄筋の腐食状況を的確に把握できないという問題が生じる。さらに、エポキシ樹脂を注入する従来の技術では、ひび割れ箇所を探索しなければならないが、ひび割れ箇所の探索は人海戦術で行うしかないため、手間がかかり、ひび割れ補修工事の費用が嵩むという問題が存在する。
【０００５】
また、上記した従来の電着工法は、海中構造物の外壁を対象にした技術であり、構造物の外側に海水が存在しなければひび割れ部を補修することができない。すなわち、従来の電着工法では、陽極材と外壁との間に電解質溶液である海水が存在しているので実現できるが、地下構造物の場合、外壁の外側に海水が存在しないため、直流電流を流しても陽極材から鉄筋材に直流電流が通電されず電着物が析出されない。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、地下構造物の構造体内部への地下水の浸入を抑えることができ、また、地下構造物の鋼材の腐食状況を的確に把握することができ、さらに、コストダウンを図ることができる地下構造物の漏水防止方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る地下構造物の漏水防止方法は、鋼材が埋設されたコンクリート構造の地下構造物の漏水防止方法であって、前記地下構造物周りの地盤に穴を削孔する削孔工程と、陽イオンが溶存された電解質溶液を前記穴から前記地盤内に注入する電解質溶液注入工程と、前記鋼材を陰極とし、前記穴内に配置した陽極材から前記電解質溶液を介して前記鋼材に直流電流を通電させる通電工程と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、地下構造物周りの地盤内に注入された電解質溶液を介して陽極材から鋼材に直流電流が通電されると、電解質溶液中に溶存する陽イオンが電気泳動によって地下構造物に形成されたひび割れ内部や地下構造物の外表面、地下構造物の表層部の隙間等に電着物となって析出される。この電着物によって、地下構造物に形成されたひび割れ部が外側から閉塞されたり、或いは、地下構造物の外側の表層部にある空隙が充填されたり、或いは、地下構造物の外表面がコーティングされたりする。
【０００９】
また、本発明に係る地下構造物の漏水防止方法は、前記削孔工程のとき、前記地盤内に鋼製のチューブを埋設させて前記穴を削孔し、前記チューブを、前記電解質溶液注入工程のときの注入管および前記通電工程のときの前記陽極材の両方又は何れか一方として用いることが好ましい。
【００１０】
このように、削孔工程時に用いた鋼製のチューブが、電解質溶液注入工程時に注入管としてそのまま利用されたり、通電工程時に陽極材としてそのまま利用されたりすると、注入管や陽極材を別途用意する必要がなく、また、これらを設置する手間も省ける。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る地下構造物の漏水防止方法によれば、電着物によって地下構造物の外側から漏水対策が施されるため、地下構造物の室内空間への漏水を防止できるだけでなく、地下構造物の外表面付近の組織が緻密になり、地下構造物の地下構造体内部へ地下水が浸入することを抑えることができる。これによって、地下構造体内に埋設された鋼材の腐食を防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る地下構造物の漏水防止方法によれば、ひび割れ等が室内側から閉塞されることがなく、電着物によって外表面側から漏水対策が施されるため、鋼材が腐食した場合には錆汁が室内側に染み出る。これによって、鋼材の腐食状況を的確に把握することができる。
【００１３】
また、本発明に係る地下構造物の漏水防止方法によれば、一度に広範囲に亘って電着物による漏水対策を施すことが可能であるため、ひび割れ部等の漏水箇所を探索する必要がない。このため、低コストで漏水対策を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る地下構造物の漏水防止方法の実施の形態について、図面に基いて説明する。
なお、図１に示す地下構造物１は、地下に形成された鉄筋コンクリート造の構造物であり、本実施の形態で説明する漏水防止方法は、鋼材１０（鉄筋材）が埋設された地下構造物１の地下外壁２（地下構造体）に漏水対策を施す方法である。
【００１５】
［削孔工程］
まず、図１に示すように、地下構造物１の周りの地盤Ｇに対してコアボーリングを行って穴８を削孔する。このとき、地盤Ｇのうち地下外壁２に隣接するエリア（対象エリアＥ）に向けてコアボーリングを行う。また、コアボーリングは、地下構造物１から所定距離だけ離れた位置から対象エリアＥに向けて斜めに行う。コアボーリングの具体的な方法としては、コアチューブ５を埋設させて穴８を削孔する公知のボーリング工法を採用することができる。例えば、ボーリングマシン６を用いて、先端にビット４が付いたコアチューブバレル３を回転させながら掘進させた後、コアチューブ５内のコアを抜き取る。コアチューブ５は、鋼製のチューブ（鋼管）からなる部材である。コアチューブ５としては、シングルチューブ（単管）やダブルチューブ（二重管）、その他トリプル（三重管）以上のチューブ等を用いることが可能である。
【００１６】
地下外壁２のひび割れ部Ｃ（漏水箇所）が予め把握されている場合には、そのひび割れ部Ｃ（対象部位）に隣接するエリアに向けてコアボーリングを行うことが好ましい。これにより、そのひび割れ部Ｃを後述する電着物Ｘで確実に閉塞させることができ、ひび割れ部Ｃからの漏水を防止することができる。
また、コアボーリングの本数は一本に限らず複数本であってもよい。例えば、コアボーリングを地下外壁２に沿って複数並べて施工してもよい。これにより、より広い範囲に亘って漏水対策を施すことができる。
【００１７】
［電解質溶液注入工程］
次に、図２に示すように、地盤Ｇ内に埋設されたコアチューブ５を注入管として利用し、陽イオンが溶存された電解質溶液Ｗを地盤Ｇ内に注入する。具体的には、削孔工程完了後に、コアチューブ５を地盤Ｇ内に埋設させたまま、コアチューブ５の上端（基端）にホッパー７を取り付ける。そして、このホッパー７に電解質溶液Ｗを投入する。ホッパー７に投入された電解質溶液Ｗは、コアチューブ５内を流通してコアチューブ５の下端（先端）から対象エリアＥの地盤Ｇ内に注入される。このとき、ホッパー７内の電解質溶液Ｗの液頭が常に一定に保たれるように電解質溶液Ｗの投入量を管理する。これにより、対象エリアＥの地盤Ｇ内に電解質溶液Ｗが常に飽和している状態になる。
【００１８】
上記した電解質溶液Ｗとしては、カルシウムイオン（陽イオン）やマグネシウムイオン（陽イオン）が溶存させた人工海水や、天然の海水を直接利用することも可能である。特に、日本の原子力発電所は全て海岸に面しているため、海水を直接利用することが好ましい。また、人工海水や天然海水以外にも、例えば、水酸化カルシウムが溶存された石灰水や、塩化マグネシウムが溶存された塩化マグネシウム溶液（苦汁）等の人工的に製造される電解質溶液を用いることも可能である。
【００１９】
［通電工程］
次に、図３、図４に示すように、地下外壁２内に埋設された鋼材１０を陰極とするとともに、地盤Ｇ内に埋設されたままのコアチューブ５を陽極材として用いて、コアチューブ５から地盤Ｇ内の電解質溶液Ｗを介して鋼材１０に直流電流Ａを通電させる。具体的には、鋼材１０に陰極端子１１を取り付けるとともに、ホッパー７に陽極端子１２を取り付ける。なお、陽極端子１２はコアチューブ５に取り付けてもよい。そして、直流電源１３の陰極線１４を上記した陰極端子１１に接続するとともに、直流電源１３の陽極線１５を上記した陽極端子１２に接続する。その後、直流電源１３をＯＮにして直流電流を流し、コアチューブ５と鋼材１０との間に直流電流Ａを通電させる。
【００２０】
上記したようにコアチューブ５から鋼材１０に直流電流Ａが通電されると、地盤Ｇ内の電解質溶液Ｗ中に溶存する陽イオンが電気泳動によって陰極側（鋼材１０側）に引き寄せられ、地下外壁２に電着物Ｘとなって析出される。
例えば、電解質溶液Ｗとして海水を使用した場合、海水中に溶存するカルシウムイオン（Ｃａ２＋）やマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）が鋼材１０側に引き寄せられる。そして、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）は炭酸イオン（ＣＯ３２−）と反応し、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）は水酸イオン（ＯＨ−）と反応し、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）および水酸マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）が析出される。
【００２１】
上記した電着物Ｘは、地下外壁２に形成されたひび割れ部Ｃの内部に析出されたり、地下外壁２の外表面２ａにある無数の空隙内に析出されたり、地下外壁２の外表面２ａに析出されたりする。ひび割れ部Ｃの内部に析出された電着物Ｘ１によりひび割れ部Ｃは外側（外表面２ａ側）から閉塞される。また、地下外壁２の外表面２ａの空隙内に析出された電着物Ｘ２により空隙内が充填される。さらに、地下外壁２の外表面２ａに析出された電着物Ｘ３により地下外壁２の外表面２ａがコーティングされる。
【００２２】
また、中電解質溶液Ｗが海水の場合、電解質溶液Ｗ（海水）中の塩化物（Ｃｌ−）が陽極（コアチューブ５）側に析出される。このため、既に地下外壁２の内部に侵入していた可溶性塩分も含め、海水中の塩化物（Ｃｌ−）を陽極（コアチューブ５）側に集めることができる。
【００２３】
上記した通電工程は、ホッパー７内の電解質溶液Ｗの液頭が一定に保たれるように管理しながら、所定期間行う。
そして、通電工程完了後、上記したコアチューブ５（コアチューブバレル３）や直流電源１３等を撤去して漏水対策が完了となる。
【００２４】
上記した構成からなる地下構造物１の漏水防止方法によれば、電着物Ｘによってひび割れ部Ｃが外表面２ａ側から閉塞されるとともに、地下外壁２の外表面２ａの空隙が充填され、さらに、地下外壁２の外表面２ａがコーティングされるため、地下構造物１の室内空間への漏水を防止できるだけでなく、外表面２ａ付近の組織が緻密になり、地下外壁２内部への地下水の浸透を抑制することができる。これによって、地下外壁２内に埋設された鋼材１０の腐食を防止することができる。
【００２５】
また、上記した構成からなる地下構造物１の漏水防止方法によれば、ひび割れ部Ｃが地下構造物１の室内側から塞がれずに室外側（外表面２ａ側）から閉塞されるため、地下外壁２内の鋼材１０が腐食した場合には錆汁が室内側に染み出る。これによって、鋼材１０の腐食状況を的確に把握することができる。
【００２６】
また、上記した構成からなる地下構造物１の漏水防止方法によれば、一度に広範囲に亘って漏水対策を施すことができる。つまり、地下外壁２のうち対象エリアＥに隣接する範囲全体に電着物Ｘによる漏水対策を行うことができる。このため、ひび割れ部Ｃ等の漏水箇所を探索する必要がなく、低コストで漏水対策を施すことができる。
【００２７】
また、上記した構成からなる地下構造物１の漏水防止方法によれば、電解質溶液注入工程のとき、コアチューブ５を電解質溶液Ｗの注入管として用い、通電工程のとき、コアチューブ５を陽極材として用いているため、注入管や陽極材を別途用意する必要がなく、また、これらを設置する手間も省ける。これにより、施工手間が軽減され、工期を短縮することができるとともに、コストダウンを図ることができる。
【００２８】
以上、本発明に係る地下構造物の漏水防止方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、コアボーリングを地下外壁２の外表面２ａに対して斜めに施工しているが、本発明は、コアボーリングを地下外壁２の外表面２ａに対して並行に施工することも可能である。
【００２９】
また、上記した実施の形態では、ホッパー７を用いて電解質溶液Ｗを地盤Ｇ内に注入しているが、本発明は、ポンプ等の圧送手段を用いて地盤Ｇ内に電解質溶液Ｗを注入することも可能である。
【００３０】
また、上記した実施の形態では、コアボーリング工法を採用しているが、本発明は、ケーシングを用いた穿孔工法を採用することも可能である。この場合、電解質溶液注入工程のときに上記したケーシングを注入管として用い、通電工程のときに上記したケーシングを陽極材として用いることができる。
【００３１】
また、上記した実施の形態では、削孔工程のとき、地盤Ｇ内にコアチューブ５を埋設させて穴８を削孔し、電解質溶液注入工程のとき、コアチューブ５を電解質溶液Ｗの注入管として用い、通電工程のとき、コアチューブ５を陽極材として用いているが、本発明は、コアチューブ５やケーシング等の鋼製チューブを注入管や陽極材として用いなくてもよい。例えば、削孔工程のとき、地盤Ｇ内に鋼製チューブを埋設させて穴８を削孔し、電解質溶液注入工程のとき、鋼製チューブを電解質溶液Ｗの注入管として用い、通電工程のとき、鋼製チューブの中に陽極材を挿入してこの陽極材を用いて通電を行うことも可能である。また、削孔工程のとき、地盤Ｇ内に鋼製チューブを埋設させて穴８を削孔し、電解質溶液注入工程のとき、鋼製チューブの中に注入管を挿入してこの注入管を用いて地盤Ｇに電解質溶液Ｗを注入し、通電工程のとき、鋼製チューブを陽極材として用いて通電を行うことも可能である。
【００３２】
さらに、本発明は、削孔工程のとき、地盤Ｇ内にコアチューブ５等の鋼製チューブを埋設させずに穴８を削孔することも可能である。例えば、本発明は、削孔工程のとき、削孔機により地盤Ｇに穴を削孔し、電解質溶液注入工程のとき、削孔された穴の中に注入管を挿入してこの注入管を用いて地盤Ｇに電解質溶液Ｗを注入し、通電工程のとき、穴の中に陽極材を挿入して通電を行うことも可能である。また、本発明は、削孔工程のとき、削孔機により地盤Ｇに穴を削孔し、電解質溶液注入工程のとき、削孔された穴の中に鋼製の注入管を挿入してこの注入管を用いて地盤Ｇに電解質溶液Ｗを注入し、通電工程のとき、穴の中の注入管を陽極材として用いて通電を行うことも可能である。
【００３３】
また、上記した実施の形態では、地下外壁２に対して漏水対策を行う場合について説明しているが、本発明は、地下外壁２以外の地下構造体に対して漏水対策を行う場合にも適用可能である。例えば、地下に設けられた柱や梁、スラブ、その他の構造体に対して、本発明に係る漏水防止方法により漏水対策を施してもよい。
【００３４】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための削孔工程を表す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための電解質溶液注入工程を表す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を説明するための通電工程を表す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態を説明するための通電工程を表す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  地下構造物
２  地下外壁（地下構造体）
５  コアチューブ（チューブ）
８  穴
１０  鋼材（鉄筋材）
Ｇ  地盤
Ｗ  電解質溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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