(57)【要約】【課題】海底や臨海部の地下に構築された地下構造物の漏水を防止する。【解決手段】鋼材２を内装させたコンクリート壁３によって内部空間ａを形成するように構成された地下構造物１の漏水防止方法である。コンクリート壁３に生じた漏水部４にコンクリート壁３の内側から保水材５を当て、更に、この保水材５の外側に陽極６を配置すると共に、コンクリート壁３内の鋼材２を陰極とする。続いて、これらの両電極２及び６間に直流電流を流して漏水部４から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として漏水部４に析出させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材を内装させたコンクリート壁によって内部空間を形成するように構成された地下構造物の漏水防止方法において、前記コンクリート壁に生じた漏水部に、コンクリート壁の内側から保水材を当て、更に、該保水材の外側に陽極を配置すると共に、前記コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させ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】
鋼材を内装させたコンクリート壁によって内部空間を形成するように構成された地下構造物の漏水防止方法において、前記コンクリート壁に生じた漏水部の外方に陽極を配置すると共に、前記コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させることを特徴とする地下構造物の漏水防止方法。
【請求項３】
鋼材を内装させたコンクリート壁によって内部空間を形成するように構成された地下構造物の漏水防止方法において、前記コンクリート壁に生じた漏水部の外方に陽極を配置すると共に、前記コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、さらに、前記コンクリート壁の内側に保水材を介して陰極を設け、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させることを特徴とする地下構造物の漏水防止方法。
【請求項４】
漏水又は地下水に電解質溶液を混合させる請求項１乃至３のいずれか１つに記載の地下構造物の漏水防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下構造物の漏水防止方法、より詳しくは、海底や臨海部の地下に構築された地下構造物の漏水を防止する漏水防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、交通網の整備や臨海地域の開発などにより海底や臨海地区に地下構造物、即ち、海底トンネル、地下鉄及びその駅舎、地下倉庫、地下通路、地下導水管、地下導線管などの地下構造物が構築されている。このような地下構造物は、鉄筋や鉄骨などの鉄鋼材を内装するコンクリート壁により、その内側に空間が形成されている。
【０００３】
ところで、このような地下構造物は、コンクリート壁の外方に海水や塩分を含む地下水が存在し、しかも、これらの海水や地下水は、外圧となって地下構造物に作用しているため、鉄鋼材の腐食やコンクリート壁の劣化などから地下構造物の内側に漏水が発生する。
【０００４】
このような場合、一般に、コンクリート壁の内側から漏水部（亀裂）にポリマーセメントや樹脂などの充填材を注入して漏水部を補修することが行われているが、鉄筋コンクリート構造物の補修方法として、鉄筋コンクリート構造物の海水浸透面の亀裂部に接近して配置した電極を陽極とし、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋を陰極として両極間に直流電流を通電し、前記亀裂部に電着物を析出させることも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−６５９３８号公報（第２−３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の補修方法は、コンクリート壁の内壁側から漏水部（亀裂）を閉鎖するものであるから、水圧の影響により補修部の耐久性に問題がある。また、閉鎖による水圧の影響がコンクリート壁の広範囲に及ぶため、新たな漏水を引き起こす恐れがある。このため、コンクリート壁の外側から漏水部（亀裂）を閉鎖することも考えられるが、その場合には、工事が大掛かりなものとなり、多大の工事費を要するという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような問題を解決するため、海洋構造物の補修等に適用されている電着技術に着目して鋭意検討した結果、本発明に至ったのである。
【０００８】
即ち、本発明の一つは、鋼材を内装させたコンクリート壁によって内部空間を形成するように構成された地下構造物の漏水防止方法において、前記コンクリート壁に生じた漏水部に、コンクリート壁の内側から保水材を当て、更に、該保水材の外側に陽極を配置すると共に、前記コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させることを特徴とする地下構造物の漏水防止方法である。
【０００９】
この方法によれば、コンクリート壁に生じた亀裂等の漏水部から漏れた漏水は、コンクリート壁の内面にあてがった保水材に蓄えられる。そして、漏水中に溶存する物質、具体的には、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）やマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）が陰極側に引き寄せられ、炭酸イオン（ＣＯ３  ２−）や水酸イオン（ＯＨ−  ）とそれぞれ反応して炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３  ）や水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２  ）として亀裂などの漏水部に析出する。これらの電着物は、亀裂などの表面に限らず、漏水の上流方向にも析出するため、亀裂などの漏水部の奥部にも達し、漏水を完全に、かつ、長期に亘って防止することができる。
【００１０】
また、本発明の二つ目は、鋼材を内装させたコンクリート壁によって内部空間を形成するように構成された地下構造物の漏水防止方法において、前記コンクリート壁に生じた漏水部の外方に陽極を配置すると共に、前記コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させることを特徴とする地下構造物の漏水防止方法である。
【００１１】
この方法においても、上記と同様の作用により地下水中に溶存する物質が電着物として亀裂などの漏水部に析出するため、そこからの漏水を防止することができる。この発明は、臨海地区に構築された地下構造物に好適であり、陽極をコンクリート壁の外側の土中に配置するだけの簡単な手段となるため、工事費を低減することができる。
【００１２】
また、本発明の三つ目は、鋼材を内装させたコンクリート壁によって内部空間を形成するように構成された地下構造物の漏水防止方法において、前記コンクリート壁に生じた漏水部の外方に陽極を配置すると共に、前記コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、さらに、前記コンクリート壁の内側に保水材を介して陰極を設け、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させることを特徴とする地下構造物の漏水防止方法である。
【００１３】
この方法によれば、コンクリート壁内の鋼材に加えてコンクリート壁の漏水部の内面に陰極を配置するため、コンクリート壁内と内壁の表面に地下水中に溶存する物質が電着物として析出し、漏水の激しい地下構造物の漏水を短期間で防止することができる。
【００１４】
また、本発明の四つ目は、漏水又は地下水に電解質溶液を混合させる地下構造物の漏水防止方法である。
【００１５】
この方法によれば、雨水などにより地下水中のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）やマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）の含有量が所定値より減少しても、その漏水中の含有量を所定値に戻すことが可能になり、漏水部に電着物を継続的に析出させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る地下構造物の漏水防止方法の説明図である。
【００１７】
図１において、１は、臨海部に埋設した地下トンネルであり、鉄筋２を内装させたコンクリート壁３によりチューブ形に形成され、その内方が空間ａになっている。
【００１８】
従って、コンクリート壁３に亀裂４が発生すると、そこから地下水ｗ１が漏水ｗ２となって空間ａ内に漏れ、次第に悪影響を及ぼすようになるから、亀裂４が小さいうちに補修する必要がある。
【００１９】
この補修方法としては、土中通電方式及び内壁面通電方式が考えられるが、先ず、内壁面通電方式について説明する。
【００２０】
内壁面通電方式は、先ず、亀裂４を塞ぐように、コンクリート壁３の内面に所定の大きさの保水材５を押し当てて漏水ｗ２を一時的に蓄えるようにする。保水材としては、例えば、樹脂ネット、グラスウール、織布、モルタルなどが好ましい。
【００２１】
次に、保水材５の外面に陽極６をあてがうと共に、保水材５及び陽極６をシート状やジャケット状の防水カバー７によって覆い、必要に応じて排水路（図示せず）を敷設する。ジャケット状の防水カバーの場合は、例えば、天井とコンクリート壁３に対向する面を欠いた薄型形状とし、左右両側と底部に設けたフランジ部をコンクリート壁３に固定させる。
【００２２】
防水カバーとしては、例えば、ゴムシート、ビニールシート、ＦＲＰ、ステンレスなどが好ましい。また、陽極としては、鋼板、金網、チタンメッシュ基体白金族被覆電極、カーボンやガラス繊維や銅などの導電性材料よりなるシートやネットあるいはプレートなどが好ましい。
【００２３】
上記の保水材５と陽極６と防水カバー７を、予め、ユニット化し、そのユニットをコンクリート壁３の内壁面にボルトやバンド等の固定手段により取り付けるようにすると便利である。
【００２４】
次に、コンクリート壁３の内面側に孔を開けて鉄筋２に陰極用端子９を取り付ける。そして、直流電源８の陽極ケーブル１０を陽極６に接続すると共に、陰極ケーブル１１を陰極用端子９に接続する。しかる後に、陽極６と陰極である鉄筋２との間に直流電流を通電する。
【００２５】
すると、コンクリート壁３内に浸透している地下水ｗ１、亀裂４内の漏水ｗ２や保水材５に蓄えられた漏水ｗ２が電気分解し、亀裂２やコンクリート壁３内の微小な空洞内に電着物が析出する。電着物の析出は、漏水ｗ２の流れ方向のみならず、その流れに抗して上流側にも析出するため、漏水を完全に止めることができる。
【００２６】
ここで、電流密度としては、０．２Ａ／ｍ２  〜２．０Ａ／ｍ２  とするのが好ましい。なお、２段通電方式を採用し、通電初期には、電流密度を０．２Ａ／ｍ２  以下とし、所定時間経過後、０．２Ａ／ｍ２  〜２．０Ａ／ｍ２  としてもよい。
【００２７】
この例の場合、地下水ｗ１は、海水の場合が多く、海水がコンクリート壁３に浸透し、海水中に溶存する塩素イオン（Ｃｌ−  ）が鉄筋２を腐食させることにより漏水が生じる場合が多い。
【００２８】
海水の電解により析出される電着物は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３  ）と水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２  ）であるが、その析出割合は、電流密度が大きくなるにしたがって炭酸カルシウムが少なくなる一方、水酸化マグネシウムが多くなる。炭酸カルシウムの割合が多くなると、結晶質で、かつ、多孔質となり、逆に、水酸化マグネシウムの割合が多くなると、非結晶質で崩壊し易いものとなる。
【００２９】
従って、電流密度を０．２Ａ／ｍ２  〜２．０Ａ／ｍ２  とすることにより、崩壊し難く、かつ、止水効果の大きい電着物が析出する。
【００３０】
ところで、上記のように、鉄筋２を腐食させる塩素イオンは、通電すると陽極６側に誘引される。
【００３１】
従って、通電初期は、電流密度を小さくすることにより、亀裂４やコンクリート壁３内に炭酸カルシウムの割合の多い電着物を析出させて塩素イオンの抽出を容易に行うことができる。そして、塩素イオンの抽出がほぼ完了した後、電流密度を高めて良好な電着物を析出させることにより、電着物析出後の鉄筋の腐食を防止できる。
【００３２】
こうして、コンクリート壁３に析出した電着物は、接着力、圧縮強度、曲げ強度などがコンクリートと同程度である。一方、空隙量、細孔半径は、コンクリートに比べて緻密なものであるから、電着物がコンクリート壁３の内部に充填され、かつ、その表面を被覆することにより、止水効果が大幅に改善される。止水後に、保水材５、陽極６、防水カバー７、直流電源８、陰極用端子９、陽極ケーブル１０、陰極ケーブル１１などを撤去する。
【００３３】
なお、この例では、直流電源８を用いたが、商用の交流電源を直流に変換して用いることもできる。
【００３４】
図２は、内壁面通電方式の別の実施形態を示す説明図であり、図１の実施形態と同じ機器には同じ符号を付け、詳しい説明を省略する。
【００３５】
図２において、１３は、漏水ｗ２に溶存するカルシウムイオン及びマグネシウムイオンの溶存量を検出する濃度計、１４は、カルシウムやマグネシウムを添加した添加水溶液Ｌを貯留するタンク、１５は、ポンプ１６を有する水溶液供給管、１７は、制御装置である。
【００３６】
地下トンネル１が海底に構築されている場合は、漏水ｗ２内に所定のカルシウムイオンやマグネシウムイオンが溶存するが、地下トンネル１が臨海部に構築されている場合は、雨水等により漏水ｗ２内に溶存するカルシウムイオンやマグネシウムイオンの溶存濃度が低下する。
【００３７】
従って、漏水ｗ２中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンの濃度を濃度計１２で検出し、その信号Ｖ１を制御装置１７に入力し、そこで作られた制御信号Ｖ２によってポンプ１６を制御して添加水溶液Ｌを漏水ｗ２中に混合させる。すると、煩雑な手段を用いることなく、上記の電着作用により、良好な電着物を亀裂４内に析出させることができる。この添加水溶液Ｌは、海水でも良いが、例えば、セメントミルク、あるいは、石灰や重曹などの水溶液でもよい。
【００３８】
止水後に、保水材５、陽極６、防水カバー７、直流電源８、陰極用端子９、陽極ケーブル１０、陰極ケーブル１１、濃度計１３、タンク１４、水溶液供給管１５、ポンプ１６、制御装置１７などを撤去する。
【００３９】
図３は、土中通電方式の説明図であり、図１の実施形態と同じ機器には同じ符号を付けて詳しい説明を省略する。
【００４０】
図３において、６ａは、コンクリート壁３の外方で、かつ、漏水部近傍に配置させた陽極である。この陽極６ａは、例えば、ボーリング時の鋼管を、そのまま用いても良いし、或いは、ボーリングにより削孔された縦穴１９に挿入させた導電性材料製の多孔管やメッシュ状筒体を用いても良い。
【００４１】
この例でも、既に説明したように、陽極６ａと陰極である鉄筋２との間に直流電源８から直流電流を流すと、電着作用により亀裂４やコンクリート壁３内に電着物を析出させることができる。そして、亀裂４からの漏水ｗ２を止めることができるのである。この例の場合は、必要に応じて添加水溶液Ｌを縦穴１９内に投入することもできる。
【００４２】
止水後、保水材５、陽極６、防水カバー７、直流電源８、陰極用端子９、陽極ケーブル１０、陰極ケーブル１１、縦穴１９などを撤去する。
【００４３】
図４は、土中通電方式の他の例を示す説明図であり、図１及び図３の実施形態と同じ機器には同じ符号を付けて詳しい説明を省略する。
【００４４】
図４において、２１は、コンクリート壁３の内壁面に配置させた陰極であり、鋼材などの導電性部材と保水材で構成されている。そして、コンクリート壁３の外方に配置した陽極６ａと、コンクリート壁３内の陰極となる鉄筋２との間に直流電源８を接続し、また、上記陽極６ａと上記陰極２１との間に直流電源８ａを接続し、２つの直流電源８，８ａから直流電流を通電することにより、亀裂４やコンクリート壁３内や陰極２１のコンクリート壁３の表面に電着物を析出させることができる。その結果、漏水の激しい地下構造物の漏水を短期間で防止することができる。
【００４５】
止水後に、保水材５、陽極６、防水カバー７、直流電源８、陰極用端子９、陽極ケーブル１０、陰極ケーブル１１、縦穴１９、陰極２１などを撤去する。
【００４６】
【実施例】
（実施例）
本発明者は、本発明を実施する場合に、地下水の水圧が電着物の析出に及ぼす影響について確認するため、鉄筋コンクリートにひび割れを与え、これを供試体として水圧条件下における止水効果の確認試験を行った。次に、その試験例を示す。
【００４７】
１．供試体
形状：内径５ｃｍφ×外径５ｃｍφ×長さ２０ｃｍの円筒形
構造：縦筋及び横筋を内装
亀裂：幅１ｍｍ×長さ１０ｃｍ
【００４８】
２．試験方法
外圧作用：供試体を２体用い、１体に外圧を、他の１体に内圧を作用させた。
電解溶液と供給：海水をポンプで圧力を付与して循環供給した。
圧    力：１０ｍＡｑ
通    電：亀裂の正面に約１０ｃｍの間隔で陽極を配置し、縦筋を陰極として直流電流を通電した。
電流密度：０．５Ａ／ｍ２→１．０Ａ／ｍ２→２．０Ａ／ｍ２へと通電時間の経過とともに電流密度を高めた。
【００４９】
３．試験結果
電着物は、亀裂の開口部を横断する鉄筋の表面から優先的に析出し、亀裂部の表面に局部的に厚く析出しながら徐々にこの亀裂を閉鎖して行き、この閉鎖とともに供試体の表面が電着物で徐々に厚くコーティングされて行く。そして、外圧と内圧を作用させた両供試体とも約２，６００〜約３，２００時間経過すると漏水が無くなることが確認された。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、コンクリート壁の漏水部にコンクリート壁の内側から保水材をあてがうと共に、該保水材の外側に陽極を配置し、その上、コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させるので、漏水中に溶存する物質が亀裂などの漏水部に析出する。これらの電着物は、亀裂などの表面に限らず、漏水の上流方向にも析出するため、亀裂などの漏水部の奥部にも達し、漏水を完全に、かつ、長期に亘って防止することが可能になった。
【００５１】
また、本発明の他の一つは、コンクリート壁に生じた漏水部の外方の土中に陽極を配置すると共に、コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させるので、地下水中に溶存する物質が電着物として亀裂などの漏水部に析出し、そこからの漏水を防止することができる。この発明は、臨海地区に構築された地下構造物に好適であり、陽極をコンクリート壁の外側の土中に配置するだけの簡単な手段となるため、工事費を低減することができる。
【００５２】
更に、本発明の更に他の一つは、鋼材を内装させたコンクリート壁によって内部空間を形成するように構成された地下構造物の漏水防止方法において、前記コンクリート壁に生じた漏水部の外方に陽極を配置すると共に、前記コンクリート壁内の鋼材を陰極とし、さらに、前記コンクリート壁の内側に保水材を介して陰極を設け、しかる後に、これらの両電極間に直流電流を流して漏水部から漏れる漏水中に溶存するイオンを電着物として前記漏水部に析出させるので、コンクリート壁内の鋼材に加えてコンクリート壁の漏水部の内面に陰極を配置するため、コンクリート壁内と内壁の表面に地下水中に溶存する物質が電着物として析出し、漏水の激しい地下構造物の漏水を短期間で防止することができる。
【００５３】
更に、本発明の更に他の一つは、漏水又は地下水に電解質溶液を混合させるので、雨水などにより地下水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンの含有量が所定値より減少しても、その漏水中の含有量を所定値に戻すことが可能になり、漏水部に電着物を継続的に析出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地下構造物の漏水防止方法の一例を説明するための説明図である。
【図２】本発明の地下構造物の漏水防止方法の二例目を説明するための説明図である。
【図３】本発明の地下構造物の漏水防止方法の三例目を説明するための説明図である。
【図４】本発明の地下構造物の漏水防止方法の四例目を説明するための説明図である。
【符号の説明】
ａ  内部空間
１  地下構造物
２  鋼材
３  コンクリート壁
４  漏水部
５  保水材
６  陽極
【図１】
2005036421.tif 000003
【図２】
2005036421.tif 000004
【図３】
2005036421.tif 000005
【図４】
2005036421.tif 000006