(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤斜面や地盤斜面、切土法面などの表面保護工として施工された既存コンクリート吹付法面の劣化診断方法において、診断対象全体の劣化度を高効率で、簡便かつ非破壊により劣化範囲を推定診断する熱赤外線映像法を用いた第一段階診断法と、上記第一段階診断法により吹付法面と地山との間に分離空隙化した部分と診断された劣化範囲及び上記第一段階診断法では健全部とは判定不可能であった不確定範囲に対し高精度で且つ非破壊で補完診断する発信手段とその受信手段の配置により得られる受信波の解析による横波共振法を用いた第二段階診断法と、上記第一段階診断法及び第二段階診断法により絞り込まれた劣化範囲をコンクリート吹付法面にあけた小さな孔より光学装置を介し或いは吹付法面をコア抜き取りにより局部破壊して観察し、上記吹付法面と地山間の密着度及び地山表層部の劣化状態を診断する第三段階診断法との順に行い、前記吹付法面と地山間の密着度及びその劣化状態を総合的に診断することを特徴とする既設コンクリート吹付法面の劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、岩盤斜面や地盤斜面、切土法面などの表面保護工として施工された既存コンクリート吹付法面（以下、吹付法面）クラック等の吹付法面自体の物理的劣化度、吹付法面と岩盤、地盤等の地山との密着度、地山表層部の風化・劣化度等の診断を、種類の異なる３種類の診断方法を併用することにより正確に判断することを可能とした、吹付法面劣化度診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種診断法としては、▲１▼人間がハンマーで法面を叩くハンマー打音法、▲２▼法面の一部分を破壊してコアを抜き取る、あるいは剥ぎ取る等の診断法等が知られている。
また最近開発された方法として、▲３▼吹付法面の表面温度の変化から地山と吹付法面の密着度を診断しようとする熱赤外線映像法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記診断法には種々の欠点があった。前記した▲１▼ハンマー打音法は人間の聴覚で判断するため、診断には経験が必要であり、且つ観測者毎に判断基準がばらばらで結果に客観性を欠き再現性が低いこと、急な斜面上での作業に危険が伴う等の欠点があった。
【０００４】
また、▲２▼のコア抜き取りあるいは法面剥ぎ取りによる診断法は、高精度で正確である反面、診断範囲（領域）が限られ、法面全体に採用することは多大な労力と時間を費やしコストアップとなるばかりでなく、法面に多くの損傷を与えることになり現実性に欠けていた。
【０００５】
さらに、▲３▼熱赤外線映像法は、熱赤外線カメラにより吹付法面表面の温度分布を測定し、温度の違いやその変化により吹付法面と地山の密着状態を推定しようとする方法であるが、吹付法面表面の日射条件や測定時の気温、天候、風などの自然現象、凹凸状態などの吹付法面表面の形状に測定結果が左右されることが多く、また吹付厚が厚い場合、表面に植物やコケが密生する場合、湧水により表面がぬれている場合など、測定が不可能となる測定限界が存在するといった問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
岩盤斜面や地盤斜面、切土法面などの表面保護工として施工された既存コンクリート吹付法面の劣化診断方法において、診断対象全体の劣化度を高効率で、簡便かつ非破壊により劣化範囲を推定診断する熱赤外線映像法を用いた第一段階診断法と、上記第一段階診断法により吹付法面と地山との間に分離空隙化した部分と診断された劣化範囲及び上記第一段階診断法では健全部とは判定不可能であった不確定範囲に対し高精度で且つ非破壊で補完診断する発信手段とその受信手段の配置により得られる受信波の解析による横波共振法を用いた第二段階診断法と、上記第一段階診断法及び第二段階診断法により絞り込まれた劣化範囲をコンクリート吹付法面にあけた小さな孔より光学装置を介し或いは吹付法面をコア抜き取りにより局部破壊して観察し、上記吹付法面と地山間の密着度及び地山表層部の劣化状態を診断する第三段階診断法との順に行い、前記吹付法面と地山間の密着度及びその劣化状態を総合的に且つ高精度で安全、確実、低コストで診断できる吹付法面の劣化診断方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明に係る吹付法面の劣化度診断方法について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る要部とこの方法全体の概要を示す説明用のフロー図である。また図２は、診断対象となる老朽化した吹付法面の概要図であり、図中Ａは吹付法面、Ｂは岩盤、地盤等の地山，Ｃは吹付法面Ａと地山Ｂとが密着状態にある健全部、Ｄは老朽化等により吹付法面Ａと地山Ｂの密着度が低下した分離空隙部である。
【０００８】
図１のフロー図の１は第一段階診断法であり、例えば図２に示すような診断対象となる吹付法面Ａ面全体に対し、非接触、非破壊的な診断方法である目視観察、図３および図４（ａ）〜（ｃ）に示すような熱赤外線映像法等で吹付法面Ａ全体の範囲から地山と吹付法面が分離空隙化した部分Ｄが広範囲を占めるような、所謂、劣化範囲Ｅを低精度ではあるが高効率で推定するのに役立つものである。
【０００９】
次に、推定された劣化範囲Ｅに対して、第二段階診断法２、例えば図５（ａ）、（ｂ）に示すような非破壊検査手法である横波共振法によって、第一段階診断法による診断結果の検証、確認を行うとともに、分離空隙部Ｄを精度よく特定することにより劣化範囲Ｅを更に絞り込む。また、第一段階診断法では診断不可能であった測定原理に起因する適用限界範囲についても第二段階診断法でカバーする事ができる。
【００１０】
第二段階診断法により高精度で特定された分離空隙部Ｄに対し、部分破壊を伴う第三段階診断法８を実施し、吹付法面Ａと地山Ｂとの各々の劣化状態と吹付法面Ａと地山Ｂ間の密着状態（度合い）を観察し、これら１〜３の３つの診断法を組み合わせて総合的に診断した吹付法面の劣化診断方法である。
【００１１】
さらに説明すると熱赤外線映像法は、図３に示すように診断対象吹付法面Ａの反対側、所謂、前記吹付法面Ａ全体を容易に熱赤外線映像法装置３で撮影できる位置から撮影し、劣化範囲Ｅを推定するものである。
【００１２】
なお、熱赤外線映像法の原理は、空気の体積熱容量が地山等の岩、土にくらべ非常に小さいため、吹付法面Ａの背面に空気が介在する分離空隙部（空洞部等）Ｄの吹付法面表面は、外気や太陽エネルギーの負荷に対し敏感に反応し、地山と吹付法面が密着している健全部Ｂに比べ温まりやすくさめにくい性質を有していることが知られている。そこで、高温時と低温時の２時刻において表面温度を測定し、両時刻における温度差を観察することにより、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。
【００１３】
図４（ａ）〜（ｂ）は、図９に示すダム周辺の吹付法面における診断結果を示すものである。図４（ａ）は早朝（低温時）の熱赤外線画像であり、図４（ｂ）は、昼間（高温時）の熱赤外線映像を示し、図４（ｃ）は両熱赤外線映像におけるその温度差、所謂、熱差画像を示すものであり、温度差が大きい部分が分離空隙部であると推定される。したがって、この分離空隙部Ｄが広く分布する部分、即ち図４（ｃ）において破線で囲んだ部分が劣化範囲Ｅとして推定されるものである。
【００１４】
ただし、熱赤外線映像法は、その原理に基づき、吹付法面表面の日射条件や測定時の気温、天候、風などの自然現象、凹凸状態などの吹付法面表面の形状により測定精度に影響を受ける。また吹付法面Ａにおいて、吹付厚が厚い範囲、表面に植物やコケが密生する範囲、湧水により表面がぬれている範囲については測定が不可能である。
【００１５】
第二段階診断法２は、コンクリート床版またはタイル張り等の異材間の接着不良度合いを検出する手法である横波共振法を応用したもので、図５（ａ）のような非破壊検査装置を用い、図５（ｂ）の破線で示すように吹付法面Ａを格子で区切り、分離空隙部Ｄのより正確な範囲特定を行うことにより、劣化範囲Ｅの絞り込み、特定を行う方法である。図６（ａ）、（ｂ）はその測定状態を拡大して示す断面図である。
【００１６】
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２に示した吹付法面Ａと地山Ｂが密着している健全（正常）な部分Ｃ、吹付法面Ａの背面と地山Ｂが密着不良や分離空隙（空洞）状態もしくは土砂等がその一部を充填した状態である分離空隙部Ｄの状態を拡大して示す断面図である。
【００１７】
横波共振法を具体的に説明すると、図６（ａ）において示す数１００〜数ｋHzの連続波（正弦波）の信号を発信する発信器兼受信器４の一端に接続線５を介し、発信センサー６、およびこれより１０ｃｍ離した位置に配置した受信センサー７とを接続し、発信器兼受信器４の他端にはオシロスコープ、パソコン等の表示器機能、コントロール機能を有する装置１１を備え、これら全体で吹付法面Ａと地山Ｂの密着度を正確に診断し、分離空隙部Ｄの範囲を区切りることができるようにしたものである。
【００１８】
さらに説明すると、図２の健全部Ｃの拡大図である図６（ａ）において、発信センサー６の先端（探触子）を吹付法面Ａの表面に当接し測定する。一方、受信センサー７の先端（探触子）は、前記発信センサー６から離れた位置に当接し、上記連続波を発振すると、図７（ａ）に示す測定結果の波形がオシロスコープ等１０に表示される。
【００１９】
これに対し、図２の分離空隙部Ｄの拡大図である図６（ｂ）に示すように、発信センサー６および受信センサー７を各々配置し、上記と同様の作業を行うと、図７（ｂ）に示す測定結果が表示される。図７（ａ）、（ｂ）の測定結果から、第一段階で推定した劣化範囲Ｅの中から、より高精度で分離空隙部Ｄの範囲を非破壊で区分することができる。
【００２０】
また、この第二段階診断法に用いる横波共振法は、前記した第一段階で用いる熱赤外線映像法による診断が困難な条件にある法面、即ち、吹付厚が厚い吹付法面、表面に植物やコケが密生する法面、湧水により表面がぬれた吹付法面、日射条件がよくない法面などにおいても診断可能であるため、第一段階診断法で診断できなかった範囲あるいは診断精度に問題の残る範囲を診断、検証することが可能である。
【００２１】
第三段階診断法８は、第一段階および第二段階診断法で精度よく特定された分離空洞部Ｄに対し、必要最小限の部分破壊を行い吹付法面Ａの背面と地山Ｂ間の状態を高精度で且つ確実に観察するもので、吹付法面にドリルなどで小孔をあけ、ファイバースコープ等の光学装置を介して分離空隙部Ｄの内部を観察する。より確実に診断を行うときは、個々の箇所でコア抜き機によりコアの抜き取りを行い、得られたコアの観察および穿孔した孔内部の観察から地山と吹付面の密着度、地山表層部の劣化度を診断する。
【００２２】
図８（ａ）〜（ｃ）はコアの抜き取りの一実施例を示すもので、採取したコアおよびコア抜きを行った孔内部の観察から、図８（ａ）に示すように吹付厚さの測定、図８（ｂ）に示すように地山と吹付法面の密着度の確認、図８（ｃ）のように分離空隙部の有無、地山表層部の劣化状態を診断するものである。
【００２３】
ここで吹付法面の劣化診断方法の具体例について、図９に示したダム周辺の吹付法面を例に、図１のフロー図を用いて簡単に説明する。
【００２４】
まず、図９に示す吹付法面Ａを図１のフロー順序で点検する際、吹付法面Ａにクラック、表面異常箇所が発見されたと仮定する。そこで、診断対象法面Ａに対し、図３に示すように第一段階診断法１の熱赤外線映像法による診断を、熱赤外線カメラ３により吹付法面を遠隔から撮影することにより行う。測定の結果得られた早朝（低温時）の表面温度画像図４（ａ）、昼間（高温時）の表面温度画像図４（ｂ）および両差の示差熱画像図４（ｃ）を解析することにより、高温時と低温時の温度差の大きい領域、所謂、分離空洞部Ｄであると推定される部分を抽出し、この分離空洞部Ｄが広い範囲を劣化範囲Ｅと推定する。当例では、分離空洞部Ｄが法面に向かって右側に集中しており、この部分が補修、補強対策工が必要な劣化範囲Ｅであることが推定される。
【００２５】
次に、第一段階診断法による診断結果から推定された劣化範囲Ｅに対して、分離空洞部Ｄの範囲をより高精度に特定し、劣化範囲Ｅを精度よく絞り込むことを目的として、横波共振法等からなる第二段階診断を図５（ｂ）、図６に示すように行う。それは例えば、図５（ｂ）において破線の格子間（１．５ｍ×１．５ｍ）の交差点上を順次、測定することである。その結果、図６（ａ）に拡大して示す健全部Ｃでは、図７（ａ）に示すような波形の受信波を示し、図６（ｂ）に拡大して示す分離空隙部Ｄでは、発信センサー６から送られた振動により吹付法面が共振するため、受信波は図７（ｂ）に示すような大きな波形となって受信される。このことから、健全部Ｃと分離空隙部Ｄとの区分けは明確に且つ客観的に行えるものである。
【００２６】
次に、第一段階、第二段階診断法により特定された分離空隙部Ｄに対し、第三段階診断法８であるコアの抜き取り調査を実施する。図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、採取されたコアおよびコアを抜き取った孔において所定の観察を行う。すなわち図８（ａ）は吹付厚さの測定、図８（ｂ）は地山と吹付法面の密着度の確認、図８（ｃ）は分離空隙部Ｄの有無、地山表層部の劣化状態を診断するものである。
【００２７】
最後に第一段階診断法１、第二段階診断法２および第三段階診断法８の順に観察、解析した結果に基づいて総合評価し、補修、補強対策が必要となる劣化範囲を検出しその範囲を特定して、図示するような次の手段に移行するものである。
【００２８】
【発明の効果】
上記したように本発明に係るコンクリート吹付法面の劣化診断方法によれば、
▲１▼診断対象吹付法面の全体に対し、劣化範囲を非接触、非破壊かつ簡便な第一段階診断方法で、精度的に完全ではないが高効率で劣化範囲を推定できること。
【００２９】
▲２▼第一段階診断法で推定された劣化範囲および第一段階診断法ではその原理上精度に問題の残る範囲に対し、第二段階診断方法によって、非破壊、高精度、かつ強制振動に対する応答波形差により吹付法面と地山の密着度が客観的に明確に識別できること。
【００３０】
▲３▼第一、第二段階診断方法で推定（特定）された劣化範囲に対して、第三段階診断法により、コア抜き等の部分破壊を必要最小限の箇所だけにおいて実施し、吹付法面自体の劣化状態、吹付法面と地山の密着ないし分離空隙状態、および地山表層部の風化・劣化状態を確実に観察できること。
【００３１】
▲４▼前記▲１▼〜▲３▼までの診断法を順次組み合わせることにより、広大な吹付法面の劣化範囲、劣化箇所を、高効率で絞り込み正確かつ客観的な指標により評価でき、しかも安全に診断できること。
【００３２】
▲５▼吹付法面に対し、衝撃を加えることなく且つ部分破壊を最小限に抑え診断による悪影響を極力低減できるとともに、従来法に比べ大幅な精度向上、コスト低減がはかれること、
等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート吹付法面劣化度診断方法の概略手順を示す説明フロー図である。
【図２】診断対象となる吹付法面の状態を示す正面図および断面図である。
【図３】本発明に係る診断方法の第一段階診断法、例えば熱赤外線映像法をイメージ的に示す説明図である。
【図４】本発明における第一段階診断法の一例である熱赤外線映像法により撮影した説明図である。
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】本発明に係る診断方法の第二段階診断法、例えば横波共振法をイメージ的に示す説明図である。
【図６】本発明における第二段階診断法の一例である横波共振法により、健全部、分離空隙部を観察した際の現象をイメージ的に示す説明図である。
【図７】本発明における第二段階診断法の一例である横波共振法による、健全部、分離空隙部の受信信号をオシロスコープに表示した波形特性図である。
【図８】本発明における第三段階診断法の一例であるコア抜き調査により採取されたコアと採取後の吹付法面を示す説明図である。
【図９】本発明を適用した既存のダム周辺のコンクリート吹付法面全景図である。
【符号の説明】
１…第一段階診断法
２…第二段階診断法
３…熱赤外線カメラ
４…横波共振法装置のうち発信機兼受信機
５…横波共振法装置のうち接続線
６…横波共振法装置のうち発信センサー
７…横波共振法装置のうち受信センサー
８…第三段階診断法
９…接続線
１０…オシロスコープ等の表示器
１１…パソコン等の解析器
Ａ…診断対象吹付法面
Ｂ…地山
Ｃ…健全部
Ｄ…分離空隙部（空洞部）
Ｅ…劣化範囲
【図１】
0004098558.tif 000002
【図２】
0004098558.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004098558.tif 000005
【図５（ａ）】
0004098558.tif 000006
【図５（ｂ）】
0004098558.tif 000007
【図６】
0004098558.tif 000008
【図７】
0004098558.tif 000009
【図８】
0004098558.tif 000010
【図９】
0004098558.tif 000011