(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維を含む繊維シートを接着して水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層の補強を行う水路用コンクリート構造物の補強方法において、
（ａ）前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔してアンカー取付孔を形成する工程、
（ｂ）前記アンカー取付孔に通水型アンカーのアンカーピンを設置する工程、
（ｃ）前記コンクリート覆工層内面に無機フィラーを含んだ樹脂モルタルとされる接着材を下塗りした後、前記繊維シートを前記コンクリート覆工層内面へと押し付けて接着する工程、
（ｄ）前記通水型アンカーの前記アンカーピンにシート押え具を取付けることにより、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段により、前記繊維シートを前記コンクリート覆工層内面に固定する工程、
（ｅ）前記コンクリート覆工層内面に接着して固定された前記繊維シートを被覆して前記接着材を塗布し、前記接着材を硬化する工程、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項２】
前記（ｃ）工程にて前記コンクリート覆工層内面に前記接着材を下塗りする前に、前記コンクリート覆工層内面にプライマーを塗布することを特徴とする請求項１に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項３】
前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され、硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、線材を互いに線材固定材にて固定した繊維シートであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項４】
前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され硬化された複数の繊維強化プラスチック筋を格子状に配置して形成された格子筋であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項５】
強化繊維を含む繊維シートを接着して水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層の補強を行う水路用コンクリート構造物の補強方法において、
（ａ）前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔してアンカー取付孔を形成する工程、
（ｂ）前記アンカー取付孔に通水型アンカーのアンカーピンを設置する工程、
（ｃ）前記コンクリート覆工層内面に不陸修正材を塗布し、次いで、前記不陸修正材が塗布されたコンクリート覆工層内面に前記繊維シートを含浸樹脂接着材にて接着する工程、
（ｄ）前記通水型アンカーの前記アンカーピンにシート押え具を取付けることにより、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段により、前記繊維シートを前記コンクリート覆工層内面に固定する工程、
（ｅ）前記コンクリート覆工層内面に接着して固定された前記繊維シートを被覆して無機フィラーを含んだ樹脂モルタルとされる接着材を塗布し、前記接着材を硬化する工程、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項６】
前記（ｃ）工程にて前記コンクリート覆工層内面に前記不陸修正材を塗布する前に、前記コンクリート覆工層内面にプライマーを塗布することを特徴とする請求項５に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項７】
前記繊維シートは、強化繊維を一方向に引き揃えてシート状とした樹脂未含浸の繊維シートであることを特徴とする請求項５又は６に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項８】
前記含浸樹脂接着材は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、又は、ポリビニルフォルマール樹脂であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項９】
前記樹脂モルタルは、無機フィラーとして、
（ａ）酸化物系セラミックス、炭化物系セラミックス、その他のファインセラミックス、珪砂、タルク、若しくは、陶磁器質粉砕物とされるか、又は、
（ｂ）前記（ａ）に記載のいずれかの材料の混合物とされるか、又は、
（ｃ）前記（ａ）に記載のいずれかの材料、若しくは、前記（ａ）に記載のいずれかの材料の混合物と、細骨材との混合物とされる、
セラミックス粉が混合されたセラミック混合型樹脂モルタルであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１０】
前記セラミックス粉は、粒径が１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１１】
前記樹脂モルタルは、水砂噴流摩耗試験による標準モルタルとの対比摩耗量が１０％以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１２】
前記樹脂モルタルは、Ｂ型粘度計で２０回転、２３℃の測定条件にて粘度が２５〜１５０Ｐａ・ｓであり、Ｔｉ値が３．８〜１０であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１３】
前記樹脂モルタルは、６００ｇ／ｍ２目付繊維シートの継手試験強度が３４００Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１４】
前記樹脂モルタルは、エポキシ樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はポリウレア樹脂を用いた樹脂モルタルであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１５】
前記コンクリート覆工層の厚さ（Ｔ２０１）に対する前記繊維シート１の厚さ（Ｔ１設計厚）の比（Ｔ１／Ｔ２０１）が０．０２〜５％であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１６】
前記通水型アンカーの前記アンカーピンは中空管状とされ、
前記シート押え具は、前記アンカーピンにおいて前記コンクリート覆工層内面より外方向へと突出して形成された中空管状軸部に取付けられ、前記シート押え具と前記コンクリート覆工層内面との間にて前記繊維シートを固定することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１７】
前記シート固定手段は、前記アンカー取付孔に設置されるシート固定アンカーであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１８】
前記繊維シートは、複数層にて前記コンクリート覆工層内面に積層して接着されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項１９】
前記水路用コンクリート構造物における側壁部からインバートへと延在して基部アンカーを埋め込んで、前記側壁部と前記インバートとの接合部領域を形成する基部を補強することを特徴とする請求項１〜１８のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強方法。
【請求項２０】
水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層内面に、強化繊維を含む繊維シートを取り付けて補強層を形成した、通水型アンカーを備えた水路用コンクリート構造物の補強構造であって、
前記補強層は、
前記コンクリート覆工層内面に無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材から成る接着材層を介して接着され、且つ、前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔して形成したアンカー取付孔に設置されたアンカーピンと前記アンカーピンに取付けられたシート押え具を備えた通水型アンカーにて、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段にて、前記コンクリート覆工層に固定された前記繊維シートと、
通水型アンカーを介しての通水は可能として前記繊維シートを被覆して形成された前記接着材からなる接着材被覆層と、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２１】
前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、線材を互いに線材固定材にて固定した繊維シートであることを特徴とする請求項２０に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２２】
前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され硬化された複数の繊維強化プラスチック筋を格子状に配置して形成された格子筋であることを特徴とする請求項２０に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２３】
水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層内面に、強化繊維を含む繊維シートを取り付けて補強層を形成した、通水型アンカーを備えた水路用コンクリート構造物の補強構造であって、
前記補強層は、
前記コンクリート覆工層内面に形成した不陸修正材層と、
前記不陸修正材層が形成された前記コンクリート覆工層内面に含浸樹脂接着材から成る接着材層を介して接着され、且つ、前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔して形成したアンカー取付孔に設置されたアンカーピンと前記アンカーピンに取付けられたシート押え具を備えた通水型アンカーにて、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段にて、前記コンクリート覆工層に固定された前記繊維シートと、
通水型アンカーを介しての通水は可能として前記繊維シートを被覆して形成された無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材からなる接着材被覆層と、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２４】
前記繊維シートは、強化繊維を一方向に引き揃えてシート状とした樹脂未含浸の繊維シートであることを特徴とする請求項２３に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２５】
前記含浸樹脂接着材は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、又は、ポリビニルフォルマール樹脂であることを特徴とする請求項２３又は２４に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２６】
前記樹脂モルタルは、無機フィラーとして、
（ａ）酸化物系セラミックス、炭化物系セラミックス、その他のファインセラミックス、珪砂、タルク、若しくは、陶磁器質粉砕物とされるか、又は、
（ｂ）前記（ａ）に記載のいずれかの材料の混合物とされるか、又は、
（ｃ）前記（ａ）に記載のいずれかの材料、若しくは、前記（ａ）に記載のいずれかの材料の混合物と、細骨材との混合物とされる、
セラミックス粉が混合されたセラミック混合型樹脂モルタルであることを特徴とする請求項２０〜２５のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２７】
前記セラミックス粉は、粒径が１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項２６に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２８】
前記樹脂モルタルは、水砂噴流摩耗試験による標準モルタルとの対比摩耗量が１０％以下であることを特徴とする請求項２０〜２７のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項２９】
前記樹脂モルタルは、６００ｇ／ｍ２目付繊維シートの継手試験強度が３４００Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項２０〜２８のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項３０】
前記樹脂モルタルは、エポキシ樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はポリウレア樹脂を用いた樹脂モルタルであることを特徴とする請求項２０〜２９のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項３１】
前記コンクリート覆工層の厚さ（Ｔ２０１）に対する前記繊維シート１の厚さ（Ｔ１設計厚）の比（Ｔ１／Ｔ２０１）が０．０２〜５％であることを特徴とする請求項２０〜３０のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項３２】
前記通水型アンカーの前記アンカーピンは中空管状とされ、
前記シート押え具は、前記アンカーピンにおいて前記コンクリート覆工層内面より外方向へと突出して形成された中空管状軸部に取付けられ、前記シート押え具と前記コンクリート覆工層内面との間にて前記繊維シートを固定することを特徴とする請求項２０〜３１のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項３３】
前記シート固定手段は、前記アンカー取付孔に設置されるシート固定アンカーであることを特徴とする請求項２０〜３２のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項３４】
前記繊維シートは、複数層にて前記コンクリート覆工層内面に積層して接着されることを特徴とする請求項２０〜３３のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【請求項３５】
前記水路用コンクリート構造物における側壁部からインバートへと延在して基部アンカーを埋め込んで、前記側壁部と前記インバートとの接合部領域を形成する基部を補強することを特徴とする請求項２０〜３４のいずれかの項に記載の水路用コンクリート構造物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用水路、工業用水路、上下水道、水力発電所用水路等に用いられるコンクリート水路トンネル、更には、開水路或いは閉水路のコンクリート水路等とされる水路用コンクリート構造物の補強に関するものであり、特に、連続した強化繊維を含むシート状の強化繊維含有材料（以下、「繊維シート」という。）を使用して、水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工の補強をする水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強
構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、農業用水路、工業用水路、上下水道等に用いられる水路トンネルは、一般に、長期の使用により老朽化し、或いは、損傷を受ける。特に、このような水路トンネルは、矢板山留め工法にて建設されることが多く、例えば、地山に形成された馬蹄形断面の掘削坑の内壁面に無筋の覆工コンクリートが打設されて建設されている。
【０００３】
斯かる水路トンネルのコンクリート覆工層は、長期の使用により、内面が洗掘、亀裂、欠損等の劣化が生じる。このような劣化は、漏水を引き起こし、覆工層を破壊することもあり、そのために、コンクリート覆工層の補強を施すことが必要となる。現状を調査した結果、このようなコンクリート覆工層を有する水路トンネル構造物は、多くの箇所で既に数十年間長期間使用に供されており、トンネル背面部の空隙個所の発生、地震などによる変形やひび割れなどの変状や漏水が確認されている。
【０００４】
特許文献１には、水力発電所用水路トンネル、農業用水路トンネルなどの水路トンネルの内壁面に覆工された既設のコンクリート内表面に、高強度樹脂接着剤を用いて、基盤クロスの表面に強化繊維が固着された強化繊維シートを貼り付け、水流面の補修、防水、及び、構造的補強機能を持たせた水路トンネルの補修方法が記載されている。特許文献１の補修方法では、樹脂接着剤としては、エポキシ系樹脂、ビニルエステル系樹脂を使用し、また、樹脂接着剤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材等の含浸性接着剤を用いてプライマー塗布することを記載している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載する補修方法によれば、強化繊維シートに接着剤を十分に含浸させ、トンネル内壁面に貼り付け、その後、多量の接着剤を硬化させることが必要とされ、施工を短時間で行うことは困難である。
【０００６】
更に、特許文献１に記載する樹脂接着剤を使用した強化繊維シートのコンクリート面に対する接着方法では、水路トンネルのような湿潤状態にあるコンクリート表面への接着性能について問題があり、更に、水路トンネル覆工層の表層材としてもその耐水性、耐摩耗性において問題があることが分かった。
【０００７】
特許文献２、３は、通水型アンカーを用いたコンクリート躯体の補強方法を開示している。これらの補強方法によれば、強化繊維シートなどの補強材をコンクリート躯体表面に接着剤で接着し、その後、補強材の上からドリルでアンカー取付孔を穿設し、補強材をコンクリート躯体に固定する方法である。従って、上記特許文献１に記載の補修方法と同様の問題、つまり、強化繊維シートに接着剤を十分に含浸させ、トンネル内壁面に貼り付け、その後、多量の接着剤を硬化させることが必要とされ、施工を短時間で行うことが困難であるといった問題、更には、樹脂接着剤を使用した強化繊維シートのコンクリート面に対する接着方法では、水路トンネルのような湿潤状態にあるコンクリート表面への接着性能について問題があり、更に、水路トンネル覆工層の表層材としてもその耐水性、耐摩耗性において問題がある。
【０００８】
一方、近年、例えば、特許文献４に記載するように、繊維強化樹脂とされる複数の筋を格子状に配置して作製されたＦＲＰ格子材をトンネルなどのコンクリート内壁面にアンカーを利用して固定し、その後、ＦＲＰ格子材にポリマーセメントを吹き付け、手塗りして、コンクリート構築物と一体化させて所定の厚さに被覆することにより、トンネル内部のコンクリート剥落防止を目的としたコンクリート補強方法が提案され、また、実際に施工されている。この補強方法は、施工現場でのＦＲＰ格子材に樹脂含浸する必要はなく、また、ＦＲＰ格子材は、アンカーを用いてトンネル内壁面に固定することができ、その作業性が極めて良いという利点を有している。しかしながら、ＦＲＰ格子材はシート1層での補強量が限られ、また、ポリマーセメントは水路トンネル覆工層として、耐摩耗性に懸念があることが分かった。
【０００９】
特許文献５には、上水道、下水道をも含めた水処理施設のコンクリート構造物用防食上塗り組成物が記載されており、該組成物は、液状エポキシ樹脂及び硬化剤からなる二液型エポキシ樹脂に、セラミックス粉、繊維状粘度鉱物及び炭素繊維からなる充填材を配合した組成物とされている。更に、特許文献６には、塗床材、塗壁材、接着材などとして使用できる防水性に優れ、水中でも使用できる複合樹脂組成物が記載されており、該組成物は、永久電荷を有するガーネットからなる粉末のアルカリ結晶骨材と、水が加えられると硬化する水硬化性材料と、エポキシ系の合成樹脂と、このエポキシ樹脂を硬化させるエポキシ樹脂硬化材料と、硬質機能または強度機能を有する粉末セラミックスを混合した水中硬化の樹脂組成物とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３２３６６６４号公報
【特許文献２】特開平９−７２０９８号公報
【特許文献３】特開２００３−２１３８４２号公報
【特許文献４】特許第４４６０１２４号公報
【特許文献５】特開平９−２６３４６７号公報
【特許文献６】特許第３３５２０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明者らは、上記特許文献１〜４に記載する補強方法及び特許文献５、６に記載する組成物について検討した結果、水路トンネル覆工を補強するに際しての問題点を、下記の条件に着目して、その解決策を見出すべく検討した。
【００１２】
つまり、
（１）環境条件
水路トンネル覆工の裏込め材などの喪失による変位を抑制し、トンネルの変形や崩落を防止する必要がある。
（２）施工条件
農業用水路などのサイズの小さい水路トンネルでは、作業性の向上を図るために、軽量で手運搬可能な材料を用い、重機不要な簡単な補強方法が重要である。
（３）長期耐久性
コンクリート水路トンネル覆工においては磨り減り耐久性や錆ない補強材を用いることによる補強が必要であり、特に、補強後の地山側からの湧水やコンクリート内在水分に起因した背面水圧による表面補強層の剥がれや膨れを抑制することが重要である。
ことが分かった。
【００１３】
その結果、上記従来技術をそのまま単に組み合せて使用しただけでは、水路トンネルのような湿潤状態にあるコンクリート水路トンネル覆工に対する、上記３条件を満足する補強は達成し得ないことが分かった。
【００１４】
つまり、本発明の目的は、湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、裏込め材の喪失による水路用コンクリート構造物の変形や崩落の防止を大幅に抑制することができる、水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、軽量で手運搬可能な材料を用い、作業性の向上を図ることができる水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、磨り減り耐久性の向上を図ることのできる水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、施工後のコンクリート表面補強層の剥がれや膨れを抑制することのできる水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、補強量や補強方向が所望に応じて自由に設定可能な水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、上水道兼用の水路用コンクリート構造物においても適用することのできる水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、馬蹄形状、幌型形状、円形状、四角形状、凹形状などの種々の断面形状とされる水路用コンクリート構造物においても適用することのできる水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的は本発明に係る水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造にて達成される。要約すれば以下の通りである。
【００２２】
本発明の第一の態様によれば、強化繊維を含む繊維シートを接着して水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層の補強を行う水路用コンクリート構造物の補強方法において、
（ａ）前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔してアンカー取付孔を形成する工程、
（ｂ）前記アンカー取付孔に通水型アンカーのアンカーピンを設置する工程、
（ｃ）前記コンクリート覆工層内面に無機フィラーを含んだ樹脂モルタルとされる接着材を下塗りした後、前記繊維シートを前記コンクリート覆工層内面へと押し付けて接着する工程、
（ｄ）前記通水型アンカーの前記アンカーピンにシート押え具を取付けることにより、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段により、前記繊維シートを前記コンクリート覆工層内面に固定する工程、
（ｅ）前記コンクリート覆工層内面に接着して固定された前記繊維シートを被覆して前記接着材を塗布し、前記接着材を硬化する工程、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強方法が提供される。本発明の一実施態様によれば、好ましくは、前記（ｃ）工程にて前記コンクリート覆工層内面に前記接着材を下塗りする前に、前記コンクリート覆工層内面にプライマーを塗布する。他の実施態様によれば、前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、線材を互いに線材固定材にて固定した繊維シートであるか、又は、前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され硬化された複数の繊維強化プラスチック筋を格子状に配置して形成された格子筋である。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、強化繊維を含む繊維シートを接着して水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層の補強を行う水路用コンクリート構造物の補強方法において、
（ａ）前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔してアンカー取付孔を形成する工程、
（ｂ）前記アンカー取付孔に通水型アンカーのアンカーピンを設置する工程、
（ｃ）前記コンクリート覆工層内面に不陸修正材を塗布し、次いで、前記不陸修正材が塗布されたコンクリート覆工層内面に前記繊維シートを含浸樹脂接着材にて接着する工程、
（ｄ）前記通水型アンカーの前記アンカーピンにシート押え具を取付けることにより、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段により、前記繊維シートを前記コンクリート覆工層内面に固定する工程、
（ｅ）前記コンクリート覆工層内面に接着して固定された前記繊維シートを被覆して無機フィラーを含んだ樹脂モルタルとされる接着材を塗布し、前記接着材を硬化する工程、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強方法が提供される。本発明の一実施態様によれば、好ましくは、前記（ｃ）工程にて前記コンクリート覆工層内面に前記不陸修正材を塗布する前に、前記コンクリート覆工層内面にプライマーを塗布する。他の実施態様によれば、前記繊維シートは、強化繊維を一方向に引き揃えてシート状とした樹脂未含浸の繊維シートである。他の実施態様によれば、前記含浸樹脂接着材は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、又は、ポリビニルフォルマール樹脂である。
【００２４】
本発明の第３の態様によれば、水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層内面に、強化繊維を含む繊維シートを取り付けて補強層を形成した、通水型アンカーを備えた水路用コンクリート構造物の補強構造であって、
前記補強層は、
前記コンクリート覆工層内面に無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材から成る接着材層を介して接着され、且つ、前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔して形成したアンカー取付孔に設置されたアンカーピンと前記アンカーピンに取付けられたシート押え具を備えた通水型アンカーにて、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段にて、前記コンクリート覆工層に固定された前記繊維シートと、
通水型アンカーを介しての通水は可能として前記繊維シートを被覆して形成された前記接着材からなる接着材被覆層と、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強構造が提供される。本発明の一実施態様によれば、前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、線材を互いに線材固定材にて固定した繊維シートであるか、又は、前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され硬化された複数の繊維強化プラスチック筋を格子状に配置して形成された格子筋である。
【００２５】
本発明の第４の態様によれば、水路用コンクリート構造物のコンクリート覆工層内面に、強化繊維を含む繊維シートを取り付けて補強層を形成した、通水型アンカーを備えた水路用コンクリート構造物の補強構造であって、
前記補強層は、
前記コンクリート覆工層内面に形成した不陸修正材層と、
前記不陸修正材層が形成された前記コンクリート覆工層内面に含浸樹脂接着材から成る接着材層を介して接着され、且つ、前記コンクリート覆工層の内面から外面へと延在して前記コンクリート覆工層を穿孔して形成したアンカー取付孔に設置されたアンカーピンと前記アンカーピンに取付けられたシート押え具を備えた通水型アンカーにて、及び／又は、前記通水型アンカーとは別個に設けたシート固定手段にて、前記コンクリート覆工層に固定された前記繊維シートと、
通水型アンカーを介しての通水は可能として前記繊維シートを被覆して形成された無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材からなる接着材被覆層と、
を有することを特徴とする水路用コンクリート構造物の補強構造が提供される。本発明の一実施態様によれば、前記繊維シートは、強化繊維を一方向に引き揃えてシート状とした樹脂未含浸の繊維シートである。また、他の実施態様によれば、前記含浸樹脂接着材は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、又は、ポリビニルフォルマール樹脂である。
【００２６】
上記各本発明の一実施態様によれば、好ましくは、前記樹脂モルタルは、無機フィラーとして、
（ａ）酸化物系セラミックス、炭化物系セラミックス、その他のファインセラミックス、珪砂、タルク、若しくは、陶磁器質粉砕物とされるか、又は、
（ｂ）前記（ａ）に記載のいずれかの材料の混合物とされるか、又は、
（ｃ）前記（ａ）に記載のいずれかの材料、若しくは、前記（ａ）に記載のいずれかの材料の混合物と、細骨材との混合物とされる、
セラミックス粉が混合されたセラミック混合型樹脂モルタルである。
【００２７】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記セラミックス粉は、粒径が１０００μｍ以下である。
【００２８】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂モルタルは、水砂噴流摩耗試験による標準モルタルとの対比摩耗量が１０％以下である。
【００２９】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂モルタルは、Ｂ型粘度計で２０回転、２３℃の測定条件にて粘度が２５〜１５０Ｐａ・ｓであり、Ｔｉ値が３．８〜１０である。
【００３０】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂モルタルは、６００ｇ／ｍ２目付繊維シートの継手試験強度が３４００Ｎ／ｍｍ２以上である。
【００３１】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂モルタルは、エポキシ樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はポリウレア樹脂を用いた樹脂モルタルである。
【００３２】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記コンクリート覆工層の厚さ（Ｔ２０１）に対する前記繊維シート１の厚さ（Ｔ１設計厚）の比（Ｔ１／Ｔ２０１）が０．０２〜５％である。
【００３３】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記通水型アンカーの前記アンカーピンは中空管状とされ、
前記シート押え具は、前記アンカーピンにおいて前記コンクリート覆工層内面より外方向へと突出して形成された中空管状軸部に取付けられ、前記シート押え具と前記コンクリート覆工層内面との間にて前記繊維シートを固定する。
【００３４】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記シート固定手段は、前記アンカー取付孔に設置されるシート固定アンカーである。
【００３５】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記繊維シートは、複数層にて前記コンクリート覆工層内面に積層して接着される。
【００３６】
上記各本発明の他の実施態様によれば、前記水路用コンクリート構造物における側壁部からインバートへと延在して基部アンカーを埋め込んで、前記側壁部と前記インバートとの接合部領域を形成する基部を補強する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、
（１）湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、裏込め材の喪失によるトンネルの変形や崩落の防止を大幅に抑制することができる。
（２）水路用コンクリート構造物において、軽量で手運搬可能な材料を用い、作業性の向上を図ることができる。
（３）湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、磨り減り耐久性の向上を図ることができる。
（４）湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、施工後のコンクリート表面補強層の剥がれや膨れを抑制することができる。
（５）湿潤環境にある水路用コンクリート構造物において、補強量や補強方向が所望に応じて自由に設定可能である。
（６）上水道兼用の水路用コンクリート構造物においても適用することができる。
（７）馬蹄形状、幌型形状、円形状、四角形状、凹形状などの種々の断面形状とされる水路用コンクリート構造物においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を説明するための補強された水路用コンクリート構造物の断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を説明するための補強された水路用コンクリート構造物の一部断面図であり、図２（ｂ）は、本発明の補強方法に使用することのできる通水型アンカーの一実施例を示す分解図であり、図２（ｃ）は、通水型アンカーのシート押え具の平面図である。
【図３】図３は、本発明の補強方法に使用し得る繊維シートの一実施例を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の補強方法に使用し得る繊維シートを構成する繊維強化プラスチック線材の断面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の補強方法に使用し得る繊維シートの他の実施例を示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の補強方法に使用し得る繊維シートの他の実施例を示す図である。
【図７】図７は、本発明に従って構成された補強構造におけるコンクリート覆工層と繊維シートとの断面面積比を説明するための水路用コンクリート構造物の一部概略断面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｇ）は、本発明の補強方法の一実施例を説明する工程図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明により繊維シートをコンクリート水路トンネルの内部に取り付けた態様を説明する図であり、図９（ｂ）は、繊維シートを通水型アンカー、シート固定アンカーに取り付ける際の一実施態様を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の補強方法に使用し得る繊維シートの他の実施例を示す斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｇ）は、本発明の補強方法の他の実施例を説明する工程図である。
【図１２】図１２は、本発明の水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造の他の実施例を説明するための補強された水路用コンクリート構造物の一部断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の補強方法に使用することのできる通水型アンカーの他の実施例を示す断面図であり、図１３（ｂ）は、本発明の補強方法に使用することのできるシート固定アンカーの一実施例を示す分解図である。
【図１４】図１４（ａ）、（ｂ−１）、（ｂ−２）〜（ｆ−１）、（ｆ−２）は、本発明の補強方法の他の実施例を説明する工程図である。
【図１５】図１５（ａ）、（ｂ−１）、（ｂ−２）〜（ｇ−１）、（ｇ−２）は、本発明の補強方法の他の実施例を説明する工程図である。
【図１６】図１６（ａ）は、本発明の補強方法に使用することのできる通水型アンカーの他の実施例を示す分解図であり、図１６（ｂ）〜（ｄ）は、本発明の補強方法に使用することのできるシート固定アンカーの他の実施例を示す。
【図１７】図１７（ａ）、（ｂ）は、本発明の補強方法の他の実施例を説明する図である。
【図１８】図１８（ａ）〜（ｃ）は、水砂噴流摩耗試験機を使用した本発明に従った補強層の耐摩耗性試験を説明するための図である。
【図１９】図１９（ａ）、（ｂ）は、水砂噴流摩耗試験機を使用した補強層の耐摩耗性試験結果を示すグラフ及びデータである。
【図２０】図２０（ａ）〜（ｃ）は、本発明に従った補強材の継手試験に使用した供試体の形状及び寸法を説明するための図である。
【図２１】図２１（ａ）、（ｂ）は、継手試験結果を示すグラフ及びデータである。
【図２２】図２２（ａ）、（ｂ）は、本発明に従って補強されたトンネル供試体載荷試験に使用したトンネル構造物及び補強態様を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明に従って補強されたトンネル供試体載荷試験における載荷状況を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施例１
以下、本発明に係る水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４０】
本発明の対象とする水路用コンクリート構造物２００は、上述したように、また、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、一般には、農業用水路、工業用水路、上下水道、水力発電所用水路等に用いられるコンクリート水路トンネルとされ、例えば、農業用水路として使用されるコンクリート水路トンネルは、通常、底部から天井部までのトンネル高さが２ｍ程度とされ、矢板山留め工法にて建設されることが多く、地山に形成された所定の断面形状を有した掘削坑の内壁面に無筋コンクリートを打設することによって、即ち、所定厚さのコンクリート覆工を形成することによって建設される。なお、本発明は、これに限定されるものではなく、更には、図１（ｄ）、（ｅ）に示すような開水路或いは閉水路のコンクリート水路等とされる水路用コンクリート構造物とされる。
【００４１】
図１（ａ）には、農業用水のためのコンクリート水路トンネル２００の一実施例を示す。本実施例では、コンクリート水路トンネル２００は、横断面形状にて、湾曲した天井部を形成するアーチ部２０１Ａ、アーチ部２０１Ａの両側壁を形成する側壁部２０１Ｂ、及び水路トンネルの底部を形成するインバート２０１Ｃにて構成される馬蹄形のコンクリート水路トンネル覆工（単に「コンクリート覆工層」ということもある。）２０１を有したものとされる。コンクリート水路トンネル２００は、このような馬蹄形コンクリート水路トンネル２００に限定されるものではなく、横断面が幌形（図１（ｂ））、或いは、円形（図１（ｃ））、更には、他の形状とされるものがある。
【００４２】
以下の説明では、本発明に係る補強方法及び補強構造は、図１（ａ）に示すような馬蹄形コンクリート水路トンネル２００に適用されるものとして説明する。
【００４３】
図１（ａ）に示すように、本発明によると、コンクリート覆工層２０１の内面に表面層として補強層１００が形成される。なお、以下、「コンクリート覆工層２０１の内面」とは、コンクリート覆工層２０１のトンネル内部に面した面を意味し、「コンクリート覆工層２０１の外面」とは、コンクリート覆工層２０１の地山側の面を意味するものとする。
【００４４】
補強層１００は、図示するように、アーチ部２０１Ａ及び両側壁部２０１Ｂに形成されるが、必要により、トンネル底部のインバート２０１Ｃの両側部に隣接する領域（基部）２０１Ｃａ、或いは、インバート２０１Ｃの全領域に形成することもできる。
【００４５】
補強層１００は、詳しくは図２（ａ）、図８（ａ）〜（ｇ）を参照して後述するが、コンクリート覆工層２０１の内面２０２上に、補強材としての連続した強化繊維ｆを含む繊維シート１を通水型アンカー３０で固定し、更に、接着材１０により接着して一体化される。特に、本発明の一実施態様によれば、繊維シート１は軽量、手運搬可能な材料を使用し、接着材１０としては特定の組成の樹脂モルタルを使用して所定厚さに塗布することにより、補強後の十分な機械的強度、磨り減り耐久性等を達成し得るものとされる。
【００４６】
次に、本発明にて使用することのできる主たる材料について説明する。
【００４７】
（繊維シート）
本発明においては補強材として種々の形態の繊維シート１を使用することができる。繊維シート１の実施例を具体的に具体例１、２として説明するが、本発明で使用する繊維シート１の形態は、これら具体例に示すものに限定されるものではない。
【００４８】
具体例１
図３〜図５に、本発明にて使用することのできる繊維シート１の一例を示す。繊維シート１は、マトリクス樹脂Ｒが含浸され硬化された強化繊維ｆを含む細径の連続した繊維強化プラスチック線材、所謂、ストランド２を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、各線材２を互いに線材固定材３にて固定した繊維シート（ストランドシート）１Ａを使用するができる。
【００４９】
繊維強化プラスチック線材２は、直径（ｄ）が０．５〜３ｍｍの略円形断面形状（図４（ａ））であるか、又は、幅（ｗ）が１〜１０ｍｍ、厚み（ｔ）が０．１〜２ｍｍとされる略矩形断面形状（図４（ｂ））とし得る。勿論、必要に応じて、その他の種々の断面形状とすることができる。
【００５０】
上述のように、繊維強化プラスチック線材２が一方向に引き揃えスダレ状とされた繊維シート１Ａにおいて、各線材２は、互いに空隙（ｇ）＝０．０５〜３．０ｍｍだけ近接離間して、線材固定材３にて固定される。また、このようにして形成された繊維シート１Ａの長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）は、補強されるトンネル構造物の寸法、形状に応じて適宜決定されるが、取扱い上の問題から、一般に、全幅（Ｗ）は、１００〜１０００ｍｍとされる。又、長さ（Ｌ）は、１〜５ｍ程度の短冊状のもの、或いは、１００ｍ以上のものを製造し得るが、使用時においては、適宜切断して使用される。
【００５１】
また、繊維シート１Ａの長さ（Ｌ）を１〜５ｍ程度として、幅Ｗをこれより長く１〜１０ｍ程度として製造することも可能である。
【００５２】
繊維シート１Ａの線材２は、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用することができ、例えば平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）ｆを６０００〜２４０００本収束した単繊維束を複数本、一方向に平行に引き揃えて使用することができる。なお、強化繊維ｆとしては、炭素繊維に限定されるものではなく、ガラス繊維、バサルト繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステル、高強度ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。また、繊維強化プラスチック線材２に含浸されるマトリクス樹脂Ｒは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、その他種々の樹脂を使用することができ、例えば、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、熱可塑性エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルフォルマール樹脂などが好適に使用可能である。又、繊維体積含有率（Ｖｆ)は、４０〜７５％、好ましくは、５０〜７０％とされる。
【００５３】
又、各線材２を線材固定材３にて固定する方法としては、図３に示すように、例えば、線材固定材３として横糸を使用し、一方向にスダレ状に配列された複数本の線材２から成るシート形態とされる線材、即ち、連続した線材シートを、線材に対して直交して一定の間隔（Ｐ）にて打ち込み、編み付ける方法を採用し得る。横糸３の打ち込み間隔（Ｐ）は、特に制限されないが、作製された繊維シート１の取り扱い性を考慮して、通常１０〜１００ｍｍ間隔の範囲で選定される。
【００５４】
このとき、横糸３は、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或いは有機繊維を複数本束ねた糸条とされる。又、有機繊維としては、ナイロン、ビニロン、ポリエステルなどが好適に使用される。
【００５５】
各線材２をスダレ状に固定する他の方法としては、図５（ａ）に示すように、線材固定材３としてメッシュ状支持体シート３を使用することができる。
【００５６】
メッシュ状の支持体シート３を構成する縦糸４及び横糸５の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート３をシート状に配列した線材２の片面或いは両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート３の縦糸４及び横糸５の部分を線材２に溶着する。
【００５７】
メッシュ状支持体シート３は、２軸構成のほかに、ガラス繊維を３軸に配向して形成したり、或いは、ガラス繊維を一方向に配列された線材２に対して直交する横糸５のみを配置した、所謂、１軸に配向して形成して前記シート状に引き揃えた線材２に接着することもできる。
【００５８】
又、上記線材固定材３の糸条としては、例えばガラス繊維を芯部に有し、低融点の熱融着性ポリエステルをその周囲に配したような二重構造の複合繊維も又好ましく用いられる。
【００５９】
このように、シート形態を成すスダレ状に引き揃えた複数本の線材２、即ち、線材シートの片側面、又は、両面を、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或いは有機繊維にて作製したメッシュ状の支持体シート３により支持した構成とすることもできる。
【００６０】
更に、各線材２をスダレ状に固定する他の方法としては、図５（ｂ）に示すように、線材固定材３として、例えば、粘着テープ又は接着テープなどとされる可撓性帯材を使用することができる。可撓性帯材３は、シート形態を成すスダレ状に引き揃えた各繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して垂直方向に、複数本の繊維強化プラスチック線材２の片側面、又は、両面を貼り付けて固定する。
【００６１】
つまり、可撓性帯材３として、幅（ｗ１）２〜３０ｍｍ程度の、塩化ビニルテープ、紙テープ、布テープ、不織布テープなどの粘着テープ又は接着テープが使用される。これらテープ３を、通常、１０〜１００ｍｍ間隔（Ｐ）で各繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して垂直方向に貼り付ける。
【００６２】
更に、可撓性帯材３としては、ポリアミド樹脂、ＥＶＡ樹脂などの熱可塑性樹脂を帯状に、線材２の長手方向に対して垂直方向に片側面、又は、両面に熱融着させることによっても達成される。
【００６３】
具体例２
図６（ａ）、（ｂ）に、本発明に使用することのできる繊維シート１の他の例を示す。本具体例にて繊維シート１は、格子状に配置された複数の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）筋、即ち、縦格子筋２１と横格子筋２２とからなる繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）格子筋１Ｂである。
【００６４】
図６（ａ）、（ｂ）にて、ＦＲＰ格子筋１Ｂは、通常、直交して格子状に配置された複数のＦＲＰ筋、即ち、縦格子筋２１と横格子筋２２とを備えている。各格子筋２１、２２は、例えば、炭素繊維ｆを一方向に並べて、エポキシ樹脂等のマトリックス樹脂Ｒを含浸させた紐状体を複数押圧積層し、硬化して形成される。ＦＲＰ格子筋１Ｂは、通常、格子筋幅（ｗ）が３〜１０ｍｍ、厚さ（ｔ）が１〜５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｌｘ、Ｌｙ）が１０〜１５０ｍｍとされる。つまり、ＦＲＰ格子筋１Ｂの升目２３は一辺が略１０〜１５０ｍｍの長方形又は正方形とされる。上述のように、各格子筋２１、２２は互いに直交して配置されるが、所望に応じて互いに９０°以外の所定の角度にて交差し、格子状となるように構成することも可能である。
【００６５】
また、このようにして形成されたＦＲＰ格子筋１Ｂの長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）は、補強されるトンネル構造物の寸法、形状に応じて適宜決定されるが、取扱い上の問題から、一般に、全幅（Ｗ）は、１００〜１０００ｍｍとされる。又、長さ（Ｌ）は、１〜５ｍ程度の短冊状のもの、或いは、１００ｍ以上のものを製造し得るが、使用時においては、適宜切断して使用される。
【００６６】
なお、強化繊維ｆとしては、炭素繊維を使用することができるが、炭素繊維に限定されるものではなく、ガラス繊維、バサルト繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステル、高強度ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。また、補強筋２１、２２に含浸されるマトリクス樹脂Ｒは、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、その他種々の樹脂を使用することができ、例えば、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、熱可塑性エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルフォルマール樹脂などが好適に使用可能である。又、繊維体積含有率（Ｖｆ)は、４０〜７５％、好ましくは、５０〜７０％とされる。
【００６７】
また、上記構成のＦＲＰ格子筋１Ｂは、軽量で、耐食性であり、また曲げ易く、施工性に優れている。また、図６（ｂ）に示すように、補強筋２１、２２の交差部分が他の補強筋部分と同一平面上にあり略平面形状をなし、全体として薄いシート状とされ、重ねてもかさばらない。
【００６８】
こうした軽量かつ高強度の連続繊維ＦＲＰ格子筋１Ｂを用いているため、作業がし易く安全で、また大きなコンクリートの剥落防止効果が期待できる。
【００６９】
（接着材）
本発明によれば、上記具体例１、２で説明した繊維シート１（繊維シート１Ａ、１Ｂ）は、接着材１０にてコンクリート構造物２００に接着し一体とされることにより、補強材としての機能を達成することとなる。
【００７０】
本発明の補強方法にて、詳しくは後で説明するが、上記具体例１、２にて説明した繊維シート１をコンクリート覆工層２０１に接着するため使用する接着材１０は、コンクリート覆工層２０１、特に、湿潤状態にあるコンクリート覆工層２０１に対する接着強度が良好で、しかも、繊維シート１との接着性に優れていることが重要である。また、硬化後の機械的強度、通水性、耐摩耗性、即ち、長期の磨り減り耐久性が必要とされる。更には、上工水などに兼用される水路トンネルに適用拡大するため、日本水道協会規格ＪＷＷＡ−Ｋ−１４３を満足し得るものでなければならない。
【００７１】
本発明では、これら特性を有する接着材１０として、充填剤として無機フィラーを含んだ樹脂モルタルが使用される。無機フィラーとしては、アルミナやシリカなどの酸化物系セラミックスを好適に使用し得るが、その他に、炭化ケイ素や炭化ホウ素などの炭化物系セラミックスやその他ファインセラミックス、ムライトなどの陶磁器質粉砕物なども用いることができる。また、珪砂や山砂、川砂、タルク、海砂など天然物、スラグ形材料の粉砕物などの従来から使用されている細骨材と配合してもよい。本発明では、これら種々の無機フィラーを総称して「セラミック骨材」言う。
【００７２】
樹脂モルタルは、樹脂としてエポキシ樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂などの常温硬化が可能で液状の熱硬化性樹脂を用いた樹脂モルタルが好ましく、特に、エポキシ樹脂モルタルが好ましい。従って、セラミック骨材を用いた樹脂モルタル、即ち、セラミック混合型エポキシ樹脂モルタルが極めて好適に使用される。
【００７３】
更に言えば、セラミック混合型エポキシ樹脂モルタルは、例えば、
（ａ）樹脂接着剤としての液状エポキシ樹脂１００重量部に対して、
（ｂ）液状エポキシ樹脂の硬化剤を２０〜６０重量部、好ましくは３０〜５０重量部、配合することができ、更に、
（ｃ）充填材であるセラミック骨材を５０〜３００重量部、好ましくは１００〜２００重量部、
を配合して調製される。更に、
（ｄ）その他の添加剤として、骨材と樹脂の親和性の向上を目的としたシランカップリング材、粘度調整剤などを、０．１〜８重量部、含むことができる。
【００７４】
また、上記エポキシ樹脂としては、常温硬化型のエポキシ樹脂、例えば、エピクロルヒドリン・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、粘度調整用エポキシ樹脂などを好適に使用し得る。エポキシ樹脂硬化剤としては、常温で、エポキシ樹脂と反応硬化するものであれば特に限定されるものではないが、ポリアミン系硬化剤が好ましく、脂環式ポリアミン若しくは、その変性物が特に好適に使用される。
【００７５】
また、セラミック骨材は粉体状（本発明では、粉体状セラミック骨材を「セラミックス粉」という。）にて混合されており、材質としては、上述したように、特に限定的ではなく、耐食性に優れ、重金属などの有害物質の溶出がなければ何れも使用することができる。セラミックス粉としては、上述したように、酸化物系セラミックス、炭化物系セラミックス、その他のファインセラミックス、珪砂や陶磁器粉砕物、などの材料を単独で、若しくは、これらのいずれかの材料を混合した混合物として使用することができる。更には、これらいずれかの材料単独と、或いは、これらいずれかの材料を混合した混合物と、を更に従来の川砂などの細骨材と混合して使用してもよい。骨材の粒径は、１０００μｍ以下（粒度１６メッシュ）の微細なものが好ましく、粒径が７５μｍ以下（粒度２００メッシュ）のものがより好ましい。粒径が１０００μｍを超えると水砂による摩耗時にセラミックス粒子が脱落し易くなる。それに伴い、耐久性の点で問題が生じてくる。
【００７６】
尚、セラミックス粉は、例えば、日本下水道事業団編著、（財）下水道業務管理センター発行の「コンクリート防食指針（案）（平成５年６月）」の「参考資料２−６セラミックパウダー入りエポキシ樹脂の品質規格」に示されている、１１００℃以上で焼結粉砕したセラミックス粉であって、ＳｉＯ２を６０％以上及びＡｌ２Ｏ３を１４％以上含有する組成であり、嵩比重２．０以上のセラミックス粉を用いることが好ましい。
【００７７】
このようにして得られるセラミック混合型エポキシ樹脂モルタル１０は、コンクリート覆工層２０１の表面に繊維シート１を接着する繊維シート接着材として使用される。また、接着材１０は、トンネルの天井部及び側壁部に対する施工時のダレを防止し、塗布作業を容易とするために、２３℃におけるＢ型粘度計による２０回転（ｒｐｍ）での粘度が２５〜１５０Ｐａ・ｓで、回転数２回転（ｒｐｍ）では９５〜１５００Ｐａ・ｓの範囲にあり、チクソトロピックインデックス（Ｔｉ値）、即ち、回転粘度計による異なる回転数による粘度の測定値の比（回転数２回転における粘度÷２０回転の粘度）が３．８〜１０、通常、５〜８であることが望ましい。すなわち、Ｂ型粘度計で２０回転、２３℃での測定条件における粘度が２５Ｐａ・ｓより小さくチクソトロピックインデックスが３．８未満であれば、塗付後にダレ等が生じ塗付面の平滑性及び天井面、壁面の塗布が困難となり、また逆に、粘度が１５０Ｐａ・ｓより大きくチクソトロピックインデックスが１０を超えると樹脂が硬く、混合に問題があり、且つ、平滑に塗布することも困難になる。
【００７８】
（補強方法及び補強構造）
次に、本発明に係る補強方法及び補強構造の第一の実施例について説明する。本実施例によれば、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、繊維シート１を有した補強層１００用いてコンクリート水路トンネル２００の補強が行われる。
【００７９】
つまり、本実施例の補強方法によれば、例えば、繊維シート１として、図３〜図５を参照して上記具体例１で説明した、マトリクス樹脂Ｒが含浸され硬化された細径の連続した繊維強化プラスチック線材（ストランド）２を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、各線材２を互いに線材固定材３にて固定した繊維シート１Ａを使用することができる。本実施例にて、繊維シート１Ａとされる繊維シート１は、接着材１０にてコンクリート水路トンネル覆工層２０１の内面上に接着し、且つ、機械固定機能を有した通水型アンカー３０で固定し、コンクリート覆工層２０１に一体化する。本実施例にて使用する繊維シート１においては、繊維強化プラスチック線材２は、既にマトリクス樹脂Ｒが含浸され硬化されており、繊維強化プラスチック線材２に対する樹脂含浸は不要であり、その分、作業性が向上する。また、本実施例の繊維シート１は、軽量であり、また、ストランド２の長手方向に沿って折り畳んで現場へと搬送することができ、可搬性に優れている。
【００８０】
上記作業により、繊維シート１が一体に設置された表面被覆層（補強層）１００を有するコンクリート水路トンネル２００が形成される。
【００８１】
コンクリート水路トンネル２００のコンクリート覆工層２０１の補強に際して、繊維シート１は、曲げモーメント及び軸力を主として受ける領域に対しては、曲げモーメントにより生じる引張応力或いは圧縮応力の主応力方向に強化繊維の配向方向を概ね一致させて接着することで、繊維シート１が効果的に応力を負担し、効率的にトンネルの耐荷力を向上させることが可能である。例えば、コンクリート水路トンネル２００においては、トンネル天端の背面空洞の影響などにより、トンネル側面にトンネル軸方向のひび割れが生じ易い。従って、本実施例では、繊維シート１は、図１（ａ）に示すように、ストランド２の長手方向がトンネルの湾曲に沿って湾曲するように、即ち、トンネルの軸方向に対して直交するように配置した。また、必要により、トンネル湾曲方向及びトンネル軸方向に複数枚の繊維シート１を重ね継手構造にて連結して設置することができる。
【００８２】
なお、直交する２方向に曲げモーメントが作用する場合、繊維シート１の強化繊維ｆの配向方向が曲げモーメントにより生じる主応力に概ね一致するように２層以上の繊維シート１を直交させて積層接着することで効率的に耐荷力の向上が図れる。
【００８３】
このように、補強材として繊維シート１を使用することにより、補強量や補強方向が自由自在に設定可能である。なお、補強量は補強されるコンクリート覆工層２０１の断面積に対して、補強材である強化繊維を含む繊維シート１の断面積の比が０．０２〜５％となるように調整されることが好ましい。通常、この断面積の比は、０．１〜１％とされる。断面積比が０．０２未満だと、補強効果を達成することができず、５％を超えると、コンクリート構造物に外力が加わった場合、コンクリート覆工層、即ち、コンクリート構造物自体が破壊してしまう恐れが生じる。
【００８４】
ここで、本発明で言う、コンクリート覆工層２０１の断面積に対して、補強材である強化繊維を含む繊維シート１の断面積の比とは、以下のことを意味するものとする。つまり、図７は、コンクリート覆工層２０１の内面２０２に補強層１００が形成されたコンクリート構造物の軸線方向に直交する断面の一部を概略示す。図７を参照すると、コンクリート覆工層２０１の厚さをＴ２０１、覆工層内面に沿った単位長さ△Ｌにおける断面積をＳ２０１、また、補強材である強化繊維を含む繊維シート１の厚さ（設計厚）をＴ１、繊維シート１の覆工層内面２０２に沿った単位長さ△Ｌにおける断面積をＳ１とすると、コンクリート覆工層断面積（Ｓ２０１）に対する、繊維シート１の断面積（Ｓ１）の比（Ｓ１／Ｓ２０１）は、
Ｓ１／Ｓ２０１＝（△Ｌ×Ｔ１）／（△Ｌ×Ｔ２０１）＝Ｔ１／Ｔ２０１
である。なお、繊維シート１の厚さ（設計厚）Ｔ１は、
Ｔ１＝（繊維シート１における強化繊維の目付量）／（強化繊維の密度）
である。
【００８５】
つまり、補強量は補強されるコンクリート覆工層２０１の断面積に対する、補強材である強化繊維を含む繊維シート１の断面積の比が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％であること、即ち、コンクリート覆工層２０１の厚さＴ２０１に対する、繊維シート１の厚さＴ１（設計厚）の比（Ｔ１／Ｔ２０１）が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％となるように調整される。
【００８６】
また、本発明では、上記繊維シート１を通水型アンカー３０及び接着材１０でコンクリート覆工層２０１に一体化させることにより、繊維シート１の線材２の座屈を防ぎ、コンクリート覆工層内面が圧縮を受ける部位においても補強効果が発揮される。
【００８７】
次に、図２（ａ）、（ｂ）、及び、図８（ａ）〜（ｇ）をも参照して、本発明の水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造の第一の実施例について更に詳しく説明する。本実施例では、水路用コンクリート構造物は、図１（ａ）に示すようなコンクリート水路トンネルであるとして説明する。また、繊維シート１としては、上記具体例１で説明した繊維シート（ストランドシート）１Ａを使用するものとする。
【００８８】
（第１工程）
図８（ａ）に示すように、コンクリート水路トンネル覆工（コンクリート覆工層）２０１の被補強面（即ち、補強材接着面）である内面２０２は、必要により、ディスクサンダー、サンドブラスト、スチールショットブラスト、ウォータージェットなどの研削手段により下地処理して表面脆弱層を除去する。
【００８９】
次いで、下地処理したコンクリート覆工層２０１に、内面２０２側から外面２０３側へとアンカー取付に必要な所定深さの、即ち、非貫通にて、又は、一点鎖線にて示すように、内面２０２側から外面２０３の地山側へと覆工層２０１を貫通してアンカー取付孔２０４を穿設する。穿孔によって形成されたアンカー取付孔２０４は、後述するように、水路トンネル２００における水抜き孔としても機能するものであり、通水型アンカーとしての機能、即ち、裏面水の排水や、更には、繊維シート１の固定を満たす限りにおいては、貫通でも非貫通でも構わない。アンカー取付孔２０４は、後述するように、水路トンネル２００における水抜き孔としても機能するものである。アンカー取付孔２０４は、繊維シート１を設置するコンクリート覆工層２０１の主としてアーチ部２０１Ａ及びその近傍側壁部２０１Ｂに形成される。アンカー取付孔２０４は、通水型アンカー３０の設置位置に対応して図９（ａ）に実線で示すように、コンクリート覆工層２０１の湾曲方向（ｘ方向）及び湾曲方向に直交するトンネル軸方向（ｙ方向）に互いに４００〜６００ｍｍの所定の距離（Ｐｘ、Ｐｙ）だけ離間して穿設される。勿論、等間隔である必要はなく、必要に応じて、アンカー取付孔２０４の間隔（Ｐｘ、Ｐｙ）は適宜調整され、補強すべきトンネルの状況に応じて通水型アンカー３０の設置を行うことができる。
【００９０】
（第２工程）
次いで、図８（ｂ）に示すように、通水型アンカー３０をアンカー取付孔２０４に固定する。通水型アンカー３０は、アンカーを介して地山側からの湧水やコンクリート内在水分等の水路トンネル２００内への通水を可能とするものであるが、逆方向への通水を阻止することができる逆流防止機能を備えた構成とすることもできる。次に、本実施例で使用する通水型アンカー３０の一例について図２（ａ）、（ｂ）をも参照して説明する。
【００９１】
（通水型アンカー）
図２（ａ）、（ｂ）にて、通水型アンカー３０は、全体が細長の中空管形状とされ、中心に通水のための通水孔３１Ｈが形成されている。通水型アンカー３０は、アンカー取付孔２０４に固定されるアンカーピン３１と、このアンカーピン３１に取り付けられて、コンクリート覆工層２０１の内面２０２に設置される繊維シート１を押圧して固定するシート押え具３２とを有している。アンカーピン３１は、防食性能を有するステンレス（ＳＵＳ３０４）製、又は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂のようなプラスチック製とし、シート押え具３２は、接着材１０との接着性を良好なものとする点から樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂などで作製することが好ましい。
【００９２】
アンカーピン３１は、アンカー取付孔２０４に挿入して固定されるアンカーピン本体３１Ａと、シート押え具３２を取付けるためのアンカーピン本体３１Ａに一体に形成されたシート押え具取付部３１Ｂとを有している。アンカーピン本体３１Ａは円筒体とされ、軸線方向両端部が開口部３１Ａａ、３１Ａｂとされ、一方端（頭部）開口部３１Ａａに上記シート押え具取付け部３１Ｂが取付けられる。また、アンカーピン本体３１Ａの内部中空部を形成する胴部３１Ａｃには、頭部開口部３１Ａａとは反対側の先端開口部３１Ａｂから頭部開口部３１Ａａへと至る所定長さＬ３３に渡って直径方向に対向して一対のスリット（切込み部）３３が形成される。また、アンカーピン本体３１Ａの上記スリット３３の頭部開口部３１Ａａ側の端部と、上記シート押え具取付け部３１Ｂとの間の胴部３１Ａｃには、胴部直径方向に対向して通水孔３４が形成される。
【００９３】
また、アンカーピン本体３１Ａの先端開口部３１Ａｂ近傍の胴部３１Ａｃには、胴部内側に向かって一対の突起部３５が胴部直径方向に対向して形成されている。アンカーピン本体３１Ａの胴部３１Ａｃ内には、上記突起部３５と上記シート押え具取付部３１Ｂとの間に位置して、中心に通水のための通水孔３６Ｈを備えた円筒形状の拡張具３６が移動自在に装入配置されている。なお、拡張具３６の形状は、ここに説明した構造に限定されるものではなく、次の説明する機能を有するものであれば良い。つまり、詳しくは、図８（ｃ）を参照して後述するように、拡張具３６をアンカーピン本体３１Ａの先端開口部３１Ａｂ方向へと打ち込むことにより、図２（ａ）、図８（ｃ）に示すように、上記一対の突起部３５が外側へと押し出され、アンカーピン本体３１Ａの先端開口部３１Ａｂがスリット３３から割れて拡張し、コンクリート覆工層２０１へと食い込んでアンカーとして機能することとなる。
【００９４】
シート押え具取付部３１Ｂは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、アンカーピン本体３１Ａと同一軸線にて軸線長手方向に貫通した中空部（通水孔）３１ＢＨが形成された筒状の部材から成る。シート押え具取付部３１Ｂの一方側（図２（ａ）、（ｂ）にて右側）にアンカーピン本体３１Ａの頭部開口部３１Ａａを挿入して取付けるアンカーピン本体支持部３１Ｂｂと、他方側（図２（ａ）、（ｂ）にて左側）にシート押え具３２を取付けるための頭部シート押え具取付部３１Ｂａを有している。また、アンカーピン本体支持部３１Ｂｂと頭部シート押え具取付部３１Ｂａとの間には、アンカーピン本体支持部３１Ｂｂ及び頭部押え具取付部３１Ｂａより大径とされるアンカーピン鍔部３１Ｂｃが形成されている。アンカーピン本体３１Ａとアンカーピン本体支持部３１Ｂｂとは、本実施例ではアンカーピン本体支持部３１Ｂｂに溝状係止凹部３８を形成し、アンカーピン本体３１Ａの頭部開口部３１Ａａの外周部を半径方向内方向へと強圧して形成した係止部３９を係止凹部３８に嵌合係止することにより一体に結合するものとしたが、その他、螺合、圧入など当業者には周知の結合方法にて一体に結合することができる。更には、アンカーピン本体３１Ａとシート押え具取付部３１Ｂとを一体部品として形成しても良い。頭部シート押え具取付部３１Ｂａの外周部４０は、本実施例では、後述するように、シート押え具３２を取付けるための雄ねじが形成されている。
【００９５】
シート押え具３２は、頭部シート押え具取付部３１Ｂａに取り付けられて、コンクリート覆工層２０１の内面２０２に接着される繊維シート１を押圧して固定する機能を有するものである。本実施例では、シート押え具３２は、中心に貫通孔４１を備えた軸部３２Ａを有しており、軸部３２Ａの貫通孔４１の内周部には、頭部シート押え具取付部３１Ｂａの外周部４０の雄ねじに螺合するために雌ねじが形成されている。また、軸部３２Ａには、図２（ｃ）に示すように、コンクリート覆工層内壁面に設置された繊維シート１をコンクリート覆工層内壁面側へと押え付け固定するに十分な形状寸法とされる鍔部３２Ｂが一体に形成されている。また、軸部３２Ａは、シート押え具３２の頭部シート押え具取付部３１Ｂａへのねじ込みを容易とするために六角ナット形状とするのが好ましい。
【００９６】
ここで、本実施例における通水型アンカー３０の主要部の具体的寸法の一例を挙げれば次の通りである。
・アンカーピン本体（３１Ａ）
材質：ステンレス（ＳＵＳ３０４）
直径及び内径：Ｄ３１Ａ＝１２ｍｍ、ｄ３１Ａ＝１０．８ｍｍ
長さ：Ｌ３１Ａ＝５５ｍｍ
・シート押え具取付部（３１Ｂ）
材質：ステンレス（ＳＵＳ３０４）
シート押え具取付部の内径：ｄ３１Ｂ＝７．４ｍｍ
シート押え具取付部の長さ：Ｌ３１Ｂａ＝７ｍｍ、Ｌ３１Ｂｂ＝６．５ｍｍ
鍔部の外径及び厚さ：Ｄ３１Ｂｃ＝１５ｍｍ、Ｌ３１Ｂｃ＝２ｍｍ
シート押え具取付部の外周雄ねじ：Ｍ１２
・シート押え具（３２）
材質：ポリアミド樹脂
長さ：Ｌ３２＝９ｍｍ
鍔部の直径：Ｄ３２Ｂ＝３０ｍｍ
内周部の雌ねじ：Ｍ１２（六角ナット）
ナット部長さ：Ｌ３２Ａ＝６ｍｍ
【００９７】
（第３工程）
上記構成の通水型アンカー３０をアンカー取付孔２０４に固定した後、コンクリート覆工層２０１の内面２０２にプライマー２０５を塗布する（図８（ｃ））。本実施例では、後述するように、繊維シート１をコンクリート覆工層内面２０２に固着する接着材１０としてセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルが使用される。従って、プライマー２０５は、湿潤環境下にあるコンクリート覆工層２０１の内面２０２と、接着材１０であるセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルとの接着強度を向上させるためのものであり、エポキシ樹脂プライマーなどのエポキシ樹脂系、ウレタン樹脂プライマーなどのウレタン樹脂系、その他、ＭＭＡ樹脂系などを使用することができる。プライマーの塗布量は、０．１〜０．４ｋｇ／ｍ２とされる。
【００９８】
なお、プライマー２０５の塗布は、場合によっては、省略することも可能である。
【００９９】
（第４工程）
図８（ｄ）に示すように、好ましくはプライマー２０５が塗布されたコンクリート覆工層２０１の内面２０２に、接着材１０であるセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルが下塗りされる。接着材１０の下塗り量は、２２５０〜４５００ｇ／ｍ２（即ち、厚さとして１．５〜３．０ｍｍ、通常、２ｍｍ程度）とされる。
【０１００】
（第５工程）
次いで、図８（ｅ）に示すように、接着材１０が下塗りされたコンクリート覆工層２０１の内面２０２に繊維シート１を押し付け、接着する。この時、繊維シート１は、通水型アンカー３０の頭部シート押え具取付部３１Ｂａに突き当たることとなるが、図９（ｂ）に示すように、この部分の繊維シート１（１Ａ）の線材２をアンカー３０の頭部シート押え具取付部３１Ｂａを避けるように両側へと寄せて繊維シート１に隙間を設けることにより、繊維シート１は頭部シート押え具取付部３１Ｂａをすり抜けてコンクリート覆工層２０１の内壁面２０２側へと押入して配置することができる。
【０１０１】
（第６工程）
繊維シート１を、上記作業により、アンカーピン３１の頭部シート押え具取付部３１Ｂａへと装入した後、頭部シート押え具取付部３１Ｂａにシート押え具３２を螺合し、繊維シート１をトンネル覆工層内壁面２０２へと押圧して固定する（図８（ｆ））。
【０１０２】
本実施例では、図８（ｄ）に示すように、接着材１０の下塗りにより、繊維シート１と内壁面２０２との間に接着材層１０ａ（図２（ａ）参照）が形成されている。本実施例では、接着材層１０ａの層厚は、２ｍｍ程度とされたがこれに限定されるものではない。また、シート押え具３２は、樹脂で作製することにより、接着材１０との接着性が向上し、アンカー３０と接着材１０との間の強固な接着による一体化を実現することができる。
【０１０３】
これによって、繊維シート１は、シート押え具３２の鍔部３２Ｂと覆工層内面２０２との間に挟持された格好となり、繊維シート１は、接着材層１０ａを介して覆工層内面に接着されると共に、シート押え具３２によりコンクリート覆工層内面２０２に固定される。
【０１０４】
尚、上記本実施例の説明では、繊維シート１は、コンクリート覆工層２０１の表面に１層だけ接着されるものとして説明したが、必要補強量が多い場合には、覆工層２０１の表面に複数層の繊維シート１を積層して接着することが可能である。
【０１０５】
（第７工程）
次に、図８（ｇ）に示すように、コンクリート覆工層内面２０２に、アンカー３０により固定された繊維シート１の表面側から、コテなどを使用して、セラミック混合型エポキシ樹脂モルタルとされる接着材１０を更に塗布する。接着材１０は、シート押え具３２の内周部４１の開口部３２ａ内には充填（塗布）されることはなく、従って、シート押え具３２が螺合された通水型アンカー３０の、シート押え具３２及びアンカーピン３１を貫通する中空部（貫通孔）３１Ｈが接着材１０で塞がれることはない。
【０１０６】
接着材１０は、塗布面とされる繊維シート１の表面は勿論のこと、繊維シート１の線材２、２間の間隙（ｇ）及び内壁面２０２と繊維シート１との間の接着材未充填空隙部にも充填される。
【０１０７】
つまり、本実施例によれば、図８（ｇ）に示すように、下塗りされた接着材１０にて覆工層内面に接着された繊維シート１の上に更に接着材１０を上塗り塗布して均一にコテ仕上げし、繊維シート１を被覆する接着材被覆層１０ｂ、所謂、磨り減り耐久層として機能する接着材層が形成される。本実施例にて、接着材被覆層１０ｂ（図２（ａ）をも参照）は、９ｍｍ程度とされたが、これに限定されるものではなく、通常、接着材被覆層１０ｂは０．５〜１０ｍｍの厚さとされる。次いで、接着材１０を硬化させる。これにより、所定の厚さ（Ｔ１００）とされる表面補強層１００が、既存の水路トンネルコンクリート覆工層２０１の上に形成される。本実施例では、補強層１００の総厚さ（Ｔ１００）は、１２．５ｍｍとされた。
【０１０８】
本発明の補強方法の特徴の一つは、上述のように、水路トンネルコンクリート覆工層２０１に、場合によっては、コンクリート覆工層２０１を貫通して形成したアンカー取付孔２０４に通水型アンカー３０を打込むことによって、繊維シート１をコンクリート覆工層２０１に固定し、その後、接着材１０にて繊維シート１の全領域を覆って覆工し、接着固定する点にある。また、施工後においては、該通水型アンカー３０を水抜き孔として機能させる点にある。
【０１０９】
更に説明すると、コンクリート覆工層２０１の内壁面を覆って補強層１００を形成して内面補強を施すと、地山側からの湧水やコンクリート内在水分を密閉することとなる。そのため、補強層１００が背面水圧により膨れを発生させたり、剥離することが考えられる。そこで、本発明では、コンクリート覆工層２０１の厚さ方向にアンカー取付孔２０４を形成し、特に、必要に応じてコンクリート覆工層２０１の厚さ方向に貫通したアンカー取付孔２０４を形成して該貫通孔２０４に通水型アンカー３０を打設する構成とすることで、通水型アンカー３０を用いて繊維シート１をコンクリート覆工層内壁面に固定すると共に、覆工層裏面水だけでなく、コンクリート覆工層２０１への通気性が確保され、スムースな水の排水が可能となり、長期間にわたって補強層１００の剥離を防止し、耐久性を確保して、補強層１００の機能を長期間維持することができる。なお、このように、通水型アンカー３０は、アンカーから水路トンネル２００内への通水を可能とするものであるが、逆方向への通水を阻止することができる逆流防止機能を備えていることが好ましい。
【０１１０】
上記説明では、通水型アンカー３０を４００〜６００ｍｍの間隔（Ｐｘ、Ｐｙ）（図９（ａ）参照）にて設けることについて説明したが、上記より理解されるように、通水型アンカー３０の数は、繊維シート１を固定するのに必要な量と、また、十分な排水量を達成するために必要とされるアンカーの有効開口面積とから現場の状況に応じて決定される。一般的に、通水型アンカー１本当たりの開口面積は、１５０〜１８０ｍｍ２とされるので、コンクリート覆工層２０１の１ｍ２当たり４〜９本が必要とされるであろう。
【０１１１】
また、本実施例では、上記第４工程〜第７工程（図８（ｄ）〜（ｇ））にて使用したセラミック混合型エポキシ樹脂モルタル１０は、次のようにして調製した。つまり、
（ｉ）液状エポキシ樹脂（日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社製「ＹＤ−１２８」商品名）：１００重量部
（ｉｉ）硬化剤（Ｔ＆Ｋ  ＴＯＫＡ株式会社製「フジキュア４０１１」商品名）：５０重量部
（ｉｉｉ）粒度２５０メッシュの陶器粉砕物（ＳｉＯ２を６０％以上及びＡｌ２Ｏ３を１４％以上含有する組成であり、嵩比重２．０以上）であるセラミックス粉：１５０重量部、
（v）その他の添加剤として、シランカップリング剤（信越化学工業株式会社製「ＫＢＭ４０３」商品名）：３重量部
の配合にて均一に混合した。
【０１１２】
このようにして得られたセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルは、２３℃におけるＢ型粘度計による２回転での粘度が５３０Ｐａ・ｓで、回転数２０回転では７８Ｐａ・ｓの範囲にあり、チクソトロピックインデックス、即ち、回転粘度計による異なる回転数による粘度の測定値の比（回転数２回転における粘度÷２０回転の粘度）が６．７９であり、水路トンネルの天井部２０１Ａ及び側壁部２０１Ｂに対する施工時のダレを防止し、塗布作業が容易であった。
【０１１３】
尚、図８（ｇ）（図２（ａ））に示すように、所定の補強層厚さ（Ｔ１００）にて形成された新しい覆工層である表面補強層１００は、その表面が、即ち、硬化した接着材１０の表面が所定の表面粗度を有する必要がある。そのために、研磨装置にて表面仕上げを施すことが考えられる。しかしながら、その作業は煩雑である。
【０１１４】
つまり、表面補強層１００は、例えば、経済的且つ安全側に５０年といった長期間の耐久性維持を目的として設計することが想定される。一般に、左官仕上げにより表面仕上げされたままの補強層１００は、狭い空間での作業性の困難性、及び、作業者の技量にもより、その表面粗さ（表面粗度）状態は様々である。水路トンネルにおいて、トンネル内壁面の表面粗さは、内壁面の磨り減り量に影響を及ぼすものであり、トンネルの長期耐久性に関連する重要なファクターとなる。
【０１１５】
本発明によれば、特に、粒径が１０００μｍ以下とされるセラミックス粉を混合したエポキシ樹脂モルタルを使用することにより、次のような問題、すなわち、水砂による摩耗時にセラミックス粒子が脱落し易くなり、それに伴い、耐久性の点で問題が生じてくる、といった問題を解決することができる。更に、補強材１の上に接着剤被覆層１０ｂを９ｍｍ程度、必要に応じて更に厚い被覆層を形成することができ、十分な耐久性をも得ることができた。
【０１１６】
本発明によれば、上記補強方法により、コンクリート水路トンネルのような水路用コンクリート構造物２００のコンクリート覆工層２０１の内面２０２に、強化繊維を含む繊維シート１を取り付けて補強層１００を形成した水路用コンクリート構造物の補強構造が形成される。つまり、補強層１００は、コンクリート覆工層内面２０２に無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材１１から成る接着材層１０ａを介して接着され、且つ、コンクリート覆工層２０１の内面２０２から外面２０３へと延在してコンクリート覆工層２０１を貫通して又は非貫通にて形成したアンカー取付孔２０４に設置された通水型アンカー３０にて固定された繊維シート１と、繊維シート１を被覆して形成された接着材１１からなる接着材被覆層１０ｂと、を有している。
【０１１７】
斯かる本発明に係る水路用コンクリート構造物の補強構造にて、上記本発明の作用効果を達成することができる。
【０１１８】
変更実施例１
上記実施例１においては、本発明の補強方法は、繊維シート１として、上記具体例１で説明した繊維シート１Ａを使用するものとして説明したが、繊維シート１として、上記具体例２で説明したＦＲＰ格子筋１Ｂを使用することができる。
【０１１９】
ＦＲＰ格子筋１Ｂを使用する本実施例の補強方法においても、実施例１で説明し補強方法と同様の作業工程を採用し得る。つまり、本変更実施例１の補強方法においても、実施例１で説明した通水型アンカー３０を使用することができ、実施例１で実施された第１工程から第６工程までが同様に実施される（図８（ａ）〜（ｆ））。
【０１２０】
なお、本変更実施例１においては、繊維シート１として使用するＦＲＰ格子筋１Ｂは、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、一辺が略１０〜１５０ｍｍ、通常５０〜１００ｍｍとされる升目２３が形成されている。従って、図８（ｅ）に示す工程にて、繊維シート１として繊維シート１Ｂを通水型アンカー３０に設置するに際しては、この升目２３を利用して、内壁面２０２から外方へと突出しているアンカーピン３１の頭部シート押え具取付部３１Ｂａへと装入した後、頭部シート押え具取付部３１Ｂａにシート押え具３２を螺合し、シート押え具３２の鍔部３２Ｂを縦格子筋２１及び／又は横格子筋２２に当接して、繊維シート１をトンネル覆工層内壁面２０２へと押圧することができる（図８（ｆ））。
【０１２１】
これによって、繊維シート１は、シート押え具３２の鍔部３２Ｂとトンネル覆工層内面２０２との間に挟持された格好となり、繊維シート１をコンクリート覆工層内壁面２０２に固定することができる。
【０１２２】
その後、実施例１で説明した図８（ｇ）に示す第７工程を実施すればよい。本変更実施例１の補強方法においても、実施例１と同様の作用効果を達成することができた。
【０１２３】
本変更実施例１においても、補強量は補強されるコンクリート覆工層２０１の断面積に対する、補強材である強化繊維を含む繊維シート１の断面積の比が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％となること、即ち、コンクリート覆工層の厚さＴ２０１に対する、繊維シート１の厚さＴ１（設計厚）が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％となるように調整される。
【０１２４】
本変更実施例１においても、上記補強方法により、上記実施例１にて説明したと同様の、コンクリート水路トンネルのような水路用コンクリート構造物２００のコンクリート覆工層２０１の内面２０２に、強化繊維を含む繊維シート１を取り付けて補強層１００を形成した水路用コンクリート構造物の補強構造が形成される。つまり、本変更実施例１においても、水路用コンクリート構造物の補強構造補強層１００は、コンクリート覆工層内面２０２に無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材１１から成る接着材層１０ａを介して接着され、且つ、コンクリート覆工層２０１の内面２０２から外面２０３へと延在してコンクリート覆工層２０１を貫通して又は非貫通にて形成したアンカー取付孔２０４に設置された通水型アンカー３０にて固定された繊維シート１と、繊維シート１を被覆して形成された接着材１１からなる接着材被覆層１０ｂと、を有している。
【０１２５】
斯かる本発明に係る水路用コンクリート構造物の補強構造にて、上記本発明の作用効果を達成することができる。
【０１２６】
実施例２
上記実施例１においては、本発明の補強方法は、繊維シート１として、上記具体例１で説明した繊維シート１Ａを使用し、上記変更実施例１においては、繊維シート１として、上記具体例２で説明した繊維シート１Ｂを使用するものとして説明したが、繊維シート１として、図１０に示す繊維シート（トーシート）１Ｃを使用することができる。
【０１２７】
（繊維シート）
図１０に、本発明に使用することのできる繊維シート１の例を示す。本具体例にて繊維シート１は、連続した強化繊維ｆを一方向に引き揃えてシート状に構成される樹脂未含浸の繊維シートとされる。即ち、繊維シート１は、一方向に引き揃えた連続した強化繊維ｆから成る強化繊維シートを、上記具体例１にて図５（ａ）を参照して説明したと同様のメッシュ状の支持体シートなどとされる線材固定材３にて保持した構成とすることができる。例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用した場合には、例えば平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）ｆを６０００〜２４０００本収束した樹脂未含浸の単繊維束を複数本、一方向に平行に引き揃えて使用される。炭素繊維シート１の繊維目付量は、通常、３０〜１０００ｇ／ｍ２（設計厚（Ｔ１）０．０１７〜０．５８８ｍｍ）とされる。
【０１２８】
強化繊維ｆとしては、コンクリート構造物の補強においては、一般的に、曲げ強度、曲げ弾性率の高い上述のような炭素繊維が使用されることが多いが、種々の強化繊維が使用される。
【０１２９】
例えば、強化繊維としては、炭素繊維の他に、ガラス繊維、バサルト繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステル、高強度ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。
【０１３０】
線材固定材３としてのメッシュ状の支持体シートを構成する縦糸４及び横糸５の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート３をシート状に配列した強化繊維の片面或いは両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート３の縦糸４及び横糸５の部分を繊維シートに溶着する。
【０１３１】
メッシュ状支持体シート３は、２軸構成のほかに、ガラス繊維を３軸に配向して形成したり、或いは、ガラス繊維を一方向に配列された強化繊維に対して直交する横糸５のみを配置した、所謂、１軸に配向して形成して前記シート状に引き揃えた強化繊維に接着することもできる。
【０１３２】
又、上記線材固定材３の糸条としては、例えばガラス繊維を芯部に有し、低融点の熱融着性ポリエステルをその周囲に配したような二重構造の複合繊維も又好ましく用いられる。
【０１３３】
上記説明では、繊維シートは、強化繊維を長手方向に一方向に引き揃えた一方向強化繊維シートの形態とされるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、強化繊維を二方向、三方向、或いはそれ以上の方向に織り込んだ強化繊維クロスの形態とすることもできる。
【０１３４】
（含浸樹脂接着材）
本発明によれば、繊維シート１として上記樹脂未含浸の繊維シート１Ｃを使用した場合には、繊維シート１を接着材にてコンクリート構造物２００に接着し一体とするためには、接着材を樹脂未含浸の繊維シート１に含浸し、且つ、繊維シート１を接着材にてコンクリート構造物２００に接着し一体とすることが必要とされる。
【０１３５】
従って、詳しくは後で説明するが、樹脂未含浸の繊維シート１に含浸され、また、繊維シート１をコンクリート構造物２００に接着する樹脂、即ち、含浸樹脂接着材１１としては、上記具体例１、２にて繊維強化プラスチック線材２或いは格子筋２１、２２に含浸した樹脂Ｒと同じものを使用することができる。つまり、含浸樹脂接着材１１としては、エポキシ樹脂、例えば、常温硬化型のエポキシ樹脂が好適に使用される。ただ、含浸樹脂接着材１１は、エポキシ樹脂に限定されるものではなく、その他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、その他の種々の樹脂を使用することができる。例えば、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型エポキシ樹脂の他に熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、熱可塑性エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルフォルマール樹脂などが好適に使用可能である。又、詳しくは後述するが、斯かる繊維シート１を水路用コンクリート構造物の補強材として使用する場合の補強材における繊維体積含有率（Ｖｆ)は、４０〜７５％、好ましくは、５０〜７０％とされる。
【０１３６】
繊維シート１Ｃを使用する本実施例２の補強方法においても、実施例１、変更実施例１で説明した補強方法と同様の作業工程を採用し得るが、本実施例２の補強方法においては、上述したように、繊維シート１として樹脂未含浸の繊維シート１Ｃを使用することにより、繊維シート１の覆工層内面２０２への接着と同時に繊維シート１への樹脂含浸が必要とされる、点において大きく相違している。
【０１３７】
次に、図１１（ａ）〜（ｇ）及び図１２を参照して本実施例について説明する。本実施例においても、実施例１で説明した通水型アンカー３０を使用することができる。
【０１３８】
（第１工程〜第３工程）
実施例１で実施した図８（ａ）〜（ｃ）に示す第１工程から第３工程までは本実施例においても同様に実施される（図１１（ａ）〜（ｃ））。
【０１３９】
つまり、図１１（ａ）に示すように、コンクリート水路トンネル覆工（コンクリート覆工層）２０１の被補強面（即ち、補強材接着面）である覆工層内面２０２は、必要により、ディスクサンダー、サンドブラスト、スチールショットブラスト、ウォータージェットなどの研削手段により下地処理して表面脆弱層を除去する。
【０１４０】
次いで、下地処理したコンクリート覆工層２０１に、内面２０２側から外面２０３側へとアンカー取付に必要な所定深さの、即ち、非貫通にて、又は、一点鎖線にて示すように、内面２０２側から外面２０３の地山側へと覆工層２０１を貫通してアンカー取付孔２０４を穿設する。
【０１４１】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、通水型アンカー３０をアンカー取付孔２０４に固定する。本実施例で使用する通水型アンカー３０は、図２（ａ）、（ｂ）をも参照して説明した上記実施例１で使用した通水型アンカー３０と同様の構成とされる。
【０１４２】
上記構成の通水型アンカー３０をアンカー取付孔２０４に固定した後、コンクリート覆工層２０１の内面２０２にプライマー２０５を塗布する（図１１（ｃ））。
【０１４３】
ここで、プライマー２０５としては、上記実施例１の場合と同様に、エポキシ樹脂プライマーなどのエポキシ樹脂系、ウレタン樹脂プライマーなどのウレタン樹脂系、その他、ＭＭＡ樹脂系などを使用することができる。プライマーの塗布量は、０．１〜０．４ｋｇ／ｍ２とされる。
【０１４４】
尚、プライマー２０５の塗布は、場合によっては、省略することも可能である。
【０１４５】
（第４工程）
次いで、覆工層内面２０２の不陸修正を行う。従って、好ましくは上記プライマー層２０５が形成された上に不陸修正材２０６を塗布して不陸修正材層２０６ａを形成する（図１１（ｄ）、（ｅ））。通常、不陸修正材２０６は、被接着面２０２の全域に塗布されるが、場合によっては、部分的であっても良い。
【０１４６】
不陸修正材２０６は、例えばパテ状エポキシ樹脂接着剤を所要の厚さに塗布することによって形成される。塗布厚、即ち、不陸修正材層２０６ａの層厚（Ｔ２０６）は、被接着面２０２の表面の凹凸、接着される繊維シート１の厚さに応じて適宜設定されるが、本実施例では、一般に、０．３〜１．０ｍｍ、通常、０．５〜０．７ｍｍとされる。
【０１４７】
不陸修正材２０６は、パテ状エポキシ樹脂に限定されるものではなく、ＭＭＡ樹脂などアクリル系樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリマーセメントモルタル、ポリマーセメントペースト、セメントペーストなどを用いることができる。
【０１４８】
（第５工程）
図１１（ｅ）に示すように、不陸修正材層２０６ａが硬化すると、この不陸修正材層２０６ａの上に含浸樹脂接着材１１を塗布する。含浸樹脂接着材１１の塗布量は、６００ｇ／ｍ２の炭素繊維シートを用いた場合、１１００〜１３００ｇ／ｍ２とされる。
【０１４９】
含浸樹脂接着材１１として、上述したように、種々の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用し得るが、常温硬化型エポキシ樹脂、ＭＭＡ樹脂などが好適とされる。本実施例においては、含浸樹脂接着材１１としてエポキシ樹脂接着剤を使用し、好結果を得ることができた。
【０１５０】
（第６工程）
次いで、図１１（ｆ）に示すように、含浸樹脂接着材１１が塗布されたコンクリート覆工層２０１の内面２０２に繊維シート１を頭部押し付け、接着する。この時、繊維シート１は、図９（ｂ）に示すように、通水型アンカー３０の頭部シート押え具取付部３１Ｂａに突き当たることとなるが、この部分の繊維シート１（１Ｃ）の繊維ｆをアンカー３０を避けるように両側へと寄せて繊維シート１に隙間を設けることにより、繊維シート１は頭部シート押え具取付部３１Ｂａをすり抜けて更にコンクリート覆工層２０１の内壁面２０２側へと押入して配置することができる。
【０１５１】
繊維シート１を、上記作業により、アンカーピン３１の頭部シート押え具取付部３１Ｂａへと装入した後、頭部シート押え具取付部３１Ｂａにシート押え具３２を螺合し、繊維シート１をトンネル覆工層内壁面２０２へと押圧して固定する（図１１（ｆ））。
【０１５２】
これによって、繊維シート１は、シート押え部３２の鍔部３２Ｂと覆工層内面２０２との間に挟持された格好となり、繊維シート１をコンクリート覆工層内面２０２に固定することができる。
【０１５３】
尚、上記本実施例の説明では、繊維シート１は、コンクリート覆工層２０１の表面に１層だけ接着されるものとして説明したが、必要補強量が多い場合には、覆工層２０１の表面に複数層の繊維シート１を積層して接着することが可能である。
【０１５４】
尚、含浸樹脂接着材１１は、不陸修正材層２０６ａの上に塗布するものとして説明したが、勿論、繊維シート１に塗布することもでき、また、不陸修正材層２０６ａの表面及び繊維シート１接着面の両面上に塗布しても良い。
【０１５５】
上述にて理解されるように、本実施例では、図１１（ｅ）、（ｆ）に示すように、繊維シート１は、含浸樹脂接着材１１にて不陸修正材層２０６ａの表面に接着されると共に、含浸樹脂接着材１１が繊維シート１内の繊維ｆ間に樹脂（マトリクス樹脂）として含浸される。従って、含浸樹脂接着材１１としては、低粘度の、例えば、２３℃、２０回転（ｒｐｍ）にて粘度１５０００ｍＰａ・ｓ以下とされるものを好適に使用し得る。
【０１５６】
また、必要補強量が多い場合には、構造物表面に複数層の繊維シート１を接着することが可能である。繊維シート補強材は、補強の態様によって種々の材料、構成の繊維シート１を使用することができる。
【０１５７】
本実施例では、図１２に示すように、繊維シート１と不陸修正材層２０６ａとの間に接着材層１１ａが形成されている。接着材層１１ａの層厚は、本実施例では１〜２ｍｍ程度とされたがこれに限定されるものではない。また、シート押え具３２は、樹脂で作製することにより、含浸樹脂接着材１１との接着性が向上し、アンカー３０と接着材１１との間の強固な接着による一体化を実現することができる。
【０１５８】
なお、本実施例２においても、補強量は補強されるコンクリート覆工層２０１の断面積に対する、補強材である強化繊維を含む繊維シート１の断面積の比が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％となること、即ち、コンクリート覆工層２０１の厚さＴ２０１に対する、繊維シート１の厚さＴ１（設計厚）が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％となるように調整される。
【０１５９】
（第７工程）
次いで、樹脂含浸された繊維シート補強材層が乾燥すると、次に、図１１（ｇ）に示すように、コンクリート覆工層内壁面２０２に、アンカー３０及び含浸樹脂接着材１１により固定された繊維シート１の表面側から、コテなどを使用して、無機フィラーを含む樹脂モルタルとされる接着材１０を更に塗布する。
【０１６０】
本実施例２においても、無機フィラーを含む接着材１０としては、上述したように、実施例１と同様のセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルを好適に使用することができる。斯かるセラミック混合型エポキシ樹脂モルタル１０の具体的な組成、性能については、実施例１にて詳しく説明されているので、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【０１６１】
接着材１０は、シート押え具３２の内周部４１の開口部３２ａ内には充填（塗布）されることはなく、従って、シート押え具３２が螺合された通水型アンカー３０の、シート押え具３２及びアンカーピン３１を貫通する中空部（貫通孔）３１Ｈが接着材１０で塞がれることはない。
【０１６２】
繊維シート１の上に形成された樹脂モルタルとされる接着材１０は、繊維シート１を被覆する接着材被覆層１０ｂ、つまり、磨り減り耐久層として機能する。本実施例にて、接着材被覆層１０ｂは、９ｍｍ程度とされたが、これに限定されるものではなく、通常、接着材被覆層１０ｂは０．５〜１０ｍｍの厚さとされる。次いで、接着材１０を硬化させる。これにより、所定の厚さ（Ｔ１００）とされる新しい覆工層である表面補強層１００が、既存の水路トンネルコンクリート覆工層２０１の上に形成される。
【０１６３】
本発明の補強方法の特徴の一つは、上述のように、水路トンネルコンクリート覆工層２０１に、場合によっては、コンクリート覆工層２０１を貫通して形成したアンカー取付孔２０４に通水型アンカー３０を打込むことによって、繊維シート１をコンクリート覆工層２０１に固定し、その後、接着材１０にて繊維シート１の全領域を覆って覆工し、更に接着固定する点にある。本実施例では、上述より理解されるように、補強層１００の総厚さ（Ｔ１００）は、１２．５ｍｍとされた。また、施工後においては、該通水型アンカー３０を水抜き孔として機能させる点にある。
【０１６４】
更に説明すると、コンクリート覆工層２０１の内壁面を覆って補強層１００を形成して内面補強を施すと、地山側からの湧水やコンクリート内在水分を密閉することとなる。そのため、補強層１００が背面水圧により膨れを発生させたり、剥離することが考えられる。そこで、本発明では、コンクリート覆工層２０１の厚さ方向にアンカー取付孔２０４を形成し、特に、必要に応じてコンクリート覆工層２０１の厚さ方向に貫通したアンカー取付孔２０４を形成して該貫通孔２０４に通水型アンカー３０を打設する構成とすることで、通水型アンカー３０を用いて繊維シート１をコンクリート覆工層内壁面に固定すると共に、覆工層裏面水だけでなく、コンクリート覆工層２０１への通気性が確保され、スムースな水の排水が可能となり、長期間にわたって補強層１００の剥離を防止し、耐久性を確保して、補強層１００の機能を長期間維持することができる。なお、上述したように、通水型アンカー３０は、アンカーから水路トンネル２００内への通水を可能とするものであるが、逆方向への通水を阻止することができる逆流防止機能を備えていることが好ましい。
【０１６５】
そこで、本実施例２に記載の補強方法及び補強構造においても、実施例１と同様に、通水型アンカー３０は４００〜６００ｍｍの間隔（Ｐｘ、Ｐｙ）にて設けることとされる。上記より理解されるように、通水型アンカー３０の数は、繊維シート１を固定するのに必要な量と、また、十分な排水量を達成するために必要とされるアンカーの有効開口面積とから現場の状況に応じて決定される。本実施例においても、一般に、通水型アンカー１本当たりの開口面積は、１５０〜１８０ｍｍ２とされるので、コンクリート覆工層２０１の１ｍ２当たり４〜９本が必要とされるであろう。
【０１６６】
本実施例においては、図１１（ａ）〜（ｇ）、図１２に記載するように、上記補強方法により、例えばコンクリート水路トンネルのような水路用コンクリート構造物２００のコンクリート覆工層２０１の内面２０２に、強化繊維を含む繊維シート１を取り付けて補強層１００を形成した水路用コンクリート構造物２００の補強構造が形成される。つまり、補強層１００は、コンクリート覆工層内面２０２に形成した不陸修正材層２０６ａと、不陸修正材層２０６ａが形成されたコンクリート覆工層内面２０２に含浸樹脂接着材１１から成る接着材層１１ａを介して接着され、且つ、コンクリート覆工層２０１の内面２０２から外面２０３へと延在してコンクリート覆工層２０１を貫通して又は非貫通にて形成したアンカー取付孔２０４に設置された通水型アンカー３０にて固定された繊維シート１と、繊維シート１を被覆して形成された無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材１０からなる接着材被覆層１０ｂと、を有している。
【０１６７】
斯かる本発明に係る水路用コンクリート構造物の補強構造にて、上記本発明の作用効果を達成することができる。
【０１６８】
なお、上記実施例１（変更実施例１）、実施例２においては、通水型アンカー５０をアンカー取付孔２０４に固定した後に繊維シート１の接着を行っているが、繊維シート１の接着を行った後でアンカー取付孔２０４を穿設し、通水型アンカー３０を固定しても良い。このとき、繊維シート１の接着時に予め繊維シート１の線材２（繊維ｆ）を両側へと寄せて繊維シート１にアンカー取付孔２０４を穿設するための隙間を設けて置く。
【０１６９】
実施例３
上記実施例１（変更実施例１）、実施例２に記載の本発明の補強方法においては、通水型アンカー３０のアンカーピン３１にシート押え具３２を取付けることにより、繊維シート１をコンクリート覆工層内面２０２に固定するものとして説明したが、これに限定されるものではない。つまり、通水型アンカー３０はシート押え具３２を備えておらず、繊維シート１は、通水型アンカー３０とは別個に設けた、例えば、アンカーボルトをシート固定手段（シート固定アンカー）として使用してコンクリート覆工層内面に固定することができる。
【０１７０】
つまり、特に、繊維シート１として上記具体例１、２で説明した、所謂、ストランドシート１Ａ、ＦＲＰ格子筋１Ｂなどのように弾性率が大とされる繊維シート１の場合には、トンネルの形状に合わせて繊維シート１の弾性反発に抗して固定することが必要であり、通水型アンカー３０がシート押え具３２を備えていない場合には、通水型アンカー３０とは別個にシート固定アンカーを使用することが必要である。
【０１７１】
本実施例３で使用する、シート押え具３２を備えていない通水型アンカー３０の一実施例を図１３（ａ）に示す。本実施例に使用する通水型アンカー３０は、図２（ａ）、（ｂ）に示す通水型アンカー３０と同様の構成とされ、全体が細長の中空管形状とされ、中心に通水のための通水孔３１Ｈが形成されたアンカーピン３１を有しているが、コンクリート覆工層２０１の内面２０２に設置される繊維シート１を押圧して固定するためのシート押え具３２は有していない点で異なる。つまり、アンカーピン３１は、アンカー取付孔２０４に挿入して固定されるアンカーピン本体３１Ａと、アンカーピン本体３１Ａに一体に形成されたシート取付部３１Ｂとを有している。本実施例のシート取付部３１Ｂは、図２（ａ）、（ｂ）に示す実施例１、２の通水型アンカー３０のシート押え具取付部３１Ｂと同様の構成とされる。しかし、実施例１、２の通水型アンカー３０のシート押え具取付部３１Ｂの頭部シート押え具取付部３１Ｂａには、雄ねじ４０が形成されていたが、本実施例のシート取付部３１Ｂの頭部シート取付部３１Ｂａ（実施例１、２における頭部シート押え具取付部３１Ｂａに相当する）の外周部には雄ねじ４０が形成されていない点で大きく異なっている。図１３（ａ）に示す通水型アンカー３０にて、図２（ａ）、（ｂ）に示す通水型アンカー３０と同じ主要部構成要素については、同じ参照番号を付し、図２（ａ）、（ｂ）に示す通水型アンカー３０の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【０１７２】
本実施例にて、繊維シート１をコンクリート覆工層内面２０２に押圧して固定するシート固定手段としてのシート固定アンカー５０は、当業者には周知の任意の構成のものを使用し得るが、図１３（ｂ）に、一実施例として、芯棒打ち込み式アンカーの一例を示す。
【０１７３】
本実施例にて用いる芯棒打ち込み式アンカー５０は、当業者には周知のものを使用することができる。簡単に説明すれば、芯棒打ち込み式アンカー５０は、細長棒状体のアンカーボルト本体５１と、アンカーボルト本体５１の中心に形成した中心孔５１Ｈに嵌合した芯棒５３と、アンカーボルト本体５１に螺合可能とされた鍔付きナット５２とを有している。また、アンカーボルト本体５１は、中心孔５１Ｈの一方の開口端の頭部側（図１３（ｂ）にて左側）に鍔付きナット５２が取付けられるシート押え具取付部５１Ｂを有し、シート押え具取付部５１Ｂとは反対側（図１３（ｂ）にて右側）に、アンカーボルト本体５１をコンクリート覆工層２０１に穿設した取付孔２０４に挿入して固定設置するためのアンカーボルト本体支持部５１Ａを有している。
【０１７４】
シート押え具取付部５１Ｂは、外周部に所定長さＬ５１Ｂに渡って雄ねじ５４が形成され、鍔付きナット５２が螺合可能とされた頭部シート押え具取付部５１Ｂａと、アンカーボルト本体支持部５１Ａと頭部シート押え具取付部５１Ｂａとの間に形成された、アンカーボルト本体支持部５１Ａ及び頭部シート押え具取付部５１Ｂａより大径とされる鍔部５１Ｂｃとを有している。鍔部５１Ｂｃは必須ではなく、省略することもできる。
【０１７５】
また、アンカーボルト本体支持部５１Ａは、頭部シート押え具取付部５１Ｂａとは反対側の他方端（図１３（ｂ）にて右側端）から頭部シート押え具取付部５１Ｂａへと至る所定長さＬ５５に渡って上記中心孔５１Ｈに連通した、直径方向に対向して一対のスリット（切込み部）５５が形成された拡張軸部５１Ａａを有する。
【０１７６】
従って、芯棒打ち込み式アンカー５０のアンカーボルト本体５１をコンクリートに形成したアンカー取付孔２０４に設置し、アンカーボルト本体５１の中心孔に嵌合した芯棒５３をハンマーなどで打ち込むことにより、拡張軸部５１Ａａを外側へと拡張してコンクリート取付孔２０４に固定することができる。また、詳しくは、後述するが、鍔付きナット５２を頭部シート押え具取付部５１Ｂａの雄ねじ５４に螺合することにより、コンクリート面２０２に貼着された繊維シート１を鍔付きナット５２により挟持して固定することができる。つまり、鍔付きナット５２は、内周部に雌ねじ５５が形成されたナット部５２Aと、鍔部５２Ｂとを有し、アンカーボルト本体５１の頭部シート押え具取付部５１Ｂａに螺合され、コンクリート覆工層２０１の内面２０２に設置される繊維シート１を押圧して固定するシート押え具として機能する。従って、鍔付きナット５２は、上記実施例１、２で説明した図２（ｃ）に示すような通水型アンカー３０のシート押え具３２と同様の形状、寸法をした六角ナットとするのが好ましい。
【０１７７】
芯棒打ち込み式アンカー５０は、防食性能を有するステンレス（ＳＵＳ３０４）などで作製された金属製とすることもできるが、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂のようなプラスチック製とすることもできる。特に、鍔付きナット、即ち、シート押え具５２は、コンクリート面に貼着される繊維シート1の貼着のための接着材１０との接着性を良好なものとする点から樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂などで作製することが好ましい。
【０１７８】
ここで、本実施例における通水型アンカー３０及び芯棒打ち込み式アンカー５０の主要部の具体的寸法の一例を挙げれば次の通りである。
通水型アンカー３０
・アンカーピン本体（３１Ａ）
材質：ステンレス（ＳＵＳ３０４）
直径及び内径：Ｄ３１Ａ＝１２ｍｍ、ｄ３１Ａ＝１０．８ｍｍ
長さ：Ｌ３１Ａ＝５５ｍｍ
・シート取付部（３１Ｂ）
材質：ステンレス（ＳＵＳ３０４）
シート取付部の直径及び内径：Ｄ３１Ｂａ＝１２ｍｍ、ｄ３１Ｂａ＝７．４ｍｍ
シート取付部の長さ：Ｌ３１Ｂａ＝９ｍｍ
鍔部の外径及び厚さ：Ｄ３１Ｂｃ＝１５ｍｍ、Ｌ３１Ｂｃ＝２ｍｍ
芯棒打ち込み式アンカー５０
・アンカーボルト本体（５１）
材質：ステンレス（ＳＵＳ３０４）
アンカーボルト本体の長さ：Ｌ５１＝６６ｍｍ
アンカーボルト本体の直径：Ｄ５１＝１２ｍｍ
アンカーボルト本体支持部の長さ：Ｌ５１Ａ＝５５ｍｍ
シート押え具取付部の長さ：Ｌ５１Ｂａ＝９ｍｍ
シート押え具取付部の外周雄ねじ（５４）：Ｍ１２
シート押え具取付部の鍔部の外径及び厚さ：Ｄ５１Ｂｃ＝１５ｍｍ、Ｌ５１Ｂｃ＝２ｍｍ
・シート押え具（５２）
材質：ポリアミド樹脂
長さ：Ｌ５２＝９ｍｍ
鍔部の直径：Ｄ５２Ｂ＝３０ｍｍ
内周部の雌ねじ（５５）：Ｍ１２（六角ナット）
ナット部長さ：Ｌ５２Ａ＝６ｍｍ
【０１７９】
実施例３−１
次に、本実施例３−１では、上述した図１３（ａ）、（ｂ）に示す通水型アンカー３０と、シート固定手段としてのシート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０とを使用する本発明の補強方法について、図１４（ａ）、及び、（ｂ−１）〜（ｆ−１）、（ｂ−２）〜（ｆ−２）を参照して説明する。本実施例３−１の補強方法においては、繊維シート１として、上記具体例１で説明した繊維シート１Ａ、上記具体例２で説明した繊維シート１Ｂなどを使用することができるが、本実施例３−１では、上記具体例１で説明した繊維シート１Ａを使用するものとする。
【０１８０】
つまり、本実施例３−１は、上記実施例１の補強方法とは異なり、シート押え具３２を備えていない通水型アンカー３０を使用し、通水型アンカー３０とは別個に設けたシート固定アンカー５０にて繊維シート１をコンクリート面２０２に固定する構成とされる。本実施例３−１の補強方法の構成は、実施例１と同様の構成とされ、同様の材料を使用し、同様の工程を有している。
【０１８１】
（第１工程〜第４工程）
本実施例において、図１４（ａ）、及び、（ｂ−１）〜（ｄ−１）、（ｂ−２）〜（ｄ−２）に示す第１工程から第４工程は、実施例１で説明した図８（ａ）〜（ｄ）に示す第１工程から第４工程と同様に実施される。
【０１８２】
つまり、本実施例において、図１４（ａ）に示すように、上記実施例１で説明した第１工程と同様に、コンクリート水路トンネル覆工（コンクリート覆工層）２０１の被補強面（即ち、補強材接着面）である覆工層内面２０２は、必要により、ディスクサンダー、サンドブラスト、スチールショットブラスト、ウォータージェットなどの研削手段により下地処理して表面脆弱層を除去する。
【０１８３】
次いで、下地処理したコンクリート覆工層２０１に、内面２０２側から外面２０３側へとアンカー取付に必要な所定深さの、即ち、非貫通にて、又は、一点鎖線にて示すように、内面２０２側から外面２０３の地山側へと覆工層２０１を貫通してアンカー取付孔２０４を穿設する。この時、本実施例では、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０に対する取付孔２０４は、同じ寸法孔径とされたが、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０にそれぞれに適した寸法にて、所定の配置にて穿孔することができる。特に、シート固定アンカー５０のためのアンカー取付孔２０４は地山側からの通水は必要とされないので非貫通とすることができる。
【０１８４】
通常、図９（ａ）にて実線で示す通水型アンカー３０、及び、破線で示すシート固定アンカー５０のアンカー取付孔２０４は、図９（ａ）に示すように、コンクリート覆工層２０１の湾曲方向（ｘ方向）及び湾曲方向に直交するトンネル軸方向（ｙ方向）に互いに４００〜６００ｍｍの所定の距離（Ｐｘ、Ｐｙ）だけ離間して穿設される。勿論、アンカー取付孔２０４の間隔（Ｐｘ、Ｐｙ）は、等間隔である必要はなく、必要とされる通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０の数、所要設置位置などによって各アンカー３０、５０を所定位置に配置するべく、適宜調整することができる。
【０１８５】
上記より理解されるように、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０の数は、十分な排水量を達成するために必要とされるアンカーの有効開口面積と、繊維シート１を固定するのに必要な量とから現場の状況に応じて決定される。一般的に、通水型アンカー３０は、通水型アンカー１本当たりの開口面積は、１５０〜１８０ｍｍ２とされるので、コンクリート覆工層２０１の１ｍ２当たり４〜９本が必要とされるであろう。また、シート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０は、繊維シート１をコンクリート面２０２に固定するために、繊維シート１の１ｍ２当たり４〜９本が必要とされるであろう。従って、本実施例３−１では、通常、実施例１に比較すると、穿設すべき取付孔２０４の総数が増えることとなり、穿孔や繊維シート取付作業等の後工程でやや煩雑となる。
【０１８６】
次いで、通水型アンカー３０は、図１４（ｂ−１）に示すように、適宜選定されたアンカー取付孔２０４に挿入され、引き続いて、図１４（ｃ−１）に示すように、実施例１にて説明したと同様の方法にて、拡張具３６を使用して一対の突起部３５を外側へと押し出し、先端開口部３１Ａｂを拡張し、通水型アンカー３０をアンカー取付孔２０４に固定する。一方、シート固定アンカー５０は、図１４（ｂ−２）に示すように、適宜選定されたアンカー取付孔２０４に挿入され、引き続いて、図１４（ｃ−２）に示すように、アンカーボルト本体５１をコンクリートに形成したアンカー取付孔２０４に設置し、芯棒５３をハンマーなどで打ち込むことにより、拡張軸部５１Ａａを外側へと押し出し、シート固定アンカー５０をアンカー取付孔２０４に固定する。
【０１８７】
上述のように、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０をアンカー取付孔２０４に固定した後、コンクリート覆工層２０１の内面２０２にプライマー２０５を塗布する（図１４（ｃ−１）、（ｃ−２））。
【０１８８】
ここで、プライマー２０５としては、上記実施例１の第３工程（図８（ｃ））で説明したと同様に、エポキシ樹脂プライマーなどのエポキシ樹脂系、ウレタン樹脂プライマーなどのウレタン樹脂系、その他、ＭＭＡ樹脂系などを使用することができる。プライマーの塗布量は、０．１〜０．４ｋｇ／ｍ２とされる。
【０１８９】
尚、プライマー２０５の塗布は、場合によっては、省略することも可能である。
【０１９０】
次に、図１４（ｄ−１）、（ｄ−２）に示すように、好ましくはプライマー２０５が塗布されたコンクリート覆工層２０１の内面２０２に、実施例１の第４工程（図８（ｄ））で説明したと同様に、接着材１０であるセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルが下塗りされる。接着材１０の下塗り量は、２２５０〜４５００ｇ／ｍ２（即ち、厚さとして１．５〜３．０ｍｍ、通常、２ｍｍ程度）とされる。
【０１９１】
（第５工程）
次いで、図１４（ｅ−１）、（ｅ−２）に示すように、接着材１０が下塗りされたコンクリート覆工層２０１の内面２０２に繊維シート１を押し付け、接着する。この時、繊維シート１は、通水型アンカー３０について言えば、通水型アンカー３０の頭部シート取付部３１Ｂａに突き当たることとなるが、図９（ｂ）に示すように、この部分の繊維シート１（１Ａ）の線材２をアンカー３０の頭部シート取付部３１Ｂａを避けるように両側へと寄せて繊維シート１に隙間を設けることにより、繊維シート１は頭部シート取付部３１Ｂａをすり抜けてコンクリート覆工層２０１の内壁面２０２側へと押入して配置することができる。
【０１９２】
また、シート固定アンカー５０について言えは、この場合も同様に、繊維シート１は、シート固定アンカー５０の頭部シート押え具取付部５１Ｂａに突き当たることとなるが、図９（ｂ）に示す通水型アンカー３０の頭部シート取付部３１Ｂａの場合と同様に、この部分の繊維シート１の線材２を頭部シート押え具取付部５１Ｂａを避けるように両側へと寄せて繊維シート１に隙間を設けることにより、頭部シート押え具取付部５１Ｂａをすり抜けてコンクリート覆工層２０１の内壁面２０２側へと押入して配置することができる。
【０１９３】
繊維シート１を、上記作業により、通水型アンカー３０の頭部シート取付部３１Ｂａ及びシート固定アンカー５０の頭部シート押え具取付部５１Ｂａへと装入した後、シート固定アンカー５０の頭部シート押え具取付部５１Ｂａにナット（シート押え具）５２を螺合し、繊維シート１をトンネル覆工層内壁面２０２へと押圧して固定する（図１４（ｅ−２））。
【０１９４】
本実施例では、図１４（ｄ−１）、（ｄ−２）に示すように、接着材１０の下塗りにより、繊維シート１と内壁面２０２との間に接着材層１０ａが形成されている。本実施例では、接着材層１０ａの層厚は、２ｍｍ程度とされたがこれに限定されるものではない。
【０１９５】
これによって、繊維シート１は、シート押え具５２の鍔部５２Ｂと覆工層内面２０２との間に挟持された格好となり、繊維シート１は、接着材層１０ａを介して覆工層内面２０２に接着されると共に、シート押え具５２によりコンクリート覆工層内面２０２に固定される。
【０１９６】
尚、上記本実施例の説明では、繊維シート１は、コンクリート覆工層２０１の表面に１層だけ接着されるものとして説明したが、必要補強量が多い場合には、覆工層２０１の表面に複数層の繊維シート１を積層して接着することが可能である。
【０１９７】
（第６工程）
次に、図１４（ｆ−１）、（ｆ−２）に示すように、コンクリート覆工層内面２０２に、シート固定アンカー５０により固定された繊維シート１の表面側から、コテなどを使用して、実施例１で説明したと同様のセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルとされる接着材１０を更に塗布する。図１４（ｆ−１）、（ｆ−２）に示すこの第６工程は、上記実施例１における図８（ｇ）を参照して説明した第７工程における接着材１０の塗布工程と同様である。
【０１９８】
つまり、通水型アンカー３０について言えば、図１４（ｆ−１）に図示するように、接着材１０は、通水型アンカー３０のシート取付部３１Ｂのコンクリート覆工層内面２０２からトンネル内への突出量以下とされ、従って、シート取付部３１Ｂの開口部内には充填（塗布）されることはなく、従って、通水型アンカー３０のアンカーピン３１を貫通する中空部（貫通孔）３１Ｈが接着材１０で塞がれることはない。
【０１９９】
一方、シート固定アンカー５０に関しては、図１４（ｆ−２）に図示するように、接着材１０は、シート押え具５２の側面部を被覆する程度の高さまで塗布される。
【０２００】
また、接着材１０は、塗布面とされる繊維シート１の表面は勿論のこと、繊維シート１の線材２、２間の間隙（ｇ）及び内壁面２０２と繊維シート１との間の接着材未充填空隙部にも充填される。
【０２０１】
このように、本実施例によれば、上記実施例１と同様に、図１４（ｆ−１）、（ｆ−２）に示すように、下塗りされた接着材１０にて覆工層内面に接着された繊維シート１の上に更に接着材１０を上塗り塗布して均一にコテ仕上げし、繊維シート１を被覆する接着材被覆層１０ｂ、所謂、磨り減り耐久層として機能する接着材層が形成される。
【０２０２】
つまり、本実施例にても、接着材被覆層１０ｂは、９ｍｍ程度とされたが、０．５〜１０ｍｍの厚さとされる。また、硬化した接着材１０にて形成される、所定の厚さ（Ｔ１００）とされる表面補強層１００が、既存の水路トンネルコンクリート覆工層２０１の上に形成される。本実施例では、補強層１００の総厚さ（Ｔ１００）は、１２．５ｍｍとされた。
【０２０３】
本実施例における、セラミック混合型エポキシ樹脂モルタルとされる接着材１０（接着材層１０ａ）及び接着材被覆層１０ｂの構成及びその作用効果は、上記実施例１の場合と同様であり、従って、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の詳しい説明は省略する。
【０２０４】
本実施例の補強方法の特徴の一つは、上述のように、水路トンネルコンクリート覆工層２０１に形成したアンカー取付孔２０４に、通水型アンカー３０とは別個に設けたシート固定アンカー５０を利用して繊維シート１を固定する構成とされるので、最適の条件にて繊維シート１を水路トンネルコンクリート覆工層２０１に設置固定することができる。また、同時に、通水型アンカー３０もまた、繊維シート１の固定に拘ることなく、通水機能を要求され水路トンネルコンクリート覆工層２０１の個所に、最適の条件にて設置することができる。
【０２０５】
本実施例３−１においても、上記補強方法により、上記実施例１と同様に、通水型アンカー３０を有したコンクリート水路トンネルのような水路用コンクリート構造物２００のコンクリート覆工層２０１の内面２０２に、強化繊維を含む繊維シート１を取り付けて補強層１００を形成した水路用コンクリート構造物の補強構造が形成される。また、補強層１００は、コンクリート覆工層内面２０２に無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材１０から成る接着材層１０ａを介して接着され、且つ、コンクリート覆工層２０１の内面２０２から外面２０３へと延在してコンクリート覆工層２０１を貫通して又は非貫通にて形成したアンカー取付孔２０４に設置されたシート固定アンカー５０にて固定された繊維シート１と、繊維シート１を被覆して形成された接着材１０からなる接着材被覆層１０ｂと、を有している。
【０２０６】
斯かる本実施例３−１に従った本発明に係る水路用コンクリート構造物の補強構造にて、上記実施例１と同様に、上記本発明の作用効果を達成することができる。
【０２０７】
実施例３−２
次に、上述した図１３（ａ）、（ｂ）に示す通水型アンカー３０と、シート固定手段としてのシート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０とを使用する本実施例３−２について、図１５（ａ）、及び、（ｂ−１）〜（ｇ−１）、（ｂ−２）〜（ｇ−２）を参照して説明する。
【０２０８】
上記実施例３−１は、図１３（ａ）、（ｂ）に示す通水型アンカー３０と、シート固定手段としてのシート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０とを使用し、また、繊維シート１としては、上記具体例１で説明した繊維シート１Ａ、或いは、上記具体例２で説明した繊維シート１Ｂを使用する、所謂、上記実施例１に示す補強方法に対応するものであった。
【０２０９】
これに対して、本実施例３−２は、図１３（ａ）、（ｂ）に示す通水型アンカー３０と、シート固定手段としてのシート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０とを使用し、また、繊維シート１としては、上記実施例２で説明した、図１０に示す繊維シート（トーシート）１Ｃを使用する、所謂、上記実施例２に示す補強方法に対応するものである。
【０２１０】
つまり、本実施例３−２は、上記実施例２の補強方法とは異なり、シート押え具３２を備えていない通水型アンカー３０を使用し、通水型アンカー３０とは別個に設けたシート固定アンカー５０にて繊維シート１をコンクリート面２０２に固定する構成とされる。本実施例３−２のその他の補強方法の構成は、実施例２とは同様の構成とされ、同様の材料を使用し、同様の工程を有している。
【０２１１】
（第１工程〜第４工程）
本実施例において、図１５（ａ）、及び、（ｂ−１）〜（ｄ−１）、（ｂ−２）〜（ｄ−２）に示す第１工程から第４工程は、実施例２で説明した図１１（ａ）〜（ｄ）に示す第１工程から第４工程と同様に実施される。
【０２１２】
つまり、本実施例において、図１５（ａ）に示すように、上記実施例２で説明した第１工程と同様に、コンクリート水路トンネル覆工（コンクリート覆工層）２０１の被補強面（即ち、補強材接着面）である覆工層内面２０２は、必要により、ディスクサンダー、サンドブラスト、スチールショットブラスト、ウォータージェットなどの研削手段により下地処理して表面脆弱層を除去する。
【０２１３】
次いで、下地処理したコンクリート覆工層２０１に、内面２０２側から外面２０３側へとアンカー取付に必要な所定深さの、即ち、非貫通にて、又は、一点鎖線にて示すように、内面２０２側から外面２０３の地山側へと覆工層２０１を貫通してアンカー取付孔２０４を穿設する。この時、本実施例では、上記実施例３−１と同様に、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０に対する取付孔２０４は、同じ寸法孔径とされたが、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０にそれぞれに適した寸法にて、所定の配置にて穿孔することができる。特に、シート固定アンカー５０のためのアンカー取付孔２０４は地山側からの通水は必要とされないので非貫通とすることができる。
【０２１４】
通常、上述したように、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０のアンカー取付孔２０４は、図９（ａ）に示すように、コンクリート覆工層２０１の湾曲方向（ｘ方向）及び湾曲方向に直交するトンネル軸方向（ｙ方向）に互いに４００〜６００ｍｍの所定の距離（Ｐｘ、Ｐｙ）だけ離間して穿設される。勿論、アンカー取付孔２０４の間隔（Ｐｘ、Ｐｙ）は、等間隔である必要はなく、必要とされる通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０の数、所要設置位置などによって各アンカー３０、５０を所定位置に配置するべく、適宜調整することができる。
【０２１５】
上記より理解されるように、通水型アンカー３０の数は、繊維シート１を固定するのに必要な量と、また、十分な排水量を達成するために必要とされるアンカーの有効開口面積とから現場の状況に応じて決定される。一般的に、通水型アンカー３０は、通水型アンカー１本当たりの開口面積は、１５０〜１８０ｍｍ２とされるので、コンクリート覆工層２０１の１ｍ２当たり４〜９本が必要とされるであろう。また、シート固定アンカー（芯棒打ち込み式アンカー）５０は、繊維シート１をコンクリート面２０２に固定するために、繊維シート１の１ｍ２当たり４〜９本が必要とされるであろう。従って、本実施例３−２では、通常、実施例１に比較すると、穿設すべき取付孔２０４の総数が増えることとなり、穿孔や繊維シート取付作業等の後工程でやや煩雑となる。
【０２１６】
次いで、通水型アンカー３０は、図１５（ｂ−１）に示すように、適宜選定されたアンカー取付孔２０４に挿入され、引き続いて、図１５（ｃ−１）に示すように、実施例１にて説明したと同様の方法にて、拡張具３６を使用して一対の突起部３５を外側へと押し出し、先端開口部３１Ａｂを拡張し、通水型アンカー３０をアンカー取付孔２０４に固定する。一方、シート固定アンカー５０は、図１５（ｂ−２）に示すように、適宜選定されたアンカー取付孔２０４に挿入され、引き続いて、図１５（ｃ−２）に示すように、アンカーボルト本体５１をコンクリートに形成したアンカー取付孔２０４に設置し、芯棒５３をハンマーなどで打ち込むことにより、拡張軸部５１Ａａを外側へと押し出し、シート固定アンカー５０をアンカー取付孔２０４に固定する。
【０２１７】
上記構成の通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０をアンカー取付孔２０４に固定した後、コンクリート覆工層２０１の内面２０２にプライマー２０５を塗布する（図１５（ｃ−１）、（ｃ−２））。
【０２１８】
ここで、プライマー２０５としては、上記実施例２の第３工程（図１１（ｃ））で説明したと同様に、エポキシ樹脂プライマーなどのエポキシ樹脂系、ウレタン樹脂プライマーなどのウレタン樹脂系、その他、ＭＭＡ樹脂系などを使用することができる。プライマーの塗布量は、０．１〜０．４ｋｇ／ｍ２とされる。
【０２１９】
尚、プライマー２０５の塗布は、場合によっては、省略することも可能である。
【０２２０】
次いで、覆工層内面２０２の不陸修正を行う。従って、好ましくは上記プライマー層２０５が形成された上に不陸修正材２０６を塗布して不陸修正材層２０６ａを形成する（図１５（ｄ−１）、（ｄ−２））。通常、不陸修正材２０６は、被接着面２０２の全域に塗布されるが、場合によっては、部分的であっても良い。
【０２２１】
不陸修正材２０６は、実施例２で説明したと同様の材料及び層厚とされ、例えばパテ状エポキシ樹脂接着剤を使用し、所要の厚さに塗布することによって形成される。
【０２２２】
（第５工程、第６工程）
図１５（ｅ−１）、（ｅ−２）に示すように、不陸修正材層２０６ａが硬化すると、この不陸修正材層２０６ａの上に含浸樹脂接着材１１を塗布する。含浸樹脂接着材１１は、実施例２で説明したと同様の材料及び塗布量とされる。
【０２２３】
次いで、図１５（ｆ−１）、（ｆ−２）に示すように、含浸樹脂接着材１１が塗布されたコンクリート覆工層２０１の内面２０２に繊維シート１を押し付け、接着する。この時、繊維シート１は、通水型アンカー３０について言えば、通水型アンカー３０のシート取付部３１Ｂの頭部シート取付部３１Ｂａに突き当たることとなるが、図９（ｂ）に示すように、この部分の繊維シート１（１Ｃ）の繊維ｆをアンカー３０の頭部シート取付部３１Ｂａを避けるように両側へと寄せて繊維シート１に隙間を設けることにより、繊維シート１は頭部シート取付部３１Ｂａをすり抜けてコンクリート覆工層２０１の内壁面２０２側へと押入して配置することができる。
【０２２４】
また、シート固定アンカー５０について言えば、この場合も同様に、繊維シート１は、シート固定アンカー５０の頭部シート押え具取付部５１Ｂａに突き当たることとなるが、通水型アンカー３０の頭部シート取付部３１Ｂａの場合と同様に、図９（ｂ）に示すように、この部分の繊維シート１（１Ｃ）の繊維ｆをシート押え具取付部５１Ｂの頭部シート押え具取付部５１Ｂａを避けるように両側へと寄せて繊維シート１に隙間を設けることにより、頭部シート押え具取付部５１Ｂａをすり抜けてコンクリート覆工層２０１の内壁面２０２側へと押入して配置することができる。
【０２２５】
繊維シート１を、上記作業により、アンカーピン３１のシート取付部３１Ｂ及びシート固定アンカー５０のシー取付部５１Ｂへと装入した後、シート固定アンカー５０の頭部シート押え具取付部５１Ｂａにナット（シート押え具５２）を螺合し、繊維シート１をトンネル覆工層内壁面２０２へと押圧して固定する（図１５（ｆ−２））。
【０２２６】
これによって、繊維シート１は、シート押え具５２の鍔部５２Ｂと覆工層内面２０２との間に挟持された格好となり、繊維シート１は、接着材層１０ａを介して覆工層内面２０２に接着されると共に、シート押え具５２によりコンクリート覆工層内面２０２に固定される。
【０２２７】
尚、上記本実施例の説明では、繊維シート１は、コンクリート覆工層２０１の表面に１層だけ接着されるものとして説明したが、必要補強量が多い場合には、覆工層２０１の表面に複数層の繊維シート１を積層して接着することが可能である。
【０２２８】
尚、含浸樹脂接着材１１は、不陸修正材層２０６ａの上に塗布するものとして説明したが、勿論、繊維シート１に塗布することもでき、また、不陸修正材層２０６ａの表面及び繊維シート１接着面の両面上に塗布しても良い。
【０２２９】
上述にて理解されるように、本実施例３−２では、図１５（ｅ−１）、（ｅ−２）及び（ｆ−１）、（ｆ−２）に示すように、繊維シート１は、含浸樹脂接着材１１にて不陸修正材層２０６ａの表面に接着されると共に、含浸樹脂接着材１１が繊維シート１内の繊維ｆ間に樹脂（マトリクス樹脂）として含浸される。従って、含浸樹脂接着材１１としては、低粘度の、例えば、２３℃、２０回転（ｒｐｍ）にて粘度１５０００ｍＰａ・ｓ以下とされるものを好適に使用し得る。
【０２３０】
また、必要補強量が多い場合には、構造物表面に複数層の繊維シート１を接着することが可能である。繊維シート補強材は、補強の態様によって種々の材料、構成の繊維シート１を使用することができる。
【０２３１】
本実施例３−２では、実施例２と同様に、詳しくは上述の実施例２の図１２に示すように、繊維シート１と不陸修正材層２０６ａとの間に接着材層１１ａが形成されている。接着材層１１ａの層厚は、本実施例では１〜２ｍｍ程度とされたがこれに限定されるものではない。
【０２３２】
なお、本実施例３−２においても、実施例２と同様に、補強量は補強されるコンクリート覆工層２０１の断面積に対する、補強材である強化繊維を含む繊維シート１の断面積の比が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％となること、即ち、コンクリート覆工層２０１の厚さＴ２０１に対する、繊維シート１の厚さＴ１（設計厚）が０．０２〜５％、通常、０．１〜１％となるように調整される。
【０２３３】
（第７工程）
次に、図１５（ｇ−１）、（ｇ−２）に示すように、コンクリート覆工層内面２０２に、シート固定アンカー５０により固定された繊維シート１の表面側から、コテなどを使用して、実施例２で説明したと同様のセラミック混合型エポキシ樹脂モルタルとされる接着材１０を更に塗布する。斯かるセラミック混合型エポキシ樹脂モルタル１０の具体的な組成、性能については、実施例１、２にて詳しく説明されているので、実施例１、２の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【０２３４】
図１５（ｇ−１）に示すこの第７工程は、上記実施例２における図１１（ｇ）を参照して説明した第７工程における接着材１０の塗布工程と同様である。
【０２３５】
つまり、接着材１０は、通水型アンカー３０のシート取付部３１Ｂの、コンクリート覆工層内面２０２からトンネル内への突出量以下とされ、従って、シート取付部３１Ｂの開口部内には充填（塗布）されることはなく、従って、通水型アンカー３０のアンカーピン３１を貫通する中空部（貫通孔）３１Ｈが接着材１０で塞がれることはない。
【０２３６】
一方、シート固定アンカー５０に関しては、図１５（ｇ−２）に図示するように、接着材１０は、シート押え具５２の側面部を被覆する程度の高さまで塗布される。
【０２３７】
上記実施例２で説明したように、繊維シート１の上に形成された樹脂モルタルとされる接着材１０は、繊維シート１を被覆する接着材被覆層１０ｂ、つまり、磨り減り耐久層として機能する。
【０２３８】
つまり、本実施例にても、接着材被覆層１０ｂは、９ｍｍ程度とされたが、０．５〜１０ｍｍの厚さとされる。また、硬化した接着材１０にて形成される、所定の厚さ（Ｔ１００）とされる表面補強層１００が、既存の水路トンネルコンクリート覆工層２０１の上に形成される。本実施例では、補強層１００の総厚さ（Ｔ１００）は、１２．５ｍｍとされた。
【０２３９】
本実施例における、セラミック混合型エポキシ樹脂モルタルとされる接着材１０（接着材被覆層１０ｂ）の構成及びその作用効果は、上記実施例２の場合と同様であり、従って、実施例２の説明を援用し、ここでの再度の詳しい説明は省略する。
【０２４０】
本実施例の補強方法の特徴の一つは、上述のように、水路トンネルコンクリート覆工層２０１に形成したアンカー取付孔２０４に、通水型アンカー３０とは別個に設けたシート固定アンカー５０を利用して繊維シート１を固定する構成とされるので、最適の条件にて繊維シート１を水路トンネルコンクリート覆工層２０１に設置固定することができる。また、同時に、通水型アンカー３０もまた、繊維シート１の固定に拘ることなく、通水機能を要求され水路トンネルコンクリート覆工層２０１の個所に、最適の条件にて設置することができる。
【０２４１】
本実施例においては、上記補強方法により、例えばコンクリート水路トンネルのような水路用コンクリート構造物２００のコンクリート覆工層２０１の内面２０２に、強化繊維を含む繊維シート１を取り付けて補強層１００を形成した水路用コンクリート構造物２００の補強構造が形成される。つまり、補強層１００は、コンクリート覆工層内面２０２に形成した不陸修正材層２０６ａと、不陸修正材層２０６ａが形成されたコンクリート覆工層内面２０２に含浸樹脂接着材１１から成る接着材層１１ａを介して接着され、且つ、コンクリート覆工層２０１の内面２０２から外面２０３へと延在してコンクリート覆工層２０１を貫通して又は非貫通にて形成したアンカー取付孔２０４に設置された通水型アンカー３０と、シート固定アンカー５０にて固定された繊維シート１と、繊維シート１を被覆して形成された無機フィラーを含んだ樹脂モルタルである接着材１０からなる接着材被覆層１０ｂと、を有している。
【０２４２】
斯かる本実施例３−２に従った本発明に係る水路用コンクリート構造物の補強構造にて、上記実施例１と同様に、上記本発明の作用効果を達成することができる。
【０２４３】
なお、上記実施例３（実施例３−１、３−２）の説明においては、シート押え具を備えていない通水型アンカー３０を使用するものとしたが、シート押え具を備えた通水型アンカー３０を使用し、更に、繊維シート１の固定を補強するためにシート固定アンカー５０を追加して使用することもできる。更に、上記実施例３（実施例３−１、３−２）の説明においては、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０をアンカー取付孔２０４に固定した後に繊維シート１の接着を行っているが、繊維シート１の接着を行った後でアンカー取付孔２０４を穿設し、通水型アンカー３０及びシート固定アンカー５０をアンカー取付孔２０４に固定しても良い。このとき、繊維シートの接着時に予め繊維シートの線材２、繊維ｆを両側へと寄せて繊維シート１にアンカー取付孔２０４を穿設するための隙間を設けて置くのが好ましい。
【０２４４】
実施例３−３
上記実施例３−１、３−２に記載の補強方法においては、通水型アンカー３０は、図１３（ａ）に示すように、シート押え具３２を備えていない通水型アンカー３０を使用するものとして説明した。また、通水型アンカー３０は、図１３（ａ）に示すように、アンカー取付孔２０４に挿入して固定されるアンカーピン本体３１Ａと、アンカーピン本体３１Ａに一体に形成されたシート取付部３１Ｂとを有している構造とされている。
【０２４５】
しかしながら、本発明において、通水型アンカー３０は、上記構成に限定されるものではなく、例えば、図１６（ａ）に示すように、所定の直径（Ｄ３１）、内径（ｄ３１）、長さ（Ｌ３１）とされる円筒状の中空管（パイプ）３１とすることができる。中空管３１は、ポリアミド樹脂などの樹脂製とすることもでき、ＳＵＳなどの金属製とすることもできる。例えば、樹脂製パイプとした場合の通水型アンカー３０は、具体的寸法の一例を挙げれば、実施例３−１で使用した通水型アンカー３０の寸法と同様の寸法とすることができ、直径（Ｄ３１）が１２ｍｍ、内径（ｄ３１）が７．４ｍｍ、長さ（Ｌ３１）が６６ｍｍとすることができる。なお、パイプ状通水型アンカー３０は、取付孔２０４には、頭部シート取付部３１Ｂにおける、コンクリート覆工層２０１の内面２０２から長さ（Ｌ３１Ｂ）の領域を残して、残りの支持部３１Ａ領域を取付孔２０４に圧入、或いは、接着剤などで固着される。なお、パイプ状通水型アンカー３０は、脱落防止のために、図１６（ａ）に示すように、取付孔２０４に支持される領域に環状の或いは螺旋状の突起（リブ）３１ａを形成するのが好ましい。
【０２４６】
上記パイプ状通水型アンカー３０は、上記実施例３−１、３−２に用いた通水型アンカー３０の代わりに使用することができ、図１４、図１５に記載される実施例３−１、３−２に記載の諸工程が実施可能とされる。
【０２４７】
なお、上述したように、パイプ状通水型アンカー３０もまた、アンカーから水路トンネル２００内への通水を可能とするものであるが、逆方向への通水を阻止することができる逆流防止機能を備えていることが好ましい。
【０２４８】
また、上記実施例３−１、３−２に記載の補強方法においては、繊維シート１をコンクリート覆工層内面２０２に押圧して固定するシート固定手段としてのシート固定アンカー５０は、図１３（ｂ）に示す芯棒打ち込み式アンカーとしたが、上記構成に限定されるものではなく、例えば、図１６（ｂ）〜（ｄ）に示すアンカーピンとすることができる。つまり、シート固定アンカー５０は、図１６（ｂ）に示す、金属製のＬ字型の棒状部材（Ｌ字型アンカーピン）５０Ａとされ、例えば、実施例３−１では第５工程（図１４（ｅ−２））にて、また、実施例３−２では第６工程（図１５（ｆ−２）にて繊維シート１をコンクリート覆工層２０１の内面２０２に貼着した後に、軸部５０Ａｂを取付孔２０４に打ち込むことによって、Ｌ字型頭部５０Ａａにて繊維シート１を押圧して固定することができる。Ｌ字型アンカーピン５０Ａの一具体的寸法を挙げれば、軸径（ｄ５０Ａ）が９〜１６ｍｍとされ、軸部５０Ａｂ及びＬ字型頭部５０Ａａの長さが、それぞれ、Ｌ５０Ａｂ＝５０〜１００ｍｍ及びＬ５０Ａａ＝３５〜５０ｍｍとされる。
【０２４９】
更に、シート固定アンカー５０は、図１６（ｃ）に示すように、軸径ｄ５０Ｂ（＝９〜１６ｍｍ）、長さＬ５０Ｂ（＝１００〜１５０ｍｍ）の金属製の真直の棒状部材（ストレート型アンカーピン）５０Ｂとすることができ、上記Ｌ字型アンカーピン５０Ａと同様に使用し得る。ただ、ストレート型アンカーピン５０Ｂは、上記Ｌ字型アンカーピン５０Ａと異なり、軸部５０ａを取付孔２０４に打ち込んだ後、先端部をＬ字状に曲げることによって、繊維シート１をコンクリート覆工層２０１の内面２０２に押圧して固定する。
【０２５０】
なお、図１６（ｂ）、（ｃ）に示すアンカーピンには、脱落防止の観点から、図示するように、ピンの外周に螺旋状に、或いは、任意の凹凸形状の突起５０ａを形成するのが好ましい。
【０２５１】
更にまた、シート固定アンカー５０としては、当業者には周知の、図１６（ｄ）に示すような直径（Ｄ５０Ｃａ）が１０〜１５ｍｍの大径の頭部５０Ｃａと、長さ（Ｌ５０Ｃｂ）が５０〜１００ｍｍ）、軸径（ｄ５０Ｃ）が５〜１０ｍｍとされる、好ましくは、図示するように、螺子山５０ａが形成された軸部５０Ｃｂとを備えた大頭釘５０Ｃ、その他種々のねじ固定式アンカー５０Ｃなどを使用することによって、繊維シート１をコンクリート覆工層２０１の内面２０２に固定することができる。大頭釘５０Ｃは、ワッシャを別途介在させて押え面積を拡大することができる。
【０２５２】
本実施例３−３によっても、上記実施例３−１、３−２と同様の作用効果を奏し得ることは明らかである。
【０２５３】
実施例４
上記実施例で説明した本発明の補強対象となるコンクリート水路トンネルの構造によれば、側壁部２０１Ｂとインバート（底部）２０１Ｃとの接合部領域を構成する基部２０１Ｃａで最大曲げモーメントが発生することが分かった。一方、構造上、この基部２０１Ｃａにおいては補強シートの端部定着長が確保できないか、或いは、極めて困難な場合がある。
【０２５４】
本発明者らの研究実験の結果によれば、図１７（ａ）に図示するように、側壁部２０１Ｂとインバート（底部）２０１Ｃとの接合部領域を構成する基部２０１Ｃａに基部アンカー（即ち、アンカー筋）３００を埋め込んで固着することにより、最大曲げモーメントを生じる基部２０１Ｃａの曲げ剛性、曲げ耐力を増大させることが可能となり、トンネル覆工層２０１に対する繊維シート接着による補強効果がより有効に達成されることを見出した。
【０２５５】
アンカー筋３００は、通常の鋼又はステンレススチール製の異形鉄筋を使用することができるが、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製とすることもできる。アンカー筋３００のサイズは、補強されるトンネルの形状寸法によって、適宜選定されるが、例えば直径（ｄ３００）が１３〜１９ｍｍ、通常、１６ｍｍ程度の大きさのものが使用される。
【０２５６】
図１７（ｂ）をも参照して更に説明すると、本実施例によれば、コンクリート覆工層２０１の側壁部２０１Ｂから、側壁部２０１Ｂとインバート（底部）２０１Ｃとの接合部領域を構成する基部２０１Ｃａへと延在して、アンカー筋３００を取付るためのアンカー筋取付孔３０１を削孔する。
【０２５７】
つまり、アンカー筋取付孔３０１は、側壁部２０１Ｂとインバート（底部）２０１Ｃとの接合部ＣＲ位置より上方へと側壁部２０１Ｂの内壁面に沿ってＬ２０１Ｂだけ離隔した側壁部２０１Ｂの位置から、水平方向に対して角度θ、例えば、６０〜９０°、通常、６０°にて基部２０１Ｃａへと延在して削孔される。アンカー筋３００の長さＬ３００、即ち、アンカー筋削孔長Ｌ３０１は、基部２０１Ｃａへの削孔長△Ｌ２０１Ｃａが確保されるように形成することが重要である。例えば、アンカー筋３００として直径ｄ３００のアンカー筋を使用した場合は、削孔長△Ｌ２０１Ｃａは７×ｄ３００以上（△Ｌ２０１Ｃａ≧７×ｄ３００）となることが重要である。例えば、アンカー筋として直径（ｄ３００）が１６ｍｍ（Ｄ１６）、長さ（Ｌ３００）が５００ｍｍのアンカー筋を使用した場合には、削孔長Ｌ３０１は、５００ｍｍとされるが、基部２０１Ｃａへの削孔長△Ｌ２０１Ｃａは、７×１６ｍｍ＝１１２ｍｍ以上とされる。なお、アンカー筋取付孔３０１の径（Ｄ３０１）は、アンカー筋３００の径ｄ３００より大きく、例えば４〜１０ｍｍ程度大きくされ、本実施例ではアンカー筋取付孔３０１の径（Ｄ３０１）は２２ｍｍとされた。アンカー筋３００は、接着剤、例えば、セメント系アンカー固定材、樹脂モルタル、樹脂接着剤などにてアンカー筋取付孔３０１に固定される。
【０２５８】
アンカー筋３００は、トンネル２００のトンネル軸方向に沿っては、トンネル２００の寸法、形状においても異なるが、通常、１５０〜２０００ｍｍの間隔で設置することができる。
【０２５９】
その後、上記実施例１〜３にて説明したと同様の材料を使用し、同様の作業工程により、補強材としての繊維シート１がトンネル覆工層２０１の内壁面に固定される。
【０２６０】
本実施例４の水路トンネルの補強方法及び補強構造によれば、トンネル内面のシート補強によって側部基部に集中する変形を、基部アンカーによって効果的に拘束することができ、上記実施例１〜３と同等、或いは、それ以上の作用効果を達成することができる。
【０２６１】
実験例
本発明に係るコンクリート水路トンネルのような水路用コンクリート構造物の補強方法及び補強構造の作用効果を実証するために実験を行った。以下に各実験について説明する。
【０２６２】
実験例１（耐摩耗性試験）
本発明の補強方法にて接着材として上記各実施例にて使用したセラミック混合エポキシ樹脂モルタルの摩耗による長期耐久性を評価するため、国立大学法人島根大学が保有する水砂噴流摩耗試験機を使用して実験を行った。
【０２６３】
水砂噴流摩耗試験機
本実験に使用した水砂噴流摩耗試験機４００は、図1８（ａ）に示すように、６面体とされる回転ドラム４０１を備え、回転ドラム４０１の周面に６つの供試体４０２（４０２ａ〜４０２ｆ）が設置可能とされる。回転ドラム４０１上の各供試体４０２には、噴射口４０３から珪砂混入圧力水（圧力約２．０ＭＰａ、水量約８９Ｌ／ｍｉｎ）が噴射される。
【０２６４】
回転ドラム４０１には、上述のように、６つの供試体４０２ａ〜４０２ｆが設置可能とされるが、本実験では、本発明に従って構成した３つの実験供試体４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅを回転ドラム４０１の周面に一つ置きに設置した。各実験供試体４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅの間には、水砂噴流摩耗試験機の摩耗促進状況を確認するために、１つの島根大学作製の長期材齢ＪＩＳモルタル（供試体４０２ｂ）と、摩耗量の基準となる比較供試体である２つの標準供試体（供試体４０２ｄ、４０２ｆ）を設置した。標準供試体４０２ｄ、４０２ｆは、「セメントの物理試験方法（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１−１９９７）」に規定されている通り、配合は質量比でセメント：水：砂＝１：０．５：３とした。３つの実験供試体４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅ及び２つの標準供試体４０２ｄ、４０２ｆの材齢は２８日である。
【０２６５】
各供試体４０２ａ〜４０２ｆは、図1８（ｂ）、（ｃ）に示すように、縦×横×厚さ寸法が１９５ｍｍ×１４５ｍｍ×４０ｍｍの四隅が面取りされた概略４角形の形状とされる。
【０２６６】
実験供試体
本実験例では、接着材１０を使用し、実験供試体４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅを作製した。実験供試体４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅは、図1８（ｂ）、（ｃ）に示すように、縦×横×厚さ寸法が１９５ｍｍ×１４５ｍｍ×３０ｍｍの四隅が面取りされた概略４角形のモルタル製基台Ｍｏに、接着材１０としてのセラミック混合エポキシ樹脂モルタルを厚さが１０ｍｍとなるように塗布し、コテ仕上げで表面を均一に仕上げた。
【０２６７】
考察
試験結果を図１９（ａ）、（ｂ）に示す。今回実施した摩耗試験は、摩耗時間２０ｈで２０年相当の促進試験であり、比較として用いた標準供試体４０２ｄ、４０２ｆ（図１９にて「標準供試体１、２」）が２０ｈで平均４．８２ｍｍの摩耗深さであったのに対し、セラミック混合エポキシ樹脂モルタルである実験供試体４０２ａ、４０２ｃ、４０２ｅ（図１９にて「セラミック１、２、３」）は平均０．３４ｍｍであった。これは、標準供試体４０２ｄ、４０２ｆ（図１９にて「標準供試体１、２」）を１としたときの相対比率が７％であり、即ち、対比摩耗量を１０％以下とすることができ、現場での磨り減り損耗は著しく小さいものと考えられる。
【０２６８】
実験例２（継手試験）
本実験では、本発明の補強方法に使用する繊維シート１、接着材１０等の品質管理試験を目的として繊維シートの継手試験を行い、繊維シートの継手強度性能を評価した。繊維シートの継手試験は、ＪＳＣＥ−Ｅ  ５４２−２０１３  「連続繊維シートの継手試験方法（案）」に規定する連続繊維シートの継手試験方法に準拠して行った。
【０２６９】
実験供試体
実験供試体は、上記実施例１に記載の補強方法にて使用した繊維シート１及び接着材１０を使用して実験供試体５００を作製した。
【０２７０】
（繊維シート）
繊維シート１としては、図３〜図５を参照して説明した構成の繊維シート（ストランドシート）１Ａ（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製：商品名（ＦＳＳ-ＨＴ６００（高強度型））を使用した。目付量は、６００ｇ／ｍ２（繊維量０．２％）である。
【０２７１】
上記繊維シート１の諸物性は、次の通りである。
弾性係数：２４５ｋＮ／ｍｍ２
引張強度：３４００Ｎ／ｍｍ２
破断伸度：１．５％
設計厚：０．３３３ｍｍ
【０２７２】
上記繊維シート１の概略構成は、次の通りである。つまり、繊維シート１の繊維強化プラスチック線材２は、強化繊維（高強度炭素繊維）ｆとして、平均径７μｍ、収束本数１２０００本のＰＡＮ系炭素繊維ストランドを用い、マトリクス樹脂Ｒとして熱硬化型のエポキシ樹脂を含浸し、硬化して作製した。繊維体積含有率（Ｖｆ)は、６０％であり、硬化後の繊維強化プラスチック線材２は、直径（ｄ）１．１ｍｍの円形断面を有するものである。
【０２７３】
このようにして得た繊維強化プラスチック線材２を、一方向に引き揃えてスダレ状に配置した後、ポリエステル繊維を横糸３として平織りによりシート状に保持した。横糸３の間隔（Ｐ）は５０ｍｍであった。また、各線材２、２間の間隙（ｇ）は、０．１〜０．３ｍｍとされる。
【０２７４】
実験供試体５００は、ＪＳＣＥ−Ｅ  ５４２−２０１３に準拠して作製し、実験供試体５００の寸法、形状を、図２０（ａ）〜（ｃ）に示す。
【０２７５】
考察
このようにして作製した実験供試体５００を５個（試験片１〜５）を用意して、引張試験機「インストロン５９００Ｒ５５８２型万能試験機」にて引張試験を行った。試験温度は、２３±２℃、試験速度は４．０ｍｍ／ｍｉｎであった。
【０２７６】
試験結果を図２１（ａ）にグラフで表示し、図２１（ｂ）に実測値を示す。本実験結果より、本発明にて接着材として使用したセラミック混合エポキシ樹脂モルタルを使用した繊維シートの継手試験強度は、使用した炭素繊維の引張強度である３４００Ｎ／ｍｍ２以上であることが分かった。
【０２７７】
実験例３（トンネル供試体載荷試験）
実験供試体
本実験では、供試体２００Ｔとして２Ｒ標準馬蹄形実物大トンネル覆工模型を用いて載荷試験を行った。図２２（ａ）、（ｂ）にトンネル覆工模型の形状寸法を示すが、トンネル形状は、上方の内壁面（アーチ部）２０１Ａが半径９００ｍｍの半円状の湾曲形状とされ、下方の内壁面（側壁部）２０１Ｂは、馬蹄形状へと変形する形状とされた。覆工層２０１の厚さは２５０ｍｍ、トンネル軸方向長さ３００ｍｍ、また、コンクリートの圧縮強度は３．７１ＭＰａ、弾性係数は２３．６ＧＰａであった。
【０２７８】
上記のトンネル供試体２００Ｔに対して、図２３に示すように、４台の油圧ジャッキＪＫ１〜ＪＫ４を使用して４方向から均等に載荷した。２台のジャッキは、供試体２００Ｔに対して水平方向に対向して配置され、即ち、南ジャッキＪＫ１、北ジャッキＪＫ２とされ、他の２台は、供試体２００Ｔに対して斜め上方に配置された南東ジャッキＪＫ３、北東ジャッキＪＫ４とされた。４つの油圧ジャッキにて１０ｋＮずつ荷重を増やしながら、ひび割れの発生や進展の状況を観察し、更に、最大の荷重である破壊荷重を測定した。
【０２７９】
尚、トンネル供試体載荷試験においては、載荷時にトンネル覆工層側壁２０１Ｂとインバート（水路トンネルの底壁部）２０１Ｃとの接続部（基部）２０１Ｃａにおいて外側よりトンネル覆工層にひび割れが発生するのが分かった。そこで、実施例４で説明したと同様にして、図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、基部アンカー３００としてＤ１６鉄筋（ＳＤ３４５、長さ５００ｍｍ）をセメント系アンカー固定材で基部２０１Ｃａの左右２箇所に設置し、基部アンカー３００の補強の有無についても評価した。基部アンカー３００の弾性係数２００ＧＰａ、引張・幸福強度３４５ＭＰａであった。
【０２８０】
本試験においては、本発明に従った補強方法による補強の有無、補強材の量、初期損傷の有無、インバート補強の有無などをパラメータとし、測定項目は、変位、ジャッキ荷重、補強材の発生ひずみなどを計測した。測定結果を表１に示す。
【０２８１】
考察
試験体ケース１と試験体ケース２を比較すると、本発明に従ってトンネル供試体２００Ｔに対しコンクリート補強層にて補強した場合（試験体ケース１）には、補強後の最大荷重が２１７ｋＮであったの対して、補強を行わなかった場合（試験体ケース２）はひび割れ最大荷重が９０ｋＮとされ、本発明による補強効果が立証された。
【０２８２】
また、試験体ケース３と試験体ケース６を比較すると、トンネル供試体２００Ｔに対し基部アンカー３００を使用してインバート補強した場合（試験体ケース６）には、補強後の最大荷重が２２０ｋＮであったの対して、補強を行わなかった場合（試験体ケース３）は補強後の最大荷重が２００ｋＮとされ、基部アンカーの効果により補強後の最大荷重が増加したことが分かる。
【０２８３】
なお、繊維シートである補強材を２枚重ねとして繊維量を０．４％とした試験体ケース４と試験体ケース５を比較すると、トンネル供試体２００Ｔに対し基部アンカー３００を使用してインバート補強した場合（試験体ケース５）と、インバート補強を行わなかった場合（試験体ケース４）との補強後の最大荷重は２４０ｋＮとされ、同じであったが、基部アンカー３００の効果により、基部アンカー３００を使用してインバート補強した場合（試験体ケース５）は、頂部せん断破壊であったのに対して、インバート補強を行わなかった場合（試験体ケース４）は剥離破壊となり、破壊形態に変化があった。つまり、基部アンカー３００を設けることにより、トンネル２００の変形抑制効果が得られ、補強層１００による補強効果を増大させることが分かる。
【０２８４】
【表１】
0006980939.tif 000002
【符号の説明】
【０２８５】
１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）        繊維シート（補強材）
ｆ                            強化繊維
Ｒ                            含浸樹脂
２              繊維強化プラスチック線材
３              線材固定材（横糸、メッシュ支持体シート、可撓性帯材）
１０            接着材
１０ａ          接着材層
１０ｂ          接着材被覆層
１１            含浸樹脂接着材
１１ａ          含浸樹脂接着材層
２１、２２      格子筋
３０            通水型アンカー
３１            アンカーピン
３１Ａ          アンカーピン本体
３１Ｂ          シート押え具取付部；シート取付部
３１Ｂａ        頭部シート押え具取付部；頭部シート取付部
３１Ｂｃ        アンカーピン鍔部
３１Ｈ          アンカーピン通水孔
３２            シート押え具
３２Ａ          軸部
３２Ｂ          鍔部
５０            シート固定アンカー(シート固定手段）
５１            アンカーボルト本体
５１Ａ          アンカーボルト本体支持部
５１Ｂ          シート押え具取付部
５１Ｂａ        頭部シート押え具取付部
５２            鍔付きナット（シート押え具）
１００          補強層
２００          コンクリート水路トンネル（水路用コンクリート構造物）
２０１          コンクリート水路トンネル覆工（コンクリート覆工層）
２０２          覆工層内面（被補強面）
２０４          アンカー取付孔
２０５          プライマー
２０６          不陸修正材
２０６ａ        不陸修正材層
３００          アンカー筋（基部アンカー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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