第30回

夏季研修会論文集

2009/08/29

砂防堰提の補修事例
コンクリート打継ぎ目漏水部の補修工法
土木設計室
田中 宏治
まえがき
昨年アルカリ骨材反応を主因として劣化した砂防堰提の補修設計業務を手がける機会を得た。
対象の砂防堰提は、多数のひび割れ発生とコンクリート打継ぎ目からの漏水が見られたことから、耐久性の向上を目的として補修設計を行い本年３月に補修工事が完了したところである。
本稿では、堰提のようにコンクリート厚が厚い躯体の漏水補修に非常に有効な工法を採用したことから、その概要を紹介する。

１．堰提規模概要
形 式

重力式

提長

≒ 80m

ダム高≒ 11m

竣工年月

昭和 48 年 3 月（補修設計時点で竣工後 35 年経過）

２．劣化状況
以下に劣化状況の総括を示す。
①ひび割れの発達
・水通しの底から約 3m 下のゾーンから上方部全般にわたり、網目状のひび割れが発生。
・全体的には水平方向のひび割れが発達。
・ひび割れの多くは白色ゲルの滲出を伴っている。
②漏水・漏水は提体のコンクリート打継ぎ目からのもので、漏水打継ぎ目の延長は約 90m。
・漏水打継ぎ目はひび割れの発達しているゾーンとおおむね一致。
・漏水箇所の躯体厚は約 2.6〜3.8m。
・漏水打継ぎ目の表面開口幅は 3〜5mm。

３．損傷原因の特定と考察①ひび割れ原因
コンクリート室内試験結果よりアルカリ骨材反応に起因するものと断定された。
また、アルカリ骨材反応は終了期に入っているものと判定された。

②漏水原因
現地の状況から堤体コンクリートは索道等を使用してバケット打設されたものと考えられ、打重ねられたコンクリートが一体化しないコールドジョイントが発生し易い状況下にあったものと想定される。
コールドジョイントはぜい弱であり水密性を低下させるため、雨水等の水分供給によりアルカリ骨材反応が促進され、打継ぎ目が開口し漏水するようになったものと考えられる。
③考察
アルカリ骨材反応は終了期に入っていることから、今後アルカリ骨材反応によりひび割れが進行する可能性はゼロもしくはあってもわずかであると言えるが、発達したひび割れと漏水打継ぎ目を現状のまま放置した場合、以下の事が考察される。
耐久性に着目した考察
躯体は雨水や堰提背面に流入する谷水による水分供給を受け、水との接触面からコンクリート中の可溶成分が溶解・溶出し、コンクリートの組織が空疎化して強度低下を招く成分溶出の劣化が進行すると考えられる。
構造体に着目した考察
躯体は漏水している打継ぎ目では、躯体の鉛直方向での一体性が低下していると言える。一体性が有る場合と無い場合では、地震力の作用位置が異なることから安定計算においては一体性が無い場合が不利となる可能性もある。

４．補修の基本方針
損傷原因の考察より、以下の対策を行うものとした。
①ひび割れ注入による水分供給の遮断
ひび割れ及び漏水打継ぎ目への水分供給を遮断することで成分溶出による劣化進行に歯止めをかけ、耐久性の向上を図る。
アルカリ骨材反応（ＡＳＲ）は反応性骨材がコンクリート中の高アルカリ性の水溶液と反応してコンクリートに異常な膨張を引き起こしてひび割れを発生させる現象で、以下の３条件がすべてそろった場合に進行する。
・反応性骨材の存在・限界値以上のアルカリの存在
・十分な水分の供給
従って、ＡＳＲが進行中の構造物においては、ひび割れ部の補修後に表面からの水分供給を遮断する目的で保護塗装の施工が行われるが、当堰提においては膨張が終了期に入っていることから、躯体表面からの水分供給がなされてもＡＳＲの進行はないものと判断し、保護塗装の施工は行わないものとした。

②漏水打継ぎ目への注入材の注入による一体化
一体性が低下している打継ぎ目に注入材を充填することで一体化を再生し、構造体としての機能回復を図る。

５．漏水打継ぎ目における注入処理上の問題点
当堰提における漏水打継ぎ目への注入処理上の問題点を以下に示す。
①漏水打継ぎ目の躯体厚は約 2.6m〜3.8m もあり、通常のひび割れ注入工法では注入が不可能である。
・通常のひび割れ注入工法では低圧にて時間をかけて注入されるが、注入出来る奥行
きはせいぜい 1m 程度までと言われている。
従って、両側から注入処理しても躯体芯部まで完全に注入することは出来ない。
・通常のひび割れ注入材を高圧注入すると材料分離を起こすため、高圧注入出来ない。
②躯体厚が厚いため芯部までドライ状態にすることは困難である。
・有機質系（エポキシ樹脂等）の注入材料は、水分が存在すると硬化不良を起こすた
め使用出来ないが、無機質系（超微粒子セメント）の注入材は湿潤箇所にも注入出来る。
③土石が堆積した堰提においては、漏水打継ぎ目から土粒子分が入り込んでいるため、注入材料の付着力を阻害することから洗浄する必要がある。
この点からも、有機質系の注入材料は採用出来ないと言える。

６．漏水打継ぎ目注入補修における採用工法
前述した漏水打継ぎ目の注入処理上の問題点をクリア出来る以下の工法を採用した。
工 法 名 ： スーパーロック工法（NETIS：NO.KK980032）
工法用途 ： コンクリート構造物（堰提・橋台・擁壁・トンネル・地下水槽等）からの漏水止水を目的として開発された工法である。
注入材料 ： ファインセラミックスを主材とした超微粒子材で以下の特徴を有する。
・浸透性に優れている。
超微粒子セメント注入材の平均粒径が 4.0μm であるのに対して、この注入材の平均粒径は 3.1μm で、より細部まで浸透可能と言える。
・配合調整により粘性、硬化速度を変える事が出来る。
通常の無機質系の注入材は製品によって配合が決められているため、粘性度や硬化時間の調整は出来ないが、この注入材は現場条件に合った粘性度と硬化時間の調整が可能である。

７．注入手順
当堰提のような漏水打継ぎ目における注入作業は、以下の４段階の工程にて構成される。
Step1.

水注入
漏水打継ぎ目、ひび割れ内部洗浄及び吸水防止対策のため実施

Step2.

先行注入
注入材計量重量を3倍の水で撹拌したスラリーを注入

Step3.

二次注入
注入材計量重量を1.5倍の水で撹拌したスラリーを注入

Step4.

本注入
注入材計量重量を70％の水で撹拌したスラリーを注入

このように、注入材の粘性を徐々に高める作業工程を経ることによって超微粒子材を隅々まで行き渡らせることが可能となる。
なお、養生期間としては注入完了後約 10 日間をとればよい。
以下に、注入要領図を示す。

断 面 図
注入プラグ
注入孔 φ14.5mm(ﾀﾞｲｱﾓﾝﾄﾞｺｱﾄﾞﾘﾙ削孔)

漏水打継ぎ目注入ホース

打継ぎ目は急結セメント材にてシールする

８．スーパーロック工法の有効性
堰提の漏水補修に採用された代表事例として、宮城県の大滝川砂防堰提があげられる。
この堰提は平成 17 年に発生した宮城県北部地震により提体の打継ぎ目にクラックが発生して漏水を来したが、この工法を採用することで完全に止水することに成功した。
この工事は、コスト面と復旧工期短縮及び止水の有効性を評価され、平成 16 年度災害復旧技術奨励賞を受賞（（社）全国防災協会主催）している。

あとがき
今回の施工事例では躯体厚が約 2.6m〜3.8m であったが、この工法ではさらに躯体厚が厚くても施工可能である。また、背面の土石が堆積したままでも施工が可能である事が特筆すべき特徴である。
砂防堰提は貯水が目的ではないが、ひび割れやコールドジョイントに起因した漏水打継ぎ目等の弱点があると劣化進行が助長される。県内の堰提においてこの様な劣化が見られる場合はこの工法は極めて有効な補修工法と言えることから、今回の実績を踏まえ積極的に提案を行って行きたい。