実トンネルにおける損傷状態を模擬した打音検査技術向上のための教育用供試体の製作
東京地下鉄(株) 正会員 宮田 信裕 正会員○菅原 孝男 新川 洋行 (株)鴻池組 中村 亮介 １．はじめに
近年、コンクリート構造物の施工不良や経年劣化が原因となる剥離・剥落などの不具合が構造物の維持管 理上で問題視されている。これらの問題の防止にあたっては、建設時における品質管理が重要であることは 言うまでもないが、供用開始後の維持管理面においては不具合箇所を早期に発見し、事故を未然に防止する ということは非常に重要なことである。東京メトロでは、剥離検知をアクティブ赤外線法による機械化を実 施しているが、日常の点検においては、コンクリート構造物の剥離の有無を診断する方法として、点検ハン マーでたたく「打音検査」も併用している。この検査方法は、
簡易性と実用性から評価されているが、人間の聴覚とハンマ ーに跳ね返ってくる感覚により判断しているため、その判定 は検査する人の熟練度に左右されるなど、個人差の発生が課 題とされている。そこで、検査員が実トンネルの損傷状態を 模擬した供試体において、実トンネルと同様の聞き取り訓練 をすることにより、判定レベルの違いを極力少なくすること を目的として、東京メトロ有楽町線飯田橋駅・市ヶ谷駅間留 置線部に教育用供試体を設置（写真−1）することとした。以 下、教育用供試体の製作過程を報告するものである。
打音検査教育用供試体設置状況(写真−１) ２．事前検証用供試体の概要
不健全を模擬した教育用供試体の製作に先立ち、実ト ンネルにおける剥離状態の把握と、「空洞厚」「空洞被り 厚」「空洞間の離隔」の各パラメーターを検証する目的で 事前検証用供試体を製作し、打音測定を行った。事前検 証用供試体の構造は、幅1.0m×高さ1.1m×奥行き0.5m の無筋コンクリートに、空洞厚を 150mm 角の発泡スチ ロール10mm､紙1mmの２種類、被り厚30mmを基本に 60mm、90mm、120mmの４種類、空洞間の離隔を250mm、
100mm の２種類について、定量的評価（図−２)と実トンネル
打音調査を行い比較検討することとした。
1140 500
空洞 空洞 空洞 平面図 空洞
正面図
事前検証用供試体製作図(図−１)
①定量的評価方法
定量的評価の方法は、検査ハンマーによる打撃を数回行い、各 打撃時の発生音及び振動を騒音計及び振動センサーでサンプリン グし、その時系列波形及び周波数特性（数回打撃による平均）を 比較することで行った。
キーワード：検査・診断技術、打音検査、音響測定、教育用供試体
空 洞 打 撃
5cm
コンクリート構造物
定量的評価イメージ(図−２)
マイクロホン
振動ピックアップ 検査ハンマー
〒110‐8614 東京都台東区東上野３−１９−６東京地下鉄(株)・TEL03-3837-7094・FAX03-3837-7171 土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）
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②実トンネルにおける定量的評価
実トンネルにおける剥離音を模擬供試体で製作するため、①の定量的評価方法と同様に東京メトロ日比谷 線のトンネル内で剥離音の収録を行い、事前検証用供試体とデータを比較することとした。なお、測定箇所 については、赤外線検査画像及び打音調査で実トンネルの位置を決定し、さらに、剥離深さをコアー抜きに より確認した。
３．事前検証結果
「空洞厚」及び「空洞間の離隔」については、卓越周波数成分が４ｋHz 付近に現れており、パラメータ ーの違いによる影響は現れなかった。「空洞被り厚」については、厚さ30ｍｍ以外の60mm、90mm、120mm では、剥離部の振動に起因した振動音は顕著に現れて
おらず、この程度の被り厚になると点検ハンマーによ る打撃では剥離性状の判断が難しいことがわかった。
実トンネル打音調査では７００Hz 付近(表−1)に卓越 周波数成分が現れており、１ｋHz 前後の卓越周波数 成分を有する音を再現するような供試体の加工が重要 なポイントであることが判明した。そこで、空洞模擬 部分にクラックを模擬したカット目地を１辺、２辺、
３辺と段階的に増やし、打撃時発生音の卓越周波数成 分を測定した結果、カット目地を入れることが現場で の剥離状態に対する音色の調整に有効であることが確 認された。
≒700Hz
実トンネルでの音響分析データ(表―１)
４．教育用供試体の製作
事前検証用供試体による打音測定結果及び実トンネル内における打音測定結果などを参考に、以下の４種 類の供試体(写真−２)を製作した。
ジャンカ(豆板)モデル
①鉄鋼框構造モデル（東京メトロ銀座線トンネル構造物を想定）として、鉄骨のフランジ下面におけるコン クリートの剥離を模擬した供試体で、鉄骨表面との剥離材として紙を入れ、クラック模擬用の目地としては
「目地なし」「１辺入れたタイプ」「２辺入れたタイプ」の３タイプを製作した。②補修跡モデルとして、断 面修復工法により補修を行った箇所における剥離状態を模擬した供試体で、母材と修復材（モルタル）との 剥離材として紙を入れ、修復厚さを30mm、50mm、70mmの３タイプと、クラック模擬用の目地として「目 地なし」「２辺入れたタイプ」の２タイプを製作した。③豆板(ジャンカ)モデルとして、内部にジャンカが存 在する構造体を模擬した供試体で、ジャンカが構造体表面に現
れたタイプと表面からの被り深さ50mmの２タイプを製作し た。④空隙モデルとして覆工コンクリート内に剥離がある状態 を模擬した供試体で、空洞の模擬用として紙を入れ、空洞部が 表面からの被り深さ30mm、50mmの２タイプと、クラック模 擬用の目地として「目地なし」「１辺入れたタイプ」「２辺入れ
たタイプ」「３辺入れたタイプ」の４タイプを製作した。
補修跡モデル はく離モデル 鉄鋼框モデル
５．まとめ 供試体(写真−2)
コンクリート構造物の健全度や欠陥の判定を打音検査で実施する場合における評価技術を向上する ための教育用供試体の製作過程を報告した。本供試体は、今後熟練社員の減少等に伴い技術の伝承が希 薄となることを勘案し、健全度評価技術を習得するうえで貴重な教育材料になり得ると考えている。
今後、打音検査に従事する社員等に対して教育訓練を行い、検査員としての素養の充実を図り、適切な構 造物の維持管理に努めて行きたい。
土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）
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