(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の方法よりも格段に効率のよい、鉄筋コンクリート塊の切断方法等を提供する。【解決手段】ドリルツール１２は、カッター部１８が設けられたドリルチューブ１４と、ドリルチューブ１４に長手方向の振動を発生させる振動発生器を有し、ドリルチューブ１４を振動させる装置２２と、ドリルチューブ１４の遠心端において掘削流体を注入する装置３６と、ドリルチューブ１４をその長手方向に移動させる装置３０とを有する。鉄筋コンクリート塊Ｍは、ドリルチューブ１４を振動させつつ、同時にドリルチューブ１４の遠心端において掘削流体を鉄筋コンクリート塊Ｍに注入することで、ドリルツール１２によって少なくとも一つの掘削穴Ｐを開けて、切断される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート塊（Ｍ）を切断する切断方法であって、
長手方向（Ａ）を有し、遠心端（１６）にカッター部（１８）が設けられたドリルチューブ（１４）と、前記ドリルチューブに前記長手方向の振動を発生させる振動発生器を有し、前記ドリルチューブを振動させる装置（２２）と、前記ドリルチューブを前記長手方向に移動させる装置（３０）と、前記ドリルチューブの前記遠心端において前記鉄筋コンクリート塊に掘削流体（Ｆ）を注入する装置（３６）と、を有するドリルツール（１２）を設けるステップと、
前記振動発生器によって前記ドリルチューブを振動させつつ、同時に前記ドリルチューブの前記遠心端において前記掘削流体を前記鉄筋コンクリート塊に注入することで、前記ドリルツールによって少なくとも一つの掘削穴（Ｐ）を開けて、前記鉄筋コンクリート塊を切断するステップと、
を備えた、切断方法。
【請求項２】
一続きの互いに重複する複数の掘削穴（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を、前記ドリルチューブを振動させつつ前記ドリルツールによって前記鉄筋コンクリート塊に開けることで、前記鉄筋コンクリート塊に連続的な切断線（Ｄ）を形成する、請求項１に記載の切断方法。
【請求項３】
前記複数の掘削穴の一つが歪んでいる場合、当該歪んだ掘削穴よりも長い直径を有する追加掘削穴（ＰＸ）を、当該歪んだ掘削穴に隣接する掘削穴に重複するように、当該歪んだ掘削穴に開けることで、当該歪んだ掘削穴を再掘削する、再掘削ステップを実行する、請求項２に記載の切断方法。
【請求項４】
少なくとも二つの互いに離隔した一次掘削穴（Ｐ１、Ｐ２）を、前記ドリルチューブを振動させつつ前記ドリルツールによって前記鉄筋コンクリート塊に開けるステップと、
前記一次掘削穴の間のコンクリート部分（Ｔ）を切除することで、前記鉄筋コンクリート塊に連続的な切断線（Ｄ）を形成するステップと、
をさらに備えた、請求項１に記載の切断方法。
【請求項５】
前記一次掘削穴（Ｐ１、Ｐ２）の間のコンクリート部分（Ｔ）を切除するために、少なくとも一つの二次掘削穴（Ｐ３）を、既に開けられた前記一次掘削穴（Ｐ１、Ｐ２）の間で且つ前記一次掘削穴の両方に重複するように、前記ドリルチューブを振動させつつ前記ドリルツールによって前記鉄筋コンクリート塊に開け、前記一次掘削穴（Ｐ１、Ｐ２）と前記一次掘削穴に重複する二次掘削穴（Ｐ３）との連なりによって、前記鉄筋コンクリート塊に連続的な切断線（Ｄ）を形成する、請求項４に記載の切断方法。
【請求項６】
前記二次掘削穴（Ｐ３）の直径が前記一次掘削穴（Ｐ１、Ｐ２）の直径より長い、請求項５に記載の切断方法。
【請求項７】
前記一次掘削穴の一つ（Ｐ２）が歪んでいる場合、前記二次掘削穴（Ｐ３）の掘削後、当該歪んだ一次掘削穴の直径よりも長い直径を有する追加掘削穴（ＰＸ）を、前記二次掘削穴に重複するように、当該歪んだ一次掘削穴に開けることで、当該歪んだ一次掘削穴（Ｐ２）を再掘削する、再掘削ステップを実行する、請求項５又は６に記載の切断方法。
【請求項８】
一続きの複数の前記一次掘削穴（ＰＰ）の掘削後、一続きの前記二次掘削穴（ＰＳ）を、それぞれ、二つの前記一次掘削穴の間で且つ前記二つの一次掘削穴の両方と重複するように掘削する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の切断方法。
【請求項９】
前記複数の二次掘削穴（ＰＳ）の直径が前記複数の一次掘削穴（ＰＰ）の直径よりも長い、請求項８に記載の切断方法。
【請求項１０】
前記掘削穴（Ｐ）の少なくとも一つがコアリングによって掘削される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の切断方法。
【請求項１１】
前記掘削流体（Ｆ）が泡、水又は空気である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の切断方法。
【請求項１２】
前記掘削穴の掘削中に、切削ズリと前記掘削流体との混合物からなる廃物（Ｆ’）を取り出し、当該取り出した廃物を処理して前記掘削流体（Ｆ）として用いる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の切断方法。
【請求項１３】
前記ドリルツール（１２）が、前記ドリルチューブを回転させる装置をさらに有し、
前記掘削穴の掘削中に、前記ドリルチューブを回転させる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の切断方法。
【請求項１４】
前記掘削穴の掘削中に、前記ドリルチューブ（１４）にかかるトルク（Ｃ）を測定し、測定したトルクによって、掘削方向の歪みが生じている場合はその歪みを検知する、請求項１３に記載の切断方法。
【請求項１５】
前記鉄筋コンクリート塊に第１の掘削穴を掘削中に、掘削パラメータを測定し、前記第１の掘削穴の掘削中に測定したパラメータに基づいて前記ドリルツールの設定を行った後、前記鉄筋コンクリート塊に第２の掘削穴を掘削する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の切断方法。
【請求項１６】
少なくとも一つの鉄筋コンクリート塊を有する格納建屋を解体する解体方法であって、
前記鉄筋コンクリート塊を請求項１〜１５のいずれか１項に記載の切断方法によって切断する、解体方法。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の切断方法によって鉄筋コンクリート塊（Ｍ）を切断するための、ドリルツール（１２）を備えた切断装置であって、
前記ドリルツール（１２）は、
長手方向（Ａ）を有し、遠心端（１６）にカッター部（１８）が設けられたドリルチューブ（１４）と、
前記ドリルチューブに前記長手方向の振動を発生させる振動発生器を有し、前記ドリルチューブを振動させる装置（２２）と、
前記ドリルチューブを前記長手方向（Ａ）に移動させる装置（３０）と、
前記ドリルチューブの前記遠心端において前記鉄筋コンクリート塊に掘削流体を注入する装置（３６）と、を備え、
前記振動発生器によって前記ドリルチューブを振動させつつ、同時に前記ドリルチューブの前記遠心端において前記掘削流体を前記鉄筋コンクリート塊に注入することで、前記ドリルツールによって少なくとも一つの掘削穴（Ｐ）を開けて、前記鉄筋コンクリート塊を切断する、切断装置。
【請求項１８】
前記掘削流体（Ｆ）が泡、水又は空気である、請求項１７に記載の切断装置。
【請求項１９】
前記掘削穴の掘削中に生成される廃物（Ｆ’）を収集する収集装置をさらに備えた、請求項１７又は１８に記載の切断装置。
【請求項２０】
前記収集装置は、
前記ドリルチューブを取り囲むように前記鉄筋コンクリート塊に固定された、廃物収集装置（４０）と、
前記廃物収集装置と前記ドリルチューブの前記遠心端から前記鉄筋コンクリート塊に前記掘削流体を注入する装置（３６）とに接続された、廃物（Ｆ’）を処理する処理装置（４６）と、
を有する、請求項１９に記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物解体の分野に関し、特に原子力発電所の格納建屋の解体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、原子力発電所の格納建屋は、非常に厚い鉄筋コンクリート塊からなる。鉄筋コンクリート塊によっては、ドリルで穴を開けるコンクリートの厚さが０．５メートル（ｍ）から３０ｍに及ぶものもある。
【０００３】
「鉄筋コンクリート塊」という用語は、ここでは、金属凝集コンクリート（metallic aggregate concrete）、バライトコンクリート、さらには（indeed）プレストレスト・コンクリート等、任意の種類の鉄筋コンクリートによって作られた構造物を指す。
【０００４】
鉄筋コンクリートの特徴は、プレストレストケーブル、棒鋼、その他金属補強材等、通常金属製の様々な補強材を内蔵していることである。鉄筋コンクリートはこれにより高密度である。また、高い強度を有し、破断応力は４０メガパスカル（ＭＰａ）台以上である。
【０００５】
非常に厚いだけでなく強度も高い鉄筋コンクリート塊を切断する必要があるため、施設内の格納建屋の解体を含む原子力施設の解体作業は、一般的に時間を要し且つ複雑である。
【０００６】
特許文献１に示されているように、既存技術において、ダイヤモンド・コアリングを用いることが知られている。この方法では、オープンカッター部に取り付けられた遠心端を有するドリルチューブを回転させて、鉄筋コンクリート塊からコアを取り出す。コアを抜き取った後は、複数の穿孔間にある鉄筋コンクリート塊の部分を、例えばダイヤモンドワイヤソーイングによって細かく切断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９９０６７２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような方法には、いくつかの欠点がある。効率の悪さと性能面での制限は、特に大きな欠点である。これに加え、カッター部の潤滑と冷却に、多量の水が必要となる。さらなる欠点として、カッター部の歯が穿孔内で欠けた場合、掘削作業を続行することが、不可能ではないにしろ非常に困難になることが挙げられる。これは、カッター部の歯が硬くて穴を開けることや破壊することができないからである。
【０００９】
本発明の目的は、従来の方法よりも格段に効率のよい、鉄筋コンクリート塊の切断方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、鉄筋コンクリート塊を切断する切断方法であって、長手方向を有し、遠心端にカッター部が設けられたドリルチューブと、前記ドリルチューブに前記長手方向の振動を発生させる振動発生器を有し、前記ドリルチューブを振動させる装置と、前記ドリルチューブを前記長手方向に移動させる装置と、前記ドリルチューブの前記遠心端において前記鉄筋コンクリート塊に掘削流体を注入する装置と、を有するドリルツールを設けるステップと、前記振動発生器によって前記ドリルチューブを振動させつつ、同時に前記ドリルチューブの前記遠心端において前記掘削流体を前記鉄筋コンクリート塊に注入することで、前記ドリルツールによって少なくとも一つの掘削穴を開けて、前記鉄筋コンクリート塊を切断するステップと、を備えた切断方法を提供する。
【００１１】
ドリルチューブを振動させてドリル部を振動させることで、カッター部の鉄筋コンクリート塊への進入が著しく容易になり、これによって原子力発電所の格納建屋の解体を行うために鉄筋コンクリート塊を切断するのに要する時間が短縮される。
【００１２】
上記のように、「鉄筋コンクリート」は、金属凝集コンクリート、バライトコンクリート、プレストレスト・コンクリート等、いかなる種類の鉄筋コンクリートもその範囲に含み、より一般的に言えば、金属補強材を有する鉄筋コンクリート全種を含む。
【００１３】
「遠心端」は、ドリルチューブを振動させる装置から遠い側の、ドリルチューブの端部を指す。「近位端」は、遠心端と反対側のドリルチューブの端部を指す。
【００１４】
よって、ドリルチューブを振動させる装置は、ドリルチューブに長手方向の振動を発生させるように構成されている。言い換えると、ドリルチューブの長手方向に沿って振動が生成される。
【００１５】
好適には、振動発生器は、ドリルチューブを振動させる装置からカッター部に、ドリルチューブの長手方向に沿って圧縮波を伝播させるように構成される。
【００１６】
カッター部を振動させることで、鉄筋コンクリートの、すなわちコンクリートそのものやその補強材を掘削するに必要なエネルギーがもたらされる。よって、長手方向の圧縮波による軸方向の打撃によって、カッター部が鉄筋コンクリート塊を貫くことになる。
【００１７】
さらに、本発明の切断方法は穿孔内でカッター部の歯が欠けた際にも継続されるため、カッター部は欠けた歯にも接触して欠けた歯を振動させ、鉄筋コンクリート塊の掘削はある程度のレベルで継続される。掘削がコアリングによって行われる場合、欠けた歯もドリルチューブ内に排出される。これは、その振動によってコアが破壊されるためである。
【００１８】
従来の方法では、コアはドリルチューブ内でそのままになっており、カッター部の欠けた歯も回転するカッター部の前でブロック状態のままとなっているため、残りの歯が欠けた歯に擦り付けられる。これにより、カッター部の残りの歯が早期に摩耗してしまう。
【００１９】
本発明の利点の一つは、この問題を回避できることである。本発明によって、カッター部が破損、特にカッター部の歯の一部又は全部が失われても、掘削を続けることが可能となる。
【００２０】
よって、本発明の利点の一つは、前記方法における、カッター部が穿孔内で損傷する又は失われた際のロバスト性である。
【００２１】
振動するチューブを用いた掘削のもう一つの利点は、ドリルチューブの接線方向の歪みを制限できることである。これは、従来の回転型ダイヤモンドドリルピットを用いた掘削の際に、カッター部の高速回転によって起こる問題である。従来の方法とは異なって、本発明の方法では、特に、掘削が確実に直線上で行われる。
【００２２】
カッター部の冷却用に掘削流体が使われる。一例として、掘削流体はドリルチューブにその近位端から注入され、カッター部が開放型である場合ドリルチューブの遠心端に達する。
【００２３】
好適には、掘削流体は泡からなる。泡を使うことで、ドリルチューブの冷却ができる、カッター部の潤滑ができる、さらに掘削の際に発生するズリの保持と移送ができるという利点が得られる。泡を使用する場合の別の利点として、従来の掘削流体の１／１０以下の水の使用量で済む。
【００２４】
変形例として、空気や水、例えば空気流中に霧化した水を使用することもできる。
【００２５】
好適には、掘削穴の掘削中に、切削ズリと掘削流体との混合物からなる廃物を取り出し、当該取り出した廃物を処理して掘削流体として用いる。
【００２６】
これにより、処理された掘削流体をすぐに穿孔内に再注入することで、掘削ズリを封じ込めつつ、上記の切断方法において必要な掘削流体の量を制限することができる。
【００２７】
別の変形例として、後の処理用に廃物を容器に貯蔵する。
【００２８】
好適且つ非限定的には、廃物の処理は沈降ステップを含む。
【００２９】
本発明では、掘削作業は、垂直、水平、又は、垂直及び水平方向に対して傾いた方向に、行われる。
【００３０】
ドリルチューブを長手方向に移動させる装置は、例えば、滑走路にスライド可能に設置され、ドリルチューブを運ぶキャリッジを有する。このキャリッジはドリルチューブに軸方向荷重を発生させるのに適した形に構成されている。
【００３１】
好適には、鉄筋コンクリート塊を切断するために、複数の穴が鉄筋コンクリート塊を厚さ方向に貫通するように掘削される。これに加えて、好適には、複数の掘削穴の軸が互いに平行となる。
【００３２】
本発明の第１実施形態では、一続きの互いに重複する複数の掘削穴を、前記ドリルチューブを振動させつつ前記ドリルツールを用いて前記鉄筋コンクリート塊に開けることで、前記鉄筋コンクリート塊に連続的な切断線を形成する。
【００３３】
「一続きの互いに重複する複数の掘削穴」は、断面において重複する部分を有する少なくとも二つの隣り合う掘削穴を指す。言い換えると、二つの重複する掘削穴の軸間の距離が、それらの掘削穴の半径の合計より短い。
【００３４】
このように、一続きの互いに重複する複数の掘削穴により、鉄筋コンクリート塊に連続的な切断線を形成する。当該複数の掘削穴の直径は、互いに異なっていてもよい。
【００３５】
好適には、前記複数の掘削穴の一つが歪んでいる場合、当該歪んだ掘削穴よりも長い直径を有する追加掘削穴を、当該歪んだ掘削穴に隣接する掘削穴に重複するように、当該歪んだ掘削穴に開けることで、当該歪んだ掘削穴を再掘削する、再掘削ステップを実行する。
【００３６】
好ましくは、当該複数の追加掘削穴は、最後の追加掘削穴まで、掘削穴の直径が順次増加するように掘削され、隣り合う掘削穴同士が長手方向全体に亘って重複する。
【００３７】
本発明の第２実施形態では、少なくとも二つの互いに離隔した一次掘削穴を、前記ドリルチューブを振動させつつ前記ドリルツールによって前記鉄筋コンクリート塊に開けるステップと、前記一次掘削穴の間のコンクリート部分を切除することで、前記鉄筋コンクリート塊に連続的な切断線を形成するステップと、を実行する。このように前記一次掘削穴同士は重複しない。
【００３８】
二つの一次掘削穴の間のコンクリート部分の切除は、例えば、ダイヤモンドワイヤソーイングによって行われる。
【００３９】
これとは別に、好適には、前記一次掘削穴の間のコンクリート部分を切除するために、少なくとも一つの二次掘削穴を、既に開けられた前記一次掘削穴の間で且つ前記一次掘削穴の両方に重複するように、前記ドリルチューブを振動させつつ前記ドリルツールによって前記鉄筋コンクリート塊に開け、前記一次掘削穴と前記一次掘削穴に重複する二次掘削穴との連なりによって、前記鉄筋コンクリート塊に連続的な切断線を形成する。
【００４０】
このように、二次掘削穴は既に開けられた一次穴と重複する部分を有する。
【００４１】
好適には、前記二次掘削穴の直径は前記一次掘削穴の直径より長い。これにより、二次掘削穴の掘削中に、掘削穴が一次掘削穴の一つにそれることが防止できる。
【００４２】
好適には、前記一次掘削穴の一つが歪んでいる場合、前記二次掘削穴の掘削後、当該歪んだ一次掘削穴の直径よりも長い直径を有する追加穴掘削を、前記二次掘削穴に重複するように、当該歪んだ一次掘削穴に開けることで、当該歪んだ一次掘削穴を再掘削する、再掘削ステップを実行する。
【００４３】
必要であれば、追加掘削穴と二次掘削穴とが長手方向全体に亘って重複するまで再掘削ステップを繰り返してもよい。
【００４４】
望ましくは、一続きの複数の前記一次掘削穴の掘削後、一続きの前記二次掘削穴を、それぞれ、二つの前記一次掘削穴の間で且つ前記二つの一次掘削穴の両方と重複するように掘削する。これに加えて、望ましくは、前記複数の二次掘削穴の直径が前記複数の一次掘削穴の直径よりも長い。
【００４５】
これに加えて、望ましくは、前記複数の二次掘削穴が、前記複数の一次掘削穴の掘削後に掘削される。
【００４６】
これにより、複数の重複する穴は互いに略平行となり、これによって切断の連続性と速度が向上する。
【００４７】
本発明の好適な側面として、前記掘削穴の少なくとも一つがコアリングによって掘削される。このため、前記カッター部は開放型である。
【００４８】
掘削によって得られたコアは、ドリルチューブ内で振動によって破壊される。コアから出たズリの一部は、粉状になり、掘削流体によって排出されるという利点がある。よって、コアが内部に残ってしまい、掘削作業後にその都度除去する必要がある従来の方法と異なり、本発明の方法では、コアをチューブから取り除くステップを省略することができる。これにより、鉄筋コンクリート塊を切断する作業の速度がさらに向上する。
【００４９】
好適な変形例として、前記ドリルツールが、前記ドリルチューブを回転させる装置をさらに有し、前記掘削穴の掘削中に、前記ドリルチューブを回転させる。
【００５０】
このドリルチューブを回転させる装置は、例えば、公知のモータ駆動の回転ヘッドを有する。回転速度は従来の掘削より遅く、これによって上記の接線方向の歪みの発生を避けることができる。
【００５１】
ドリルチューブを振動させつつ回転させることにより、切削前部に対してカッターの歯の位置を継続的に補正することができ、これにより各歯は切削前部を越えて移動する。これにより歯を均等に摩耗させることができる。
【００５２】
回転速度は遅く、好ましくは１分あたり１０回転（ｒｐｍ）から１００ｒｐｍの範囲に設定される。
【００５３】
回転トルクは、好ましくは、掘削穴の掘削中に測定される。
【００５４】
より一般的には、また好適には、前記鉄筋コンクリート塊に第１の掘削穴を掘削中に、掘削パラメータを測定し、前記第１の掘削穴の掘削中に測定したパラメータに基づいて前記ドリルツールの設定を行った後、前記鉄筋コンクリート塊に第２の掘削穴を掘削する。
【００５５】
ドリルツールの「設定」は、掘削パラメータの設定とカッター部の選択とを意味する。
【００５６】
「掘削パラメータ」は、特に、カッター部にかかる軸方向荷重、ドリルチューブの振動数、ドリルチューブの回転トルク、掘削流体の流量、及び、鉄筋コンクリート塊へのカッター部の進入速度を、非限定的に意味する。
【００５７】
言い換えると、第１の掘削穴の掘削中に測定する掘削パラメータを監視することで、掘削される材料の性質についての推定を行うことができ、これにより、必要に応じて掘削パラメータを調整し、さらにカッター部を交換することで、次の掘削穴の掘削を最適化することができる。
【００５８】
この点において、複数種類のカッター部が用いられてもよい。一般的にドリルビットと称されるカッター部は、歯の配置及び形状が種類によって異なる。歯は概してカッター部の端部の周囲に沿って配置される。
【００５９】
本発明の好適な側面として、前記掘削穴の掘削中に、前記ドリルチューブにかかるトルクを測定し、測定したトルクによって、掘削方向の歪みが生じている場合はその歪みを検知する。
【００６０】
掘削中における回転トルクの値の上昇は、ドリルチューブとの摩擦の上昇を示しており、望まれる直線の掘削方向に対するカッター部の歪みを意味している可能性がある。よって、掘削作業中に回転トルクを測定することで、歪みの可能性を検知し、さらにはその歪みの補正手段を講じることができる。
【００６１】
本発明は、さらに、少なくとも一つの鉄筋コンクリート塊を有する格納建屋を解体する解体方法であって、前記鉄筋コンクリート塊を前記本発明の切断方法によって切断する、解体方法を提供する。
【００６２】
最後に、本発明は、本発明の切断方法によって鉄筋コンクリート塊を切断するための、ドリルツールを備えた切断装置を提供する。特徴として、前記ドリルツールは、長手方向を有し、遠心端にカッター部が設けられたドリルチューブと、前記ドリルチューブに前記長手方向の振動を発生させる振動発生器を有し、前記ドリルチューブを振動させる装置と、前記ドリルチューブを前記長手方向に沿って移動させる装置と、前記ドリルチューブの前記遠心端において前記鉄筋コンクリート塊に掘削流体を注入する装置と、を備え、前記振動発生器によって前記ドリルチューブを振動させつつ、同時に前記ドリルチューブの前記遠心端において前記掘削流体を前記鉄筋コンクリート塊に注入することで、前記ドリルツールによって少なくとも一つの掘削穴を開けて、前記鉄筋コンクリート塊を切断するように構成される。
【００６３】
好適には、前記掘削流体が泡、水又は空気である。
【００６４】
掘削の際に生成され掘削流体によって運ばれるダストを封じ込めるため、本発明の装置は、前記掘削穴の掘削中に生成される廃物を収集する収集装置をさらに備えている。
【００６５】
好ましくは、前記収集装置は、前記ドリルチューブを取り囲むように前記鉄筋コンクリート塊に固定された、廃物収集装置と、前記廃物収集装置とドリルチューブの遠心端から鉄筋コンクリート塊に掘削流体を注入する装置とに接続された、廃物を処理する処理装置と、を有する。前記処理装置は、掘削流体からズリを分離するように構成されている。この掘削流体は処理にかけられた後穿孔に再注入される。前記処理装置は、例えば、沈降タンク及び／又はフィルター装置を有する。
【００６６】
掘削流体を閉回路内で流れるようにすることで、掘削時に生成されるダストやズリを閉じ込めることができる。
【００６７】
本発明は、非限定的な例示及び添付の図面と共に提示される本発明の実施形態の記載によって、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係る切断装置を示す図である。
【図１Ａ】ドリルチューブの遠心端を詳細に示す図である。
【図２】図１の切断装置のドリルツールのカッター部の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る切断方法を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る切断方法を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る切断方法を示す図である。
【図６】切断後の鉄筋コンクリート塊を示す図である。
【図７Ａ】ドリルチューブに歪みが生じている可能性を検知するステップが実行される様子を示す図である。
【図７Ｂ】ドリルチューブに歪みが生じている可能性を検知するステップが実行される様子を示す図である。
【図８】一次掘削穴の一つに再度掘削を行う、再掘削ステップの一例を示す図である。
【図９】再掘削ステップで用いられる再掘削部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６９】
図１を参照して、まず、鉄筋コンクリート塊Ｍを切断するための切断装置１０について説明する。本例では、鉄筋コンクリート塊Ｍは、解体される原子力発電所（不図示）の格納建屋の一部を構成する。
【００７０】
後で詳述するように、切断装置１０は、本発明の切断方法を実行するように構成されている。
【００７１】
切断装置１０は、長手方向Ａに伸びるドリルチューブ１４を有するドリルツール１２を有する。ドリルチューブ１４は、カッター部１８が設けられた遠心端１６と、遠心端１６と反対側の近位端２０とを有する。図２から明らかなように、カッター部１８は、開放されており、周方向に伸びる歯１９が設けられた切削面を有する。カッター部１８は、さらに、掘削流体の流れと掘削ズリの除去を容易にする長溝１７を有する。
【００７２】
ドリルチューブ１４の近位端２０は、ドリルチューブ１４を振動させる装置２２と、ドリルチューブ１４を回転させる装置２４とに接続されている。本例では、ドリルチューブ１４を回転させる装置２４が油圧モータを有する一方、ドリルチューブを振動させる装置２２は、ドリルチューブ１４に長手方向の振動を発生させる振動発生器を有する。長手方向の振動は、ドリルチューブ１４の遠心端１６に設けられたカッター部１８に、ドリルチューブ１４に沿って伝達される圧縮波を含む。
【００７３】
油圧モータと振動発生器とが、ドリルチューブ１４の近位端に接続されたドリルヘッド２６を構成する。
【００７４】
ドリルチューブ１４とドリルヘッド２６とは、望ましい掘削方向に対して平行にスライドするように、滑走路２８にスライド可能に設置されている。ドリルツール１２は、ドリルチューブ１４とドリルヘッド２６とを滑走路２８の長手方向に沿って移動させる装置３０を、さらに有する。
【００７５】
図１から分かるように、滑走路２８は、ドリルチューブ１４を支持し、一端が滑走路２８に固定され且つ他端が鉄筋コンクリート塊Ｍに固定されたアーム３２、３４によって、鉄筋コンクリート塊Ｍに対して固定されている。変形例として、クローラートラックのような掘削装置に切断装置１０を搭載し、鉄筋コンクリート塊Ｍに固定することなく、鉄筋コンクリート塊Ｍの前に設置してもよい。
【００７６】
切断装置１０は、本例において、水平な掘削穴Ｐを開けるように構成されているが、本発明の範囲を越えることなく、水平に対して傾いた掘削穴や垂直な掘削穴を開けるように構成されてもよい。
【００７７】
滑走路は、ドリルチューブ１４を取り囲み、特にドリルチューブを構成するチューブ部材を追加、除去する作業を行えるようにする、複数の顎部と接続されている。
【００７８】
ドリルヘッド２６は、離れた位置に設けられた電源２７から、電力の供給を受ける。
【００７９】
切断装置１０は、さらに、ドリルチューブ１４の遠心端１６で鉄筋コンクリート塊Ｍに掘削流体Ｆを注入する装置３６を有する。本例では、掘削作業が実行されている間、掘削流体Ｆがドリルチューブに導入されて、カッター部１８によって切削されたズリが排出される。掘削流体Ｆは、ドリルチューブに沿って流れてその遠心端から排出されるように、ドリルチューブの近位端からドリルチューブに導入される。図１Ａから分かるように、カッター部１８は、掘削流体Ｆがカッター部を通ってカッター部１８の切削前部（cutting front）３８と切削面１８ａとの間を流れるように、開放されている。流体は、これにより、ドリルチューブを流体供給パイプとして用いて、ドリルチューブの遠心端から鉄筋コンクリート塊Ｍに注入される。ドリルチューブの遠心端から注入された後、掘削流体は掘削ズリと混合して、ドリルチューブ１４と掘削穴Ｐの壁との間を、ドリルチューブ１４の近位端に向かって流れる。
【００８０】
掘削ズリと混合した掘削流体Ｆからなる廃物Ｆ’は、鉄筋コンクリート塊Ｍに固定された廃物収集装置４０によって収集される。廃物収集装置４０はドリルチューブ１４を囲むように設置される。廃物収集装置４０に固定されドリルチューブ１４を密閉状態で取り囲むスリーブ弁４２により、廃物収集装置４０と周囲大気との間が遮蔽される。
【００８１】
図１にあるように、廃物Ｆ’はパイプ４４を通って処理装置（具体的には複数の沈降タンク）４６に送られる。これらのタンクは、掘削流体をドリルチューブ１４の遠心端にて注入する装置３６と、上記とは別のパイプ４８によって接続されている。
【００８２】
このように、掘削流体Ｆは、閉回路内を流れる。このリサイクル機能により、掘削流体の消費量が抑えられる。本例では、掘削流体は水である。掘削流体として泡も同等に用いることができる。
【００８３】
図１から、ドリルチューブ１４を回転させる装置２４と、ドリルチューブ１４を振動させる装置２２と、掘削流体を注入する装置３６と、ドリルチューブ１４と、カッター部１８とが、切断装置１０を構成することが分かる。切断装置１０は、ドリルチューブを振動させつつ、同時にドリルチューブ１４の遠心端１６から掘削流体Ｆを注入するドリルツール１２によって、一つ以上の掘削穴Ｐを開けて、鉄筋コンクリート塊Ｍを切断する。
【００８４】
ドリルチューブ１４の密閉を確実にするために、ドリルツール１２は、さらに、ドリルヘッド２６を内蔵する第１箱体５０を有する。第１箱体５０はグローブボックス状であり、作業者が漏洩を招くことなくドリルヘッド２６にアクセスできるようになっている。
【００８５】
ドリルツール１２は、ドリルチューブ１４を取り囲み、箱体５０からスリーブ弁４２へ伸びる蛇腹スリーブ５２を、さらに有する。この蛇腹スリーブは、掘削が進行するに連れて短くなるようになっている。
【００８６】
ドリルツール１２は、グローブボックス状の第２箱体５４をさらに有する。第２箱体５４は顎部２５を内蔵する。これらのことから、本発明の切断装置では、作業者がイオン化環境においても全く安全に作業を行えることが分かる。
【００８７】
図３〜図５を参照して、本発明の解体方法の３つの実施形態について説明する。本発明の解体方法は、一つ以上の鉄筋コンクリート塊Ｍを有する原子力発電所の格納建屋を解体するための方法である。
【００８８】
上記の図面は、本発明の解体方法において実行される本発明の切断方法の、３つの実施形態について具体的に示すものである。
【００８９】
図３の第１実施形態では、ドリルチューブ１４を振動させつつ、ドリルツール１２によって鉄筋コンクリート塊Ｍに一続きの重複した（intersecting）掘削穴Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を開けることで、鉄筋コンクリート塊Ｍに連続的な切断線Ｄを形成する。
【００９０】
第１実施形態では、まず掘削穴Ｐ１を開けて、次に掘削穴Ｐ２を掘削穴Ｐ１と重複するように開ける。その後、掘削穴Ｐ３を掘削穴Ｐ２と重複するように開けて、鉄筋コンクリート塊Ｍに連続的な切断線Ｄを形成する。
【００９１】
図４の第２実施形態では、ドリルチューブ１４を振動させつつ、少なくとも二つの一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２をドリルツール１２によって鉄筋コンクリート塊Ｍに開ける。一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２は互いに離隔している。言い換えると、一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２は重複しない。
【００９２】
一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２を開けた後、一次掘削穴の間のコンクリート部分Ｔを切除する。この切除は、図４の例では、ダイヤモンドワイヤソーイングによって行われ、鉄筋コンクリート塊Ｍに連続的な切断線Ｄが形成される。
【００９３】
本発明の第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。第３実施形態は、第２実施形態と以下の点で相違する。すなわち、第３実施形態では、二つの一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２の間のコンクリート部分Ｔを切除すべく、ドリルチューブを振動させつつドリルツールによって鉄筋コンクリート塊Ｍに少なくとも一つの二次掘削穴Ｐ３を開ける。二次掘削穴Ｐ３は、既に開けられた二つの一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２の間で、一次掘削穴の両方と重複するように開けられる。これにより、一続きの、一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２と当該一次掘削穴と重複する二次掘削穴Ｐ３とによって、鉄筋コンクリート塊Ｍに連続的な切断線Ｄが形成される。
【００９４】
本例では、好ましい構成として、上記のようにドリルチューブ１４が二次掘削穴Ｐ３を掘削している際に一次掘削穴内で歪まないように、二次掘削穴Ｐ３の直径が一次掘削穴Ｐ１、Ｐ２の直径より長くなっている。
【００９５】
直径を長くするために、一次穴を掘削するカッター部１８から、直径の長いカッター部に交換する。
【００９６】
より長い又は短い連続的な切断線を得る場合、上記の掘削作業が繰り返し行うことが一般的である。
【００９７】
特に、図６に示すように、図５の実施形態を以下のように変形することができる。すなわち、複数の一次掘削穴ＰＰを開けた後、複数の二次掘削穴ＰＳを開ける。この際、各二次掘削穴が二つの一次掘削穴の間で一次掘削穴の両方と重複するようにして、連続的な切断線Ｄを形成する。図６の例では、二次掘削穴の直径は上記と同様に一次掘削穴の直径よりも長くなっているが、これも、二次掘削穴を掘削している際にドリルチューブ１４が一次掘削穴の一つにそれてしまうことを防ぐためである。
【００９８】
図６の例では、図２のオープンカッター部が用いられる。よって、掘削穴はコアリングによって開けられるものである。
【００９９】
上記のように、ドリルチューブを振動させてドリルチューブ内のコアの主要部を破壊し、掘削流体の流れによってこれを除去することができる。
【０１００】
本発明の別の側面として、鉄筋コンクリート塊Ｍに最初の掘削穴を開ける最中に、掘削パラメータを測定する。掘削パラメータとして、例えば、カッター部にかかる軸方向荷重、ドリルチューブの振動数、ドリルチューブの回転トルク、掘削流体の流量、さらには鉄筋コンクリート塊Ｍへのカッター部の進入速度が測定される。
【０１０１】
掘削パラメータは、解析され、掘削される材料の構造を特徴付けるために特に用いられる。最初の穴を開ける際に測定されたパラメータを、鉄筋コンクリート塊Ｍに次の穴を開ける際に、ドリルツールを設定するのに用いてもよい。例えば、最初の掘削穴を開けるのに用いたカッター部を、歯１９の構成が異なる別のカッター部に取り替えてもよい。必要に応じて、掘削流体の流量を調整してもよいし、ドリルチューブの振動数や、長手方向Ａに沿ったドリルチューブの移動速度を調整してもよい。
【０１０２】
本発明の好適な別の側面として、ドリルチューブ１４の回転トルクＣを測定する。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、トルクＣを測定することで、掘削方向における歪み発生の可能性を検知することができる。この歪みは、望ましい掘削方向Ａと実際の掘削方向Ａ’との間の角度αによって表される。
【０１０３】
このため、本発明の切断装置は、トルクＣを測定する装置９０と、測定されたトルク値を受け取る歪み検知装置１００と、をさらに備えている。
【０１０４】
図７Ｂのグラフは、測定されたトルクが掘削深さの関数としてどのように変化するかを示している。
【０１０５】
動作帯Ｚの上限値Ｚｍａｘを超えると、ドリルチューブに働く接線力の増加につながり、歪みとして検知される。
【０１０６】
このように、トルクを測定することで、望ましい掘削方向に対するドリルチューブのいかなる歪みも簡単に検知することができる。
【０１０７】
例えば一次掘削穴Ｐ２で歪みが検知されると、歪みが生じた一次掘削穴において再掘削ステップが実行される。図８にこの再掘削ステップを示す。
【０１０８】
再掘削ステップでは、二次掘削穴Ｐ３を開けた後、追加掘削穴ＰＸを当該歪みが生じた一次掘削穴に開ける、再掘削ステップが実行される。この追加掘削穴ＰＸは、歪んだ一次掘削穴よりも長い直径を有し、これによって追加掘削穴は二次掘削穴と重複する。
【０１０９】
追加掘削穴ＰＸは、図９が示すように、カッター部８を再掘削部２００と交換して開けられる。再掘削部２００は、再掘削部の遠心端に設けられ、開けられる一次掘削穴の直径と略等しい第１直径を有する、第１ドリルピット２１０を有する。さらに、再掘削部２００は、第１ドリルピット２１０の軸方向後方に、第２ドリルピット２２０を有する。管状部２１２は第１ドリルピット２１０と第２ドリルピット２２０との間で延在する。第２ドリルピットは、管状部２１２を取り囲むリング形状を有する。
【０１１０】
図９から分かるように、第２ドリルピット２２０は、第１ドリルピット２１０の直径より厳密に長い第２直径を有する。第２ドリルピット２２０の直径は、追加掘削穴ＰＸの直径に対応する。第２ドリルピット２２０がより長い直径の追加掘削穴ＰＸを掘削する際に、第１ドリルピット２１０と管状部２１２とが再掘削される掘削穴Ｐ２内でドリルチューブの移動をガイドする。本例における再掘削部２００は、追加掘削穴ＰＸが二次掘削穴Ｐ３に重複するように選択される。
【０１１１】
通常、再掘削ステップは、第１の一次掘削穴又は二次掘削穴に対して実行される。
【０１１２】
最後に、再掘削ステップは、本発明の切断方法の第１又は第２実施形態によって実行される。
【誤訳訂正書】
【提出日】平成27年5月13日(2015.5.13)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】図面
【訂正対象項目名】全図
【訂正方法】追加
【訂正の内容】
【図１】
2015155639.tif 000003
【図１Ａ】
2015155639.tif 000004
【図２】
2015155639.tif 000005
【図３】
2015155639.tif 000006
【図４】
2015155639.tif 000007
【図５】
2015155639.tif 000008
【図６】
2015155639.tif 000009
【図７Ａ】
2015155639.tif 000010
【図７Ｂ】
2015155639.tif 000011
【図８】
2015155639.tif 000012
【図９】
2015155639.tif 000013
【外国語明細書】
2015155639000001.pdf