(57)【要約】【課題】ＰＣ構造物にあける孔ができるだけ小径でＰＣ構造物に与える損傷が少ないとともに、シース管内に挿通された緊張材を損傷するおそれがなく、短時間でシース管を開孔することができるＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法を提供する。【解決手段】既設のＰＣ構造物Ｘのシース管Ｙ内にＰＣグラウトを再注入するための孔をシース管Ｙに開孔するＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法において、シャフト２１の先端に直径３０ｍｍ以下のドリルビット２２が装着された穿孔機２を用いてシース管Ｙの外表面付近までＰＣ構造物Ｘのコンクリート部分を削孔するコンクリート削孔工程と、シース管Ｙ内に挿通された緊張材を損傷しない特定構造の回転ビット５を用いて前記コンクリート削孔工程で削孔した孔Ｈの終端からシース管Ｙの一部を貫通するまで開孔するシース管開孔工程と、を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設のＰＣ構造物のシース管内にＰＣグラウトを再注入するための孔をシース管に開孔するＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法であって、
シャフトと、このシャフトを回転させる駆動モータと前記シャフトの先端に直径３０ｍｍ以下のドリルビットが装着された穿孔機を用いて前記シース管の外表面付近まで前記ＰＣ構造物のコンクリート部分を削孔するコンクリート削孔工程と、前記シース管内に挿通された緊張材を損傷しない特定構造の回転ビットを用いて前記コンクリート削孔工程で削孔した孔の終端から前記シース管の一部を貫通するまで開孔するシース管開孔工程と、を有すること
を特徴とするＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
【請求項２】
前記シース管開孔工程では、前記回転ビットが装着された穿孔機を用いて前記コンクリート削孔工程で削孔した孔の終端から前記シース管の一部を貫通するまで開孔することを特徴とする請求項１に記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
【請求項３】
前記シース管開孔工程では、前記ドリルビットを前記回転ビットに取り替えて前記コンクリート削孔工程で使用した穿孔機を用いて前記シース管に孔をあけること
を特徴とする請求項２に記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
【請求項４】
前記コンクリート削孔工程では、削孔した孔に水を供給し、削孔により発生した粉塵とともに供給した水を吸い上げる給排水装置を用いて、前記ドリルビットを冷却しながら前記ＰＣ構造物のコンクリート部分を削孔すること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
【請求項５】
前記特定構造は、前記シース管を開孔するビット刃と、そのビット刃の外側又は内側の後退した位置に嵌着され、回転軸に対して略垂直な端面を有するストッパと、からなる二重構造であり、
前記シース管開孔工程では、当該二重構造の回転ビットを用いて、前記シース管に孔をあけること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
【請求項６】
前記特定構造は、回転軸に対して旋回する螺旋状の刃が前記回転軸の垂直面に対して所定角度以下で交差する鋭角当接構造であり、
前記シース管開孔工程では、当該鋭角当接構造の回転ビットを用いて、前記シース管に孔をあけること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設のＰＣ構造物のグラウト充填調査及び機能回復のため、ＰＣグラウトをシース管に再注入する際のシース管開孔方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣ鋼材等の緊張材でコンクリートにプレストレスを付与したＰＣ構造物では、ＰＣグラウトの充填不足箇所におけるＰＣ鋼材の腐食・破断のおそれがあり、これらに起因して、ＰＣ構造物の耐荷性能の低下が懸念されている。そして、このようなＰＣ構造物の機能回復には、充填不足箇所にＰＣグラウトを再注入することが有効と考えられている。
【０００３】
ＰＣ構造物にＰＣグラウトを再注入するには、ＰＣ構造物のコンクリート部分を削孔するとともに、ＰＣ鋼材が挿通されているシース管にも孔をあける必要がある。ＰＣＴ桁橋において，従来のシース管開削（開孔）は、ドライバー等の工具をてこの原理を使って開削していたため、削孔深さに応じた削孔径が必要であった。よって、従来のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法では、ダイヤモンドコアビット等を用いてＰＣ構造物のコンクリート部分に直径６０ｍｍ〜９０ｍｍ程度のコアを抜き、そのコア孔に手や工具を入れてシース管を破ることによりシース管を開孔していた。
【０００４】
一方では、片持ち梁のように基端側に大きい曲げ応力が作用するため鋼棒が密に配置されている張出架設により施工されたＰＣ構造物には、前述の従来の削孔径では、ＰＣ構造物の損傷が大きいうえに、鋼棒を切断するおそれがあるため適用できないという問題があった。また、削孔径を小径化した場合，従来工具によるシース開削が困難になるという問題があった。
【０００５】
また、特許文献１には、既設のプレストレストコンクリート構造物のグラウト充填不良箇所１０を特定し、グラウト充填不良箇所１０へコンクリート構造物の外部から連通孔２０、３０、４０をウォータージェット工法によって削孔し、連通孔２０、３０には真空ポンプ２７を接続し、連通孔４０にグラウトポンプ４５を連結し、真空ポンプ２７でグラウト充填不良箇所１０の内部の空気を吸引し、他方の孔４０からグラウトを注入するプレストレストコンクリートグラウト再注入方法及びウォータージェット工法によるＰＣ構造物の削孔方法が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１〜３、明細書の段落［００４８］〜［００６９］、図面の図１１等参照）。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のプレストレストコンクリートグラウト再注入方法及びウォータージェット工法による削孔方法では、テンションがかけられたＰＣ鋼材の損傷は防ぐことはできるものの、削孔できる孔も５０ｍｍ程度とＰＣ構造物の損傷を防ぐ観点からは、さらに小径の孔であることが望まれるうえ、大量の水を使用するため大型の排水設備が必要であり、使用した水の回収や排水処理に多大な時間と手間がかかるという問題もあった。また，本工法は鋼棒タイプについては検証されていないため，シースのみが適切に破れるか不明であるという問題も有る。
【０００７】
一方、特許文献２には、深穴明機１００の基台１１を作業面１０に固定する第１ステップＳ１と、深穴明機の支柱に沿って移動する工具回転駆動機構に取り付けた削穴工具のシャフトを作業面の近傍位置で回転自在に支持する第２ステップＳ２と、冷却水を前記削穴工具の先端側に供給する第３ステップＳ３と、削穴工具で深穴を形成するときに、冷却水とコンクリート削粉の懸濁水を、作業面の穴周囲を囲った液溜めから吸引して排出する第４ステップＳ４と、排出した懸濁水を濾過して前記冷却水として供給するように循環させシャフトの長さに対応する深穴を形成する第５ステップＳ５と、を含む手順で行う深穴形成方法が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００３２］〜［００４９］、図面の図２〜図７等参照）。
【０００８】
特許文献２に記載の深穴形成方法によれば、シャフトが細くても穴開け作業においてぶれることがなく、深穴をＰＣ構造物に形成することが可能となると共に、冷却水の供給および懸濁水の吸引によりコンクリート削粉が目詰まりすることがない状態で深穴を形成することができるとされている。
【０００９】
しかし、特許文献２に記載の深穴形成方法では、ＰＣ構造物のコンクリート部分を削孔することはできるものの、そのままシース管を開孔すると、シース管内に挿通されたＰＣ鋼材等の緊張材を損傷するおそれがあるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２３５６７号公報
【特許文献２】特開２００９−１６０７８０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、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ＰＣ構造物にあける孔ができるだけ小径でＰＣ構造物に与える損傷が少ないとともに、シース管内に挿通された緊張材を損傷するおそれがなく、短時間でシース管を開孔することができるＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法は、既設のＰＣ構造物のシース管内にＰＣグラウトを再注入するための孔をシース管に開孔するＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法であって、シャフトと、このシャフトを回転させる駆動モータを有し、前記シャフトの先端に直径３０ｍｍ以下のドリルビットが装着された穿孔機を用いて前記シース管の外表面付近まで前記ＰＣ構造物のコンクリート部分を削孔するコンクリート削孔工程と、前記シース管内に挿通された緊張材を損傷しない特定構造の回転ビットが装着された穿孔機を用いて前記コンクリート削孔工程で削孔した孔の終端から前記シース管の一部を貫通するまで開孔するシース管開孔工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法は、第１発明において、前記シース管開孔工程では、前記回転ビットが装着された穿孔機を用いて前記コンクリート削孔工程で削孔した孔の終端から前記シース管の一部を貫通するまで開孔することを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法は、第２発明において、前記シース管開孔工程では、前記ドリルビットを前記回転ビットに取り替えて前記コンクリート削孔工程で使用した穿孔機を用いて前記シース管に孔をあけることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法は、第１発明ないし第３発明のいずれかの発明において、前記コンクリート削孔工程では、削孔した孔に水を供給し、削孔により発生した粉塵とともに供給した水を吸い上げる給排水装置を用いて、前記ドリルビットを冷却しながら前記ＰＣ構造物のコンクリート部分を削孔することを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法は、第１発明ないし第４発明のいずれかの発明において、前記特定構造は、前記シース管を開孔するビット刃と、そのビット刃の外側又は内側の後退した位置に嵌着され、回転軸に対して略垂直な端面を有するストッパと、からなる二重構造であり、前記シース管開孔工程では、当該二重構造の回転ビットが装着された前記穿孔機を用いて、前記シース管に孔をあけることを特徴とする。
【００１７】
第６発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法は、第１発明ないし第４発明のいずれかの発明において、前記特定構造は、回転軸に対して旋回する螺旋状の刃が前記回転軸の垂直面に対して所定角度以下で交差する鋭角当接構造であり、前記シース管開孔工程では、当該鋭角当接構造の回転ビットが装着された前記穿孔機を用いて、前記シース管に孔をあけることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１発明〜第６発明によれば、直径３０ｍｍ以下のドリルビットが装着された穿孔機を用いてＰＣ構造物を削孔するので、ＰＣ構造物にあける孔を直径３０ｍｍ程度以下の小径とすることができ、ＰＣ構造物に与える損傷を最小限にすることができる。また、第１発明〜第６発明によれば、緊張材を損傷しない特定構造の回転ビットを用いてシース管に孔をあけるので、シース管内に挿通された緊張材を損傷するおそれがない。このため、削孔した孔にファイバースコープ等を挿入して緊張材までの距離等を確認しながら開孔する必要がなく、短時間でシース管を開孔することができる。
【００１９】
特に、第３２発明によれば、前記回転ビットが装着された穿孔機を用いて前記シース管を開孔するので、シース管が厚いものであっても容易に短時間で開孔することができる。
【００２０】
特に、第３発明によれば、シース管開孔工程では、ドリルビットを回転ビットに取り替えてシース管に孔をあけるので、新たな穿孔機を真空吸引やアンカーボルト等でＰＣ構造物に据え付けたりする必要がなく、さらに短時間でシース管開孔工程を完了することができる。
【００２１】
特に、第４発明によれば、冷却水でドリルビットを冷却しながら削孔するので、ドリルビットの摩耗を抑えて、短時間でコンクリート削孔工程を完了することができる。また、排水を吸引する際に削孔により発生したコンクリートの粉塵も一緒に回収することができるので、粉塵により目詰まりしてドリルビットの回転が阻害されるのを防ぎ、コンクリートを削孔するのに掛かる時間を短縮することができる。
【００２２】
特に、第５発明によれば、二重構造の回転ビットが装着された穿孔機を用いてシース管に孔をあけるので、ビットでシース管の外表面の一部を貫通すると、回転軸に対して略垂直な端面を有するストッパがシース管の外表面に当接し、それ以上回転ビットの進行がストップするため、シース管に挿通された緊張材を損傷するおそれがない。
【００２３】
特に、第６発明によれば、鋭角当接構造の二重構造の回転ビットが装着された穿孔機を用いてシース管に孔をあけるので、表面に襞状の凹凸があり比較的柔らかい材質のシース管は螺旋状の刃で切り開くことができる一方で、万が一シース管内の緊張材に接触したとしても、ＰＣ鋼材等の緊張材は、表面が滑らかで凹凸がなく比較的硬度が高い材質からなるため、螺旋状の刃が鋭角にＰＣ鋼材等に接触しても表面で弾かれて緊張材を傷付けるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法に用いる穿孔装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】同上の穿孔装置の穿孔機の位置決めプレート付近を示す斜視図である。
【図３】同上の位置決めプレートを示す部分拡大斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る回転ビットを図１の穿孔機のシャフトの連結状態を示す側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る回転ビットを示す斜視図である。
【図６】同上の回転ビットでシース管を開孔する状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る回転ビットを示す斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る回転ビットを示す斜視図である。
【図９】同上の回転ビットを示す図面で、（ａ）が側面図、（ｂ）刃の先端を示す底面図である。
【図１０】同上の回転ビットを図１の穿孔機のシャフトに取り付けた状態を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法のコンクリート削孔工程の手順を示す説明図である。
【図１２】同上のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法のシース管開孔工程において手動で回転ビットを回す場合に使用する回転ビットにハンドル取り付けた状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法を実施するための一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
＜穿孔装置＞
先ず、図１〜図３を用いて、本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法に用いる穿孔装置について説明する。本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法に用いる穿孔装置１は、ＰＣ構造物Ｘを削孔して穿孔する穿孔機２と、この穿孔機２をスライド自在にガイドするガイド装置３と、削孔した孔Ｈに水を供給するとともに、削孔により発生した粉塵と供給した水を吸い上げる給排水装置４などから構成されている。
【００２７】
（穿孔機）
穿孔機２は、図１に示すように、駆動モータとして回転数8000/min〜8500/min程度の電動モータ２０を有し、この電動モータ２０でシャフト２１を回転させて、シャフト２１の先端に装着されたドリルビット２２でＰＣ構造物Ｘを削孔する機器である。なお、ラチェット機構により回転だけでなく軸方向に沿った打撃を加える振動ドリルを用いることも可能である。
【００２８】
このシャフト２１は、削孔する孔の深さに応じて様々な長さのものが用意されているとともに、ネジ込むことにより複数本を適宜継ぎ足すことができる構造になっている。このため、穿孔機２によれば、５ｍ以上の深い孔も削孔することができる。
【００２９】
また、本実施形態に係るドリルビット２２には、直径15.5ｍｍ〜25ｍｍ程度の短尺の丸棒状のノンコアビットが採用されており、このドリルビット２２は、人工ダイヤモンドを多数含有した合金からなるダイヤモンドビットでもある。このため、高強度のＰＣ構造物Ｘにも直径３０ｍｍ以下の小径の孔を削孔することができるようになっている。
【００３０】
しかし、本発明に係るドリルビットには、従来のダイヤモンドのコアビットを採用することも可能であり、ＰＣ構造物Ｘを穿孔できるものであれば、超硬合金のチップを多数含有したドラッグビットなど他の穿孔用のビットを採用しても構わない。
【００３１】
（ガイド装置）
ガイド装置３は、ＰＣ構造物Ｘに載置又は吸着する基台３０と、この基台３０に立設された支柱３１と、この支柱３１に沿ってスライド移動自在に構成され、穿孔機２を装着するガイド部材３２と、基台３０の脇に取り付けられ、穿孔機２のシャフト２１及びドリルビット２２を位置決めする位置決めプレート３３などから構成され、穿孔機２の回転がブレないようにガイドする機能を有している。
【００３２】
基台３０は、アンカーボルトでＰＣ構造物Ｘにボルト固定されるか、又は図示しないバキュームポンプと接続され、基台３０内部を大気圧より低圧（真空）にすることでＰＣ構造物Ｘに固定される。このため、ガイド装置３は、ＰＣ構造物Ｘの水平面と垂直面のいずれにも固定することが可能となっている。
【００３３】
支柱３１は、基台３０に対して略垂直に立設され、一側面に後述のピニオンギアと噛合するラック（図示せず）が形成されている。また、支柱３１は、ボルトと円弧状の長孔との構成により基台３０に対して角度調整自在な構成としてもよい。支柱３１を基台３０に対して角度調整自在とすることで、穿孔機２をＰＣ構造物Ｘの作業面に対して傾斜して案内することも可能となるからである。
【００３４】
ガイド部材３２は、支柱３１のラックと相対する位置にハンドル３２ａで回転するピニオンギア（図示せず）を有し、ハンドル３２ａを回すことによりピニオンギアが回転し、このピニオンギアが支柱３１のラックと噛合することにより、支柱３１に沿って昇降（スライド移動）するように構成されている。
【００３５】
また、ガイド部材３２は、穿孔機２を装着する装着部３２ｂを備え、この装着部３２ｂには、後述の給排水装置４の給水ホース４１が接続され、穿孔機２のシャフト２１を伝って削孔する孔に冷却水を供給するための給水室（図示せず）が設けられている。
【００３６】
位置決めプレート３３は、図２、図３に示すように、プレート本体３３ａの中央付近に、穿孔機２のシャフト２１を挿通して削孔位置を位置決めし、回転時の横揺れを防止する位置決め部材３３ｂが装着されている。この位置決め部材３３ｂは、プレート本体３３ａに対して揺動自在に装着されており、基台３０に対して支柱３１を傾斜させて削孔する場合でも、シャフト２１を所定位置に位置決めし、回転時の横揺れを防止できるようになっている。
【００３７】
また、プレート本体３３ａは、下面に空洞（図示せず）が形成されており、側方から後述の給排水装置４の複数本の排水ホース４２が接続されており、ＰＣ構造物Ｘに当接する前記空洞部分を低圧（真空）として削孔した孔に給水した水を吸引して吸い上げる仕組みとなっている。
【００３８】
（給排水装置）
給排水装置４は、図１〜図３に示すように、内部に冷却水を送り出すとともに排水を吸引するポンプ（図示せず）を有する装置本体４０と、この装置本体４０と装着部３２ｂの給水室とを連通し、装置本体４０から冷却水を給水室へ送り出す給水ホース４１と、装置本体４０と位置決めプレート３３とを連通し、位置決めプレート３３から装置本体４０へ排水を回収する複数本の排水ホース４２などから構成されている。
【００３９】
この給排水装置４は、装置本体４０のポンプで給水ホース４１を介して、穿孔機２で削孔した孔に冷却水を供給し、装置本体４０のポンプで複数本の排水ホース４２を介して削孔により発生した粉塵とともに供給した水を排水として吸い上げる機能を有している。
【００４０】
＜回転ビット（開孔治具）＞
次に、図４〜図１０を用いて、本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法に用いる開孔治具について説明する。本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法に用いる開孔治具は、前述の穿孔機２のドリルビット２２を取り替えて装着され、電動モータ２０によりシャフト２１を介して回転して開孔する回転ビットである。
【００４１】
この回転ビットは、前述の穿孔機２で削孔した孔の終端からシース管Ｙの一部を貫通してシース管ＹにＰＣグラウトを再注入するための孔を開孔する際に使用され、開孔時においてもシース管Ｙ内に挿通された緊張材を損傷しない特定構造を有したビットである。以下、緊張材を損傷しないための回転ビットの特定構造について３つの実施形態を例示して説明する。
【００４２】
［第１実施形態］
先ず、図４〜図６を用いて、本発明の第１実施形態に係る回転ビット５について説明する。第１実施形態に係る回転ビット５は、ビット本体５０と、ビット本体５０に止めネジ５０ａにより挿抜可能に固定され、前述の穿孔機２のシャフト２１にネジ込み接続するための直径８ｍｍの接続シャフト５１など、から構成され、穿孔機２のシャフト２１の先端に装着されて電動モータ２０の駆動により回転して当接物を研削して開削する鋼製のビットである。
【００４３】
このビット本体５０は、二枚の板に円筒が外嵌された直径１５ｍｍの円筒形状の二重構造の部材であり、回転しながらシース管Ｙと当接することによりシース管Ｙを研削して開削する２枚の板状の刃からなるビット刃５２が先端側に突き出て設けられている。勿論、ビット本体５０の直径等は、穿孔機２で削孔した孔の径に応じて適宜設定すればよいことは云うまでもない。
【００４４】
ビット刃５２は、人工ダイヤモンドを多数含有した超硬合金のダイヤモンドビットからなり、このダイヤモンドビットからなる先端が尖った鋭利な板状の刃が左右対称に２枚一組となって取り付けられている。このように、ビット刃を左右対称に２枚一組としたのは、図６に示すように、シース管ＹがＰＣ構造物Ｘの表面に対して傾斜している場合でも、シース管Ｙを開孔できるようにするためである。勿論、このビット刃５２には、前述のドリルビット２２と同様に、他の穿孔用のビットを採用することも可能である。
【００４５】
また、このビット刃５２の先端からシャフト側の後退した位置には、円筒状のストッパ５３がビット刃５２の外側に嵌着（外嵌）されており、このストッパ５３は、進行方向の先端面が回転軸（シャフト２１及び接続シャフト５１）に対する略垂直な面となっている。このストッパ５３の先端面５３ａが回転軸に対する垂直面となっていることにより、ストッパ５３が、シース管Ｙに開孔した直後にストッパとして機能する。
【００４６】
以上説明した第１実施形態に係る回転ビット５の二重構造によれば、図６に示すように、シース管Ｙの開孔時にビット刃５２でシース管Ｙを切り開いて開孔した後、ストッパ５３の回転軸に対する略垂直な面（先端面５３ａ）がシース管Ｙに開けた孔の縁に当接することになる。このため、回転ビット５でそれ以上先に開孔することができなくなり、回転ビット５の進行がストップする。よって、回転ビット５は、シース管Ｙに挿通されたＰＣ鋼材等の緊張材を損傷するおそれがない。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、図７を用いて、本発明の第１実施形態に係る回転ビット５の変形例である第２実施形態に係る回転ビット５’について説明する。第２実施形態に係る回転ビット５’が、第１実施形態に係る回転ビット５と相違する点は、主にビット刃の形状だけである。よって、同一構成は同一符号を付し説明を省略する。
【００４８】
第２実施形態に係る回転ビット５’は、ビット本体５０’と、ビット本体５０’に止めネジ５０ａにより挿抜可能に固定され、穿孔機２のシャフト２１にネジ込み接続するための直径８ｍｍの接続シャフト５１など、から構成され、穿孔機２のシャフト２１の先端に装着されて電動モータ２０の駆動により回転して当接物を研削して開削する鋼製のビットである。
【００４９】
ビット本体５０’は、図７に示すように、ビット本体５０と同様に、丸棒に円筒が外嵌された二重構造の直径１５ｍｍのビットである。このビット本体５０’は、その概形が短尺丸棒状で先端面が回転軸に対する垂直面となったビット刃５２’を有しており、そのビット刃５２’の先端から後退した位置に、円筒状のストッパ５３がビット刃５２’の外周に沿って嵌着されている。
【００５０】
また、ビット刃５２’には、図７に示すように、ビットの先端から軸に沿って矩形の溝５２ａ’が形成され、軸に対する垂直面による断面が円形ではなく、溝５２ａ’により一部欠けた形状となっている。勿論、ビット刃には、溝が形成されていなくてもよい。
【００５１】
このように、第２実施形態に係る回転ビット５’の二重構造によれば、第１実施形態に係る回転ビット５と同様に、シース管Ｙの開孔時にビット刃５２’でシース管Ｙを切り開いて開孔した後、ストッパ５３の先端面５３ａがシース管Ｙに開けた孔の縁に当接することになる。このため、回転ビット５’でそれ以上先に開孔することができなくなり、回転ビット５’は、シース管Ｙに挿通されたＰＣ鋼材等の緊張材を損傷するおそれがない。
【００５２】
なお、回転ビット５’は、その切削刃となるビット刃５２’の先端面が軸に対する垂直面となっているので、シース管Ｙに対して直交するような角度でＰＣグラウト注入用の孔を開孔する場合に適している。
【００５３】
［第３実施形態］
次に、図８〜図１０を用いて、本発明の第３実施形態に係る回転ビット６について説明する。第３実施形態に係る回転ビット６は、主に、回転軸に対して旋回する螺旋状の刃６０からなり、穿孔機２のシャフト２１の先端に装着されて電動モータ２０の駆動により回転してシ螺旋状の刃６０の先端６０ａがシース管Ｙに当接して切り裂いて開削する鋼製のビットである。
【００５４】
この回転ビット６の螺旋状の刃６０は、最外径が１４ｍｍとなっており、穿孔機２のシャフト２１への装着は、図１０に示すように、シャフトの先端に螺旋状の刃６０の螺旋の間隔に応じたネジ山が形成されたネジ山シャフト２１’を穿孔機２の先端のシャフトに接続し、そのネジ山シャフト２１’の先端に回転ビット６を螺合することで行われる。
【００５５】
この回転ビット６の緊張材を損傷しないための特定構造は、図９に示すように、回転軸の垂直面に対して所定角度以下で当接する鋭角当接構造である。ここで、所定角度とは、緊張材の材質の表面硬度や回転ビット６の材質等から実験等により螺旋状の刃６０の先端６０ａが、万が一緊張材と当接した場合であっても、当接角度が浅い（小さい）ため緊張材の表面で弾かれて、緊張材が損傷しない角度である。
【００５６】
本実施形態に係る回転ビット６は、図９に示すように、螺旋状の刃６０の先端６０ａの回転軸の垂直面に対する角度が角度θとなっており、緊張材の表面で弾かれるためには、角度θがtanθ≦2/7を満たす角度となっていれば好ましい。
【００５７】
一般的に、シース管Ｙは、0.8ｍｍ厚程度のブリキや亜鉛めっき鋼板からなるため表面硬度があまり高くなく、且つ、表面に襞状の凹凸がある。このため、前述の第３実施形態に係る回転ビット６が所定角度θ以下の浅い角度で当接しても、シース管Ｙの襞状の凹凸には、略直角に当接することとなり、螺旋状の刃６０の先端６０ａでシース管Ｙを切り開いて開孔することができる。
【００５８】
一方、緊張材は、一般的に、高張力の鋼材からなるため表面硬度が高い。このため、第３実施形態に係る回転ビット６の鋭角当接構造によれば、万が一、螺旋状の刃６０の先端６０ａが当接した場合であっても、緊張材の表面で弾かれて、緊張材が損傷しないこととなる。このため、緊張材を損傷するおそれなく、深さ等を一々確認しなくても、短時間でシース管Ｙを切り開いて開孔することができる。
【００５９】
＜ＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法＞
次に、本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法について説明する。既存のＰＣ構造物Ｘの表面から垂直に削孔して、ＰＣ構造物Ｘの表面に対して傾斜して挿置されているシース管ＹにＰＣグラウト注入用の孔を穿設する場合を例示して説明する。
【００６０】
実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法は、主に、シース管Ｙの外表面付近までＰＣ構造物Ｘのコンクリート部分を削孔するコンクリート削孔工程と、コンクリート削孔工程で削孔した孔の終端からシース管Ｙの一部を貫通するまで開孔するシース管開孔工程と、からなり、既設のＰＣ構造物Ｘのシース管ＹにＰＣグラウトを再注入するために開孔する方法である。
【００６１】
［コンクリート削孔工程］
（１）支柱位置決め
コンクリート削孔工程は、図１１に示すように、先ず、削孔する孔の（墨出し）位置に応じて、ガイド装置３をＰＣ構造物Ｘの表面に固定するため、バキュームポンプＰ１で真空パッドを吸引して真空パッドＰ２内を負圧にし、ＰＣ構造物Ｘの表面に吸着する。
【００６２】
（２）ガイド装置の固定
次に、真空パッドＰ２の定着ボルトに前述の基台３０を挿通してネジ止めし、支柱３１がＰＣ構造物Ｘの表面に垂直となるようにガイド装置３を固定する。
【００６３】
なお、ＰＣ構造物Ｘの表面が劣化しているなどの理由で真空パッドＰ２を吸着することができない場合は、ホールインアンカーやケミカルアンカーなどのアンカーをＰＣ構造物Ｘに打ち込んで、基台３０（ガイド装置３）をネジ止め固定してもよい。
【００６４】
（３）削孔位置の調整
そして、穿孔機２をガイド部材３２の装着部３２ｂに装着し、穿孔機２が、削孔する孔の中心の印（墨出し位置）の直上に位置するように調整する。
【００６５】
（４）位置決めプレート、給排水装置のセット
次に、ガイド装置３の基台３０の脇に、前述の位置決めプレート３３をセットし、穿孔機２のシャフト２１がＰＣ構造物Ｘの表面に垂直となるように、又は所望の角度となるようにさらに微調整する。
【００６６】
このとき、ガイド部材３２の装着部３２ｂに給水ホース４１を接続し、位置決めプレート３３に排水ホース４２を接続するとともに、給排水装置４の装置本体４０に、これらの給水ホース４１及び排水ホース４２を接続し、給排水装置４を給排水可能なようにセットする。
【００６７】
（５）削孔開始
そして、穿孔機２のシャフト２１の先端に、前述のドリルビット２２を装着し、穿孔機２の電動モータ２０及び給排水装置４の装置本体４０内のポンプを作動させ、ＰＣ構造物ＸにＰＣグラウト再注入用の孔の削孔（穿孔）を開始する。
【００６８】
このとき、穿孔機２で削孔しつつ、給排水装置４で給水ホース４１を介して削孔した孔に冷却水を供給し、複数本の排水ホース４２を介して削孔により発生した粉塵とともに供給した水を排水として吸い上げる。
【００６９】
（６）シャフト延長
次に、電動モータ２０を駆動させて穿孔機２でＰＣ構造物Ｘを削孔しつつ、適宜、ガイド部材３２のハンドル３２ａを回転させて穿孔機２を下降させ（ＰＣ構造物Ｘ側へ移動させ）ＰＣ構造物Ｘにグラウト注入用の孔を掘り進んで行く。
【００７０】
このとき、200ｍｍ程度の長さのロッド（丸棒状の鋼材）からなるシャフト２１を、次々継ぎ足して延長していき、所望の深さ、即ち、シース管Ｙの外表面に達するまで削孔していく。
【００７１】
なお、シース管Ｙの外表面に達した否かの判断は、電動モータ２０への通電量を電流計等で計測しておき、通電量が一定値を超えたときに、電動モータ２０への通電をストップするように制御すると、ファイバースコープ等で確認する手間が省けてこのましい。
【００７２】
また、排水ホース４２の途中に金属センサ等をセットしておき、この金属センサでシース管Ｙとの接触により排水に金属が混じることを検知した場合に、電動モータ２０への通電をストップするように制御してもよい。
【００７３】
［シース管開孔工程］
次に、図６等を用いて、シース管開孔工程について説明する。ここでは、穿孔機２に前述の第１実施形態に係る回転ビット５を装着してシース管Ｙを開孔する場合を例に挙げて説明する。勿論、回転ビット５の代わりに前述の回転ビット５’，６のいずれかを装着しても構わない。
【００７４】
（１）ビット交換
先ず、穿孔機２のシャフト２１を引き上げて、先端に装着されているドリルビット２２を回転ビット５に交換する。そして、シャフト延長工程と同様に、ロッドを継ぎ足してシャフト２１を延長して行き、コンクリート削孔工程で削孔した孔Ｈの終端に回転ビット５を当接させる。
【００７５】
また、このとき、シース管開孔工程では、給排水装置４は使用しないので、給水ホース４１、排水ホース４２を含めて撤去する（図１参照）。
【００７６】
なお、このビット交換工程では、コンクリート削孔工程で使用した穿孔機２ではなく、別の穿孔機に取り換えても良く、振動ドリルなどのラチェット機構により回転だけでなく軸方向に沿った打撃を加える穿孔機としても良い。但し、新たな穿孔機を設置すると位置決め等からやり直す必要が生じるため、コンクリート削孔工程で使用した穿孔機２を使用した方が好ましい。
【００７７】
（２）開孔開始
次に、図６に示すように、穿孔機２の電動モータ２０を駆動させて回転ビット５を回転させ、孔Ｈの終端からシース管Ｙの開孔を開始する。
【００７８】
（３）開孔停止
そして、回転ビット５のビット刃５２でシース管Ｙを切り開いて開孔してシース管Ｙの一部を貫通し、ストッパ５３の先端面５３ａがシース管Ｙに開けた孔の縁に当接すると穿孔機２の電動モータ２０を停止させる。
【００７９】
このとき、回転ビット５でシース管Ｙに開孔したか否かの判断は、自重等で穿孔機２が下降しなくなるか、又は、ガイド部材３２のハンドル３２ａを回しても穿孔機２が進行しなくなった場合に、シース管Ｙの開孔が完了したと判断する。
【００８０】
これにより、シース管開孔工程を終了し、その後、ＰＣ構造物Ｘを削孔した孔ＨにＰＣグラウト注入用のホースを接続するなど、ＰＣグラウト再注入のための後工程を行う。
【００８１】
以上に説明した本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法によれば、直径３０ｍｍ以下のドリルビット２２が装着された穿孔機２を用いてＰＣ構造物Ｘを削孔するので、ＰＣ構造物Ｘにあける孔Ｈを直径３０ｍｍ程度以下の小径とすることができ、ＰＣ構造物Ｘに与える損傷を最小限にすることができる。
【００８２】
また、第１実施形態〜第３実施形態に係る回転ビット５，５’，６のいずれかの回転ビットが装着された穿孔機２を用いてシース管Ｙに孔をあけるので、シース管Ｙ内に挿通された緊張材を損傷するおそれがない。このため、削孔した孔Ｈにファイバースコープ等を挿入して緊張材までの距離等を確認しながら開孔する必要がなく、短時間でシース管Ｙを開孔することができる。
【００８３】
なお、実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法として、第１実施形態〜第３実施形態に係る回転ビット５，５’，６のいずれかの回転ビットが装着された穿孔機２を用いてシース管Ｙに孔をあける場合を例示して説明したが、本発明に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法では、シース管開孔工程において、図１２に示すよう、シャフトの後端にハンドルがついた金具のシャフト先端にネジを切って（ネジ山を形成して）回転ビット６等を装着し、手動で回転ビット６等を回転させてシース管Ｙに開孔してもよい。その場合、作業員が手回しに反力が無くなったことをもってシース管Ｙの開孔が完了したと判断する。手動でシース管Ｙに孔をあける場合であっても、本発明に係る回転ビットを用いて開孔すれば、シース管Ｙ内に挿通された緊張材を損傷するおそれがない。
【００８４】
以上、本発明の実施形態に係るＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法、及びその方法に用いる穿孔装置について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。特に、ドリルビットや回転ビットの材質は、ＰＣ構造物の強度やシース管の種類に応じて適宜選択すればよい。また、穿孔機を駆動するモータも電動のものを例示したが、エンジンその他、シャフトを回転駆動できるものであれば適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１                    ：穿孔装置
２                    ：穿孔機
２０                  ：電動モータ（駆動モータ）
２１                  ：シャフト
２１’                ：ネジ山シャフト（シャフト）
２２                  ：ドリルビット
３                    ：ガイド装置
３０                  ：着台
３１                  ：支柱
３２                  ：ガイド部材
３２ａ                ：ハンドル
３２ｂ                ：装着部
３３                  ：位置決めプレート
３３ａ                ：プレート本体
３３ｂ                ：位置決め部材
Ｐ１                  ：バキュームポンプ
Ｐ２                  ：真空パッド
４                    ：給排水装置
４０                  ：装置本体
４１                  ：給水ホース
４２                  ：排水ホース
５，５’              ：回転ビット（開孔治具）
５０，５０’          ：ビット本体
５１                  ：接続シャフト
５２，５２’          ：ビット刃
５３                  ：ストッパ
５３ａ                ：先端面
６                    ：回転ビット（開孔治具）
６０                  ：螺旋状の刃
６０ａ                ：先端
Ｘ                    ：ＰＣ構造物
Ｈ                    ：削孔した孔
Ｙ                    ：シース管
θ                    ：当接角度
【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】
2016196781.tif 000009
【図８】
2016196781.tif 000010
【図９】
2016196781.tif 000011
【図１０】
2016196781.tif 000012
【図１１】
2016196781.tif 000013
【図１２】
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