JP2016196783A - Ｐｃグラウト再注入用のシース管開孔方法 - Google Patents

Abstract

【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を回転させる駆動モータ２０とシャフト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より硬度が低い材質からなる開孔治具５〜７でシース表面を打撃してコンクリート削孔工程で削孔した孔Ｈ１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１３

Description

本発明は、既設のＰＣ構造物の機能回復のため、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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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。

特開２００５−２３５６７号公報 特開２００９−１６０７８０号公報

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。

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より硬度が低い材質からなる開孔治具でシース表面を打撃し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。

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、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、前記モータの回転力を前記シャフト方向への打撃力に変換可能な振動ドリルの先端に前記開孔治具を装着して前記シース管に孔をあけることを特徴とする。

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１発明又は第２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。

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、前記開孔治具は、前記緊張材より硬度が低い材質からなる円筒状の治具本体を有し、その治具本体の先端に、先端側に行くにしたがって薄くなる刃先加工が施された刃先開孔治具であり、前記シース管開孔工程では、当該刃先開孔治具を打撃して前記シース管に孔をあけることを特徴とする。

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４発明において、前記刃先開孔治具の先端には、複数の円弧状の切欠きが形成されており、前記シース管開孔工程では、複数の円弧状の切欠きが形成された当該刃先開孔治具を打撃して前記シース管に孔をあけることを特徴とする。

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３発明のいずれかの発明において、前記開孔治具は、後端側が閉塞された円筒体からなる治具本体を有し、この治具本体の先端側に緊張材より硬度が低い材質からなる複数の開孔針が取り替え可能に装着されており、前記シース管開孔工程では、前記開孔針が装着された当該開孔治具を打撃して前記シース管に孔をあけることを特徴とする。

第７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発明又は第３発明において、前記開孔治具は、シャフトを有し、このシャフトの先端に、前記緊張材より硬度が低い材質からなる円筒体の先端の一部が突出して回切刃が形成された開孔円筒体が嵌着されているとともに、前記シャフトの後端に、前記シャフトを回動する回動ハンドルが固着されており、前記シース管開孔工程では、前記開孔円筒体が嵌着された当該開孔治具を打撃して前記シース管に前記回切刃を突き刺した後、前記回動ハンドルを回して前記シース管に孔をあけることを特徴とする。

第１発明〜第７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７発明によれば、緊張材より硬度が低い材質からなる開孔治具を打撃して開孔するので、開孔治具が緊張材に当接した場合であっても、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（穿孔）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。

特に、第２発明によれば、振動ドリルを用いて開孔治具を打撃するので、人力で開孔治具に打撃を加える必要がなく、効率的で短時間でシース管開孔工程を完了することができる。

特に、第３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。

特に、第４発明及び第５発明によれば、刃先加工が施された刃先開孔治具を打撃してシース管に孔をあけるので、シース管を刃先で容易に切り裂いて開孔することができるともに、その刃先が万が一緊張材に当接したとしても、刃先が緊張材より硬度が低い材質からなるため、緊張材に傷がつくおそれがない。

特に、第６発明によれば、開孔針が装着された開孔治具を打撃してシース管に孔をあけるので、シース管を開孔針で容易に切り裂いて開孔することができるとともに、この開孔針が、取り替え可能となっているので、開孔により硬度が低い開孔針が損耗しても、開孔針だけを交換すれば済むので経済的である。

特に、第７発明によれば、シース管に回切刃を突き刺した後、回動ハンドルを回してシース管に孔をあけるので、振動ドリルなどの電動工具を使用しなくても、人力により容易に短時間でシース管を開孔することができる。

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削孔装置の全体構成を示す側面図である。 同上の削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。 同上の位置決めプレートを示す部分拡大斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る開孔治具を示す図で、（ａ）が斜視図で、（ｂ）が刃先部分を拡大した部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る開孔治具を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る開孔治具を示す図で、（ａ）が立面図（側面図）で、（ｂ）が開孔針を取り出して示す立面図である。 同上の開孔治具の装填リングを示す図で、（ａ）が底面図、（ｂ）が断面図である。 同上の開孔治具の変形例１に係る開孔針を示す図で、（ａ）が正面図、（ｂ）が断面図である。 同上の開孔治具の変形例２に係る開孔針の別の実施形態を示す図で、（ａ）が底面図、（ｂ）が断面図である。 図６の開孔治具の両刃の開孔針の上下を入れ替えた状態を示す立面図である。 本発明の第４実施形態に係る開孔治具を示す図で、（ａ）が立面図、（ｂ）が下端付近を拡大して示す斜視図である。 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のコンクリート削孔工程の手順を示す説明図である。 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のシース管開孔工程の手順を示す説明図で、（ａ）が鉛直断面図、（ｂ）が透視平面図である。

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。

＜削孔装置＞
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削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削孔装置１は、ＰＣ構造物Ｘを削孔する穿孔機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Ｈ１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。

（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程度の通常の電動モータ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。

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。

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できるようになっている。

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を削孔（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

＜開孔治具＞
次に、図４〜図１１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で削孔した孔Ｈ１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Ｈ２を開孔する際に使用され、緊張材より硬度が低い材質からなるためシース管Ｙ内に挿通された緊張材を損傷しない構成となっている。

この開孔治具は、モータの回転力をシャフト方向への打撃力に変換可能な振動ドリルなど電動工具のシャフトの先端に装着され、その電動工具で打撃が加えられるか、又は、人力でハンマー等により打撃が加えられることで、コンクリート削孔工程で削孔した孔Ｈ１の終端に打ち付けて使用される。

［第１実施形態］
先ず、図４を用いて、本発明の第１実施形態に係る開孔治具５について説明する。第１実施形態に係る開孔治具５は、図４（ａ）に示すように、シース管Ｙに挿通されている緊張材より硬度が低い材質からなる円筒管状の治具本体を備えている。この治具本体は、先端面が、その縁に沿って緩やかに波打つ形状となっているとともに、図４（ｂ）に示すように、先端側に行くにしたがって薄くなる刃先加工が施された刃先５ａを有している。

ところで、シース管Ｙに挿通されている緊張材は、一般に、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼線より線、ＰＣ鋼棒などのＰＣ鋼材であり、このようなＰＣ鋼材は、炭素を0.6%以上含有する高炭素鋼からなる。このため、緊張材の表面硬度は、ロックウェル硬さHRC４４〜５２程度と考えられる。よって、本発明の第１実施形態に係る開孔治具５は、それより硬度が低く、且つ、開孔するシース管Ｙの硬度より高いHRC（ロックウェル硬さ）４４以下の中硬度の鋼材（例えば、中硬度炭素鋼）からなる。

勿論、硬度（硬さ）の測定方法はどのような方法でもよく、開孔治具５の硬さを決める基準は、HV（ビッカース硬さ）、HB（ブリネル硬さ）、HS（ショア硬さ）など他の硬度測定方法より測定された硬度を基準にしてもよいことは云うまでもない。

一方、シース管Ｙは、一般に、0.8ｍｍ厚程度のブリキや亜鉛めっき鋼板からなるため硬度はあまり高くない。このため、中硬度の鋼材からなる開孔治具５で十分突き刺して開孔することができる。また、開孔治具５の先端には、刃先５ａが設けられているため、刃先５ａでさらに容易にシース管Ｙを切り開くことができる。

また、この開孔治具５は、ネジ切りされたカップリング等を介して振動ドリルなどの電動工具の先端に装着されて使用される。勿論、単純に棒材の先端に溶接等で固定してハンマー等で打撃を加えて使用してもよい。

このような第１実施形態に係る開孔治具５によれば、刃先５ａでさらに容易にシース管Ｙを切り開くことができるとともに、その刃先５ａが万が一緊張材に当接したとしても、刃先５ａが緊張材より硬度が低い材質からなるため、緊張材に傷がつくおそれがない。

［第２実施形態］
次に、図５を用いて、第１実施形態に係る開孔治具５の変形例である第２実施形態に係る開孔治具５’について説明する。開孔治具５と相違する点は、刃先５ａに切り欠きが形成されている点だけなので、その点について主に説明する。

本発明の第２実施形態に係る開孔治具５’は、開孔治具５と同様に、その先端面が緩やかに波打つ形状となった概略円筒管状の治具本体を備え、その治具本体の先端面に、先端側に行くにしたがって薄くなる刃先加工が施されているとともに、鋸刃状に複数の円弧状の切欠きが形成された刃先５ａ’を有している。

このような第２実施形態に係る開孔治具５’によれば、刃先５ａ’が複数の円弧状の切欠きが形成された鋸刃状となっているので、開孔治具５と比べてもシース管Ｙをさらに開孔し易くなっている。このため、例えば、ＰＣ構造物Ｘに削孔した孔Ｈ１と、シース管Ｙとが芯ズレを起こしているような場合であっても、刃先５ａ’でシース管Ｙの襞状の凹凸を確実に捉えて開孔することができる。

［第３実施形態］
次に、図６〜図１０を用いて、本発明の第３実施形態に係る開孔治具６について説明する。本発明の第３実施形態に係る開孔治具６は、図６（ａ）に示すように、後端側が閉塞された円筒体からなる治具本体６０と、針状の鋼材からなる複数の開孔針６１と、これらの開孔針６１を装填するための装填リング６２と、開孔治具６を電動工具に接続するための接続ボルト６３などから構成されている。

開孔針６１は、図６（ｂ）に示すように、緊張材より硬度が低い前述のHRC（ロックウェル硬さ）４４以下の中硬度の鋼材（例えば、中硬度炭素鋼）からなり、先端側が針状の針状端６１ａと、後端側が平ノミ状のチゼル端６１ｂとなった両刃の部材である。

装填リング６２は、図７に示すように、概略円盤状のリング本体を備え、そのリング本体部の円周の縁に沿って開孔針６１を装填する複数の装填孔６２ａが穿設され、中央に、接続ボルト６３を挿通するためのボルト挿通孔６２ｂが穿設された金属からなる部材である。

この装填リング６２の装填孔６２ａに、後端側から針状端６１ａが先端側となるように開孔針６１を装填し、図示しない別のプレートでチゼル端６１ｂを挟み込んで、接続ボルト６３を先端側からボルト挿通孔６２ｂを挿通し、装填リング６２の縁を治具本体６０に当接させて治具本体６０の後端をナットで螺着することで開孔治具６が組み立てられる。即ち、開孔針６１は、治具本体６０及び装填リング６２に取り替え可能に装着されている。

この開孔治具６は、後端の接続ボルト６３で雌ネジが形成されたカップリング等を介して振動ドリルなどの電動工具の先端に装着されて使用される。勿論、単純に棒材の先端に固定してハンマー等で打撃を加えて使用してもよい。

なお、開孔針６１は、図８に示すように、チゼル端６１ｂが尖った尖端状のチゼル端６１ｂ’となった変形例１に係る開孔針６１’や、図９に示すように、チゼル端６１ｂが彫刻刀状のチゼル端６１ｂ”となった変形例２に係る開孔針６１”でもよい。

また、開孔針６１は、図１０に示すように、チゼル端６１ｂを先端側となるように装着してもよい。

このような第３実施形態に係る開孔治具６によれば、緊張材より硬度が低い材質からなる開孔針６１が、治具本体６０及び装填リング６２に取り替え可能に装着されているので、開孔により硬度が低い開孔針が損耗しても、開孔針だけを交換すれば済むので経済的である。また、開孔の際に緊張材より硬度が低い開孔針６１が緊張材に当接しても緊張材を傷つけるおそれがない。

［第４実施形態］
次に、図１１を用いて、本発明の第４実施形態に係る開孔治具７について説明する。本発明の第４実施形態に係る開孔治具７は、図１１（ａ）に示すように、丸棒状の鋼材からなるシャフト７０を有し、このシャフト７０の先端に開孔円筒体７１が嵌着されているとともに、シャフト７０の後端にシャフト７０を回動する鋼材からなる回動ハンドル７２が固着されている。

開孔円筒体７１は、図１１（ｂ）に示すように、緊張材より硬度が低い材質からなる円筒体からなり、その円筒体の先端の一部が突出して回切刃７１ａが形成された部材であり、回切刃７１ａの両側端は、研磨されて薄くなり鋭利な刃先となっている。

なお、シャフト７０は、長さの異なる数種類のものを用意し、先端及び後端にネジを切り、開孔円筒体７１及び回動ハンドル７２をネジ込んで装着できるようにし、削孔した孔Ｈ１の深さにより応じて取り替え可能としてもよい。

この開孔治具７は、回動ハンドル７２の中央部に人力によりハンマー等で打撃を加え、シース管Ｙに回切刃７１ａを突き刺した後、回動ハンドル７２を回して使用する。

このような第４実施形態に係る開孔治具７によれば、回動ハンドル７２の中央部に人力によりハンマー等で打撃を加え、シース管Ｙに回切刃７１ａを突き刺した後、回動ハンドル７２を回して使用するので、振動ドリルなどの電動工具を使用しなくても、人力により容易に短時間でシース管Ｙを開孔することができる。また、開孔の際に緊張材より硬度が低い回切刃７１ａが緊張材に当接しても緊張材を傷つけるおそれがない。

＜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の表面に対して平行に挿置されているシース管ＹにＰＣグラウト注入用の孔を開孔する場合を例示して説明する。

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Ｈ１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。

［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１２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。

（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。

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。

（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。

（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さらに微調整する。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

［シース管開孔工程］
次に、図１３を用いて、シース管開孔工程について説明する。ここでは、第１実施形態〜第４実施形態に係る開孔治具５，５’，６，７のいずれかの開孔治具を用いて、前述のコンクリート削孔工程で削孔した孔Ｈ１の終端からシース管Ｙの一部を貫通するまで開孔する場合をまとめて説明する。

（１）削孔装置撤去
先ず、前述のコンクリート削孔工程で使用した削孔装置１を撤去する。

（２）開孔治具の装着
次に、前述の開孔治具５，５’，６のいずれかを、ラチェット機構によりモータの回転力を回転だけでなく軸方向に沿った打撃力に変換可能な振動ドリルなどの電動工具のシャフトの先端に装着する。そして、装着した開孔治具５，５’，６をコンクリート削孔工程で削孔した孔Ｈ１に挿入し、孔Ｈ１の終端である底に開孔治具５，５’，６が当接するまで下降させる。

勿論、前述の開孔治具７を使用する場合は、人力で打撃を加えるので、電動工具への装着は不要である。

（３）開孔開始
次に、図１３（ａ）に示すように、電動工具の電動モータを駆動させて打撃を加え、開孔治具５，５’，６を孔Ｈ１の底に打ち付け、シース管Ｙの開孔を開始する。

勿論、人力で打撃を加える場合は、開孔治具５，５’，６，７をハンマー等で叩いて打撃を加え、開孔治具５，５’，６，７を孔Ｈ１の底に打ち付け、シース管Ｙの開孔を開始する。

（４）開孔停止
そして、開孔治具５，５’，６，７の刃先５ａ，５ａ’、開孔針６１，６１’の針状端６１ａ，６１ａ’又はチゼル端６１ｂ，６１ｂ’、回切刃７１ａでシース管Ｙを突き刺してシース管Ｙの一部を貫通する。作業員は、打撃の反力がなくなったことをもってシース管Ｙを貫通したことを判断できるので、その時に電動工具を停止させる。

勿論、人力で打撃を加える場合は、反力がなくなった時点でハンマー等で打撃を加えるのをやめればよい。

そして、開孔治具５，５’，６を引き抜けば、貫通したシース管Ｙの一部の開孔片も開孔治具５，５’，６と一緒についてくるので、図１３（ｂ）に示すように、シース管Ｙに開孔した孔Ｈ２が穿設されることとなる。

なお、開孔治具７を使ってシース管Ｙに開孔する場合は、回動ハンドル７２の中央部に人力によりハンマー等で打撃を加え、シース管Ｙに回切刃７１ａを突き刺した後、回動ハンドル７２を回してシース管Ｙに孔Ｈ２を開孔する。

このとき、回し切ったシース管Ｙの一部の開孔片は、電動工具のモータで回転する螺旋状の刃のついた回転ビット等を用い、その螺旋状の刃で開孔片を突き刺してそれを引き抜くようにして取り外すとよい。

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Ｈ１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。

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Ｈ１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。

また、第１実施形態〜第４実施形態に係る開孔治具５，５’，６，７の開孔治具５，５’，６，７の刃先５ａ，５ａ’、開孔針６１，６１’の針状端６１ａ，６１ａ’又はチゼル端６１ｂ，６１ｂ’、回切刃７１ａは、いずれも緊張材より硬度が低い素材からなるため、シース管Ｙを突き刺してシース管Ｙの一部を貫通して開孔する場合でもシース管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Ｈ１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。

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削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。

１ ：削孔装置
２ ：穿孔機
２０ ：電動モータ（駆動モータ）
２１ ：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’ ：刃先開孔治具（開孔治具）
５ａ，５ａ’ ：刃先
６ ：開孔治具
６０ ：治具本体
６１ ：開孔針
６１ａ，６１ａ’ ：針状端
６２ ：装填リング
６３ ：接続ボルト
７ ：開孔治具
７０ ：シャフト
７１ ：開孔円筒体
７１ａ ：回切刃
７２ ：ハンドル
Ｘ ：ＰＣ構造物
Ｈ１ ：削孔した孔
Ｙ ：シース管
Ｈ２ ：開孔した孔

Claims (7)

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より硬度が低い材質からなる開孔治具でシース表面を打撃し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。
2. 前記シース管開孔工程では、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、前記モータの回転力を前記シャフト方向への打撃力に変換可能な振動ドリルの先端に前記開孔治具を装着し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に記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
3. 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又は２に記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
4. 前記開孔治具は、前記緊張材より硬度が低い材質からなる円筒状の治具本体を有し、その治具本体の先端に、先端側に行くにしたがって薄くなる刃先加工が施された刃先開孔治具であり、
   前記シース管開孔工程では、当該刃先開孔治具を打撃し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。
5. 前記刃先開孔治具の先端には、複数の円弧状の切欠きが形成されており、
   前記シース管開孔工程では、複数の円弧状の切欠きが形成された当該刃先開孔治具を打撃して前記シース管に孔をあけること
   を特徴とする請求項４に記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。
6. 前記開孔治具は、後端側が閉塞された円筒体からなる治具本体を有し、この治具本体の先端側に緊張材より硬度が低い材質からなる複数の開孔針が取り替え可能に装着されており、
   前記シース管開孔工程では、前記開孔針が装着された当該開孔治具を打撃し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。
7. 前記開孔治具は、シャフトを有し、このシャフトの先端に、前記緊張材より硬度が低い材質からなる円筒体の先端の一部が突出して回切刃が形成された開孔円筒体が嵌着されているとともに、前記シャフトの後端に、前記シャフトを回動する回動ハンドルが固着されており、
   前記シース管開孔工程では、前記開孔円筒体が嵌着された当該開孔治具を打撃して前記シース管に前記回切刃を突き刺した後、前記回動ハンドルを回し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又は３に記載のＰＣグラウト再注入用のシース管開孔方法。

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