JP7046448B2 - パッカー及び当該パッカーを用いる工法 - Google Patents

Description

本発明は、上方の領域から下方の領域の順に注入材を注入する工法（いわゆる「ステージグラウト工法」）に関し、より詳細には、当該工法に適したパッカー及びそのパッカーを用いた工法に関する。

図６、図７を参照して、上方の領域から下方の領域の順に注入材を注入する工法、いわゆる「ステージグラウト工法」（特許文献１参照）について説明する。
図６で例示するダム１００において、ダム湖１００Ａに貯水された水Ｗが、点線Ｘで示す様に、ダム１００の下側（湖底側）からダム湖１００Ａの反対方向に漏水してしまうと、ダム１００はその機能を果たすことが出来ない。
そのため、ダム１００の下方に止水壁１０１を造成して、漏水Ｘを防止する必要がある。ここで、ダム１００の高さ寸法をＨとすれば、止水壁１０１の深さ寸法は０．８Ｈ程度が必要である。

例えば、グラウト材を注入して止水壁１０１を造成する手順、いわゆる「ステージグラウト」の手順を、図７を参照して説明する。
先ず、図７（Ａ）で示す様に、ダム１００（図６）直下に、ボーリング孔の１ステージ目Ｈ１（最も地上側のボーリング孔）を削孔する。
次に、図７（Ｂ）で示す様に、ボーリング孔Ｈ１に、図示しない注入用ロッドを挿入してグラウト材Ｃを充填、注入する。
そしてボーリング孔の１ステージ目Ｈ１内のグラウト材Ｃが固化した後、図７（Ｃ）で示す様に、ボーリング孔の１ステージ目Ｈ１の下方にボーリング孔の２ステージ目Ｈ２を削孔する。図７（Ｃ）において、ボーリング孔の１ステージ目Ｈ１とボーリング孔の２ステージ目Ｈ２の境界を仮想線ＣＨで示す。
そして、図７（Ｄ）で示す様に、ボーリング孔の２ステージ目Ｈ２にグラウト材Ｃを充填、注入する。図７（Ｄ）で示す手順を施工している際において、グラウト材Ｃが地上方向に逆流しない様に、例えばボーリング孔の１ステージ目Ｈ１の下端（ボーリング孔の２ステージ目Ｈ２との境界ＣＨの部分）にパッカー１０を配置して、パッカー１０を膨張してから、グラウト材Ｃの充填、注入を行う。
以下、止水壁１０１（図６）の深さ寸法に到達するまで、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）で示す工程を繰り返す（例えば１６ステージ）。

図８において、例えば図７（Ｄ）で示す工程において、ボーリング孔Ｈ内に注入用ロッド１１を挿入し、注入用ロッド１１に取り付けたパッカー１０を膨張した後にグラウト材Ｃを地中側に注入している（矢印Ａ）状態を示している。加圧注入によりグラウト材Ｃがボーリング孔Ｈ外に浸透する状態が、符号Ｒで示されている。
ここで、グラウト材Ｃを注入する際の注入圧力は、上方の領域よりも下方の領域における注入の方が高圧となる。そのため、深度が深くなると高圧で（ＭＰａ単位の注入圧力で）加圧注入が行われることとなる。
しかし、グラウト材Ｃを高圧で加圧注入する場合、図８において矢印Ｙで示す様に、パッカー１０の上部（地上側）にグラウト材Ｃがリークしてしまう（注入材が漏れる）場合が存在する。グラウト材Ｃがリークする要因としては、例えば、施工地盤に亀裂が存在することや、ボーリング孔Ｈ削孔の際に亀裂が生じてしまうこと、注入用ロッド１１の継ぎ目が緩み、当該継ぎ目からグラウト材Ｃが漏れてパッカー１０上部に溜まること等が考えられる。
そして、リークしたグラウト材Ｃがパッカー１０の上部において符号Ｚで示す様に固化すると、注入用ロッド１１が回収不能になってしまう。そのため、グラウト材Ｃがパッカー１０上部にリークした場合には、それを検知する必要がある。

加圧注入されたグラウト材がパッカー上部にリークしたことを検知する従来技術としては、例えば、図９で示す様なグラウト材注入時の圧力特性（圧力Ｐ）と流量特性（流量Ｑ）の特性図から判断する手法が存在する。図９において横軸は時間Ｔであり、グラウト材のリークが生じていると図９の流量特性曲線において、符号Ｑ１で示す様な一部領域のみ流量が増加する特性を示す。
しかし、図９の符号Ｑ１で示す特性を流量特性が示したとしても、グラウト材がパッカー上部にリークしているか否かは確定しない。

その他のグラウト材のリークを検知する従来技術としては、図１０で示す様に、ボーリング孔Ｈを削孔した後、削孔されたボーリング孔Ｈ内から不要な土塊等を除去するために、矢印Ｗ１で示す様に清水を注入する。係る清水Ｗ１はボーリング孔Ｈに充填されるが、加圧注入されたグラウト材Ｃがパッカー１０の上部にリークした場合には（矢印Ｙ）、リークしたグラウト材の分だけ清水Ｗ１が地上側に溢れ出す。或いはグラウト材Ｃがパッカー１０の上部にリークすると、リークしたグラウト材Ｃがボーリング孔Ｈ内の清水Ｗ１により希釈されるので、清水Ｗ１に「濁り」が生じる。係る清水Ｗ１の「濁り」を視認することにより、パッカー１０の上部にグラウト材Ｃがリークしたと判断することが出来る。
しかし、ボーリング孔Ｈからの清水Ｗ１の溢出も、清水Ｗ１の「濁り」も、作業者の視認によるので、グラウト材Ｃがリークしたか否かの判断は不正確である。特に、パッカーを深度が深い位置に配置している場合には、判定が困難になる。
この様に、グラウト材Ｃがパッカー１０上部にリークしているか否かを容易に且つ正確に検知する技術は、未だに提案されていない。

特公昭４７－１０５０９号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、例えば上方の領域から下方の領域の順に注入材を注入する工法（いわゆる「ステージグラウト工法」）において、注入材がパッカー上部にリークしているか否かを容易に且つ正確に検知することが出来るパッカーと、その様なパッカーを用いた工法を提供することを目的としている。

本発明のパッカー（１）は、地上側に注入材検出器（２）が取り付けられ、
前記注入材検出器（２）はハウジング（２Ａ）を備え、ハウジング（２Ａ）は（例えば２本の）光信号の光入出力側伝達系統（２Ｂ１、２Ｂ２：例えばグラスファイバー）の各端部と接続されており、ハウジング（２Ａ）には注入材侵入用開口部（２ＡＡ）が形成されており、注入材侵入用開口部２ＡＡのハウジング内方の領域は（例えば２本の）前記光入出力側伝達系統（２Ｂ１、２Ｂ２）の各端部の間に位置していることを特徴としている。

本発明のパッカー（１）は、上方の領域から下方の領域の順に注入材（例えばグラウト材）を注入する工法（いわゆる「ステージグラウト工法」）で用いられるのが好ましい。

また、前記パッカー（１：請求項１、２の何れかのパッカー）を用いた本発明の工法は、
上方の領域から下方の領域の順に注入材（Ｃ：例えばグラウト材）を注入する工法（いわゆる「ステージグラウト工法」）において、
ボーリング孔（Ｈ）を削孔し、当該ボーリング孔（Ｈ）に注入用ロッド（１１）を挿入する工程と、注入用ロッド（１１）に取り付けられたパッカー（１）を膨張させる工程と、注入用ロッド（１１）から注入材（Ｃ）を注入する工程を有し、
前記パッカー（１）の地上側には注入材検出器（２）が取り付けられ、前記注入材検出器（２）はハウジング（２Ａ）を備え、ハウジング（２Ａ）は（例えば２本の）光信号の光入出力側伝達系統（２Ｂ１、２Ｂ２：例えばグラスファイバー）の各端部と接続されており、ハウジング（２Ａ）には注入材侵入用開口部（２ＡＡ）が形成されており、注入材侵入用開口部（２ＡＡ）のハウジング内方の領域は（例えば２本の）前記光入出力側伝達系統（２Ｂ１、２Ｂ２）の各端部の間に位置しており、
前記注入する工程の後、（例えば２本の）前記伝達系統（２Ｂ１、２Ｂ２）の一方の伝達系統に光信号（例えば、レーザー光）を照射し、当該照射した光信号が他方の伝達系統を透過した場合には、注入材（Ｃ）がパッカー（１）の地上側に漏れていないと判断する工程と、
当該照射した光信号が他方の伝達系統を透過しない場合には、注入材（Ｃ）がパッカー（１）の地上側に漏れていると判断する工程を有することを特徴としている。

上述の構成を具備する本発明によれば、注入材（Ｃ：例えばグラウト材）がパッカー（１）の地上側（パッカー１の上部）にリークしていなければ、注入材検出器（２）の内部にグラウト材（Ｃ）は侵入しないので、注入材検出器（２）内部における光信号（レーザー光による光信号）が遮断されることはなく、当該光信号の伝達系統（２Ｂ：例えばグラスファイバー）が存在しない空間を光信号（レーザー光）が透過して、受信側の伝達系統（２Ｂ２：地上側の受光装置に接続されたグラスファイバー）に到達する。そして、受信側の伝達系統（２Ｂ２）に光信号が到達すれば、光信号が注入材検出器（２）内部を透過している（進行している）ことを地上側で把握できる。
そして、地上側では、注入材検出器（２）の内部に注入材（Ｃ）は侵入しておらず、注入材（Ｃ）がパッカー（１）の地上側にリークしていないことを検知することが出来る。

一方、パッカー（１）の地上側に注入材（Ｃ）がリークすると、注入材侵入用開口部（２ＡＡ）から、パッカー（１）の地上側に取り付けられた注入材検出器（２）の内部に注入材（Ｃ）が侵入する。ここで、前記光信号（レーザー光による光信号）の伝達系統（２Ｂ１、２Ｂ２：グラスファイバー）は、注入材侵入用開口部（２ＡＡ）直近の領域（取り付け時に真下となる領域）で切断されている。そのため、注入材検出器（２）の内部に侵入した注入材（Ｃ）は、伝達系統（２Ｂ１、２Ｂ２：グラスファイバー）の切断部の間における領域に侵入して、前記光信号を遮断する。そのため、光信号は受信側の伝達系統（２Ｂ２：地上側の受光装置に接続されたグラスファイバー）に到達せず、当該光信号が注入材検出器（２）内部で遮断されたことが地上側で把握される。
前記光信号が注入材検出器（２）内部で遮断されれば、地上側では、注入材検出器（２）の内部に注入材（Ｃ）が侵入したことを把握して、注入材（Ｃ）がパッカー（１）の地上側にリークしたことを検知することが出来る。

ここで、本発明では、注入材検出器（２）がパッカー（１）の地上側に取り付けられているため、パッカー（１）を配置すれば、確実に、注入材検出器（２）をパッカー（１）の地上側上部に配置することが出来る。
そのため、リークした注入材（Ｃ）がパッカー（１）の地上側（パッカー１の上部）に到達しているか否かを確実に判断することが出来る。

本発明の実施形態を適用した状態を示す説明図である。 図１の要部拡大説明図である。 図２で示す注入材検出器の本体における注入材侵入用開口部を示す平面図である。 図２で示す注入材検出器の検出態様を示す説明図である。 本発明の実施形態を適用して注入材のリークの有無を検知する手順を示す工程図である。 ダム及び止水壁を示す説明図である。 ステージグラウト工法の施工手順を示す工程図である。 注入されたグラウト材がパッカー上部にリークする態様を示す説明図である。 グラウト材注入の際の圧力特性と流量特性を示す特性図である。 従来技術におけるグラウト材のリーク検知の態様を示す説明図である。

以下、図１～図５を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態において、ステージグラウト工法（上方の領域から下方の領域の順にグラウト材Ｃを注入する工法）によりグラウト材Ｃ（注入材）を注入している状態を示している。図１において、ボーリング孔Ｈ１、Ｈ２から半径方向外方に不均等に湾曲しつつ延在している実線は、グラウト材が注入された状態を表現している。
図１では、先行するボーリング孔Ｈ１内にグラウト材Ｃ（注入材）を注入して固化させた状態で、後続のボーリング孔Ｈ２（図１のパッカー１の下方のボーリング孔）を穿孔するボーリング孔Ｈ１の地中側に削孔し、ボーリング孔Ｈ２にグラウト材Ｃを注入する状態を示している。本明細書では、ボーリング孔の先行するステージＨ１（図１ではパッカー１上方のボーリング孔）を「直前のボーリング孔」、ボーリング孔の後続するステージＨ２を「最新のボーリング孔」と表記する場合がある。
最新のボーリング孔Ｈ２を削孔する際に、直前のボーリング孔Ｈ１内の固化したグラウト材が切削されて、直前のボーリング孔Ｈ１の内径は、最新のボーリング孔Ｈ２と同径に削孔されている。

図１において、最新のボーリング孔Ｈ２内にグラウト材Ｃを注入する際には、注入用ロッド１１を挿入する。注入用ロッド１１は、直前のボーリング孔Ｈ１内の下端近傍であって、最新のボーリング孔Ｈ２内の上端直近の位置まで挿入する。換言すれば、図１において注入用ロッド１１の下端部は、直前のボーリング孔Ｈ１と最新のボーリング孔Ｈ２の境界に位置している。
注入用ロッド１１の下端部近傍にはパッカー１が取り付けられている。注入用ロッド１１を最新のボーリング孔Ｈ２内の上端直近の位置まで挿入した後、パッカー１を膨張させて、注入用ロッド１１と直前のボーリング孔Ｈ１の境界部分をシールする。上述した様に、直前のボーリング孔Ｈ１の内径と最新のボーリング孔Ｈ２の内径は同径である。
そして、パッカー１を膨張させた後、注入用ロッド１１からグラウト材Ｃを加圧注入する。グラウト材Ｃは、注入用ロッド１１の下端に設けられた図示しない吐出口を介して、最新のボーリング孔Ｈ２内に加圧注入される（矢印Ｂ）。加圧注入されたグラウト材が、最新のボーリング孔Ｈ２内から地中に浸透（注入）される。図１では、加圧注入されたグラウト材が最新のボーリング孔Ｈ２内から地中に注入（浸透）する態様が、符号Ｒで示されている。

図１において、パッカー１の上部（地上側）には、注入材検出器２が取り付けられている。
図２～図４を参照して詳述するが、注入材検出器２は、本体ハウジング２Ａ（図１では図示せず）及び光信号の伝達系統２Ｂ（図１では図示せず）を有しており、最新のボーリング孔Ｈ２内に注入されたグラウト材Ｃ（注入材）がパッカー１の上部（地上側）にリークしているか（漏れているか）否かを判断する機能を有している。
図１において、矢印Ｙは、リークしたグラウト材Ｃを示している。

注入材検出器２の詳細が図２に示されている。
図２において、注入材検出器２はハウジング２Ａを備え、ハウジング２Ａは２本の光信号の伝達系統２Ｂ１、２Ｂ２（それぞれ光入力側伝達系統、光出力側伝達系統）と接続されている。光信号の伝達系統２Ｂ１、２Ｂ２を構成する材料としては、例えばグラスファイバーが好適である。
注入材検出器２のハウジング２Ａに加え、光信号の伝達系統２Ｂ（光入力側伝達系統２Ｂ１、光出力側伝達系統２Ｂ２）を含めて、注入材検出器２と総称する。
注入材検出器２のハウジング２Ａは、例えば中空円筒状に形成されている。ハウジング２Ａの一方の端部（図２で右側の端部）には光入力側伝達系統２Ｂ１が挿入され、光入力側伝達系統２Ｂ１は、図示しない手段によりハウジング２Ａに固定されている。一方、ハウジング２Ａの他方の端部（図２で左側の端部）には光出力側伝達系統２Ｂ２が挿入され、光出力側伝達系統２Ｂ２も、図示しない手段によりハウジング２Ａに固定されている。
ハウジング２Ａにおいて、光入力側伝達系統２Ｂ１及び光出力側伝達系統２Ｂ２が延在している方向（図２では左右方向）の中央部に、注入材侵入用開口部２ＡＡが形成されている。

図２において、一端がハウジング２Ａに固定されている光入力側伝達系統２Ｂ１は、その他端は図示しない地上側の発光装置（例えば、レーザーポインター）に接続されている。また、一端がハウジング２Ａに固定されている光出力側伝達系統２Ｂ２の他端は、図示しない地上側の受光装置に接続されている。
光入力側伝達系統２Ｂ１におけるハウジング２Ａ側の端部２Ｂ１Ａと、光出力側伝達系統２Ｂ２におけるハウジング２Ａ側の端部２Ｂ２Ａは、ハウジング２Ａ内において、一定の間隔を有して対向している（隔離して対向している）。
そして、注入材侵入用開口部２ＡＡのハウジング２Ａ内方の領域は、光入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａの間に位置している。

例えば、ボーリング孔の内径がφ４８ｍｍ、注入用ロッドの径がφ４０．５ｍｍであれば、図１、図２で示す注入材検出器２は、円環状のクリアランスの半分（幅３．７５ｍｍ＝φ７．５ｍｍ／２＝（４８ｍｍ－４０．５ｍｍ）／２）に相当する領域に注入材検出器２を配置して、当該領域（円環状のクリアランスの半分に相当する領域）に光信号の伝達系統２Ｂ１、２Ｂ２（グラスファイバー）を地上側から挿入する必要がある。そのため、注入材検出器２の長さ寸法Ｌ（図２）は４０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ程度である。
注入材検出器２の長さ寸法Ｌが長過ぎると、前記円環状のクリアランスの半分に相当する領域（例えば幅３．７５ｍｍの領域）に収まらない。
一方、注入材検出器２の直径は４ｍｍ程度が好ましい。注入材検出器２の直径寸法が大き過ぎても、ボーリング孔内壁とロッド外壁の間のクリアランス（前記円環状のクリアランスの半分に相当する領域：例えば幅半径で３．７５ｍｍ）に収まらないからである。

注入材検出器２における注入材侵入用開口部２ＡＡが図３で示されている。
図３は、光信号の伝達系統２Ｂ１、２Ｂ２を一部省略して示す平面図であり、注入材侵入用開口部２ＡＡの幅Ｂ１は２ｍｍ程度が好適であり、注入材侵入用開口部２ＡＡの長さＬ１は５ｍｍ～１５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ程度である。
図３で示す様に、注入材侵入用開口部２ＡＡの直下の領域は、離隔して対向している入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａの間の領域である。

注入材侵入用開口部２ＡＡの直下の領域が端部２Ｂ１Ａと端部２Ｂ２Ａの間の領域となっているため、図４を参照して後述する様に、グラウト材Ｃ（注入材）がパッカー１の上部にリークしている場合に、リークしているグラウト材Ｃが、注入材侵入用開口部２ＡＡを介して注入材検出器２（ハウジング２Ａ）内に侵入すれば、グラウト材Ｃは直ちに、光入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａの間の領域に侵入して、光入力側伝達系統２Ｂ１と光出力側伝達系統２Ｂ２を透過しようとする光を遮断する。
図３で示す様に、注入材検出器２のハウジング２Ａにおける注入材侵入用開口部２ＡＡは、長円形の単一の開口として形成されるのが好ましい。注入材侵入用開口部２ＡＡを介して、確実にグラウト材Ｃが注入材検出器２内に侵入する様にするためである。
ただし、注入材侵入用開口部を多数の貫通孔で構成しても良い。或いは、注入材検出器のハウジングを籠、網、パンチングメタル等で構成しても良い。

次に図４を参照して、注入材検出器２を用いて、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークしたか否かを検知する機序について説明する。
図４（Ａ）では、グラウト材Ｃがパッカー１（図１）の上部にリークしていない状態を示している。図４（Ａ）の状態ではグラウト材Ｃはパッカー１の上部に存在しないので、注入材侵入用開口部２ＡＡを介してグラウト材Ｃがハウジング２Ａ内に侵入することもない。
そのため、地上側の発光装置（レーザーポインター等）から入力側伝達系統２Ｂ１に照射された光信号（レーザー光、レーザー光の流れを矢印ＬＳで示す）は、入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａから出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａに向かって照射されると、途中で（ハウジング２Ａ内に侵入したグラウト材Ｃにより）遮断されることなく、端部２Ｂ２Ａで受光され、出力側伝達系統２Ｂ２を介して地上側の受光装置に伝達される。
そして、入力側伝達系統２Ｂ１に照射された光信号（レーザー光）が出力側伝達系統２Ｂ２を透過したことにより、ハウジング２Ａ内にはグラウト材Ｃは侵入しておらず、注入材Ｃがパッカー１の上部（地上側に）にリークしていないと判断することが出来る。

一方、図４（Ｂ）は、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークした状態を示している。図４（Ｂ）の状態では、リークしたグラウト材Ｃがパッカー１の上部に堆積しているので、注入材侵入用開口部２ＡＡを介してグラウト材Ｃが注入材検出器２のハウジング２Ａ内に侵入する。
侵入したグラウト材Ｃは、入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａの間の領域に位置し、入力側伝達系統２Ｂ１から出力側伝達系統２Ｂ２へ照射される光信号（レーザー光）を遮断する。そのため、光信号（レーザー光）は地上側の受光装置には伝達されない。
この様に、入力側伝達系統２Ｂ１に照射された光信号（レーザー光）が遮断されて、出力側伝達系統２Ｂ２を透過しないことにより、注入材Ｃがパッカー１の上部に（地上側に）リークし、ハウジング２Ａ内にグラウト材Ｃが侵入していると判断する。

グラウト材Ｃの流動性が乏しく、注入材侵入用開口部２ＡＡから注入材検出器２内に侵入しない場合には、注入材検出器２に圧電素子を付けて、グラウト材Ｃに振動を与えて、注入材検出器２内に侵入する様に形成しても良い。
ただし、実際の施工に際してパッカー１の上部にグラウト材Ｃがリークすると、パッカー１には１ｍ以上の厚さでグラウト材Ｃが溜まる。そして、パッカー１上にメートル単位でグラウト材Ｃが堆積すれば、グラウト材Ｃが注入材侵入用開口部２ＡＡから浸入する圧力が高圧になる。そのため、グラウト材Ｃはパッカー１上に取り付けられた注入材検出器２のハウジング２Ａ内に内部に確実に侵入する。

ボーリング孔内壁とロッド外壁の間の環状のクリアランスに対して注入材検出器２を配置することが出来て、パッカー１の上部に漏れたグラウト材Ｃが注入材侵入用開口部２ＡＡから侵入可能であれば、注入材検出器２の位置については、特に限定条件は無い。
ボーリング孔内壁とロッド外壁の間の環状のクリアランスに配置可能であり、グラウト材Ｃが注入材侵入用開口部２ＡＡから侵入可能となる位置であれば、例えば、パッカー１から離隔した位置に注入材検出器２を配置することも可能である。
また、伝達系統２Ｂ１、２Ｂ２と光信号との組み合わせとしては、グラスファイバーとレーザー光（レーザーポインター）の組合せのみならず、電気信号と導線の組合せであっても良い。ただし、深度数１０ｍの地下まで導線を介して電気信号を送ると、ノイズにより当該電気信号が喪失してしまう恐れが存在する。その点で、ノイズに喪失することがない光信号（レーザー光）が好適である。

［実験例］
注入材検出器２の各種仕様を決定するため、図示しないレーザー光照射装置（例えば、レーザーポインター）として入手が容易な出力１ＭＷの市販品を使用して、照射実験を行った。照射実験の結果を表１に示す。
表１

照射実験において、レーザー光のグラスファイバーケーブルの長さは１００ｍとした。
注入材検出器２内における反応する濁度（グラスファイバーで構成される光入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａとの間の濁度）は、「空気中と同様の濁りのない状態」、「濁りの程度を示す指標であるＮＴＵで８００ＮＴＵであって、薄っすらと濁る程度の状態」及び「Ｃ：Ｗが１：２０であり、かなり濁った状態」の３変数とした。
また、端部離間距離（光入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２の離間距離）は、それぞれの濁度について、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ及び２０ｍｍを設定した。

実験例では、出力１ＭＷの市販品のレーザーポインターからのレーザー光が受光装置側に到達するか否か、という基準で判断している。
ここで、実施形態においても、図１０で説明した従来技術と同様に、ボーリング孔の削孔後、グラウト材注入以前の段階で、ボーリング孔に清水を注入して、掘削の際に出た土などを清水で洗浄している。
実験例では、その清水が「うっすらと濁る」すなわち８００ＮＴＵ程度であれば、グラウト材はリークしていないと判断している。

表１で示す様に、実験例の結果では、「濁りの程度を示す指標であるＮＴＵで８００ＮＴＵであって、薄っすらと濁る程度の状態」では、「空気中と同様の濁りのない状態」と同様であり、端部離間距離が２～５ｍｍでは、レーザー光が受光装置に戻るが、端部離間距離が１０ｍｍ以上になると、レーザー光が受光装置に戻らなかった。
一方、「Ｃ：Ｗが１：２０であり、かなり濁った状態」では、端部離間距離５～２０ｍｍの全ての場合において、レーザー光が受光装置に戻らなかった。
したがって、出力１ＭＷの市販品のレーザーポインターを使用してグラウト材のリークの有無を判断するのであれば、端部離間距離は２～５ｍｍ程度に設定するべきである。その様に設定すれば、光入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａの間にグラウト材がリークしているか否かの判断を確実に行うことが出来る。

次に、主として図５を参照して、図示の実施形態により、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークしたか否かを判断する手順について説明する。
図５において、ステップＳ１では、ボーリング孔を削孔する。このボーリング孔削孔工程は、図１における最新のボーリング孔Ｈ２の削孔に相当する。
ステップＳ２では、注入用ロッドを配置する。ステップＳ２は、図１において、最新のボーリング孔Ｈ２内にグラウト材Ｃを注入するため、直前のボーリング孔Ｈ１内の下端近傍であって、最新のボーリング孔Ｈ２内の上端に隣接する位置まで、注入用ロッド１１を挿入し配置する工程に相当する。

ステップＳ３では、パッカー１を配置し、そしてパッカー１を膨張させる。ステップＳ３を実施する際に、予め注入用ロッド１１の下端部近傍に取り付けられたパッカー１は、図１で示す様に、注入用ロッド１１を最新のボーリング孔Ｈ２内の上端に隣接する位置まで挿入することにより、当該位置（最新のボーリング孔Ｈ２内の上端に隣接する位置）に配置される。そして、図示しない流体供給源からパッカー膨張用流体が供給されることにより、パッカー１は膨張する。
ステップＳ４では、注入用ロッドからボーリング孔内にグラウト材Ｃを注入する。ステップＳ４の実施に際しては、図１において、注入用ロッド１１の下端に設けられた図示しない吐出口から、最新のボーリング孔Ｈ２内にグラウト材Ｃを注入する。

ステップＳ５では、光信号の伝達系統２Ｂに光信号（例えばレーザー光）を照射する。図１及び図２においては、図示しない地上側の発光装置（レーザーポインター等）から光入力側伝達系統２Ｂ１にレーザー光を照射する。照射されたレーザー光は光入力側伝達系統２Ｂ１を透過し、パッカー１の上部に取り付けられた注入材検出器２に到達する。
図４を参照して上述した様に、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークしていなければ、注入材検出器２に到達したレーザー光は光出力側伝達系統２Ｂ２を透過して、図示しない地上側の受光装置により受光される。

ステップＳ６では、ステップＳ５で発光装置から照射されたレーザー光が、地上側の受光装置で検出されたか否かを判断する。
図４を参照して上述した様に、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークしていれば、リークしたグラウト材Ｃは注入材検出器２のハウジング２Ａ内に侵入して、光出力側伝達系統２Ｂ２に向かって進行するレーザー光を遮断する。従って、レーザー光は光出力側伝達系統２Ｂ２を透過せず、地上側の図示しない受光装置により受光されることはない。
これにより、地上側の図示しない受光装置によりレーザー光が受光されたか否かにより、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークしたか否かを判断することが出来るのである。

ステップＳ６において、地上側の受光装置でレーザー光が検出された場合（ステップＳ６が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ７に進み、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークしていないと判断する。そして、次のボーリング孔について、ステップＳ１からの手順を繰り返す。
一方、ステップＳ６の判断の結果、地上側の受光装置でレーザー光が検出されない場合（ステップＳ６が「Ｎｏ」）、ステップＳ８に進み、グラウト材Ｃがパッカー１の上部にリークしていていると判断する。そしてステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、グラウト材がパッカーの地上側の領域にリークしている場合の措置を実行してリークの原因を究明し、排除する。例えば、施工地盤Ｇの亀裂、ボーリング孔削孔の際に亀裂を改修し、或いは注入用ロッドの継ぎ目からグラウト材Ｃが漏れていればその改修を行う。
ステップＳ９が完了したら、次のボーリング孔について、ステップＳ１からの手順を繰り返す。

ステージグラウト工法で上方の領域から下方の領域の順にグラウト材を注入して止水壁等の構造体を造成する際には、造成する構造体の地中深さに応じて、順次、地中方向にボーリング孔を削孔し、当該ボーリング孔内にグラウト材Ｃを注入する。そのため、図５のステップＳ１からの手順は、造成する構造体の地中深さに対応するステージ数だけ繰り返して実行される。

図示の実施形態によれば、グラウト材Ｃ（注入材）がパッカー１の上部（地上側）にリークしていなければ、パッカー１の地上側に取り付けられた注入材検出器２のハウジング２Ａの内部にグラウト材Ｃは侵入することもない。
そのため、地上側の発光装置から入力側伝達系統２Ｂ１に照射された光信号（レーザー光）は、注入材検出器２の内部において、伝達系統２Ｂが存在しない空間である入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａから出力側伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａに、遮断されることなく伝達され（透過し）、出力側伝達系統２Ｂ２を介して地上側の受光装置に伝達される。
そして、受信側の伝達系統（出力側伝達系統２Ｂ２：地上側の受光装置に接続されたグラスファイバー）に光信号が到達すれば、当該光信号が注入材検出器２内部を透過している（進行している）ことを地上側で把握出来、注入材検出器２の内部にグラウト材Ｃ（注入材）は侵入しておらず、グラウト材Ｃがパッカー１の地上側にリークしていないことを検知することが出来る。

一方、パッカー１の上部（地上側）にグラウト材Ｃ（注入材）がリークした場合には、ハウジング２Ａの注入材侵入用開口部２ＡＡを介して、グラウト材Ｃが注入材検出器２の内部に侵入する。そして、侵入したグラウト材Ｃは、入力側伝達系統２Ｂ１の端部２Ｂ１Ａと光出力伝達系統２Ｂ２の端部２Ｂ２Ａが隔離している領域に侵入して、入力側伝達系統２Ｂ１から出力伝達系統２Ｂ２への照射される光信号（レーザー光）を遮断する。
そのため、光信号は受信側の出力側伝達系統２Ｂ２を透過せず、地上側の受光装置には受光されないので、地上側において、注入材検出器２の内部にグラウト材Ｃが侵入したことを把握し、グラウト材Ｃがパッカー１の地上側にリークしたことを検知することが出来る。

また、図示の実施形態においては、注入材検出器２がパッカー１の地上側上部に取り付けられているため、パッカー１を配置すれば、確実に、注入材検出器２をパッカー１の地上側上部に配置することが出来るので、リークしたグラウト材Ｃ（注入材）がパッカー１の地上側（パッカー１の上部）まで到達しているか否かを確実に判断することが出来る。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態ではダム下方の止水壁造成をステージグラウトで行う場合について説明しているが、本発明は、ダム下方の止水壁造成のみに限定して使用される訳ではない。本発明は、上方の領域から下方の領域に加圧注入を進めるステージグラウト全般に適用可能である。

１・・・パッカー
２・・・注入材検出器
２Ａ・・・ハウジング
２ＡＡ・・・注入材侵入用開口部
２Ｂ・・・光信号の伝達系統
２Ｂ１・・・入力側伝達系統
２Ｂ２・・・出力側伝達系統
１１・・・注入用ロッド
Ｃ・・・グラウト材（注入材）
Ｈ・・・ボーリング孔

Claims (3)

1. 地上側に注入材検出器が取り付けられ、
   前記注入材検出器はハウジングを備え、ハウジングは光信号の光入出力側伝達系統の各端部と接続されており、ハウジングには注入材侵入用開口部が形成されており、注入材侵入用開口部のハウジング内方の領域は前記光入出力側伝達系統の各端部の間に位置していることを特徴とするパッカー。
2. 上方の領域から下方の領域の順に注入材を注入する工法で用いられる請求項１のパッカー。
3. 上方の領域から下方の領域の順に注入材を注入する工法において、
   ボーリング孔を削孔し、当該ボーリング孔に注入用ロッドを挿入する工程と、注入用ロッドに取り付けられたパッカーを膨張させる工程と、注入用ロッドから注入材を注入する工程を有し、
   前記パッカーの地上側には注入材検出器が取り付けられ、前記注入材検出器はハウジングを備え、ハウジングは光信号の光入出力側伝達系統の各端部と接続されており、ハウジングには注入材侵入用開口部が形成されており、注入材侵入用開口部のハウジング内方の領域は前記光入出力側伝達系統の各端部の間に位置しており、
   前記注入する工程の後、前記伝達系統の一方の伝達系統に光信号を照射し、当該照射した光信号が他方の伝達系統を透過した場合には、注入材がパッカーの地上側に漏れていないと判断する工程と、
   当該照射した光信号が他方の伝達系統を透過しない場合には、注入材がパッカーの地上側に漏れていると判断する工程を有することを特徴とする工法。
   

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