JP2007247235A - Freezing and water-stopping apparatus and freezing and water-stopping method - Google Patents

Freezing and water-stopping apparatus and freezing and water-stopping method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a freezing and water-stopping apparatus which can freeze fluid flowing in a pipe in a short time, for execution of civil engineering work by freezing the fluid in the pipe, to thereby shorten a construction period. <P>SOLUTION: A shield machine 1 functions to discharge excavated earth introduced into a chamber 14, via a screw conveyor 17. When the screw conveyor 17 is to be repaired or the like, by feeding brine into a flexible hose 21 wound on the screw conveyor 17, the earth in a casing of the screw conveyor 17 is frozen. Herein the flexible hose 21 is mainly formed of a plastic material obtained by adding a liquid to an earth material, as a main ingredient, and covered with a cold conduction section 22 obtained by mixing a sub-ingredient higher in thermal conductivity than the main ingredient, to the main ingredient. Therefore the earth in the screw conveyor 17 can be frozen in a short time. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、凍結止水装置および凍結止水方法に係り、特に、シールド掘進機やトンネルなどの地中埋設物内への地下水や土砂の流入を防止する凍結止水装置および方法に関する。   The present invention relates to a freeze-stop device and a freeze-stop method, and more particularly to a freeze-stop device and method for preventing inflow of groundwater and earth and sand into underground objects such as shield machines and tunnels.

シールドトンネルを形成する際に用いられる土圧式シールド掘進機は、シールド機本体を有しており、シールド機本体の前方位置にはカッタヘッドが設けられている。カッタヘッドの後方位置には隔壁が設けられており、カッタヘッドと隔壁との間にチャンバが形成されている。カッタヘッドによって掘削された土砂は、このチャンバ内の流入し、隔壁に取り付けられたスクリュコンベアによってチャンバから排出される。また、スクリュコンベアには、土砂によるプラグが形成されており、このプラグによって地中からの地下水がシールド機本体内へ流入することを阻止している。   An earth pressure type shield machine used when forming a shield tunnel has a shield machine main body, and a cutter head is provided at a front position of the shield machine main body. A partition wall is provided at a rear position of the cutter head, and a chamber is formed between the cutter head and the partition wall. The earth and sand excavated by the cutter head flows into the chamber and is discharged from the chamber by a screw conveyor attached to the partition wall. Moreover, a plug made of earth and sand is formed on the screw conveyor, and the plug prevents groundwater from flowing into the shield machine main body.

このシールド掘進機においては、シールドトンネルの掘進中にスクリュコンベアのスクリュに磨耗や損傷が発生した場合にはスクリュの修理や交換を行う必要が生じる。スクリュコンベアを隔壁から取り外すとプラグの作用がなくなってしまうことから、スクリュの修理や交換を行う際には、シールド機本体内への地下水の流入を阻止する手段が別途必要となる。   In this shield machine, if the screw of the screw conveyor is worn or damaged while the shield tunnel is being dug, it is necessary to repair or replace the screw. When the screw conveyor is removed from the partition wall, the action of the plug is lost. Therefore, when the screw is repaired or replaced, a means for preventing the inflow of groundwater into the shield machine main body is required.

シールド機本体内への地下水の流入を阻止する方法として、従来、スクリュコンベアのケーシングのうち、チャンバにもっとも近いケーシング部材の外周面を凍結材で冷却して、ケーシング部材内の土砂や水を凍結させる凍結工法が開示されている(たとえば特許文献1)。   As a method of preventing the inflow of groundwater into the shield machine body, conventionally, the outer peripheral surface of the casing member closest to the chamber in the casing of the screw conveyor is cooled with a frozen material, and the earth and sand and water in the casing member are frozen. A freezing method is disclosed (for example, Patent Document 1).

他方、シールド孔を並行に掘進した後、これらのシールド孔の間に中間部の山止め工として複数の推進管を掛け渡し、その内側を拡幅する、いわゆるパイプルーフ工法も知られている(たとえば特許文献2)。このパイプルーフ工法では、シールド孔の外壁には、地中に向けて推進管を推進させ、または地中からの推進管を受け入れる開口部が形成されている。
特公平7−113320号公報 特開2004−353377号公報
On the other hand, after digging the shield holes in parallel, a so-called pipe roof construction method is also known in which a plurality of propulsion pipes are spanned between these shield holes as intermediate mountain stoppers, and the inside is widened (for example, Patent Document 2). In this pipe roof construction method, the outer wall of the shield hole is formed with an opening for propelling the propulsion pipe toward the ground or receiving the propulsion pipe from the ground.
Japanese Patent Publication No.7-113320 JP 2004-353377 A

しかし、上記特許文献1に開示された凍結工法においては、ケーシングを凍結させるにあたり、ケーシングの外周面にドライアイスの小片よりなる凍結材を円周方向に並べて複数列にわたって貼り付け、凍結材の周囲を断熱効果の高い断熱カバーで覆っているのみである。このため、ケーシング内の土砂や水を凍結させるために時間がかかってしまい、スクリュの補修や交換に長時間を要するという問題があった。   However, in the freezing method disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, when freezing the casing, the frozen material made of small pieces of dry ice is arranged in a circumferential direction on the outer peripheral surface of the casing and pasted in a plurality of rows, Is covered with a heat insulating cover having a high heat insulating effect. For this reason, it took time to freeze the earth and sand and water in the casing, and there was a problem that it took a long time to repair and replace the screw.

他方、上記特許文献1に開示された開口部において、推進管が発進した後になんらかの事故が生じた場合には、開口部からの地下水の流入を阻止する必要がある。このとき、上記特許文献1に開示されたシールド掘進機および上記特許文献2に開示されたシールド孔をそれぞれ地中埋設物と見立てると、いずれも地下水の流入を阻止するために、土砂などを凍結させることになるものであるが、土砂などを凍結させるのに時間がかかり、工期の長期化を招くことになるという問題があった。さらに、このような問題は、地中埋設物に限らず、たとえば建築物の鋼管などの管体を止水して、管体などの補修を行う場合などに、鋼管内の水などを凍結させる際にも、生じるものである。   On the other hand, in the opening portion disclosed in Patent Document 1, if any accident occurs after the propulsion pipe starts, it is necessary to prevent the inflow of groundwater from the opening portion. At this time, assuming that the shield machine disclosed in Patent Document 1 and the shield hole disclosed in Patent Document 2 are respectively buried in the ground, in order to prevent the inflow of groundwater, the soil and the like are frozen. However, there is a problem that it takes time to freeze the earth and sand, which leads to a prolonged construction period. Furthermore, such problems are not limited to underground objects. For example, when pipes such as steel pipes in buildings are stopped and repaired, etc., the water in the steel pipes is frozen. Sometimes it happens.

そこで、本発明の課題は、管体内の流体を凍結させて作業を行うに当たり、管体内の流体を効率よく短期間で凍結させ、もって工期の短縮を図ることができる凍結止水装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a freeze-stop device that can efficiently freeze the fluid in the tube in a short period of time when the fluid in the tube is frozen, thereby shortening the construction period. There is.

上記課題を解決した本発明に係る地中埋設物の凍結止水装置は、管体内における流体を凍結させて、管体内を止水する凍結止水装置であって、管体内に流通する流体を凍結させるブラインが流通する冷却配管が管体の周囲に配設され、管体との間で冷却配管を覆う冷熱伝導材が配設されており、冷熱伝導材は、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料とし、主材料よりも熱伝導率が高い副材料が主材料に混入されてなるものである。   The freeze-stop device for underground objects according to the present invention that has solved the above problems is a freeze-stop device that freezes the fluid in the pipe body and stops the pipe body. A cooling pipe through which the brine to be frozen circulates is disposed around the pipe body, and a cold heat conductive material is disposed between the pipe body and the cooling pipe. The cold heat conductive material is obtained by adding a liquid to the soil material. A plastic material is used as a main material, and a secondary material having a higher thermal conductivity than that of the main material is mixed into the main material.

本発明に係る凍結止水装置では、冷熱伝導材として、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料とし、この土質材料に熱伝導率が高い副材料を混入している。このような主材料を用いていることにより、冷却配管と管体との間に隙間をほとんど生じさせることなく、主材料を配置できる。また、この主材料に熱伝導率が高い副材料を混入しているので、この副材料の熱伝導率により、熱伝導性材料全体としての熱伝導率を高くすることができる。したがって、冷却配管と管体との間で隙間がほとんどない状態でかつ高い熱伝導率で冷熱体の熱を管体に伝熱することができるので、管体内の流体に対して冷熱を流体に効率よく伝導することができる。このような冷熱伝導材によって冷却配管を流通するブラインの冷熱が管体に伝熱されるため、管体内の流体を凍結させて作業を行うに当たり、管体内の流体を短期間で凍結させ、もって工期の短縮を図ることができる。   In the freeze / stop apparatus according to the present invention, a plastic material obtained by adding a liquid to a soil material is used as a main material for the cold heat conducting material, and a secondary material having a high thermal conductivity is mixed in the soil material. By using such a main material, the main material can be disposed with almost no gap between the cooling pipe and the pipe body. Moreover, since the submaterial with high heat conductivity is mixed in this main material, the heat conductivity as the whole heat conductive material can be made high by the heat conductivity of this submaterial. Accordingly, the heat of the cold body can be transferred to the pipe body with high thermal conductivity with almost no gap between the cooling pipe and the pipe body. It can conduct efficiently. Because the cold heat of the brine flowing through the cooling pipe is transferred to the pipe body by such a cold heat conductive material, when the work is performed by freezing the fluid in the pipe body, the fluid in the pipe body is frozen in a short period of time, Can be shortened.

ここで、管体は、地中に埋設された地中埋設物と地中とを連通しており、冷却配管を流通するブラインの冷熱で管体内の流体を凍結させることにより、地中埋設物に対する地中からの地下水の流入を阻止する態様とすることができる。この態様の場合、地中構造物で行われる作業を迅速に行うことができ、工期の短縮を図ることができる。   Here, the pipe body communicates the underground buried object buried in the ground with the underground, and the underground fluid is frozen by freezing the fluid in the tubular body by the cold heat of the brine flowing through the cooling pipe. It can be set as the aspect which blocks | prevents inflow of the groundwater from the ground with respect to. In the case of this aspect, the work performed on the underground structure can be performed quickly, and the construction period can be shortened.

また、地中埋設物は、地盤を掘進するシールド機本体を有し、シールド機本体における掘進方向前方位置に、地盤を掘削するカッタヘッドと、カッタヘッドにより掘削された土砂が流入するチャンバと、が形成されたシールド掘進機であり、管体は、チャンバに連通し、チャンバ内の土砂を排出する排泥管である態様とすることができる。   Further, the underground object has a shield machine main body for excavating the ground, a cutter head for excavating the ground at a front position in the excavation direction in the shield machine main body, a chamber into which earth and sand excavated by the cutter head flows, The tubular body can be a sludge pipe that communicates with the chamber and discharges the earth and sand in the chamber.

この態様では、たとえば排泥管に損傷や磨耗が生じた場合にその補修や交換といった作業を迅速に行うことができ、工期の短縮に貢献することができる。   In this aspect, for example, when the mud pipe is damaged or worn, work such as repair or replacement can be quickly performed, and the construction period can be shortened.

このとき、排泥管における冷却配管が設けられた部位に、排泥管内で流体が凍結して形成された凍結体の凍着力を増加させるジベルが設けられている態様とすることができる。   At this time, it can be set as the aspect by which the site | part provided with the cooling piping in a sludge pipe is provided with the dive which increases the freezing force of the frozen body formed by freezing the fluid in the sludge pipe.

たとえば、排泥管が単なる管体のみで構成される泥水式シールド掘進機の場合、単に排泥管を冷却するのみでは、形成される凍結体の凍着力が低い場合がある。このときに、本発明では、止水凍結部にジベルが設けられていることから、凍結体の凍着力を向上させることができ、止水性能および安全性能を向上させることができる。   For example, in the case of a muddy water type shield machine in which the mud pipe is composed of only a pipe body, the frozen body formed may have a low frosting power simply by cooling the mud pipe. At this time, in the present invention, since the dive is provided in the water stop freezing portion, the freezing force of the frozen body can be improved, and the water stop performance and safety performance can be improved.

また、地中埋設物は、地中に形成されたトンネルの外壁であり、外壁には、地中に向けて推進管を発進させ、または地中からの推進管を受け入れる開口部が形成されており、冷却配管および冷熱伝導材が、開口部に形成されている態様とすることもできる。   The underground object is an outer wall of a tunnel formed in the ground, and an opening is formed in the outer wall for starting the propulsion pipe toward the ground or receiving the propulsion pipe from the ground. In addition, the cooling pipe and the cooling heat conductive material may be formed in the opening.

この態様では、たとえば地中に向けて推進管を発進させ、または地中からの推進管を受け入れる開口部の補修や交換が必要な場合に、開口部内の流体を早期に凍結させることができる。したがって、これらの作業を迅速に行うことができ、工期の短縮に貢献することができる。   In this aspect, for example, when the propulsion pipe is started toward the ground or when the opening that receives the propulsion pipe from the ground needs to be repaired or replaced, the fluid in the opening can be frozen at an early stage. Therefore, these operations can be performed quickly, and the construction period can be shortened.

このとき、止水を行う際に前記開口部に取り付けられ、管状の本体部を有し、本体部の内側面に沿って冷却配管が配設された冷却部材が配設されている態様とすることができる。   At this time, when the water is stopped, the cooling member is attached to the opening, has a tubular main body, and a cooling pipe is disposed along the inner surface of the main body. be able to.

このように、開口部に冷却管が配設されている態様とすることにより、開口部を効率よく冷却することができ、開口部内の流体を迅速に凍結させることができる。工期の短縮に寄与することができる。   Thus, by setting it as the aspect by which the cooling pipe is arrange | positioned by the opening part, an opening part can be cooled efficiently and the fluid in an opening part can be frozen rapidly. This can contribute to shortening the construction period.

他方、副材料が金属材料または炭素材料である態様とすることができる。金属材料または炭素材料は熱伝導性に優れるので、副材料が金属材料または炭素材料であることにより、熱伝導性材料の熱伝導性をさらに良好なものとすることができる。   On the other hand, it can be set as the aspect whose submaterial is a metal material or a carbon material. Since the metal material or the carbon material is excellent in thermal conductivity, the heat conductivity of the heat conductive material can be further improved by using the metal material or the carbon material as the auxiliary material.

また、副材料が粉状、粒状、塊状、および繊維状のいずれかの形状とされている態様とすることもできる。副材料がこれらの形状とされていることにより、主材料に対して副材料を均等に混入しやすくすることができる。   Moreover, it can also be set as the aspect by which the submaterial is made into any shape of a powder form, a granular form, a lump shape, and a fibrous form. When the secondary material has these shapes, the secondary material can be easily mixed evenly with respect to the primary material.

さらに、土質材料が膨潤性ベントナイトであり、液体が可塑剤である態様とすることもできる。   Furthermore, the soil material may be a swellable bentonite and the liquid may be a plasticizer.

このように、土質材料が膨潤性ベントナイトであると、塑性となるために多量の水を必要とすることから、主材料の熱伝導性が低下することが懸念される。そこで、土質材料が膨潤性ベントナイトである場合に、液体が可塑剤であることにより、必要な水分量減少させることができ、もって熱伝導性の低下を防止することができる。なお、本発明の「可塑剤」としては、アルカリ金属塩を含む水溶液、エタノールなどを例示することができる。   As described above, if the soil material is a swellable bentonite, a large amount of water is required for plasticity, and there is a concern that the thermal conductivity of the main material is lowered. Therefore, when the soil material is swellable bentonite, the liquid is a plasticizer, so that a necessary amount of water can be reduced, and a decrease in thermal conductivity can be prevented. Examples of the “plasticizer” of the present invention include an aqueous solution containing an alkali metal salt, ethanol and the like.

また、主材料に固化材、補強繊維材、および増粘材のうちの少なくとも1つが混入されている態様とすることもできる。このように、固化材、補強繊維材、および増粘材のうちの少なくとも1つが混入されていることにより、主材料の強度、ひいては熱伝導性材料の強度を増加させることができる。   Moreover, it can also be set as the aspect by which at least 1 of the solidification material, the reinforcing fiber material, and the thickener is mixed in the main material. Thus, by mixing at least one of the solidifying material, the reinforcing fiber material, and the thickening material, the strength of the main material and hence the strength of the heat conductive material can be increased.

なお、本発明にいう「固化材」としては、セメント系固化材、石膏系固化材、薬液系固化材、および酸化マグネシウム系固化材などを例示することができる。また、「繊維材料」としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニルなどを例示することができる。さらに、「増粘材」としては、セルロース誘導体、ポリアクリルアミド類、ポリビニルアルコール、増粘多糖類(グアガム)、β−1,3グルカンなど、コンクリート技術で用いられる一般的な増粘材を例示することができる。   Examples of the “solidifying material” in the present invention include cement-based solidifying materials, gypsum-based solidifying materials, chemical-based solidifying materials, and magnesium oxide-based solidifying materials. Examples of the “fiber material” include polypropylene, polyester, nylon, and polyvinyl chloride. Furthermore, examples of the “thickening material” include general thickening materials used in concrete technology, such as cellulose derivatives, polyacrylamides, polyvinyl alcohol, thickening polysaccharides (gua gum), β-1,3 glucan, and the like. be able to.

また、上記課題を解決した本発明に係る地中埋設物の凍結止水方法は、管体内における流体を凍結させて、管体内を止水する凍結止水方法であって、冷却配管を管体の周囲に配設し、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料とし、主材料よりも熱伝導率が高い副材料が主材料に混入されてなる冷熱伝導材を管体との間で冷却配管を覆うように配設し、冷却配管にブラインが流通させることにより、管体内に流通する流体を凍結させて、管体内を止水するものである。   Moreover, the underground water freezing / stopping method according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a freezing / water stopping method for freezing a fluid in a pipe body to stop the pipe body, and the cooling pipe is connected to the pipe body. A plastic material made by adding a liquid to the soil material is used as the main material, and a cold heat conductive material mixed with the main material is a secondary material having a higher thermal conductivity than the main material. The cooling pipe is disposed so as to cover the brine, and the brine is circulated through the cooling pipe, thereby freezing the fluid flowing in the pipe body and stopping the water in the pipe body.

本発明に係る凍結止水装置によれば、管体内の流体を凍結させて作業を行うに当たり、管体内の流体を効率よく短期間で凍結させ、もって工期の短縮を図ることができる。   According to the freezing and water stopping apparatus according to the present invention, when performing work by freezing the fluid in the pipe, the fluid in the pipe can be efficiently frozen in a short period of time, thereby shortening the work period.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

図1は本発明の第一の実施形態に係る凍結止水装置が適用されるシールド掘進機の側断面図、図2はシールド掘進機で掘削・形成されたシールドトンネルの側断面図である。   FIG. 1 is a side sectional view of a shield machine to which a freeze / stop device according to a first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a side sectional view of a shield tunnel excavated and formed by the shield machine.

凍結止水装置の説明の前に、シールド掘進機について説明する。図1に示すように、本実施形態に係るシールド掘進機1は、いわゆる泥土圧式シールド掘進機である。シールド掘進機1は、シールド機本体11を備えている。シールド機本体11の前方位置には、カッタヘッド12が設けられており、カッタヘッド12のやや後方位置に隔壁13が設けられている。これらのカッタヘッド12および隔壁13の間にチャンバ14が形成されている。   Before describing the freeze / stop device, the shield machine will be described. As shown in FIG. 1, the shield machine 1 according to this embodiment is a so-called mud pressure shield machine. The shield machine 1 includes a shield machine main body 11. A cutter head 12 is provided at a front position of the shield machine main body 11, and a partition wall 13 is provided at a position slightly rearward of the cutter head 12. A chamber 14 is formed between the cutter head 12 and the partition wall 13.

また、シールド機本体11の後方位置には、シールドジャッキ15が設けられており、その後方にセグメントSを組み立てるエレクタ16が設けられている。さらに、隔壁13の背面側には、チャンバ14内に溜まった土砂を排出する排泥管としてスクリュコンベア17が配設されている。スクリュコンベア17は、ケーシング17Aを備えており、ケーシング17Aの内側にスクリュ17Bが設けられている。このスクリュコンベア17によって、地中とシールド掘進機1とがチャンバ14を介して連通されている。   Further, a shield jack 15 is provided at a rear position of the shield machine main body 11, and an erector 16 for assembling the segment S is provided behind the shield jack 15. Furthermore, a screw conveyor 17 is disposed on the back side of the partition wall 13 as a mud pipe for discharging the sediment accumulated in the chamber 14. The screw conveyor 17 includes a casing 17A, and a screw 17B is provided inside the casing 17A. The screw conveyor 17 communicates the ground with the shield machine 1 through the chamber 14.

シールド掘進機1は、カッタヘッド12によって地盤を掘削するとともに、シールドジャッキ15を伸長させることにより、組み立てたセグメントSに反力をとって掘進する。シールド掘進機1の掘進の際に掘削される土砂は、チャンバ14内に導入される。チャンバ14内の土砂は、スクリュ17Bを回転させることにより、水と混合されて泥水となり、ケーシング17Aの先端側から内部に導入され、後端側から排出される。   The shield machine 1 excavates the ground with the cutter head 12 and extends the shield jack 15 so as to take a reaction force on the assembled segment S. The earth and sand excavated when the shield machine 1 is excavated is introduced into the chamber 14. The earth and sand in the chamber 14 is mixed with water by rotating the screw 17B to become muddy water, introduced into the inside from the front end side of the casing 17A, and discharged from the rear end side.

次に、凍結止水装置について説明する。図1に示すように、凍結止水装置2は、冷却配管であるフレキシブルホース21を備えている、フレキシブルホース21は、スクリュコンベア17のケーシング17Aにおける隔壁13の近傍位置に巻きつけられている。スクリュコンベア17のケーシング17Aにおけるフレキシブルホース21が巻きつけられている位置には、冷熱伝導材による冷熱伝導部22が形成されている。冷熱伝導部22を構成する熱伝導性材料は、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料としている。この主材料に主材料よりも熱伝導率が高い副材料が混入されて熱伝導性材料が構成されている。冷熱伝導部22の配合割合の一例を表1に、配合量の一例を表2にそれぞれ示す。   Next, the freeze / stop device will be described. As shown in FIG. 1, the freeze-stop device 2 includes a flexible hose 21 that is a cooling pipe. The flexible hose 21 is wound around a partition wall 13 in a casing 17 </ b> A of a screw conveyor 17. At the position where the flexible hose 21 is wound around the casing 17 </ b> A of the screw conveyor 17, a cold heat conducting portion 22 made of a cold heat conducting material is formed. The main material of the heat conductive material constituting the cold heat conduction part 22 is a plastic material obtained by adding a liquid to a soil material. The main material is mixed with a sub-material having a higher thermal conductivity than that of the main material to constitute a heat conductive material. An example of the blending ratio of the cold heat conduction part 22 is shown in Table 1, and an example of the blending amount is shown in Table 2.

Figure 2007247235
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Figure 2007247235
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また、図2に示すように、フレキシブルホース21の一端部は、シールド掘進機1で掘進した後に形成されたシールドトンネルTにおける図示しない立坑近傍に配置されたタンク23に接続されている。タンク23には、冷媒となる液化窒素LNが充填されている。このタンク23よりフレキシブルホース21に液化窒素が供給される。フレキシブルホース21の他端側は開放された状態となっている。タンク23から供給された液化窒素は、ケーシング17Aにおける泥水との間における熱交換によって気化し、気体となってフレキシブルホース21の他端側から排出される。 As shown in FIG. 2, one end of the flexible hose 21 is connected to a tank 23 disposed in the vicinity of a shaft (not shown) in the shield tunnel T formed after digging with the shield machine 1. The tank 23 is filled with liquefied nitrogen LN 2 serving as a refrigerant. Liquefied nitrogen is supplied from the tank 23 to the flexible hose 21. The other end side of the flexible hose 21 is open. The liquefied nitrogen supplied from the tank 23 is vaporized by heat exchange with the muddy water in the casing 17 </ b> A, becomes a gas, and is discharged from the other end of the flexible hose 21.

凍結止水装置2は、シールド掘進機1によって掘進作業を行う通常時には取り付けられておらず、スクリュコンベア17におけるスクリュ17Bの補修や交換が行われる際に、スクリュコンベア17に取り付けられる。凍結止水装置2の取り付け手順について図3を参照して説明すると、図3(a)に示すように、凍結止水装置2を取り付ける前は、スクリュコンベア17のケーシング17Aは表面がむき出しの状態になっている。   The freeze-stop device 2 is not attached at the normal time when excavation work is performed by the shield machine 1, and is attached to the screw conveyor 17 when the screw 17B is repaired or replaced in the screw conveyor 17. The attachment procedure of the freeze-stop device 2 will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3 (a), the surface of the casing 17A of the screw conveyor 17 is exposed before the freeze-stop device 2 is attached. It has become.

凍結止水装置2を取り付ける際には、図3(b)に示すように、スクリュコンベア17のケーシング17Aにおける隔壁13に近い位置にフレキシブルホース21を巻き付ける。次に、ケーシング17Aにおけるフレキシブルホース21を巻き付けた位置に、ペースト状の冷熱伝導材をコテなどによって塗布する。このとき、冷熱伝導材は、フレキシブルホース21を完全に覆うようにして塗布する。その後、図3(c)に示すように、冷熱伝導部22が形成される。ここで、冷熱伝導材に固化材が混入されている場合には、冷熱伝導材が固化する。   When the freeze-stop device 2 is attached, the flexible hose 21 is wound around a position close to the partition wall 13 in the casing 17A of the screw conveyor 17 as shown in FIG. Next, a paste-like cold heat conductive material is applied to the position where the flexible hose 21 is wound in the casing 17A with a trowel or the like. At this time, the cold heat conductive material is applied so as to completely cover the flexible hose 21. Then, as shown in FIG.3 (c), the cold-heat conduction part 22 is formed. Here, when the solidification material is mixed in the cold heat conductive material, the cold heat conductive material is solidified.

以上の構成を有する本実施形態に係る凍結止水装置の動作・作用について説明する。
シールド掘進機1による掘進作業が正常に行われており、スクリュコンベア17が支障なく作動している際には、スクリュコンベア17に凍結止水装置2が取り付けられることなく、作業が進行する。その後、シールド掘進機1による掘進作業が行われ、スクリュコンベア17のスクリュ17Bが磨耗または損傷して交換や修理が必要となった際に、凍結止水装置2による止水が必要となる。
Operation | movement and an effect | action of the freeze water stop apparatus which concerns on this embodiment which has the above structure are demonstrated.
When the excavation work by the shield machine 1 is normally performed and the screw conveyor 17 is operating without any trouble, the work proceeds without the freeze-stop device 2 being attached to the screw conveyor 17. Then, when the excavation work by the shield machine 1 is performed and the screw 17B of the screw conveyor 17 is worn or damaged and needs to be replaced or repaired, the freeze water stop device 2 needs to stop the water.

このとき、図3に示す手順によって凍結止水装置2がスクリュコンベア17に取り付けられる。冷熱伝導材が固化して冷熱伝導部22形成されたら、図2に示すタンク23から液化窒素が供給されて、スクリュコンベア17に導入された隔壁13内の泥水が凍結される。この泥水の凍結によりスクリュコンベア17が止水され、チャンバ14を介したシールド機本体11内への地下水の流入が阻止される。   At this time, the freeze-stop device 2 is attached to the screw conveyor 17 by the procedure shown in FIG. When the cold heat conductive material is solidified to form the cold heat conductive portion 22, liquefied nitrogen is supplied from the tank 23 shown in FIG. 2 and the muddy water in the partition wall 13 introduced into the screw conveyor 17 is frozen. The screw conveyor 17 is stopped by freezing of the muddy water, and the inflow of groundwater into the shield machine main body 11 through the chamber 14 is prevented.

ここで、スクリュコンベア17のケーシング17A内の泥水を凍結させるにあたり、冷熱伝導部22を構成する熱伝導性材料は、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料としている。この主材料に主材料よりも熱伝導率が高い副材料が混入されて熱伝導性材料が構成されている。   Here, when the muddy water in the casing 17A of the screw conveyor 17 is frozen, the heat conductive material constituting the cold heat conduction part 22 is mainly made of a plastic material obtained by adding a liquid to a soil material. The main material is mixed with a sub-material having a higher thermal conductivity than that of the main material to constitute a heat conductive material.

土質材料としては、たとえばセメント、石灰、粘土、砂等が用いられ、ここではたとえばセメントが用いられる。この土質材料に液体、たとえば水を加えるとともに、副材料を混入する。副材料としては、土質材料よりも熱伝導性の高い材料、たとえば金属材料や炭素材料が用いられ、ここでは金属材料である鉄が用いられる。   As the soil material, for example, cement, lime, clay, sand or the like is used, and here, for example, cement is used. A liquid such as water is added to the soil material, and a secondary material is mixed therein. As the secondary material, a material having higher thermal conductivity than the soil material, for example, a metal material or a carbon material is used, and here, iron which is a metal material is used.

また、副材料の形状としては、粉状、粒状、塊状、繊維状などとされており、ここではたとえば粉状とされている。さらに、熱伝導性材料には、適宜固化材、補強繊維材、および増粘材が混入されている。   Moreover, as a shape of submaterial, it is set as the powder form, a granular form, a lump shape, a fiber form, etc., for example, it is set as the powder form here. Furthermore, a solidifying material, a reinforcing fiber material, and a thickening material are appropriately mixed in the heat conductive material.

この熱伝導性材料は、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料としており、この主材料は、固化するまでの間は流動性を維持している。主材料に混入される副材料は、たとえば固形の金属材料となるが、流動性を有する主材料に混入されることにより、主材料にほぼ均等に混合される。   This heat conductive material is mainly made of a plastic material obtained by adding a liquid to a soil material, and this main material maintains fluidity until it is solidified. The sub-material mixed in the main material is, for example, a solid metal material, but is mixed almost uniformly into the main material by mixing in the main material having fluidity.

ここで、冷熱伝導部22は、土質材料のほかに熱伝導率が高い副材料が混入された熱伝導性材料によって形成されているので、液化窒素の熱を効率よくケーシング17A内に伝達することができる。したがって、ケーシング17A内の泥水を効率よく凍結させることができる。よって、ケーシング17A内の泥水を短期間で凍結して止水を施すことができるので、スクリュ17Bの修理や交換といった作業を短期間で完了させることができる。   Here, since the cold heat conduction part 22 is formed of the heat conductive material mixed with the submaterial having high heat conductivity in addition to the soil material, the heat of the liquefied nitrogen is efficiently transferred into the casing 17A. Can do. Therefore, the muddy water in the casing 17A can be efficiently frozen. Therefore, the muddy water in the casing 17A can be frozen in a short period of time and the water can be stopped, so that work such as repair and replacement of the screw 17B can be completed in a short period of time.

このように、本発明に係る熱伝導性材料を用いることにより、高い熱伝導率を発揮することができるので、液化窒素の熱を地盤に効率よく伝熱することができる。このような冷熱伝導材によって冷却配管を流通する液化窒素の冷熱が排泥管に伝熱されるため、地中埋設物における地下水の流入を阻止するために、泥水を短期間で凍結して止水を施すことができ、もって工期の短縮を図ることができる。   Thus, since the high heat conductivity can be exhibited by using the heat conductive material according to the present invention, the heat of liquefied nitrogen can be efficiently transferred to the ground. Since the cold heat of liquefied nitrogen flowing through the cooling pipe is transferred to the mud pipe by such a cold heat conductive material, the mud water is frozen in a short period of time to prevent the inflow of groundwater in the underground buried objects. Therefore, the construction period can be shortened.

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図4は、第二の実施形態に係る凍結止水装置が適用されるシールド掘進機の側断面図、図5はジベルの取り付け工程を説明する工程図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a side sectional view of a shield machine to which the freeze / stop device according to the second embodiment is applied, and FIG.

図4に示すように、本実施形態に係る凍結止水装置が適用されるシールド掘進機10は、いわゆる泥水式シールド掘進機である。このシールド掘進機10は、上記第一の実施形態で示したシールド掘進機1と比較して、排泥管の構成が主に異なっている。上記第一の実施形態で示したシールド掘進機1では、排泥管がスクリュコンベアであったのに対して、本実施形態に係るシールド掘進機10では、排泥管18はスクリュが設けられていない管体である。その他の構成は、上記第一の実施形態で説明したシールド掘進機1と同様の構成を有している。   As shown in FIG. 4, the shield machine 10 to which the freeze / stop device according to this embodiment is applied is a so-called muddy-type shield machine. This shield machine 10 is mainly different from the shield machine 1 shown in the first embodiment in the configuration of the drainage pipe. In the shield machine 1 shown in the first embodiment, the mud pipe is a screw conveyor, whereas in the shield machine 10 according to this embodiment, the mud pipe 18 is provided with a screw. There is no tube. Other configurations have the same configuration as the shield machine 1 described in the first embodiment.

続いて、凍結止水装置2について説明する。本実施形態で用いられる凍結止水装置2は、上記第一の実施形態と同様、冷却配管となるフレキシブルホース21が排泥管18の周囲に巻き付けられている。ただし、図4では、フレキシブルホースの図示は省略している。また、排泥管18におけるフレキシブルホース21が巻きつけられている位置には、冷熱伝導部22が形成されている。冷熱伝導部22を構成する熱伝導性材料は、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料としている。この主材料に主材料よりも熱伝導率が高い副材料が混入されて熱伝導性材料が構成されている。   Next, the freeze / stop device 2 will be described. In the freeze / stop device 2 used in the present embodiment, a flexible hose 21 serving as a cooling pipe is wound around the drainage pipe 18 as in the first embodiment. However, in FIG. 4, the illustration of the flexible hose is omitted. Further, a cold heat conduction portion 22 is formed at a position where the flexible hose 21 is wound around the mud pipe 18. The main material of the heat conductive material constituting the cold heat conduction part 22 is a plastic material obtained by adding a liquid to a soil material. The main material is mixed with a sub-material having a higher thermal conductivity than that of the main material to constitute a heat conductive material.

さらに、本実施形態に係る凍結止水装置2は、複数のスタッドジベル23が設けられている。スタッドジベル23は、排泥管18の外周面に固定されたナット24にねじ込まれ、その先端が排泥管18の内部に突出するようにして設けられている。   Furthermore, the freeze-stop device 2 according to the present embodiment is provided with a plurality of stud gibbles 23. The stud gibber 23 is screwed into a nut 24 fixed to the outer peripheral surface of the mud pipe 18, and the tip thereof is provided so as to protrude into the mud pipe 18.

スタッドジベル23の取り付け手順は、図5に示すようにすることがでる。スタッドジベル23を取り付ける際には、まず、図5(a)に示すように、排泥管18の外周面にナット24を溶接Yによって固定する。   The procedure for attaching the stud gibber 23 can be as shown in FIG. When attaching the stud dowel 23, first, the nut 24 is fixed to the outer peripheral surface of the mud pipe 18 by welding Y as shown in FIG.

次に、図5(b)に示すように、ナット24の孔の延長位置における排泥管18の外周部に孔をあける。このとき、排泥管18に孔をあけると、排泥管18内の泥水が若干噴出する可能性があるが、孔は微小なものであるので、その噴出量も微小である。また、孔があいたら即座にその孔に仮蓋をすることにより、泥水の噴出を防止することができる。   Next, as shown in FIG. 5 (b), a hole is made in the outer peripheral portion of the mud pipe 18 at the extended position of the hole of the nut 24. At this time, if a hole is made in the mud pipe 18, mud water in the mud pipe 18 may be ejected slightly. However, since the hole is minute, the ejection amount is also minute. In addition, when a hole is formed, muddy water can be prevented from being ejected by immediately covering the hole with a temporary lid.

それから、図5(c)に示すように、ナット24に対してスタッドジベル23をねじ込み、そのまま排泥管18内まで貫通させる。そして、スタッドジベル23の先端部を排泥管18の内部に突出させる。このようにしてスタッドジベル23の取り付けが済んだら、図4に示すように、フレキシブルホース21を排泥管18に巻き付け、さらに冷熱伝導部22を形成する。   Then, as shown in FIG. 5 (c), the stud gibel 23 is screwed into the nut 24 and is directly penetrated into the mud pipe 18. And the front-end | tip part of the stud dowel 23 is protruded inside the mud pipe 18. As shown in FIG. After the stud gibber 23 has been attached in this manner, the flexible hose 21 is wound around the mud pipe 18 as shown in FIG.

泥水式シールド掘進機10では、土圧式シールド掘進機1と異なり、スクリュコンベアが設けられていないことから、地山からの水圧を泥水の凍結体と排泥管18との凍着力によって受けることが要求される。したがって、その分高い凍着力が要求される。この点、本実施形態に係る凍結止水装置2では、凍結体の凍着力を高めるためのスタッドジベル23を設けている。このため、排泥管18内の泥水を凍結させた際、泥水の凍結体の凍着力を高めることができ、地山の水圧に高い凍着力をもって対抗することができる。なお、このようなジベルは、泥土圧式シールド掘進機に設けることもできる。   Unlike the earth pressure type shield machine 1, the muddy water type shield machine 10 is not provided with a screw conveyor, so that the water pressure from the ground can be received by the freezing force between the frozen body of the muddy water and the drainage pipe 18. Required. Accordingly, a higher freezing force is required. In this respect, the freeze / water stop device 2 according to the present embodiment is provided with a stud gibber 23 for increasing the freezing force of the frozen body. For this reason, when the mud water in the mud pipe 18 is frozen, the freezing force of the frozen body of the mud water can be increased, and the water pressure of the natural mountain can be countered with a high freezing force. Such a gibber can also be provided in a mud pressure shield machine.

次に、本発明の第三の実施形態について説明する。図6は、パイプルーフ工法の概要を示す断面図、図7は第一シールドトンネルのエントランスパイプ部分の側面図、図8はその推進管を挿入する前の断面図である。本実施形態に係る凍結止水装置は、パイプルーフ工法を行う際に用いられる。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an outline of the pipe roof construction method, FIG. 7 is a side view of the entrance pipe portion of the first shield tunnel, and FIG. 8 is a cross-sectional view before the propulsion pipe is inserted. The freezing and water stopping apparatus according to the present embodiment is used when performing a pipe roof construction method.

図6に示すように、パイプルーフ工法では、シールド掘進機を地中で掘進させて、2本のシールドトンネルT1、T2を設け、これらの並設されたシールドトンネルT1,T2同士の間に、複数の推進管3を掛け渡すものである。図6に示す例では、推進管3は1本のみ描かれているが、推進管3は、シールドトンネルT1,T2の掘進方向に離間して多数設けられている。この推進管3を山止めに用い、推進管3内を掘削することによって、シールドトンネルT1,T2の間に地下構造物などを設けるものである。   As shown in FIG. 6, in the pipe roof construction method, the shield machine is dug in the ground to provide two shield tunnels T1 and T2, and between these parallel shield tunnels T1 and T2, A plurality of propulsion pipes 3 are passed over. In the example shown in FIG. 6, only one propulsion pipe 3 is depicted, but a large number of propulsion pipes 3 are provided apart from each other in the direction in which the shield tunnels T1 and T2 are dug. By using this propulsion pipe 3 for mountain stopping and excavating the inside of the propulsion pipe 3, an underground structure or the like is provided between the shield tunnels T1 and T2.

図7に示すように、第一シールドトンネルT1における外壁となるセグメントSには、推進管3を発進させる際の発進口となる本発明の開口部であるエントランスパイプ31が設けられている。エントランスパイプ31は、第一シールドトンネルT1の半径方向に沿って配設された中空の円筒形状をなしている。エントランスパイプ31における後端側の内側面には、止水ブラシ32が設けられている。推進管3が発進する前は、エントランスパイプ31の先端部は、外殻33によって閉塞されている。   As shown in FIG. 7, an entrance pipe 31 that is an opening of the present invention serving as a starting port when the propulsion pipe 3 is started is provided in the segment S serving as an outer wall in the first shield tunnel T1. The entrance pipe 31 has a hollow cylindrical shape arranged along the radial direction of the first shield tunnel T1. A water stop brush 32 is provided on the inner surface on the rear end side of the entrance pipe 31. Before the propulsion pipe 3 starts, the front end portion of the entrance pipe 31 is closed by the outer shell 33.

また、推進管3の先端部には、推進機34が取り付けられている。この推進機34によって地盤を掘削しながら、推進管3を地盤内に押し込んでいく。エントランスパイプ31は、推進管3が外殻33を先端の推進機34で切削しながら貫通し、さらに地中を推進する際、地下水や土砂が推進管の周囲から第一シールドトンネルT1内に流入するのを阻止するために設置されている。そのために、エントランスパイプ31の後端部に止水ブラシ32がリング状に複数段取り付けられている。   A propulsion unit 34 is attached to the tip of the propulsion tube 3. While excavating the ground with this propulsion device 34, the propulsion pipe 3 is pushed into the ground. In the entrance pipe 31, when the propulsion pipe 3 penetrates the outer shell 33 while cutting the outer shell 33 with the propulsion device 34 at the tip, and when propelling in the ground, groundwater and earth and sand flow into the first shield tunnel T1 from the periphery of the propulsion pipe. It is installed to prevent you from doing. For this purpose, a plurality of water stop brushes 32 are attached to the rear end of the entrance pipe 31 in a ring shape.

本実施形態に係る凍結止水装置2は、図9に示すように、エントランスパイプ31に取り付けられる。エントランスパイプ31には、その外側に排水バルブ35が設けられており、エントランスパイプ31内に地下水などが流入した場合には、この排水バルブ35を開放することにより、排水が可能となるようにされているが、さらなる止水が必要な場合に、エントランスパイプ31内の土砂や地下水などを凍結止水装置2が作動される。   As shown in FIG. 9, the freeze / stop device 2 according to this embodiment is attached to an entrance pipe 31. The entrance pipe 31 is provided with a drain valve 35 on the outside thereof, and when groundwater or the like flows into the entrance pipe 31, the drain valve 35 is opened to allow drainage. However, when further water stop is necessary, the freeze water stop device 2 is operated for earth and sand or groundwater in the entrance pipe 31.

凍結止水装置2におけるフレキシブルホース21は、エントランスパイプ31の外側面に巻き付けられている。このエントランスパイプ31におけるフレキシブルホース21が巻き付けられている位置に、冷熱伝導部22が設けられる。また、フレキシブルホース21の一端部は、図示しないタンクに接続され、このタンクから液化窒素が供給される。   The flexible hose 21 in the freeze / stop device 2 is wound around the outer surface of the entrance pipe 31. The heat conduction part 22 is provided in the entrance pipe 31 at the position where the flexible hose 21 is wound. One end of the flexible hose 21 is connected to a tank (not shown), and liquefied nitrogen is supplied from this tank.

以上の構成を有する本実施形態に係る凍結止水装置2においては、上記第一の実施形態と同様、冷熱伝導部22は、土質材料のほかに熱伝導率が高い副材料が混入された熱伝導性材料によって形成されているので、液化窒素の熱を効率よくエントランスパイプ31内に伝達することができる。したがって、エントランスパイプ31内の泥水を効率よく凍結させることができる。よって、エントランスパイプ31内の泥水を短期間で凍結して止水を施すことができるので、作業を短期間で完了させることができる。よって、地中埋設物における地下水の流入を阻止するために、泥水を短期間で凍結して止水を施すことができ、もって工期の短縮を図ることができる。   In the freezing and water stopping apparatus 2 according to the present embodiment having the above-described configuration, as in the first embodiment, the cold heat conduction unit 22 is a heat in which an auxiliary material having a high thermal conductivity is mixed in addition to a soil material. Since it is formed of a conductive material, the heat of liquefied nitrogen can be efficiently transferred into the entrance pipe 31. Therefore, the muddy water in the entrance pipe 31 can be efficiently frozen. Therefore, since the muddy water in the entrance pipe 31 can be frozen in a short period of time and water can be stopped, the work can be completed in a short period of time. Therefore, in order to prevent the inflow of groundwater in the underground buried object, the muddy water can be frozen in a short period of time, and the water can be stopped, thereby shortening the construction period.

ところで、エントランスパイプ31内の凍結止水を行う状態となっているのは、推進管3やエントランスパイプ31における止水ブラシ32の補修などを行う場合である。したがって、この間、推進管3の推進は中止している。このため、図9に示すように、推進管3の後端部に位置するエントランスパイプ31内に冷却部材40を別途配設する態様とすることもできる。冷却部材40は、管状の本体部41を備えている。本体部41の外径は、エントランスパイプ31の内径よりもわずかに小さくされており、エントランスパイプ31に挿入可能とされている。この本体部41の内側には、フレキシブルホース21がその内壁に沿って配設され、その表面に冷熱伝導部22が形成されている。こうして、フレキシブルホース21は、本体部41の内面に配設され冷熱伝導部22によって覆われている。   By the way, the state in which the freezing and water stoppage in the entrance pipe 31 is performed is when the propulsion pipe 3 and the waterstop brush 32 in the entrance pipe 31 are repaired. Therefore, the propulsion of the propulsion pipe 3 is stopped during this period. For this reason, as shown in FIG. 9, a cooling member 40 may be separately provided in the entrance pipe 31 located at the rear end of the propulsion pipe 3. The cooling member 40 includes a tubular main body 41. The outer diameter of the main body 41 is slightly smaller than the inner diameter of the entrance pipe 31 and can be inserted into the entrance pipe 31. The flexible hose 21 is disposed along the inner wall of the main body portion 41, and the cold heat conduction portion 22 is formed on the surface thereof. In this way, the flexible hose 21 is disposed on the inner surface of the main body 41 and is covered with the cooling / heat conduction unit 22.

このような冷却部材40をエントランスパイプ31に代えて推進管3に装着することにより、エントランスパイプ内の土砂をより早期に凍結させることができる。   By mounting such a cooling member 40 on the propulsion pipe 3 instead of the entrance pipe 31, the earth and sand in the entrance pipe can be frozen earlier.

また、上記各実施形態では、スクリュコンベア17、排泥管18、エントランスパイプ31内の土砂を凍結させる凍結止水装置2を設ける態様について説明したが、凍結止水装置2によって凍結させた土砂を解凍させる解凍部材を設ける態様とすることもできる。その例を図1に示す凍結止水装置の変形例として、図10に示して説明する。この例に係るシールド掘進機1には、凍結止水装置2のほかに、温水用フレキシブルホース25が設けられている。温水用フレキシブルホース25は、図示しない温水タンクに接続されており、この温水タンクから温水用フレキシブルホース25に対して温水が供給される。   Moreover, although each said embodiment demonstrated the aspect which provides the freeze water stop apparatus 2 which freezes the earth and sand in the screw conveyor 17, the waste pipe 18, and the entrance pipe 31, the earth and sand frozen by the freeze water stop apparatus 2 were demonstrated. It is also possible to provide a thawing member for thawing. An example thereof will be described with reference to FIG. 10 as a modified example of the freeze / stop device shown in FIG. The shield machine 1 according to this example is provided with a hot water flexible hose 25 in addition to the freeze-stop device 2. The hot water flexible hose 25 is connected to a hot water tank (not shown), and hot water is supplied from the hot water tank to the hot water flexible hose 25.

このように、凍結止水装置2によって土砂を凍結させ、スクリュコンベア17の補修を行った後は、早期に凍結した土砂を解凍することにより、掘削作業を早期に再開することができる。ここで、解凍部材が設けられていることにより、凍結した土砂を短時間で解凍することができるので、工期の短縮化に貢献することができる。   Thus, after freezing the earth and sand by the freeze water stop device 2 and repairing the screw conveyor 17, the excavation work can be resumed early by thawing the frozen earth and sand at an early stage. Here, by providing the thawing member, the frozen earth and sand can be thawed in a short time, which can contribute to shortening the construction period.

また、上記各実施形態では、管体として、地中埋設物における管体であるスクリュコンベア、排泥管、およびエントランスパイプを例として説明しているが、たとえば地上などで通常に用いられる配管の内側を凍結させる際にも、本発明の冷凍止水装置を適用することができる。   Moreover, in each said embodiment, although the screw conveyor which is a pipe body in a buried object, a sludge pipe, and an entrance pipe are demonstrated as an example as a pipe body, for example, pipes normally used on the ground etc. The freezing and water stopping device of the present invention can also be applied when freezing the inside.

第一の実施形態に係る凍結止水装置が適用されるシールド掘進機の側断面図である。It is a sectional side view of the shield machine which the freezing and water stopping apparatus which concerns on 1st embodiment is applied. シールド掘進機で掘削・形成されたシールドトンネルの側断面図である。It is a sectional side view of the shield tunnel excavated and formed with the shield machine. 凍結止水装置2の取り付け手順を説明する工程図である。It is process drawing explaining the attachment procedure of the freeze water stop apparatus. 第二の実施形態に係る凍結止水装置が適用されるシールド掘進機の側断面図である。It is a sectional side view of the shield machine which the freezing and water stopping apparatus which concerns on 2nd embodiment is applied. ジベルの取り付け工程を説明する工程図である。It is process drawing explaining the attachment process of a dowel. パイプルーフ工法の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of a pipe roof construction method. 第一シールドトンネルのエントランスパイプ部分の側面図である。It is a side view of the entrance pipe part of a 1st shield tunnel. エントランスパイプ部分の推進管を挿入する前の断面図である。It is sectional drawing before inserting the propulsion pipe of an entrance pipe part. エントランスパイプに冷凍部材を挿入した状態の断面図である。It is sectional drawing of the state which inserted the freezing member in the entrance pipe. 第一の実施形態に係る凍結止水装置が適用されるシールド掘進機解凍部材を設けた例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the example which provided the shield machine excavation member to which the freezing and water stopping apparatus which concerns on 1st embodiment is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1…(土圧式)シールド掘進機
2…凍結止水装置
3…推進管
10…(泥水式)シールド掘進機
11…シールド機本体
12…カッタヘッド
13…隔壁
14…チャンバ
17…スクリュコンベア
17A…ケーシング
17B…スクリュ
18…排泥管
21…フレキシブルホース
22…冷熱伝導部
23…スタッドジベル
25…温水用フレキシブルホース
31…エントランスパイプ
32…止水ブラシ
33…外殻
34…推進機
40…冷却部材
S…セグメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... (earth pressure type) shield machine 2 ... freezing water stop device 3 ... propulsion pipe 10 ... (muddy water type) shield machine 11 ... shield machine body 12 ... cutter head 13 ... partition 14 ... chamber 17 ... screw conveyor 17A ... casing 17B ... Screw 18 ... Mud pipe 21 ... Flexible hose 22 ... Cooling heat conduction part 23 ... Stud gibber 25 ... Hot water flexible hose 31 ... Entrance pipe 32 ... Water stop brush 33 ... Outer shell 34 ... Propeller 40 ... Cooling member S ... segment

Claims (11)

管体内における流体を凍結させて、前記管体内を止水する凍結止水装置であって、
前記管体内に流通する流体を凍結させるブラインが流通する冷却配管が前記管体の周囲に配設され、前記管体との間で前記冷却配管を覆う冷熱伝導材が配設されており、
前記冷熱伝導材は、土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料とし、前記主材料よりも熱伝導率が高い副材料が前記主材料に混入されてなることを特徴とする凍結止水装置。
A freezing and water stopping device for freezing a fluid in a tubular body and stopping the tubular body,
A cooling pipe through which a brine for freezing a fluid flowing through the pipe flows is arranged around the pipe, and a cooling heat conductive material covering the cooling pipe is arranged between the pipe and the pipe.
The cold heat conductive material is a frozen material that is mainly composed of a plastic material obtained by adding a liquid to a soil material, and a secondary material having a higher thermal conductivity than the main material is mixed in the main material. apparatus.
前記管体は、地中に埋設された地中埋設物と地中とを連通しており、
前記冷却配管を流通するブラインの冷熱で管体内の流体を凍結させることにより、前記地中埋設物に対する地中からの地下水の流入を阻止する請求項1に記載の凍結止水装置。
The tubular body communicates with the underground object buried in the ground and the underground,
The freezing and water stopping device according to claim 1, wherein the inflow of groundwater from the underground to the underground object is prevented by freezing the fluid in the pipe body with the cold heat of the brine flowing through the cooling pipe.
前記地中埋設物は、地盤を掘進するシールド機本体を有し、前記シールド機本体における掘進方向前方位置に、地盤を掘削するカッタヘッドと、前記カッタヘッドにより掘削された土砂が流入するチャンバと、が形成されたシールド掘進機であり、
前記管体は、前記チャンバに連通し、前記チャンバ内の土砂を排出する排泥管である請求項2に記載の凍結止水装置。
The buried object has a shield machine main body for excavating the ground, a cutter head for excavating the ground at a front position in the excavation direction in the shield machine main body, and a chamber into which earth and sand excavated by the cutter head flows. , Is a shield machine that was formed,
The freeze water-stopping device according to claim 2, wherein the pipe body is a mud pipe that communicates with the chamber and discharges the sediment in the chamber.
前記排泥管における前記冷却配管が設けられた部位に、前記排泥管内で流体が凍結して形成された凍結体の凍着力を増加させるジベルが設けられている請求項3に記載の凍結防止装置。   The anti-freezing according to claim 3, wherein a portion of the mud pipe where the cooling pipe is provided is provided with a gibber that increases a frosting force of a frozen body formed by freezing a fluid in the mud pipe. apparatus. 前記地中埋設物は、地中に形成されたトンネルの外壁であり、前記外壁には、地中に向けて推進管を発進させ、または地中からの推進管を受け入れる開口部が形成されており、
前記冷却配管および前記冷熱伝導材が、前記開口部に形成されている請求項2に記載の凍結止水装置。
The underground object is an outer wall of a tunnel formed in the ground, and the outer wall is formed with an opening for starting the propulsion pipe toward the ground or receiving the propulsion pipe from the ground. And
The freezing and water stopping device according to claim 2, wherein the cooling pipe and the cold heat conductive material are formed in the opening.
止水を行う際に前記開口部に取り付けられ、管状の本体部を有し、前記本体部の内側面に沿って前記冷却配管が配設された冷却部材が配設されている請求項5に記載の凍結止水装置。   The cooling member which is attached to the opening when water stop is performed, has a tubular main body, and the cooling pipe is disposed along the inner surface of the main body. The freeze-stop device described. 前記副材料が金属材料または炭素材料である請求項1〜請求項6のうちのいずれか1項に記載の凍結止水装置。   The freeze-stop device according to any one of claims 1 to 6, wherein the auxiliary material is a metal material or a carbon material. 前記副材料が粉状、粒状、塊状、および繊維状のいずれかの形状とされている請求項1〜請求項7のうちのいずれか1項に記載の凍結止水装置。   The freeze-stop device according to any one of claims 1 to 7, wherein the sub-material is in a powder, granular, massive, or fibrous shape. 前記土質材料が膨潤性ベントナイトであり、
前記液体が可塑剤である請求項1〜請求項8のうちのいずれか1項に記載の凍結止水装置。
The soil material is swellable bentonite;
The freeze-stop device according to any one of claims 1 to 8, wherein the liquid is a plasticizer.
前記主材料に固化材、補強繊維材、および増粘材のうちの少なくとも1つが混入されている請求項1〜請求項9のうちのいずれか1項に記載の凍結止水装置。   The frozen water stop device according to any one of claims 1 to 9, wherein at least one of a solidifying material, a reinforcing fiber material, and a thickening material is mixed in the main material. 管体内における流体を凍結させて、前記管体内を止水する凍結止水方法であって、
冷却配管を前記管体の周囲に配設し、
土質材料に液体を加えてなる塑性材料を主材料とし、前記主材料よりも熱伝導率が高い副材料が前記主材料に混入されてなる冷熱伝導材を前記管体との間で前記冷却配管を覆うように配設し、
前記冷却配管にブラインが流通させることにより、前記管体内に流通する流体を凍結させて、前記管体内を止水することを特徴とする凍結止水方法。
A freezing / water-stopping method for freezing a fluid in a pipe and water-stopping the pipe,
A cooling pipe is arranged around the pipe body,
A cooling material comprising a plastic material formed by adding a liquid to a soil material as a main material and a cold heat conductive material in which a sub-material having a higher thermal conductivity than the main material is mixed in the main material is provided between the cooling pipe and the pipe body. To cover
A freezing and water stopping method characterized by freezing a fluid flowing through the pipe body by causing brine to flow through the cooling pipe to stop the water inside the pipe body.
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