JP2017227021A - 貼付凍結管及びその取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物に対して容易に密着させることが出来て、容易に取り外すことが出来る凍結管と、当該凍結管の取付方法の提供。【解決手段】本発明の凍結管（１）は、二次冷媒が流れる流路を有し、当該二次冷媒は液化ガスであり、二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）を有し、扁平な板状部材（１Ａ）は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料（例えばアルミニウム）で構成され、構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に取り付けられ、構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に密着するために柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）を有している。【選択図】図９

Description

本発明は、地盤を凍結するための液化ガス（例えば二酸化炭素：ＣＯ_２）を循環冷媒として使用するのに好適な貼付凍結管と当該貼付凍結管を用いた地盤凍結工法に関する。

地盤凍結工法は、例えばシールド掘進機の発進部や到達部、トンネル間の連絡横坑、トンネルや立坑の地中接続等の用途で施工される。係る地盤凍結工法の従来技術では、シールド掘進機やトンネル覆工用のセグメント等の構造体に接する地盤を凍結させるため、当該構造体の内面に貼付凍結管を設置し、貼付凍結管内に冷媒であるブラインを循環させている。
ここで、貼付凍結管を貼り付ける構造体は一般に鋼製であり、貼付凍結管も鋼製であるため、両者の貼り付け接合は溶接で行われる。従来技術で用いられるブライン方式の貼付凍結管３０は、通常、図２６に示す構造であり、角型鋼管製の凍結管本体３１にブラインの供給配管３２と戻り配管３３を接続させている。図２６の矢印Ｆはブラインの流れの方向を示す。

図２７で示す様に、シールド機５０は、トンネル前面の土水圧に耐えるバルクヘッド５１と、円筒中空形状の後胴部５２を有しており、円筒中空形状の後胴部５２でセグメントを組み立てる。図２７の矢印Ｄは、掘進方向を示す。
シールド機の地中接合工事の場合には、図２８で示すように、シールド機５０坑内からのボーリング孔から放射状に凍結管を設置する放射凍結管３５を配置すると共に、シールド機５０の円筒中空状の後胴部５２に貼付凍結管３６を貼り付けている。図２８の符号ＦＳは、放射凍結管３５及び貼付凍結管３６を流れる冷媒により凍結された地盤（凍土）を示す。

図２６で示す様に、貼付凍結管３１の底面は平坦になっている。一方、トンネル内壁面は円筒形状或いは円形であり、トンネル覆工用の鋼製セグメントの内周面は円筒面の一部或いは円弧状に形成されているため、ブライン方式の貼付凍結管をトンネル内壁面に接合した場合には、一般的に、当該接合面に空間が形成されてしまう。
空気は断熱性が高いため、係る空間が形成されてしまうと、貼付凍結管と構造体の裏側の地盤の間の熱伝導効率が劣化してしまう。そのため、従来の貼付凍結管を用いた凍結工法では、貼付凍結管と構造体の接合面に空気等による断熱層（前記接合面における空間）が発生しないように、密着性の良いモルタル等を挟みこむ構造としている。

ここで貼付凍結管は、地盤が凍結し、工事などが終了した時点で速やかに撤去できる構造が望ましい。
しかし、構造体の反対側（背面）の地盤を凍結するために使用される貼付凍結管では、上述した様に、ブラインの冷熱が効率的に伝達されるようにするため、貼付凍結管と構造体の接合面にはモルタル等を介在して、隙間すなわち空気による断熱層の形成を防止している。
そのため、貼付凍結管の撤去に際しては、モルタル等が構造物表面に付着しているため、その除去に多大な労力が必要になるという問題が存在する。

それに加えて、上述した様に、従来の貼付凍結管を用いた凍結工法では、貼付凍結管を構造体に溶接する場合が多い。
しかし、トンネル坑内或いはシールド機の内部空間は狭隘であり、狭隘空間内の溶接作業は非常に困難である。それと共に、シールド機の内部には機械油やテールシール充填材等の各種油が存在するので、溶接作業を行うと油煙が生じ、トンネル坑内を汚染してしまうという問題が存在する。
これに対して、溶接以外の方法で貼付凍結管を構造体に取り付ける技術が望まれているが、係る要請に応えることが出来る技術は未だに提案されていない。

その他の従来技術として、マンホール等の既設小規模地下構造物について適用される凍結工法が存在するが（例えば特許文献１参照）、上述した様な貼付凍結管に関する各種問題を解決するものではない。

特開２０１０−２６５６３１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、構造物に対して容易に密着させることが出来て、且つ、容易に取り外すことが出来る凍結管と、当該凍結管の取付方法の提供を目的としている。

本発明の凍結管（１）は、二次冷媒が流れる流路を有し、当該二次冷媒は例えば液化ガスであり、
二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）を有し、
扁平な板状部材（１Ａ）は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料（例えばアルミニウム）で構成され、構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に取り付けられ、
構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に密着するために柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）を有することを特徴としている。

本発明の凍結管（１）において、前記扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）は、一端に二次冷媒の供給系統と連通する空間が設けられた分散ソケット（１Ｂ）が接合され、他端に二次冷媒の戻り系統と連通する空間が設けられた集合ソケット（１Ｃ）が接合されているのが好ましい。
そして、本発明の凍結管（１）は、二次冷媒として二酸化炭素を用いるのが好ましい。

本発明の凍結管（１）において、構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に密着するため、負圧機構（１０：バキューム吸着機構）を有しているのが好ましい。
その場合、負圧機構は前記扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）と平行に延在する管路（空間ＶＳ）を有し、当該管路は負圧供給源に連通しているのが好ましい。
また、負圧機構は前記扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）と平行に延在する管路（空間ＶＳ）を有し、当該管路は温熱流体（例えば熱湯）の供給源に連通しているのが好ましい。
或いは、本発明の凍結管（１）において、構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に密着するため、負圧機構を有する取付治具（１１：バキューム式扁平冷却材押し付け装置）に包囲可能に構成されているのが好ましい。

また本発明の凍結管（１）において、鋼製構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に密着するため、磁力線を放出する機構（例えば磁石）を有する取付治具（１２）に包囲可能に構成されているのが好ましい。

さらに本発明において、固定用ファスナー（７）を用いて構造物に固定することが好ましい。
それに加えて、本発明の凍結管（１）は、断熱材（８）により被覆することが出来る。

本発明の凍結管（１）の取付方法は、二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）を有し、扁平な板状部材（１Ａ）は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料（例えばアルミニウム）で構成された凍結管（１）を構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に取り付ける取付方法において、
前記凍結管（１）は負圧機構（１０：バキューム吸着機構）を有しており、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）を凍結管（１）と構造物との間に介在した状態で、凍結管（１）を所定位置に配置して、負圧機構（１０）を作動して凍結管（１）を仮留めし、
仮留めされた凍結管（１）を固定用ファスナー（７）で構造物に固定することを特徴としている。

或いは本発明の凍結管（１）の取付方法は、二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）を有し、扁平な板状部材（１Ａ）は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料（例えばアルミニウム）で構成された凍結管（１）を構造物（例えばシールド機の後胴部或いはトンネル覆工用セグメント）に取り付ける取付方法において、
負圧機構を有する取付治具（１１：バキューム式扁平冷却材押し付け装置）により前記凍結管（１）を包囲し、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）を凍結管（１）と構造物との間に介在した状態で、負圧機構を有する取付治具（１１）を所定位置に配置し、負圧機構を作動して凍結管（１）を構造物に押し付けて仮留めし、
仮留めされた凍結管（１）の前記取付治具（１１）で包囲されている箇所近傍を固定用ファスナー（７）で構造物に固定することを特徴としている。
ここで、負圧機構は前記扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）と平行に延在する管路（空間ＶＳ）を有し、当該管路（ＶＳ）は温熱流体（例えば熱湯）の供給源に連通しており、地盤の凍結が不要となった場合には前記管路（ＶＳ）に温熱流体（例えば熱湯）を流すことが好ましい。

さらに本発明の凍結管（１）の取付方法は、二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）を有し、扁平な板状部材（１Ａ）は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料（例えばアルミニウム）で構成された凍結管（１）を鉄製構造物（例えばシールド機の後胴部或いは鋼製セグメント）に取り付ける取付方法において、
磁力線を放出する機構（例えば磁石）を有する取付治具（１２）により前記凍結管（１）を包囲し、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）を凍結管（１）と鉄製構造物との間に介在した状態で、前記取付治具（１２）により凍結管（１）を鉄製構造物に押し付けて仮留めし、
仮留めされた凍結管（１）の前記取付治具（１２）で包囲されている箇所近傍を固定用ファスナー（７）で構造物に固定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、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）を凍結管（１）と構造物との間に介在した状態で、凍結管（１）に設けた負圧機構（１０：バキューム吸着機構）、或いは取付治具（１１、１２）により凍結管（１）を構造物に押し付けることにより、凍結管（１）を構造物に取り付けることができる。
そして柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）を凍結管（１）と構造物との間に介在することにより、凍結管（１）と構造物との間に空気の断熱層が形成されることなく、凍結管（１）を流れる冷媒（２次冷媒：例えば液相の二酸化炭素）が保有する冷熱（顕熱及び潜熱）は、構造物を介して凍結するべき地盤へ効率良く伝達される。
また、構造物表面に不陸（或いは凹凸）が存在しても、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材（６：高伝導性シート）が変形して当該不陸（或いは凹凸）を吸収するので、隙間すなわち空気による断熱層が形成されることは無い。

本発明によれば、負圧機構（１０）を有する凍結管（１）を用いるか、或いは、取付治具として負圧機構を有する取付治具（１１：バキューム式扁平冷却材押し付け装置）或いは磁力線を放出する機構（例えば磁石）を有する取付治具（１２）を用いて凍結管（１）を構造物に取り付け、その後、固定用ファスナー（７）で構造物に固定するので、凍結工法が完了して凍結管（１）を撤去する際には、固定用ファスナー（７）を取り外すことにより凍結管（１）を撤去することが出来る。或いは、固定用ファスナー（７）を取り外した後、負圧の供給を遮断して負圧機構（１０）を有する凍結管（１）または負圧機構を有する取付治具（１１）を構造物から取り外し、或いは磁力線を放出する機構（例えば磁石）を有する取付治具（１２）を構造物から取り外せば、凍結管（１）を撤去することが出来る。従来技術における付着したモルタルを構造物から除去する作業は、不要である。
そのため本発明によれば、迅速かつ容易に凍結管（１）を撤去することが出来る。

本発明において、負圧機構は前記扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）と平行に延在する管路（空間ＶＳ）を有し、当該管路（ＶＳ）は温熱流体（例えば熱湯）の供給源に連通していれば、地盤の凍結が不要となった場合には前記管路（ＶＳ）に温熱流体（例えば熱湯）を流すことにより、板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）と構造物（例えば鋼材内面５０Ａ）との間の空間が加熱され、構造物（例えば鋼材内面５０Ａ）から扁平な板状部材（１Ａ：マイクロチャンネル）を容易に剥がして（除去して）、凍結工法を完了することが出来る。

ここで、従来の貼付凍結管を用いた凍結工法においては、貼付凍結管の構造体との接合面以外の面で、角型鋼管を空気中に露出した状態で凍結運転を行うと、トンネル坑内などの高い湿度環境では、管表面に霜が生成してしまう。すなわち、従来技術では、冷媒（ブライン）が保有する冷熱の一部は地盤を凍結するのには用いられず、霜を生成するのに用いられてしまうため、その分だけ凍結効率が低かった。
それに対して本発明の凍結管（１）において、凍結管（１）を断熱材（８）により被覆すれば、凍結管（１）には霜は生成せず、２次冷媒の冷熱（顕熱及び潜熱）の一部が霜を生成するのに用いられてしまうことがなく、全ての冷熱が地盤を凍結するのに用いられるため、凍結効率が向上する。

本発明の実施形態で用いられる貼付凍結管の説明図である。 図１で示す貼付凍結管を鋼製セグメントに取り付けた状態の説明図である。 本発明の実施形態で用いられる貼付凍結管の説明図である。 図１、図３で示す以外の貼付凍結管を取り付けた状態を示す説明図である。 図４における貼付凍結管を搬送する態様の説明図である。 図１、図３、図４で示す以外の貼付凍結管を配置した態様における要部を示す部分拡大断面説明図である。 図１、図３、図４、図６で示す以外の貼付凍結管を配置した態様における要部を示す部分拡大断面説明図である。 図７における貼付凍結管を搬送する態様の説明図である。 本発明の第１実施形態を示す説明図であり、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ矢視図である。 第１実施形態のマイクロチャンネルに空気バキューム接続ブロック、冷媒供給用ソケット、冷媒戻し用ソケット取り付けた状態を示す斜視図である。 第１実施形態における高熱伝導密着シートの作用効果を説明する正面断面図である。 バキューム孔仮閉塞用テープでバキューム孔を仮閉塞した状態を示す正面断面図である。 バキューム孔を仮閉塞しているバキューム孔仮閉塞用テープを部分的に剥離した状態を示す説明斜視図である。 第１実施形態において、貼付凍結管を構造物に固定した状態を示す説明斜視図である。 本発明の第２実施形態を示す正面断面図である。 図１５のＦ１５矢視図である。 図１５のＦ１５矢視方向断面図（縦断面図）である。 本発明の第３実施形態を示す正面断面図である。 本発明の第４実施形態の概要を示す説明図である。 第４実施形態を示す正面断面図である。 第４実施形態を示す平面図である。 本発明の第５実施形態を示す正面断面図である。 本発明の第６実施形態を示す正面断面図である。 本発明の第７実施形態を示す部分断面図である。 本発明の第７実施形態の変形例を示す部分断面図である。 従来技術に係る貼付凍結管を示す斜視図である。 貼付凍結管が取り付けられるシールド機の説明図である。 シールド機の地中接合における凍結管の配置を示す説明図である。 本発明の実施形態で使用される扁平な板状部材の断面形状の一例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図示の実施形態において、凍結管を循環する二次冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ_２）を使用している。ただし、地盤凍結工法の施工に必要な冷熱を供給できる程度に沸点が低温であるならば、ブライン或いは二酸化炭素以外の液化ガスも使用することが可能である。
本発明の実施形態の説明に先立って、図１〜図７を参照して、本発明の実施形態で用いられている貼付凍結管を構造物に取り付ける態様について説明する。
ここで構造物としては、例えばシールド機の後胴部、トンネル覆工用セグメント、立坑の土留め裏側、トンネル或いはシールド機を含み、既設構造物をも包含する。

図１の貼付凍結管１は、複数の微小冷媒流路を有する扁平な平板状の構造１Ａ（本明細書では「マイクロチャンネル構造」或いは「マイクロチャンネル」と記載する場合がある）を有している。図１では、全ての微小冷媒流路内を流れる流体（冷媒）が一方向に流れる様に構成されている。そして微小冷媒流路内部に冷媒（例えば液相の二酸化炭素）が流れ、地盤の熱を回収し（或いは地盤が保有する熱量を冷媒により吸収して）、地盤を凍結する。
マイクロチャンネル１Ａ（貼付凍結管１）の断面形状は図２９で示す様になっており、複数の微小流路Ａが形成され、微小流路Ａは矩形断面を有している。ただし微小流路Ａの断面形状は矩形状に限定される訳ではなく、矩形以外の断面形状、例えば台形断面或いは半円形断面（いわゆる「かまぼこ形断面」）等であっても良い。

再び図１において、扁平な板状部材１Ａ（マイクロチャンネル）は、軽量で可撓性に富み、冷熱の放散及び温熱の吸収に優れた（伝熱性に優れた）材料（例えばアルミニウム）で構成されている。そして当該マイクロチャンネル構造では、従来技術の凍結管における二重管構造とは異なり、二重管の外管に相当する部分は有しておらず、単一のマイクロチャンネルにおいて冷媒を往復する機能を有してはいない（冷媒の行き／戻りの機能を有していない）。
マイクロチャンネル１Ａは、図１に示す状態で、貼付凍結管として構造物（例えば鋼製セグメント等）に取り付けることが出来る。
なお、図示の実施形態において、貼付凍結管が冷媒を往復する機能を有する（冷媒の行き／戻りの機能を有する）様に構成することも可能である。例えば、マイクロチャンネルの複数の微小流路の一部を冷媒の供給路として使用し、残りの微小流路を冷媒の戻り流路として使用することが可能である。

扁平な板状部材１Ａ（マイクロチャンネル）の一端には二次冷媒の供給系統（例えば地上側の冷凍機から冷媒を供給する丸管２Ａ）に連通する空間が設けられた分散ソケット１Ｂが接合され、他端には二次冷媒の戻り系統（例えば地上側の冷凍機に冷媒を戻す丸管２Ｂ）に連通する空間が設けられた集合ソケット１Ｃが接合されている。
図１における矢印Ｆは冷媒の流れの方向を示す。

図２は、図１の貼付凍結管１の取付態様を示しており、凍結工法施工現場で鋼製セグメントを組み立てる以前の段階で、貼付凍結管を鋼製セグメントに取り付けた状態を示している。鋼製セグメントは本来円弧状であるが、添付図面においては、図示の簡略化のため図２で示す様に矩形状で示す場合がある。
図２で示す鋼製セグメント４０は、地盤に隣接するスキンプレート４１、主桁４２、セグメント継手板４３を有している。スキンプレート４１、主桁４２、セグメント継手板４３で囲まれた空間には２本の縦リブ４４（仕切り）が設けられている。鋼製セグメント４０のスキンプレート４１に接して貼付凍結管１を設置するために、縦リブ４４には、貼付凍結管１を設置（挿通）する空間４４Ａ（貫通口）が形成されている。そして貼付凍結管１は、縦リブ４４における空間４４Ａに挿通された状態で、鋼製セグメント４０に取り付けられる（一体化される）。
図２で示す様な構成であれば、貼付凍結管１が鋼製セグメント４０に取り付けられているため、トンネル坑内における現場作業では、丸管２Ａ、２Ｂの冷媒用の配管作業のみを行なえば良い。なお、図２における符号２Ｃは、併設された２つの凍結管を連通して内部に冷媒を流過するための可撓性を有する連通管を示す。

図１の貼付凍結管１を鋼製セグメント４０に取り付けるに際しては、図３で示す様に、貼付凍結管１（図３では３本の貼付凍結管１）と、冷媒供給源に連通する丸管２と、フレーム３により組立体２０を構成し、当該組立体２０をトンネル坑の外で組み立て、トンネル坑内で当該組立体２０を鋼製セグメント４０内の所定位置に押し当てて、貼付凍結管１（図３では３本）を鋼製セグメント４０の所定位置に取り付けることが出来る。
図３においては、組立体２０は、マイクロチャンネル１Ａ、分散ソケット１Ｂ、集合ソケット１Ｃを備えた３本の貼付凍結管１と、冷媒供給源に連通する供給配管２Ａ及び戻り配管２Ｂで構成される丸管２と、軽量のフレーム３（フレーム３Ａ、３Ｂ、３Ｃ）により組み立てられている。そして、３本の貼付凍結管１を取り付ける所定位置は、鋼製セグメント継手４０におけるスキンプレート４１に接する位置である。なお、フレーム３と円管２は適切な箇所において、従来公知の方法により、結合、固定されている。
軽量フレーム３を支持部材として組立体２０を組立て、所定位置に設置することにより、剛性が小さい丸管２及びマイクロチャンネル１Ａ（凍結管１）が変形してしまうことなく、所定位置に取り付けることが出来る。そして貼付凍結管１と丸管２とフレーム３とを一体化して組立体２０として構造物（鋼製セグメント）に取り付けることにより、鋼製セグメント４０の様な構造物に貼付凍結管１を設置する作業の労力を軽減することができる。

マイクロチャンネル１Ａを配置するに際しては、例えば図４で示す様に、扁平板状の長尺のマイクロチャンネル１Ａの一端に分散ソケット１Ｂ、他端に集合ソケット１Ｃを（工場或いは施工現場で）ロウ付けし、長尺のマイクロチャンネル１Ａを図５で示す様にロール巻きして、トンネル坑内を搬送することが出来る。
そしてシールド機５０内で貼付凍結管１を取り付ける場合には、図４で示すように、ロール巻きした凍結管１をロール巻きにされた状態から解いて、シールド機５０の内面の曲率に合わせた緩い曲線に戻しつつ、トンネル軸方向にも展開して、所謂「らせん構造」として、らせん構造の貼付凍結管１を、シールド機５０内面に密着させて貼り付けることが出来る。なお図４ではトンネルの軸方向に２本の凍結管１が貼り付けられる。

図４で示す様に、シールド機５０内面の曲率に合わせて長尺の凍結管１を設置する場合、図示の実施形態で用いられる扁平な板状部材１Ａ（マイクロチャンネル）は例えばアルミニウム製であり、熱伝導性に優れ軽量であると共に、可撓性に富んでいるので作業性が良好である。
図示はされていないが、シールド機５０の中空円筒形の後胴部の形状に沿って、リング状に接合された鋼製セグメントの内壁面にリング状の貼付凍結管を設置しても良い。
図４に示す様に、長尺なマイクロチャンネル１Ａを長尺のまま構造物に取り付ければ、貼付凍結管１を構造物に取り付ける作業の労力が大幅に軽減される。

長尺のマイクロチャンネル１Ａを構造物（例えばシールド機の後胴部）に設置するには、図５で示す様な態様で行うことが出来る。
図５において、両端に分散ソケット１Ｂ、集合ソケット１Ｃをロウ付けした長尺のマイクロチャンネル１Ａ（貼付凍結管１）をロール巻きして、坑内搬送台車４に積載する。搬送台車４を坑内の軌道５に走行させて、ロール巻きしたマイクロチャンネル１Ａ（貼付凍結管１）をシールド機５０内の所定の設置位置まで搬送する。
所定の設置位置において、ロール巻きしたマイクロチャンネル１Ａを、搬送台車４から下ろし或いは搬送台車４に載置した状態で、マイクロチャンネル１Ａをロール巻きされた状態から解いて螺旋状に延在せしめ（図４参照）、シールド機５０内面に貼り付ける。

長尺のマイクロチャンネルをセグメントに取り付ける場合は、図６で示す様に、各セグメント４０−１、４０−２、４０−３、・・・の継手板４３に貫通口４３Ａを形成し、貫通口４３Ａに長尺のマイクロチャンネル１Ａを挿通させれば、継手板４３（主桁、縦リブ等の突起）があっても、長尺のマイクロチャンネル１Ａをスキンプレート４１に接した状態で設置することが出来る。
図６において、符号４３Ｂは地盤側からの地下水の侵入を防止するシール部材である。

或いは、図７で示す様に、継手板（或いは縦リブ等の突起）に貫通口を形成せずに、長尺のマイクロチャンネル１Ａを適宜折り曲げて、継手板４３（主桁、縦リブ等の突起）を乗り越える様にして配置しても、長尺のマイクロチャンネル１Ａをセグメントに取り付けることが出来る。
上述した様に、マイクロチャンネルはアルミニウム製であり、可撓性に富んでいるので、図７で示す様に折り曲げて配置することは容易である。
ここで、マイクロチャンネルをセグメント円周方向（トンネル円周方向）に延在させる場合には、継手板４３及び／又は縦リブ４４を乗り越え、或いは、継手板４３及び／又は縦リブ４４の貫通口に挿通する。一方、マイクロチャンネルをトンネル軸方向に延在させる場合には、主桁（図示せず）を乗り越え或いは主桁に形成した貫通口に挿通する。

図７の様に、長尺のマイクロチャンネル１Ａが継手板４３（或いは図示しない主桁）を乗り越える態様で構造物（例えばシールド機の後胴部）に設置する場合には、図８で示す様な態様で行うことが出来る。
図５で示すのと同様に、図７においても、マイクロチャンネル設置位置において、ロール巻きしたマイクロチャンネル１Ａ（貼付凍結管１）を搬送台車４から下ろし、或いは搬送台車４に載置した状態で、マイクロチャンネル１Ａ（貼付凍結管１）をロール巻きされた状態から螺旋状に延在した状態に解き、シールド機５０内面に貼り付ける。

ここで、図８で示す様に、マイクロチャンネル１Ａが継手板４３（或いは図示しない主桁）を容易に乗り越えて延在する様に（図７参照）、マイクロチャンネル１Ａは予め（継手板４３或いは主桁を容易に乗り越えられる様に）折り曲げられた状態でロール巻きが為されている。その点で、図８は図５で示す態様とは相違する。
マイクロチャンネル１Ａを、継手板４３或いは主桁を容易に乗り越えられる様に予め折り曲げておくことにより、図７で示す様に、マイクロチャンネル１Ａが継手板４３（或いは図示しない主桁）を乗り越えて延在する様に貼り付ける作業の効率が向上する。

次に図９〜図２５を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図９〜図１４を参照して、第１実施形態を説明する。
シールド機５０内面の曲率に合わせて長尺の凍結管１Ａを設置する場合、シールド機５０の後胴部内壁面にマイクロチャンネル１Ａを密着させるため、シールド機５０の後胴部内壁面にマイクロチャンネル１Ａを押し付けながら、マイクロチャンネル１Ａを所定の位置に取り付ける必要がある。
その際に、マイクロチャンネル１Ａとシールド機５０の後胴部内壁面との間には、隙間（空気等の断熱層）が形成されてしまうと、２次冷媒（液相二酸化炭素）から凍結するべき地盤への冷熱の伝導性を低下してしまう（熱伝導性を阻害する）。係る熱伝導性の低下を防止するため、シールド機５０外胴部（鋼殻）の金属表面とマイクロチャンネル１Ａの金属表面との間に、高い熱伝導性を持つ材料を介在させる必要がある。

図９の第１実施形態では、マイクロチャンネル１Ａを所定の位置に取り付け、且つ、マイクロチャンネル１Ａとシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａとの間には、隙間（空気等の断熱層）が形成されることを防止するために、マイクロチャンネル１Ａの両端において空間ＶＳ（バキューム空間）を設け、当該空間ＶＳ（バキューム空間）をバキュームポンプ（図示しない）に連通して空気を吸い取り、以て、マイクロチャンネル１Ａの底面（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに接する面）に負圧を発生させている。

図９（Ａ）において、複数の微小流路１ＡＡを有する扁平な板状部材１Ａ（マイクロチャンネル）に分散ソケット１Ｂ（図示しない）と集合ソケット１Ｃ（図示しない）を接合した凍結管１には、負圧機構１０（バキューム吸着機構）が一体的に設けられている。
マイクロチャンネル１Ａ（凍結管１）に一体的に付設されたバキューム吸着機構１０は、マイクロチャンネル１Ａの両端において冷媒流路延在方向に沿って設けられる本体部１０Ａを有し、本体部１０Ａの内部にバキューム空間ＶＳが形成されている。

図９（Ｂ）で示す様に、マイクロチャンネル１Ａの両端の本体部１０Ａの底部（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）には、複数のバキューム孔１０Ｈ（キリ孔）が冷媒流路延在方向（図９（Ｂ）では上下方向）に一定間隔で形成されている。
図９（Ａ）において、マイクロチャンネル１Ａの底面（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）には、柔軟で且つ熱伝導性が良好な高熱伝導密着シート６が貼り付けられている。換言すれば、高熱伝導密着シート６がマイクロチャンネル１Ａとシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａの間に介在している。
さらに図９（Ｂ）で示す様に、マイクロチャンネル１Ａの両端に付設されたバキューム吸着機構１０の本体部１０Ａの底部（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）には、空気流遮断シート９が設けられている。空気流遮断シート９の厚さ及び弾性は高熱伝導密着シート６と同程度である。

図示しないバキュームポンプを作動すると、バキューム空間ＶＳ内の空気が吸引されると共に、本体部１０Ａの底面に一定間隔で形成されたバキューム孔１０Ｈ（キリ孔）から、マイクロチャンネル底面よりも下方の領域に存在する空気が吸引され（矢印Ｇ）、マイクロチャンネル１Ａがシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに押し付けられる。
上述の様に、マイクロチャンネル１Ａの底面には高熱伝導密着シート６が貼り付けられており、高熱伝導密着シート６は柔軟性に富んでいるので厚さ方向寸法は可変であり、マイクロチャンネル１Ａとシールド機外胴部（鋼殻）の内周面５０Ａは、高熱伝導密着シート６を介して密着する。

マイクロチャンネル１Ａとシールド機外胴部（鋼殻）の内周面５０Ａが高熱伝導密着シート６を介して密着するため、マイクロチャンネル１Ａとシールド機外胴部（鋼殻）の内周面５０Ａとの空間に隙間が形成されてしまうことは防止される。それと共に、高熱伝導密着シート６は熱伝導性が良好であるため、マイクロチャンネル１Ａ内の微小流路を流れる２次冷媒が保有する冷熱がシールド機外胴部（鋼殻）に効率よく伝達される。
また、バキューム吸着機構１０の本体部１０Ａの底面（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）には、空気流遮断シート９が設けられているため、バキューム孔１０Ｈからマイクロチャンネル１Ａの底面下方領域の空気を吸引する際に、マイクロチャンネル１Ａの左右方向外側（図９で）の空間から空気が流れ込むのを遮断して、上述の空気吸引効果を高めている。

図９におけるバキューム空間ＶＳは、図１０で示す空気バキューム接続ブロック１０Ｂ、空気バキューム終端ブロック１０Ｃに連通しており、空気バキューム接続ブロック１０Ｂは配管２１（丸管）を介して図示しないバキュームポンプに連通している。
すなわち、空気バキューム接続ブロック１０Ｂ及び空気用配管２１（丸管）を介して、マイクロチャンネル１Ａの（バキューム吸着機構１０の）バキューム空間ＶＳ内の空気は、図示しないバキュームポンプにより吸引される。

図１０において、バキューム空間ＶＳを有する一対の本体部１０Ａ、１０Ａ（図９におけるマイクロチャンネル１Ａの左右端の本体部１０Ａ）は、それぞれが長手方向（図１０では概略左右方向）の一端が空気バキューム接続ブロック１０Ｂに接続され、他端が空気バキューム終端ブロック１０Ｃに接続される。空気バキューム終端ブロック１０Ｃは、本体部１０Ａとの接続部とは反対側の端部は閉鎖している。
図示しないバキュームポンプを作動させると、バキューム空間ＶＳ内の空気及びマイクロチャンネル１Ａ底面よりも下方の領域に存在する空気（バキューム孔１０Ｈから吸引される空気：図９参照）が吸引され、吸引された空気は、バキューム空間ＶＳ、空気バキューム接続ブロック１０Ｂ、空気用配管２１（丸管）を介してバキュームポンプに吸引される。図１０の矢印Ｇは、吸引された空気の流れの方向を示す。

また図１０において、マイクロチャンネル１Ａは冷媒供給用ソケット１Ｂ及び冷媒戻し用ソケット１Ｃに接続されている。冷媒供給用ソケット１Ｂ、冷媒戻し用ソケット１Ｃは、冷媒供給用配管２Ａ、冷媒戻り用配管２Ｂを介して、図示しない冷凍機に連通している。
マイクロチャンネル１Ａには、図示しない冷凍機から冷媒供給用配管２Ａ、冷媒供給用ソケット１Ｂを介して２次冷媒が供給され、例えばシールド機外胴部の外側の地盤と熱交換を行った２次冷媒は、マイクロチャンネル１Ａ、冷媒戻し用ソケット１Ｃ、冷媒戻り用配管２Ｂを介して図示しない地上側の冷凍機に戻される。

図９で示す凍結管１Ａをシールド機５０の後胴部内周面５０Ａに取り付けてバキュームポンプを作動させた状態を示す図１１では、マイクロチャンネル１Ａ下方に設けられた高熱伝導密着シート６が変形することにより、シールド機５０の後胴部（鋼殻）の内周面５０Ａに存在する不陸を吸収している。換言すれば、高熱伝導密着シート６を介在させることにより、マイクロチャンネル１Ａは凹凸或いは不陸が存在するシールド機５０後胴部（鋼殻）内周面５０Ａに対して密着することが可能になる。その結果、マイクロチャンネル１Ａを流れる２次冷媒が保有する冷熱は、構造物（例えばシールド機５０の鋼殻製の後胴部）を介して凍結するべき地盤へ効率良く伝達される。
図示はしないが図９〜図１１で示すバキューム吸着機構付き貼付凍結管は、シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａのみならず、鋼製セグメント（或いは組成物としてコンクリートを包含する合成セグメント）内に配置することも可能である。

ここで、図９〜図１１のバキューム吸着機構付き貼付凍結管では、バキューム孔１０Ｈが扁平冷却材１Ａ（マイクロチャンネル）の全長に亘って開いているため、バキュームポンプ（図示しない）を作動すると、凍結管１の全長に亘って負圧が発生し凍結管１が相手側（シールド機５０側）に付着する。そのため、凍結管１の位置決め作業が困難である。
それに対して、図１２で示す様に、マイクロチャンネル１Ａの長さ方向（図１２の紙面に垂直な方向）に沿って、バキューム孔１０Ｈを仮閉塞する仮閉塞用テープ１３を貼り付ければ、マイクロチャンネルの位置決めが行われた部分の仮閉塞用テープ１３を剥がして、仮閉塞用テープ１３を剥がした部分のみに、バキューム孔１０Ｈからの吸引力を作用させることが出来る。

図１３は、バキューム孔１０Ｈを塞いで貼り付けたバキューム孔仮閉塞用テープ１３を、マイクロチャンネル１Ａの長さ方向について一部分のみを引き剥がし、バキューム吸着を作動して密着した部分（バキューム孔仮閉塞用テープ１３を剥がした部分：符号Ｅ１で示す領域：吸引力が作用する領域）と、バキューム吸着が作動しない部分（バキューム孔仮閉塞用テープ１３を剥がしていない部分：範囲Ｅ２で示す領域：吸引力が作用しない領域）が併存する状態を示している。
凍結管１の位置決め作業において、作業開始時には全てのバキューム孔１０Ｈに仮閉塞用テープ１３を貼り付けて置き、凍結管１の一端（図１３でマイクロチャンネル１Ａの左端）から他端に向けて（矢印Ｅ方向）シールド機側（構造物側）に対して位置決めを行う際に、位置決めが完了したバキューム孔１０Ｈから順次、仮閉塞用テープ１３を剥がして、その部分の吸着を作動させれば良い。

第１実施形態におけるバキューム吸着機構１０は、貼付凍結管１を鋼材内面５０Ａ（例えばシールド機後胴部内壁や鋼製セグメント内周面）へ密着させる際の仮接着の為に設けられている。バキューム吸着は、バキュームポンプで常時吸引し続ける必要があるが、瞬時の停電などで一時的にも吸着機能が損なわれると、貼付凍結管１が脱落してしまう恐れがあることによる。特に、構造物上方に取り付けられた貼付凍結管１が脱落すると危険である。
そのため第１実施形態では、バキューム機構１０で貼付凍結管１（或いはマイクロチャンネル１Ａ）を鋼材内面５０Ａに仮接着した後に、図１４で示すように固定用ファスナー７で固定している。
凍結工法の施工期間中は貼付凍結管１と鋼材内面５０Ａを固定用ファスナー７により固定して、凍結工法の完了後は固定用ファスナー７を取り去って、貼付凍結管１を撤去する。この様にすれば、従来技術における構造物に付着したモルタルの除去作業は不要であり、貼付凍結管１を迅速かつ容易に撤去することが出来る。

図９〜図１４の第１実施形態によれば、高熱伝導密着シート６を凍結管１と鋼材面５０Ａ（例えばシールド機後胴部内壁や鋼製セグメント内周面）との間に介在しているので、凍結管１に設けたバキューム吸着機構１０を作動させると、凍結管１を鋼材面５０Ａに密着させて取り付けることかできる。その際に、凍結管１と鋼材面５０Ａとの間に空気の断熱層が形成されることはない。
そのため、凍結管１を流れる冷媒（２次冷媒：例えば液相の二酸化炭素）が保有する冷熱は、鋼材面５０Ａ（構造物）を介して凍結するべき地盤へ効率良く伝達される。
また、鋼材面５０Ａ（構造物）に不陸（或いは凹凸）が存在しても、柔軟で且つ熱伝導性の良好な高熱伝導密着シート６が変形して当該不陸（或いは凹凸）を吸収するので、隙間すなわち空気による断熱層が形成されることは無い。

また、第１実施形態によれば、バキューム吸着機構１０を用いて凍結管１を鋼材面５０Ａ（構造物）に取り付け、その後、固定用ファスナー７で鋼材面５０Ａ（構造物）に固定するので、凍結工法が完了して凍結管１を撤去する際には、固定用ファスナー７を取り外すことにより凍結管１を容易に撤去することが出来る。
そのため、従来技術の様に付着したモルタルを構造物から除去する作業は不要であり、迅速かつ容易に凍結管１を撤去することが出来る。

それに加えて、第１実施形態によれば、容易且つ確実に貼付凍結管１を鋼材面（例えばシールド機後胴部内壁や鋼製セグメント内周面）へ取り付けることが出来るので、貼付凍結管設置作業の効率化によるコストダウンを図ることが出来る。また、溶接作業を行うことなく貼付凍結管を取り付けることが出来るので、トンネル内での溶接作業が不要であり、作業者の負担を軽減して、作業環境汚染を防止することができる。さらに、トンネル坑内での重量物の上向き施工における落下事故等のリスクを軽減できる。

ここで、図９〜図１４の第１実施形態の変形例を説明する。
図１２、図１３において、バキューム孔１０Ｈを仮閉塞する仮閉塞用テープ１３を剥離せず（図９〜図１４において、バキューム空間ＶＳを形成する部材にバキューム孔１０Ｈを穿孔しない場合も含む）、仮閉塞用テープ１３を貼り付けた状態でマイクロチャンネル１Ａの仮留めと固定を行い、凍結工法を実行する。その後、地盤の凍結する必要が無くなった段階で、マイクロチャンネル１Ａの両端の空間ＶＳ（図９（Ａ）参照）に温熱流体（例えば熱湯）を流過させる。
マイクロチャンネル１Ａの両端の空間ＶＳ（図９（Ａ）参照）仮閉塞用テープ１３が貼り付けられているので、バキューム孔１０Ｈは仮閉塞用テープ１３により閉塞され、空間ＶＳに温熱流体（例えば熱湯）を流過させてもバキューム孔１０Ｈから漏れてしまうことなく、マイクロチャンネル１Ａが貼り付けられている領域を流れ、その際に、温熱性流体（例えば熱湯）が保有する熱量により、マイクロチャンネル１Ａと鋼材内面５０Ａとの間の空間が加熱される。そのため、鋼材内面５０Ａからマイクロチャンネル１Ａを容易に剥がす（除去する）ことが出来る。従って、上述した変形例によれば、凍結工法の施工後、マイクロチャンネル１Ａを迅速に撤去することが出来る。
主として図１２、図１３を参照して説明した第１実施形態の変形例におけるその他の構成及び作用効果については、第１実施形態と同様である。

次に、図１５〜図１７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
図９〜図１４の第１実施形態では貼付凍結管１そのものにバキューム吸着機構１０を一体的に付加しているが、図１５〜図１７の第２実施形態では、バキューム吸着機構は貼付凍結管とは分離可能に構成されている。
図１５において、第１実施形態と同様な貼付凍結管１（複数の図示しない微小流路１ＡＡが形成されたマイクロチャンネル１Ａを有する貼付凍結管）は、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１と別体に構成されている。バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１は、全体が下側に向かって窪んだ凹状に構成され、マイクロチャンネル１Ａ（貼付凍結管１）はバキューム式扁平冷却材押し付け装置１１（取付治具）の凹部Ｒに収容可能である。換言すれば、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１はマイクロチャンネル１Ａを包囲する様に構成されている。

図１５において、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１は、両端（図１５で左右端）に本体部１１Ａを有し、本体部１１Ａは冷媒流路が延在する方向に配置され、その内部にバキューム空間ＶＳが形成されている。
バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１の両端の本体部１１Ａは連通部１１Ｂにより相互に連通しており、連通部１１Ｂの概略中央の分岐部１１Ｃを経由して図示しないバキュームポンプに連通している。
図示はしないが図１５〜図１７の実施形態は、貼付凍結管をシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに取り付ける場合のみならず、鋼製セグメント（或いは合成セグメント）内に配置する場合にも適用可能である。

本体部１１Ａの底面（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）には複数のバキューム孔１１Ｈ（キリ孔）が冷媒流路延在方向（図１５で紙面に垂直な方向）に一定間隔で形成されている。
第１実施形態と同様に、マイクロチャンネル１Ａの底面（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）には高熱伝導密着シート６が貼り付けられており、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１の本体部１１Ａの底面（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）には、空気流遮断シート９が設けられている。

上述した様に、底面に高熱伝導密着シート６を貼り付けたマイクロチャンネル１Ａは、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１の凹部Ｒに嵌まり込むように配置されている。換言すれば、マイクロチャンネル１Ａは、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１に包囲されている。
図示しないバキュームポンプを作動すると、バキューム空間ＶＳ内の空気が吸引されると共に、バキューム式扁平冷却材押し付け装置両側の本体部１１Ａの底面に形成されたバキューム孔１１Ｈから、マイクロチャンネル底面よりも下方の領域に存在する空気が吸引され（矢印Ｇ）、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１はシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに吸着する。これにより、マイクロチャンネル１Ａがシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに押し付けられる。
高熱伝導密着シート６が介在しているので、マイクロチャンネル１Ａとシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａとの空間に隙間が形成されてしまうことなく、マイクロチャンネル１Ａ内の微小流路を流れる２次冷媒が保有する冷熱がシールド機外胴部（鋼殻）に確実に効率よく伝達される。

図１５において、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１のバキューム空間ＶＳに連通する連通部１１Ｂの側部に空気孔１１ＤＡが設けられており、空気孔１１ＤＡの開度を調整することにより、バキューム吸着の強さを調整することが出来る。空気孔１１ＤＡの開度を調整する機構については、図１６で明示されている。
図１６において、バキューム吸着の強さを調整する空気孔開度調整機構１１Ｄはレバー１１Ａの操作により空気穴１１ＤＡの開度を調整している。矢印Ｈで示す様にレバー１１ＤＢを操作することにより、空気孔１１ＤＡの開度が全開から全閉の間で変化し、本体部１１Ａの底面からの空気吸引力が変動して、高熱伝導密着シート６を介してマイクロチャンネル１Ａをシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに押し付ける効果を調整することが出来る。ここで、空気孔１１ＤＡが全開であれば本体部１１Ａの底面からの空気吸引力は「最弱」であり、全閉であれば「最強」となる。なお、図１６、図１７で、吸引空気の流れを矢印Ｇで示す。

図１７で示す様に、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１はマイクロチャンネル１Ａの冷媒流路延在方向全長に亘って包囲している訳ではなく、マイクロチャンネル１Ａの冷媒流路延在方向の一部のみを包囲して、マイクロチャンネル１Ａを鋼材面５０Ａに押し付けている。そして図１４で示す様に、鋼材面５０Ａに押し付けているマイクロチャンネル１Ａの近傍領域を固定用ファスナー７により固定する。
第２実施形態では、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１によるマイクロチャンネル１Ａの鋼材面５０Ａへの押し付け（仮留め）と、固定用ファスナー７で鋼材面５０Ａに固定することを順次繰り返すことにより、マイクロチャンネル１Ａを全長に亘って鋼材面５０Ａに取り付けている。

図１５〜図１７の第２実施形態によれば、例えばマイクロチャンネル１Ａを短い距離毎に分割して構造物（例えばシールド機後胴部や鋼製セグメント）に取り付けなければならない場合でも、バキューム式扁平冷却材押し付け装置１１を用いることにより、作業員が動き易い状態で、効率的に取り付けることが出来る。
図１５〜図１７の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図９〜図１４の第１実施形態と同様である。

次に図１８を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。
上述した様に、従来の貼付凍結管１Ａを用いた凍結工法においては、角型鋼管である貼付凍結管１Ａを空気中に露出した状態で凍結運転を行うと、特にトンネル坑内などの高い湿度環境では、貼付凍結管１Ａの構造物（例えばシールド機後胴部や鋼製セグメント）との接合面以外の面（管表面）に霜が生成してしまう。すなわち、従来技術では、冷媒であるブラインの冷熱の一部が地盤を凍結するのには用いられず、霜を生成するのに用いられてしまうため、凍結効率が低かった。

図１８の第３実施形態では、マイクロチャンネル１Ａ（凍結管１）の底面には高熱伝導密着シート６が貼り付けられ、マイクロチャンネル１Ａの上面には固定用ファスナー７が接着される。そして、マイクロチャンネル１Ａ、高熱伝導密着シート６、固定用ファスナー７は、固定用ファスナー７の外側に配置された断熱部材８により被覆される。
ここで断熱部材８によりマイクロチャンネル１Ａを構造物５０（例えば、シールド機の後胴部内壁）に固定する必要は無く、断熱部材８は単に被覆した状態を保持出来ればよい。
なお、図１８において、高熱伝導密着シート６は吸水ポリマーマットであり、断熱部材８はロックウールを使用している。

図１８の第３実施形態によれば、断熱部材８で、固着用ファスナー７、凍結管１を包囲しているので、凍結管１を流れる２次冷媒（例えば液相二酸化炭素）が保有する冷熱により凍結管１の表面に霜が生成されることが防止され、２次冷媒の保有する冷熱が霜を生成するのに消費されることなく、周辺地盤の凍結に用いられる。そのため、凍結効率が向上する。
図示はしないが図１８の第３実施形態は、貼付凍結管をシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに取り付ける場合のみならず、鋼製セグメント（或いは合成セグメント）内に配置する場合にも適用可能である。
図１８の第３実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１５〜図１７の第２実施形態と同様である。

図１９〜図２１は本発明の第４実施形態を示している。
図９〜図１８の各実施形態では、貼付凍結管を仮留めするのにバキューム（負圧）を用いているが、図１９〜図２１の第４実施形態では、磁力を用いて貼付凍結管を固定している。
第４実施形態の概要を示す図１９において、マイクロチャンネル１Ａと高熱伝導密着シート６は強力な磁石１２（強力な磁力を有する永久磁石）で包囲された状態で、鋼製の構造物５０（例えばシールド機後胴部や鋼製セグメント）に押し付けられている。

第４実施形態の具体的な構造を示す図２０、図２１において、底面（シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ側）に高熱伝導密着シート６が貼り付けられた状態で（図２０）、マイクロチャンネル１Ａはシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに配置されている。
特に図２０で示す様に、強力磁石１２は、本体部１２Ａ、支持部１２Ｂ、把持部１２Ｃから構成されている。そして支持部１２Ｂの先端をシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに当接させて、マイクロチャンネル１Ａを包囲する態様で、強力磁石１２は、その磁力によってシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに取り付けられている。

ここで、強力磁石１２の支持部１２Ｂの高さ（図２０における高さ寸法Ｈ１）は、マイクロチャンネル１Ａの厚さ寸法と、外力が付加されていない状態（押圧されていない状態）の高熱伝導密着シート６の厚さ寸法の和よりも僅かに小さく、強力磁石１２がシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ（構造物）に付着した状態では、高熱伝導密着シート６は押圧されるようになっている。これにより、高熱伝導密着シート６はマイクロチャンネル１Ａとシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ（構造物）に密着し、マイクロチャンネル１Ａはシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに押圧されて固定される。

この状態で、第１及び第２実施形態と同様に、マイクロチャンネル１Ａ（凍結管１）の強力磁石１２で包囲されている箇所近傍を、固定用ファスナー７（図１４参照）により、シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ（構造物）に固定する。
第４実施形態では、マイクロチャンネル１Ａを強力磁石１２で包囲して固定したが、磁石本体（磁力線を放出する機構）を有する取付治具によりマイクロチャンネル１Ａを包囲して固定することも可能である。
図２１において、図示しない冷凍機から冷媒供給用配管２Ａ（丸管）、冷媒供給用ソケット１Ｂを介してマイクロチャンネル１Ａに２次冷媒が供給され（矢印Ｆ）、マイクロチャンネル１Ａにおいて構造物（例えばシールド機外胴部）外側の地盤と熱交換を行った後、２次冷媒は冷媒戻し用ソケット１Ｃ、冷媒戻り用配管２Ｂ（丸管）を介して冷凍機（図示せず）に戻る。

図１９〜図２１の第４実施形態によれば、マイクロチャンネル１Ａの長さ方向寸法が比較的小さければ、図１４で示す固定用ファスナー７を用いることなく、貼付凍結管１を構成構造物に固定することが出来る。
また、第４実施形態によれば、凍結管１の取り付けに関して電気、空気等の配管が不要であるので、取り付け構造がコンパクトであり作業効率が良い。
なお、図１９〜図２１の第４実施形態において、電源消失に備えて永久磁石を用いているが、電磁石を用いることも可能である。

図示はしないが図１９〜図２１の第４実施形態は、貼付凍結管をシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに取り付ける場合のみならず、鋼製セグメント（或いは合成セグメント）内に配置する場合にも適用可能である。
図１９〜図２１の第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図９〜図１８の各実施形態と同様である。

図２２を参照して本発明の第５実施形態を説明する。
図２２の第５実施形態では、図１９〜図２１の第４実施形態に、図１８で示す様な断熱材を付加している。
図２２において、シールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ（構造物）に高熱伝導密着シート６が貼り付けたマイクロチャンネル１Ａ（凍結管１）が配置され、マイクロチャンネル１Ａは断熱部材８により被覆されている。そして強力磁石１２がシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ（構造物）に取り付けられた状態で、高熱伝導密着シート６と断熱部材８は押圧されている。その際、高熱伝導密着シート６はマイクロチャンネル１Ａとシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａ（構造物）に密着し、マイクロチャンネル１Ａはシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに固定される。

図２２の第５実施形態によれば、マイクロチャンネル１Ａは断熱部材８により被覆されているので、マイクロチャンネル１Ａ表面に霜が生成されることが防止され、２次冷媒の保有する冷熱が霜を生成するのに用いられることなく、地盤を凍結するのに用いられる。そのため、凍結効率が向上する。
図示はしないが図１６の実施形態は、貼付凍結管をシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに取り付ける場合のみならず、鋼製セグメント（或いは合成セグメント）内に配置する場合にも適用可能である。
図２２の第５実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１９〜図２１の第４実施形態と同様である。

図２３は本発明の第６実施形態を示している。
図９〜図２２の各実施形態では、構造物であるシールド機後胴部の内壁面に貼付凍結管を取り付ける場合を示しているが、図２３で示す様に、貼付凍結管（或いは貼付凍結管を構成するマイクロチャンネル）は、セグメント４０の内側に、セグメント継手板４３を超えて配置される場合がある。
図２３において、複数のセグメント４０−１、４０−２、４０−３、・・・の継手板４３に貫通口４３Ａが形成されており、長尺のマイクロチャンネル１Ａは当該貫通口４３Ａを挿通して当該複数のセグメント４０−１、４０−２、４０−３、・・・に亘り設置されている。

マイクロチャンネル１Ａの底面（地盤側）とセグメント４０のスキンプレート４１との間には、柔軟で且つ熱伝導性の良好な高熱伝導密着シート６が介在している。符号４３Ｂは、地盤側からの地下水の侵入を防止するシール部材である。
図２３の第６実施形態におけるマイクロチャンネル１Ａ（貼付凍結管１）を仮留め或いは固定する場合には、例えば、図１５〜図２２の実施形態と同様にバキューム式扁平冷却材押し付け装置１１或いは強力磁石１２により仮留めを行った後、固定用ファスナー７により固定すれば良い。高熱伝導密着シート６が介在しているので、マイクロチャンネル１Ａとスキンプレート４１の間に隙間が形成されることは無く、２次冷媒の冷熱が効率的にセグメント４０の周辺地盤に対して効率的に伝達される。

継手板４３に貫通口４３Ａを形成せずに、図７で示す様に長尺のマイクロチャンネルを適宜折り曲げて、継手板４３を乗り越える様にして複数のセグメント４０−１、４０−２、４０−３、・・・に亘って設置した場合についても、マイクロチャンネル１Ａの底面（地盤側）とセグメント４０のスキンプレート４１との間には、柔軟で且つ熱伝導性の良好な高熱伝導密着シート６が介在させて固定することができる。
この場合でも高熱伝導密着シート６が介在しているので、マイクロチャンネル１Ａとスキンプレート４１の間に隙間が形成されることは無く、２次冷媒の冷熱が効率的にセグメント４０の周辺地盤に対して効率的に伝達される。

図２３の第６実施形態によれば、長尺のマイクロチャンネル１Ａを複数のセグメント４０−１、４０−２、４０−３、・・・に亘って設置する場合であっても、セグメント４０に適正に固定し、地盤を凍結することが出来る。
図２３の第６実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１５〜図１７の第２実施形態、図１９〜図２１の第４実施形態と同様である。

図２４は本発明の第７実施形態を示す。
図９〜図２３の各実施形態では、貼付凍結管の構造物（例えばシールド機後胴部や鋼製セグメント）側に高熱伝導密着シートを配置し、構造物から離隔した側には断熱材を配置している。
それに対して図２４の第７実施形態では、貼付凍結管１（マイクロチャンネル１Ａ）は、断熱性を有する布状部材１４（外布：図９〜図２３の各実施形態の断熱材に相当）と、熱伝導性が良く且つ密着性が良好な布状部材１５（内布：図９〜図２３の各実施形態の高熱伝導密着シートに相当）で包囲されている。
外布１４としては、例えば不織布を用いることが出来る。また内布１５としては、透水性が良好な布、水で濡らした布を用いることが出来る。ここで、熱伝導性が良く且つ密着性が良好な布状部材は、内部に水を充填した袋状部材を包含する意味で用いられている。

図２５は図２４の第７実施形態の変形例を示しており、貼付凍結管１を２層になった内布１５Ａ、内布１５Ｂで挟み込むように包含している。内布１５Ａ、内布１５Ｂについては、図２４で説明したのと同一である。
図２４、図２５の第７実施形態においても、図９〜図２３の各実施形態と同様に、構造物に固定するに際しては、仮留めを行った後に、固定用ファスナー７（図１４参照）により固定するという作業を、所定の長さ（領域）毎に行えば良い。
図２４、図２５の第７実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図９〜図２３の各実施形態と同様である。
なお図示はしないが図２４の第７実施形態及び図２５の変形例は、例えば、貼付凍結管をシールド機５０の後胴部内壁面５０Ａに取り付ける場合や、鋼製セグメント（或いは合成セグメント）内に配置する場合に適用可能である。

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２次冷媒として液相の二酸化炭素を例示しているが、その他の液化ガスも選択可能である。
また、図示の実施形態では貼付凍結管を用いる場合について説明しているが、その他の凍結管を用いた凍結工法についても、本発明は適用可能である。

１・・・貼付凍結管
１Ａ・・・扁平な板状部材（マイクロチャンネル）
１Ｂ・・・分散ソケット
１Ｃ・・・集合ソケット
２・・・冷媒用配管（丸管）
２Ａ・・・供給配管（丸管）
２Ｂ・・・戻り配管（丸管）
３・・・フレーム
４・・・坑内搬送台車
５・・・軌道
６・・・高熱伝導密着シート
７・・・固定用ファスナー
８・・・断熱部材
９・・・空気流遮断シート
１０・・・負圧機構（バキューム吸着機構）
１０Ａ・・・本体部
１０Ｂ・・・空気バキューム接続ブロック
１０Ｃ・・・空気バキューム終端ブロック
１０Ｈ・・・バキューム孔（キリ孔）
１１・・・バキューム式扁平冷却材押し付け装置
１１Ａ・・・本体部
１１Ｂ・・・連通部
１１Ｃ・・・分岐部
１１Ｄ・・・空気孔開度調整機構
１１Ｈ・・・バキューム孔（キリ孔）
１２・・・強力磁石
１２Ａ・・・本体部
１２Ｂ・・・支持部
１２Ｃ・・・把持部
１３・・・仮閉塞用テープ
１４・・・外布
１５、１５Ａ、１５Ｂ・・・内布
２０・・・組立体
２１・・・空気用配管（丸管）
４０・・・鋼製セグメント
４１・・・スキンプレート
４２・・・主桁
４３・・・セグメント継手
４３Ａ・・・貫通口
４４・・・縦リブ（仕切り）
４４Ａ・・・空間（貫通口）
５０・・・シールド機
５０Ａ・・・後胴部内壁面
ＶＳ・・・バキューム空間

Claims (12)

1. 二次冷媒が流れる流路を有し、
   二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材を有し、
   扁平な板状部材は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料で構成され、構造物に取り付けられ、
   構造物に密着するために柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材を有することを特徴とする凍結管。
2. 前記扁平な板状部材は、一端に二次冷媒の供給系統と連通する空間が設けられた分散ソケットが接合され、他端に二次冷媒の戻り系統と連通する空間が設けられた集合ソケットが接合されている請求項１記載の凍結管。
3. 二次冷媒は二酸化炭素である請求項１、２の何れかに記載の凍結管。
4. 構造物に密着するため、負圧機構を有している請求項１〜３の何れか１項に記載の凍結管。
5. 負圧機構は前記扁平な板状部材と平行に延在する管路を有し、当該管路は温熱流体の供給源に連通している請求項４の凍結管。
6. 構造物に密着するため、負圧機構を有する取付治具に包囲可能に構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の凍結管。
7. 鋼製構造物に密着するため、磁力線を放出する機構を有する取付治具に包囲可能に構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の凍結管。
8. 断熱材により被覆されている請求項１〜７の何れか１項に記載の凍結管。
9. 二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材を有し、扁平な板状部材は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料で構成された凍結管を構造物に取り付ける取付方法において、
   前記凍結管は負圧機構を有しており、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材を凍結管と構造物との間に介在した状態で、凍結管を所定位置に配置して、負圧機構を作動して凍結管を仮留めし、
   仮留めされた凍結管を固定用ファスナーで構造物に固定することを特徴とする凍結管の取付方法。
10. 負圧機構は前記扁平な板状部材と平行に延在する管路を有し、当該管路は温熱流体の供給源に連通しており、地盤の凍結が不要となった場合には前記管路に温熱流体を流す請求項９の凍結管の取付方法。
11. 二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材を有し、扁平な板状部材は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料で構成された凍結管を構造物に取り付ける取付方法において、
    負圧機構を有する取付治具により前記凍結管を包囲し、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材を凍結管と構造物との間に介在した状態で、負圧機構を有する取付治具を所定位置に配置し、負圧機構を作動して凍結管を構造物に押し付けて仮留めし、
    仮留めされた凍結管の前記取付治具で包囲されている箇所近傍を固定用ファスナーで構造物に固定することを特徴とする凍結管の取付方法。
12. 二次冷媒が直接流れる流路として複数の微小冷媒流路が設けられた扁平な板状部材を有し、扁平な板状部材は軽量で可撓性に富み、冷熱の放散ならびに温熱の吸収に関与する熱特性に優れる材料で構成された凍結管を鉄製構造物に取り付ける取付方法において、
    磁力線を放出する機構を有する取付治具により前記凍結管を包囲し、柔軟で且つ熱伝導性の良好な部材を凍結管と鉄製構造物との間に介在した状態で、前記取付治具により凍結管を鉄製構造物に押し付けて仮留めし、
    仮留めされた凍結管の前記取付治具で包囲されている箇所近傍を固定用ファスナーで構造物に固定することを特徴とする凍結管の取付方法。

Images