JP6703906B2 - 凍結工法 - Google Patents
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Description
パイプルーフ構造には直線パイプルーフと曲線パイプルーフがある。直線パイプルーフは、配置されたパイプの管軸が直線を構成している。一方、曲線パイプルーフは、配置されたパイプの管軸が曲線を構成している。
図13で示す様に、道路の上りトンネル21と下りトンネル22を結んで避難トンネル等を形成するに際しては、直線のパイプ20Aで地下空間を形成する場合(図13(A):直線パイプルーフ)と、道路のジャンクション部としてより大きな地下空間を形成するために湾曲したパイプ20Bを使用する場合(図13(B):曲線パイプルーフ)がある。
近年、形成するべき地下空間の容積を大きくする必要性が高くなっており、それに関連して、パイプルーフ用のパイプも内径1000mmを超す大口径化と長尺化の傾向を示している。
図14で示す従来のブライン方式の凍結管は、例えば内径1000mmのパイプルーフ用パイプ10(パイプルーフ用の鋼管)の中に、例えば内径90mm程度の鋼製凍結管11を設置し、鋼製凍結管11内で冷却したブラインを循環し、以てパイプルーフ構造周辺の地盤を凍結させている(凍結地盤FS)。
パイプルーフ用パイプ10と凍結管11の間に隙間があると、隙間の空気が断熱性を示すためブラインの冷熱を伝え難い。また、パイプルーフ構造体が土圧、水圧Pを支える際に中空管のままであると圧壊或いは座屈してしまう恐れがある。そのため、パイプルーフ用パイプ10と凍結管11の間の隙間にはモルタルまたはコンクリート(符号C)等を充填している。
例えば図15(A)の配置パターンを選択した場合に、パイプルーフ用鋼管10内に設置したブライン式凍結管11内のブラインが、周辺地盤Gから熱を奪い凍結させる場合の熱伝導状況が、図16に示されている。図16においては、伝導する熱を模式的に矢印Q1で示している。
図16で示す様に、パイプルーフ用鋼管10の管径に対してブライン式凍結管11の管径が小さいため、ブライン式凍結管11は点状の冷熱源となってしまい、パイプルーフ用鋼管10の内周面10Aの位置が凍結管11から離隔しているほど、パイプルーフ用鋼管内周面10Aにおける位置と凍結管11との距離は長くなり、熱伝導距離が長くなるため、当該位置周辺の地盤から熱を吸収する効率が低下してしまう。
従来技術において、図15で示す様に、断面円形で且つ管径が小さい凍結管11をパイプルーフ用鋼管10の内周面の円周方向に複数配置することで対処することは可能であるが、パイプルーフ用鋼管1本当たりに多数本の凍結管11を配置しなければならず、大流量の冷媒(ブライン)を流す必要がある。
(a) 施工するべき領域にパイプルーフ用鋼管10を貫通させ、パイプルーフ用鋼管10内部の送排泥管などを撤去し、中空管とし、
(b) パイプルーフ用鋼管10内に、ブライン式凍結管11を所定位置に設置するための架台を人力で固定し、
(c) 坑内搬送可能な長さのブライン式凍結管11を、ブラインが漏れない様に全周溶接して接合しながらパイプルーフ用鋼管10内に挿入配置して、所定の長さにして、
(d) 冷凍機にブライン式凍結管11を配管し、凍結システムを構築し、
(e) パイプルーフ用鋼管10とブライン式凍結管11との空隙を、モルタル、コンクリート(符号C)等で充填する。
そして凍結システムの運転を開始し、凍土を造成する。
さらに、工程(c)ではブライン漏洩防止のために凍結管11を溶接接合しているが、当該溶接接合作業には多大な労力が必要である。特に、形成するべき地下空間が巨大な場合には凍結管11の溶接接合箇所が莫大な数となり、凍結管11を溶接接合するための労力、コストが膨大であり、非常に重要な問題になる。
また近年では、狭隘、高所、危険作業に従事する作業員確保が問題になっている。
しかし、従来用いられている鋼製のブライン式凍結管11の重量が大きいため、図17で示す支持架台12の剛性を強くする必要があり、ブライン式凍結管11を所定の位置に設置するためのガイド機能を確保する必要があった。そのため、支持架台12の重量も大きくなり、当該支持架台12をパイプルーフ用鋼管10内に溶接して設置する作業が困難である。
それに加えて、支持架台12をパイプルーフ用鋼管10内に溶接して設置するためのスペースは小さいので、狭隘な空間における困難な作業が要求される。
しかし、これ等の技術(特許文献1〜3)は、何れも、上述したパイプルーフ工における凍結工法の問題点を解消するものではない。
凍結管挿入ガイド(3:マイクロチャンネル挿入ガイド)を、前記地盤中に埋設される第1の管内周面(10A)の所定位置に固定し、
凍結管挿入用補剛材(2A:マイクロチャンネル挿入用補剛材)に断面扁平形状の長尺な凍結管(1:マイクロチャンネル)を固定して、
凍結管(1)が固定された凍結管挿入用補剛材(2A)を前記地盤中に埋設される第1の管内周面(10A)に固定されている凍結管挿入ガイド(3)内の空間に(押し、或いは引っ張ることにより)挿入し、
断面形状が扁平な凍結管(1)に冷媒(液化ガス、例えば液化二酸化炭素)を流過して、対向する(向かい合う)前記地盤中に埋設される第1の管内周面(例えば、パイプルーフ用鋼管10の内周面10A)の領域(凍結対象地盤と接触している領域)に当該冷媒の冷熱を伝達することを特徴としている。
本発明の凍結工法において、凍結管挿入ガイド(3:マイクロチャンネル挿入ガイド)を、例えば施工現場に搬入する以前の段階(パイプルーフ用鋼管の様な前記地盤中に埋設される第1の管の製造工場における製造直後の状態)或いは土水圧に対抗する管を地盤中に埋設する工事現場で、(例えば部分溶接によって)前記地盤中に埋設される第1の管内周面(10A)の所定位置に固定するのが好ましい。
凍結管補剛材(2B:マイクロチャンネル補剛材)を介して断面扁平形状の長尺な凍結管(1:マイクロチャンネル)を凍結管挿入架台(4:マイクロチャンネル挿入架台)に設置し、凍結管挿入架台(4:マイクロチャンネル挿入架台)と共に断面扁平形状の長尺の凍結管(1:マイクロチャンネル)を前記地盤中に埋設される第1の管(10)の内部に進入させ、
断面形状が扁平な凍結管(1)に冷媒(液化ガス、例えば液化二酸化炭素)を流過して、対向する(向かい合う)前記地盤中に埋設される第1の管内周面(例えば、パイプルーフ用鋼管10の内周面10A)の領域(凍結対象地盤と接触している領域)に当該冷媒の冷熱を伝達することを特徴としている。
平板部(4H)両端近傍には上方に延在する立上部(4A)が立設されており、立上部(4A)の外方(パイプルーフ用鋼管内周面10A側)にはマイクロチャンネル補剛材(2B)を介して断面扁平形状な凍結管(1:マイクロチャンネル)が取り付けられており、
脚部(4L)の下端には第1の管(例えば、パイプルーフ用鋼管10)に内接して第2の管(4C:例えば鋼製中空円管)が取り付けられており、
土水圧に対抗するために地盤中に埋設される第1の管(10)内に挿入可能な寸法であることを特徴としている。
土水圧に対抗するために地盤中に埋設される第1の管(例えば、パイプルーフ用鋼管10)の内部に断面形状が扁平な長尺の凍結管(1:マイクロチャンネル)を挿入し、
前記地盤中に埋設される第1の管(10)の相補形状の断面を有するスペーサー(5:マイクロチャンネル挿入スペーサー)の半径方向外方端部(外周面)に設けられた収容部(5A:マイクロチャンネル収容ガイド)に断面扁平形状の長尺な凍結管(1:マイクロチャンネル)を収納し、当該スペーサー(5)を前記地盤中に埋設される第1の管(10)内に挿入し、
断面形状が扁平な凍結管(1)に冷媒(液化ガス、例えば液化二酸化炭素)を流過して、対向する(向かい合う)前記地盤中に埋設される第1の管内周面(例えば、パイプルーフ用鋼管10の内周面10A)の領域(凍結対象地盤と接触している領域)に当該冷媒の冷熱を伝達することを特徴としている。
断面扁平形状の長尺な凍結管(1:マイクロチャンネル)を収納可能な収容部(5A:マイクロチャンネル収容ガイド)を半径方向外方端部(外周面)に設けており、且つ、転動体(5B:例えばローラー)を半径方向外方端部(外周面)に軸支しており、
半径方向中央部には空間(5C:例えばパッカーで閉鎖された管路:注入モニター)が設けられ、当該空間(5C:注入モニター)は前記収容部(5A:マイクロチャンネル収容ガイド)と連通していることを特徴としている。
複数の前記地盤中に埋設される管(10)内に凍結管(1)を配置して、冷媒を流過させることにより、複数の前記地盤中に埋設される管(10)周辺地盤が凍結して凍土となり、複数の前記地盤中に埋設される管(10)及び当該鋼管間の凍土により土圧、地下水水圧を負担する構造体(例えばパイプルーフ構造体)を造成することが出来る。
そして、断面扁平形状の長尺な凍結管(1)として、所謂「マイクロチャンネル」を使用することにより、凍結管を接合する必要が無くなり、凍結工法施工の労力を大幅に低減することが出来る。
そして当該間隔は、円形断面の凍結管を用いた場合(図16参照)に比較して非常に短く、熱伝導距離も短い。そのため、冷媒が流れる凍結管(1)の表面と凍結対象地盤との距離は均一で且つ短いため冷凍効率が向上し、必要な厚さの凍土を形成する凍結速度が速くなり、工期短縮が可能になる。
そして、マイクロチャンネル挿入用補剛材(2A)は、断面コ字状の形鋼(図8参照)により構成することが出来るので、溶接で接合することも出来るが、ボルト接合その他の公知の態様で接合することが出来る。そのため、凍結管挿入用補剛材(2A)を接合する作業が容易である。
そして、断面扁平形状の凍結管(1)は凍結管挿入架台(4)で案内されて前記地盤中に埋設される管(10)の内部に進入するので、断面扁平形状の長尺な凍結管(1:マイクロチャンネル)が強度の低い材料(例えばアルミニウム)で構成されていても、前記地盤中に埋設される管(10)内で各種機器、部材と衝突して変形、圧壊することが防止される。
そして断面扁平形状の長尺な凍結管(1)が強度の低い材料(例えばアルミニウム)で構成されていても、スペーサー(5)に案内されて前記地盤中に埋設される管(10)内に進入するので、前記地盤中に埋設される管(10)内で各種機器、部材と衝突して変形、圧壊することがない。
図示の実施形態において、凍結管を循環する二次冷媒である液化ガスとして、二酸化炭素(CO2、液化二酸化炭素ガス)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、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。
また図示の実施形態では、土水圧に対抗する管を地盤中に埋設する技術として、パイプルーフ工を例示して説明する。
最初に主として図1を参照して、第1実施形態の概要を説明する。
第1実施形態では、図14、図15、図16で示す従来技術とは異なり、円形断面の凍結管は使用せず、断面が扁平形状(扁平な矩形状)の凍結管1(所謂マイクロチャンネル)を使用している。
マイクロチャンネル1(扁平な矩形状の凍結管)の断面形状は図18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。
明確には図示されていないが、マイクロチャンネル1の端部には分散ソケット、集合ソケットが接合され、分散ソケット、集合ソケットは冷凍機からの供給側配管、戻り側配管とそれぞれ接続しており、以て、冷媒循環システムを構成している。
断面扁平形状のマイクロチャンネル1内を冷媒(二酸化炭素)が流れることにより、地盤Gの熱を回収し、マイクロチャンネル1内を流れる冷媒に周辺土壌の熱が伝達される。
また、隣接するパイプルーフ鋼管の間の領域において、凍結管からの距離が短い領域は凍結し易いが、凍結管から離れた位置における凍土の厚みを確保するためには凍結の時間を長くする必要がある。
そのため、マイクロチャンネル1と対面するパイプルーフ用鋼管内周面10Aの位置(凍結対象地盤の位置)においては、冷媒が流れる凍結管と凍結対象地盤との距離は、マイクロチャンネル1とパイプルーフ用鋼管内周面10Aの間隔であり、マイクロチャンネル1の断面に沿って均等となる。
そして図1から明らかな様に、マイクロチャンネル1とパイプルーフ用鋼管内周面10Aの間隔は、例えば図16の円形断面凍結管を用いた場合に比較して、遥かに短くすることが出来る。
そして、冷媒が流れる凍結管であるマイクロチャンネル1の表面と凍結対象地盤との距離が短くなり、熱伝導距離(矢印Q2)も短くなる。すなわち、図1の第1実施形態ではマイクロチャンネル1とパイプルーフ用鋼管内周面10Aの間隔が短く且つ均等であるため、冷凍効率が向上し、必要な厚さの凍土を形成する凍結速度が速くなり、工期短縮が可能となる。
ここで、マイクロチャンネル1は長さ100m程度の長尺物として製造することが可能である。それに対してパイプルーフ用鋼管10の長さは最大で数10m程度である。従って、マイクロチャンネル1をパイプルーフ用鋼管10内に配置するに際して、マイクロチャンネル1同士を溶接接合する必要はない。そのため、従来の凍結工法とは異なり、凍結管同士の溶接接合作用が不要となり、当該溶接接合作用に費やされた膨大な労力、コストを節減することが出来る。
そしてマイクロチャンネル1は従来のブライン式凍結管11に比較して、非常に長尺に構成することが出来るので、凍結工法施工の際に、マイクロチャンネル1(凍結管)を溶接により接合する必要は無い。
そのため、パイプルーフ工法における凍結管設置作業に費やされる労力及びコストを大幅に低減することが出来る。
図2では、マイクロチャンネル挿入ガイド3(凍結管挿入ガイド)を設け、マイクロチャンネル挿入ガイド3内にマイクロチャンネル1を挿入することにより、剛性に乏しいマイクロチャンネル1の変形を防止しつつ、マイクロチャンネル1をパイプルーフ用鋼管10内の所定の箇所に、容易且つ迅速に設置することが出来る。
図2において、マイクロチャンネル挿入ガイド3は例えば断面コ字状の形鋼により構成されている。図2で示す様に、マイクロチャンネル挿入ガイド3は、断面コ字状の開口側をパイプルーフ用鋼管内周面10Aに対向させて固定されている。
マイクロチャンネル挿入用補剛材2Aは、断面コ字状の形鋼(図3参照)により構成されており、マイクロチャンネル1をマイクロチャンネル挿入用補剛材2Aの断面コ字状の内部空間に収容し、マイクロチャンネル挿入用補剛材2Aの断面コ字状の底部の内側に固定する。
そしてマイクロチャンネル1が固定された状態で、マイクロチャンネル挿入用補剛材2Aを管軸方向に押し、或いは、引っ張ることによって、マイクロチャンネル挿入ガイド3(凍結管挿入ガイド:パイプルーフ用鋼管内周面10Aに固定)内の空間に挿入する。
これにより、パイプルーフ用鋼管10内に、パイプルーフ用鋼管内周面10Aに対向させてマイクロチャンネル1を設置することが出来る。
従来技術で用いられたブライン式凍結管11とは異なり、マイクロチャンネル挿入用補剛材2Aは必ずしも溶接で接合する必要は無い。マイクロチャンネル挿入用補剛材2A同士を溶接で接合することも可能であるが、図示しないボルト・ナットにより接合することも可能であり、その他の公知手段により接合することが出来る。従って、従来のブライン式凍結管11の接続に比較して、マイクロチャンネル挿入用補剛材2Aを接合する作業は容易である。なお、上述した通り、マイクロチャンネル1は長尺に構成することが出来るので、溶接接合は不要である。
施工現場でマイクロチャンネル1をパイプルーフ用鋼管10の内周面10Aに固定する場合(図4、図5で示す態様)は、図4で示す様なマイクロチャンネル挿入架台4(凍結管挿入架台)を用いる。
ここで、マイクロチャンネル補剛材2Bは立上部4Aに固定されているが、マイクロチャンネル補剛材2Bの断面コ字状の開口側をパイプルーフ用鋼管内周面10Aに対向させている。そして、マイクロチャンネル1はマイクロチャンネル補剛材2Bの断面コ字状の内側空間内に収容されており、コ字状断面底部の内側に固定されている。
そのため、パイプルーフ用鋼管10内にマイクロチャンネル1が設置された際に、マイクロチャンネル1はパイプルーフ用鋼管内周面10Aに対向させて配置される。
ただし、パイプルーフ用鋼管内周面10Aに沿って配置されるマイクロチャンネル1の数は、必要な凍土の厚さ(図14参照)により決定される。従って、パイプルーフ用鋼管10内に配置されるマイクロチャンネル1の本数は図4で示す様に合計8本に限定される訳ではない。
図4において、マイクロチャンネル挿入架台4(中空円管4Cを含む)は、図4の紙面に直角な方向に延在している。
マイクロチャンネル挿入架台4の平板部4Hの両端4D、4Dはパイプルーフ用鋼管内周面10Aに当接している。そのため、中空円管4C(の最下部)がパイプルーフ用鋼管内周面10Aに線接触しており、接触面積が小さくても、マイクロチャンネル挿入架台4が図4の矢印R、R方向に揺動することはない。マイクロチャンネル挿入架台が図9の矢印R、R方向に揺動しようとしても、平板部4Hの両端4D、4Dがパイプルーフ用鋼管内周面10Aに当接しており、係る揺動を防止するからである。
図5では、パイプルーフ用鋼管10内に、マイクロチャンネル挿入架台4と共に、マイクロチャンネル補剛材2Bに固定されたマイクロチャンネル1が挿入される状態が示されている。図5で示す様に、組み立てられたマイクロチャンネル挿入架台4の底部における中空円管4Cをジャッキ押し(矢印J)して、押し量に相当する長さのマイクロチャンネル1を送り出す。これにより、パイプルーフ用鋼管10(図5では曲線パイプルーフを構成するパイプルーフ用鋼管)内に、マイクロチャンネル挿入架台4と共にマイクロチャンネル1が挿入される。
そしてマイクロチャンネル挿入架台4が進行すると共に、ロール状に巻いたマイクロチャンネル1を解きつつ所定距離だけ送り出せば、パイプルーフ用鋼管10内に作業員が進入しなくても、マイクロチャンネル1を、パイプルーフ用鋼管内周面10A近傍に配置することが出来る。
また、固化材Cを充填することにより、マイクロチャンネル1が圧壊或いは座屈してしまうことを防止することが出来る。
これに対して第1実施形態では、マイクロチャンネル1が扁平で、マイクロチャンネル挿入用補剛材2A或いはマイクロチャンネル補剛材2Bを断面コ字状の形鋼で構成することが出来るので、マイクロチャンネル1を断熱材で被覆することが可能である。
図6で示す様に断熱材6はマイクロチャンネル補剛材2Bの半径方向内側(パイプルーフ用鋼管10の中心側)に設けることが出来る(図6(A)参照)。或いは、マイクロチャンネル補剛材2Bの半径方向外側(パイプルーフ用鋼管10の中心から離隔した側:マイクロチャンネル補剛材2Bとマイクロチャンネル1に挟まれる位置)に設けることも出来る(図6(B)参照)。
断熱材6を設置することにより、冷媒が保有する冷熱がパイプルーフ用鋼管10内の水分を凍結するのに用いられてしまうことを防止して、冷媒によって地盤から効率的に熱を吸収でき、必要な厚さの凍土を形成する期間を短縮することが出来る。
図示はしないが、図6で示す断熱材6を図2、図3で示すマイクロチャンネル挿入用補剛材2Aに設けることも可能である。
この様な引っ張り歪の発生に加えて、アルミニウムの熱膨張係数は鋼材及びモルタルの熱膨張係数の2倍程度であるため、特にパイプルーフが長尺である場合には、数10℃の温度差における熱収縮歪を考慮する必要がある。
図7で示す様にマイクロチャンネル1をスネーク状に加工することにより、パイプルーフ用鋼管内に設置する際に、推力に対する部分的拘束或いは局部的な拘束等があっても、マイクロチャンネル1に引っ張り歪が生じることが防止される。
そのため、冷媒が流れるマイクロチャンネル1の表面と凍結対象地盤との距離が短くなり、熱伝導距離も短くなって冷凍効率が向上し、必要な厚さの凍土を形成する凍結速度が速くなり、工期短縮が可能になる。
そして、マイクロチャンネル挿入用補剛材2A、マイクロチャンネル挿入ガイド3は、断面コ字状の形鋼により構成しているので、溶接で接合することも出来るが、ボルト接合その他の公知の態様で接合することが出来るので、凍結管挿入用補剛材2A、マイクロチャンネル挿入ガイド3を接合する作業が容易である。
そしてマイクロチャンネル1が強度の低い材料(例えばアルミニウム)で構成されていても、マイクロチャンネル挿入架台4で案内してパイプルーフ用鋼管10内に進入するので、マイクロチャンネル1がパイプルーフ用鋼管10内で各種機器に衝突して圧壊或いは変形することが防止される。
それと共に、固化材Cが充填されることにより、固化材Cがパイプルーフ用鋼管10とマイクロチャンネル1の間に存在するため、パイプルーフ用鋼管10に外力が作用してもマイクロチャンネル1に直接外力が付加されることが防止される。そのため、マイクロチャンネル1が軽量で可撓性に富んでいるが強度が低い材料(例えばアルミニウム)で製造されていても、パイプルーフ用鋼管10に作用した外力により、マイクロチャンネル1内部の流路が圧壊、座屈することが防止される。
図7〜図9で示す態様では、マイクロチャンネル1をスネーク状に加工するか、或いはマイクロチャンネル1に接続されている分散ソケット1A、集合ソケット1Bを介して、複数のマイクロチャンネル同士をフレキシブル管7Cで接合したので、パイプルーフ用鋼管10内に設置する際に、推力に対する部分的拘束、局部的な拘束等、或いは大きな熱収縮量があっても、マイクロチャンネル1に引っ張り歪が生じることが防止される。
図10において、パイプルーフ用鋼管10内に複数(図10では2個)のマイクロチャンネル挿入スペーサー5が挿入され、マイクロチャンネル挿入スペーサー5の断面形状はパイプルーフ用鋼管10の断面形状と相補形状である。
マイクロチャンネル挿入スペーサー5の外周面(半径方向外方端部)には複数の収容部5A(ガイド:図11では8個)と複数の転動体5B(ローラー)が、相互に干渉しない円周方向位置に設けられている。ローラー5Bは、図11で示す様に、スペーサー5の円周方向に4箇所設けられており、且つ、スペーサー5の軸方向(パイプルーフ用鋼管10の軸方向)2箇所に配置されており、合計8個設けられている。
マイクロチャンネル挿入スペーサー5の外周面に配置されたローラー5Bは、マイクロチャンネル挿入スペーサー5が軸方向に移動する様に転動可能に軸支されている。
図10において、ローラー5Bがパイプルーフ用鋼管内周面10Aに接触しつつ転動することにより、マイクロチャンネル挿入スペーサー5は容易にパイプルーフ用鋼管10内に進入する。
また、注入モニター5Cには注入ホース8(図10)が接続され、注入ホース8は中空の押し込みロッド9内に挿通されており、パイプルーフ用鋼管10の外部(例えば本トンネル21)に設けられた固化材供給源(図示せず)に連通しており、注入モニター5Cに固化材Cを注入する。
マイクロチャンネル挿入スペーサー5の半径方向中央部において、注入モニター5Cに押し込みロッド9の先端側が取り付けられ、押し込みロッド9の他端はパイプルーフ用鋼管10の外部(例えば本トンネル21内部)に配置した図示しない操作部を構成している。そして注入ホース8は、押し込みロッド9の中空部に配管されている。
そしてマイクロチャンネル挿入スペーサー5と共に、ロール状に巻いたマイクロチャンネル1を解きつつ所定距離挿入すれば、パイプルーフ用鋼管10内に作業員が進入しなくても、マイクロチャンネル1を、パイプルーフ用鋼管内周面10A近傍に配置することが出来る。
注入された固化材は、注入モニター5C、固化材流路5Dを介して伝熱材である固化材Cが供給され(図11の矢印H)、ガイド5Aの内部空間には固化材C(図12)が充填される。
最も奥の方に位置するマイクロチャンネル挿入スペーサー5に固化材を注入したならば、注入ホース8を引っ張り、奥の方から2番目のマイクロチャンネル挿入スペーサー5内に2個のパッカー8Aを位置させる。そして上述した手順を繰り返し、パイプルーフ用鋼管10内に挿入された全てのマイクロチャンネル挿入スペーサー5に固化材を注入する。
それと共に、マイクロチャンネルに外力が付加されて変形することが防止され、内部の流路が圧壊、座屈することを防止出来る。
そのため、パイプルーフ用鋼管10内に作業員が進入しなくても、マイクロチャンネル1をパイプルーフ用鋼管10内の所定位置に配置させることが出来る。そして、マイクロチャンネル1が強度の低い材料(例えばアルミニウム)で構成されていても、マイクロチャンネル挿入スペーサー5に連行されてパイプルーフ用鋼管10内に進入するので、マイクロチャンネル1がパイプルーフ用鋼管10の部材等に衝突して、変形、圧壊してしまうことが防止される。
それと共に、パイプルーフ用鋼管10に外力が作用しても、当該外力によりマイクロチャンネル1が変形、圧壊して、内部の流路が圧壊、座屈することが防止される。
例えば、図示の実施形態ではパイプルーフ工でパイプルーフ鋼管周辺の地盤を凍結する技術を説明しているが、本発明は、土水圧に対抗する管を地盤中に埋設する技術であって、前記地盤中に埋設される管周辺の地盤を凍結する技術全般について適用可能である。
1A・・・分散ソケット
1B・・・集合ソケット
2A・・・マイクロチャンネル挿入用補剛材(凍結管挿入用補剛材)
2B・・・マイクロチャンネル補剛材(凍結管補剛材)
3・・・マイクロチャンネル挿入ガイド(凍結管挿入ガイド)
4・・・マイクロチャンネル挿入架台(凍結管挿入架台)
4A・・・立上部
4C・・・中空円管(鋼管)
4H・・・平板部
4L・・・脚部
5・・・マイクロチャンネル挿入スペーサー
5A・・・ガイド(収容部)
5B・・・ローラー(転動体)
5C・・・注入モニター(空間)
5D・・・固化材流路
6・・・断熱材
7A・・・供給側配管
7B・・・戻り側配管
7C・・・フレキシブル管
8・・・注入ホース
8A・・・パッカー
9・・・押し込みロッド
10・・・パイプルーフ用鋼管
10A・・・パイプルーフ用鋼管内周面
21・・・本トンネル
C・・・固化材
Claims (6)
- 土水圧に対抗するために地盤中に埋設される第1の管の内部に断面形状が扁平な長尺の凍結管を挿入し、
凍結管挿入ガイドを、前記地盤中に埋設される第1の管内周面の所定位置に固定し、
凍結管挿入用補剛材に断面扁平形状の長尺な凍結管を固定して、
凍結管が固定された凍結管挿入用補剛材を前記地盤中に埋設される第1の管内周面に固定されている凍結管挿入ガイド内の空間に挿入し、
凍結管に冷媒を流過して、対向する前記地盤中に埋設される第1の管内周の領域に当該冷媒の冷熱を伝達することを特徴とする凍結工法。 - 土水圧に対抗するために地盤中に埋設される第1の管の内部に断面形状が扁平な長尺の凍結管を挿入し、
凍結管補剛材を介して断面扁平形状の長尺な凍結管を凍結管挿入架台に設置し、凍結管挿入架台と共に断面扁平形状の長尺の凍結管を前記地盤中に埋設される第1の管の内部に進入させ、
凍結管に冷媒を流過して、対向する前記地盤中に埋設される第1の管内周面の領域に当該冷媒の冷熱を伝達することを特徴とする凍結工法。 - 土水圧に対抗するために地盤中に埋設される第1の管の内部に断面形状が扁平な長尺の凍結管を挿入し、
前記地盤中に埋設される第1の管の相補形状の断面を有するスペーサーの半径方向外方端部に設けられた収容部に断面扁平形状の長尺な凍結管を収納し、当該スペーサーを前記地盤中に埋設される第1の管内に挿入し、
凍結管に冷媒を流過して、対向する前記地盤中に埋設される第1の管内周面の領域に当該冷媒の冷熱を伝達することを特徴とする凍結工法。 - 断面扁平形状の長尺な凍結管が収容される箇所に充填材を充填する請求項1〜3の何れか1項に記載の凍結工法。
- 請求項2の凍結工法で用いられる凍結管挿入架台において、
平板部と、平板部中央から下方に延在する脚部を有し、
平板部両端近傍には上方に延在する立上部が立設されており、立上部の外方にはマイクロチャンネル補剛材を介して断面扁平形状な凍結管が取り付けられており、
脚部の下端には第1の管に内接して第2の管が取り付けられており、
土水圧に対抗するために地盤中に埋設される第1の管内に挿入可能な寸法であることを特徴とする凍結管挿入架台。 - 請求項3の凍結工法で用いられるスペーサーにおいて、
断面形状が土水圧に対抗するために地盤中に埋設される第1の管の相補形状であり、且つ、外形寸法が前記地盤中に埋設される第1の管内に挿入可能であり、
断面扁平形状の長尺な凍結管を収納可能な収容部を半径方向外方端部に設けており、且つ、転動体を半径方向外方端部に軸支しており、
半径方向中央部には空間が設けられ、当該空間は前記収容部と連通していることを特徴とするスペーサー。
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