JP7011688B2 - Ground freezing device - Google Patents

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Description

本発明は、地中に構築される筒状のトンネルの周辺地盤を凍結する装置に関する。 The present invention relates to a device for freezing the ground around a tubular tunnel constructed in the ground.

地中に筒状のトンネルを構築する際には、例えばシールド工法が用いられる。シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、シールド掘進機の後部で次々にセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで筒状のトンネル(覆工体)を構築する。この工法では、シールド掘進機は、その後方の既設セグメントリングを推進ジャッキで後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。 When constructing a tubular tunnel in the ground, for example, a shield method is used. In the shield method, for example, a starting shaft and an reaching shaft are constructed in the ground, and while excavating the ground with a shield excavator from the starting shaft to the reaching shaft, the segments are tunneled one after another at the rear of the shield excavator. A tubular tunnel (lining body) is constructed by assembling in the direction to construct a segment ring and connecting adjacent segment rings in the direction of the tunnel axis. In this construction method, the shield excavator pushes the existing segment ring behind it backward with a propulsion jack, and the thrust generated as the reaction force advances while excavating the ground.

特許文献1には、シールド工法を用いて地中にトンネルを構築した後に、トンネルの内壁面に凍結管を設けて、凍結管内に冷媒を流通させることにより、トンネルの周辺地盤の凍結を行うことが開示されている。 In Patent Document 1, after constructing a tunnel in the ground using a shield method, a freezing pipe is provided on the inner wall surface of the tunnel, and a refrigerant is circulated in the freezing pipe to freeze the ground around the tunnel. Is disclosed.

特開2016-160717号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-160717

しかしながら、特許文献1に開示の技術では、セグメントを組み立ててトンネルを構築した後にトンネルの内壁面に凍結管を設けるので、トンネルを構築してからトンネルの周辺地盤の凍結を開始するまでに時間を要していた。つまり、トンネルの周辺地盤の凍結を開始するためのトンネル内での作業に手間がかかっていた。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since a freezing pipe is provided on the inner wall surface of the tunnel after assembling the segments to construct the tunnel, it takes time from the construction of the tunnel to the start of freezing of the ground around the tunnel. I needed it. In other words, it took time and effort to work in the tunnel to start freezing the ground around the tunnel.

本発明は、このような実状に鑑み、トンネルの周辺地盤の凍結を行うためのトンネル内での作業を軽減することを目的とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to reduce the work in the tunnel for freezing the ground around the tunnel.

そのため本発明に係る地盤凍結装置は、地中に構築される筒状のトンネルの周辺地盤を凍結する装置である。本発明に係る地盤凍結装置の第1態様は、トンネルを構成するセグメントに設けられた第1冷媒流通管と、トンネルにて隣り合うセグメント同士の各々の第1冷媒流通管同士を連通する第2冷媒流通管と、第1冷媒流通管内及び第2冷媒流通管内に冷媒を供給する冷媒供給装置と、を有する。セグメントは、枠体と、枠体の地山側を塞ぐように配置されるスキンプレートと、を有する。第1冷媒流通管は、スキンプレートにおける地山側と反対の側の面に、スキンプレートに沿って延び接触するように配置されている。 Therefore, the ground freezing device according to the present invention is a device that freezes the ground around a tubular tunnel constructed in the ground. A first aspect of the ground freezing device according to the present invention is a second method of communicating a first refrigerant flow pipe provided in a segment constituting a tunnel and a first refrigerant flow pipe of each of adjacent segments in the tunnel. It has a refrigerant flow pipe and a refrigerant supply device that supplies the refrigerant into the first refrigerant flow pipe and the second refrigerant flow pipe. The segment has a frame and a skin plate arranged so as to close the ground side of the frame. The first refrigerant flow pipe is arranged so as to extend and contact the surface of the skin plate on the side opposite to the ground side along the skin plate.

本発明に係る地盤凍結装置の第2態様は、トンネルを構成するセグメントに設けられた複数の第1冷媒流通管と、第1冷媒流通管同士を連通する第2冷媒流通管と、第1冷媒流通管内及び第2冷媒流通管内に冷媒を供給する冷媒供給装置と、を有する。セグメントは、一対の主桁及び一対の継手板により構成される枠体と、枠体の地山側を塞ぐように配置されるスキンプレートと、継手板間にて主桁同士を接続する複数の縦リブと、を有する。第1冷媒流通管は、スキンプレートにおける地山側と反対の側の面に、スキンプレートに沿って延び接触するように配置されている。第1冷媒流通管同士の間に縦リブが配置され、第2冷媒流通管は、縦リブを跨ぐように延びている。 A second aspect of the ground freezing device according to the present invention is a plurality of first refrigerant flow pipes provided in segments constituting a tunnel, a second refrigerant flow pipe that communicates the first refrigerant flow pipes with each other, and a first refrigerant. It has a refrigerant supply device that supplies a refrigerant into the distribution pipe and the second refrigerant flow pipe . The segment consists of a frame composed of a pair of main girders and a pair of joint plates , a skin plate arranged so as to close the ground side of the frame, and a plurality of vertical columns connecting the main girders between the joint plates. With ribs . The first refrigerant flow pipe is arranged so as to extend and contact the surface of the skin plate on the side opposite to the ground side along the skin plate. Vertical ribs are arranged between the first refrigerant flow pipes, and the second refrigerant flow pipe extends so as to straddle the vertical ribs.

本発明によれば、セグメントの組み立て工程(トンネルの構築工程)に先立って、セグメントに第1冷媒流通管を設けることができるので、トンネルの周辺地盤の凍結を行うためのトンネル内での作業を従来に比べて軽減することができる。 According to the present invention, the first refrigerant flow pipe can be provided in the segment prior to the segment assembly step (tunnel construction step), so that the work in the tunnel for freezing the ground around the tunnel can be performed. It can be reduced as compared with the conventional case.

本発明の第1実施形態における地盤凍結装置の概略構成を示す図The figure which shows the schematic structure of the ground freezing apparatus in 1st Embodiment of this invention. 前記第1実施形態における第1冷媒流通管を有するセグメントを示す斜視図A perspective view showing a segment having a first refrigerant flow pipe in the first embodiment. 前記第1実施形態における第1冷媒流通管を示す斜視図A perspective view showing a first refrigerant flow pipe in the first embodiment. 前記第1実施形態における冷媒流通部材の概略構成を示す図The figure which shows the schematic structure of the refrigerant flow member in the 1st Embodiment. 前記第1実施形態における第1冷媒流通管と第2冷媒流通管との連結方法を示す図The figure which shows the connection method of the 1st refrigerant flow pipe and the 2nd refrigerant flow pipe in the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態における第1冷媒流通管と第2冷媒流通管との連結パターンを示す図The figure which shows the connection pattern of the 1st refrigerant flow pipe and the 2nd refrigerant flow pipe in the 1st Embodiment. 前記第1実施形態における第1冷媒流通管と第2冷媒流通管との連結パターンの変形例を示す図The figure which shows the modification of the connection pattern of the 1st refrigerant flow pipe and the 2nd refrigerant flow pipe in the 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態における、冷媒流通部材を覆う断熱材を示す図The figure which shows the heat insulating material which covers the refrigerant flow member in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態における第1冷媒流通管を有するセグメントを示す斜視図A perspective view showing a segment having a first refrigerant flow pipe according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態における第1冷媒流通管を有するセグメントを示す斜視図A perspective view showing a segment having a first refrigerant flow pipe according to a fourth embodiment of the present invention.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施形態における地盤凍結装置1の概略構成を示す図である。図2は、本実施形態における第1冷媒流通管2を有するセグメント11を示す斜視図である。尚、本実施形態では、地中に筒状のトンネル(覆工体)18(後述する図5~図7参照)を構築する際に前述のシールド工法を用いることを前提とし、複数のセグメント11をトンネル周方向及びトンネル軸方向に連結することでトンネル18を構築するとして以下説明するが、トンネル18の構築時に用いられる工法はシールド工法に限らない。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a ground freezing device 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a segment 11 having a first refrigerant flow pipe 2 in the present embodiment. In this embodiment, it is premised that the above-mentioned shield method is used when constructing a tubular tunnel (lining body) 18 (see FIGS. 5 to 7 described later) in the ground, and a plurality of segments 11 The tunnel 18 will be constructed by connecting the tunnels in the circumferential direction and the tunnel axial direction, but the construction method used when constructing the tunnel 18 is not limited to the shield method.

図1に示すように、地盤凍結装置1は、複数の第1冷媒流通管2、複数の第2冷媒流通管3、冷媒循環ポンプ4、及び、冷却装置5を有している。冷却装置5は、液化器6、凝縮器7、及び、冷却塔8を有している。
冷却装置5では凝縮器7と冷却塔8との間で水が循環している。冷却装置5では液化器6と凝縮器7との間で一次冷媒(例えばアンモニア(液化アンモニア))が循環している。
As shown in FIG. 1, the ground freezing device 1 has a plurality of first refrigerant flow pipes 2, a plurality of second refrigerant flow pipes 3, a refrigerant circulation pump 4, and a cooling device 5. The cooling device 5 has a liquefier 6, a condenser 7, and a cooling tower 8.
In the cooling device 5, water circulates between the condenser 7 and the cooling tower 8. In the cooling device 5, a primary refrigerant (for example, ammonia (liquefied ammonia)) circulates between the liquefier 6 and the condenser 7.

本実施形態において、冷却装置5の液化器6から冷媒循環ポンプ4、複数の第1冷媒流通管2及び第2冷媒流通管3を経て液化器6に戻る冷媒循環経路内では二次冷媒が循環している。本実施形態ではこの二次冷媒が二酸化炭素(液化二酸化炭素)であるとして以下説明するが、二次冷媒は二酸化炭素に限らない。また、この二次冷媒が本発明の「冷媒」に対応する。 In the present embodiment, the secondary refrigerant circulates in the refrigerant circulation path returning from the liquefier 6 of the cooling device 5 to the liquefier 6 via the refrigerant circulation pump 4, the plurality of first refrigerant flow pipes 2 and the second refrigerant flow pipe 3. is doing. In the present embodiment, the secondary refrigerant is described below as carbon dioxide (liquefied carbon dioxide), but the secondary refrigerant is not limited to carbon dioxide. Further, this secondary refrigerant corresponds to the "refrigerant" of the present invention.

本実施形態において、二次冷媒である二酸化炭素が流通する前述の冷媒循環経路は、第1冷媒流通管2と第2冷媒流通管3とを交互に連結してなる冷媒流通管群を複数含んでおり、冷媒循環ポンプ4の吐出側からこれら冷媒流通管群に分岐した後、合流して液化器6に戻るように構成されている。ここで、図1には、8つの第1冷媒流通管2と7つの第2冷媒流通管3とを交互に連結してなる冷媒流通管群が4つ図示されているが、この冷媒流通管群の個数、及び、冷媒流通管群を構成する第1冷媒流通管2及び第2冷媒流通管3の個数は図1に図示されたものに限らない。 In the present embodiment, the above-mentioned refrigerant circulation path through which carbon dioxide as a secondary refrigerant flows includes a plurality of refrigerant flow pipe groups in which the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3 are alternately connected. It is configured so that after branching from the discharge side of the refrigerant circulation pump 4 to these refrigerant flow pipe groups, they merge and return to the liquefier 6. Here, FIG. 1 shows four groups of refrigerant flow pipes in which eight first refrigerant flow pipes 2 and seven second refrigerant flow pipes 3 are alternately connected, and the refrigerant flow pipes are shown. The number of groups and the number of first refrigerant flow pipes 2 and second refrigerant flow pipes 3 constituting the refrigerant flow pipe group are not limited to those shown in FIG.

図2に示すように、本実施形態では、セグメント11は、湾曲した矩形状の鋼製の枠体12と、この枠体12の地山側(トンネル18の周辺地盤に隣接する側)を塞ぐように配置される鋼製のスキンプレート13と、複数(図2では4つ)の縦リブ14と、を備える鋼製セグメントである。尚、セグメント11を構成する縦リブ14の個数はこれに限らない。また、以下の説明において、スキンプレート13のうち、トンネル18の外面(地山側表面)に対応する表面を「外面13a」とする一方、トンネル18の内面(内壁面)に対応する表面を「内面13b」とする。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the segment 11 closes the curved rectangular steel frame 12 and the ground side of the frame 12 (the side adjacent to the ground around the tunnel 18). A steel segment comprising a steel skin plate 13 arranged in (4 in FIG. 2) and a plurality of (four in FIG. 2) vertical ribs 14. The number of vertical ribs 14 constituting the segment 11 is not limited to this. Further, in the following description, among the skin plates 13, the surface corresponding to the outer surface (ground side surface) of the tunnel 18 is referred to as the “outer surface 13a”, while the surface corresponding to the inner surface (inner wall surface) of the tunnel 18 is referred to as the “inner surface”. 13b ".

枠体12は、一対の主桁15,15と、一対の継手板16,16により構成される。主桁15,15は、それぞれ、弧状の鋼材であり、トンネル軸方向に互いに離間して平行に配置されている。継手板16,16は、トンネル周方向に互いに離間して配置されており、主桁15,15の端部同士を連結している。ここで、主桁15及び継手板16が本発明の「板状部材」に対応する。 The frame body 12 is composed of a pair of main girders 15 and 15 and a pair of joint plates 16 and 16. The main girders 15 and 15 are arc-shaped steel materials, respectively, and are arranged in parallel with each other separated from each other in the tunnel axial direction. The joint plates 16 and 16 are arranged apart from each other in the circumferential direction of the tunnel, and connect the ends of the main girders 15 and 15. Here, the main girder 15 and the joint plate 16 correspond to the "plate-shaped member" of the present invention.

継手板16,16間にて主桁15,15同士を接続する複数の縦リブ14は各々が鋼製であり、トンネル周方向に互いに間隔を空けて並列配置されて、トンネル軸方向に延びている。 The plurality of vertical ribs 14 connecting the main girders 15 and 15 between the joint plates 16 and 16 are each made of steel, are arranged in parallel at intervals in the tunnel circumferential direction, and extend in the tunnel axial direction. There is.

複数(例えば8つ)のセグメント11は、隣接するセグメント11の継手板16,16同士が連結して、環状のセグメントリングを構成する。また、隣接するセグメントリングの主桁15,15同士が連結されることにより、トンネル軸方向に延びるトンネル(覆工体)18が構築される。 The plurality of (for example, eight) segments 11 are connected to each other by the joint plates 16 and 16 of the adjacent segments 11 to form an annular segment ring. Further, by connecting the main girders 15 and 15 of the adjacent segment rings to each other, a tunnel (lining body) 18 extending in the tunnel axial direction is constructed.

スキンプレート13の内面13bには、複数(図2では5つ)の第1冷媒流通管2が貼り付けられている。尚、スキンプレート13の内面13bに貼り付けられる第1冷媒流通管2の個数はこれに限らない。
第1冷媒流通管2をセグメント11のスキンプレート13の内面13bに貼り付ける作業は、セグメント11を製造する地上の工場で行われることが好ましい。
A plurality of (five in FIG. 2) first refrigerant flow pipes 2 are attached to the inner surface 13b of the skin plate 13. The number of the first refrigerant flow pipes 2 attached to the inner surface 13b of the skin plate 13 is not limited to this.
The work of attaching the first refrigerant flow pipe 2 to the inner surface 13b of the skin plate 13 of the segment 11 is preferably performed at a factory on the ground where the segment 11 is manufactured.

図1に示す地盤凍結装置1では、第1冷媒流通管2内及び第2冷媒流通管3内を流通する二次冷媒である液化二酸化炭素がセグメント11のスキンプレート13を介してトンネル18の周辺地盤と熱交換を行ない、液化二酸化炭素の顕熱及び潜熱により当該周辺地盤を凍結する。当該周辺地盤と熱交換を行なって昇温した二酸化炭素は、冷却装置5の液化器6で一次冷媒と熱交換を行ない、低温の液化二酸化炭素になり、再び冷媒循環ポンプ4を介して第1冷媒流通管2内及び第2冷媒流通管3内に供給されて、循環する。ここで、冷媒循環ポンプ4が本発明の「冷媒供給装置」に対応する。 In the ground freezing device 1 shown in FIG. 1, liquefied carbon dioxide, which is a secondary refrigerant flowing in the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3, is around the tunnel 18 via the skin plate 13 of the segment 11. It exchanges heat with the ground and freezes the surrounding ground by the sensible heat and latent heat of the liquefied carbon dioxide. The carbon dioxide that has been heated by heat exchange with the surrounding ground exchanges heat with the primary refrigerant in the liquefier 6 of the cooling device 5, becomes low-temperature liquefied carbon dioxide, and becomes the first liquefied carbon dioxide again via the refrigerant circulation pump 4. It is supplied into the refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3 and circulates. Here, the refrigerant circulation pump 4 corresponds to the "refrigerant supply device" of the present invention.

冷却装置5の一次冷媒は、冷却装置5の液化器6にて二次冷媒である二酸化炭素から熱が供給されて蒸発・気化した後、凝縮器7で水と熱交換して降温し、液化する。そして凝縮器7で一次冷媒から熱が供給されて昇温した水は、冷却塔8で冷却される。 The primary refrigerant of the cooling device 5 is liquefied by heat exchange with water in the condenser 7 after heat is supplied from carbon dioxide, which is a secondary refrigerant, to evaporate and vaporize in the liquefier 6 of the cooling device 5. do. Then, the water heated by the heat supplied from the primary refrigerant in the condenser 7 is cooled by the cooling tower 8.

次に、第1冷媒流通管2の構成について図3及び図4を用いて説明する。
図3は、本実施形態における第1冷媒流通管2を示す斜視図である。図4は、本実施形態における冷媒流通部材20の概略構成を示す図である。ここで、図4(ア)は冷媒流通部材20の斜視図であり、図4(イ)は冷媒流通部材20の断面図である。
Next, the configuration of the first refrigerant flow pipe 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a perspective view showing the first refrigerant flow pipe 2 in the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the refrigerant distribution member 20 in the present embodiment. Here, FIG. 4A is a perspective view of the refrigerant flow member 20, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the refrigerant flow member 20.

図3に示すように、第1冷媒流通管2は、冷媒流通部材20と、一対のソケット21a,21bと、ソケット21a,21bの各々に設けられた管状部材22a,22bとにより構成されている。 As shown in FIG. 3, the first refrigerant flow pipe 2 is composed of a refrigerant flow member 20, a pair of sockets 21a and 21b, and tubular members 22a and 22b provided in each of the sockets 21a and 21b. ..

冷媒流通部材20は、図4に示すように、複数(図4では11個)の微小冷媒流路24を有する扁平な部材であり、金属製(例えばアルミニウム製)である。すなわち、冷媒流通部材20は、複数の微小冷媒流路24が設けられたマイクロチャンネル構造を有している。尚、本実施形態では、微小冷媒流路24の断面形状を矩形状としているが、断面形状は矩形状に限らず、例えば円形状又は楕円形状であってもよい。また、冷媒流通部材20を構成する微小冷媒流路24の個数は11個に限らない。 As shown in FIG. 4, the refrigerant flow member 20 is a flat member having a plurality of (11 in FIG. 4) minute refrigerant flow paths 24, and is made of metal (for example, aluminum). That is, the refrigerant flow member 20 has a microchannel structure provided with a plurality of minute refrigerant flow paths 24. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the minute refrigerant flow path 24 is rectangular, but the cross-sectional shape is not limited to the rectangular shape, and may be, for example, a circular shape or an elliptical shape. Further, the number of minute refrigerant flow paths 24 constituting the refrigerant distribution member 20 is not limited to 11.

本実施形態では、冷媒流通部材20の微小冷媒流路24を流通する二次冷媒として液化二酸化炭素を用いている。ここで、液化二酸化炭素は、塩化カルシウム水溶液や塩化ナトリウム水溶液などのブラインよりも粘性が非常に低い。ゆえに、液化二酸化炭素が冷媒流通部材20の微小冷媒流路24を流通する際の抵抗がブラインと比較すると極めて小さい。それゆえ、冷媒流通部材20の微小冷媒流路24の流路断面積を、ブラインを用いる場合に比べて格段に小さくすることができるので、図4に示すような、2つの矩形状の表面(平面)20a,20bを有する扁平な部材で冷媒流通部材20を形成することができる。例えば、冷媒流通部材20の幅wを約50mmとし、冷媒流通部材20の厚さtを約5mmとすることができる(図4(イ)参照)。また、冷媒流通部材20は可撓性を有し得る。換言すれば、冷媒流通部材20は容易に変形可能である。 In this embodiment, liquefied carbon dioxide is used as the secondary refrigerant flowing through the minute refrigerant flow path 24 of the refrigerant flow member 20. Here, liquefied carbon dioxide has a much lower viscosity than brine such as an aqueous solution of calcium chloride or an aqueous solution of sodium chloride. Therefore, the resistance of liquefied carbon dioxide when flowing through the minute refrigerant flow path 24 of the refrigerant flow member 20 is extremely small as compared with brine. Therefore, the flow path cross-sectional area of the minute refrigerant flow path 24 of the refrigerant flow member 20 can be made much smaller than that in the case of using brine, and thus two rectangular surfaces (as shown in FIG. 4). Flat surface) The refrigerant flow member 20 can be formed of a flat member having 20a and 20b. For example, the width w of the refrigerant distribution member 20 can be about 50 mm, and the thickness t of the refrigerant distribution member 20 can be about 5 mm (see FIG. 4A). Further, the refrigerant flow member 20 may have flexibility. In other words, the refrigerant flow member 20 is easily deformable.

図3に示すように、ソケット21a,21bは各々が直方体状の箱形であり、直方体状の内部空間を有しており、金属製(例えばアルミニウム製)である。冷媒流通部材20の一端側はソケット21aに連結されており、冷媒流通部材20の微小冷媒流路24とソケット21aの内部空間とは互いに連通している。冷媒流通部材20の他端側はソケット21bに連結されており、冷媒流通部材20の微小冷媒流路24とソケット21bの内部空間とは互いに連通している。 As shown in FIG. 3, each of the sockets 21a and 21b has a rectangular parallelepiped box shape, has a rectangular parallelepiped internal space, and is made of metal (for example, aluminum). One end side of the refrigerant flow member 20 is connected to the socket 21a, and the minute refrigerant flow path 24 of the refrigerant flow member 20 and the internal space of the socket 21a communicate with each other. The other end side of the refrigerant flow member 20 is connected to the socket 21b, and the minute refrigerant flow path 24 of the refrigerant flow member 20 and the internal space of the socket 21b communicate with each other.

管状部材22aは、その基端部がソケット21aに連結されており、先端部に、第2冷媒流通管3との接続口23aが設けられている。管状部材22aの内部空間はソケット21aの内部空間と連通している。管状部材22aは、その基端部よりもトンネル径方向内側に先端部が位置するように、トンネル径方向に沿って延びている。 The base end portion of the tubular member 22a is connected to the socket 21a, and the connection port 23a with the second refrigerant flow pipe 3 is provided at the tip end portion. The internal space of the tubular member 22a communicates with the internal space of the socket 21a. The tubular member 22a extends along the tunnel radial direction so that the tip portion is located inside the tunnel radial direction from the proximal end portion thereof.

管状部材22bは、その基端部がソケット21bに連結されており、先端部に、第2冷媒流通管3との接続口23bが設けられている。管状部材22bの内部空間はソケット21bの内部空間と連通している。管状部材22bは、その基端部よりもトンネル径方向内側に先端部が位置するように、トンネル径方向に沿って延びている。 The base end portion of the tubular member 22b is connected to the socket 21b, and the connection port 23b with the second refrigerant flow pipe 3 is provided at the tip end portion. The internal space of the tubular member 22b communicates with the internal space of the socket 21b. The tubular member 22b extends along the tunnel radial direction so that the tip portion is located inside the tunnel radial direction from the proximal end portion thereof.

ここで、接続口23a,23bのうちの一方が本発明の「冷媒流入口部」に対応し、他方が本発明の「冷媒排出口部」に対応する。本実施形態では、接続口23aが本発明の「冷媒流入口部」に対応するものとし、接続口23bが本発明の「冷媒排出口部」に対応するものとして以下説明する。 Here, one of the connection ports 23a and 23b corresponds to the "refrigerant inlet portion" of the present invention, and the other corresponds to the "refrigerant discharge port portion" of the present invention. In the present embodiment, the connection port 23a corresponds to the "refrigerant inlet portion" of the present invention, and the connection port 23b corresponds to the "refrigerant discharge port portion" of the present invention.

本実施形態では、スキンプレート13の内面13bに冷媒流通部材20の表面20aが接触するように、冷媒流通部材20がスキンプレート13の内面13bに貼り付けられている。尚、冷媒流通部材20をスキンプレート13の内面13bに貼り付ける際には、接着剤などの接着手段、バンドなどの固縛手段、又は、ビスなどの締結手段が用いられ得る。 In the present embodiment, the refrigerant flow member 20 is attached to the inner surface 13b of the skin plate 13 so that the surface 20a of the refrigerant flow member 20 comes into contact with the inner surface 13b of the skin plate 13. When the refrigerant flow member 20 is attached to the inner surface 13b of the skin plate 13, an adhesive means such as an adhesive, a lashing means such as a band, or a fastening means such as a screw may be used.

本実施形態では、冷媒流通部材20は、スキンプレート13の内面13bに接触するようにスキンプレート13に沿って延びている。また、いくつかの冷媒流通部材20は、隣り合う縦リブ14同士の間に配置されて縦リブ14と平行に延びている。また、別のいくつかの冷媒流通部材20は、隣り合う縦リブ14と継手板16との間に配置されて縦リブ14及び継手板16と平行に延びている。
複数のセグメント11が組み立てられてトンネル18が構築された状態で、冷媒流通部材20はトンネル軸方向に延びる。
In the present embodiment, the refrigerant flow member 20 extends along the skin plate 13 so as to come into contact with the inner surface 13b of the skin plate 13. Further, some refrigerant flow members 20 are arranged between adjacent vertical ribs 14 and extend in parallel with the vertical ribs 14. Further, some other refrigerant flow members 20 are arranged between the adjacent vertical ribs 14 and the joint plate 16 and extend in parallel with the vertical ribs 14 and the joint plate 16.
With the plurality of segments 11 assembled and the tunnel 18 constructed, the refrigerant flow member 20 extends in the direction of the tunnel axis.

次に、第1冷媒流通管2と第2冷媒流通管3との連結方法について、図5を用いて説明する。図5(ア)は、第2冷媒流通管3が第1冷媒流通管2に連結される前の状態を示す。図5(イ)は、第2冷媒流通管3が第1冷媒流通管2に連結された後の状態を示す。図5(ウ)は、第1冷媒流通管2と第2冷媒流通管3との連結部分の拡大図である。 Next, a method of connecting the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3 will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows a state before the second refrigerant flow pipe 3 is connected to the first refrigerant flow pipe 2. FIG. 5A shows a state after the second refrigerant flow pipe 3 is connected to the first refrigerant flow pipe 2. FIG. 5 (c) is an enlarged view of a connecting portion between the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3.

まず、図5(ア)に示すように、第1冷媒流通管2を有するセグメント11を組み立てることによりトンネル18を構築する。ここにおいて、トンネル18にてトンネル軸方向に隣り合うセグメント11同士は、各々の主桁15が互いに接触した状態で適宜の連結手段を介して連結されている。また、トンネル18にてトンネル周方向に隣り合うセグメント11同士は、各々の継手板16が互いに接触した状態で適宜の連結手段を介して連結されている。 First, as shown in FIG. 5A, the tunnel 18 is constructed by assembling the segment 11 having the first refrigerant flow pipe 2. Here, the segments 11 adjacent to each other in the tunnel axial direction in the tunnel 18 are connected to each other via an appropriate connecting means in a state where the main girders 15 are in contact with each other. Further, the segments 11 adjacent to each other in the tunnel circumferential direction in the tunnel 18 are connected to each other via an appropriate connecting means in a state where the joint plates 16 are in contact with each other.

次に、図5(イ)に示すように、トンネル18にて隣り合うセグメント11同士のうち一方の第1冷媒流通管2の接続口23b(冷媒排出口部)と他方の第1冷媒流通管2の接続口23a(冷媒流入口部)とを第2冷媒流通管3を介して連結する。 Next, as shown in FIG. 5 (a), the connection port 23b (refrigerant discharge port) of one of the first refrigerant flow pipes 2 among the segments 11 adjacent to each other in the tunnel 18 and the other first refrigerant flow pipe. The connection port 23a (refrigerant inflow port portion) of 2 is connected via the second refrigerant flow pipe 3.

図5(ウ)に示すように、第2冷媒流通管3の両端にそれぞれ円筒状の継手部材26が設けられている。継手部材26は、第2冷媒流通管3の中心軸を回転中心として、第2冷媒流通管3に対して相対的に回転自在である。継手部材26の内周面には雌ねじ部が形成されている。これに対応するように、第1冷媒流通管2の管状部材22a,22bの接続口23a,23bの外周面には雄ねじ部が形成されている。継手部材26の内周面の雌ねじ部を接続口23a,23bの外周面の雄ねじ部に螺合させることにより、第2冷媒流通管3が第1冷媒流通管2に着脱可能に取り付けられ得る。尚、第2冷媒流通管3を第1冷媒流通管2に着脱可能に取り付ける手法はこれに限らず、例えば、いわゆるワンタッチジョイント方式で第2冷媒流通管3を第1冷媒流通管2に着脱可能に取り付けてもよい。 As shown in FIG. 5 (c), cylindrical joint members 26 are provided at both ends of the second refrigerant flow pipe 3. The joint member 26 is rotatable relative to the second refrigerant flow pipe 3 with the central axis of the second refrigerant flow pipe 3 as the center of rotation. A female threaded portion is formed on the inner peripheral surface of the joint member 26. Corresponding to this, a male screw portion is formed on the outer peripheral surface of the connection ports 23a and 23b of the tubular members 22a and 22b of the first refrigerant flow pipe 2. By screwing the female threaded portion on the inner peripheral surface of the joint member 26 into the male threaded portion on the outer peripheral surface of the connection ports 23a and 23b, the second refrigerant flow pipe 3 can be detachably attached to the first refrigerant flow pipe 2. The method of attaching and detaching the second refrigerant flow pipe 3 to the first refrigerant flow pipe 2 is not limited to this, and for example, the second refrigerant flow pipe 3 can be attached to and detached from the first refrigerant flow pipe 2 by a so-called one-touch joint method. It may be attached to.

ここにおいて、第2冷媒流通管3は金属製(例えば銅製)である。第2冷媒流通管3は可撓性を有し得る。換言すれば、第2冷媒流通管3は容易に変形可能である。 Here, the second refrigerant flow pipe 3 is made of metal (for example, copper). The second refrigerant flow pipe 3 may have flexibility. In other words, the second refrigerant flow pipe 3 can be easily deformed.

図6は、本実施形態における第1冷媒流通管2と第2冷媒流通管3との連結パターンを示す図である。図7は、本実施形態における第1冷媒流通管2と第2冷媒流通管3との連結パターンの変形例を示す図である。図6及び図7において、点線は縦リブ14を示し、一点鎖線は主桁15を示し、二点鎖線は継手板16を示す。ゆえに、図6及び図7において、一点鎖線(主桁15)と二点鎖線(継手板16)とで囲まれた領域が1つのセグメント11に対応する。 FIG. 6 is a diagram showing a connection pattern between the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3 in the present embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a modified example of the connection pattern between the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3 in the present embodiment. In FIGS. 6 and 7, the dotted line indicates the vertical rib 14, the one-dot chain line indicates the main girder 15, and the two-dot chain line indicates the joint plate 16. Therefore, in FIGS. 6 and 7, the region surrounded by the alternate long and short dash line (main girder 15) and the alternate long and short dash line (joint plate 16) corresponds to one segment 11.

図6に示す態様では、第2冷媒流通管30(第2冷媒流通管3)は、互いに接触した状態の主桁15同士を跨ぐように延びている。尚、第1冷媒流通管2はトンネル軸方向に延びている。 In the embodiment shown in FIG. 6, the second refrigerant flow pipe 30 (second refrigerant flow pipe 3) extends so as to straddle the main girders 15 in contact with each other. The first refrigerant flow pipe 2 extends in the direction of the tunnel axis.

図7に示す変形例では、セグメント11を組み立ててトンネル18を構築するに先立って、第2冷媒流通管3と同様の構成の冷媒流通管29をセグメント11に設けて、第1冷媒流通管2と冷媒流通管29とによる蛇行した冷媒流通経路を形成した後に、当該セグメント11を組み立ててトンネル18を構築する(図7(ア)参照)。ここで、冷媒流通管29は縦リブ14を跨ぐように延びている。尚、冷媒流通管29をセグメント11に設ける作業は、第1冷媒流通管2をセグメント11のスキンプレート13に貼り付ける作業と同様に、セグメント11を製造する地上の工場で行われてもよい。 In the modification shown in FIG. 7, prior to assembling the segment 11 to construct the tunnel 18, a refrigerant flow pipe 29 having the same configuration as the second refrigerant flow pipe 3 is provided in the segment 11, and the first refrigerant flow pipe 2 is provided. After forming a meandering refrigerant flow path by the refrigerant flow pipe 29 and the refrigerant flow pipe 29, the segment 11 is assembled to construct a tunnel 18 (see FIG. 7A). Here, the refrigerant flow pipe 29 extends so as to straddle the vertical rib 14. The work of providing the refrigerant flow pipe 29 in the segment 11 may be performed in a factory on the ground where the segment 11 is manufactured, in the same manner as the work of attaching the first refrigerant flow pipe 2 to the skin plate 13 of the segment 11.

次に、図7(イ)に示すように、互いに接触した状態の主桁15同士を跨ぐように延びる第2冷媒流通管30(第2冷媒流通管3)と、互いに接触した継手板16同士を跨ぐように延びる第2冷媒流通管31(第2冷媒流通管3)とを用いて、隣り合うセグメント11同士のうち一方の第1冷媒流通管2の接続口23b(冷媒排出口部)と他方の第1冷媒流通管2の接続口23a(冷媒流入口部)とを連結する。図7に示すような複雑に蛇行する冷媒流通経路を形成する場合であっても、その形成作業の大部分を、セグメント11を製造する地上の工場で行うことができるので、トンネル18内での作業を大幅に軽減することができる。尚、図7に示す変形例においても、第1冷媒流通管2はトンネル軸方向に延びている。 Next, as shown in FIG. 7 (a), the second refrigerant flow pipe 30 (second refrigerant flow pipe 3) extending so as to straddle the main girders 15 in contact with each other and the joint plates 16 in contact with each other. A second refrigerant flow pipe 31 (second refrigerant flow pipe 3) extending so as to straddle is used with a connection port 23b (refrigerant discharge port) of one of the adjacent segments 11 of the first refrigerant flow pipe 2. The other connection port 23a (refrigerant inflow port) of the first refrigerant flow pipe 2 is connected. Even in the case of forming a complicatedly meandering refrigerant flow path as shown in FIG. 7, most of the forming work can be performed in the factory on the ground where the segment 11 is manufactured, so that the forming work can be performed in the tunnel 18. The work can be greatly reduced. Also in the modified example shown in FIG. 7, the first refrigerant flow pipe 2 extends in the tunnel axial direction.

次に、地盤凍結装置1を用いてトンネル18の周辺地盤を凍結させる方法について説明する。
まず、図5(ア)に示すように、第1冷媒流通管2を有するセグメント11を組み立ててトンネル18を構築する。
Next, a method of freezing the ground around the tunnel 18 using the ground freezing device 1 will be described.
First, as shown in FIG. 5A, the segment 11 having the first refrigerant flow pipe 2 is assembled to construct the tunnel 18.

次に、図5(イ)に示すように、トンネル18にて隣り合うセグメント11同士のうち一方の第1冷媒流通管2の接続口23b(冷媒排出口部)と他方の第1冷媒流通管2の接続口23a(冷媒流入口部)とを第2冷媒流通管3を介して連結する。
次に、第1冷媒流通管2内及び第2冷媒流通管3内に二次冷媒である液化二酸化炭素を流通させて、トンネル18の周辺地盤を凍結させる。
このようにして、トンネル18の周辺地盤が凍結される。
Next, as shown in FIG. 5 (a), the connection port 23b (refrigerant discharge port) of one of the first refrigerant flow pipes 2 among the segments 11 adjacent to each other in the tunnel 18 and the other first refrigerant flow pipe. The connection port 23a (refrigerant inflow port portion) of 2 is connected via the second refrigerant flow pipe 3.
Next, liquefied carbon dioxide, which is a secondary refrigerant, is circulated in the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3, and the ground around the tunnel 18 is frozen.
In this way, the ground around the tunnel 18 is frozen.

ところで、従来、シールド工法を用いて地中にトンネルを構築した後に、トンネルのセグメントのスキンプレートの内面に凍結管を設ける場合には、冷媒としてブラインを用いるために冷媒流通部材20(微小冷媒流路24)よりも流路断面積が非常に大きく剛性が高い角管などの金属管を凍結管として用いていた。これに加えて、トンネル構築後にはスキンプレートが地山の圧力により変形することがあった。それゆえ、凍結管をスキンプレートの内面に設けるときに、エポキシ樹脂モルタルなどの間詰め材を凍結管とスキンプレートとの間の隙間に注入して凍結管とスキンプレートとの間の隙間を無くす作業を行う必要があり、この作業に手間がかかっていた。この点、本実施形態によれば、セグメント11の製造と、第1冷媒流通管2のスキンプレート13への設置(貼り付け)とを、地上の工場で一体的に行うことができ、また、トンネル構築後に、第1冷媒流通管2(冷媒流通部材20)は、スキンプレート13の変形に追従して変形可能であるので、前述の間詰め材注入作業を低減することができる。 By the way, conventionally, when a freezing pipe is provided on the inner surface of a skin plate of a tunnel segment after constructing a tunnel in the ground by using a shield method, a refrigerant flow member 20 (micro refrigerant flow) is used to use brine as a refrigerant. A metal tube such as a square tube having a much larger flow path cross-sectional area and higher rigidity than the road 24) was used as the freezing tube. In addition to this, the skin plate was sometimes deformed by the pressure of the ground after the tunnel was constructed. Therefore, when the freezing tube is provided on the inner surface of the skin plate, a filling material such as epoxy resin mortar is injected into the gap between the freezing tube and the skin plate to eliminate the gap between the freezing tube and the skin plate. It was necessary to do the work, and this work was troublesome. In this regard, according to the present embodiment, the production of the segment 11 and the installation (pasting) of the first refrigerant flow pipe 2 on the skin plate 13 can be integrally performed at the factory on the ground, and also. After the tunnel is constructed, the first refrigerant flow pipe 2 (refrigerant flow member 20) can be deformed following the deformation of the skin plate 13, so that the above-mentioned filling material injection work can be reduced.

本実施形態によれば、地盤凍結方法は、第1冷媒流通管2を有するセグメント11を組み立てて筒状のトンネル18を構築する工程と(図5(ア)参照)、トンネル18にて隣り合うセグメント11同士の各々の第1冷媒流通管2同士を第2冷媒流通管3を介して連結する工程(図5(イ)参照)と、第1冷媒流通管2内及び第2冷媒流通管3内に冷媒(二次冷媒:二酸化炭素)を流通させて、トンネル18の周辺地盤を凍結させる工程と、を含む。それゆえ、セグメント11の組み立て工程(トンネル18の構築工程)に先立って、セグメント11に第1冷媒流通管2を設けることができるので、トンネル18の周辺地盤の凍結を行うためのトンネル18内での作業を従来に比べて軽減することができる。 According to the present embodiment, the ground freezing method includes a step of assembling a segment 11 having a first refrigerant flow pipe 2 to construct a tubular tunnel 18 (see FIG. 5A) and adjacent to each other in the tunnel 18. The step of connecting the first refrigerant flow pipes 2 of the segments 11 to each other via the second refrigerant flow pipe 3 (see FIG. 5A), and the inside of the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3 It includes a step of circulating a refrigerant (secondary refrigerant: carbon dioxide) therein to freeze the ground around the tunnel 18. Therefore, prior to the assembly step of the segment 11 (construction step of the tunnel 18), the first refrigerant flow pipe 2 can be provided in the segment 11, so that the ground around the tunnel 18 can be frozen in the tunnel 18. Work can be reduced compared to the conventional method.

また本実施形態によれば、セグメント11は鋼製である。第1冷媒流通管2は、その少なくとも一部(冷媒流通部材20)が、セグメント11のスキンプレート13に接触するようにスキンプレート13に沿って延びている(図2及び図5参照)。また、第1冷媒流通管2は、その少なくとも一部(冷媒流通部材20)が、セグメント11のスキンプレート13の内面13bに貼り付けられている(図2及び図5参照)。それゆえ、第1冷媒流通管2内を流通する二次冷媒である液化二酸化炭素が、トンネル18の周辺地盤からスキンプレート13を介して良好に受熱することができる。 Further, according to the present embodiment, the segment 11 is made of steel. The first refrigerant flow pipe 2 extends along the skin plate 13 so that at least a part thereof (refrigerant flow member 20) comes into contact with the skin plate 13 of the segment 11 (see FIGS. 2 and 5). Further, at least a part (refrigerant flow member 20) of the first refrigerant flow pipe 2 is attached to the inner surface 13b of the skin plate 13 of the segment 11 (see FIGS. 2 and 5). Therefore, the liquefied carbon dioxide, which is the secondary refrigerant flowing in the first refrigerant flow pipe 2, can be satisfactorily received from the ground around the tunnel 18 through the skin plate 13.

また本実施形態によれば、トンネル18にて隣り合うセグメント11同士は、各々の板状部材(主桁15、継手板16)が互いに接触した状態で連結されている。第2冷媒流通管3は、この接触した状態の板状部材(主桁15、継手板16)を跨ぐように延びている(図5~図7参照)。これにより、異なるセグメント11に設けられた第1冷媒流通管2同士を簡易な構成で連結することができる。 Further, according to the present embodiment, the segments 11 adjacent to each other in the tunnel 18 are connected to each other in a state where the plate-shaped members (main girder 15, joint plate 16) are in contact with each other. The second refrigerant flow pipe 3 extends so as to straddle the plate-shaped members (main girder 15, joint plate 16) in the contacted state (see FIGS. 5 to 7). As a result, the first refrigerant flow pipes 2 provided in different segments 11 can be connected to each other with a simple configuration.

また本実施形態によれば、第2冷媒流通管3は第1冷媒流通管2に着脱可能に取り付けられる(図5参照)。これにより、例えば、構築されたトンネル18内にて第2冷媒流通管3を適宜移設することで、二次冷媒である液化二酸化炭素の冷媒流通経路を容易に変更することができる。 Further, according to the present embodiment, the second refrigerant flow pipe 3 is detachably attached to the first refrigerant flow pipe 2 (see FIG. 5). Thereby, for example, by appropriately relocating the second refrigerant flow pipe 3 in the constructed tunnel 18, the refrigerant flow path of the liquefied carbon dioxide as the secondary refrigerant can be easily changed.

また本実施形態によれば、地盤凍結装置1は、地中に構築される筒状のトンネル18の周辺地盤を凍結する装置である。地盤凍結装置1は、トンネル18を構成するセグメント11に設けられた第1冷媒流通管2と、トンネル18にて隣り合うセグメント11同士の各々の第1冷媒流通管2同士を連結する第2冷媒流通管3と、第1冷媒流通管2内及び第2冷媒流通管3内に冷媒(二次冷媒:二酸化炭素)を供給する冷媒供給装置(冷媒循環ポンプ4)と、を有する。それゆえ、セグメント11の組み立て工程(トンネル18の構築工程)に先立って、セグメント11に第1冷媒流通管2を設けることができるので、トンネル18の周辺地盤の凍結を行うためのトンネル18内での作業を従来に比べて軽減することができる。 Further, according to the present embodiment, the ground freezing device 1 is a device that freezes the ground around the tubular tunnel 18 constructed in the ground. The ground freezing device 1 connects the first refrigerant flow pipe 2 provided in the segment 11 constituting the tunnel 18 and the second refrigerant flow pipe 2 of each of the adjacent segments 11 in the tunnel 18. It has a flow pipe 3 and a refrigerant supply device (refrigerant circulation pump 4) that supplies a refrigerant (secondary refrigerant: carbon dioxide) into the first refrigerant flow pipe 2 and the second refrigerant flow pipe 3. Therefore, prior to the assembly step of the segment 11 (construction step of the tunnel 18), the first refrigerant flow pipe 2 can be provided in the segment 11, so that the ground around the tunnel 18 can be frozen in the tunnel 18. Work can be reduced compared to the conventional method.

また本実施形態によれば、セグメント11は、複数の板状部材(主桁15、継手板16)によって構成される鋼製の枠体12と、枠体12の地山側を塞ぐように配置される鋼製のスキンプレート13と、を有する。第1冷媒流通管2は、その少なくとも一部(冷媒流通部材20)が、スキンプレート13における地山側と反対の側の面(内面13b)に接触するようにスキンプレート13に沿って延びている。また、第1冷媒流通管2は、その少なくとも一部(冷媒流通部材20)が、セグメント11のスキンプレート13における地山側と反対の側の面(内面13b)に貼り付けられている。それゆえ、第1冷媒流通管2内を流通する二次冷媒である液化二酸化炭素が、トンネル18の周辺地盤からスキンプレート13を介して良好に受熱することができる。 Further, according to the present embodiment, the segment 11 is arranged so as to block the steel frame body 12 composed of a plurality of plate-shaped members (main girder 15, joint plate 16) and the ground side of the frame body 12. It has a steel skin plate 13. The first refrigerant flow pipe 2 extends along the skin plate 13 so that at least a part thereof (refrigerant flow member 20) comes into contact with the surface (inner surface 13b) of the skin plate 13 opposite to the ground side. .. Further, at least a part (refrigerant flow member 20) of the first refrigerant flow pipe 2 is attached to the surface (inner surface 13b) of the skin plate 13 of the segment 11 opposite to the ground side. Therefore, the liquefied carbon dioxide, which is the secondary refrigerant flowing in the first refrigerant flow pipe 2, can be satisfactorily received from the ground around the tunnel 18 through the skin plate 13.

次に、前述の第1実施形態の変形態様について説明する。
図2に示すように、スキンプレート13の内面13bは、トンネル18のトンネル周方向に沿うように湾曲した湾曲面となっている。セグメント11については、地上の工場での製造時に、スキンプレート13の内面13b(湾曲面)に微小な不陸が形成され得る。セグメント11を製造する地上の工場にて冷媒流通部材20をスキンプレート13の内面13bに貼り付ける際に、冷媒流通部材20の表面20aとスキンプレート13の内面13bとの間に前記不陸による空隙が生じると、この空隙が二次冷媒(液化二酸化炭素)とトンネル18の周辺地盤との熱交換の妨げになる。ゆえに、本変形態様では、地上の工場にて、冷媒流通部材20の表面20aとスキンプレート13の内面13bとの間に充填材(換言すれば不陸調整材又は間詰め材)を充填する。この充填材の充填作業は、セグメント11の製造と、第1冷媒流通管2のスキンプレート13への設置(貼り付け)とを行う地上の工場にて行われることが好ましい。すなわち、この充填材の充填作業は、セグメント11を組み立ててトンネル18を構築するに先立って行われ得る。ここで、充填材(換言すれば不陸調整材又は間詰め材)としては、例えばエポキシ樹脂モルタル、セメントペースト、モルタルなどを用いることができる。樹脂系の接着剤を充填材(換言すれば不陸調整材又は間詰め材)として使用してもよい。従って、本変形態様では、冷媒流通部材20は、スキンプレート13の内面13bとの間に充填材を介在させた状態で、スキンプレート13の内面13bに貼り付けられている。このように、スキンプレート13の内面13bとの間に充填材が充填された冷媒流通部材20であっても、トンネル18の構築後(セグメント11の組み立て後)の地山の圧力によるスキンプレート13の変形に追従して変形可能である。
Next, a modification of the above-mentioned first embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the inner surface 13b of the skin plate 13 is a curved surface curved along the tunnel circumferential direction of the tunnel 18. For the segment 11, a minute non-landing may be formed on the inner surface 13b (curved surface) of the skin plate 13 during manufacturing at a factory on the ground. When the refrigerant flow member 20 is attached to the inner surface 13b of the skin plate 13 at a factory on the ground where the segment 11 is manufactured, a gap due to the non-landing is formed between the surface 20a of the refrigerant flow member 20 and the inner surface 13b of the skin plate 13. When this occurs, this void interferes with heat exchange between the secondary refrigerant (liquefied carbon dioxide) and the ground around the tunnel 18. Therefore, in this modification, a filler (in other words, a non-landing adjusting material or a filling material) is filled between the surface 20a of the refrigerant flow member 20 and the inner surface 13b of the skin plate 13 in the factory on the ground. It is preferable that the filling work of the filler is performed in a factory on the ground where the segment 11 is manufactured and the first refrigerant flow pipe 2 is installed (pasted) on the skin plate 13. That is, the filling operation of this filler can be performed prior to assembling the segment 11 to construct the tunnel 18. Here, as the filler (in other words, the non-landing adjusting material or the filling material), for example, an epoxy resin mortar, a cement paste, a mortar or the like can be used. A resin-based adhesive may be used as a filler (in other words, a non-landing adjusting material or a filling material). Therefore, in this modification, the refrigerant flow member 20 is attached to the inner surface 13b of the skin plate 13 with the filler interposed between the inner surface 13b of the skin plate 13. As described above, even in the refrigerant flow member 20 in which the filler is filled between the inner surface 13b of the skin plate 13 and the skin plate 13 due to the pressure of the ground after the construction of the tunnel 18 (after the assembly of the segment 11). It can be deformed according to the deformation of.

特に本変形態様によれば、第1冷媒流通管2を有するセグメント11は、第1冷媒流通管2とスキンプレート13の内面13bとの間に介装された充填材(換言すれば不陸調整材又は間詰め材)を更に有する。これにより、二次冷媒(液化二酸化炭素)とトンネル18の周辺地盤との熱交換を効率良く行うことができる。 In particular, according to this modification, the segment 11 having the first refrigerant flow pipe 2 is a filler interposed between the first refrigerant flow pipe 2 and the inner surface 13b of the skin plate 13 (in other words, non-landing adjustment). It also has a material or a filling material). As a result, heat exchange between the secondary refrigerant (liquefied carbon dioxide) and the ground around the tunnel 18 can be efficiently performed.

図8は本発明の第2実施形態における、冷媒流通部材20を覆う断熱材28を示す図である。
前述の第1実施形態及びその変形態様と異なる点について説明する。
FIG. 8 is a diagram showing a heat insulating material 28 covering the refrigerant flow member 20 in the second embodiment of the present invention.
The points different from the above-mentioned first embodiment and its modification will be described.

本実施形態では、第1冷媒流通管2をセグメント11のスキンプレート13の内面13bに貼り付ける作業と、第1冷媒流通管2を覆うように断熱材28をセグメント11に設ける作業とが、セグメント11を製造する地上の工場で行われ得る。
断熱材28は、少なくとも、冷媒流通部材20の表面20b(前述の表面20aと反対の側の表面)を覆うようにセグメント11に設けられる。断熱材28としては、例えば発泡ウレタンなどが用いられ得る。
In the present embodiment, the work of attaching the first refrigerant flow pipe 2 to the inner surface 13b of the skin plate 13 of the segment 11 and the work of providing the heat insulating material 28 on the segment 11 so as to cover the first refrigerant flow pipe 2 are segments. It can be done in a ground-based factory that manufactures 11.
The heat insulating material 28 is provided on the segment 11 so as to cover at least the surface 20b of the refrigerant flow member 20 (the surface on the side opposite to the above-mentioned surface 20a). As the heat insulating material 28, for example, urethane foam may be used.

特に本実施形態によれば、セグメント11を組み立ててトンネル18を構築するに先立って、セグメント11に設けられた第1冷媒流通管2を覆うように断熱材28をセグメント11に設ける。これにより、第1冷媒流通管2の露出部分を減らすことができるので、トンネル18の周辺地盤を効率良く凍結させることができる。 In particular, according to the present embodiment, prior to assembling the segment 11 to construct the tunnel 18, the heat insulating material 28 is provided in the segment 11 so as to cover the first refrigerant flow pipe 2 provided in the segment 11. As a result, the exposed portion of the first refrigerant flow pipe 2 can be reduced, so that the ground around the tunnel 18 can be efficiently frozen.

また本実施形態によれば、地盤凍結装置1は、セグメント11に設けられた第1冷媒流通管2を覆う断熱材28を有する。これにより、第1冷媒流通管2の露出部分を減らすことができるので、トンネル18の周辺地盤を効率良く凍結させることができる。 Further, according to the present embodiment, the ground freezing device 1 has a heat insulating material 28 that covers the first refrigerant flow pipe 2 provided in the segment 11. As a result, the exposed portion of the first refrigerant flow pipe 2 can be reduced, so that the ground around the tunnel 18 can be efficiently frozen.

図9は、本発明の第3実施形態における第1冷媒流通管2を有するセグメント40を示す斜視図である。
前述の第1実施形態及びその変形態様と異なる点について説明する。
FIG. 9 is a perspective view showing a segment 40 having a first refrigerant flow pipe 2 according to a third embodiment of the present invention.
The points different from the above-mentioned first embodiment and its modification will be described.

本実施形態では、枠体12とスキンプレート13とによって囲まれる空間内に、コンクリート41が充填されている。すなわち、図9に示すセグメント40は合成セグメントであり、枠体12とスキンプレート13と縦リブ14とを有するセグメント11(鋼製セグメント)の内部空間にコンクリート41が充填されて形成されている。 In the present embodiment, the concrete 41 is filled in the space surrounded by the frame body 12 and the skin plate 13. That is, the segment 40 shown in FIG. 9 is a synthetic segment, and is formed by filling the internal space of the segment 11 (steel segment) having the frame body 12, the skin plate 13, and the vertical ribs 14 with concrete 41.

セグメント40を製造する地上の工場では、第1冷媒流通管2をスキンプレート13の内面13bに貼り付ける作業を行った後に、引き続き、このコンクリート41の充填作業を行う。 In the factory on the ground where the segment 40 is manufactured, after the work of attaching the first refrigerant flow pipe 2 to the inner surface 13b of the skin plate 13, the concrete 41 is subsequently filled.

本実施形態では、第1冷媒流通管2のうち接続口23a,23bがコンクリート41の内面41aから突出して露出している。ここでコンクリート41の内面41aとはトンネル18の内面(内壁面)を構成し得る表面である。
第1冷媒流通管2のうち接続口23a,23b以外の部分は、コンクリート41内に埋設されている。
In the present embodiment, the connection ports 23a and 23b of the first refrigerant flow pipe 2 project from the inner surface 41a of the concrete 41 and are exposed. Here, the inner surface 41a of the concrete 41 is a surface that can form the inner surface (inner wall surface) of the tunnel 18.
The portion of the first refrigerant flow pipe 2 other than the connection ports 23a and 23b is embedded in the concrete 41.

特に本実施形態によれば、セグメント40を組み立ててトンネル18を構築するに先立って、セグメント11の枠体12内にコンクリート41を充填する。第1冷媒流通管2は、その冷媒流入口部及び冷媒排出口部(接続口23a,23b)がそれぞれコンクリート41外に露出して、残部(第1冷媒流通管2のうち接続口23a,23b以外の部分)がコンクリート41内に埋設される。これにより、コンクリート41が前述の断熱材28として機能し得るので、第1冷媒流通管2の露出部分を減らすことができ、ひいては、トンネル18の周辺地盤を効率良く凍結させることができる。 In particular, according to the present embodiment, the concrete 41 is filled in the frame 12 of the segment 11 prior to assembling the segment 40 to construct the tunnel 18. The refrigerant inflow port and the refrigerant discharge port (connection ports 23a and 23b) of the first refrigerant flow pipe 2 are exposed to the outside of the concrete 41, respectively, and the remaining portion (connection ports 23a and 23b of the first refrigerant flow pipe 2) is exposed. (Other than that) is buried in the concrete 41. As a result, since the concrete 41 can function as the above-mentioned heat insulating material 28, the exposed portion of the first refrigerant flow pipe 2 can be reduced, and the ground around the tunnel 18 can be efficiently frozen.

図10は、本発明の第4実施形態における第1冷媒流通管2を有するセグメント50を示す斜視図である。
前述の第1実施形態及びその変形態様と異なる点について説明する。
FIG. 10 is a perspective view showing a segment 50 having a first refrigerant flow pipe 2 according to a fourth embodiment of the present invention.
The points different from the above-mentioned first embodiment and its modification will be described.

セグメント50はRCセグメントである。すなわち、セグメント50の本体51はコンクリート製である。
セグメント50を製造する地上の工場では、本体51の製造時に第1冷媒流通管2のうち接続口23a,23b以外の部分を本体51内に埋設する。
The segment 50 is an RC segment. That is, the main body 51 of the segment 50 is made of concrete.
In the factory on the ground where the segment 50 is manufactured, the portion of the first refrigerant flow pipe 2 other than the connection ports 23a and 23b is embedded in the main body 51 when the main body 51 is manufactured.

本実施形態では、第1冷媒流通管2のうち接続口23a,23bが本体51の内面51aから突出して露出している。ここで本体51の内面51aとはトンネル18の内面(内壁面)を構成し得る表面である。本体51の外面51bとは、内面51aと反対の側の表面であり、また、トンネル18の外面(地山側表面)に対応する表面である。 In the present embodiment, the connection ports 23a and 23b of the first refrigerant flow pipe 2 project from the inner surface 51a of the main body 51 and are exposed. Here, the inner surface 51a of the main body 51 is a surface that can form the inner surface (inner wall surface) of the tunnel 18. The outer surface 51b of the main body 51 is a surface on the side opposite to the inner surface 51a, and is a surface corresponding to the outer surface (ground side surface) of the tunnel 18.

本体51を、その厚さ方向(トンネル径方向)に同じ厚さとなるように2つの層に分けて、この2つの層のうち、外面51bを含む層を第1の層とし、内面51aを含む層を第2の層とした場合に、前記第1の層内に冷媒流通部材20が位置することが好ましい。すなわち、本体51の外面51b側の半分内に冷媒流通部材20(第1冷媒流通管2)が位置することが好ましい。 The main body 51 is divided into two layers so as to have the same thickness in the thickness direction (tunnel radial direction), and of these two layers, the layer including the outer surface 51b is used as the first layer, and the inner surface 51a is included. When the layer is a second layer, it is preferable that the refrigerant flow member 20 is located in the first layer. That is, it is preferable that the refrigerant flow member 20 (first refrigerant flow tube 2) is located in the half of the main body 51 on the outer surface 51b side.

第1冷媒流通管2を構成する冷媒流通部材20の表面20aは、本体51の外面51bの近傍に位置することが好ましい。また、第1冷媒流通管2を構成する冷媒流通部材20の表面20aは、本体51の外面51bと面一であってもよい。
尚、複数のセグメント50が組み立てられてトンネル18が構築された状態で、冷媒流通部材20はトンネル軸方向に延びる。
The surface 20a of the refrigerant flow member 20 constituting the first refrigerant flow pipe 2 is preferably located in the vicinity of the outer surface 51b of the main body 51. Further, the surface 20a of the refrigerant flow member 20 constituting the first refrigerant flow pipe 2 may be flush with the outer surface 51b of the main body 51.
In a state where the plurality of segments 50 are assembled to construct the tunnel 18, the refrigerant flow member 20 extends in the direction of the tunnel axis.

特に本実施形態によれば、セグメント50は、その本体51がコンクリート製である。第1冷媒流通管2は、その冷媒流入口部及び冷媒排出口部(接続口23a,23b)がそれぞれ本体51外に露出して、残部(第1冷媒流通管2のうち接続口23a,23b以外の部分)が本体51内に埋設されている。それゆえ、第1冷媒流通管2が一体化されたセグメント50を用いてトンネル18の周辺地盤の凍結を行うことができる。 In particular, according to the present embodiment, the main body 51 of the segment 50 is made of concrete. The refrigerant inflow port and the refrigerant discharge port (connection ports 23a and 23b) of the first refrigerant flow pipe 2 are exposed to the outside of the main body 51, respectively, and the remaining portion (connection ports 23a and 23b of the first refrigerant flow pipe 2) is exposed. A portion other than the above) is embedded in the main body 51. Therefore, the ground around the tunnel 18 can be frozen by using the segment 50 in which the first refrigerant flow pipe 2 is integrated.

尚、前述の第3及び第4実施形態において、前述の断熱材28により、冷媒流通部材20の表面20b(前述の表面20aと反対の側の表面)を覆ってもよい。 In the third and fourth embodiments described above, the surface 20b of the refrigerant flow member 20 (the surface opposite to the surface 20a described above) may be covered with the heat insulating material 28 described above.

また、前述の第3及び第4実施形態では、第1冷媒流通管2のうち接続口23a,23b以外の部分をコンクリート41内及び本体51内に埋設しているが、これに代えて、冷媒流通部材20をコンクリート41の内面41a及び本体51の内面51aに貼り付けてもよい。また、この場合においても、前述の断熱材28により、冷媒流通部材20の表面20b(前述の表面20aと反対の側の表面)を覆ってもよい。また、この場合においても、前述の第1実施形態の変形態様と同様に、冷媒流通部材20の表面20aとコンクリート41の内面41a及び本体51の内面51aとの間に充填材(換言すれば不陸調整材又は間詰め材)を介在させてもよい。 Further, in the above-mentioned third and fourth embodiments, the portions of the first refrigerant flow pipe 2 other than the connection ports 23a and 23b are embedded in the concrete 41 and the main body 51, but instead of this, the refrigerant is used. The flow member 20 may be attached to the inner surface 41a of the concrete 41 and the inner surface 51a of the main body 51. Further, in this case as well, the surface 20b of the refrigerant flow member 20 (the surface on the side opposite to the surface 20a described above) may be covered with the heat insulating material 28 described above. Further, also in this case, as in the modification of the first embodiment described above, there is a filler (in other words, no filling material) between the surface 20a of the refrigerant flow member 20 and the inner surface 41a of the concrete 41 and the inner surface 51a of the main body 51. Land adjustment material or padding material) may be interposed.

また、前述の断熱材28については、冷媒流通部材20の表面20b(前述の表面20aと反対の側の表面)を覆うのみならず、ソケット21a,21bと、管状部材22a,22bのうち接続口23a,23b以外の部分とを覆ってもよいことは言うまでもない。 Further, the heat insulating material 28 not only covers the surface 20b of the refrigerant flow member 20 (the surface opposite to the surface 20a), but also connects the sockets 21a and 21b and the tubular members 22a and 22b. Needless to say, the parts other than 23a and 23b may be covered.

また、前述の第1~第4実施形態では、冷媒流通部材20の複数の微小冷媒流路24を、二次冷媒である液化二酸化炭素が同じ方向に流れるように構成されているが、この他、冷媒流通部材20の複数の微小冷媒流路24のうちの一部での液化二酸化炭素の流れ方向と残部での液化二酸化炭素の流れ方向とを互いに異ならせてもよい。 Further, in the above-mentioned first to fourth embodiments, the liquefied carbon dioxide, which is a secondary refrigerant, is configured to flow in the same direction through the plurality of minute refrigerant flow paths 24 of the refrigerant flow member 20. The flow direction of liquefied carbon dioxide in a part of the plurality of minute refrigerant flow paths 24 of the refrigerant flow member 20 and the flow direction of liquefied carbon dioxide in the rest may be different from each other.

また、前述の第1~第4実施形態では、冷媒流通部材20が、微小冷媒流路24を有する扁平な部材で構成されているが、冷媒流通部材20の構成はこれに限らない。 Further, in the above-mentioned first to fourth embodiments, the refrigerant flow member 20 is composed of a flat member having a minute refrigerant flow path 24, but the structure of the refrigerant flow member 20 is not limited to this.

また、前述の第1~第4実施形態では、第1冷媒流通管2が冷媒流通部材20とソケット21a,21bと管状部材22a,22bとにより構成されているが、第1冷媒流通管2の構成はこれに限らない。 Further, in the above-mentioned first to fourth embodiments, the first refrigerant flow pipe 2 is composed of the refrigerant flow member 20, the sockets 21a and 21b, and the tubular members 22a and 22b. The configuration is not limited to this.

また、前述の第1~第3実施形態では、セグメント11,40のスキンプレート13の内面13bに設けられた第1冷媒流通管2がスキンプレート13に沿って直線状に延びているが、この他、第1冷媒流通管2は、スキンプレート13に沿って矩形波状又はつづら折り状(ジグザグ状)に延びてもよい。 Further, in the above-mentioned first to third embodiments, the first refrigerant flow pipe 2 provided on the inner surface 13b of the skin plates 13 of the segments 11 and 40 extends linearly along the skin plate 13. In addition, the first refrigerant flow pipe 2 may extend in a rectangular wavy shape or a zigzag shape along the skin plate 13.

また、前述の第4実施形態では、セグメント50の本体51に設けられた第1冷媒流通管2が本体51の外面51bに沿って直線状に延びているが、この他、第1冷媒流通管2は、本体51の外面51bに沿って矩形波状又はつづら折り状(ジグザグ状)に延びてもよい。 Further, in the above-mentioned fourth embodiment, the first refrigerant flow pipe 2 provided in the main body 51 of the segment 50 extends linearly along the outer surface 51b of the main body 51, but in addition to this, the first refrigerant flow pipe 2 may extend in a rectangular wavy shape or a zigzag shape along the outer surface 51b of the main body 51.

また、前述の第1~第4実施形態では、第1冷媒流通管2を有するセグメント11,40,50を用いて、シールド工法でトンネル18を構築する例を説明したが、これに代えて、第1冷媒流通管2を有する弧状又はリング状のセグメントを用いて、推進工法でトンネルを構築してもよい。すなわち、第1冷媒流通管2を有するセグメントは、弧状に限らず、リング状であってもよい。 Further, in the above-mentioned first to fourth embodiments, an example in which the tunnel 18 is constructed by the shield method using the segments 11, 40, and 50 having the first refrigerant flow pipe 2 has been described. A tunnel may be constructed by a propulsion method using an arc-shaped or ring-shaped segment having a first refrigerant flow pipe 2. That is, the segment having the first refrigerant flow pipe 2 is not limited to the arc shape, but may be a ring shape.

また、第1冷媒流通管2を有するセグメントを組み立てて構築されるトンネルの断面形状は円形状に限らず、例えば楕円状、又は矩形状であってもよい。 Further, the cross-sectional shape of the tunnel constructed by assembling the segment having the first refrigerant flow pipe 2 is not limited to a circular shape, and may be, for example, an elliptical shape or a rectangular shape.

また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
尚、特願2017-046450号の出願当初の請求項は以下の通りであった。
[請求項1]
第1冷媒流通管を有するセグメントを組み立てて筒状のトンネルを構築する工程と、
前記トンネルにて隣り合う前記セグメント同士の各々の前記第1冷媒流通管同士を第2冷媒流通管を介して連結する工程と、
前記第1冷媒流通管内及び前記第2冷媒流通管内に冷媒を流通させて、前記トンネルの周辺地盤を凍結させる工程と、
を含む、地盤凍結方法。
[請求項2]
前記セグメントは鋼製であり、
前記第1冷媒流通管は、その少なくとも一部が、前記セグメントのスキンプレートの内面に貼り付けられている、請求項1に記載の地盤凍結方法。
[請求項3]
前記トンネルにて隣り合う前記セグメント同士は、各々の板状部材が互いに接触した状態で連結されており、
前記第2冷媒流通管は、前記板状部材を跨ぐように延びている、請求項2に記載の地盤凍結方法。
[請求項4]
前記セグメントを組み立てて前記トンネルを構築するに先立って、前記セグメントの枠体内にコンクリートを充填し、
前記第1冷媒流通管は、その冷媒流入口部及び冷媒排出口部がそれぞれ前記コンクリート外に露出して、残部が前記コンクリート内に埋設される、請求項2又は請求項3に記載の地盤凍結方法。
[請求項5]
前記セグメントは、その本体がコンクリート製であり、
前記第1冷媒流通管は、その冷媒流入口部及び冷媒排出口部がそれぞれ前記本体外に露出して、残部が前記本体内に埋設されている、請求項1に記載の地盤凍結方法。
[請求項6]
前記セグメントを組み立てて前記トンネルを構築するに先立って、前記セグメントに設けられた前記第1冷媒流通管を覆うように断熱材を前記セグメントに設ける、請求項1~請求項5のいずれか1つに記載の地盤凍結方法。
[請求項7]
前記第2冷媒流通管は前記第1冷媒流通管に着脱可能に取り付けられる、請求項1~請求項6のいずれか1つに記載の地盤凍結方法。
[請求項8]
地中に構築される筒状のトンネルの周辺地盤を凍結する装置であって、
前記トンネルを構成するセグメントに設けられた第1冷媒流通管と、
前記トンネルにて隣り合う前記セグメント同士の各々の前記第1冷媒流通管同士を連結する第2冷媒流通管と、
前記第1冷媒流通管内及び前記第2冷媒流通管内に冷媒を供給する冷媒供給装置と、
を有する、地盤凍結装置。
[請求項9]
前記セグメントは、
複数の板状部材によって構成される鋼製の枠体と、
前記枠体の地山側を塞ぐように配置される鋼製のスキンプレートと、
を有し、
前記第1冷媒流通管は、その少なくとも一部が、前記スキンプレートにおける地山側と反対の側の面に貼り付けられている、請求項8に記載の地盤凍結装置。
[請求項10]
前記トンネルにて隣り合う前記セグメント同士は、各々の前記板状部材が互いに接触した状態で連結されており、
前記第2冷媒流通管は、前記接触した状態の前記板状部材を跨ぐように延びている、請求項9に記載の地盤凍結装置。
[請求項11]
前記枠体内にはコンクリートが充填されており、
前記第1冷媒流通管は、その冷媒流入口部及び冷媒排出口部がそれぞれ前記コンクリート外に露出して、残部が前記コンクリート内に埋設されている、請求項9又は請求項10に記載の地盤凍結装置。
[請求項12]
前記セグメントは、その本体がコンクリート製であり、
前記第1冷媒流通管は、その冷媒流入口部及び冷媒排出口部がそれぞれ前記本体外に露出して、残部が前記本体内に埋設されている、請求項8に記載の地盤凍結装置。
[請求項13]
前記セグメントに設けられた前記第1冷媒流通管を覆う断熱材を更に有する、請求項8~請求項12のいずれか1つに記載の地盤凍結装置。
[請求項14]
前記第2冷媒流通管は前記第1冷媒流通管に着脱可能に取り付けられる、請求項8~請求項13のいずれか1つに記載の地盤凍結装置。
Further, the illustrated embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention is in addition to those directly shown by the described embodiments, and various improvements and improvements made by those skilled in the art within the scope of the claims. It goes without saying that it involves changes.
The initial claims of Japanese Patent Application No. 2017-846450 were as follows.
[Claim 1]
The process of assembling the segment having the first refrigerant flow pipe to construct a tubular tunnel,
A step of connecting the first refrigerant flow pipes of adjacent segments adjacent to each other in the tunnel via a second refrigerant flow pipe.
A step of circulating a refrigerant in the first refrigerant flow pipe and the second refrigerant flow pipe to freeze the ground around the tunnel.
Ground freezing methods, including.
[Claim 2]
The segment is made of steel
The ground freezing method according to claim 1, wherein at least a part of the first refrigerant flow pipe is attached to the inner surface of the skin plate of the segment.
[Claim 3]
The segments adjacent to each other in the tunnel are connected to each other in a state where the plate-shaped members are in contact with each other.
The ground freezing method according to claim 2, wherein the second refrigerant flow pipe extends so as to straddle the plate-shaped member.
[Claim 4]
Prior to assembling the segment and constructing the tunnel, concrete is filled in the frame of the segment.
The ground freeze according to claim 2 or 3, wherein the refrigerant inlet portion and the refrigerant discharge port portion of the first refrigerant flow pipe are exposed to the outside of the concrete, and the rest is buried in the concrete. Method.
[Claim 5]
The segment has a concrete body and is made of concrete.
The ground freezing method according to claim 1, wherein the refrigerant inlet portion and the refrigerant discharge port portion of the first refrigerant flow pipe are exposed to the outside of the main body, and the rest is embedded in the main body.
[Claim 6]
One of claims 1 to 5, wherein a heat insulating material is provided in the segment so as to cover the first refrigerant flow pipe provided in the segment prior to assembling the segment to construct the tunnel. The ground freezing method described in.
[Claim 7]
The ground freezing method according to any one of claims 1 to 6, wherein the second refrigerant flow pipe is detachably attached to the first refrigerant flow pipe.
[Claim 8]
A device that freezes the ground around a tubular tunnel constructed in the ground.
The first refrigerant flow pipe provided in the segment constituting the tunnel,
A second refrigerant flow pipe connecting the first refrigerant flow pipes of each of the adjacent segments in the tunnel, and a second refrigerant flow pipe.
A refrigerant supply device that supplies a refrigerant into the first refrigerant flow pipe and the second refrigerant flow pipe,
Has a ground freezing device.
[Claim 9]
The segment is
A steel frame composed of multiple plate-shaped members and
A steel skin plate arranged so as to block the ground side of the frame, and
Have,
The ground freezing device according to claim 8, wherein at least a part of the first refrigerant flow pipe is attached to the surface of the skin plate on the side opposite to the ground side.
[Claim 10]
The segments adjacent to each other in the tunnel are connected to each other in a state where the plate-shaped members are in contact with each other.
The ground freezing device according to claim 9, wherein the second refrigerant flow pipe extends so as to straddle the plate-shaped member in contact with the second refrigerant flow pipe.
[Claim 11]
The inside of the frame is filled with concrete,
The ground according to claim 9 or 10, wherein the refrigerant inlet portion and the refrigerant discharge port portion of the first refrigerant flow pipe are exposed outside the concrete, and the rest is buried in the concrete. Freezing device.
[Claim 12]
The segment has a concrete body and is made of concrete.
The ground freezing device according to claim 8, wherein the first refrigerant flow pipe has a refrigerant inlet portion and a refrigerant discharge port exposed to the outside of the main body, and the rest thereof is embedded in the main body.
[Claim 13]
The ground freezing device according to any one of claims 8 to 12, further comprising a heat insulating material for covering the first refrigerant flow pipe provided in the segment.
[Claim 14]
The ground freezing device according to any one of claims 8 to 13, wherein the second refrigerant flow pipe is detachably attached to the first refrigerant flow pipe.

1 地盤凍結装置
2 第1冷媒流通管
3 第2冷媒流通管
4 冷媒循環ポンプ
5 冷却装置
6 液化器
7 凝縮器
8 冷却塔
11 セグメント
12 枠体
13 スキンプレート
13a 外面
13b 内面
14 縦リブ
15 主桁
16 継手板
18 トンネル
20 冷媒流通部材
20a,20b 表面
21a,21b ソケット
22a,22b 管状部材
23a,23b 接続口
24 微小冷媒流路
26 継手部材
28 断熱材
29 冷媒流通管
30,31 第2冷媒流通管
40 セグメント
41 コンクリート
41a 内面
50 セグメント
51 本体
51a 内面
51b 外面
1 Ground freezing device 2 1st refrigerant flow pipe 3 2nd refrigerant flow pipe 4 Refrigerant circulation pump 5 Cooling device 6 Liquefizer 7 Condensator 8 Cooling tower 11 Segment 12 Frame 13 Skin plate 13a Outer surface 13b Inner surface 14 Vertical rib 15 Main girder 16 Joint plate 18 Tunnel 20 Refrigerant flow member 20a, 20b Surface 21a, 21b Socket 22a, 22b Tubular member 23a, 23b Connection port 24 Micro refrigerant flow path 26 Joint member 28 Insulation material 29 Refrigerant flow pipe 30, 31 Second refrigerant flow pipe 40 Segment 41 Concrete 41a Inner surface 50 Segment 51 Main body 51a Inner surface 51b Outer surface

Claims (4)

地中に構築される筒状のトンネルの周辺地盤を凍結する装置であって、
前記トンネルを構成するセグメントに設けられた第1冷媒流通管と、
前記トンネルにて隣り合う前記セグメント同士の各々の前記第1冷媒流通管同士を連通する第2冷媒流通管と、
前記第1冷媒流通管内及び前記第2冷媒流通管内に冷媒を供給する冷媒供給装置と、
を有し、
前記セグメントは、枠体と、前記枠体の地山側を塞ぐように配置されるスキンプレートと、を有し、
前記第1冷媒流通管は、前記スキンプレートにおける地山側と反対の側の面に、前記スキンプレートに沿って延び接触するように配置されている、地盤凍結装置。
A device that freezes the ground around a tubular tunnel constructed in the ground.
The first refrigerant flow pipe provided in the segment constituting the tunnel,
A second refrigerant flow pipe that communicates with each other of the first refrigerant flow pipes of the segments adjacent to each other in the tunnel.
A refrigerant supply device that supplies a refrigerant into the first refrigerant flow pipe and the second refrigerant flow pipe ,
Have,
The segment has a frame and a skin plate arranged so as to close the ground side of the frame.
The ground freezing device is arranged such that the first refrigerant flow pipe extends along the skin plate and comes into contact with the surface of the skin plate on the side opposite to the ground side.
前記枠体は、複数の板状部材によって構成され、The frame body is composed of a plurality of plate-shaped members, and is composed of a plurality of plate-shaped members.
前記トンネルにて隣り合う前記セグメント同士は、各々の前記板状部材が互いに接触した状態で連結されており、The segments adjacent to each other in the tunnel are connected to each other in a state where the plate-shaped members are in contact with each other.
前記第2冷媒流通管は、前記互いに接触した状態の前記板状部材を跨ぐように延びている、請求項1に記載の地盤凍結装置。The ground freezing device according to claim 1, wherein the second refrigerant flow pipe extends so as to straddle the plate-shaped members in contact with each other.
地中に構築される筒状のトンネルの周辺地盤を凍結する装置であって、
前記トンネルを構成するセグメントに設けられた複数の第1冷媒流通管と、
前記第1冷媒流通管同士を連通する第2冷媒流通管と、
前記第1冷媒流通管内及び前記第2冷媒流通管内に冷媒を供給する冷媒供給装置と、
を有し、
前記セグメントは、一対の主桁及び一対の継手板により構成される枠体と、前記枠体の地山側を塞ぐように配置されるスキンプレートと、前記継手板間にて前記主桁同士を接続する複数の縦リブと、を有し、
前記第1冷媒流通管は、前記スキンプレートにおける地山側と反対の側の面に、前記スキンプレートに沿って延び接触するように配置されており、
前記第1冷媒流通管同士の間に前記縦リブが配置され、
前記第2冷媒流通管は、前記縦リブを跨ぐように延びている、地盤凍結装置。
A device that freezes the ground around a tubular tunnel constructed in the ground.
A plurality of first refrigerant flow pipes provided in the segments constituting the tunnel, and
A second refrigerant flow pipe that communicates the first refrigerant flow pipes with each other,
A refrigerant supply device that supplies a refrigerant into the first refrigerant flow pipe and the second refrigerant flow pipe ,
Have,
The segment connects the main girders to each other between a frame body composed of a pair of main girders and a pair of joint plates , a skin plate arranged so as to close the ground side of the frame body, and the joint plates. With multiple vertical ribs ,
The first refrigerant flow pipe is arranged so as to extend and contact the surface of the skin plate on the side opposite to the ground side along the skin plate .
The vertical ribs are arranged between the first refrigerant flow pipes, and the vertical ribs are arranged.
The second refrigerant flow pipe is a ground freezing device extending so as to straddle the vertical ribs .
前記スキンプレートにおける地山側と反対の側の面と前記第1冷媒流通管との間に介装された充填材を更に有する、請求項1~請求項3のいずれか1つに記載の地盤凍結装置。 The ground freeze according to any one of claims 1 to 3, further comprising a filler interposed between the surface of the skin plate on the side opposite to the ground side and the first refrigerant flow pipe. Device.
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