JP7220959B2 - Ground Freezing Method, Freezing Pipe Unit - Google Patents

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Description

本発明は、地盤中に設置した凍結管に冷却材を循環させて、周囲の地盤を凍結させる地盤凍結工法および凍結管ユニットに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ground freezing construction method and a freezing pipe unit for freezing the surrounding ground by circulating a coolant through freezing pipes installed in the ground.

地盤中に設置した凍結管に対して、冷凍機で冷却された冷却材(ブライン)を循環させることにより、冷却材の冷熱で凍結管の周囲の地盤を凍結させるブライン循環方式の地盤凍結工法がある。この地盤凍結工法は、近年、たとえば特許文献1および特許文献2に開示されているような、大深度において大断面の地中構造物を構築する際に、周囲の地盤の安定化と止水を図る防護工として採用されている。 The ground freezing method of the brine circulation method freezes the ground around the frozen pipe with the cold heat of the coolant (brine) that is cooled by a refrigerator and circulates through the frozen pipe installed in the ground. be. In recent years, this ground freezing method has been used to stabilize the surrounding ground and stop water leakage when constructing underground structures with large cross-sections at great depths, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example. It is adopted as a protective work to plan.

ブライン循環方式の地盤凍結工法で用いられる凍結管ユニットには、特許文献3の図4に開示されているように、凍結管、供給管、回収管、およびパッカーが備わっている。特許文献3では、凍結管の両端部には、地盤改良用の有孔鋼管が接続されている。凍結管の一方側(先端側)は充填材で閉塞され、他方側は単一のパッカーで閉塞されている。パッカーは凍結管内ではなく、有孔鋼管内に挿入されている。凍結管内の充填材近傍には、供給管の先端部が配置され、パッカーの近傍には、回収管の先端部が配置されている。供給管と回収管の中間部は、パッカーにより保持され、後端部は冷凍機に連結されている。そして、冷凍機で冷却された冷却材を供給管を通して凍結管内の所定区間内に供給し、所定区間内から冷却材を回収管を通して冷凍機へ回収するように、当該冷却材を循環させて、所定区間の周囲の地盤を凍結させる。また、これとは逆に、凍結管の先端側をパッカーで閉塞する工法もある(たとえば特許文献4)。 A freeze pipe unit used in a brine circulation ground freezing method includes a freeze pipe, a supply pipe, a recovery pipe, and a packer, as disclosed in FIG. 4 of Patent Document 3. In Patent Document 3, perforated steel pipes for ground improvement are connected to both ends of the frozen pipe. One side (tip side) of the cryo-tube is closed with a packing material and the other side is closed with a single packer. The packer is inserted in the perforated steel tube, not in the frozen tube. The tip of the supply tube is arranged in the vicinity of the filler in the freezing tube, and the tip of the recovery tube is arranged in the vicinity of the packer. The middle part of the supply pipe and the recovery pipe is held by a packer, and the rear end part is connected to the refrigerator. Then, the coolant cooled by the refrigerator is supplied through the supply pipe into a predetermined section in the freezing pipe, and the coolant is circulated so as to be recovered from the predetermined section to the refrigerator through the recovery pipe, Freeze the ground around a given section. Conversely, there is also a method of closing the tip side of the freezing tube with a packer (for example, Patent Document 4).

一方、特許文献5には、液化炭酸ガスを地盤中に噴射して、その気化熱により周囲の地盤を凍結させる炭酸ガス噴射方式の地盤凍結工法が開示されている。この地盤凍結工法で用いられる凍結管ユニットには、いわゆるスリーブパイプから成るパイプ材と、パイプ材内に挿入される圧送パイプ、2本の内管、およびパッカーとが備わっている。圧送パイプは、パッカーにより保持されている。2本の内管は、パッカーに連結されている。パッカー、圧送パイプ、および内管は、パイプ材内で管軸方向に移動可能である。パイプ材の所定位置に設けられた噴射孔の近傍に二重パッカーを位置させた後、空気供給源から圧縮空気を一方の内管を通して二重パッカー内に供給して、二重パッカーを膨張させ、パイプ材内の噴射孔に対して管軸方向の両側を二重パッカーで閉塞する(特許文献5の図4参照)。または、パイプ材内の噴射孔に対して管軸方向の一方側を単一のパッカーで閉塞する(同図5参照)。そして、圧送パイプを通してパッカー内またはパイプ材内に液化炭酸ガスを供給する。すると、液化炭酸ガスが噴射孔からゴムスリーブを押し上げて、周囲の地盤中に噴射する。この噴射した液化炭酸ガスの気化熱により、パイプ材の周囲の地盤が凍結される。パッカー内の圧縮空気は、他方の内管を通して排気される。 On the other hand, Patent Literature 5 discloses a ground freezing method using a carbon dioxide gas injection method in which liquefied carbon dioxide gas is injected into the ground and the surrounding ground is frozen by the heat of vaporization. A frozen pipe unit used in this ground freezing construction method includes a pipe material made up of a so-called sleeve pipe, a pumping pipe inserted into the pipe material, two inner pipes, and a packer. The pumping pipe is held by a packer. The two inner tubes are connected to the packer. The packer, pumping pipe and inner pipe are axially movable within the pipe material. After positioning the double packer in the vicinity of the injection hole provided at a predetermined position of the pipe material, compressed air is supplied from the air supply source into the double packer through one of the inner pipes to expand the double packer. , both sides of the injection hole in the pipe material in the pipe axial direction are closed with a double packer (see FIG. 4 of Patent Document 5). Alternatively, one side of the injection hole in the pipe material in the pipe axial direction is closed with a single packer (see FIG. 5). Then, liquefied carbon dioxide gas is supplied into the packer or the pipe material through the pumping pipe. Then, the liquefied carbon dioxide pushes up the rubber sleeve from the injection hole and is injected into the surrounding ground. The heat of vaporization of the injected liquefied carbon dioxide freezes the ground around the pipe material. Compressed air in the packer is exhausted through the other inner tube.

特開2019-31810号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-31810 特許第6257814号公報Japanese Patent No. 6257814 特開2005-344460号公報JP-A-2005-344460 特開2019-183441号公報JP 2019-183441 A 特開2003-239270号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-239270

長い区間に渡って地盤を凍結させるには、地盤中に長距離に渡って凍結管を設置する必要がある。しかし、凍結管内の長い内部空間に対して一度に冷却材を循環した場合には、温度分布が生じて周囲の凍結状態にムラが生じる可能性があり、さらには一度に多くの冷熱が必要となるという問題もある。また、長期間にわたって凍結管内に冷却材を循環し続けることにより、地盤の安定強化や止水のために必要な凍土に対して、過大な凍土を造成してしまうことが懸念される。 In order to freeze the ground over a long section, it is necessary to install a freezing pipe over a long distance in the ground. However, if the coolant is circulated all at once in the long internal space of the freezing pipe, temperature distribution may occur and the surrounding frozen state may become uneven. There is also the problem of becoming In addition, there is a concern that the continuous circulation of the coolant in the frozen pipe for a long period of time creates an excessive amount of frozen soil in contrast to the frozen soil required for ground stabilization and water stoppage.

また、たとえば特許文献3のように、地質に応じて、地盤中の所定の箇所だけを凍結させたり、周囲環境の変化やその他の事情に応じて、地盤中の凍結箇所や凍結範囲を変更したりする場合、地盤中に凍結管を設置した後では、凍結箇所や凍結範囲を変更することは困難である。 In addition, for example, as in Patent Document 3, depending on the geology, only a predetermined location in the ground is frozen, or depending on changes in the surrounding environment and other circumstances, the frozen location and the frozen area in the ground are changed. In such a case, it is difficult to change the frozen location or the frozen area after installing the frozen pipe in the ground.

本発明の課題は、地盤をムラなく効率よく凍結させ、かつ地盤の凍結箇所や凍結範囲を容易に変更することができる地盤凍結工法および凍結管ユニットを提供することである。 An object of the present invention is to provide a ground freezing construction method and a freezing pipe unit that can freeze the ground evenly and efficiently and easily change the freezing point and the freezing range of the ground.

本発明の地盤凍結工法は、地盤中に凍結管を設置する設置工程と、凍結管内に、供給管、回収管、流体管、および複数のパッカーを挿入して、パッカーを凍結管の管軸方向の所定位置に配置する内挿工程と、流体管を通してパッカー内に流体を流入させて、凍結管を閉塞するように複数のパッカーを膨張させる膨張工程と、複数のパッカーの膨張により形成される凍結管内の閉塞区間に、供給管を通して冷却材を供給するとともに、閉塞区間から回収管を通して冷却材を回収することにより、冷却材を循環させて閉塞区間の周囲の地盤を凍結させる循環凍結工程と、パッカー内の流体を流体管を通して流出させて、複数のパッカーを収縮させる収縮工程と、凍結管内で、供給管、回収管、流体管、および収縮した複数のパッカーを管軸方向に移動させる移動工程とを含む。 The ground freezing construction method of the present invention includes an installation step of installing a freezing pipe in the ground, inserting a supply pipe, a recovery pipe, a fluid pipe, and a plurality of packers into the freezing pipe, and inserting the packer in the axial direction of the freezing pipe. an inflating step of inflating a plurality of packers so as to block the freezing tubes by introducing fluid into the packers through the fluid tubes; and a freeze formed by the inflation of the plurality of packers. A circulation freezing step of supplying the coolant through the supply pipe to the blocked section in the pipe and recovering the coolant from the blocked section through the recovery pipe to circulate the coolant and freeze the ground around the blocked section; A shrinking step of causing the fluid in the packer to flow out through the fluid tube to shrink the plurality of packers, and a moving step of moving the supply tube, the recovery tube, the fluid tube, and the plurality of contracted packers in the tube axis direction within the freezing tube. including.

また、本発明の凍結管ユニットは、地盤中に設置される凍結管と、凍結管内に冷却材を供給する供給管と、凍結管内の冷却材を回収する回収管と、凍結管を閉塞するパッカーと、パッカー内に流体を流入させる流体管とを備えている。パッカーにより凍結管を閉塞した状態で、供給管を通して冷却材を凍結管内に供給するとともに、凍結管内から回収管を通して冷却材を回収することにより、冷却材を循環させて凍結管の周囲の地盤を凍結させる。本発明の凍結管ユニットでは、パッカーは、複数のパッカーからなり、流体管を通して流体が流入することにより膨張して凍結管を閉塞するとともに、流体管を通して流体が流出することにより収縮する。供給管、回収管、流体管、および複数のパッカーは、凍結管内に挿入されて、当該凍結管の管軸方向の所定位置に配置される。供給管は、複数のパッカーにより閉塞された凍結管内の閉塞区間において、一方のパッカーの近傍で当該閉塞区間と連通し、回収管は、上記閉塞区間において、他方のパッカーの近傍で当該閉塞区間と連通している。パッカーが収縮した状態で、凍結管内において、供給管、回収管、流体管、およびパッカーが管軸方向に移動可能になる。 Further, the freezing pipe unit of the present invention includes a freezing pipe installed in the ground, a supply pipe for supplying coolant into the freezing pipe, a recovery pipe for collecting the coolant in the freezing pipe, and a packer closing the freezing pipe. and a fluid tube through which fluid flows into the packer. With the frozen pipe closed by a packer, the coolant is supplied into the frozen pipe through the supply pipe, and the coolant is recovered from the frozen pipe through the recovery pipe, thereby circulating the coolant and removing the ground around the frozen pipe. Freeze. In the freezing tube unit of the present invention, the packer is composed of a plurality of packers, expands to block the freezing tube when fluid flows in through the fluid tube, and contracts when fluid flows out through the fluid tube. A supply tube, a recovery tube, a fluid tube, and a plurality of packers are inserted into the freezing tube and arranged at predetermined positions in the axial direction of the freezing tube. The supply pipe communicates with the blocked section in the vicinity of one packer in the blocked section in the freezing tube blocked by a plurality of packers, and the recovery pipe communicates with the blocked section in the vicinity of the other packer in the blocked section. are in communication. With the packer contracted, the supply tube, recovery tube, fluid tube, and packer can move in the tube axis direction within the freezing tube.

上記のような本発明の地盤凍結工法および凍結管ユニットによると、凍結管内に管軸方向に所定の間隔で複数のパッカーを配置し、各パッカーに流体管を通して流体を流入させて、各パッカーを膨張させることで、凍結管内に所定の長さを有した閉塞区間が形成される。そして、この閉塞区間に対して、供給管と回収管を通して冷却材を循環させることにより、冷却材を閉塞区間に隈なく行き渡らせて、閉塞区間の周囲にある所定区間の地盤を確実に凍結させることができる。また、所定区間の地盤の凍結が完了すると、パッカー内の流体を流体管を通して流出させて、パッカーを収縮させる。そして、凍結させた所定区間の地盤と隣接する未凍結の地盤で囲まれた凍結管内の所定位置に、供給管、回収管、流体管、およびパッカーを移動させ、その後、上述した膨張工程と循環凍結工程と収縮工程と移動工程とを順に繰り返し実行する。これにより、凍結管が長距離に渡って設置されても、凍結管の周囲にある広範囲の地盤を、所定の区間毎にムラなく効率よく凍結させることが可能となる。また、地質や、周囲環境の変化や、その他の事情に応じて、上述した膨張工程と循環凍結工程と収縮工程と移動工程とを順に繰り返す回数を設定したり、凍結管内で供給管、回収管、流体管、およびパッカーを移動させる移動長を変えたり、パッカーを配置する位置を変えたりすることができる。このため、地盤中に凍結管を設置した後であっても、地盤中の所定の箇所だけを凍結させることが可能となり、また、地盤中の凍結箇所や凍結範囲を容易に変更することが可能となる。 According to the ground freezing construction method and frozen pipe unit of the present invention as described above, a plurality of packers are arranged in the frozen pipe at predetermined intervals in the axial direction of the pipe, fluid is caused to flow into each packer through the fluid pipe, and each packer is The expansion creates a closed section of predetermined length within the cryo-tube. By circulating the coolant through the supply pipe and the recovery pipe in this blocked section , the coolant spreads throughout the blocked section , and the ground in the predetermined section around the blocked section is reliably frozen. be able to. Further, when the freezing of the ground in the predetermined section is completed, the fluid in the packer is discharged through the fluid pipe to contract the packer. Then, the supply pipe, the recovery pipe, the fluid pipe, and the packer are moved to a predetermined position in the frozen pipe surrounded by the unfrozen ground adjacent to the frozen ground in the predetermined section, and then the expansion process and circulation described above. A freezing process, a shrinking process, and a moving process are repeated in order. As a result, even if the freezing pipe is installed over a long distance, it is possible to uniformly and efficiently freeze the ground around the freezing pipe over a wide range for each predetermined section. In addition, depending on the geology, changes in the surrounding environment, and other circumstances, the number of times the expansion process, the circulation freezing process, the shrinking process, and the moving process described above are repeated in order, or the supply pipe and recovery pipe in the freezing pipe can be set. , fluid tube, and packer can be changed, and the position at which the packer is placed can be changed. Therefore, even after the freezing pipe is installed in the ground, it is possible to freeze only a predetermined location in the ground, and it is possible to easily change the frozen location and the frozen area in the ground. becomes.

このように、本発明の地盤凍結方法および凍結管ユニットによれば、地盤をムラなく効率よく凍結させ、かつ地盤の凍結箇所や凍結範囲を容易に変更することができる。また、長期間にわたって凍結管内に冷却材を循環し続ける必要がある場合においても、凍結管の長手方向の一部分を限定的に冷却することができるため、余分な凍土成長を抑制することができる。 As described above, according to the ground freezing method and the freezing pipe unit of the present invention, the ground can be frozen evenly and efficiently, and the freezing point and the freezing range of the ground can be easily changed. Moreover, even when it is necessary to continue circulating the coolant in the frozen pipe for a long period of time, it is possible to restrictly cool a part of the frozen pipe in the longitudinal direction, thereby suppressing excessive frozen soil growth.

大断面の地中構造物の構築例を示した図である。It is a figure showing an example of construction of an underground structure with a large cross section. 大断面の地中構造物の構築例を示した図である。It is a figure showing an example of construction of an underground structure with a large cross section. ブライン循環方式の地盤凍結工法の設備構成図である。1 is a facility configuration diagram of a ground freezing construction method of a brine circulation system; FIG. 本発明の第1実施形態による凍結管ユニットを示した図である。1 shows a cryo-tube unit according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図4の凍結管ユニットの横断面図である。Figure 5 is a transverse cross-sectional view of the freeze tube unit of Figure 4; 図5のパッカー近傍の拡大図である。6 is an enlarged view of the vicinity of the packer of FIG. 5; FIG. 図5の凍結管の先端部の断面図である。Figure 6 is a cross-sectional view of the tip of the freeze tube of Figure 5; 図5の保持台車近傍の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view near the holding carriage in FIG. 5 ; 本発明の第2実施形態による凍結管ユニットを示した図である。FIG. 4 shows a cryo-tube unit according to a second embodiment of the present invention; 図9の凍結管ユニットの横断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the freeze tube unit of FIG. 9; 本発明の第3実施形態による凍結管ユニットを示した図である。FIG. 11 shows a cryo-tube unit according to a third embodiment of the present invention; 本発明の第4実施形態による凍結管ユニットを示した図である。FIG. 11 shows a cryo-tube unit according to a fourth embodiment of the present invention; 図12の凍結管ユニットの横断面図である。Figure 13 is a cross-sectional view of the freeze tube unit of Figure 12; 地中構造物の他の構築例を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing another construction example of an underground structure; 地中構造物の他の構築例を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing another construction example of an underground structure; 本発明の第5実施形態による凍結管ユニットを示した図である。FIG. 11 shows a cryo-tube unit according to a fifth embodiment of the present invention; 図16の凍結管ユニットを用いた凍結工法の一工程を示した図である。It is the figure which showed 1 process of the freezing construction method using the freezing pipe unit of FIG. 本発明の第6実施形態による凍結管ユニットを示した図である。FIG. 11 shows a cryo-tube unit according to a sixth embodiment of the present invention; 図18の凍結管ユニットを用いた凍結工法の一工程を示した図である。FIG. 19 is a view showing one step of a freezing construction method using the freezing tube unit of FIG. 18;

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts.

まず、実施形態の地盤凍結工法および凍結管ユニットの適用例を説明する。 First, application examples of the ground freezing construction method and the frozen pipe unit of the embodiment will be described.

図1および図2は、大断面の地中構造物1の構築例を示した図である。図1には、地中構造物1の水平断面を示し、図2には、地中構造物1の垂直断面を示している。本例の場合、地中構造物1は、大深度の地盤G中において、車両が走行する本線トンネル2にランプトンネル3を接続する工事を行う前に構築される大断面のトンネルである。 1 and 2 are diagrams showing construction examples of an underground structure 1 with a large cross section. 1 shows a horizontal section of the underground structure 1, and FIG. 2 shows a vertical section of the underground structure 1. As shown in FIG. In this example, the underground structure 1 is a tunnel with a large cross-section that is constructed in the deep ground G before carrying out construction work to connect the ramp tunnel 3 to the main tunnel 2 in which the vehicle travels.

まず、図1(a)に示すように、本線トンネル2の所定箇所の周囲に発進基地4を構築する。また、本線トンネル2の別の所定箇所の周囲に到達基地5を構築し、到達基地5にランプトンネル3を接続する。発進基地4から到達基地5までの距離は、たとえば数百メートル以上である。 First, as shown in FIG. 1( a ), a starting base 4 is constructed around a predetermined location of the main tunnel 2 . Also, an arrival station 5 is constructed around another predetermined location of the main line tunnel 2, and a ramp tunnel 3 is connected to the arrival station 5. - 特許庁The distance from the departure base 4 to the arrival base 5 is, for example, several hundred meters or more.

そして、発進基地4から到達基地5に向かって、公知のシールド工法により、複数のシールド管7、8を環状に設置する(図2参照)。この際、複数の先行シールド管7を設置してから、後行シールド管8を先行シールド管7の一部の管壁を削りながら掘進させて、各先行シールド管7の間に後行シールド管8を設置する。これにより、図2(a)に示すように、トンネル2、3の周囲の地盤G中に、先行シールド管7と後行シールド管8とが交互に埋設されて、トンネル状の外殻シールド1’が形成される。また、後行シールド管8の一部が先行シールド管7に食い込んだ状態となる。 Then, a plurality of shield tubes 7 and 8 are annularly installed from the departure base 4 toward the arrival base 5 by a known shield construction method (see FIG. 2). At this time, after a plurality of leading shield tubes 7 are installed, the trailing shield tubes 8 are excavated while scraping the wall of a part of the leading shield tubes 7, and the trailing shield tubes 7 are formed between the leading shield tubes 7. 8 is installed. As a result, as shown in FIG. 2(a), the leading shield pipe 7 and the trailing shield pipe 8 are alternately buried in the ground G around the tunnels 2 and 3, forming a tunnel-shaped outer shell shield 1. ' is formed. Also, a portion of the trailing shield tube 8 is bitten into the leading shield tube 7 .

次に、各シールド管7、8の周囲の地盤Gを凍結させる凍結工法を行う。この凍結工法の詳細は後述する。凍結工法を行うことで、図1(b)および図2(b)に示すように、外殻シールド1’の周囲に高い強度と止水性能とを有する凍土壁6が形成される。 Next, a freezing method of freezing the ground G around the shield tubes 7 and 8 is performed. The details of this freezing method will be described later. By performing the freezing method, as shown in FIGS. 1(b) and 2(b), a frozen soil wall 6 having high strength and water stopping performance is formed around the outer shell shield 1'.

次に、シールド管7、8内を掘削して隣り合うシールド管7、8を連通させた後、図2(c)および図1(c)に示すように、各シールド管7、8を横切るように筒状の覆工体9を構築する。これにより、地中構造物1の構築が完了する。この後、地中構造物1内において所定の工事が行われて、図1(c)に示すように、本線トンネル2にランプトンネル3が接続される。 Next, after excavating the inside of the shield tubes 7 and 8 to connect the adjacent shield tubes 7 and 8, the shield tubes 7 and 8 are crossed as shown in FIGS. A cylindrical lining body 9 is constructed as follows. This completes the construction of the underground structure 1 . After that, predetermined construction work is carried out in the underground structure 1, and a ramp tunnel 3 is connected to the main tunnel 2 as shown in FIG. 1(c).

次に、実施形態の地盤凍結工法を実行するための設備構成を説明する。 Next, the equipment configuration for executing the ground freezing method of the embodiment will be described.

図3は、ブライン循環方式の地盤凍結工法の設備構成図である。凍結管ユニット10は、適宜数設けられていて、図4のようにシールド管7、8内に設置される。凍結管ユニット10の構造と機能の詳細は後述する。冷凍機40と機械室は、たとえば前述の発進基地4または到達基地5に設けられる。冷凍機40には、凝縮器41と冷却器42とコンプレッサ43とが備わっている。 FIG. 3 is a facility configuration diagram of the ground freezing method of the brine circulation system. An appropriate number of cryo-tube units 10 are provided and installed in the shield tubes 7 and 8 as shown in FIG. Details of the structure and function of the cryo-tube unit 10 will be described later. The refrigerator 40 and the machine room are provided, for example, at the departure base 4 or the arrival base 5 described above. The refrigerator 40 has a condenser 41 , a cooler 42 and a compressor 43 .

機械室に設けられた循環ポンプ45の圧送力により、クーリングタワー44と凝縮器41との間で配管51~53を通して、冷却水が循環される。冷凍機40のコンプレッサ43の圧送力により、凝縮器41と冷却器42との間で配管54~56を通して、冷媒が循環される。循環ポンプ46の圧送力により、冷却器42と凍結管ユニット10との間で配管57~59、中継分岐管60、61、開閉弁62、供給管12b、および回収管13などを通して、冷却材(ブライン)が循環される。冷却材としては、たとえば塩化カルシウム水溶液が用いられる。 Cooling water is circulated between the cooling tower 44 and the condenser 41 through the pipes 51 to 53 by the pumping force of the circulation pump 45 provided in the machine room. Refrigerant is circulated between the condenser 41 and the cooler 42 through the pipes 54 to 56 by the pumping force of the compressor 43 of the refrigerator 40 . Due to the pumping force of the circulation pump 46, the coolant ( brine) is circulated. As the coolant, for example, an aqueous solution of calcium chloride is used.

凝縮器41は、クーリングタワー44で冷却された冷却水により、冷媒を冷却する。冷却器42は、凝縮器41で冷却された冷媒により、冷却材を冷却する。凍結管ユニット10は、冷却器42で冷却された冷却材により、シールド管7、8の周囲にある地盤Gを凍結させる。 The condenser 41 cools the coolant with cooling water cooled by the cooling tower 44 . The cooler 42 cools the coolant with the refrigerant cooled by the condenser 41 . The freezing tube unit 10 freezes the ground G around the shield tubes 7 and 8 with the coolant cooled by the cooler 42 .

凍結管ユニット10に備わる流体管14bは、コンプレッサなどの流体供給源47に連結されている。また、凍結管ユニット10に備わる線材16a、16bは、ワイヤなどから成り、ウインチなどの牽引機48に連結されている。 A fluid pipe 14b provided in the cryo-tube unit 10 is connected to a fluid supply source 47 such as a compressor. The wire rods 16a and 16b provided in the freezing tube unit 10 are made of wires or the like and connected to a pulling machine 48 such as a winch.

次に、第1実施形態の凍結管ユニット10の構造を、図4~図8を参照しながら説明する。 Next, the structure of the freezing tube unit 10 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 8. FIG.

図4は、第1実施形態の凍結管ユニット10の設置状態を示した図である。図4(a)は、シールド管7、8の管軸方向に対して垂直な断面図、図4(b)は、シールド管7、8の先端側の斜視断面図、図4(c)は、シールド管7、8の後端側の斜視断面図を示している。凍結管ユニット10に備わる凍結管11は、前述したように地盤Gに埋設されたシールド管7、8の内周面に複数設置される。各シールド管7、8の直径は、たとえば約4メートルである。凍結管11の直径は、たとえば約160mmである。シールド管7、8は、本発明の「大径管」の一例である。 FIG. 4 is a diagram showing an installed state of the freezing tube unit 10 of the first embodiment. 4(a) is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of the shield tubes 7 and 8, FIG. 4(b) is a perspective cross-sectional view of the tip side of the shield tubes 7 and 8, and FIG. , a perspective sectional view of the rear end side of the shield tubes 7, 8. FIG. A plurality of freezing tubes 11 provided in the freezing tube unit 10 are installed on the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 buried in the ground G as described above. The diameter of each shield tube 7, 8 is, for example, approximately 4 meters. The diameter of freezing tube 11 is, for example, about 160 mm. The shield tubes 7 and 8 are examples of "large-diameter tubes" of the present invention.

図5は、凍結管ユニット10の横断面図である。図5(a)と図5(b)は、凍結管11の管軸周りに90°異なる断面となっている。凍結管11内には、供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、パッカー15a、15b、線材16a、16b、および保持台車17が挿入される。パッカー15a、15bは、凍結管11内に所定の間隔で管軸方向に配置されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the freezing tube unit 10. As shown in FIG. 5(a) and 5(b) have cross sections that are different from each other by 90 degrees around the tube axis of the freezing tube 11. FIG. Supply pipes 12a and 12b, recovery pipe 13, fluid pipes 14a and 14b, packers 15a and 15b, wires 16a and 16b, and holding truck 17 are inserted into freezing pipe 11. FIG. The packers 15a and 15b are arranged in the freezing tube 11 at predetermined intervals in the tube axial direction.

図6は、図5(b)のパッカー15a近傍の拡大図である。図7は、凍結管11の先端部とパッカー15a、15b近傍の断面図である。図5~図7に示すように、パッカー15a、15bは、それぞれ円柱状のフレーム18a、18bを有している。 FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the packer 15a in FIG. 5(b). FIG. 7 is a cross-sectional view of the tip of the freezing tube 11 and the vicinity of the packers 15a and 15b. As shown in FIGS. 5 to 7, packers 15a and 15b have cylindrical frames 18a and 18b, respectively.

凍結管11の先端側(図5~図7で左側)に配置されるパッカー15aのフレーム18aの先端部は、閉塞されている。このフレーム18aには、供給路18i(図5(a))、流体路18k(図5(b)、図6)、および挿通孔18g、18h(図7)が形成されている。 The tip of the frame 18a of the packer 15a arranged on the tip side of the freezing tube 11 (left side in FIGS. 5 to 7) is closed. The frame 18a is formed with a supply channel 18i (FIG. 5(a)), a fluid channel 18k (FIGS. 5(b) and 6), and insertion holes 18g and 18h (FIG. 7).

フレーム18aの後端部(図5~図7で右側の端部)には、供給路18iと連通するように、供給管12aの先端部が連結されている(図5(a))。フレーム18aの供給路18iは一端が開口しており、供給管12aは、この供給路18iを介して、凍結管11内にあるパッカー15a、15b間の空間(後述する閉塞区間X)に連通している。供給路18iと供給管12aとの隙間は、図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 The front end of the supply pipe 12a is connected to the rear end of the frame 18a (right end in FIGS. 5 to 7) so as to communicate with the supply path 18i (FIG. 5(a)). One end of the supply path 18i of the frame 18a is open, and the supply pipe 12a communicates with the space (closed section X described later) between the packers 15a and 15b in the freezing tube 11 via this supply path 18i. ing. A gap between the supply path 18i and the supply pipe 12a is airtightly sealed by a sealing member (not shown).

また、フレーム18aの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14aの先端部が連結されている(図5(b))。フレーム18aの流体路18kと流体管14aとの隙間は、図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 Further, the front end of the fluid tube 14a is connected to the rear end of the frame 18a so as to communicate with the fluid passage 18k (FIG. 5(b)). A gap between the fluid path 18k of the frame 18a and the fluid pipe 14a is hermetically sealed by a sealing member (not shown).

凍結管11の後端側に配置されるパッカー15bのフレーム18bには、図5および図7に示すように、供給路18i、回収路18j、流体路18k、および挿通孔18g、18hが形成されている。フレーム18bの先端部には、供給路18iと連通するように、供給管12aの後端部が連結されている(図5(a))。フレーム18bの後端部には、供給路18iと連通するように、供給管12bの先端部が連結されている。このパッカー15bの供給路18iを介して、供給管12bと供給管12aとは連通している。フレーム18bの供給路18iと供給管12a、12bとの隙間は、それぞれ図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 As shown in FIGS. 5 and 7, a frame 18b of the packer 15b arranged on the rear end side of the freezing tube 11 is formed with a supply channel 18i, a recovery channel 18j, a fluid channel 18k, and insertion holes 18g and 18h. ing. The rear end of the supply pipe 12a is connected to the front end of the frame 18b so as to communicate with the supply path 18i (FIG. 5(a)). The front end of the supply pipe 12b is connected to the rear end of the frame 18b so as to communicate with the supply path 18i. The supply pipe 12b and the supply pipe 12a communicate with each other through the supply path 18i of the packer 15b. The gaps between the supply path 18i of the frame 18b and the supply pipes 12a and 12b are hermetically sealed by sealing members (not shown).

フレーム18bの後端部には、回収路18jと連通するように、回収管13の先端部が連結されている。フレーム18bの回収路18jは一端が開口しており、回収管13は、この回収路18jを介して、凍結管11内にあるパッカー15a、15b間の空間(閉塞区間X)に連通している。回収路18jと回収管13との隙間は、図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 A front end portion of the recovery pipe 13 is connected to the rear end portion of the frame 18b so as to communicate with the recovery path 18j. One end of the recovery path 18j of the frame 18b is open, and the recovery tube 13 communicates with the space (closed section X) between the packers 15a and 15b in the freezing tube 11 via this recovery path 18j. . A gap between the recovery path 18j and the recovery pipe 13 is airtightly sealed by a sealing member (not shown).

また、フレーム18bの先端部には、流体路18kと連通するように、流体管14aの後端部が連結されている(図5(b))。フレーム18bの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14bの先端部が連結されている。フレーム18bの流体路18kと流体管14a、14bとの隙間は、それぞれ図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 A rear end portion of the fluid tube 14a is connected to the front end portion of the frame 18b so as to communicate with the fluid passage 18k (FIG. 5(b)). A distal end portion of the fluid pipe 14b is connected to the rear end portion of the frame 18b so as to communicate with the fluid passage 18k. The gaps between the fluid passage 18k of the frame 18b and the fluid pipes 14a and 14b are hermetically sealed by sealing members (not shown).

図3に示したように、供給管12bの他端部、回収管13の他端部、および流体管14bの他端部は、それぞれ凍結管11の後端部から引き出される。そして、供給管12bは中継分岐管60に連結され、回収管13は中継分岐管61に連結され、流体管14bは流体供給源47に接続される。 As shown in FIG. 3, the other end of the supply tube 12b, the other end of the recovery tube 13, and the other end of the fluid tube 14b are pulled out from the rear end of the freezing tube 11, respectively. The supply pipe 12 b is connected to the relay branch pipe 60 , the recovery pipe 13 is connected to the relay branch pipe 61 , and the fluid pipe 14 b is connected to the fluid supply source 47 .

図7に示すように、各パッカー15a、15bのフレーム18a、18bには、凍結管11の管軸方向と平行に、挿通孔18g、18hが形成されている。各挿通孔18g、18hには、それぞれ線材16a、16bが挿通される。これにより、各線材16a、16bが、凍結管11の管軸方向に各パッカー15a、15bを貫通した状態になる。 As shown in FIG. 7, insertion holes 18g and 18h are formed in parallel with the tube axis direction of the freezing tube 11 in the frames 18a and 18b of the respective packers 15a and 15b. Wire rods 16a and 16b are inserted through the insertion holes 18g and 18h, respectively. As a result, the wires 16a and 16b pass through the packers 15a and 15b in the tube axis direction of the freezing tube 11 .

線材16bは、フレーム18a、18bに連結(固定)されている。線材16aは、フレーム18a、18bの挿通孔18g内で、凍結管11の管軸方向に移動可能になっている。各挿通孔18g、18hと各線材16a、16bとの隙間は、図示しないシール部材によりほぼ気密状態に封止される。各線材16a、16bの後端部は、図3に示すように、凍結管11の後端側から導出されて、牽引機48に連結される。 The wire 16b is connected (fixed) to the frames 18a and 18b. The wire rod 16a is movable in the axial direction of the freezing tube 11 within the insertion holes 18g of the frames 18a and 18b. The gaps between the insertion holes 18g and 18h and the wire rods 16a and 16b are substantially airtightly sealed by sealing members (not shown). The rear ends of the wires 16a and 16b are led out from the rear end side of the freezing tube 11 and connected to the traction machine 48, as shown in FIG.

図5~図7に示すように、各フレーム18a、18bの周面には、チューブ状のラバー19が設けられている。ラバー19は、各フレーム18a、18bの周面を覆っている。各ラバー19の両端部は、保持部材20a、20b、21a、21bにより保持されている。 As shown in FIGS. 5 to 7, a tubular rubber 19 is provided on the peripheral surface of each frame 18a, 18b. A rubber 19 covers the peripheral surface of each frame 18a, 18b. Both ends of each rubber 19 are held by holding members 20a, 20b, 21a and 21b.

詳しくは、図6に示すように、パッカー15aのラバー19の一端部(右側)は、フレーム18aの周面に装着されたスリーブ20aと、このスリーブ20aに装着された保持リング21aとによって挟持されている。スリーブ20aは、ねじ22でフレーム18aに固定されている。また、ラバー19の他端部(左側)は、フレーム18aの周面に装着された筒状のスライダ20bと、このスライダ20bに装着された保持リング21bとによって挟持されている。スライダ20bは、フレーム18aに固定されておらず、フレーム18aに沿って管軸方向へ所定長摺動可能になっている。フレーム18aの先端部には、スライダ20aが抜け落ちるのを防止するためのフランジ部18yが形成されている。つまり、ラバー19の一端部は固定端であり、他端部は自由端である。パッカー15bのラバー19の各端部も同様に、保持部材20a、20b、21a、21bとフレーム18bの周面により保持されている。 Specifically, as shown in FIG. 6, one end (right side) of the rubber 19 of the packer 15a is held between a sleeve 20a attached to the peripheral surface of the frame 18a and a retaining ring 21a attached to the sleeve 20a. ing. The sleeve 20a is secured to the frame 18a with screws 22. As shown in FIG. The other end (left side) of the rubber 19 is sandwiched between a cylindrical slider 20b attached to the peripheral surface of the frame 18a and a retaining ring 21b attached to the slider 20b. The slider 20b is not fixed to the frame 18a and is slidable along the frame 18a in the direction of the tube axis for a predetermined length. A flange portion 18y is formed at the tip of the frame 18a to prevent the slider 20a from falling off. That is, one end of the rubber 19 is a fixed end and the other end is a free end. Each end of the rubber 19 of the packer 15b is similarly held by holding members 20a, 20b, 21a, 21b and the peripheral surface of the frame 18b.

また、各フレーム18a、18bの周面には、流体路18kと連通する流入出孔18pが形成されている(図5(b)、図6)。流入出孔18pは、ラバー19で覆われている。ラバー19とフレーム18a、18bとの間には、弾性部材23が設けられている。弾性部材23は、コイルばねから成り、スライダ20bをフランジ部18y側へ付勢することにより、ラバー19の他端部(図6などで左側の端部)を凍結管11の管軸方向へ引っ張って、ラバー19の中央部をフレーム18a、18bの周面側へ引き寄せる。 Inflow/outflow holes 18p communicating with the fluid passage 18k are formed in the peripheral surfaces of the frames 18a and 18b (FIGS. 5B and 6). The inflow/outflow hole 18p is covered with a rubber 19. As shown in FIG. An elastic member 23 is provided between the rubber 19 and the frames 18a and 18b. The elastic member 23 consists of a coil spring, and pulls the other end (the left end in FIG. 6) of the rubber 19 in the axial direction of the freezing tube 11 by urging the slider 20b toward the flange portion 18y. to pull the central portion of the rubber 19 toward the peripheral surfaces of the frames 18a and 18b.

図7に示すように、凍結管11の先端部はカバー24により閉塞されている。カバー24には、ターンボックス25が取り付けられている。ターンボックス25内には、リール群26と滑車27が設けられている。パッカー15aのフレーム18aの挿通孔18gを通って、フレーム18aの先端側へ突出した線材16aは、カバー24の貫通孔24aを貫通して、ターンボックス25内のリール群26を経由し、滑車27に掛けられている。そして、この線材16aは、滑車27により方向転換した後、リール群26を経由して、カバー24の貫通孔24bを貫通し、フレーム18aの先端部に連結されている。貫通孔24a、24bと線材16aとの隙間は、図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 As shown in FIG. 7, the tip of the freezing tube 11 is closed with a cover 24 . A turn box 25 is attached to the cover 24 . A reel group 26 and a pulley 27 are provided in the turn box 25 . The wire rod 16a protruding to the tip side of the frame 18a through the insertion hole 18g of the frame 18a of the packer 15a passes through the through hole 24a of the cover 24, passes through the reel group 26 in the turn box 25, and moves to the pulley 27. is hung on After the wire rod 16a is turned by the pulley 27, it passes through the through hole 24b of the cover 24 via the reel group 26 and is connected to the tip of the frame 18a. The gaps between the through holes 24a and 24b and the wire rod 16a are hermetically sealed by a sealing member (not shown).

図5に示すように、凍結管11内のパッカー15bより後端側には、保持台車17が挿入されている。図8は、その保持台車17近傍の断面図である。 As shown in FIG. 5, a holding carriage 17 is inserted in the freezing tube 11 on the rear end side of the packer 15b. FIG. 8 is a cross-sectional view of the vicinity of the holding carriage 17. As shown in FIG.

保持台車17は、複数の保持部17a、17b、17c、17d、17eと複数の車輪17tとを有している。保持部17a、17b、17c、17d、17eは、それぞれ、供給管12b、回収管13、流体管14b、線材16a、および線材16bを個別に保持する。供給管12b、回収管13、流体管14b、および線材16a、16bの内、少なくとも1つは、対応する保持部17a~17eに固定される。各車輪17tは、凍結管11の内周面を管軸方向に転動する。保持台車17は、凍結管11内に適宜数配置される。 The holding carriage 17 has a plurality of holding portions 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e and a plurality of wheels 17t. Holding portions 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e individually hold supply pipe 12b, recovery pipe 13, fluid pipe 14b, wire 16a, and wire 16b, respectively. At least one of the supply pipe 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipe 14b, and the wires 16a, 16b is fixed to the corresponding holding portion 17a-17e. Each wheel 17t rolls on the inner peripheral surface of the freezing tube 11 in the tube axial direction. A suitable number of holding carts 17 are arranged in the freezing tube 11 .

次に、第1実施形態の凍結管ユニット10を用いた地盤凍結工法を説明する。 Next, a ground freezing method using the frozen pipe unit 10 of the first embodiment will be described.

まず、前述したように、シールド管7、8を地盤G中に埋設する前または埋設した後に、図4に示すように各シールド管7、8内に凍結管11を複数設置する(設置工程)。詳しくは、この設置工程では、前述の地中構造物1の外殻シールド1’(図2)の外周側と内周側に相当する、シールド管7、8の内周面の位置に、凍結管11をシールド管7、8の管軸方向と平行で、かつ管の周方向に所定の間隔で設置する。これにより、凍結管11がシールド管7、8を介して、地盤G中に設置された状態となる。 First, as described above, before or after burying the shield tubes 7 and 8 in the ground G, a plurality of freezing tubes 11 are installed in each of the shield tubes 7 and 8 as shown in FIG. . More specifically, in this installation process, the freezing point is placed at the positions of the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 corresponding to the outer peripheral side and the inner peripheral side of the outer shell shield 1' (FIG. 2) of the underground structure 1 described above. The pipes 11 are arranged parallel to the axial direction of the shield pipes 7 and 8 and at predetermined intervals in the circumferential direction of the pipes. As a result, the frozen pipe 11 is installed in the ground G through the shield pipes 7 and 8 .

次に、図5~図8に示したように、凍結管11内に、パッカー15a、15b、線材16a、16b、供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、および保持台車17を挿入する(内挿工程)。 Next, as shown in FIGS. 5 to 8, packers 15a and 15b, wire rods 16a and 16b, supply pipes 12a and 12b, recovery pipe 13, fluid pipes 14a and 14b, and holding carriage 17 are provided in freezing pipe 11. (interpolation step).

詳しくは、上記内挿工程では、まず、凍結管11の外部において、パッカー15a、15b、線材16b、供給管12a、12b、回収管13、および流体管14a、14bを連結する。また、線材16aの一端をパッカー15aのフレーム18aに連結する。次に、線材16aのパッカー15aと連結していない側の端部を、凍結管11の後端部(図7で右側)から管内へ挿入して、凍結管11の先端部(図7で左側)から引き出す。そして、引き出された線材16aを、図7に示すカバー24の挿通孔24a、24bと、ターンボックス25のリール類26と滑車27に通す。次に、線材16aの端部を凍結管11の先端部から管内へ挿入して、凍結管11の後端部から引き出す。そして、引き出した線材16aを、パッカー15a、15bの挿通孔18gに挿通する。また、凍結管11の先端部に、カバー24とターンボックス25を取り付ける。 Specifically, in the insertion step, first, packers 15a and 15b, wire rod 16b, supply pipes 12a and 12b, recovery pipe 13, and fluid pipes 14a and 14b are connected outside freezing pipe 11 . Also, one end of the wire rod 16a is connected to the frame 18a of the packer 15a. Next, the end of the wire rod 16a not connected to the packer 15a is inserted into the tube from the rear end of the freezing tube 11 (right side in FIG. 7), and the tip of the freezing tube 11 (left side in FIG. 7) is inserted into the tube. ). Then, the drawn wire 16a is passed through the insertion holes 24a and 24b of the cover 24 and the reels 26 and the pulley 27 of the turn box 25 shown in FIG. Next, the end of the wire rod 16 a is inserted into the freezing tube 11 from the front end and pulled out from the rear end of the freezing tube 11 . Then, the drawn wire 16a is inserted through the insertion holes 18g of the packers 15a and 15b. Also, a cover 24 and a turn box 25 are attached to the tip of the freezing tube 11 .

そして、パッカー15a、15bに挿通された線材16aの後端部を、牽引機48(図3)に連結した後、牽引機48で線材16aを引っ張ることで、図5~図7に示すように、凍結管11内にパッカー15a、15b、線材16a、16b、供給管12a、12b、回収管13、および流体管14a、14bを引き込んで、パッカー15a、15bを所定の位置に所定の間隔で配置する。 After the rear end of the wire rod 16a passed through the packers 15a and 15b is connected to the traction machine 48 (FIG. 3), the wire rod 16a is pulled by the traction machine 48, thereby pulling the wire rod 16a as shown in FIGS. , the packers 15a and 15b, wire rods 16a and 16b, supply pipes 12a and 12b, recovery pipe 13, and fluid pipes 14a and 14b are drawn into the freezing pipe 11, and the packers 15a and 15b are arranged at predetermined positions at predetermined intervals. do.

また、この引き込み時に、パッカー15bの後方側にある供給管12b、回収管13、流体管14b、および線材16a、16bを適宜数の保持台車17で保持して、この保持台車17も凍結管11内に挿入する。 At the time of drawing, the supply pipe 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipe 14b, and the wires 16a and 16b on the rear side of the packer 15b are held by an appropriate number of holding trucks 17, and the holding trucks 17 also hold the freezing pipes 11. insert inside.

他の例として、パッカー15aとパッカー15bの間にも、保持台車17を適宜数挿入して、この保持台車17で供給管12a、流体管14a、および線材16a、16bを保持するようにしてもよい。 As another example, an appropriate number of holding carriages 17 may be inserted between the packers 15a and 15b, and the holding carriages 17 may hold the supply pipe 12a, the fluid pipe 14a, and the wires 16a and 16b. good.

次に、シールド管7、8内に充填材を充填する(充填工程)。この充填工程で用いられる充填材は、たとえばモルタル土から成る。 Next, the shield tubes 7 and 8 are filled with a filler (filling step). The filling material used in this filling step consists of, for example, mortar earth.

次に、凍結管11内に不凍材を充満させる(充満工程)。この充満工程で用いられる不凍材は、たとえば冷却材(ブライン)と同一の塩化カルシウム水溶液から成る。 Next, the freezing tube 11 is filled with an antifreeze material (filling step). The antifreeze used in this filling process consists, for example, of the same aqueous calcium chloride solution as the coolant (brine).

次に、流体供給源47から供給される流体を流体管14a、14bを通して各パッカー15a、15b内に流入させて、図5(a)および図6(b)に示すように、パッカー15a、15bを膨張させる(膨張工程)。詳しくは、この膨張工程では、流体供給源47から流体として、たとえば不凍液や圧縮空気などを流体管14bに流入させる。すると、その流体が、図5(b)に矢印で示すように、流体管14bからパッカー15bの流体路18kと流入出孔18pを通って、フレーム18bの周面とこの周面を覆うラバー19との間に流入する。また、この流体は、フレーム18bの流体路18kから、流体管14aと、パッカー15aの流体路18kおよび流入出孔18pとを通って、フレーム18aの周面とこの周面を覆うラバー19との間に流入する(図6(a))。 Next, the fluid supplied from the fluid supply source 47 is caused to flow into the respective packers 15a and 15b through the fluid pipes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b as shown in FIGS. 5(a) and 6(b). is expanded (expansion step). Specifically, in this expansion step, a fluid such as an antifreeze liquid or compressed air is caused to flow from the fluid supply source 47 into the fluid pipe 14b. Then, as indicated by arrows in FIG. 5(b), the fluid flows from the fluid tube 14b through the fluid passage 18k of the packer 15b and the inflow/outflow hole 18p, and the rubber 19 covering the peripheral surface of the frame 18b and the peripheral surface of the frame 18b. flows between Also, this fluid flows from the fluid passage 18k of the frame 18b through the fluid pipe 14a, the fluid passage 18k and the inlet/outlet hole 18p of the packer 15a, and flows between the peripheral surface of the frame 18a and the rubber 19 covering the peripheral surface. It flows in between (FIG. 6(a)).

そして、流体が各パッカー15a、15bのラバー19を、フレーム18a、18bの周面から離れるように膨らませて、凍結管11の内周面に押し付けることにより、パッカー15a、15bが膨張して、凍結管11が閉塞された状態となる(図5(a)、図6(b))。 The fluid inflates the rubbers 19 of the packers 15a and 15b away from the peripheral surfaces of the frames 18a and 18b and presses them against the inner peripheral surface of the freezing tube 11, thereby expanding the packers 15a and 15b and freezing them. The tube 11 is closed (FIGS. 5(a) and 6(b)).

上記のように各パッカー15a、15bのラバー19が流体により凍結管11の内周面側へ押される際、各パッカー15a、15bのスリーブ20aと保持リング21aによって保持されたラバー19の一端部は固定端であるため動かない。一方、スライダ20bと保持リング21bによって挟持されたラバー19の他端部は自由端であるため、スライダ20bとともに凍結管11の管軸方向へ移動する(図6(b)参照)。 When the rubber 19 of each packer 15a, 15b is pushed toward the inner peripheral surface of the freezing tube 11 by the fluid as described above, one end of the rubber 19 held by the sleeve 20a and the retaining ring 21a of each packer 15a, 15b is Since it is a fixed end, it does not move. On the other hand, since the other end of the rubber 19 sandwiched between the slider 20b and the retaining ring 21b is a free end, it moves in the axial direction of the freezing tube 11 together with the slider 20b (see FIG. 6(b)).

上記の膨張工程により、図5(a)に示すように、凍結管11内にパッカー15a、15bにより閉塞された閉塞区間Xが形成される。供給管12a、12bは、パッカー15aの近傍で閉塞区間Xと連通している。回収管13は、パッカー15bの近傍で閉塞区間Xと連通している。 As a result of the expansion process described above, a blocked section X blocked by the packers 15a and 15b is formed in the freezing tube 11, as shown in FIG. 5(a). The supply pipes 12a, 12b communicate with the closed section X in the vicinity of the packer 15a. The recovery pipe 13 communicates with the closed section X in the vicinity of the packer 15b.

次に、冷凍機40の冷却器42(図3)により冷却された冷却材を、供給管12bから供給管12aを通して、凍結管11内の閉塞区間Xに供給する。そして、この閉塞区間X内の冷却材を回収管13を通して冷却器42へ回収するように、当該冷却材を循環させて、凍結管11の閉塞区間Xの周囲の地盤Gを凍結させる(循環凍結工程)。 Next, the coolant cooled by the cooler 42 (FIG. 3) of the refrigerator 40 is supplied from the supply pipe 12b to the closed section X in the freezing pipe 11 through the supply pipe 12a. Then, the coolant in the blocked section X is circulated so as to be recovered to the cooler 42 through the recovery pipe 13, and the ground G around the blocked section X of the freezing pipe 11 is frozen (circulation freezing process).

詳しくは、上記循環凍結工程では、まず、図3に示す開閉弁62を開いて、冷却器42で冷却された冷却材を、循環ポンプ46の圧送力により、配管57と中継分岐管60と開閉弁62とを通して、供給管12bに供給する。すると、冷却材が、図5(a)に矢印で示すように、供給管12b、パッカー15bの供給路18i、供給管12a、およびパッカー15aの供給路18iを通って、パッカー15aの近傍で閉塞区間Xに供給される。そして、閉塞区間X内にある冷却材の冷熱が、凍結管11と、当該凍結管11が設置されたシールド管7、8とを介して、シール管7、8内の充填材や閉塞区間Xの周囲にある地盤に伝わって、充填材と地盤が冷却される。 Specifically, in the circulation freezing process, first, the on-off valve 62 shown in FIG. Through the valve 62, it is supplied to the supply pipe 12b. Then, the coolant passes through the supply pipe 12b, the supply channel 18i of the packer 15b, the supply pipe 12a, and the supply channel 18i of the packer 15a, as indicated by arrows in FIG. Interval X is supplied. Then, the cold heat of the coolant in the closed section X passes through the freezing tube 11 and the shield tubes 7 and 8 in which the freezing tube 11 is installed, and the filling material in the sealing tubes 7 and 8 and the closed section X is transmitted to the surrounding ground, cooling the filler and ground.

閉塞区間X内で冷熱を奪われた冷却材は、図5(a)に矢印で示すように、パッカー15bの回収路18jと回収管13とを通り、さらに図3に示した開閉弁62と中継分岐管61と配管58、59などを通って、冷却器42に回収される。そして、回収された冷却材は、冷却器42で冷却された後、再び、凍結管11内の閉塞区間Xに供給され、ここで冷熱を奪われた後、冷却器42へ回収される。このように、冷却材を冷却器42と凍結管11内の閉塞区間Xとの間で循環することを所定時間継続することで、閉塞区間Xの周囲にある充填材および地盤が凍結される。 The coolant deprived of cold heat in the closed section X passes through the recovery path 18j of the packer 15b and the recovery pipe 13 as indicated by the arrow in FIG. It is collected in the cooler 42 through the relay branch pipe 61 and the pipes 58 and 59 and the like. After being cooled by the cooler 42 , the collected coolant is again supplied to the closed section X in the freezing pipe 11 , where it is deprived of cold heat and then recovered to the cooler 42 . By continuing the circulation of the coolant between the cooler 42 and the blocked section X in the freezing pipe 11 for a predetermined period of time in this way, the filling material and the ground around the blocked section X are frozen.

閉塞区間Xの周囲の地盤を凍結させた後、上記冷却材の循環を停止してから、パッカー15a、15b内の流体を流体管14a、14bを通して流出させて、パッカー15a、15bを収縮させる(収縮工程)。詳しくは、この収縮工程では、パッカー15a、15bのフレーム18a、18bの周面とラバー19との間にある流体を、フレーム18a、18bの流入出孔18pと流体路18kと流体管14a、14bとを通して、流体供給源47に回収して、外部へ排気する(図6(c)の矢印参照)。これにより、パッカー15a、15bのラバー19が凍結管11の内周面から離れて、弾性部材23の弾性力でスライダ20bがフランジ部18y側へ摺動することにより、ラバー19の中央部がフレーム18a、18bの周面側へ引き寄せられ、パッカー15a、15bが収縮した状態となる。 After freezing the ground around the closed section X, the circulation of the coolant is stopped, the fluid in the packers 15a and 15b is discharged through the fluid pipes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b are contracted ( shrinkage process). More specifically, in this shrinking process, the fluid between the peripheral surfaces of the frames 18a and 18b of the packers 15a and 15b and the rubber 19 is forced through the inflow and outflow holes 18p of the frames 18a and 18b, the fluid passages 18k and the fluid pipes 14a and 14b. , is collected in the fluid supply source 47, and exhausted to the outside (see the arrow in FIG. 6(c)). As a result, the rubbers 19 of the packers 15a and 15b are separated from the inner peripheral surface of the freezing tube 11, and the elastic force of the elastic member 23 causes the slider 20b to slide toward the flange portion 18y. The packers 15a and 15b are contracted by being pulled toward the peripheral surfaces of 18a and 18b.

上記のように各パッカー15a、15bのラバー19がフレーム18a、18bの周面側へ引き寄せられる際にも、各パッカー15a、15bのラバー19の一端部は固定端であるため動かない。一方、ラバー19の他端部は自由端であるため、凍結管11の管軸方向へ移動する(図6(c)参照)。上記のようにパッカー15a、15bが収縮することで、凍結管11内の閉塞状態が解除される。 Even when the rubbers 19 of the packers 15a, 15b are drawn toward the peripheral surfaces of the frames 18a, 18b as described above, one end of the rubbers 19 of the packers 15a, 15b is fixed and does not move. On the other hand, since the other end of the rubber 19 is a free end, it moves in the axial direction of the freezing tube 11 (see FIG. 6(c)). By contracting the packers 15a and 15b as described above, the blocked state inside the freezing tube 11 is released.

次に、線材16bを牽引機48(図3)により引っ張って、供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bを、凍結管11内で管軸方向に所定距離移動させる(移動工程)。詳しくは、この移動工程では、上述した凍結管11内の閉塞区間Xの長さと同等の距離だけ、供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bを凍結管11の後端側(図5で右方向)へ移動させる。これにより、たとえば図5の位置にあるパッカー15aは、ほぼ同図のパッカー15bの位置まで移動する。その結果、移動後の供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bは、凍結させた地盤と隣接する未凍結の地盤で囲まれた状態となる。この状態で、前記の膨張工程および循環凍結工程を実行することにより、未凍結の地盤が凍結される。凍結が完了すると、前記の収縮工程と移動工程を実行して、再びパッカー15a、15b等を凍結管11の後端側へさらに移動させ、次の未凍結の地盤を凍結させる。 Next, the wire rod 16b is pulled by the traction machine 48 (FIG. 3), and the supply pipes 12a, 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a, 14b, and the packers 15a, 15b are pulled in the freezing pipe 11 in the pipe axial direction. Move a distance (moving step). Specifically, in this moving step, the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b are moved to the freezing pipe by a distance equivalent to the length of the blocked section X in the freezing pipe 11 described above. 11 to the rear end side (rightward in FIG. 5). As a result, the packer 15a at the position shown in FIG. 5, for example, moves almost to the position of the packer 15b shown in the same figure. As a result, the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b after the movement are surrounded by the unfrozen ground adjacent to the frozen ground. In this state, the unfrozen ground is frozen by executing the expansion step and the circulation freezing step. When the freezing is completed, the shrinking process and the moving process are executed to further move the packers 15a, 15b, etc. to the rear end side of the freezing tube 11 again to freeze the next unfrozen ground.

以降も同様にして、上述した膨張工程、循環凍結工程、収縮工程、および移動工程を順に繰り返し実行することで、長距離に渡って設置された凍結管11の周囲にある広範囲な地盤Gを、パッカー15a、15b等を順次移動させながら、所定の区間毎に凍結させて行く。 Likewise, by repeatedly executing the expansion process, the circulation freezing process, the shrinking process, and the moving process described above in order, the ground G surrounding the freezing pipe 11 installed over a long distance is While the packers 15a, 15b, etc. are sequentially moved, each predetermined section is frozen.

以上のような処理を、各シールド管7、8内に設置された各凍結管11について実行し、図1および図2に示したように、各シールド管7、8の周囲にある広範囲な地盤Gを凍結させて行く。これにより、地中構造物1の外殻シールド1’の周囲に、所定の強度と止水性能を有した凍土壁6が形成される。 The above processing is performed for each freezing tube 11 installed in each shield tube 7, 8, and as shown in FIGS. Freeze G. As a result, a frozen earth wall 6 having a predetermined strength and water stopping performance is formed around the outer shell shield 1 ′ of the underground structure 1 .

上述の第1実施形態によると、凍結管11内に管軸方向に所定の間隔で複数のパッカー15a、15bを配置し、各パッカー15a、15bを膨張させることにより、凍結管11内に所定の長さを有した閉塞区間Xを形成している。そして、この閉塞区間Xと冷凍機40の冷却器42とに対して、供給管12a、12bと回収管13とを通して冷却材を循環させている。このため、冷却材を閉塞区間Xに隈なく行き渡らせて、閉塞区間Xの周囲にある所定区間の地盤を確実に凍結させることができる。 According to the above-described first embodiment, a plurality of packers 15a and 15b are arranged in the freezing tube 11 at predetermined intervals in the axial direction of the tube, and the respective packers 15a and 15b are inflated, so that the predetermined A closed section X having a length is formed. The coolant is circulated through the supply pipes 12 a and 12 b and the recovery pipe 13 to the closed section X and the cooler 42 of the refrigerator 40 . Therefore, the coolant can be spread all over the blocked section X, and the ground in the predetermined section around the blocked section X can be reliably frozen.

また、所定区間の地盤の凍結が完了すると、パッカー15a、15b内の流体を流体管14a、14bを通して流出させて、パッカー15a、15bを収縮させる。それから、供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bを、凍結管11内で管軸方向に移動させて、凍結した所定区間の地盤に隣接する未凍結の地盤で囲まれた凍結管11内の所定位置に配置する。そして、上述した膨張工程と循環凍結工程と収縮工程と移動工程とを順に繰り返し実行する。これにより、凍結管11が長距離に渡って設置されても、凍結管11の周囲にある広範囲の地盤を、所定の区間毎にムラなく効率よく凍結させることが可能となる。 Further, when the freezing of the ground in the predetermined section is completed, the fluid in the packers 15a and 15b is discharged through the fluid pipes 14a and 14b to contract the packers 15a and 15b. Then, the supply pipes 12a, 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a, 14b, and the packers 15a, 15b are moved in the pipe axial direction within the frozen pipe 11, and the unfrozen ground adjacent to the ground of the frozen predetermined section is It is arranged at a predetermined position inside the freezing pipe 11 surrounded by the ground. Then, the expansion process, the circulation freezing process, the shrinking process, and the moving process described above are repeated in order. As a result, even if the freezing pipe 11 is installed over a long distance, it is possible to uniformly and efficiently freeze the ground around the freezing pipe 11 in a wide range for each predetermined section.

また、地盤中に埋設された複数のシールド管7、8内に、凍結管11を複数設置し、各シールド管7、8内に充填材を充填した後、各凍結管11に対して、上述した膨張工程と循環凍結工程と収縮工程と移動工程とを順に繰り返し実行する。これにより、各凍結管11内の閉塞区間Xに循環させた冷却材の冷熱を、凍結管11、シールド管7、8、または充填材を介して、シールド管7、8の周囲にある地盤に伝えて、当該地盤を所定区間毎にムラなく効率よく凍結させることが可能となる。 Further, a plurality of freezing tubes 11 are installed in a plurality of shield tubes 7 and 8 buried in the ground, and after filling each shield tube 7 and 8 with a filler, each freezing tube 11 is subjected to the above-described The expanded step, the circulating freezing step, the shrinking step, and the moving step are repeated in order. As a result, the cold heat of the coolant circulated in the blocked section X in each freezing pipe 11 is transferred to the ground around the shielding pipes 7 and 8 via the freezing pipe 11, the shield pipes 7 and 8, or the filling material. It is possible to freeze the ground evenly and efficiently in each predetermined section.

さらに、複数のシールド管7、8に対して、所定区間毎に、周囲の地盤の凍結作業と、内部の掘削作業と、覆工体9の構築作業とを、並行して行うことができるので、地中構造物1の構築までにかかる工事期間の短縮が可能となる。 Furthermore, for each of the plurality of shield pipes 7 and 8, freezing of the surrounding ground, excavation of the inside, and construction of the lining 9 can be performed in parallel for each predetermined section. , the construction period required for construction of the underground structure 1 can be shortened.

また、上述の第1実施形態では、凍結管11内に線材16aを挿入し、凍結管11の先端部に取り付けたターンボックス25内の滑車27に、線材16aを掛けて方向転換させた後、線材16aを凍結管11の後端部から導出する。また、線材16aの一端部をパッカー15aに連結し、パッカー15a、15b同士を管12a、14aや線材16bで連結する。そして、凍結管11から導出した線材16aの他端部を牽引機48で引っ張ることにより、凍結管11内に供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bを任意の位置まで容易かつ確実に挿入することができる。また、この挿入時に、供給管12a、12b、回収管13、および流体管14a、14bや、これらの各管とパッカー15a、15bとの連結部分にかかる応力やストレスを軽減して、各管や連結部分の損傷を防止することができる。 Further, in the above-described first embodiment, the wire 16a is inserted into the freezing tube 11, and after the wire 16a is hooked on the pulley 27 in the turn box 25 attached to the tip of the freezing tube 11 to change the direction, The wire rod 16 a is led out from the rear end of the freezing tube 11 . One end of the wire rod 16a is connected to the packer 15a, and the packers 15a and 15b are connected to each other by the pipes 12a and 14a and the wire rod 16b. Then, by pulling the other end of the wire rod 16a led out from the freezing tube 11 by the traction machine 48, the supply tubes 12a and 12b, the recovery tube 13, the fluid tubes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b are placed in the freezing tube 11. It can be easily and reliably inserted to any position. In addition, during this insertion, the stress and stress applied to the supply pipes 12a, 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a, 14b, and the connecting portions between these pipes and the packers 15a, 15b are reduced. Damage to the connecting portion can be prevented.

また、上述の第1実施形態では、線材16bをパッカー15a、15bと連結した状態で凍結管11内に挿入して、線材16bの一端部を凍結管11の後端部から導出する。そして、その線材16bの一端部を牽引機48で引っ張ることにより、凍結管11内で供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bを凍結管11の後端側へ容易かつ確実に移動させることができる。また、この移動時に、供給管12a、12b、回収管13、および流体管14a、14bや、これらの各管とパッカー15a、15bとの連結部分にかかる応力やストレスを軽減することができ、各管や連結部分の損傷を防止することができる。さらに、凍結管11からの線材16a、16bの引き出し長を調整することで、供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bを、凍結管11内の任意の位置に容易に配置することができる。 Further, in the first embodiment described above, the wire rod 16b is inserted into the freezing tube 11 while being connected to the packers 15a and 15b, and one end of the wire rod 16b is led out from the rear end of the freezing tube 11. One end of the wire rod 16b is pulled by the pulling machine 48 to move the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b inside the freezing pipe 11 to the rear end of the freezing pipe 11. It can be easily and reliably moved to the side. Also, during this movement, the stress and stress applied to the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, and the connecting portions between these pipes and the packers 15a and 15b can be reduced. Damage to pipes and joints can be prevented. Furthermore, by adjusting the drawing length of the wire rods 16a and 16b from the freezing tube 11, the supply tubes 12a and 12b, the recovery tube 13, the fluid tubes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b can be arbitrarily moved inside the freezing tube 11. Can be easily placed in position.

また、上述の第1実施形態では、パッカー15a、15bの膨張工程より前に、凍結管11内に不凍材を充満させる。このため、冷却材の循環時に、供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、またはパッカー15a、15bの表面に、霜柱や氷などの水性異物が生成されるのを防止することができる。また、パッカー15a、15bの収縮時に、冷却材が閉塞区間Xから漏れて、凍結管11の内周面などに結露が発生するのを阻止し、凍結管11内での水性異物の生成を一層防止することができる。そして、凍結管11内での供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、またはパッカー15a、15bの移動が水性異物により妨げられなくなるので、これらを所定の位置に確実に移動させることができる。 Further, in the above-described first embodiment, the freezing tube 11 is filled with the antifreeze material before the expansion process of the packers 15a and 15b. Therefore, during circulation of the coolant, it is possible to prevent formation of aqueous foreign substances such as frost columns and ice on the surfaces of the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, or the packers 15a and 15b. can be done. In addition, when the packers 15a and 15b contract, the coolant leaks from the closed section X, preventing condensation from occurring on the inner peripheral surface of the freezing tube 11, and further suppressing the formation of aqueous foreign matter in the freezing tube 11. can be prevented. Since the movement of the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, or the packers 15a and 15b in the freezing pipe 11 is no longer hindered by the aqueous foreign matter, these are reliably moved to predetermined positions. be able to.

また、上述の第1実施形態では、供給管12b、回収管13、および流体管14bを個別に保持した状態で、凍結管11の内周面を管軸方向に転動する保持台車17を、凍結管11内に挿入している(図8)。このため、凍結管11に対する供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bの挿入時や移動時に、これらの管12a、12b、13、14a、14bのねじれや弛みを防止して、各管とパッカー15a、15bを管軸方向にスムーズに移動させることができる。 Further, in the above-described first embodiment, the holding carriage 17 that rolls on the inner peripheral surface of the freezing tube 11 in the tube axial direction while individually holding the supply tube 12b, the recovery tube 13, and the fluid tube 14b is It is inserted into the freezing tube 11 (Fig. 8). Therefore, when the supply pipes 12a, 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a, 14b, and the packers 15a, 15b are inserted into or moved into the freezing pipe 11, these pipes 12a, 12b, 13, 14a, 14b are twisted or twisted. By preventing slack, each tube and packers 15a and 15b can be moved smoothly in the tube axial direction.

また、上述の第1実施形態では、パッカー15a、15bに弾性部材23を設けて、この弾性部材23でパッカー15a、15bのラバー19を収縮方向に付勢している。このため、パッカー15a、15b内の流体を流体管14a、14bを通して流出させたときに、パッカー15a、15bの収縮を弾性部材23により助長して、パッカー15a、15bを迅速かつ確実に収縮させることができる。このため、その後の供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bの移動時に、凍結管11内でパッカー15a、15bのスムーズな移動が阻害されるのを防止することができる。 Further, in the above-described first embodiment, the packers 15a and 15b are provided with the elastic members 23, and the elastic members 23 bias the rubbers 19 of the packers 15a and 15b in the contraction direction. Therefore, when the fluid in the packers 15a, 15b is allowed to flow out through the fluid pipes 14a, 14b, the contraction of the packers 15a, 15b is facilitated by the elastic member 23, so that the packers 15a, 15b can be rapidly and reliably contracted. can be done. Therefore, when the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b move thereafter, the smooth movement of the packers 15a and 15b is prevented from being hindered within the freezing pipe 11. can do.

また、上述の第1実施形態では、膨縮するパッカー15a、15bのラバー19の一方の端部をフレーム18a、18bに対して固定された固定端とし、もう一方の端部を管軸方向に移動可能な自由端としている。このため、流体管14a、14bを通してパッカー15a、15bのラバー19の内側に流体を流入させたときに、ラバー19を無理なく凍結管11の管径方向に膨張させて、凍結管11内を確実に閉塞することができる。また、ラバー19の内側にある流体を流体管14a、14bを通して流出させたときに、ラバー19を無理なく収縮させて、凍結管11から離間させることができる。 In the above-described first embodiment, one end of the rubber 19 of the packers 15a and 15b that expands and contracts is a fixed end fixed to the frames 18a and 18b, and the other end extends in the tube axial direction. It has a movable free end. Therefore, when the fluid is caused to flow into the inside of the rubber 19 of the packers 15a and 15b through the fluid pipes 14a and 14b, the rubber 19 is expanded in the pipe radial direction of the freezing pipe 11 without difficulty, and the inside of the freezing pipe 11 is ensured. can be occluded. Further, when the fluid inside the rubber 19 is caused to flow out through the fluid pipes 14 a and 14 b, the rubber 19 can be naturally contracted and separated from the freezing pipe 11 .

さらに、上述の第1実施形態の凍結管ユニット10において、たとえば、地質や周囲環境の変化やその他の事情に応じて、上述した膨張工程と循環凍結工程と収縮工程と移動工程とを順に繰り返す回数を設定したり、凍結管11内で供給管12a、12b、回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15a、15bを移動させる移動長を変えたり、パッカー15a、15bを配置する位置を変えたりすることができる。このため、地盤G中に凍結管11を設置した後であっても、地盤G中の所定の箇所だけを凍結させることが可能となり、また、地盤G中の凍結箇所や凍結範囲を容易に変更することが可能となる。また、長期間にわたって凍結管11内に冷却材を循環し続ける必要がある場合においても、凍結管11の長手方向の一部分を限定的に冷却することができるため、余分な凍土成長を抑制することができる。 Furthermore, in the freezing tube unit 10 of the first embodiment described above, the number of times the expansion process, the circulation freezing process, the contraction process, and the movement process described above are repeated in order, for example, according to changes in the geological features, the surrounding environment, and other circumstances. , change the length of movement of the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipes 14a and 14b, and the packers 15a and 15b within the freezing pipe 11, and change the positions of the packers 15a and 15b. can be Therefore, even after the freezing pipe 11 is installed in the ground G, it is possible to freeze only a predetermined location in the ground G, and it is possible to easily change the frozen location and the frozen range in the ground G. It becomes possible to In addition, even when it is necessary to continue circulating the coolant in the freezing pipe 11 for a long period of time, it is possible to limitly cool a part of the freezing pipe 11 in the longitudinal direction, thereby suppressing excessive frozen soil growth. can be done.

上述の第1実施形態では、シールド管7、8内に真直な凍結管11だけを設置したが、以下の第2~第4実施形態のように、屈曲した分岐凍結管をシールド管7、8内に設置してもよい。 In the first embodiment described above, only the straight freezing tubes 11 are installed inside the shield tubes 7 and 8, but as in the following second to fourth embodiments, bent branch freezing tubes are installed inside the shield tubes 7 and 8. It can be placed inside.

図9は、第2実施形態の凍結管ユニット10aの設置状態を示した図である。図9(a)はシールド管7、8の先端側、図9(b)はシールド管7、8の後端側を示している。第2実施形態では、地中構造物1の外殻シールド1’(図2)の外周側と内周側に相当するシールド管7、8の内周面の位置に、それぞれ凍結管11が1本ずつ設置される。各凍結管11には、各シールド管7、8の管軸方向に所定の間隔をおいて、分岐凍結管31が複数連結される。図9では、一部の分岐凍結管31を図示している。 FIG. 9 is a diagram showing an installation state of the freezing tube unit 10a of the second embodiment. 9(a) shows the front end sides of the shield tubes 7 and 8, and FIG. 9(b) shows the rear end sides of the shield tubes 7 and 8. As shown in FIG. In the second embodiment, one freezing tube 11 is placed on each of the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 corresponding to the outer peripheral side and the inner peripheral side of the outer shell shield 1' (FIG. 2) of the underground structure 1. Placed one by one. A plurality of branch freezing tubes 31 are connected to each freezing tube 11 at predetermined intervals in the axial direction of the shield tubes 7 and 8 . In FIG. 9, some branch freezing tubes 31 are illustrated.

分岐凍結管31は、凍結管11の所定位置から分岐して、シールド管7、8の内周面に沿うように、シールド管7、8の管軸方向に対して垂直に交差する方向と、管軸方向に対して平行な方向とに延びている。また、分岐凍結管31は、凍結管11の管径方向の両側に延びている。そして、この分岐凍結管31は、凍結管11に合流するように、分岐位置とは別の位置で凍結管11に連結されている。凍結管11と分岐凍結管31は、シールド管7、8の内周面に固定されている。 The branch freezing tube 31 branches from a predetermined position of the freezing tube 11 and extends along the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 in a direction perpendicular to the axial direction of the shield tubes 7 and 8; It extends in a direction parallel to the tube axis direction. Moreover, the branch freezing pipes 31 extend to both sides of the freezing pipe 11 in the pipe radial direction. The branch freezing pipe 31 is connected to the freezing pipe 11 at a position different from the branch position so as to merge with the freezing pipe 11 . The freezing tube 11 and branch freezing tube 31 are fixed to the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 .

図10は、第2実施形態の凍結管ユニット10aの横断面図である。図10(a)と図10(b)は、凍結管11の管軸周りに90°異なる断面となっている。凍結管11内には、供給管12a、12b、12c、回収管13、流体管14a、 14b、14c、パッカー15a、15b、15c、および線材16a、16bが挿入される。また、図10には図示していないが、前述の保持台車17(図8)も挿入される。 FIG. 10 is a cross-sectional view of a freezing tube unit 10a of the second embodiment. 10(a) and 10(b) have cross sections that differ by 90° around the tube axis of the freezing tube 11. FIG. Into the freezing tube 11 are inserted supply tubes 12a, 12b, 12c, recovery tube 13, fluid tubes 14a, 14b, 14c, packers 15a, 15b, 15c, and wires 16a, 16b. Also, although not shown in FIG. 10, the aforementioned holding carriage 17 (FIG. 8) is also inserted.

図10および図9に示すように、凍結管11と分岐凍結管31との分岐箇所を含む凍結管11内の一区間Xaの先方側には、パッカー15aが配置される。また、一区間Xaの後方側でかつ、凍結管11と分岐凍結管31との連結箇所を含む凍結管11内の他区間Xbの先方側には、パッカー15cが配置される。さらに、他区間Xbの後方側には、パッカー15bが配置される。 As shown in FIGS. 10 and 9 , a packer 15a is arranged on the front side of one section Xa in the freezing tube 11 including the branching point between the freezing tube 11 and the branch freezing tube 31 . In addition, a packer 15 c is arranged on the rear side of one section Xa and on the front side of another section Xb in the freezing tube 11 including the connection point between the freezing tube 11 and the branch freezing tube 31 . Furthermore, a packer 15b is arranged on the rear side of the other section Xb.

パッカー15aの構造と、パッカー15aに対する供給管12a、流体管14a、および線材16a、16bの連結構造は、図5~図7に示した第1実施形態と同様である。また、パッカー15bの構造と、パッカー15bに対する供給管12b、回収管13、流体管14b、および線材16a、16bの連結構造も、第1実施形態と同様である。 The structure of the packer 15a and the connection structure of the supply pipe 12a, the fluid pipe 14a, and the wires 16a and 16b for the packer 15a are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. The structure of the packer 15b and the connection structure of the supply pipe 12b, the recovery pipe 13, the fluid pipe 14b, and the wires 16a and 16b with respect to the packer 15b are also the same as in the first embodiment.

図10に示すように、パッカー15cに備わる円柱状のフレーム18cには、供給路18iと流体路18kと挿通孔18hが形成されている。フレーム18cの先端部には、供給路18iと連通するように、供給管12aの後端部が連結されている。また、フレーム18cの先端部には、流体路18kと連通するように、流体管14aの後端部が連結されている。フレーム18cの後端部には、供給路18iと連通するように、供給管12cの先端部が連結されている。また、フレーム18cの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14cの先端部が連結されている。フレーム18cの供給路18iと供給管12a、12cとの隙間と、流体路18kと流体管14a、14cとの隙間は、それぞれ図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 As shown in FIG. 10, a cylindrical frame 18c provided in the packer 15c is formed with a supply channel 18i, a fluid channel 18k and an insertion hole 18h. The rear end of the supply pipe 12a is connected to the front end of the frame 18c so as to communicate with the supply path 18i. A rear end portion of the fluid pipe 14a is connected to the front end portion of the frame 18c so as to communicate with the fluid passage 18k. The front end of the supply pipe 12c is connected to the rear end of the frame 18c so as to communicate with the supply path 18i. A front end portion of the fluid pipe 14c is connected to the rear end portion of the frame 18c so as to communicate with the fluid passage 18k. A gap between the supply channel 18i of the frame 18c and the supply pipes 12a and 12c and a gap between the fluid channel 18k and the fluid pipes 14a and 14c are hermetically sealed by sealing members (not shown).

パッカー15bのフレーム18bの先端部には、フレーム18bの供給路18iと連通するように、供給管12cの後端部が連結されている。また、フレーム18bの先端部には、フレーム18bの流体路18kと連通するように、流体管14cの後端部が連結されている。フレーム18bの供給路18iと供給管12cとの隙間と、流体路18kと流体管14cとの隙間は、それぞれ図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 The rear end of the supply pipe 12c is connected to the front end of the frame 18b of the packer 15b so as to communicate with the supply path 18i of the frame 18b. A rear end portion of a fluid pipe 14c is connected to the front end portion of the frame 18b so as to communicate with the fluid passage 18k of the frame 18b. A gap between the supply path 18i of the frame 18b and the supply pipe 12c and a gap between the fluid path 18k and the fluid pipe 14c are hermetically sealed by sealing members (not shown).

また、パッカー15cのフレーム18cには、線材16bを挿通する挿通孔18hが形成されている。さらに、図示を省略しているが、フレーム18cには、フレーム18a、18bの挿通孔18g(図7)と同様に、線材16aを挿通する挿通孔が形成されている。フレーム18cの各挿通孔と各線材16a、16bとの隙間は、図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 A frame 18c of the packer 15c is formed with an insertion hole 18h through which the wire rod 16b is inserted. Further, although not shown, the frame 18c is formed with an insertion hole through which the wire rod 16a is inserted, similar to the insertion holes 18g (FIG. 7) of the frames 18a and 18b. The gaps between the insertion holes of the frame 18c and the wires 16a and 16b are airtightly sealed by sealing members (not shown).

フレーム18cの周面は、ラバー19により覆われている。このラバー19の保持構造は、パッカー15a、15bのフレーム18a、18bと同様である。また、フレーム18a、18b、18cの周面には、流入出孔18pが形成されている。ラバー19とフレーム18a、18bとの間には、弾性部材23が設けられている。 A peripheral surface of the frame 18 c is covered with a rubber 19 . The holding structure of this rubber 19 is similar to the frames 18a, 18b of the packers 15a, 15b. Inflow/outflow holes 18p are formed in the peripheral surfaces of the frames 18a, 18b, and 18c. An elastic member 23 is provided between the rubber 19 and the frames 18a and 18b.

前述の第1実施形態と同様の手順で(図7参照)、凍結管11からの線材16aの導出部分を牽引機48で引っ張ることにより、凍結管11内に供給管12a、12b、12c、回収管13、流体管14a、14b、14c、パッカー15a、15b、15c、および線材16a、16bが挿入され、図9および図10に示すようにこれらが管内に配置される。そして、シールド管7、8内へ充填材を充填する充填工程と、凍結管11内へ不凍材を充満させる充満工程とを実行した後、各パッカーを、パッカー15b→15c→15aの順に膨張させる膨張工程を実行する。 In the same procedure as in the above-described first embodiment (see FIG. 7), by pulling the lead-out portion of the wire rod 16a from the freezing tube 11 with the traction machine 48, the supply tubes 12a, 12b, 12c and the recovery pipes 12a, 12b, 12c are inserted into the freezing tube 11. Tube 13, fluid tubes 14a, 14b, 14c, packers 15a, 15b, 15c and wires 16a, 16b are inserted and positioned within the tube as shown in FIGS. Then, after performing a filling step of filling the filling material into the shield tubes 7 and 8 and a filling step of filling the freezing tube 11 with the antifreeze material, the packers are expanded in order of the packers 15b→15c→15a. perform an expansion step that allows

詳しくは、上記膨張工程では、流体供給源47から流体を流体管14bに流入させる。すると、流体が、図10(b)に矢印で示すように、流体管14bから、パッカー15bの流体路18kと流入出孔18pとを通って、フレーム18bの周面とこの周面を覆うラバー19との間に流入する。また、流体は、パッカー15bの流体路18kから、流体管14cと、パッカー15cの流体路18kおよび流入出孔18pとを通って、フレーム18cの周面とこの周面を覆うラバー19との間に流入する。さらに、流体は、パッカー15cの流体路18kから、流体管14aと、パッカー15aの流体路18kおよび流入出孔18pとを通って、フレーム18aの周面とこの周面を覆うラバー19との間に流入する。 Specifically, in the expansion step, fluid is caused to flow from the fluid supply source 47 into the fluid tube 14b. Then, as indicated by arrows in FIG. 10(b), the fluid flows from the fluid tube 14b through the fluid passage 18k of the packer 15b and the inflow/outflow hole 18p, and then onto the peripheral surface of the frame 18b and the rubber covering the peripheral surface. It flows between 19 and Also, the fluid flows from the fluid path 18k of the packer 15b through the fluid tube 14c, the fluid path 18k of the packer 15c, and the inflow/outflow hole 18p, and flows between the peripheral surface of the frame 18c and the rubber 19 covering this peripheral surface. flow into Further, the fluid flows from the fluid path 18k of the packer 15c through the fluid tube 14a, the fluid path 18k of the packer 15a, and the inlet/outlet holes 18p, and flows between the peripheral surface of the frame 18a and the rubber 19 covering this peripheral surface. flow into

そして、流体が各パッカー15a、15b、15cのラバー19をフレーム18a、18b、18cの周面から離れるように膨らませて、凍結管11の内周面に押し付けることにより、パッカー15a、15b、15cが膨張して、凍結管11内が閉塞された状態となる。つまり、凍結管11内の一区間Xaがパッカー15a、15cにより閉塞され、他区間Xbがパッカー15b、15cにより閉塞される。供給管12a、12b、12cは閉塞区間Xaと連通しており、回収管13は閉塞区間Xbと連通している。 Then, the fluid expands the rubber 19 of each packer 15a, 15b, 15c away from the peripheral surface of the frame 18a, 18b, 18c and presses it against the inner peripheral surface of the freezing tube 11, whereby the packers 15a, 15b, 15c It expands and the inside of the freezing tube 11 is closed. That is, one section Xa in the freezing tube 11 is blocked by the packers 15a and 15c, and the other section Xb is blocked by the packers 15b and 15c. The supply pipes 12a, 12b, 12c communicate with the blocked section Xa, and the recovery pipe 13 communicates with the blocked section Xb.

次の循環凍結工程では、冷却器42で冷却された冷却材を、供給管12bに供給する。すると、冷却材は、図10(a)に矢印で示すように、供給管12bからパッカー15bの供給路18i、供給管12c、パッカー15cの供給路18i、供給管12a、およびパッカー15aの供給路18iを通って、凍結管11内の閉塞区間Xaに供給される。また、冷却材は、閉塞区間Xaから分岐凍結管31を通って、凍結管11内の閉塞区間Xbに流入する。そして、閉塞区間Xa、Xbと分岐凍結管31内にある冷却材の冷熱が、凍結管11とシールド管7、8とを介して、シール管7、8内の充填材や周囲の地盤に伝わって、充填材と地盤が冷却される。 In the next circulation freezing process, the coolant cooled by the cooler 42 is supplied to the supply pipe 12b. Then, as shown by arrows in FIG. 10(a), the coolant flows from the supply pipe 12b to the supply passage 18i of the packer 15b, the supply pipe 12c, the supply passage 18i of the packer 15c, the supply pipe 12a, and the supply passage of the packer 15a. 18 i to the closed section Xa in the freezing tube 11 . Also, the coolant flows from the blocked section Xa through the branch freezing pipe 31 into the blocked section Xb inside the freezing pipe 11 . The cold heat of the coolant in the closed sections Xa and Xb and the branch freezing pipe 31 is transmitted to the filling material in the sealing pipes 7 and 8 and the surrounding ground via the freezing pipe 11 and the shield pipes 7 and 8. This cools the infill and the ground.

閉塞区間Xa、Xbと分岐凍結管31内で冷熱を奪われた冷却材は、パッカー15bの回収路18jと回収管13を通って、冷却器42に回収される。そして、冷却材は、冷却器42で冷却された後、再び、凍結管11内の閉塞区間Xa、Xbと分岐凍結管31に供給されて、ここで冷熱を奪われた後、冷却器42へ回収される。このように、冷却材を冷却器42と凍結管11内の閉塞区間Xa、Xbと分岐凍結管31との間で循環させることを所定時間継続することで、閉塞区間Xa、Xbと分岐凍結管31の周囲にある充填材および地盤が凍結される。 The coolant deprived of cold heat in the closed sections Xa and Xb and the branch freezing pipe 31 is recovered by the cooler 42 through the recovery passage 18j of the packer 15b and the recovery pipe 13 . After being cooled by the cooler 42 , the coolant is again supplied to the closed sections Xa and Xb in the freezing pipe 11 and the branch freezing pipe 31 , where it is deprived of cold heat, and then sent to the cooler 42 . be recovered. In this way, by continuing the circulation of the coolant between the cooler 42, the blocked sections Xa and Xb in the freezing pipe 11, and the branch freezing pipe 31 for a predetermined period of time, the blocked sections Xa and Xb and the branch freezing pipe The filler and ground around 31 are frozen.

次の収縮工程では、パッカー15a、15b、15cの各ラバー19の内側にある流体を、フレーム18a、18b、18cの流入出孔18p、流体路18k、および流体管14a、14b、14cを通して、外部へ排気することにより、各パッカーを、パッカー15a→15c→15bの順に収縮させる。 In the next shrinking process, the fluid inside each rubber 19 of the packers 15a, 15b, 15c is forced through the inflow and outflow holes 18p of the frames 18a, 18b, 18c, the fluid passages 18k, and the fluid tubes 14a, 14b, 14c to the outside. Each packer is shrunk in the order of packer 15a→15c→15b.

次の移動工程では、凍結管11から導出された線材16bの後端部を牽引機48で引っ張ることにより、供給管12a、12b、12c、回収管13、流体管14a、14b、14c、およびパッカー15a、15b、15cを、凍結管11内で管軸方向(図10で右方向)に所定距離移動させる。そして、隣の分岐凍結管31と凍結管11との分岐箇所を含む、凍結管11内の一区間Xaの先方側に、パッカー15aを配置する。また、一区間Xaの後方側でかつ、分岐凍結管31と凍結管11との連結箇所を含む、凍結管11内の他区間Xbの先方側に、パッカー15cを配置する。さらに、他区間Xbの後方側に、パッカー15bを配置する。 In the next moving step, the rear end of the wire rod 16b drawn out from the freezing tube 11 is pulled by the pulling machine 48, thereby moving the supply tubes 12a, 12b, 12c, the recovery tube 13, the fluid tubes 14a, 14b, 14c, and the packer. 15a, 15b, and 15c are moved within the freezing tube 11 in the axial direction (to the right in FIG. 10) by a predetermined distance. Then, the packer 15a is placed on the front side of one section Xa in the freezing tube 11 including the branch point between the adjacent branch freezing tube 31 and the freezing tube 11 . In addition, the packer 15c is arranged on the rear side of the one section Xa and on the front side of the other section Xb in the freezing tube 11 including the connection point between the branch freezing tube 31 and the freezing tube 11 . Furthermore, the packer 15b is arranged on the rear side of the other section Xb.

その後、上述したように膨張工程、循環凍結工程、収縮工程、および移動工程を順に繰り返し実行することで、凍結管11と分岐凍結管31の周囲にある地盤を所定の区間毎に凍結させて行く。また、各シールド管7、8内に設置された各凍結管11において、上述した各工程を同様に実行して、各シールド管7、8の周囲にある地盤Gを凍結させ、凍土壁6を形成する(図1、図2)。 After that, the expansion process, the circulation freezing process, the contraction process, and the movement process are sequentially and repeatedly executed as described above, thereby freezing the ground around the freezing pipe 11 and the branch freezing pipe 31 for each predetermined section. . Further, in each freezing tube 11 installed in each shielding tube 7, 8, the above-described steps are similarly executed to freeze the ground G around each shielding tube 7, 8, and freeze the frozen soil wall 6. form (FIGS. 1 and 2).

上述の第2実施形態によると、凍結管11内のパッカー15a、15b、15cにより閉塞された一区間Xaおよび他区間Xbと、これらと連通する分岐凍結管31に冷却材を循環させることにより、冷却材で冷却して凍結させる地盤の凍結範囲を広げることができる。また、同一の凍結管11に分岐凍結管31の両端部を連結しているので、1本の凍結管11に供給する冷却材で凍結させる地盤の凍結範囲も広げることができる。このため、シールド管7、8の周囲にある地盤を所定の区間毎にムラなく、一層効率よく凍結させることが可能となる。また、径が大きなシールド管7、8内に設置する凍結管11の数を減らして、各工程の実行数も減らすことができ、工事負担を軽減することが可能となる。 According to the above-described second embodiment, by circulating the coolant in the one section Xa and the other section Xb blocked by the packers 15a, 15b, and 15c in the freezing pipe 11 and the branch freezing pipe 31 communicating with them, You can expand the freezing range of the ground that is frozen by cooling with coolant. In addition, since both ends of the branch freezing pipe 31 are connected to the same freezing pipe 11, the freezing range of the ground to be frozen by the coolant supplied to the single freezing pipe 11 can be expanded. Therefore, the ground surrounding the shield tubes 7 and 8 can be evenly and efficiently frozen for each predetermined section. In addition, by reducing the number of freezing pipes 11 installed in the large-diameter shield pipes 7 and 8, the number of executions of each process can be reduced, and the work load can be reduced.

図11は、第3実施形態の凍結管ユニット10bの設置状態を示した図である。図11(a)はシールド管7、8の先端側、図11(b)はシールド管7、8の後端側を示している。第3実施形態では、第2実施形態と同様に、シールド管7、8の内周面に凍結管11が設置され、各凍結管11に分岐凍結管32が複数連結されるが、分岐凍結管32の形状は、第2実施形態の分岐凍結管31(図9)と異なっている。図11では、一部の分岐凍結管32を図示している。 FIG. 11 is a diagram showing an installed state of the freezing tube unit 10b of the third embodiment. 11(a) shows the front end sides of the shield tubes 7 and 8, and FIG. 11(b) shows the rear end sides of the shield tubes 7 and 8. As shown in FIG. In the third embodiment, as in the second embodiment, the freezing tubes 11 are installed on the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8, and a plurality of branch freezing tubes 32 are connected to each freezing tube 11. The shape of 32 is different from the branch freezing tube 31 (FIG. 9) of the second embodiment. In FIG. 11, some branch freezing tubes 32 are illustrated.

分岐凍結管32は、凍結管11の所定位置から分岐して、シールド管7、8の内周面に沿うように、シールド管7、8の管軸方向に対して垂直に交差する方向と、管軸方向に対して平行な方向とに延びている。そして、この分岐凍結管32は、凍結管11と合流するように、分岐位置とは別の位置で凍結管11に連結されている。凍結管11と分岐凍結管32は、シールド管7、8の内周面に固定されている。以上の点は、第2実施形態の分岐凍結管31と同じであるが、第3実施形態の分岐凍結管32は、凍結管11の管径方向の片側だけに延びている。また、凍結管11における分岐凍結管32の分岐箇所と連結箇所(合流箇所)との間隔は、分岐凍結管32における凍結管11の管軸と平行な部分の長さより短くなっている。 The branch freezing tube 32 branches from a predetermined position of the freezing tube 11 and extends along the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 in a direction perpendicular to the axial direction of the shield tubes 7 and 8; It extends in a direction parallel to the tube axis direction. The branch freezing pipe 32 is connected to the freezing pipe 11 at a position different from the branch position so as to merge with the freezing pipe 11 . The freezing tube 11 and branch freezing tube 32 are fixed to the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 . The above points are the same as the branch freezing tube 31 of the second embodiment, but the branch freezing tube 32 of the third embodiment extends only on one side of the freezing tube 11 in the tube radial direction. In addition, the distance between the branch point and connection point (merge point) of the branch freezing tube 32 in the freezing tube 11 is shorter than the length of the portion of the branch freezing tube 32 parallel to the tube axis of the freezing tube 11 .

凍結管11内において、凍結管11と分岐凍結管32との分岐箇所を含む一区間Xaの先方側には、パッカー15aが配置される。また、凍結管11と分岐凍結管32との分岐箇所と連結箇所(合流箇所)の間には、パッカー15cが配置される。さらに、凍結管11内の他区間Xbの後方側には、パッカー15bが配置される。パッカー15cとパッカー15bとの間隔は、分岐凍結管32における凍結管11の管軸と平行な部分の長さと同程度である。 Inside the freezing tube 11 , a packer 15 a is arranged on the front side of one section Xa including the branch point between the freezing tube 11 and the branch freezing tube 32 . A packer 15c is arranged between the branch point and the connection point (joint point) of the freezing tube 11 and the branch freezing tube 32 . Furthermore, a packer 15b is arranged behind the other section Xb in the freezing tube 11 . The distance between the packer 15c and the packer 15b is approximately the same as the length of the portion of the branch freezing tube 32 parallel to the tube axis of the freezing tube 11 .

凍結管11内には、図10に示した第2実施形態と同様に、供給管12a、12b、12c、回収管13、流体管14a、14b、14c、および線材16a、16bなどが挿入される(図示省略)。これらとパッカー15a、15b、15cとの連結状態も、第2実施形態と同様である。 Supply pipes 12a, 12b, 12c, recovery pipe 13, fluid pipes 14a, 14b, 14c, wire rods 16a, 16b, etc. are inserted into freezing pipe 11 in the same manner as in the second embodiment shown in FIG. (illustration omitted). The connection state between these and the packers 15a, 15b, and 15c is also the same as in the second embodiment.

このような第3実施形態においても、凍結管11内のパッカー15a、15b、15cにより閉塞された一区間Xaと他区間Xbと分岐凍結管32内に冷却材を循環させることにより、冷却材で冷却して凍結させる地盤の範囲を広げることができる。また、同一の冷凍管11に対して分岐凍結管32の両端部を連結しているので、1本の凍結管11に供給する冷却材で冷却して凍結させる地盤の範囲を広げることができる。このため、シールド管7、8の周囲にある地盤を所定の区間毎にムラなく、一層効率よく凍結させることが可能となる。また、シールド管7、8内に設置する凍結管11の数を減らして、各工程の実行数も減らすことができ、工事負担を軽減することが可能となる。 In the third embodiment as described above, by circulating the coolant in the one section Xa and the other section Xb blocked by the packers 15a, 15b, and 15c in the freezing tube 11 and the branch freezing tube 32, Can increase the area of ground that can be cooled and frozen. In addition, since both ends of the branch freezing pipe 32 are connected to the same freezing pipe 11, the range of the ground to be cooled and frozen by the coolant supplied to the single freezing pipe 11 can be expanded. Therefore, the ground surrounding the shield tubes 7 and 8 can be evenly and efficiently frozen for each predetermined section. In addition, the number of freezing pipes 11 installed in the shield pipes 7 and 8 can be reduced, and the number of executions of each process can be reduced, making it possible to reduce the construction burden.

図12は、第4実施形態の凍結管ユニット10cの設置状態を示した図である。図12(a)はシールド管7、8の後端側、図12(b)はシールド管7、8の先端側を示している。第4実施形態では、地中構造物1の外殻シールド1’(図2)の外周側と内周側に相当するシールド管7、8の内周面の位置のうち、一方の位置に凍結管11aが設置され、他方の位置に凍結管11bが設置される。凍結管11a、11bには、シールド管7、8の管軸方向に所定の間隔をおいて、それぞれ分岐凍結管33a、33bが複数連結されている。図12では、一部の分岐凍結管33a、33bを図示している。 FIG. 12 is a diagram showing an installed state of the freezing tube unit 10c of the fourth embodiment. 12(a) shows the rear end sides of the shield tubes 7 and 8, and FIG. 12(b) shows the front end sides of the shield tubes 7 and 8. As shown in FIG. In the fourth embodiment, one of the positions of the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8 corresponding to the outer peripheral side and the inner peripheral side of the outer shell shield 1' (FIG. 2) of the underground structure 1 is frozen. A tube 11a is installed, and a freezing tube 11b is installed at the other position. A plurality of branch freezing tubes 33a and 33b are connected to the freezing tubes 11a and 11b at predetermined intervals in the axial direction of the shield tubes 7 and 8, respectively. FIG. 12 shows some branch freezing tubes 33a and 33b.

各分岐凍結管33a、33bは、各凍結管11a、11bの所定位置から分岐して、シールド管7、8の内周面に沿うように、シールド管7、8の管軸方向に対して垂直に交差する方向と、管軸方向に対して平行な方向とに延びている。シールド管7、8の管径方向に対向する分岐凍結管33aと分岐凍結管33bとは、シールド管7、8を横切るように設けられた中継管34により互いに接続されている。分岐凍結管33a、33bと中継管34は連通している。つまり、中継管34により接続された分岐凍結管33a、33bは、凍結管11a、11bのうち、一方から分岐して、他方に連結されている。凍結管11a、11bと分岐凍結管33a、33bは、シールド管7、8の内周面に固定されている。中継管34の外周面は、断熱材35により覆われている。 Each branch freezing tube 33a, 33b is branched from a predetermined position of each freezing tube 11a, 11b, and is perpendicular to the axial direction of the shield tubes 7, 8 along the inner peripheral surface of the shield tubes 7, 8. and in a direction parallel to the tube axis direction. A branch freezing pipe 33a and a branch freezing pipe 33b facing each other in the pipe radial direction of the shield pipes 7 and 8 are connected to each other by a relay pipe 34 provided so as to cross the shield pipes 7 and 8. As shown in FIG. The branch freezing pipes 33a, 33b and the relay pipe 34 communicate with each other. That is, the branch freezing pipes 33a and 33b connected by the relay pipe 34 are branched from one of the freezing pipes 11a and 11b and connected to the other. The freezing tubes 11a and 11b and the branch freezing tubes 33a and 33b are fixed to the inner peripheral surfaces of the shield tubes 7 and 8, respectively. An outer peripheral surface of the relay pipe 34 is covered with a heat insulating material 35 .

図13は、第4実施形態の凍結管ユニット10cの横断面図である。図13では、(a)に凍結管11aと分岐凍結管33aとの分岐箇所の近傍を示し、(b)に凍結管11bと分岐凍結管33bとの分岐箇所の近傍を示している。 FIG. 13 is a cross-sectional view of the freezing tube unit 10c of the fourth embodiment. In FIG. 13, (a) shows the vicinity of the branch point between the freezing tube 11a and the branch freezing tube 33a, and (b) shows the vicinity of the branch point between the freezing tube 11b and the branch freezing tube 33b.

図13(a)および図12に示すように、凍結管11aと分岐凍結管33aとの分岐箇所を含む凍結管11a内の一区間Xcの先方側には、パッカー15dが配置される。また、一区間Xcの後方側には、パッカー15cが配置される。 As shown in FIGS. 13(a) and 12, a packer 15d is arranged on the forward side of one section Xc in the freezing tube 11a including the branching point between the freezing tube 11a and the branch freezing tube 33a. A packer 15c is arranged on the rear side of the one section Xc.

図13(a)に示すように、パッカー15dに備わる円柱状のフレーム18dの先端部は閉塞されている。フレーム18dには、流体路18kが形成されている。フレーム18dの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14aの先端部が連結されている。フレーム18dの流体路18kと流体管14aとの隙間は、図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 As shown in FIG. 13(a), the tip of a cylindrical frame 18d provided in the packer 15d is closed. A fluid path 18k is formed in the frame 18d. The front end of the fluid pipe 14a is connected to the rear end of the frame 18d so as to communicate with the fluid passage 18k. A gap between the fluid path 18k of the frame 18d and the fluid pipe 14a is hermetically sealed by a sealing member (not shown).

パッカー15cのフレーム18cには、供給路18iと流体路18kが形成されている。フレーム18cの先端部には、流体路18kと連通するように、流体管14aの後端部が連結されている。フレーム18cの供給路18iの先端部は開口している。フレーム18cの後端部には、供給路18iと連通するように、供給管12bの先端部が連結されている。つまり、供給管12bは、フレーム18cの供給路18iを介して、凍結管11a内の一区間Xcに連通している。また、フレーム18cの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14bの先端部が連結されている。フレーム18cの供給路18iと供給管12bとの隙間と、流体路18kと流体管14a、14bとの隙間は、それぞれ図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 A supply channel 18i and a fluid channel 18k are formed in the frame 18c of the packer 15c. A rear end portion of the fluid pipe 14a is connected to the front end portion of the frame 18c so as to communicate with the fluid passage 18k. The tip of the supply path 18i of the frame 18c is open. The front end of the supply pipe 12b is connected to the rear end of the frame 18c so as to communicate with the supply path 18i. That is, the supply pipe 12b communicates with one section Xc in the freezing pipe 11a via the supply path 18i of the frame 18c. A front end portion of the fluid pipe 14b is connected to the rear end portion of the frame 18c so as to communicate with the fluid passage 18k. A gap between the supply channel 18i of the frame 18c and the supply pipe 12b and a gap between the fluid channel 18k and the fluid pipes 14a and 14b are hermetically sealed by sealing members (not shown).

図13(b)および図12に示すように、凍結管11bと分岐凍結管33bとの分岐箇所を含む凍結管11b内の他区間Xdの先方側には、パッカー15dが配置される。また、他区間Xdの後方側には、パッカー15eが配置される。 As shown in FIGS. 13(b) and 12, a packer 15d is arranged on the other side of the other section Xd in the freezing tube 11b including the branch point between the freezing tube 11b and the branch freezing tube 33b. A packer 15e is arranged on the rear side of the other section Xd.

図13に示すように、凍結管11b内のパッカー15dの構造は、凍結管11a内のパッカー15の構造と同様である。凍結管11b内のパッカー15dの後端部には、流体管14aの先端部が連結されている。 As shown in FIG. 13, the structure of the packer 15d inside the freezing tube 11b is the same as the structure of the packer 15 inside the freezing tube 11a. The tip of the fluid tube 14a is connected to the rear end of the packer 15d inside the freezing tube 11b.

図13(b)に示すように、パッカー15eに備わる円柱状のフレーム18eには、回収路18jと流体路18kが形成されている。フレーム18eの先端部には、流体路18kと連通するように、流体管14aの後端部が連結されている。フレーム18eの回収路18jの先端部は開口している。フレーム18eの後端部には、回収路18jと連通するように、回収管13の先端部が連結されている。つまり、回収管13は、フレーム18eの回収路18jを介して、凍結管11b内の他区間Xdに連通している。また、フレーム18eの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14bの先端部が連結されている。フレーム18eの回収路18jと回収管13との隙間と、流体路18kと流体管14a、14bとの隙間は、それぞれ図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 As shown in FIG. 13(b), a recovery path 18j and a fluid path 18k are formed in a cylindrical frame 18e provided in the packer 15e. A rear end portion of the fluid pipe 14a is connected to the front end portion of the frame 18e so as to communicate with the fluid passage 18k. The tip of the recovery path 18j of the frame 18e is open. A distal end portion of the recovery pipe 13 is connected to the rear end portion of the frame 18e so as to communicate with the recovery path 18j. That is, the recovery pipe 13 communicates with another section Xd in the freezing pipe 11b via the recovery path 18j of the frame 18e. A front end portion of the fluid pipe 14b is connected to the rear end portion of the frame 18e so as to communicate with the fluid passage 18k. A gap between the recovery path 18j of the frame 18e and the recovery tube 13 and a gap between the fluid path 18k and the fluid tubes 14a and 14b are hermetically sealed by sealing members (not shown).

図示を省略しているが、各凍結管11a、11bには、図7等に示された線材16a、16bが挿入される。また、各パッカー15c、15d、15eには、図7等に示された挿通孔18g、18hと同様の、線材16a、16bを挿通させる挿通孔が形成されている。線材16a、16bとパッカー15dの連結状態や貫通状態は、前述のパッカー15aと同様である。線材16a、16bとパッカー15c、15eの連結状態や貫通状態は、前述のパッカー15bと同様である。 Although not shown, wires 16a and 16b shown in FIG. 7 and the like are inserted into the freezing tubes 11a and 11b. Each packer 15c, 15d, 15e is formed with an insertion hole through which the wires 16a, 16b are inserted, similar to the insertion holes 18g, 18h shown in FIG. 7 and the like. The connection state and penetration state of the wires 16a and 16b and the packer 15d are the same as those of the packer 15a described above. The connection state and penetration state of the wire rods 16a, 16b and the packers 15c, 15e are the same as those of the packer 15b described above.

各パッカー15c、15d、15eのフレーム18c、18d、18eの周面には、ラバー19が保持されている。このラバー19の保持構造は、第1~第3実施形態のパッカー15a、15b、15cと同様である。また、第1~第3実施形態と同様に、ラバー19とフレーム18c、18d、18eとの間には、弾性部材23が設けられており、各フレーム18c、18d、18eの周面には、流入出孔18pが形成されている。 A rubber 19 is held on the peripheral surfaces of the frames 18c, 18d and 18e of the packers 15c, 15d and 15e. The holding structure of this rubber 19 is the same as that of the packers 15a, 15b, 15c of the first to third embodiments. As in the first to third embodiments, an elastic member 23 is provided between the rubber 19 and the frames 18c, 18d, and 18e. An inflow/outflow hole 18p is formed.

前述の第1実施形態と同様の手順で(図7参照)、凍結管11aからの線材16aの導出部分を牽引機48で引っ張ることにより、凍結管11a内に供給管12b、流体管14a、14b、パッカー15c、15d、および線材16a、16b(図示省略)が挿入され、図13(a)に示すようにこれらが管内に配置される。また、凍結管11bからの線材16aの導出部分を引っ張ることにより、凍結管11b内に回収管13、流体管14a、14b、パッカー15d、15e、および線材16a、16b(図示省略)が挿入され、図13(b)に示すようにこれらが管内に配置される。そして、シールド管7、8内へ充填材を充填する充填工程と、凍結管11a、11b内へ不凍材を充満させる充満工程とを実行した後、各パッカー15c、15d、15eを膨張させる膨張工程を実行する。この膨張工程は、第1実施形態や第2実施形態の場合と基本的に同じであるので、詳細な説明は省略する。 In the same procedure as in the first embodiment described above (see FIG. 7), the lead-out portion of the wire rod 16a from the freezing tube 11a is pulled by the pulling machine 48, thereby inserting the supply tube 12b and the fluid tubes 14a, 14b into the freezing tube 11a. , packers 15c, 15d, and wires 16a, 16b (not shown) are inserted and placed in the tube as shown in FIG. 13(a). Also, by pulling the lead-out portion of the wire 16a from the freezing tube 11b, the recovery tube 13, the fluid tubes 14a and 14b, the packers 15d and 15e, and the wires 16a and 16b (not shown) are inserted into the freezing tube 11b, These are placed in the tube as shown in FIG. 13(b). Then, after performing a filling process of filling the filling material into the shield tubes 7 and 8 and a filling process of filling the freezing tubes 11a and 11b with the antifreeze material, the packers 15c, 15d and 15e are expanded. Execute the process. Since this expansion process is basically the same as in the first embodiment and the second embodiment, detailed description thereof will be omitted.

膨張工程の実行により、パッカー15c、15d、15eが膨張して、凍結管11a内の一区間Xcがパッカー15d、15cにより閉塞され、凍結管11b内の他区間Xdがパッカー15d、15eにより閉塞される。供給管12bは閉塞区間Xcと連通しており、回収管13は閉塞区間Xdと連通している。 By executing the expansion step, the packers 15c, 15d, and 15e expand, one section Xc in the freezing tube 11a is closed by the packers 15d and 15c, and the other section Xd in the freezing tube 11b is closed by the packers 15d and 15e. be. The supply pipe 12b communicates with the closed section Xc, and the recovery pipe 13 communicates with the closed section Xd.

次の循環凍結工程では、冷却器42で冷却された冷却材を、供給管12bに供給する。すると、冷却材は、図13(a)に矢印で示すように、供給管12bからパッカー15cの供給路18iを通って、閉塞区間Xcに供給される。さらに、冷却材は、閉塞区間Xcから分岐凍結管33aと中継管34(図12)と分岐凍結管33bとを通って、凍結管11b内の閉塞区間Xdに流入する。そして、閉塞区間Xc、Xdと分岐凍結管33a、33b内にある冷却材の冷熱が、シール管7、8内の充填材や周囲の地盤に伝わって、充填材と地盤が冷却される。 In the next circulation freezing process, the coolant cooled by the cooler 42 is supplied to the supply pipe 12b. Then, the coolant is supplied from the supply pipe 12b through the supply path 18i of the packer 15c to the closed section Xc as indicated by the arrow in FIG. 13(a). Furthermore, the coolant flows from the blocked section Xc through the branch freezing pipe 33a, the relay pipe 34 (FIG. 12), and the branch freezing pipe 33b into the blocked section Xd in the freezing pipe 11b. The cold heat of the coolant in the closed sections Xc, Xd and the branch freezing pipes 33a, 33b is transmitted to the filler in the seal pipes 7, 8 and the surrounding ground, thereby cooling the filler and the ground.

閉塞区間Xc、Xdと分岐凍結管33a、33b内で冷熱を奪われた冷却材は、パッカー15eの回収路18jと回収管13を通って、冷却器42に回収される。そして、冷却材は、冷却器42で冷却された後、再び凍結管11a、11b内の閉塞区間Xc、Xdと分岐凍結管33a、33b内に供給されて、ここで冷熱を奪われた後、冷却器42へ回収される。このように、冷却材を、冷却器42と、凍結管11a、11b内の閉塞区間Xc、Xdと、分岐凍結管33a、33bとの間で循環させることを所定時間継続することで、閉塞区間Xc、Xdと分岐凍結管33a、33bの周囲にある充填材および地盤が凍結される。 The coolant deprived of cold heat in the closed sections Xc and Xd and the branch freezing pipes 33a and 33b is recovered by the cooler 42 through the recovery passage 18j of the packer 15e and the recovery pipe 13. After being cooled by the cooler 42, the coolant is again supplied to the closed sections Xc and Xd in the freezing pipes 11a and 11b and the branch freezing pipes 33a and 33b, and is deprived of cold heat there. It is recovered to cooler 42 . In this way, by continuing the circulation of the coolant between the cooler 42, the blocked sections Xc and Xd in the freezing pipes 11a and 11b, and the branch freezing pipes 33a and 33b for a predetermined time, the blocked section The filling material and the ground around Xc, Xd and branch freezing pipes 33a, 33b are frozen.

次の収縮工程では、各パッカーのラバー19の内側にある流体を、流入出孔18p、流体路18k、および流体管14bを通して、外部へ排気することにより、各パッカー15c、15d、15eを収縮させる。 In the next shrinking step, the packers 15c, 15d, and 15e are shrunk by exhausting the fluid inside the rubber 19 of each packer to the outside through the inflow/outlet hole 18p, the fluid passage 18k, and the fluid pipe 14b. .

次の移動工程では、前記と同様に、凍結管11a、11bから導出された線材16b(図示省略)の後端部を牽引機48で引っ張ることにより、供給管12b、回収管13、流体管14b、およびパッカー15c、15d、15eを、凍結管11a、11b内で管軸方向(図13で右方向)に所定距離移動させる。そして、隣の分岐凍結管33aと凍結管11aとの分岐箇所を含む、凍結管11a内の一区間Xcの先方側に、パッカー15dを配置し、一区間Xcの後方側に、パッカー15cを配置する。また、隣の分岐凍結管33bと凍結管11bとの分岐箇所を含む、凍結管11b内の他区間Xdの先方側に、パッカー15dを配置し、他区間Xdの後方側に、パッカー15eを配置する。 In the next moving step, the rear ends of the wire rods 16b (not shown) drawn out from the freezing pipes 11a and 11b are pulled by the pulling machine 48 in the same manner as described above, thereby moving the supply pipe 12b, the recovery pipe 13, and the fluid pipe 14b. , and packers 15c, 15d, and 15e are moved in the axial direction of the freezing tubes 11a and 11b (to the right in FIG. 13) by a predetermined distance. Then, the packer 15d is arranged on the front side of one section Xc in the freezing tube 11a including the branching point of the adjacent branch freezing tube 33a and the freezing tube 11a, and the packer 15c is arranged on the rear side of the one section Xc. do. In addition, the packer 15d is arranged on the front side of the other section Xd in the freezing tube 11b including the branch point of the adjacent branch freezing tube 33b and the freezing tube 11b, and the packer 15e is arranged on the rear side of the other section Xd. do.

その後、上述したように膨張工程、循環凍結工程、収縮工程、および移動工程を順に繰り返し実行することで、凍結管11a、11bと分岐凍結管33a、33bの周囲にある地盤を所定の区間毎に凍結させて行く。また、各シールド管7、8内に設置された各凍結管11a、11bにおいて、上述した各工程を同様に実行して、各シールド管7、8の周囲にある地盤Gを凍結させ、凍土壁6を形成する(図1、図2)。 After that, the expansion process, the circulation freezing process, the contraction process, and the movement process are sequentially and repeatedly executed as described above, thereby the ground surrounding the freezing pipes 11a and 11b and the branch freezing pipes 33a and 33b is divided into predetermined sections. let it freeze. Further, in each of the freezing tubes 11a and 11b installed in each of the shield tubes 7 and 8, the steps described above are similarly executed to freeze the ground G around each of the shield tubes 7 and 8, thereby forming frozen soil walls. 6 (FIGS. 1 and 2).

上述の第4実施形態によると、シールド管7,8内に設置された凍結管11a、11bにそれぞれ分岐凍結管33a、33bを複数連結し、対向する分岐凍結管33a、33bを中継管34で接続している。また、一方の凍結管11a内に供給管12b、流体管14a、14b、およびパッカー15d、15cが挿入され、他方の凍結管11b内に回収管13、流体管14a、14b、およびパッカー15d、15eが挿入されている。そして、冷却材を一方の凍結管11aの閉塞区間Xcと、分岐凍結管33a、33bと、他方の凍結管11bの閉塞区間Xdとに循環させている。 According to the fourth embodiment described above, a plurality of branch freezing pipes 33a and 33b are connected to the freezing pipes 11a and 11b installed in the shield pipes 7 and 8, respectively, and the opposing branch freezing pipes 33a and 33b are connected by the relay pipe 34. Connected. A supply pipe 12b, fluid pipes 14a, 14b, and packers 15d, 15c are inserted into one freezing pipe 11a, and a recovery pipe 13, fluid pipes 14a, 14b, and packers 15d, 15e are inserted into the other freezing pipe 11b. is inserted. The coolant is circulated through the blocked section Xc of one freezing pipe 11a, the branch freezing pipes 33a and 33b, and the blocked section Xd of the other freezing pipe 11b.

そのため、凍結管11a、11b内のパッカー15c、15d、15eにより閉塞された一区間Xcと他区間Xdと分岐凍結管33a、33b内に冷却材を循環させて、この冷却材で凍結させる地盤の凍結範囲を広げることができる。また、各凍結管11a、11b内に挿入する管の数を減らすことができるので、各凍結管11a、11b内に対する管とパッカーなどの挿入と移動を容易に行うことができる。 Therefore, the coolant is circulated in the one section Xc and the other section Xd blocked by the packers 15c, 15d, and 15e in the freezing pipes 11a and 11b and the branch freezing pipes 33a and 33b, and the ground to be frozen with this coolant is It can extend the freezing range. In addition, since the number of tubes to be inserted into each freezing tube 11a, 11b can be reduced, it is possible to easily insert and move tubes and packers into each freezing tube 11a, 11b.

以上述べた実施形態では、地盤中に埋設されたシールド管7、8内に凍結管11、11a、11bを設置した例を示したが、以下の実施形態のように、地盤中に直接凍結管を設置してもよい。 In the above-described embodiment, the freezing pipes 11, 11a, 11b are installed in the shield pipes 7, 8 buried in the ground. may be set.

図14および図15は、地中構造物71の他の構築例を示した図である。図14には、地中構造物71の水平断面を示し、図15には、地中構造物71の垂直断面を示している。地中構造物71は、地盤G中に構築されるトンネルである。 14 and 15 are diagrams showing other construction examples of the underground structure 71. FIG. 14 shows a horizontal section of the underground structure 71, and FIG. 15 shows a vertical section of the underground structure 71. As shown in FIG. The underground structure 71 is a tunnel constructed in the ground G.

地中構造物71を構築するには、まず、図14(a)に示すように、地盤G中に所定の深さで複数の立坑72、73を構築する。次に、たとえば水平型ボーリングパイプとしても機能する凍結管11cを用いて、一方の立坑72から他方の立坑73に向かって、水平方向に地盤Gを掘削しながら、凍結管11cを地盤G中に設置する。この際、複数の立坑72、73の間にある地盤Gに対して、図15(a)に示すように、所定の間隔で複数の凍結管11cを環状に設置する。 To construct the underground structure 71, first, as shown in FIG. 14(a), a plurality of vertical shafts 72, 73 are constructed in the ground G at a predetermined depth. Next, using the frozen pipe 11c that also functions as a horizontal boring pipe, for example, the ground G is excavated horizontally from one vertical shaft 72 toward the other vertical shaft 73, and the frozen pipe 11c is inserted into the ground G. Install. At this time, as shown in FIG. 15(a), a plurality of freezing pipes 11c are annularly installed at predetermined intervals on the ground G between the plurality of shafts 72 and 73. As shown in FIG.

そして、各凍結管11cの周囲の地盤Gを凍結させる凍結工法を行う。この凍結工法は、たとえば図5~図8に示した第1実施形態の凍結管ユニット10(凍結管11が凍結管11cに置き換わる)と、図3に示した設備とを用いて、前述した手順で行う。それにより、立坑72、73の間にある地盤G中に、高い強度と止水性能とを有する環状の凍土壁76が所定区間毎に形成される。 Then, a freezing method is performed to freeze the ground G around each freezing pipe 11c. This freezing method uses the freezing tube unit 10 (the freezing tube 11 is replaced by the freezing tube 11c) of the first embodiment shown in FIGS. 5 to 8 and the equipment shown in FIG. do in As a result, in the ground G between the vertical shafts 72 and 73, a ring-shaped frozen earth wall 76 having high strength and water stopping performance is formed for each predetermined section.

その後、図14(b)および図15(b)に示すように、凍土壁76の内側の凍結されていない地盤Gを掘削し、覆工体79を筒状に組み立てて行く。この際、凍土壁76の外側の地盤Gが崩れず、凍土壁76の内側に地下水が浸水してくることがないので、掘削と覆工体79の組み立てを安全に行うことができる。それにより、複数の立坑72、73に連通する地中構造物71を確実に構築することができる。 After that, as shown in FIGS. 14(b) and 15(b), the unfrozen ground G inside the frozen soil wall 76 is excavated, and the lining body 79 is assembled into a cylindrical shape. At this time, since the ground G outside the frozen soil wall 76 does not collapse and groundwater does not enter the inside of the frozen soil wall 76, excavation and assembling of the lining body 79 can be safely performed. Thereby, the underground structure 71 communicating with the plurality of shafts 72 and 73 can be reliably constructed.

図16は、第5実施形態による凍結管ユニット10dの横断面図である。図16(a)と図16(b)は、凍結管ユニット10dに備わる凍結管11dの管軸周りに90°異なる断面となっている。 FIG. 16 is a cross-sectional view of a freezing tube unit 10d according to the fifth embodiment. 16(a) and 16(b) have cross sections that are different by 90° around the tube axis of the freezing tube 11d provided in the freezing tube unit 10d.

凍結管11dは、地盤G中に鉛直方向に設置されている。凍結管11dの先端部(図16で下側の端部)は、予め閉塞されている。凍結管11d内には、供給管12b、流体管14b、線材16b、およびパッカー15aが挿入されている。凍結管11dの後端部(図16で上側の端部)は、地上に表出していて、閉塞部材29で閉塞されている。 The freezing pipe 11d is installed in the ground G in the vertical direction. The tip of the freezing tube 11d (lower end in FIG. 16) is closed in advance. A supply pipe 12b, a fluid pipe 14b, a wire rod 16b, and a packer 15a are inserted into the freezing pipe 11d. The rear end of the freezing tube 11d (upper end in FIG. 16) is exposed above the ground and closed with a closing member 29. As shown in FIG.

閉塞部材29には、複数の貫通孔29h、29i、29j、29kが形成されている。図16(a)に示すように、貫通孔29hと連通するように、閉塞部材29には回収管13の先端部が接続されている。つまり、回収管13は、凍結管11dの後端部近傍で凍結管11dの内部と連通している。回収管13の後端部は、中継分岐管61(図3)に連結されている。図16の例では、回収管13は凍結管11d内に挿入されていないが、他の例として、回収管13を貫通孔29hへ貫通させて、回収管13の先端部を凍結管11d内に挿入してもよい。 The closing member 29 is formed with a plurality of through holes 29h, 29i, 29j, and 29k. As shown in FIG. 16(a), the distal end of the recovery tube 13 is connected to the closing member 29 so as to communicate with the through hole 29h. In other words, the collection tube 13 communicates with the inside of the freezing tube 11d near the rear end of the freezing tube 11d. A rear end portion of the recovery pipe 13 is connected to a relay branch pipe 61 (FIG. 3). In the example of FIG. 16, the recovery tube 13 is not inserted into the freezing tube 11d. may be inserted.

図16(a)、(b)に示すように、貫通孔29i、29j、29kには、供給管12b、流体管14b、および線材16bが挿通されている。各貫通孔29i、29j、29kと供給管12b、流体管14b、および線材16bとの隙間は、図示しないシール部材により気密状態に封止されている。 As shown in FIGS. 16(a) and 16(b), the supply pipe 12b, the fluid pipe 14b, and the wire rod 16b are inserted through the through holes 29i, 29j, and 29k. The gaps between the through holes 29i, 29j, 29k and the supply pipe 12b, the fluid pipe 14b, and the wire rod 16b are airtightly sealed by sealing members (not shown).

パッカー15aのフレーム18aには、供給路18i(図16(a))、流体路18k(図16(b))、および挿通孔18h(図16(b))が形成されている。図16(a)に示すように、フレーム18aの後端部には、供給路18iと連通するように、供給管12bの先端部が連結されている。供給路18iの一端部は、凍結管11d内を望むように開口している。供給管12bの後端部は、凍結管11dの外部にある中継分岐管60(図3)に連結されている。 A frame 18a of the packer 15a is formed with a supply channel 18i (FIG. 16(a)), a fluid channel 18k (FIG. 16(b)), and an insertion hole 18h (FIG. 16(b)). As shown in FIG. 16(a), the front end of the supply pipe 12b is connected to the rear end of the frame 18a so as to communicate with the supply path 18i. One end of the supply path 18i is open so as to look inside the freezing tube 11d. The rear end of the supply pipe 12b is connected to a relay branch pipe 60 (FIG. 3) outside the freezing pipe 11d.

また、図16(b)に示すように、フレーム18aの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14bの先端部が連結されている。流体路18kは、フレーム18aの先端側で閉塞されている。流体管14bの後端部は、凍結管11dの外部にある流体供給源47(図3)に接続されている。 Further, as shown in FIG. 16(b), the rear end portion of the frame 18a is connected to the front end portion of the fluid pipe 14b so as to communicate with the fluid passage 18k. The fluid path 18k is closed on the distal end side of the frame 18a. The rear end of fluid tube 14b is connected to a fluid supply 47 (FIG. 3) external to freeze tube 11d.

また、図16(b)に示すように、フレーム18aの挿通孔18hには、線材16bの先端部が挿通されている。線材16bの先端部はフレーム18aに連結(固定)されている。挿通孔18hは、フレーム18aの先端側で閉塞されている。線材16bの後端部は、凍結管11dの外部にある牽引機48(図3)に連結されている。 Further, as shown in FIG. 16(b), the tip of the wire rod 16b is inserted through the insertion hole 18h of the frame 18a. The tip of the wire 16b is connected (fixed) to the frame 18a. The insertion hole 18h is closed on the distal end side of the frame 18a. The rear end of the wire rod 16b is connected to a traction machine 48 (FIG. 3) outside the freezing tube 11d.

フレーム18aの周面には、ラバー19が保持部材20a、20b、21a、21bにより保持されている。また、フレーム18aの周面には、流体路18kと連通する流入出孔18pが形成されている。流入出孔18pは、ラバー19で覆われている。ラバー19とフレーム18aとの間には、スライダ20bをフレーム18aのフランジ部18y側へ摺動させることにより、ラバー19をフレーム18aの周面側へ引き寄せて、パッカー15aを収縮させるための、弾性部材23が設けられている。 A rubber 19 is held on the peripheral surface of the frame 18a by holding members 20a, 20b, 21a, and 21b. In addition, an inlet/outlet hole 18p communicating with the fluid path 18k is formed in the peripheral surface of the frame 18a. The inflow/outflow hole 18p is covered with a rubber 19. As shown in FIG. Between the rubber 19 and the frame 18a, an elastic member is provided for contracting the packer 15a by pulling the rubber 19 toward the peripheral surface of the frame 18a by sliding the slider 20b toward the flange portion 18y of the frame 18a. A member 23 is provided.

図17は、凍結管ユニット10dを用いて行う凍結工法の一工程を示した図である。図17では、図16(b)と同一平面の断面図を示している。 FIG. 17 is a diagram showing one step of the freezing method using the freezing pipe unit 10d. FIG. 17 shows a cross-sectional view of the same plane as FIG. 16(b).

凍結管ユニット10dを用いた凍結工法では、まず、図16および図17に示すように、凍結管11dを地盤G中に設置する(設置工程)。次に、凍結管11d内に、パッカー15a、線材16b、供給管12b、および流体管14bを挿入する(内挿工程)。この際、たとえば図17に示すように、凍結管11dの先端部近傍にパッカー15aが位置するように、一旦各部材を挿入する。それから、牽引機48(図3)により線材16を引っ張ることで、図16(b)に示すように、凍結させたい地盤G中の所定範囲の最下位置近傍にパッカー15aが位置するように、各部材を凍結管11dの管軸方向へ移動させる(移動工程)。この際、供給管12bと流体管14bが凍結管11d内で弛まないように、供給管12bと流体管14bも引っ張っておく。また、凍結管11dの後端部に回収管13を連結する。 In the freezing method using the frozen pipe unit 10d, first, as shown in FIGS. 16 and 17, the frozen pipe 11d is installed in the ground G (installation step). Next, the packer 15a, the wire rod 16b, the supply pipe 12b, and the fluid pipe 14b are inserted into the freezing pipe 11d (insertion step). At this time, as shown in FIG. 17, each member is once inserted so that the packer 15a is positioned near the tip of the freezing tube 11d. Then, by pulling the wire rod 16 with the traction machine 48 (FIG. 3), as shown in FIG. Each member is moved in the axial direction of the freezing tube 11d (moving step). At this time, the supply pipe 12b and the fluid pipe 14b are also pulled so that the supply pipe 12b and the fluid pipe 14b do not loosen in the freezing pipe 11d. Also, the recovery tube 13 is connected to the rear end of the freezing tube 11d.

次に、流体供給源47(図3)から供給される流体を、流体管14bを通してパッカー15aの内部(流体路18k、流入出孔18p、およびフレーム18aとラバー19の間)に流入させて、凍結管11d内を閉塞するように、パッカー15aのラバー19を膨張させる(膨張工程)。これにより、図16(a)に示すように、凍結管11d内のパッカー15aより上方に閉塞区間Xsが形成される。次に、冷却器42(図3)により冷却された冷却材を、図3の配管57と中継分岐管60と図16(a)の供給管12bを通して、凍結管11d内のパッカー15a近傍から閉塞区間Xsへ供給する。そして、この閉塞区間Xs内の冷却材を凍結管11dの後端部近傍から回収管13と、図3の中継分岐管61と配管59を通して冷却器42へ回収するように、当該冷却材を循環させて、閉塞区間Xsの周囲の地盤Gを凍結させる(循環凍結工程)。図16(a)では、地盤G中の凍結させた部分をクロスハッチングで示している。 Next, the fluid supplied from the fluid supply source 47 (FIG. 3) is caused to flow into the inside of the packer 15a (the fluid path 18k, the inflow/outflow hole 18p, and between the frame 18a and the rubber 19) through the fluid pipe 14b, The rubber 19 of the packer 15a is expanded so as to block the inside of the freezing tube 11d (expansion step). As a result, as shown in FIG. 16(a), a closed section Xs is formed above the packer 15a in the freezing tube 11d. Next, the coolant cooled by the cooler 42 (FIG. 3) is blocked from the vicinity of the packer 15a in the freezing pipe 11d through the pipe 57 and the relay branch pipe 60 in FIG. 3 and the supply pipe 12b in FIG. Supply to section Xs. Then, the coolant in the closed section Xs is circulated so as to be recovered from the vicinity of the rear end of the frozen pipe 11d to the cooler 42 through the recovery pipe 13, the relay branch pipe 61 and the pipe 59 in FIG. to freeze the ground G around the closed section Xs (circulation freezing step). In FIG. 16(a), the frozen portion of the ground G is indicated by cross hatching.

閉塞区間Xsの周囲の地盤Gを凍結させた後は、上記冷却材の循環を停止してから、パッカー15aの内部(フレーム18aとラバー19の間)の流体を、流体管14bを通して流出させて、パッカー15aのラバー19を収縮させる(収縮工程)。そして、凍結管11dの後端部から閉塞部材29を外して、線材16bを引っ張ることにより、凍結管11d内から供給管12b、流体管14b、線材16b、およびパッカー15aを抜き出して、これらを回収する。また、回収管13も回収する。 After freezing the ground G around the closed section Xs, the circulation of the coolant is stopped, and the fluid inside the packer 15a (between the frame 18a and the rubber 19) is allowed to flow out through the fluid pipe 14b. , contract the rubber 19 of the packer 15a (contraction step). Then, by removing the closing member 29 from the rear end portion of the freezing tube 11d and pulling the wire 16b, the supply tube 12b, the fluid tube 14b, the wire 16b, and the packer 15a are extracted from the inside of the freezing tube 11d and collected. do. In addition, the recovery tube 13 is also recovered.

図18は、第6実施形態による凍結管ユニット10eの横断面図である。図18(a)と図18(b)は、凍結管ユニット10eに備わる凍結管11dの管軸周りに90°異なる断面となっている。 FIG. 18 is a cross-sectional view of a freezing tube unit 10e according to the sixth embodiment. Figs. 18(a) and 18(b) have cross sections that differ by 90° around the tube axis of the freezing tube 11d provided in the freezing tube unit 10e.

凍結管11dは、地盤G中に鉛直方向に設置されている。凍結管11dの先端部は、予め閉塞されている。凍結管11d内には、供給管12a、12b、回収管13、流体管14b、線材16b、およびパッカー15bが挿入されている。凍結管11dの後端部は、地上に表出していて、閉塞部材29で閉塞されている。閉塞部材29に形成された各貫通孔29h、29i、29j、29kには、回収管13、供給管12b、流体管14b、および線材16bがそれぞれ挿通されている。 The freezing pipe 11d is installed in the ground G in the vertical direction. The tip of the freezing tube 11d is closed in advance. Supply pipes 12a and 12b, a recovery pipe 13, a fluid pipe 14b, a wire rod 16b, and a packer 15b are inserted into the freezing pipe 11d. A rear end portion of the freezing tube 11 d is exposed above the ground and closed by a closing member 29 . Through holes 29h, 29i, 29j, and 29k formed in the closing member 29, the recovery pipe 13, the supply pipe 12b, the fluid pipe 14b, and the wire rod 16b are inserted, respectively.

パッカー15bのフレーム18bには、供給路18i(図18(a))、回収路18j(図18(a))、流体路18k(図18(b))、および挿通孔18h(図18(b))が形成されている。図18(a)に示すように、フレーム18bの先端部(図18で下側の端部)には、供給路18iと連通するように、供給管12aの後端部が連結されている。供給管12aは、所定の長さを有していて、先端部が開口している。フレーム18bの後端部(図18で上側の端部)には、供給路18iと連通するように、供給管12bの先端部が連結されている。供給管12bの後端部は、凍結管11dの外部にある中継分岐管60(図3)に連結されている。 The frame 18b of the packer 15b includes a supply channel 18i (FIG. 18(a)), a recovery channel 18j (FIG. 18(a)), a fluid channel 18k (FIG. 18(b)), and an insertion hole 18h (FIG. 18(b). )) are formed. As shown in FIG. 18A, the rear end of the supply pipe 12a is connected to the front end of the frame 18b (the lower end in FIG. 18) so as to communicate with the supply path 18i. The supply pipe 12a has a predetermined length and an open end. The front end of the supply pipe 12b is connected to the rear end of the frame 18b (upper end in FIG. 18) so as to communicate with the supply path 18i. The rear end of the supply pipe 12b is connected to a relay branch pipe 60 (FIG. 3) outside the freezing pipe 11d.

また、図18(a)に示すように、フレーム18bの後端部には、回収路18jと連通するように、回収管13の先端部が連結されている。回収路18jは、フレーム18bの先端側で凍結管11d内を臨むように開口している。回収管13の後端部は、凍結管11dの外部にある中継分岐管61(図3)に連結されている。 Further, as shown in FIG. 18(a), the front end of the recovery tube 13 is connected to the rear end of the frame 18b so as to communicate with the recovery path 18j. The recovery path 18j is opened at the tip of the frame 18b so as to face the inside of the freezing tube 11d. The rear end of the recovery pipe 13 is connected to a relay branch pipe 61 (FIG. 3) outside the freezing pipe 11d.

また、図18(b)に示すように、フレーム18bの後端部には、流体路18kと連通するように、流体管14bの先端部が連結されている。流体路18kは、フレーム18bの先端側で閉塞されている。流体管14bの後端部は、凍結管11dの外部にある流体供給源47(図3)に接続されている。 Further, as shown in FIG. 18(b), the front end of the fluid pipe 14b is connected to the rear end of the frame 18b so as to communicate with the fluid passage 18k. The fluid path 18k is closed on the distal end side of the frame 18b. The rear end of fluid tube 14b is connected to a fluid supply 47 (FIG. 3) external to freeze tube 11d.

また、図18(b)に示すように、フレーム18aの挿通孔18hには、線材16bの先端部が挿通されている。線材16bの先端部はフレーム18bに連結(固定)されている。挿通孔18hは、フレーム18bの先端側で閉塞されている。線材16bの後端部は、凍結管11dの外部にある牽引機48(図3)に連結されている。 Further, as shown in FIG. 18(b), the tip portion of the wire rod 16b is inserted through the insertion hole 18h of the frame 18a. The tip of the wire rod 16b is connected (fixed) to the frame 18b. The insertion hole 18h is closed on the distal end side of the frame 18b. The rear end of the wire rod 16b is connected to a traction machine 48 (FIG. 3) outside the freezing tube 11d.

フレーム18bの周面には、ラバー19が保持部材20a、20b、21a、21bにより保持されている。また、フレーム18bの周面には、流体路18kと連通する流入出孔18pが形成されている。流入出孔18pは、ラバー19で覆われている。ラバー19とフレーム18bとの間には、スライダ20bを介してラバー19をフレーム18bの周面側へ引き寄せて、パッカー15bを収縮させるための、弾性部材23が設けられている。 A rubber 19 is held by holding members 20a, 20b, 21a, and 21b on the peripheral surface of the frame 18b. In addition, an inlet/outlet hole 18p communicating with the fluid path 18k is formed in the peripheral surface of the frame 18b. The inflow/outflow hole 18p is covered with a rubber 19. As shown in FIG. An elastic member 23 is provided between the rubber 19 and the frame 18b to pull the rubber 19 toward the peripheral surface of the frame 18b via the slider 20b to contract the packer 15b.

図19は、凍結管ユニット10eを用いて行う凍結工法の一工程を示した図である。図19では、図18(b)と同一平面の断面図を示している。 FIG. 19 is a diagram showing one step of the freezing method using the freezing pipe unit 10e. FIG. 19 shows a cross-sectional view of the same plane as FIG. 18(b).

凍結管ユニット10eを用いた凍結工法では、まず、図18および図19に示すように、凍結管11dを地盤G中に設置する(設置工程)。次に、凍結管11d内に、パッカー15b、線材16b、供給管12a、12b、回収管13、および流体管14bを挿入する(内挿工程)。この際、たとえば図19に示すように、凍結管11dの先端部近傍に供給管12aの先端部が位置するように、一旦各部材を挿入する。それから、牽引機48(図3)により線材16bを引っ張ることで、図18(b)に示すように、凍結させたい地盤G中の所定範囲の最上位置近傍にパッカー15bが位置するように、各部材を凍結管11dの管軸方向へ移動させる(移動工程)。この際、供給管12a、12b、回収管13、および流体管14bが凍結管11d内で弛まないように、これらの管も引っ張っておく。 In the freezing construction method using the frozen pipe unit 10e, first, as shown in FIGS. 18 and 19, the frozen pipe 11d is installed in the ground G (installation step). Next, the packer 15b, the wire 16b, the supply tubes 12a and 12b, the recovery tube 13, and the fluid tube 14b are inserted into the freezing tube 11d (insertion step). At this time, as shown in FIG. 19, for example, each member is once inserted so that the tip of the supply pipe 12a is positioned near the tip of the freezing pipe 11d. Then, by pulling the wire rod 16b with the traction machine 48 (Fig. 3), each packer 15b is positioned near the top of a predetermined range in the ground G to be frozen, as shown in Fig. 18(b). The member is moved in the axial direction of the freezing tube 11d (moving step). At this time, the supply pipes 12a and 12b, the recovery pipe 13, and the fluid pipe 14b are also pulled so that they do not loosen in the freezing pipe 11d.

次に、流体供給源47(図3)から供給される流体を、流体管14bを通してパッカー15bの内部(流体路18k、流入出孔18p、およびフレーム18bとラバー19の間)に流入させて、凍結管11d内を閉塞するように、パッカー15bのラバー19を膨張させる(膨張工程)。これにより、図18(a)に示すように、凍結管11d内のパッカー15bより下方に閉塞区間Xtが形成される。次に、冷却器42(図3)により冷却された冷却材を、図3の配管57と中継分岐管60と図18(a)の供給管12a、12bを通して、凍結管11dの先端部近傍から閉塞区間Xtへ供給する。そして、この閉塞区間Xt内の冷却材を凍結管11d内のパッカー15b近傍から回収管13と、図3の中継分岐管61と配管59を通して冷却器42へ回収するように、当該冷却材を循環させて、閉塞区間Xtの周囲の地盤Gを凍結させる(循環凍結工程)。図18(a)では、地盤G中の凍結させた部分をクロスハッチングで示している。 Next, the fluid supplied from the fluid supply source 47 (FIG. 3) is caused to flow into the inside of the packer 15b (the fluid path 18k, the inlet/outlet hole 18p, and between the frame 18b and the rubber 19) through the fluid pipe 14b, The rubber 19 of the packer 15b is expanded so as to block the inside of the freezing tube 11d (expansion step). As a result, as shown in FIG. 18(a), a closed section Xt is formed below the packer 15b in the freezing tube 11d. Next, the coolant cooled by the cooler 42 (FIG. 3) is passed through the pipe 57 and relay branch pipe 60 in FIG. 3 and the supply pipes 12a and 12b in FIG. Supply to the closed section Xt. Then, the coolant in the closed section Xt is circulated so as to be recovered from the vicinity of the packer 15b in the freezing pipe 11d to the cooler 42 through the recovery pipe 13, the relay branch pipe 61 and the pipe 59 in FIG. to freeze the ground G around the closed section Xt (circulation freezing step). In FIG. 18(a), the frozen portion of the ground G is indicated by cross hatching.

閉塞区間Xtの周囲の地盤Gを凍結させた後は、上記冷却材の循環を停止してから、パッカー15b内の流体を流体管14bを通して流出させて、パッカー15bを収縮させる(収縮工程)。そして、凍結管11dの後端部から閉塞部材29を外して、線材16bを引っ張ることにより、凍結管11d内から供給管12a、12b、回収管13、流体管14b、線材16b、およびパッカー15bを抜き出して、これらを回収する。 After freezing the ground G around the closed section Xt, the circulation of the coolant is stopped, and the fluid in the packer 15b is discharged through the fluid pipe 14b to contract the packer 15b (contraction step). By removing the closing member 29 from the rear end of the freezing tube 11d and pulling the wire 16b, the supply tubes 12a and 12b, the recovery tube 13, the fluid tube 14b, the wire 16b, and the packer 15b are removed from the inside of the freezing tube 11d. Pull them out and collect them.

上述の第5実施形態および第6実施形態によると、凍結管11d内の所定位置に挿入したパッカー15a、15bに流体管14bを通して流体を流入させて、パッカー15a、15bを膨張させることで、凍結管11dの管軸方向の一方側がパッカー15a、15bにより閉塞される。また、凍結管11dの管軸方向の他方側が予め閉塞されているため、凍結管11d内に所定の長さを有した閉塞区間Xs、Xtが形成される。そして、その閉塞区間Xs、Xtの一端側から供給管12a、12bを通して冷却材を供給し、閉塞区間Xs、Xtの他端側から回収管13を通して冷却材を回収するように、冷却材を循環させている。このため、冷却材を閉塞区間Xs、Xtに隈なく行き渡らせて、閉塞区間Xs、Xtの周囲にある所定範囲の地盤Gをムラなく効率よく凍結させることができる。 According to the above-described fifth and sixth embodiments, the packers 15a and 15b inserted into predetermined positions in the freezing tube 11d are made to flow into the packers 15a and 15b through the fluid tube 14b to expand the packers 15a and 15b. One side of the tube 11d in the tube axis direction is blocked by packers 15a and 15b. Further, since the other side of the freezing tube 11d in the axial direction is closed in advance, closed sections Xs and Xt having a predetermined length are formed in the freezing tube 11d. Then, the coolant is circulated so that the coolant is supplied from one end side of the blocked sections Xs and Xt through the supply pipes 12a and 12b and recovered from the other end side of the blocked sections Xs and Xt through the recovery pipe 13. I am letting Therefore, the coolant can be spread all over the blocked sections Xs and Xt, and the ground G in a predetermined range around the blocked sections Xs and Xt can be evenly and efficiently frozen.

また、地盤G中に凍結管11dを設置した後であっても、地質や周囲環境の変化やその他の事情に応じて、線材16bなどを引っ張ることで、凍結管11d内でのパッカー15a、15bの配置位置を変えて、閉塞区間Xs、Xtの大きさや位置を容易に変更することができる。このため、地盤G中の所定の箇所だけを凍結させることが可能となり、また、地盤G中の凍結箇所や凍結範囲を容易に変更することが可能となる。 In addition, even after the frozen pipe 11d is installed in the ground G, the packers 15a and 15b inside the frozen pipe 11d can be pulled by pulling the wire rod 16b or the like depending on changes in geological features, surrounding environment, and other circumstances. can be changed to easily change the size and position of the closed sections Xs and Xt. Therefore, it is possible to freeze only a predetermined portion in the ground G, and it is possible to easily change the frozen portion and the frozen range in the ground G.

本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。 Various embodiments other than those described above can be employed in the present invention.

たとえば、前記の第1~第4実施形態では、凍結管内に冷却材を循環させる循環系統を1つ設けて、凍結管の管軸方向における1つのスパン毎に周囲の地盤を凍結させた例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、循環系統を構成する供給管と回収管を、凍結管の管径方向に並ぶように複数の凍結管内に挿入することにより、凍結管内に冷却材を循環させる循環系統を複数設けてもよい。そして、各循環系統で冷却材を供給する凍結管内の閉塞区間を管軸方向にずらし、複数の循環系統で同時に冷却材を循環させて、複数のスパンの周囲の地盤を同時に凍結させてもよい。この場合、3つ以上のパッカーを凍結管内に管軸方向に所定の間隔で配置して、各供給管と各回収管を各パッカーに適宜数連結すればよい。 For example, in the above-described first to fourth embodiments, one circulation system for circulating the coolant in the frozen pipe is provided, and the surrounding ground is frozen for each span in the axial direction of the frozen pipe. Although shown, the invention is not so limited. For example, by inserting a supply pipe and a recovery pipe that constitute a circulation system into a plurality of freezing pipes so as to line up in the pipe radial direction of the freezing pipes, a plurality of circulation systems that circulate the coolant in the freezing pipes may be provided. . Then, the closed section in the freezing pipe that supplies the coolant in each circulation system may be shifted in the direction of the pipe axis, and the coolant may be circulated simultaneously in a plurality of circulation systems to simultaneously freeze the ground around a plurality of spans. . In this case, three or more packers may be arranged in the freezing tube at predetermined intervals in the pipe axis direction, and an appropriate number of supply pipes and recovery pipes may be connected to each packer.

また、前記の第1~第4実施形態では、シールド管内への凍結管の設置工程と、凍結管内への供給管、回収管、流体管、およびパッカーなどの内挿工程の後に、シールド管内への充填材の充填工程を実行した例を示したが、充填工程は設置工程の後でかつ内挿工程の前に実行してもよい。 In addition, in the above-described first to fourth embodiments, after the step of installing the freezing tube in the shield tube and the step of inserting the supply tube, recovery tube, fluid tube, packer, etc. into the freezing tube, Although an example in which the filler material filling process is executed has been shown, the filling process may be executed after the installation process and before the insertion process.

また、以上の実施形態では、パッカーに連結した線材を引っ張ることにより、パッカーを凍結管内で管軸方向に移動させた例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、線材を省略して、供給管、回収管、または流体管を引っ張ることにより、パッカーを移動させてもよい。 Further, in the above embodiments, an example was shown in which the packer was moved in the tube axis direction within the freezing tube by pulling the wire connected to the packer, but the present invention is not limited to this. For example, the wires may be omitted and the packer may be moved by pulling the supply, collection, or fluid tubes.

また、第1実施形態では、凍結管の最も先端側に配置されるパッカーに連結した線材16aを、凍結管の先端部に設けた滑車27(図7)を通して方向転換した後、凍結管の後端部から導出し、当該線材16aの後端部を引っ張ることにより、供給管、回収管、流体管、およびパッカーを凍結管内に挿入した例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、滑車27を設けることなく、凍結管の最も先端側に配置されるパッカーに連結した線材を、凍結管の後端部から挿入し、凍結管内を通して凍結管の先端部から導出し、この線材の導出部分を引っ張ることにより、供給管、回収管、流体管、およびパッカーを凍結管内に挿入し、または移動させてもよい。 Further, in the first embodiment, after the wire 16a connected to the packer arranged at the most distal end of the freezing tube is changed in direction through a pulley 27 (FIG. 7) provided at the distal end of the freezing tube, An example is shown in which the supply tube, recovery tube, fluid tube, and packer are inserted into the freezing tube by leading out from the end and pulling the rear end of the wire 16a, but the present invention is not limited to this. do not have. For example, without providing the pulley 27, a wire rod connected to the packer arranged on the most distal side of the freezing pipe is inserted from the rear end of the freezing pipe, passed through the freezing pipe and led out from the distal end of the freezing pipe, and this wire rod The supply tube, collection tube, fluid tube, and packer may be inserted or moved within the cryo tube by pulling on the exit portion of the tube.

また、以上の実施形態では、パッカーのラバーの内側に設けた弾性部材の弾性力により、ラバーを収縮し易くした例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、吸引機で流体管などを通してパッカーのラバーの内側にある流体を吸引することにより、パッカーを強制的に収縮させてもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the rubber is easily contracted by the elastic force of the elastic member provided inside the rubber of the packer, but the present invention is not limited to this. For example, the packer may be forced to contract by sucking the fluid inside the rubber of the packer through a fluid tube or the like with a suction machine.

また、以上の実施形態では、パッカーに対して供給管、回収管、または流体管が固定されている例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、供給管、回収管、または流体管といった内管を凍結管の管軸方向へ摺動可能に保持する機構をパッカーのフレームに設けて、パッカーからの内管の突出長を可変できるようにしてもよい。 Further, in the above embodiments, an example in which the supply pipe, recovery pipe, or fluid pipe is fixed to the packer has been shown, but the present invention is not limited to this. For example, the frame of the packer is provided with a mechanism for slidably holding an inner tube such as a supply tube, a recovery tube, or a fluid tube in the axial direction of the freezing tube, so that the protrusion length of the inner tube from the packer can be varied. may

また、以上の実施形態では、凍結管内に形成された閉塞区間に対して、凍結管の先端側から冷却材を供給し、凍結管の後端側から冷却材を回収するように、供給管と回収管を配置した例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。逆に、凍結管内に形成された閉塞区間に対して、凍結管の後端側から冷却材を供給し、凍結管の先端側から冷却材を回収するように、供給管と回収管を配置してもよい。 Further, in the above embodiments, the supply pipe and the coolant are supplied from the front end side of the freezing pipe to the closed section formed in the freezing pipe, and the coolant is recovered from the rear end side of the freezing pipe. Although an example of arranging the collection tube has been shown, the present invention is not limited to this. Conversely, the supply pipe and the recovery pipe are arranged so that the coolant is supplied from the rear end side of the freezing pipe to the closed section formed in the freezing pipe and the coolant is recovered from the front end side of the freezing pipe. may

さらに、以上の実施形態では、大深度における大断面の地中構造物を構築する際に、周囲の地盤中に凍土壁を形成するために、本発明の地盤凍結工法と凍結管ユニットを適用した例を挙げたが、その他の用途の凍土壁を形成する場合にも、本発明の地盤凍結工法と凍結管ユニットを適用することができる。 Furthermore, in the above embodiments, the ground freezing construction method and frozen pipe unit of the present invention were applied to form a frozen soil wall in the surrounding ground when constructing a large-section underground structure at a great depth. Although examples have been given, the ground freezing construction method and frozen pipe unit of the present invention can also be applied to the formation of frozen soil walls for other uses.

7、8 シールド管(大径管)
10、10a、10b、10c、10d、10e 凍結管ユニット
11、11a、11b、11c、11d 凍結管
12a、12b、12c 供給管
13 回収管
14a、14b、14c 流体管
15a、15b、15c、15d、15e パッカー
16a、16b 線材
17 保持台車
17a、17b、17c、17d、17e 保持部
17t 車輪
18a、18b、18c、18d、18e フレーム
19 ラバー
20a スリーブ(保持部材)
20b スライダ(保持部材)
21a、21b 保持リング(保持部材)
23 弾性部材
27 滑車
31、32、33a、33b 分岐凍結管
40 冷凍機
47 流体供給源
G 地盤
X、Xs、Xt 閉塞区間
Xa、Xc 一区間(閉塞区間)
Xb、Xd 他区間(閉塞区間)
7, 8 Shield tube (large diameter tube)
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e freezing tube unit 11, 11a, 11b, 11c, 11d freezing tube 12a, 12b, 12c supply tube 13 recovery tube 14a, 14b, 14c fluid tube 15a, 15b, 15c, 15d, 15e packer 16a, 16b wire rod 17 holding truck 17a, 17b, 17c, 17d, 17e holding part 17t wheel 18a, 18b, 18c, 18d, 18e frame 19 rubber 20a sleeve (holding member)
20b slider (holding member)
21a, 21b retaining ring (retaining member)
23 Elastic member 27 Pulley 31, 32, 33a, 33b Branch freezing pipe 40 Refrigerator 47 Fluid supply source G Ground X, Xs, Xt Closed section Xa, Xc One section (closed section)
Xb, Xd other section (blocked section)

Claims (16)

地盤中に凍結管を設置する設置工程と、
前記凍結管内に、供給管、回収管、流体管、および複数のパッカーを挿入して、前記パッカーを前記凍結管の管軸方向の所定位置に配置する内挿工程と、
前記流体管を通して前記パッカー内に流体を流入させて、前記凍結管を閉塞するように前記複数のパッカーを膨張させる膨張工程と、
前記複数のパッカーの膨張により形成される前記凍結管内の閉塞区間に、前記供給管を通して冷却材を供給するとともに、前記閉塞区間から前記回収管を通して前記冷却材を回収することにより、前記冷却材を循環させて前記閉塞区間の周囲の地盤を凍結させる循環凍結工程と、
前記パッカー内の前記流体を前記流体管を通して流出させて、前記複数のパッカーを収縮させる収縮工程と、
前記凍結管内で、前記供給管、前記回収管、前記流体管、および収縮した前記複数のパッカーを前記管軸方向に移動させる移動工程と、を含むことを特徴とする地盤凍結工法。
An installation process of installing a frozen pipe in the ground;
an insertion step of inserting a supply tube, a recovery tube, a fluid tube, and a plurality of packers into the freezing tube and arranging the packers at predetermined positions in the axial direction of the freezing tube;
an expansion step of introducing fluid into the packers through the fluid tubes to expand the plurality of packers so as to occlude the freeze tubes;
The coolant is supplied through the supply pipe to the closed section in the freezing pipe formed by the expansion of the plurality of packers, and the coolant is recovered from the closed section through the recovery pipe, thereby removing the coolant. a circulation freezing step of freezing the ground around the closed section by circulating;
a contracting step of causing the fluid in the packer to flow out through the fluid tube to contract the plurality of packers;
a moving step of moving the supply pipe, the collection pipe, the fluid pipe, and the plurality of contracted packers in the pipe axis direction within the freezing pipe.
請求項1に記載の地盤凍結工法において、
前記設置工程、前記内挿工程、前記膨張工程、前記循環凍結工程、前記収縮工程、および前記移動工程を順に実行した後、前記膨張工程、前記循環凍結工程、前記収縮工程、および前記移動工程を順に繰り返し実行する、ことを特徴とする地盤凍結工法。
In the ground freezing method according to claim 1,
After sequentially executing the installation step, the insertion step, the expansion step, the circulation freezing step, the shrinking step, and the moving step, the expansion step, the circulation freezing step, the shrinking step, and the moving step are performed. A ground freezing construction method characterized in that it is repeatedly executed in order.
請求項1または請求項2に記載の地盤凍結工法において、
前記内挿工程で、前記複数のパッカーと連結された線材を前記凍結管内に挿入して、当該線材の少なくとも一方の端部を前記凍結管から導出し、
前記内挿工程または前記移動工程で、前記線材の導出された端部を引っ張ることにより、前記供給管、前記回収管、前記流体管、および前記複数のパッカーを、前記凍結管内で前記管軸方向に移動させる、ことを特徴とする地盤凍結工法。
In the ground freezing method according to claim 1 or claim 2,
In the inserting step, the wire connected to the plurality of packers is inserted into the freezing tube, and at least one end of the wire is led out from the freezing tube,
In the inserting step or the moving step, by pulling the lead-out end of the wire, the supply pipe, the recovery pipe, the fluid pipe, and the plurality of packers are moved in the freezing pipe in the pipe axial direction. A ground freezing method characterized by moving to.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の地盤凍結工法において、
少なくとも前記膨張工程より前に、前記凍結管内に不凍材を充満させる充満工程を実行する、ことを特徴とする地盤凍結工法。
In the ground freezing method according to any one of claims 1 to 3,
A ground freezing construction method characterized by performing a filling step of filling an antifreeze material into the frozen pipe at least before the expansion step.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の地盤凍結工法において、
前記設置工程で、前記地盤中に埋設された大径管内に、当該大径管の管軸方向と平行に前記凍結管を1つ以上設置し、
その後、少なくとも前記循環凍結工程より前に、前記大径管内に充填材を充填する充填工程を実行する、ことを特徴とする地盤凍結工法。
In the ground freezing method according to any one of claims 1 to 4,
In the installation step, one or more of the frozen pipes are installed in the large-diameter pipe buried in the ground in parallel with the axial direction of the large-diameter pipe,
After that, a filling step of filling a filling material into the large-diameter pipe is executed at least before the circulation freezing step.
請求項5に記載の地盤凍結工法において、
前記設置工程で、前記凍結管から分岐して、前記大径管の管軸方向に対して交差する方向または平行な方向に延びて、前記凍結管に連結される分岐凍結管を、前記大径管内に所定の間隔で複数設置し、
前記凍結管と前記分岐凍結管との分岐箇所を含む前記凍結管内の一区間の両側に前記パッカーを配置するとともに、前記凍結管と前記分岐凍結管との連結箇所を含む前記凍結管内の他区間の両側にも前記パッカーを配置し、
次に、前記膨張工程で、前記各パッカーを膨張させて、前記凍結管内の前記一区間と前記他区間とを閉塞し、
その後、前記循環凍結工程で、前記凍結管内の前記一区間と前記他区間と前記分岐凍結管内に対して前記冷却材を循環させる、ことを特徴とする地盤凍結工法。
In the ground freezing method according to claim 5,
In the installing step, a branch freezing pipe branched from the freezing pipe, extending in a direction crossing or parallel to the pipe axis direction of the large diameter pipe, and connected to the freezing pipe, is connected to the large diameter pipe. Multiple units are installed at predetermined intervals in the pipe,
The packers are arranged on both sides of one section in the freezing pipe including the branching point of the freezing tube and the branch freezing tube, and another section in the freezing tube including the connection point of the freezing tube and the branch freezing tube. Place the packers on both sides of the
Next, in the expansion step, each packer is expanded to close the one section and the other section in the freezing tube,
After that, in the circulation freezing step, the coolant is circulated through the one section, the other section, and the branch freezing pipe within the freezing pipe.
地盤中に設置される凍結管と、
前記凍結管内に冷却材を供給する供給管と、
前記凍結管内の冷却材を回収する回収管と、
前記凍結管を閉塞するパッカーと、
前記パッカー内に流体を流入させる流体管と、を備え、
前記パッカーにより前記凍結管を閉塞した状態で、前記供給管を通して前記冷却材を前記凍結管内に供給するとともに、前記凍結管内から前記回収管を通して前記冷却材を回収することにより、前記冷却材を循環させて前記凍結管の周囲の地盤を凍結させる凍結管ユニットにおいて、
前記パッカーは、複数のパッカーからなり、前記流体管を通して前記流体が流入することにより膨張して前記凍結管を閉塞するとともに、前記流体管を通して前記流体が流出することにより収縮し、
前記供給管、前記回収管、前記流体管、および前記複数のパッカーは、前記凍結管内に挿入されて、当該凍結管の管軸方向の所定位置に配置され、
前記供給管は、前記複数のパッカーにより閉塞された前記凍結管内の閉塞区間において、一方のパッカーの近傍で当該閉塞区間と連通し、
前記回収管は、前記閉塞区間において、他方のパッカーの近傍で当該閉塞区間と連通し、
前記パッカーが収縮した状態で、前記凍結管内において、前記供給管、前記回収管、前記流体管、および前記パッカーが前記管軸方向に移動可能になる、ことを特徴とする凍結管ユニット。
a freezing pipe installed in the ground;
a supply pipe for supplying coolant into the freezing pipe;
a recovery pipe for recovering the coolant in the freezing pipe;
a packer that closes the freezing tube;
a fluid pipe for flowing fluid into the packer,
With the freezing pipe closed by the packer, the coolant is supplied into the freezing pipe through the supply pipe, and the coolant is recovered from the freezing pipe through the recovery pipe, thereby circulating the coolant. In a freezing tube unit that freezes the ground around the freezing tube by causing
The packer is composed of a plurality of packers, expands when the fluid flows in through the fluid pipe to block the freezing pipe, and contracts when the fluid flows out through the fluid pipe,
The supply pipe, the recovery pipe, the fluid pipe, and the plurality of packers are inserted into the freezing pipe and arranged at predetermined positions in the axial direction of the freezing pipe,
The supply pipe communicates with the closed section in the vicinity of one of the packers in the closed section inside the freezing tube blocked by the plurality of packers,
the recovery pipe communicates with the closed section in the vicinity of the other packer in the closed section;
A freezing tube unit, wherein the supply tube, the recovery tube, the fluid tube, and the packer are movable in the tube axis direction in the freezing tube when the packer is contracted.
請求項7に記載の凍結管ユニットにおいて、
前記凍結管内に挿入される保持台車をさらに備え、
前記保持台車は、前記供給管、前記回収管、または前記流体管を個別に保持する複数の保持部と、前記凍結管の内周面を前記管軸方向に転動する車輪とを有している、ことを特徴とする凍結管ユニット。
In the cryo-tube unit of claim 7,
further comprising a holding carriage inserted into the freezing tube;
The holding carriage has a plurality of holding portions that individually hold the supply pipe, the recovery pipe, or the fluid pipe, and wheels that roll on the inner peripheral surface of the frozen pipe in the pipe axial direction. A cryo-tube unit characterized by:
請求項7または請求項8に記載の凍結管ユニットにおいて、
前記パッカーと連結され、前記凍結管内に前記管軸方向に挿入され、少なくとも一方の端部が前記凍結管から導出される線材をさらに備えた、ことを特徴とする凍結管ユニット。
In the freezing tube unit according to claim 7 or claim 8,
A freezing tube unit, further comprising a wire connected to the packer, inserted into the freezing tube in the tube axial direction, and having at least one end led out from the freezing tube.
請求項9に記載の凍結管ユニットにおいて、
前記凍結管の先端側に設置され、前記線材が掛けられる滑車をさらに備え、
前記線材は、前記滑車により方向転換された一端部が、前記凍結管の最も先端側に配置される前記パッカーに連結されるとともに、他端部が前記凍結管の後端側から導出される、ことを特徴とする凍結管ユニット。
In the cryo-tube unit of claim 9,
further comprising a pulley installed on the tip side of the freezing tube and on which the wire rod is hung,
One end of the wire rod whose direction is changed by the pulley is connected to the packer arranged on the most distal side of the freezing tube, and the other end is led out from the rear end side of the freezing tube. A freezing tube unit characterized by:
請求項7ないし請求項10のいずれかに記載の凍結管ユニットにおいて、
前記パッカー内に設けられ、前記パッカーを収縮方向に付勢する弾性部材をさらに備えた、ことを特徴とする凍結管ユニット。
In the freezing tube unit according to any one of claims 7 to 10,
A freezing tube unit, further comprising an elastic member provided in the packer and biasing the packer in a contraction direction.
請求項7ないし請求項11のいずれかに記載の凍結管ユニットにおいて、
前記パッカーは、
前記供給管、前記回収管、または前記流体管が連結されるフレームと、
前記フレームの周面を覆うチューブ状のラバーと、
前記ラバーの両端部を前記フレームの周面にそれぞれ保持する複数の保持部材と、を有し、
前記複数の保持部材のうち少なくとも一つは、前記フレームの軸方向へ移動可能になっている、ことを特徴とする凍結管ユニット。
In the freezing tube unit according to any one of claims 7 to 11,
The packer is
a frame to which the supply pipe, the collection pipe, or the fluid pipe is connected;
a tubular rubber covering the peripheral surface of the frame;
a plurality of holding members each holding both ends of the rubber on the peripheral surface of the frame,
A freezing tube unit, wherein at least one of the plurality of holding members is movable in the axial direction of the frame.
請求項7ないし請求項12のいずれかに記載の凍結管ユニットにおいて、
前記凍結管は、地盤中に埋設された大径管内に、当該大径管の管軸方向と平行に設置され、
前記大径管内に所定の間隔で複数設置され、前記凍結管から分岐して、前記管軸方向に対して交差する方向または平行な方向に延びて、前記凍結管に連結される分岐凍結管をさらに備え、
前記パッカーは、前記凍結管と前記分岐凍結管との分岐箇所を含む前記凍結管内の一区間の両側に配置されるとともに、前記凍結管と前記分岐凍結管との連結箇所を含む前記凍結管内の他区間の両側に配置されて、それぞれ膨張することにより前記一区間と前記他区間とを閉塞し、
前記供給管は、前記一区間に連通し、
前記回収管は、前記他区間に連通し、
前記供給管と前記回収管を通して、前記一区間と前記他区間と前記分岐凍結管内に対して前記冷却材を循環させる、ことを特徴とする凍結管ユニット。
In the freezing tube unit according to any one of claims 7 to 12,
The frozen pipe is installed in a large-diameter pipe buried in the ground parallel to the axial direction of the large-diameter pipe,
a plurality of branch freezing tubes installed at predetermined intervals in the large-diameter tube, branching from the freezing tube, extending in a direction crossing or parallel to the axial direction of the tube, and connected to the freezing tube; further prepared,
The packers are arranged on both sides of a section in the freezing tube including the branch point of the freezing tube and the branch freezing tube, and are arranged in the freezing tube including the connection point of the branch freezing tube and the branch freezing tube. are arranged on both sides of the other section and close the one section and the other section by respectively expanding,
The supply pipe communicates with the one section,
The recovery pipe communicates with the other section,
A freezing pipe unit, wherein the coolant is circulated through the one section, the other section, and the branch freezing pipe through the supply pipe and the recovery pipe.
請求項13に記載の凍結管ユニットにおいて、
前記凍結管は、前記大径管内に複数設置され、
前記分岐凍結管は、一方の前記凍結管から分岐して、他方の前記凍結管に連結され、
前記一方の凍結管内に前記供給管、前記流体管、および前記複数のパッカーが挿入され、
前記他方の凍結管内に前記回収管、前記流体管、および前記複数のパッカーが挿入される、ことを特徴とする凍結管ユニット。
A cryo-tube unit according to claim 13, wherein
A plurality of the freezing pipes are installed in the large diameter pipe,
The branch freezing tube is branched from one of the freezing tubes and connected to the other freezing tube,
the supply tube, the fluid tube, and the plurality of packers are inserted into the one freezing tube;
A freezing tube unit, wherein the recovery tube, the fluid tube, and the plurality of packers are inserted into the other freezing tube.
地盤中に凍結管を設置する設置工程と、
前記凍結管内に、供給管、流体管、およびパッカーを挿入して、前記パッカーを前記凍結管の管軸方向の所定位置に配置する内挿工程と、
前記流体管を通して前記パッカー内に流体を流入させて、前記凍結管の予め閉塞されていない管軸方向の一方側を閉塞するように前記パッカーを膨張させる膨張工程と、
前記パッカーの膨張により形成される前記凍結管内の閉塞区間に、前記供給管を通して冷却材を供給するとともに、前記閉塞区間から前記冷却材を回収することにより、前記冷却材を循環させて前記閉塞区間の周囲の地盤を凍結させる循環凍結工程と、
前記パッカー内の前記流体を前記流体管を通して流出させて、前記パッカーを収縮させる収縮工程と、
前記凍結管内で前記供給管、前記流体管、および収縮した前記パッカーを管軸方向に移動させる移動工程と、を含むことを特徴とする地盤凍結工法。
An installation process of installing a frozen pipe in the ground;
an insertion step of inserting a supply tube, a fluid tube, and a packer into the freezing tube and arranging the packer at a predetermined position in the axial direction of the freezing tube;
an expansion step of causing a fluid to flow into the packer through the fluid pipe to expand the packer so as to block the previously unblocked one side of the freezing pipe in the pipe axial direction;
A coolant is supplied through the supply pipe to the closed section in the freezing pipe formed by the expansion of the packer, and the coolant is recovered from the closed section, thereby circulating the coolant to the closed section. A circulation freezing process that freezes the ground around the
a contracting step of causing the fluid in the packer to flow out through the fluid tube to contract the packer;
and a moving step of moving the supply pipe, the fluid pipe, and the contracted packer in the pipe axis direction within the freezing pipe.
地盤中に設置される凍結管と、
前記凍結管内に冷却材を供給する供給管と、
前記凍結管内の冷却材を回収する回収管と、
前記凍結管を閉塞するパッカーと、
前記パッカー内に流体を流入させる流体管と、を備え、
前記パッカーにより前記凍結管を閉塞した状態で、前記供給管を通して前記冷却材を前記凍結管内に供給するとともに、前記凍結管内から前記回収管を通して前記冷却材を回収することにより、前記冷却材を循環させて前記凍結管の周囲の地盤を凍結させる凍結管ユニットにおいて、
前記供給管および前記流体管は、前記パッカーに連結された状態で前記凍結管内に挿入され、
前記パッカーは、前記流体管を通して前記流体が流入し膨張することで、前記凍結管内の予め閉塞されていない管軸方向の一方側を閉塞して、前記凍結管内に閉塞区間を形成するとともに、前記流体管を通して前記流体が流出することにより収縮し、
前記閉塞区間において、前記管軸方向の一方の端部の近傍で前記供給管が前記閉塞区間と連通し、前記管軸方向の他方の端部の近傍で前記回収管が前記閉塞区間と連通し、
前記パッカーが収縮した状態で、前記凍結管内において、前記供給管、前記流体管、および前記パッカーが前記管軸方向に移動可能になる、ことを特徴とする凍結管ユニット。
a freezing pipe installed in the ground;
a supply pipe for supplying coolant into the freezing pipe;
a recovery pipe for recovering the coolant in the freezing pipe;
a packer that closes the freezing tube;
a fluid pipe for flowing fluid into the packer,
With the freezing pipe closed by the packer, the coolant is supplied into the freezing pipe through the supply pipe, and the coolant is recovered from the freezing pipe through the recovery pipe, thereby circulating the coolant. In a freezing tube unit that freezes the ground around the freezing tube by causing
the supply tube and the fluid tube are inserted into the freezing tube while being connected to the packer;
The packer closes one side of the freezing tube that is not closed in advance in the axial direction of the freezing tube by the fluid flowing in through the fluid tube and expanding, thereby forming a closed section in the freezing tube. contracting due to the outflow of the fluid through the fluid tube;
In the closed section, the supply pipe communicates with the closed section near one end in the pipe axial direction, and the recovery pipe communicates with the closed section near the other end in the pipe axial direction. ,
A freezing tube unit, wherein the supply tube, the fluid tube, and the packer are movable in the tube axis direction in the freezing tube when the packer is contracted.
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