JP7361668B2 - Segments for frozen construction method and frozen construction method - Google Patents

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Description

本発明は、凍結工法用セグメント及び凍結工法に関する。 The present invention relates to a segment for a frozen construction method and a frozen construction method.

特許文献1には、掘削されたトンネルの周方向及び軸方向に沿って複数のセグメントを組み立てることにより構成されたシールドトンネルの覆工体の内側に、シールドトンネルの周辺地盤を凍結するための凍結管を配置した構成が開示されている。 Patent Document 1 describes a method for freezing the surrounding ground of a shield tunnel inside a shield tunnel lining constructed by assembling a plurality of segments along the circumferential and axial directions of an excavated tunnel. A tube arrangement is disclosed.

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

特許文献1に記載の発明では、凍結管がコンクリート製のセグメントの内周面に配置されている。一般的にコンクリート製のセグメントは伝熱性が低いため、凍結管に冷媒を流通させてから、シールドトンネルの周辺地盤の温度が低下して凍土が造成されるまでには比較的長い時間を要することとなる。このため、十分な強度の凍土が造成されてから行われる次工程の開始が遅れ、工期が長くなり、結果として施工コストが増大するおそれがある。 In the invention described in Patent Document 1, a freezing tube is arranged on the inner circumferential surface of a concrete segment. Concrete segments generally have low heat conductivity, so it takes a relatively long time after the refrigerant flows through the frozen pipe until the temperature of the ground around the shield tunnel drops and frozen soil is created. becomes. For this reason, the start of the next process, which is to be carried out after sufficiently strong frozen soil has been created, is delayed, the construction period becomes longer, and there is a risk that construction costs will increase as a result.

本発明は、シールドトンネルの周囲に効率よく凍土を造成可能なセグメントを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a segment that can efficiently create frozen soil around a shield tunnel.

本発明は、地中に構築される坑の周方向及び軸方向に沿って組み立てられ覆工体となる凍結工法用セグメントであって、少なくともコンクリートを含み形成され、トンネルに面する外周面と凍結管が取り付けられる内周面とを有する本体部と、本体部に設けられ、本体部よりも熱伝導率が高い熱伝導部と、を備え、熱伝導部は、内周面側において少なくとも凍結管と対向する位置に配置され、当該位置から外周面に向かって延在する。 The present invention relates to a segment for a frozen construction method that is assembled along the circumferential and axial directions of a tunnel constructed underground and serves as a lining, which is formed to include at least concrete, and has an outer circumferential surface facing a tunnel and a frozen construction segment. A main body having an inner circumferential surface to which a pipe is attached, and a heat conductive part provided in the main body and having a higher thermal conductivity than the main body, the heat conductive part having at least a freezing pipe on the inner circumferential side. , and extends from the position toward the outer circumferential surface.

本発明によれば、シールドトンネルの周囲に効率よく凍土を造成可能なセグメントを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a segment that can efficiently create frozen soil around a shield tunnel.

本線とランプとが分岐・合流する分岐合流部の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a branching and merging section where a main line and a ramp branch and merge. 図1のA-A線に沿う断面図である。2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1. FIG. 地下構造物の施工方法を時系列に沿って示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a construction method of an underground structure in chronological order. 図3に続く地下構造物の施工方法を時系列に沿って示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a construction method for an underground structure following FIG. 3 in chronological order. 凍土を造成する構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration for creating frozen soil. 図5の矢印Bで示される方向に向かって見た図である。6 is a view seen in the direction indicated by arrow B in FIG. 5. FIG. 図6のC-C線に沿う断面図である。7 is a sectional view taken along line CC in FIG. 6. FIG. 図7の矢印Dで示される方向に向かって見た図である。8 is a view seen toward the direction indicated by arrow D in FIG. 7. FIG. 第1変形例を示す図であり、図7に相当する断面を示した断面図である。8 is a diagram showing a first modification, and is a sectional view showing a cross section corresponding to FIG. 7. FIG. 第2変形例を示す図であり、図8と同じ方向で見た図である。9 is a diagram illustrating a second modification, and is a diagram seen in the same direction as FIG. 8. FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る凍結工法用セグメント100及び凍結工法用セグメント100を用いた凍結工法について説明する。 Hereinafter, with reference to the drawings, a freezing construction method segment 100 according to an embodiment of the present invention and a freezing construction method using the freezing construction method segment 100 will be described.

本発明の実施形態に係る凍結工法用セグメント100は、地中に構築されるトンネル(掘削坑)や立坑といった坑の壁面に沿って設けられることによって、坑の覆工体となるものであり、例えば、地中(地山)を掘進するシールド掘進機の後方において、掘削されたトンネル(掘削坑)の壁面に沿って嵌め合わせられることによってトンネルの覆工体となるセグメントピースとして用いられるものである。 The frozen construction method segment 100 according to the embodiment of the present invention is provided along the wall of a pit such as a tunnel (excavation shaft) or a shaft constructed underground, thereby becoming a lining for the pit. For example, it is used as a segment piece that becomes the tunnel lining by fitting along the wall of an excavated tunnel (excavation shaft) at the rear of a shield excavator that excavates underground (grounds). be.

以下では、凍結工法用セグメント100が、地中に大断面トンネル10を構築する過程で形成される後述の先行シールドトンネル21の先行外殻21Aの構築に用いられる場合について説明する。なお、本発明の実施形態に係る凍結工法用セグメント100は、このような先行外殻21Aの構築に用いられるものに限定されない。 In the following, a case will be described in which the frozen construction segment 100 is used to construct a preceding outer shell 21A of a preceding shield tunnel 21 to be described later, which is formed in the process of constructing a large cross-section tunnel 10 underground. Note that the segment 100 for the freezing construction method according to the embodiment of the present invention is not limited to that used for constructing the preceding shell 21A.

大断面トンネル10は、図1及び図2に示すように、本線シールドトンネル11とランプシールドトンネル12との分岐合流領域を囲むように構築される地下構造物であり、地下空洞14の外郭となる略円弧状の外郭躯体15を備えている。図1は、本線とランプ(傾斜路)とが分岐・合流する分岐合流部の平面図であり、図2は、図1のA-A線に沿う断面図である。なお、本線シールドトンネル11及びランプシールドトンネル12は、それぞれシールド工法によって予め地中に掘削された断面が円形のシールドトンネルである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the large-section tunnel 10 is an underground structure constructed to surround the branching and merging area of the main line shield tunnel 11 and the lamp shield tunnel 12, and serves as the outer shell of the underground cavity 14. It has a substantially arc-shaped outer frame 15. FIG. 1 is a plan view of a junction where a main line and a ramp diverge and merge, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1. The main line shield tunnel 11 and the lamp shield tunnel 12 are shield tunnels each having a circular cross section and which are excavated underground in advance by a shield construction method.

外郭躯体15は、本線シールドトンネル11及びランプシールドトンネル12を囲むように重なり合って構築された複数のシールドトンネル20と、複数のシールドトンネル20内に構築された鋼板コンクリート構造物30と、により構成される躯体である。 The outer frame 15 is composed of a plurality of shield tunnels 20 built on top of each other so as to surround the main line shield tunnel 11 and the lamp shield tunnel 12, and a steel plate concrete structure 30 built within the plurality of shield tunnels 20. This is the main body of the building.

次に、図3及び図4を参照し、外郭躯体15を備えた大断面トンネル10を施工する方法について簡単に説明する。図3の(A)~(C)及び図4の(A)~(C)は、大断面トンネル10を施工する方法を時系列に沿って示した模式図である。 Next, with reference to FIGS. 3 and 4, a method for constructing the large cross-section tunnel 10 provided with the outer shell 15 will be briefly described. FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4A to 4C are schematic diagrams showing a method for constructing the large cross-section tunnel 10 in chronological order.

まず、図3(A)を参照し、シールドトンネル20のうち先行して施工される先行シールドトンネル21を形成する工程について説明する。この工程では、大断面トンネル10の一端側に予め施工された図示しない発進基地から大断面トンネル10の他端側へ向けて複数の先行シールド掘進機(不図示)が発進することにより、複数の先行シールドトンネル21が構築される。 First, with reference to FIG. 3(A), a process of forming the preceding shield tunnel 21, which is constructed in advance among the shield tunnels 20, will be described. In this process, a plurality of advance shield excavators (not shown) are launched from a starting base (not shown) constructed in advance at one end of the large-section tunnel 10 toward the other end of the large-section tunnel 10, thereby causing a plurality of A preceding shield tunnel 21 is constructed.

複数の先行シールド掘進機は、本線シールドトンネル11及びランプシールドトンネル12を囲むようにして周方向に所定の間隔をあけて発進する。先行シールド掘進機の掘削により地中(地山)に形成された先行掘削坑(トンネル、坑)21Bの内周面には、複数のセグメントピースを組み立てて周方向に閉合された所定幅(例えば1m)のセグメントリングが順次形成される。複数のセグメントリングがトンネル軸方向において連結されることで、シールドトンネル20の外殻20Aの一部であり、先行シールドトンネル21の一部である先行外殻21Aが形成される。 The plurality of preceding shield tunneling machines start at predetermined intervals in the circumferential direction so as to surround the main line shield tunnel 11 and the lamp shield tunnel 12. The inner circumferential surface of the preceding excavation shaft (tunnel, pit) 21B formed in the ground (ground) by the excavation of the preceding shield excavator is a predetermined width (e.g. 1 m) of segment rings are formed one after another. By connecting the plurality of segment rings in the tunnel axial direction, a leading outer shell 21A, which is a part of the outer shell 20A of the shield tunnel 20 and a part of the leading shield tunnel 21, is formed.

これにより、本線シールドトンネル11及びランプシールドトンネル12を囲むようにして、複数の先行シールドトンネル21が周方向に所定の間隔をあけて構築される。 As a result, a plurality of preceding shield tunnels 21 are constructed at predetermined intervals in the circumferential direction so as to surround the main line shield tunnel 11 and the lamp shield tunnel 12.

また、この工程では、続いて行われる後行シールドトンネル22の形成に備えて、凍土(凍結土壌)24の造成が行われる。凍土24の造成は、先行外殻21Aの内周面に取り付けられた図示しない凍結管に冷媒を流すことにより行われる。この工程での凍土24の造成は、先行外殻21Aの全周ではなく、先行外殻21Aのうち、後行シールドトンネル22を構築する後行シールド掘進機(不図示)によって切削される部分を含む所定の範囲の凍結管に冷媒が流される。所定の範囲には、先行外殻21Aと後行外殻22Aの境界部が含まれることが好ましい。なお、凍土24を造成する際の先行シールドトンネル21の構成については、後述する。 Furthermore, in this step, frozen soil (frozen soil) 24 is created in preparation for the subsequent formation of the trailing shield tunnel 22. The frozen soil 24 is created by flowing a refrigerant through a freezing pipe (not shown) attached to the inner peripheral surface of the leading outer shell 21A. In this step, the frozen soil 24 is created not around the entire circumference of the leading outer shell 21A, but around the portion of the leading outer shell 21A that will be cut by the trailing shield excavator (not shown) that constructs the trailing shield tunnel 22. A refrigerant is flowed through a predetermined range of freezing tubes. Preferably, the predetermined range includes the boundary between the leading outer shell 21A and the trailing outer shell 22A. Note that the configuration of the preceding shield tunnel 21 when creating the frozen ground 24 will be described later.

次に、図3(B)を参照し、後行シールドトンネル22を形成する工程について説明する。この工程では、発進基地から先行シールドトンネル21に沿って後行シールド掘進機(不図示)が発進することにより、隣り合う2つの先行シールドトンネル21の間に後行シールドトンネル22が構築される。 Next, the process of forming the trailing shield tunnel 22 will be described with reference to FIG. 3(B). In this process, a trailing shield tunnel 22 is constructed between two adjacent leading shield tunnels 21 by starting a trailing shield tunnel machine (not shown) from a starting base along the leading shield tunnel 21 .

後行シールド掘進機は、所定の間隔をあけて隣接するトンネルであって、本実施形態では2つの先行シールドトンネル21の先行外殻21Aの一部を切削しながら掘進する。後行シールド掘進機の掘削により地中(地山)に形成された後行掘削坑(トンネル)22Bの内周面には、先行シールドトンネル21の形成工程と同様にして、シールドトンネル20の外殻20Aの一部であり、後行シールドトンネル22の一部または全部である後行外殻22Aが形成される。 The trailing shield tunnel excavator excavates tunnels that are adjacent to each other at a predetermined interval, and in this embodiment excavates while cutting a part of the leading outer shell 21A of the two leading shield tunnels 21. The inner peripheral surface of the trailing excavation shaft (tunnel) 22B formed underground (ground mass) by the trailing shield excavation machine is coated with the outside of the shield tunnel 20 in the same manner as in the process of forming the leading shield tunnel 21. A trailing outer shell 22A, which is part of the shell 20A and part or all of the trailing shield tunnel 22, is formed.

これにより、後行シールドトンネル22は、トンネルの軸方向の全域にわたって、隣接する先行シールドトンネル21と一部が重なり合った状態で構築される。そして、周方向において交互に配置される先行シールドトンネル21の先行外殻21Aと後行シールドトンネル22の後行外殻22Aとによって、本線シールドトンネル11及びランプシールドトンネル12を囲む環状の外殻20Aが形成される。 As a result, the trailing shield tunnel 22 is constructed so as to partially overlap the adjacent leading shield tunnel 21 over the entire axial direction of the tunnel. The leading outer shell 21A of the leading shield tunnel 21 and the trailing outer shell 22A of the trailing shield tunnel 22 are arranged alternately in the circumferential direction to form an annular outer shell 20A surrounding the main shield tunnel 11 and the lamp shield tunnel 12. is formed.

上述のように、先行シールドトンネル21の周囲には、凍土24が造成されていることから、先行シールドトンネル21の先行外殻21Aの一部が後行シールド掘進機によって切削されても、先行シールドトンネル21内に地下水が流入することが防止される。 As mentioned above, since frozen soil 24 is created around the preceding shield tunnel 21, even if a part of the preceding outer shell 21A of the preceding shield tunnel 21 is cut by the trailing shield excavator, the preceding shield Groundwater is prevented from flowing into the tunnel 21.

続いて、図3(C)を参照し、シールドトンネル20の周囲に凍土25を造成する工程について説明する。この工程では、続いて行われる外殻20A内への鋼板コンクリート構造物30の形成に備えて、凍土(凍結土壌)25の造成が行われる。凍土25の造成は、先行外殻21A及び後行外殻22Aの内周面に取り付けられた図示しない凍結管に冷媒を流すことにより行われる。この工程での凍土25の造成は、先行外殻21A及び後行外殻22Aの外側、つまり、シールドトンネル20の外殻20Aの外側全体に渡って行われる。このように外殻20Aの外側全体に渡って凍土25を造成することで、次の工程において、シールドトンネル20内に地下水が流入することを防止することが可能となる。 Next, the process of creating frozen soil 25 around the shield tunnel 20 will be described with reference to FIG. 3(C). In this step, frozen soil (frozen soil) 25 is created in preparation for the subsequent formation of the steel plate concrete structure 30 inside the outer shell 20A. The frozen soil 25 is created by flowing a refrigerant through freezing pipes (not shown) attached to the inner peripheral surfaces of the leading outer shell 21A and the trailing outer shell 22A. The creation of frozen soil 25 in this step is performed over the entire outside of the leading outer shell 21A and the trailing outer shell 22A, that is, the entire outside of the outer shell 20A of the shield tunnel 20. By creating the frozen soil 25 over the entire outside of the outer shell 20A in this way, it becomes possible to prevent groundwater from flowing into the shield tunnel 20 in the next step.

次に、図4(A)を参照し、外殻20A内に鋼板コンクリート構造物30を形成する工程について説明する。 Next, with reference to FIG. 4(A), a process of forming the steel plate concrete structure 30 within the outer shell 20A will be described.

この工程では、まず、先行シールドトンネル21と後行シールドトンネル22とを隔てている後行外殻22Aの一部を撤去して、先行シールドトンネル21の内部空間と後行シールドトンネル22の内部空間とを連通する連通開口部を形成する。なお、上述のように、シールドトンネル20の周囲には凍土25が造成されていることから、連通開口部を形成したとしても先行シールドトンネル21及び後行シールドトンネル22内に地下水が流入することは防止される。 In this process, first, a part of the trailing outer shell 22A separating the leading shield tunnel 21 and the trailing shield tunnel 22 is removed, and the internal space of the leading shield tunnel 21 and the internal space of the trailing shield tunnel 22 are removed. A communication opening is formed to communicate with the As mentioned above, since frozen soil 25 is created around the shield tunnel 20, groundwater will not flow into the leading shield tunnel 21 and trailing shield tunnel 22 even if a communicating opening is formed. Prevented.

そして、連通開口部が形成されることによって環状空間となったシールドトンネル20内の空間に、鋼材によって組み立てられた鋼材構造体を配置し、さらに、鋼材構造体が配置されたシールドトンネル20内にコンクリートを打設することによって、外殻20A内には、環状の鋼板コンクリート構造物30が構築される。 Then, a steel structure assembled with steel materials is placed in the space inside the shield tunnel 20, which has become an annular space due to the formation of the communication opening, and further, inside the shield tunnel 20 in which the steel structure is placed. By pouring concrete, an annular steel plate concrete structure 30 is constructed within the outer shell 20A.

シールドトンネル20内に打設されたコンクリートが硬化し、鋼板コンクリート構造物30とシールドトンネル20とが一体的な躯体となることによって、図4(B)に示すように、外郭躯体15が構築される。 When the concrete placed inside the shield tunnel 20 hardens and the steel plate concrete structure 30 and the shield tunnel 20 become an integrated skeleton, the outer skeleton 15 is constructed as shown in FIG. 4(B). Ru.

外郭躯体15が構築されると、図4(B)に示されるように、外郭躯体15が構築された部分において凍結管への冷媒の供給が順次停止され、外殻20Aの外側に造成された凍土25が徐々に解凍される。 When the outer shell 15 is constructed, as shown in FIG. 4(B), the supply of refrigerant to the freezing tubes is sequentially stopped in the part where the outer shell 15 is constructed, and the cryogenic pipes formed on the outside of the outer shell 20A are stopped. The frozen soil 25 is gradually thawed.

そして、凍土25の解凍が完了すると、図4(C)に示されるように、外郭躯体15内の掘削が行われる。この工程では、外郭躯体15内を上方から下方に向かって徐々に掘削することにより、外郭躯体15内に地下空洞14を形成する。 When the thawing of the frozen soil 25 is completed, excavation within the outer shell 15 is performed as shown in FIG. 4(C). In this step, the underground cavity 14 is formed within the outer shell 15 by gradually excavating the interior of the outer shell 15 from above to below.

以上のような工程を経て、図2に示すように、地下空洞14の外郭となる外郭躯体15を備えた大断面トンネル10が構築される。 Through the above steps, as shown in FIG. 2, a large cross-section tunnel 10 including an outer shell 15 that forms the outer shell of the underground cavity 14 is constructed.

次に、図5及び図6を参照し、上述の大断面トンネル10を構築する工程において、先行シールドトンネル21の周囲に凍土24,25を造成する際の先行シールドトンネル21の構成について説明する。図5は、先行シールドトンネル21の先行外殻21Aを構成するセグメントリング40の一例を模式的に示したトンネル軸方向から見た正面図であり、図6は、図5の矢印Bで示される方向に向かってセグメントリング40を見た展開図である。なお、図5において、破線で示される円は、先行シールドトンネル21に隣接して構築される後行シールドトンネル22の外縁を示しており、この破線円内に表示される先行シールドトンネル21の部分は、後行シールドトンネル22が構築される際に、後行シールド掘進機によって切削されて掘削土とともに後行シールド掘進機から排出され除去される。 Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the configuration of the preceding shield tunnel 21 when creating frozen soil 24, 25 around the preceding shield tunnel 21 in the step of constructing the large cross-section tunnel 10 described above will be described. FIG. 5 is a front view schematically showing an example of the segment ring 40 constituting the leading outer shell 21A of the leading shield tunnel 21, viewed from the tunnel axis direction, and FIG. 6 is a front view shown by arrow B in FIG. FIG. 4 is a developed view of the segment ring 40 viewed in the direction. In addition, in FIG. 5, the circle indicated by a broken line indicates the outer edge of the trailing shield tunnel 22 constructed adjacent to the preceding shield tunnel 21, and the portion of the preceding shield tunnel 21 displayed within this broken line circle is cut by the trailing shield excavator when the trailing shield tunnel 22 is constructed, and is discharged and removed from the trailing shield excavator along with the excavated soil.

先行シールドトンネル21を構成するセグメントリング40は、図5及び図6に示すように、複数のセグメントピース41,42をトンネルの周方向に沿って環状に組み立てることによって形成された環状体であり、複数のセグメントリング40がトンネルの軸方向において連結されることで先行掘削坑(トンネル、坑)21Bの内周面を覆う覆工体である先行外殻21Aとなる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the segment ring 40 constituting the preceding shield tunnel 21 is an annular body formed by assembling a plurality of segment pieces 41 and 42 in an annular shape along the circumferential direction of the tunnel, The plurality of segment rings 40 are connected in the axial direction of the tunnel to form a leading outer shell 21A which is a lining covering the inner circumferential surface of the leading excavation shaft (tunnel, pit) 21B.

凍土24,25を造成するにあたって、セグメントリング40の内周面40Aには、トンネルの軸方向に沿って凍結管45が取り付けられる。凍結管45に液化二酸化炭素等の気化冷媒が流されると、セグメントリング40の外周面40Bが臨む地盤がセグメントリング40を介して冷却され、外周面40Bからある程度の厚さの土壌が凍結し、凍土が造成される。 In creating the frozen soil 24, 25, a freezing pipe 45 is attached to the inner peripheral surface 40A of the segment ring 40 along the axial direction of the tunnel. When a vaporized refrigerant such as liquefied carbon dioxide is flowed into the freezing pipe 45, the ground facing the outer peripheral surface 40B of the segment ring 40 is cooled via the segment ring 40, and a certain thickness of soil is frozen from the outer peripheral surface 40B. Frozen soil is created.

なお、上述の工程において、後行シールドトンネル22が構築される前に、先行外殻21Aの外周の一部に凍土24を造成する際には、後行シールド掘進機によって切削される部分を含む範囲、例えば、図5において、「冷媒供給範囲1」として示される範囲に取り付けられた凍結管45に冷媒が流される。また、「冷媒供給範囲2」として示される、後行シールドトンネル22が構築される予定領域と先行外殻21Aとの境界部として示される範囲に取り付けられた凍結管45に冷媒が流され、この境界部周辺に凍土24が造成される。 In addition, in the above-mentioned process, when creating frozen soil 24 on a part of the outer periphery of the leading outer shell 21A before the trailing shield tunnel 22 is constructed, the frozen soil 24 includes the part cut by the trailing shield excavator. Refrigerant is flowed into a freezing tube 45 attached to a range, for example, a range indicated as "refrigerant supply range 1" in FIG. In addition, the refrigerant is flowed into the freezing pipe 45 attached to the range indicated as "refrigerant supply range 2", which is indicated as the boundary between the area where the trailing shield tunnel 22 is planned to be constructed and the leading outer shell 21A. Frozen soil 24 is created around the boundary.

その後、外郭躯体15を構築する際には、後行シールド掘進機によって切削されなかった部分、すなわち、図5において、破線で示された円の外側に取り付けられた凍結管45と、後行シールドトンネル22に取り付けられた図示しない凍結管と、に冷媒が流され、シールドトンネル20の外殻20Aの外側に凍土25が造成される。 After that, when constructing the outer shell 15, the parts that were not cut by the trailing shield excavator, that is, the freezing pipe 45 attached outside the circle indicated by the broken line in FIG. 5, and the trailing shield A refrigerant is flowed through a freezing pipe (not shown) attached to the tunnel 22, and frozen soil 25 is created outside the outer shell 20A of the shield tunnel 20.

ここで、先行シールドトンネル21のセグメントリング40を構成するセグメントピース41,42のうち、後行シールド掘進機によって切削される位置に配置されるセグメントピース41は、少なくともコンクリートを含む材料により形成された切削可能なコンクリート製である。なお、セグメントピース41は、切削が可能であれば、鉄筋等の鋼材が含まれる鉄筋コンクリート製であってもよい。また、後行シールド掘進機によって切削されない位置に配置されるセグメントピース42は、剛性の高い鋼製とすることができる。なお、切削されることのない後行シールドトンネル22のセグメントリングを構成するセグメントピースは、すべて鋼製とすることができる。 Here, among the segment pieces 41 and 42 constituting the segment ring 40 of the preceding shield tunnel 21, the segment piece 41 disposed at a position to be cut by the trailing shield excavator is formed of a material containing at least concrete. Made of machinable concrete. Note that the segment piece 41 may be made of reinforced concrete containing steel materials such as reinforcing bars, as long as it can be cut. Moreover, the segment piece 42 arranged at a position not cut by the trailing shield excavator can be made of highly rigid steel. Note that all the segment pieces constituting the segment ring of the trailing shield tunnel 22 that are not cut can be made of steel.

鉄筋コンクリート製のセグメントピース41は、骨材やセメントからなるコンクリートが主原料であることから、鋼製のセグメントピース42よりも伝熱性が低い。このため、鉄筋コンクリート製のセグメントピース41の内周面に取り付けられた凍結管45に冷媒を流通させてから、その周辺地盤の温度を低下させて凍土を造成する際に熱伝達効率が悪く、例えば、凍土が造成されるまでには比較的長い時間を要することとなる。 The segment piece 41 made of reinforced concrete has lower heat conductivity than the segment piece 42 made of steel because its main raw material is concrete made of aggregate or cement. For this reason, when a refrigerant is passed through the freezing tube 45 attached to the inner peripheral surface of the reinforced concrete segment piece 41 and the temperature of the surrounding ground is lowered to create frozen soil, the heat transfer efficiency is poor, for example. , it takes a relatively long time for frozen soil to develop.

したがって、鉄筋コンクリート製のセグメントピース41の外側に凍土を造成する必要がある場合には、十分な強度の凍土が造成されてから行われる次工程の開始が遅れ、工期が長くなり、結果として施工コストが増大してしまうおそれがある。 Therefore, if it is necessary to create frozen soil outside the reinforced concrete segment piece 41, the start of the next process, which is to be carried out after sufficiently strong frozen soil has been created, will be delayed, the construction period will be longer, and as a result, the construction cost will be increased. may increase.

そこで、本実施形態では、鉄筋コンクリート製のセグメントピース41が用いられる場合であっても、その外側に効率よく凍土を造成するために、鉄筋コンクリート製のセグメントピース41として、以下のような構成の凍結工法用セグメント100を採用している。 Therefore, in this embodiment, even if the segment piece 41 made of reinforced concrete is used, in order to efficiently create frozen soil on the outside thereof, the segment piece 41 made of reinforced concrete is constructed using a freezing construction method having the following configuration. segment 100 is adopted.

凍結工法用セグメント100(以下、「セグメント100」という。)は、図7及び図8に示すように、鉄筋コンクリートにより形成される本体部50と、本体部50の内部に設けられ本体部50よりも熱伝導率が高い熱伝導部52と、を備えたセグメントピースである。図7は、図6のC-C線に沿う断面図であり、トンネル軸方向に直交する面におけるセグメント100の断面を示す図である。また、図8は、図7の矢印Dで示される方向に向かってセグメント100を見た図であり、トンネルの周方向に沿う曲面を平面状に展開して示した図である。 As shown in FIGS. 7 and 8, the segment 100 for freezing construction method (hereinafter referred to as "segment 100") includes a main body 50 formed of reinforced concrete, and a segment 100 that is provided inside the main body 50 and is larger than the main body 50. This is a segment piece that includes a heat conductive portion 52 having high thermal conductivity. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 6, and is a cross-sectional view of the segment 100 in a plane orthogonal to the tunnel axis direction. Moreover, FIG. 8 is a view of the segment 100 viewed in the direction indicated by arrow D in FIG. 7, and is a view showing a curved surface along the circumferential direction of the tunnel developed into a planar shape.

本体部50は、先行掘削坑(トンネル、坑)21Bの内周面に面する外周面50Aと、凍結管45が取り付けられる内周面50Bと、を有し、先行掘削坑21Bの周方向に沿って湾曲した円弧状に形成されている。 The main body portion 50 has an outer circumferential surface 50A facing the inner circumferential surface of the preceding excavation shaft (tunnel, pit) 21B, and an inner circumferential surface 50B to which the freezing pipe 45 is attached. It is formed into a circular arc shape.

熱伝導部52は、本体部50の内周面50B側において凍結管45と対向する位置から外周面50Aに向かって延在する延在部53と、本体部50の外周面50Aを覆うように本体部50の表面に設けられた板状の露出部54と、を有する金属製部材である。熱伝導部52は、本体部50を形成する際に本体部50内に埋め込まれ、本体部50と一体的に形成される。 The heat conduction portion 52 includes an extension portion 53 that extends from a position facing the freezing tube 45 toward the outer circumferential surface 50A on the inner circumferential surface 50B side of the main body portion 50, and an extension portion 53 that covers the outer circumferential surface 50A of the main body portion 50. It is a metal member having a plate-shaped exposed portion 54 provided on the surface of the main body portion 50. The thermally conductive part 52 is embedded in the main body part 50 when the main body part 50 is formed, and is formed integrally with the main body part 50.

熱伝導部52を構成する材料は、本体部50よりも熱伝導率が高い金属であればどのような金属であってもよく、一般的な鋼鉄であってもよい。なお、熱伝導部52が設けられるセグメント100は、上述のように、切削される部分に配置されるセグメントピースであることから、熱伝導部52を構成する材料としては、例えば、銅やアルミニウムといった切削性のよい金属、これらの酸化物(酸化銅、アルミナ)、または、これらを含む合金(真鍮、ジュラルミン等)や比較的切削性に優れた鋼材であるSUM材等の快削鋼を用いることが好ましい。 The material constituting the heat conductive part 52 may be any metal as long as it has a higher thermal conductivity than the main body part 50, and may be general steel. Note that, as described above, the segment 100 in which the thermally conductive part 52 is provided is a segment piece that is placed in the part to be cut, so the material constituting the thermally conductive part 52 may be, for example, copper or aluminum. Use metals with good machinability, their oxides (copper oxide, alumina), alloys containing these (brass, duralumin, etc.), and free-cutting steel such as SUM, which is a steel material with relatively excellent machinability. is preferred.

延在部53は、本体部50の内周面50B側において本体部50から露出しており、露出した部分には、凍結管45が接する接触部としての接触面53Aが形成される。また、延在部53は、図8に示すように、トンネルの軸方向、すなわち、凍結管45が取り付けられる方向に沿って延びて形成される。つまり、延在部53は、トンネルの径方向に沿って延びるとともにトンネルの軸方向に沿って延びる平板状に形成されている。また、延在部53には、本体部50を構成する鉄筋に対して延在部53を括り付けるための図示しない括付部が設けられている。なお、本体部50内に設けられる補強筋としては、鉄筋に代えて、繊維強化プラスチックといった繊維強化樹脂材を用いることが、セグメント100の切削性を向上させるためには好ましい。 The extending portion 53 is exposed from the main body portion 50 on the inner circumferential surface 50B side of the main body portion 50, and a contact surface 53A as a contact portion with which the freezing tube 45 comes into contact is formed in the exposed portion. Further, as shown in FIG. 8, the extending portion 53 is formed to extend along the axial direction of the tunnel, that is, the direction in which the freezing tube 45 is attached. That is, the extending portion 53 is formed into a flat plate shape that extends along the radial direction of the tunnel and also extends along the axial direction of the tunnel. Further, the extending portion 53 is provided with a fastening portion (not shown) for fastening the extending portion 53 to the reinforcing bars that constitute the main body portion 50 . Note that, in order to improve the machinability of the segments 100, it is preferable to use a fiber-reinforced resin material such as fiber-reinforced plastic instead of reinforcing bars as the reinforcing bars provided in the main body portion 50.

このようにセグメント100に設けられる熱伝導部52は、本体部50の表面に配置されることで先行掘削坑(トンネル、坑)21Bの内周面に臨んだ状態となる露出部54と、一端が露出部54に結合され他端が凍結管45に接する延在部53と、を有することから、露出部54が臨む地盤には、熱伝導率が高い露出部54及び延在部53を介して凍結管45内を通る冷媒の冷熱が効率的に伝達される。換言すれば、露出部54が臨む地盤の熱は、露出部54で吸収され、延在部53を介して凍結管45内を流れる冷媒へと効率的に放熱される。このため、セグメント100の外側の地盤の温度は、凍結管45に冷媒を流すことによって速やかに低下することになる。 The heat conduction part 52 provided in the segment 100 in this way has an exposed part 54 that faces the inner peripheral surface of the preceding excavation shaft (tunnel, pit) 21B by being arranged on the surface of the main body part 50, and one end. has an extension part 53 that is coupled to the exposed part 54 and whose other end is in contact with the freezing pipe 45. Therefore, the ground facing the exposed part 54 is connected to the ground through the exposed part 54 and the extension part 53, which have high thermal conductivity. The cold heat of the refrigerant passing through the freezing tube 45 is efficiently transferred. In other words, the heat of the ground facing the exposed portion 54 is absorbed by the exposed portion 54 and efficiently radiated to the refrigerant flowing in the freezing tube 45 via the extension portion 53. Therefore, the temperature of the ground outside the segment 100 is quickly reduced by flowing the refrigerant through the freezing pipe 45.

また、本体部50の外周面50A側において露出する露出部54の露出面積を大きくする一方、本体部50の内周面50B側において露出する延在部53の露出面積は、凍結管45に接するのに十分な大きさに制限し、ほぼ凍結管45のみに接するようにすることによって、露出部54が臨む地盤と延在部53が接する凍結管45内の冷媒との間の熱交換効率を向上させることで、より広い範囲の地盤の温度を効率的に低下させることが可能である。 Further, while the exposed area of the exposed portion 54 exposed on the outer circumferential surface 50A side of the main body portion 50 is increased, the exposed area of the extension portion 53 exposed on the inner circumferential surface 50B side of the main body portion 50 is in contact with the freezing tube 45. By restricting the size to a size sufficient to allow the exposed portion 54 to contact almost only the frozen tube 45, the heat exchange efficiency between the ground facing the exposed portion 54 and the refrigerant in the frozen tube 45 that the extension portion 53 contacts is improved. By improving the ground temperature, it is possible to efficiently lower the temperature of the ground over a wider range.

したがって、上記構成のセグメント100を、先行シールドトンネル21のセグメントリング40を構成するセグメントピース41,42のうち、後行シールド掘進機によって切削される位置に配置されるセグメントピース41として用いることにより、セグメントピース41の外側に効率よく凍土を造成することができるとともに、後行シールド掘進機によって先行外殻21Aを容易に切削することが可能となる。なお、セグメント100内に設けられる延在部53のトンネル周方向における厚さは、地盤の冷却性を向上させるためには厚くした方がよいが、セグメント100の切削性を向上させるためには薄くした方がよい。このため、延在部53の厚さは、これらのバランスを考慮して設定される。 Therefore, by using the segment 100 with the above configuration as the segment piece 41 that is placed in the position to be cut by the trailing shield excavator among the segment pieces 41 and 42 that constitute the segment ring 40 of the leading shield tunnel 21, Frozen soil can be efficiently created on the outside of the segment piece 41, and the leading outer shell 21A can be easily cut by the trailing shield excavator. Note that the thickness of the extension portion 53 provided within the segment 100 in the tunnel circumferential direction is preferably thick in order to improve the cooling performance of the ground, but it is better to be thin in order to improve the machinability of the segment 100. It's better to do so. Therefore, the thickness of the extending portion 53 is set in consideration of these balances.

続いて、上述の大断面トンネル10を構築する際に凍土24,25を造成する場合を例にして、上記構成のセグメント100を用いた凍結工法について説明する。 Next, a freezing construction method using the segment 100 having the above configuration will be described, taking as an example the case where frozen soil 24 and 25 are created when constructing the large cross-section tunnel 10 described above.

図3(A)に示すように、先行シールドトンネル21の周囲に部分的に凍土24を造成する場合、まず、先行シールド掘進機によって掘削された先行掘削坑(トンネル、坑)21Bの周方向及び軸方向に沿って、図5及び図6に示すように、セグメントピース41,42が組み立てられる。なお、鉄筋コンクリート製のセグメントピース42としては、凍結工法用セグメントである上記構成のセグメント100が用いられる。 As shown in FIG. 3(A), when partially creating frozen soil 24 around the preceding shield tunnel 21, first, the circumferential direction and Segment pieces 41 and 42 are assembled along the axial direction, as shown in FIGS. 5 and 6. In addition, as the segment piece 42 made of reinforced concrete, the segment 100 having the above structure, which is a segment for freezing construction method, is used.

次に、凍土24の造成が必要となる範囲、例えば、図5において、「冷媒供給範囲」として示される範囲内に配置されたセグメント100と鋼製のセグメントピース41との内周面に、トンネルの軸方向に沿って凍結管45が取り付けられる。 Next, a tunnel is created on the inner circumferential surface of the segment 100 and the steel segment piece 41 located within an area where it is necessary to create frozen soil 24, for example, an area indicated as a "refrigerant supply area" in FIG. A freezing tube 45 is attached along the axial direction.

続いて、先行シールドトンネル21内に取り付けられた凍結管45に冷媒が流される。凍結管45内を流れる冷媒の冷熱は、セグメント100内の熱伝導部52を通じてセグメント100の外側の地盤へと伝達される。なお、鋼製のセグメントピース41に取り付けられた凍結管45内を流れる冷媒の冷熱は、セグメントピース41を通じて地盤へと伝達される。 Subsequently, the refrigerant is flowed into the freezing tube 45 installed in the preceding shield tunnel 21. The cold heat of the refrigerant flowing within the freezing tube 45 is transmitted to the ground outside the segment 100 through the heat conduction portion 52 within the segment 100. Note that the cold heat of the refrigerant flowing in the freezing tube 45 attached to the steel segment piece 41 is transmitted to the ground through the segment piece 41.

これにより上記構成のセグメント100が一部に適用された先行シールドトンネル21の外側には、所定の範囲にわたって凍土24が速やかに造成される。 As a result, frozen soil 24 is quickly created over a predetermined range outside the preceding shield tunnel 21 to which the segment 100 having the above configuration is partially applied.

一方、図3(C)に示すように、先行シールドトンネル21及び後行シールドトンネル22の周囲に凍土25を造成する場合、まず、先行シールド掘進機によって掘削された先行掘削坑(トンネル、坑)21Bの周方向及び軸方向に沿って、図5及び図6に示すように、セグメントピース41,42が組み立てられる。なお、鉄筋コンクリート製のセグメントピース42としては、凍結工法用セグメントである上記構成のセグメント100が用いられる。 On the other hand, as shown in FIG. 3(C), when creating frozen soil 25 around the leading shield tunnel 21 and the trailing shield tunnel 22, first, the leading excavation shaft (tunnel, pit) excavated by the leading shield tunneling machine is Segment pieces 41 and 42 are assembled along the circumferential and axial directions of 21B, as shown in FIGS. 5 and 6. In addition, as the segment piece 42 made of reinforced concrete, the segment 100 having the above structure, which is a segment for freezing construction method, is used.

次に、後行シールド掘進機によって、先行シールドトンネル21のうち、上記構成のセグメント100によって組み立てられた部分を切削し、後行シールドトンネル22を構築する。 Next, the trailing shield tunnel 22 is constructed by cutting the portion of the leading shield tunnel 21 assembled by the segments 100 having the above configuration using the trailing shield excavator.

そして、先行シールドトンネル21の鋼製のセグメントピース41の内周面と、後行シールドトンネル22を構築する際に切削されずに残ったセグメント100の内周面とに、トンネルの軸方向に沿って凍結管45が取り付けられる。また、構築された後行シールドトンネル22の内周面にもトンネルの軸方向に沿って凍結管45が取り付けられる。 Then, along the axial direction of the tunnel, the inner peripheral surface of the steel segment piece 41 of the leading shield tunnel 21 and the inner peripheral surface of the segment 100 that remained uncut when constructing the trailing shield tunnel 22 is cut. The freezing tube 45 is attached. Further, a freezing tube 45 is also attached to the inner peripheral surface of the constructed trailing shield tunnel 22 along the axial direction of the tunnel.

続いて、先行シールドトンネル21及び後行シールドトンネル22内に取り付けられた凍結管45に冷媒が流される。凍結管45内を流れる冷媒の冷熱は、セグメント100内の熱伝導部52を通じてセグメント100の外側の地盤へと伝達される。なお、鋼製のセグメントピース41に取り付けられた凍結管45内を流れる冷媒の冷熱は、セグメントピース41を通じて地盤へと伝達される。また、後行シールドトンネル22に取り付けられた凍結管45内を流れる冷媒の冷熱は、後行外殻22Aを構成する鋼製のセグメントピースを通じて地盤へと伝達される。 Subsequently, the refrigerant is flowed into the freezing tubes 45 installed in the leading shield tunnel 21 and the trailing shield tunnel 22. The cold heat of the refrigerant flowing within the freezing tube 45 is transmitted to the ground outside the segment 100 through the heat conduction portion 52 within the segment 100. Note that the cold heat of the refrigerant flowing in the freezing tube 45 attached to the steel segment piece 41 is transmitted to the ground through the segment piece 41. Further, the cold heat of the refrigerant flowing in the freezing pipe 45 attached to the trailing shield tunnel 22 is transmitted to the ground through the steel segment pieces that constitute the trailing outer shell 22A.

これにより上記構成のセグメント100が一部に適用された先行シールドトンネル21の外側と、後行シールドトンネル22の外側とには、凍土25が速やかに造成される。 As a result, frozen soil 25 is quickly created on the outside of the preceding shield tunnel 21 and the outside of the trailing shield tunnel 22, to which the segment 100 having the above configuration is partially applied.

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, the following effects are achieved.

上述のセグメント100は、鉄筋コンクリートにより形成される本体部50と、本体部50の内部に少なくとも一部が設けられ本体部50よりも熱伝導率が高い熱伝導部52と、を備え、熱伝導部52は、本体部50の内周面50B側において凍結管45と対向する位置から外周面50Aに向かって延在している。このように鉄筋コンクリートにより形成される本体部50内に、凍結管45内を流れる冷媒の冷熱を本体部50の外周面50Aに向かって効率よく伝達可能な熱伝導部52を設けておくことによって、セグメント100の外側の地盤を効率的に冷却することが可能となり、結果として、先行シールドトンネル21の周囲に効率よく凍土を造成することができる。 The segment 100 described above includes a main body 50 formed of reinforced concrete, and a heat conductive part 52 that is at least partially provided inside the main body 50 and has a higher thermal conductivity than the main body 50. 52 extends from a position facing the freezing tube 45 on the inner circumferential surface 50B side of the main body portion 50 toward the outer circumferential surface 50A. By providing the heat conduction part 52 in the main body part 50 formed of reinforced concrete in this way, which can efficiently transmit the cold heat of the refrigerant flowing inside the freezing tube 45 toward the outer circumferential surface 50A of the main body part 50, It becomes possible to efficiently cool the ground outside the segment 100, and as a result, frozen ground can be efficiently created around the preceding shield tunnel 21.

また、先行シールドトンネル21の周囲に効率よく迅速に凍土を造成することが可能となることで、十分な強度の凍土が造成されてから行われる次工程の作業を早めに開始することが可能となり、結果として、工期が短くなり施工コストを低減させることができる。 In addition, by making it possible to efficiently and quickly create frozen soil around the preceding shield tunnel 21, it becomes possible to start the next process of work earlier, which is to be carried out after sufficiently strong frozen soil has been created. As a result, the construction period can be shortened and construction costs can be reduced.

次に、上記実施形態の変形例について説明する。次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。 Next, a modification of the above embodiment will be described. The following modified examples are also within the scope of the present invention, and it is also possible to combine the configuration shown in the modified example with the configuration described in the above embodiment, or to combine the configurations described in the following different modified examples. It is.

上記実施形態では、熱伝導部52は金属製である。これに代えて、熱伝導部52は、本体部50よりも熱伝導率が高く、金属と同等の熱伝導性を有する材料、例えば、カーボンナノファイバーを含むコンクリートにより予め形成された構造体であってもよい。このように、熱伝導性が高い材料を含有させることによって、凍結管45内を流れる冷媒の冷熱を本体部50の外周面50Aに向かって効率よく伝達することが可能となり、熱伝導部52の主材料をコンクリートとすることによって、セグメント100の切削性を向上させることが可能となる。 In the embodiment described above, the heat conductive part 52 is made of metal. Alternatively, the thermally conductive portion 52 may be a structure pre-formed from a material that has higher thermal conductivity than the main body portion 50 and has thermal conductivity equivalent to that of metal, for example, concrete containing carbon nanofibers. It's okay. In this way, by containing a material with high thermal conductivity, it becomes possible to efficiently transfer the cold heat of the refrigerant flowing inside the freezing tube 45 toward the outer circumferential surface 50A of the main body part 50, and the heat conductive part 52 By using concrete as the main material, it is possible to improve the machinability of the segment 100.

また、上記実施形態では、熱伝導部52は本体部50の外周面50A側と本体部50の内周面50B側とにおいて露出し、本体部50の表面に配置されている。これに代えて、熱伝導部52は、図9に示す第1変形例のように、本体部50から露出していない平板部材55であってもよく、本体部50の内周面50B側において凍結管45と対向する位置から外周面50Aに向かって延在していればよい。このように凍結管45と対向する位置から外周面50Aに向かって延在していれば、上記実施形態と同様に、凍結管45内を流れる冷媒の冷熱をセグメント100の外側の地盤へと効率よく伝達することが可能である。なお、平板部材55は、本体部50の外周面50A側及び内周面50B側の何れか一方において露出していてもよい。 Further, in the embodiment described above, the heat conductive portion 52 is exposed on the outer circumferential surface 50A side of the main body portion 50 and the inner circumferential surface 50B side of the main body portion 50, and is disposed on the surface of the main body portion 50. Alternatively, the heat conduction part 52 may be a flat plate member 55 that is not exposed from the main body part 50, as in the first modification shown in FIG. It is sufficient that it extends from a position facing the freezing tube 45 toward the outer circumferential surface 50A. If it extends toward the outer circumferential surface 50A from the position facing the freezing pipe 45 in this way, similarly to the above embodiment, the cold heat of the refrigerant flowing inside the freezing pipe 45 can be efficiently transferred to the ground outside the segment 100. It is possible to communicate well. Note that the flat plate member 55 may be exposed on either the outer circumferential surface 50A side or the inner circumferential surface 50B side of the main body portion 50.

また、上記実施形態では、本体部50の外周面50A側において本体部50の表面に配置されて露出する熱伝導部52の露出部54は、本体部50の外周面50Aを覆う板状に形成されている。これに代えて、露出部54は、図10に示す第2変形例のように、トンネルの軸方向に沿って延びる部分54Aとトンネルの周方向に沿って延びる部分54Bとを有する格子状に形成されていてもよい。この場合も上記実施形態と同様に、本体部50の外周面50A側において露出する露出部54の露出面積が大きくなるため、露出部54が臨む地盤と延在部53が接する凍結管45内の冷媒との間での熱交換効率が向上し、結果として、より広い範囲の地盤の温度を効率的に低下させることができる。また、本体部50の外周面50Aを覆う場合と比較し、金属製の露出部54が設けられる範囲が減少するため、セグメント100の切削性を向上させることができる。 Further, in the above embodiment, the exposed portion 54 of the heat conductive portion 52 that is disposed on the surface of the main body 50 and exposed on the outer peripheral surface 50A side of the main body 50 is formed in a plate shape that covers the outer peripheral surface 50A of the main body 50. has been done. Instead, the exposed portion 54 is formed in a lattice shape having a portion 54A extending along the axial direction of the tunnel and a portion 54B extending along the circumferential direction of the tunnel, as in a second modification shown in FIG. may have been done. In this case as well, as in the above embodiment, the exposed area of the exposed portion 54 exposed on the outer circumferential surface 50A side of the main body portion 50 becomes large, so that the area inside the freezing tube 45 where the extension portion 53 contacts the ground facing the exposed portion 54 increases. The heat exchange efficiency with the refrigerant is improved, and as a result, the temperature of the ground over a wider range can be efficiently lowered. Furthermore, compared to the case where the outer circumferential surface 50A of the main body portion 50 is covered, the range in which the metal exposed portion 54 is provided is reduced, so that the machinability of the segment 100 can be improved.

また、上記実施形態では、凍結管45がトンネルの軸方向に沿って配置されているため、熱伝導部52の延在部53は、これに合わせてトンネルの軸方向に沿って設けられている。凍結管45が配置される方向は、トンネルの軸方向に限定されず、トンネルの周方向であってもよく、凍結管45がトンネルの周方向に沿って配置されている場合、熱伝導部52の延在部53は、これに合わせてトンネルの周方向に沿って設けられる。 Furthermore, in the above embodiment, since the freezing tube 45 is arranged along the axial direction of the tunnel, the extension part 53 of the heat conduction part 52 is provided along the axial direction of the tunnel. . The direction in which the freezing tube 45 is arranged is not limited to the axial direction of the tunnel, but may be the circumferential direction of the tunnel. When the freezing tube 45 is arranged along the circumferential direction of the tunnel, the direction in which the freezing tube 45 is arranged is The extending portion 53 is provided along the circumferential direction of the tunnel in accordance with this.

また、上記実施形態では、後行シールドトンネル22を構築する前に、先行シールドトンネル21の周囲に凍土24を造成しているが、後行シールドトンネル22が構築される際に、先行シールドトンネル21内への地下水の流入を防止することが可能な構成等が先行シールドトンネル21に設けられていれば、凍土24を造成しなくともよい。 Furthermore, in the above embodiment, before constructing the trailing shield tunnel 22, the frozen soil 24 is created around the leading shield tunnel 21, but when the trailing shield tunnel 22 is constructed, the trailing shield tunnel 22 is If the preceding shield tunnel 21 is provided with a structure capable of preventing groundwater from flowing into the tunnel, it is not necessary to create the frozen soil 24.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments. do not have.

上記実施形態では、凍結工法用セグメント100が、先行掘削坑(トンネル、坑)21Bの覆工体となるセグメントピース41として用いられる場合を例に説明したが、凍結工法用セグメントの用途はこれに限定されるものではない。凍結工法用セグメントは、地中に構築された構造物において、地盤を凍結する必要がある場所に設けられ、内周面に取り付けられた凍結管に冷媒を流すことにより外周面側に凍土を造成するものであればよく、例えば、ニューマチックケーソン工法や地中連続壁工法において使用され、立坑の地中壁面を構成する覆工体に用いられるセグメントであってもよい。また、凍結工法用セグメント100は、複数のセグメントピース41、42であって、複数の凍結工法用セグメント100によりセグメントリング40を構成しているが、1つの凍結用セグメントがセグメントリング40を形成していてもよい。また、立坑の地中壁面において、複数の凍結用セグメントがリング状の覆工体を形成してもよいし、1つの凍結用セグメントがリング状の覆工体を形成してもよい。 In the above embodiment, the frozen construction method segment 100 is used as the segment piece 41 that becomes the lining of the preceding excavation shaft (tunnel, pit) 21B. It is not limited. Freezing construction segments are installed in locations where it is necessary to freeze the ground in structures built underground, and create frozen soil on the outer circumferential surface by flowing refrigerant through freezing pipes attached to the inner circumferential surface. For example, it may be a segment used in a pneumatic caisson construction method or an underground continuous wall construction method, and used in a lining body constituting an underground wall surface of a shaft. Moreover, the segment 100 for freezing construction method is composed of a plurality of segment pieces 41 and 42, and the segment ring 40 is constituted by the plurality of segments 100 for freezing construction method, but one segment for freezing construction method forms the segment ring 40. You can leave it there. Further, on the underground wall surface of the shaft, a plurality of freezing segments may form a ring-shaped lining, or one freezing segment may form a ring-shaped lining.

100・・・凍結工法用セグメント、10・・・大断面トンネル(地下構造物)、11・・・本線シールドトンネル、12・・・ランプシールドトンネル、14・・・地下空洞、15・・・外郭躯体、20・・・シールドトンネル、20A・・・外殻、21・・・先行シールドトンネル(シールドトンネル)、21A・・・先行外殻(外殻、覆工体)、21B・・・先行掘削坑(トンネル、坑)、22・・・後行シールドトンネル(シールドトンネル)、22A・・・後行外殻(外殻)、22B・・・後行掘削坑(トンネル)、24・・・凍土(凍結土壌)、25・・・凍土(凍結土壌)、30・・・鋼板コンクリート構造物、40・・・セグメントリング、41・・・セグメントピース、42・・・セグメントピース、45・・・凍結管、50・・・本体部、50A・・・外周面、50B・・・内周面、52・・・熱伝導部、53・・・延在部、53A・・・接触面(接触部)、54・・・露出部、55・・・平板部材 100... Segment for frozen construction method, 10... Large cross-section tunnel (underground structure), 11... Main line shield tunnel, 12... Lamp shield tunnel, 14... Underground cavity, 15... Outer shell Frame, 20... Shield tunnel, 20A... Outer shell, 21... Preceding shield tunnel (shield tunnel), 21A... Preceding outer shell (outer shell, lining), 21B... Preliminary excavation Pit (tunnel, pit), 22... Trailing shield tunnel (shield tunnel), 22A... Trailing outer shell (outer shell), 22B... Trailing excavation shaft (tunnel), 24... Frozen ground (Frozen soil), 25... Frozen soil (frozen soil), 30... Steel plate concrete structure, 40... Segment ring, 41... Segment piece, 42... Segment piece, 45... Frozen Pipe, 50... Body part, 50A... Outer peripheral surface, 50B... Inner circumferential surface, 52... Heat conduction part, 53... Extension part, 53A... Contact surface (contact part) , 54... exposed portion, 55... flat plate member

Claims (6)

地中に構築される坑の周方向及び軸方向に沿って組み立てられ覆工体となる凍結工法用セグメントであって、
少なくともコンクリートを含み形成され、前記坑に面する外周面と凍結管が取り付けられる内周面とを有する本体部と、
前記本体部に設けられ、前記本体部よりも熱伝導率が高い熱伝導部と、を備え、
前記熱伝導部は、前記内周面側において少なくとも前記凍結管と対向する位置に配置され、当該位置から前記外周面に向かって延在する、
凍結工法用セグメント。
A frozen construction method segment that is assembled along the circumferential and axial directions of a mine constructed underground and serves as a lining body,
a main body formed of at least concrete and having an outer circumferential surface facing the pit and an inner circumferential surface to which a freezing pipe is attached;
a heat conductive part provided in the main body and having a higher thermal conductivity than the main body,
The heat conduction part is arranged at least at a position facing the freezing tube on the inner peripheral surface side, and extends from the position toward the outer peripheral surface.
Segment for freezing method.
地中に構築される前記坑はシールドトンネルである、
請求項1に記載の凍結工法用セグメント。
The tunnel constructed underground is a shield tunnel.
The segment for freezing construction method according to claim 1.
前記熱伝導部は、金属により、または、前記本体部よりも熱伝導率が高い材料を含むコンクリートにより形成される、
請求項1または2に記載の凍結工法用セグメント。
The thermally conductive part is formed of metal or concrete containing a material with higher thermal conductivity than the main body part.
The segment for freezing construction method according to claim 1 or 2.
前記熱伝導部は、前記内周面側及び前記外周面側の少なくとも一方において前記本体部の表面に配置されている、
請求項1から3の何れか1つに記載の凍結工法用セグメント。
The thermally conductive portion is disposed on the surface of the main body portion on at least one of the inner circumferential surface side and the outer circumferential surface side.
The segment for freezing construction method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4の何れか1つに記載の凍結工法用セグメントを用いた凍結工法であって、
地中に構築される前記坑の周方向及び軸方向に沿って前記凍結工法用セグメントを組み立てる工程と、
前記凍結工法用セグメントの前記内周面に、前記坑の周方向または軸方向に沿って前記凍結管を取り付ける工程と、
前記凍結管に冷媒を流通する工程と、を有する、
凍結工法。
A freezing construction method using the freezing construction method segment according to any one of claims 1 to 4,
assembling the frozen construction method segments along the circumferential and axial directions of the pit constructed underground;
a step of attaching the freezing pipe to the inner circumferential surface of the freezing construction method segment along the circumferential direction or axial direction of the pit;
flowing a refrigerant through the freezing tube;
Freezing method.
前記凍結工法用セグメントが組立てられた前記坑は先行シールドトンネルであって、前記先行シールドトンネルの一部を切削しながら後行シールドトンネルを構築する工程を、さらに有する、
請求項5に記載の凍結工法。
The pit in which the frozen construction method segments are assembled is a leading shield tunnel, and the method further includes the step of constructing a trailing shield tunnel while cutting a part of the leading shield tunnel.
The freezing method according to claim 5.
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