(57)【要約】【課題】トンネル壁面の凹凸が大きく、かつ支保工が内側に突出する場合でも、冷媒液を効率よく冷却し、冷風を効率よく発生させることができるトンネル用熱交換器、その設置方法及びトンネル内冷風発生装置を提供する。【解決手段】トンネル用熱交換器１０は、冷却管１２と複数のタイロッド１８を備える。複数のタイロッド１８は、掘削方向に間隔を隔てて隣接する支保工４ａに両端が固定され掘削方向に平行に配置される。冷却管１２は、両端に接続口１２ａ，１２ｂを有し、中間部がトンネル壁面３に沿って近接して位置しタイロッド１８に固定される。冷却管１２は、トンネル壁面３に密着する吹付けコンクリート５の内部に埋設され、接続口１２ａ，１２ｂは、吹付けコンクリート５の内面５ａより内側に位置する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削方向に間隔を隔てて隣接する支保工に両端が固定され前記掘削方向に平行に配置された複数のタイロッドと、
両端に接続口を有し、中間部がトンネル壁面に沿って近接して位置し前記タイロッドに固定された冷却管と、を備え、
前記冷却管は、前記トンネル壁面に密着する吹付けコンクリートの内部に埋設され、
前記冷却管の前記接続口は、前記吹付けコンクリートの内面より内側に位置する、トンネル用熱交換器。
【請求項２】
前記冷却管は、前記接続口を有しトンネルの内方に延びる１対の管端部と、
両端が１対の前記管端部の外方端に接続され、前記トンネル壁面に沿って近接して延びる伝熱管部と、を有する、請求項１に記載のトンネル用熱交換器。
【請求項３】
前記伝熱管部は、前記トンネル壁面に沿って近接して上下方向に延びる複数の縦曲管部と、
隣接する前記縦曲管部の上端部又は下端部を連結する横連結部と、を有する、請求項２に記載のトンネル用熱交換器。
【請求項４】
前記伝熱管部は、前記トンネル壁面に沿って近接して水平方向に延びる複数の横直管部と、
隣接する前記横直管部の端部同士を連結する縦連結部と、を有する、請求項２に記載のトンネル用熱交換器。
【請求項５】
前記支保工を跨いで、前記掘削方向に隣接する前記冷却管の前記接続口を連結する直列連結管を有する、請求項２に記載のトンネル用熱交換器。
【請求項６】
前記冷却管に固定され、前記タイロッドに支持される複数のフックを有する、請求項１に記載のトンネル用熱交換器。
【請求項７】
請求項１に記載のトンネル用熱交換器と、
前記接続口の一方から冷媒液を供給し他方から前記冷媒液を取り出す冷媒循環装置と、
トンネル内の空気を前記冷媒液で冷却する空気冷却器と、
前記空気冷却器にトンネル内の空気を供給する送風ファンと、を備える、トンネル内冷風発生装置。
【請求項８】
（Ａ）掘削方向に間隔を隔てて隣接する支保工に複数のタイロッドの両端を固定するタイロッド固定工程と、
（Ｂ）冷却管の両端の接続口を吹付けコンクリートの内側に位置決めし、前記冷却管の中間部をトンネル壁面に沿って位置決めし前記タイロッドに固定する冷却管固定工程と、
（Ｃ）前記トンネル壁面にコンクリートを吹付けて、吹付けコンクリート内に前記冷却管の前記中間部を埋設するコンクリート吹付け工程と、を有するトンネル用熱交換器の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削中のトンネル内において、冷媒液を冷却し、冷風を発生させるトンネル用熱交換器、その設置方法及びトンネル内冷風発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模な地下構造物の構築工事やトンネル掘削工事において、掘削現場は、例えば３０℃以上の過酷環境となる。特に、掘削の最先端「切羽」近傍の作業空間には、重機が密集するので、気温が最も上昇し、作業者にとって過酷な労働環境といえる。そのため実際の現場では、体感温度を下げるため発破時等を除き常に換気風量を大風量に設定する場合が多い。
その結果、換気ファンの消費電力が過大となり、例えば掘削作業全体の消費電力の半分を超えることとなる。そのため、換気ファンの消費電力を削減して省エネルギー化を達成することが、従来から強く要望されていた。
【０００３】
この要望を満たすため、例えば、トンネル内の湧水と熱交換して冷風を発生させることが考えられる。トンネルを囲む地中温度は一年中ほぼ一定の低温（例えば１０〜１５℃）であり、トンネル内の湧水も同様に低温であるからである。
【０００４】
しかし、この手段は、湧水が無い又は少ない場合には適用できない。そこで、湧水が無い又は少ない場合の手段として、例えば、特許文献１，２が提案されている。特許文献１，２は、地中熱を利用して、供用後のトンネルに、「自然エネルギーの活用、省エネルギー化が図れ、環境にやさしい冷暖房装置、融雪装置、給湯装置等を提供する」ものである。
【０００５】
特許文献１の手段は、トンネルの壁面に設置される壁パネルと協働してトンネルの周囲壁面を形成する熱交換用パネルを設置する。この熱交換用パネルは、トンネルの地中又は空気と熱交換するパネル本体と、このパネル本体に設けられ循環流体が流れるパネル内流体路とを有している。熱交換用パネルをトンネルの長手方向に複数設置してトンネル側熱交換部を形成する。
【０００６】
特許文献２の手段は、トンネル工において、コンクリート覆工の前、又は途中で、このコンクリート覆工の外周の地中と熱交換を行うために地中熱交換システム用流路を形成する。熱交換ユニットとして、熱交換用パイプが固定された金網ユニットをコンクリート覆工内に埋め込む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１０７２８８号公報、「トンネル熱交換用パネル及びトンネル熱利用熱交換システム」
【特許文献２】特開２０１１−１１７１７１号公報、「トンネル工法とその熱交換路固定具」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
トンネル掘削工法は、シールド工法と山岳工法とに大別することができる。
シールド工法は、セグメントと呼ばれるコンクリート製のものをシールド機の中で設置し、地盤を緩ませることなく地盤を保持する工法である。
【０００９】
特許文献１は、シールド工法に適用される手段であり、壁パネル（セグメント）の内部にパネル内流体路を設けるため、セグメントを用いない山岳工法には適用できない。
【００１０】
山岳工法は、地盤が自立するので、支保工を建て込み、吹付けコンクリートを施工することで地盤の崩落を防ぐ工法である。
支保工はトンネル岩盤の変形からくる荷重を受け止める機能を持っている。この支保工と吹付けコンクリートが一体となって岩盤からくる荷重を受け止める、すなわち支保する。
岩盤がよほど強固で変形が考えられない場合は支保工を設置しない場合があるが、日本の岩盤はそれほど強固なものはまずないので、通常はトンネル掘削では支保工を設置する。支保工の間隔は岩盤の強度により１．０ｍあるいは１．２ｍがあるが、通常は１．２ｍが多い。
【００１１】
山岳工法は、発破掘削の場合と機械掘削の場合とがある。
発破掘削の場合、工事は二つに大別される。第一は、掘削最先端の切羽を先進させるための工事であり、その内容は、削孔、装薬、爆破、ズリ処理、支保工設置、コンクリート吹付け、ロックボルト設置である。第二は、切羽から通常２００ｍ以上も坑口側の位置で行う防水工、コンクリート覆工、等の作業である。
なお、機械掘削の場合は、上記の削孔、装薬、及び爆破が、機械掘削に置き換わる。
【００１２】
特許文献２の手段は、山岳工法において、「コンクリート覆工の前、又は途中」で、熱交換用パイプが固定された金網ユニットをコンクリート覆工内に埋め込むものである。そのため、掘削直後のトンネル壁面と熱交換用パイプとの間に、支保工、吹付けコンクリート、ロックボルト、防水層、又は覆工コンクリートが介在する。
その結果、特許文献２による熱交換用パイプの位置は、掘削直後のトンネル壁面より内側に大きく離れた位置となる。そのため、トンネルを囲む地中温度が低温（例えば１０〜１５℃）であっても、熱交換用パイプの周囲温度はトンネル内の環境温度に近い温度となり、熱媒体液との熱交換率が低い。
【００１３】
また、トンネル工事においては切羽近傍で作業する作業員が多く、この作業員たちが暑さを感じており、冷風を必要としている。一方、切羽近傍の作業現場から、コンクリート覆工の施工位置は、距離が大きく離れている。すなわちコンクリート覆工の施工位置は、例えば切羽から２００ｍ以上離れていることが一般的である。このため、覆工コンクリートに冷却管を設置しても切羽との距離が遠い（長すぎる）ため特許文献２の手段で冷却した熱媒体液（例えば冷却水）を切羽近傍の作業現場まで圧送する間に温度が上昇してしまい、効果が大きく低減する。
【００１４】
また、特許文献２の手段を、仮に支保工設置又はコンクリート吹付けの直後に実施すると、掘削直後のトンネル壁面は起伏（凹凸）が大きく、トンネル壁面の希望の位置に固定具（金網）を固定することが困難である。
さらに、この場合、支保工がトンネル壁面の内側に突出しているので、複数の金網ユニット上の熱交換用パイプを直列接続することが困難である。
【００１５】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、トンネル壁面の凹凸が大きく、かつ支保工が内側に突出する場合でも、冷媒液を効率よく冷却し、冷風を効率よく発生させることができるトンネル用熱交換器、その設置方法及びトンネル内冷風発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、掘削方向に間隔を隔てて隣接する支保工に両端が固定され前記掘削方向に平行に配置された複数のタイロッドと、
両端に接続口を有し、中間部がトンネル壁面に沿って近接して位置し前記タイロッドに固定された冷却管と、を備え、
前記冷却管は、前記トンネル壁面に密着する吹付けコンクリートの内部に埋設され、
前記冷却管の前記接続口は、前記吹付けコンクリートの内面より内側に位置する、トンネル用熱交換器が提供される。
【００１７】
また本発明によれば、（Ａ）掘削方向に間隔を隔てて隣接する支保工に複数のタイロッドの両端を固定するタイロッド固定工程と、
（Ｂ）冷却管の両端の接続口を吹付けコンクリートの内側に位置決めし、前記冷却管の中間部をトンネル壁面に沿って位置決めし前記タイロッドに固定する冷却管固定工程と、
（Ｃ）前記トンネル壁面にコンクリートを吹付けて、吹付けコンクリート内に前記冷却管の前記中間部を埋設するコンクリート吹付け工程と、を有するトンネル用熱交換器の設置方法が提供される。
【００１８】
さらに本発明によれば、上記のトンネル用熱交換器と、
前記接続口の一方から冷媒液を供給し他方から前記冷媒液を取り出す冷媒循環装置と、
トンネル内の空気を前記冷媒液で冷却する空気冷却器と、
前記空気冷却器にトンネル内の空気を供給する送風ファンと、を備える、トンネル内冷風発生装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、切羽近傍の空間において、掘削直後のトンネル壁面の凹凸が大きく、かつ支保工がトンネル壁面の内側に突出する場合でも、複数のタイロッドの両端が隣接する支保工に固定され、冷却管の中間部がタイロッドに固定されてトンネル壁面に沿って近接して位置する。
これにより、吹付けコンクリート内に埋設された冷却管の中間部は、掘削直後のトンネル壁面に沿った近接位置となり、冷却管の周囲温度がトンネルを囲む地中温度に近い低温（例えば１０〜１５℃）となる。
【００２０】
従って、冷媒循環装置により、吹付けコンクリート内に埋設された接続口の一方から冷媒液を供給し他方から冷媒液を取り出すことにより、冷却管により冷媒液を効率よく冷却することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、冷却管は、コンクリート吹付け工程の時点でコンクリート内部に埋設されるので、時間的にも距離的にも後工程となるコンクリート覆工時に埋め込む場合と比較して、冷却管を早期に切羽近傍に設置できる。
従って、冷却管と切羽との距離が近い（短い）ため切羽近傍の作業現場までの冷媒液の温度上昇が少なく、空気冷却器により冷風を効率よく発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるトンネル内冷風発生装置の全体構成図である。
【図２】本発明によるトンネル用熱交換器を備えたトンネルの模式的断面図である。
【図３】図２の右半分を示す拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】伝熱管部の別の形態を示す図４と同様の図である。
【図７】本発明によるトンネル用熱交換器の設置方法を含むトンネル掘削工法の全体フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２４】
図１は、本発明によるトンネル内冷風発生装置１００の全体構成図である。
この図において、トンネル内冷風発生装置１００は、トンネル用熱交換器１０、冷媒循環装置５０、空気冷却器５２、及び送風ファン５４を備える。
【００２５】
トンネル用熱交換器１０は、両端に接続口１２ａ，１２ｂを有し、中間部がトンネル壁面３（後述する）に沿って近接して位置する冷却管１２、を備える。接続口１２ａ，１２ｂには、この例でフランジが設けられているが、その他の管継手であってもよい。
【００２６】
冷媒循環装置５０は、冷却管１２の接続口１２ａ，１２ｂの一方（以下、流入口１２ａ）から空気冷却器５２を経て冷媒液Ｌを供給し他方（以下、流出口１２ｂ）から冷媒液Ｌを取り出す。
なお、流入口と流出口は、接続口１２ａ，１２ｂのどちらであってもよい。
【００２７】
この図において、トンネル用熱交換器１０は、支保工４ａを跨いで、掘削方向に隣接する冷却管１２の流入口１２ａと流出口１２ｂを連結する直列連結管１６を有する。
直列連結管１６は、この例では両端にフランジを有する金属管であるが、フレキシブルホースであってもよい。フレキシブルホースにすることで、支保工４，４ａに設置誤差があっても対応ができる。
また、冷却管１２の接続は、直列に限定されず、並列接続であってもよい。
【００２８】
冷媒液Ｌは、好ましくは清水又は不凍液であるが、それ以外の冷媒であってもよい。
冷媒循環装置５０は、この例では、冷媒液Ｌを内部に溜めるタンク５０ａと、冷媒液Ｌを加圧して圧送する循環ポンプ５０ｂと、冷媒ライン５０ｃとを有する。
タンク５０ａと循環ポンプ５０ｂの位置は、この例に限定されず、冷媒液Ｌの循環経路を形成できるかぎりで、他の位置でもよい。
【００２９】
冷媒ライン５０ｃは、この例では、冷却管１２の流出口１２ｂとタンク５０ａ、タンク５０ａと循環ポンプ５０ｂ、循環ポンプ５０ｂと空気冷却器５２、空気冷却器５２と冷却管１２の流入口１２ａとをそれぞれ連結する。
冷媒ライン５０ｃは、金属管又はフレキシブルホースであるのがよい。
【００３０】
空気冷却器５２は、液―ガスの間接熱交換器（例えば、ラジエター）であり、トンネル内の空気Ａを冷媒液Ｌで冷却する。
送風ファン５４は、空気冷却器５２にトンネル内の空気Ａを供給する。
また、空気冷却器５２と送風ファン５４は、自走可能な車両（例えばトラック）に搭載し、トンネル内を自由に移動できるようにするのがよい。
【００３１】
上述した構成により、タンク５０ａの冷媒液Ｌを循環ポンプ５０ｂで加圧して空気冷却器５２に供給し、空気冷却器５２において冷媒液Ｌにより空気Ａを冷却し冷風を発生させることができる。
また、空気冷却器５２で吸熱により温度上昇した冷媒液Ｌを流入口１２ａから冷却管１２に供給し、冷却管１２において、低温の岩盤と接するコンクリート内部で冷却された冷却管１２により冷媒液Ｌを冷却し、冷却された冷媒液Ｌを流出口１２ｂからタンク５０ａに戻すことができる。
【００３２】
図２は、本発明によるトンネル用熱交換器１０を備えたトンネル１の模式的断面図である。
トンネル１は、山岳工法で掘削中のトンネルであり、この図は、支保工４，４ａの設置が完了した状態を示している。
【００３３】
図２において、トンネル１は、地盤２の内部にほぼ水平に設けられた半円形の開口部１ａを有する。この例で円弧状の支保工４がトンネル１の内壁（以下、トンネル壁面３）に沿って設置されている。支保工４は、この例では、トンネル頂部１ｂで連結された図で左右１対の支保工４ａからなる。
トンネル壁面３は、掘削直後のトンネル壁面であることが好ましいが、支保工４が露出する限りで、崩落を防止するために薄いコンクリート吹付けを行った直後でもよい。
【００３４】
図２において、コンクリート吹付けによる吹付けコンクリート５の内面５ａは支保工４の内面と一致する。すなわち吹付けコンクリート５の最終厚さは、支保工４の高さＨと同一であり、支保工４は端面のみが露出した状態で吹付けコンクリート５の内部に埋没することが好ましい。
【００３５】
なお、本発明はこの例に限定されず、トンネル１及び支保工４の形状は、その他の形状であってもよい。
【００３６】
図３は、図２の右半分を示す拡大図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ矢視図、図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【００３７】
図４，図５において、複数の支保工４ａは、掘削方向に一定の間隔を隔てかつトンネル壁面３に沿って設置されている。隣接する支保工４ａの掘削方向の間隔（芯間距離）は、例えば１ｍ〜１．２ｍであり、掘削中の地盤２（岩盤）の強度に応じて設定される。
この例で支保工４ａは、Ｈ型鋼である。Ｈ型鋼の高さは、例えば１２５ｍｍ又は１５０ｍｍであり、掘削中の地盤２（岩盤）の強度に応じて設定される。
【００３８】
図４において、トンネル用熱交換器１０は、冷却管１２と複数のタイロッド１８とを備える。
複数（この例では３本）のタイロッド１８は、隣接する支保工４ａに両端が固定され、掘削方向に平行に配置される。「掘削方向に平行」とは、各タイロッド１８が掘削方向の軸線に平行であることを意味する。なおこの「平行」は掘削方向に延びる限りで、厳密に平行でなくてもよい。
【００３９】
図４，図５において、タイロッド１８は、好ましくは鉄の棒（例えば、丸鋼を加工したもの、或いは鉄筋コンクリートで使用する異径鉄筋）であり、水平に延びる中間水平部１８ａと、下向きに折り曲げられた１対の両端折曲部１８ｂとからなる。
この例では支保工４ａ（Ｈ型鋼）の内面に、両端折曲部１８ｂが挿入可能な内径を有するタイロッド挿入管６が溶接等で強固に固定されている。
１対の両端折曲部１８ｂの間隔（すなわち中間水平部１８ａの長さ）は、隣接する支保工４ａの間隔（芯間距離）が設定された間隔（例えば１ｍ〜１．２ｍ）になるように設定されている。
上述した構成により、タイロッド１８の両端折曲部１８ｂを隣接する支保工４ａに設けられたタイロッド挿入管６に挿入するだけで、隣接する支保工４ａを掘削方向に所定の間隔で位置決めすることができる。
【００４０】
図３，図５において、冷却管１２の中間部は、トンネル壁面３に沿って近接して位置しタイロッド１８に固定されている。
この例において、冷却管１２に固定され、タイロッド１８に支持される複数のフック１９を有する。フック１９は、この例では逆Ｕ形に折り曲げられた板材であり、その一部が冷却管１２の表面に溶接又は接続金物で固定されている。
上述した構成により、冷却管１２に固定されたフック１９でタイロッド１８の一部を挟むことで、冷却管１２をタイロッド１８に固定することができる。すなわち図に示すように冷却管１２に簡単なフック１９を予め取り付けておけば、タイロッド１８に引っ掛けるだけで簡単に設置できる。
【００４１】
なお冷却管１２のタイロッド１８への固定は、上述した例に限定されず、結束線（針金）、結束バンド、ケーブルタイ等で固定してもよい。
【００４２】
図５に示すように、冷却管１２及びタイロッド１８は、コンクリート吹付けにおいて、トンネル壁面３に密着する吹付けコンクリート５の内部に埋設される。
上述した構成により、冷却管１２及びタイロッド１８がコンクリート用の鉄筋として機能するので、吹付けコンクリート５を一層強固にすることができる。
【００４３】
なお上述した冷却管１２の接続口１２ａ，１２ｂ（流入口１２ａ及び流出口１２ｂ）は、吹付けコンクリート５の内面５ａより内側に露出して配置する。
【００４４】
図３〜図５において、冷却管１２は、１対の管端部１３ａ，１３ｂ（以下、流入管部１３ａ及び流出管部１３ｂ）と、伝熱管部１３ｃと、を有する。冷却管１２は、曲げ加工した単一鋼管、又は鋼管と管継手からなるのがよい。
なお、冷却管１２は、鋼管に限定されず、その他の金属管（例えば銅管）、又は塩ビなどの非金属管であってもよい。
【００４５】
図５において、１対の管端部１３ａ，１３ｂは、接続口１２ａ，１２ｂをそれぞれ有しトンネル１の内方（開口部１ａ）まで延びる。
図３において、伝熱管部１３ｃは、両端が流入管部１３ａ及び流出管部１３ｂの外方端に接続され、トンネル壁面３に沿って近接して延びる。
トンネル壁面３は、上述したように掘削直後のトンネル壁面であることが好ましい。
「近接」とは、トンネル壁面３に密着することが好ましいが、支保工４ａの高さの内側であり、かつ吹付けコンクリート５の内部であればよい。
またこの図において、冷却管１２は、タイロッド１８の外側に位置しているが、タイロッド１８の内側であってもよい。
【００４６】
図４において、伝熱管部１３ｃは、複数の縦曲管部１４ａと横連結部１４ｂとを有する。
【００４７】
複数の縦曲管部１４ａは、トンネル壁面３に沿って近接して上下方向に延びる。縦曲管部１４ａは、例えば、支保工４ａの外周面よりわずかに小さい半径（例えば半径約５ｍ）で曲げられた曲管である。
縦曲管部１４ａは、この例では、６本であるが、２本以上であればよい。
【００４８】
横連結部１４ｂは、隣接する縦曲管部１４ａの上端部又は下端部を連結する。横連結部１４ｂは、例えば、曲げ加工した単一の金属管、又は金属管と管継手（例えばエルボ）からなる。
横連結部１４ｂは、この例では、５本であるが、１本以上であればよい。
【００４９】
図６は、伝熱管部１３ｃの別の形態を示す図４と同様の図である。
この図において、伝熱管部１３ｃは、複数の横直管部１５ａと縦連結部１５ｂとを有する。
【００５０】
複数の横直管部１５ａは、トンネル壁面３に沿って近接して水平方向に延びる。横直管部１５ａは、支保工４ａの間隔より短い直管である。
横直管部１５ａは、この例では、１９本であるが、１本以上の奇数であることが好ましい。
縦連結部１５ｂは、隣接する横直管部１５ａの端部同士（図では右端部又は左端部）を連結する。縦連結部１５ｂは、例えば、曲げ加工した単一の金属管、又は金属管と管継手（例えばエルボ）からなる。
縦連結部１５ｂは、この例では、１８本であるが、２本以上の偶数であることが好ましい。また、縦連結部１５ｂは、無し（０本）でもよい。
その他の構成は、図１〜図５と同様である。
【００５１】
図７は、本発明によるトンネル用熱交換器１０の設置方法を含むトンネル掘削工法の全体フロー図である。この例において、トンネル掘削工法は、山岳工法の発破掘削の場合であるが機械掘削であってもよい。
この図において、山岳工法の発破掘削は、削孔、装薬、爆破、ズリ処理、支保工設置、コンクリート吹付け、ロックボルト設置、防水工、コンクリート覆工、等の作業工程を有する。
【００５２】
図７において、トンネル用熱交換器１０の設置方法は、支保工設置と並行して実施し、タイロッド固定工程Ｓ１、冷却管固定工程Ｓ２、及びコンクリート吹付け工程Ｓ３を有する。
【００５３】
タイロッド固定工程Ｓ１では、支保工設置と同時に実施し、掘削方向に間隔を隔てかつトンネル壁面３に沿って設置された隣接する支保工４ａに複数のタイロッド１８の両端を固定する。
冷却管固定工程Ｓ２では、冷却管１２の両端の接続口１２ａ，１２ｂを吹付けコンクリート５の内側に位置決めし、冷却管１２の中間部をトンネル壁面３に沿って位置決めしタイロッド１８に固定する。
タイロッド固定工程Ｓ１と冷却管固定工程Ｓ２の順序は同時でもよい。
【００５４】
コンクリート吹付け工程Ｓ３では、トンネル壁面３にコンクリートを吹付けて、吹付けコンクリート内に冷却管１２の中間部を埋設する。コンクリート吹付け工程Ｓ３は、吹付けコンクリート内に冷却管１２の中間部を埋設する点以外は、従来と同様である。
【００５５】
上述した設置方法により、コンクリート覆工内に埋め込む場合と比較して、トンネル用熱交換器１０を切羽近傍に設置できる。
【００５６】
次いで、設置されたトンネル用熱交換器１０を用いてトンネル内で冷風を発生させるために、冷媒液冷却工程Ｓ４と冷風発生工程Ｓ５を実施する。
【００５７】
冷媒液冷却工程Ｓ４では、上述した冷媒循環装置５０を準備し、接続口１２ａ，１２ｂの一方から冷媒液Ｌを供給し他方から冷媒液Ｌを取り出す。
冷風発生工程Ｓ５では、上述した空気冷却器５２及び送風ファン５４を準備し、タンク１５ａの冷媒液Ｌを循環ポンプ５０ｂで加圧して空気冷却器５２に供給し、空気冷却器５２において冷媒液Ｌにより空気Ａを冷却し冷風を発生させる。
【００５８】
上述した本発明の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００５９】
（１）掘削直後のトンネル壁面３の凹凸が大きく、かつ支保工４ａがトンネル壁面３の内側に突出する場合でも、複数のタイロッド１８の両端が隣接する支保工４ａに固定され、冷却管１２の中間部がタイロッド１８に固定されてトンネル壁面３に沿って近接して位置する。
これにより、吹付けコンクリート内の冷却管１２の中間部は、掘削直後のトンネル壁面３に沿った近接位置となり、冷却管１２の周囲温度がトンネル１を囲む地中温度に近い低温（例えば１０〜１５℃）となる。
【００６０】
従って、冷媒循環装置５０により、吹付けコンクリート内に埋設された接続口１２ａ，１２ｂの一方から冷媒液Ｌを供給し他方から冷媒液Ｌを取り出すことにより、冷却管１２により冷媒液Ｌを効率よく冷却することができる。
【００６１】
また、本発明によれば、冷却管１２は吹付けコンクリート５の内部に埋設されるので、コンクリート覆工内に埋め込む場合と比較して、冷却管１２を切羽近傍に設置できる。
従って、冷却管１２と切羽との距離が近い（短い）ため切羽近傍の作業現場までの冷媒液Ｌの温度上昇が少なく、空気冷却器５２により冷風を効率よく発生させることができる。
【００６２】
（２）また、後方で覆工コンクリートを打設するときはセントルと呼ぶ移動式の型枠をトンネル内側に設置し、吹付けコンクリート５と型枠との間に覆工コンクリートを打設する。この周辺で作業する作業員も暑さを感じ冷風を必要とする。本発明では吹付けコンクリート５の中に冷却管１２を埋設するので、後方で覆工コンクリートを打設するときにも冷却管１２を活用し、冷風を発生させることができる。
【００６３】
（３）上述した直列連結管１６を用いて掘削方向に隣接する冷却管１２の流入口１２ａと流出口１２ｂを直列に連結することにより、冷却管１２の伝熱面積を大きくすることができる。同様に並列接続により冷媒液Ｌの流量を増大することもできる。
またこの構成により、支保工４，４ａに穴開けなどの加工が不要となり、従来の支保工４，４ａの強度を維持し、かつ設置作業への影響をなくすことができる。
【００６４】
（４）隣接する支保工４，４ａの間に冷却管１２とタイロッド１８を設置する構成により、吹付けコンクリート５だけの従来構造よりも地盤２の支保強度を高めることができる。
【００６５】
なお本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ  空気、Ｌ  冷媒液、１  トンネル、１ａ  開口部、１ｂ  トンネル頂部、
２  地盤（岩盤）、３  トンネル壁面、４，４ａ  支保工、
５  吹付けコンクリート、５ａ  内面、６  タイロッド挿入管、
１０  トンネル用熱交換器、１２  冷却管、１２ａ  接続口（流入口）、
１２ｂ  接続口（流出口）、１３ａ  管端部（流入管部）、
１３ｂ  管端部（流出管部）、１３ｃ  伝熱管部、１４ａ  縦曲管部、
１４ｂ  横連結部、１５ａ  横直管部、１５ｂ  縦連結部、１６  直列連結管、
１８  タイロッド、１８ａ  中間水平部、１８ｂ  両端折曲部、１９  フック、
５０  冷媒循環装置、５０ａ  タンク、５０ｂ  循環ポンプ、５０ｃ  冷媒ライン、
５２  空気冷却器、５４  送風ファン、１００  トンネル内冷風発生装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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