(57)【要約】【課題】地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤改良を容易に行うことができる推進管到達部の凍結工法および凍結装置を提供する。【解決手段】推進管１をシールド孔３の近くまで推進させる。推進管１の先端部に内蔵した凍結管２にブラインを循環させる。凍結管２は、推進管１の先端部に推進管１の円周方向に沿って環状（リング状）に連続して形成された凹部１ａに内蔵し、その両端部２ａと２ｂは推進管１の内側に推進管１の軸方向に連続して形成された貫通孔１ｂ，１ｂに挿通する。また、凍結管２は凹部１ａに一列ないし複数列にコイル状に内蔵する。また、凍結管２の両端部２ａと２ｂは推進管１とともに随時接続して延長できるように形成する。【選択図】                  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を凍結させる推進管到達部の凍結工法において、前記推進管を前記地下構造物の近くまで推進させた後、前記推進管の先端部に内蔵した凍結管に冷却材を循環させることを特徴とする推進管到達部の凍結工法。
【請求項２】
地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を凍結させる推進管到達部の凍結装置において、前記推進管の先端部に冷却材を循環させる凍結管を前記推進管の周方向に連続して内蔵してなることを特徴とする推進管到達部の凍結装置。
【請求項３】
地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を凍結させる推進管到達部の凍結装置において、前記推進管の先端部に固化材を充填する袋状ホースを前記推進管の周方向に連続して取り付け、当該袋状ホースに冷却材を循環させる凍結管を内蔵してなることを特徴とする推進管到達部の凍結装置。
【請求項４】
凍結管は推進管の周方向に一列または複数列に内蔵してなることを特徴とする請求項２または３記載の推進管到達部の凍結装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、推進管到達部の凍結工法および凍結装置に関し、例えば立坑またはシールド孔などの既設あるいは先行施工された地下構造物に、推進工法によって施工された推進管を到達させる際の、推進管と地下構造物との間の土留め・止水工、あるいは構造物をきり広げる際の土圧・水圧に対する防護工として実施されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、地中にシールド（推進機）を押し進めてシールド孔を掘進した後、シールド孔を先行施工された立坑に到達させる場合、シールドのカッターによって立坑の土留め壁を直接切削できないため、これまで、あらかじめ立坑の全面の地盤に対して地盤改良を行い、その後、土留め壁を立坑の内側から人力で壊してシールド孔を立坑に到達させていた。
【０００３】
従来、この種の地盤改良工法として、薬液またはセメントミルクを地盤中に注入する工法、高圧で地盤にグラウトを注入する高圧噴射工法、あるいは到達部の周辺の地盤中に挿入した凍結管にブラインを循環させて地盤を凍結する工法が一般に用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−１０２９５５号公報
【特許文献２】
特公平７−７６５０７号公報
【特許文献３】
特公平７−８１４８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した地盤改良工法はいずれも、大規模な地盤改良となるだけでなく、地上から行う場合、公道の下、既設の構造物の下などでは、交通の妨げ、あるいは作業時間が制約されることがあり、時に既設構造物が障害になって施工ができない場合もあった。
【０００６】
また、既設あるいは先行する地下構造物から施工する場合、それらの構造物に孔を開けたりするため、構造物に悪影響を及ぼしたり、別途補強する必要があった。さらに、地下構造物が供用中とか延長の長いシールド孔などの場合、施工場所から先の作業ができなくなる等の課題があった。
【０００７】
本願発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤改良を容易に行うことができる推進管到達部の凍結工法および凍結装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の推進管到達部の凍結工法は、地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を凍結させる推進管到達部の凍結工法において、前記推進管を前記地下構造物の近くまで推進させた後、前記推進管の先端部に内蔵した凍結管に冷却材を循環させることを特徴とするものである。
【０００９】
本願発明は、推進管の先端部に内蔵した凍結管にブラインまたはＬＮ２  等の冷却材を循環させるだけで、地下構造物と推進管との間の地盤改良（凍結）を凍結により容易に行えるようにしたものである。
【００１０】
請求項２記載の推進管到達部の凍結装置は、地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を凍結させる推進管到達部の凍結装置において、前記推進管の先端部に冷却材を循環させる凍結管を前記推進管の周方向に連続して内蔵してなることを特徴とするものである。
【００１１】
この場合の凍結管は特に、推進管の先端部にその周方向に環状（リング状）に形成された凹部に内蔵してもよく、また凍結環は凹部に一列または複数列にコイル状に設置してもよい。さらに、推進管先端部の内周にその円周方向に沿ってリング状またはコイル状に取り付けてもよい。
【００１２】
また、凍結管の両端部は推進管とともに随時接続して延長できるように形成してもよい。なお、凍結管には鋼管やステンレス管などの金属管の他に変形自在（フレキシブル）なホース等を用いることができる。
【００１３】
請求項３記載の推進管到達部の凍結装置は、地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を凍結させる推進管到達部の凍結装置において、前記推進管の先端部に固化材を充填する袋状ホースを前記推進管の周方向に連続して取り付け、当該袋状ホースに冷却材を循環させる凍結管を内蔵してなることを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、袋状ホースは凍結管とともに推進管の先端部に形成された凹部に内蔵し、充填材を充填した際に膨張して凹部の外に突出する構成にしてもよい。また、固化材には膨張または無収縮の発泡モルタル、あるいは貧配合モルタル等を用いることができる。
【００１５】
請求項４記載の推進管到達部の凍結装置は、請求項２または３記載の推進管到達部の凍結装置において、凍結管は推進管の周方向に一列または複数列に内蔵してなることを特徴とするものである。凍結管を複数列に内蔵する場合コイル状にしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１（ａ），（ｂ）は、本願発明の推進管到達部の凍結装置の一例を示し、図において、推進管１の先端に凍結管２が推進管１の円周方向に沿って環状（リング状）に設置され、その両端部２ａと２ｂは推進管１の内側を推進管１の後方にそれぞれ延長されている。
【００１７】
凍結管２は、推進管１の先端部に推進管１の円周方向に沿って環状（リング状）に連続して形成された凹部１ａ内に、推進管１の円周方向に沿って環状（リング状）に連続して内蔵され、その両端部２ａと２ｂは推進管１の内側に推進管１の軸方向に連続して形成された貫通孔１ｂ，１ｂに挿通されて推進管１の後方に延長されている。
【００１８】
なお、凍結管２の両端部２ａと２ｂは推進管１とともに随時接続して延長できるように形成されている。また、凍結管２には鋼管やステンレス管などの金属管の他に変形自在（フレキシブル）なホース等が用いられている。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｄ）は、推進管到達部の凍結装置の変形例を示し、特に凍結管２が推進管１先端の内周に形成された凹部１ａ内に取り付けられ、かつその両端部２ａと２ｂは推進管１の内側に沿って後方に延長されている。
【００２０】
この場合、特に凍結管２は、図２（ｃ），（ｄ）に図示するように、推進管１先端の内周に推進管１の周方向に一列または複数列に連続するリング状またはコイル状に取り付けられている。
【００２１】
このような構成において、例えば図１（ｂ），図２（ｂ）にそれぞれ図示するように、推進管１をシールド孔などの既設構造物３（以下「シールド孔３」という）の近くまで推進させた後、凍結管２にその両端部２ａと２ｂからブラインまたはＬＮ２  等の冷却材を循環させることにより、推進管１とシールド孔３との間の地盤Ａを一定範囲にわたって凍結させることにより土留め止水体となる凍土を造成することができる。
【００２２】
次に、本願発明の推進管到達部の凍結工法について説明する。
【００２３】
▲１▼  最初に、推進管１の先端に推進機４を設置し、この推進機４によって先端地盤を切削しながら推進管１をシールド孔３に向けて推進させる（図３（ａ）参照）。
この場合、推進管１の推進とともに推進管１の後端側に推進管１を新たに随時接続し、また凍結管２の両端部２ａと２ｂに凍結管を随時新たに接続する。
▲２▼  次に、推進管１がシールド孔３の近くまで到達したら、推進機４を推進管１内に引き込める。また、推進管１を推進させて推進管１をシールド孔３側に少し寄せる（図３（ｂ）参照）。
▲３▼  次に、凍結管２の両端部２ａと２ｂから凍結管２にブラインまたはＬＮ２  等の冷却材を循環させて推進管１とシールド孔３間の地盤Ａを凍結させる（図３（ｃ）参照）。
▲４▼  次に、シールド孔３の内側からシールド孔３の覆工材（セグメント）を一部撤去し、推進管１とシールド孔３間の地盤Ａを人力で掘削して推進管１とシールド孔３を連通する（図４（ａ）参照）。
【００２４】
また、推進管１とシールド孔３との間に止水プレート５を取り付けて推進管１とシールド孔３間の隙間を完全に塞ぐ（図４（ｂ）参照）。そして、推進機４を回収する。なお、推進機４の回収方法としては、推進管２内を後退させて回収するか、解体して回収するかのいずれの方法でもよい。
【００２５】
この場合、推進管１とシールド孔３間の地盤Ａが完全に凍結されているため、推進管１とシールド孔３間の地盤Ａをきわめて安全に掘削することができる。
【００２６】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本願発明の推進管到達部の凍結装置の他の例を示し、図において推進管１の先端部に袋状ホース６が推進管１の円周方向に沿って環状（リング状）に取り付けられ、この袋状ホース６内に凍結管２が推進管１の円周方向に沿って環状（リング状）に内蔵されている。その他の構成は図１（ａ）〜（ｃ）で説明した通りである。
【００２７】
このような構成において、図示するように、推進管１をシールド孔３の近くまで推進させた後、袋状ホース６内に膨張または無収縮の発泡モルタル、あるいは貧配合モルタル等の充填材７を充填することにより袋状ホース６を膨張させてシールド孔３の表面にパッカー状に密着させることにより、一時的な土留め止水が可能となり、この時点で推進機を回収することもできる。
【００２８】
さらに、充填材７の固化後、凍結管２にブラインまたはＬＮ２  を循環させて袋状ホース６内の充填材７および袋状ホース６周囲の地盤を凍結することで、より確実な土留め止水を行うことができる。
【００２９】
なお、袋状ホース６は凍結管２とともに推進管１の先端部に形成された凹部１ａ内に内蔵し、充填材７を充填するとともに膨張して凹部１ａの外に突出してシールド孔３の表面にパッカー状に密着する構成にしてもよい。
【００３０】
また、推進管１とシールド孔３との間に地山が残る場合には、ウォータージェット等の切削機構（図省略）を推進機４の先端に別途取り付けることで対応することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本願発明は、以上説明した通りであり、地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を凍結によって地盤改良する場合、前記推進管を前記地下構造物の近くまで推進させた後、推進管の先端部に内蔵した凍結管にブラインを循環させるだけで、地下構造物と当該地下構造物に到達した推進管との間の地盤を容易に凍結させることができる。
【００３２】
特に、推進管の側から凍結管の設置、凍土の造成が可能なため、地上からの施工が不要となり、その結果、道路、建物などの制約を受けることがない。また、既設の地下構造物への損傷、補強も必要としない等の効果がある。
【００３３】
なお、図３（ａ）の段階で、推進機の切削機構が凍結しないように、例えば回転させながら図３（ｃ）に図示するように凍土を造成することも可能である。
【００３４】
この場合、セグメント等を直接切削したりシールド内部からセグメント等を撤去してシールド孔に到達させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】推進管到達部の凍結装置の一例を示し、（ａ）は推進管先端部の一部斜視図、（ｂ）は推進管到達部の一部縦断面図である。
【図２】推進管到達部の凍結装置の一例を示し、（ａ）は推進管先端部の一部斜視図、（ｂ）は推進管到達部の一部縦断面図、（ｃ），（ｄ）は推進管先端部の一部斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は推進管到達部の凍結工法を示す一部断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は推進管到達部の凍結工法を示す一部断面図である。
【図５】推進管到達部の凍結装置の一例を示し、（ａ）は推進管到達部の一部斜視図、（ｂ）は推進管到達部の一部断面図、（ｃ）は推進管先端部の一部拡大斜視図である。
【符号の説明】
１  推進管
１ａ  凹部
２  凍結管
２ａ  凍結管の端部
２ｂ  凍結管の端部
３  シールド孔（既設構造物）
４  推進機
５  止水プレート
６  袋状ホース
７  充填材
【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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