JP4193569B2 - Freezing method and freezing equipment for the propulsion pipe reach - Google Patents
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Description
【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その周方向に環状に形成された凹部内に内蔵し、かつその両端部を推進管とともに接続して延長できるように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その周方向に環状に形成された凹部内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、かつその両端部は推進管とともに接続して延長できるようにしてあ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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a freezing method and a freezing device for a propulsion pipe reaching portion. For example, a propulsion pipe when a propulsion pipe constructed by the propulsion method is made to reach an existing or previously constructed underground structure such as a shaft or a shield hole. It is implemented as a soil retaining / water stop work between the ground and the underground structure, or as a protective work against earth pressure / water pressure when spreading the structure.
[0002]
[Prior art]
For example, after pushing a shield (propulsion unit) into the ground and excavating a shield hole, if the shield hole reaches a previously constructed shaft, the retaining wall of the shaft cannot be cut directly by the shield cutter. The ground was improved in advance for the entire ground surface of the shaft, and then the retaining wall was manually broken from the inside of the shaft to reach the shield hole to the shaft.
[0003]
Conventionally, as this kind of ground improvement method, a method of injecting chemical solution or cement milk into the ground, a high pressure injection method of injecting grout into the ground at high pressure, or a freeze pipe inserted in the ground around the reaching part is brined. A method of freezing the ground by circulation is generally used.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-102955 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 7-76507 [Patent Document 3]
Japanese Examined Patent Publication No. 7-81486 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, all of the above-mentioned ground improvement methods are not only large-scale ground improvement, but when carried out from the ground, traffic obstruction or work time is restricted under public roads or existing structures. In some cases, the existing structure may become an obstacle and cannot be constructed.
[0006]
In addition, when constructing from existing or preceding underground structures, holes are made in those structures, so that they have an adverse effect on the structures or need to be reinforced separately. Furthermore, when the underground structure is in service or has a long extended shield hole, there is a problem that the previous work cannot be performed from the construction site.
[0007]
The invention of the present application was made to solve the above-described problems, and the freezing method of the propulsion pipe reaching portion capable of easily improving the ground between the underground structure and the propulsion pipe reaching the underground structure. And it aims at providing a freezing apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The freezing method for the propulsion pipe reaching portion according to
[0009]
In the present invention, the ground improvement (freezing) between the underground structure and the propulsion pipe can be easily performed by freezing only by circulating a coolant such as brine or LN 2 in the freezing pipe built in the tip of the propulsion pipe. It is what I did.
[0010]
The freezing device for the propulsion pipe reaching portion according to
[0011]
In this case, in particular, the freezing tube may be incorporated in a recess formed in an annular shape (ring shape) in the circumferential direction at the tip of the propulsion tube, and the freezing ring is installed in a coil in one or more rows in the recess. May be. Furthermore, you may attach to the inner periphery of the front-end | tip part of a propulsion pipe in the ring shape or coil shape along the circumferential direction.
[0012]
Moreover, you may form so that the both ends of a freezing pipe may be connected and extended at any time with a propulsion pipe. The freezing tube can be a deformable (flexible) hose, in addition to a metal tube such as a steel tube or a stainless steel tube.
[0013]
The freezing device for the propulsion pipe reaching portion according to
[0014]
In this case, the bag-like hose may be built in a recessed portion formed at the distal end portion of the propelling tube together with the freezing tube, and may expand to protrude out of the recessed portion when filled with the filler. The solidifying material can be expanded or non-shrinkable foamed mortar, poor blended mortar, or the like.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the freezing device for the propulsion pipe reaching portion according to the second or third aspect, wherein the freezing tubes are built in one or more rows in the circumferential direction of the propulsion tube. It is a feature. When the freezing tubes are built in a plurality of rows, they may be coiled.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 (a) and 1 (b) show an example of a freezing device for a propulsion pipe reaching portion according to the present invention. The two
[0017]
The
[0018]
In addition, both
[0019]
2 (a) to 2 (d) show a modification of the freezing device for the propulsion pipe reaching portion, and in particular, the freezing
[0020]
In this case, in particular, as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), the freezing
[0021]
In such a configuration, as shown in FIGS. 1B and 2B, for example, the
[0022]
Next, the freezing method of the propulsion pipe reaching part of the present invention will be described.
[0023]
(1) First, the
In this case, along with the propulsion of the
(2) Next, when the
(3) Next, a coolant such as brine or LN 2 is circulated from both
(4) Next, a part of the lining material (segment) of the
[0024]
Moreover, the
[0025]
In this case, since the ground A between the
[0026]
5 (a) to 5 (c) show another example of the freezing device for the propulsion pipe reaching portion of the present invention. In the figure, a bag-
[0027]
In such a configuration, as shown in the figure, after the propelling
[0028]
Further, after the
[0029]
The bag-
[0030]
Further, in the case where a natural ground remains between the
[0031]
【The invention's effect】
The present invention is as described above, and when the ground between the underground structure and the propulsion pipe reaching the underground structure is improved by freezing, the propulsion pipe is propelled to the vicinity of the underground structure. After that, the ground between the underground structure and the propulsion pipe reaching the underground structure can be easily frozen only by circulating the brine in the freezing pipe built in the tip of the propulsion pipe.
[0032]
In particular, since it is possible to install a freezing pipe and create frozen soil from the side of the propulsion pipe, construction from the ground becomes unnecessary, and as a result, there are no restrictions on roads and buildings. In addition, there is an effect that the existing underground structure is not damaged or reinforced.
[0033]
In order to prevent the cutting mechanism of the propulsion device from freezing at the stage of FIG. 3A, it is possible to create frozen soil as shown in FIG. 3C while rotating, for example.
[0034]
In this case, it is also possible to cut the segment directly or remove the segment from the inside of the shield to reach the shield hole.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B show an example of a freezing device for a propulsion pipe reaching portion, in which FIG. 1A is a partial perspective view of a tip end portion of a propulsion pipe, and FIG.
FIGS. 2A and 2B show an example of a freezing device for a propulsion pipe reaching portion, wherein FIG. 2A is a partial perspective view of a tip end portion of the propulsion pipe, FIG. d) is a partial perspective view of the tip of the propelling tube.
FIGS. 3A, 3B, and 3C are partial cross-sectional views illustrating a method of freezing a propulsion pipe reaching portion.
FIGS. 4A and 4B are partial cross-sectional views showing a freezing method for a propulsion pipe reaching portion. FIGS.
FIGS. 5A and 5B show an example of a freezing device for a propulsion pipe reaching portion, where FIG. 5A is a partial perspective view of the propulsion pipe reaching portion, FIG. 5B is a partial cross-sectional view of the propulsion pipe reaching portion, and FIG. It is a partially expanded perspective view of a front-end | tip part.
[Explanation of symbols]
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