JP6341590B2 - 凍結工法及び凍結工法施工システム - Google Patents

Description

本発明は、所定の領域の土壌を凍結する凍結工法に関する。

凍結工法は、地盤中に埋設された凍結管に冷却液（ブライン）を循環し、当該冷却液の冷熱により凍結管の周囲の土壌を凍結する技術である。そして凍結工法は、例えば、土壌を連続的に凍結させた止水壁を造成する等の施工に用いられている。
係る止水壁は、例えば放射性物質により汚染された地下水を遮断して、汚染水の拡散を防止するのに有効である。

ここで、汚染水の拡散を防止するためには、長期（例えば１０年間程度）に亘って運転管理を続行する必要がある。
しかし、長期間の運転管理の間に、例えば、地中に埋設された凍結管が発錆し、発錆箇所から冷却液が施工領域中に漏洩してしまう恐れがある。冷却液が凍結管から漏出してしまうと冷却液の循環量が減少して凍結管周辺の凍土が安定して凍結された状態を維持することが困難になると共に、施工領域の環境に悪影響を及ぼしてしまう。

また、凍結管から冷却液が漏洩した場合には凍結管を直ちに交換しなければならないが、従来の凍結工法では凍結管の破損、冷却液の漏出を検知することが困難であり、多量の冷却液が漏出した後でなければ凍結管の破損を検出することが難しかった。
さらに、水溶性の冷却液を用いた場合には、漏出した冷却液が凍土（氷）と混合して、凍土を溶かしてしまう可能性がある。

その他の従来技術として、出願人は、冷却液の流路をリールに大量に巻き取っておくことが出来る技術を提案している（特許文献１参照）。
係る従来技術（特許文献１）は有効であるが、上述した問題点の解消を企図する技術ではない。

特開２００４−１７６４４７号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、発錆その他の原因により凍結管が破損しても冷却液が施工現場の地盤中に漏出することがなく、冷却液が凍結管から漏出していることを迅速且つ正確に検出することができて、漏出した冷却液が周辺の凍土を溶かしてしまうことがない凍結工法と、それを施工するための施工システムの提供を目的としている。

本発明の凍結工法は、
施工領域の地盤中にケーシング（２）を設置する工程（図２）と、
供給管及び戻りラインを介して冷却液供給機構と接続されて、内部を冷却液（ＢＬ）が循環する凍結管（９）をケーシング（２）内に配置する工程（図５）と、
ケーシング内壁面（２ｉ）と凍結管外壁面（９ａｏ）の間の空間に、熱伝導性が良好で、低温下では粘性が増大するが固化はせず、冷却液（ＢＬ）に溶け合ってしまうことがなく且つ粘性が増大した状態では冷却液が通り抜けない非水溶性の防錆剤（２００：例えば、油脂等）を充填する工程（図６）を備え、
前記冷却液（ＢＬ）の圧力は前記防錆剤（２００）の圧力よりも高圧であり、
冷却液（ＢＬ）が漏洩した場合に、漏洩した冷却液（ＢＬ）は前記防錆剤（２００）に溶け合ってしまうことはなく、前記防錆剤（２００）を押圧して前記防錆剤（２００）の液位（上面２００ｕ）を上昇し、前記ケーシング（２）の地上側端部（２ｅ）において前記防錆剤（２００）の液位上昇を検出して、冷却液（ＢＬ）の漏洩を検知することにより、冷却液（ＢＬ）が凍結管（９）から漏洩しているか否かを検査する工程（図６〜図８）を有することを特徴としている。

本発明の凍結工法施工システムは、
施工領域の地盤中に設置されたケーシング（２）と、
供給管及び戻りラインを介して冷却液供給機構と接続されて内部を冷却液（ＢＬ）が循環する凍結管（９）がケーシング（２）内に配置され、
ケーシング内壁面（２ｉ）と凍結管外壁面（９ａｏ）の間の空間（Ｅ）には、熱伝導性が良好で、低温下では粘性が増大するが固化はせず、冷却液（ＢＬ）に溶け合ってしまうことがなく且つ粘性が増大した状態では冷却液が通り抜けない非水溶性の防錆剤（２００：例えば、油脂等）が充填されており、
前記冷却液（ＢＬ）の圧力は前記防錆剤（２００）の圧力よりも高圧であり、
前記冷却液（ＢＬ）が漏洩した場合に漏洩した冷却液（ＢＬ）が前記防錆剤（２００）を押圧して前記防錆剤（２００）の液位（上面２００ｕ）が上昇し、前記ケーシング（２）の地上側端部（２ｅ）において前記防錆剤（２００）の液位上昇を検出して、凍結管（９）からの冷却液（ＢＬ）漏洩を検知する手段（１０）が設けられていることを特徴としている。

本発明において、前記ケーシング（２）は削孔用ケーシングであり、前記削孔用ケーシング（２）は、凍結管（９）を地中に配置するためのボーリング孔（Ｈｂ）を削孔した後、施工領域の土壌（Ｇ）中に残存され、ケーシング内壁面（２ｉ）と凍結管外壁面（９ａｏ）の間に前記防錆剤（２００）を充填する空間（Ｅ）を形成するのが好ましい。
また前記ケーシング（２）は削孔用ケーシングであり、前記削孔用ケーシング（２）は、凍結管（９）を地中に配置するためのボーリング孔（Ｈｂ）を削孔した箇所に残存され、ケーシング内壁面（２ｉ）と凍結管外壁面（９ａｏ）の間に前記防錆剤（２００）を充填する空間（Ｅ）が形成されているのが好ましい。

本発明の凍結工法において、削孔用ケーシング（２）を土壌（Ｇ）中に残存する前に、地下水（スラリーを含む）の上昇を防止する工程を実行するのが好ましい。
そして本発明の凍結工法施工システムにおいて、地下水の上昇を防止する機構（２５、５０、７０）を備えているのが好ましい。

本発明の実施に際して、冷却液（冷却液ＢＬ）の漏洩を検知する手段は、前記防錆剤（２００）の圧力を検知する圧力検出手段であるのが好ましい。
あるいは、冷却液（冷却液ＢＬ）の漏洩を検知する手段は、前記防錆剤（２００）の液面を検出するレベルセンサ（１０）であるのが好ましい。
そして、当該圧力検出手段あるいはレベルセンサ（１０）の検出信号から防錆剤（２００）の液面の上昇を検出する機能を有する制御手段を設けているのが好ましい。

上述した構成を具備する本発明によれば、ケーシング（２）は熱伝導性が良い金属製（鋼製）であり、凍結管（９）とケーシング（２）の間の隙間には熱伝導性が良好な防錆剤（２００）が充填されている。そのため、凍結管（９）内を流れる冷却液（ＢＬ）が保有する冷熱が、防錆剤（２００）、ケーシング（２）を経由して、施工領域の土壌（Ｇ）に確実に伝達され、施工領域の土壌（Ｇ）を凍結することが出来る。
そして、凍結した土壌（ＦＧ）を連結することにより容易に止水壁を造壁することが出来て、当該止水壁により、例えば放射性物質で汚染された地下水等を遮断して、放射性物質の拡散を抑制することが出来る。

そして本発明によれば、仮に凍結管（９）が破損しても、凍結管（９）内の冷却液（ＢＬ）は、ケーシング内壁面（２ｉ）と凍結管外壁面（９ａｏ）の間の空間（Ｅ）に充填されている防錆剤（２００）を押圧するのみであり、当該防錆剤（２００）とケーシング（２）を透過して土壌中に漏出することはない。
これは、冷却液（ＢＬ）が水溶性なのに対して、防錆剤（２００）は非水溶性であってお互いに溶け合うことはないことによる。
従って、凍結管（９）から冷却液（ＢＬ）が漏洩したとしても、漏洩した冷却液（ＢＬ）が施工領域周辺の土壌（Ｇ）に浸透して、施工領域の環境に悪影響を及ぼしてしまうことが防止される。
それに加えて、本発明で用いられる防錆剤（２００）は、低温下では粘性が増大する性質を有しており、運転管理の間には冷却液（ＢＬ）により防錆剤（２００）は常時低温となっているので、仮にケーシング（２）が破損しても、防錆剤（２００）の粘性が大きいためケーシング（２）外に漏出し難い。そして、防錆剤（２００）がケーシング（２）外に漏出し難いため、冷却液（ＢＬ）が防錆剤（２００）を通り抜けて施工領域の土壌（Ｇ）中に漏洩することはない。
すなわち本発明によれば、長期間に亘る運転管理の間に、冷却液（ＢＬ）が施工領域周辺の土壌（Ｇ）に漏出する事態が防止される。

また、凍結管（９）が破損して冷却液（ＢＬ）が凍結管（９）外に漏洩した場合には、当該冷却液（凍結管外に漏洩した冷却液ＢＬ）が、ケーシング内壁面（２ｉ）と凍結管外壁面（９ａｏ）の間の空間（Ｅ）に充填されている防錆剤（２００）を押圧するので、当該防錆剤（２００）の液位（上面２００ｕ：レベル）が（レベル２００ｔまで）上昇する。
ここで、防錆剤（２００）は冷却液で冷却されても粘度が増大するのみで、固化はしない。そのため、漏出した冷却液で押圧されれば、防錆剤（２００）の液位（２００ｕ）は、必ず（レベル２００ｔまで）上昇する。
本発明によれば、前記ケーシング（２）の地上側端部（２ｅ）には冷却液（ＢＬ）の漏洩を検知する手段（１０）が設けられており、冷却液（ＢＬ）が漏洩しているか否かを検査することが出来るので、防錆剤（２００）の液位が（レベル２００ｔまで）上昇した場合には、当該検知する手段（１０）がその旨を直ちに検知して、冷却液（ＢＬ）が漏洩していることを正確に検知することが出来る。
そして、冷却液（ＢＬ）が漏洩していることを正確に検知することが出来れば、直ちに凍結管（９）を交換する等の対策を講じることが出来るので、作業の効率が向上し、施工領域の環境に及ぼす悪影響が小さくなる。

上述した様に、仮に凍結管（９）とケーシング（２）の双方に損傷が発生したとしても、凍結管（９）内の冷却液（ＢＬ）は施工領域の土壌（Ｇ）中に漏出することはなく、ケーシング内壁面（２ｉ）と凍結管外壁面（９ａｏ）の間の空間（Ｅ）に充填されている防錆剤（２００）の一部が施工領域に漏出するのみである。
前述したように、防錆剤（２００）は非水溶性であるため、当該防錆剤（２００）と凍土（ＦＧ：氷）が交じり合い、凍土（ＦＧ）が溶解してしまうことはない。すなわち、凍結管（９）とケーシング（２）の双方に損傷が発生したとしても、凍土（ＦＧ：氷）が溶けてしまうことは無く、凍土（ＦＧ）による地下水の遮蔽効果が消失してしまうこともない。

本発明において、冷却液（ＢＬ）が凍結管（９）から漏出していることが検出され、凍結管（９）を交換する必要がある旨が判明した場合には、例えば温水を防錆剤（２００）内に流過させる等の手法により当該防錆剤（２００）を加温する。
本発明で用いられる防錆剤（２００）は、低温下では粘性が増大するが加温されると粘性は低くなるので、交換するべき凍結管（９）はケーシング（２）内から容易に引き出すことが出来る。
すなわち本発明によれば、発錆等の原因により凍結管（９）が破損しても、容易に交換することが出来る。
そして、新しい凍結管（９）をケーシング（２）内に配置して、当該新しい凍結管（９）内に冷却液（ＢＬ）を循環させれば、防錆剤（２００）の粘度は増大する。

本発明において、前記ケーシング（２）が削孔用ケーシングであり、凍結管（９）を地中に配置するためのボーリング孔（Ｈｂ）を削孔した際に、削孔用ケーシング（２）を施工領域に残存する様に構成すれば、凍土（ＦＧ）により遮蔽するべき地下水が例えば、放射性物質で汚染されていたとしても、地下水に接触した削孔用ケーシング（２）は施工領域中に残存され、地上側に回収しないので、好都合である。
そして、削孔用ケーシング（２）を残存することにより、施工領域の地盤中から削孔用ケーシング（２）を撤収する手間が省けて、ケーシング撤収工程の廃止による労力とコストを低減するとともに、工期の短縮が可能となる。

本発明の第１実施形態を示す縦断面図である。 第１実施形態における最初の工程を示す図である。 地下水の上昇を防止する他の機構を示す縦断面図である。 地下水の上昇を防止する更に別の機構を示す縦断面図である。 第１実施形態において、図２で示す工程の次工程を示す図である。 第１実施形態において、図５で示す工程の次工程を示す図である。 第１実施形態において、図６で示す工程の次工程を示す図である。 第１実施形態において、凍結管が破損した状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図８を参照して、第１実施形態を説明する。
図１において、第１実施形態に係る凍結工法の施工で用いられる施工システムは、全体を符号１００で示されている。

図１において、施工システム１００は、施工領域の土壌（地盤）Ｇ中に垂直方向に延在して設置された円筒状のケーシング２と、当該ケーシング２内に配置された凍結管９を備えており、凍結管９内には冷却液ＢＬが流過している（点線で示す矢印ＢＬｆ）。後述するように、ケーシング２は地盤削孔用の削孔ケーシングであり、土壌Ｇに残存されている。
凍結管９は外管９Ａと内管９Ｂとからなる２重管によって構成されており、第１実施形態では、地上から供給された冷却液ＢＬが内管９Ｂを介して凍結管９の底部まで供給され、外管９Ａと内管９Ｂの間の円環状の隙間を流過して地上側に戻る。その際に、冷却液ＢＬから施工領域の地盤Ｇに対して冷熱が投入される（冷却している）。

図１において、符号１は、土壌Ｇの地表を覆う床盤コンクリートを示し、符号３は、スラリーを域外に排出するための排出管を示している。排出管３を経由して排出されるスラリーは、ケーシング２によってボーリング孔Ｈｂを削孔する際に発生する。
図２で示すように、排出管３は、管本体３０と、下方フランジ３１と、上方フランジ３２と、水平排出管部３３とを有している。円環状の下方フランジ３１及び上方フランジ３２は、管本体３０の上端部、下端部に固設されている。また、水平排出管部３３は、管本体３０の外周で軸方向の中心に管本体３０と直交するように連通している。水平排出管部３３の端部には開閉バルブ４が取り付けられ、当該開閉バルブ４には、スラリー排出管５が接続される。

図１において、床盤コンクリート１には、所定のピッチ・所定の配置で複数の貫通孔１ｏが穿孔されている（図１では単一の貫通孔１ｏのみ示す）。排出管３の管本体３０の内径３Ｄは、貫通孔１ｏの径１ｏＤよりも幾分大きく設定されている。
排出管３の下端側フランジ３１は、複数の植え込みボルトＢによって床盤コンクリート１の上面に固定されている。

図１において、削孔用ケーシング２の地上側端部２ｅは開放されており、削孔用ケーシング２の地中側先端部には接続部２０を介して掘削用ビット２Ａが接続されており、ビット２Ａの地中側先端には複数のチップ２ＡＢが取り付けられている。
また、図１において、符号２４で示す箇所には逆支弁２５が設けられている。

明確には図示されていないが、符号２４で示す箇所の流路（逆止弁２５が設けられている箇所）から掘削水が供給され、削孔用ケーシング２先端のビット２Ａにより、ボーリング孔Ｈｂが削孔される。
図１において、符号２４で示す箇所に設けられた逆支弁２５は、掘削水の供給は許容するが、地下水（スラリーを含む）が地上側に上昇（逆流）することを防止している。

図１において、地下水（スラリーを含む）が地上側に上昇するのを防止する機構としては逆止弁２５を設けているが、当該機構は逆支弁に限定されるものではない。
例えば図３で示すように、削孔用ケーシング２の内周面側に設けた止水キャップ５０により、地下水が地上側へ上昇するのを防止することが出来る。
図３において、止水キャップ５０の半径方向外方には雄ネジ５０ｔが形成され、削孔用ケーシング２の内周面に円環状の止水キャップ係止部５２を形成し、止水キャップ係止部５２の半径方向内方に雌ネジ５２ｔが形成されている。そして、止水キャップ５０の上方端面は、地上側まで延在するロッド５４の先端５４ｔが固着されている。
ボーリング孔Ｈｂを削孔した後、掘削水の供給を停止して、止水キャップ５０及びロッド５４を地上側から削孔用ケーシング２の内周面側に挿入する。そして、ロッド５４を介して止水キャップ５０を回転して、止水キャップ５０の雄ネジ５０ｔと止水キャップ係止部５２の雌ネジ５２ｔを螺合して、止水キャップ５０により削孔用ケーシング２の内周面側の空間を閉鎖する。これにより、地下水（スラリーを含む）が削孔用ケーシング２の内周面側の空間を介して、地上側に上昇することを防止できる。

また、図４で示すように、パッカを用いて削孔用ケーシング２の内周面側の空間を閉鎖することが出来る。
図４において、削孔用ケーシング２の内周面側にパッカ７０が設けられ、パッカ７０は図示しない流体搬送経路を介して地上側から供給された膨張用流体（例えば、固化材）により膨張している。
削孔用ケーシング２の内周面側には半径方向内方に突出した円環状の突起７２が設けられており、膨張したパッカ７０の上端は突起７２に当接している。
ボーリング孔Ｈｂを削孔した後、掘削水の供給を停止して、図示しない流体搬送経路を介して地上側から膨張用流体（例えば、固化材）をパッカ７０に供給して、膨張させる。膨張したパッカ７０は削孔用ケーシング２の内周面側の空間を閉鎖し、地下水（スラリーを含む）が削孔用ケーシング２の内周面側の空間を介して、地上側に上昇することを防止する。ここで、膨張したパッカ７０の上端が突起７２に当接しているので、地下水の圧力が大きくても、パッカ７０が押圧されて地上側に移動することが防止される。

上述した様に削孔用ケーシング２は、凍結管９を地中に配置するためのボーリング孔Ｈｂを削孔した後、施工領域の土壌Ｇ中に設置される。
すなわち、削孔用ケーシング２は、凍結管９を地中に配置するためのボーリング孔Ｈｂを削孔した後、土壌Ｇ中に残存される。

図１において、削孔用ケーシング２の内壁面２ｉと凍結管９の外壁面９ａｏの間における環状空間Ｅには、防錆剤２００が充填されている。ここで防錆剤２００は、熱伝導性が良好で、低温下では粘性が増大するが固化はしない性質を有しており、且つ、非水溶性である。
その様な防錆剤２００としては、例えば油脂が好適である。

削孔用ケーシング２の地上側端部２ｅには、冷却液ＢＬの漏洩を検知する手段として、レベルセンサ１０が設けられている。レベルセンサ１０は防錆剤２００の液面を検出する機能を有しており、信号ラインＬｓを介して、地上側（図１では床盤コンクリートの上面１ｆ）に設置した制御手段５０に接続されている。
図１では、冷却液ＢＬの漏洩を検知する手段としてレベルセンサ１０を用いているが、レベルセンサ１０に代えて、あるいはレベルセンサ１０に加えて、ケーシング２の内周面の適所（１箇所、あるいは複数個所）に圧力センサ（図示せず）を取り付けて、防錆剤２００の圧力を検知することにより、冷却液ＢＬの液面の変化を検出し、冷却液ＢＬの漏洩を検知することも可能である。

ここで、削孔用ケーシング２の耐用年数は、凍結管（測定管）９の耐用年数よりも長い。ケーシング２は凍結管９に比して肉厚寸法が大きいからである。また、ケーシング２の外周面は土壌Ｇ中に存在するため空気と接触せず、さらに、ケーシング２の内側は防錆剤（油脂）２００が充填されているので、削孔用ケーシング２は凍結管９に比較して発錆し難いため、その耐用年数が長い。
なお、ケーシング２の材料に、例えば、ステンレス鋼管のような防錆効果の高い材料を用いれば、耐用年数をさらに長くすることができる。

次に、図２、図５〜図７を参照して、第１実施形態に係る凍結工法の施工手順を説明する。
先ず、図２に示す様に、施工領域の地盤Ｇの地表部に床盤コンクリート１を打設し、ボーリング孔Ｈｂ及び床盤コンクリート１の貫通孔１ｏの削孔箇所を設定する。そして、貫通孔１ｏの削孔箇所上部に、排出管３を配置し、排出管３の水平排出管部３３に開閉バルブ４を取り付け、開閉バルブ４にスラリー排出管５を接続する。

排出管３を配置し、スラリー排出管５に接続したならば、排出管３の上方から削孔ケーシング２を挿通して、床盤コンクリート１の貫通孔１ｏを削孔し、地盤Ｇにボーリング孔Ｈｂを削孔する。
図２において、符号７は、削孔時にケーシング２を保持するシール部材である。シール部材７は下端にフランジ７ｆを有し、フランジ７ｆは、複数のボルトナットＢＮにより、ゴムパッキン６を介して排出管３の上方フランジ３２と接続されている。

シール部材７の内周部には円環状のスパイラルパッキン７ｐが配置されており、当該スパイラルパッキン７ｐは、ケーシング２の回転を許容しつつ、ケーシング２の半径方向の動きを拘束している。これにより、シール部材７は削孔用ケーシング２と密着しており、スラリー（地下水を含む）の漏出（漏洩）を防止している。
そして削孔用ケーシング２の上端２ｔは、接続管２Ｂを介して、図示しないボーリングマシーンに接続されている。図示しないボーリングマシーンを駆動することにより、削孔用ケーシング２を回転する（図２の矢印Ｒ）。そして、掘削水を供給しつつ、削孔用ケーシング２先端のビット２Ａによりボーリング孔Ｈｂを所定の深さまで削孔する。

図２で示す工程でボーリング孔Ｈｂを削孔したならば、図５で示す工程が行われる。
図５で示す工程では、排出管３の水平排出管部３３からスラリー排出管５及び開閉バルブ４を撤去し、排出管３の上端からシール部材７を取り外し、ケーシング２から接続管２Ｂを取り外して、削孔用ケーシング２を図示しないボーリングマシーンと切り離す。
掘削用ビット２Ａを設けた掘削用ケーシング２は、そのままボーリング孔Ｈｂを削孔した地盤Ｇに残存される。

掘削用ケーシング２を地盤Ｇに残存したならば、ケーシング２の開口部（上端）２ｅから凍結管９を挿入する。上述した様に、凍結管９は外管９Ａと内管９Ｂを有する２重管である。
明示されていないが、凍結管９の内管９Ｂは図示しない冷却液供給機構と供給管（図示せず）で接続され、外管９Ａは図示しない戻りラインを介して冷却液供給機構と接続されている。
外管９Ａの地中側先端９Ａｔは円錐形状であり、その先端（地中側端部）は盲プラグ２４の上端近傍まで達している。
内管９Ｂの地中側先端は袈裟掛け状に切断した形状となっており、内管９Ｂの開口部９Ｂｏは、外管９Ａの地中側先端９Ａｔにおける円錐形状領域の上端に到達している。

図５の工程では、ケーシング２の上端２ｅにレベルセンサ１０が取り付けられ、レベルセンサ１０と床盤コンクリート上１ｆに設置した制御装置５０が信号ラインＬｓで接続される。

図６で示す工程では、ケーシング内壁面２ｉと凍結管外壁面９ａｏの間の環状空間Ｅに、防錆剤２００が充填される。
上述した様に、図示の実施形態では防錆剤２００として、熱伝導性が良好で、低温下では粘性が増大するが固化はしない非水溶性の防錆剤、例えば油脂が選択されている。図示の実施形態では、油脂が充填されている。
防錆剤２００は、防錆剤２００の上面２００ｕ（防錆剤２００のレベル）が、ケーシング２の地上側端部２ｅから所定の高さ寸法位置ｈだけ下方となる様に、ケーシング内壁面２ｉと凍結管外壁面９ａｏの間の環状空間Ｅにおいて充填される。

図７で示す工程では、凍結管９内で冷却液を流過させる（ＢＬｆの流れ）。
冷却液は、内管９Ｂと外管９Ａの間の空間を上昇する際に、外管９Ａ、防錆剤２００、ケーシング２を介して、施工領域の地盤Ｇに対して冷熱を供給する（冷却する）ので、地盤Ｇは、ケーシング２の外周に接する部分から半径方向外方に向かって徐々に地盤（土壌）が凍結（凍土：ＦＧ）する。そして、所定の凍結半径Ｒｇｆまで凍結する。
図７では単一の凍土ＦＧのみを示しているが、隣接する凍土ＦＧが重なり合った領域も存在する。そして、隣接する凍土ＦＧにより、直線状あるいは円弧状の地中止水壁が造成される。

次に図８を参照して、凍結管９が破損した場合の作用を説明する。
図８において、例えば、錆の発生及びその他の要因により凍結管９の外管９Ａにおいて、符号２ｂで示す位置が破損した場合、破損位置２ｂから冷却液ＢＬが漏出する。
符号２ｂで示す破損位置から漏出した冷却液ＢＬは、凍結管９とケーシング２の間における空間であって、防錆剤２００が充填されている環状隙間Ｅ中に漏出（漏洩）する。

前述したように、冷却液ＢＬは水溶性であるが、防錆剤２００（図示の実施形態では油脂）は非水溶性であるため、冷却液ＢＬと防錆剤２００とが混じり合うことはない。
ここで冷却液ＢＬは、地上側に設けられた図示しない冷却液供給機構において、注入圧が付加された状態で凍結管９内を流過するので、少なくとも当該注入圧の分だけ、冷却液ＢＬの圧力は防錆剤２００の圧力よりも高圧となっている。
したがって、破損位置２ｂから冷却液ＢＬが環状空間Ｅ内に漏出（漏洩）した場合には、環状隙間Ｅ中に充填されている防錆剤２００は、漏出した冷却液ＢＬに押圧される。そして、防錆剤２００の）液位（レベル：上面）２００ｕ（図６）は、押圧された防錆剤２００の分だけ上昇して、図８において符号２００ｔで示す液位（レベル：上面）になる。
防錆剤２００の液位がレベル２００ｔまで上昇すると、ケーシング上端２ｅに取り付けたレベルセンサ１０により（防錆剤２００の液位がレベル２００ｔまで上昇した旨が）検出される。そして、（防錆剤２００の液位がレベル２００ｔまで上昇した旨の）レベルセンサ１０の検出信号が制御手段５０に伝達されることにより、当該制御手段５０は凍結管９（例えば外管９Ａ）が破損して、冷却液ＢＬの漏出があったことを認識することが出来る。

レベルセンサ１０に代えて圧力検出手段を設けた場合には、破損位置２ｂから冷却液ＢＬが環状空間Ｅ内に漏出（漏洩）して、図６における防錆剤２００のレベル２００ｕが図８におけるレベル２００ｔまで上昇すると、防錆剤２００のレベルが上昇した分だけ、圧力検出手段が検出する圧力（防錆剤２００による圧力）が昇圧する。
制御手段５０は、圧力検出手段の検出結果から、防錆剤２００による圧力が上昇した旨、すなわち、冷却液ＢＬの漏出があったことを認識することが出来る。

図示による説明は省略するが、第１実施形態において、冷却液ＢＬが凍結管９から漏出していることが検出され、凍結管９を交換する必要がある旨が判明した場合には、例えば温水を防錆剤２００内に流過させる等の手法により当該防錆剤２００を加温する。
防錆剤２００は、低温下では粘性が増大するが、加温されると粘性は低くなるので、凍結管９を交換する際における抵抗（防錆剤２００の粘性による抵抗）が減少する。そのため、凍結管９をケーシング２内から容易に引き抜くことが出来る。

破損した凍結管９をケーシング２内から引き抜いた後、新しい凍結管９（破損していない凍結管９）をケーシング２内に挿入する。その際に、凍結管９内には冷却液は流過しておらず、防錆剤２００の粘性は低いままであるため、防錆剤２００は、新たに挿入された凍結管９とケーシング９の間の環状空間Ｅに均一に分布する。
そして、凍結管９内に再び冷却液ＢＬが流過すれば、防錆剤２００は冷却され、その粘性が増大する。

図示の第１実施形態によれば、ケーシング２は熱伝導性が良い金属製（鋼製）であり、凍結管９とケーシング２の間の隙間（環状空間）Ｅには熱伝導性が良好な防錆剤２００が充填されている。そのため、凍結管９内を流れる冷却液ＢＬが保有する冷熱が、防錆剤２００、ケーシング２を経由して、施工領域の土壌Ｇに確実に伝達され、施工領域の土壌Ｇを凍結することが出来る。
そして、凍結した土壌ＦＧを連結することにより容易に止水壁を造壁することが出来る。

そして図示の第１実施形態によれば、仮に凍結管９が破損しても、凍結管９内の冷却液ＢＬは、ケーシング内壁面２ｉと凍結管外壁面９ａｏの間の環状空間Ｅに充填されている防錆剤２００を押圧するのみであり、当該防錆剤２００とケーシング２を透過して土壌Ｇ中に漏出することはない。
従って、凍結管９から冷却液ＢＬが漏洩したとしても、漏洩した冷却液ＢＬが施工領域周辺の土壌Ｇに浸透して、施工領域の環境に悪影響を及ぼしてしまうことはない。

それに加えて、第１実施形態で用いられる防錆剤２００は、低温下では粘性が増大する性質を有しており、運転管理の間には冷却液ＢＬにより防錆剤２００は常時低温となっている。したがって、防錆剤２００の粘性も増大して仮にケーシング２が破損しても、防錆剤２００はケーシング２外に漏出し難い。
また、冷却液ＢＬは水溶性であるが防錆剤２００は非水溶性であるために、冷却液ＢＬと防錆剤２００とが混じり合い、溶け合ってしまうことは無く、冷却液ＢＬが防錆剤２００を透過して、あるいは防錆剤と溶け合って施工領域の土壌Ｇ中に漏洩することはない。
すなわち第１実施形態によれば、長期間に亘る運転管理の間に、冷却液ＢＬが施工領域周辺の土壌Ｇに漏出する事態は回避される。

また、凍結管９が破損して冷却液ＢＬが凍結管９外に漏洩した場合（図８）には、凍結管９外に漏洩した冷却液ＢＬが、ケーシング内壁面２ｉと凍結管外壁面９ａｏの間の環状空間Ｅに充填されている防錆剤２００を押圧するので、ケーシング内壁面２ｉと凍結管外壁面９ａｏの間の環状空間Ｅ内の防錆剤２００のレベル２００ｕ（図６：凍結管９破損前）がレベル２００ｔ（図８：凍結管９破損後）まで上昇する。
第１実施形態によれば、ケーシング２の地上側端部２ｅには冷却液ＢＬの漏洩を検知するレベルセンサ１０が設けられており、防錆剤２００のレベル２００ｕ（図６）がレベル２００ｔ（図８）まで上昇した場合には、レベルセンサ１０（及び／又は圧力検出手段）はその旨を直ちに検知するので、冷却液ＢＬが漏洩していることを正確に検知あるいは検出することが出来る。
そして、冷却液ＢＬが漏洩していることを正確に検知することにより、迅速に凍結管９を交換する等の対策を講じることが出来るので、作業の効率が向上し、施工領域の環境に及ぼす悪影響が小さくなる。

図示の第１実施形態では、仮に凍結管９とケーシング２の双方に損傷が発生したとしても、凍結管９内の冷却液ＢＬは施工領域の土壌Ｇ中に漏出せず、防錆剤２００の一部が地盤Ｇ中に漏出するのみである。
ここで、防錆剤２００は非水溶性であるため、ケーシング２外に漏出した防錆剤２００と凍土ＦＧ（氷）が交じり合い、凍土ＦＧが溶解してしまうことはなく、凍土ＦＧによる地下水の遮蔽効果が消失してしまうこともない。

図示の第１実施形態において、凍結管９を交換する必要がある旨が判明した場合には、例えば温水を防錆剤２００内に流過させて防錆剤２００を加温すれば、交換するべき凍結管９をケーシング２内から容易に引き出すことが出来る。すなわち、凍結管９を容易に交換することが出来る。

さらに図示の第１実施形態では、ケーシング２が削孔用ケーシングであり、ボーリング孔Ｈｂを削孔した後に施工地盤Ｇ中に残存させるので、例えば、放射性物質で汚染された地下水を凍土ＦＧにより遮蔽する場合に、地下水に接触して放射性物質で汚染された削孔用ケーシング２を地上側に回収する必要がない。
そして、削孔用ケーシング２を残存するため削孔用ケーシング２を撤収する必要がなく、そのための労力とコストを低減して、工期を短縮することが出来る。

図示の実施形態は、あくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

１・・・床盤コンクリート
２・・・ケーシング
３・・・排出管
４・・・バルブ
５・・・スラリー排出管
６・・・ゴムパッキン
７・・・シール部材
９・・・凍結管
１０・・・液面センサ
５０・・・制御手段

Claims (4)

1. 施工領域の地盤中にケーシングを設置する工程と、
   供給管及び戻りラインを介して冷却液供給機構と接続されて、内部を冷却液が循環する凍結管をケーシング内に配置する工程と、
   ケーシング内壁面と凍結管外壁面の間の空間に、熱伝導性が良好で、低温下では粘性が増大するが固化はせず、冷却液に溶け合ってしまうことがなく且つ粘性が増大した状態では冷却液が通り抜けない非水溶性の防錆剤を充填する工程を備え、
   前記冷却液の圧力は前記防錆剤の圧力よりも高圧であり、
   前記冷却液が漏洩した場合に、漏洩した冷却液は前記防錆剤に溶け合ってしまうことはなく、前記防錆剤を押圧して前記防錆剤の液位を上昇し、前記ケーシングの地上側端部において前記防錆剤の液位上昇を検出して、冷却液の漏洩を検知することにより、冷却液が凍結管から漏洩しているか否かを検査する工程を有することを特徴とする凍結工法。
2. 前記ケーシングは削孔用ケーシングであり、当該削孔用ケーシングは、前記凍結管を地中に配置するためのボーリング孔を削孔した後、施工領域の土壌中に残存され、ケーシング内壁面と凍結管外壁面の間に前記防錆剤を充填する空間を形成する請求項１の凍結工法。
3. 施工領域の地盤中に設置されたケーシングと、
   供給管及び戻りラインを介して冷却液供給機構と接続されて、内部を冷却液が循環する凍結管がケーシング内に配置され、
   ケーシング内壁面と凍結管外壁面の間の空間には、熱伝導性が良好で、低温下では粘性が増大するが固化はせず、冷却液に溶け合ってしまうことがなく且つ粘性が増大した状態では冷却液が通り抜けない非水溶性の防錆剤が充填されており、
   前記冷却液の圧力は前記防錆剤の圧力よりも高圧であり、
   前記冷却液が漏洩した場合に、漏洩した冷却液が前記防錆剤を押圧して前記防錆剤の液位が上昇し、前記ケーシングの地上側端部において前記防錆剤の液位上昇を検出して、凍結管からの冷却液漏洩を検知する手段が設けられていることを特徴とする凍結工法施工システム。
4. 前記ケーシングは削孔用ケーシングであり、当該削孔用ケーシングは、前記凍結管を地中に配置するためのボーリング孔を削孔した箇所に残存され、ケーシング内壁面と凍結管外壁面の間に前記防錆剤を充填する空間が形成されている請求項３の凍結工法施工システム。

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