JP6587921B2 - Freezing pipe construction method - Google Patents
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Description
本発明は、凍結管の施工方法に関するものである。 The present invention relates to a method for constructing a freezing tube.
従来、透水性のある地盤に凍結工法を利用して立坑を構築する場合、立坑の底部根切り面付近以下の範囲に予め薬液注入による地盤改良を行った後、凍土壁を造成し、凍土壁内側の地盤を掘削する方法があった(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when constructing a shaft using the freezing method on water-permeable ground, after improving the ground by injecting a chemical solution in the area below the bottom root cutting surface of the shaft in advance, a frozen soil wall is created and the frozen soil wall There has been a method of excavating the inner ground (see, for example, Patent Document 1).
また、トンネルを掘削する際に、先行して作業用トンネルを構築し、作業用トンネルを用いて、本トンネルの掘削部に沿った領域に予め薬液注入により強度増加領域を形成した後、強度増加領域を含む領域に凍結工法により凍結領域を形成し、本トンネルを掘削する方法があった(例えば、特許文献2参照)。 In addition, when excavating the tunnel, a working tunnel was constructed in advance, and using the working tunnel, a strength increasing region was formed in advance in the region along the excavation part of this tunnel by chemical injection, and then the strength was increased. There has been a method of excavating the tunnel by forming a frozen region in a region including the region by a freezing method (see, for example, Patent Document 2).
他に、凍結による地盤***や解凍後の地盤沈下を抑制するために、予め高吸水性材料の水溶液や水懸濁液を高圧ジェット水と共に改良すべき地盤中に注入した後、地盤を凍結させる方法があった(例えば、特許文献3参照)。 In addition, in order to suppress ground uplift due to freezing or ground subsidence after thawing, an aqueous solution or water suspension of a superabsorbent material is injected into the ground to be improved together with high-pressure jet water, and then the ground is frozen. There was a method (for example, refer patent document 3).
上述した各方法によれば、薬液等による地盤改良と凍結工法とを併用することにより、湧水による凍土壁の融解や、地下水の流れによる凍結の阻害を防止することが可能である。しかし、いずれの方法も広範囲にわたって地盤改良を行うため、効率的でなかった。また、長期間にわたって凍土による止水壁の運用を続けるような場合は想定されていなかった。 According to each method described above, it is possible to prevent the frozen soil wall from being melted by the spring water and freezing inhibition due to the flow of the groundwater by using the ground improvement by the chemical solution and the freezing method in combination. However, each method is not efficient because ground improvement is performed over a wide range. In addition, it was not assumed that the operation of the water barrier with frozen soil would be continued for a long period of time.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、凍結に支障となる地盤中の隙間や通水層を凍結管の施工中に効率良く目詰まりさせることができ、凍結外管の破損時に迅速に補修できる凍結管の施工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to efficiently clog gaps and water-permeable layers in the ground that interfere with freezing during construction of the freezing pipe. It is possible to provide a construction method of a frozen pipe that can be repaired quickly when a frozen outer pipe is broken.
前述した目的を達成するために本発明は、流動性固化材を外ケーシングの下方に所定の圧力で注入しつつ、前記外ケーシングを用いて地盤に孔を掘削し、前記孔の壁面と前記外ケーシングの外周面との間および前記外ケーシングの内部に前記流動性固化材を充填し、前記孔の周囲の通水層に前記流動性固化材を浸透させる工程aと、前記外ケーシング内に、凍結外管と凍結内管とからなる凍結管を挿入し、前記孔の周囲に凍結土を構築する工程bと、を具備し、前記工程aでは、前記孔を前記通水層の下方まで掘削することを特徴とする凍結管の施工方法である。
第2の発明は、流動性固化材を外ケーシングの下方に所定の圧力で注入しつつ、前記外ケーシングを用いて地盤に孔を掘削し、前記孔の壁面と前記外ケーシングの外周面との間および前記外ケーシングの内部に前記流動性固化材を充填し、前記孔の周囲の通水層に前記流動性固化材を浸透させる工程aと、前記外ケーシング内に、凍結外管と凍結内管とからなる凍結管を挿入し、前記孔の周囲に凍結土を構築する工程bと、を具備し、前記工程bで、前記凍結外管からの冷却液の漏出を検知した後、前記凍結管から冷却液を抜き取り、前記凍結外管と前記凍結内管との間に追加凍結外管を設置する工程dをさらに具備することを特徴とする凍結管の施工方法である。
第3の発明は、流動性固化材を外ケーシングの下方に所定の圧力で注入しつつ、前記外ケーシングを用いて地盤に孔を掘削し、前記孔の壁面と前記外ケーシングの外周面との間および前記外ケーシングの内部に前記流動性固化材を充填し、前記孔の周囲の通水層に前記流動性固化材を浸透させる工程aと、前記外ケーシング内に、凍結外管と凍結内管とからなる凍結管を挿入し、前記孔の周囲に凍結土を構築する工程bと、を具備し、前記工程aで、前記通水層の上方の地盤および/または前記通水層の下方の地盤では、前記流動性固化材の代わりに泥水を注入して前記孔を掘削することを特徴とする凍結管の施工方法である。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention excavates a hole in the ground using the outer casing while injecting a fluid solidifying material below the outer casing at a predetermined pressure, and the wall surface of the hole and the outer Step a in which the fluidized solidification material is filled between the outer peripheral surface of the casing and the inside of the outer casing, and the fluidized solidification material is infiltrated into the water-permeable layer around the hole, and in the outer casing, Inserting a freezing pipe composed of an outer freezing pipe and a freezing inner pipe, and constructing a frozen soil around the hole, and in the step a, excavating the hole to below the water-permeable layer It is the construction method of the freezing pipe characterized by doing .
According to a second aspect of the present invention, a fluid solidifying material is injected below the outer casing at a predetermined pressure, a hole is excavated in the ground using the outer casing, and the wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the outer casing are Filling the inside of the outer casing with the fluidized solidifying material and allowing the fluidized solidifying material to permeate the water-permeable layer around the hole; and in the outer casing, the frozen outer pipe and the frozen inner Inserting a freezing tube comprising a tube and constructing frozen soil around the hole, and in step b, after detecting leakage of the coolant from the freezing outer tube, the freezing A cryopipe construction method, further comprising a step (d) of extracting a coolant from the pipe and installing an additional freeze outer pipe between the frozen outer pipe and the frozen inner pipe .
According to a third aspect of the present invention, a fluid solidifying material is injected below the outer casing at a predetermined pressure, a hole is excavated in the ground using the outer casing, and the wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the outer casing are Filling the inside of the outer casing with the fluidized solidifying material and allowing the fluidized solidifying material to permeate the water-permeable layer around the hole; and in the outer casing, the frozen outer pipe and the frozen inner Inserting a freezing pipe composed of a pipe and constructing frozen soil around the hole, and in the step a, the ground above the water-permeable layer and / or below the water-permeable layer In this ground, the frozen pipe construction method is characterized in that mud water is injected instead of the fluidized solidified material to excavate the hole.
本発明では、前記工程aと前記工程bとの間に、前記外ケーシングの下端部付近を止水部材で閉塞し、前記外ケーシング内の前記流動性固化材を抜き取る工程cをさらに具備してもよい。
この場合、前記工程bで、前記外ケーシングの内周面と前記凍結外管の外周面との間に熱伝導性を有する充填材を充填することが望ましい。
In the present invention, the method further includes a step c between the step a and the step b, in which the vicinity of the lower end portion of the outer casing is closed with a water stop member and the fluidized solidified material in the outer casing is extracted. Also good.
In this case, it is preferable that a filler having thermal conductivity is filled between the inner peripheral surface of the outer casing and the outer peripheral surface of the frozen outer tube in the step b.
前記工程dで、前記凍結外管の内周面と前記追加凍結外管の外周面との間に熱伝導性を有する充填材を充填することが望ましい。 In the step d, it is preferable that a filler having thermal conductivity is filled between the inner peripheral surface of the frozen outer tube and the outer peripheral surface of the additional frozen outer tube.
本発明では、前記工程aで、前記通水層の上方の地盤および/または前記通水層の下方の地盤では、前記流動性固化材の代わりに泥水を注入して前記孔を掘削してもよい。 In the present invention, in the step a, in the ground above the water flow layer and / or the ground below the water flow layer, mud is injected instead of the fluidized solidifying material to excavate the hole. Good.
本発明によれば、凍結に支障となる地盤中の隙間や通水層を凍結管の施工中に効率良く目詰まりさせることができ、凍結外管の破損時に迅速に補修できる凍結管の施工方法を提供できる。 According to the present invention, a method for constructing a frozen pipe that can efficiently clog gaps and water passages in the ground that hinder freezing during construction of the frozen pipe, and that can be quickly repaired when the frozen outer pipe is broken. Can provide.
以下、図面に基づいて、本発明の第1の実施の形態を詳細に説明する。図1は、地盤1に孔5を掘削する工程を示す図である。図1(a)は、通水層6の上方の地盤1を掘削している状態を、図1(b)は、通水層6を掘削している状態を、図1(c)は、通水層6の下方の地盤1を掘削している状態を示す。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a process of excavating a
図1に示すように、外ケーシング3を用いて地盤1に孔5を掘削するには、まず、図1(a)に示すように、泥水7を矢印Aに示すように外ケーシング3の下方に所定の圧力で注入しつつ、外ケーシング3の下端のビット4を用いて、通水層6の上方の地盤1に孔5を掘削する。孔5の径は、例えば10〜20cm程度とする。
As shown in FIG. 1, in order to excavate the
続いて、図1(b)に示すように、流動性固化材であるCB(セメントベントナイト)改良泥水13を矢印Bに示すように外ケーシング3の下方に所定の圧力で注入しつつ、通水層6に孔5を掘削する。このとき、CB改良泥水13が外ケーシング3の外側に回り込み、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間に充填される。また、外ケーシング3の外側に回り込んだCB改良泥水13が孔5の壁面9から通水層6に浸透し、通水層6の一部に改良層15が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 1 (b), CB (cement bentonite) improved
さらに、図1(c)に示すように、CB改良泥水13を矢印Cに示すように外ケーシング3の下方に所定の圧力で注入しつつ、通水層6の下方の地盤1に孔5を掘削する。このとき、引き続き、CB改良泥水13が外ケーシング3の外側に回り込み、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間に充填される。また、CB改良泥水13が孔5の壁面9から通水層6に浸透し、改良層15が形成される。
Further, as shown in FIG. 1 (c), a
図2は、孔5の周囲に凍結土33を形成する工程を示す図である。図2(a)は、孔5の掘削が完了した状態を、図2(b)は、止水部材19を設置した状態を、図2(c)は、外ケーシング3内に凍結管29を挿入した状態を、図2(d)は、孔5の周囲に凍結土33を構築した状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a process of forming the frozen
図2に示す工程では、図1(c)に示す状態から、地盤1をさらに掘削し、図2(a)に示すように、所定の深さまで孔5を掘削する。そして、CB改良泥水13が所定の注入量に達したところで、孔5の全長に亘って孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間にCB改良泥水13が充填され、また、孔5の周囲の通水層6(図1(a))にCB改良泥水13が十分に浸透して目詰まりし改良層15が形成されたと判断して、CB改良泥水13の注入を終了し、掘削を完了する。外ケーシング3の内部には、CB改良泥水13が充填される。
In the process shown in FIG. 2, the ground 1 is further excavated from the state shown in FIG. 1 (c), and the
CB改良泥水13の注入量は、注入範囲(直径および層厚)と間隙率とから算出する。なお、CB改良泥水13が外ケーシング3と孔5の間から地上に流出が確認された場合、または図示しない観測井から地表面へのCB改良泥水13の流出が確認された場合、注入を継続しても通水層6には浸透しないため、所定の注入量に達していなくてもCB改良泥水13の注入を終了する。
The injection amount of the CB improved
掘削完了後、図2(b)に示すように、外ケーシング3内に地表側からロッド17を介して止水部材19を外ケーシング3に挿入し、止水部材19を外ケーシング3の下端部付近の内周面21に係止して、外ケーシング3の下端部付近を止水部材19で閉塞する。止水部材19は、例えばゴム製等とする。
After completion of excavation, as shown in FIG. 2 (b), the
その後、図2(c)に示すように、外ケーシング3内のCB改良泥水13を抜き取り、ロッド17を止水部材19との接続部を残して撤去する。そして、外ケーシング3内に、凍結外管23と凍結内管24とからなる凍結管29を挿入し、外ケーシング3の内周面21と凍結外管23の外周面25との間に、熱伝導性を有する充填材である防錆材27を充填する。防錆材27は、例えば水ガラスである。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (c), the CB improved
次に、図2(d)に示すように、凍結管29内に冷却液31を充填する。そして、図示しない冷却液供給機構を用いて、冷却液31を凍結内管24から凍結外管23へ矢印Dに示すように循環させ、孔5の周囲に凍結土33を構築する。
Next, as shown in FIG. 2 (d), the
図3は、凍結土33によって形成された止水壁51の垂直方向の断面図、図4は、凍結土33によって形成された止水壁51の水平方向の断面図である。図4は、図3に示す矢印E−Eによる断面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional view of the
図3、図4に示すように、地盤1に所定の間隔で掘削した複数の孔5に凍結管29を挿入し、凍結土33を構築することにより、孔5を中心に略円柱状に形成される凍結土33が連結し、止水壁51が形成される。孔5同士の間隔は、例えば1m程度とする。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the frozen
地盤1の通水層6(図1)では、図4に示す矢印Fの方向の地下水の流れが存在するが、地盤1に孔5を掘削する段階で、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間にCB改良泥水13が充填され、通水層6にCB改良泥水13が浸透して改良層15が形成されているため、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間や通水層6を通って、止水壁51の上流側から下流側に水が流れることはない。
In the water flow layer 6 (FIG. 1) of the ground 1, there is a flow of groundwater in the direction of arrow F shown in FIG. 4, but when the
このように、第1の実施の形態では、凍結管29を設置するための削孔時に、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間および外ケーシング3の内部にCB改良泥水13を充填し、孔5の周囲の通水層6にCB改良泥水13を浸透させて改良層15を形成する。これにより、凍結管29の施工過程で、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間を閉塞し、通水層6の領域を効率良く改質することができ、凍結に支障となる水の流れを阻止することができる。
As described above, in the first embodiment, the CB improved muddy water is formed between the
なお、第1の実施の形態では、孔5を掘削する際に流動性固化材としてCB改良泥水13を用いたが、流動性固化材の種類はこれに限らない。例えば、水ガラス等の緩結タイプの薬液や、微粒子セメント、超微粒子セメント、極超微粒子セメント等を用いた改良泥水を用いてもよい。
In the first embodiment, the CB improved
また、孔5を掘削する際に、通水層6の上方の地盤1の掘削に流動性固化材のかわりに泥水を用いたが、通水層6の下方の地盤1の掘削にも泥水を用いてよい。
Moreover, when excavating the
さらに、外ケーシング3の内周面21と凍結外管23の外周面25との間の充填材として防錆材27を充填したが、この充填材は防錆剤に限らず、潤滑性を有し熱伝導性を有するものであればよい。
Further, although a rust
次に、第2の実施の形態について説明する。図5は、凍結外管23の補修を行う工程を示す図である。図5(a)は、凍結管29を用いて地盤の凍結を維持している状態を示す図、図5(b)は、凍結管29内の冷却液31を抜き取った状態を示す図、図5(c)は、追加凍結外管39を設置した状態を示す図である。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a process of repairing the frozen
第2の実施の形態では、まず、第1の実施の形態と同様にして、図5(a)に示すように地盤1に孔5を掘削し、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間にCB改良泥水37を充填し、孔5の周囲の通水層6(図1(a))にCB改良泥水37を十分に浸透させて目詰まりさせ、外ケーシング3の内部にCB改良泥水37を充填する。次に、外ケーシング3内に、凍結外管23と凍結内管24とからなる凍結管29を挿入し、凍結管29内に冷却液31を充填する。そして、図示しない冷却液供給機構を用いて、凍結管29内で冷却液31を循環させて孔5の周囲に凍結土33を構築する。凍結維持段階では、CB改良泥水37に埋設した凍結管29を用いて、凍結土33を長期に亘って維持する。
In the second embodiment, first, as in the first embodiment, a
凍結維持段階では、凍結管29を長期間使用するため、図5(b)に示すように、凍結外管23に欠損部35が生じ、凍結外管23から少量の冷却液31の漏出を検知する場合がある。凍結外管23からの冷却液31の漏出を検知した場合、図5(b)に示すように、凍結管29から冷却液31を抜き取る。なお、凍結外管23の外周面25と外ケーシング3の内周面21との間にはCB改良泥水37が充填されているため、欠損部35が生じても冷却液31が大量に漏出することはない。
In the freezing maintenance stage, since the freezing
次に、図5(c)に示すように、凍結外管23の上端の露出部を撤去し、凍結外管23と凍結内管24との間に追加凍結外管39を設置して、新しい凍結管49を形成する。そして、凍結外管23の内周面41と追加凍結外管39の外周面43との間に、熱伝導性を有する充填材である防錆材45を充填する。さらに、凍結管49内に充填した冷却液47を、図示しない冷却液供給機構を用いて凍結内管24から追加凍結外管39へ循環させ、孔5の周囲の凍結土33を維持する。
Next, as shown in FIG. 5 (c), the exposed portion at the upper end of the frozen
図5に示す工程は、地盤1に既に凍結土33が構築された凍結維持段階であり、必要とする冷熱エネルギーが少ないため、凍結外管23よりも径が細い追加凍結外管39と交換しても特段の問題にはならない。
The process shown in FIG. 5 is a freezing maintenance stage in which the
このように、第2の実施の形態では、凍結管29を設置するための削孔時に、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間および外ケーシング3の内部にCB改良泥水37を充填し、孔5の周囲の通水層6にCB改良泥水37を浸透させて改良層15を形成する。これにより、凍結管29の施工過程で、孔5の壁面9と外ケーシング3の外周面11との間を閉塞し、通水層6の領域を効率良く改質することができ、凍結に支障となる水の流れを阻止することができる。
As described above, in the second embodiment, the CB improved muddy water is formed between the
また、凍結外管23からの冷却液31の漏出を検知した場合、凍結管29から冷却液31を抜き取り、凍結外管23と凍結内管24との間に追加凍結外管39を設置して、新たな凍結管49を形成する。これにより、凍結外管23に欠損部35が生じた時に迅速な補修が可能となる。
In addition, when leakage of the
なお、第2の実施の形態では、孔5を掘削する際に流動性固化材としてCB改良泥水37を用いたが、流動性固化材の種類はこれに限らない。また、第1の実施の形態と同様に、通水層6の下方の地盤1の掘削に、流動性固化材の代わりに泥水を用いてもよい。さらに、外ケーシング3の内周面21と凍結外管23の外周面25との間の充填材として防錆材27を、凍結外管23の内周面41と追加凍結外管39の外周面43との間の充填材として防錆材45を充填したが、これらの充填材は防錆剤に限らず、潤滑で熱伝導性を有するものであればよい。
In the second embodiment, the CB improved
第1、第2の実施の形態では、隣り合う外ケーシング3の対向する位置に切欠きを設けてもよい。切欠きを設けることにより、隣りの外ケーシング3の方向へのCB改良泥水の浸透が促進され、隣り合う孔5の間の通水層6をより効率良く改質することができる。
In 1st, 2nd embodiment, you may provide a notch in the position where the
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It will be obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
1………地盤
3………外ケーシング
5………孔
6………通水層
7………泥水
9………壁面
11、25、43………外周面
13、37………CB改良泥水
15………改良層
19………止水部材
21、41………内周面
23………凍結外管
24………凍結内管
27、45………防錆材
29、49………凍結管
31、47………冷却液
33………凍結土
51………止水壁
1 .........
Claims (6)
前記外ケーシング内に、凍結外管と凍結内管とからなる凍結管を挿入し、前記孔の周囲に凍結土を構築する工程bと、
を具備し、
前記工程aでは、前記孔を前記通水層の下方まで掘削することを特徴とする凍結管の施工方法。 While injecting the fluidized solidified material below the outer casing at a predetermined pressure, a hole is excavated in the ground using the outer casing, and between the wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the outer casing and between the outer casing and the outer casing. A step a in which the fluidized solidifying material is filled inside and the fluidized solidified material is permeated into a water-permeable layer around the hole;
In the outer casing, inserting a freezing tube composed of a frozen outer tube and a frozen inner tube, and constructing frozen soil around the hole; b
Equipped with,
In the step a, the method of constructing a freezing pipe is characterized in that the hole is excavated below the water-permeable layer .
前記外ケーシング内に、凍結外管と凍結内管とからなる凍結管を挿入し、前記孔の周囲に凍結土を構築する工程bと、
を具備し、
前記工程bで、前記凍結外管からの冷却液の漏出を検知した後、
前記凍結管から冷却液を抜き取り、前記凍結外管と前記凍結内管との間に追加凍結外管を設置する工程dをさらに具備することを特徴とする凍結管の施工方法。 While injecting the fluidized solidified material below the outer casing at a predetermined pressure, a hole is excavated in the ground using the outer casing, and between the wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the outer casing and between the outer casing and the outer casing. A step a in which the fluidized solidifying material is filled therein and the fluidized solidified material is permeated into a water-permeable layer around the hole;
In the outer casing, inserting a freezing tube composed of a freezing outer tube and a freezing inner tube, and constructing frozen soil around the hole; b
Comprising
In step b, after detecting leakage of the coolant from the frozen outer tube,
The method for constructing a freezing pipe, further comprising a step d of extracting a cooling liquid from the freezing pipe and installing an additional freezing outer pipe between the freezing outer pipe and the freezing inner pipe.
前記外ケーシング内に、凍結外管と凍結内管とからなる凍結管を挿入し、前記孔の周囲に凍結土を構築する工程bと、
を具備し、
前記工程aで、前記通水層の上方の地盤および/または前記通水層の下方の地盤では、前記流動性固化材の代わりに泥水を注入して前記孔を掘削することを特徴とする凍結管の施工方法。 While injecting the fluidized solidified material below the outer casing at a predetermined pressure, a hole is excavated in the ground using the outer casing, and between the wall surface of the hole and the outer peripheral surface of the outer casing and between the outer casing and the outer casing. A step a in which the fluidized solidifying material is filled inside and the fluidized solidified material is permeated into a water-permeable layer around the hole;
In the outer casing, inserting a freezing tube composed of a frozen outer tube and a frozen inner tube, and constructing frozen soil around the hole; b
Comprising
In the step a, in the ground above the water flow layer and / or the ground below the water flow layer, muddy water is injected instead of the fluidized solidified material to excavate the hole. Pipe construction method.
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