JPH0464688A - トンネル掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明頃　堀削すべきトンネルの周囲地山を凍結して、
　トンネルを堀削するトンネル堀削方法に関する。

〔従来の技術〕

従東　含木地山内でトンネルを堀削する場合へその地山
を固化する方法として、薬液注入方法、セメント注入方
法、威服　不凍液（ブライン）を使用して地山を凍結す
る方法等が採用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記不凍液による地山の凍結方法代　熱応答性が遅く、
熱伝導率が低いため、凍土形成に要する期間が長く、そ
のため凍土形成後のトンネル堀削開始までの準備期間が
長くなり、工事費も高くなつへ 本発明代　前記事項に鑑みなされたものであり、トンネ
ルを堀削すべき台木地山を凍結する方法において、凍結
固化を、速やかに行い、トンネルの堀削を速やかに行え
るようにすることを技術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明１戴　堀削すべきトンネル２２の周囲部分２４と
なる地山＆ミ　ヒートパイプ１を挿入し　このヒートパ
イプ１の凝縮部８を、冷凍装置１５によって冷却された
冷媒で冷却し　ヒートパイプ１の蒸発部１０で堀削すべ
きトンネル２２の周囲部分２４となる地山を凍結してト
ンネル２２を堀削するトンネル堀削方法とした また、堀削すべきトンネル２２の周囲部分２４となる地
山レミ　複数本のパイロットトンネル２９を堀削し　こ
のパイロットトンネル２９から前記堀削すべきトンネル
２２の周囲部分２４となる地山に、　ヒートパイプＩを
、堀削すべきトンネル２２の周方向となる方向に向けて
挿入し　このヒートパイプ１の凝縮部８を、冷凍装置１
５によって冷却された冷媒で冷却し、ヒートパイプ１の
蒸発部１０で、堀削すべきトンネル２２の周囲部分２４
となる地山を凍結してトンネル２２を堀削するトンネル
堀削方法としたさらに、堀削すべきトンネル２２の周囲
部分２４となる地山＆ミ　地表３０よりヒートパイプ１
を挿入しこのヒートパイプ１の凝縮部８を冷凍装置１５
によって冷却された冷媒で冷却獣　ヒートパイプ１の蒸
発部１０で、堀削すべきトンネル２２の周囲部分２４と
なる地山を凍結してトンネル２２を堀削するトンネル堀
削方法とした 〔作用〕 本発明１戴　堀削すべきトンネル２２の周囲部分２４と
なる地山の凍結を、冷凍装置１５によって冷却されたと
一ドパイブｌで冷却しているので、地山の凍結が極低温
へ　しかも速やかに行われる。

そして、パイロットトンネル２９を設けた場合田ヒート
パイプ１の冷却ジャケット１７をバイロフトトンネル２
９内に膜室するので、設置場所がトンネル２２を堀削す
る装置と競合せず、凍結及び、堀削が能率的に行える。

さら１　地表３０よりヒートパイプ１を挿入する場合＃
戴　堀削すべきトンネル２２が浅い層に堀削される場合
へ　採用する凍結方法であり、この場合も、ヒートパイ
プ１の冷却ジャケット１７とトンネル２２を堀削する装
置の設置場所が競合しない。

〔実施例〕

第１図ないし第３図版　本発明で使用する装置の一実施
例と、本発明の一実施例の説明用の図である。

この実施例のヒートパイプ１１戴　　金属管で形成され
た密閉容器２を備えており、この密閉容器２の内周面に
は毛細管構造体３が張設しである。この密閉容器２の基
部の外周にＧＬ　　冷却ジャケット１７が着脱可能に装
着されており、この冷却ジャケット１７屯　　冷凍装置
１５で冷却された冷媒が膨張弁１６を経て注入されるよ
うに形成しである。そして、この冷却ジャケット１７が
装着された部分のヒートパイプ１１戴　　凝縮部８とな
る。

前記凝縮部８に続いて、ヒートパイプ１の密閉容器２と
毛細管構造体３間に１戴　断熱材４を介挿させた断熱部
９が設けてあり、この断熱部９に続く部分が蒸発部１０
となっており、このヒートパイプ１内には　窒素、メタ
ンその他の作動流体が封入されている。

そして、このヒートパイプｌ　ｉ４　　次に記載するよ
うに作用する。すなわち、冷凍装置１５で圧縮され冷却
された冷媒が、膨張弁１６を経て膨張して極低温となり
、冷却ジャケット１７内に流入する。

そうすると、この冷却ジャケット１７に接するヒートパ
イプ１内の作動流体が冷却し　凝縮してヒートパイプ１
の凝縮部８の毛細管構造体３に吸収される。

そして、凝縮部８の毛細管構造体３内の作動流体頃　毛
細管現象により、ヒートパイプ１内にある毛細管構造体
３内を移動限　ヒートパイプ１の蒸発部１０の毛細管構
造体３内に移る。

そして、蒸発部ｌＯの毛細管構造体３内の作動流体は、
ヒートパイプ１の蒸発部１０に接する地山等の熱を吸収
して蒸発し　ヒートパイプｌ内を移動Ｌ　ヒートパイプ
ｌの凝縮部８内に移り、冷却さＬ　凝縮して再び凝縮部
８の毛細管構造体３に吸収される。

そして、前記ヒートパイプ１の断熱材４（戴　密閉容器
２の外側に装着することも可能である。

この実施例のトンネル堀削方法頃　堀削されたトンネル
２２の端部から、堀削すべきトンネル２２の周囲部分２
４となる地山１　穿孔機で多数のヒートパイプ挿入孔を
穿孔上　この挿入孔にヒートパイプ１を挿入する力＼　
地山が軟らかい場合鷹　ヒートパイプ１を地山に打ち込
んで挿入する。

そして、このヒートパイプ１の凝縮部８の外周に檄　冷
却ジャケット１７が装着してあり、この凝縮部８代　冷
凍装置１５で冷却された冷媒力で、膨張弁１６を経て膨
張して極低温化した状態で冷却ジャケット１７内に流入
し　この流入した冷媒によって冷却されるものである。

そして、前記ヒートパイプ１内の凝縮部８で冷却され凝
縮した作動流体カー　毛細管現象により、蒸発部１０に
移動Ｌ−蒸発部１０で堀削すべきトンネル２２の周囲部
分２４となる地山の熱を吸収して、その地山を凍結する
。そして、蒸発部１０で熱を吸収して蒸発した作動流体
（戴　凝縮部８に移動し　再び冷却され凝縮する。

前記のようにして、凍結した周囲部分２４の内側を図示
してない堀削装置で堀削する。そして、堀削したトンネ
ル２２の内側には、図示してないセグメント等を装着す
る。

また、前記冷凍装置１５により温度の上昇した空気（戯
　図示してない換気装置で、　トンネル２２の外部に排
出するように形成しである。

第４図、第５図はパイロットトンネル２９を堀削してト
ンネル２２を堀削する方法の一実施例の説明用の図であ
り、以下さきに記載した説明と同様の部分頃　同一の符
号を用い説明を省略したこの実施例頃　堀削すべきトン
ネル２２の周囲部分２４となる地山の上部と両側部＆′
−Ｓ　３本のパイロットトンネル２９を堀削して設けた
ものである。そして、このパイロットトンネル２９から
堀削すべきトンネル２２の周囲部分２４の地山く　多数
のヒートパイプ挿入孔を、堀削すべきトンネル２２の周
方向となる方向に向けて穿孔し　この挿入孔にヒートパ
イプｌを挿入したものである。

そして、このと−ドパイブ１により、堀削すべきトンネ
ル２２の周囲部分２４の地山を凍結してトンネル２２を
堀削するものである。

第６図（飄　ヒートパイプ１を地表３０より挿入して地
山を凍結し　トンネル２２を堀削する方法の一実施例の
説明用の図である。

この実施例ＧＬ　　堀削すべきトンネル２２の周囲部分
２４となる地山く　地表３０よりヒートパイプ挿入孔を
穿孔上　この挿入孔にヒートパイプ１を挿入し　前記ヒ
ートパイプｌのうち、周囲部分２４に挿入される部分を
蒸発部１０と１−　蒸発部１０と凝縮部８との間を断熱
部９として、ヒートパイプ１の先端部に設けた蒸発部１
０で周囲部分２４の地山を凍結してトンネル２２を堀削
するものである。

そして、前記第６図に示す如く、堀削すべきトンネル２
２が地表３０から近距離にある場合檄　周囲部分２４の
上部を周囲部分２４と同様に凍結してもよ〔発明の効果
〕 本発明は、ヒートパイプ１よって堀削すべきトンネル２
２の周囲部分２４となる地山を冷却しているので、周囲
部分２４の地山を極低温に凍結することができる。

また、極低温に冷却するので、凍土形成期間が短縮でき
る。

そして、その結果工事費が低減になる。

さらは　ヒートパイプ１檄　冷凍装置１５と連通されて
いない独立したものに形成されているので、冷媒投入、
或哄　冷凍装置１５の運転の断続運転が可能であり、凍
土放置期間内のランニングコストが低減できる。

そして、ヒートパイプ１１戯　　運転中メンテナンスフ
リーであり、転用が可能であり、便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図代　本発明で使用するヒートパイプを用いた凍結
装置の一実施例の一部破砕し断面した側面艮　第２図代
　堀削すべきトンネルの周囲部分となる地山の凍結方法
の一実施例の説明用の側面よりみた断面は　第３図は、
第２図のｍ−ｍ線の断面Ａ　第４図はパイロットトンネ
ルを堀削してトンネルを堀削する方法の一実施例の説明
用の側面よりみた断面ぼ　第５図は第４図のＶ−Ｖ線の
断面風　第６図はヒートパイプを地表より挿入して地山
を凍結してトンネルを堀削する方法の一実施例の説明用
の側面よりみた断面図である。 １・・ヒートパイプ、　　８・・・凝縮肱１０・・・蒸
発部、１５・・冷凍装置、２２・・・トンネル、２４・
・堀削すべきトンネルの周囲部分、２９・・・パイロッ
トトンネル、３０　　地表特許出願人　　前田建設工業
株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）堀削すべきトンネルの周囲部分となる地山に、ヒ
   ートパイプを挿入し、このヒートパイプの凝縮部を、冷
   凍装置によって冷却された冷媒で冷却し、ヒートパイプ
   の蒸発部で堀削すべきトンネルの周囲部分となる地山を
   凍結してトンネルにを堀削するトンネル堀削方法。
2. （２）堀削すべきトンネルの周囲部分となる地山に複数
   本のパイロットトンネルを堀削し、このパイロットトン
   ネルから前記堀削すべきトンネルの周囲部分の地山に、
   ヒートパイプを堀削すべきトンネルの周方向となる方向
   に向けて挿入し、このヒートパイプの凝縮部を、冷凍装
   置によって冷却された冷媒で冷却し、ヒートパイプの蒸
   発部で、堀削すべきトンネルの周囲部分となる地山を凍
   結してトンネルを堀削するトンネル堀削方法。
3. （３）堀削すべきトンネルの周囲部分となる地山に、地
   表よりヒートパイプを挿入し、このヒートパイプの凝縮
   部を冷凍装置によって冷却された冷媒で冷却し、ヒート
   パイプの蒸発部で、堀削すべきトンネルの周囲部分とな
   る地山を凍結してトンネルを堀削するトンネル堀削方法
   。