特開 2023-72134 凍土厚の制御方法、凍土厚の制御システムおよび測温管

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023072134

(43)【公開日】2023-05-24

(54)【発明の名称】凍土厚の制御方法、凍土厚の制御システムおよび測温管

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/04 20060101AFI20230517BHJP

   E02D 3/115 20060101ALI20230517BHJP

   E02D 19/14 20060101ALI20230517BHJP

【ＦＩ】

E21D9/04 C

E02D3/115

E02D19/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021184481

(22)【出願日】2021-11-12

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】508067736

【氏名又は名称】マイクロ波化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】川野 健一

(72)【発明者】

【氏名】永谷 英基

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 一成

(72)【発明者】

【氏名】吉田 輝

(72)【発明者】

【氏名】石塚 章斤

(72)【発明者】

【氏名】木谷 径治

(72)【発明者】

【氏名】金城 隆平

【テーマコード（参考）】

2D043

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D043CA14

2D054AA03

2D054AA04

2D054AA05

2D054AA10

2D054FA04

2D054GA10

2D054GA49

2D054GA75

2D054GA84

2D054GA97

(57)【要約】

【課題】凍土の所定の範囲において過剰凍結を抑制できる凍土厚の制御方法、凍土厚の制御システムおよび測温管を提供する。
【解決手段】地盤１に設置される凍結管３と、凍結管３に凍結冷媒を循環させる凍結装置４と、電磁波発生装置５と、電磁波発生装置５から発生した電磁波を凍結管３から所定距離離間した地盤１に照射する複数のアンテナ６と、を具備する凍土厚制御システム２を地盤１に形成する。また、凍土８の厚さを測定するとともに電磁波を照射可能な測温管７を地盤１に設置する。測温管７は、管体１０の内部に、測温用の温度センサ１１と、電磁波を照射するためのアンテナ６が配置される。そして、電磁波発生装置５で発生させた電磁波を地盤１に照射して凍土８の目標形成面１５の近傍を加熱し、凍土８が目標形成面１５を超えて成長することを抑制する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に形成される凍土厚の制御方法であって、
凍土の目標形成面の近傍を加熱装置で加熱し、前記凍土が前記凍土の目標形成面を超えて成長することを抑制することを特徴とする凍土厚の制御方法。

【請求項2】

前記加熱装置が電磁波発生装置であり、前記凍土の目標形成面の近傍に電磁波を照射して前記凍土の目標形成面の所定の範囲を覆うように電磁波照射領域を形成し、前記電磁波照射領域の地盤の温度を上昇させることで、前記所定の範囲における前記凍土の成長を抑制することを特徴とする請求項１記載の凍土厚の制御方法。

【請求項3】

前記電磁波発生装置に接続された複数のアンテナを所定の間隔で地盤に挿入し、前記アンテナから、少なくとも前記凍土の目標形成面に略平行な方向に向けて、前記電磁波を照射することを特徴とする請求項２記載の凍土厚の制御方法。

【請求項4】

前記アンテナは、グランドプレーン式アンテナか、又は導波管方式アンテナであることを特徴とする請求項３記載の凍土厚の制御方法。

【請求項5】

前記凍土の厚さを測定する測温管を、前記凍土の目標形成面を貫通するような方向に配置し、前記アンテナを前記測温管の内部に配置して、前記測温管の途中で前記電磁波を前記測温管から照射することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の凍土厚の制御方法。

【請求項6】

前記凍土は、地中トンネルの外周に形成され、
前記地中トンネルの内部から、前記測温管を地盤に対して配置することを特徴とする請求項５記載の凍土厚の制御方法。

【請求項7】

前記凍土は、地中に形成される凍土壁であり、
地上から、前記アンテナを地盤に対して配置することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の凍土厚の制御方法。

【請求項8】

前記電磁波は、前記測温管で得られる温度情報に基づいて制御され、
前記温度情報により、前記凍土が、前記凍土の目標形成面を超えて成長していると判断されると、前記電磁波を所定の時間照射して、
所定の時間経過後、又は、前記温度情報により、前記凍土の目標形成面を超えた前記凍土が消失したと判断されると、前記電磁波を停止することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の凍土厚の制御方法。

【請求項9】

前記電磁波を、前記凍土の目標形成面近傍に連続して照射し続けることで、前記凍土が、前記凍土の目標形成面を超えて成長することを抑制することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の凍土厚の制御方法。

【請求項10】

地盤に形成される凍土厚の制御システムであって、
地盤に設置される凍結管と、
前記凍結管に凍結冷媒を循環させる凍結装置と、
電磁波発生装置と、
前記電磁波発生装置から発生した電磁波を、前記凍結管から所定距離離間した地盤に照射する複数のアンテナと、
を具備することを特徴とする凍土厚の制御システム。

【請求項11】

凍土厚を測定するとともに、電磁波を照射可能な測温管であって、
管体の内部に、測温用の温度センサと、電磁波を照射するためのアンテナが配置され、
前記管体の、前記アンテナの先端部近傍には、電磁波が照射される窓部が形成され、
前記窓部の先端側には、電磁波の反射部が配置され、
前記アンテナから照射される電磁波が、前記反射部に反射して、前記窓部から、前記管体の外部に照射されることを特徴とする測温管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、凍土厚の制御方法、凍土厚の制御システムおよび測温管に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、地盤の強度や止水性を保つために凍結工法により造成された凍土が用いられている。凍結工法では、地盤中に間隔をおいて配置した凍結管内に冷却液や液化炭酸ガスなどの凍結冷媒を循環させ、凍結管の周囲の地盤を凍結させることによって凍土が造成される。

【0003】

凍土の造成時や運用時には、凍結管周辺に埋設した測温管で地中温度を計測して凍土の形成状況が管理されている。例えば、地盤中に過剰凍結が生じると、過剰凍結による地盤隆起や、融解時の地盤沈下の恐れがある。このため、地盤の過剰凍結を抑制するために、測温管で計測した温度に基づいて凍結冷媒の流量や温度を切り替えたり、凍結管の間引き運転や間欠運転を行ったりする方法がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１０８７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記した方法は、いずれも単独の使用では過剰凍結の抑制効果が不十分であった。また、例えば間引き運転と温度切り替えとを組み合わせて使用する方法もあるが、凍土の所定の範囲において精度よく過剰凍結を抑制することは困難であった。

【0006】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、凍土の所定の範囲において過剰凍結を抑制できる凍土厚の制御方法、凍土厚の制御システムおよび測温管を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した目的を達成するために第１の発明は、地盤に形成される凍土厚の制御方法であって、凍土の目標形成面の近傍を加熱装置で加熱し、前記凍土が前記凍土の目標形成面を超えて成長することを抑制することを特徴とする凍土厚の制御方法である。

【0008】

第１の発明では、凍土の目標形成面の近傍を加熱装置で加熱することにより、凍土が目標形成面を超えて成長する過剰凍結を抑制できる。

【0009】

前記加熱装置が電磁波発生装置であり、前記凍土の目標形成面の近傍に電磁波を照射して前記凍土の目標形成面の所定の範囲を覆うように電磁波照射領域を形成し、前記電磁波照射領域の地盤の温度を上昇させることで、前記所定の範囲における前記凍土の成長を抑制することが望ましい。
凍土の目標形成面の所定の範囲に電磁波を照射して地盤の温度を上昇させることにより、電磁波照射領域における地盤の過剰凍結を防止できる。

【0010】

前記電磁波発生装置に接続された複数のアンテナを所定の間隔で地盤に挿入し、前記アンテナから、少なくとも前記凍土の目標形成面に略平行な方向に向けて、前記電磁波を照射することが望ましい。
アンテナを用いれば、電磁波のエネルギー減衰を最小限に抑えつつ地盤内に電磁波を伝播させて電磁波照射領域を形成することができる。

【0011】

前記アンテナは、例えばグランドプレーン式アンテナか、又は導波管方式アンテナである。
これらのアンテナを用いれば、電磁波の照射方向を高度に制御できる。

【0012】

前記凍土の厚さを測定する測温管を、前記凍土の目標形成面を貫通するような方向に配置し、前記アンテナを前記測温管の内部に配置して、前記測温管の途中で前記電磁波を前記測温管から照射してもよい。
測温管を用いることにより、アンテナの配置が容易になる。また凍土の厚さを測定しつつ電磁波を所望の方向に照射できる。

【0013】

前記凍土は、例えば、地中トンネルの外周に形成され、前記地中トンネルの内部から、前記測温管を地盤に対して配置する。前記凍土は、地中に形成される凍土壁であり、地上から、前記アンテナを地盤に対して配置してもよい。
これにより、地中トンネルの周囲の凍土や地中に形成される凍土壁の厚さを制御できる。

【0014】

前記電磁波は、前記測温管で得られる温度情報に基づいて制御され、前記温度情報により、前記凍土が、前記凍土の目標形成面を超えて成長していると判断されると、前記電磁波を所定の時間照射して、所定の時間経過後、又は、前記温度情報により、前記凍土の目標形成面を超えた前記凍土が消失したと判断されると、前記電磁波を停止することが望ましい。
これにより、地盤の過剰凍結を効率よく抑制することができる。

【0015】

前記電磁波を、前記凍土の目標形成面近傍に連続して照射し続けることで、前記凍土が、前記凍土の目標形成面を超えて成長することを抑制してもよい。
これにより、地盤の過剰凍結を容易に抑制することができる。

【0016】

第２の発明は、地盤に形成される凍土厚の制御システムであって、地盤に設置される凍結管と、前記凍結管に凍結冷媒を循環させる凍結装置と、電磁波発生装置と、前記電磁波発生装置から発生した電磁波を、前記凍結管から所定距離離間した地盤に照射する複数のアンテナと、を具備することを特徴とする凍土厚の制御システムである。

【0017】

第２の発明では、凍結管から所定距離離間した地盤にアンテナを用いて電磁波を照射することにより、地盤の過剰凍結を防止して凍土厚を制御できる。

【0018】

第３の発明は、凍土厚を測定するとともに、電磁波を照射可能な測温管であって、管体の内部に、測温用の温度センサと、電磁波を照射するためのアンテナが配置され、前記管体の、前記アンテナの先端部近傍には、電磁波が照射される窓部が形成され、前記窓部の先端側には、電磁波の反射部が配置され、前記アンテナから照射される電磁波が、前記反射部に反射して、前記窓部から、前記管体の外部に照射されることを特徴とする測温管である。

【0019】

第３の発明の測温管を用いれば、管体の内部に温度センサとアンテナが配置されるので、凍土厚を測定しつつ電磁波を所望の方向に照射することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、凍土の所定の範囲において過剰凍結を抑制できる凍土厚の制御方法、凍土厚の制御システムおよび測温管を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】トンネル９の拡幅部１７近傍を示す図。

【図2】トンネル９および凍土８の断面を示す図。

【図3】凍土厚制御システム２の概要を示す図。

【図4】測温管７の先端付近の断面を示す図。

【図5】測温管７の先端付近の断面を示す図。

【図6】凍土８の目標形成面１５に沿った断面を示す図。

【図7】凍土８の成長が抑制されていない状態を示す図。

【図8】凍土壁８ａに凍土厚制御システム２ａを適用した例を示す図。

【図9】凍土厚制御システム２ｂの概要を示す図。

【図10】凍土厚制御システム２ｃの概要を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0023】

［第１の実施形態］
図１はトンネル９の拡幅部１７近傍を示す図、図２は拡幅部１７を構築する前のトンネル９および凍土８の断面を示す図である。図３は凍土厚制御システム２の概要を示す図であり、図２に示す範囲Ａの拡大図である。

【0024】

図１に示すトンネル９の分岐部を構築するには、地盤１内にトンネル９を構築し、トンネル９の周囲の地盤１に凍土８を形成する。そして、凍土８によってトンネル９の周囲の地盤１を補強した状態でトンネル９内から凍土８を掘削して拡幅部１７を構築し、拡幅部１７から分岐トンネル１８を構築する。第１の実施形態では、拡幅部１７や分岐トンネル１８を構築する際にトンネル９の外周に形成される凍土８の厚さを制御するシステムおよび方法について説明する。

【0025】

図２、図３に示すように、凍土厚制御システム２は、凍結管３、凍結装置４、電磁波発生装置５、アンテナ６、測温管７等で構成される。凍結管３は地盤１に構築されたトンネル９の覆工体にトンネル９の周方向に間隔をおいて設置され、凍結装置４は凍結管３に連結される。トンネル９の周囲の凍土８は、凍結装置４を用いて凍結管３に凍結冷媒を循環させることによって形成される。測温管７は、トンネル９の内部から凍土８の目標形成面１５を貫通するような方向に複数本設置される。測温管７は、少なくとも凍土８の厚さの制御対象となるトンネル９の上半部側の所定の範囲１６の地盤１に向けて設置され、凍土８の厚さを測定する。

【0026】

アンテナ６は、測温管７内に配置され、電磁波発生装置５から発生した電磁波を凍結管３から所定距離離間した地盤１に照射する。電磁波発生装置５が発生させる電磁波は、例えば周波数が３００ＭＨｚ～３００ＧＨｚのマイクロ波である。マイクロ波は物質の分子を直接励起することで熱エネルギーを発生し、温度を上昇させることができる。地盤１に照射するマイクロ波の周波数は、水によるエネルギー吸収が大きい帯域のものが選択的に使用され、０．９～６ＧＨｚが特に望ましい。このような周波数のマイクロ波を、水を含む地盤１に照射することにより、地盤１が効率的に加熱される。すなわち、電磁波発生装置５は、地盤を加熱する加熱装置として機能する。

【0027】

図４、図５は測温管７の先端付近の断面を示す図であり、図４は図３に示す範囲Ｂの拡大図、図５は図３に示す矢印Ｃ－Ｃによる断面図である。図６は凍土８の目標形成面１５に沿った断面を示す図である。

【0028】

図４、図５に示すように、測温管７は二重管であり、鋼製の管体１０の内部に導波管方式のアンテナ６が配置され、管体１０とアンテナ６との間の空間に測温用の温度センサ１１が配置される。温度センサ１１は、管体１０の延伸方向に間隔をおいて複数個所に配置され、各箇所の温度情報を取得する。測温管７は、各温度センサ１１で取得した温度情報から地盤１の温度が０度となる位置（凍土８と未凍結の地盤１との境界位置）を把握することによって凍土８の厚さを測定する。なお、温度センサ１１として光ファイバセンサを用いて、管体１０の延伸方向の温度分布を取得してもよい。

【0029】

アンテナ６は電磁波を照射するためのものである。管体１０の、アンテナ６の先端部２１の近傍には窓部１２が形成される。窓部１２は、フッ素樹脂等の電磁波が減衰せずに透過する材質である。窓部１２の先端２２側には、電磁波の反射部１３が配置される。反射部１３は例えば円錐形状であり、アンテナ６から照射された電磁波は、図４の矢印に示すように反射部１３に反射して窓部１２から管体１０の外部に照射される。

【0030】

図４に示すように、測温管７は、地盤１内に、窓部１２が凍土８の目標形成面１５に位置するように配置される。反射部１３の反射面の角度は、アンテナ６からの電磁波が凍土８の目標形成面１５に略平行な方向に向けて照射されるように設定される。図５に示すように、窓部１２は管体１０の周方向に間隔をおいて形成される。複数の窓部１２から照射された電磁波は、測温管７を略中心とする電磁波照射領域１４を形成する。図６に示すように、複数の測温管７は、例えば凍土８の目標形成面１５を貫通する位置が千鳥状となるように配置される。これにより、電磁波照射領域１４を目標形成面１５に沿って隙間なく形成することができる。

【0031】

図２等に示す凍土厚制御システム２は、凍土８の形成時や運用中に、凍土８の厚さの制御対象となる所定の範囲１６において、測温管７内の温度センサ１１で取得した温度情報から凍土８の厚さを測定する。また、測温管７内のアンテナ６から窓部１２を介して凍土８の目標形成面１５に略平行な方向に向けて電磁波を連続して照射し続けて、凍土８の目標形成面１５の所定の範囲１６を覆うように電磁波照射領域１４を形成する。電磁波照射領域１４では、地盤１の温度が上昇し、凍土８が目標形成面１５を超えて成長することが抑制される。

【0032】

このように、第１の実施形態によれば、凍土８の目標形成面１５の所定の範囲１６を覆うように電磁波照射領域１４を形成して地盤１の温度を上昇させることにより、地盤１の過剰凍結を防止できる。また、アンテナ６を用いることにより、電磁波の照射方向を高度に制御し、エネルギー減衰を最小限に抑えつつ電磁波を地盤１内に伝播させて電磁波照射領域１４を形成することができるので、地盤１の任意の範囲で０度の境界領域（凍土８と未凍結の地盤１との境界領域）を維持して凍土８の厚さを精緻に制御できる。この際、間欠運転、間引き運転、温度切り替え等による制御と異なり、凍土形成のため凍結能力を低下させることなく、凍土形成能力は十分に維持することができる。

【0033】

第１の実施形態では、アンテナ６を測温管７の内部に配置することにより、アンテナ６を地盤１に容易に設置することができる。また、凍土８の厚さを測温管７で計測しつつ測温管７から地盤１に電磁波を照射できる。第１の実施形態では、凍土８の形成時や運用中に電磁波を連続して照射し続けることにより、地盤１の過剰凍結を容易に且つ確実に抑制することができる。

【0034】

なお、アンテナ６は導波管方式でなくてもよく、同軸ケーブルやグランドプレーン式等の他の方式のアンテナを測温管７の管体１０内に配置してもよい。また、一重管の管体１０を導波管として測温管兼アンテナとして用いてもよい。

【0035】

第１の実施形態では、凍土８の厚さを制御する範囲１６をトンネル９の上半部側のみとしたが、範囲はこれに限らず、現場の周辺環境や地盤１の性質などの各種条件に応じて設定される。

【0036】

以下、本発明の別の例について、第２～第５の実施形態として説明する。各実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第１の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせることができる。

【0037】

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態と同様の凍土厚制御システム２を用いるが、電磁波の制御方法が異なる。図７は図３の範囲Ｂにおいて凍土８の成長が抑制されていない状態を示す図である。

【0038】

第２の実施形態では、アンテナ６から電磁波を照射せずに凍土８を形成しつつ、測温管７内の温度センサ１１で取得した温度情報から凍土８の厚さを測定する。そして、温度情報により、図７に示すように凍土８が目標形成面１５を超えて成長していると判断されると、測温管７内のアンテナ６から電磁波を照射し、凍土８の目標形成面１５の所定の範囲を覆うように電磁波照射領域１４（図４）を形成して電磁波照射領域１４の地盤１の温度を上昇させる。その後、温度センサ１１で取得した温度情報により、図４に示すように目標形成面１５を超えた凍土８が消失したと判断されると、アンテナ６からの電磁波の照射を停止する。凍土８の運用時にも同様の方法で目標形成面１５を超える凍土８の成長を抑制する。

【0039】

このように、第２の実施形態では、測温管７で得られる温度情報に基づいてアンテナ６からの電磁波の照射を開始したり停止したりすることにより、地盤１の過剰凍結を効率よく抑制することができる。

【0040】

なお、第２の実施形態では温度センサ１１で取得した温度情報に基づいてアンテナ６からの電磁波の照射を停止したが、電磁波の照射を開始してからの経過時間に基づいて電磁波の照射を停止してもよい。

【0041】

［第３の実施形態］
図８は、凍土壁８ａに凍土厚制御システム２ａを適用した例を示す図である。図８（ａ）は凍土壁８ａの鉛直断面の斜視図を、図８（ｂ）は凍土厚制御システム２ａの概要を示す図である。第３の実施形態は、凍土壁８ａの凍土厚を制御する点で第１の実施形態と主に異なる。

【0042】

図８に示すように、凍土厚制御システム２ａは、凍結管３ａ、凍結装置４、電磁波発生装置５、アンテナ６ａ等で構成される。凍結管３ａは、水平方向に間隔をおいて地盤１内に略鉛直方向に設置される。凍土壁８ａは、凍結管３ａに凍結装置４を用いて凍結冷媒を循環させることによって地盤１内に壁状に形成される。アンテナ６ａは例えば同軸ケーブルであり、地表から地盤１に対して複数本が配置される。アンテナ６ａは、凍土壁８ａの厚さの制御対象となる片面の所定の範囲１６ａの地盤１に向けて設置され、アンテナ６ａを略中心とする電磁波照射領域を形成する。

【0043】

凍土厚制御システム２ａは、凍土壁８ａの形成時や運用中に、凍土壁８ａの厚さの制御対象となる目標形成面１５の所定の範囲１６ａにおいて、アンテナ６ａから凍土壁８ａの目標形成面１５に略平行な方向に向けて電磁波を照射して、所定の範囲１６ａを覆うように電磁波照射領域１４を形成する。電磁波照射領域１４では、地盤１の温度が上昇し、凍土壁８ａが目標形成面１５を超えて成長することが抑制される。電磁波は、第１の実施形態と同様に連続して照射し続けてもよいし、図示しない測温管を設置して第２の実施形態と同様に温度情報に基づいて制御してもよい。

【0044】

このように、第３の実施形態においても、凍土壁８ａの目標形成面１５の所定の範囲１６ａを覆うように電磁波照射領域１４を形成して地盤１の温度を上昇させることにより、地盤１の過剰凍結を防止できる。また、アンテナ６ａを用いることにより、電磁波の照射方向を高度に制御し、エネルギー減衰を最小限に抑えつつ電磁波を地盤１内に伝播させて電磁波照射領域１４を形成することができる。

【0045】

なお、図８では複数のアンテナ６ａを地盤１中に曲げて配置したが、複数のアンテナを凍土壁８ａの目標形成面１５に沿って略垂直に配置してもよい。この場合、アンテナから凍土壁８ａの目標形成面１５に略平行な２方向（紙面の手前方向および奥方向）に向けて電磁波を照射し、凍土壁８ａの目標形成面１５の所定の範囲１６ａを覆うように電磁波照射領域１４を形成する。

【0046】

［第４の実施形態］
図９は、凍土厚制御システム２ｂの概要を示す図である。図９は、第１の実施形態における図３に示す断面に対応する。第４の実施形態は、アンテナを地盤１に設置しない凍土厚制御システム２ｂを用いて凍土厚を制御する点で第１の実施形態と主に異なる。

【0047】

図９に示すように、凍土厚制御システム２ｂは、凍結管３、凍結装置４、電磁波発生装置５、窓部１２ａ等で構成される。窓部１２ａは、フッ素樹脂等の電磁波が減衰せずに透過する材質であり、トンネル９の覆工体に形成される。窓部１２ａは、電磁波発生装置５から発生させた電磁波を地盤１に照射する。

【0048】

凍土厚制御システム２ｂでは、凍土８の形成時や運用中に、電磁波発生装置５から発生させた電磁波を窓部１２ａから地盤１の凍土８の目標形成面１５に向けて照射する。このとき、少なくとも２つの窓部１２ａから照射された電磁波が干渉により強め合う位置が凍土８の目標形成面１５の近傍となるように電磁波の位相を制御することにより、電磁波が強め合う電磁波照射領域１４ａを凍土８の目標形成面１５の所定の範囲を覆うように形成する。電磁波照射領域１４ａでは、地盤１の温度が上昇し、凍土８が目標形成面１５を超えて成長することが抑制される。電磁波は、第１の実施形態と同様に連続して照射し続けてもよいし、図示しない測温管を設置して第２の実施形態と同様に温度情報に基づいて制御してもよい。

【0049】

このように、第４の実施形態では、凍土８の目標形成面１５の所定の範囲を覆うように電磁波照射領域１４ａを形成して地盤１の温度を上昇させることにより、地盤１の過剰凍結を防止できる。

【0050】

［第５の実施形態］
図１０は、凍土厚制御システム２ｃの概要を示す図である。図１０は、第１の実施形態における図２に示す断面に対応する。第５の実施形態は、電磁波発生装置を有さない凍土厚制御システム２ｃを用いて凍土厚を制御する点で第１の実施形態と主に異なる。

【0051】

図１０に示すように、凍土厚制御システム２ｃは、凍結管３、凍結装置４、管体１９、加熱装置２０等で構成される。管体１９は凍土８の目標形成面１５を貫通するような方向に配置され、測温管を兼ねてもよい。加熱装置２０は例えばヒータであり、管体１９の先端付近に配置される。

【0052】

凍土厚制御システム２ｃでは、凍土８の形成時や運用中に、加熱装置２０で管体１９の凍土８の目標形成面１５近傍に位置する部分を加熱して、目標形成面１５近傍の地盤１の温度を上昇させることで凍土８の成長を抑制する。

【0053】

このように、第５の実施形態では、凍土８の目標形成面１５近傍を加熱装置２０で加熱することにより、地盤１の過剰凍結を防止できる。

【0054】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又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。

【符号の説明】

【0055】

１………地盤
２、２ａ、２ｂ、２ｃ………凍土厚制御システム
３、３ａ………凍結管
４………凍結装置
５………電磁波発生装置
６、６ａ………アンテナ
７………測温管
８………凍土
８ａ………凍土壁
９………トンネル
１０………管体
１１………温度センサ
１２、１２ａ………窓部
１３………反射部
１４、１４ａ………電磁波照射領域
１５………目標形成面
１６、１６ａ………範囲
１７………拡幅部
１８………分岐トンネル
１９………管体
２０………加熱装置
２１………先端部
２２………先端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】