特開 2024-54685 地盤凍結装置

(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】P2024054685

(43)【公開日】2024-04-17

(54)【発明の名称】地盤凍結装置

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20240410BHJP

   E02D 3/115 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

E21D9/06 301R

E02D3/115

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022161088

(22)【出願日】2022-10-05

(71)【出願人】

【識別番号】390002233

【氏名又は名称】ケミカルグラウト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】有泉 毅

【テーマコード（参考）】

2D043

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D043CA14

2D054FA04

(57)【要約】

【課題】地盤凍結装置の冷却能力を高める。
【解決手段】
地盤に接するスキンプレート１３（構造体）を介して地盤を凍結させる地盤凍結装置１は、
扁平形状を有し、一方面側が上記スキンプレート１３における第１の領域に接触または近接して設けられる冷媒配管２と、冷媒配管の他方面側、およびスキンプレート１３における第２の領域に接触または近接して設けられる熱伝導部材３１とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に接する構造体を介して地盤を凍結させる地盤凍結装置であって、
扁平形状を有し、一方面側が上記構造体における第１の領域に接触または近接して設けられる冷媒配管と、
上記冷媒配管の他方面側、および上記構造体における第２の領域に接触または近接して設けられる熱伝導部材と、
を備えたことを特徴とする地盤凍結装置。

【請求項2】

請求項１の地盤凍結装置であって、
上記熱伝導部材は、銅、アルミニウム、ジュラルミン、タングステン、鋼、金、または銀、および／またはこれらの合金から成ることを特徴とする地盤凍結装置。

【請求項3】

請求項１の地盤凍結装置であって、
上記冷媒配管は帯状に形成され、
上記構造体における第２の領域は、上記第１の領域に対して冷媒配管の幅方向側に配置されていることを特徴とする地盤凍結装置。

【請求項4】

請求項１の地盤凍結装置であって、
上記構造体には内面側に突起する板状部材が立設され、
上記熱伝導部材は、さらに、上記板状部材に接触または近接して設けられることを特徴とする地盤凍結装置。

【請求項5】

請求項１の地盤凍結装置であって、
上記冷媒配管、および／または熱伝導部材と上記構造体との間に間詰め材が設けられていることを特徴とする地盤凍結装置。

【請求項6】

請求項１の地盤凍結装置であって、
上記冷媒配管は、複数の微小冷媒流路が形成されたマイクロチャネル構造を有し、
上記微小冷媒流路を流通する冷媒は液化二酸化炭素であることを特徴とする地盤凍結装置。

【請求項7】

請求項１の地盤凍結装置であって、
上記構造体は、トンネルを掘削するシールド機の鋼殻、隔壁、鋼製セグメント、および／または一部鋼製部材を用いたセグメントであることを特徴とする地盤凍結装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地中に構築される筒状のトンネルの周辺地盤などの地盤を凍結させる地盤凍結装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地中に地下構造物を構築する際には、例えばシールド工法が用いられる。シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、シールド掘進機の後部で次々にセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで筒状のトンネル構造物（覆工体）を構築する。この工法では、シールド掘進機は、その後方の既設セグメントリングを推進ジャッキで後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。

【0003】

シールド工法を用いる場合、地中にトンネルを構築した後に、トンネルの内外に凍結管を設けて、凍結管内に冷媒を流通させることにより、トンネルの周辺地盤の凍結を行う地盤凍結技術が知られている。このうち、トンネル内面側に凍結管を設け、トンネル構造体を介して、その外側の地盤を凍結させる貼付凍結管が用いられる。貼付凍結管の技術としては、トンネルの周辺地盤の凍結を行うためのトンネル内での作業を軽減することを目的として、貼付凍結管（第１冷媒流通管）を有するセグメントを組み立てて筒状のトンネルを構築する工程と、トンネルにて隣り合うセグメント同士の各々の貼付凍結管同士を連通配管（第２冷媒流通管）を介して連結する工程と、貼付凍結管内及び連通配管内に冷媒を流通させて、トンネルの周辺地盤を凍結させる工程とを含む貼付凍結管を用いた技術も知られている（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２０１８－１５０６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような貼付凍結管を用いた地盤凍結システムにおいて冷却能力を高めるためには、例えば貼付凍結管の数を増やすことが考えられるが、その設置や凍結管の配管接続に要する工数が増大することになる。また、トンネル内面にはリブや補剛材などの突起があり、貼付凍結管を密に配置する平滑な面は限定され、単純に貼付凍結管の数を増加させることは出来ない。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、地盤凍結装置の冷却能力を容易に高められるようにすることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、
本発明は、
地盤に接する構造体を介して地盤を凍結させる地盤凍結装置であって、
扁平形状を有し、一方面側が上記構造体における第１の領域に接触または近接して設けられる冷媒配管と、
上記冷媒配管の他方面側、および上記構造体における第２の領域に接触または近接して設けられる熱伝導部材と、
を備えたことを特徴とする。

【0008】

これにより、地盤に接する構造体における、より広い領域から冷却が行われるので、地盤の冷却速度を速くすることができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、地盤凍結装置の冷却能力を容易に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】地盤凍結装置がシールド機の地中接合に用いられる例を示す説明図

【図2】地盤凍結装置の概略構成を示す説明図

【図3】冷媒配管を有するセグメントの構成を示す斜視図

【図4】冷媒配管の構成を示す斜視図

【図5】冷媒流通部材の概略構成を示す斜視図

【図6】熱伝導部材の構成を示す横断面図

【図7】地盤凍結装置の冷却能力の例を示すグラフ

【図8】変形例の熱伝導部材の構成を示す横断面図

【図9】変形例の地盤凍結装置の冷却能力の例を示すグラフ

【図10】他の変形例の熱伝導部材の構成を示す横断面図

【図11】冷媒配管の設置数が間引かれる例を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0012】

（地盤凍結装置１がシールド機の地中接合に用いられる例）
地盤凍結装置１は、例えば、図１に示すように、シールド工法によるトンネルの地中接合に利用される。すなわち、シールド工法によって地中に筒状のトンネル（覆工体）を構築する際には、例えば複数のセグメント１１がトンネル周方向やトンネル軸方向に連結されてトンネルが構築される。図１に示すトンネルの地中接合の例では、対向するシールド機４０１の隔壁（バルクヘッド）、面板などを取り除き、両トンネルを貫通させるため、両シールド機４０１周辺地盤に凍土を形成する。この場合、地盤凍結装置１を構成する貼付凍結管である、後に詳述する冷媒配管２は、構造体となるシールド機鋼殻４０１ａ、および／または鋼製セグメントであるセグメント１１のスキンプレート１３の内面にトンネル周方向に複数設置され、鋼殻の外面側の地盤を凍結させ、シールド機バルクヘッド後方のシールド機鋼殻４０１ａ部分からシールド機４０１の周囲に円錐状に張り出させた放射凍結管１０１による掘削先端部の凍土Ｇの定着部に凍土Ｇ’を形成する。

【0013】

（地盤凍結装置１の機能的構成）
図２に示すように、地盤凍結装置１は、熱伝導部材３１、冷媒配管２、冷媒循環ポンプ、及び、冷却装置５を有している。

【0014】

冷媒配管２は、シールド機鋼殻４０１ａ、またはセグメント１１のスキンプレート１３に直接的に接触または近接するとともに、熱伝導部材３１を介してシールド機鋼殻４０１ａ、またはセグメント１１のスキンプレート１３に間接的に接触または近接し、複数の例えば銅パイプまたはステンレスから成るフレキシブルホースなどの連結配管で連結されている。

【0015】

冷却装置５は、液化器６、凝縮器７、及び、冷却塔８を有している。

【0016】

冷却装置５では凝縮器７と冷却塔８との間で水が循環している。冷却装置５では液化器６と凝縮器７との間で一次冷媒（例えばアンモニア（液化アンモニア））が循環している。

【0017】

本実施形態において、冷却装置５の液化器６から冷媒循環ポンプ、複数の冷媒配管２及び連結配管を経て液化器６に戻る冷媒循環経路内では二次冷媒が循環している。本実施形態ではこの二次冷媒が二酸化炭素（液化二酸化炭素）であるとして以下説明するが、二次冷媒は二酸化炭素に限らない。

【0018】

本実施形態において、二次冷媒である二酸化炭素が流通する前述の冷媒循環経路は、冷媒配管２が連結配管により連結されて成る冷媒流通管群を複数含んでおり、冷媒循環ポンプの吐出側からこれら冷媒流通管群に分岐した後、合流して液化器６に戻るように構成されている。すなわち、図２では冷媒流通管群は図１のシールド機鋼殻貼付部の冷媒流通管群と鋼製セグメント貼付部の冷媒流通管群とで構成されている。ここで、図２には、８本の冷媒配管２を有する冷媒流通管群が４つ図示されているが、この冷媒流通管群の数、及び、冷媒流通管群を構成する冷媒配管２の本数は図２に図示されたものに限らない。

【0019】

また、後述するように貼付凍結管においては、冷媒配管２が接触するシールド機鋼殻４０１ａやセグメント１１のスキンプレート１３などの構造体の第１の領域、および熱伝導部材３１が接触する構造体の第２の領域には、それぞれ設置時に金属面と金属面との不陸を無くし熱伝導を助長させる間詰め材３２が一般に必要となるが、ここでは図示を省略している。

【0020】

併せて、冷媒配管２，熱伝導部材３１および連結配管のトンネル内への露出された面は、そのままでは冷熱が空気中に放散されてしまい熱効率が悪くなるため、一般に露出面をグラスウール、ロックウールなどの材料の断熱材を覆う必要があるが、ここでは図示を省略している。

【0021】

（セグメント１１）
図３に示すように、本実施形態では、セグメント１１は、湾曲した矩形状の鋼製の枠体１２と、この枠体１２の地山側（トンネルの周辺地盤に隣接する側）を塞ぐように配置される鋼製のスキンプレート１３と、１つ、または複数（図３では１つ）の縦リブ１４と、を備える鋼製セグメントである。尚、セグメント１１を構成する縦リブ１４の個数はこれに限らない。また、以下の説明において、スキンプレート１３のうち、トンネルの外面（地山側表面）に対応する表面を「外面１３ａ」とする一方、トンネルの内面（内壁面）に対応する表面を「内面１３ｂ」とする。

【0022】

枠体１２は、一対の主桁１５，１５と、一対の継手板１６，１６により構成される。主桁１５，１５は、それぞれ、弧状の鋼材であり、トンネル軸方向に互いに離間して平行に配置されている。継手板１６，１６は、トンネル周方向に互いに離間して配置されており、主桁１５，１５の端部同士を連結している。

【0023】

継手板１６，１６間にて主桁１５，１５同士を接続する縦リブ１４は鋼製であり、複数設けられる場合はトンネル周方向に互いに間隔を空けて並列配置されて、トンネル軸方向に延びている。

【0024】

複数（例えば８つ）のセグメント１１は、隣接するセグメント１１の継手板１６，１６同士が連結されて、環状のセグメントリングを構成する。また、隣接するセグメントリングの主桁１５，１５同士が連結されることにより、トンネル軸方向に延びるトンネル構造体（覆工体）が構築される。

【0025】

このセグメント１１が構造体として、図１に示すトンネル地中接続の例の鋼製セグメント部貼付凍結管が配置されて、セグメント１１背面の地盤に凍土を形成する例について説明する。

【0026】

スキンプレート１３の内面１３ｂには、複数（図３では２本）の冷媒配管２が貼り付けられている。より詳しくは、冷媒配管２は、スキンプレート１３の内面１３ｂ（第１の領域）に、間詰め材３２などを介して接触または近接するように設けられ、熱抵抗が小さくされている。尚、スキンプレート１３の内面１３ｂに貼り付けられる冷媒配管２の本数はこれに限らない。特に限定はされないが、通常、冷媒配管２および熱伝導部材３１をセグメント１１のスキンプレート１３の内面１３ｂに貼り付ける作業は、シールドトンネル内で行われてもよいが、セグメント１１を製造する地上の工場または地上のセグメントストックヤードで行われることはより好ましい。この場合、冷媒配管２ならびに熱伝導部材３１が設置されたセグメントをトンネルで組み立てた後、図示されていない連結配管で複数の冷媒配管２同士をつなぎあわせ図２の地盤凍結装置１を構成する。

【0027】

冷媒配管２におけるスキンプレート１３と反対側（図３では上面側）には、熱伝導部材３１が接触または近接するように設けられている。この熱伝導部材３１は、冷媒配管２の両側（片側でもよい）でスキンプレート１３の内面１３ｂ（第２の領域）に、間詰め材３２などを介して接触または近接するように設けられている。これによって、冷媒配管２の両面側（地山側と反地山側）とスキンプレート１３との間で熱の移動が行われるようになっている。すなわち、従来の貼付凍結管では、扁平管である冷媒配管２の地山側のみが、冷熱境界として作用していたが、熱伝導部材３１を冷媒配管２の反地山側に接着させることで、冷媒配管２の両面を冷熱境界として利用できることになる。

【0028】

前記のように図２に示す地盤凍結装置１では、冷媒配管２内及び連結配管内を流通する二次冷媒である液化二酸化炭素が、冷媒配管２の地山側と熱伝導部材３１が接触する構造体であるセグメント１１のスキンプレート１３の第１の領域および第２の領域を介してトンネルの周辺地盤と熱交換を行ない、液化二酸化炭素の顕熱及び潜熱により当該周辺地盤を凍結させる。当該周辺地盤と熱交換を行なって一部が気化した液化二酸化炭素は、冷却装置５の液化器６で一次冷媒と熱交換を行ない、低温の液化二酸化炭素になり、再び冷媒循環ポンプを介して冷媒配管２内及び連結配管内に供給されて、循環する。

【0029】

冷却装置５の一次冷媒は、冷却装置５の液化器６にて二次冷媒である二酸化炭素から熱が供給されて蒸発・気化した後、凝縮器７で水と熱交換して降温し、液化する。そして凝縮器７で一次冷媒から熱が供給されて昇温した水は、冷却塔８で冷却される。

【0030】

ここで、地盤に接する構造体は、前記のようにトンネル工事例で示したシールド機鋼殻や鋼製セグメントが代表されるが、シールド機構成部材の隔壁（バルクヘッド）、面板にも用いられ、セグメントは鋳鉄製セグメントや一部構成部材を用いた合成セグメントにも用いられる。

【0031】

（冷媒配管２）
次に、冷媒配管２の構成について図４及び図５を用いて説明する。

【0032】

図４は、本実施形態における冷媒配管２を示す斜視図である。図５は、本実施形態における冷媒流通部材２０の斜視図である。

【0033】

図４に示すように、冷媒配管２は、冷媒流通部材２０と、一対のソケット２１ａ，２１ｂと、ソケット２１ａ，２１ｂの各々に設けられた管状部材２２ａ，２２ｂとにより構成されている。

【0034】

冷媒流通部材２０は、図５に示すように、複数（図５では１１個）の微小冷媒流路２４を有する扁平な部材であり、金属製（例えばアルミニウム製）である。すなわち、冷媒流通部材２０は、複数の微小冷媒流路２４が設けられたマイクロチャンネル構造を有している。尚、本実施形態では、微小冷媒流路２４の断面形状を矩形状としているが、断面形状は矩形状に限らず、例えば円形状又は楕円形状であってもよい。また、冷媒流通部材２０を構成する微小冷媒流路２４の個数は１１個に限らない。

【0035】

本実施形態では、冷媒流通部材２０の微小冷媒流路２４を流通する二次冷媒として液化二酸化炭素を用いている。ここで、液化二酸化炭素は、塩化カルシウム水溶液や塩化ナトリウム水溶液などのブラインよりも粘性が非常に低い。ゆえに、液化二酸化炭素が冷媒流通部材２０の微小冷媒流路２４を流通する際の抵抗がブラインと比較すると極めて小さい。それゆえ、冷媒流通部材２０の微小冷媒流路２４の流路断面積を、ブラインを用いる場合に比べて格段に小さくすることができるので、図５に示すような、２つの矩形状の表面（平面）２０ａ，２０ｂを有する扁平な部材で冷媒流通部材２０を形成することができる。例えば、冷媒流通部材２０の幅を約５０ｍｍとし、冷媒流通部材２０の厚さｔを約５ｍｍとすることができる。また、冷媒流通部材２０は可撓性を有し得る。換言すれば、冷媒流通部材２０は容易に変形可能である。

【0036】

図４に示すように、ソケット２１ａ，２１ｂは各々が直方体状の箱形であり、直方体状の内部空間を有しており、金属製（例えばアルミニウム製）である。冷媒流通部材２０の一端側はソケット２１ａに連結されており、冷媒流通部材２０の微小冷媒流路２４とソケット２１ａの内部空間とは互いに連通している。冷媒流通部材２０の他端側はソケット２１ｂに連結されており、冷媒流通部材２０の微小冷媒流路２４とソケット２１ｂの内部空間とは互いに連通している。

【0037】

管状部材２２ａは、その基端部がソケット２１ａに連結されており、先端部に、連結配管との接続口２３ａが設けられている。管状部材２２ａの内部空間はソケット２１ａの内部空間と連通している。管状部材２２ａは、その基端部よりもトンネル径方向内側に先端部が位置するように、トンネル径方向に沿って延びている。

【0038】

管状部材２２ｂは、その基端部がソケット２１ｂに連結されており、先端部に、連結配管との接続口２３ｂが設けられている。管状部材２２ｂの内部空間はソケット２１ｂの内部空間と連通している。管状部材２２ｂは、その基端部よりもトンネル径方向内側に先端部が位置するように、トンネル径方向に沿って延びている。

【0039】

上記冷媒配管２内に二次冷媒である液化二酸化炭素を流通させることにより、トンネルの周辺地盤を凍結させることができるようになる。通常、二次冷媒温度約―４５℃、二次冷媒圧力約０．８ＭＰａ程度で循環している。

【0040】

（熱伝導部材３１）
冷媒配管２における、構造体であるスキンプレート１３が接する面と反対側の面には、図６に示すように、例えば銅から成る熱伝導部材３１が接触または近接するように設けられている。ここで、図６は、便宜上、スキンプレート１３の円筒面が平面に（円弧が直線になるように）展開されて描かれている。上記熱伝導部材３１は、冷媒配管２との接触または近接部分から、冷媒配管２の冷媒流と直交方向（冷媒配管２の幅方向）両側に拡がり、スキンプレート１３における上記冷媒配管２が貼り付けられている第１の領域とは異なる第２の領域に間詰め材３２を介するなどして接触または近接するように貼り付けられている。
上記熱伝導部材３１は、例えば銅から成るが、これに限らず、アルミニウム、ジュラルミン、タングステン、鋼、金、銀、および／またはこれらの合金など熱伝導に優れた材料が用いられてもよい。

【0041】

上記のように熱伝導部材３１が設けられる場合には、冷媒配管２の両面側からの熱の移動によって、スキンプレート１３における、より広い領域から冷却が行われるので、例えば図７に示すように、熱伝導部材３１が設けられない場合に比べて、冷却速度が速くなり、地盤が凍結して所定の温度まで下がるのに要する日数を短縮できることになる。また、一定期間経過後（例えば、２８日経過後）の凍土の温度を比較すると、熱伝導部材３１を設けることで温度も下げることができる。

【0042】

ここで、図７は熱伝導部材３１を設けない場合は、冷媒配管２を８００ｍｍピッチに設置し、熱伝導部材３１を設ける場合、幅約６１０ｍｍの銅製熱伝導部材を追加配置した条件で、冷媒配管２の熱境界を―４５℃で保持して地盤凍結を行う２次元非定常熱伝導解析を行ったものである。また、冷媒配管２の配置ピッチの中間点でスキンプレート１３下面から２００ｍｍ位置の地盤温度の時間経過を比較したものである。なお、ここでは冷媒配管２，熱伝導部材３１、スキンプレート１３の熱放散は考慮していない。

【0043】

熱伝導部材３１を設けない場合は、冷媒配管２の配置ピッチの中間点が、冷媒配管２の冷熱が伝わりにくい場所となるが、これに熱伝導部材３１を設置することで、第２の領域からも冷熱が地盤に伝わることにより、前記の効果が現れている。

【0044】

また、この解析結果から、熱伝導部材３１を設けない場合は、冷媒配管２の直下が冷熱が伝わりやすいので、凍結地盤の横断面での等温線は波型になるが、熱伝導部材３１を設ける場合は、第２の領域からも冷熱が伝わることにより、その等温線は平板型になり、温度が均等な凍土が形成される効果が確認されている。

【0045】

（熱伝導部材３１の変形例）
熱伝導部材３１は、図８に示すように、冷媒配管２との接触または近接部分から、両側のスキンプレート１３に立設された板状部材である縦リブ１４（および／または継手板１６）の位置まで延び、スキンプレート１３に加えて縦リブ１４（および／または継手板１６）にも、間詰め材３２を介するなどして接触または近接するようにされてもよい。この場合には、さらに縦リブ１４（および／または継手板１６）を介した熱の移動によっても冷却が行われるので、例えば図９に示すように、前述の図７と同様に熱伝導部材３１を設置した場合は、熱伝導部材３１を設置しない場合に比べ、冷却速度が速くなり、地盤が凍結して所定の温度まで下がるのに要する日数をより短縮できることになる。

【0046】

ここで、図９は、図７における２次元非定常熱伝導解析と同様の解析を行い、縦リブ１４の設置ピッチを８００ｍｍとした場合で、冷媒配管２は縦リブ１４間中央に配置されている。

【0047】

地盤温度は、縦リブ１４の直下でスキンプレート１３下面から２００ｍｍ位置における時間経過を比較している。

【0048】

通常、縦リブ１４や継手板１６そのものや近傍に貼付凍結管を貼付けることは作業性などの問題で行われておらず、縦リブ１４や継手板１６の直下は凍結地盤温度を下げにくい箇所であるが、上記のように熱伝導部材３１を設置することで、縦リブ１４や継手板１６が第２の領域となることにより、地盤温度を下げることができ、冷却速度も速くすることが可能となる。

【0049】

また、ここで熱伝導部材３１がスキンプレート１３に加えて接触または近接するのは、スキンプレート１３でトンネル内面側に現出する突起状の板状部材であればよく、縦リブ１４や継手板１６に限定されるものではない。例えば、シールド機鋼殻４０１ａの補剛リブ材など構造体の一部を成し、トンネル内空側に立面する部材が該当する。

【0050】

なお、熱伝導部材３１は、縦リブ１４等をまたいでスキンプレート１３等の構造体に接触または近接するようにされてもよい。

【0051】

（熱伝導部材３１の他の変形例）
熱伝導部材３１は、冷媒配管２との接触または近接部分から、両側の縦リブ１４の位置まで延びるのに限らず、例えば図１０に示すように縦リブ１４がオーバーハング部１４ａを有する場合などには、そのようなオーバーハング部１４ａがない縦リブ１４側にだけ延びるようにしてもよい。また、そのようなオーバーハング部１４ａを有する縦リブ１４側ではスキンプレート１３だけに接触または近接するようにしてもよい。これによって、熱伝導部材３１を設置する際の作業性が低下するのを回避することができる。

【0052】

（その他の事項）
上記の例では、地盤凍結装置１がシールドトンネル工事に用いられる例を示したが、これに限らず、例えばパイプルーフのパイプ内面に上記のような冷媒配管２、および熱伝導部材３１を設けてパイプルーフ周辺の地盤を凍結する場合に用いてもよいし、シートパイル土留めの内面に設け土留め背面の地盤を凍結する場合に用いるなどしてもよい。

【0053】

上記のように、熱伝導部材３１が設けられることによって、冷媒配管２が設けられている領域の間の領域でも、より温度を低下させることができるので、例えば平板的な凍土を形成して弱部をなくすことなども容易にできる。

【0054】

また、さらに縦リブ１４や継手板１６も熱流に寄与させることによって、一層、温度を低下させることなども容易にできる。すなわち、通常、冷媒配管２を直接設けることが困難な縦リブ１４や継手板１６付近の背面（例えば特に漏水しやすい継手部背面など）に凍土を形成することが容易にできる。

【0055】

一方、例えば図１１（ａ）に示すように所定のピッチで冷媒配管２が設けられるのと同等の凍土形成能力を得るために必要な冷媒配管２の設置数は、図１１（ｂ）に示すように、熱伝導部材３１を用いることによって間引くことができるので、材料費や設置工数などを削減してコストダウンを図ることも容易にできる。ここで、通常、熱伝導部材３１は再利用することも可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ 地盤凍結装置
２ 冷媒配管
５ 冷却装置
６ 液化器
７ 凝縮器
８ 冷却塔
１１ セグメント
１２ 枠体
１３ スキンプレート（構造体）
１３ａ 外面
１３ｂ 内面
１４ 縦リブ
１４ａ オーバーハング部
１５ 主桁
１６ 継手板
２０ 冷媒流通部材
２１ａ，２１ｂ ソケット
２２ａ，２２ｂ 管状部材
２３ａ 接続口
２３ｂ 接続口
２４ 微小冷媒流路
３１ 熱伝導部材
３２ 間詰め材
１０１ 放射凍結管
４０１ シールド機
４０１ａ シールド機鋼殻（構造体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】