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JP6960305B2 - Freezing pipe and freezing method - Google Patents
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Description

本発明は、地盤を凍結する凍結工法に関する。 The present invention relates to a freezing method for freezing the ground.

従来の凍結工法では、例えば削孔用ロッドにより凍結管用のボーリング孔を削孔する。その後、凍結管を建て込み、削孔用ロッドを引き抜き、漏気試験(冷媒の漏洩試験)を行って冷媒が漏洩しないことを確認した後に、冷媒を供給する。凍結管建て込みの際には、冷媒の漏洩防止のため、凍結管同士を継手ごとに全周溶接している。
ここで、凍結管同士を溶接する作業は、冷媒が漏洩することを防止するために溶接部分に気密性・水密性が要求され、多大な労力を必要とする。
さらに、凍結管同士は現場で溶接接合されて凍結管が形成されるため、凍結が終了して凍結管を撤去する際には、ガス溶断により凍結管を切断して解体する必要がある。このため、切断された凍結管を再利用することは出来ず、凍結工事の都度、いわゆる新品の凍結管を準備する必要があり、材料コストが高いものとなっている。
また限定凍結の場合、地盤の凍結させない領域に相当する凍結管の領域に発泡スチロール製断熱材料である半割り管部材などを巻き付ける作業等、断熱材を配置する作業に多大な労力を必要とする。
上述した多大な労力を軽減して、凍結工法全体のコストを低減する要請が存在するが、係る要請に応える技術は未だに提案されていない。
In the conventional freezing method, a boring hole for a freezing pipe is drilled by, for example, a drilling rod. After that, a freezing pipe is built in, the drilling rod is pulled out, and an air leakage test (refrigerant leakage test) is performed to confirm that the refrigerant does not leak, and then the refrigerant is supplied. When building a freezing pipe, the freezing pipes are welded all around each joint to prevent leakage of refrigerant.
Here, the work of welding the frozen pipes to each other requires a great deal of labor because the welded portion is required to be airtight and watertight in order to prevent the refrigerant from leaking.
Further, since the freezing tubes are welded together at the site to form a freezing tube, it is necessary to cut and disassemble the freezing tube by gas fusing when the freezing tube is removed after freezing is completed. Therefore, the cut freezing tube cannot be reused, and it is necessary to prepare a so-called new freezing tube every time the freezing work is performed, resulting in high material cost.
Further, in the case of limited freezing, a great deal of labor is required for the work of arranging the heat insulating material, such as the work of winding a half-split pipe member or the like, which is a heat insulating material made of Styrofoam, around the region of the freezing pipe corresponding to the region where the ground is not frozen.
There is a request to reduce the cost of the entire freezing method by reducing the above-mentioned great labor, but a technique to meet the request has not yet been proposed.

ここで、凍結管は、地盤を凍結させる領域(凍結領域)と凍結させない領域(非凍結領域)との境界深度に基づいて、二重管或いは三重管を建て込む。凍結させない領域(非凍結領域)では、内管或いは内管と外管の間の円環状空間を断熱する作業、例えば内管に発泡スチロール製断熱材料である半割管部材を巻き付ける作業(断熱材を配置する作業)等を行い、限定凍結管を構成する。
また、凍結管の接合は上記のように溶接で行い、断熱材は発泡スチロール製材料などを用いるので、溶接の熱で断熱材が溶けないような特段の処理が必要となるばかりでなく、火災の発生も留意しなければならない。
Here, as the freezing pipe, a double pipe or a triple pipe is built based on the boundary depth between the region where the ground is frozen (frozen region) and the region where the ground is not frozen (non-frozen region). In the non-freezing area (non-freezing area), the work of insulating the inner pipe or the annular space between the inner pipe and the outer pipe, for example, the work of wrapping a half-split pipe member, which is a styrofoam heat insulating material, around the inner pipe (insulating material). Perform the work of arranging), etc. to construct a limited freezing tube.
In addition, since the freezing pipes are joined by welding as described above and a styrofoam material is used as the heat insulating material, not only special treatment is required to prevent the heat insulating material from melting due to the heat of welding, but also a fire can occur. The occurrence must also be noted.

その他の従来技術として、二重管により地盤を切削し、弁を切り替えることにより内管からブラインを供給して外管内に流出させる技術が提案されている(例えば特許文献1)。
しかし、係る従来技術(特許文献1)は二重管を用いて掘削し、当該二重管をそのまま凍結管として使用しているので、垂直方向(凍結管管軸方向)に凍結させない領域を有する限定凍結に適用するのが困難である。さらに、二重管により削孔した後、二重管の内管からブラインを供給して外管内に流出させる前記従来技術は、切削水と冷媒とを切り替える機構が内管を上方にスライドするものであり、内管よりも先端側には、冷媒を供給することが出来ない。そのため、凍結管先端周辺の地盤を凍結することが出来なかった。そして先端周辺の地盤を凍結することが出来ないので、従来技術では、必要な長さを凍結するためにはその分だけ余計に削孔しなければならなかった。
As another conventional technique, a technique has been proposed in which the ground is cut by a double pipe and brine is supplied from the inner pipe and discharged into the outer pipe by switching the valve (for example, Patent Document 1).
However, since the prior art (Patent Document 1) excavates using a double pipe and uses the double pipe as it is as a freezing pipe, it has a region that does not freeze in the vertical direction (freezing pipe axial direction). Difficult to apply to limited freezing. Further, in the conventional technique of supplying brine from the inner pipe of the double pipe and flowing it out into the outer pipe after drilling a hole with the double pipe, a mechanism for switching between cutting water and a refrigerant slides the inner pipe upward. Therefore, the refrigerant cannot be supplied to the tip side of the inner pipe. Therefore, the ground around the tip of the freezing pipe could not be frozen. And since the ground around the tip cannot be frozen, in the prior art, it was necessary to drill an extra hole in order to freeze the required length.

特許第3681363号公報Japanese Patent No. 3681363

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、凍結管同士を溶接接合する必要がなく、凍結管は容易に組み立て及び/又は解体が出来る構造として再利用でき、且つ、限定凍結にも適用可能な凍結管及び凍結工法の提供を目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is not necessary to weld and join the freezing tubes to each other, and the freezing tubes can be reused as a structure that can be easily assembled and / or disassembled. The purpose is to provide a freezing tube and a freezing method that can be applied to limited freezing.

本発明の凍結管は、先端に螺合接続されたボーリングヘッド(30)を有し、接続箇所がシール性能を有する複数の削孔ロッド(例えば単位長さの定尺ロッドであって、雄ねじ部に複数のOリングを嵌合したロッド)から構成され、削孔ロッド(10)に挿入される継ぎ目の無い冷媒供給管(6:例えばコイルドチューブ)を有し、
削孔ロッド(10)は冷媒供給管(6)が挿入された後は凍結管外管(10)として機能し、凍結管外管(10)に対して着脱自在で且つ凍結管外管(10)と冷媒供給管(6)の間の領域に連通している冷媒用ヘッダー(冷媒循環用ヘッダー20)と、凍結管(100)の構成部材が、螺合により接続または組み立てられ、螺合解除によって部材単位に分解することができ
削孔ロッドの先端のボーリングヘッド(30)には、削孔水(W)の圧力では開弁するが冷媒(R)の供給圧力では閉弁している弁機構(3)が設けられており、凍結管(100)の軸方向に延在し且つ削孔水(W)及び冷媒(R)が流れる軸方向流路(4)から分岐して弁機構(3)をバイパスして凍結管の先端まで冷媒(R)を供給する冷媒流路(5)が形成されていることを特徴としている。
The freezing tube of the present invention has a boring head (30) screwed and connected to the tip, and a plurality of drilling rods (for example, a standard length rod having a unit length and a male threaded portion) having a sealing performance at the connection point. It is composed of a rod in which a plurality of O-rings are fitted to the rod), and has a seamless refrigerant supply pipe (6: for example, a coiled tube) inserted into the drilling rod (10).
The drilling rod (10) functions as a freezing pipe outer pipe (10) after the refrigerant supply pipe (6) is inserted, and is removable from the freezing pipe outer pipe (10) and the freezing pipe outer pipe (10). ) And the refrigerant header (refrigerator circulation header 20) communicating with the region between the refrigerant supply pipe (6) and the constituent members of the freezing pipe (100) are connected or assembled by screwing and unscrewed. by it can be decomposed into member unit,
The boring head (30) at the tip of the drilling rod is provided with a valve mechanism (3) that opens at the pressure of the drilling water (W) but closes at the supply pressure of the refrigerant (R). , The freezing pipe extends in the axial direction of the freezing pipe (100) and branches from the axial flow path (4) through which the drilled water (W) and the refrigerant (R) flow, bypassing the valve mechanism (3). It is characterized in that a refrigerant flow path (5) for supplying the refrigerant (R) to the tip is formed.

本発明の凍結管において、限定凍結させる場合には、凍結管外管(10)の内側に接続箇所がシール性能を有し螺合接続させた内管(2A)を配置し、断熱層を有する二重管部(2)と断熱層を有しない単管部(1)を形成し、前記内管(2A)には管軸方向下方に付勢する機構を備え、前記二重管部(2)と単管部(1)の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料(例えばMCナイロン樹脂、ポリアミド樹脂、硬質ゴム等)で凍結管外管(10)に両端が螺合接続された断熱継手部(2C)と、凍結管外管(10)に対して着脱自在で且つ二重管部(2)の内管(2A)と外管(2B)の間の領域に連通している断熱材用ヘッダー(40)を有するのが好ましい。 In the case of limited freezing in the freezing tube of the present invention, an inner tube (2A) having a sealing performance at the connection point and screwed is arranged inside the outer tube (10) of the freezing tube, and has a heat insulating layer. The double pipe portion (2) and the single pipe portion (1) having no heat insulating layer are formed, and the inner pipe (2A) is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axis direction, and the double pipe portion (2) is provided. ) And the single pipe part (1), a frozen pipe made of a material (for example, MC nylon resin, polyamide resin, hard rubber, etc.) that has both rigidity to transmit the drilling torque at the time of drilling and heat insulation in the pipe axis direction. A heat insulating joint portion (2C) in which both ends are screwed to the outer pipe (10), and an inner pipe (2A) and an outer pipe (2A) of the double pipe portion (2) that are detachable from the freezing pipe outer pipe (10). It is preferable to have a heat insulating header (40) communicating with the region between the pipes (2B).

本発明の凍結工法は、先端に螺合接続されたボーリングヘッド(30)を有し、接続箇所がシール性能を有し螺合接続された複数の削孔ロッド(10)を用いて削孔水(W)を噴射しつつボーリング孔を削孔し、削孔ロッド(10)の先端のボーリングヘッド(30)には、削孔水(W)の圧力では開弁するが冷媒(R)の供給圧力では閉弁する弁機構(3)が設けられており、ボーリング孔削孔後、削孔ロッド(10)を凍結するべき地盤に残存し、前記削孔ロッド(10)内に継ぎ目の無い冷媒供給管(6)を挿入し、前記削孔ロッド(10)は冷媒供給管(6)が挿入された後は凍結管外管(10)として機能し、冷媒供給管(6)から冷媒が供給され、凍結管の軸方向に延在する軸方向配管及び冷媒流路(5)を介して冷媒(R)は弁機構(3)をバイパスして凍結管(100)の先端まで到達し、凍結管外管(10)と冷媒供給管(6)の間の領域を介して、前記凍結管外管(10)に対して着脱自在で且つ凍結管外管(10)と冷媒供給管(6)の間の領域に連通している冷媒用ヘッダー(20)から冷媒(R)が排出されることを特徴としている。 The freezing method of the present invention has a boring head (30) screwed and connected to the tip, and drilled water using a plurality of drilling rods (10) whose connection points have sealing performance and are screwed and connected. The boring hole is drilled while injecting (W), and the drilling head (30) at the tip of the drilling rod (10) is opened by the pressure of the drilling water (W), but the refrigerant (R) is supplied. A valve mechanism (3) that closes the valve under pressure is provided, and after drilling a boring hole, the drilling rod (10) remains in the ground to be frozen, and a seamless refrigerant is provided in the drilling rod (10). The supply pipe (6) is inserted, and the drilling rod (10) functions as a freezing pipe outer pipe (10) after the refrigerant supply pipe (6) is inserted, and the refrigerant is supplied from the refrigerant supply pipe (6). The refrigerant (R) bypasses the valve mechanism (3) and reaches the tip of the freezing pipe (100) via the axial pipe extending in the axial direction of the freezing pipe and the refrigerant flow path (5), and freezes. The freezing pipe outer pipe (10) and the refrigerant supply pipe (6) are detachable from the freezing pipe outer pipe (10) via the region between the pipe outer pipe (10) and the refrigerant supply pipe (6). The refrigerant (R) is discharged from the refrigerant header (20) communicating with the region between the two.

本発明の凍結工法において、限定凍結させる場合には、前記削孔ロッド(10)の内側に削孔ロッド(10)と断熱空間を形成する接続箇所がシール性能を有し螺合接続された内管(2A)により断熱層を有する二重管部(2)と断熱層を有しない単管部(1)を形成し、前記内管(2A)には管軸方向下方に付勢する機構を備え、
前記二重管部(2)と単管部(1)の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料で削孔ロッド(10)に両端が螺合接続された断熱継手部(2C)と、凍結管外管(10)に対して着脱自在で且つ二重管部(2)の内管(2A)と外管(2B)の間の領域に連通している断熱材用ヘッダー(40)を有し、前記断熱材用ヘッダーにより断熱空間を低い圧力にすることにより断熱するのが好ましい。
In the freezing method of the present invention, in the case of limited freezing, the connection portion forming the heat insulating space with the drilling rod (10) inside the drilling rod (10) has a sealing performance and is screwed and connected. A double pipe portion (2) having a heat insulating layer and a single pipe portion (1) having no heat insulating layer are formed by the pipe (2A), and the inner pipe (2A) is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axial direction. Prepare,
At the boundary between the double pipe portion (2) and the single pipe portion (1), both ends of the drilling rod (10) are made of a material having both rigidity to transmit the drilling torque at the time of drilling and heat insulation in the pipe axis direction. Between the heat insulating joint portion (2C) screwed and connected to the freezing pipe outer pipe (10) and the inner pipe (2A) and outer pipe (2B) of the double pipe portion (2). It is preferable to have a heat insulating material header (40) communicating with the region, and to insulate the heat insulating space by lowering the pressure of the heat insulating material header.

本発明の凍結工法において、限定凍結させる場合には、前記削孔ロッド(10)の内側に削孔ロッド(10)と断熱空間を形成する接続箇所がシール性能を有し螺合接続された内管(2A)により断熱層を有する二重管部(2)と断熱層を有しない単管部(1)を形成し、前記内管(2A)には管軸方向下方に付勢する機構を備え、
前記二重管部(2)と単管部(1)の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料で削孔ロッド(10)に両端が螺合接続された断熱継手部(2C)と、凍結管外管(10)に対して着脱自在で且つ二重管部(2)の内管(2A)と外管(2B)の間の領域に連通している断熱材用ヘッダー(40)を有し、前記断熱材用ヘッダーにより断熱空間に断熱流体を充填することにより断熱するのが好ましい。
In the freezing method of the present invention, in the case of limited freezing, the connection portion forming the heat insulating space with the drilling rod (10) inside the drilling rod (10) has a sealing performance and is screwed and connected. A double pipe portion (2) having a heat insulating layer and a single pipe portion (1) having no heat insulating layer are formed by the pipe (2A), and the inner pipe (2A) is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axial direction. Prepare,
At the boundary between the double pipe portion (2) and the single pipe portion (1), both ends of the drilling rod (10) are made of a material having both rigidity to transmit drilling torque at the time of drilling and heat insulation in the pipe axis direction. Between the heat insulating joint portion (2C) screwed and connected, and the inner pipe (2A) and outer pipe (2B) of the double pipe portion (2) that is removable from the freezing pipe outer pipe (10). It is preferable to have a heat insulating material header (40) communicating with the region, and to insulate the heat insulating space by filling the heat insulating space with the heat insulating material header.

本発明の凍結工法において、限定凍結させる場合には、前記削孔ロッド(10)の内側に削孔ロッド(10)と断熱空間を形成する接続箇所がシール性能を有し螺合接続された内管(2A)により断熱層を有する二重管部(2)と断熱層を有しない単管部(1)を形成し、前記内管(2A)には管軸方向下方に付勢する機構を備え、
前記二重管部(2)と単管部(1)の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料で削孔ロッド(10)に両端が螺合接続された断熱継手部(2C)と、凍結管外管(10)に対して着脱自在で且つ二重管部(2)の内管(2A)と外管(2B)の間の領域に連通している断熱材用ヘッダー(40)を有し、前記断熱材用ヘッダーにより断熱空間に断熱材を設置することにより断熱するのが好ましい。
In the freezing method of the present invention, in the case of limited freezing, the connection portion forming the heat insulating space with the drilling rod (10) inside the drilling rod (10) has a sealing performance and is screwed and connected. A double pipe portion (2) having a heat insulating layer and a single pipe portion (1) having no heat insulating layer are formed by the pipe (2A), and the inner pipe (2A) is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axial direction. Prepare,
At the boundary between the double pipe portion (2) and the single pipe portion (1), both ends of the drilling rod (10) are made of a material having both rigidity to transmit drilling torque at the time of drilling and heat insulation in the pipe axis direction. Between the heat insulating joint portion (2C) screwed and connected, and the inner pipe (2A) and outer pipe (2B) of the double pipe portion (2) that is removable from the freezing pipe outer pipe (10). It is preferable to have a heat insulating material header (40) communicating with the region, and to insulate by installing a heat insulating material in the heat insulating space by the heat insulating material header.

本発明の凍結工法において、解凍時には、前記冷媒用ヘッダー(20)及び前記断熱材用ヘッダー(40)を取り外し、内管(2A)を取り外して削孔ロッド(10)と冷媒供給管(6)を残存させ、削孔ロッド(10)に着脱自在な解凍液ヘッダー(60)を取り付け、前記冷媒供給管(6)から解凍液を供給し、解凍液ヘッダー(60)から排出し、凍結管周辺を解凍するのが好ましい。 In the freezing method of the present invention, at the time of thawing, the refrigerant header (20) and the heat insulating material header (40) are removed, the inner pipe (2A) is removed, and the drilling rod (10) and the refrigerant supply pipe (6) are removed. A detachable thaw liquid header (60) is attached to the drilling rod (10), the thaw liquid is supplied from the refrigerant supply pipe (6), discharged from the thaw liquid header (60), and around the freezing pipe. It is preferable to thaw.

本発明の凍結工法において、凍結管構成部材を、螺合接続を解除することにより、新たな凍結に再利用するのが好ましい。 In the freezing method of the present invention, it is preferable that the freezing pipe constituent member is reused for new freezing by releasing the screw connection.

本発明の凍結管において、限定凍結させる場合には、凍結管外管(10)の二重管部(2)の内管(2A)を垂直方向下方に付勢して内管(2A)が、凍結時に冷媒(R)の冷熱により熱収縮して地上側に引っ張られ、断熱継手部(2C)と内管(2A)の接続部の機密性が損なわれるのを抑制する機構(52、54)を備えているのが好ましい。
凍結させない二重管部では、外管(2B)と内管(2A)の間の領域に断熱層を設け、地盤と冷媒(R)を熱遮断する。このため、凍結時には地盤に接した外管(2B)と冷媒(R)に接した内管(2A)には著しい温度差が生じ、内管(2A)は外管(2B)に対し著しく収縮することになる。
従来の凍結管のように、溶接接合で凍結管を形成する場合には、内管(2A)と外管(2B)も溶接で接合されているので、内管(2A)と外管(2B)に温度差が生じていても鋼材の連続性は保たれて熱変形するだけで、冷媒(R)の漏洩などには至らない。
本発明では、凍結管(100)の各構成部材を螺合接合され、再利用できるような構造としている。特に、凍結が終了して、凍結管を撤去する際に外管(2B)はそのままの状態で、内管(2A)を地上に引き抜くため、内管(2A)と断熱継手部(2C)は螺合接合せず、接合面を複数のOリングを挟み込んで気密性を確保している。そのため本発明では、前記の抑制する機構(52、54)を設けるのが好ましい。
In the case of limited freezing in the freezing tube of the present invention, the inner tube (2A) of the double tube portion (2) of the freezing tube outer tube (10) is urged downward in the vertical direction to cause the inner tube (2A). , A mechanism (52, 54) that suppresses heat shrinkage due to the cold heat of the refrigerant (R) during freezing and pulling to the ground side, impairing the airtightness of the connection between the heat insulating joint (2C) and the inner pipe (2A). ) Is provided.
In the double pipe portion that is not frozen, a heat insulating layer is provided in the region between the outer pipe (2B) and the inner pipe (2A) to heat-shield the ground and the refrigerant (R). Therefore, at the time of freezing, a significant temperature difference occurs between the outer pipe (2B) in contact with the ground and the inner pipe (2A) in contact with the refrigerant (R), and the inner pipe (2A) contracts significantly with respect to the outer pipe (2B). Will be done.
When a frozen pipe is formed by welding like a conventional freezing pipe, the inner pipe (2A) and the outer pipe (2B) are also joined by welding, so that the inner pipe (2A) and the outer pipe (2B) are joined by welding. ), Even if there is a temperature difference, the continuity of the steel material is maintained and only thermal deformation occurs, and leakage of the refrigerant (R) does not occur.
In the present invention, each component of the freezing tube (100) is screwed and joined to have a structure that can be reused. In particular, when the freezing is completed and the frozen pipe is removed, the outer pipe (2B) remains as it is and the inner pipe (2A) is pulled out to the ground, so that the inner pipe (2A) and the heat insulating joint (2C) are separated. Airtightness is ensured by sandwiching a plurality of O-rings on the joint surface without screw joint. Therefore, in the present invention, it is preferable to provide the suppressing mechanism (52, 54).

本発明の実施に際して、前記弁機構(3)は、スプリング(3A)の弾性反撥力により弁体(3B)を弁座(3C)に座着されており、スプリング(3A)の弾性反撥力が(ボーリング孔削孔時の)削孔水(W)の圧力よりも弱く、冷媒(R)の供給圧力(冷媒供給時の弁体3B直上の圧力)よりも強く調整されている。 In carrying out the present invention, in the valve mechanism (3), the valve body (3B) is seated on the valve seat (3C) by the elastic repulsive force of the spring (3A), and the elastic repulsive force of the spring (3A) is generated. It is adjusted to be weaker than the pressure of the drilling water (W) (at the time of drilling a boring hole) and stronger than the supply pressure of the refrigerant (R) (pressure directly above the valve body 3B at the time of supplying the refrigerant).

また本発明の実施に際して、削孔ロッド(10)を構成する複数の削孔ロッド(例えば、単位長さの定尺ロッド)は、一端に雄ねじが形成され、他端に雌ねじが形成され、雄ねじ近傍には複数のシール部材(例えば、2個以上のOリング)が嵌合しているのが好ましい。
さらに、冷媒用ヘッダー(20)ならびに断熱材用ヘッダー(40)も、それぞれ削孔ロッド(10)に雄ねじと雌ねじで螺合接続され、複数のシール部材(例えば、2個以上のOリング)が嵌合しており、気密性・水密性が確保されている。
したがって、前記構成部材は、螺合接続であるので、凍結が終了して引抜・解体・撤去の際、螺合を解除するだけで各構成部材に分解でき、この各構成部材を次の凍結工事に再利用できる。
Further, in carrying out the present invention, the plurality of drilling rods (for example, standard length rods having a unit length) constituting the drilling rod (10) have a male screw formed at one end and a female screw formed at the other end. It is preferable that a plurality of sealing members (for example, two or more O-rings) are fitted in the vicinity.
Further, the refrigerant header (20) and the heat insulating material header (40) are also screwed and connected to the drilling rod (10) with male and female threads, respectively, and a plurality of sealing members (for example, two or more O-rings) are formed. It is fitted and airtightness and watertightness are ensured.
Therefore, since the constituent members are screw-connected, they can be disassembled into individual constituent members simply by releasing the screwing when the freezing is completed and the members are pulled out, disassembled, or removed. Can be reused.

本明細書において、凍結管外管(10)を削孔ロッド(10)と表記する場合がある。
例えば、地盤Gにボーリング孔を削孔する工程を示す図1で示す様に、削孔ロッド(10)は、削孔側(地中側)が単管部(1)で構成され、地上側は二重管部の外管(2B)で構成されている。
本発明の凍結工法は、接続箇所がシール性能を有する複数の削孔ロッド(例えば単位長さの定尺ロッドであって、雄ねじ部近傍に複数のOリングを嵌合したロッド)から構成され且つ単管部(1)と二重管部(2)を有する削孔ロッド(10)を用いて削孔水(W)を噴射しつつボーリング孔を削孔し、削孔ロッド(10)の先端のボーリングヘッド(30)には、削孔水(W)の圧力では開弁するが冷媒(R)の供給圧力では閉弁したままの弁機構(3)が設けられており、
削孔後、削孔ロッド(10)を凍結するべき地盤に残存し、削孔ロッド(10)内に継ぎ目の無い冷媒供給管(6:例えばコイルドチューブ)を挿入し、削孔ロッド(10)は冷媒供給管(6)が挿入された後は凍結管外管(10)として機能し、
断熱材用ヘッダー(40)を用いて二重管部(2)の内管(2A)と外管(2B)の間の領域(α)を断熱し、
冷媒供給管(6)から冷媒(R)が供給され、凍結管(100)の軸方向に延在する軸方向流路(4)及び冷媒流路(5)を介して冷媒(R)は弁機構(3)をバイパスして凍結管(100)の先端まで到達した後、単管部(1)と冷媒供給管(6)の間の領域(β)を流れ、二重管部(2)の内管(2A)と冷媒供給管(6)の間の領域(β)を介して冷媒用ヘッダー(冷媒循環用ヘッダー20)から冷媒が排出されることを特徴としている。
In the present specification, the freezing tube outer tube (10) may be referred to as a drilling rod (10).
For example, as shown in FIG. 1 showing a process of drilling a boring hole in the ground G, the drilling rod (10) has a single pipe portion (1) on the drilling side (underground side) and is on the ground side. Is composed of an outer pipe (2B) of a double pipe portion.
The freezing method of the present invention is composed of a plurality of drilling rods (for example, a standard length rod having a unit length in which a plurality of O-rings are fitted in the vicinity of a male thread portion) at a connection point having sealing performance. A drilling rod (10) having a single pipe portion (1) and a double pipe portion (2) is used to drill a boring hole while injecting drilling water (W), and the tip of the drilling rod (10) is drilled. The boring head (30) is provided with a valve mechanism (3) that opens at the pressure of the drilled water (W) but remains closed at the supply pressure of the refrigerant (R).
After drilling, the drilling rod (10) remains on the ground to be frozen, a seamless refrigerant supply pipe (6: for example, a coiled tube) is inserted into the drilling rod (10), and the drilling rod (10) is inserted. ) Functions as a freezing pipe outer pipe (10) after the refrigerant supply pipe (6) is inserted.
A heat insulating header (40) is used to insulate the region (α) between the inner pipe (2A) and the outer pipe (2B) of the double pipe portion (2).
The refrigerant (R) is supplied from the refrigerant supply pipe (6), and the refrigerant (R) is valved through the axial flow path (4) and the refrigerant flow path (5) extending in the axial direction of the freezing pipe (100). After bypassing the mechanism (3) and reaching the tip of the freezing pipe (100), it flows through the region (β) between the single pipe portion (1) and the refrigerant supply pipe (6), and then flows through the double pipe portion (2). The refrigerant is discharged from the refrigerant header (refrigerant circulation header 20) through the region (β) between the inner pipe (2A) and the refrigerant supply pipe (6).

本発明において、冷媒(R)はブラインでも液化二酸化炭素(CO)でも良く、特に限定条件は無い。
ここで、地上側に冷媒冷却設備を設け、例えば冷媒(R)に液化二酸化炭素を用いる場合には、冷媒(R)が地盤中から気化熱を奪う様に、地上側の冷媒冷却設備は、凍結管外管(10)から排出された気液混合二酸化炭素を冷却して液相二酸化炭素(液化二酸化炭素)として凍結管外管(10)に供給される循環冷却機構として構成されるのが好ましい。冷媒(R)がブラインの場合も同様に、凍結管外管(10)から排出されたブラインを冷却して凍結管外管(10)に供給する循環冷却機構とするのが好ましい。
In the present invention, the refrigerant (R) may be brine or liquefied carbon dioxide (CO 2 ), and there are no particular limiting conditions.
Here, when a refrigerant cooling facility is provided on the ground side, for example, when liquefied carbon dioxide is used as the refrigerant (R), the refrigerant cooling facility on the ground side is provided so that the refrigerant (R) takes heat of vaporization from the ground. It is configured as a circulation cooling mechanism that cools the gas-liquid mixed carbon dioxide discharged from the freezing tube outer tube (10) and supplies it as liquid phase carbon dioxide (liquefied carbon dioxide) to the freezing tube outer tube (10). preferable. Similarly, when the refrigerant (R) is brine, it is preferable to use a circulation cooling mechanism that cools the brine discharged from the freezing pipe outer pipe (10) and supplies it to the freezing pipe outer pipe (10).

上述した構成を具備する本発明によれば、螺合接続された削孔ロッド(10)先端に螺合接続されたボーリングヘッド(30)により所定の位置まで削孔が完了した後、削孔ロッド(10)およびボーリングヘッド(30)を構成したままの状態で、削孔水を排除した後、冷媒供給管(6)であるコイルドチューブをボーリングヘッド(30)へ挿入し、冷媒用ヘッダー(20)を設置して冷凍機と循環冷媒配管を行えば、地盤凍結工事の凍結管を構成することが出来る。そして、従来技術の溶接接続による凍結管設置工程を省略できる。
ここで、冷媒供給管(6)を継ぎ目のないコイルドチューブで構成することにより、冷媒供給管(6)を容易に地上側に引き抜くことが出来る。
そして、冷媒供給管(6)を容易に地上側に引き抜くことにより、凍結管の半径方向最外方の管であった削孔ロッド(10)を用いて、容易にボーリング孔の追加削孔を行うことが出来る。
According to the present invention having the above-described configuration, after the drilling is completed to a predetermined position by the boring head (30) screwed and connected to the tip of the drilling rod (10) screwed and connected, the drilling rod With the (10) and the boring head (30) still configured, after draining the drilled water, the coiled tube, which is the refrigerant supply pipe (6), is inserted into the boring head (30), and the refrigerant header (30) If 20) is installed and a refrigerator and a circulating refrigerant pipe are installed, a freezing pipe for ground freezing work can be constructed. Then, the process of installing the freezing pipe by the welding connection of the prior art can be omitted.
Here, by forming the refrigerant supply pipe (6) with a seamless coiled tube, the refrigerant supply pipe (6) can be easily pulled out to the ground side.
Then, by easily pulling out the refrigerant supply pipe (6) to the ground side, additional drilling of the boring hole can be easily performed by using the drilling rod (10) which was the outermost pipe in the radial direction of the freezing pipe. Can be done.

また、限定凍結させる場合には、螺合接続された削孔ロッド(10)の内側に螺合接続された内管(2A)を設置し、断熱層(α)を有する二重管部(2)と断熱層を有しない単管部(1)を形成し、内管(2A)には管軸方向下方に付勢する機構を備え、二重管部(2)と単管部(1)の境界部分には、螺合接続された前記断熱継手部(2C)を設け、削孔ロッド(10)上端には前記断熱材用ヘッダー(40)を設置し、削孔水を排除した後、冷媒供給管(6)であるコイルドチューブをボーリングヘッド(30)へ挿入し、冷媒用ヘッダー(20)を設置して冷凍機と循環冷媒配管を行い、断熱層(α)を例えば真空断熱状態にすれば、地盤凍結工事の限定凍結管を構成することが出来る。そして、従来技術の溶接接続による凍結管設置工程を省略できる。
本発明の限定凍結管の二重管部(2)は、三重管構成になるが、最も内側の冷媒供給管(6)は、継ぎ目のない例えばコイルドチューブを用い、その外側の内管(2A)ならびに外管(2B)は、螺合接続であるのでいずれの管も表面の凹凸が無く、凍結管構成部材を高い精度で組み立てることができる。
このため、従来の溶接接合で組み立てていた凍結管に比べ、本発明の凍結管は、従来の100mm程度のものに比べて凍結管径(最外径)を小さくすることができる。発明者の試作実験では、60mm程度の外径で十分な凍結性能・断熱性能を発揮することが確認されており、さらに径を小さくすることも可能である。
そして本発明の凍結管は、従来の凍結管より細径化が可能であるため、削孔に要する削孔機を小型化することができて、削孔速度も速くできる。
Further, in the case of limited freezing, an inner pipe (2A) screwed and connected is installed inside the drilling rod (10) screwed and connected, and a double pipe portion (2) having a heat insulating layer (α) is installed. ) And a single pipe portion (1) having no heat insulating layer, and the inner pipe (2A) is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axis direction, and the double pipe portion (2) and the single pipe portion (1) are provided. The heat insulating joint portion (2C) screwed and connected is provided at the boundary portion of the above, and the heat insulating material header (40) is installed at the upper end of the drilling rod (10) to remove the drilling water. The coiled tube which is the refrigerant supply pipe (6) is inserted into the boring head (30), the refrigerant header (20) is installed, the refrigerator and the circulating refrigerant pipe are connected, and the heat insulating layer (α) is in a vacuum heat insulating state, for example. If this is the case, a limited freezing pipe for ground freezing work can be constructed. Then, the process of installing the freezing pipe by the welding connection of the prior art can be omitted.
The double pipe portion (2) of the limited freezing pipe of the present invention has a triple pipe configuration, but the innermost refrigerant supply pipe (6) uses a seamless, for example, coiled tube, and the inner pipe outside the joint (6). Since the 2A) and the outer pipe (2B) are screw-connected, there is no surface unevenness in any of the pipes, and the freezing pipe constituent members can be assembled with high accuracy.
Therefore, the freezing pipe of the present invention can have a smaller freezing pipe diameter (outermost diameter) than the conventional freezing pipe of about 100 mm, as compared with the frozen pipe assembled by conventional welding. In the prototype experiment of the inventor, it has been confirmed that an outer diameter of about 60 mm exhibits sufficient freezing performance and heat insulating performance, and it is possible to further reduce the diameter.
Since the freezing tube of the present invention can be made smaller in diameter than the conventional freezing tube, the drilling machine required for drilling can be miniaturized and the drilling speed can be increased.

従来技術によれば、中空管を気密に溶接して凍結管を構成し、凍結管を撤去する際には凍結管を所定長さ引き上げた時点で、ガス切断等の火器を用いた切断を行う必要があった。そして、火器を用いて切断された凍結管は再利用することが出来なかった。
それに対して本発明によれば、接続箇所がシール性能を有する複数の削孔ロッド(例えば単位長さの定尺ロッドであって、雄ねじ部に複数のOリングを嵌合したロッド)で構成されたものを凍結管として再利用しており、凍結された地盤の解凍後、凍結管外管(10)を構成する削孔ロッド同士の接続(例えば螺合)を解除しながら地上側に引き抜くので、接続を解除した削孔ロッドを再利用することが出来る。また、前記削孔ロッド以外の凍結管構成部材も螺合接続されているので、消耗部品を除いて、基本的に全ての凍結管構成部材を再利用できる。
According to the prior art, a hollow tube is airtightly welded to form a freezing tube, and when the freezing tube is removed, when the freezing tube is pulled up to a predetermined length, cutting using a firearm such as gas cutting is performed. I had to do it. And the freezing tube cut by the firearm could not be reused.
On the other hand, according to the present invention, the connection portion is composed of a plurality of drilling rods having sealing performance (for example, a standard length rod having a unit length and a rod in which a plurality of O-rings are fitted to a male thread portion). It is reused as a freezing pipe, and after thawing the frozen ground, it is pulled out to the ground side while releasing the connection (for example, screwing) between the drilling rods constituting the freezing pipe outer pipe (10). , The drilling rod that has been disconnected can be reused. Further, since the freezing pipe constituent members other than the drilling rod are also screwed and connected, basically all the frozen pipe constituent members can be reused except for consumable parts.

ボーリング孔の削孔に用いられる削孔ロッド(10)は、接続箇所がシール性能を有する複数の削孔ロッド(例えば単位長さの定尺ロッド)を切り継ぎ、切り離しをして繰り返して使用することが可能であり、単位長さのロッドを適宜組み合せることにより、多様な施工深度に対応することが出来る。そして、多様な施工深度に対して特別な長さの削孔用の管を製造する必要がないため、凍結工法のコストを低減することが出来る。
ここで、接続箇所がシール性能を有する削孔ロッド(例えば定尺ロッド)として、例えば単位長さの定尺ロッドであって、雄ねじ部近傍に複数のOリングを嵌合したロッドを使用し、施工現場で継手漏洩検査を省略することが可能である。
The drilling rod (10) used for drilling a boring hole is used repeatedly by cutting and joining a plurality of drilling rods (for example, standard length rods having a unit length) whose connection points have sealing performance. It is possible to handle various construction depths by appropriately combining rods of unit length. Further, since it is not necessary to manufacture a pipe for drilling a special length for various construction depths, the cost of the freezing method can be reduced.
Here, as a drilling rod (for example, a standard length rod) whose connection point has sealing performance, for example, a standard length rod having a unit length and a rod in which a plurality of O-rings are fitted in the vicinity of the male thread portion is used. It is possible to omit the joint leakage inspection at the construction site.

本発明において、スプリング(3A)の弾性反撥力により弁体(3B)を弁座(3C)に座着されるタイプの弁構造(3)を用いれば、ボーリング孔削孔時の削孔水(W)の圧力がスプリング反撥力よりも強く、冷媒(R)の供給圧力がスプリング反撥力よりも弱くなる様に調整することにより、削孔水(W)を吐出する際には開弁し、凍結運転時には閉じた状態にすることが自動的に行われ、特段の操作が不要である。 In the present invention, if a valve structure (3) of a type in which the valve body (3B) is seated on the valve seat (3C) by the elastic repulsive force of the spring (3A) is used, the drilling water (drilling water at the time of drilling a boring hole) ( By adjusting the pressure of W) to be stronger than the spring repulsive force and the supply pressure of the refrigerant (R) to be weaker than the spring repulsive force, the valve is opened when the drilled water (W) is discharged. During the freezing operation, the closed state is automatically performed, and no special operation is required.

本発明によれば、凍結管(100)先端に冷媒(R)を供給する冷媒流路(5)が形成されているので、凍結管(100)先端の領域に冷媒(R)が到達し、凍結管(100)先端よりも凍結管(100)の延長方向の先の地盤領域に冷熱を投入して、凍結することが出来る。
そのため、例えば、シールドマシンが立坑に近づいた時、立坑とシールドマシン先端との間の領域を凍結するため、凍結管を配置して凍結工法を実施する場合に、凍結管の先端部より先の領域を凍結することが出来るので、立坑近傍まで凍結管を配置すれば、立坑の壁の一部を削孔しなくても、シールドマシンと立坑との間の領域を凍結させることが出来る。そのため、凍結管を配置するに際して立坑の壁の一部を削孔する必要が無く、立坑の壁を損傷させてしまうこともない。
According to the present invention, since the refrigerant flow path (5) for supplying the refrigerant (R) is formed at the tip of the freezing pipe (100), the refrigerant (R) reaches the region at the tip of the freezing pipe (100). It is possible to freeze by applying cold heat to the ground region beyond the tip of the freezing pipe (100) in the extension direction of the freezing pipe (100).
Therefore, for example, when the shield machine approaches the shaft, the area between the shaft and the tip of the shield machine is frozen. Since the area can be frozen, if the freezing pipe is placed near the shaft, the area between the shield machine and the shaft can be frozen without drilling a part of the wall of the shaft. Therefore, when arranging the freezing pipe, it is not necessary to drill a part of the wall of the shaft, and the wall of the shaft is not damaged.

本発明によれば、削孔ロッド(10)が凍結管外管(10)として機能するので、ボーリング孔の削孔完了と同時に凍結管(100)の外管部(限定凍結しない場合は凍結管外管10:限定凍結の場合は凍結管外管10と凍結管内管2A)の設置が完了する。
そのため、凍結管挿入、削孔ロッドの引き抜きという複数の工程を省略することが出来る。
According to the present invention, since the drilling rod (10) functions as the freezing tube outer tube (10), the outer tube portion of the freezing tube (100) (freezing tube if limited freezing is not performed) at the same time as the drilling of the boring hole is completed. Outer tube 10: In the case of limited freezing, the installation of the freezing tube outer tube 10 and the freezing tube inner tube 2A) is completed.
Therefore, it is possible to omit a plurality of steps of inserting the freezing tube and pulling out the drilling rod.

本発明において、限定凍結の場合には、断熱材用ヘッダー(40)を用いて二重管部(2)の内管(2A)と外管(2B)の間の領域(α)を断熱しているので、領域(α)は高い断熱性を有することになり、二重管部(2)の内管(2A)内側を流れる冷媒(R)の冷熱は内管(2A)と外管(2B)の間の領域(α)で断熱され、二重管部(2)近傍の地盤には伝熱されない。そのため、凍結管外管(10)の二重管部(2)近傍の地盤は凍結しない。
内管(2A)と外管(2B)の間の領域(α)を断熱するに際しては、断熱材用ヘッダー(40)を用いて、凍結管外管(10)の二重管部(2)の内管(2A)と外管(2B)との間の領域(α)を、凍結時に、例えば真空引きにより減圧し、或いは、断熱気体(または断熱液体)で充填することにより行なれる。
ここで、真空引きにより減圧すること、或いは、断熱気体(または断熱液体)を充填することは、従来技術における内管の外周に断熱材を巻き付ける作業に比較して遥かに容易であり、作業性が良好である。そのため、内管と外管の間に断熱材を設置する方法に比較して、容易に限定凍結を実行することが出来る。
In the present invention, in the case of limited freezing, the region (α) between the inner pipe (2A) and the outer pipe (2B) of the double pipe portion (2) is insulated by using the heat insulating material header (40). Therefore, the region (α) has a high heat insulating property, and the cooling heat of the refrigerant (R) flowing inside the inner pipe (2A) of the double pipe portion (2) is the inner pipe (2A) and the outer pipe (2A). It is insulated in the region (α) between 2B) and is not transferred to the ground near the double pipe portion (2). Therefore, the ground near the double pipe portion (2) of the freezing pipe outer pipe (10) does not freeze.
When insulating the region (α) between the inner pipe (2A) and the outer pipe (2B), the double pipe portion (2) of the frozen pipe outer pipe (10) is used by using the heat insulating material header (40). The region (α) between the inner tube (2A) and the outer tube (2B) of the above is decompressed at the time of freezing, for example by evacuation, or filled with adiabatic gas (or adiabatic liquid).
Here, depressurizing by vacuuming or filling with a heat insulating gas (or heat insulating liquid) is much easier than the work of wrapping a heat insulating material around the outer circumference of the inner pipe in the prior art, and workability is improved. Is good. Therefore, the limited freezing can be easily performed as compared with the method of installing the heat insulating material between the inner pipe and the outer pipe.

本発明によれば、限定凍結の凍結領域と非凍結領域の境界深度は、凍結管外管(10)における単管部(1)の位置と、二重管部(2)の位置(各々の長さ)を適宜変更することにより、自在に設定できる。
内管の外周に断熱材を巻き付けるような内管と外管の間に断熱材を設置する方法では、当該内管を再利用するためには設置した断熱材を取り外さなければならず、その作業の労力が必要になる。それに対して、真空引きによる減圧、或いは、断熱気体(または断熱液体)で充填の方法によれば、真空引きにより減圧した領域の圧力を大気圧まで昇圧し、或いは、充填された断熱気体(または断熱液体)を排出することにより、断熱された状態を容易に解除して、二重管部(2)を再利用可能な状態にすることが出来る。
According to the present invention, the boundary depth between the frozen region and the non-frozen region of limited freezing is the position of the single tube portion (1) and the position of the double tube portion (2) in the frozen tube outer tube (10) (each of them. It can be set freely by changing the length) as appropriate.
In the method of installing the heat insulating material between the inner pipe and the outer pipe, such as wrapping the heat insulating material around the outer circumference of the inner pipe, the installed heat insulating material must be removed in order to reuse the inner pipe. It takes a lot of effort. On the other hand, according to the method of decompression by evacuation or filling with adiabatic gas (or adiabatic liquid), the pressure in the region decompressed by evacuation is increased to atmospheric pressure, or the adiabatic gas (or filled) is filled. By discharging the adiabatic liquid), the adiabatic state can be easily released and the double pipe portion (2) can be made a reusable state.

また本発明において、限定凍結の場合、凍結管外管(10)の二重管部(2)と単管部(1)の境界部分に断熱継手部(2C)を設け、断熱継手部(2C)が断熱性材料(例えばMCナイロン樹脂、ポリアミド樹脂、硬質ゴム等)で構成されていれば、冷媒(R)の冷熱が二重管部(2)の外管(2B)に伝達されることが防止され、凍結させない部分の地盤が凍結することも防止される。
断熱継手部(2C)は、削孔ロッド(10)の接合部材でもあるので、削孔時には地上から与えられた削孔トルクを、地上側の削孔ロッド(10)から地中側の削孔ロッド(10)に力を伝達する剛性を併せ持つため、地上の削孔機からの削孔トルクを削孔ロッド(10)の先端部に伝達し地盤を削孔できる。
Further, in the present invention, in the case of limited freezing, a heat insulating joint portion (2C) is provided at the boundary between the double pipe portion (2) and the single pipe portion (1) of the frozen pipe outer pipe (10), and the heat insulating joint portion (2C) is provided. ) Is composed of a heat insulating material (for example, MC nylon resin, polyamide resin, hard rubber, etc.), the cold heat of the refrigerant (R) is transferred to the outer pipe (2B) of the double pipe portion (2). Is prevented, and the ground in the non-freezing portion is also prevented from freezing.
Since the heat insulating joint portion (2C) is also a joining member of the drilling rod (10), the drilling torque given from the ground at the time of drilling is applied to the drilling torque from the ground side drilling rod (10) to the underground side. Since it also has the rigidity to transmit the force to the rod (10), the drilling torque from the drilling machine on the ground can be transmitted to the tip of the drilling rod (10) to drill the ground.

本発明において、限定凍結の場合、凍結管外管(10)の二重管部(2)の内管(2A)を垂直方向下方に付勢して内管(2A)が熱収縮して地上側に引っ張られるのを抑制する機構(52、54)を備えていれば、内管(2A)を垂直方向下方に付勢する力が、熱収縮により内管(2A)が地上側に引き上げようとする力を相殺する。その結果、内管(2A)が地上側に引き上げられることが防止され、(内管2Aが地上側に引き上げるために)二重管部(2)の最下方の内管(2A)におけるOリング(25)に対してせん断力が作用することが抑制される。そして、二重管部(2)の最下方の内管(2A)におけるOリング(25)の損傷と、それに伴うシール性能の低下が防止される。 In the present invention, in the case of limited freezing, the inner pipe (2A) of the double pipe portion (2) of the freezing pipe outer pipe (10) is urged downward in the vertical direction, and the inner pipe (2A) is thermally contracted to the ground. If a mechanism (52, 54) for suppressing pulling to the side is provided, the force for urging the inner pipe (2A) downward in the vertical direction will cause the inner pipe (2A) to be pulled up to the ground side by heat shrinkage. To offset the power to. As a result, the inner pipe (2A) is prevented from being pulled up to the ground side, and the O-ring in the lowermost inner pipe (2A) of the double pipe portion (2) (because the inner pipe 2A is pulled up to the ground side). The action of shearing force on (25) is suppressed. Then, damage to the O-ring (25) in the lowermost inner pipe (2A) of the double pipe portion (2) and the accompanying deterioration of the sealing performance are prevented.

本発明において、解凍時には冷媒用ヘッダー(20)及び断熱材用ヘッダー(40)を取り外し、二重管部(2)の内管(2A)を取り外して二重管部(2)の外管(2B)と冷媒供給管(6)を地中側に残存させ、二重管部(2)の外管(2B)に解凍液ヘッダー(60)を取り付け、冷媒供給管(6)から解凍液を供給し、外管(2B)と冷媒供給管(6)の間の領域から地上側に戻ってきた解凍液を解凍液ヘッダー(60)から排出すれば、二重管部(2)の内管(2A)は既に抜き取られているため、冷媒供給管(6)から供給された解凍液は、二重管部(2)の外管(2B)の半径方向内方の中空部を介して地上側に戻り、解凍液が保有する熱量は、単管部(1)の半径方向外側の地盤のみならず、二重管部2の外管(2B)を介して半径方向外側の地盤にも伝達される。そのため、非凍結領域の地盤が凍結していても、解凍液で確実に凍結解除することが出来る。 In the present invention, at the time of thawing, the refrigerant header (20) and the heat insulating material header (40) are removed, the inner pipe (2A) of the double pipe portion (2) is removed, and the outer pipe (2) of the double pipe portion (2) is removed. The thawing liquid header (60) is attached to the outer pipe (2B) of the double pipe portion (2), leaving the 2B) and the refrigerant supply pipe (6) on the underground side, and the thawing liquid is discharged from the refrigerant supply pipe (6). If the thaw liquid that has been supplied and returned to the ground side from the area between the outer pipe (2B) and the refrigerant supply pipe (6) is discharged from the thaw liquid header (60), the inner pipe of the double pipe portion (2) is discharged. Since (2A) has already been extracted, the thaw liquid supplied from the refrigerant supply pipe (6) is above the ground through the hollow portion in the radial direction of the outer pipe (2B) of the double pipe portion (2). Returning to the side, the amount of heat retained by the thaw liquid is transmitted not only to the ground on the radial outer side of the single pipe portion (1) but also to the ground on the radial outer side via the outer pipe (2B) of the double pipe portion 2. Will be done. Therefore, even if the ground in the non-frozen region is frozen, it can be reliably unfrozen with the thaw liquid.

また本発明によれば、凍結管の撤去作業時には、削孔ロッド同士の接続を解除すれば良く、ガス切断等を行う必要は無く、火器の使用が不要である。そのため、凍結管撤去作業の安全性が向上する。また、火器を使用しないので、環境保全にも寄与する。
そして本発明によれば、凍結管外管(10)引抜きの際、先端から充填材(ボーリング孔を穴埋めするための埋め立て材料)を吐出することが出来るため、凍結管外管(10)引抜きと同時に削孔空間の穴埋めをすることが出来、解凍した周辺地盤の崩壊を防ぎ、充填作業も容易である。
Further, according to the present invention, when removing the freezing pipe, it is sufficient to disconnect the drilling rods from each other, it is not necessary to cut gas or the like, and it is not necessary to use a firearm. Therefore, the safety of the freezing pipe removal work is improved. In addition, since it does not use firearms, it also contributes to environmental conservation.
According to the present invention, when the freezing pipe outer pipe (10) is pulled out, the filler (landfill material for filling the boring hole) can be discharged from the tip, so that the freezing pipe outer pipe (10) is pulled out. At the same time, it is possible to fill the hole in the drilled space, prevent the thawed surrounding ground from collapsing, and the filling work is easy.

本発明の実施形態において、ボーリング孔を掘削する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of excavating a boring hole in embodiment of this invention. 実施形態において、冷媒供給用配管を挿入する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of inserting a refrigerant supply pipe in an embodiment. 限定凍結を行わない実施形態において、冷媒を供給して地盤を凍結する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the step of supplying a refrigerant and freezing the ground in an embodiment which does not perform limited freezing. 限定凍結を行う実施形態において、冷媒を供給して地盤を凍結する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the step of supplying the refrigerant and freezing the ground in the embodiment which performs limited freezing. 実施形態における地上側部分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ground side part in embodiment. 実施形態における凍結管外管の二重管部と単管部との境界を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the boundary between the double tube part and the single tube part of the freezing tube outer tube in embodiment. 実施形態における解凍のための地上側部材撤去手順を示す工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the step which shows the process of removing the ground side member for thawing in embodiment. 解凍のための地上側部材撤去手順における図7に続く工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process following FIG. 7 in the procedure of removing a member on the ground side for thawing. 解凍のための地上側部材撤去手順における図8に続く工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process following FIG. 8 in the procedure for removing a member on the ground side for thawing. 実施形態で用いられる凍結管の地中側先端を示す部分断面拡大図である。It is a partial cross-sectional enlarged view which shows the tip on the underground side of the freezing tube used in embodiment. 図10におけるA−A線断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 図10における先端部の端面図(B矢視図)であり、実施形態で用いられる凍結管の地中側先端に設けられた削孔ビットと削孔水の噴射口を説明するための図である。FIG. 10 is an end view (arrow view B) of the tip portion in FIG. 10, and is a view for explaining a drilling bit and a drilling water injection port provided at the underground tip of the freezing pipe used in the embodiment. be.

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。
図示の実施形態では、凍結管は全体を符号100で示している。そして本明細書において、凍結管外管10を「削孔ロッド10」と表記する場合がある。
ここで、図1、図2は限定凍結を行う場合を示しており、図3は限定凍結を行わない場合を示している。
図1は限定凍結を行う場合に地盤Gにボーリング孔を削孔する工程を示しており、図1において、削孔ロッド10は、削孔側(地中側)が単管部1で構成され、地上側は二重管部2の外管2Bで構成されている。
明確には図示されていないが、単管部1及び二重管部2は、それぞれ単位長さの削孔ロッド(定尺ロッド)を連結(接続)して構成されている。前記削孔ロッド(単位長さのロッド)は、一端に雄ねじ(図示せず)が形成され、他端に雌ねじ(図示せず)が形成されており、雄ねじと雌ねじを螺合させて定尺ロッド同士を連結する。そして、単管部1の長さと二重管部2の外管2Bでの長さを適宜設定することにより、多様な施工条件に対応することが出来る。
ここで、削孔ロッド10におけるロッド同士の螺合部分は、削孔ロッド10を凍結管外管10として再利用した際に冷媒Rが漏洩しない様に、高い気密性・水密性を有しており、例えば雄ネジに複数の(例えば2個以上の)Oリングを嵌合している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In the illustrated embodiment, the freezing tube is indicated by reference numeral 100 in its entirety. In the present specification, the freezing tube outer tube 10 may be referred to as a “drilling rod 10”.
Here, FIGS. 1 and 2 show a case where limited freezing is performed, and FIG. 3 shows a case where limited freezing is not performed.
FIG. 1 shows a step of drilling a boring hole in the ground G when performing limited freezing. In FIG. 1, the drilling rod 10 is composed of a single pipe portion 1 on the drilling side (underground side). The ground side is composed of the outer pipe 2B of the double pipe portion 2.
Although not clearly shown, the single pipe portion 1 and the double pipe portion 2 are configured by connecting (connecting) drilling rods (standard length rods) having a unit length, respectively. The drilling rod (rod of unit length) has a male screw (not shown) formed at one end and a female screw (not shown) at the other end, and the male screw and the female screw are screwed together to form a standard length. Connect the rods together. Then, by appropriately setting the length of the single pipe portion 1 and the length of the double pipe portion 2 in the outer pipe 2B, it is possible to correspond to various construction conditions.
Here, the screwed portion between the rods in the drilling rod 10 has high airtightness and watertightness so that the refrigerant R does not leak when the drilling rod 10 is reused as the freezing pipe outer pipe 10. For example, a plurality of (for example, two or more) O-rings are fitted to a male screw.

削孔ロッド10先端のボーリングヘッド30には、削孔水Wの圧力では開弁するが冷媒Rの供給圧力では閉弁している弁機構3が設けられ、単管部1の削孔側(地中側)先端には削孔ビット部7(図10、図12)が配置されている。また、単管部1の中空部は削孔水Wの流路を構成しており、先端に冷媒供給管6(コイルドチューブ;図2参照)を挿入する際のガイド部4Tが設けられおり、ガイド部4Tは削孔水Wが流れる流路としても機能する。
弁機構3は、スプリング3A(図10)、球状の弁体3B(図10)及び弁座3C(図10)で構成されているが、詳細は後述する。また、削孔ロッド10の先端(地中側端部)に配置され、噴射口7Bが形成された削孔ビット部7についても、図10、図12を参照して後述する。
上述した様に単管部1、二重管部2は、それぞれ複数の定尺の(単位長さの)単管、二重管で構成されている。
The boring head 30 at the tip of the drilling rod 10 is provided with a valve mechanism 3 that opens at the pressure of the drilling water W but closes at the supply pressure of the refrigerant R, and is provided on the drilling side of the single pipe portion 1 ( A drilling bit portion 7 (FIGS. 10 and 12) is arranged at the tip (on the underground side). Further, the hollow portion of the single pipe portion 1 constitutes a flow path for the drilled water W, and a guide portion 4T for inserting the refrigerant supply pipe 6 (coiled tube; see FIG. 2) is provided at the tip thereof. The guide portion 4T also functions as a flow path through which the drilled water W flows.
The valve mechanism 3 is composed of a spring 3A (FIG. 10), a spherical valve body 3B (FIG. 10), and a valve seat 3C (FIG. 10), the details of which will be described later. Further, a drilling bit portion 7 arranged at the tip (underground side end portion) of the drilling rod 10 and having an injection port 7B formed therein will also be described later with reference to FIGS. 10 and 12.
As described above, the single pipe portion 1 and the double pipe portion 2 are composed of a plurality of standard length (unit length) single pipes and double pipes, respectively.

図1において、二重管部2の内管2Aと外管2Bとの間には、断面円環状の領域αが形成される。非凍結領域が存在する限定凍結を施工するに際して、断面円環状の領域αは、例えば真空引きにより極めて低い圧力まで減圧されるか、或いは断熱流体(断熱気体または断熱液体)が充填され、二重管部2の内管2A(冷媒流路)と地盤Gの間に高い断熱領域を形成する。
削孔時には、内管2Aの中空部が削孔水Wの流路を構成する。
二重管部2と単管部1との境界近傍には、断熱機能を有し冷熱の伝達を遮断する断熱継手部2Cが設けられており、断熱継手部2Cは前記領域α(断面円環状の領域α)を単管部1の中空部分から遮断している。二重管部2と単管部1の接続部分については、後述する。
In FIG. 1, a region α having an annular cross section is formed between the inner pipe 2A and the outer pipe 2B of the double pipe portion 2. When performing limited freezing in which a non-freezing region exists, the region α having an annular cross section is decompressed to an extremely low pressure, for example by evacuation, or is filled with an adiabatic fluid (adiabatic gas or adiabatic liquid) and doubled. A high heat insulating region is formed between the inner pipe 2A (refrigerant flow path) of the pipe portion 2 and the ground G.
At the time of drilling, the hollow portion of the inner pipe 2A constitutes the flow path of the drilling water W.
In the vicinity of the boundary between the double pipe portion 2 and the single pipe portion 1, a heat insulating joint portion 2C having a heat insulating function and blocking the transmission of cold heat is provided, and the heat insulating joint portion 2C is the region α (annular cross section). Region α) is blocked from the hollow portion of the single tube portion 1. The connection portion between the double pipe portion 2 and the single pipe portion 1 will be described later.

凍結工法の施工に際しては、先ず、図1で示す様に、削孔ロッド10により凍結するべき地盤Gにボーリング孔を削孔する。削孔に際しては、削孔ロッド10の先端より削孔水Wを噴射しつつ、削孔ビット部7により地盤Gを削孔する。
削孔水Wは地上側の図示しない水源から供給され、二重管部2の内管2Aの中空部、単管部1の中空部を流過して、単管部1の先端部(地中側端部)まで供給される(矢印W1)。削孔水Wが弁機構3に達すると、弁機構3のスプリング3Aの弾性反撥力に抗して弁機構3を開弁する。そして削孔水Wは、削孔ロッド10の先端に配置された削孔ビット部7に形成された噴射口7B(図10、図12参照)から地中に吐出される(矢印W2)。
吐出された削孔水Wは、削孔ロッド10(単管部1、二重管部2)の外壁を伝って地上側に戻る(矢印W3)。
なお、限定凍結を行わない場合(図3)であっても、地盤Gにボーリング孔を削孔する工程は、図1を参照して説明したのと同様である。
In the construction of the freezing method, first, as shown in FIG. 1, a boring hole is drilled in the ground G to be frozen by the drilling rod 10. At the time of drilling, the ground G is drilled by the drilling bit portion 7 while injecting the drilling water W from the tip of the drilling rod 10.
The drilled water W is supplied from a water source (not shown) on the ground side, flows through the hollow portion of the inner pipe 2A of the double pipe portion 2 and the hollow portion of the single pipe portion 1, and flows through the hollow portion of the single pipe portion 1 to the tip portion (ground) of the single pipe portion 1. It is supplied to the middle end) (arrow W1). When the drilled water W reaches the valve mechanism 3, the valve mechanism 3 is opened against the elastic repulsive force of the spring 3A of the valve mechanism 3. Then, the drilling water W is discharged into the ground from the injection port 7B (see FIGS. 10 and 12) formed in the drilling bit portion 7 arranged at the tip of the drilling rod 10 (arrow W2).
The discharged drilling water W passes through the outer wall of the drilling rod 10 (single pipe portion 1, double pipe portion 2) and returns to the ground side (arrow W3).
Even when the limited freezing is not performed (FIG. 3), the step of drilling a boring hole in the ground G is the same as described with reference to FIG.

削孔ロッド10により地盤Gにボーリング孔を削孔した後、削孔ロッド10はそのまま凍結するべき地盤Gに残存される。残存された削孔ロッド10は、地盤Gを凍結する際に、凍結管の外管として機能する。
換言すれば、削孔ロッド10は所定のボーリング孔を削孔した後、凍結管外管10或いは二重管部の外管2Bや単管1となり、そのため、ボーリング孔の削孔完了と同時に単管部1或いは二重管部2が配置される。上述した通り、図示の実施形態では、削孔ロッドと凍結管外管は、共に符号10で示されている。
従来技術では、ボーリング孔の削孔後に凍結管を挿入し、削孔ロッドを引き抜くという複数の工程を行うが、上述した理由から、図示の実施形態では当該複数の工程が不要となる。
After drilling a boring hole in the ground G with the drilling rod 10, the drilling rod 10 remains in the ground G to be frozen as it is. The remaining drilling rod 10 functions as an outer pipe of the freezing pipe when the ground G is frozen.
In other words, the drilling rod 10 becomes the freezing pipe outer pipe 10 or the outer pipe 2B or the single pipe 1 of the double pipe portion after drilling a predetermined boring hole. The pipe portion 1 or the double pipe portion 2 is arranged. As described above, in the illustrated embodiment, both the drilling rod and the freezing tube outer tube are indicated by reference numeral 10.
In the prior art, a plurality of steps of inserting a freezing tube and pulling out a drilling rod after drilling a boring hole are performed, but for the above-mentioned reason, the plurality of steps are unnecessary in the illustrated embodiment.

図2で示す工程で、削孔ロッド10の内部に、継ぎ目が無い長尺のコイルドチューブ6が挿入される。本発明においては、冷媒供給管であるコイルドチューブ6が挿入された以降は、削孔ロッド10は凍結管外管10となる。すなわち、図2で示す工程以前は符号10は削孔ロッドを示すが、図2で示す様にコイルドチューブ6が挿入された後、符号10は凍結管外管を示す。
コイルドチューブ6は継ぎ目が無く長尺であるので、地中に挿入する際に切り継ぎを行う必要がなく、冷媒が漏洩する恐れも無いので、容易に配置することが出来る。
図示の実施形態において、冷媒Rはブラインでも液化二酸化炭素(CO)でも良く、特に限定条件は無い。明確には図示されていないが、地上側の冷媒冷却設備を設け、例えば冷媒Rが液化二酸化炭素の場合には冷媒Rが地盤中から気化熱を奪う様に、凍結管外管10から排出された気液混合二酸化炭素を冷却して液相とし、液相の二酸化炭素を凍結管外管10に供給する循環冷却機構として構成されている。冷媒Rがブラインの場合も、同様に、凍結管外管10から排出されたブラインを冷却して凍結管外管10に供給する循環冷却機構となっている。
In the process shown in FIG. 2, a seamless long coiled tube 6 is inserted into the drilling rod 10. In the present invention, after the coiled tube 6 which is the refrigerant supply pipe is inserted, the drilling rod 10 becomes the freezing pipe outer pipe 10. That is, before the step shown in FIG. 2, reference numeral 10 indicates a drilling rod, but as shown in FIG. 2, after the coiled tube 6 is inserted, reference numeral 10 indicates a freezing tube outer tube.
Since the coiled tube 6 has no seams and is long, it is not necessary to perform a seam when inserting it into the ground, and there is no risk of refrigerant leaking, so that the coiled tube 6 can be easily arranged.
In the illustrated embodiment, the refrigerant R may be brine or liquefied carbon dioxide (CO 2 ), and there is no particular limitation. Although not clearly shown, a refrigerant cooling facility on the ground side is provided, and when the refrigerant R is liquefied carbon dioxide, for example, the refrigerant R is discharged from the freezing tube outer pipe 10 so as to take the heat of vaporization from the ground. It is configured as a circulation cooling mechanism that cools the gas-liquid mixed carbon dioxide to form a liquid phase and supplies the carbon dioxide in the liquid phase to the freezing tube outer tube 10. Similarly, when the refrigerant R is brine, the circulation cooling mechanism is such that the brine discharged from the freezing pipe outer pipe 10 is cooled and supplied to the freezing pipe outer pipe 10.

図2において、凍結管外管10の内部に挿入されたコイルドチューブ6は、凍結管外管10の二重管部2(削孔ロッド10の二重管部2)の内管2Aの中空部を通過し、凍結管外管10の単管部1(削孔ロッド10の単管部1)に挿入されている。そしてコイルドチューブ6は、弁機構3の手前(地上側)のコイルドチューブ先端差込部4B(図10参照)に差し込まれて保持されている。
図2で示す様に、凍結管外管10における単管部1は、コイルドチューブ6が挿入された状態で二重管と同様な構造になっている。そして、凍結管外管10における二重管部2は、コイルドチューブ6が挿入された状態では三重管と同様な構造になっている。
なお、限定凍結を行わない場合(図3)であっても、ボーリングヘッド30にコイルドチューブ6を挿入する工程は、図2を参照して説明したのと同様である。
In FIG. 2, the coiled tube 6 inserted inside the freezing pipe outer pipe 10 is hollow of the inner pipe 2A of the double pipe portion 2 of the freezing pipe outer pipe 10 (double pipe portion 2 of the drilling rod 10). It has passed through the portion and is inserted into the single pipe portion 1 of the freezing pipe outer pipe 10 (single pipe portion 1 of the drilling rod 10). The coiled tube 6 is inserted and held in the coiled tube tip insertion portion 4B (see FIG. 10) in front of the valve mechanism 3 (ground side).
As shown in FIG. 2, the single tube portion 1 of the freezing tube outer tube 10 has a structure similar to that of a double tube with the coiled tube 6 inserted. The double tube portion 2 of the freezing tube outer tube 10 has a structure similar to that of the triple tube when the coiled tube 6 is inserted.
Even when the limited freezing is not performed (FIG. 3), the step of inserting the coiled tube 6 into the boring head 30 is the same as described with reference to FIG.

図10で示す様に、弁機構3は、スプリング3Aの弾性反撥力により弁体3Bを弁座3Cに押圧する様に構成されている。
係る弁機構を用いることにより、凍結管100を水平方向に配置しても、上向きに配置しても、弁機構3を確実に開閉することが出来る。
As shown in FIG. 10, the valve mechanism 3 is configured to press the valve body 3B against the valve seat 3C by the elastic repulsive force of the spring 3A.
By using such a valve mechanism, the valve mechanism 3 can be reliably opened and closed regardless of whether the freezing pipe 100 is arranged horizontally or upward.

限定凍結を行わない凍結工法が施工されている状態が、図3で示されている。
図3において、削孔ロッド10は単管で構成され、削孔ロッド10先端のボーリングヘッド30には、削孔水の圧力では開弁するが冷媒の供給圧力では閉弁する弁機構3が設けられ、削孔ロッド10の削孔側(地中側)先端には削孔ビット部7が配置されている。
削孔ロッド10は、ボーリング孔削孔後は凍結管外管10として再利用される。凍結管外管10の地上側には冷媒用ヘッダー20が取り付けられている。
冷媒用ヘッダー20の冷媒導入部21から供給(矢印R1)された冷媒はコイルドチューブ6内を通り、凍結管外管10の地中側端部近傍において、冷媒Rは弁機構3を開弁せず(矢印R2)、凍結管外管10の中空部を流れる(矢印R3)。凍結管外管10の中空部を流れる冷媒Rは、冷媒用ヘッダー20の冷媒戻り口22から戻される(矢印R4)。
凍結管外管10内を流れる(矢印R3)際に、冷媒の冷熱は凍結管外管10近傍の地盤に伝達され、単管部凍結管外管10近傍の地盤は凍結する。
The state in which the freezing method without limited freezing is carried out is shown in FIG.
In FIG. 3, the drilling rod 10 is composed of a single pipe, and the boring head 30 at the tip of the drilling rod 10 is provided with a valve mechanism 3 that opens the valve at the pressure of the drilling water but closes at the supply pressure of the refrigerant. A drilling bit portion 7 is arranged at the tip of the drilling rod 10 on the drilling side (underground side).
The drilling rod 10 is reused as the freezing pipe outer tube 10 after drilling the boring hole. A refrigerant header 20 is attached to the ground side of the freezing pipe outer pipe 10.
The refrigerant supplied from the refrigerant introduction portion 21 (arrow R1) of the refrigerant header 20 passes through the coiled tube 6, and the refrigerant R opens the valve mechanism 3 in the vicinity of the underground end of the freezing pipe outer pipe 10. Without (arrow R2), it flows through the hollow portion of the freezing tube outer tube 10 (arrow R3). The refrigerant R flowing through the hollow portion of the freezing pipe outer pipe 10 is returned from the refrigerant return port 22 of the refrigerant header 20 (arrow R4).
When flowing through the freezing pipe outer pipe 10 (arrow R3), the cold heat of the refrigerant is transmitted to the ground near the freezing pipe outer pipe 10, and the ground near the single pipe outer freezing pipe 10 freezes.

限定凍結を行っている状態が図4で示されている。図4において、凍結管外管10の地上側には冷媒用ヘッダー20と断熱材用ヘッダー40が取り付けられている。冷媒用ヘッダー20は二重管部の内管2Aに接続され、断熱材用ヘッダー40は二重管部の外管2Bと内管2Aの間の円環状の領域αに接続されている。
図4で示す様に、冷媒用ヘッダー20は冷媒導入部21と冷媒戻り口22を有し、冷媒導入部21には、コイルドチューブ6が挿入されている。コイルドチューブ6の地上側端部は、地上側の図示しない冷媒供給機構に接続される。冷媒戻り口22は、地中の所定領域の冷却作業を終えた冷媒が、後述する流路を流れて、最終的に凍結管外管10外に排出されるための戻り口となっており、地上における図示しない冷媒戻り流路に接続されている。
The state of performing limited freezing is shown in FIG. In FIG. 4, a refrigerant header 20 and a heat insulating material header 40 are attached to the ground side of the freezing pipe outer pipe 10. The refrigerant header 20 is connected to the inner pipe 2A of the double pipe portion, and the heat insulating material header 40 is connected to the annular region α between the outer pipe 2B and the inner pipe 2A of the double pipe portion.
As shown in FIG. 4, the refrigerant header 20 has a refrigerant introduction portion 21 and a refrigerant return port 22, and a coiled tube 6 is inserted into the refrigerant introduction portion 21. The above-ground end of the coiled tube 6 is connected to a above-ground refrigerant supply mechanism (not shown). The refrigerant return port 22 is a return port for the refrigerant that has finished cooling work in a predetermined area in the ground to flow through a flow path described later and finally to be discharged to the outside of the freezing pipe outer pipe 10. It is connected to a refrigerant return channel (not shown) on the ground.

断熱材用ヘッダー40は断熱材導入部41を有し、断熱材導入部41は、二重管部の内管2Aと外管2Bとの間の断面円環状の領域αを真空引きするための接続口であり、地上の減圧装置(図示しない)へ連通している。或いは断熱材導入部41は、領域αに断熱流体を導入するための接続口であり、地上の断熱流体源(図示しない)へ連通している。
断熱流体を用いた場合に断熱を解除する際は(図7〜図9参照)、断熱材導入部41から断熱流体を排出する。領域αを減圧(或いは真空引き)している場合には、断熱材導入部41から外気を導入して領域αを昇圧して、例えば大気圧まで戻す。
なお、領域αの断熱は、上記のように断熱材導入部41から真空引き、または断熱流体を導入する例を示しているが、従来の発泡ウレタン製などの断熱材を二重管設置時に内管(2A)に巻くなどの手法により、内管と外管の間に断熱材を設置することも可能である。
図4において、凍結管外管10の二重管部の内管2Aの地上側端部近傍には、低温収縮漏洩防止装置11が設けられている。低温収縮漏洩防止装置11については、図5を参照して後述する。
The heat insulating material header 40 has a heat insulating material introducing portion 41, and the heat insulating material introducing portion 41 is for vacuuming a region α having an annular cross section between the inner pipe 2A and the outer pipe 2B of the double pipe portion. It is a connection port and communicates with a decompression device (not shown) on the ground. Alternatively, the heat insulating material introduction portion 41 is a connection port for introducing the heat insulating fluid into the region α, and communicates with the heat insulating fluid source (not shown) on the ground.
When the heat insulating fluid is released when the heat insulating fluid is used (see FIGS. 7 to 9), the heat insulating fluid is discharged from the heat insulating material introduction portion 41. When the region α is depressurized (or evacuated), outside air is introduced from the heat insulating material introduction portion 41 to boost the region α and return it to, for example, atmospheric pressure.
As for the heat insulation of the region α, an example of evacuating or introducing a heat insulating fluid from the heat insulating material introduction portion 41 is shown as described above. It is also possible to install a heat insulating material between the inner pipe and the outer pipe by a method such as winding around the pipe (2A).
In FIG. 4, a low temperature shrinkage leakage prevention device 11 is provided in the vicinity of the above-ground side end of the inner pipe 2A of the double pipe portion of the freezing pipe outer pipe 10. The low temperature shrinkage leakage prevention device 11 will be described later with reference to FIG.

図4では、地中側の一部領域(深度の深い側の領域)のみを限定的に凍結する限定凍結を施工する場合を示している。
図示の限定凍結において、凍結させる領域(凍結領域)は、凍結管外管10の単管部1に相当する垂直方向領域であり、凍結させない領域(非凍結領域)は、凍結管外管10の二重管部2に相当する垂直方向領域である。
FIG. 4 shows a case where limited freezing is performed in which only a part of the underground side (the region on the deep side) is frozen in a limited manner.
In the limited freezing shown, the region to be frozen (freezing region) is a vertical region corresponding to the single tube portion 1 of the freezing tube outer tube 10, and the region not to be frozen (non-freezing region) is the freezing tube outer tube 10. It is a vertical region corresponding to the double pipe portion 2.

限定凍結を施工する際には、コイルドチューブ6により冷媒Rを供給するに先立ち、図示しない減圧装置を稼働して、凍結管外管10の二重管部の内管2Aと外管2Bとの間の断面円環状の領域αを減圧し、真空又は真空に近い低圧の状態にする。或いは、図示しない断熱流体源を稼働して、領域αに断熱流体を充填する。
断面円環状の領域αを真空又は真空に近い低圧にすることにより、或いは、断熱流体(断熱気体又は断熱液体)が充填された状態とすることにより、断面円環状の領域αは高い断熱性を有する。
When performing limited freezing, prior to supplying the refrigerant R by the coiled tube 6, a decompression device (not shown) is operated to form the inner pipe 2A and the outer pipe 2B of the double pipe portion of the freezing pipe outer pipe 10. The region α having an annular cross section between them is depressurized to a vacuum or a low pressure state close to vacuum. Alternatively, an adiabatic fluid source (not shown) is operated to fill the region α with the adiabatic fluid.
By making the region α having an annular cross section into a vacuum or a low pressure close to vacuum, or by making the region α filled with an adiabatic fluid (insulating gas or adiabatic liquid), the region α having an annular cross section has high heat insulating properties. Have.

図4において、供給された冷媒Rはコイルドチューブ6内を通り(矢印R1)、凍結管外管10の二重管部2を通過し、凍結管外管10の単管部1の地中側端部近傍に到達する。
凍結管100の地中側端部近傍において、冷媒Rは弁機構3を開弁せず(矢印R2)、単管部1の中空部(単管部1の内壁とコイルドチューブ6の間の空間β)を流れる(矢印R3)。ここで、矢印R2で示す冷媒或いはその一部は凍結管100の地中側端部近傍を流れるが、その詳細については図10を参照して後述する。
In FIG. 4, the supplied refrigerant R passes through the coiled tube 6 (arrow R1), passes through the double pipe portion 2 of the freezing pipe outer pipe 10, and is underground in the single pipe portion 1 of the freezing pipe outer pipe 10. Reach near the side edge.
In the vicinity of the underground end of the freezing pipe 100, the refrigerant R does not open the valve mechanism 3 (arrow R2), and the hollow portion of the single pipe portion 1 (between the inner wall of the single pipe portion 1 and the coiled tube 6). It flows through space β) (arrow R3). Here, the refrigerant shown by the arrow R2 or a part thereof flows in the vicinity of the underground end portion of the freezing pipe 100, and the details thereof will be described later with reference to FIG.

単管部1の中空部を流れる冷媒Rは、二重管部2における内管2Aの内壁とコイルドチューブ6の間の円環状の空間を通過して(矢印R4)、冷媒用ヘッダー20の冷媒戻り口22から地上の冷媒戻り流路(図示しない)に戻される(矢印R5)。
凍結管外管10の単管部1内を流れる(矢印R3)際に、冷媒Rの冷熱は単管部1近傍の地盤に伝達され、単管部1近傍の地盤は凍結する。凍結管外管10の二重管部2においては、冷媒Rの冷熱は断面円環状の領域αで遮断されるため、冷媒Rの冷熱は二重管部2近傍の地盤には伝熱されず、凍結管外管10の二重管部2に相当する垂直方向位置の地盤は凍結しない。すなわち、図4では地中側の単管部1近傍の地盤は凍結するが、地上側の二重管部2近傍の地盤は凍結せず、限定凍結が施工される。
The refrigerant R flowing through the hollow portion of the single pipe portion 1 passes through the annular space between the inner wall of the inner pipe 2A and the coiled tube 6 in the double pipe portion 2 (arrow R4), and the refrigerant header 20 of the refrigerant header 20 It is returned from the refrigerant return port 22 to the refrigerant return flow path (not shown) on the ground (arrow R5).
When flowing through the single pipe portion 1 of the freezing pipe outer pipe 10 (arrow R3), the cold heat of the refrigerant R is transmitted to the ground near the single pipe portion 1, and the ground near the single pipe portion 1 freezes. In the double pipe portion 2 of the freezing pipe outer pipe 10, the cold heat of the refrigerant R is cut off in the region α having an annular cross section, so that the cold heat of the refrigerant R is not transferred to the ground in the vicinity of the double pipe portion 2. , The ground at the vertical position corresponding to the double pipe portion 2 of the freezing pipe outer pipe 10 does not freeze. That is, in FIG. 4, the ground near the single pipe portion 1 on the underground side freezes, but the ground near the double pipe portion 2 on the ground side does not freeze, and limited freezing is performed.

凍結管外管10の地中側端部近傍のボーリングヘッド30は、凍結管外管10の単管部1と削孔ビット部7を接続する機能を有している。
詳細は後述するが、ボーリングヘッド30の内部には、冷媒Rが流れる冷媒流路が形成されている(図10〜図12参照)。
The boring head 30 near the underground end of the freezing pipe outer pipe 10 has a function of connecting the single pipe portion 1 of the freezing pipe outer pipe 10 and the drilling bit portion 7.
Although details will be described later, a refrigerant flow path through which the refrigerant R flows is formed inside the boring head 30 (see FIGS. 10 to 12).

図4の凍結工程において、地上側の領域における構成が図5で示されている。そして、図1、図2、図4で示す単管部1と二重管部2の境界部分の詳細が、図6に示されている。
図5において、二重管部の外管2Bは、図示の実施形態では単位長さのロッド(定尺ロッド2BS)同士を接続して構成している。ロッド2BS同士は、雄ねじと雌ねじとが螺合することにより接合され、螺合箇所46において、ロッド2BSの雄ねじ近傍の複数個所(図5では2箇所)にOリング48が嵌合している。
そのため、外管2(或いは単管部1)を構成するロッド2BS同士の接合部は、冷媒Rが漏洩しない十分なシール性能が付与されている。
なお、図5〜図9において、左側が地上側で、右側が地中側である。
In the freezing step of FIG. 4, the configuration in the region on the ground side is shown in FIG. The details of the boundary portion between the single pipe portion 1 and the double pipe portion 2 shown in FIGS. 1, 2 and 4 are shown in FIG.
In FIG. 5, the outer pipe 2B of the double pipe portion is configured by connecting rods having a unit length (standard length rod 2BS) in the illustrated embodiment. The rods 2BS are joined by screwing a male screw and a female screw, and O-rings 48 are fitted at a plurality of places (two places in FIG. 5) in the vicinity of the male screw of the rod 2BS at the screwing points 46.
Therefore, the joint portion between the rods 2BS constituting the outer pipe 2 (or the single pipe portion 1) is provided with sufficient sealing performance so that the refrigerant R does not leak.
In FIGS. 5 to 9, the left side is the ground side and the right side is the underground side.

二重管部2における外管2Bの地上側端部と断熱材用ヘッダー40は、接続箇所40Jで螺合している。
断熱材用ヘッダー40は、軸方向の概略中央に断熱材導入部41が形成されている。断熱材用ヘッダー40には断熱材導入部41と連通し、地中側に開口する円筒状空間42が形成されている。断熱材用ヘッダー40の地上側端部には、雌ねじを形成したガイド部材螺合部F40が設けられ、ガイド部材螺合部F40に隣接して円筒状のシール装着空間45が形成され、シール装着空間45にはシール部材S40が装着されている。
The ground side end of the outer pipe 2B in the double pipe portion 2 and the heat insulating header 40 are screwed at the connection portion 40J.
In the heat insulating material header 40, the heat insulating material introduction portion 41 is formed substantially in the center in the axial direction. The heat insulating material header 40 is formed with a cylindrical space 42 that communicates with the heat insulating material introduction portion 41 and opens to the underground side. A guide member screw portion F40 having a female screw formed is provided at the ground side end of the heat insulating material header 40, and a cylindrical seal mounting space 45 is formed adjacent to the guide member screw portion F40 to mount the seal. A seal member S40 is mounted in the space 45.

断熱材用ヘッダー40のガイド部材螺合部F40には、雄ねじを有するガイド部材P40が螺合している。
シール装着空間45と円筒状空間42は隔壁43で遮られており、シール装着空間45内に収容されているシール部材S40は、例えばゴムパッキンで構成されており、断熱材の漏洩や真空破壊(圧力の漏洩)を防止している。
接続部材2AJの地中側には接続箇所62が形成されており、接続箇所62において、接続部材2AJの地中側端部(図5の右端部)は内管2Aの地上側端部(図5の左端部)と螺合している。
A guide member P40 having a male screw is screwed into the guide member screwing portion F40 of the heat insulating material header 40.
The seal mounting space 45 and the cylindrical space 42 are shielded by a partition wall 43, and the seal member S40 housed in the seal mounting space 45 is composed of, for example, rubber packing, so that the heat insulating material leaks or vacuum breaks (vacuum breakage). Pressure leakage) is prevented.
A connecting portion 62 is formed on the underground side of the connecting member 2AJ, and at the connecting portion 62, the underground side end portion (right end portion in FIG. 5) of the connecting member 2AJ is the above-ground side end portion (FIG. 5) of the inner pipe 2A. It is screwed with the left end of 5.

図5において、二重管部の内管2Aの地上側端部近傍において、半径方向外周には、円周方向に等間隔に突起52が、半径方向外方に突出するように配置(固着)されている。そして、突起52と断熱材用ヘッダー40の地中側端部40eの間にコイルスプリング54が介装されている。換言すれば、突起52、コイルスプリング54は低温収縮漏洩防止装置11を構成しており、内管2Aを付勢することにより、内管2Aの熱収縮に起因する断熱継手部2Cからの離脱またはOリング25のシール性能劣化を防止している。
断熱材用ヘッダー40は外管2Bと螺合しているので、図5の状態では、断熱材用ヘッダー40の地中側端部40eと突起52の地上側の面との距離(間隔)Lは一定であり、その間にコイルスプリング54が圧縮された状態で介装されている。コイルスプリング54の自由長をLsf(図示せず)とし、自由長Lsfが間隔Lよりも長ければ、コイルスプリング54は圧縮され、その弾性反撥力は突起52を介して内管2Aを図5の右方すなわち地中側へ付勢している。
In FIG. 5, near the above-ground end of the inner pipe 2A of the double pipe portion, protrusions 52 are arranged (fixed) on the outer periphery in the radial direction so as to protrude outward in the radial direction at equal intervals in the circumferential direction. Has been done. A coil spring 54 is interposed between the protrusion 52 and the underground end portion 40e of the heat insulating material header 40. In other words, the protrusion 52 and the coil spring 54 constitute the low temperature shrinkage leakage prevention device 11, and by urging the inner pipe 2A, the inner pipe 2A is separated from the heat insulating joint portion 2C due to heat shrinkage. It prevents deterioration of the sealing performance of the O-ring 25.
Since the heat insulating material header 40 is screwed with the outer pipe 2B, in the state of FIG. 5, the distance (interval) L between the underground side end portion 40e of the heat insulating material header 40 and the above-ground surface of the protrusion 52 is L. Is constant, during which the coil spring 54 is interposed in a compressed state. If the free length of the coil spring 54 is Lsf (not shown) and the free length Lsf is longer than the interval L, the coil spring 54 is compressed and its elastic repulsive force is applied to the inner tube 2A via the protrusion 52 in FIG. It is urging to the right, that is, to the underground side.

二重管部の内管2Aは冷媒と接触するので、冷媒の冷熱により収縮する。
一方、二重管部の内管2Aと外管2Bとの間の断面円環状の領域αは断熱されているので、領域αで冷媒の冷熱が遮断され、二重管部の外管2Bは収縮しない。そして、後述する様に図6の断熱継手部2Cは断熱性材料で構成されている。
そのため、凍結時には二重管部の内管2Aのみが(冷媒Rの冷熱で)熱収縮し、当該熱収縮により内管2Aに地上側に引き上げる力が作用したのと同等の現象となり、係る力により内管2Aのみが地上側に引き上げられてしまうと、図6におけるOリング25にせん断力が作用して、損傷する可能性がある。
Since the inner pipe 2A of the double pipe portion comes into contact with the refrigerant, it shrinks due to the cold heat of the refrigerant.
On the other hand, since the region α having an annular cross section between the inner pipe 2A and the outer pipe 2B of the double pipe portion is insulated, the cold heat of the refrigerant is blocked in the region α, and the outer pipe 2B of the double pipe portion is Does not shrink. Then, as will be described later, the heat insulating joint portion 2C of FIG. 6 is made of a heat insulating material.
Therefore, at the time of freezing, only the inner pipe 2A of the double pipe portion heat-shrinks (due to the cold heat of the refrigerant R), and the heat shrinkage causes a phenomenon equivalent to the force acting on the inner pipe 2A to pull it up to the ground side. If only the inner pipe 2A is pulled up to the ground side due to this, a shearing force acts on the O-ring 25 in FIG. 6 and there is a possibility of damage.

それに対して、図5を参照して上述した通り、コイルスプリング54の圧縮による弾性反撥力が突起52を介して内管2Aを図5の右方(地中側)へ付勢していれば、コイルスプリング54の弾性反撥力(内管2Aを地中側へ付勢する弾性反撥力)が、熱収縮により内管2Aを地上側に引き上げようとする力と相殺するという現象になる。すなわち、凍結開始前にコイルスプリング54にプレストレスを導入し、内管2Aの熱収縮をこのコイルスプリング54のプレストレス分の伸びで吸収することにより、内管2Aの地中側である断熱継手部2Cとの接合部で内管2Aが引き上がらないようにしている。
その結果、内管2Aを地上側に引き上げることが抑制され、図6におけるOリング25にはせん断力が作用せず、Oリング25が損傷することが防止される。そのため、Oリング25を設けている個所のシール性能は低下せず、冷媒Rの漏洩が防止される。
On the other hand, as described above with reference to FIG. 5, if the elastic repulsive force due to the compression of the coil spring 54 urges the inner tube 2A to the right side (underground side) of FIG. 5 via the protrusion 52. , The elastic repulsive force of the coil spring 54 (the elastic repulsive force that urges the inner tube 2A to the ground side) cancels out the force that tries to pull the inner tube 2A to the ground side due to heat shrinkage. That is, by introducing prestress into the coil spring 54 before the start of freezing and absorbing the heat shrinkage of the inner pipe 2A by the elongation of the prestress of the coil spring 54, the heat insulating joint on the underground side of the inner pipe 2A. The inner pipe 2A is prevented from being pulled up at the joint with the portion 2C.
As a result, it is suppressed that the inner pipe 2A is pulled up to the ground side, and the shearing force does not act on the O-ring 25 in FIG. 6 to prevent the O-ring 25 from being damaged. Therefore, the sealing performance of the portion where the O-ring 25 is provided is not deteriorated, and the leakage of the refrigerant R is prevented.

図5において、内管2Aは共通の定尺管2ASを継ぎ足して構成されている。
図示の例では、定尺管2ASの地上側端部は雌ねじ(符号省略)が形成され、地中側端部は雄ねじ(符号省略)が形成されている。そして、複数の定尺管2ASを継ぎ足すことにより、所定長さの内管2Aが構成される。
接続部材2AJの両端部には雄ねじ(符号省略)が形成されている。そして内管2Aの地上側端部を構成する定尺管2ASは、接続箇所62において接続部材2AJに接続(螺合)されている。
In FIG. 5, the inner pipe 2A is configured by adding a common ulnar canal 2AS.
In the illustrated example, the ground side end of the ulnar canal 2AS is formed with a female screw (reference numeral omitted), and the underground side end portion is formed with a male screw (reference numeral omitted). Then, by adding a plurality of standard-sized pipes 2AS, an inner pipe 2A having a predetermined length is formed.
Male screws (reference numerals omitted) are formed at both ends of the connecting member 2AJ. The ulnar canal 2AS forming the above-ground end of the inner pipe 2A is connected (screwed) to the connecting member 2AJ at the connecting portion 62.

接続部材2AJの地上側端部は、冷媒用ヘッダー20と螺合している。ここで、冷媒用ヘッダー20の地中側端部20eには、雌ねじ(符号を省略)が形成されている。一方、冷媒用ヘッダー20の冷媒導入部21には、プラグ部材P20と螺合する雌ねじ(符号を省略)が形成されている。冷媒用ヘッダー20は連通孔23によって貫通しており、連通孔23は冷媒戻り口22と連通している。そして連通孔23の地上側にはシール部材S20を装着するための円筒状のシール装着空間27が形成されており、シール装着空間27の地中側(図5の右側)には隔壁24が形成されている。
図5、図6における符号26は、例えばOリングの様なシール部材を示す。
The ground side end of the connecting member 2AJ is screwed with the refrigerant header 20. Here, a female screw (reference numeral is omitted) is formed at the underground side end portion 20e of the refrigerant header 20. On the other hand, the refrigerant introduction portion 21 of the refrigerant header 20 is formed with a female screw (reference numeral omitted) that is screwed with the plug member P20. The refrigerant header 20 penetrates through the communication hole 23, and the communication hole 23 communicates with the refrigerant return port 22. A cylindrical seal mounting space 27 for mounting the seal member S20 is formed on the ground side of the communication hole 23, and a partition wall 24 is formed on the underground side (right side in FIG. 5) of the seal mounting space 27. Has been done.
Reference numerals 26 in FIGS. 5 and 6 indicate a sealing member such as an O-ring.

プラグ部材P20には、コイルドチューブ6を挿通させる貫通孔P21が形成され、貫通孔P21と直交し、プラグ部材P20の外周に開口するねじ孔(符号を省略)が形成され、ねじ31が螺合している。
ねじ31を締め込み、ねじ31の先端をコイルドチューブ6に当接させることにより、コイルドチューブ6を冷媒用ヘッダー20に固定している。
A through hole P21 through which the coiled tube 6 is inserted is formed in the plug member P20, and a screw hole (reference numeral omitted) that is orthogonal to the through hole P21 and opens on the outer periphery of the plug member P20 is formed, and the screw 31 is screwed. It fits.
The coiled tube 6 is fixed to the refrigerant header 20 by tightening the screw 31 and bringing the tip of the screw 31 into contact with the coiled tube 6.

図6において、二重管部2と単管部1との境界には断熱継手部2Cが設けられている。断熱継手部2Cは、単管部1の外管と二重管部の外管2Bとを熱的に遮断するとともに、二重管部2の内管2Aと外管2Bとの間の断面円環状の領域αと、単管部1の中空部分βとを熱的に遮断する機能を有している。換言すれば、領域αは断熱継手部2Cによって閉塞され、領域αと単管部1の内部空間は断熱継手部2Cにより遮断されている。
さらに、断熱継手部2Cは削孔ロッド10の接続部となるので、削孔時には地上の削孔トルクを伝達する剛性を備えている。
ここで、断熱継手部2Cの材料が熱伝導性の高い金属、例えば鉄であると、凍結領域(単管部1の部分)における冷媒の冷熱が断熱継手部2Cにより伝導されて二重管部2の外管2Bに熱伝導されてしまうので、二重管2の地盤が凍結する恐れが存在する。
そのため図示の実施形態では、断熱継手部2Cは断熱性とトルク剛性を併せ持つ材料(例えばMCナイロン樹脂、ポリアミド樹脂、硬質ゴム等)で製造されている。
断熱継手部2Cを断熱性材料で構成することにより、凍結領域における冷媒の冷熱は断熱継手部2Cで遮断され、外管2Bに伝わることはない。そのため、二重管部2に冷媒の冷熱が伝わり、凍結してしまうことは防止される。
In FIG. 6, a heat insulating joint portion 2C is provided at the boundary between the double pipe portion 2 and the single pipe portion 1. The heat insulating joint portion 2C thermally shuts off the outer pipe of the single pipe portion 1 and the outer pipe 2B of the double pipe portion, and has a cross-sectional circle between the inner pipe 2A and the outer pipe 2B of the double pipe portion 2. It has a function of thermally blocking the annular region α and the hollow portion β of the single tube portion 1. In other words, the region α is closed by the heat insulating joint portion 2C, and the region α and the internal space of the single pipe portion 1 are blocked by the heat insulating joint portion 2C.
Further, since the heat insulating joint portion 2C serves as a connecting portion of the drilling rod 10, it has rigidity to transmit the drilling torque on the ground at the time of drilling.
Here, when the material of the heat insulating joint portion 2C is a metal having high thermal conductivity, for example, iron, the cold heat of the refrigerant in the frozen region (the portion of the single pipe portion 1) is conducted by the heat insulating joint portion 2C to conduct the double pipe portion. Since heat is conducted to the outer pipe 2B of 2, there is a risk that the ground of the double pipe 2 will freeze.
Therefore, in the illustrated embodiment, the heat insulating joint portion 2C is manufactured of a material having both heat insulating properties and torque rigidity (for example, MC nylon resin, polyamide resin, hard rubber, etc.).
By forming the heat insulating joint portion 2C with a heat insulating material, the cold heat of the refrigerant in the frozen region is blocked by the heat insulating joint portion 2C and is not transmitted to the outer pipe 2B. Therefore, it is possible to prevent the cold heat of the refrigerant from being transmitted to the double pipe portion 2 and freezing.

次に、図4で示す凍結工程が終了し、凍結した地盤を解凍するために図5で示す地上側の部材を撤去する態様について、図5、図7〜図9を参照して説明する。
先ず、図5において、コイルドチューブ6への冷媒供給を停止し、内管2Aと外管2Bとの間の領域(図1、図2、図4における領域α)に連通する冷媒戻り口22から冷媒を回収する。そして、断熱材導入部41から真空引きにより減圧した領域の圧力を大気圧まで昇圧し、或いは、充填された断熱気体(または断熱液体)を排出することにより、断熱された状態を容易に解除する。
次に、解凍液を循環させる以前の段階で、冷媒用ヘッダー20を取り外す。
冷媒用ヘッダー20を取り外すに際しては、図5において、先ず、プラグ部材P20のねじ31を緩めて、コイルドチューブ6との係合を解除する。そして、プラグ部材P20と冷媒用ヘッダー20の螺合を解除して取り外す。冷媒用ヘッダー20と接続部材2AJとの螺合を解除し、冷媒用ヘッダー20を接続部材2AJから取り外す(図7の状態)。
ついで、図7〜図9を参照して、断熱材用ヘッダー40、二重管部の内管2Aを取り外す手順を説明する。
Next, a mode in which the freezing step shown in FIG. 4 is completed and the above-ground member shown in FIG. 5 is removed in order to thaw the frozen ground will be described with reference to FIGS. 5, 7 to 9.
First, in FIG. 5, the refrigerant supply to the coiled tube 6 is stopped, and the refrigerant return port 22 communicates with the region between the inner pipe 2A and the outer pipe 2B (region α in FIGS. 1, 2, and 4). Recover the refrigerant from. Then, the heat-insulated state is easily released by increasing the pressure in the region decompressed by vacuuming from the heat insulating material introduction portion 41 to atmospheric pressure or discharging the filled heat insulating gas (or heat insulating liquid). ..
Next, the refrigerant header 20 is removed before the thaw liquid is circulated.
When removing the refrigerant header 20, in FIG. 5, first, the screw 31 of the plug member P20 is loosened to release the engagement with the coiled tube 6. Then, the plug member P20 and the refrigerant header 20 are unscrewed and removed. The screw between the refrigerant header 20 and the connecting member 2AJ is released, and the refrigerant header 20 is removed from the connecting member 2AJ (state of FIG. 7).
Then, with reference to FIGS. 7 to 9, a procedure for removing the heat insulating material header 40 and the inner pipe 2A of the double pipe portion will be described.

図7において、断熱材用ヘッダー40とガイド部材P40との螺合を解除して、ガイド部材P40を断熱材用ヘッダー40から取り外す。そして、ガイド部材P40を接続部材2AJから公知の手段で引き抜く。次に、断熱材用ヘッダー40と二重管部の外管2Bとの接続部分40Jにおける螺合を解除して、断熱材用ヘッダー40を二重管部の外管2Bの地上側端部から取り外し、回収する。これにより、図8で示す状態となる。
図8の状態から、図示しない冶具を接続部材2AJの地上側端部に固定し(螺合し)、当該治具を用いて接続部材2AJを地上側(図8の左方)に引き抜く。
In FIG. 7, the heat insulating material header 40 and the guide member P40 are unscrewed, and the guide member P40 is removed from the heat insulating material header 40. Then, the guide member P40 is pulled out from the connecting member 2AJ by a known means. Next, the screw of the connecting portion 40J between the heat insulating material header 40 and the outer pipe 2B of the double pipe portion is released, and the heat insulating material header 40 is removed from the ground side end of the outer pipe 2B of the double pipe portion. Remove and collect. As a result, the state shown in FIG. 8 is obtained.
From the state shown in FIG. 8, a jig (not shown) is fixed (screwed) to the ground side end of the connecting member 2AJ, and the connecting member 2AJ is pulled out to the ground side (left side in FIG. 8) using the jig.

図5を参照して前述したように、接続部材2AJは接続部分62により内管2Aの地上側端部と螺合しているため、接続部材2AJを引き抜くと内管2A全体が地上側(図8の左方)へ引き抜かれる。
内管2A全体を地上側に引き抜く際に、内管2Aと溶接等で一体化した突起52とスプリング54も(内管2Aと共に)引き抜かれる。
As described above with reference to FIG. 5, since the connecting member 2AJ is screwed to the ground side end of the inner pipe 2A by the connecting portion 62, when the connecting member 2AJ is pulled out, the entire inner pipe 2A is on the ground side (FIG. 5). It is pulled out to the left of 8).
When the entire inner pipe 2A is pulled out to the ground side, the protrusion 52 and the spring 54 integrated with the inner pipe 2A by welding or the like are also pulled out (together with the inner pipe 2A).

明確には図示していないが、図示の実施形態において内管2Aも定尺ロッド(2AS)同士を螺合して構成されているため、所定の長さだけ引き抜く毎に、内管2Aを構成するロッド同士の螺合を解除する。
図8において、接続部材2AJ、内管2A、スプリング54が引き抜かれると、図9の実線で示す状態、すなわち、二重管の外管2B(或いは単管)とコイルドチューブ6のみが残存した状態になる。
Although not clearly shown, in the illustrated embodiment, the inner pipe 2A is also configured by screwing the standard rods (2AS) together, so that the inner pipe 2A is formed every time the rod is pulled out by a predetermined length. Unscrew the rods.
In FIG. 8, when the connecting member 2AJ, the inner pipe 2A, and the spring 54 are pulled out, only the state shown by the solid line in FIG. 9, that is, the outer pipe 2B (or single pipe) of the double pipe and the coiled tube 6 remains. Become in a state.

さらに、図示の実施形態では、冷媒を回収し、領域αの断熱状態を解除した後に、図9で示す様に外管2Bとコイルドチューブ6のみが残存した状態にする。そして、解凍液ヘッダー60(図9において点線で示す)を外管2Bの地上側端部の雌ねじF2Bに螺合する。
コイルドチューブ6から解凍液(その流れを矢印NFで示す)を供給して、解凍液ヘッダー60の解凍液排出口61から排出(矢印NF8)することにより、コイルドチューブ6から供給された解凍液は、二重管の外管2Bの半径方向内方の中空部を介して地上側に戻り、解凍液が保有する熱量は、単管1の半径方向外側の地盤のみならず、外管2Bの半径方向外側の地盤にも確実に伝達される。そのため、図1、図2、図4において二重管部2に相当する非凍結領域の地盤が凍結していても、解凍液で確実に凍結解除することが出来る。
解凍液で凍結管周辺地盤の解凍が完了し、コイルドチューブ6を引き抜き、地中に残存する削孔ロッド10を螺合解除しながら引き抜く。
前述の凍結終了後に螺合接続を解除して分解した凍結管構成部材(ボーリングヘッド30を含む)は、新たな凍結工事に再利用される。
Further, in the illustrated embodiment, after the refrigerant is recovered and the heat insulating state of the region α is released, only the outer tube 2B and the coiled tube 6 remain as shown in FIG. Then, the thaw liquid header 60 (shown by the dotted line in FIG. 9) is screwed into the female screw F2B at the above-ground side end of the outer pipe 2B.
Thaw supplied from the coiled tube 6 by supplying a thaw liquid (the flow of which is indicated by an arrow NF) from the coiled tube 6 and discharging the thaw liquid from the thaw liquid discharge port 61 (arrow NF 8) of the thaw liquid header 60. The liquid returns to the ground side through the hollow portion in the radial direction of the outer pipe 2B of the double pipe, and the amount of heat held by the thaw liquid is not only the ground on the radial outer side of the single pipe 1 but also the outer pipe 2B. It is surely transmitted to the ground outside in the radial direction of. Therefore, even if the ground in the non-frozen region corresponding to the double pipe portion 2 in FIGS. 1, 2, and 4 is frozen, it can be reliably unfrozen with the thaw liquid.
Thawing of the ground around the freezing pipe is completed with the thawing liquid, the coiled tube 6 is pulled out, and the drilling rod 10 remaining in the ground is pulled out while being unscrewed.
The freezing pipe constituent members (including the boring head 30) that have been disassembled by releasing the screw connection after the above-mentioned freezing is completed are reused for new freezing work.

次に図10〜図12を参照して、ボーリングヘッド30を説明する。なお図10において、冷媒の流れを矢印Rで示す。
図10において、凍結管外管10の地中側端部に配置されたボーリングヘッド30は、その地上側が単管接続部30Aを構成している。そしてボーリングヘッド30の地中側には、削孔ビット接続部30Bが設けられている。
ボーリングヘッド30の単管接続部30Aには雄ねじが形成されており、凍結管外管10(単管部1)の地中側(ボーリングヘッド30側)にも雄ねじが形成されている。そして単管接続部30Aと単管部1は、カップリング部材9を介して接合されている。ここでカップリング部材9には、ボーリングヘッド30の雄ねじと螺合する雌ねじ(符号なし)と、単管部1の雄ねじと螺合する雌ねじ(符号なし)が形成されている。
削孔ビット接続部30Bにも雄ねじ(符号なし)が形成されており、当該雄ねじと削孔ビット部7の雌ねじ(接続部7Cの内周に形成された雌ねじ:符号なし)が螺合して、ボーリングヘッド30と削孔ビット部7が接合されている。
Next, the boring head 30 will be described with reference to FIGS. 10 to 12. In FIG. 10, the flow of the refrigerant is indicated by an arrow R.
In FIG. 10, the boring head 30 arranged at the underground end of the freezing pipe outer pipe 10 constitutes a single pipe connecting portion 30A on the ground side thereof. A drilling bit connection portion 30B is provided on the underground side of the boring head 30.
A male screw is formed on the single pipe connecting portion 30A of the boring head 30, and a male screw is also formed on the underground side (boring head 30 side) of the freezing pipe outer pipe 10 (single pipe portion 1). The single pipe connecting portion 30A and the single pipe portion 1 are joined via a coupling member 9. Here, the coupling member 9 is formed with a female screw (unsigned) screwed with the male screw of the boring head 30 and a female screw (unsigned) screwed with the male screw of the single tube portion 1.
A male screw (unsigned) is also formed in the drilling bit connection portion 30B, and the male screw and the female screw of the drilling bit portion 7 (female screw formed on the inner circumference of the connection portion 7C: unsigned) are screwed together. , The boring head 30 and the drilling bit portion 7 are joined.

ボーリングヘッド30には流路4が設けられており、流路4は、単管部1の中空部分から弁機構3まで鉛直方向に延在している。流路4には、削孔時は削孔水Wが流れ、凍結時は冷媒Rが流れる。
図10において、コイルドチューブ6は、凍結時においては、流路4におけるコイルドチューブ先端差込部4Bに挿入された状態が保持される。ボーリングヘッド30において、流路4の地上側(図10の上方)には内壁面がテーパー状の形成されたテーパー状領域4Tが形成されている。
上述した通り、コイルドチューブ6が挿入された以降は、削孔ロッド10は凍結管外管10として機能する。
The boring head 30 is provided with a flow path 4, and the flow path 4 extends in the vertical direction from the hollow portion of the single pipe portion 1 to the valve mechanism 3. The drilling water W flows through the flow path 4 during drilling, and the refrigerant R flows through the flow path 4 during freezing.
In FIG. 10, the coiled tube 6 is held in a state of being inserted into the coiled tube tip insertion portion 4B in the flow path 4 when frozen. In the boring head 30, a tapered region 4T having a tapered inner wall surface is formed on the ground side (upper side of FIG. 10) of the flow path 4.
As described above, after the coiled tube 6 is inserted, the drilling rod 10 functions as the freezing tube outer tube 10.

ボーリングヘッド30には冷媒流路5が形成されており、冷媒流路5は、流路4の分岐部4Aから弁機構3をバイパスして半径方向冷媒流路5Aへ分岐し、垂直方向冷媒流路5Bを経由して、削孔ロッド10の先端の先端部冷媒通過領域5Cに連通している。先端部冷媒通過領域5Cは、戻り用冷媒流路5Dを介して、凍結管外管10内の中空部分に連通している。すなわち、冷媒流路5は半径方向冷媒流路5A、垂直方向冷媒流路5B、先端部冷媒通過領域5C、戻り用冷媒流路5Dから構成されている。
ここで、先端部冷媒通過領域5Cはスプリング収納部12の半径方向外方の領域として構成されている。後述するように、スプリング収納部12は中空円筒状に構成され、その内部に弁機構3のスプリング3Aを収納している。
冷媒戻り側の流路である戻り用冷媒流路5Dは、垂直方向冷媒流路5Bと円周方向に隣接して、垂直方向(図11において紙面と直交する方向)に延在しており、垂直方向冷媒流路5Bと戻り用冷媒流路5Dは、それぞれ4本ずつ、円周方向に交互に配置されている。換言すれば、先端部冷媒通過領域5Cは、4本の垂直方向冷媒流路5B及び4本の戻り用冷媒流路5D(図11参照)と連通する空間により構成されている。
A refrigerant flow path 5 is formed in the boring head 30, and the refrigerant flow path 5 branches from the branch portion 4A of the flow path 4 to the radial refrigerant flow path 5A by bypassing the valve mechanism 3, and the vertical refrigerant flow. It communicates with the tip refrigerant passing region 5C at the tip of the drilling rod 10 via the path 5B. The tip refrigerant passage region 5C communicates with the hollow portion in the freezing pipe outer pipe 10 via the return refrigerant flow path 5D. That is, the refrigerant flow path 5 is composed of a radial refrigerant flow path 5A, a vertical refrigerant flow path 5B, a tip refrigerant passage region 5C, and a return refrigerant flow path 5D.
Here, the tip refrigerant passing region 5C is configured as a region outward in the radial direction of the spring accommodating portion 12. As will be described later, the spring accommodating portion 12 is formed in a hollow cylindrical shape, and the spring 3A of the valve mechanism 3 is accommodating therein.
The return refrigerant flow path 5D, which is a flow path on the refrigerant return side, is adjacent to the vertical refrigerant flow path 5B in the circumferential direction and extends in the vertical direction (direction orthogonal to the paper surface in FIG. 11). Four vertical refrigerant flow paths 5B and four return refrigerant flow paths 5D are alternately arranged in the circumferential direction. In other words, the tip refrigerant passage region 5C is composed of a space communicating with four vertical refrigerant passages 5B and four return refrigerant passages 5D (see FIG. 11).

流路4から分岐した冷媒流路5を流れる冷媒の流れを、図10及び図11を参照して説明する。
図10において、流路4から分岐した冷媒Rは半径方向冷媒流路5Aを流れ、垂直方向冷媒流路5B(冷媒供給側の垂直方向流路)に連通して、ボーリングヘッド30の地中側先端における先端部冷媒通過領域5Cに到達する。
先端部冷媒通過領域5Cに到達した冷媒Rは、戻り用冷媒流路5Dを介して、凍結管外管10内の中空部分を地上側に向かって流れる(図10の矢印R3)。
The flow of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 5 branched from the flow path 4 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
In FIG. 10, the refrigerant R branched from the flow path 4 flows through the radial refrigerant flow path 5A, communicates with the vertical refrigerant flow path 5B (vertical flow path on the refrigerant supply side), and is on the underground side of the boring head 30. It reaches the tip refrigerant passage region 5C at the tip.
The refrigerant R that has reached the tip refrigerant passage region 5C flows toward the ground side in the hollow portion in the freezing pipe outer pipe 10 via the return refrigerant flow path 5D (arrow R3 in FIG. 10).

ここで、垂直方向冷媒流路5B、先端部冷媒通過領域5C、戻り用冷媒流路5Dの流路断面積は、削孔ロッド10内壁とコイルドチューブ6との間の領域の断面積(矢印R3で示す冷媒が流れる領域)よりも小さい。そのため、垂直方向冷媒流路5B、先端部冷媒通過領域5C、戻り用冷媒流路5Dを流れる冷媒Rの流速は、矢印R3で示す冷媒の流速に比べ同程度かそれ以上になる。
一般的に、冷媒が流路内を流れる際に、層流よりも流れの速い乱流の方が熱移動性(熱伝達率)に優れていることが知られている。図示の実施形態では、上述した通り垂直方向冷媒流路5B、先端部冷媒通過領域5C、戻り用冷媒流路5Dを流れる冷媒Rの流速は、矢印R3で示す冷媒Rの流速よりも速いため、熱移動性に優れる。
そのため、垂直方向冷媒流路5B、先端部冷媒通過領域5C、戻り用冷媒流路5Dを流れる冷媒Rによる地盤凍結効果は、削孔ロッド10内壁とコイルドチューブ6との間の領域を流れる冷媒Rによる地盤凍結効果と遜色なく発揮される。
Here, the flow path cross-sectional areas of the vertical refrigerant flow path 5B, the tip refrigerant passage region 5C, and the return refrigerant flow path 5D are the cross-sectional areas of the regions between the inner wall of the drilling rod 10 and the coiled tube 6 (arrows). It is smaller than the area where the refrigerant flows indicated by R3). Therefore, the flow velocity of the refrigerant R flowing through the vertical refrigerant flow path 5B, the tip refrigerant passage region 5C, and the return refrigerant flow path 5D is about the same as or higher than the flow velocity of the refrigerant indicated by the arrow R3.
In general, it is known that when a refrigerant flows through a flow path, a turbulent flow having a faster flow than a laminar flow is superior in heat mobility (heat transfer coefficient). In the illustrated embodiment, as described above, the flow velocity of the refrigerant R flowing through the vertical refrigerant flow path 5B, the tip refrigerant passage region 5C, and the return refrigerant flow path 5D is faster than the flow velocity of the refrigerant R indicated by the arrow R3. Excellent thermal mobility.
Therefore, the ground freezing effect of the refrigerant R flowing through the vertical refrigerant flow path 5B, the tip refrigerant passage region 5C, and the return refrigerant flow path 5D is due to the refrigerant flowing in the region between the inner wall of the drilling rod 10 and the coiled tube 6. It is as effective as the ground freezing effect of R.

図10、図11では、半径方向冷媒流路5Aは水平方向に延在しているが、半径方向外側に行くに連れて下側に延在させる(斜め下方に延在させる)ことが可能である。ここで、半径方向冷媒流路5Aが半径方向外側に行くに連れて上側に延在する(斜め上方に延在する)ことは、冷媒Rの抵抗が大きくなり不都合である。しかし、冷媒Rの冷熱がボーリングヘッド30の先端(地中側端部:下方端部)まで伝達されて、ボーリングヘッド30の先端近傍を十分に凍結することが出来るのであれば、半径方向冷媒流路5Aが斜め上方に延在していても構わない。 In FIGS. 10 and 11, the radial refrigerant flow path 5A extends in the horizontal direction, but can be extended downward (extended diagonally downward) as it goes outward in the radial direction. be. Here, it is inconvenient that the radial refrigerant flow path 5A extends upward (extends diagonally upward) as it goes outward in the radial direction because the resistance of the refrigerant R increases. However, if the cold heat of the refrigerant R is transmitted to the tip of the boring head 30 (underground side end: lower end) and the vicinity of the tip of the boring head 30 can be sufficiently frozen, the radial refrigerant flow The road 5A may extend diagonally upward.

図10において、ボーリングヘッド30において流路4の下端が連通する位置に弁機構3が設けられている。図10で示す状態(凍結時)では、スプリング3Aの弾性反撥力により弁体3Bが弁座3Cに座着している。スプリング3Aの弾性反撥力は、ボーリング孔削孔時における削孔水Wの圧力よりも弱く、凍結時の冷媒Rの供給圧力よりも強く調整されているからである。
したがって、ボーリング孔削孔時において削孔水Wが供給されている際には、削孔水Wの圧力がスプリング3Aの弾性反撥力よりも強いため、弁体3Bはスプリング3Aの弾性反撥力に抗して下方に押圧され、弁体3Bは弁座3Cに座着せず、弁機構3は開放する。
それに対して、凍結時には、冷媒Rの供給圧力がスプリング3Aの弾性反撥力よりも弱いため、スプリング3Aの弾性反撥力で弁体3Bは上方に押圧され、弁座3Cに座着し、弁機構3は閉塞している。
In FIG. 10, the valve mechanism 3 is provided at a position where the lower end of the flow path 4 communicates with the boring head 30. In the state shown in FIG. 10 (when frozen), the valve body 3B is seated on the valve seat 3C due to the elastic repulsive force of the spring 3A. This is because the elastic repulsive force of the spring 3A is weaker than the pressure of the drilling water W at the time of drilling the boring hole and is adjusted to be stronger than the supply pressure of the refrigerant R at the time of freezing.
Therefore, when the drilling water W is supplied at the time of drilling a boring hole, the pressure of the drilling water W is stronger than the elastic repulsive force of the spring 3A, so that the valve body 3B has the elastic repulsive force of the spring 3A. It is pressed downward against it, the valve body 3B does not sit on the valve seat 3C, and the valve mechanism 3 opens.
On the other hand, at the time of freezing, the supply pressure of the refrigerant R is weaker than the elastic repulsive force of the spring 3A, so that the valve body 3B is pressed upward by the elastic repulsive force of the spring 3A and sits on the valve seat 3C. 3 is obstructed.

上述した様に、弁機構3のスプリング3Aは、中空円筒状のスプリング収納部12に収納される。スプリング収納部12は冷媒が透過しない材料(材質は特に限定しない)で構成されており、先端部冷媒通過領域5Cを流過する冷媒Rはスプリング収納部12の側面外側の領域を通過するが、スプリング3Aには接触しない。スプリング収納部12の半径方向内方はスプリング3A収納スペースとなっている。
ボーリングヘッド30の底部(地中側端部)に配置される削孔ビット部7のビット先端部7A(図12参照)の中心には、削孔水の噴射口7Bが形成されている。
As described above, the spring 3A of the valve mechanism 3 is housed in the hollow cylindrical spring storage portion 12. The spring accommodating portion 12 is made of a material (material is not particularly limited) that does not allow the refrigerant to permeate, and the refrigerant R flowing through the tip refrigerant passing region 5C passes through the region outside the side surface of the spring accommodating portion 12. It does not come into contact with the spring 3A. The inside of the spring storage portion 12 in the radial direction is a spring 3A storage space.
A drilling water injection port 7B is formed at the center of the bit tip portion 7A (see FIG. 12) of the drilling bit portion 7 arranged at the bottom portion (underground side end portion) of the boring head 30.

削孔ビット部7は熱伝導性に優れた鋼製であり、先端部冷媒通過領域5Cを流過する冷媒Rの冷熱を、効率良く地盤Gに伝達することが出来る。
削孔ビット部7の端面形状を示す図12において、削孔ビット部7のビット先端部7A(削孔ロッド10の地中側先端に位置する部分)は円盤状であり、地盤G側(地中側)の面には、地盤G側に突出した複数(実施形態では6個)のチップ7Dが、円周方向に等間隔に設けられている。上述した様に、削孔ビット部7のビット先端部7Aの中心には、削孔水Wを地中に噴射する噴射口7Bが形成されている。
削孔ビット部7のビット先端部7Aの厚さ寸法(図10の寸法D)は、冷媒の冷熱が伝導される寸法で、且つ、削孔時の使用に耐え得る強度を有する寸法である。
The drilling bit portion 7 is made of steel having excellent thermal conductivity, and the cold heat of the refrigerant R flowing through the tip refrigerant passing region 5C can be efficiently transferred to the ground G.
In FIG. 12 showing the end face shape of the drilling bit portion 7, the bit tip portion 7A (the portion located at the tip of the drilling rod 10 on the underground side) of the drilling bit portion 7 has a disk shape and is on the ground G side (ground). On the surface (on the middle side), a plurality of chips 7D (six in the embodiment) protruding toward the ground G side are provided at equal intervals in the circumferential direction. As described above, an injection port 7B for injecting the drilling water W into the ground is formed at the center of the bit tip portion 7A of the drilling bit portion 7.
The thickness dimension of the bit tip portion 7A of the drilling bit portion 7 (dimension D in FIG. 10) is a dimension in which the cold heat of the refrigerant is conducted and has a strength capable of withstanding use during drilling.

図10において、冷媒Rはコイルドチューブ6からボーリングヘッド30の流路4に供給され、流路4内を通過して弁機構3に到達する。上述した通り、冷媒Rの供給圧力はスプリング3Aの弾性反撥力よりも小さいため、弁機構3は閉塞したままであり、冷媒Rは弁機構3を通過することは出来ない。
冷媒Rは弁機構3をバイパスし、流路4の分岐部4Aから分岐した半径方向冷媒流路5A、垂直方向冷媒流路5Bを介して、凍結管先端(ボーリングヘッド30の先端)の先端部冷媒通過領域5Cに到達する。先端部冷媒通過領域5Cに到達した冷媒Rの冷熱は、削孔ビット部7を介して地盤Gに投入(伝達)され、凍結管先端近傍の領域の地盤を凍結する。
ボーリングヘッド30の先端部の冷媒通過領域5Cに到達した冷媒Rは、先端部冷媒通過領域5Cに連通する戻り用冷媒流路5D内を流れ、矢印R3とR4で示す様に、凍結管外管10の単管部1の内部空間、二重管部2の内管2Aの内部空間を通過して地上側に戻る(図10及び図4参照)。
In FIG. 10, the refrigerant R is supplied from the coiled tube 6 to the flow path 4 of the boring head 30, passes through the flow path 4, and reaches the valve mechanism 3. As described above, since the supply pressure of the refrigerant R is smaller than the elastic repulsive force of the spring 3A, the valve mechanism 3 remains closed and the refrigerant R cannot pass through the valve mechanism 3.
The refrigerant R bypasses the valve mechanism 3 and passes through the radial refrigerant flow path 5A and the vertical refrigerant flow path 5B branched from the branch portion 4A of the flow path 4, and the tip of the freezing pipe tip (tip of the boring head 30). It reaches the refrigerant passage region 5C. The cold heat of the refrigerant R that has reached the tip refrigerant passage region 5C is input (transmitted) to the ground G via the drilling bit portion 7, and freezes the ground in the region near the tip of the freezing pipe.
The refrigerant R that has reached the refrigerant passage region 5C at the tip of the boring head 30 flows through the return refrigerant flow path 5D that communicates with the refrigerant passage region 5C at the tip, and is an outer pipe of the freezing pipe as shown by arrows R3 and R4. It passes through the internal space of the single pipe portion 1 of 10 and the internal space of the inner pipe 2A of the double pipe portion 2 and returns to the ground side (see FIGS. 10 and 4).

図10〜図12で示す機構によれば、凍結管先端に冷媒Rを到達する冷媒流路5が形成されているので、冷媒Rの最先端部(地中側最先端部)までの凍結が可能である。すなわち、弁機構3より先(地中側)の領域に冷媒Rを送って凍結管先端近傍の領域を凍結することが出来る。
例えば、シールドマシンが立坑に近づき、立坑とシールドマシン先端との間の領域を凍結するべき場合には、図示の実施形態では、従来技術の様に立坑の壁の一部を削孔して凍結管を配置する必要が無い。図示の実施形態によれば、立坑近傍まで凍結管を配置すれば、シールドマシンと立坑との間の領域を凍結させることが出来る。
換言すれば、図示の実施形態では、シールドマシンが立坑に近づき、立坑とシールドマシン先端との間を凍結する際に、凍結管が立坑の壁の一部を削孔する必要が無い。そのため、立坑の壁を損傷させてしまうことがない。
According to the mechanism shown in FIGS. 10 to 12, since the refrigerant flow path 5 for reaching the refrigerant R is formed at the tip of the freezing pipe, freezing to the most advanced portion (the most advanced portion on the underground side) of the refrigerant R is possible. It is possible. That is, the refrigerant R can be sent to the region ahead of the valve mechanism 3 (underground side) to freeze the region near the tip of the freezing pipe.
For example, when a shield machine approaches a shaft and the area between the shaft and the tip of the shield machine should be frozen, in the illustrated embodiment, a portion of the shaft wall is drilled and frozen as in the prior art. There is no need to place a tube. According to the illustrated embodiment, if the freezing pipe is arranged near the shaft, the area between the shield machine and the shaft can be frozen.
In other words, in the illustrated embodiment, the freezing pipe does not need to drill a portion of the shaft wall as the shield machine approaches the shaft and freezes between the shaft and the tip of the shield machine. Therefore, the wall of the shaft will not be damaged.

図示の実施形態によれば、ボーリング孔の削孔完了と同時に凍結管外管10の設置が完了するので、凍結管挿入、削孔ロッドの引き抜きという複数の工程を省略することが出来る。
また、削孔ロッドは繰り返し使用することが可能であり、定尺ロッドの組合せで多様な深度に対応できる。それに伴い、凍結工法の費用及び労力を節減することが出来る。さらに連結した際に気密性が保持される削孔ロッドを使用するため現地での漏洩検査を省略することが可能である。
According to the illustrated embodiment, since the installation of the freezing pipe outer pipe 10 is completed at the same time as the drilling of the boring hole is completed, it is possible to omit a plurality of steps of inserting the freezing pipe and pulling out the drilling rod.
In addition, the drilling rod can be used repeatedly, and various depths can be supported by combining standard length rods. As a result, the cost and labor of the freezing method can be reduced. Furthermore, since a drilling rod that maintains airtightness when connected is used, it is possible to omit on-site leak inspection.

図示の実施形態によれば、凍結管外管10(削孔ロッド10)の二重管部2の内管2Aと外管2Bとの間の断面円環状の領域αが、限定凍結時に例えば真空引きにより減圧し、或いは、断熱気体(または断熱液体)を充填するので、領域αは高い断熱性を有し、二重管部2の内管2A内側を流れる冷媒Rの冷熱は領域αで遮断され、凍結管外管10の二重管部2近傍の地盤には伝熱されない。そのため、限定凍結菅10の二重管部2近傍の地盤は凍結しない。
真空引きにより減圧し、或いは、断熱気体(または断熱液体)を充填する作業は、従来技術における内管の外周に断熱材を巻き付ける作業に比較して遥かに容易であり、作業性が良好である。すなわち図示の実施形態によれば、従来技術に比較して、容易に限定凍結を実行することが出来る。
そして図示の実施形態によれば、凍結領域と非凍結領域の境界の深度は、凍結管外管10(削孔ロッド10)における単管部1と二重管部2の位置を適宜変更することにより、自在に設定できる。
According to the illustrated embodiment, the region α having an annular cross section between the inner pipe 2A and the outer pipe 2B of the double pipe portion 2 of the freezing pipe outer pipe 10 (drilling rod 10) is, for example, vacuumed at the time of limited freezing. Since the pressure is reduced by pulling or filled with a heat insulating gas (or heat insulating liquid), the region α has high heat insulating properties, and the cold heat of the refrigerant R flowing inside the inner pipe 2A of the double pipe portion 2 is blocked in the region α. Therefore, heat is not transferred to the ground near the double pipe portion 2 of the freezing pipe outer pipe 10. Therefore, the ground near the double pipe portion 2 of the limited freezing tube 10 does not freeze.
The work of decompressing by vacuuming or filling with a heat insulating gas (or heat insulating liquid) is much easier than the work of wrapping a heat insulating material around the outer circumference of the inner pipe in the prior art, and the workability is good. .. That is, according to the illustrated embodiment, the limited freezing can be easily performed as compared with the prior art.
Then, according to the illustrated embodiment, the depth of the boundary between the frozen region and the non-frozen region is such that the positions of the single pipe portion 1 and the double pipe portion 2 in the frozen pipe outer pipe 10 (drilling rod 10) are appropriately changed. Can be set freely.

また、図示の実施形態によれば、気密性の高い削孔ロッド10を凍結管外管10として利用しており、凍結管の撤去作業時には、削孔ロッド10の単位長さのロッド同士の接続箇所(雄ねじと雌ねじで螺合する箇所)を螺合解除しながら地上側に引き抜くので、螺合を解除した後の単位長さのロッドを再利用することが出来る。
そして、凍結管外管10として使用した削孔ロッド10を引き抜く際に、従来技術における凍結管引き抜き作業の様にガス切断等を行う必要が無く、火器の使用が不要である。そのため、凍結管撤去作業の安全性、環境保全性が向上する。
Further, according to the illustrated embodiment, the highly airtight drilling rod 10 is used as the freezing tube outer tube 10, and when the freezing tube is removed, the rods having a unit length of the drilling rod 10 are connected to each other. Since the part (the part to be screwed with the male screw and the female screw) is pulled out to the ground side while being unscrewed, the rod having a unit length after the unscrew can be reused.
When the drilling rod 10 used as the freezing pipe outer pipe 10 is pulled out, it is not necessary to cut gas or the like as in the freezing pipe pulling-out work in the prior art, and it is not necessary to use a firearm. Therefore, the safety and environmental protection of the freezing pipe removal work are improved.

さらに、図示の実施形態によれば、スプリング3Aの弾性反撥力により弁体3Bを弁座3Cに座着されるタイプの弁構造3を採用しているので、ボーリング孔削孔時に開弁し、凍結運転時に閉弁する操作が、削孔水W及び冷媒Rの圧力とスプリングの弾性係数を適宜調整することにより自動的に行われ、特段の弁開閉操作が不要である。
また、図示の実施形態によれば、凍結管外管10引抜きの際、先端から充填材(ボーリング孔を穴埋めするための埋め立て材料)を吐出して埋め立てを行うことが出来るため、凍結管10を引き抜いた後の穴埋め作業が容易である。この場合、削孔と同時に、充填材の吐出圧により弁機構3は開弁し、充填材は噴射口7Bから削孔空間に吐出される。
それに加えて、図示の実施形態では冷媒供給管6が、切り継ぎを行う必要がないコイルドチューブで構成されているため、冷媒供給管6を容易に地上側に引き抜くことが出来る。
そして、冷媒供給管6を容易に地上側に引き抜くことにより、凍結管100の半径方向最外方の管を構成している削孔用ロッドを用いて、ボーリング孔の追加削孔を容易に実施することが出来る。
Further, according to the illustrated embodiment, since the valve structure 3 of the type in which the valve body 3B is seated on the valve seat 3C by the elastic repulsive force of the spring 3A is adopted, the valve is opened at the time of drilling the boring hole. The operation of closing the valve during the freezing operation is automatically performed by appropriately adjusting the pressures of the drilled water W and the refrigerant R and the elastic modulus of the spring, and no special valve opening / closing operation is required.
Further, according to the illustrated embodiment, when the outer pipe 10 of the freezing pipe is pulled out, a filler (a landfill material for filling the boring hole) can be discharged from the tip to perform landfilling, so that the freezing pipe 10 is used. It is easy to fill in the holes after pulling out. In this case, at the same time as drilling, the valve mechanism 3 is opened by the discharge pressure of the filler, and the filler is discharged from the injection port 7B into the drilling space.
In addition, in the illustrated embodiment, since the refrigerant supply pipe 6 is composed of a coiled tube that does not need to be cut and spliced, the refrigerant supply pipe 6 can be easily pulled out to the ground side.
Then, by easily pulling out the refrigerant supply pipe 6 to the ground side, additional drilling of the boring hole can be easily performed by using the drilling rod constituting the outermost pipe in the radial direction of the freezing pipe 100. Can be done.

さらに図示の実施形態では、二重管部2の内管2Aに固定された突起52とコイルスプリング54により、内管2Aを垂直方向下方に付勢して内管2Aが熱収縮して地上側に引っ張られるのを抑制しているので、熱収縮により内管2Aが地上側に引き上げられる力を相殺し、最下方の内管2AにおけるOリング25に対してせん断力が作用することが抑制される。そのため、最下方の内管2AのOリング25のシール性能の低下が防止される。
また、図示の実施形態では、二重管部2と単管部1の境界部分に断熱継手部2Cを設け、断熱継手部2Cは例えばMCナイロン樹脂、ポリアミド樹脂、硬質ゴム等の断熱性材料で構成されているので、冷媒Rの冷熱が外管2Bに伝達されることが防止され、二重管部2の地盤が凍結することも防止される。
Further, in the illustrated embodiment, the inner pipe 2A is urged downward in the vertical direction by the protrusion 52 and the coil spring 54 fixed to the inner pipe 2A of the double pipe portion 2, and the inner pipe 2A is thermally contracted to the ground side. Since it is suppressed from being pulled by, the force that the inner pipe 2A is pulled up to the ground side by heat shrinkage is canceled out, and the shearing force acting on the O ring 25 in the lowermost inner pipe 2A is suppressed. NS. Therefore, deterioration of the sealing performance of the O-ring 25 of the lowermost inner pipe 2A is prevented.
Further, in the illustrated embodiment, the heat insulating joint portion 2C is provided at the boundary portion between the double pipe portion 2 and the single pipe portion 1, and the heat insulating joint portion 2C is made of a heat insulating material such as MC nylon resin, polyamide resin, or hard rubber. Since it is configured, it is prevented that the cold heat of the refrigerant R is transmitted to the outer pipe 2B, and the ground of the double pipe portion 2 is also prevented from freezing.

図示の実施形態では、解凍時には冷媒用ヘッダー20及び断熱材用ヘッダー40を取り外し、内管2Aを取り外して外管2Bとコイルドチューブ6のみを残存し、外管2Bに解凍液ヘッダー60を取り付け、コイルドチューブ6から解凍液を供給し、解凍液ヘッダー60から解凍液を排出すれば、解凍液が保有する熱量は、単管1の半径方向外側の地盤のみならず、外管2Bを介して半径方向外側の地盤にも伝達される。そのため、二重管部2の地盤が凍結する事態が生じたとしても、解凍液で確実に凍結解除することが出来る。 In the illustrated embodiment, the refrigerant header 20 and the heat insulating material header 40 are removed at the time of thawing, the inner pipe 2A is removed to leave only the outer pipe 2B and the coiled tube 6, and the thawing liquid header 60 is attached to the outer pipe 2B. If the thawing liquid is supplied from the coiled tube 6 and the thawing liquid is discharged from the thawing liquid header 60, the amount of heat possessed by the thawing liquid is not only in the ground on the radial outer side of the single tube 1 but also through the outer tube 2B. It is also transmitted to the ground outside in the radial direction. Therefore, even if the ground of the double pipe portion 2 freezes, it can be surely unfrozen with the thawing liquid.

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。 It should be added that the illustrated embodiment is merely an example and is not a description intended to limit the technical scope of the present invention.

1・・・単管(単管部)
2・・・二重管(二重管部)
2A・・・内管
2B・・・外管
2C・・・断熱継手部
3・・・弁機構
3A・・・スプリング
3B・・・弁体
3C・・・弁座
4・・・流路
5・・・冷媒流路
6・・・冷媒供給管(コイルドチューブ)
10・・・削孔ロッド(凍結管外管)
11・・・低温収縮漏洩防止装置
30・・・ボーリングヘッド
100・・・凍結管
R・・・冷媒
W・・・削孔水
α・・・断面円環状の領域
1 ... Single tube (single tube part)
2 ... Double pipe (double pipe part)
2A ・ ・ ・ Inner pipe 2B ・ ・ ・ Outer pipe 2C ・ ・ ・ Insulation joint part 3 ・ ・ ・ Valve mechanism 3A ・ ・ ・ Spring 3B ・ ・ ・ Valve body 3C ・ ・ ・ Valve seat 4 ・ ・ ・ Flow path 5 ・・ ・ Refrigerant flow path 6 ・ ・ ・ Refrigerant supply pipe (coiled tube)
10 ... Drilling rod (freezing pipe outer pipe)
11 ... Low temperature shrinkage leakage prevention device 30 ... Boring head 100 ... Freezing pipe R ... Refrigerant W ... Drilling water α ... Circular cross section

Claims (8)

先端に螺合接続されたボーリングヘッドを有し、接続箇所がシール性能を有し螺合接続された複数の削孔ロッドと、
前記削孔ロッドに挿入される継ぎ目の無い冷媒供給管を有し、
前記削孔ロッドは冷媒供給管が挿入された後は凍結管外管として機能し、
前記凍結管外管に対して着脱自在で且つ凍結管外管と冷媒供給管の間の領域に連通している冷媒用ヘッダーで構成され、
凍結管の構成部材が、螺合により接続または組み立てられ、螺合解除によって前記部材単位に分解することができ
削孔ロッドの先端のボーリングヘッドには、削孔水の圧力では開弁するが冷媒の供給圧力では閉弁している弁機構が設けられており、凍結管の軸方向に延在し且つ削孔水及び冷媒が流れる軸方向流路から分岐して前記弁機構をバイパスして凍結管の先端まで冷媒を供給する冷媒流路が形成されていることを特徴とする凍結管。
It has a boring head that is screwed and connected to the tip, and a plurality of drilling rods that have sealing performance at the connection point and are screwed and connected.
It has a seamless refrigerant supply pipe that is inserted into the drilling rod.
The drilling rod functions as a freezing pipe outer pipe after the refrigerant supply pipe is inserted.
It is composed of a refrigerant header that is removable from the freezing pipe outer pipe and communicates with the region between the freezing pipe outer pipe and the refrigerant supply pipe.
The components of the freezing tube can be connected or assembled by screwing and disassembled into the members by unscrewing .
The boring head at the tip of the drilling rod is provided with a valve mechanism that opens at the pressure of the drilling water but closes at the supply pressure of the refrigerant, and extends in the axial direction of the freezing pipe and drills. A freezing pipe characterized in that a refrigerant flow path is formed that branches from the axial flow path through which the perforated water and the refrigerant flow, bypasses the valve mechanism, and supplies the refrigerant to the tip of the freezing pipe.
限定凍結させる場合には、前記凍結管外管の内側に接続箇所がシール性能を有し螺合接続された内管を配置し、断熱層を有する二重管部と断熱層を有しない単管部を形成し、前記内管には管軸方向下方に付勢する機構を備え、
前記二重管部と単管部の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料で凍結管外管に両端が螺合接続された断熱継手部と、凍結管外管に対して着脱自在で且つ二重管部の内管と外管の間の領域に連通している断熱材用ヘッダーを有することを特徴とする請求項1の凍結管。
In the case of limited freezing, an inner pipe having a sealing performance at the connection point and screwed is arranged inside the freezing pipe outer pipe, and a double pipe portion having a heat insulating layer and a single pipe having no heat insulating layer are arranged. A part is formed, and the inner pipe is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axis direction.
At the boundary between the double pipe and the single pipe, a heat insulating joint is made of a material that has both rigidity to transmit drilling torque at the time of drilling and heat insulation in the pipe axis direction, and both ends are screwed to the outer pipe of the freezing pipe. The freezing tube according to claim 1, wherein the freezing tube is detachable from the outer tube of the freezing tube and has a header for a heat insulating material communicating with the region between the inner tube and the outer tube of the double tube portion. ..
先端に螺合接続されたボーリングヘッドを有し、接続箇所がシール性能を有し螺合接続された複数の削孔ロッドを用いて削孔水を噴射しつつボーリング孔を削孔し、削孔ロッドの先端のボーリングヘッドには、削孔水の圧力では開弁するが冷媒の供給圧力では閉弁する弁機構が設けられており、
ボーリング孔削孔後、削孔ロッドを凍結するべき地盤に残存し、
前記削孔ロッド内に継ぎ目の無い冷媒供給管を挿入し、前記削孔ロッドは冷媒供給管が挿入された後は凍結管外管として機能し、
冷媒供給管から冷媒が供給され、凍結管の軸方向に延在する軸方向配管及び冷媒流路を介して冷媒は弁機構をバイパスして削孔ロッドの先端まで到達し、凍結管外管と冷媒供給管の間の領域を介して、前記凍結管外管に対して着脱自在で且つ凍結管外管と冷媒供給管の間の領域に連通している冷媒用ヘッダーから冷媒が排出されることを特徴とする凍結工法。
It has a boring head that is screwed and connected to the tip, and the connection point has sealing performance. Using multiple drilling rods that are screwed and connected, the boring hole is drilled while injecting drilling water. The boring head at the tip of the rod is provided with a valve mechanism that opens at the pressure of the drilled water but closes at the supply pressure of the refrigerant.
After drilling a boring hole, the drilling rod remains on the ground to be frozen,
A seamless refrigerant supply pipe is inserted into the drilling rod, and the drilling rod functions as a freezing pipe outer pipe after the refrigerant supply pipe is inserted.
The refrigerant is supplied from the refrigerant supply pipe, and the refrigerant bypasses the valve mechanism and reaches the tip of the drilling rod through the axial pipe extending in the axial direction of the freezing pipe and the refrigerant flow path. The refrigerant is discharged from the refrigerant header that is detachable from the freezing pipe outer pipe and communicates with the region between the freezing pipe outer pipe and the refrigerant supply pipe through the region between the refrigerant supply pipes. A freezing method characterized by.
限定凍結させる場合には、前記削孔ロッドの内側に削孔ロッドと断熱空間を形成する接続箇所がシール性能を有し螺合接続された内管により断熱層を有する二重管部と断熱層を有しない単管部を形成し、前記内管には管軸方向下方に付勢する機構を備え、
前記二重管部と単管部の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料で削孔ロッドに両端が螺合接続された断熱継手部と、凍結管外管に対して着脱自在で且つ二重管部の内管と外管の間の領域に連通している断熱材用ヘッダーを有し、前記断熱材用ヘッダーにより断熱空間を低い圧力にすることにより断熱する請求項の凍結工法。
In the case of limited freezing, the connection portion forming the heat insulating space with the drilling rod inside the drilling rod has a sealing performance, and the double pipe portion and the heat insulating layer having a heat insulating layer by the screw-connected inner pipe. The inner pipe is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axial direction.
At the boundary between the double pipe portion and the single pipe portion, a heat insulating joint portion in which both ends are screwed and connected to the drilling rod with a material having both rigidity for transmitting drilling torque at the time of drilling and heat insulating property in the pipe axis direction. And, it has a heat insulating material header that is removable from the freezing pipe outer pipe and communicates with the area between the inner pipe and the outer pipe of the double pipe portion, and the heat insulating space is lowered by the heat insulating material header. The freezing method according to claim 3 , which insulates heat by applying pressure.
限定凍結させる場合には、前記削孔ロッドの内側に削孔ロッドと断熱空間を形成する接続箇所がシール性能を有し螺合接続された内管により断熱層を有する二重管部と断熱層を有しない単管部を形成し、前記内管には管軸方向下方に付勢する機構を備え、
前記二重管部と単管部の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料で削孔ロッドに両端が螺合接続された断熱継手部と、凍結管外管に対して着脱自在で且つ二重管部の内管と外管の間の領域に連通している断熱材用ヘッダーを有し、前記断熱材用ヘッダーにより断熱空間に断熱流体を充填することにより断熱する請求項の凍結工法。
In the case of limited freezing, the connection portion forming the heat insulating space with the drilling rod inside the drilling rod has a sealing performance, and the double pipe portion and the heat insulating layer having a heat insulating layer by the screw-connected inner pipe. The inner pipe is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axial direction.
At the boundary between the double pipe portion and the single pipe portion, a heat insulating joint portion in which both ends are screwed to the drilling rod with a material having both rigidity to transmit drilling torque at the time of drilling and heat insulation in the pipe axis direction. And, it has a heat insulating material header that is removable from the freezing pipe outer pipe and communicates with the area between the inner pipe and the outer pipe of the double pipe portion, and the heat insulating material header insulates the heat insulating space. The freezing method according to claim 3 , wherein heat is insulated by filling with a fluid.
限定凍結させる場合には、前記削孔ロッドの内側に削孔ロッドと断熱空間を形成する接続箇所がシール性能を有し螺合接続された内管により断熱層を有する二重管部と断熱層を有しない単管部を形成し、前記内管には管軸方向下方に付勢する機構を備え、
前記二重管部と単管部の境界部分には、削孔時には削孔トルクを伝達する剛性と管軸方向の断熱性を併せ持つ材料で削孔ロッドに両端が螺合接続された断熱継手部と、凍結管外管に対して着脱自在で且つ二重管部の内管と外管の間の領域に連通している断熱材用ヘッダーを有し、前記断熱材用ヘッダーにより断熱空間に断熱材を設置することにより断熱する請求項の凍結工法。
In the case of limited freezing, the connection portion forming the heat insulating space with the drilling rod inside the drilling rod has a sealing performance, and the double pipe portion and the heat insulating layer having a heat insulating layer by the screw-connected inner pipe. The inner pipe is provided with a mechanism for urging downward in the pipe axial direction.
At the boundary between the double pipe portion and the single pipe portion, a heat insulating joint portion in which both ends are screwed and connected to the drilling rod with a material having both rigidity for transmitting drilling torque at the time of drilling and heat insulating property in the pipe axis direction. And, it has a heat insulating material header that is removable from the freezing pipe outer pipe and communicates with the area between the inner pipe and the outer pipe of the double pipe portion, and the heat insulating material header insulates the heat insulating space. The freezing method according to claim 3 , which insulates heat by installing a material.
解凍時には、前記冷媒用ヘッダー及び前記断熱材用ヘッダーを取り外し、内管を取り外して削孔ロッドと冷媒供給管を残存させ、
削孔ロッドに着脱自在な解凍液ヘッダーを取り付け、
前記冷媒供給管から解凍液を供給し、解凍液ヘッダーから排出し、凍結管周辺を解凍する請求項の何れか1項の凍結工法。
At the time of thawing, the refrigerant header and the heat insulating material header are removed, and the inner pipe is removed to leave the drilling rod and the refrigerant supply pipe.
Attach a removable defrosting liquid header to the drilling rod,
The freezing method according to any one of claims 3 to 6 , wherein the thawed liquid is supplied from the refrigerant supply pipe, discharged from the thawed liquid header, and the periphery of the freezing pipe is thawed.
凍結管構成部材を、螺合接続を解除することにより、新たな凍結に再利用する請求項の何れか1項の凍結工法。
The freezing method according to any one of claims 3 to 7 , wherein the freezing pipe constituent member is reused for new freezing by releasing the screw connection.
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