アイスクリート®工法
（液化CO2凍結工法）
自然冷媒を用いた地球環境に優しい地盤凍結工法を開発
鹿島とケミカルグラウト（鹿島グループ会社）が開発したICECRETE（アイスクリート）工法は、新たな自然冷媒として一次冷媒にアンモニア（NH3）、二次冷媒に液化炭酸ガス（CO2）を用いた地球環境に優しい地盤凍結工法です。
これまでの地盤凍結工法では、地盤を冷やす冷却液（二次冷媒）には塩化カルシウムを用い、また冷却液自体を冷やすための冷凍機（一次冷媒）ではフロンを用いるものが主流でした。しかし、自然冷媒を用いたICECRETE工法により、凍結の大幅な効率化が図れるようになったため、冷却液（CO2）の循環にかかるエネルギー消費量などを抑え、温室効果ガス排出量を約50％削減できることを確認しました。
※「ICECRETE／アイスクリート」はケミカルグラウトの登録商標です。
NETIS KT-180037-A
アイスクリート工法による凍土造成試験の様子
-
キーワード
- アイスクリート、自然冷媒、凍結効率化、エネルギー消費量抑制、温室効果ガス排出量削減
特長・メリットココがポイント
凍土造成の効率化
従来の二次冷媒（塩化カルシウム冷却液）では-30℃までしか冷却できませんでしたが、液化CO2を用いることで更に低温の-45℃まで冷却が可能です。また、顕熱（温度差による冷却）だけでなく、潜熱（気化する際に熱を奪うことによる冷却）も利用することで、冷却液そのものの低温化と併せ、高効率で凍土を造成することができ、工期とコストの両面で有利になります。
アイスクリート工法の概要
環境負荷低減の効果
液化CO2という高効率な冷却液を用いることで、同等の凍土であれば1/10程度の流量で造成が可能です。これにより、冷却液の循環にかかるエネルギー消費量が激減し、温室効果ガス排出量は約50％削減されることを確認しました。さらには、一次冷媒にもノンフロンであるアンモニアを使用しているため、環境負荷低減効果の高い工法です。
凍結システム比較表
作業の効率化、工期短縮
低粘性である液化CO2を用いることで、消費電力も従来の60％程度に抑えることができる上、冷凍機や凍結管、配管のサイズダウンが可能となり、準備作業の施工性や安全性が向上します。従来工法と比較して、凍結期間も短縮できるため、設備・配管設置作業を含め、全体工期の短縮を図ることができます。
コンパクトな凍結設備と貼付凍結管（ICチャンネル）
適用実績
石狩湾新港発電所 1号機新設工事のうち土木本工事（第3工区）
場所：北海道小樽市
竣工年：2018年8月
発注者：北海道電力
規模：シールドマシン側貼付凍結管：□50mm×3列 放水管（J管）側埋込凍結管：Φ60.5mm×3列
東京都芝浦水再生センター・
森ヶ崎水再生センター間
連絡管建設工事その2
場所：東京都大田区
竣工年：2019年3月
発注者：日本下水道事業団
規模：最大水圧0.65MPa下の大深度におけるシールドマシン到達防護工
茨城幹線 久慈川河口シールド工事
場所：茨城県那珂郡
竣工年：2020年10月
発注者：東京ガス
規模：最大水圧0.4MPa下におけるシールドマシン到達防護工
学会論文発表実績
- 「CO2凍結によるシールド到達防護 ─石狩新港発電所1号機新設工事のうち土木本工事（第3工区）工事報告（その17）─」，土木学会平成29年度全国大会，第72回年次学術講演会
- 「到達位置探査およびCO2凍結工法を用いた海底シールドトンネルの施工実績とCIMによる可視化」，第9回日中シールドトンネル技術交流会
- 「石狩湾新港発電所放水設備工事 ─CO2凍結によるシールド到達防護」，第52回地盤工学研究発表会
- 「自然冷媒を用いた到達防護凍結工の実績 ─石狩湾新港発電所放水設備工事─」，第58回地盤工学会北海道支部技術報告会
- 「世界初の液化CO2凍結工法を海底シールド到達防護に採用 ─石狩湾新港発電所1号機放水路トンネル─」，トンネルと地下，2018年3月号