JP2002349199A - トンネル工事における換気方法およびトンネル工事用換気装置 - Google Patents

トンネル工事における換気方法およびトンネル工事用換気装置

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JP2002349199A JP2001157794A JP2001157794A JP2002349199A JP 2002349199 A JP2002349199 A JP 2002349199A JP 2001157794 A JP2001157794 A JP 2001157794A JP 2001157794 A JP2001157794 A JP 2001157794A JP 2002349199 A JP2002349199 A JP 2002349199A
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アイゼンハルト エム.フォン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 切羽近傍における粉塵の拡散領域を極力小さ
くするとともに、前記粉塵の吸引効率を高めることの可
能なトンネル工事における換気方法およびトンネル工事
用換気装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 切羽Kから坑口L側に離間した位置にお
いて、トンネルTの径方向に新気を噴出させて、このト
ンネル坑内を塞ぐようにエアーカーテンCを形成すると
ともに、前記切羽近傍の空気を吸引することにより、前
記エアーカーテンを前記切羽へ向けて移動させつつ前記
切羽近傍の空気を排出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、掘削中のトンネル
切羽近傍の換気を行うトンネル工事における換気方法お
よびトンネル工事用換気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、トンネルの工事現場の切羽K近傍
では、地盤掘削時に発生する粉塵によって作業環境が悪
化する。このような不具合を解消するために、図6に示
すような対策が提案されている。
【0003】この技術は、トンネルT内に、給気管1と
排気管2とを設置し、前記給気管1に送風機3を設ける
とともに、前記排気管2に集塵機4を設けたものであ
る。前記給気管1の先端は、トンネルT内の切羽Kの近
傍に位置させられて、この切羽Kへ向けて空気を噴出す
るようになっており、また、前記排気管2の先端は、前
記給気管1の先端から坑口側へずれた位置に位置させら
れている。そして、前記給気管1から噴出される空気の
流れによって、前記切羽Kにおいて発生した粉塵が坑口
へ向けて運ばれるとともに、この粉塵が、前記排気管2
によって吸引されて前記集塵機4へ送り込まれ、この集
塵機4において分離除去されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の技術にあっては、つぎのような改善すべき問題点
が残されている。
【0005】すなわち、前述した技術では、切羽Kにお
いて発生した粉塵を、給気管1から噴出される空気によ
って坑口側へ送り込むとともに、その途中において、前
記粉塵を排気管2によって吸引するようにしているが、
前記給気管1の先端が、前記切羽Kの近くに位置させら
れていることから、この給気管1から噴出される空気
が、流速が落ちることなく切羽Kに当たり、かつ、この
切羽Kによって跳ね返されることにより、切羽K近傍の
空気の流れが大きく乱れる。
【0006】このように、切羽K近傍の空気の流れが乱
れると、前記粉塵が大きく撹拌されてしまい、トンネル
Tの坑内に拡散され、前記排気管2による吸引効率が悪
くなるといった不具合が生じる。
【0007】また、前述した粉塵の拡散領域が広く、し
たがって、切羽K近傍の作業領域が前記粉塵によって満
たされてしまうことも想定される。
【0008】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、切羽近傍における粉塵の拡散領域を
極力小さくするとともに、前記粉塵の吸引効率を高める
ことの可能なトンネル工事における換気方法およびトン
ネル工事用換気装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のトンネル工事における換気方法は、前述した目的を達
成するために、掘削中のトンネルの切羽近傍の空気を換
気するためのトンネル工事における換気方法であって、
前記切羽から坑口側に離間した位置において、前記トン
ネルの径方向に新気を噴出させて、このトンネル坑内を
塞ぐようにエアーカーテンを形成するとともに、前記切
羽近傍の空気を吸引することにより、前記エアーカーテ
ンを前記切羽へ向けて移動させつつ前記切羽近傍の空気
を排出することを特徴とする。本発明の請求項2に記載
のトンネル工事における換気方法は、請求項1に記載の
前記エアーカーテンを、前記トンネルの長さ方向に厚み
をもって形成することを特徴とする。本発明の請求項3
に記載のトンネル工事における換気方法は、請求項1ま
たは請求項2に記載の前記切羽近傍から吸引した空気
を、前記エアーカーテンの形成位置よりも坑口側で排気
するようにしたことを特徴とする。本発明の請求項4に
記載のトンネル工事用換気装置は、トンネル内に新気を
供給する給気手段と、前記トンネル内の空気を排気する
排気手段とからなり、前記給気手段が、新気を前記トン
ネルの径方向に噴出させて、このトンネル坑内を塞ぐよ
うにエアーカーテンを形成するヘッダを備え、このヘッ
ダが、前記トンネルの切羽から坑口側に所定距離離間し
て位置させられているとともに、前記給気手段の吸引部
が、前記切羽近傍に位置させられていることを特徴とす
る。本発明の請求項5に記載のトンネル工事用換気装置
は、請求項4に記載の前記ヘッダには、前記新気を、前
記トンネルの径方向に向けて噴出させる噴出口が形成さ
れ、この噴出口が、前記トンネルの長さ方向の所定領域
にわたって形成されていることにより、前記エアーカー
テンを、前記トンネルの長さ方向に厚みをもって形成す
るようになされていることを特徴とする。本発明の請求
項6に記載のトンネル工事用換気装置は、請求項5に記
載の前記ヘッダの側面の一部がパンチングプレートによ
って形成され、このパンチングプレートに形成された多
数の貫通孔によって前記噴出口が構成されていることを
特徴とする。本発明の請求項7に記載のトンネル工事用
換気装置は、請求項5または請求項6に記載の前記噴出
口の全開口面積が、前記ヘッダの軸線と直交する方向の
断面積とほぼ等しくなされていることを特徴とする。本
発明の請求項8に記載のトンネル工事用換気装置は、請
求項4ないし請求項7に記載の前記排気手段の排気部
が、前記ヘッダよりも坑口側に位置させられていること
を特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図1ないし図3を参照して説明する。まず、本発明方
法を好適に実施するためのトンネル工事用換気装置につ
いて説明する。なお、以下の説明中、図6と共通する部
分については同一符号を用いて説明を簡略化する。
【0011】図1において符号10で示すトンネル工事
用換気装置(以下、換気装置と略称する)はトンネルT
内に新気を供給する給気手段11と、前記トンネルT内
の空気を排気する排気手段12とからなり、前記給気手
段11が、新気を前記トンネルTの径方向に噴出させ
て、このトンネルTの坑内を塞ぐようにエアーカーテン
Cを形成するヘッダ13を備え、このヘッダ13が、前
記トンネルTの切羽Kから坑口L側に所定距離離間して
位置させられているとともに、前記給気手段11の吸引
部が、前記切羽Kの近傍に位置させられた基本構成とな
っている。
【0012】ついで、これらの詳細について説明すれ
ば、前記給気手段11は、トンネルTの上部に沿って配
設された給気管14と、この給気管14に取り付けられ
た送風機15とによって構成され、前記給気管14の先
端部に前記ヘッダ13が取り付けられている。
【0013】前記ヘッダ13は筒状に形成されており、
図1および図3に示すように、その側面の一部がパンチ
ングプレート16によって形成され、このパンチングプ
レート16に形成された多数の貫通孔が、前記新気を噴
出する噴出口17となされている。したがって、前記噴
出口17が、前記トンネルの長さ方向の所定領域にわた
って形成され、これによって、前記エアーカーテンC
が、図1に示すように、前記トンネルTの長さ方向に厚
みWをもって形成されるようになっている。
【0014】また、本実施形態においては、前記噴出口
17の全開口面積が、前記ヘッダ13の軸線と直交する
方向の断面積とほぼ等しくなされている。これは、前記
ヘッダ13に送り込まれた新気が、前記噴出口17を経
てトンネルT内に噴出させられる際における速度変化を
抑制するための処置である。そして、前記ヘッダ13
は、図1に示すように、前記切羽Kから大きく離間して
位置させられている。
【0015】前記排気手段12は、図1および図2に示
すように、前記トンネルTの底部両側に設置されてお
り、図1に示すように、前記トンネルTの長さ方向に沿
って配設された排気管18と、この排気管18の途中に
設けられた集塵機19とによって構成されている。そし
て、前記排気管18の吸引部18aは、前記切羽Kに対
して近接して位置させられている。
【0016】さらに、本実施形態においては、前記排気
管18の排気部18bが、前記ヘッダ13よりも坑口L
側に位置させられている。これは、前記排気部18bか
らの排気によって、前記ヘッダ13によって形成される
エアーカーテンCが破壊されることを防止するための処
置である。
【0017】ついで、本実施形態の換気方法について説
明する。まず、集塵機19を起動して、前記切羽K近傍
の空気の吸引を開始させるとともに、前記送風機15を
起動して、前記ヘッダ13から新気を噴出させる。
【0018】前記ヘッダ13から噴出された新気は、図
1および図2に示すように、前記ヘッダ13からトンネ
ルTの内面へ向けて噴射され、これによって、前記ヘッ
ダ13まわりに、前記トンネルTの坑内を覆うようなエ
アーカーテンCが形成される。そして、このエアーカー
テンCは、前記ヘッダ13の噴出口17が、トンネルT
の長さ方向の所定領域にわたって形成されていることか
ら、前記エアーカーテンCが所定厚みに形成される。
【0019】一方、前記切羽Kの近傍の空気が、前記排
気手段12を構成する排気管18によって吸引されて、
この切羽Kの近傍の気圧が低くなっていることから、前
述したように形成されたエアーカーテンCが、図1に矢
印(イ)で示すように、前記切羽Kへ向かって、前記ト
ンネルTの坑内を覆った状態で移動させられる。そし
て、前記排気手段12からの排気が、前記エアーカーテ
ンCの移動方向後方において行われることにより、この
エアーカーテンCが破壊されることがなく、これによっ
て、前記エアーカーテンCが前記トンネルTの坑内を覆
った状態で前記切羽Kの近傍まで移動させられる。
【0020】このようなエアーカーテンCの移動によっ
て、前記切羽Kの近傍に発生した粉塵が、前記エアーカ
ーテンCによって前記切羽Kの近傍に閉じ込められる。
したがって、前記粉塵の飛散領域が狭められ、この粉塵
が、前記切羽Kの近傍に位置させられている排気管18
の吸引部18aによって効率よく吸引される。
【0021】また、前述したように、前記粉塵の飛散領
域が狭められることにより、切羽Kの近傍の作業領域が
広がり、掘削作業を円滑なものとすることができる。
【0022】なお、前記実施形態において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。
【0023】たとえば、前記実施形態においては、前記
ヘッダ13の一部をパンチングプレート16によって構
成することにより、多数の噴出口17を形成した例につ
いて示したが、前記ヘッダ13の全周を前記パンチング
プレート16によって構成することも可能である。
【0024】さらに、図4および図5に示すように、ヘ
ッダ20の側部に、接線方向に開口する噴出口21を、
周方向および軸線方向に間隔をおいて複数形成する構成
とすることも可能である。
【0025】そして、前記ヘッダ13、20から噴出さ
れる新気の風量や風速等は、掘削されるトンネルTの断
面積や、掘削する地盤の地質等によって適宜変更される
ものである。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、発明によれば、切
羽において発生する粉塵を、エアーカーテンによって切
羽近傍に閉じ込めて、その飛散領域を狭めることがで
き、かつ、前記粉塵の吸引効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態が適用されたトンネルの切
羽部分を示す縦断面側面図である。
【図2】本発明の一実施形態が適用されたトンネルの切
羽部分を示す縦断面図である。
【図3】本発明の一実施形態を示すもので、ヘッダの外
観斜視図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示すもので、ヘッダの
外観斜視図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示すもので、図4の縦
断面図である。
【図6】一従来例を示す縦断面側面図である。
【符号の説明】
1 給気管 2 排気管 3 送風機 4 集塵機 10 (トンネル工事用)換気装置 11 給気手段 12 排気手段 13 ヘッダ 14 給気管 15 送風機 16 パンチングプレート 17 噴出口 18 排気管 18a 吸引部 18b 排気部 19 集塵機 20 ヘッダ 21 噴出口 C エアーカーテン L 坑口 K 切羽 T トンネル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年7月13日(2001.7.1
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のトンネル工事における換気方法は、前述した目的を達
成するために、掘削中のトンネルの切羽近傍の空気を換
気するためのトンネル工事における換気方法であって、
前記切羽から坑口側に離間した位置において、前記トン
ネルの径方向に新気を噴出させて、このトンネル坑内を
塞ぐようにエアーカーテンを形成するとともに、前記切
羽近傍の空気を吸引することにより、前記エアーカーテ
ンを前記切羽へ向けて移動させつつ前記切羽近傍の空気
を排出することを特徴とする。本発明の請求項2に記載
のトンネル工事における換気方法は、請求項1に記載の
前記エアーカーテンを、前記トンネルの長さ方向に厚み
をもって形成することを特徴とする。本発明の請求項3
に記載のトンネル工事における換気方法は、請求項1ま
たは請求項2に記載の前記切羽近傍から吸引した空気
を、前記エアーカーテンの形成位置よりも坑口側で排気
するようにしたことを特徴とする。本発明の請求項4に
記載のトンネル工事用換気装置は、トンネル内に新気を
供給する給気手段と、前記トンネル内の空気を排気する
排気手段とからなり、前記給気手段が、新気を前記トン
ネルの径方向に噴出させて、このトンネル坑内を塞ぐよ
うにエアーカーテンを形成するヘッダを備え、このヘッ
ダが、前記トンネルの切羽から坑口側に所定距離離間し
て位置させられているとともに、前記排気手段の吸引部
が、前記切羽近傍に位置させられていることを特徴とす
る。本発明の請求項5に記載のトンネル工事用換気装置
は、請求項4に記載の前記ヘッダには、前記新気を、前
記トンネルの径方向に向けて噴出させる噴出口が形成さ
れ、この噴出口が、前記トンネルの長さ方向の所定領域
にわたって形成されていることにより、前記エアーカー
テンを、前記トンネルの長さ方向に厚みをもって形成す
るようになされていることを特徴とする。本発明の請求
項6に記載のトンネル工事用換気装置は、請求項5に記
載の前記ヘッダの側面の一部がパンチングプレートによ
って形成され、このパンチングプレートに形成された多
数の貫通孔によって前記噴出口が構成されていることを
特徴とする。本発明の請求項7に記載のトンネル工事用
換気装置は、請求項5または請求項6に記載の前記噴出
口の全開口面積が、前記ヘッダの軸線と直交する方向の
断面積とほぼ等しくなされていることを特徴とする。本
発明の請求項8に記載のトンネル工事用換気装置は、請
求項4ないし請求項7に記載の前記排気手段の排気部
が、前記ヘッダよりも坑口側に位置させられていること
を特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】図1において符号10で示すトンネル工事
用換気装置(以下、換気装置と略称する)トンネルT内
に新気を供給する給気手段11と、前記トンネルT内の
空気を排気する排気手段12とからなり、前記給気手段
11が、新気を前記トンネルTの径方向に噴出させて、
このトンネルTの坑内を塞ぐようにエアーカーテンCを
形成するヘッダ13を備え、このヘッダ13が、前記ト
ンネルTの切羽Kから坑口L側に所定距離離間して位置
させられているとともに、前記排気手段12の吸引部
が、前記切羽Kの近傍に位置させられた基本構成となっ
ている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインホルド ボート ドイツ連邦共和国 45964 グラッドベッ ク バイゼンストラッセ 39−41 シーエ フティーゲゼルシャフト内 Fターム(参考) 3L058 BD06 BE08 BG05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削中のトンネルの切羽近傍の空気を換
    気するためのトンネル工事における換気方法であって、
    前記切羽から坑口側に離間した位置において、前記トン
    ネルの径方向に新気を噴出させて、このトンネル坑内を
    塞ぐようにエアーカーテンを形成するとともに、前記切
    羽近傍の空気を吸引することにより、前記エアーカーテ
    ンを前記切羽へ向けて移動させつつ前記切羽近傍の空気
    を排出することを特徴とするトンネル工事における換気
    方法。
  2. 【請求項2】 前記エアーカーテンを、前記トンネルの
    長さ方向に厚みをもって形成することを特徴とする請求
    項1に記載のトンネル工事における換気方法。
  3. 【請求項3】 前記切羽近傍から吸引した空気を、前記
    エアーカーテンの形成位置よりも坑口側で排気するよう
    にしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載
    のトンネル工事における換気方法。
  4. 【請求項4】 トンネル内に新気を供給する給気手段
    と、前記トンネル内の空気を排気する排気手段とからな
    り、前記給気手段が、新気を前記トンネルの径方向に噴
    出させて、このトンネル坑内を塞ぐようにエアーカーテ
    ンを形成するヘッダを備え、このヘッダが、前記トンネ
    ルの切羽から坑口側に所定距離離間して位置させられて
    いるとともに、前記給気手段の吸引部が、前記切羽近傍
    に位置させられていることを特徴とするトンネル工事用
    換気装置。
  5. 【請求項5】 前記ヘッダには、前記新気を、前記トン
    ネルの径方向に向けて噴出させる噴出口が形成され、こ
    の噴出口が、前記トンネルの長さ方向の所定領域にわた
    って形成されていることにより、前記エアーカーテン
    を、前記トンネルの長さ方向に厚みをもって形成するよ
    うになされていることを特徴とする請求項4に記載のト
    ンネル工事用換気装置。
  6. 【請求項6】 前記ヘッダの側面の一部がパンチングプ
    レートによって形成され、このパンチングプレートに形
    成された多数の貫通孔によって前記噴出口が構成されて
    いることを特徴とする請求項5に記載のトンネル工事用
    換気装置。
  7. 【請求項7】 前記噴出口の全開口面積が、前記ヘッダ
    の軸線と直交する方向の断面積とほぼ等しくなされてい
    ることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のト
    ンネル工事用換気装置。
  8. 【請求項8】 前記排気手段の排気部が、前記ヘッダよ
    りも坑口側に位置させられていることを特徴とする請求
    項4ないし請求項7に記載のトンネル工事用換気装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104329111A (zh) * 2014-10-08 2015-02-04 中国矿业大学 矿用近零风阻降尘幕帘方法
JP2017002507A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 大成建設株式会社 送気装置

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