JP2005098023A - Pneumatic caisson - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、作業室を加圧状態にして地山の掘削作業を行うニューマチックケーソン、特に、大深度の掘削を行うのに好適なニューマチックケーソンに係り、作業者が高圧の作業室へ出入りする際に経由するマンロックの改良に関する。 The present invention relates to a pneumatic caisson that performs excavation work on a natural ground with a working chamber in a pressurized state, and more particularly to a pneumatic caisson suitable for deep excavation, in which an operator enters and exits a high-pressure working chamber. It is related with the improvement of the manlock which goes through.
従来、ニューマチックケーソンでは、地下水の漏出等を抑えるために作業室内を大気圧より高圧にして、掘削機により掘削が行われている。この掘削作業時には、作業者が高圧環境下に晒されることは健康上好ましくないため、作業室内を無人状態で掘削するようにしている。 Conventionally, in a pneumatic caisson, excavation is performed using an excavator with the working chamber set to a pressure higher than atmospheric pressure in order to suppress leakage of groundwater. During this excavation work, it is not preferable for the worker to be exposed to a high pressure environment, and therefore, the work room is excavated in an unmanned state.
近年、大深度の地下の掘削がニューマチックケーソンを用いて行われるようになった。このようなケーソンでは、深度に応じて、作業室内の気圧を高く設定しなければならず、例えば、従来のニューマチックケーソンでは、大きくても0.3Mpa程度に設定されていた気圧が、例えば0.7Mpa程度に設定されることもある。 In recent years, deep underground drilling has been carried out using pneumatic caissons. In such a caisson, the atmospheric pressure in the working chamber must be set high in accordance with the depth. For example, in a conventional pneumatic caisson, the atmospheric pressure set to about 0.3 Mpa at the maximum is, for example, 0. It may be set to about 7 Mpa.
このような大深度掘削用のニューマチックケーソンでは、作業者が高圧の作業室に入室する場合、高気圧障害を予防するため、作業者を大気圧から作業室内の気圧に徐々に適応させ、また、作業後に作業室を退室する場合、作業室内の気圧から大気圧まで徐々に適応させることが行われている。 In such a pneumatic caisson for deep excavation, when a worker enters a high-pressure work room, the worker is gradually adapted from the atmospheric pressure to the pressure in the work room in order to prevent a high-pressure failure, When leaving the work room after work, it is gradually adapted from the atmospheric pressure to the atmospheric pressure in the work room.
図5に、例えば、下記特許文献1に示されるようなニューマチックケーソンを示す。 FIG. 5 shows a pneumatic caisson as shown in Patent Document 1 below, for example.
図において、80は大深度の地山を掘削するためのニューマチックケーソンであり、ケーソン躯体81の下側に作業室スラブ82及び刃口83が設けられ、作業室スラブ82の下側に作業室84が設けられている。
In the figure,
作業室スラブ82の上側のケーソン躯体81内には、作業員が昇降するためのエレベータ等の昇降装置85を備えた2組のマンシャフト装置90が、地上側から作業室84側まで設けられている。
In the caisson housing 81 on the upper side of the
これらのマンシャフト装置90は鋼製であり、下方に、昇降装置85への昇降のための昇降室93、副室94、主室95、及びトランク室96が、縦方向に配列した状態で設けられ、各室93、94、95、96、84間が直梯子97により昇降可能に構成され、各室間を図示しない開閉扉により気密状態に開閉可能にされている。各室の大きさは、例えば、直径約2m程度で、直梯子の長さが15m〜20m程度である。
These
作業室84、主室95、副室94には、地上に設置された図示しない圧縮空気供給装置から圧縮空気が供給されるように構成されている。この圧縮空気により作業室84内は常に大気圧より高い気圧に維持されている。また、主室95及び副室94は、供給される圧縮空気により、大気圧から作業室84の圧力まで気圧調整可能なマンロック92となっている。
The
さらに、主室95及び副室94には、地上に設置された呼吸用ガス供給装置98から、ヘリウム、窒素、及び酸素からなるヘリウム混合ガスが呼吸用ガス路98bを経由して呼吸部99aに供給されるように構成され、酸素分圧の高い高酸素分圧ガスが呼吸用ガス路98aを経由して呼吸部99bに供給されるように構成されている。又、酸素呼気は直接ロック外部へ排出されるように構成されている。そして、作業者が呼吸部99aからの混合ガスと、呼吸部99bからの高酸素分圧ガスとを交互に呼吸することができるようになっている。
Further, in the
このようなニューマチックケーソン80では、作業室84内が高い気圧になっており、通常は無人で掘削が行われるが、各種の理由で作業室84に作業者が入ることがある。その場合、作業者はマンシャフト装置90の上部に設けられた出入口から進入し、マンシャフト装置90の内部を昇降装置85により下降し、下部の昇降室93内に降り、直梯子97により主室95や副室94からなるマンロック92に進入する。このとき、マンロック92内は大気圧となっている。
In such a
そして、作業者が内部に入室した状態で図示しない開口部を閉じて主室95及び副室94を密閉し、圧縮空気を供給してマンロック92内の圧力を徐々に上昇させることにより、作業者を作業室84の気圧に適応させる。そして、マンロック92の内部の圧力を作業室84内部の圧力にして、十分に作業室84内の気圧に適応させた状態で終了する。
Then, with the worker entering the interior, the opening (not shown) is closed, the
その後、主室95及び副室94と作業室84との間の図示しない開口部を開口させ、高圧環境下で直梯子97を下降して、作業者は作業室84に入室することができる。
Thereafter, an opening (not shown) between the
一方、作業室84内の作業終了後、作業者は、再び、高圧環境下で直梯子97を上昇し、主室95や副室94からなるマンロック92内に戻り密閉状態にする。そして、このマンロック92内で作業室84内の気圧から大気圧まで徐々に圧力を低下させることにより、作業者を大気圧に適応させる。その後、内部の気圧を大気圧まで低下させ、作業者を充分に大気圧に適応させた状態で終了し、主室95及び副室94を昇降室93との間の図示しない開口部を開口させて、昇降室93に上昇し、マンシャフト装置90内の昇降装置85により上昇して上部の出入口から地上に出ることができる。
従来の大深度地下掘削用のニューマチックケーソン80では、マンシャフト装置90は鋼製で、高い気圧に昇圧可能な主室95や副室94のマンロック92を有するため、マンシャフト装置90の構造が複雑であり、しかも、予め作製されたマンロック92を掘削現場まで運搬してマンシャフト装置90を組立てなければならず、製造に手間がかかり、大きなマンロック92を形成し難かった。
In the conventional
そのため、マンロック92が狭くて多数の作業者をマンロック92内に収容し難く、また、多数の作業者が同時に呼吸用ガスを消費すると呼吸用ガスが不足するなど、多数の作業者に同時に作業室の気圧や大気圧に適応させる処理を行うことが困難で、作業者に対する精神的、身体的負担が大きいという問題点があった。
Therefore, the
そこで、この発明は、より大きなマンロックを容易、且つ、安価に製造することができ、しかも、多数の作業者に同時に作業室の気圧や大気圧に適応させる処理を行うことも可能なニューマチックケーソンを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can manufacture a larger manlock easily and inexpensively, and can also perform a process that allows a large number of workers to simultaneously adapt to the atmospheric pressure and atmospheric pressure of the working chamber. The issue is to provide caisson.
上記課題を達成する請求項1に記載の発明は、作業室スラブの下側に、掘削機を備えて加圧状態で地山を掘削可能な作業室が設けられるとともに、前記作業室スラブの上側に、気密に閉塞可能な空間を有するマンロックが設けられ、地上側から前記作業室スラブ上まで昇降可能な昇降機を備えたマンシャフトが設けられて、該マンシャフトの出入口から前記マンロック内に出入可能に構成され、前記マンシャフトの前記出入口に気密状態で開閉可能なマンシャフト開閉扉が設けられるとともに、前記マンロックと前記作業室との間に出入り可能な作業室開閉扉が設けられ、前記マンロックの内部を大気圧から前記作業室内部の気圧まで加減圧可能な気圧調整手段が装備されるとともに、前記マンロック内に作業者呼吸用ガスを供給する呼吸用ガス供給手段が装備されたニューマチックケーソンであって、前記呼吸用ガス供給手段が、前記作業者呼吸用ガスの圧力を調整する制御部と、該制御部により調圧された前記作業者呼吸用ガスを貯留するバッファタンクとを有し、前記バッファタンクから供給される前記作業者呼吸用ガスを前記マンロック内で呼吸可能に構成したことを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 1, which achieves the above object, is provided with a work chamber provided with an excavator and capable of excavating natural ground in a pressurized state below the work chamber slab, and above the work chamber slab. A manlock having a space that can be airtightly closed is provided, and a man shaft provided with an elevator that can be raised and lowered from the ground side to the work room slab is provided, and the man shaft is provided in the man lock from the entrance and exit of the man shaft. It is configured to be able to enter and exit, and a man shaft opening / closing door that can be opened and closed in an airtight state is provided at the entrance and exit of the man shaft, and a work chamber opening / closing door that can enter and exit is provided between the man lock and the work chamber, Air pressure adjusting means capable of increasing / decreasing the pressure inside the manlock from atmospheric pressure to the pressure inside the work chamber is provided, and for breathing for supplying worker breathing gas into the manlock A pneumatic caisson equipped with a gas supply means, wherein the breathing gas supply means includes a control unit for adjusting a pressure of the worker breathing gas, and the worker breathing pressure regulated by the control unit. And a buffer tank for storing gas, wherein the worker breathing gas supplied from the buffer tank is configured to be breathable in the manlock.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記呼吸用ガス供給手段が、前記制御部により調圧された前記作業者呼吸用ガスの圧力変化を検出する検出手段と、該圧力変化の異常を検出して知らせる異常通知手段とを備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, the breathing gas supply unit includes a detecting unit that detects a pressure change of the worker breathing gas regulated by the control unit. And an abnormality notification means for detecting and notifying the abnormality of the pressure change.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記マンロックが、前記マンシャフトの出入口を有する副室と、前記作業室の出入口を有する主室とに気密に区画され、該主室と副室とのそれぞれに前記気圧調整手段及び前記呼吸用ガス供給手段が設けられ、前記主室と前記副室との間に横方向の連通路と該連通路を気密状態で開閉可能な連通路開閉扉とが配設されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the manlock is airtightly provided in a sub chamber having an entrance / exit of the man shaft and a main chamber having an entrance / exit of the work chamber. The air pressure adjusting means and the breathing gas supply means are provided in each of the main chamber and the sub chamber, and a lateral communication passage and the communication passage are hermetically sealed between the main chamber and the sub chamber. A communication passage opening / closing door that can be opened and closed in a state is provided.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一つに記載の構成に加え、前記作業室スラブの上方に上部スラブを備えた二重スラブ構造を有し、前記作業室スラブと前記上部スラブとの間に隔壁が設けられることにより前記マンロックが形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 has a double slab structure including an upper slab above the work chamber slab in addition to the structure according to any one of claims 1 to 3, and the work chamber slab. The manlock is formed by providing a partition wall between the upper slab and the upper slab.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一つに記載の構成に加え、前記作業室スラブの上側に前記掘削機の回収手段を備えた回収室が設けられると共に、該回収室と前記作業室との間に前記掘削機が通過可能で気密状態に開閉可能な開口部と、該回収室の内部を作業室内部の気圧から大気圧まで加減圧可能な回収室気圧調整手段とが設けられ、前記マンロックと前記回収室との間に回収室連通路及び該回収室連通路を気密状態で開閉可能な回収室開閉扉が配設されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fourth aspects, a recovery chamber having a recovery means for the excavator is provided on the upper side of the work chamber slab. An opening that allows the excavator to pass between the recovery chamber and the work chamber and that can be opened and closed in an airtight state, and a recovery chamber pressure adjustment that can increase or decrease the pressure in the recovery chamber from the pressure inside the work chamber to the atmospheric pressure. And a collection chamber communication passage and a collection chamber opening / closing door capable of opening and closing the collection chamber communication passage in an airtight state are disposed between the manlock and the collection chamber.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れか一つに記載の構成に加え、前記マンロックに排気手段を設け、該排気手段と前記気圧調整手段とにより前記マンロック内の気体の酸素濃度を一定に調整可能に構成したことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to fifth aspects, the manlock is provided with an exhaust means, and the exhaust means and the atmospheric pressure adjusting means are provided in the manlock. It is characterized in that the oxygen concentration of the gas can be adjusted to be constant.
請求項1に記載の発明によれば、作業室スラブの上側にマンシャフトの出入口から出入可能なマンロックが設けられ、このマンロックの内部を大気圧から作業室内部の気圧まで加減圧可能な気圧調整手段が装備されているので、マンシャフト内にマンロックを設ける必要がなく、マンシャフトの耐圧構造などの設備が不要で、簡単な構成にすることができ、また、マンロックが作業室スラブとともに形成できるため、容易に構築することができる。しかも、作業室スラブの広い上面を用いてマンロックを形成できるため、大きなマンロックを形成することが可能であり、容易に、且つ、安価に大きなマンロックを製造することができる。 According to the first aspect of the present invention, the manlock that can enter and exit from the entrance and exit of the man shaft is provided on the upper side of the work chamber slab, and the inside of the manlock can be increased or decreased from atmospheric pressure to the pressure inside the work chamber. Equipped with atmospheric pressure adjustment means, it is not necessary to provide a man lock in the man shaft, no equipment such as a pressure-resistant structure of the man shaft is required, and the man lock can be simplified. Since it can be formed with a slab, it can be easily constructed. In addition, since the manlock can be formed using the wide upper surface of the working chamber slab, it is possible to form a large manlock, and it is possible to manufacture the manlock easily and inexpensively.
更に、マンロック内に作業者呼吸用ガスを供給する呼吸用ガス供給手段が、調圧された作業者呼吸用ガスを貯留するバッファタンクを備えているので、マンロックを大きく形成して多数の作業者を同時に収容して作業室の気圧や大気圧に適応させる処理を行っても、バッファタンクに貯留されている呼吸用ガスにより呼吸用ガスの供給量を確保し易く、多数の作業者を同時に作業室の気圧や大気圧に適応させる処理を行い易い。 Further, since the breathing gas supply means for supplying the worker breathing gas into the manlock has a buffer tank for storing the pressured worker breathing gas, the manlock is formed in a large size and has a large number. Even if a worker is accommodated at the same time and adapted to the atmospheric pressure or atmospheric pressure of the work room, it is easy to secure the supply amount of the breathing gas by the breathing gas stored in the buffer tank, At the same time, it is easy to perform a process adapted to the atmospheric pressure or the atmospheric pressure in the working room.
請求項2に記載の発明によれば、呼吸用ガス供給手段が、作業者呼吸用ガスの圧力変化を検出する検出手段と、圧力変化の異常を検出して知らせる異常通知手段とを備えているので、作業者に対する作業室の気圧や大気圧に適応させる処理が正常に行われない場合に、外部から確認し易く、作業者の高気圧障害を予防し易く、作業者の安全をより確保し易い。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、別々に気圧調整可能な主室及び副室を設けていても、主室と副室との間に横方向の連通路が配設されているので、高圧環境下で作業者が主室及び副室を経由して作業室に入退室する際、主室と副室との間を横方向に移動できて上下移動する運動量を少なくすることができ、より作業者に対する身体的負担を軽減することができる。 According to the third aspect of the invention, even if the main chamber and the sub chamber, which are separately adjustable in atmospheric pressure, are provided with the lateral communication path between the main chamber and the sub chamber, When a worker enters and exits a work room via a main room and a sub room under a high pressure environment, the amount of momentum that moves up and down can be reduced by moving horizontally between the main room and the sub room, Further, the physical burden on the worker can be reduced.
請求項4に記載の発明によれば、種々の目的で構築される二重スラブ構造の作業室スラブと上部スラブとの間に隔壁を設けることによりマンロックを形成できるので、マンロックを容易に形成することができるとともに、隔壁の位置を調整するだけで、マンロックの広さを任意に調整して形成することができる。 According to the invention described in claim 4, since the manlock can be formed by providing the partition wall between the working slab having the double slab structure constructed for various purposes and the upper slab, the manlock can be easily formed. It can be formed, and the width of the manlock can be arbitrarily adjusted and formed simply by adjusting the position of the partition wall.
請求項5に記載の発明によれば、作業室スラブの上側に掘削機の回収手段と気圧調整手段とを備えた回収室が設けられ、この回収室とマンロックとの間に回収室開閉扉を有する連通路が配設されているので、掘削機の点検、修理、組立及び解体、回収作業等を回収室で行う際、掘削機を回収して開口部を閉じて回収室を大気圧に調整すれば、作業者が高圧環境下に晒されることなく、回収等の作業を行うことができる。そのため、作業室に出入する際、マンロックを作業者を気圧変化に適応させる処理に使用できると同時に、掘削機の点検、修理、組立及び解体回収作業等を行う際の気こう室としても使用することができ、マンロックの効率的な利用が可能で、便利である。 According to the invention described in claim 5, the recovery chamber provided with the recovery means of the excavator and the atmospheric pressure adjustment means is provided above the work chamber slab, and the recovery chamber opening / closing door is provided between the recovery chamber and the manlock. When the excavator is inspected, repaired, assembled, disassembled, and recovered in the recovery chamber, the excavator is recovered and the opening is closed to bring the recovery chamber to atmospheric pressure. If the adjustment is performed, the operator can perform a recovery operation without being exposed to a high-pressure environment. Therefore, when entering and leaving the work room, Manlock can be used for the process of adapting the operator to changes in atmospheric pressure, and at the same time, it can also be used as a pneumatic chamber for excavator inspection, repair, assembly, and dismantling and recovery work. It is possible to use the manlock efficiently and is convenient.
請求項6に記載の発明によれば、マンロックに排気手段を設け、この排気手段と気圧調整手段とによりマンロック内の気体の酸素濃度を調整可能に構成したので、作業者がマンロック内で酸素を消費したり、混合ガスの呼気を排出しても、マンロック内の酸素濃度を所定の濃度に維持し易い。 According to the sixth aspect of the present invention, the exhaust means is provided in the manlock, and the oxygen concentration of the gas in the manlock can be adjusted by the exhaust means and the pressure adjusting means. Even if oxygen is consumed or the exhalation of the mixed gas is discharged, the oxygen concentration in the manlock is easily maintained at a predetermined concentration.
[実施の形態1]
以下、この発明の実施の形態について説明する。
[Embodiment 1]
Embodiments of the present invention will be described below.
図1及び図2は、実施の形態1のニューマチックケーソンを示す。 1 and 2 show the pneumatic caisson of the first embodiment.
図において、10は大深度の地山を掘削するためのニューマチックケーソンである。このニューマチックケーソン10は、ケーソン躯体12の下側に作業室スラブ13及び刃口14が設けられ、作業室スラブ13の下側に作業室15が区画され、この作業室15内に掘削地盤17を掘削可能な掘削機18が設けられている。また、作業室スラブ13の上側には、作業室スラブ13との間に空間を形成するように上部スラブ16が設けられており、二重スラブ構造となっている。さらに、作業室スラブ13の上側のケーソン躯体12の内側には、地上側から作業室スラブ13上までマンシャフト25が設けられている。
In the figure,
作業室スラブ13と上部スラブ16との間の空間には、両スラブ13、16の間に形成された隔壁19により、主室22及び副室21からなるマンロック20が気密に形成されている。そして、主室21と副室22との間には両室21、22間を横方向に移動可能な連通路23が設けられ、連通路開閉扉23aにより気密状態で開閉可能となっている。また、主室22と作業室15との間の作業室スラブ13には作業室15への出入口24が設けられ、作業室開閉扉24aにより気密状態で開閉可能となっている。
In a space between the working
マンシャフト25は鋼製の筒状体であり、内部に昇降装置としてのエレベータ26が設けられ、上部及び下部にそれぞれ作業者の出入口25a、25bが設けられている。このマンシャフト25の下部の出入口25bはマンロック20の副室21内に配置され、マンシャフト25の出入口25bから作業室スラブ13上のマンロック20に出入可能に構成されている。また、この出入口25bには気密状態で開閉可能なマンシャフト開閉扉25cが設けられており、マンロック20内の圧力に拘わらず、内部を大気圧に維持できるようになっている。
The
副室21及び主室22並びに作業室15の各々には、各室21、22、15の内部の気圧を、大気圧から掘削時に地下水の漏洩を抑制するなどの目的で作業室15内に必要な気圧まで加減圧可能な気圧調整手段31が装備されている。
Each of the
さらに、副室21及び主室22には、作業者が必要に応じて呼吸するための呼吸用ガスを供給する呼吸用ガス供給手段32がそれぞれ装備されている。
Further, the
気圧調整手段31は、地上に設置されたコンプレッサ34と、このコンプレッサ34からの圧縮空気が貯留される圧縮空気タンク35と、圧縮空気タンク35から各室21、22、15に圧縮空気を供給するための圧縮空気路36と、圧縮空気路36からの圧縮空気を副室21及び主室22のぞれぞれに供給する供給口37とを有している。また、この副室21及び主室22には、内部の気体を排気するための排気口38が設けられており、排気口38から各室21、22内の気体を、排気路39から加減圧・換気調整設備40を介して排出可能に構成されている。
The air pressure adjusting means 31 supplies the compressed air from the
呼吸用ガス供給手段32は、ヘリウム、窒素、及び酸素からなる混合ガス、ヘリウム、酸素からなる混合ガス、又は他の混合ガスを供給する混合ガス系32aと、大気より高い酸素濃度を有する高酸素分圧ガスを供給する高酸素分圧ガス系32bとからなっている。
The breathing gas supply means 32 includes a
混合ガス系32aは、地上に設けられたヘリウム、窒素、及び酸素からなる混合ガスを貯蔵する混合ガス貯蔵所41と、この貯蔵所41からの混合ガスを減圧するための第1減圧装置42と、このような呼吸用ガスの供給量等を調整するための第2減圧装置を有する中央制御部45と、この中央制御部45で調圧されるとともに制御された混合ガスを貯留するバッファタンクとしての混合ガス貯留タンク46と、混合ガス貯留タンク46から副室21、主室22、及び作業室15に混合ガスを供給する混合ガス供給路47と、各室21、22、15内で混合ガスを呼吸するために、混合ガス供給路47から分岐して設けられた複数の混合ガス呼吸部48とを有している。
The
高酸素分圧ガス系32bは、地上に設けられた高酸素分圧ガスを貯蔵する高酸素分圧ガス貯蔵所51と、この貯蔵所51からの高酸素分圧ガスを減圧して中央制御部45に供給するための第1減圧装置52と、第2減圧装置を有する中央制御部45で調圧されるとともに制御された高酸素分圧ガスを貯留するバッファタンクとしての高酸素分圧ガス貯留タンク56と、高酸素分圧ガス貯留タンク56から副室21及び主室22に高酸素分圧ガスを供給する高酸素分圧ガス供給路57と、各室21、22内で高酸素分圧ガスを呼吸するために、混合ガス供給路47から分岐して設けられた複数の高酸素分圧ガス呼吸部58とを有している。
The high oxygen partial
このような呼吸用ガス供給手段32では、混合ガスと高酸素分圧ガスとを作業者が確実に呼吸できるようにするために、各部を予め設定されたタイマーにより作動可能にしており、中央制御部45にはバックアップシステムが組み込まれて、異常時に警報を発するように構成されている。
In such a breathing gas supply means 32, in order to ensure that the operator can breathe the mixed gas and the high oxygen partial pressure gas, each part can be operated by a preset timer, and the central control is performed. The
また、これらの混合ガス系32a及び高酸素分圧ガス系32bには、混合ガス呼吸部48と高酸素分圧ガス呼吸部58とに、それぞれ呼吸監視モニター49、59が設けられている。この呼吸監視モニター49、59は、それぞれ混合ガス又は高酸素分圧ガスの使用状況を検出できるように構成されている。
Further, in the
そして、呼吸監視モニター49、59により検出される混合ガスや高酸素分圧ガスの使用状況や、主室22、副室21の圧力変化の検出装置22a、21aにより検出されたデータは、例えば、中央制御部45のバックアップシステム等に伝達され、予め設定された減圧テーブル等と異なる場合に、異常通知手段として設けられた図示しない警報、音声、警告灯等により、管制室員などに通知されるようになっている。
The use status of the mixed gas and high oxygen partial pressure gas detected by the respiratory monitoring monitors 49 and 59 and the data detected by the pressure
更に、これらの混合ガス系32a及び高酸素分圧ガス系32bでは、それぞれ混合ガス貯留タンク46及び高酸素分圧ガス貯留タンク56を設けることにより、作業者数が増えて混合ガスや高酸素分圧ガスの消費量が大きくなる場合でも供給量が不足し難くなっている。
Further, in the
このような構成のニューマチックケーソン10は、次のようにして構築される。
The
まず、作業室スラブ13と刃口14とをコンクリート又は鋼殻により構築し、作業室15を形成する。このとき、作業室スラブ13の所定位置には、作業室15への出入口24を形成しておく。
First, the working
次に、ケーソン躯体12、隔壁19、及び上部スラブ16をコンクリートにより構築する。このとき、隔壁19の位置を調整することにより、マンロック20の副室21及び主室22を、使用する人数や形状等に応じて設定することができる。また、この隔壁19には連通路23を設けておくとともに、上部スラブ16にはマンシャフト25を配置するための貫通孔16aや各種の配管、配線、計測器等を設けておく。
Next, the
そして、マンシャフト25、出入口24や連通路23等のマンシャフト開閉扉25c、24a、23aなどを設置した後、沈下させて設置することができる。
Then, after installing the man shaft opening /
このように構築されたニューマチックケーソン10を用いて大深度掘削を行うには、コンプレッサ34から圧縮空気路36を経由して作業室15内に供給された圧縮空気により、作業室15内の気圧を深度に応じた圧力に設定し、作業室15内の掘削機18を用いて掘削する。このとき、作業室15内は無人状態で行われる。
In order to perform deep excavation using the
また、掘削時には、生じた土砂は、主室22又は主室や副室を設けていない作業スラブや回収ロックを貫通して作業室15から地上側まで設けられたマテリアルシャフトを用いて搬出している。
Further, during excavation, the generated earth and sand are carried out using a material shaft provided from the
そして、掘削を行う際、各種の理由により作業室15に作業者が入退室する必要が生じた場合には次のようにする。このニューマチックケーソン10では、1名の作業者が作業室15に入退室することも可能であるが、ここでは、多数の作業者が同時に作業室15に入退室する場合について説明する。
When excavation is performed, if an operator needs to enter or leave the
まず、作業者は、マンシャフト25の上部に設けられた出入口25aに進入し、エレベータ26により下降する。このマンシャフト25内は大気圧になっている。下部に設けられた出入口25bに達すると、出入口25bからマンシャフト開閉扉25cを開いて横方向に移動し、例えばマンロック20の副室21に進入する。このとき、副室21、主室22内は大気圧に設定されている。
First, the operator enters an entrance /
副室21内に作業者が入室後、マンシャフト25の出入口25bを気密状態に閉塞するとともに、副室21と主室22との間の連通路23の連通路開閉扉23aを開けて、主室22に移動後、主室22を密閉空間にする。
After an operator enters the
この状態で、作業室15に入室するための作業者の気圧変化に適応させる処理を行う。ここでは、気圧調整手段31から圧縮空気を徐々に導入して、主室22内の気圧を徐々に上昇させる。このとき加圧はマンロック内や中央制御部で操作して行うことができる。その際、一定圧力以上で各作業者は混合ガス呼吸部48から、各々混合ガスを呼吸しつつ、主室22内の気圧の上昇に適応させていく。これらの作業室内の気圧変化や混合ガスの使用状況は、前述のような中央制御部45のバックアップシステムにより監視されている。そして、主室22内の気圧が作業室15内の気圧に達し、各作業者が充分に作業室15内の気圧に適応できた段階で終了する。
In this state, a process for adapting to changes in the atmospheric pressure of the worker for entering the
次いで、主室22と作業室15との間の作業室スラブ13の出入口24の作業室開閉扉24aを開放した状態で、出入口24から作業室15に入室することができる。
Next, it is possible to enter the
なお、作業者を気圧変化に適応させる処理の間、主室22或いは副室21内に作業者が多数存在する等により、内部の空気中の成分割合が変動し易い場合には、気圧調整手段31のコンプレッサ34と地上の加減圧・換気調整設備40とを連動させることにより、圧縮空気路39及び供給口38から圧縮空気を供給するとともに、排気口38a及び排気路39aから内部の空気を排気することにより、内部圧力を調整すると同時に空気の成分割合を一定に保つことができる。
During the process of adapting the worker to changes in atmospheric pressure, if there are many workers in the
次に、作業者が作業室15内で所定の作業を終了した後、高気圧環境から大気圧環境に適応させるために、再び、作業者を気圧変化に適応させる処理を行う。
Next, after the worker finishes a predetermined work in the
まず、作業者が作業室15から、作業室スラブ13の出入口24を通り、作業室15の気圧となっているマンロック20の主室22に進入し、ハッチ24を気密状態に閉塞し、主室22を密封状態とする。
First, an operator passes from the
この状態で、気圧調整手段31の排気口38から徐々に主室22内の気圧を低下させる。このとき、減圧は作業気圧と作業時間から設定された減圧タイムテープルに基づいて、図示しない中央監視室からの操作により行うことができる。その際、各作業者は混合ガス呼吸部48から各々一定圧力まで混合ガスを呼吸し、又一定の圧力、例えば0.12Mpaから高酸素分圧ガス呼吸部58から各々高酸素分圧ガスとロック内の空気を交互に呼吸しつつ、主室22内の気圧の低下に適応させていく。これらの作業室内の気圧変化や混合ガスの気圧変化は、前述のような中央制御部45のバックアップシステムにより監視されている。そして、主室22内の気圧が大気圧まで低下し、各作業者が充分に大気圧環境に適応できた段階で終了する。
In this state, the atmospheric pressure in the
その後、連絡通路開閉扉23aを開けて副室21に移動しマンシャフト25の出入口25bを開放して、大気圧下のマンシャフト25内でエレベータにより地上まで上昇し、出入口25aから大気圧下の地上に出ることが可能である。
Thereafter, the communication passage opening /
以上のようなニューマチックケーソン10によれば、作業室スラブ13の上に主室22及び副室21からなるマンロック20が設けられ、このマンロック20にマンシャフト25の出入口25bが出入可能に配置され、このマンロック20の内部を大気圧から作業室15の内部の気圧まで加減圧可能な気圧調整手段31が装備されているので、作業者を気圧変化に適応させる処理を、作業室スラブ13上のマンロック20内で行うことができる。他、地上の加減圧、喚起調整設備40でもできる。そのため、マンシャフト25内で加減圧を行うことがなくて耐圧構造等の複雑な構造にする必要がない。しかも、このマンロック20は作業室スラブ13と同様の材料及び方法で形成することができるため、容易に、且つ、安価に構築することができる。
According to the
しかも、マンシャフト25内にマンロック20がないため、エレベータ26により作業室スラブ13上まで下降することができ、作業室15に入退室する際に、高圧環境下での上下動する運動量を少なくすることができ、作業者に対する身体的負担を軽減することができる。
Moreover, since there is no
さらに、作業室スラブ13の広い上面を用いてマンロック20を形成できるため、主室22や副室21を大きく形成することが可能であり、多数の作業者が同時に入室することができ、効率よく気圧変化に適応させることができるとともに、作業者の心理的な負担も軽減することができる。
Furthermore, since the
しかも、呼吸用ガス供給手段32の混合ガス系32aや高酸素分圧ガス系32bには、中央制御部45で調圧された混合ガスを貯留する混合ガス貯留タンク46や、調圧された高酸素分圧ガスを貯留する高酸素分圧ガス貯留タンク56が設けられ、これらのガスを作業者が呼吸可能な状態で多量に貯留されている。そのため、主室22や副室21に多数の作業者が入室して、同時に作業室15の気圧や大気圧に適応させる処理を行なうことにより、混合ガスや高酸素分圧ガスの使用量が中央制御部45からの発生量より多くなっても、貯留タンク46、56に貯留される各ガスがか供給され、混合ガスや高酸素分圧ガスの供給量を確保することができる。
Moreover, in the
従って、このようなニューマチックケーソン10は、より大きな主室22や副室21等のマンロック20を容易、且つ、安価に製造することができるとともに、多数の作業者を作業室15の気圧や大気圧に適応させる処理を行い易いものとなる。
Therefore, such a
更に、呼吸用ガス供給手段32の混合ガス系32aや高酸素分圧ガス系32bに、中央制御部45により調圧された混合ガスや高酸素分圧ガスの使用状況を検出できる呼吸監視モニター49、59が設けられ、主室22、副室21の圧力変化を検出する検出装置22a、21aが設けられ、異常を検出した際に警報、音声、警告灯等の異常通知手段により通知可能に構成されているので、作業室15の気圧や大気圧に適応させる処理が正常に行われていないことを、外部から確認することができ、作業者の高気圧障害を予防する等、作業者の安全をより確保し易い。
Furthermore, a respiration monitoring monitor 49 capable of detecting the use status of the mixed gas or high oxygen partial pressure gas regulated by the
また、マンロック20内に呼吸用ガス供給手段32の呼吸部48,58を設けているので、作業者を気圧変化に適応させる処理を行う際、作業者が圧縮空気とは別に混合ガス及び高酸素分圧ガスからなる呼吸用ガスを呼吸することができる。そのため、高気圧障害を予防し易い。
In addition, since the
更に、主室22及び副室21が別々に内部の気圧調整が可能で、この主室22と副室21との間に横方向に移動可能な連通路23aが配設されているので、上下に配置された主室と副室とを有する従来のマンシャフトに設けられたマンロックに比べて、高圧環境下での上下動する運動量をより少なくすることができる。
Furthermore, the internal pressure of the
また、二重スラブ構造のニューマチックケーソン10の作業室スラブ13と上部スラブ16との間に隔壁19を形成するだけでマンロック20を形成できるので、従来のマンシャフトに設けられたマンロックをより容易に形成することができるとともに、隔壁19の位置を調整するだけで、マンロック20の広さを任意に設定することができ、広いマンロック20を容易に構築することができる。
Further, since the
なお、上記の実施の形態1では、主室22と副室21とからなるマンロック20について説明したが、マンロック20とマンシャフト25との間と、マンロック20と作業室15との間が気密状態で開閉可能な構造であれば、加減圧可能な部屋の数は、適宜選択することができる。
In the first embodiment, the
また、上記では、作業者を気圧変化に適応させる処理を主室22のみを用いて行ったが、副室21で行うことも可能である。
[実施の形態2]
In the above description, the process for adapting the worker to the change in atmospheric pressure is performed using only the
[Embodiment 2]
図3及び図4は、実施の形態2のニューマチックケーソンを示す。 3 and 4 show the pneumatic caisson of the second embodiment.
このニューマチックケーソン60は、掘削機の回収室を有する点で実施の形態1と相違する。
This
ここでは、下部に設けられた作業室スラブ62と上部スラブ63との間の空間に隔壁64が設けられることにより多数の区画室65が形成されており、一部の区画室65が、実施の形態1と同様な構成を有するマンロック66としての主室68及び副室67となっている。このニューマチックケーソン60では、副室67にマンシャフト69の出入口69bが配設されているが、副室67に隣接する主室68に作業室61の出入口71が気密状態で開閉可能に設けられている。そして、主室68と副室67との間及び主室68と区画室65aとの間の隔壁64に、それぞれ気密に開閉可能な連通路70が設けられており、マンシャフト69の出入口69bから作業室61の出入口71aまでの間を作業者が水平方向に移動できるように構成されている。なお、主室68及び副室67には、それぞれ、実施の形態1と同様の気圧調整手段、呼吸用ガス供給手段が設けられているが、詳細な図示は省略されている。
Here, a large number of
また、多数の区画室65の内の他の一部が、掘削機75の回収手段としてのクレーン76を備えた回収室77となっている。この回収室77の作業室スラブ62には、掘削機75が通過可能な開口部78が設けられ、ハッチ78aにより気密状態で開閉可能となっている。また、回収室77の隔壁64には、連通路70と、この連通路70を気密に開閉可能な回収室開閉扉70aとが設けられており、区画室65aから回収室77まで作業者が横方向に移動できるようになっている。さらに、この回収室77には、副室67及び主室68と同様の気圧調整手段や呼吸用ガス供給手段が設けられており、内部の気圧を大気圧から作業室61の気圧まで加減圧可能になっている。なお、この回収室77には、装置の搬入及び搬出等に用いるマテリアルシャフト79の下端が連結されている場合もある。
In addition, another part of the
また、別の区画室65bには、作業室61から掘削土砂を地上に搬出するためのマテリアルシャフト79が貫通した状態で配置され、更に、このニューマチックケーソン60では、他の多数の区画室65に作業者が出入可能にするために、多数の隔壁64に連通路が設けられている。
Further, in another
このようなニューマチックケーソン60では、実施の形態1と同様の構成を有しており、作業者が作業室61に入退室する際の気圧変化に適応させる処理を同様に行うことができ、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
Such a
しかも、作業室スラブ62の上側に掘削機75を回収するクレーン76と気圧調整手段とを備えた回収室77が設けられ、この回収室77とマンロックの副室67との間に回収室開閉扉70aを有する連通路70が配設されているので、掘削機75の点検、修理、組立及び解体、回収作業等を回収室77で行う際、副室67を大気圧にし、掘削機75をクレーン76により回収してハッチ78aを閉じ、回収室77を大気圧に調整すれば、作業者が高圧環境下に晒されることなく、回収等の作業を行うことができる。
Moreover, a
そのため、副室67を作業室61に出入する際の気圧変化に適応させる処理に使用できると同時に、掘削機75の点検、修理、組立及び解体回収作業等を行う際の回収室77への入退室にも使用することができ、マンロックの効率的な利用が可能で、便利である。
For this reason, the
なお、この実施の形態2では、マンロック66と回収室77とを別々に設けて連通路70で連通させたが、例えば、主室68に掘削機75のクレーン76及びハッチ78a等の回収設備を設けるなどにより、マンロック66の一部を回収室77として利用することも可能である。
In the second embodiment, the
10、60、80 ニューマチックケーソン
13、62、82 作業室スラブ
15、61、84 作業室
18、75、 掘削機
19、64 隔壁
20、66 マンロック
21、67、94 副室
22、68、95 主室
23、70 連通路
25、69 マンシャフト
25a、25b、69a、69b マンシャフトの出入口
31 気圧調整手段
32 呼吸用ガス供給手段
32a 混合ガス系
32b 高酸素分圧ガス系
63 上部スラブ
76 クレーン(回収手段)
77 回収室
10, 60, 80
77 Collection room
Claims (6)
前記呼吸用ガス供給手段が、前記作業者呼吸用ガスの圧力を調整する制御部と、該制御部により調圧された前記作業者呼吸用ガスを貯留するバッファタンクとを有し、前記バッファタンクから供給される前記作業者呼吸用ガスを前記マンロック内で呼吸可能に構成したことを備えたことを特徴とするニューマチックケーソン。 A working chamber provided with an excavator and capable of excavating natural ground in a pressurized state is provided below the working chamber slab, and a manlock having a space that can be airtightly closed is provided above the working chamber slab. A man shaft provided with an elevator capable of moving up and down from the ground side to the work room slab is configured to be able to enter and exit from the man shaft entrance and exit into the man lock. There is provided a man shaft opening / closing door that can be opened and closed in a state, and a work chamber opening / closing door capable of entering and exiting between the man lock and the work chamber is provided, and the inside of the man lock is opened from the atmospheric pressure to the inside of the work chamber. A pneumatic case equipped with a pressure adjusting means capable of increasing / decreasing pressure up to atmospheric pressure and a breathing gas supply means for supplying a worker breathing gas into the manlock. A down,
The breathing gas supply means includes a control unit that adjusts the pressure of the worker breathing gas, and a buffer tank that stores the worker breathing gas regulated by the control unit, and the buffer tank The pneumatic caisson is characterized in that the worker breathing gas supplied from is configured to be breathable in the manlock.
前記マンロックと前記回収室との間に回収室連通路及び該回収室連通路を気密状態で開閉可能な回収室開閉扉が配設されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載のニューマチックケーソン。 A recovery chamber having recovery means for the excavator is provided above the work chamber slab, and an opening that allows the excavator to pass between the recovery chamber and the work chamber and that can be opened and closed in an airtight state. A recovery chamber pressure adjusting means capable of increasing or decreasing the pressure inside the recovery chamber from the pressure inside the working chamber to the atmospheric pressure,
5. A recovery chamber communication passage and a recovery chamber opening / closing door capable of opening and closing the recovery chamber communication passage in an airtight state are disposed between the manlock and the recovery chamber. The pneumatic caisson according to any one of the above.
6. An exhaust unit is provided in the manlock, and the oxygen concentration of the gas in the manlock can be adjusted to be constant by the exhaust unit and the atmospheric pressure adjusting unit. Pneumatic caisson described in 1.
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