JP2006307600A - 防爆対応掘進機 - Google Patents

Abstract

【課題】高価で大型になる防爆仕様の機器を使用せずに安全に掘進することができる掘進装置を提供する。
【解決手段】トンネルや縦坑を構築するために地盤内に侵入する殻体と、殻体の侵入跡の周囲の地盤の崩壊を阻止する後続筒体とで構成する。殻体と後続筒体との間に設けて気体の流通を遮断する隔壁を設ける。隔壁で遮断された殻体の内部に不燃性の気体を供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、防爆対応掘進機に関するものである。

シールド工法、推進工法は地盤中に鋼製の殻体を侵入させ、侵入路の跡はセグメントなどによって被覆してトンネルを構築する工法である。
シールド工法の対象としては主に沖積層や洪積層の地盤であるが、これらの地中には可燃性のガスが貯留されている場合、あるいはガスが地下水に溶けこんで溶存している場合がある。
そこで、トンネルの掘進中にシールド機などの殻体が可燃性のガス層に接近した場合に、殻体の内部にガスが滲入してくる可能性がある。
一方、殻体の内部には多数の機器が配置してあるが、モーター、電磁弁、各種のスイッチなどは電気的な接触の繰り返しにおいて火花を発生させることがあるから、殻体の内部の気体が爆発する危険性がある。
そのような爆発を防止するために防爆仕様のモーター、電磁弁、各種のスイッチが開発され市販されている。

特開２００１−２２９７６３ 特開２００２−３４５２２２

前記した従来の防爆対応掘進機にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞防爆用の仕様とするには当然、その分だけ部材の費用、製作の費用を要するから、高価な機器となる。
＜ロ＞防爆仕様とは、火花の発生自体を阻止するのではなく、火花の発生する位置を外気から遮断する構造を採用している。
そのために本来の機器の外周を被覆する構造となり、その外形寸法が大型のものとなる。
＜ハ＞特にモーターのような発熱する機器では周囲に空冷用の空間が必要となるからさらに大型の装置となる。
＜ニ＞小口径のトンネルなどを掘進するシールド機などでは、許容空間が限られているから、大型の部品を採用しがたい。
とりわけ仕上がり直径が１３５０ｍｍ以内の小口径トンネルを掘削するシールド機にあっては大型の部品を採用することはより困難となる。

上記のような従来の装置の課題を解決した本発明の防爆対応掘進機は、トンネルや縦坑を構築するために地盤内に侵入する殻体と、殻体の侵入跡の周囲の地盤の崩壊を阻止する後続筒体と、殻体と後続筒体との間に設けて気体の流通を遮断する隔壁と、隔壁で遮断された殻体の内部に不燃性の気体を供給する気体供給源とより構成した防爆対応掘進機を特徴としたものである。

本発明の防爆対応掘進機は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞ 殻体の内部の機器は通常の市販のものを使用することができ、高価な防爆仕様の機器を使用する必要がない。
＜ロ＞ 殻体の内部に配置する機器が特に大型になることがないから、小口径のシールドトンネルなどの構築にも採用することができる。

以下図面を参照しながら本発明の防爆対応掘進機の実施例を説明する。

＜１＞全体の構成。
本発明の防爆対応掘進機は、トンネルや縦坑を構築するために地盤内に侵入する殻体１と、殻体１の侵入跡の周囲の地盤の崩壊を阻止する後続筒体２とによって構成する。

＜２＞殻体１。
この場合に「殻体１」とは、シールド機や推進機などを意味する。
またシールド機や推進機としては泥水式、泥土式など、従来から使用されている各種のシールド機が本発明の対象となる。
殻体１の一例として図では推進工法の推進機が殻体１である場合について説明する。
推進機の前面にはカッタディスク１１が配置してあり、カッターモーター１２の回転は減速機を通してカッタディスク１１に伝達される。
カッタディスク１１の背面は泥土圧室１５となっており、この泥土圧室１５には送水管によって作泥液を供給する。
作泥液と混合した掘削土砂は排泥管１４を通して地上まで排出される。
推進機の殻体１は複数に分割して方向修正が容易であるように構成してあるが、各縁切り部分にはシールを配置して外部からの地下水の浸入を防いでいる。

＜３＞殻体１内の機器。
この殻体１は地上からの遠隔操作によって無人運転ができるように各種の機器が配置してある。
すなわちカッターを回転するカッターモーター１２、送水管、排泥管１４の開閉を行う電磁弁、方向修正用の操作弁、制御盤の各種のスイッチ類、が配置してある。
従来の掘進機では、前記したようにこのような機器は防爆仕様の高額なものを採用していた。
しかし本発明の装置では特別な防爆仕様の機器は採用せず、防爆仕様ではない一般の市販の機器をそのまま採用して設置している点が特徴である。

＜４＞後続筒体２。
ここで「後続筒体２」とはシールド工法の場合はセグメントで構築したセグメントトンネルを意味し、推進工法では後方に配置する推進管のことを意味する。
またここで「筒」とは円筒形の構造のみを意味するのではなく、殻体１の侵入跡の周囲の地盤の崩壊を阻止する構造体を意味し、矩形、長方形、卵型その他の形状のものを含む意味である。
図の実施例では、殻体１が推進機であり、後続筒体２は推進管としてヒューム管を採用している。
殻体１である推進機の後端部は、後続筒体２であるヒューム管の前端部とその一部を重ね合わせた状態にあるから、推進機の掘進跡の土砂が崩壊して内部に侵入してくることがない。

＜５＞隔壁３。
上記した殻体１と、後続筒体２との間には隔壁３を設ける。
すなわち殻体１の最後部に断面を遮断する方向にむけて隔壁３を設置し、殻体１の内面と溶接するなどして一体化する。
したがって隔壁３によってその内外の気体の流通は遮断されている。
隔壁３によって遮断された殻体１の内部には前記したように多数の機器が配置してあるから、隔壁３には開閉自在の扉を設けて作業員の通行に供する。
また、送水管、排泥管１４は隔壁３を貫通させて配置する。
なお、隔壁３としてはエアカーテンを採用することもできる。

＜６＞気体供給源４。
殻体１の内外は、殻体１の後部に設けた隔壁３によって気体の流通を遮断する状態に置かれている。
この隔壁３で遮断された殻体１の内部に不燃性の気体６を供給するために気体供給源４を配置する。
この気体供給源４として例えばガスボンベを採用すれば、隔壁３の内側、外側のどの位置にも簡単に設置することができる。
この気体供給源４から、隔壁３で遮断された殻体１の内部に供給する気体６は不燃性のガスであればよく、例えばヘリウム、窒素、炭酸ガスなどを採用することができる。

＜７＞圧力センサー５。
気体供給源４から供給する不燃性気体６の圧力を調整するために、圧力センサー５を配置する。
この圧力センサー５によって、隔壁３で遮断された殻体１の内部に充填した不燃性の気体６の圧力を検知することができる。
そして、この圧力センサー５の信号によって不燃性の気体の供給路６を開閉する弁を備える。
その結果、殻体１の内部の不燃性気体６は常に一定の量だけ供給されて殻体１の内部を満たすことができる。

＜８＞防爆。
トンネルの掘進に先立ってはボーリングを行い地層の状態が把握している。しかしボーリングは点の配置であるから、掘進中に可燃性ガスの層に遭遇する場合がある。
その場合に殻体１と後続筒体２の隙間、あるいは殻体１を分割した場合にはその分割部分からシールを侵して可燃性の気体が殻体１の内部に浸入してくる可能性がある。
しかし本発明の構造では上記したように殻体１の内部には常に一定の圧を維持して不燃性の気体６が充填している。
そのために可燃性の気体が多少浸入してきて、電磁弁やモーター、スイッチから火花が散っても、全体が不燃性気体６の雰囲気中であるから爆発する危険性はまったくない。

本発明の防爆対応掘進機の実施例の説明図。 不燃性の気体を充填した場合の説明図。

符号の説明

１：殻体
２：後続筒対
３：隔壁
４：気体供給源
５：圧力センサー
６：不燃性の気体

Claims (2)

1. トンネルや縦坑を構築するために地盤内に侵入する殻体と、
   殻体の侵入跡の周囲の地盤の崩壊を阻止する後続筒体と、
   殻体と後続筒体との間に設けて気体の流通を遮断する隔壁と、
   隔壁で遮断された殻体の内部に不燃性の気体を供給する気体供給源とより構成した、
   防爆対応掘進機。
   
2. 隔壁で遮断された殻体の内部に充填した不燃性の気体の圧力を検知する圧力センサーと、
   この圧力センサーの信号によって不燃性の気体の供給路を開閉する弁を備えた、
   請求項１記載の防爆対応掘進機。

Images