JP2009052397A - トンネル内の換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲率の大きなトンネルに設ける場合でも、円滑に移動させることができる伸縮風管を備えるトンネル内の換気装置を提供する。
【解決手段】換気装置は、伸縮風管を備えており、伸縮風管は、伸縮駆動装置における移動ブラケット１３に吊設されている。伸縮風管における移動ブラケット１３との接続部には、伸縮風管の延在方向に沿ってベルト部材が貼着されている。また、隣接する移動ブラケット１３同士の間に、ピン３０が介在されており、伸縮風管がカーブ位置で収縮した際、隣接する移動ブラケット１３同士を曲線上に配置させる。このピン３０は取り外し可能とされている。
【選択図】図６

Description

本発明は、トンネル内の換気装置に係り、特に、大きな曲率のカーブを有するトンネルに設けて好適なトンネル内の換気装置に関する。

大規模な地下構造物の構築工事や山岳トンネルの掘削工事を行う際には、掘削作業に伴い大量の粉塵が生じる。粉塵がトンネル内に残存していると、塵肺など作業者の健康を害する恐れがあるので、特に、切羽面近傍の作業領域における粉塵をトンネルの外部に排出するための換気装置が知られている。このような換気装置として、特開２００１−３２３８００号公報に開示されたものがある。この換気装置は、風管内部に伸縮可能な伸縮風管を挿入し、風管端部を移動可能な送風機に接続して、伸縮風管の先端をトンネルの掘削の任意箇所に開口して掘進合わせて伸張させて換気を行うものである。この換気装置では、伸縮風管をレールに吊設し、レールに沿って伸縮風管を移動させることによって、伸縮風管を伸縮させている。
特開２００１−３２３８００号公報

ところで、トンネルにカーブが形成される場合、その曲率が小さく設定されることから、大きく曲がるトンネルが設けられることは少ない。ところが、工事車両が通過するトンネルや緊急避難用に設けられるトンネルには、曲率が大きいものもある。

このように、曲率が大きいトンネルを設けるにあたり、上記特許文献１に記載された換気装置を設けようとすると、伸縮風管を案内するレールも大きな曲率のものが用いられることになる。このような曲率の大きなレールで伸縮風管を案内しようとすると、伸縮風管がレールに沿って円滑に移動することができず、伸縮風管を円滑に伸縮させることができないという問題が生じることがあった。

そこで、本発明の課題は、曲率の大きなトンネルに設ける場合でも、円滑に伸縮させることができる伸縮風管を備えるトンネル内の換気装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係るトンネル内の換気装置は、トンネルの内部に設けられ、可とう性を有する伸縮可能な風管本体を備え、風管本体の一端から空気を導入し、風管本体の他端から空気を排出する伸縮風管を有し、トンネルの掘削方向に延在するレールが設けられ、レールに複数の移動部材が設けられ、複数の移動部材に伸縮風管が吊設され、複数の移動部材の移動により、伸縮風管が伸縮可能とされたトンネル内の換気装置において、複数の移動部材と伸縮風管とのそれぞれの接続部に、伸縮風管の延在方向に沿って設けられたベルト部材が介在されているものである。

本発明に係るトンネル内の換気装置においては、複数の移動部材と伸縮風管とのそれぞれの接続部に、ベルト部材が設けられている。このベルト部材により、曲率が大きいトンネルであっても、伸縮風管をレールの沿って確実に案内することができるので、伸縮風管の円滑な伸縮に寄与することができる。さらに、ベルト部材が設けられていることにより、伸縮風管が伸縮・移動する際、伸縮風管にかかる力を軽減することができるので、伸縮風管の破損を防止することができる。

また、上記課題を解決した本発明に係るトンネル内の換気装置は、トンネルの内部に設けられ、可とう性を有する伸縮可能な風管本体を備え、風管本体の一端から空気を導入し、風管本体の他端から空気を排出する伸縮風管を有し、トンネルの掘削方向に延在するレールが設けられ、レールに複数の移動部材が設けられ、複数の移動部材に伸縮風管が吊設され、複数の移動部材の移動により、伸縮風管が伸縮可能とされたトンネル内の換気装置において、複数の移動部材における隣接する移動部材同士の間に、隣接する移動部材同士を相対的に曲線上に配置させる曲線配置補助部材が介在されているものである。

このように、本発明に係るトンネル内の換気装置では、曲線配置補助部材が設けられていることにより、伸縮風管が収縮した際、隣接する移動部材の間に曲線配置補助部材が介在されることになる。この曲線配置補助部材により、隣接する移動部材同士がある角度を持って配置されるようになるので、曲率が大きいトンネルであっても、伸縮風管を円滑に伸縮させることができる。

ここで、曲線配置補助部材が取り外し可能とされている態様とすることができる。

曲線配置補助部材が取り外し可能とされていることにより、トンネルが曲線状のときには、曲線配置補助部材を取り付け、トンネルが直線状のときには曲線配置補助部材を取り外すようにすることができる。こうすることにより、トンネルが直線状および曲線状のいずれであっても、さらに円滑に伸縮風管を収縮させることができる。

本発明に係るによれば、曲率の大きなトンネルに設ける場合でも、円滑に伸縮させることができる伸縮風管を備えるトンネル内の換気装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。

図１は、本発明に係るトンネル内の換気装置が設けられたトンネルの平断面図、図２は、本発明に係る換気装置の一部破断要部斜視図、図３は伸縮風管の斜視図である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る換気装置１は、伸縮風管２を備えている。伸縮風管２は、伸縮可能な風管本体３が複数連結されて形成されている。この風管本体３はビニル製であって可とう性を有するものであり、風管本体３同士は接続管４によって接続されている。この風管本体３の個々が伸縮することにより、伸縮風管２が全体的に伸縮する。

風管本体３は、たとえば伸長した状態で１０から５０ｍの長さを有しており、複数の風管本体３を接続管４で接続することにより、たとえば伸長した状態で１５０ｍ程度の長さの伸縮風管２が形成される。この伸縮風管２が収縮すると、たとえば５０ｍ程度の長さとなる。また、風管本体３と接続管４との接続部分は、バンド部材で固定されて気密状態を維持するようにシールされている。

また、換気装置１が設けられるトンネルＴでは、比較的大きな曲率となるカーブが形成されている。換気装置１における伸縮風管２は、このトンネルＴのカーブに沿って移動することができるようになっている。

風管本体３の内側には、図３にも示すように、金属製のリング部材５が複数設けられている。これらの複数のリング部材５は、風管本体３の伸縮方向（延在方向）に一定の間隔をおいて離間して取り付けられている。リング部材５は、非変形性（硬性）を有し、粘着シートの加熱粘着部によって風管本体３の表面側から固定されている。こうして、風管本体３がつぶれてその通路（空気の流路）が閉塞されることがないように、風管本体３の開口形状を保っている。また、粘着テープにより、リング部材５および風管本体３の劣化を防止している。

伸縮風管２の先端部には、図１に示すように、ベルマウス６が取り付けられている。トンネルＴにおける切羽Ｋの近傍の切羽作業領域では、自由断面掘削機Ｍによる掘削作業などが行われており、この掘削作業などにより、粉塵が発生する。発生した粉塵は、空気とともにベルマウス６を介して風管本体の内部に導入される。また、伸縮風管２の後端部には、集塵機７が取り付けられている。集塵機７は、図示しない送風機を備えており、この送風機を駆動することにより、吸引力を生じて伸縮風管２の先端部から後端部側に空気を流すようになっている。そして、ベルマウス６を介して切羽作業領域の近傍で発生した粉塵が空気とともに吸引され、伸縮風管２を介して集塵機７に送られる。

集塵機７は、送られてきた粉塵を集塵する。この集塵機７は、図示しない車両に搭載されており、この車両を移動させることによって、集塵機７を移動させることができる。この集塵機７と伸縮風管２によってトンネル内の換気装置が構成される。また、この伸縮風管２は、トンネルＴの正面から見て、トンネルＴの幅方向の中心位置よりもやや側方において、上方から吊設されている。

また、伸縮風管２の上部中央位置には、伸縮風管２の延在方向に沿ってベルト部材８が貼着されている。ベルト部材８は、上ベルト８Ａと下ベルト８Ｂとを備えている。このうちの下ベルト８Ｂは、伸縮風管２に対して密着した状態で貼り付けられている。一方、上ベルト８Ａは、隣接するリング部材５の上下に交互に波状に配設されている。

さらに、図４に示すように、上ベルト８Ａがリング部材５の下側に来る部分では、上ベルト８Ａと下ベルト８Ｂと貼り付けられており、上ベルト８Ａがリング部材５の上側に来る部分では、上ベルト８Ａと下ベルト８Ｂとの間にリング部材５が挟まれている。

また、図２に示すように、伸縮風管２の上方には伸縮駆動装置９が設けられている。伸縮駆動装置９は、トンネルＴの斜め上方位置に設けられた第一レール１０および第一レール１０の下方に設けられた第二レール１１を備えている。第一レール１０には、本発明の移動部材である移動ブラケット１３が複数設けられており、移動ブラケット１３には、断面Ｊ字形状の吊持フック１４が設けられている。この吊持フック１４によって、リング部材５が吊持されている。この移動ブラケット１３と伸縮風管２との間の接続部に、ベルト部材８が介在されている。

移動ブラケット１３の上部には、ローラ１５が設けられている。ローラ１５は、第二レール１１に対して走行可能とされている。また、伸縮駆動装置９の先端部には、図示しない駆動装置が設けられている。この駆動装置によって、移動ブラケット１３を引っ張ることにより、各移動ブラケット１３が連動して前方に移動する。

また、図１に示すように、第一レール１０はトロッコ１６に吊持されている。トロッコ１６は、トンネルＴの上部に吊り下げられたターンバックルに吊設されている。さらに、トロッコ１６が、ローラ１８を有しており、ローラ１８を転動させることにより、第一レール１０および第二レール１１をトンネルＴに対して相対的に移動させる。

さらに、接続管４の内部には、ステイ２０が設けられている。ステイ２０は、４本の棒材２１を備えており、接続管４を正面視したときの円を一回り小さくした円の上に等間隔で配置されており、その長手方向が伸縮風管２の伸縮方向に沿うように配置されている。また、棒材２１の先端部が伸縮風管２の中央方向に向けてわずかに折曲しており、伸縮風管２が収縮したときに風管本体３の内側に棒材２１がスムーズに入り、可とう風管を接続管４に円滑に案内している。

また、図４に示すように、移動ブラケット１３の中央位置には、本発明の曲線配置補助部材であるピン３０が配置されている。ピン３０は、鉛直方向に延在する円筒形状をなしている。このピン３０は、ブロック体３１に溶接固定されており、ブロック体３１は、移動ブラケット１３の中央に形成された空間１３Ａに収容可能とされている。

ブロック体３１が空間１３Ａに収容されることにより、移動ブラケット１３に対してピン３０が取り付けられる。ピン３０は、複数の移動ブラケット１３のうち、３つの移動ブラケット１３に対して１つのピン３０となる割合で等間隔で設けられている。このピン３０が介在されることにより、伸縮風管２がカーブ位置で収縮した際には、隣接する移動ブラケット１３同士が相対的に傾斜し、平面視して曲線上に配置される。

このブロック体３１は、図５に示すように、移動ブラケット１３に対して取り外し可能とされている。ブロック体３１を移動ブラケット１３から取り外すことにより、ピン３０は移動ブラケット１３同士の間から取り除かれる。また、ブロック体３１を移動部材に収容することにより、移動ブラケット１３同士の間にピン３０が介在される。

以上の構成を有する本実施形態に係る換気装置の作用について説明する。

本実施形態に係る換気装置１においては、トンネルＴの掘削の進行に伴い、伸縮風管２の伸長・収縮を繰り返して、先端のベルマウス６を切羽Ｋの近傍位置に移動させ続ける。伸縮風管２の伸縮移動は、その伸縮駆動装置９の先端部に設けられた駆動装置で先端部に設けられた移動ブラケット１３を引っ張ることにより、伸縮風管２を介して後続の移動ブラケット１３が移動させられることによって行われる。

このように、移動ブラケット１３を移動させる際、伸縮風管２を介して後続の移動ブラケット１３を引っ張っているが、伸縮風管２だけでは、後続の移動ブラケット１３に力の伝達を確実に行うことができない。後続の移動ブラケット１３に力を伝達するためにたとえば前後（隣接）する移動ブラケット１３同士の両側をチェーンでつなぐことができるが、これでは、とくに、トンネルＴにおけるカーブの位置では、チェーンでの力の伝達が片方にかたよってしまい、確実な力の伝達が行えない。

このとき、本実施形態においては、伸縮風管２の上部中央位置に設けられたベルト部材８を介して移動ブラケット１３同士の力の伝達を行っている。このように、ベルト部材８が介在させていることにより、移動ブラケット１３同士の間で確実に力の伝達を行うことができるので、移動ブラケット１３および伸縮風管２を円滑に移動させることができる。

また、ベルト部材８が、移動ブラケット１３との接続部である伸縮風管２の上部中央位置に設けられている。このため、トンネルＴのカーブ位置に差し掛かった場合であっても、後続の移動ブラケット１３に確実に力を伝達することができる。したがって、伸縮風管２および移動ブラケット１３を円滑に収縮させることができる。しかも、力の伝達はベルト部材８を介して行われているので、伸縮風管２にかかる力の負担が軽減されるので、伸縮風管２の破損を防止することができる。

さらに、本実施形態に係る換気装置１においては、複数の移動ブラケット１３における適宜の位置に、具体的には３箇所に１箇所の割合でピン３０が介在されている。図７に示すように、移動ブラケット１３同士の間にピン３０が介在されていない位置では、移動ブラケット１３同士は、直線状に並ぶ。また、移動ブラケット１３同士の間にピン３０が介在されている位置では、移動ブラケット１３同士は、曲がった状態で並ぶ。

このように、複数の移動ブラケット１３における適宜の位置にピン３０が設けられていることにより、移動ブラケット１３は曲線状に並べられる。このため、図１に示すトンネルＴにおけるカーブ位置などでは、これらの位置にピン３０を介在させることにより、隣接する移動ブラケット１３同士を相対的に曲線上に配置させて両者の位置関係を調整する。こうして、移動ブラケット１３をトンネルＴの曲線に見合った曲線状に並べることができる。したがって、移動ブラケット１３および移動ブラケット１３に吊設される伸縮風管２を伸縮駆動装置９に設けられたレール１０，１１に沿って円滑に収縮させることができる。

一方、トンネルＴにおける直線状をなす部分では、移動ブラケット１３からブロック体３１およびピン３０を取り外す。ピン３０を取り外すと、隣接する移動ブラケット１３同士の間で平行な状態に配置され、移動ブラケット１３同士を直線状に並べることができる。したがって、トンネルＴの直線位置に配置されたときには、ピン３０を取り外しておくことにより、トンネルＴにおける直線位置での円滑な伸縮に寄与することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では移動ブラケット１３の間に介在されるピン３０はブロック体３１に溶接固定された態様とされているが、適宜の他の態様とすることができる。

また、上記実施形態では、曲線配置補助部材として用いられるピン３０は断面円形となる円筒形状をなしているが、断面多角形状の柱状体など、適宜の形状とすることもできる。さらには、トンネルの曲率に応じて、異なる形状の曲線配置補助部材を用いる態様などとすることもできる。

トンネル内の換気装置が設けられたトンネルの平断面図である。 換気装置の一部破断要部斜視図である。 伸縮風管の斜視図である。 移動ブラケットと伸縮風管との接続部の拡大斜視図である。 移動ブラケットにブロック体を収容する状態を示す斜視図である。 トンネルＴの曲線部において移動ブラケットが並んだ状態を示す平面図である。

符号の説明

１…換気装置、２…伸縮風管、３…風管本体、４…接続管、５…リング部材、６…ベルマウス、７…集塵機、８…ベルト部材、８Ａ…上ベルト、８Ｂ…下ベルト、９…伸縮駆動装置、１０…第一レール、１１…第二レール、１３…移動ブラケット、１３Ａ…空間、１４…吊持フック、１５…ローラ、１６…トロッコ、１８…ローラ、２０…ステイ、２１…棒材、３０…ピン、３１…ブロック体、Ｋ…切羽、Ｍ…自由断面掘削機、Ｔ…トンネル。

Claims (2)

1. トンネルの内部に設けられ、可とう性を有する伸縮可能な風管本体を備え、前記風管本体の一端から空気を導入し、前記風管本体の他端から空気を排出する伸縮風管を有し、前記トンネルの掘削方向に延在するレールが設けられ、前記レールに複数の移動部材が設けられ、前記複数の移動部材に前記伸縮風管が吊設され、前記複数の移動部材の移動により、前記伸縮風管が伸縮可能とされたトンネル内の換気装置において、
   前記複数の移動部材における隣接する移動部材同士の間に、前記隣接する移動部材同士を相対的に曲線上に配置させる曲線配置補助部材が介在されていることを特徴とするトンネル内の換気装置。
2. 前記曲線配置補助部材が取り外し可能とされている請求項１に記載のトンネル内の換気装置。

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