JP2014231723A

JP2014231723A - トンネル用拡散防止装置

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Publication number: JP2014231723A
Application number: JP2013114094A
Authority: JP
Inventors: 小林　誠; Makoto Kobayashi; 誠小林; 中村　亮; Akira Nakamura; 亮中村; 晃士荒川; Koshi Arakawa
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: JP6248420B2

Abstract

【課題】気密性やさらには耐衝撃性を損ねることなく、後ガスや粉塵あるいは重機の排ガスを効率よく処理する。
【解決手段】本発明に係るトンネル用拡散防止装置１の拡散防止用袋体５は、トンネルの底面３に対向する側で開放されコの字状周縁２８を有してなる集塵機用開口２９を形成してあるとともに、該拡散防止用袋体の外周縁部のうち、コの字状周縁２８を除く外周縁部がトンネルの内周面６及び底面３に概ね当接するように構成してあり、集塵機用開口２９は、そのコの字状周縁２８がトンネルの底面３に設置される集塵機３０の周囲を当接状態で取り囲むように構成してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、トンネルを掘削する際に用いられるトンネル用拡散防止装置に関する。

山岳トンネル工事では、地質が岩で構成されていることが多いため、発破による掘削が数多く採用されるが、火薬類を爆発させたときには、二酸化炭素や窒素といった無害なガス以外に、一酸化炭素や二酸化窒素をはじめ、爆薬の種類や発破対象となる岩石の種類によっては、塩化水素、二酸化硫黄、硫化水素といったさまざまな有毒ガスが発生する。

そのため、発破によってトンネル掘削を行うにあたっては、後ガスと呼ばれるこれらの有毒ガスに対し、同時に発生する大量の粉塵とともに、適切な安全措置あるいは環境対策が施されなければならない。

一方、発破時においては爆風が空気中を伝播するとともに、発破で生じた飛石が周囲に飛散するため、これらの爆風や飛石がトンネル内の諸設備を損傷させることがないよう、かつ作業員の安全が脅かされることがないよう、適切な対策を施すことも必要不可欠となる。

このような後ガス及び粉塵対策と爆風及び飛石対策を両立可能な措置として、空気が充填された袋体を切羽手前に壁状に立設してなる防護装置が提案されている（特許文献１）。

かかる防護装置においては、トンネル内空間を切羽の手前で仕切ることにより、切羽側空間から坑口側空間への後ガスあるいは粉塵の拡散防止を図りつつ、坑口側空間に設置された換気設備や集塵設備で後ガスや粉塵の処理を行うとともに、発破に伴って生じる爆風や飛石から上述の換気設備や集塵設備を保護することが期待される。

特開２００５−５４３６４号公報特開２０１２−２０２０９２号公報

ここで、防護装置を構成する袋体には、切羽側の空間を坑口側の換気設備や集塵機に連通接続させるための送気口や吸気口を予め形成してあり、発破時には送気口や吸気口を一時的に塞いでおき、発破後、これらに送気管や吸気管を嵌め込んで換気設備や集塵機に接続した上、それらを作動させて後ガスや粉塵の処理を行う。

一方、防護装置は上述したように、発破時の爆風や飛石による衝撃から諸設備を保護するという役割と、発破前後にわたって切羽側空間の気密性を保持するという２つの役割を担っている。

そのため、送気口や吸気口を設けるにあたっては、袋体全体の強度が低下しないように、かつ気密性が低下しないようにする必要があり、それらの要請に応えるためには、開口の大きさをできるだけ小さくするのが望ましい。

しかしながら、送気口や吸気口、特に吸気口が小さ過ぎると、それらに接続する吸気管の断面積も当然ながら小さくなり、配管のエネルギー損失が大きくなって、後ガスや粉塵の処理に時間がかかるという問題を生じており、長大トンネルでは、全体の工程に与える影響が大きくなって、工程に遅延が生じる事態を招く。

ちなみに、自由断面掘削機と呼ばれる削岩機で地山を掘削する際や、発破に先立って爆薬を装填するための装薬孔をドリルジャンボと呼ばれる穿孔機で穿孔する際にも、切羽の手前側空間には粉塵が発生し、かかる粉塵や重機の排ガスに対しては、上述したと同様、空気が充填された袋体を切羽手前に壁状に立設してなる拡散防止装置が提案されているところ（特許文献２）、このような拡散防止装置においても、送気口や吸気口、特に吸気口が小さ過ぎると、それらに接続する吸気管の断面積も小さくなって配管のエネルギー損失が大きくなり、粉塵の処理に時間がかかるという同様の問題を生じていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、気密性やさらには耐衝撃性を何ら損ねることなく、後ガスや粉塵あるいは重機の排ガスを効率よく処理することが可能なトンネル用拡散防止装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るトンネル用拡散防止装置は請求項１に記載したように、トンネルの切羽から離隔した位置に立設することにより該切羽の手前に拡がる空間を坑口側空間に対して気密に保持することが可能な拡散防止用袋体を備えたトンネル用拡散防止装置において、
前記拡散防止用袋体を、前記トンネルの底面に対向する側で開放されコの字状周縁を有してなる集塵機用開口が形成されるように構成するとともに、該集塵機用開口を貫通するように前記トンネルの底面に設置される集塵機の周囲が前記コの字状周縁で取り囲まれるように前記拡散防止用袋体を構成したものである。

また、本発明に係るトンネル用拡散防止装置は、前記拡散防止用袋体を、袋本体と該袋本体に隣接配置されるコの字状袋体とで構成し、該コの字状袋体の内方周縁を前記コの字状周縁とするとともに該内方周縁で取り囲まれる空間を前記集塵機用開口としたものである。

また、本発明に係るトンネル用拡散防止装置は、前記袋本体を、前記トンネルの頂部内周面に対向する側に配置される上方袋体と、前記トンネルの側方内周面のうち、一方の側に対向配置される側方袋体と、前記トンネルの中央近傍に配置される中央袋体とで構成するとともに、前記コの字状袋体を、前記トンネルの側方内周面のうち、他方の側に対向配置されるように構成したものである。

また、本発明に係るトンネル用拡散防止装置は、前記拡散防止用袋体が取り付けられる取付け架台を備えるとともに、該取付け架台を移動自在に構成したものである。

また、本発明に係るトンネル用拡散防止装置は、前記拡散防止用袋体を、前記集塵機用開口に貫通させる形でかつ前記コの字状周縁で取り囲む形で移動式集塵機に取り付けたものである。

本発明に係るトンネル用拡散防止装置においては、トンネルの切羽手前に拡がる空間（以下、切羽側空間）を坑口側空間に対して気密に保持すべく、従来と同様にトンネルの切羽から離隔した位置に拡散防止用袋体を立設するが、本発明の拡散防止用袋体には、コの字状周縁を有してなる集塵機用開口を形成してあり、拡散防止用袋体を立設するにあたっては、集塵機用開口の開放側をトンネルの底面に対向させるとともに、集塵機用開口を貫通するようにトンネルの底面に集塵機を設置した上、該集塵機の周囲をコの字状周縁で取り囲む。

このようにすると、集塵機用開口を貫通するように設置される集塵機の周囲は、該集塵機用開口のコの字状周縁で取り囲まれるため、集塵機用開口で気密性が損なわれることはなく、切羽側空間は、切羽掘削の前後にわたって気密性が確保される。

一方、集塵機は、切羽側空間との空間接続状態が従来のように吸入管を介した連通接続ではなく、吸入口を切羽側空間に露出させた直接的な接続となるため、吸入管による配管損失がない分、吸入効率が改善されるとともに、その結果として、掘削に伴って生じる粉塵や重機の排ガスといった発生物を迅速に処理することが可能となる。

すなわち、本発明によれば、気密性を何ら低下させることなく、トンネル掘削時の発生物の拡散を防止するとともに、それらの処理を効率よく行うことが可能となる。

集塵機は、フィルター式か電気式かを問わないし、据付型の集塵機とするか移動式集塵機とするかも任意であるが、本発明は、吸入管による配管損失がないため、フィルター式である必要はないし、電気式集塵機を用いれば、電力消費を大幅に抑えることが可能となる。

拡散防止用袋体は、単一の袋体で構成する、内部を隔壁で仕切った単一の袋体で構成するなどの構成を採用することが可能であるが、集塵機用開口近傍とそれ以外とを個別の袋体で製作するようにすれば、コの字状周縁で集塵機の周囲を取り囲む際の作業性が向上する。

上記のように製作するにあたっては、拡散防止用袋体を、袋本体と該袋本体に隣接配置されるコの字状袋体とで構成し、該コの字状袋体の内方周縁をコの字状周縁とするとともに該内方周縁で取り囲まれる空間を集塵機用開口とした構成を採用することができるし、この場合、袋本体をさらに複数個の袋体で構成することができる。

すなわち、上述した袋本体を、トンネルの頂部内周面に対向する側に配置される上方袋体と、トンネルの側方内周面のうち、一方の側に対向配置される側方袋体と、トンネルの中央近傍に配置される中央袋体とで構成するとともに、上述のコの字状袋体を、トンネルの側方内周面のうち、他方の側に対向配置されるように構成することが可能である。

拡散防止用袋体は、トンネルの規模が小さい場合であれば、その底面に自立させる構成とすることも可能であるが、該拡散防止用袋体を取り付けるための取付け架台を備えるようにすれば、拡散防止用袋体をより安定した姿勢でトンネルの底面に立設することができるし、その取付け架台を移動自在に構成したならば、長大トンネル内での掘削時における発生物の拡散防止及びその後の処理をより効率的に行うことが可能となる。

取付け架台を移動自在に構成する具体例としては、取付け架台を、トンネルの底面に対して摺動自在となるように構成され該トンネルの軸線方向に沿うようにかつ互いに平行になるように離間配置された一対のスキッドとその上に立設された架台本体とで構成し、架台本体を、各スキッドの上面に該スキッドの材軸方向に沿って離間配置されるようにそれぞれ立設された切羽側柱部材及び坑口側柱部材と、該各切羽側柱部材の頂部に架け渡された切羽側梁部材と、該各坑口側柱部材の頂部に架け渡された坑口側梁部材とで構成すればよい。

このようにすれば、トンネル用拡散防止装置がそのスキッドを介してトンネル底面に載置されるため、適当な重機で容易に牽引移動することができる。

なお、上述の取付け架台の構成は、拡散防止用袋体を、上方袋体、側方袋体及び中央袋体からなる袋本体並びにコの字状袋体で構成する場合に適した例であり、それゆえ、架台本体は、各切羽側柱部材及び切羽側梁部材で構成される切羽側門型フレームと各坑口側柱部材及び坑口側梁部材で構成される坑口側門型フレームとの間に拡散防止用袋体が全体として挟み込まれるように構成するとともに、上方袋体が切羽側梁部材及び坑口側梁部材の上方に配置され、側方袋体が切羽側柱部材及び坑口側柱部材の側方のうち、一方に配置され、中央袋体が水平移動自在に切羽側梁部材及び坑口側梁部材から吊持され、コの字状袋体が切羽側柱部材及び坑口側柱部材の側方のうち、他方に配置されるように構成する。

本発明に係るトンネル用拡散防止装置は、これを削岩機や穿孔機を用いたトンネル掘削に適用することにより、そのときに生じる粉塵や重機の排ガスが切羽前空間から坑口側空間に拡散するのを防止することができるが、発破掘削にも適用することが可能であり、その場合においては、発破時に生じる後ガスや粉塵が切羽前空間から坑口側空間に拡散するのを防止することができる。

なお、発破掘削に適用する場合には、集塵機の吸入口が切羽に対向するように該集塵機が設置されるため、爆風や飛石から集塵機の吸入口を防護すべく、後述するように吸入口と対向する位置に防護板を離間配置する。

上述した移動自在な取付け架台を備えたトンネル用拡散防止装置を用いてトンネル掘削の際に生じる発生物の拡散を防止するにあたっては、トンネルの切羽を削岩又は穿孔する前に、拡散防止用袋体をその集塵機用開口の開放側がトンネルの底面に対向するように立設し、該集塵機用開口を貫通するようにかつコの字状周縁で周囲が取り囲まれるようにトンネルの底面に移動式集塵機を配置する。

このようにすれば、トンネル用拡散防止装置及び移動式集塵機がいずれも移動自在な構成となるため、それらの相乗作用によってトンネル掘削時の発生物の拡散防止措置を迅速に準備することが可能となり、長大トンネルにおいては、その工期を大幅に短縮することができる。

一方、拡散防止用袋体を、集塵機用開口に貫通させる形でかつコの字状周縁で取り囲む形で移動式集塵機に取り付けた構成においては、移動式集塵機を走行させるだけでその走行に伴って拡散防止用袋体を移動させることが可能となる。

拡散防止用袋体を移動式集塵機に取り付ける構成は任意であって、直接取り付けるようにしてもよいし、適当な取付け架台を介して取り付けるようにしてもよい。

上述したトンネル用拡散防止装置を用いてトンネル発破を防護するにあたっては、トンネル発破を行う前に、拡散防止用袋体をその集塵機用開口の開放側がトンネルの底面に対向するように立設し、該集塵機用開口を貫通するようにかつコの字状周縁で周囲が取り囲まれるようにトンネルの底面に集塵機を設置し、該集塵機の吸入口と対向する位置に防護板を離間配置する。

なお、拡散防止用袋体を移動式集塵機に取り付けた上述の構成の場合には、移動式集塵機を適宜走行させることで該移動式集塵機及びそれに取り付けられた拡散防止用袋体を適宜位置決めし、トンネル発破を行う前に、移動式集塵機の吸入口と対向する位置に防護板を離間配置する。

このようにすれば、集塵機の吸入口は、発破時の爆風や飛石から確実に防護される。

防護板は、集塵機の吸入口とほぼ同一の形状かそれよりも大きな形状の鋼板で構成することが可能であるとともに、これを集塵機に付属する形態とするか、トンネル底面に載置する形態とするかは任意である。

本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置の坑口側から見た正面図。同じくトンネル用拡散防止装置の坑口側から見た正面図であり、(a)はトンネル用拡散防止装置のうち、取付け架台のみを示した図、(b)は該取付け架台に取り付けられる拡散防止用袋体のみを示した図。Ａ−Ａ線方向から見た矢視図であり、(a)は取付け架台４のみを示した図、(b)は全体図。コの字状袋体２５を設置する手順を示した説明図。トンネル用拡散防止装置１を用いて発破を行う様子を示した図。拡散防止用袋体の変形例を示した図。

以下、本発明に係るトンネル用拡散防止装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置を示した図である。同図に示すように、トンネル用拡散防止装置１は、トンネルの切羽（同図背面側）から離隔した位置であって該トンネルの底面３に載置される取付け架台４と、該取付け架台に取り付けられる拡散防止用袋体５とを備えてなり、拡散防止用袋体５は、内部に空気を充填可能であって該空気が充填された状態においてトンネルの軸線に対しほぼ直交配置されるように構成してある。

取付け架台４は図２(a)に示すように、一対のスキッド２１，２１と、それらの上に立設された架台本体２２とで構成してあるとともに、拡散防止用袋体５は図２(b)に示すように、トンネルの頂部内周面に対向する側に配置される上方袋体２３と、トンネルの側方内周面のうち、一方の側、同図では右側に対向配置される側方袋体２４及び同図左側に対向配置されるコの字状袋体２５と、トンネルの中央近傍に配置される中央袋体２６とからなり、上方袋体２３、側方袋体２４及び中央袋体２６は本発明の袋本体を構成する。

上方袋体２３はさらに、吸気用開口２７が形成された上方中間袋体２３ａ及びそれを挟み込む上方側部袋体２３ｂ，２３ｃからなる。

スキッド２１，２１は図２(a)及び図３(a)に示すように、トンネルの軸線方向に沿うようにかつ互いに平行になるように離間配置されるとともに、トンネルの底面３に対してそれぞれ摺動自在となるように構成してある。

架台本体２２は、各スキッド２１，２１の上面に該スキッドの材軸方向に沿って離間配置されるように切羽側柱部材３１ａ，３１ａ及び坑口側柱部材３１ｂ，３１ｂを計４本立設するとともに、切羽側柱部材３１ａ，３１ａの頂部に切羽側梁部材３２ａを、坑口側柱部材３１ｂ，３１ｂの頂部に坑口側梁部材３２ｂをそれぞれ架け渡して構成してある。

ここで、切羽側柱部材３１ａ，３１ａ及び切羽側梁部材３２ａは切羽側門型フレーム３３ａを、坑口側柱部材３１ｂ，３１ｂ及び坑口側梁部材３２ｂは坑口側門型フレーム３３ｂをそれぞれ構成するが、上述した拡散防止用袋体５は、図３(b)に示すように切羽側門型フレーム３３ａと坑口側門型フレーム３３ｂとの間に挟み込まれるように構成してある。

また、拡散防止用袋体５を構成する各袋体のうち、上方袋体２３は、切羽側梁部材３２ａ及び坑口側梁部材３２ｂの上方に配置され、側方袋体２４及びコの字状袋体２５は、切羽側柱部材３１ａ及び坑口側柱部材３１ｂの側方にそれぞれ配置され、中央袋体２６は、水平移動が自在となるように切羽側梁部材３２ａ及び坑口側梁部材３２ｂから吊持されるように配置してある。

一方、坑口側門型フレーム３３ｂに囲まれた矩形開口３５ｂの対角線位置には図２に示すように、該坑口側門型フレームに着脱自在となるように一対の引張材３６，３６を斜交配置してある。

拡散防止用袋体５のうち、コの字状袋体２５には図２(b)でよくわかるように、内方周縁としてのコの字状周縁２８を有する集塵機用開口２９を形成してあり、該集塵機用開口の開放側がトンネルの底面３に対向する姿勢で立設されるようになっているとともに、拡散防止用袋体５は、コの字状周縁２８を除く外周縁部、すなわち上方袋体２３の上方縁部、側方袋体２４の側方縁部、コの字状袋体２５の側方縁部がそれぞれトンネルの内周面６に当接するとともに、中央袋体２６の下方縁部がトンネルの底面３に当接するようになっている。

一方、集塵機用開口２９は、コの字状周縁２８がトンネルの底面３に設置される集塵機３０の周囲を当接状態で取り囲むことができるように構成してある。

拡散防止用袋体５を構成する各袋体を製作するにあたっては、弾性、強度特性その他の要求性能に応じて、公知の素材から適宜選択して構成することが可能であり、例えば高い強度特性が望ましいのであれば、「ザイロン（登録商標）」の名称で東洋紡株式会社から販売されているポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維で構成することが可能である。

本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置１を用いてトンネル発破を防護するとともに発破の際に生じる発生物の拡散を防止するには、まず、切羽から所定距離だけ離間した位置にトンネル用拡散防止装置１を設置する。

トンネル用拡散防止装置１を設置するには、例えば拡散防止用袋体５を収縮させておき、かかる状態で重機等でトンネル用拡散防止装置１を牽引して該トンネル用拡散防止装置を適宜位置決めするが、牽引作業の際には、スキッド２１がトンネルの底面３上で自在に摺動するため、トンネル用拡散防止装置１を容易に位置決めすることができる。

トンネル用拡散防止装置１を位置決めしたならば、拡散防止用袋体５を構成する各袋体のうち、上方袋体２３、側方袋体２４及び中央袋体２６に空気をそれぞれ充填することにより、該各袋体を膨張展開する。

具体的に説明すると、側方袋体２４については、該袋体に設けられたハトメにカラビナを通すことで該側方袋体を切羽側柱部材３１ａ及び坑口側柱部材３１ｂに連結し、その状態で空気を送り込んで膨張展開させることにより、その側方縁部をトンネルの内周面６のうち、側方内周面に当接させる。

上方袋体２３については、これを切羽側梁部材３２ａ及び坑口側梁部材３２ｂに載せた状態で空気を送り込み、膨張展開させることで、その上方縁部をトンネルの内周面６のうち、頂部内周面に当接させる。上方袋体２３を膨張展開させるにあたっては、切羽側梁部材３２ａと坑口側梁部材３２ｂにそれぞれ立設したガイドロッド３４ａ，３４ｂ（図３）を、上方側部袋体２３ｂ，２３ｃの切羽側及び坑口側にそれぞれ列状に突設された被ガイドスリーブ（図示せず）に挿通し、かかる状態で空気を送り込む。このようにすれば、上方側部袋体２３ｂ，２３ｃをスムーズに上方展開させることができる。なお、上方中間袋体２３ａの吸気用開口２７には開口塞ぎ用袋体（図示せず）を嵌め込んでおく。

中央袋体２６については、一対の引張材３６，３６を坑口側門型フレーム３３ｂに取り付けるとともに、切羽側梁部材３２ａ及び坑口側梁部材３２ｂに吊持され切羽側柱部材３１ａ及び坑口側柱部材３１ｂの側に片開き又は両開きで寄せられている収縮状態の中央袋体２６を水平に引いて切羽側門型フレーム３３ａと坑口側門型フレーム３３ｂの矩形開口３５ａ，３５ｂを塞ぎ、次いで、中央袋体２６に空気を充填して膨張展開する。

一方、コの字状袋体２５は、図４(a),(b)に示すように収縮状態で集塵機３０に先付けしておく。

集塵機３０は、電気式集塵設備を搭載した自走式の集塵機であって、運転席を正面とした場合の背面側相当位置に吸入口４１を設けてあり、該吸入口と対向する位置には防護板４２を持出しあるいは片持ちの形で取り付けてあるとともに、後方端部では、コの字状袋体２５を概ね当接状態で連結することができるようになっており、コの字状袋体２５は、かかる後方端部に両側から垂れ下げるように鞍状に掛けた上、該後方端部に連結しておけばよい。

次に、集塵機３０を切羽側、同図(b)では右側に向けて後退させ、その後方端部がトンネル用拡散防止装置１の立設位置に到達したら、同図(c)に示すように集塵機３０を停車する。

次に、コの字状袋体２５に空気を送り込んで図２(b)に示す形状に膨張展開することにより、集塵機３０の周囲を集塵機用開口２９で取り囲むとともに、コの字状袋体２５の側方縁部をトンネルの内周面６のうち、側方内周面に当接させる。

トンネル用拡散防止装置１の設置が完了したならば、図５に示すように切羽５１を発破掘削する。

このようにすると、発破時に生じる爆風や飛石は、主として拡散防止用袋体５に作用しあるいは衝突するが、拡散防止用袋体５では、爆風や飛石による衝撃に応答して瞬間的に押し込まれ、それによって充填空気が内部移動し、あるいは外部に排出されて衝撃エネルギーが吸収されるとともに、防護板４２に作用しあるいは衝突する爆風や飛石についても、防護板４２がその弾塑性性状に応じて爆風や飛石の衝撃力に抵抗し、あるいは衝撃エネルギーを吸収するため、坑口側の諸設備（図示せず）や集塵機３０は、発破時の爆風や飛石から確実に防護される。

また、拡散防止用袋体５の外周縁部のうち、コの字状周縁２８を除く外周縁部についてはトンネルの内周面６及び底面３に概ね当接され、コの字状周縁２８については集塵機３０の周囲に当接されるため、切羽側空間５４は、発破の前後にわたって気密性が確保される。

発破が完了したならば、集塵機３０を作動させることで、切羽側空間５４に拡がっている後ガスや粉塵を吸引処理するが、集塵機３０は、吸入口４１を切羽側空間に露出させた直接的な接続であるため、高い効率での後ガス処理あるいは粉塵処理が可能となる。

切羽側空間５４が清浄化されたならば、拡散防止用袋体５から空気を抜いて該拡散防止用袋体を収縮させた後、トンネルの底面３上をスキッド２１で走行させるようにしてトンネル用拡散防止装置１をあらたに形成された切羽５１に向けて牽引等の手段で前進させるとともに、矩形開口３５ａ，３５ｂを露出させることで該矩形開口を重機等が走行通過できるようにした上、次の発破の準備を開始する。

矩形開口３５ａ，３５ｂを重機等が走行通過できるようにするには、膨張展開状態の中央袋体２６を該袋体から充填空気を排出することで収縮させ、次いで、該中央袋体を必要に応じて襞状に折り曲げつつ、切羽側梁部材３２ａ及び坑口側梁部材３２ｂに沿って水平に移動させてトンネル軸方向から見たときに左右いずれかの側（片開きの場合）、又は左右両側（両開きの場合）に寄せることで、切羽側門型フレーム３３ａ及び坑口側門型フレーム３３ｂの各矩形開口３５ａ，３５ｂを露出させるとともに、坑口側門型フレーム３３ｂから一対の引張材３６，３６を取り外せばよい。

以上説明したように、本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置１及びそれを用いたトンネル内における拡散防止方法並びにトンネル発破の防護方法によれば、発破時に生じる爆風や飛石は、拡散防止用袋体５や防護板４２で遮断されるため、坑口側の諸設備や集塵機３０にそれらが及ぶおそれはないし、拡散防止用袋体５の外周縁部のうち、コの字状周縁２８を除く外周縁部についてはトンネルの内周面６及び底面３に概ね当接され、コの字状周縁２８については集塵機３０の周囲に当接されるため、切羽側空間５４は、発破の前後にわたって気密性が確保される。

一方、集塵機３０は、切羽側空間５４との空間接続状態が従来のように吸入管を介した連通接続ではなく、吸入口４１を切羽側空間５４に露出させた直接的な接続となるため、吸入管による配管損失がない分、吸入効率が改善されるとともに、その結果として後ガスや粉塵を迅速に処理することが可能となる。

すなわち、本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置１及びそれを用いたトンネル内における拡散防止方法並びにトンネル発破の防護方法によれば、拡散防止用袋体５の機能である耐衝撃性と気密性とを十分に確保しつつ、後ガスや粉塵の処理を効率よく行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置１によれば、拡散防止用袋体５を、上方袋体２３、側方袋体２４及び中央袋体２６からなる袋本体と、コの字状袋体２５とで構成したので、該コの字状袋体に形成された集塵機用開口２９のコの字状周縁２８を集塵機３０の周囲に確実かつ迅速に当接させることが可能となる。

また、本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置１によれば、拡散防止用袋体５を、切羽側門型フレーム３３ａと坑口側門型フレーム３３ｂとの間に挟み込まれる形で取付け架台４に取り付けるようにしたので、トンネル規模が大きくなった場合であっても、拡散防止用袋体５を立設姿勢で安定させることができるとともに、トンネル用拡散防止装置１がそのスキッド２１を介してトンネル底面３に載置されるため、適当な重機で容易に牽引移動することが可能となり、かくして長大トンネルにおける発破防護をより効率的に行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るトンネル用拡散防止装置１によれば、一対の引張材３６，３６を坑口側門型フレーム３３ｂに囲まれた矩形開口３５ｂの対角線位置に配置するようにしたので、矩形開口３５ａ，２５ｂを車両が通過可能な構成であっても、発破時の衝撃で中央袋体２６の下縁がめくれ上がるのを防止し、ひいては耐衝撃性と気密性とを確保することが可能となる。

また、本実施形態に係るトンネル内における拡散防止方法によれば、取付け架台４を備えたトンネル用拡散防止装置１を用いるとともに、集塵機３０を自走式の集塵機で構成したので、トンネル用拡散防止装置１及び集塵機３０がいずれも移動自在な構成となり、それらの相乗作用によってトンネル発破の防護作業を迅速に準備することができるとともに、発破を繰り返し行う必要がある長大トンネルにおいては、その工程を大幅に短縮することが可能となる。

本実施形態では、コの字状袋体２５を集塵機３０に先付けするようにしたが、これに代えて、取付け架台４に先付けするようにしてもよいし、集塵機３０を取付け架台４に位置決めした後、コの字状袋体２５を集塵機３０及び取付け架台４に同時に取り付けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、拡散防止用袋体５を、上方袋体２３、側方袋体２４及び中央袋体２６からなる袋本体と、コの字状袋体２５とで構成したが、これは大規模トンネルを想定した場合であって、規模が小さなトンネルの場合であれば、袋本体を複数の袋体で構成する必要はなく、図６(a)に示すように、単一の袋本体６１と該袋本体に隣接配置されるコの字状袋体２５とからなる拡散防止用袋体５ａで本発明の拡散防止用袋体を構成してもよいし、さらに言えば、拡散防止用袋体を、コの字状袋体を含む複数の袋体で構成せずとも、同図(b)に示すように、トンネルの底面３に対向する側で開放されコの字状周縁２８を有してなる集塵機用開口２９が形成された拡散防止用袋体５ｂで本発明の拡散防止用袋体を構成してもかまわない。

また、本実施形態では、移動自在な取付け架台４に拡散防止用袋体５を取り付けるとともに、集塵機として移動式の集塵機３０を採用することで、移設時の機動力を向上させるようにしたが、これに代えて、拡散防止用袋体５を、集塵機用開口２９に貫通させる形でかつコの字状周縁２８で取り囲む形で移動式の集塵機３０に取り付けた構成としてもよい。

かかる構成においては、集塵機３０の駆動力でトンネル用拡散防止装置１を前進後退させることができるので、トンネル掘削の進捗に伴う移設をさらに迅速に行うことが可能となり、上述の機動力はさらに向上する。

なお、拡散防止用袋体５を集塵機３０に取り付けるための構成については任意であって、例えば上述した架台本体２２を集塵機３０に連結するとともに、該架台本体に上述したと同様に拡散防止用袋体５を取り付ける構成を採用することが可能であるし、取付け架台４を集塵機３０に連結することで、トンネル用拡散防止装置１の自重を集塵機３０に全て作用させるのではなく、スキッド２１，２１にも一部負担させるように構成することも可能である。

また、本実施形態では、本発明に係るトンネル用拡散防止装置をトンネル発破の防護に用いるようにしたが、これに代えて、削岩機による掘削や穿孔で生じる粉塵対策として、本発明に係るトンネル用拡散防止装置を用いるようにしてもかまわない。

１トンネル用拡散防止装置
３トンネルの底面
４取付け架台
５，５ａ，５ｂ拡散防止用袋体
６トンネルの内周面
２１スキッド
２２架台本体
２３上方袋体
２４側方袋体
２５コの字状袋体
２６中央袋体
２８コの字状周縁
２９集塵機用開口
３０集塵機
３１ａ切羽側柱部材
３１ｂ坑口側柱部材
３２ａ切羽側梁部材
３２ｂ坑口側梁部材
３３ａ切羽側門型フレーム
３３ｂ坑口側門型フレーム
３５ａ，３５ｂ矩形開口
４２防護板
５１切羽

Claims

トンネルの切羽から離隔した位置に立設することにより該切羽の手前に拡がる空間を坑口側空間に対して気密に保持することが可能な拡散防止用袋体を備えたトンネル用拡散防止装置において、
前記拡散防止用袋体を、前記トンネルの底面に対向する側で開放されコの字状周縁を有してなる集塵機用開口が形成されるように構成するとともに、該集塵機用開口を貫通するように前記トンネルの底面に設置される集塵機の周囲が前記コの字状周縁で取り囲まれるように前記拡散防止用袋体を構成したことを特徴とするトンネル用拡散防止装置。
前記拡散防止用袋体を、袋本体と該袋本体に隣接配置されるコの字状袋体とで構成し、該コの字状袋体の内方周縁を前記コの字状周縁とするとともに該内方周縁で取り囲まれる空間を前記集塵機用開口とした請求項１記載のトンネル用拡散防止装置。
前記袋本体を、前記トンネルの頂部内周面に対向する側に配置される上方袋体と、前記トンネルの側方内周面のうち、一方の側に対向配置される側方袋体と、前記トンネルの中央近傍に配置される中央袋体とで構成するとともに、前記コの字状袋体を、前記トンネルの側方内周面のうち、他方の側に対向配置されるように構成した請求項２記載のトンネル用拡散防止装置。
前記拡散防止用袋体が取り付けられる取付け架台を備えるとともに、該取付け架台を移動自在に構成した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載のトンネル用拡散防止装置。
前記拡散防止用袋体を、前記集塵機用開口に貫通させる形でかつ前記コの字状周縁で取り囲む形で移動式集塵機に取り付けた請求項１乃至請求項３のいずれか一記載のトンネル用拡散防止装置。