JP2018016982A - トンネルの発破音低減装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気を注入した袋体4a〜4cをトンネル1の切羽より離間した坑内2に設置する。前記袋体4a〜4cの側周面を前記坑内2の内面と底面に設置して坑内2を閉塞可能にした防護装置4を有すること。前記複数の袋体4a〜4cを切羽または坑口方向に重合して設置する。
【選択図】図2
Description
例えば、坑口に臨ませて遮音壁と遮音扉を設け、遮音壁は複数の支柱を立設し、この支柱にコンクリートまたは鉄製の遮音パネルを差し込んで構成し、遮音扉は二枚の扉体を観音開きに構成して発破時の爆風に耐えられる強度を持たせ、設置時の溶接やコンクリートの吹付を不要にし、解体時の手間を軽減するようにした遮音壁構造がある(例えば、特許文献1参照)。
そこで、このような問題を解決する他のトンネルの発破音低減方法として、空気を充填した袋体を使用する種々の方法が提案されている。
この防護装置は製作が容易で、容易に使用できるとともに、姿勢調整手段によって防護装置の姿勢を容易に調整でき、防護装置の設置や撤去を簡便に行なえる利点があるが、構造上、空気充填時の自立姿勢の形成が難しく、また大面積の坑内の設置に限界があるという問題があった。
請求項2の発明は、隣接する袋体の空気圧を互いに異に設定し、同圧の袋体を通過させる場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果を増大するようにしている。
請求項4の発明は、袋体を3層に重合して設置し、切羽側に設置した袋体と最後部の袋体の空気圧を略同圧に設定し、中間部の袋体の空気圧を前記切羽側または最後部の袋体の空気圧よりも低圧に設定し、切羽側の袋体の圧縮変位を中間部の袋体によって吸収し、発破音や爆風および衝撃を緩衝するとともに、中間部の袋体の変位を最後部の袋体によって保持し、3層の袋体を安全かつ安定して設置するようにしている。
請求項5の発明は、隣接する袋体を着脱可能に接合し、袋体の設置と取り外しを簡便に行なえ、施工の容易化を図るようにしている。
請求項7の発明は、各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気よりも高圧に設定し、大断面のトンネルの掘削に対応し、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保するようにしている。
請求項8の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持し、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止するようにしている。
請求項2の発明は、隣接する袋体の空気圧を互いに異に設定したから、同圧の袋体を通過させる場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果を増大することができる。
請求項3の発明は、複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定したから、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保することができる。
請求項5の発明は、隣接する袋体を着脱可能に接合したから、袋体の設置と取り外しを簡便に行なえ、施工の容易化を図ることができる。
請求項8の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持したから、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止することができる。
そして、切羽3側に配置した袋体4aの対向面側に堅牢で薄厚(0.85mm)のポリエステル製の防爆シート7を被覆ないし縫着している。図中、8は各袋体4a〜4cの対向面に複数設けた押圧ファスナー布で、袋体4a〜4cの着脱を簡便に行なえるようにしている。
前記防護装置4の製作は、ナイロン(登録商標)を用いて袋状に縫着し、その形状寸法は掘削予定の坑内2の横断面と略同形の略半円形ないし砲弾形の一部形状、例えば略扇形、若しくは外周に湾曲面を有する矩形、または矩形に形成し、その生地表面にアラミド繊維製の防護シート6を被覆ないし縫着する。
そして、袋体4aの防爆シート7と反対側面の上下位置と、袋体4b,4cの前後面の対応位置に押圧ファスナ−布8を縫着する。
しかも、各袋体4a〜4cの製作は柔軟な生地を縫着するものであるから、鉄骨資材やコンクリート資材を駆使する大掛かりな製造設備や広い製造スペースを要せず、従来の発破音低減装置に比べて容易に製作でき、また製作後或いは使用後は袋体4a〜4cを折畳む等してコンパクト化を図れ、これをコンパクトに保管し得る。
この場合、防護装置4は防爆シート7を縫着した袋体4aの他に、施工条件に応じて1または2つの袋体4b,4cを選択して構成する。
そこで、3つの袋体4a〜4cを坑内2に設置する場合は、切羽3から離間した坑内2の位置に袋体4a〜4cを搬入し、これらにブロア(図示略)を介して順次空気を注入し、所定の空気圧に調整して所望の衝撃吸収効果と自立を図る。
次に、袋体4aの後部の押圧ファスナー布8に袋体4bの前部の押圧ファスナー布8を接合し、袋体4bに空気を注入して所定空気圧に調整し、これを袋体4aの坑口5側に隣接して配置し、その上下面を坑内2の天井面ないし坑内周面2aと底面に接触させて立設し、袋体4aを介して自立させる。
すなわち、3つの袋体4a〜4cを使用する場合は、内外側に配置する袋体4a,4cを通常圧に設定し、中間位置の袋体4bを若干低圧に調整する。したがって、2つの袋体4a,4bを使用する場合は、袋体4aを通常圧に調整し袋体4bを若干低圧に調整する
この状況は図1乃至3のようで、袋体4a〜4cの上下面が坑内2の天井面と底面に広域に亘って強力に接触するから、接触部の気密性が保持され、また天井面と底面に強力に保持されて防護装置4が強固に自立する。
前記爆風、粉塵、後ガス等は防護装置4に遮られて坑口5側への流出を阻止され、飛石は防爆シート7に衝突して切羽3側の坑内2に落下し、超低周波数域から高周波数域を含む発破音は、防護装置4を袋体4a〜4cの順に通過して段階的に減衰される。
発明者の設計では2つの袋体を重合する場合は3〜5dB以上、3つの袋体を重合する場合は5〜8dB以上、向上することが見込まれている。
しかも、実施形態では重合する袋体の空気圧を互いに相違させているから、全ての袋体4a〜4cの空気圧を同圧にする場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果が増大する。
その際、前記袋体4bの空気圧は、袋体4aよりも若干低圧に調整されているから、袋体4aの圧縮変位を円滑に吸収して緩衝し、その緊張変位を隣接する袋体4cに作用する
前記袋体4cの空気圧は、袋体4bよりも若干高圧に調整されているから、袋体4bの緊張ないし圧縮変位を安定して受け止める。その際、前記爆風ないし風圧が、防護装置4の接触面圧力ないし抗力を越える場合は、防護装置4が坑口5側へ若干後退して前記爆風ないし風圧を緩衝する。この状況は図4のようである。
この応用形態において、9はトンネル1の底面で、切羽3より離間した坑内2の中央位置に防護装置取付け架台10が設置されている。
前記架台10は縦柱11,12を前後に離間して立設し、それらの上端間に幅広の横枠13を掛け渡し、切羽3側からの正面視を略逆U字形状に形成している。
図中、14は相対する左右の縦柱11,12の下端部を接続する伸縮ジャッキである。
また、前記横枠13の後面にハンガーレール19が取付けられ、該ハンガーレール19に中央袋体20の上端部を吊り下げ、かつ左右に移動可能にしている。
前記各袋体17,18,20,26,27は前述と同様に、二層または三層の袋体4a〜4cを重合して構成され、かつそれらを密着して接合している。
前記受枠23は、側部袋体18の展開時にその坑口側表面に接触し、発破時における側部袋体18の坑口側への突出を抑制可能にしている。
図中、24は伸縮風管21上の前後位置に立設した棒状の袋体保持材、25は横枠13上の前後位置に立設した棒状の袋体保持材で、左右の上方袋体26,27の切羽側面および坑口側面を保持可能にしている。
前記防護装置取付け架台10の上下位置に複数のブロア30が設置され、前記側部袋体17,18、中央袋体20、上部袋体26,27の各袋体4a〜4cに空気を注入し、その空気圧を調整可能にしている。
また、横枠13の後面にハンガーレール19を取付け、このハンガーレール19に複数の滑車とカラビナ(共に図示略)を取付け、これに中央袋体20の上端部を取付けて吊り下げ、該中央袋体20を前記ハンガーレール19に沿って移動可能にする。
更に、横枠13および伸縮風管21上の前後位置に棒状の袋体保持材24,25を立設し、この間に上方袋体26,27を収容する。
その際、支持部材28,29はそり状に形成されているから、坑内2の底面9上を円滑に移動する。
こうして各袋体17,18,20および上方袋体26,27に空気を注入すると、各袋体17,18の外周部がトンネル1の坑内周面2aを押圧して密着し、その下端部が底面9を押圧して密着し、中央袋体20の両側部が縦柱11,12を押圧して密着する。
この状況は図7のようで、防護装置取付け架台10の切羽3側が、各位置に展開した袋体17,18,20および上方袋体26,27によって閉塞される。
このうち、爆風、粉塵、後ガス等は防護装置4に遮られて坑口5側への流出を阻止され、飛石は各袋体17,18,20および上方袋体26,27の切羽2側に配置した防爆シート7に衝突して切羽3側の坑内2に落下し、超低周波数域から高周波数域を含む爆発音は、防護装置4を袋体4a〜4cの順に通過して段階的に減衰される。
しかも、各袋体4a〜4cは、前述のように空気圧を互いに相違させているから、全ての袋体の空気圧を同圧にする場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果が増大する。
この場合、袋体4bの空気圧は、袋体4aよりも若干低圧に調整されているから、袋体4aの圧縮変位を円滑に吸収して緩衝し、その緊張変位を隣接する袋体4cに作用する。 更に、袋体4cの空気圧は、袋体4bよりも若干高圧に調整されているから、袋体4bの緊張ないし圧縮変位を強力に受け止める。
しかも、前記架台10は、下端部の支持部材28,29が坑内の底面9に接触し、それらの間の摩擦力によって移動を阻止されるから、安定した防護作用を発揮する。
その際、支持部材28,29によって防護装置4が円滑に移動し、所定位置に前進後、各袋体4a〜4cに空気を注入して各袋体17,18,20および上方袋体26,27を膨張形成し、それらによる遮蔽壁を形成して切羽3の掘削を再開する。
そして、一連の掘削作業後、重機によって防護装置4を牽引し、これを坑口5の外側に搬出する。
2 坑内
2a 坑内周面
3 切羽
4 防護装置
4a〜4c 袋体
5 坑口
17,18 側部袋体
20 中央袋体
23 枠体
26,17 上方袋体
請求項7の発明は、各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定し、大断面のトンネルの掘削に対応し、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保するようにしている。
請求項8の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持し、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止するようにしている。
請求項8の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持したから、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止することができる。
Claims (8)
- 空気を注入した袋体をトンネルの切羽より離間した坑内に設置し、該袋体の側周面を前記坑内の内面と底面に設置して坑内を閉塞可能にした防護装置を有するトンネルの発破音低減装置において、前記複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置したことを特徴とするトンネルの発破音低減装置。
- 隣接する袋体の空気圧を互いに異に設定した請求項1記載のトンネルの発破音低減装置
- 複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定した請求項1記載のトンネルの発破音低減装置。
- 前記袋体を3層に重合して設置し、切羽側に設置した袋体と最後部の袋体の空気圧を略同圧に設定し、中間部の袋体の空気圧を前記切羽側または最後部の袋体の空気圧よりも低圧に設定した請求項3記載のトンネルの発破音低減装置。
- 隣接する袋体を着脱可能に接合した請求項1記載のトンネルの発破音低減装置。
- トンネル坑内の横断面を複数に区画し、各区画に複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置した請求項1記載のトンネルの発破音低減装置。
- 各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気よりも高圧に設定した請求項6記載のトンネルの発破音低減装置。
- 少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持した請求項6記載のトンネルの発破音低減装置。
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