JP2019183398A - 飛散防止装置及び飛散防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネルの内部における粉塵の飛散を防止すると共に、トンネルの内部で作業空間を一定の区間長に限定して行うための装置の設置及び撤去を迅速且つ確実に行うことで、作業性を向上させることができる飛散防止装置及び飛散防止方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る飛散防止装置１は、トンネルＴの内周面Ｔ３に接触すると共にトンネルＴの周方向に沿って延びる第１バルーン部２１と、第１バルーン部２１を支持し、第１バルーン部２１の内部空間と連通する内部空間を有する第２バルーン部２２と、第１バルーン部２１に連結されておりトンネルＴの断面を仕切るシート３０と、を備え、トンネルＴの軸線方向に沿って一対に設けられる。【選択図】図７

Description

本発明は、トンネルの内部における粉塵の飛散を防止する飛散防止装置及び飛散防止方法に関する。

特許文献１には、トンネルの内周面に沿って膨らむ外周面エアーチューブと、外周面エアーチューブの内周において外周面エアーチューブを支持する縦補強用エアーチューブと、外周面エアーチューブに取り付けられてトンネルの断面とほぼ同面積の半円状を成す仕切膜とを備えたトンネル用通気仕切りが記載されている。外周面エアーチューブ及び縦補強用エアーチューブのそれぞれには給排気口が設けられている。外周面エアーチューブの給排気口から圧縮空気を外周面エアーチューブに供給し、縦補強エアーチューブの給排気口から圧縮空気を縦補強エアーチューブに供給することによって、トンネル用通気仕切りがトンネルの断面の形状に沿って広がる。

特許文献２には、トンネルを構築する工程において打設されたコンクリートを養生するためにトンネルの壁部を間仕切りするトンネル内移動間仕切装置が記載されている。トンネル内移動間仕切装置は、地山に構築されたトンネルの壁部の内側にシートを介して密着する環状チューブを備える。このトンネル内移動間仕切装置では、環状チューブに空気等の流体を圧入して環状チューブを膨張させることによりシートがトンネルの内部を間仕切りする。また、環状チューブの内周には円弧状のチューブ保持部を両端に有する保持杆が取り付けられ、この保持杆の両端のそれぞれで環状チューブの内周を押さえることによって環状チューブの垂れ下がりが防止される。

特開平５−２３１１００号公報 実用新案登録第３０７５３２０号公報

ところで、トンネルの内部において各種作業を行うときに、トンネルの内部において粉塵が飛散することがある。トンネルの内部は、換気等のために送風が行われており、空気流によってトンネルの内部の粉塵が飛散する。粉塵は、空気流によって遠くにまで飛散する可能性があり、回収不能となる問題が発生しうる。従って、トンネルの内部における粉塵の飛散を防止することが求められる。

また、トンネルには鉄道車両又は自動車等の車両が通るため、トンネルの工事を短時間で完了させなければならないことがある。例えば車両が走行しない深夜等の時間帯に、トンネルの工事で用いられる作業機器の搬入、作業機器の設置、作業、及び作業完了後における作業機器の撤収を行わなければならない。作業機器の搬入、設置、作業及び撤収を数時間で完了させなければならないことがある。しかしながら、前述したトンネル用通気仕切り、及びトンネル内移動間仕切装置では、特に各機器の搬入及び撤収に時間を要するため、トンネルの内部における作業の作業性において改善の余地がある。このように、トンネルの内部における作業性の向上が求められる。

本発明は、トンネルの内部における粉塵の飛散を防止すると共に、トンネルの内部で作業空間を一定の区間長に限定して行うための装置の設置及び撤去を迅速且つ確実に行うことで、作業性を向上させることができる飛散防止装置及び飛散防止方法を提供することを目的とする。

本発明に係る飛散防止装置は、トンネルの内周面に接触すると共にトンネルの周方向に沿って延びる第１バルーン部と、第１バルーン部を支持し、第１バルーン部の内部空間と連通する内部空間を有する第２バルーン部と、第１バルーン部に連結されておりトンネルの断面を仕切るシートと、を備え、トンネルの軸線方向に沿って一対に設けられる。

本発明に係る飛散防止装置は、トンネルの内周面に接触すると共にトンネルの周方向に沿って延びる第１バルーン部と、第１バルーン部を支持する第２バルーン部とを備え、第１バルーン部の内部空間と第２バルーン部の内部空間とは連通している。従って、第１バルーン部の内部空間に空気を供給することによって第１バルーン部をトンネルの内周面に密着させると共にシートでトンネルの断面を仕切ることにより、トンネルの内部における粉塵の飛散を防止することができる。また、第２バルーン部に空気を供給することによって第１バルーン部と第２バルーン部との両方を一度に膨らませることができる。従って、短時間で第１バルーン部及び第２バルーン部を膨らませたり萎ませたりすることができるので、作業性を向上させることができる。また、本発明に係る飛散防止装置は、トンネルの軸線方向に沿って一対に設けられる。よって、一対に設けられる飛散防止装置の間の空間を作業空間とすることにより、作業空間の内部において粉塵が飛散しても当該作業空間の外部に粉塵が飛散することを抑制することができる。従って、粉塵の飛散を抑制する飛散防止装置を一対に設けることによって粉塵が飛散する作業を行う作業空間を迅速且つ確実に設置することができるので、作業性の向上に寄与する。

また、この飛散防止装置は、トンネルの軸線方向に移動すると共に第１バルーン部、第２バルーン部及びシートを搭載する台車を備え、第２バルーン部は、台車から第１バルーン部まで延びていてもよい。この場合、飛散防止装置は、トンネルの軸線方向に移動する台車から第１バルーン部まで延びると共に第１バルーン部を支持する第２バルーン部と、第１バルーン部に連結されるシートとを備える。台車、第２バルーン部、第１バルーン部及びシートは、互いに連結されている。よって、第２バルーン部、第１バルーン部及びシートが台車に載せられた状態で台車をトンネルの軸線方向に移動させることができる。従って、第１バルーン部及び第２バルーン部を膨らませる前、並びに第１バルーン部及び第２バルーン部を萎ませた後に、飛散防止装置全体を台車に載せてトンネルの軸線方向に移動させることができる。その結果、飛散防止装置の各部品の搬入及び撤収を短時間で行うことができるため、トンネルの内部で行う作業の作業性を向上させることができる。

また、前述した飛散防止装置は、第１バルーン部及び第２バルーン部のいずれかから延びると共に、第１バルーン部のトンネルの軸線方向への移動を抑える展張ロープを備えてもよい。この場合、展張ロープによってトンネルの内周面に密着させた第１バルーン部の軸線方向への移動を抑制することができる。また、展張ロープを引っ張ることによって第１バルーン部の位置の微調整を容易に行うことができるので、第１バルーンを設置する作業の作業性を向上させることができる。

また、前述した飛散防止装置は、第１バルーン部の長さを調整する第１長さ調整部と、第２バルーン部の長さを調整する第２長さ調整部と、を備えてもよい。この場合、現場に応じて第１バルーン部又は第２バルーン部の長さを調整することができるので、飛散防止装置の汎用性を高めることができる。

また、シートは、メッシュ状に形成されていてもよい。ところで、トンネルの内部では、換気のため送風が行われており、この送風によって第１バルーン部、第２バルーン部及びシートは、軸線方向に流れる空気流を受ける。前述したように、シートがメッシュ状に形成されている場合、軸線方向に流れる空気流を逃がすことができるので、空気流による軸線方向への力を受け流すことができる。よって、第１バルーン部、第２バルーン部及びシートが空気流によって傾くことをより確実に抑制することができる。

また、前述した飛散防止装置は、シートを挟んで固定する錘を備えてもよい。この場合、錘でシートを挟んで固定することにより、軸線方向に流れる空気流等によってシートがばたつかないようにすることができる。従って、粉塵の飛散をより確実に防止することができる。

また、前述した展張ロープの一端は、第１バルーン部に固定され、展張ロープの他端は、第１バルーン部を軸線方向に引っ張った状態で固定されてもよい。この場合、展張ロープの一端が第１バルーン部に固定されることにより、展張ロープの位置を安定させることができる。また、展張ロープの他端が第１バルーン部を軸線方向に引っ張った状態で固定されることにより、第１バルーン部の軸線方向への傾きをより確実に抑えることができる。

本発明に係る飛散防止方法は、第１バルーン部、第２バルーン部及びシートを備えた飛散防止装置を用いて粉塵の飛散を防止する飛散防止方法であって、第１バルーン部、第２バルーン部及びシートをトンネルの軸線方向に移動する工程と、第２バルーン部に空気を入れて第２バルーン部及び第１バルーン部を膨らませる工程と、膨らんだ第２バルーン部及び第１バルーン部を立てて第１バルーン部をトンネルの周方向に沿うようにトンネルの内周面に接触する工程と、シートでトンネルの断面を仕切る工程と、を備え、飛散防止装置がトンネルの軸線方向に沿って一対に設けられる。

本発明に係る飛散防止方法は、第２バルーン部に空気を入れて第２バルーン部と第１バルーン部とを膨らませる。従って、膨らませた第１バルーン部をトンネルの内周面に密着させると共にシートでトンネルの断面を仕切ることにより、トンネルの内部における粉塵の飛散を防止することができる。また、第２バルーン部に空気を入れて第２バルーン部と第１バルーン部との両方を一度に膨らませることができる。従って、短時間で第１バルーン部及び第２バルーン部の両方を膨らませたり萎ませたりすることができるので、作業性を向上させることができる。また、本発明に係る飛散防止方法では、飛散防止装置をトンネルの軸線方向に沿って一対に設ける。よって、一対の飛散防止装置の間の空間を作業空間とすることにより、作業空間の内部において粉塵が飛散しても当該作業空間の外部に粉塵が飛散することを抑制することができる。従って、前述した飛散防止装置と同様、飛散防止装置を一対に設けることによって作業空間を迅速且つ確実に設置することができるので、作業性の向上に寄与する。

また、移動する工程では、第１バルーン部、第２バルーン部及びシートを搭載した台車をトンネルの軸線方向に移動してもよい。この場合、第１バルーン部、第２バルーン部及びシートが台車に載せられた状態で台車がトンネルの軸線方向に移動する。従って、第１バルーン部及び第２バルーン部を膨らませる前、並びに第１バルーン部及び第２バルーン部を萎ませた後に、飛散防止装置全体を台車に載せてトンネルの軸線方向に移動させることができる。その結果、飛散防止装置の各部品の搬入及び撤収を短時間で行うことができるため、トンネルの内部で行う作業の作業性を向上させることができる。

また、移動する工程では、２つの飛散防止装置のそれぞれを軸線方向に沿って互いに離間するように配置し、膨らませる工程、内周面に接触する工程、及びトンネルの断面を仕切る工程を経て２つの飛散防止装置のシートのそれぞれでトンネルの断面を仕切ることにより、２つの飛散防止装置の間に作業空間を形成する工程を備えてもよい。この場合、２つの飛散防止装置の間に作業空間を形成することにより、当該作業空間から粉塵が漏れることを抑制することができる。従って、作業空間の内部において粉塵が出る作業を行うことができる。また、２つの飛散防止装置のそれぞれの搬入及び撤収を短時間で行うことができるため、作業空間の形成及び撤去を短時間で行うことができる。

本発明によれば、トンネルの内部における粉塵の飛散を防止すると共に、トンネルの内部で行う作業の作業性を向上させることができる。

実施形態に係る飛散防止装置を用いた作業現場の一例を示す断面図である。 図１の作業現場を上から見た断面図である。 （ａ）は、図１の作業現場における合成セグメントの一部を示す図である。（ｂ）は、図３（ａ）のセグメントの一部を示す平面図である。（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面を模式的に示す図である。 図１の作業現場におけるダクタイルセグメントの一部を模式的に示す断面図である。 図１の飛散防止装置を示す正面図である。 トンネルの軸線方向を含む平面に沿ったトンネルの断面における図１の飛散防止装置を示す側断面図である。 図１の飛散防止装置の一形態を示す図である。

以下では、図面を参照しながら本発明に係る飛散防止装置及び飛散防止方法の実施形態について詳細に説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る飛散防止装置１は、トンネルＴの内部における粉塵の飛散を防止する装置である。トンネルＴは、例えば、軌道Ｔ１及び第三軌条Ｔ２を備えた円弧状のシールドトンネルであり、軌道Ｔ１及び第三軌条Ｔ２は共にトンネルＴの軸線方向Ｄ１に沿って延びている。一例として、トンネルＴは地下鉄のトンネルであり、軌道Ｔ１は地下鉄の電車が通る線路である。第三軌条Ｔ２は、地下鉄の電車に対する給電用のサードレールであり、電車の集電靴が第三軌条Ｔ２を擦ることによって電車による集電が行われる。更に、トンネルＴの内部には、第三軌条Ｔ２とは別の配線（図５の配線Ｔ４等）が軸線方向Ｄ１に沿うように設けられる。

トンネルＴの内部における飛散防止装置１を用いた作業は、例えば、地下鉄の運行が終了してから運行が開始されるまでの深夜の時間帯に行われる。飛散防止装置１を用いたトンネルＴの作業は、例えば、トンネルＴの内周面Ｔ３のケレン作業であり、シールドトンネルの補修工事である。一例として、飛散防止装置１を用いたトンネルＴの作業は、塩害対策且つトンネルＴの長寿命化のために行われ、トンネルＴの内周面Ｔ３にショットブラストを施して鉄面の錆を落とした後に、鉄面に錆止めを塗装して防錆対策を行う。

トンネルＴは、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４に示されるように、土砂を押さえるセグメントとして合成セグメントＧ１とダクタイルセグメントＧ２（鋳鉄製）を含んでいる。トンネルＴは、シールドマシンによってセグメントを組み立てていくシールド工法によって構築されており、セグメントを組み立てながらセグメントを基にシールドマシンを押し出して掘削を進めることによりトンネルＴが構築されている。

合成セグメントＧ１は、鋼製のスキンプレートＧ１１と、コンクリートＧ１３とを含む。鋼製のスキンプレートＧ１１は合成セグメントＧ１の内側表面に位置し、鉄筋がコンクリートＧ１３に覆われている。スキンプレートＧ１１はコンクリートＧ１３に埋設されたジベル筋Ｇ１２によって一体の構造となっている。ダクタイルセグメントＧ２は、鋳鉄（ダクタイル）製のセグメントである。ダクタイルセグメントＧ２は、トンネルＴの周方向及び軸線方向Ｄ１に沿って配置される骨組みＧ２１を備える。

図１及び図２に示されるように、トンネルＴの作業は、軸線方向Ｄ１に沿って配置される２つの飛散防止装置１の間の作業空間Ｓにおいて行われる。作業空間Ｓには作業者Ｍ（図７参照）が入り込み、作業者Ｍによってショットブラスト等の作業が行われる。トンネルＴの内周面Ｔ３にショットブラストを施す作業では、投射材である粒状体を内周面Ｔ３に衝突させるときに粉塵が発生する。本明細書において、「粉塵」は鉄、アルミ又はステンレス等によって構成されたブラスト材（投射材）を含んでおり、「粉塵の飛散を防止する」ことにはブラスト材等の飛散を防止することが含まれる。なお、ブラスト材は、再利用可能な投射材であってもよい。

軸線方向Ｄ１に沿って設けられる一対の飛散防止装置１は、作業空間Ｓにおいて発生した粉塵が作業空間Ｓの外部に飛散することを防止するために設けられる。一対の飛散防止装置１の間の距離（軸線方向Ｄ１の距離）は、例えば、５．５ｍ以上且つ９ｍ以下であり、作業空間Ｓの軸線方向Ｄ１の距離は３ｍ程度であってもよい。一対の飛散防止装置１の間の距離が５．５ｍ以上であることにより粉塵を薄めることができ、一対の飛散防止装置１の間の距離が９ｍ以下であることにより施工後の粉塵の清掃を容易に行うことができる。

作業空間Ｓには、例えば、ショットブラストを行うときに用いられる足場Ａ１が設けられ、足場Ａ１は軌道Ｔ１に沿って移動可能な足場台車である。また、作業空間Ｓの外には粉塵を吸引する集塵機Ａ８が配置される。また、足場Ａ１の周囲では、軌道Ｔ１及び第三軌条Ｔ２等の軌道構造物を保護する養生を養生シートＡ２によって行い、更に養生シートＡ２の上に足場Ａ１が設けられる。なお、図１では養生シートＡ２の図示を省略している。

養生シートＡ２は、例えば、一対の飛散防止装置１の間、及び各飛散防止装置１の下部に配置される。養生シートＡ２は、防炎シートであってもよい。養生シートＡ２は、研削材等の粉塵が入り込まないように軌道構造物の隅々にまで配置される。作業空間Ｓに１枚の養生シートＡ２が配置され、この養生シートＡ２の軸線方向Ｄ１の両側のそれぞれに別の養生シートＡ２が更に配置され、例えば、合計３枚の養生シートＡ２が配置される。養生シートＡ２は、ショットブラストによる粉塵を後で回収しやすくするために設けられたシートであり、作業中又は作業後に養生シートＡ２の上の粉塵をブラストマシンＡ４で吸引したり掃いたりすることによって粉塵を容易に回収することが可能となる。

３枚の養生シートＡ２の軸線方向Ｄ１の一方側には、作業台車Ａ３、２台のブラストマシンＡ４を搭載したトロ台車Ａ５、モーターカーＡ６及びトロ台車Ａ７が設けられる。作業台車Ａ３、ブラストマシンＡ４、トロ台車Ａ５，Ａ７及びモーターカーＡ６は、トンネルＴの作業で用いられる作業機器である。作業台車Ａ３は、例えば、塗装作業を行うために設けられる。例えば、作業台車Ａ３、トロ台車Ａ５，Ａ７及びモーターカーＡ６は、軌道Ｔ１に沿って移動可能とされており、モーターカーＡ６によって軌道Ｔ１上を移動する。しかしながら、トンネルＴの作業で用いられる作業機器は、作業台車Ａ３、ブラストマシンＡ４、トロ台車Ａ５，Ａ７及びモーターカーＡ６に限定されず、適宜変更可能である。

前述したように、軸線方向Ｄ１に沿って一対に設けられる飛散防止装置１は、作業空間Ｓにおいて飛散する粉塵を遮蔽する遮蔽壁（エアーテント）である。飛散防止装置１は、空気の流入によって膨らむバルーン式遮蔽壁であり、内周面Ｔ３に密着することによって作業空間Ｓの外部への粉塵の飛散を防止する。なお、図１及び図２では、飛散防止装置１の図示を簡略化している。以下では、トンネルＴの内部の構成について更に説明すると共に、飛散防止装置１の構成について説明する。

図５は、軸線方向Ｄ１に沿って飛散防止装置１を見た正面図である。図６は、軸線方向Ｄ１に沿ってトンネルＴを切断したときの飛散防止装置１を示す断面図である。図７は、トンネルＴに設置されている飛散防止装置１を示す斜視図である。図５〜図７に示されるように、トンネルＴには、軌道Ｔ１、第三軌条Ｔ２、配線Ｔ４及び足場Ｔ５が適宜設けられる。第三軌条Ｔ２は、軌道Ｔ１の幅方向である方向Ｄ２における軌道Ｔ１の端部側に設けられる。配線Ｔ４は、第三軌条Ｔ２の方向Ｄ２の更に端部側に設けられる。足場Ｔ５は、内周面Ｔ３の方向Ｄ２の両端のそれぞれに設置される。例えば、配線Ｔ４側の足場Ｔ５の高さは、配線Ｔ４の反対側に位置する足場Ｔ５の高さよりも高い。

飛散防止装置１は、軸線方向Ｄ１に沿って移動する台車１１と、台車１１からトンネルＴの高さ方向である方向Ｄ３に延びると共に内周面Ｔ３に密着して内周面Ｔ３の周方向に延びるバルーン２０と、バルーン２０から垂れ下がると共にトンネルＴの断面を仕切るシート３０とを備える。台車１１は、例えば、軌道Ｔ１を走行するトロ台車である。一例として、台車１１は、人力で移動可能な４輪の軽便トロであり、アルミ軽便トロであってもよい。

バルーン２０は、樹脂製であり、例えばポリエステルシートによって構成されている。これにより、バルーン２０の柔軟性、気密性及び耐久性を高めることが可能である。バルーン２０は、台車１１の上に固定されている。バルーン２０は、トンネルＴの内周面Ｔ３に沿って延びると共に内周面Ｔ３に密着する第１バルーン部２１と、台車１１から第１バルーン部２１まで延びる第２バルーン部２２とを備える。例えば、第１バルーン部２１は円弧状に延びる円弧状バルーンであり、第１バルーン部２１にはシート３０が連結されている。シート３０の第１バルーン部２１への連結部３１は、第１バルーン部２１の周方向に沿って延びるように配置されている。また、第２バルーン部２２は、台車１１から鉛直上方に延びる縦型バルーンである。

シート３０は、連結部３１から下方に延びるように配置されてトンネルＴの断面を覆うシート状の部材である。シート３０は、例えば、メッシュ状に形成されていてもよい。シート３０がメッシュ状に形成されていることにより、シート３０がトンネルＴの内部の空気流を通すと共に粉塵の通過を抑制することができる。なお、シート３０は、メッシュを有しないシートであってもよく、例えば、ポリエチレン製の防炎シートであってもよい。また、シート３０は、防音シート又は防臭シートであってもよい。この場合、シート３０によって音又は臭いを遮断することが可能となる。

シート３０の高さ（上下方向の長さ）は、トンネルＴの断面の高さよりも高い（長い）。シート３０の一部は第１バルーン部２１から第２バルーン部２２に沿って延びており、シート３０の当該一部の下側は台車１１に沿って曲げられる。シート３０の台車１１に沿った部分には錘１２が設けられていてもよく、シート３０は錘１２と台車１１の間に挟み込まれてもよい。また、シート３０の下側は台車１１以外の部分にも延びており、例えば、シート３０は錘１２と地面の間に挟み込まれてもよい。

シート３０は方向Ｄ３に沿って延びる切れ目３２を有しており、シート３０の一部は簾状とされている。切れ目３２は、作業者Ｍが作業空間Ｓに出入りするためのものである。また、切れ目３２は、シート３０に配線Ｔ４等を通すためのものでもあり、配線Ｔ４は切れ目３２に軸線方向Ｄ１に通される。切れ目３２に通された配線Ｔ４は、スポンジ等の衝撃吸収材３５によって保護されてもよい。また、配線Ｔ４を通す切れ目３２は、空気の逃げを抑制するために面ファスナー又はテープによって塞がれてもよい。

台車１１は、バルーン２０を固定する固定部１３を備える。固定部１３は、例えば、第２バルーン部２２を囲んで支持するリング状とされている。一例として、固定部１３は金属製である。第２バルーン部２２は、空気が流入する内部空間２２ａを有し、内部空間２２ａに空気が流入されることによって例えば筒状に方向Ｄ３に延びる。第２バルーン部２２の下部には第２バルーン部２２の内部空間２２ａに空気を流入する１つの流入部２２ｂが設けられ、流入部２２ｂに送風機１４（図１及び図２参照）を接続させることによって第２バルーン部２２を膨らませることが可能である。送風機１４は、一例として、１００Ｖの送風機である。

第１バルーン部２１は、第２バルーン部２２の上端から左右に一対に延び出している。第１バルーン部２１は、第２バルーン部２２の内部空間２２ａに連通する内部空間２１ａを有する。よって、送風機１４によって流入部２２ｂから第２バルーン部２２に空気が流入すると、第２バルーン部２２と共に第１バルーン部２１が膨らむ。第１バルーン部２１はトンネルＴの周方向に沿って並設される複数の縫い目２１ｄを有し、複数の縫い目２１ｄから空気が排出されている。なお、第１バルーン部２１又は第２バルーン部２２に空気を排出する排出弁が設けられてもよい。

第１バルーン部２１は、第２バルーン部２２に連続する大径部２１ｂと、大径部２１ｂから方向Ｄ２の両端のそれぞれに延びる小径部２１ｃとを有する。なお、小径部２１ｃは、大径部２１ｂの方向Ｄ２の片側のみに設けられていてもよい。また、設備等が支障となる場合には大径部２１ｂから小径部２１ｃに鞘構造とすることも可能であり、本実施形態では、電気設備をかわすために小径部２１ｃが設けられている。なお、設備の状況によっては小径部２１ｃを省略してもよい。しかしながら、上記のように、第１バルーン部２１の方向Ｄ２の両端の少なくともいずれかが小径部２１ｃであることにより、配線Ｔ４の方向Ｄ２の端部側に第１バルーン部２１を入り込ませることができる。なお、図５では、簡略化のため、大径部２１ｂ、小径部２１ｃ及び縫い目２１ｄの図示を省略している。

第１バルーン部２１は、トンネルＴの周方向への長さを調整する第１長さ調整部２１ｅを備える。第１長さ調整部２１ｅは、例えば、第１バルーン部２１の周方向の端部に設けられる。第１長さ調整部２１ｅは、一例として蛇腹状とされており、トンネルＴの周方向に伸縮可能とされている。第２バルーン部２２は、方向Ｄ３への長さを調整する第２長さ調整部２２ｃを備えており、第２長さ調整部２２ｃは、例えば、第２バルーン部２２の下端に設けられる。第２長さ調整部２２ｃは、第１長さ調整部２１ｅと同様に蛇腹状とされていてもよく、方向Ｄ３に伸縮可能とされている。なお、図７では、簡略化のため、第１長さ調整部２１ｅ及び第２長さ調整部２２ｃの図示を省略している。

第１バルーン部２１からは、第１バルーン部２１の軸線方向Ｄ１の位置を定める展張ロープ３３が延びている。なお、展張ロープ３３は第２バルーン部２２から延びていてもよい。展張ロープ３３は、例えば、複数設けられており、予め第１バルーン部２１に固定されている。展張ロープ３３は、バルーン２０の軸線方向Ｄ１の位置を決める位置決めロープであり、展張ロープ３３の引っ張り具合を調整することによってバルーン２０の位置の微調整が可能となる。展張ロープ３３の一端３３ａは第１バルーン部２１に固定されており、展張ロープ３３は一端３３ａから軸線方向Ｄ１且つ鉛直下方に斜めに延びている。

展張ロープ３３は、軸線方向Ｄ１且つ方向Ｄ２に斜めに延びていてもよい。展張ロープ３３は、例えば、第１バルーン部２１から軸線方向Ｄ１の両側に一対に延び出している。また、各展張ロープ３３の他端３３ｂは、例えば、軸線方向Ｄ１に引っ張られた状態で足場Ｔ５に固定される。このように、軸線方向Ｄ１の両側から展張ロープ３３で第１バルーン部２１を軸線方向Ｄ１に適度な力で引っ張ることにより、バルーン２０の転倒が防止される。

第１バルーン部２１には、第１バルーン部２１をトンネルＴの径方向内側から保持する保持部材３４が設けられる。保持部材３４は、例えば、第２バルーン部２２の左右両側のそれぞれに一対に設けられ、一対の保持部材３４が左右両側から第１バルーン部２１を保持する。保持部材３４は、例えば、第１バルーン部２１から斜め下方に延びる棒状とされており、第１バルーン部２１から台車１１まで延びている。

一例として、保持部材３４は、第１バルーン部２１の大径部２１ｂと小径部２１ｃとの境目部分に押し当てられることによって第１バルーン部２１を保持する。このように大径部２１ｂと小径部２１ｃとの境目部分に保持部材３４を押し当てることにより、保持部材３４を押し当てやすくすることができると共に、保持部材３４による第１バルーン部２１の保持を一層確実に行うことができる。

保持部材３４は、第１バルーン部２１に押し当てられる押し当て部３４ａと、押し当て部３４ａから斜め下方に延びる棒状部３４ｂとを有する。押し当て部３４ａは、例えば、塩化ビニル等の硬いビニル素材で構成されており、すなわちビニル製である。押し当て部３４ａは、棒状部３４ｂから左右両側に延びる一対の枠部３４ｃを有し、一対の枠部３４ｃが第１バルーン部２１に下から押し当てられる。棒状部３４ｂは、例えば鞘管構造を有しており、保持部材３４の長さを調整可能となっている。棒状部３４ｂの下端は、例えば、台車１１の上面に設けられた筒状の固定部に固定されてもよい。

次に、本実施形態に係る飛散防止方法について説明する。本実施形態に係る飛散防止方法は、例えば、地下鉄のトンネルＴの補修工事の一環として行われるため、以下では、トンネルＴの補修工事の例についても説明を行う。地下鉄のトンネルＴの補修工事は、地下鉄の運行が終了してから運行が開始されるまでの深夜の時間帯に行われる工事であり、例えば３時間程度で行う必要がある。

まず、図１及び図２に示されるように、トンネルＴの補修工事で用いる作業機器の搬入を行う（搬入する工程）。このとき、トンネルＴの内部空間において、３枚の養生シートＡ２を敷くと共に、作業台車Ａ３、ブラストマシンＡ４を搭載したトロ台車Ａ５、モーターカーＡ６及びトロ台車Ａ７を軌道Ｔ１上で移動させて補修工事の対象となる現場に作業機器を搬入する。

上記のように作業機器の搬入を行うと共に、第１バルーン部２１、第２バルーン部２２、及びシート３０を搭載した台車１１をトンネルＴの軸線方向Ｄ１に移動して現場に搬入する。このとき、２つの飛散防止装置１の台車１１のそれぞれを軸線方向Ｄ１に沿って互いに離間するように配置する。この後、２つの飛散防止装置１の間において養生シートＡ２の上に足場Ａ１を組むと共に、ブラストマシンＡ４を２つの飛散防止装置１の間に配置する（図示せず）。

次に、図５〜図７に示されるように、台車１１の上の第２バルーン部２２に空気を入れてバルーン２０を膨らませる（膨らませる工程）。このとき、第２バルーン部２２の流入部２２ｂに送風機１４を取り付けて送風機１４から流入部２２ｂを介して第２バルーン部２２の内部空間２２ａに空気を送り込むことによって第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２を膨らませる。流入部２２ｂから第２バルーン部２２の内部空間２２ａに送り込まれる空気の空気量は、例えば、一定でありショットブラスト等の作業中も継続して流入部２２ｂから内部空間２２ａに空気が送り込まれる。

内部空間２２ａ及び第１バルーン部２１の内部空間２１ａに送り込まれた空気は、第１バルーン部２１の縫い目２１ｄから少量は排出されるが、第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２は徐々に膨らみ、第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２はトンネルＴの内周面Ｔ３を押さえつけることが可能な程度の適度な硬さとなる。内部空間２１ａに送り込まれた空気は縫い目２１ｄから適度に排出されるので、第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２は、空気を入れ続けても適度な硬さに維持される。なお、流入部２２ｂに空気を入れてから第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２が適度な硬さになるまでの時間は例えば３０秒程度である。

続いて、膨らんだ第２バルーン部２２及び第１バルーン部２１を立てて第１バルーン部２１をトンネルＴの周方向に沿うようにトンネルＴの内周面Ｔ３に第１バルーン部２１を接触する（内周面に接触する工程）。第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２が十分に膨らんである程度硬くなると第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２を持ち上げることが可能となり、持ち上げられた第１バルーン部２１がトンネルＴの内周面Ｔ３に押し付けられることによって第１バルーン部２１は内周面Ｔ３に密着する。

このとき、保持部材３４を設置して第１バルーン部２１を保持部材３４で下から押さえつける（保持部材を設置する工程）。具体的には、押し当て部３４ａの枠部３４ｃを下から第１バルーン部２１の大径部２１ｂと小径部２１ｃの境目部分に押し当てると共に、棒状部３４ｂを台車１１の上の固定部に固定する。また、展張ロープ３３を引っ張って第１バルーン部２１の軸線方向Ｄ１への位置決めを行う（位置決めを行う工程）。

具体的には、図６に示されるように、複数の展張ロープ３３のうち、例えば、一方の展張ロープ３３を軸線方向Ｄ１の一方側に引っ張り出すと共に、他方の展張ロープ３３を軸線方向Ｄ１の他方側に引っ張り出す。そして、各展張ロープ３３の引っ張り具合を調整して第１バルーン部２１の位置の微調整を行い、位置の微調整が終わった後に各展張ロープ３３の他端３３ｂを足場Ｔ５に固定する。なお、展張ロープ３３の他端３３ｂは足場Ｔ５以外の場所に固定されてもよい。

そして、図５〜図７に示されるように、第１バルーン部２１から下方に延び出すシート３０によってトンネルＴの断面を仕切る（トンネルの断面を仕切る工程）。このとき、シート３０の切れ目３２に配線Ｔ４等を通しつつ衝撃吸収材３５によって配線Ｔ４を保護すると共に、シート３０を第１バルーン部２１から垂らしてトンネルＴをシート３０で塞ぐ。具体的には、シート３０の端部をトンネルＴの下部及び左右両端にテープ等で貼り付けたり、錘１２を載せてシート３０の端部を固定したりしてシート３０でトンネルＴを塞ぐ。このように、シート３０でトンネルＴを塞ぐことによって飛散防止装置１の設置が完了する。なお、作業機器の搬入から飛散防止装置１の設置までにかかる時間は例えば数十分である。

前述した膨らませる工程、内周面に接触する工程、及びトンネルの断面を仕切る工程は、２つの飛散防止装置１のそれぞれに対して行う。その結果、図１及び図２に示されるように、２つの飛散防止装置１のそれぞれにおいて、上記の各工程を経て各飛散防止装置１のシート３０でトンネルＴの断面を仕切ることにより、２つの飛散防止装置１の間に作業空間Ｓを形成する（作業空間を形成する工程）。

作業空間Ｓを形成した後は、作業空間Ｓにおいて内周面Ｔ３に対しブラストマシンによってショットブラストを行ってトンネルＴの補修工事を実行する。補修工事が完了した後には、ショットブラスト等による粉塵を掃いたり吸い込んだりして粉塵を片付けて養生シートＡ２等を撤収する。そして、バルーン２０への空気の流入を停止して第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２の空気を抜いて飛散防止装置１を片付けた後に飛散防止装置１、作業台車Ａ３、ブラストマシンＡ４を搭載したトロ台車Ａ５、モーターカーＡ６及びトロ台車Ａ７を撤収して一連の作業が完了する。この作業における作業機器の搬入、設置、作業及び撤収は例えば３時間程度で完了する。

次に、本実施形態に係る飛散防止装置１及び飛散防止方法から得られる作用効果について詳細に説明する。本実施形態に係る飛散防止装置１及び飛散防止方法は、図５〜図７に示されるように、トンネルＴの内周面Ｔ３に接触すると共にトンネルＴの周方向に沿って延びる第１バルーン部２１と、第１バルーン部２１を支持する第２バルーン部２２とを備え、第１バルーン部２１の内部空間２１ａと第２バルーン部２２の内部空間２２ａとは連通している。従って、第１バルーン部２１の内部空間２１ａに空気を供給することによって第１バルーン部２１をトンネルＴの内周面Ｔ３に密着させると共にシート３０でトンネルＴの断面を仕切ることにより、トンネルＴの内部における粉塵の飛散を防止することができる。

また、本実施形態に係る飛散防止装置１は、トンネルＴの軸線方向Ｄ１に沿って一対に設けられる。よって、一対に設けられる飛散防止装置１の間の空間を作業空間Ｓとすることにより、作業空間Ｓの内部において粉塵が飛散しても作業空間Ｓの外部に粉塵が飛散することを抑制することができる。従って、粉塵の飛散を抑制する飛散防止装置１を一対に設けることによって粉塵が飛散する作業を行う作業空間Ｓを迅速且つ確実に設置することができるので、作業性の向上に寄与する。

また、台車１１から第１バルーン部２１まで延びる第２バルーン部２２に空気を供給することによって第１バルーン部２１と第２バルーン部２２との両方を一度に膨らませることができる。従って、短時間で第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２を膨らませたり萎ませたりすることができるので、作業性を向上させることができる。また、飛散防止装置１は、トンネルＴの軸線方向Ｄ１に移動する台車１１から第１バルーン部２１まで延びると共に第１バルーン部２１を支持する第２バルーン部２２と、第１バルーン部２１に連結されるシート３０とを備える。台車１１、第２バルーン部２２、第１バルーン部２１及びシート３０は、互いに連結されている。よって、第２バルーン部２２、第１バルーン部２１及びシート３０が台車１１に載せられた状態で台車１１をトンネルＴの軸線方向Ｄ１に移動させることができるので、飛散防止装置１の搬入及び撤去を容易に行うことができる。

従って、第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２を膨らませる前、並びに第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２を萎ませた後に、飛散防止装置１全体を台車１１に載せてトンネルＴの軸線方向Ｄ１に移動させることができる。その結果、飛散防止装置１の各部品の搬入及び撤収を短時間で行うことができるため、トンネルＴの内部で行う作業の作業性を向上させることができる。

また、飛散防止装置１は、第１バルーン部２１及び第２バルーン部２２のいずれかから延びると共に、第１バルーン部２１の軸線方向Ｄ１への移動を押さえる展張ロープ３３を備える。従って、展張ロープ３３によってトンネルＴの内周面Ｔ３に密着させた第１バルーン部２１の軸線方向Ｄ１への移動を抑制することができる。また、展張ロープ３３を引っ張ることによって第１バルーン部２１の位置の微調整を容易に行うことができるので、第１バルーン部２１を設置する作業の作業性を向上させることができる。

また、飛散防止装置１は、第１バルーン部２１の長さを調整する第１長さ調整部２１ｅと、第２バルーン部２２の長さを調整する第２長さ調整部２２ｃと、を備える。従って、現場に応じて第１バルーン部２１又は第２バルーン部２２の長さを調整することができるので、異なるトンネルにも飛散防止装置１を用いることができ飛散防止装置１の汎用性を高めることができる。

また、シート３０は、メッシュ状に形成されていてもよい。ところで、トンネルＴの内部では、換気のため送風が行われており、この送風によって第１バルーン部２１、第２バルーン部２２及びシート３０は、軸線方向Ｄ１に流れる空気流を受ける。上記のようにシート３０がメッシュ状に形成されている場合、軸線方向Ｄ１に流れる空気流を逃がすことができるので、空気流による軸線方向Ｄ１への力を受け流すことができる。よって、第１バルーン部２１、第２バルーン部２２及びシート３０が空気流によって傾くことをより確実に抑制することができる。なお、シート３０がメッシュ状に形成されていなくても、切れ目３２を有するシート３０であれば、上記と同様の効果が得られる。

また、飛散防止装置１は、シート３０を挟んで固定する錘１２を備える。よって、錘１２でシート３０を挟んで固定することにより、軸線方向Ｄ１に流れる空気流等によってシート３０がばたつくことを抑制することができる。従って、粉塵の飛散をより確実に防止することができる。

また、展張ロープ３３の一端３３ａは、第１バルーン部２１に固定され、展張ロープ３３の他端３３ｂは、第１バルーン部２１を軸線方向Ｄ１に引っ張った状態で固定される。よって、展張ロープ３３の一端３３ａが第１バルーン部２１に固定されることにより、展張ロープ３３の位置を安定させることができる。また、展張ロープ３３の他端３３ｂが第１バルーン部２１を軸線方向Ｄ１に引っ張った状態で固定されることにより、第１バルーン部２１の軸線方向Ｄ１への傾きをより確実に抑えることができる。

また、本実施形態に係る飛散防止方法において、前述した移動する工程では、図１及び図２に示されるように、２つの飛散防止装置１の台車１１のそれぞれを軸線方向Ｄ１に沿って互いに離間するように配置し、膨らませる工程、内周面に接触する工程、及びトンネルの断面を仕切る工程を経て２つの飛散防止装置１のシート３０のそれぞれでトンネルＴの断面を仕切ることにより、２つの飛散防止装置１の間に作業空間Ｓを形成する工程を備える。

よって、２つの飛散防止装置１の間に作業空間Ｓを形成することにより、作業空間Ｓから粉塵が漏れることを抑制することができる。従って、作業空間Ｓの内部において粉塵が出る作業を行うことができる。また、２つの飛散防止装置１のそれぞれの搬入及び撤収を短時間で行うことができるため、作業空間Ｓの形成及び撤去を短時間で行うことができる。

以上、本発明に係る飛散防止装置及び飛散防止方法の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、飛散防止装置の各部の構成、並びに、飛散防止方法の各工程の内容及び順序は、前述の実施形態の内容に限られず適宜変更可能である。

例えば、前述の実施形態では、錘１２によってシート３０を止める例について説明したが、錘１２に代えて、例えばテープによってシート３０を止めてもよい。すなわち、シート３０の固定手段は適宜変更可能である。

また、前述の実施形態では、円弧状バルーンである第１バルーン部２１、及び縦型バルーンである第２バルーン部２２を備える飛散防止装置１について説明した。しかしながら、第１バルーン部及び第２バルーン部の形状、大きさ及び数は適宜変更可能である。例えば、１本の縦型バルーンである第２バルーン部２２に代えてＹ字状を成す複数の第２バルーン部を備えていてもよいし、Ｗ字状の第２バルーン部を備えていてもよい。

また、前述の実施形態では、トンネルＴの軸線方向Ｄ１に移動する台車１１に第１バルーン部２１、第２バルーン部２２及びシート３０が載せられる例について説明した。しかしながら、第１バルーン部２１、第２バルーン部２２及びシート３０を搬入及び搬出する手段は、台車１１に限定されず適宜変更可能である。例えば、トロ台車Ａ５に第１バルーン部２１、第２バルーン部２２及びシート３０を積んで移動し、トロ台車Ａ５から降ろして床面に第１バルーン部２１、第２バルーン部２２及びシート３０を置いて飛散防止装置１の設置を行ってもよい。

また、前述の実施形態では、第１長さ調整部２１ｅを備える第１バルーン部２１、及び第２長さ調整部２２ｃを備える第２バルーン部２２について説明した。しかしながら、第１バルーン部及び第２バルーン部のいずれかのみが長さ調整部を備えていてもよい。また、長さ調整部を省略してもよく、予め長さに余裕をもった第１バルーン部及び第２バルーン部を備えていてもよい。

また、前述の実施形態では、合成セグメントＧ１及びダクタイルセグメントＧ２を備えるトンネルＴについて説明したが、合成セグメント及びダクタイルセグメントの構成は適宜変更可能である。また、本発明は、合成セグメント及びダクタイルセグメントを有しないトンネルにも適用可能である。

また、前述の実施形態では、軌道Ｔ１及び第三軌条Ｔ２を備えた円弧状のシールドトンネルであるトンネルＴについて説明したが、トンネルの構成も適宜変更可能である。例えば、トンネルの形状は、円弧状でなくてもよく、放物線状又は矩形状等、他の形状であってもよい。また、トンネルは、地下鉄のトンネルでなくてもよく、山岳トンネル等であってもよい。更に、トンネルは、軌道Ｔ１を有しないトンネルであってもよく、例えば、自動車が通るトンネルであってもよい。このように、本発明は、種々のトンネルに対して適用可能である。

１…飛散防止装置、１１…台車、１２…錘、１３…固定部、１４…送風機、２０…バルーン、２１…第１バルーン部、２１ａ…内部空間、２１ｂ…大径部、２１ｃ…小径部、２１ｄ…縫い目、２１ｅ…第１長さ調整部、２２…第２バルーン部、２２ａ…内部空間、２２ｂ…流入部、２２ｃ…第２長さ調整部、３０…シート、３１…連結部、３２…切れ目、３３…展張ロープ、３３ａ…一端、３３ｂ…他端、３４…保持部材、３４ａ…押し当て部、３４ｂ…棒状部、３４ｃ…枠部、３５…衝撃吸収材、Ａ１…足場、Ａ２…養生シート、Ａ３…作業台車、Ａ４…ブラストマシン、Ａ５，Ａ７…トロ台車、Ａ６…モーターカー、Ａ８…集塵機、Ｄ１…軸線方向、Ｄ２，Ｄ３…方向、Ｇ１…合成セグメント、Ｇ２…ダクタイルセグメント、Ｇ１１…スキンプレート、Ｇ１２…ジベル筋、Ｇ１３…コンクリート、Ｇ２１…骨組み、Ｍ…作業者、Ｓ…作業空間、Ｔ…トンネル、Ｔ１…軌道、Ｔ２…第三軌条、Ｔ３…内周面、Ｔ４…配線、Ｔ５…足場。

Claims (10)

1. トンネルの内周面に接触すると共に前記トンネルの周方向に沿って延びる第１バルーン部と、
   前記第１バルーン部を支持し、前記第１バルーン部の内部空間と連通する内部空間を有する第２バルーン部と、
   前記第１バルーン部に連結されており前記トンネルの断面を仕切るシートと、
   を備え、
   前記トンネルの軸線方向に沿って一対に設けられる、
   飛散防止装置。
2. 前記トンネルの軸線方向に移動すると共に前記第１バルーン部、前記第２バルーン部及び前記シートを搭載する台車を備え、
   前記第２バルーン部は、前記台車から前記第１バルーン部まで延びている、
   請求項１に記載の飛散防止装置。
3. 前記第１バルーン部及び前記第２バルーン部のいずれかから延びると共に、前記第１バルーン部の前記トンネルの軸線方向への移動を抑える展張ロープを備える、
   請求項１又は２に記載の飛散防止装置。
4. 前記第１バルーン部の長さを調整する第１長さ調整部と、
   前記第２バルーン部の長さを調整する第２長さ調整部と、
   を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の飛散防止装置。
5. 前記シートは、メッシュ状に形成されている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の飛散防止装置。
6. 前記シートを挟んで固定する錘を備える、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の飛散防止装置。
7. 前記展張ロープの一端は、前記第１バルーン部に固定され、
   前記展張ロープの他端は、前記第１バルーン部を前記軸線方向に引っ張った状態で固定される、
   請求項３に記載の飛散防止装置。
8. 第１バルーン部、第２バルーン部及びシートを備えた飛散防止装置を用いて粉塵の飛散を防止する飛散防止方法であって、
   前記第１バルーン部、前記第２バルーン部及び前記シートをトンネルの軸線方向に移動する工程と、
   前記第２バルーン部に空気を入れて前記第２バルーン部及び前記第１バルーン部を膨らませる工程と、
   膨らんだ前記第２バルーン部及び前記第１バルーン部を立てて前記第１バルーン部を前記トンネルの周方向に沿うように前記トンネルの内周面に接触する工程と、
   前記シートで前記トンネルの断面を仕切る工程と、
   を備え、
   前記飛散防止装置が前記トンネルの軸線方向に沿って一対に設けられる、
   飛散防止方法。
9. 前記移動する工程では、前記第１バルーン部、前記第２バルーン部及び前記シートを搭載した台車を前記トンネルの軸線方向に移動する、
   請求項８に記載の飛散防止方法。
10. 前記移動する工程では、２つの前記飛散防止装置のそれぞれを前記軸線方向に沿って互いに離間するように配置し、
    前記膨らませる工程、前記内周面に接触する工程、及び前記トンネルの断面を仕切る工程を経て２つの前記飛散防止装置の前記シートのそれぞれで前記トンネルの断面を仕切ることにより、２つの前記飛散防止装置の間に作業空間を形成する工程を備える、
    請求項８又は９に記載の飛散防止方法。

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