JP3818985B2

JP3818985B2 - 発破等の防護装置およびその使用方法

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Publication number: JP3818985B2
Application number: JP2003205454A
Authority: JP
Inventors: 戸朗夫八; 口芳範田; 藤貴齋; 澤隆穴; 原登貝; 林雅彦小
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: JP2005054364A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば山岳トンネルの掘削に好適で、切羽の爆破時に防護装置の近接位置にずり処理機等を安全に退避させ、ずり処理を迅速かつ合理的に行なえ、そのサイクルタイムの向上を図れるとともに、種々の施工現場でも防護装置の良好な密着効果を得られ、発破後の濃密な粉塵等の漏出を確実に阻止して、作業環境の劣化を防止し、トンネルの新設または既設トンネルの拡幅等に応じられ、トンネルを合理的かつ迅速に掘削し、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、構成が簡単で小形軽量かつ安価で取り扱い易く、しかも設置や撤去を容易かつ速やかに行なえる、発破等の防護装置およびその使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば山岳トンネルの掘削は、一般に爆破方式で行なわれ、切羽を爆破し、切り崩した岩石や土砂を坑外へ搬出するようにしている。そして、前記発破時には飛石や粉塵の流出を防止し、また騒音対策上から、剛性の防護壁ないし防音壁、または吸音性の充填物を填充した布袋を積み上げて構成した防護壁ないし防音壁を坑口に設置していた（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
しかし、この従来のものは部品点数が多く、構成が複雑になる上に、その設置や撤去に手間が掛かり、また発破時には飛石や粉塵が切羽と防護壁の間に広く分散するため、この後のずり処理に手間が掛かるという、問題があった。特に、この問題はトンネルの掘削作業が進み、坑内が長くなるにつれて、作業能率の低下が顕著になっていた。
【０００４】
一方、前記発破時には、坑内に配置した全ての重機類を切羽から離間させて坑口側に退避させ、発破後、前記重機類をずり位置へ移動し、若しくはずり方向へ移動させて設置し、ずり処理するようにしていた（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
しかし、この従来の方法は、前記防護壁を設置することなく発破しているため、発破による飛石や粉塵が広く分散し、危険で重機類が破損する惧れがあった。
そこで、重機類を切羽から十分に離間して退避させると、発破後の重機類の移動やずり処理に手間が掛かって効率が悪く、また濃密な粉塵の下での作業を強いられる、等の問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するものとして、長尺で堅牢なプロテクタを坑内に移動可能に設け、該プロテクタ内に車両を通行可能にし、活線施工可能にする一方、前記プロテクタを発破前に坑内に移動し、その所定部を新旧トンネルの拡幅部である発破部に位置付け、前記発破部を挟む新旧トンネルに前後方防護隔壁を離間して設置し、これら前後方防護隔壁の上端部を新旧トンネルの内壁に密着させて、プロテクタ外周と新旧トンネルの内壁と前後方防護隔壁との間の発破包囲部を閉塞後、発破するようにしたトンネルの拡幅方法がある（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
【特許文献１】
登録実用新案第３０３５３７０号公報
【特許文献２】
特開平７−２７９５９９号公報
【特許文献３】
特開平１１−１７３０７９号公報
【特許文献４】
特開２０００−３４５７８８号公報
【０００８】
しかし、この従来の方法は、プロテクタや前後方防護隔壁を要して構成が複雑で大形重量化し、高価であるとともに、それらの設置や撤去に手間が掛かり、しかも前方防護隔壁の上端部のカバ−を、比較的平滑な覆工コンクリ−ト内壁に押し当てて密着効果を得ているため、例えばトンネル新設時の掘削部には所定の密着効果が得られず、濃密な粉塵等が坑内に漏れ出して作業環境が劣化する問題があり、また発破包囲部に位置するプロテクタの上部が発破部の至近距離に位置するため、前記プロテクタの上部が飛石によって破損する惧れがあり、その強度や寿命、安全性等に不安があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えば山岳トンネルの掘削に好適で、切羽の爆破時に防護装置の近接位置にずり処理機等を安全に退避させ、ずり処理を迅速かつ合理的に行なえ、そのサイクルタイムの向上を図れるとともに、種々の施工現場でも防護装置の良好な密着効果を得られ、発破後の濃密な粉塵等の漏出を確実に阻止して、作業環境の劣化を防止し、トンネルの新設または既設トンネルの拡幅等に応じられ、トンネルを合理的かつ迅速に掘削し、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、構成が簡単で小形軽量かつ安価で取り扱い易く、しかも設置や撤去を容易かつ速やかに行なえる、発破等の防護装置およびその使用方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、全域に流体を充填可能な柔軟な略衝立状の防護装置を設け、該防護装置の外周面を閉合形断面の被設置部周面に密着可能に設け、該被設置部空間を閉塞可能にした発破等の防護装置において、前記防護装置の外面に姿勢調整手段を設け、該手段を介して前記流体の充填時における防護装置の自立姿勢を調整可能にし、流体充填時の自立と、その自立姿勢ないし設置位置調整を実現し、その容易かつ正確な設置状態を得られるようにしている。
請求項２の発明は、前記姿勢調整手段を紐または棒材等で形成し、姿勢調整手段を簡単に構成し、これを容易かつ安価に製作できるようにしている。
【００１１】
請求項３の発明は、前記姿勢調整手段を前記防護装置の上端部に設け、姿勢調整手段の使用の容易化と、姿勢調整の容易化を図るようにしている。
【００１２】
請求項４の発明は、前記防護装置の内部に複数の仕切板を縦横に設けて複数の小室に区画し、前記仕切板に通孔を形成し、前記各小室を連通可能にして、各小室に順次流体を充填して、防護装置を起立させ、起立姿勢の容易化を図るとともに、発破時の圧力を各小室に作用させて分散させ、緩衝効果を増進するようにしている。
請求項５の発明は、前記防護装置を発破時に爆破部から離間移動可能にし、発破時の圧力を緩衝させて、防護装置の破損や損傷を未然に防止するようにしている。
請求項６の発明は、前記防護装置の側周面の前後方向に、前記被設置部周面の左右の側壁に接触可能な複数の側方接触部を膨出形成し、該側方接触部の内部を前記複数の小室を介して互いに連通可能にし、被設置部周面の左右の側壁に接触する複数の側方接触部の接触圧力を順次変化させて、発破時における防護装置の離間移動を促進するようにしている
【００１３】
請求項７の発明は、前記防護装置の前後方向に沿う厚さ方向に、排気口および／または掃気口を貫通形成し、前記排気口および／または掃気口の内面を閉塞し、該排気口および／または掃気口に排気管および／または掃気管の一端部を抜き差しかつ挟持可能にし、排気管および／または掃気管の取り付けを簡便に行なえるようにしている。
【００１４】
請求項８の発明は、全域に流体を充填可能な柔軟な略衝立状の防護装置を、閉合形断面の被設置部周面の所定位置へ移動し、前記防護装置に流体を充填して膨出形成し、その側周面を前記被設置部周面に密着し、かつ被設置部空間を閉塞可能に設置する発破等の防護装置の使用方法において、前記流体の充填時に、前記防護装置の外面に設けた姿勢調整手段を牽引または揺動操作し、前記防護装置の自立姿勢を調整するようにして、防護装置の自立とその姿勢を調整し、その容易かつ正確な設置を実現するようにしている。
【００１５】
請求項９の発明は、前記互いに連通可能な複数の小室を有する防護装置に流体を充填し、該防護装置を自立させるようにして、確実な自立を促し、その姿勢調整を容易に行えるようにしている。
請求項１０の発明は、前記流体の充填時に、前記防護装置を略く字形に起立可能にして、その自立や位置調整ないし調整を容易に行なえるようにしている。
請求項１１の発明は、発破時に前記防護装置を爆破部から離間移動させ、発破時の圧力を緩衝させ、その破損や損傷を未然に防止するようにしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発破掘削方式による山岳トンネルの掘削に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図１７において１は地山２を略馬蹄形断面形状に掘削した単線鉄道用のトンネルで、その掘削部の内壁、つまり両側壁と天端部に薄厚の吹付コンクリ−ト３が施工され、該コンクリ−ト３の内面に覆工コンクリ−ト４が施工されている。
図中、５は前記トンネル１のインバ−ト部に施工した路盤コンクリ−トで、該コンクリ−ト５上に軌道６が敷設され、鉄道車両７を走行可能にしている。
【００２５】
前記トンネル１は切羽８を発破して掘削され、その発破状況は図２および３のようである。
すなわち、前回の発破によるずりを坑外へ搬出後、切羽８の穿孔および爆薬９の装填し、或いはその作業と前後して防護装置１０を設置するようにしている。
前記防護装置１０は切羽８から所定距離離間して立設され、該防護装置１０の後述するサイドウォ−ルを前記吹付コンクリ−ト３およびに下側掘削部、つまりインバ−ト部に密着させ、坑内の前部側を閉塞可能にしている。
【００２６】
前記防護装置１０は、強靭で柔軟かつ軽量な複数種の繊維を縫着して略袋状に形成され、その展張形状は施工対象の断面形状より若干大形の相似形状に形成されている。
実施形態では、トンネル１の掘削断面と略相似形状の馬蹄形状で、略マット状または平板状に形成しているが、施工対象の断面形状に応じて、球状、楕円体状、柱状、錐体状、異形の立体形状等種々の立体形状に形成することも可能である
【００２７】
前記防護装置１０は、坑口側および切羽８側にそれぞれ対向配置するフロントウォ−ル１１およびリアウォ−ル１２、トンネル１の掘削部、つまり両側壁部、天端部、インバ−ト部に密着させるサイドウォ−ル１３とからなり、前記フロントウォ−ル１１とリアウォ−ル１２の外周縁の間に帯状のサイドウォ−ル１３を縫着して、袋状に形成している。
【００２８】
この場合、サイドウォ−ル１３を単一若しくは複数の帯状片を縫着して構成し、または密着する区域毎に例えば両側壁部、天端部、インバ−ト部に分割し、これらを縫着して構成することも可能である。
図中、１３ａ〜１３ｄは、トンネル１の内壁の左右側壁部、天端部、インバ−ト部に接触するサイドウォ−ル１３の各接触部で、このうち側方接触部１３ａ，１３ｂは、側方に膨出して凸部を形成している。
【００２９】
前記フロントウォ−ル１１とリアウォ−ル１２、サイドウォ−ル１３は強靭で柔軟かつ軽量な繊維で構成され、このうちフロントウォ−ル１１とサイドウォ−ル１３は、ポリアミド系の合成繊維、実施形態ではナイロン（登録商標）で構成され、それらの厚さをフロントウォ−ル１１は０．２ｍｍ、サイドウォ−ル１３は１．０ｍｍのものを使用していて、サイドウォ−ル１３の強度を増強している
【００３０】
また、リアウォ−ル１２は高強度かつ高弾性の繊維、実施形態ではＰＢＯ繊維からなるザイロン（登録商標）で構成され、その厚さは０．９ｍｍのものを使用していて、これを切羽８側に向けて設置している。
ちなみに、前記リアウォ−ル１２の引張り強度は鉄の略１０倍、炭素繊維の２倍で、耐熱性も６５０℃を備え、発破による飛石の衝突、爆風による破損を防止可能にしている。
【００３１】
前記防護装置１０の内部に複数の仕切片１４，１５が縦横に交差して縫着され、これらの仕切片１４，１５を介して、防護装置１０の内部を複数の小室１６,１７に区画している。
このうち、前記小室１６は防護装置１０の左右側端部に位置し、その膨張時の横断面形状は図示のように略弓形に形成され、また前記小室１７は防護装置１０の内側に位置し、その膨張時の横断面形状は図示のように略馬蹄形状に形成されている。図中、１８はを区画する仕切片１５，１６に形成した通孔１８で、前記小室１６,１７を互いに連通可能にしている。
【００３２】
前記フロントウォ−ル１１の下部側に、防護装置１０の内部に連通する通気口１９が形成され、また防護装置１０の上下位置に、掃気口２０と排気口２１とが前後方向に貫通して形成されている。
このうち、前記通気口１９に柔軟かつ軽量な繊維、実施形態ではナイロン（登録商標）製の送風管２２が縫着され、その外側口縁部に束縛用の紐等が取り付けられている。
前記送風管２２の外端部に防爆型の送風機２３の吐出部が挿入され、これを前記紐を介して束縛し、かつ前記送風機２３の送風を介して防護装置１０を膨張可能にしている。図中、２４は送風機２３の電源コ−ドである。
【００３３】
また、前記掃気口２０に前記送風管２２と同様な掃気管２５が挿入可能にされ、該管２５は適所に設置した送風機（図示略）に連通していて、その送風を介して発破後の濃密な粉塵や後ガス等を後述の排気管へ押し出し可能にしている。
更に、前記排気口２１に前記送風管２２と同様な排気管２６が挿入可能にされ、該管２６は適所に設置した集塵機（図示略）に連通していて、発破後の濃密な粉塵や後ガス等を坑外へ排出可能にしている。
【００３４】
前記防護装置１０の一側、実施形態では前記フロントウォ−ル１１の下部に開閉手段、実施形態では複数のスライドファスナ−２７が上下方向に設けられ、該ファスナ−２７の開閉操作を介して、前記防護装置１０の内部を開閉し、内部の充填流体、実施形態では空気の漏洩を防止し、または吐出可能にしている。
【００３５】
この場合、前記スライドファスナ−２７の代わりに、気密かつ柔軟な例えばナイロン（登録商標）製のパイプを縫着し、該パイプの外端部に金属製リングを捩り曲げ可能に設け、該リングを捩り曲げ若しくは緩めることで、前記パイフを簡単に閉塞し若しくは開口可能にすることも可能である。
【００３６】
前記防護装置１０の上端部に紐や棒材等の姿勢調整手段２８が接続され、該手段２８の操作者２９による引張りまたは揺動操作を介して、防護装置１０の膨張時における起立姿勢を促し、または自立姿勢の調整を可能にしている。
【００３７】
この他、図中３０は発破によって切り崩されたずり、３１は発破によって発生した粉塵、３２は前記インバ−ト部に敷設した軌道で、該軌道３２に沿って後述のずり処理機等や、削岩機であるガントリ−ジャンボ３３と、ずり積み機であるシャフロ−ダ−３４を走行可能にしている。
前記ガントリ−ジャンボ３３は、作業者を乗せて昇降かつ揺動可能な複数の作業ア−ムを備え、穿孔、装薬、発破、前記コンクリ−トの吹き付け作業を実行可能にしている。
【００３８】
また、前記軌道３２には、ずり処理機等であるずり運搬車３５と、該運搬車３５の牽引車であるバッテリ−ロコ３６、集塵機や送風機、電源設備等（共に図示略）を搭載した台車３８が走行可能にされている。４０は坑内に形成した退避所である。
【００３９】
このように構成した本発明の発破等の防護装置は、防護装置１０の製作を要する。
前記防護装置１０の製作に際しては、強靭で柔軟かつ軽量な繊維、実施形態では所定厚のナイロン（登録商標）を所定形状に裁断して、フロントウォ−ル１１とサイドウォ−ル１３の各片、仕切片１４，１５を作製し、該仕切片１４，１５に通孔１８を形成するとともに、高強度かつ高弾性の繊維、実施形態ではＰＢＯ繊維からなるザイロン（登録商標）を所定形状に裁断して、リアウォ−ル１２片を作製する。
【００４０】
そして、フロントウォ−ル１１とリアウォ−ル１２の各片を略馬蹄形状に縫い合わせ、それらの外周縁の間に帯状のサイドウォ−ル１３を縫着し、その内部に前記仕切片１４，１５を縫着して、展開形状がトンネル１の掘削断面より若干大形の馬蹄形の袋状に製作する。
【００４１】
また、前記防護装置１０の上下位置に掃気口２０と排気口２１を貫通形成し、それらの内壁を縫合するとともに、防護装置１０の下部に内部に連通する通気口１９を形成し、その開口部に通気管２２を縫着し、その突出端部に束縛用の紐（図示略）を取り付ける。
更に、前記フロントウォ−ル１１の上部略中央に、紐等の姿勢調整手段２８の一端を取り付け、その下部に防護装置１０の内部に連通する開口部を形成し、その開口縁部にスライドファスナ−２７を取り付け、防護装置１０の内部を開閉可能にする。
【００４２】
このように前記防護装置１０の製作は、柔軟かつ軽量な繊維製の各構成部材を縫着するものであるから、金属等の大重量で剛体の構成部材を裁断し溶接する従来のものに比べて、特別の装置を要することなく容易に製作でき、作業スペ−スのコンパクト化を図れるとともに、製作後の総重量は約４０ｋｇで図６のように適宜折り畳めるから、保管や搬送等の取り扱いが至便になる。
【００４３】
こうして製作した防護装置１０を使用して、トンネル掘削時の発破の防護に使用する場合は、地山２を掘削機械等で掘削し、約３０ｍ〜３５ｍの坑道を形成したところで、図６のように適宜折り畳んだ防護装置１０をその設置位置に搬送する。
【００４４】
前記設置位置は、前回の発破によるずりを搬出し、掘削部内壁に吹付コンクリ−ト３を施工し、またシャフロ−ダ−３４やずり運搬車３５、バッテリ−ロコ３６等の掘削機械を付近に退避させ、防護装置１０を展開し設置可能な坑内スペ−スであって、その直前位置まで前記掘削機械用の軌道３２が敷設されている。
【００４５】
また、次期爆破箇所である新たな切羽８には、ガントリ−ジャンボ３３によって、穿孔と爆薬の装填が完了しており、該切羽８から所定距離、実施形態では切羽８より約３０ｍ〜３５ｍ離間した位置に、前記設置位置が配置されている。この状況は図１２のようである。
【００４６】
前記離間距離は、切羽８の爆破量、装填する爆薬量や性質、トンネル１の掘削断面積等で決定され、安全が確保されれば可及的に短小であることが望ましい。
この後、防護装置１０のクリップ手段を取り外し、防護装置１０を前記設置位置の路面上に広げる。
その際、防護装置１０のフロントウォ−ル１１を上向きにし、該ウォ−ル１１の上端部を切羽８側に向けて展開し、その上に姿勢調整手段２８を表出させて置く。
【００４７】
この後、前記設置現場に予め搬入した送風機２３の吐出部を前記送風管２２に挿入し、これらを前記紐で束縛し接続したところで、前記送風機２３を駆動し、防護装置１０内部に送風する。
このようにすると、前記送風が防護装置１０内部に送り込まれ、これが各仕切片１４，１５の通孔１８に導かれて各小室１６,１７に流入し、該小室１６,１７の容積が漸増し、防護装置１０が膨張して自立しようとする。この状況は図７および図８のようである。
【００４８】
そこで、作業者２９が姿勢調整手段２８の下端部を保持し、これを適宜手前に引いて防護装置１０の自立を促し、更に適宜左右に揺動して、防護装置１０の自立姿勢を修正する。
この状況は図９および図１０のようで、防護装置１０は送風後略く字形状に立ち上がり、更にせり上がって、サイドウォ−ル１３の上部接触部１３ｃが掘削部の天端部に密着し、側部接触部１３ａ，１３ｂが掘削部の両側壁に密着し、下部接触部１３ｄが掘削部のインバ−ト部に密着する。
【００４９】
こうして防護装置１０が略垂直に自立し、サイドウォ−ル１３の全域が掘削部の内壁全周に密着して、前記自立姿勢を保持するとともに、吹付コンクリ−ト３との間を気密に閉塞する。
この場合、前記送風機２３は防護装置１０の自立後も駆動し、防護装置１０内の圧力を略常圧に維持する。
【００５０】
このように防護装置１０は柔軟かつ強靭な繊維で構成され、内部に空気を充填して柔軟に形成されるから、凹凸状のトンネル１内壁に容易かつ速やかに馴染み、かつそれらの接触面積を増大して、前記気密性と自立性を高める。この状況は図４のようである。
しかも、防護装置１０は仕切片１４，１５を介して、略マット状に膨張形成されるから、前記仕切片を設けず膨張形状を規制しないものに比べて、前記密着力が向上し自立性ないし安定性が向上する。
【００５１】
また、防護装置１０は空気を充填し膨張させることで、掘削部の内壁に容易かつ迅速に設置し得るから、鋼板や鉄骨、ボルト・ナットを駆使して設置する従来のものに比べて、設置の手間を大幅に低減でき、工期の短縮と工費の低減を促せる。
発明者の実験では、送風開始から防護装置１０の設置完了までに３分間を要し、従来のものに比べて極めて短時間に設置できることが確認された。
なお、送風機２３は防護装置１０の自立後も駆動し、防護装置１０内の圧力を略常圧に維持する。
【００５２】
こうして、防護装置１０の自立後、掃気管２５と排気管２６を搬入し、それらの管端部を防護装置１０の上下に位置する掃気口２０と排気口２１に差し込み、それらの他端部を隣接の掃気管２５と排気管２６に紐等で接続し、掃気管２５を送風機（図示略）に連通し、排気管２６を集塵機（図示略）に連通させる。
【００５３】
この場合、掃気口２０と排気口２１の内壁は、防護装置１０の自立ないし空気の充填によって外側へ膨出し、掃気管２５と排気管２６を挟持するため、それらを抜け止め確実に保持する。
しかも、掃気管２５と排気管２６は軽量で、その取り付けは単に押し込み作業だけで良くから、これを容易かつ迅速に行なえる。この状況は図１４のようである。
【００５４】
このような状況の下で爆薬９を爆発させると、切羽８の地山２が切り崩され、大量のずり３０が発生し、また爆発音や爆風、飛石、粉塵、後ガス等が発生する
このうち、爆風、粉塵、後ガス等は防護装置１０に遮られて坑口側への流出を阻止され、爆発音は防護装置１０に遮られて坑口側への音圧レベルを低減され、また飛石の一部はリアウォ−ル１２に衝突し、防護装置１０の切羽８側付近に落下する。この状況は図１５および図１６のようである。
【００５５】
発明者の実験では、高さ約５８００ｍｍ、底部幅約４３００ｍｍ、トンネル内空半径約２８００ｍｍ、トンネル側壁下部半径約９４００ｍｍのトンネル１の掘削断面形状（吹付コンクリ−ト内面）に対し、これと略同形状の防護装置１０を製作し、空気充填後の厚さを約１６００ｍｍに設定して、この防護装置１０を切羽８より３０ｍ後方に設置した。
切羽８の爆薬装填状況は、穿孔数９０〜９５、穿孔長２．９ｍ〜３．２ｍ、火薬使用量約１４０ｋｇ〜１５０ｋｇ、単位火薬使用量約１．４６ｋｇ／ｍ³〜１．７４ｋｇ／ｍ³である。
【００５６】
このような条件の下で発破実験を３回行なったが、何れも前記発破による防護装置１０の破損や、飛石の衝突によるリアウォ−ル１２の破損や損傷はなく、また爆風、粉塵、後ガス等は防護装置１０に遮られ坑口側への流出はなかった。
【００５７】
但し、前記爆風によって防護装置１０が坑口側へ約１ｍ移動したことが観測されたが、これによる防護装置１０の破損や前述の機能低下、掃気管２５および排気管２６への影響はなく、移動後も略垂直の自立姿勢を保持していたことが確認された。
このことは、防護装置１０による掘削部への密着ないし閉塞効果が極めて良好であることを示唆している。
【００５８】
発破直後の防護装置１０の状況は図５のようで、切羽８側に面するリアウォ−ル１２が爆風および爆発圧力を受け、内部の充填空気の弾性に抗して押圧されて、後部側の小室１７が押し縮められる。
このため、後部側の小室１７の空気が通孔１８から押し出され、それらの容積が縮小して、リアウォ−ル１２が前方へ押し曲げられ、サイドウォ−ル１３の後方の側部接触部１３ａ，１３ｂが掘削部内壁から離間し、その密着力ないし接触面圧力が低下して、防護装置１０が前方へ移動する。
【００５９】
一方、後部側の小室１７から押し出され空気は、図示のように通孔１８から前部側の小室１７へ流入し、該小室１７の容積を増大させて膨張させる。このため、サイドウォ−ル１３の前方の側部接触部１３ａ，１３ｂが掘削部内壁に接触し、その接触面圧力によって防護装置１０の移動を停止する。
【００６０】
このため、前記前方の側部接触部１３ａ，１３ｂが掘削部内壁に圧迫され、かつ前部側の各小室１７が圧迫されて、内部の充填空気が通孔１８から押し出され、これが後部側の各小室１７へ移動して、各小室１７の容積を回復させ防護装置１０の移動後の自立姿勢を安定させる。
【００６１】
このように、防護装置１０は、発破による爆風や、飛石、粉塵、後ガスから、坑内で退避中の掘削機械３４〜３６等を安全に保護し、しかも前記掘削機械３４〜３６等を、切羽８から差程離間していない防護装置１０付近に安全に退避させるから、この後のずり処理に速やかに取り掛かれる。
【００６２】
また、防護装置１０は発破直後、後部側の小室１７の充填空気を一旦逃がし、また坑口側へ若干移動することで、前記爆風および爆発圧力を吸収かつ緩衝するから、前記爆風および爆発圧力による防護装置１０の負担を軽減し、その破損を未然に防止し得る。
しかも、前記爆風および爆発圧力の影響は、各小室１７に分散され、その伝播速度は充填空気によって抑制されているから、内部を区画せず、したがって前記影響を一時に受けるものに比べ、防護装置１０の破損を未然に防止し、その使用回数や寿命を向上し得る。
【００６３】
更に、前記爆風および爆発圧力による防護装置１０の形状変化が、前記仕切片１４，１５によって規制され、また各小室１７の緩衝作用によって伝播速度が抑制されるから、内部を区画せず、前記影響を一時に受けるものに比べ、リアウォ−ル１２やフロントウォ−ル１１の位置変動が少なく、その分防護装置１０に取り付ける通気管２２や掃気管２５、排気管２６の安定化を図れ、それらの離脱や損傷を未然に防止できる。
【００６４】
そして、発破後、防護装置１０の正常な設置状態を確認したところで、送風機および集塵機（共に図示略）を駆動し、新鮮な空気を掃気管２５へ送り込み、これを防護装置１０の後方から切羽８側に吹き込んで、切羽８と防護装置１０との間に滞留した粉塵や後ガスを動揺し、これを排気管２６側へ押し出す。
一方、前記集塵機によって、排気管２６に押し出された前記粉塵や後ガスを前記集塵機で吸い込み、これを坑外へ搬出する。この状況は図１５のようである。
【００６５】
こうして切羽８と防護装置１０との間に滞留した粉塵や後ガスを取り除き、新鮮な空気を入れ替えたところで、掃気管２５と排気管２６を防護装置１０の掃気口２０と排気口２１から引き抜き、これらを適所へ搬送する。これらの作業は、掃気管２５と排気管２６が軽量で、これらを単に引き抜けば良いから、これを容易かつ速やかに行なえる。
次に、送風機２３の吐出部を通気管２２から引き抜き、送風機２３を適所へ搬送するとともに、スライドファスナ−２７，２７を開操作し、防護装置１０内部の充填空気を排出して、これを収縮し適宜形状に折り畳んで、適所へ搬送する。この状況は図１７のようである。
【００６６】
このように防護装置１０の実質的な取り外しないし撤去は、充填空気の排出と折り畳み作業だけであるから、これを容易かつ速やかに行なえ、従来のように鋼板や鉄骨を除去しボルト・ナットを緩める煩雑な作業や手間がなく、労力の負担も少ない。
発明者の実験では、防護装置１０の撤収に５分間要し、従来のものに比べて極めて短時間に撤収でき、この後のずり処理に速やかに対応できることが確認された。
【００６７】
こうして防護装置１０の撤収後、前記待機中の掘削機械３４〜３６等を運転操作し、ずり処理を行なう。すなわち、シャフロ−ダ−３４でずり３０をずり運搬車３５に積み込み、該運搬車３５をバッテリ−ロコ３６で牽引して所定位置へ搬送して、坑外へ搬出する。この状況は図１８のようである。
【００６８】
このように前記ずり処理は、掘削機械３４〜３６等を切羽８から比較的近い坑内位置で待機させているから、掘削機械３４〜３６等によるずり処理作業位置までの移動を速やかに行なえ、ずり処理の作業効率を向上し得る。
【００６９】
図１９は本発明の応用形態を示し、前述の実施形態の構成部分と対応する部分には、同一の符号を用いている。
この応用形態は、防護装置１０の内部を区画する前記仕切片１４，１５を省略し、構成を簡潔にし、これを安価に製作できるとともに、空気充填後の設置姿勢に自由度を得られ、これを容易に設置し得るようにしている。
【００７０】
なお、前述の実施形態はトンネルの発破式掘削に適用しているが、これに限らず地山２の穴や、地上若しくは地下構造物の穴や坑、室の爆破、または地表での爆破に適用することも可能である。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、防護装置の外面に姿勢調整手段を設け、該手段を介して前記流体の充填時における防護装置の自立姿勢を調整可能にしたから、流体充填時の自立と、その自立姿勢ないし設置位置調整を実現し、その容易かつ正確な設置状態を得られる効果がある。
請求項２の発明は、前記姿勢調整手段を紐または棒材等で形成したから、姿勢調整手段を簡単に構成し、これを容易かつ安価に製作することができる。
【００７２】
請求項３の発明は、前記姿勢調整手段を前記防護装置の上端部に設けたから、姿勢調整手段の使用の容易化と、姿勢調整の容易化を図ることができる。
請求項４の発明は、前記防護装置の内部に複数の仕切板を縦横に設けて複数の小室に区画し、前記仕切板に通孔を形成し、前記各小室を連通可能にしたから、各小室に順次流体を充填して、防護装置を起立させ、起立姿勢の容易化を図るとともに、発破時の圧力を各小室に作用させて分散させ、緩衝効果を増進することができる。
【００７３】
請求項５の発明は、前記防護装置を発破時に爆破部から離間移動可能にしたから、発破時の圧力を緩衝させて、防護装置の破損や損傷を未然に防止することができる。
請求項６の発明は、前記防護装置の側周面の前後方向に、前記被設置部周面の左右の側壁に接触可能な複数の側方接触部を膨出形成し、該側方接触部の内部を前記複数の小室を介して互いに連通可能にしたから、被設置部周面の左右の側壁に接触する複数の側方接触部の接触圧力を順次変化させて、発破時における防護装置の離間移動を促進することができる。
【００７４】
請求項７の発明は、前記防護装置の前後方向に沿う厚さ方向に、排気口および／または掃気口を貫通形成し、前記排気口および／または掃気口の内面を閉塞し、該排気口および／または掃気口に排気管および／または掃気管の一端部を抜き差しかつ挟持可能にしたから、排気管および／または掃気管の取り付けを簡便に行なうことができる。
【００７５】
請求項８の発明は、流体の充填時に、前記防護装置の外面に設けた姿勢調整手段を牽引または揺動操作し、前記防護装置の自立姿勢を調整するから、防護装置の自立とその姿勢を調整でき、これを容易かつ正確に設置することができる。
【００７６】
請求項９の発明は、前記互いに連通可能な複数の小室を有する防護装置に流体を充填し、該防護装置を自立させるから、確実な自立を促し、その姿勢調整を容易に行なうことができる。
請求項１０の発明は、前記流体の充填時に、前記防護装置を略く字形に起立可能にするから、その自立や位置調整ないし調整を容易に行なうことができる。
請求項１１の発明は、発破時に前記防護装置を爆破部から離間移動させるから、発破時の圧力を緩衝させ、その破損や損傷を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を鉄道トンネルの発破式掘削に適用した実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の施工状況を示す斜視図で、発破位置である切羽より所定距離離間した坑内に、本発明に適用した防護装置を設置している状況を示している。
【図３】図２の平面図で、若干縮小して示している。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図で、前記防護装置に対する空気の充填状況を示している。
【図５】前記空気充填後、防護装置の発破による挙動を示す拡大断面図である。
【図６】本発明に適用した防護装置の設置前の折り畳み状況を示す斜視図である。
【図７】本発明に適用した防護装置を施工現場に搬送し、これを展開して通気口に送風機を取り付け、内部に空気を送り込んでいる充填初期の状況を示す斜視図である
【図８】図７の状態から引き続いて空気を送り込み、次第に膨張してきた防護装置の状況を示す斜視図である。
【図９】図８の状態から引き続いて空気を送り込み、自立し始めた防護装置を姿勢調整手段で調整操作している状況を示す斜視図である。
【図１０】図８の状態から引き続いて空気を送り込み、吹付コンクリ−ト内壁に自立させて設置した防護装置の状況を示す正面図である。
【図１１】本発明に適用した防護装置の設置現場の状況を示す斜視図で、前記設置現場付近に軌道が敷設され、該軌道にガントリ−ジャンボと、ずり処理機等であるシャフロ−ダ−、ずり運搬車、バッテリ−ロコ、チェリ−ピッカ−、電源台車等が走行可能に置かれている。
【図１２】本発明に適用した防護装置の設置前の状況を示す正面図で、設置位置付近に前記ずり処理機等が退避している。
【図１３】図１２の状態から前記防護装置の設置状況を示す正面図で、前記防護装置に送風機を取り付けている。
【図１４】図１３の状態から前記防護装置の設置後、該防護装置に掃気管と排気管を取り付けた状況示す正面図である。
【図１５】図１３の状態から切羽を発破した状況示す正面図である。
【図１６】図１３の切羽の発破後、切羽が切り崩されてずりが発生し、また粉塵や後ガスが発生し、粉塵等が切羽と防護装置の間に滞留し、この直後に掃気管に空気が送り込まれ、前記粉塵等が排気管に押し出されている状況を示す正面図である。
【図１７】図１６の状態から前記粉塵等が取り除かれ、清浄な環境が回復された後、防護装置から掃気管と排気管とが取り外し、防護装置の空気を排出して折り畳み、これを撤収している状況示す正面図である。
【図１８】図１７の状態から退避していたずり処理機等をずり位置へ移動し、ずり処理している状況を示す正面図である。
【図１９】本発明に適用した防護装置の応用形態による設置状況を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
２地山
３吹付コンクリ−ト
１０防護装置
１１フロントウォ−ル
１２リアウォ−ル
１３サイドウォ−ル
１３ａ，１３ｂ側方接触部（凸部）
２６排気管
２８姿勢調整手段
３４ずり処理機等（シャフロ−ダ−）
３５ずり処理機等（ずり運搬車）
３６ずり処理機等（バッテリ−ロコ）

Claims

全域に流体を充填可能な柔軟な略衝立状の防護装置を設け、該防護装置の外周面を閉合形断面の被設置部周面に密着可能に設け、該被設置部空間を閉塞可能にした発破等の防護装置において、前記防護装置の外面に姿勢調整手段を設け、該手段を介して前記流体の充填時における防護装置の自立姿勢を調整可能にしたことを特徴とする発破等の防護装置。
前記姿勢調整手段を紐または棒材等で形成した請求項１記載の発破等の防護装置。
前記姿勢調整手段を前記防護装置の上端部に設けた請求項１記載の発破等の防護装置。
前記防護装置の内部に複数の仕切板を縦横に設けて複数の小室に区画し、前記仕切板に通孔を形成し、前記各小室を連通可能にした請求項１記載の発破等の防護装置。
前記防護装置を発破時に爆破部から離間移動可能にした請求項１または請求項４記載の発破等の防護装置。
前記防護装置の側周面の前後方向に、前記被設置部周面の左右の側壁に接触可能な複数の側方接触部を膨出形成し、該側方接触部の内部を前記複数の小室を介して互いに連通可能にした請求項５記載の発破等の防護装置。
前記防護装置の前後方向に沿う厚さ方向に、排気口および／または掃気口を貫通形成し、前記排気口および／または掃気口の内面を閉塞し、該排気口および／または掃気口に排気管および／または掃気管の一端部を抜き差しかつ挟持可能にした請求項１記載の発破等の防護装置。
全域に流体を充填可能な柔軟な略衝立状の防護装置を、閉合形断面の被設置部周面の所定位置へ移動し、前記防護装置に流体を充填して膨出形成し、その側周面を前記被設置部周面に密着し、かつ被設置部空間を閉塞可能に設置する発破等の防護装置の使用方法において、前記流体の充填時に、前記防護装置の外面に設けた姿勢調整手段を牽引または揺動操作し、前記防護装置の自立姿勢を調整することを特徴とする発破等の防護装置の使用方法。
前記互いに連通可能な複数の小室を有する防護装置に流体を充填し、該防護装置を自立させる請求項８記載の発破等の防護装置の使用方法。
前記流体の充填時に、前記防護装置を略く字形に起立可能にする請求項９記載の発破等の防護装置の使用方法。
発破時に前記防護装置を爆破部から離間移動させる請求項９記載の発破等の防護装置の使用方法。