JP4644049B2 - Ventilation method and ventilation device - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル内の空気の換気を行う換気方法と、これに使用する換気装置に関する。 The present invention relates to a ventilation method for ventilating air in a tunnel and a ventilation device used therefor.
トンネル工事では、地山の切削に伴い発生する粉塵や地山から発生するガス等の排出や酸欠の防止等を目的として、換気を行っている。また、シールド工事では、シールドマシンの後続設備(油圧ユニット等)から発生する熱により、切羽近傍の作業箇所が高温となるため、坑口側から新鮮な空気を切羽に送気することにより、作業箇所の冷却を行う場合がある。 In tunnel construction, ventilation is carried out for the purpose of discharge of dust and gas generated from cutting of natural ground and prevention of oxygen deficiency. In shield construction, the work location near the face becomes hot due to the heat generated from the subsequent equipment (hydraulic unit, etc.) of the shield machine, so the fresh air is sent from the wellhead side to the face. May be cooled.
ところが、例えば、ガス等を含有した地山におけるシールド工事において、作業箇所の冷却を目的として送気を行うと、切羽において地山の切削により発生したガスがトンネル内全長にわたって拡散されてしまい、作業環境の悪化が懸念される。同様に、粉塵が発生するトンネルにおける切羽への送気も、送気された空気が切羽から坑口側へ流れることにより、粉塵がトンネル内全長にわたって拡散される場合がある。 However, for example, in shield construction in a natural ground containing gas etc., if air is supplied for the purpose of cooling the work location, the gas generated by cutting the natural ground in the face is diffused over the entire length of the tunnel, There are concerns about environmental deterioration. Similarly, in the air supply to the face in the tunnel where dust is generated, there is a case where the dust is diffused over the entire length of the tunnel by the air sent from the face to the wellhead side.
このため、従来、ガスや粉塵等が発生するトンネル工事において、これらのガスや粉塵等のトンネル内への拡散を防止することが可能な換気装置として、図4に示すように、切羽Kに送気ファン105により送風された外気を送気する送気管102aと、排気ファン104a,104bにより吸引されたトンネルT内の空気PaをトンネルT外へ排気する排気管102bとを備える換気装置101が開示されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、図4における符号103は、排気するトンネルT内の空気Paの収集箇所を作業箇所AまたはトンネルTの中間部とする切り替えを行う切替ダンパである。
ところが、従来の換気装置101は、限られたトンネルTの内空断面に、送気管102aと排気管102bと複数本の管路を配管する必要があり、複数の建設機械が輻輳するトンネル工事の妨げとなる場合があった。
However, the
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、トンネル断面内における占有面積を最小限に抑えた簡易な設備のみでトンネル内の換気を行うことを可能とした換気方法と、この換気方法に使用する換気装置を提案することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a ventilation method that makes it possible to ventilate a tunnel with only simple equipment that minimizes the occupied area in the tunnel cross section. An object of the present invention is to propose a ventilation device used for this ventilation method.
前記課題を解決するために、本発明の換気方法は、一方の端部が作業箇所の近傍に位置し、他方の端部が前記作業箇所から坑口側へ所定延長離れた箇所に位置するように配管された風管を介して前記作業箇所への送気と、前記作業箇所からの排気を行う換気方法であって、有害物質除去時は、前記風管内の空気の流れを切羽側から坑口側方向とすることで、前記作業箇所の空気を前記風管の一方の端部から取り込み、通常時は、前記風管内の空気の流れを坑口側から切羽側方向とすることで、前記風管の他方の端部から取り込んだ空気を前記作業箇所へ送気することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the ventilation method of the present invention is such that one end is located in the vicinity of the work site and the other end is located at a location that is a predetermined extension away from the work site toward the wellhead. A ventilation method for supplying air to and exhausting from the work location via a piped pipe, and when removing harmful substances, the air flow in the wind pipe is changed from the face side to the wellhead side. By taking the direction, the air of the work location is taken in from one end of the wind pipe, and in normal times, the air flow in the wind pipe is changed from the wellhead side to the face side, so that the wind pipe It is characterized in that air taken in from the other end is supplied to the work location.
かかる換気方法は、同一の風管を利用して、有害物質除去時の作業箇所の空気の換気と通常時のトンネル内の空気の換気とを行うため、送気用、排気用の配管をそれぞれ行うことなく、最小の配管により、効果的にトンネル内の換気を行うため、トンネル施工に支障をきたすことがなく、好適である。なお、本明細書において、「有害物質除去時」とは、トンネルの掘進に伴い発生する有害物質(ガスや粉塵等)の濃度が所定の濃度を超えた際に、作業箇所の有害物質を含有する空気を、トンネル外または坑口側の有害物質を含有していない空気と置換する状況時を示し、「通常時」とは、それ以外のトンネル施工状況時を示す。 This ventilation method uses the same wind pipe to ventilate the work site when removing harmful substances and ventilate the air inside the tunnel during normal operation. Without tunneling, the tunnel is effectively ventilated with a minimum number of pipes, which is suitable without causing any trouble in tunnel construction. In this specification, “at the time of removing harmful substances” means that when the concentration of harmful substances (gas, dust, etc.) generated during tunnel excavation exceeds the specified concentration, The time when the air to be replaced is replaced with air that does not contain harmful substances outside the tunnel or on the wellhead side, and “normal time” indicates the other tunnel construction status.
また、前記有害物質除去時に、前記風管の他方の端部近傍からトンネル外へと配管された排気管を介して、前記風管の一方の端部から取り込んだ前記作業箇所の空気をトンネル外へと排気すれば、作業箇所において発生した有害物質をトンネル内に拡散させることなく、外部へと排出するため、快適な労働環境を保持することが可能となる。 Further, when removing the harmful substances, the air at the work location taken from one end of the wind pipe is removed from the outside of the tunnel through an exhaust pipe piped from the vicinity of the other end of the wind pipe to the outside of the tunnel. If the exhaust gas is exhausted to the outside, harmful substances generated at the work site are discharged to the outside without being diffused into the tunnel, so that a comfortable working environment can be maintained.
さらに、前記通常時に、前記排気管が前記風管の他方の端部よりも切羽側のトンネル内の空気を取り込んでトンネル外へと排気すれば、トンネル内において、風管の前後において空気が循環することがない。つまり、トンネルの切羽側から坑口側に流れてきた空気を排気管を介してトンネル外へと排出することで、風管が坑口側から切羽側方向に流れてきた空気を取り込んで、トンネル延長全体の換気が可能となる。 Further, if the exhaust pipe takes in the air in the tunnel closer to the face than the other end of the wind pipe and exhausts it outside the tunnel at the normal time, the air circulates before and after the wind pipe in the tunnel. There is nothing to do. In other words, the air that flows from the tunnel face side to the wellhead side is exhausted to the outside of the tunnel through the exhaust pipe, so that the wind pipe takes in the air that flows from the wellhead side to the face side, and the entire tunnel extension Ventilation is possible.
また、本発明の換気装置は、一方の端部が作業箇所の近傍に位置し、他方の端部が前記作業箇所から坑口側へ所定延長離れた箇所に位置するように配管された風管と、有害物質除去時に前記風管を介して前記作業箇所の空気を吸気する第一の送風機と、通常時に前記風管を介して前記作業箇所に坑口側の空気を送気する第二の送風機と、前記有害物質除去時に前記風管と前記第一の送風機とを連通させて、前記通常時に前記風管と前記第二の送風機とを連通させる切替手段とを備えることを特徴としている。 Further, the ventilator according to the present invention includes a wind pipe that is piped so that one end is located in the vicinity of the work place and the other end is located at a predetermined distance away from the work place toward the wellhead. A first blower that sucks in air at the work location via the wind pipe when removing harmful substances, and a second blower that sends air on the wellhead side to the work location via the wind pipe at normal time; And a switching means for communicating the wind tube and the first blower at the time of removing the harmful substance, and for communicating the wind tube and the second blower at the normal time.
かかる換気装置は、限られた空間内において複数の機器設備が輻輳するトンネル工事において、一本の風管により作業箇所への送気と作業箇所からの排気を行う装置である。この換気装置によると、限られたトンネルの内空断面内の換気装置による占有面積を最小限に抑えるが可能となるので、トンネルの施工の妨げとならない。また、作業箇所において、ガスや粉塵等の有害物質の濃度が許容値を超えた場合には、有害物質を含有する空気を風管を介して吸気し、それ以外の通常時には坑口側から新鮮な空気を風管を介して送気するため、快適な作業環境を保持することが可能となる。 Such a ventilator is a device that supplies air to a work site and exhausts air from the work site by a single wind pipe in tunnel construction where a plurality of equipment facilities are congested in a limited space. According to this ventilator, it is possible to minimize the area occupied by the ventilator in the inside section of the limited tunnel, so that it does not hinder the construction of the tunnel. In addition, if the concentration of harmful substances such as gas or dust exceeds the allowable value at the work location, air containing harmful substances is sucked in through the wind pipe, and fresh air from the wellhead side at other times. Since air is supplied through the wind pipe, a comfortable working environment can be maintained.
また、前記換気装置が、前記第一の送風機が吸気した空気をトンネル外へと排気することが可能となるように、一方の端部がトンネル内であって前記風管よりも坑口側に位置し、他方の端部が前記トンネル外に位置するように配管された排気管を備えていれば、有害物質除去時において作業箇所から吸気した有害物質を含有する空気を、トンネル内に拡散させることなく、排気するため、トンネル内の作業環境が維持されて、好適である。 Further, the ventilator is located at one end portion in the tunnel and closer to the wellhead than the wind pipe so that the air taken in by the first blower can be exhausted outside the tunnel. However, if the exhaust pipe piped so that the other end portion is located outside the tunnel, the air containing the harmful substance sucked from the work place at the time of removing the harmful substance is diffused into the tunnel. In order to exhaust the air, the working environment in the tunnel is maintained, which is preferable.
また、前記換気装置における前記通常時の前記第一の送風機の吸気口が、前記第二の送風機の吸気口の近傍であって切羽側に配置されていれば、通常時に第二の送風機よりも切羽側のトンネル内の空気を第一の送風機が吸気することが可能となり、トンネル内の空気が循環されることがなく、常時新鮮な空気が作業箇所に送気されるため、好適である。 In addition, if the intake port of the first blower at the normal time in the ventilation device is located near the intake port of the second blower and on the face side, the normal blower than the second blower at the normal time The first blower can suck the air in the tunnel on the face side, so that the air in the tunnel is not circulated and fresh air is always sent to the work site, which is preferable.
また、前記換気装置における前記通常時の前記第一の送風機の吸気口が、トンネル掘削に伴う後続設備よりも坑口側に配置されていれば、高温を発熱する油圧ユニット等の後続設備により熱せられた空気は、第一の送風機により吸気されて、トンネル外へと排気されるため、トンネル内の温度が高温となることがなく、作業環境の悪化を防止することが可能となり好適である。 Further, if the intake port of the first blower at the normal time in the ventilator is arranged on the wellhead side with respect to the subsequent facility associated with tunnel excavation, it is heated by the subsequent facility such as a hydraulic unit that generates high temperature. Since the air is sucked by the first blower and exhausted to the outside of the tunnel, the temperature in the tunnel does not become high, and the working environment can be prevented from deteriorating, which is preferable.
また、前記換気装置によれば、前記切替手段、前記第一の送風機および前記第二の送風機がトンネル掘削に伴う後続設備の坑口側に配置されるため、トンネル施工に伴う後続設備等、各種機器設備が移動する区間においては、当該換気装置がトンネル内空断面において占有する面積は風管の分のみのため、トンネルの施工に支障をきたすことがない。
さらに、本発明の換気装置は、設備が簡易なため、換気装置の材料費が安価である。
In addition, according to the ventilator, the switching means, the first blower, and the second blower are arranged on the wellhead side of the subsequent equipment accompanying tunnel excavation, so various equipment such as the subsequent equipment accompanying tunnel construction In the section where the equipment moves, the area occupied by the ventilation device in the air cross section in the tunnel is only for the wind pipe, so that the construction of the tunnel is not hindered.
Furthermore, since the ventilator of the present invention has simple facilities, the material cost of the ventilator is low.
本発明の換気方法と換気装置により、トンネル断面内における占有面積を最小限に抑えた簡易な設備によりトンネル内の換気を行うことが可能となった。 With the ventilation method and the ventilation device of the present invention, it is possible to ventilate the tunnel with simple equipment that minimizes the occupied area in the tunnel cross section.
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図1は、本実施形態に係る換気装置の全体を示す側面図であって、(a)は通常時、(b)は有害物質除去時を示している。また、図2は、前記換気装置の一部分を示す拡大図であって、(a)は図1(a)のX部分、(b)は図1(b)のY部分を示している。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
Here, FIG. 1 is a side view showing the entire ventilator according to the present embodiment, where (a) shows a normal time and (b) shows a harmful substance removal time. 2 is an enlarged view showing a part of the ventilator, wherein (a) shows an X portion of FIG. 1 (a) and (b) shows a Y portion of FIG. 1 (b).
本実施形態では、シールド機Mによる地山の切削に伴いシールド機Mの後方においてセグメントMbを組み立てることによりトンネルTを構築するシールドトンネル工法によるトンネル掘進について、作業箇所Aの冷却およびトンネルT内の換気を目的として本発明の換気装置1を使用した場合について説明する(図1(a)および(b)参照)。 In the present embodiment, for tunnel excavation by the shield tunneling method in which the tunnel T is constructed by assembling the segment Mb behind the shield machine M as the ground is cut by the shield machine M, the cooling of the work site A and the inside of the tunnel T are performed. The case where the ventilator 1 of the present invention is used for the purpose of ventilation will be described (see FIGS. 1A and 1B).
図1(a)に示すように、本実施形態に係る換気装置1は、シールド機M(切羽K)の近傍からシールド機Mの後続設備Maの立坑S(坑口)側まで配管された風管2と、トンネルT内の空気である坑内空気PaをトンネルT外へ排気するための風力を付与する換気ファン(第一の送風機)4と、シールド機Mに立坑S側から吸気した坑外空気Faを送気するための風力を付与する送気ファン(第二の送風機)5と、風管2の立坑S側の端部に接続された切替手段である切替ダンパ3とを備えている。
As shown to Fig.1 (a), the ventilation apparatus 1 which concerns on this embodiment is the wind pipe piped from the vicinity of the shield machine M (face K) to the shaft S (wellhead) side of the succeeding equipment Ma of the
なお、本実施形態では、図示しないガスセンサがシールド機Mに設置されており、切羽Kから流出したガスの濃度を検出する。このガスセンサは、シールド機Mの後方に配置された操作部McおよびトンネルTの坑外の所定の箇所に設置された図示しない管理室に接続されており、ガスの検出濃度が所定値を超えた時にガス検出信号を送信するように構成されている。 In the present embodiment, a gas sensor (not shown) is installed in the shield machine M and detects the concentration of gas flowing out from the face K. This gas sensor is connected to an operation section Mc disposed behind the shield machine M and a control room (not shown) installed at a predetermined location outside the tunnel T, and the detected gas concentration exceeds a predetermined value. Sometimes configured to transmit a gas detection signal.
風管2は、断面形状が円形形状の鋼管により構成されており、トンネルT断面内の上部に配置されている。風管2の内径は、トンネルT内の換気が効率的に行われる大きさであればよく、トンネルTの内空断面の形状に応じて適宜設定すればよい。また、風管2の断面形状は円形に限定されるものではなく、例えば矩形状に形成されていてもよいことはいうまでもない。また、本実施形態では、何らかの衝撃による風管2の変形防止や設置の容易性を考慮して、鋼管により風管2を構成するものとしたが、風管2を構成する材質は限定されるものではなく、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。さらに、風管2の設置箇所は、トンネル施工に支障をきたすことがない位置であれば、トンネルT断面内の上部に限定されるものでない。
The
切替ダンパ3は、換気ファン4または送気ファン5の風管2との連通(接続)の切り替えを行うものであり、図2(a)に示すように、切替弁31を備えた本体部30と、風管2に接続する第一の補助管32と、換気ファン4に接続する第二の補助管33と、送気ファン5に接続する第三の補助管34とから構成されている。
The switching
本体部30は、図2(a)および(b)に示すように、鋼板を組み合わせることにより箱型に形成されており、切羽K(図1参照)側に第一の補助管32、立坑S(図1参照)側に第二の補助管33、下面に第三の補助管34がそれぞれ接続されている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
切替弁31は、風管2(第一の補助管32)と換気ファン4(第二の補助管33)とを遮断しつつ坑内空気Paの空気孔(吸気口)33aから換気ファン4への流入を許容し、かつ、風管2と送気ファン5(第三の補助管34)とを連通する状態と、風管2と換気ファン4とを連通しつつ坑内空気Paの空気孔33aから換気ファン4への流入を遮断し、かつ、風管2と送気ファン5とを遮断する状態を切り替えるものである。本実施形態では、本体部30の第二の補助管33と第三の補助管34との角部を軸として回転可能に取り付けられており、この軸を挟んで2枚の羽がそれぞれ反対方向に延設されている。
The change-over
切替ダンパ3は、通常時においては、図2(a)に示すように、切替弁31の羽が上下方向に配置されて、本体部30と第二の補助管33との接続を遮断し、本体部30と第三の補助管34との接続を開放(連通)する。
一方、有害物質除去時においては、図2(b)に示すように、切替弁31の羽が横方向に配置されて、本体部30と第二の補助管33との接続を開放(連通)し、本体部30と第三の補助管34との接続を遮断する。
As shown in FIG. 2 (a), the switching
On the other hand, at the time of removing harmful substances, as shown in FIG. 2B, the wings of the switching
第一の補助管32は、風管2と切替ダンパ3とを接続するための管路であって、断面形状が円形の鋼管により構成されている。第一の補助管32の本体部30への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行う。また、第一の補助管32の風管2への接続は、図示しないシール材を介在させた状態で、第一の補助管32の先端を風管2へ挿入した後、ボルト接合等により行う。なお、第一の補助管32の形状や材質は限定されるものではなく、例えば断面が矩形状に形成されていてもよい。また、第一の補助管32と風管2との接続方法は限定されるものではなく、例えば公知の取付手段を介して取り付ける方法や溶接接合等により行ってもよい。
The first
第二の補助管33は、切替ダンパ3と換気ファン4とを接続するための管路であって、断面矩形状の鋼管により構成されている。第二の補助管33の下面には、切替弁31の一方の羽に対応する位置に空気孔(吸気口)33aが形成されている。また、第二の補助管33と本体部30との接続部は、切替弁31の他方の羽により遮断可能に構成されている。
第二の補助管33の本体部30への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行う。また、第二の補助管33の換気ファン4への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、公知の図示しない取付手段を介して行うものとする。なお、第二の補助管33の形状や材質は前記のものに限定されるものではないことはいうまでもない。
The second
Although the connection method to the main-
第三の補助管34は、切替ダンパ3と送気ファン5とを接続するための管路であって、断面矩形状で、90°の曲がり管である鋼管により構成されている。なお、第三の補助管34と本体部30との接続部は、切替弁31の他方の羽により遮断可能に構成されている。
第三の補助管34の本体部30への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行う。また、第三の補助管34の送気ファン5への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、公知の図示しない取付手段を介して行うものとする。なお、第三の補助管34の形状や材質は前記のものに限定されるものではないことはいうまでもない。
The third
Although the connection method to the main-
換気ファン4は、切替ダンパ3の立坑S側に接続されて、トンネルT内から立坑S(トンネルT外)方向への風力を付与する送風機(第一の送風機)であり、トンネルT内の坑内空気PaをトンネルT外へと排気可能に構成されている。換気ファン4の切羽K側は、第二の補助管を介して切替ダンパ3と接続されており、換気ファン4の立坑S側は、排気管41を介してトンネル外へ通じている。なお、排気管41は、立坑S外において、図示しない処理装置に接続されており、トンネルTの坑内において有害物質が発生した場合において、汚染物質を含有する坑内空気Paが拡散することを防止する。また、排気管41は、トンネルTの掘進に伴い延長可能に構成されている。
The ventilation fan 4 is a blower (first blower) that is connected to the shaft S side of the switching
送気ファン5は、切替ダンパ3(第三の補助管34)の立坑S側に接続されて、トンネルTの立坑S側から新鮮な空気を風管2を介してシールド機M(切羽K)近傍の作業箇所Aに送風する送風機(第二の送風機)である。送気ファン5の坑外空気Faの取り込み口(吸気口)は、第二の補助管33の空気孔33aよりも立坑S(坑口)側にある。
The
次に、図面を参照して、本実施形態の換気装置1によるトンネルTの換気方法について説明する。 Next, with reference to drawings, the ventilation method of the tunnel T by the ventilation apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
シールド工法によるトンネル施工は、シールド機Mの油圧ユニットなどの後続設備Maから発する高温により、シールド機M近傍に作業箇所Aの温度が高温となるため、通常時は、作業箇所に立坑側から新鮮な坑外空気Faを送気することにより、作業箇所Aの冷却を図る。 The tunnel construction by the shield method is because the temperature of the work site A near the shield machine M becomes high due to the high temperature generated from the subsequent equipment Ma such as the hydraulic unit of the shield machine M. The work site A is cooled by supplying the outside air Fa.
通常時における、作業箇所Aへの坑外空気Faの送気は、図1(a)に示すように、後続設備Maよりも立坑S側に配設された送気ファン5により、後続設備Maにより過熱される前の空気を取り込むことにより行う。送気ファン5の吸引力により、立坑SのトンネルTの坑口から送気ファン5方向の坑外空気Faの空気の気流が形成される。送気ファン5により取り込まれた坑外空気Faは、風管2を介して作業箇所Aに送風される。
そして、作業箇所Aへ送風された坑外空気Faは、トンネルTの坑内を通って立坑S方向へと送気されて、シールド機M(切羽K)から後続設備Ma間を冷却する。そして後続設備Maを通過した後、換気ファン4により、排気管41を介して、立坑Sの外部へと送気される(図1(a)の符号Pa参照)。つまり、トンネルTの切羽Kから換気ファン4方向への空気の気流が形成される。
As shown in FIG. 1A, the supply of the outside air Fa to the work location A in the normal time is performed by the subsequent equipment Ma by the
Then, the outside air Fa Fa blown to the work location A is sent in the direction of the shaft S through the inside of the tunnel T and cools between the shield machine M (face K) and the subsequent equipment Ma. Then, after passing through the succeeding equipment Ma, the air is sent to the outside of the shaft S through the
この時、切替ダンパ3は、図2(a)に示すように、切替弁31が風管2と換気ファン4とを遮断し、風管2と送気ファン5とを連通させた状態で、上下方向に配置されている。このため、送気ファン5により吸気された坑外空気Faは、風管2を介して作業箇所Aへと送気される。一方、切替弁31により、第2の補助管33の空気孔33aが開放されるため、換気ファン4により、トンネルT内の坑内空気Paがこの空気孔33aを介して回収される。
At this time, as shown in FIG. 2A, the switching
トンネルTの掘進に伴い、切羽Kから流出したガスの濃度が所定値を超えた場合(有害物質除去時)は、図1(b)に示すように、風管2により作業箇所Aの坑内空気Paを回収して排気管41を介してトンネルT外へと排気する。この時、坑内空気Paの吸気は、換気ファン4により行われ、送気ファン5の作動を停止する。坑内空気Paは、風管2および排気管41内を通って排気されるため、トンネルT内にガスが拡散されることがない。
When the concentration of the gas flowing out from the face K exceeds a predetermined value as the tunnel T is dug (when removing harmful substances), as shown in FIG. Pa is collected and exhausted out of the tunnel T through the
有害物質除去時のトンネルT内の空気の気流は、図1(b)に示すように、作業箇所Aでの吸気により、トンネルT内の空気は切羽K方向に流れるため、立坑Sから流入する坑外空気Faは、切羽K方向へと流れた後、風管2により吸気される。
As shown in FIG. 1B, the airflow in the tunnel T at the time of removing harmful substances flows from the shaft S because the air in the tunnel T flows in the direction of the face K due to the intake air at the work location A. After the mine air Fa flows in the face K direction, it is sucked in by the
有害物質除去時における切替ダンパ3は、図2(b)に示すように、切替弁31が、風管2と送気ファン5とを遮断および第2の補助管33の空気孔33aを閉塞し、風管2と換気ファン4とを連通させるように、横方向に配置されている。このため、換気ファン4の作動により、風管2の先端における吸引力を付与し、作業箇所Aの坑内空気Paの吸気が可能となる。そして、作業箇所Aから吸気された坑内空気Paは、換気ファン4を介して排気管41によりトンネルT外へと排出される。排気管41は、立坑S外において、図示しない処理装置に接続されているため、ガスを含有した坑内空気Paは、この処理装置により無害化処理が施された後、放出される。
As shown in FIG. 2 (b), the switching
なお、本実施形態では、シールド機Mに設置された図示しないガスセンサがガスの濃度を検出することにより、通常時と有害物質除去時との切り替えを行う。
切羽Kから流出したガスの濃度が所定濃度を超えた場合は、シールド機Mに設置された図示しないガスセンサが反応して、操作部Mcまたは管理室へと信号を発信する。操作部Mcまたは管理室にてガス検出の信号を確認した作業員は、切替ダンパ3を操作して風管2と換気ファン4とを連通させる。
In the present embodiment, a gas sensor (not shown) installed in the shield machine M detects the gas concentration to switch between normal time and harmful substance removal.
When the concentration of the gas flowing out from the face K exceeds a predetermined concentration, a gas sensor (not shown) installed in the shield machine M reacts to send a signal to the operation unit Mc or the management room. The worker who has confirmed the gas detection signal in the operation unit Mc or the management room operates the switching
ここで、切替ダンパ3の操作は、ガスセンサによるガスの検出結果により自動的に行う構成としてもよい。つまり、ガスセンサがガス検出の信号を管理室へと送信すると、管理室のコンピュータ(図示省略)がこの信号を受信し、切替ダンパ3の操作盤(図示省略)に切替弁31の操作信号を送信することで、切替ダンパ3の制御を行う構成としてもよい。
また、シールド機Mにガスセンサを設置することなく、作業箇所Aに設置されたガス検出装置により作業員がガス測定を随時行い、手動により切替ダンパ3を操作してもよく、切替ダンパ3の制御方法は、限定されるものではない。
Here, the operation of the switching
In addition, without installing a gas sensor in the shield machine M, an operator may perform gas measurement at any time using the gas detection device installed in the work location A, and may manually operate the switching
本実施形態の換気装置1は、切替ダンパ3を操作することにより、1本の風管2による有害物質除去時における作業箇所の有害物質の除去、通常時における作業箇所の冷却を行うことを可能としているため、シールド機Mから後続設備Maまでの区間には、1本の風管2のみが配管されるのみで、設備が簡易である。また、後続設備Maから立坑Sまでの区間に関しても、換気装置1に係る配管は排気管41のみで、トンネルTの内空断面に対する占有面積が小さく、簡易である。そのため、様々な資材や機器設備が輻輳するトンネルT内において、換気設備1がトンネルTの掘進作業に支障をきたすことがない。
また、トンネルTの掘進に伴う換気装置1の延長も、風管2または排気管41の延長を行うのみですむため、作業が容易で、短時間で行うことが可能である。
By operating the switching
Further, the extension of the ventilation device 1 accompanying the excavation of the tunnel T only requires the extension of the
また、有害物質除去時は、有害物質を含有した坑内空気Paを風管2および排気管41を通して排気するため、トンネルT坑内有害物質が拡散されることがなく、作業環境の悪化を防止することが可能となる。一方、通常時は、坑外空気Faを、高熱を発する後続設備Maを通過させることなく、風管2を介して作業箇所Aまで送気するため快適な作業環境を維持することを可能としている。また、この坑外空気Faは、作業箇所Aからトンネル坑内を通過した後、後続設備Maを冷却した直後に換気ファン4により排気管41を介して排気されるため、後続設備Maにより熱せられた空気がトンネルT内に充満することがない。
Also, when removing harmful substances, the underground air Pa containing harmful substances is exhausted through the
また、換気装置1による空気の気流は、風管2および排気管41により、立坑Sから切羽K方向への気流と、切羽Kから立坑S方向への気流が分断されているため、トンネルT内に坑内空気Paが滞留することがなく、常時、トンネルT内の空気の換気が完全に行われる。
つまり、通常時における坑外空気Faと坑内空気Paの流れは、図1(a)に示すように、トンネルTの坑口から流入してきた坑外空気Faが、送気ファン5により取り込まれて風管2を介して作業箇所Aへ送気される。風管2により作業箇所Aへ放出された坑外空気Faは、坑内空気Paとして立坑S方向へトンネルTの坑内を通って流れる。そして、後続設備Ma近傍を通過することにより熱せられた坑内空気Paは、後続設備Maの立坑S側近傍に配置された空気孔33aから換気ファン4に取り込まれて、排気管41を介してトンネルT外へと排気される。一方、有害物質除去時における坑外空気Faと坑内空気Paの流れは、図1(b)に示すように、作業箇所Aの有害物質を含有する坑内空気Paが風管2を介して換気ファン4により取り込まれ、排気管41を介してトンネルT外へと排気される。このとき、風管2の先端における換気ファン4の吸引力により、トンネルTの坑内の空気の流れは、立坑Sから切羽K方向に流れている。
In addition, since the airflow from the ventilation device 1 is divided by the
In other words, the flow of the outside air Fa and the inside air Pa at the normal time is such that the outside air Fa flowing in from the tunnel mouth of the tunnel T is taken in by the
また、ガスは、作業箇所Aの近傍に配設された風管2により速やかに吸い込まれて、排気管41を介して排気されるため、トンネルT内にガスが拡散することがない。
また、有害物質除去時におけるトンネルT内の空気の気流は、風管2を介した換気ファン4による吸引力のみにより発生するため、ガスを含有した坑内空気PaがトンネルTの坑内を逆流することがなく、全て風管2に取り込むことが可能となり、ガスによる汚染領域に拡散を確実に防止することが可能となる。
Further, since the gas is quickly sucked in by the
Moreover, since the airflow in the tunnel T at the time of removing harmful substances is generated only by the suction force by the ventilation fan 4 through the
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態では、シールド工法によるトンネル施工時に、本発明の換気装置を適用するものとしたが、例えば山岳工法、推進工法またはTBM工法に使用してもよく、本発明の換気装置が適用可能なトンネル施工工法は限定されるものではないことはいうまでもない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the above-described constituent elements can be appropriately changed in design without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the ventilation device of the present invention is applied at the time of tunnel construction by the shield method. It goes without saying that possible tunnel construction methods are not limited.
また、前記実施形態の換気装置1は、図3(a)に示すように、一つの切替ダンパ3からなる切替手段により、通常時には風管2と送気ファン5とを連通させるとともに換気ファン4と空気孔33aとを連通し、有害物質除去時には風管2と換気ファン4とを連通させて風管2と送気ファン5とが遮断する構成であったが、切替ダンパの数および構成は限定されるものではない。つまり、複数の切替ダンパにより、風管2内の空気の流れの方向を制御する構成としてもよい。例えば、図3(b)に示す換気装置10のように、有害物質除去時には風管2と換気ファン4とを連通させて通常時には遮断する第一切替ダンパ3aと、有害物質除去時には換気ファン4と空気孔33aとを遮断して通常時には連通させる第二切替ダンパ3bと、有害物質除去時には風管2と送気ファン5とを遮断して通常時に連通させる第三切替ダンパ3cとの3つの切替ダンパからなる切替手段3’を備えていてもよい。
Further, as shown in FIG. 3A, the ventilator 1 of the above-described embodiment causes the
また、前記実施形態の換気装置1は、図3(a)に示すように、有害物質除去時に風管2内の空気の流れを切羽K側から立坑S側へとする換気ファン4と、通常時に風管2内の空気の流れを立坑S側から切羽K側へとする送気ファン5と、二つの送風機を配置する構成としたが、例えば、図3(c)に示す換気装置11のように、正逆2方向に風力を付与することが可能な送風機4’を使用すれば、1台の送風機を配置するのみでよく、通常時と有害物質除去時における風管内の空気の流れの方向を変更させることが可能であれば、送風機の数は限定されるものではない。
Further, as shown in FIG. 3 (a), the ventilation device 1 of the above embodiment includes a ventilation fan 4 that changes the flow of air in the
また、前記実施形態の換気装置1は、図3(a)に示すように、換気ファン4により吸気された坑内空気を排気管41を介してトンネルT外へと排気する構成としたが、例えば、図3(d)に示す換気装置12ように、換気ファン4が、坑口またはトンネルT外に配置されて、直接トンネルT外へ排気することが可能であれば、排気管41は必要としないことはいうまでもない。
Further, as shown in FIG. 3A, the ventilator 1 of the above embodiment is configured to exhaust the underground air sucked by the ventilation fan 4 out of the tunnel T through the
また、前記実施形態では、シールド機の後続設備の後方に空気孔(換気ファンの吸気口)を配置するものとしたが、空気孔の位置は油圧ユニット等の発熱体よりも坑口側であれば、限定されるものではない。 In the above embodiment, the air hole (ventilation fan inlet) is disposed behind the subsequent equipment of the shield machine. However, the position of the air hole is closer to the wellhead than the heating element such as a hydraulic unit. It is not limited.
また、前記実施形態では、風管を1本配管する構成としたが、トンネルの規模に応じて複数本の風管を配置してもよいことはいうまでもない。同様に、排気管を複数本配置してもよい。
また、前記実施形態では、換気ファンおよび送気ファンをそれぞれ1箇所ずつ配置する構成としたが、換気ファンおよび送気ファンの数は限定されるものではない。
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which pipes one wind pipe, it cannot be overemphasized that a several wind pipe may be arrange | positioned according to the scale of a tunnel. Similarly, a plurality of exhaust pipes may be arranged.
Moreover, in the said embodiment, it was set as the structure which arrange | positions one ventilation fan and one air supply fan, respectively, However, The number of ventilation fans and air supply fans is not limited.
また、前記実施形態では、換気ファンと送気ファンとをトンネル内に配置するものとしたが、換気ファンまたは送気ファンの設置箇所は限定されない。同様に、前記実施形態では、トンネル外に処理装置を設置する構成としたが、処理装置をトンネル内や立坑内に配置することにより排気管を省略してもよく、処理装置の設置箇所は限定されるものではない。 Moreover, in the said embodiment, although the ventilation fan and the air supply fan shall be arrange | positioned in a tunnel, the installation location of a ventilation fan or an air supply fan is not limited. Similarly, in the above-described embodiment, the processing apparatus is installed outside the tunnel. However, the exhaust pipe may be omitted by disposing the processing apparatus in the tunnel or the shaft, and the installation location of the processing apparatus is limited. Is not to be done.
また、前記実施形態では、ガス発生時に、有害物質除去時として作業箇所の換気を行う構成としたが、地山の切削に伴う粉塵の除去など、作業箇所の換気に適用する有害物質は限定されるものではない。
また、通常時の坑外空気の作業箇所への送気の目的は、作業箇所の冷却に限定されるものではないことはいうまでもなく、通常時の換気装置の能力は、トンネルの規模に応じて設定されるトンネル施工基準の換気施設に応じた換気能力を有するものとする。
In the above embodiment, the work location is ventilated at the time of gas generation when the harmful substance is removed.However, the harmful substances applicable to the ventilation of the work location, such as dust removal due to cutting of natural ground, are limited. It is not something.
In addition, it goes without saying that the purpose of air supply to the work site during normal operation is not limited to cooling the work site, and the capacity of the ventilator during normal operation depends on the size of the tunnel. It shall have ventilation capacity according to the tunnel facility standard ventilation facility set accordingly.
また、前記実施形態では、切替ダンパの第三の補助管が本体部の下面に接続された構成としたが、送気ファンによる吸気箇所が、第二の補助管の空気孔よりも立坑側(坑口側)に配置されていれば、第三の補助管の接続箇所は限定されるものではない。同様に切替ダンパにおける第二の補助管の接続箇所も限定されるものではない。 Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure by which the 3rd auxiliary pipe of the switching damper was connected to the lower surface of the main-body part, the suction location by an air supply fan is a shaft side (from the air hole of a 2nd auxiliary pipe ( If it is arrange | positioned in the wellhead side), the connection location of a 3rd auxiliary pipe will not be limited. Similarly, the connection location of the second auxiliary pipe in the switching damper is not limited.
また、前記実施形態では、シールド機にガスセンサを配置する構成としたが、その他粉塵濃度センサや酸素濃度センサ等を設置してもよく、センサの種類、数は限定されるものではない。また、これらのセンサの設置箇所は限定されるものではないことはいうまでもない。 Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which arrange | positions a gas sensor in a shield machine, you may install a dust concentration sensor, an oxygen concentration sensor, etc., and the kind and number of sensors are not limited. Needless to say, the installation location of these sensors is not limited.
1 換気装置
2 風管
3 切替ダンパ(切替手段)
4 換気ファン(第一の送風機)
5 送気ファン(第二の送風機)
A 作業箇所
K 切羽
M シールド機
Ma 後続設備
T トンネル
1
4 Ventilation fan (first blower)
5 Air supply fan (second blower)
A Work location K Face M Shield machine Ma Subsequent equipment T Tunnel
Claims (7)
有害物質除去時は、前記風管内の空気の流れを切羽側から坑口側方向とすることで、前記作業箇所の空気を前記風管の一方の端部から取り込み、
通常時は、前記風管内の空気の流れを坑口側から切羽側方向とすることで、前記風管の他方の端部から取り込んだ空気を前記作業箇所へ送気することを特徴とする、換気方法。 Air supply to the work location via a wind pipe that is piped so that one end is located in the vicinity of the work location and the other end is located at a predetermined extension away from the work location toward the wellhead And a ventilation method for exhausting air from the work location,
When removing harmful substances, by taking the air flow in the wind pipe from the face side to the pit side, the air at the work location is taken in from one end of the wind pipe,
Normally, the air flow in the wind pipe is changed from the pit side to the face side so that the air taken in from the other end of the wind pipe is sent to the work location. Method.
有害物質除去時に前記風管を介して前記作業箇所の空気を吸気する第一の送風機と、
通常時に前記風管を介して前記作業箇所に坑口側の空気を送気する第二の送風機と、
前記有害物質除去時に前記風管と前記第一の送風機とを連通させて、前記通常時に前記風管と前記第二の送風機とを連通させる切替手段と、を備えることを特徴とする、換気装置。 A wind pipe piped so that one end is located in the vicinity of the work place and the other end is located at a predetermined distance away from the work place toward the wellhead;
A first blower that sucks in air at the work location via the wind pipe when removing harmful substances;
A second blower for feeding air on the wellhead side to the work location via the wind pipe at normal times;
Ventilation apparatus comprising: switching means for communicating the wind tube and the first blower at the time of removing the harmful substance, and for communicating the wind tube and the second blower at the normal time. .
The ventilation device according to claim 6, wherein an intake port of the first blower at the normal time is disposed closer to a pit than a subsequent facility associated with tunnel excavation.
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