JP7319802B2 - トンネル防災システム - Google Patents

Description

本発明は、トンネル防災システムに関する。

従来、トンネル非常用設備として、水噴霧設備が知られている。水噴霧設備は、トンネルの天井又は側壁上方に取り付けられ、分散放水することにより、火災の火勢抑制及び延焼防止に用いられる設備である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－１４６９３０号公報

トンネルの中には、監視員通路が設置されているものがある。監視員通路は、トンネル内において維持管理に従事する作業員の安全を確保することを目的として設置される通路である。この監視員通路は、トンネル内の車道上で火災が発生した場合に、避難経路として利用されることがある。しかし、監視員通路と車道の間には、せいぜい手すりぐらいしか設けられていないため、車道上の火炎が監視員通路に侵入してくる可能性があり、監視員通路を利用した避難には安全上の支障があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、監視員通路を利用した避難の安全性を向上させることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係るトンネル防災システムは、トンネル内の車道と監視員通路に沿って設置される配水管であって、前記車道上で火災が発生した場合に、上方に放水して前記車道と前記監視員通路を隔てる水幕又は複数の水柱を形成するための複数の放水口を有する配水管を備える。

好ましい態様において、前記配水管は、前記車道と前記監視員通路を隔てる手すりを構成する。

さらに好ましい態様において、前記トンネル防災システムは、前記手すりに設置され、前記放水を制御するために操作される操作部をさらに備える。

さらに好ましい態様において、前記配水管は、前記トンネルに沿って延びる第１管部と、当該第１管部を支持する第２管部とを備え、前記第１管部は、前記第２管部を軸にして回転可能なように支持され、端部から放水する。

本発明によれば、監視員通路を利用した避難の安全性が向上する。

トンネル防災システムの構成の一例を示す図 手すり１６の外観の一例を示す図 手すり１６の外観の一例を示す図 トンネル防災システムの動作例を示すシーケンス図 水幕形成用配管９の設置例を示す図 水幕形成用配管９の設置例を示す図 水幕形成用配管９の設置例を示す図 水幕形成用配管９Ａの外観の一例を示す図

１．実施形態
本発明の一実施形態に係るトンネル防災システムについて、図面を参照して説明する。
１－１．構成
図１は、本トンネル防災システムの構成の一例を示す図である。同図は特に、火災発生時の放水動作に関連する機器についてのみ示している。

同図に示す火災検知器１は、回線を介して防災受信盤２と接続され、火災を検知すると火災信号を防災受信盤２に出力する。火災検知器１は、トンネルの内壁に、例えば５０ｍ間隔の検知区間ごとに設置される。

第１自動弁装置３は、その１次側が給水配管４に接続され、その２次側が水噴霧用配管５に接続される。水噴霧用配管５の他端には、水噴霧ヘッド６が接続される。水噴霧ヘッド６は、トンネルの側壁上方に、例えば５ｍ間隔で設置される。また、第１自動弁装置３は、回線を介して信号変換器７に接続される。この第１自動弁装置３は、トンネルの壁中に、例えば５０ｍ間隔の放水区画ごとに設置される。ここで、放水区画は、上述した検知区間と重なるように設定される。

第２自動弁装置８は、その１次側が給水配管４に接続され、その２次側が水幕形成用配管９に接続される。この水幕形成用配管９については後で詳述する。また、第２自動弁装置８は、回線を介して信号変換器７に接続される。この第２自動弁装置８は、トンネルの壁中に、上述した放水区画ごとに設置される。

操作部１０は、水幕形成用配管９からの放水を制御するために操作される操作装置である。操作部１０は、回線を介して信号変換器７に接続され、信号変換器７は、操作部１０が操作されると操作信号を防災受信盤２に出力する。出力される操作信号には、水幕形成用配管９からの放水開始を指示する操作信号と、放水停止を指示する操作信号がある。この操作部１０は、後述する手すり１６に設置される。なお、変形例として、操作部１０はトンネルの側壁に設置されてもよい。

信号変換器７は、回線を介して防災受信盤２に接続され、防災受信盤２との間で信号の送受信を行う。特に火災発生時の放水動作に関連する動作として、以下の３つの動作を行う。
（１）防災受信盤２から出力される、第１自動弁装置３に対する制御信号に従って、第１自動弁装置３の自動弁を開閉する。
（２）防災受信盤２から出力される、第２自動弁装置８に対する制御信号に従って、第２自動弁装置８の自動弁を開閉する。
（３）操作部１０が操作されると、操作信号を防災受信盤２に出力する。
この信号変換器７は、トンネルの側壁に、上述した放水区画ごとに設置される。

ポンプ制御盤１１は、回線を介して防災受信盤２に接続され、防災受信盤２から出力される制御信号に基づいて消火ポンプ１２の運転を制御する。消火ポンプ１２は、起動すると、水槽１３に貯留される消火用水を加圧して給水配管４に供給する。このポンプ制御盤１１は、ポンプ室に設置される。

遠方監視制御設備１４は、通信ネットワークを介して防災受信盤２に接続され、防災受信盤２との間で信号の送受信を行う。特に火災発生時の放水動作に関連する動作として、操作者による操作に基づいて、消火ポンプ１２、第１自動弁装置３又は第２自動弁装置８に対する制御信号を防災受信盤２に出力する。

防災受信盤２は、回線を介して接続される各機器を通じて、トンネル内における火災の監視と、消火のための制御を行う。特に火災発生時の放水動作に関連する動作として、以下の６つの動作を行う。
（１）火災検知器１から火災信号を受信すると、その火災検知器１が設置される放水区画を特定し、特定した放水区画とこれに隣接する放水区画の信号変換器７に対して、第１自動弁装置３と第２自動弁装置８の自動弁を開放するよう指示する制御信号を出力する。また、ポンプ制御盤１１に対して起動信号を出力する。
（２）信号変換器７から、水幕形成用配管９からの放水開始を指示する操作信号を受信すると、その信号変換器７に対して、第２自動弁装置８の自動弁を開放するよう指示する制御信号を出力する。また、ポンプ制御盤１１に対して起動信号を出力する。
（３）信号変換器７から、水幕形成用配管９からの放水停止を指示する操作信号を受信すると、その信号変換器７に対して、第２自動弁装置８の自動弁を閉鎖するよう指示する制御信号を出力する。
（４）防災受信盤２の表示操作部（図示略）に対する操作に応じて、または、遠方監視制御設備１４から受信する制御信号に応じて、消火ポンプ１２の起動又は停止を指示する制御信号をポンプ制御盤１１に出力する。
（５）防災受信盤２の表示操作部に対する操作に応じて、または、遠方監視制御設備１４から受信する制御信号に応じて、第１自動弁装置３に対する開制御又は閉制御を指示する制御信号を、指定される放水区画の信号変換器７に出力する。
（６）防災受信盤２の表示操作部に対する操作に応じて、または、遠方監視制御設備１４から受信する制御信号に応じて、第２自動弁装置８に対する開制御又は閉制御を指示する制御信号を、指定される放水区画の信号変換器７に出力する。
この防災受信盤２は、例えば施設制御室に設置される。

中継増幅盤１５は、防災受信盤２と、防災受信盤２から遠方の火災検知器１又は信号変換器７との間で送受信される信号を中継増幅するための装置である。

次に、上述した手すり１６について説明する。
図２及び図３は、手すり１６の外観の一例を示す図である。図２は、トンネルの長手方向から見た手すり１６の外観を示し、図３は、トンネルの短手方向から見た手すり１６の外観を示す。手すり１６は、図２に示すように、トンネル内の車道Ｒと監視員通路Ｐを隔てるように、監視員通路Ｐの車道Ｒ側の端に沿って設置される。この手すり１６は、放水区間単位で設置される。なおここで、監視員通路Ｐとは、トンネル内において維持管理に従事する作業員の安全を確保することを目的として設置される通路のことである。

この手すり１６は、図３に示すように、Ｌ字形の水幕形成用配管９と、水幕形成用配管９を支持する支柱１７により構成される。これらの構成要素のうち、水幕形成用配管９は、車道Ｒと監視員通路Ｐに沿って設置される配水管であり、段部Ｓ内で第２自動弁装置８を介して給水配管４と接続される。この水幕形成用配管９は、その側面に複数の放水口１８を備えており、車道Ｒ上で火災が発生した場合には、図２及び図３に示すように、これらの複数の放水口１８から鉛直上方に放水して、車道Ｒと監視員通路Ｐを隔てる水幕を張る。放水口１８の形成間隔は、例えば１０ｃｍであり、水幕の高さは、例えば放水口１８から２ｍである。この水幕が形成されることで、車道Ｒ上の火炎が監視員通路Ｐに侵入することが抑制され、その結果、監視員通路Ｐを利用した避難の安全性が向上する。なお、放水口１８には、散水ノズルを取り付けてもよい。

１－２．動作
以上説明したトンネル防災システムの動作例について説明する。以下では特に、火災発生時の放水動作の一例について、図４に示すシーケンス図を参照して説明する。

トンネル内で車両火災が発生し、この火災が火災検知器１により検知されると（ステップＳ１）、この火災検知器１は火災信号を防災受信盤２に出力する（ステップＳ２）。この火災信号を受信した防災受信盤２は、ポンプ制御盤１１に対して起動信号を出力する（ステップＳ３）。この起動信号を受信したポンプ制御盤１１は、消火ポンプ１２を起動する（ステップＳ４）。起動された消火ポンプ１２は、水槽１３に貯留される消火用水を加圧して給水配管４に供給する。

また、火災信号を受信した防災受信盤２は、火災信号を出力した火災検知器１が設置される放水区画を特定し（ステップＳ５）、特定した放水区画とこれに隣接する放水区画の信号変換器７に対して、第１自動弁装置３の自動弁を開放するよう指示する制御信号を出力する（ステップＳ６）。この制御信号を受信した信号変換器７は、第１自動弁装置３の自動弁を開放する（ステップＳ７）。その結果、特定された放水区画に設置された水噴霧ヘッド６から分散放水が行われ、火勢抑制と延焼防止が図られる。

また、火災信号を受信した防災受信盤２は、特定した放水区画の信号変換器７に対して、第２自動弁装置８の自動弁を開放するよう指示する制御信号を出力する（ステップＳ８）。この制御信号を受信した信号変換器７は、第２自動弁装置８の自動弁を開放する（ステップＳ９）。その結果、特定された放水区画に設置された水幕形成用配管９により、車道Ｒと監視員通路Ｐを隔てる水幕が形成される。その結果、車道Ｒ上の火炎が監視員通路Ｐに侵入することが抑制され、監視員通路Ｐを利用した避難の安全性が向上する。
以上が、火災発生時の動作例についての説明である。

なお、上記の動作例では、防災受信盤２が火災信号を受信したことを契機として放水動作が行われているが、防災受信盤２は、表示操作部に対する操作に応じて、または、遠方監視制御設備１４から受信する制御信号に応じて、放水動作（具体的には、ステップＳ３、Ｓ６及びＳ８）を実行してもよい。その際、制御対象の放水区画は、防災受信盤２又は遠方監視制御設備１４の操作者により指定される。

また、上記の放水動作のうち、ステップＳ３の消火ポンプ１２の起動制御とステップＳ８の第２自動弁装置８の開制御については、防災受信盤２は、信号変換器７から、水幕形成用配管９からの放水開始を指示する操作信号を受信することを契機として実行してもよい。

２．変形例
上記の実施形態は、下記のように変形してもよい。下記の変形例は互いに組み合わせてもよい。

２－１．変形例１
図２及び図３に示す手すり１６の構造は、あくまで一例である。別の構造として、例えば、水幕形成用配管９を側面視で逆Ｕ字形とし、その両端を給水配管４と接続させてもよい。または、水幕形成用配管９を支持する支柱１７の一部を、水幕形成用配管９と給水配管４を接続する配水管としてもよい。

２－２．変形例２
上記の実施形態では、水幕形成用配管９は手すり１６の一部として設置されているが、水幕形成用配管９の設置方法はこれに限られない。例えば、図５に示すように、監視員通路Ｐの車道Ｒ側の端に埋設してもよい。または、図６に示すように、車道Ｒの監視員通路Ｐ側の端に埋設してもよい。または、図７に示すように、トンネルの側壁上方に設置し、複数の放水口１８から鉛直下方に放水させるようにしてもよい。これらの設置方法でも、車道Ｒと監視員通路Ｐを隔てる水幕を張ることができる。

２－３．変形例３
水幕形成用配管９は、車道Ｒ上の火災を消火するための放水銃として利用可能としてもよい。図８は、放水銃として利用可能とした水幕形成用配管９Ａの外観の一例を示す図である。同図に示す水幕形成用配管９Ａは、直線状管部９１と、直線状管部９１に着脱自在に接続されるＬ字状管部９２を備える。Ｌ字状管部９２は、トンネルに沿って延びる第１管部９２１と、この第１管部９２１を支持する第２管部９２２を備える。第１管部９２１は、その一端が直線状管部９１に着脱自在に接続され、その他端が第２管部９２２に接続される。第２管部９２２は、その一端が第１管部９２１に接続され、その他端が第２自動弁装置８を介して給水配管４に接続される。第１管部９２１は、図８に示すように、第２管部９２２を軸にして回転可能なように支持され、その端部９２１１から放水する。この端部９２１１を車道Ｒ上の火炎に向けて放水することで、火勢抑制と延焼防止を図ることができる。なお、端部９２１１には散水ノズルを取り付けてもよい。

２－４．変形例４
手すり１６は、複数の放水口１８から鉛直上方に直線状に放水することで、水幕に代えて複数の水柱を車道Ｒと監視員通路Ｐの間に形成するようにしてもよい。

２－５．変形例５
手すり１６は、鉛直上方に放水するための複数の放水口１８に加えて、下方（鉛直下方）に放水するための複数の放水口を備えてもよい。下方に放水することで、手すり１６の下方向にも車道Ｒと監視員通路Ｐを隔てる水幕を張ることができる。また、放水された消火水は車道Ｒに流れてゆくため、消火用として活用される。

１…火災検知器、２…防災受信盤、３…第１自動弁装置、４…給水配管、５…水噴霧用配管、６…水噴霧ヘッド、７…信号変換器、８…第２自動弁装置、９、９Ａ…水幕形成用配管、１０…操作部、１１…ポンプ制御盤、１２…消火ポンプ、１３…水槽、１４…遠方監視制御設備、１５…中継増幅盤、１６…手すり、１７…支柱、１８…放水口、９１…直線状管部、９２…Ｌ字状管部、９２１…第１管部、９２２…第２管部、９２１１…端部、Ｐ…監視員通路、Ｒ…車道、Ｓ…段部

Claims (3)

1. トンネル内の車道と監視員通路に沿って設置される配水管であって、前記車道上で火災が発生した場合に、少なくとも上方に放水して前記車道と前記監視員通路を隔てる水幕又は複数の水柱を形成するための複数の放水口を有する配水管を備え、
   前記配水管は、前記車道と前記監視員通路を隔てる手すりを構成し、
   前記配水管は、前記トンネルに沿って延び、前記複数の放水口を有さない第１管部と、当該第１管部を支持する第２管部とを備え、
   前記第１管部は、前記第２管部を軸にして回転可能なように支持され、端部から放水する
   ことを特徴とするトンネル防災システム。
2. 前記手すりに設置され、前記放水を制御するために操作される操作部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のトンネル防災システム。
3. 前記配水管は、さらに、下方に放水して前記車道と前記監視員通路を隔てる水幕又は複数の水柱を形成するための複数の他の放水口を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル防災システム。

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