JP7440096B2

JP7440096B2 - トンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法

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Publication number: JP7440096B2
Application number: JP2021140868A
Authority: JP
Inventors: 実土田
Original assignee: 島工業Ｈｄ株式会社
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2041-08-31
Also published as: JP2023034567A

Description

本発明は、トンネル覆工用コンクリート型枠装置（以下、セントルという）を用いたトンネルの施工に関するものである。特に、本発明は、トンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法に関するものである。

図１２及び図１３に示すように、トンネルＴの内周面を覆う覆工コンクリートＣは、その覆工コンクリートＣの内周面がセントル１１のコンクリート型枠を構成するフォーム１３によって成形される。このフォーム１３はトンネルＴの地面Ｔ１上に設置された支持装置１２によって下側から支持される。

ところで、トンネルＴの施工時には、トンネルＴの最奥部が掘削のために破砕されたり、トンネルＴ内においてトラックやクレーン車等が稼働したりする。このため、トンネルＴ内には砂塵や塵埃が漂ったり、排気ガスが充満したりして、作業環境が好ましいものではない。

この作業環境を改善するために、トンネルＴ内の空気を換気装置によって換気することが一般的である。
特許文献１には、トンネル内の空気を換気するために、換気ダクトがトンネルの上部においてトンネルの延長方向に配置された例が開示されている。そして、その換気ダクトを介して、外気がトンネルの奥部に送られて、トンネル内の換気が行われる。

特開平９－２８００００号公報

従来の一般的な換気方法においては、図１２及び図１３に示すように、前記換気ダクトＤが、セントル設置位置内におけるセントル１１の支持装置１２内の上部を貫通される。
従って、セントル１１の組立や解体時には、換気ダクトＤが邪魔になるため、その換気ダクトＤを設けることができず、組立や解体の期間はトンネルT内の換気ができない。セントル１１の組立や解体時には、セントル１１を構成する部材の搬入・搬出や同部材の段取りのための移動等が必要になるため、トラックやクレーンは頻繁に稼働される。従って、この期間は、換気ができないこともあって、トンネルＴ内に塵埃や排気ガスなどが充満されて、作業環境が悪化する。

本発明においては、セントルを用いてトンネルの内周面に覆工コンクリートを施工するときに際して、前記トンネルの延長方向に延びる換気ダクトと、その換気ダクトに接続された送風機とによりそのトンネル内の空気を換気するトンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法において、前記換気ダクトを前記トンネルの内壁とセントル設置位置との間に配置して前記換気を行うことを特徴とした。

従って、以上の換気方法においては、換気ダクトがセントル内を貫通するものではないため、セントルの組立や解体の作業時にも、換気ダクトが邪魔になることがなく、トンネル内の換気が可能になる。このため、セントルの組立や解体の作業時であっても、トンネル内の塵埃や排気ガスを適切に排出してトンネル内の作業環境を改善できる。なお、本発明においては、セントルの組立及び解体の少なくとも一方が実施された場合、それをセントルに対する作業という。

本発明によれば、トンネル内の作業環境を改善できるという効果を発揮する。

第１実施形態において、覆工コンクリートの打設状態を示す正断面図。同じく換気ダクトの配置状態を示す斜視図。同じく換気ダクトの配置状態を示す断面図。同じく換気ダクトの配置状態を示す一部省略簡易図。同じく第３ダクト部の部分を示す断面図。第２実施形態を示す一部破断側面図。同じく断面図。第３実施形態を示す斜視図。同じく断面図。第４実施形態を示す断面図。第５実施形態を示す断面図。従来例を示す正断面図。同じく側面図。

以下、本発明のトンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法に関する各実施形態について説明する。
[第１実施形態]
本発明を具体化した第１実施形態を図１～図５の図面に基づいて説明する。

（第１実施形態の構成及び作用）
図１～図３に示すように、第１実施形態における換気ダクト２１は、一端のエア導入側において送風機２２のエア送り出し側に接続されるとともに、他端のエア送り込み側がトンネルＴの内奥部に位置している。換気ダクト２１は、トンネルＴの地面Ｔ１上に設置されて、トンネルＴの長さ方向に延長方向に延びるように配置される。そして、送風機２２の作動によって、トンネルＴ外の外気が換気ダクト２１を介してトンネルＴの奥部に換気流として送られるとともに、トンネルＴの奥部側の空気が押し出されるようにして排気される。

図２及び図３に示すように、換気ダクト２１は、ほぼ円形の大流路断面積を有するとともに、エア流通方向において互いに離間した送風機２２側の第１ダクト部２３及びトンネルＴの奥部側の第２ダクト部２４を有している。第１ダクト部２３と第２ダクト部２４との間には、流路断面が四角形状の第３ダクト部２５が位置している。第１ダクト部２３及び第２ダクト部２４と第３ダクト部２５の両端との間には、それぞれ接続ダクト部２６，２７が接続されている。第１ダクト部２３，第２ダクト部２４及び接続ダクト部２６，２７は、可撓性を有する合成樹脂製の管材（可撓性材料）によって構成されている。第１ダクト部２３と接続ダクト部２６とは一体に形成されている。第２ダクト部２４と接続ダクト部２７とは一体に形成されている。

図４及び図５に示すように、第３ダクト部２５は、短い角筒状をなす金属製のダクト管２８を接続して構成されている。各ダクト管２８はその両端にフランジ２９を有していて、そのフランジ２９どうしがシールリング３０を介して接合されて、ボルト３２及びナット３３によって接合状態に固定されている。接続ダクト部２６，２７は、その端部の折曲げ部３４が押さえリング３１とダクト管２８のフランジ２９との間に挟持されて、ボルト３２及びナット３３によって固定されている。

覆工コンクリートＣをその内周面側からを成形するためのセントル１１に対する作業時には、図１～図３に示すように、ラフテレーンクレーン（以下、クレーンという）Ｒが設置される。クレーンＲは、セントル設置位置Ｔ２の近傍に設置され、セントル１１の構成部材等を移動させるために用いられる。このとき、クレーンＲは、ブームＲ１の旋回半径を確保するためにトンネルＴ内において一側に幅寄せされる。また、クレーンＲは、転倒を回避するために、広げたアウトリガーＲ２の脚Ｒ３によって地面Ｔ１から浮上した状態で支えられる。

換気ダクト２１の送風機２２はトンネルＴの入口部に設置される。そして、換気ダクト２１は、セントル設置位置Ｔ２とトンネルＴの一側内壁面との間においてトンネルTの長さ方向に延長配置され、その先端がトンネルＴの内奥部に位置する。従って、換気ダクト２１は、セントル設置位置Ｔ２を避けて配置され、セントル１１に対する作業の障害になることを回避できる。このとき、図４に示すように、換気ダクト２１の第３ダクト部２５がアウトリガーＲ２の下側において、アウトリガーＲ２の脚Ｒ３と、クレーンＲの車輪Ｒ４との間に位置する。従って、換気ダクト２１のアウトリガーＲ２の下側部分以外の部分が可撓性材料によって構成される。そして、図１及び図２から明らかなように、換気ダクト２１の反対側において、クレーンＲとトンネルＴの他側内壁面との間には、車両や部材の移動を許容するためのスペースが形成される。このため、トンネルＴ内のセントル設置位置Ｔ２において、セントル１１の組立や解体等の作業を支障なく行うことができる。

そして、送風機２２が稼働されると、送風機２２からの外気がクレーンＲの下側及びセントル設置位置Ｔ２の外部である脇を通ってトンネルＴの内奥部に供給されて換気される。

セントル１１に対する作業以外の作業、例えば、覆工コンクリートＣの打設作業が行われるときは、換気ダクト２１が撤去されて、図１２及び図１３に示す従来のように、トンネルＴの上部側にセントル１１を貫通する換気ダクトＤが延長される。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態においては、以下の効果がある。
（１－１）アウトリガーＲ２の下部及びセントル設置位置Ｔ２の脇（セントル設置位置Ｔ２の外側）を通って換気ダクト２１を配置したため、セントル１１に対する作業を実行できる。言い換えれば、セントル１１に対する作業中であっても、トンネルＴ内を換気できる。従って、本実施形態によれば、トンネルＴの施工中における作業環境を改善できる。

（１－２）換気ダクト２１に断面四角状の第３ダクト部２５を設けた。そして、幅寄せされたクレーンＲのアウトリガーＲ２の下部にその第３ダクト部２５を配置したことにより、トンネルＴ内のスペースを有効に利用して、換気ダクト２１を邪魔になることなく延長配置できる。このため、セントル１１に対する作業を円滑に行うことができる。

（１－３）第３ダクト部２５を四角形状にしたことにより、アウトリガーＲ２の下部のスペースを有効利用できて、第３ダクト部２５の流路断面積を大きくすることができる。このため、換気の流通量を十分に確保し得て換気効率を向上できる。

（１－４）第３ダクト部２５を複数の短い長さのダクト管２８を連結して構成したことにより、ダクト管２８の数を適宜に選択すれば、第３ダクト部２５の長さを自在に調節できる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。
（第２実施形態の構成及び作用）
本実施形態においては、第３ダクト部２５内の流路を横切るように、１箇所のダクト管２８間に支持板３６が設けられており、その支持板３６には複数の開口３７が形成されている。その開口３７と対応する部分にはステー３８を介してモータ３９が支持されている。このモータ３９のモータ軸には、開口３７内に位置するファン４０が取付けられている。このモータ３９及びファン４０によって補助送風機が構成されている。

従って、モータ３９の駆動によってファン４０が回転されれば、換気ダクト２１内における換気のための通気量を増やすことができて、換気性能を上げることができる。
（第２実施形態の効果）
従って、第２実施形態においては、以下の効果がある。

（２－１）モータ３９とファン４０によって、換気のための通気流を増やすことができて、換気効果を高めることができる。
（２－２）前記のように、モータ３９とファン４０によって、換気効果を高めることができるため、第３ダクト部２５として流路断面積が小さい細く小型のものを使用できる。従って、第３ダクト部２５の設置や撤去などの取り扱いが容易になる。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図８及び図９の図面に基づいて説明する。
（第３実施形態の構成及び作用）
本実施形態においては、第３ダクト部２５が接続ダクト部２６，２７と一体形成されるとともに、断面円形に形成されている。従って、第３ダクト部２５は、第１，第２ダクト部２３，２４及び接続ダクト部２６，２７と同様に可撓性を有する合成樹脂によって構成されている。

また、本実施形態においては、アウトリガーＲ２の脚Ｒ３の下側にスペーサＳが介在されて、アウトリガーＲ２を含むクレーンＲ全体の高さ位置が嵩上げされている。さらに、本実施形態においては、少なくとも第３ダクト部２５の部分の地面Ｔ１に掘り下げによる窪み部Ｔ３が形成されている。そして、この窪み部Ｔ３内に第３ダクト部２５の下部が収容されている。

（第３実施形態の効果）
従って、第３実施形態においては、以下の効果がある。
（３－１）地面Ｔ１に窪み部Ｔ３を形成して、その窪み部Ｔ３に第３ダクト部２５を収容した。従って、第３ダクト部２５として、太くて、流路断面積の大きなものを使用できるため、通気量を確保できて、高い換気能力を得ることができる。

（３－２）アウトリガーＲ２の下側のスペースが狭くても、窪み部Ｔ３の分だけ通気量を確保できて、換気効率の低下を抑制できる。
（３－３）第３ダクト部２５が接続ダクト部２６，２７と一体であるため、換気ダクト２１全体を一体形成できて、コストダウンが可能になる。

[第４実施形態]
次に、本発明の第４実施形態を図１０及び図１１の図面に基づいて説明する。
本実施形態においては、図１０及び図１１に示す２例が具体化される。図１０に示す例は、第３ダクト部２５が２本の分岐路２５ａで構成されている。この分岐路２５ａはアウトリガーＲ２の下側部分に配置されている。

また、図１１に示す例は、第３ダクト部２５が２本の分岐路２５ａで構成されており、ひとつの分岐路２５ａがアウトリガーＲ２の下側部分に配置されるとともに、他の分岐路２５ａがアウトリガーＲ２の上側部分に配置されている。従って、分岐路２５ａによって換気流が分割される。

従って、本実施形態においては、以下の効果がある。
（４－１）第３ダクト部２５が２本の分岐路２５ａによって構成されている。従って、アウトリガーＲ２の下側のスペースが狭くても、通気量を確保できて、換気効率の低下を抑制できる。

（４－２）前記第３実施形態と同様に、第３ダクト部２５が接続ダクト部２６，２７と一体であるため、換気ダクト２１全体を一体形成できて、コストダウンが可能になる。
[変更例]
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。そして、前記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・セントル１１の作業時以外のときにも換気ダクト２１によりトンネルＴ内の換気を行うこと。
・換気ダクト２１の第３ダクト部２５全体がアウトリガーＲ２の上部及びセントル設置位置Ｔ２の外側の上部を通るようにすること。

・第１実施形態においては、第３ダクト部２５を複数のダクト管２８を連結して構成したが、それに対して、第３ダクト部２５を１本の長いダクト管によって構成すること。
・第３実施形態以外の実施形態において、第３ダクト部２５の部分を掘り下げて窪み部Ｔ３を設け、そこに第３ダクト部２５を位置させること。

・換気ダクト２１の全体を窪み部Ｔ３内に位置させること。つまり、セントル設置位置Ｔ２の外側を含むトンネルＴの長さ方向に長い窪み部Ｔ３を形成すること。
・第１，第２ダクト部２３，２４の部分や、接続ダクト部２６，２７の部分の地面Ｔ１を掘り下げて窪みを設け、その窪み内に第１，第２ダクト部２３，２４や、接続ダクト部２６，２７を位置させること。

・換気ダクト２１を介してトンネルＴ内の空気を吸引して外部に排出すること。この方法においては、換気ダクト２１の可撓性を有する部分が負圧によって扁平状になるおそれがあるが、これに防止するために可撓性を有する部分を蛇腹状のパイプによって構成にすること。

・第２実施形態以外の実施形態においても、換気を補助する送風機を設けること。
・第４実施形態において、第３ダクト部２５の分岐路２５ａを３本以上とすること。

１１…セントル
１２…支持装置
２１…換気ダクト
２２…送風機
２３…第１ダクト部
２４…第２ダクト部
２５…第３ダクト部
Ｃ…覆工コンクリート
Ｒ…クレーン
Ｒ２…アウトリガー
Ｔ…トンネル
Ｔ１…地面
Ｔ２…セントル設置位置
Ｔ３…窪み部

Claims

トンネルの内周面に覆工コンクリートを施工するためのセントルが前記トンネル内のセントル設置位置に設置可能であり、前記トンネルの延長方向に延びる換気ダクトと、前記換気ダクトに接続された送風機とにより前記トンネル内の空気を換気するトンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法において、
前記セントルの側部の型枠フォームが存在しない状態で前記セントル設置位置に前記セントルが設置される場合に、前記セントルの支持装置が載置されるレールの設置位置と前記トンネルの内壁との間に前記換気ダクトを配置し、
前記トンネル内に位置するクレーンのアウトリガーの下側における地面につくった窪みに前記換気ダクトを通した状態で前記クレーンのアウトリガーの下側に前記換気ダクトを配置して換気を行うトンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法。
前記換気ダクト内に補助送風機を設けた請求項１に記載のトンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法。
前記アウトリガーの下側において、換気流が分割されるように、前記換気ダクトの前記アウトリガーの下側部分を複数に分岐する請求項１または２に記載のトンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法。
前記換気ダクトの前記アウトリガーの下側部分以外の部分を可撓性材料によって構成するとともに、前記送風機は前記換気ダクト内に空気を送り込む請求項１～３のうちのいずれか一項に記載のトンネルの施工時におけるトンネル内の換気方法。