JP7497971B2 - トンネル工事用照明配置構造 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 （１）公開場所 Ｖｉｓｉｏｎ Ｚｅｒｏ Ｓｕｍｍｉｔ ２０１９、フィンランド・ヘルシンキ 公開日 令和１年１１月１４日

本発明はトンネル工事の際にトンネル内部で使用する照明の配置構造に関する。

トンネル工事の現場ではトンネル内部を照らすための照明が用いられている。例えば、特許文献１には、照明制御装置と、光源と、内部電力源と、を備え、光源が点灯している状態で外部電力源からの電力供給が切断された際に、内部電力源からの電力により光源を点灯させる非常点灯状態とする制御を行う照明装置を用いた照明システムのための制御装置が提案されている。

特許第６０１６３１８号公報

トンネル工事の現場では、切羽は爆薬を用いて発破される。このため、トンネル内部の切羽側は、発破による爆風又は飛石のために、照明を設置できないか、設置しても発破用の防護壁を付ける必要がある。従って、トンネル内部の切羽側に照明を設置することは容易ではなく、トンネル内部の切羽側の照明の数を増やせない。

そこで、本発明の目的は、切羽側の照明装置を設置することなく、切羽側を明るくすることができるトンネル工事用照明配置構造を提供することにある。

この発明のトンネル工事用照明配置構造は、トンネル内で切羽から坑口までの間に設けられ、発破用の開閉可能な隔壁と、トンネル壁面から所定の間隔を隔てて配置される前記隔壁の支持枠と、前記支持枠に接続され、前記隔壁が開いている場合に、前記切羽側を照射可能に配置される照明装置と、を備えることを特徴とする。

この構成では、トンネル内で切羽から坑口までの間に設けられた隔壁の支持枠に照明装置が配置されている。隔壁は、発破時に閉じられるため、照明装置は、隔壁が閉じた時には切羽側を照らすことができない。しかし、隔壁を閉じた場合には切羽側で作業を行う必要がないため、照明装置は切羽側を照らす必要はない。本発明に係るトンネル工事用照明配置構造は、隔壁が開いている場合に、隔壁から切羽側を照射できる。従って、本発明に係るトンネル工事用照明配置構造は、切羽側に新たに照明を設置することなく、切羽側を明るくすることができる。

また、前記支持枠は、トンネル内を移動可能であってもよい。

この構成では、支持枠がトンネル内を移動することにより、支持枠に接続された照明装置も同時に移動する。これにより、本発明に係るトンネル工事用照明配置構造は、トンネルを掘り進めた場合でも新たに切羽側に照明を設置することなく、切羽側を照射できる。

また、前記照明装置は、指向性を有してもよい。

この構成では、照明装置は指向性を有する。これにより、照明装置は、隔壁から切羽に向けて光を確実に照射できる。従って、切羽付近で作業する作業者の視界を良好にし、切羽付近での作業の安全性が高まる。

また、前記照明装置は、前記切羽を照らす切羽用照明装置と、前記切羽から前記隔壁までの空間全体を照らす全体用照明装置と、前記隔壁の足元を照らす足元用照明装置と、を備えてもよい。

この構成では、切羽用照明装置が切羽を照らし、全体用照明装置が切羽から隔壁までの空間全体を照らし、足元用照明装置が隔壁の足元を照らす。切羽用照明装置が切羽を確実に照らすためには強い指向性が必要となる。この場合、切羽用照明装置は隔壁から切羽を真っ直ぐに照らすが、切羽以外の他の部分が暗くなる。ここで、全体用照明装置及び足元用照明装置が配置されていることにより、照明装置は、切羽だけでなく、切羽から隔壁までの空間全体、及び隔壁の足元を照らすことができる。すなわち、切羽用照明装置、全体用照明装置、及び足元用照明装置は、それぞれ照射対象とする場所に応じた最適な指向性に設定されている。これにより、切羽から隔壁までの空間は、全体的に明るくなる。従って、本発明に係るトンネル工事用照明配置構造は、切羽から隔壁までの空間で作業する作業者の視界を良好にし、安全性を高めることができる。

また、この発明のトンネル工事用照明配置構造は、さらにスピーカを備えてもよい。

この構成では、トンネル工事用照明配置構造は、さらにスピーカを備える。スピーカは、音による情報を作業者に伝達することができる。これにより、本発明に係るトンネル工事用照明配置構造は、隔壁周辺で作業する作業者に危険等の必要な情報をトンネル内部が暗い場合であっても伝達することができる。

この発明によれば、切羽側の照明装置を設置することなく、切羽側を明るくすることができる。

図１は、第１実施形態に係るトンネル工事用照明配置構造１０１をトンネル内部に設置した状態を模式的に示した断面図である。 図２は、隔壁１１を開けた状態のトンネル工事用照明配置構造１０１を坑口側から視た背面図である。 図３は、隔壁１１を開けた状態のトンネル工事用照明配置構造１０１を切羽側から視た正面図である。 図４は、隔壁１１を閉じた状態のトンネル工事用照明配置構造１０１を切羽側から視た正面図である。 図５は、第１実施形態の変形例に係るトンネル工事用照明配置構造１０２を切羽側から視た正面図である。 図６は、第１実施形態の変形例に係るトンネル工事用照明配置構造１０３を切羽側から視た正面図である。

図１は、第１実施形態に係るトンネル工事用照明配置構造１０１をトンネル１０の内部に設置した状態を模式的に示した断面図である。図２は、トンネル工事用照明配置構造１０１を坑口４側から視た背面図である。図３及び図４は、トンネル工事用照明配置構造１０１を切羽３側から視た正面図である。なお、図１は、排気ダクト２５、給気ダクト２６、及びスピーカ２７を省略して示す。また、図１、図２、及び図３は、隔壁１１が開いた状態を示し、図４は、隔壁１１が閉じた状態を示す。図２及び図３は、隔壁１１をハッチングで示す。また、図４は、隔壁１１をハッチングで示し、隔壁１１と重なる部材を破線で示す。

図１、図２、及び図３に示すように、トンネル工事用照明配置構造１０１は、トンネル１０の内部空間において、切羽３から坑口４までの間に設置される。トンネル工事用照明配置構造１０１は、隔壁１１と、支持枠１２と、照明装置２０と、スピーカ２７を備える。

支持枠１２は、トンネル壁面５から所定の間隔を隔ててトンネル１０の内部空間に配置されている。支持枠１２は、坑口４側から視た場合の右支柱１２１、左支柱１２２、及び梁部１２３を備える。右支柱１２１、左支柱１２２、及び梁部１２３は、全体としてゲートを形成し、右支柱１２１、左支柱１２２、及び梁部１２３によって囲まれるゲート口１５を形成する。重機、車、又は人等は、ゲート口１５を介して坑口４側と切羽３側とを往来できる。なお、梁部１２３の一部は、水平方向に対して傾斜しているが、水平方向沿って真っ直ぐ伸びる形状であってもよい。また、支持枠１２は、半円形状等の他の形状であってもよい。

支持枠１２は、隔壁１１を支持する。隔壁１１は、ゲート口１５を開閉可能に形成されている。隔壁１１は、変形可能なバルーンで構成されている。隔壁１１は、隔壁１１を開けた状態の時、バルーン内部の気体を抜かれた状態で支持枠１２に接続されている。すなわち、支持枠１２は、萎んだ状態の隔壁１１を支持枠１２の周りに支持している。また、隔壁１１は、隔壁１１を閉じた状態の時、バルーン内部に気体が充填された状態で支持枠１２に接続されている。隔壁１１は、トンネル壁面５から支持枠１２までの間、及びゲート口１５を覆う。

なお、ゲート口１５の解放時において、隔壁１１は、全て開けられている必要はない。例えば、隔壁１１は、必要に応じてゲート口１５を除いたトンネル壁面５から支持枠１２までの間を覆ってもよい。また、隔壁１１は、ゲート口１５上部を除き、ゲート口１５の左右の部分を覆っていてもよい。これにより、隔壁１１は、切羽３側で生じた塵等の坑口４側への拡散を抑制することができる。

また、隔壁１１は、他に変形可能なシート、鋼製の扉、又は折りたたみ可能なシールド板であってもよい。隔壁１１は、発破等によって生じた飛石又は爆風に対して耐久性のある素材で形成されている。これにより、隔壁１１は、隔壁１１を閉じた状態の時、発破によって生じた飛石又は爆風の隔壁１１から坑口４側への影響を防ぐことができる。

トンネル工事において、切羽３は、例えば爆薬を用いて発破され、又は削岩機で削られることにより掘り進められる。トンネル内部の切羽３側である切羽３から隔壁１１までの間の空間は、発破等によって生じた塵のために、空気が汚染されて作業し難くなる。

トンネル工事用照明配置構造１０１は、排気ダクト２５と、給気ダクト２６と、を備えていてもよい。排気ダクト２５及び給気ダクト２６は、切羽３から隔壁１１までの間の空間と隔壁１１から坑口４までの間の空間に配置されている。排気ダクト２５及び給気ダクト２６は、それぞれ支持枠１２に支持されている。

排気ダクト２５の坑口４側の先端は、不図示の集塵機に接続されている。不図示の集塵機は、排気ダクト２５を介して切羽３から隔壁１１までの間の空間の空気を吸い込み、空気中に含まれる塵を回収する。給気ダクト２６の坑口４側の先端は、坑口４の外部の不図示の給気装置に接続されている。不図示の給気装置は、給気ダクト２６を介して切羽３から隔壁１１までの間の空間に空気を送り込む。これにより、切羽３から隔壁１１までの間の空間は、きれいな空気を維持することができる。

支持枠１２は、照明装置支持部１３を備える。照明装置支持部１３は、梁部１２３より上方の、かつ支持枠１２より坑口４側に突出している。照明装置支持部１３は、照明装置２０を支持する。照明装置２０は、切羽用照明装置２１、全体用照明装置２２、足元用照明装置２３、及び切羽用照明装置２４を備える。切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４は、梁部１２３の上方に２列に水平に並んで配置されている。全体用照明装置２２及び足元用照明装置２３は、切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４の上方に配置されている。なお、照明装置２０の配置は、トンネル工事用照明配置構造１０１の使用状況に応じて適宜変更可能である。

トンネル１０を掘り進めるにつれ、切羽３は坑口４から遠くなるため、切羽３付近は暗くなる。従来、隔壁１１から切羽３までの空間は、発破による爆風又は飛石のために、照明を設置できないか、設置しても発破用の防護壁を付ける必要があった。切羽３付近に照明を設置できない場合、作業者は暗い環境下で作業する必要が生じ、危険で効率の悪い作業に従事することになる。また、隔壁１１から切羽３までの空間において照明を設置した場合には、発破前に発破用の防護壁を付ける必要があるため作業の工程が増え、作業効率が悪くなる。

作業者が切羽３付近で作業する場合、隔壁１１は開かれている。隔壁１１が開いている場合、切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４は、隔壁１１から切羽３側を照射することにより、切羽３を照らす。切羽用照明装置２１は、例えば白色の光を照射する。切羽用照明装置２１は、切羽３側を明るくすることができる。従って、トンネル工事用照明配置構造１０１は、切羽３側に新たに照明を設置することなく、切羽３側を明るくすることができる。また、トンネル１０を掘り進めるにつれ、切羽３付近では急な湧水の発生又は、岩盤の崩落等の危険な状態が急に生じることが多い。このような場合でも、本実施形態のトンネル工事用照明配置構造１０１は、切羽３側を明るくする。そのため、作業者は湧水及び岩盤の状態を把握することができる。従って、本実施形態のトンネル工事用照明配置構造１０１によれば、作業者の安全性及び作業の効率が上がる。

切羽用照明装置２４は、例えば赤色の光を照射する。切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４のいずれか一方又は両方を点灯することにより、切羽３を照らす光の色を変えることができる。例えば、作業者が切羽３付近で作業する場合、切羽用照明装置２１は白色の光を照射する。また、切羽３付近で危険な状態が発生した場合、切羽用照明装置２４は赤色の光を照射する。切羽３は、白色の光と赤色の光とを同時に照射される。これにより、切羽３に照射される光の色が変化するため、作業者は視覚を通じて危険な状態の発生を認識することができる。従って、作業者の安全性が向上する。

なお、切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４から照射される光の色は、使用状況に応じて適宜変更可能である。例えば、トンネル１０の内部空間の湿度が高く霧が発生している場合、切羽用照明装置２１は、黄色の混じった色の光を照射することが好ましい。黄色光は霧の水滴によって散乱され難く、これに対して、白色光は霧の水滴によって散乱され易い。このため、霧が発生している状態で、切羽用照明装置２１が黄色の混じった色の光を照射することにより、作業者の視界が向上する。

トンネル工事用照明配置構造１０１は、スピーカ２７を備えることが好ましい。スピーカ２７は照明装置支持部１３に接続されている。スピーカ２７は、音による情報を作業者に伝達することができる。これにより、トンネル工事用照明配置構造１０１は、隔壁１１周辺で作業する作業者に危険等の必要な情報をトンネル内部が暗い場合であっても伝達することができる。

切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４は、指向性を有していることが好ましい。これにより、切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４は、隔壁１１から切羽３に向けて光を適切に照射できる。従って、トンネル工事用照明配置構造１０１は、切羽３付近で作業する作業者の視界をさらに良好にし、切羽３付近での作業の安全性を高めることができる。

切羽用照明装置２１は、切羽３を確実に照らすためには強い指向性を必要とする。切羽用照明装置２１が強い指向性有する場合、切羽用照明装置２１は、隔壁１１から切羽３を真っ直ぐに照らすが、切羽３以外の他の部分は暗くなる。

全体用照明装置２２は、切羽３から隔壁１１までの空間全体を照らす。足元用照明装置２３は、隔壁１１の足元を照らす。照明装置２０は、切羽３だけでなく、切羽３から隔壁１１までの空間全体、及び隔壁１１の足元を照らすことができる。すなわち、切羽用照明装置２１、全体用照明装置２２、及び足元用照明装置２３は、それぞれ照射対象とする場所に応じた最適な指向性に設定されている。これにより、切羽３から隔壁１１までの空間は、全体的に明るくなる。

例えば、全体用照明装置２２は、切羽３から隔壁１１までの空間全体を照らすため、切羽３以外の場所の明るさを補うことができる。また、足元用照明装置２３は、隔壁１１のゲート口１５付近も照らすため、ゲート口１５を出入りする重機、車両、及び人が視認され易くなる。従って、トンネル工事用照明配置構造１０１は、切羽３から隔壁１１までの空間で作業する作業者の視界を良好にし、安全性を高めることができる。

隔壁１１は、発破時に閉じられる。図４に示すように、ゲート口１５は、切羽３の発破時に隔壁１１により閉じられる。また、隔壁１１は、支持枠１２、排気ダクト２５及び給気ダクト２６を除いたトンネル壁面５から支持枠１２までの間も覆っている。照明装置２０の切羽３側は、隔壁１１により覆われている。照明装置２０は、発破時に使用できない状態となるが、隔壁１１を閉じた場合には、作業者は切羽３側で作業を行う必要がない。このため、照明装置２０は、発破時に切羽側を照らす必要はない。また、隔壁１１は、照明装置２０を覆っているため、発破による爆風又は飛石による照明装置２０の破損を防止できる。

支持枠１２は、トンネル１０内を移動可能であることが好ましい。例えば、支持枠１２は、支持枠１２の下部に不図示の車輪を備える。トンネル１０を掘り進めるにつれ、切羽３は移動する。支持枠１２がトンネル内を切羽３側へ移動することにより、支持枠１２に接続された照明装置２０も同時に切羽３側へ移動する。これにより、トンネル工事用照明配置構造１０１は、トンネル１０を掘り進めた場合でも新たに切羽３側に照明を設置することなく、切羽３側を照射できる。

なお、トンネル工事用照明配置構造１０１は、切羽３側のみを照らす照明装置２０のみ配置されているが、これには限定されない。例えば、トンネル工事用照明配置構造１０１は、隔壁１１から坑口４側を照らす照明装置をさらに設けていてもよい。これにより、ゲート口１５を往来する重機、車、及び人等が視認され易くなるため、安全性が向上する。

以下、第１実施形態の変形例について説明する。図５は、第１実施形態の変形例１に係るトンネル工事用照明配置構造１０２を切羽側から視た正面図である。図６は、第１実施形態の変形例２に係るトンネル工事用照明配置構造１０３を切羽側から視た正面図である。図５及び図６は、隔壁１１をハッチングで示す。なお、トンネル工事用照明配置構造１０２及びトンネル工事用照明配置構造１０３の説明については、それぞれ第１実施形態に係るトンネル工事用照明配置構造１０１と異なる構成についてのみ説明を行い、後は省略する。

図５に示すように、トンネル工事用照明配置構造１０２は、トンネル工事用照明配置構造１０１と足元用照明装置２３の位置が異なる。支持枠１２は、照明装置支持部１３に加えて、二つの照明装置支持部５３を備える。照明装置支持部５３はそれぞれ、右支柱１２１及び左支柱１２２から支持枠１２より坑口４側に突出している。照明装置支持部５３は、足元用照明装置２３を支持する。これにより、足元用照明装置２３は、トンネル１０の床面に近い位置に配置されるため、隔壁１１の足元を確実に照射することができる。

図６に示すように、トンネル工事用照明配置構造１０３は、トンネル工事用照明配置構造１０１と切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４の位置が異なる。支持枠１２は、照明装置支持部６３及び照明装置支持部６４を備える。照明装置支持部６３は、梁部１２３より上方の、かつ支持枠１２より坑口４側に突出している。照明装置支持部６３は、全体用照明装置２２及び足元用照明装置２３を支持する。照明装置支持部６４は、梁部１２３より下方の、かつ支持枠１２より坑口４側に突出している。照明装置支持部６３は、切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４を支持する。

これにより、切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４は、ゲート口１５に配置される。トンネル工事用照明配置構造１０３の切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４の位置は、トンネル工事用照明配置構造１０１と比べて低い。切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４の切羽３に対する照射角度は、トンネル工事用照明配置構造１０１と比べて水平に近くなる。切羽３における切羽用照明装置２１及び切羽用照明装置２４からの光の照度が高くなる。このため、トンネル工事用照明配置構造１０３は、切羽３をより明るく照らすことができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，２…トンネル工事用照明配置構造
３…切羽
４…坑口
５…トンネル壁面
１０…トンネル
１１…隔壁
１２…支持枠
１３，５３…照明装置支持部
１５…ゲート口
２０…照明装置
２１，２４…切羽用照明装置
２２…全体用照明装置
２３…足元用照明装置
２５…排気ダクト
２６…給気ダクト
２７…スピーカ
１２１…右支柱
１２２…左支柱
１２３…梁部

Claims (5)

1. トンネル内で切羽から坑口までの間に設けられ、切羽側と坑口側を往来するためのゲート口を開閉可能な発破用の隔壁と、
   トンネル壁面から所定の間隔を隔てて配置される前記隔壁の支持枠と、
   前記支持枠に接続され前記隔壁が開いている場合に、前記切羽側を照射可能に配置される照明装置と、を備え、
   前記隔壁は、該隔壁を閉じた時に前記トンネル壁面から前記支持枠までの間、および前記ゲート口を覆い、かつ前記照明装置の前記切羽側を覆う、
   トンネル工事用照明配置構造。
2. 前記支持枠は、トンネル内を移動可能である、
   請求項１に記載のトンネル工事用照明配置構造。
3. 前記照明装置は、指向性を有する、
   請求項１又は請求項２に記載のトンネル工事用照明配置構造。
4. 前記照明装置は、前記切羽を照らす切羽用照明装置と、前記切羽から前記隔壁までの空間全体を照らす全体用照明装置と、前記隔壁の足元を照らす足元用照明装置と、を備える、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトンネル工事用照明配置構造。
5. さらにスピーカを備える、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトンネル工事用照明配置構造。

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