JP4732431B2

JP4732431B2 - トンネル発破工事の粉塵沈静方法

Info

Publication number: JP4732431B2
Application number: JP2007329590A
Authority: JP
Inventors: 尚紀熱田; 孝藤田
Original assignee: エスビー工業株式会社
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: JP2009150139A

Description

本発明は、トンネル発破工事の粉塵沈静方法に関する。

従来のトンネル発破工事の粉塵除去技術が特許文献１，２に開示されている。特許文献１の技術は、排気ファンを備えた伸縮自在の風管を移動可能な台車に搭載し、これをトンネルの長さに応じた台数配置して各風管の前後端同士を接続し、各排気ファンを作動させて発破による粉塵を最前部の風管から吸引して最後部の風管から坑外へ除去するようにしたことを特徴としている。

特許文献２の技術は、送風ファンを備えた伸縮自在の風管をトンネル内に配管し、切羽の近傍位置に集塵機を配置し、送風ファンを作動させて外気を切羽へ向けて送風するとともに発破による粉塵を集塵機で集塵して坑内の空気を浄化できるようにしたことを特徴としている。

ところで、前記の各技術は粉塵を除去するのにその空間の空気をほぼ全て吸引する必要があり、除去に時間を要する問題があった。特に、細かい微粉塵は空気中を浮遊して除去されにくいから、換気が不十分となり易い問題があった。また、前者の技術はトンネルの長さに応じた数の台車が必要で、後者の技術も高価な集塵機を利用するから、いずれも発破工事にコストがかかる問題があった。
特開２００４−６８３７４号公報特開２００３−３１４２００号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、粉塵の飛散を低コストで迅速に沈静できるトンネル発破工事の粉塵沈静方法を提供することにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）トンネル工事の発破で飛散した粉塵を沈静する方法であって、切羽から所定距離離れた位置に細霧を切羽へ給水ポンプを用いて水を圧送して噴霧ノズルから噴霧する一次噴霧装置を配置し、同一次噴霧装置の後方位置に通風ダクトの後部に送気ファンを備え同通気ダクトの吹出口の外周に給水ポンプに接続された複数の噴霧ノズルを吹出口からの気流に向けて取付けた細霧を切羽へ噴霧する二次噴霧装置を配置し、更にトンネル外の空気を吸引して切羽へ送気するとともに送風機の先端に細霧を切羽へ噴霧する噴霧ノズルを取付けた送風機を二次噴霧装置の後方に配置し、トンネルの坑口に扉を設け、発破直後に一次噴霧装置で細霧を切羽へ噴霧し、その細霧で飛散する粉塵を捕捉して地面へ落下させて沈静し、その後所定時間経過して二次噴霧装置で細霧を切羽へ噴霧し、その細霧で未だ浮遊する微粉塵を捕捉して地面に落下させて更に沈静し、二次噴霧装置からの切羽への噴霧後の所定時間経過した後扉を開放して送風機の送風の勢力で噴霧を切羽方向に噴霧するとともにトンネル内の空気を坑外へ押し出すように排出して換気するようにしたことを特徴とする、トンネル発破工事の粉塵沈静方法
２）噴霧ノズルに給水する水を殺菌する殺菌装置を備えた、前記１）記載のトンネル発破工事の粉塵沈静方法
３）トンネルの坑口方向へ送風する小型の排気ファンをトンネルの長手方向に沿って複数設置した、前記１）〜２）いずれか記載のトンネル発破工事の粉塵沈静方法
にある。

本発明では、発破直後に一次噴霧装置で切羽へ向けて噴霧すると、その細霧が飛散する粉塵を補足して地面に落下する。大抵の粉塵はこの工程で沈静し、浮遊する粉塵は大幅に減少する。その後、所定時間経過して二次噴霧装置で切羽へ向けて噴霧すると、その細霧で未だ浮遊している微粉塵を補足して更に沈静される。したがって、従来技術と比較して安価な機器でトンネル内の全換気を待たずに短時間に粉塵を沈静できる。

本発明では、トンネル外の空気を吸引して切羽へ送風する送風機を配置すると、坑口の扉を開放して送風機の送風の勢力でトンネル内の空気を坑外へ押し出すように排出して換気され、作業環境を改善できる。送風機には噴霧ノズルを取り付け、その細霧で微粉塵をより短時間に沈静することもできる。また、トンネルの坑口方向へ送風する小型の排気ファンを複数設置すると、除去方向への送風の勢力が増加し、より短時間に換気できるようになる。また、噴霧ノズルに給水する水を殺菌する殺菌装置を備えると、作業者の健康に配慮した作業環境にでき、特に河川や池などの水源から給水する場合に効果的である。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は実施例のトンネル発破工事の粉塵沈静を示す説明図、図２は実施例の一次噴霧装置の説明図、図３は実施例の二次噴霧装置の説明図、図４は実施例の送風機の説明図、図５は実施例の工程を示すチャートである。

図中、１はトンネル、２は切羽、３は一次噴霧装置、３ａはフレーム、３ｂは噴霧ノズル、３ｃは給水ホース、３ｄは防護板、３ｅは土嚢、３ｆは給水機、３ｇは給水ポンプ、３ｈは給水タンク、３ｉはフィルター、３ｊは防護板、３ｋは操作盤、３ｍはリール、４は二次噴霧装置、４ａは通風ダクト、４ｂは送風ファン、４ｃは噴霧ノズル、４ｄは台車、４ｅは吊下部材、４ｆは給水ポンプ、４ｇは給水タンク、４ｈは給水ホース、５は送風機、５ａは風管、５ｂは送風ファン、５ｃは噴霧ノズル、５ｄは給水ポンプ、５ｅは殺菌装置、５ｆはトラック、５ｇは給水ホース、６は坑口、７は排気ファン、８は扉、９は点火ボックス、Ｄはずりである。

本実施例は、図１に示すようにトンネル１の切羽２から４０ｍ離れた側壁位置に一次噴霧装置３を配置し、切羽２から６０ｍ離れた位置に二次噴霧装置４を配置し、二次噴霧装置４のやや後方の上方位置から坑口６に渡って長尺の送風機５を吊下している。トンネル１の内壁には複数の小型の排気ファン７をトンネル１の後方へ向けて所定間隔に設置している。

一次噴霧装置３は、図２に示すようにフレーム３ａの上端部に３本の噴霧ノズル３ｂを噴霧角度を調整可能に取り付け、各噴霧ノズル３ｂに給水ホース３ｃを接続し、各噴霧ノズル３ｂに爆風から防護する防護板３ｄを取り付け、フレーム３ａの下部に爆風で吹き飛ばされないように土嚢３ｅを載せている。給水機３ｆは給水能力２６〜３０Ｌ／分、ノズル水圧８ＭＰａの給水ポンプ３ｇと給水タンク３ｈと逆洗機能付きのフィルター３ｉを備え、給水ホース３ｃを給水ポンプ３ｇに接続し、爆風から防護する防護板３ｊを全面に取り付けている。給水タンク３ｈの水はフィルター３ｉで濾過及び除菌した後に給水される。

二次噴霧装置４は、図３に示すように蛇腹状の通風ダクト４ａの後部に電動の送風ファン４ｂを備え、通風ダクト４ａの吹出口外周の上半分位置に複数の噴霧ノズル４ｃを気流側へ向けて等間隔に取り付けている。これを台車４ｄの上段に搭載して吊下部材４ｅで吹出方向を上下調整可能にし、台車４ｄの下段に給水ポンプ４ｆと給水タンク４ｇを配置し、各噴霧ノズル４ｃと給水ポンプ４ｆとを給水ホース４ｈで接続している。

送風機５は、図４に示すように風管５ａの後端部（坑口６の位置）に電動の送風ファン５ｂを備え、風管５ａの先端部周囲に複数の噴霧ノズル５ｃを前方へ向けて取り付けている。その送風機５のより切羽２に近い場所にノズル水圧８ＭＰａの給水ポンプ５ｄと殺菌装置５ｅを搭載したトラック５ｆを配車し、各噴霧ノズル５ｃと給水ポンプ５ｄとを給水ホース５ｇで接続している。水はトンネル１外の河川・池・貯水槽等の水源から給水し、殺菌装置５ｅで殺菌した後に給水ポンプ５ｄで送り出される。

本実施例を図１，５に基づいて説明すると、削岩機で切羽２に発破孔を複数穿孔して爆薬を装填し、爆薬から伸びる電気導火線を後方へ引き回して点火器と接続する。坑口６の扉８を閉鎖して作業者が点火ボックス９の後方へ退避し、爆薬を爆破させる。発破５秒後に一次噴霧装置３で切羽２へ噴霧し、その細霧で飛散している粉塵を捕足して地面へ落下させる。大抵の粉塵はこの工程で沈静し、浮遊する粉塵は大幅に減少する。次に、発破後およそ４分経過すると二次噴霧装置４を作動させて切羽２へ向けて噴霧し、その細霧で未だ浮遊している微粉塵を補足して更に沈静される。

発破後およそ１１分経過すると、坑口６の扉８を開放して送風機５を作動させ、風管５ａを通じて取り入れた外気を切羽２へ送風するとともに、噴霧ノズル５ｃで切羽２へ噴霧し、その細霧で未だ浮遊している微粉塵を更に補足してほぼ完全に沈静し、送風の勢力で坑外へ押し出すように除去させて換気する。同時に複数の排気ファン７を作動させ、排気方向の送風の勢力を増加させてトンネル１の後方へ除去されやすくする。一次噴霧装置３と二次噴霧装置４は停止させる。

この送風をおよそ１時間ほど継続した後、切羽２のずりＤを除去して支保工を行い、５〜６時間後に次の発破を行って同様に粉塵を沈静して換気し、以上の工程を繰り返してトンネル１が構築される。トンネル１内の湿度は噴霧で上昇しており、坑壁のコンクリートの表面を保湿して養生効果を高めるとともに、トンネル１内の温度を低下させて作業環境が改善される。

このように、本実施例によれば発破直後に一次噴霧装置３と二次噴霧装置４で切羽２へ向けて段階的に噴霧したから、細霧が飛散する粉塵を補足して早期に沈静され、浮遊する粉塵が大幅に減少した。その後、送風機５で切羽２へ送風するとともに噴霧したから、その細霧で未だ浮遊している微粉塵がほぼ完全に沈静され、しかも送風の勢力で坑外へ押し出すように除去された。したがって、従来技術と比較して安価な機器でトンネル１内の全換気を待たずに短時間に沈静できた。

図６に示すのは、実施例の送風機の他の例である。図６は実施例の他の例の送風機の説明図である。図６に示す実施例の他の例では、複数の噴霧孔を複数形成した管状の噴霧ノズル５ｃを風管５ａの前端部に縦方向に取り付け、送風の勢力で細霧を前方へ噴霧できるようにしている。したがって、実施例と比較して噴霧ノズル５ｃの構造を簡素化しながら同等の性能を発揮でき、低コストで実施できる。その他、符号、構成、作用効果は実施例と同じである。

本発明の技術は、トンネル発破工事に有用である。

実施例のトンネル発破工事の粉塵沈静を示す説明図である。実施例の一次噴霧装置の説明図である。実施例の二次噴霧装置の説明図である。実施例の送風機の説明図である。実施例の工程を示すチャートである。実施例の他の例の送風機の説明図である。

符号の説明

１トンネル
２切羽
３一次噴霧装置
３ａフレーム
３ｂ噴霧ノズル
３ｃ給水ホース
３ｄ防護板
３ｅ土嚢
３ｆ給水機
３ｇ給水ポンプ
３ｈ給水タンク
３ｉフィルター
３ｊ防護板
３ｋ操作盤
３ｍリール
４二次噴霧装置
４ａ通風ダクト
４ｂ送風ファン
４ｃ噴霧ノズル
４ｄ台車
４ｅ吊下部材
４ｆ給水ポンプ
４ｇ給水タンク
４ｈ給水ホース
５送風機
５ａ風管
５ｂ送風ファン
５ｃ噴霧ノズル
５ｄ給水ポンプ
５ｅ殺菌装置
５ｆトラック
５ｇ給水ホース
６坑口
７排気ファン
８扉
９点火ボックス
Ｄずり

Claims

トンネル工事の発破で飛散した粉塵を沈静する方法であって、切羽から所定距離離れた位置に細霧を切羽へ給水ポンプを用いて水を圧送して噴霧ノズルから噴霧する一次噴霧装置を配置し、同一次噴霧装置の後方位置に通風ダクトの後部に送気ファンを備え同通気ダクトの吹出口の外周に給水ポンプに接続された複数の噴霧ノズルを吹出口からの気流に向けて取付けた細霧を切羽へ噴霧する二次噴霧装置を配置し、更にトンネル外の空気を吸引して切羽へ送気するとともに送風機の先端に細霧を切羽へ噴霧する噴霧ノズルを取付けた送風機を二次噴霧装置の後方に配置し、トンネルの坑口に扉を設け、発破直後に一次噴霧装置で細霧を切羽へ噴霧し、その細霧で飛散する粉塵を捕捉して地面へ落下させて沈静し、その後所定時間経過して二次噴霧装置で細霧を切羽へ噴霧し、その細霧で未だ浮遊する微粉塵を捕捉して地面に落下させて更に沈静し、二次噴霧装置からの切羽への噴霧後の所定時間経過した後扉を開放して送風機の送風の勢力で噴霧を切羽方向に噴霧するとともにトンネル内の空気を坑外へ押し出すように排出して換気するようにしたことを特徴とする、トンネル発破工事の粉塵沈静方法。
噴霧ノズルに給水する水を殺菌する殺菌装置を備えた、請求項１記載のトンネル発破工事の粉塵沈静方法。
トンネルの坑口方向へ送風する小型の排気ファンをトンネルの長手方向に沿って複数設置した、請求項１〜２いずれか記載のトンネル発破工事の粉塵沈静方法。