JP5757758B2 - How to contain the face - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル工事において切羽付近から発生する汚染空気が、トンネル内全体に拡散することを防止し、それを排出する切羽封じ込め方法に関する。
The present invention relates to a face containment method for preventing contaminated air generated from the vicinity of a face in tunnel construction from diffusing throughout the tunnel and discharging it.

トンネル工事では、爆薬による発破や重機による掘削などのさまざまな作業が行われることから、とくに切羽付近では大量の粉塵や、重機の排気ガス、発破によるガスなどの汚染空気が発生する。発生した汚染空気はトンネル内において拡散し、充満するので、速やかにそれを除去・排出することが望まれる。   In tunnel construction, various operations such as blasting with explosives and excavation with heavy machinery are performed, so a large amount of dust, heavy machinery exhaust gas, and polluted air such as gas from blasting are generated, especially near the face. The generated contaminated air diffuses and fills in the tunnel, so it is desirable to remove and discharge it quickly.

そのため、トンネル内に遮蔽物を設けることで、汚染空気を切羽から遮蔽物の間に閉じ込め、集塵機でそれらを除去・排出することが行われている。これらを下記特許文献１乃至特許文献１０に示す。   For this reason, by providing a shield in the tunnel, the contaminated air is confined between the shield and the shield, and they are removed and discharged by a dust collector. These are shown in Patent Document 1 to Patent Document 10 below.

特開昭６１−２９４１００号公報JP-A 61-294100 実開昭６２−１７２８００号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-172800 特開平１−２３９３００号公報JP-A-1-239300 実公平３−６７１９号公報No. 3-6719 実公平３−４８３２０号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-48320 特開平１０−２５２４００号公報JP-A-10-252400 特開２００２−２７６３００号公報JP 2002-276300 A 特開２００２−３４９１９９号公報JP 2002-349199 A 特開２００３−３１４２００号公報JP 2003-314200 A 特開２００４−２０４５３９号公報JP 2004-204539 A

上記の特許文献１乃至特許文献１０に記載の装置、方法では、汚染空気の遮蔽方法として遮蔽カーテンや遮蔽シート、防音壁などを用いている。しかし、上記特許文献に記載の装置、方法の場合、基本的に、トンネル内の所定位置に固定的に設置される。そのため、掘削が進むと、かかる装置を取り外し、新たな位置に再度、固定設置する必要がある。   In the apparatuses and methods described in Patent Document 1 to Patent Document 10, a shielding curtain, a shielding sheet, a soundproof wall, and the like are used as a method for shielding contaminated air. However, in the case of the apparatus and method described in the above-mentioned patent document, the apparatus and method are basically fixedly installed at a predetermined position in the tunnel. Therefore, when excavation progresses, it is necessary to remove such a device and fix it again at a new position.

しかしながら従来の装置、方法の場合、固定設置が原則であることから、装置の取り外し、固定設置のたびに手間および時間を要してしまい、より簡便な汚染空気の封じ込め、排出方法が望まれている。   However, in the case of conventional devices and methods, since fixed installation is the principle, it takes time and effort each time the device is removed and fixed, and a simpler method for containing and discharging contaminated air is desired. Yes.

本発明者は上記課題に鑑み、切羽封じ込め方法を発明した。   In view of the above problems, the inventor has invented a method for confining a face.

第１の発明は、排気管と送気管とが設置されたトンネル工事における汚染空気の拡散を防止する切羽封じ込め方法であって、トンネルの天井壁面および内壁側面から所定範囲であるトンネル外周部分に、機密性袋体で構成されるバルーンによって隔壁を形成し、前記隔壁よりも切羽側に前記排気管と前記送気管の一端をそれぞれ設け、前記送気管からの送気量よりも前記排気管の排気量が多い状態として坑口側から切羽側へ空気を流れさせることで前記切羽から隔壁までの空間を負圧とし、前記排気管で前記隔壁と切羽との間の空間における汚染空気を集塵することで、前記汚染空気の拡散を防止する、切羽封じ込め方法である。
The first invention is a face confinement method for preventing the diffusion of contaminated air in tunnel construction in which an exhaust pipe and an air supply pipe are installed, and on the outer periphery of the tunnel that is a predetermined range from the ceiling wall surface and inner wall side surface of the tunnel, A partition is formed by a balloon composed of a confidential bag body, one end of each of the exhaust pipe and the air supply pipe is provided on the face side of the partition, and the exhaust pipe exhausts more than the amount of air supplied from the air supply pipe A negative pressure is applied to the space from the face to the partition wall by allowing air to flow from the well side to the face side in a state where the amount is large, and the exhaust air collects contaminated air in the space between the partition wall and the face. in, to prevent diffusion of pre Symbol contaminated air, a working face containment methods.

本発明のように、トンネルの天井部および側面部を閉塞しただけで集塵を行う場合であっても、トンネル全体への汚染空気の拡散を大きく抑止することが出来る。この場合、トンネルの天井部および側面部のみを隔壁するので、トンネルの中心付近は開放されている。そのため、トンネル工事に不可欠な測量作業の支障とはならない。また、車両や人の通行の妨げになることもない。従って、トンネル工事作業を続行しながら集塵作業を行うことが可能となり、全体の作業時間の短縮にも繋がる。   As in the present invention, even when dust collection is performed simply by closing the ceiling and side portions of the tunnel, it is possible to greatly suppress the diffusion of contaminated air to the entire tunnel. In this case, since only the ceiling and side portions of the tunnel are partitioned, the vicinity of the center of the tunnel is open. Therefore, it does not hinder surveying work essential for tunnel construction. Moreover, it does not hinder the passage of vehicles and people. Therefore, it is possible to perform dust collection work while continuing tunnel construction work, which leads to shortening of the entire work time.

また、隔壁よりも切羽側に一端がある送気管を設けて、新鮮な空気を供給することで、切羽と隔壁との間の汚染空気の排出をより迅速に行うことができる。この場合には、送気管の送気量よりも排気管の排気量を多くすることで負圧を維持できる。
 Further, by providing an air supply pipe having one end on the face side with respect to the partition wall and supplying fresh air, the contaminated air between the face face and the partition wall can be discharged more quickly. In this case, the negative pressure can be maintained by making the exhaust amount of the exhaust pipe larger than that of the air supply pipe.

さらに、隔壁はいかようにも構成することができるが、バルーンによって形成することが好ましい。バルーンであれば隔壁を軽量化でき、またトンネルの天井壁面および内壁側面と密着するので、封じ込めの効果を高めることが出来るからである。 Furthermore, the partition can be configured in any way, but is preferably formed by a balloon. This is because a balloon can reduce the weight of the partition wall, and can be in close contact with the ceiling wall surface and inner wall side surface of the tunnel, thereby enhancing the containment effect.

以上の各発明のように構成することで、トンネルの断面全体を閉塞せずとも、トンネルの天井部および側面部を隔壁で閉塞しただけで、トンネル全体への汚染空気の拡散を大きく抑止することが出来る。   By configuring as in each of the above inventions, it is possible to greatly suppress the diffusion of contaminated air to the entire tunnel only by closing the tunnel ceiling and side surfaces with a partition wall without blocking the entire cross section of the tunnel. I can do it.

バルーン台車と各バルーンとの関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the relationship between a balloon trolley and each balloon. 切羽封じ込め装置のバルーンを膨らませた状態の正面図である。It is a front view of the state which inflated the balloon of the face containment apparatus. トンネル内に切羽封じ込め装置を設置した状態の正面図である。It is a front view of the state which installed the face containment apparatus in the tunnel. 切羽封じ込め装置がトンネルに設置される状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state in which a face containment apparatus is installed in a tunnel. 実験において各部の断面積を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional area of each part in experiment. 実験における粉塵濃度の測定地点を示す図である。It is a figure which shows the measurement point of the dust density | concentration in experiment. 実験における粉塵濃度の測定地点を示す図である。It is a figure which shows the measurement point of the dust density | concentration in experiment. 実験１における条件、測定結果を示す図である。It is a figure which shows the conditions in Experiment 1, and a measurement result. 実験１における粉塵濃度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the dust concentration in Experiment 1. 実験２における条件、測定結果を示す図である。It is a figure which shows the conditions in Experiment 2, and a measurement result. 実験２における粉塵濃度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the dust concentration in Experiment 2. 隔壁付近の空気の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the air around a partition.

本発明の切羽封じ込め方法では、トンネルの内壁側面Ｗｓおよび天井壁面Ｗｕに隔壁を設置し、トンネルの断面の中心付近は開口した状態を維持する。そしてこの状態において隔壁よりも切羽側を負圧、たとえばトンネルの天井壁面Ｗｕから吊下固定された送気管４からの送気量よりも、トンネルの天井壁面Ｗｕから吊下された第１の排気管５からの集塵量（排気量）が多い状態とする。以下に詳述する。   In the face confinement method of the present invention, partition walls are provided on the inner wall side surface Ws and the ceiling wall surface Wu of the tunnel, and the vicinity of the center of the cross section of the tunnel is kept open. In this state, the first exhaust gas suspended from the ceiling wall surface Wu of the tunnel has a negative pressure on the face side of the partition wall, for example, the amount of air supplied from the air supply pipe 4 suspended from the ceiling wall surface Wu of the tunnel. The dust collection amount (exhaust amount) from the pipe 5 is large. This will be described in detail below.

まず、トンネルの内壁側面Ｗｓおよび天井側面Ｗｕのみに隔壁を設置し、トンネルの断面の中心付近は開口した状態を維持するために、その一例として、以下のような切羽封じ込め装置１を用いる。なお、切羽封じ込め装置１は、内壁側面Ｗｓおよび天井側面Ｗｕに、後述するバルーン３が密着することで、トンネルの側面部および天井部を閉塞する隔壁を形成する装置の一例である。切羽封じ込め装置１は、門形状のバルーン台車２とバルーン３とを少なくとも備えている。図１に、切羽封じ込め装置１におけるバルーン台車２とバルーン３との関係を模式的に示す。   First, in order to install a partition wall only on the inner wall side surface Ws and the ceiling side surface Wu of the tunnel and maintain an open state near the center of the cross section of the tunnel, as an example, the following face containment device 1 is used. The face containment device 1 is an example of a device that forms a partition wall that closes a side surface portion and a ceiling portion of a tunnel by bringing a balloon 3 described later into close contact with the inner wall side surface Ws and the ceiling side surface Wu. The face containment device 1 includes at least a gate-shaped balloon carriage 2 and a balloon 3. FIG. 1 schematically shows the relationship between the balloon carriage 2 and the balloon 3 in the face containment device 1.

バルーン台車２は、トンネル内部に設置する部材であって、左右の支柱部２１、２２、および左右の支柱部２１、２２の上方とそれぞれ接合する水平部２３とにより、門形状が形成されている。またバルーン台車２には、バルーン３が設置されている。   The balloon carriage 2 is a member installed inside the tunnel, and a gate shape is formed by the left and right support columns 21 and 22 and the horizontal portion 23 joined to the upper sides of the left and right support columns 21 and 22, respectively. . A balloon 3 is installed on the balloon carriage 2.

バルーン３は、トンネルの天井壁面Ｗｓと密着し天井部を閉塞するアーチバルーン３１と、トンネルの右側の内壁側面Ｗｓと密着し、右側の側面部を閉塞する右側バルーン３２と、トンネルの左側の内壁側面Ｗｓを密着し、左側の側面部を閉塞する左側バルーン３３とからなる。   The balloon 3 is in close contact with the ceiling wall surface Ws of the tunnel and closes the ceiling portion, the right balloon 32 in close contact with the inner wall side surface Ws on the right side of the tunnel and closes the right side surface portion, and the inner wall on the left side of the tunnel. The left side balloon 33 close | contacts the side Ws and closes the left side part.

また各バルーン３は袋体が複数連結して形成されており、空気をその内部に流入させることにより膨張する。アーチバルーン３１はトンネルの天井壁面Ｗｕと密着し、トンネルの天井部を閉塞する隔壁となり、右側バルーン３２、左側バルーン３３はトンネルの内壁側面Ｗｓを密着し、トンネルの側面部を閉塞する隔壁となる。   Each balloon 3 is formed by connecting a plurality of bags, and is inflated by allowing air to flow into the inside thereof. The arch balloon 31 is in close contact with the ceiling wall Wu of the tunnel and becomes a partition that closes the ceiling of the tunnel, and the right balloon 32 and the left balloon 33 are in close contact with the inner wall side Ws of the tunnel and become a partition that closes the side of the tunnel. .

以上のような各バルーン３の袋体に空気を流入させて膨張させることで、図２のようにトンネルの天井部および側面部が、バルーン３による隔壁で閉塞できる。その結果、トンネルの中心付近には、工事機械や車両、作業員が通行可能な空間（開口部７）を形成することが出来る。   By inflating the air by flowing air into the bag body of each balloon 3 as described above, the ceiling portion and the side surface portion of the tunnel can be closed with a partition wall by the balloon 3 as shown in FIG. As a result, a space (opening 7) through which construction machines, vehicles, and workers can pass can be formed near the center of the tunnel.

上述のアーチバルーン３１、右側バルーン３２、左側バルーン３３の素材としてはナイロンタフタなどを用いることが出来るが、軽量で耐久性があればこれに限定されない。たとえば素材としてナイロンタフタを用いた場合、１ｍ２あたり０．５ｋｇの重量であることから、アーチバルーン３１が２０ｍ２、右側バルーン３２および左側バルーン３３がそれぞれ１５ｍ２であったとした場合、アーチバルーン３１の重量は１０ｋｇ、右側バルーン３２および左側バルーン３３の重量はそれぞれ７．５ｋｇとなり、８０ｍ２の断面積のトンネルの閉塞に用いるナイロンタフタの重量は２５ｋｇで足り、軽量化を実現できる。また、各バルーン３を形成する袋体は、二重構造、多重構造になっていても良く、それぞれに空気を流出させるためのファスナーが取り付けられていても良い。 Nylon taffeta or the like can be used as the material for the arch balloon 31, the right balloon 32, and the left balloon 33, but the material is not limited to this as long as it is lightweight and durable. For example, when nylon taffeta is used as a material, the weight is 0.5 kg per 1 m 2. Therefore, when the arch balloon 31 is 20 m 2 and the right balloon 32 and the left balloon 33 are 15 m 2 , the arch balloon 31 is used. The weight of the right balloon 32 and the left balloon 33 is 7.5 kg, and the weight of the nylon taffeta used to close the tunnel having a cross-sectional area of 80 m 2 is 25 kg. Moreover, the bag body which forms each balloon 3 may have a double structure or a multiple structure, and a fastener for allowing air to flow out may be attached to each.

つぎに本発明の切羽封じ込め方法を、上述の切羽封じ込め装置１を用いて説明する。   Next, the face containment method of the present invention will be described using the above-described face containment apparatus 1.

まずトンネル工事における切羽から所定距離付近、たとえば切羽から３０メートルや５０メートル付近の位置に、上述の切羽封じ込め装置１を設置する。これを模式的に示すのが図３である。また図４では、実際のトンネル工事における状態を示す。図４（ａ）は切羽封じ込め装置１が設置されたトンネルの縦断面図であり、図４（ｂ）は切羽封じ込め装置１が設置されたトンネル内の上方からの図である。また図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図である。   First, the above-described face containment device 1 is installed at a predetermined distance from the face in tunnel construction, for example, at a position near 30 or 50 meters from the face. This is schematically shown in FIG. FIG. 4 shows a state in actual tunnel construction. 4A is a longitudinal sectional view of a tunnel in which the face containment device 1 is installed, and FIG. 4B is a view from above in the tunnel in which the face containment device 1 is installed. FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

切羽から切羽封じ込め装置１までの汚染空気を換気するため、トンネルの天井壁面Ｗｕ付近に送気管４、第１の排気管５および第２の排気管６が設置される。この際に、送気管４および第１の排気管５は、切羽封じ込め装置１と同じ位置あるいは切羽封じ込め装置１よりも切羽側に、その一端が設置される。また第１の排気管５の他の一端は、切羽封じ込め装置１と坑口との間の集塵機８に連結しており、集塵機８での集塵作用によって、切羽と切羽封じ込め装置１との空間における粉塵やガスなどを含んだ汚染空気を集塵・排気する。集塵機８には集塵後の空気をトンネルから排気するための第２の排気管６が連結している。第２の排気管６の集塵機８と連結していない他の一端は、トンネルの坑口から外部に位置している。送気管４、第１の排気管５および第２の排気管６はトンネルの天井付近の天井壁面Ｗｕから吊下固定される。図４では、送気管４の他の一端は、トンネル内の所定箇所に設けられた送風口Ｈから、トンネル外部に設置された送風機４１に連結しており、送風機４１からの送風によって、切羽付近に送風する。   In order to ventilate the contaminated air from the face to the face containment device 1, an air supply pipe 4, a first exhaust pipe 5, and a second exhaust pipe 6 are installed in the vicinity of the ceiling wall surface Wu of the tunnel. At this time, one end of the air supply pipe 4 and the first exhaust pipe 5 is installed at the same position as the face containment device 1 or on the face side of the face containment device 1. Further, the other end of the first exhaust pipe 5 is connected to a dust collector 8 between the face containment device 1 and the wellhead, and a dust collecting action at the dust collector 8 causes a space in the space between the face and the face containment device 1. Collects and exhausts polluted air containing dust and gas. The dust collector 8 is connected to a second exhaust pipe 6 for exhausting the collected air from the tunnel. The other end of the second exhaust pipe 6 that is not connected to the dust collector 8 is located outside the tunnel entrance. The air supply pipe 4, the first exhaust pipe 5 and the second exhaust pipe 6 are suspended and fixed from the ceiling wall surface Wu near the ceiling of the tunnel. In FIG. 4, the other end of the air supply pipe 4 is connected to a blower 41 installed outside the tunnel from a blower opening H provided at a predetermined location in the tunnel, and near the face by blowing from the blower 41. To blow.

以上のように配管することで、送気管４は切羽と切羽封じ込め装置１との間の空間に送風が出来、第１の排気管５は切羽と切羽封じ込め装置１との間の汚染空気を集塵・排気することが出来る。また集塵機８で集塵したあとの空気は、第２の排気管６からトンネルの外部に排気される。   By piping as described above, the air supply pipe 4 can blow air into the space between the face and the face containment device 1, and the first exhaust pipe 5 collects contaminated air between the face and the face containment device 1. Dust and exhaust are possible. The air collected by the dust collector 8 is exhausted from the second exhaust pipe 6 to the outside of the tunnel.

以上のようにして送気管４、第１の排気管５および第２の排気管６などが配管された後、バルーン台車２の各バルーン３に空気を送り込むことで、切羽と坑口との間の空間に、バルーン３による隔壁を設ける。具体的には、バルーン台車２の所定箇所に設置された送風機２４からアーチバルーン３１、右側バルーン３２および左側バルーン３３に対して、送風機２４ａ、２４ｂ、２４ｃで空気を送り込むことで、各バルーンを膨張させる。   After the air supply pipe 4, the first exhaust pipe 5, the second exhaust pipe 6, and the like are piped as described above, air is sent to each balloon 3 of the balloon carriage 2, so that the space between the face and the wellhead is A partition wall made of a balloon 3 is provided in the space. Specifically, each balloon is inflated by sending air from the blower 24 installed at a predetermined location of the balloon carriage 2 to the arch balloon 31, the right balloon 32, and the left balloon 33 by the blowers 24a, 24b, and 24c. Let

このようにバルーン３に空気を送り込むことで、図２に示すように、切羽封じ込め装置１が設置された位置で、トンネルの天井壁面Ｗｕおよび内壁側面Ｗｓと、アーチバルーン３１、右側バルーン３２および左側バルーン３３とが密着し、天井部および側面部に隔壁が形成される。なお、各バルーン３の大きさは、各バルーン３がトンネルの内壁側面Ｗｓ、天井壁面Ｗｕに密着する大きさまで膨張させられればよい。その結果、トンネルの内壁側面Ｗｓ、天井壁面Ｗｕ付近は、アーチバルーン３１、右側バルーン３２および左側バルーン３３が設置されたまま、中心部付近は車両が通行可能となる。またトンネルの内壁側面Ｗｓ、天井壁面Ｗｕが、凹凸のある吹き付け面となっていることがあるが、バルーン３で空間を区切る構造とすることで、バルーン３と内壁側面Ｗｓ、天井壁面Ｗｕとを密着させることができ、粉塵やガスなどの汚染空気を切羽から切羽封じ込め装置１の間に封じ込めることが出来る。   By sending air into the balloon 3 in this manner, as shown in FIG. 2, the ceiling wall surface Wu and the inner wall side surface Ws of the tunnel, the arch balloon 31, the right balloon 32, and the left side at the position where the face containment device 1 is installed. The balloon 33 is in close contact with each other, and a partition wall is formed on the ceiling and side portions. The size of each balloon 3 may be inflated to such a size that each balloon 3 is in close contact with the inner wall side surface Ws and the ceiling wall surface Wu of the tunnel. As a result, in the vicinity of the inner wall side surface Ws and the ceiling wall surface Wu of the tunnel, the vehicle can pass in the vicinity of the center while the arch balloon 31, the right balloon 32, and the left balloon 33 are installed. In addition, the inner wall side surface Ws and the ceiling wall surface Wu of the tunnel may be an uneven spraying surface. By using a structure in which the space is partitioned by the balloon 3, the balloon 3, the inner wall side surface Ws, and the ceiling wall surface Wu are separated. It can be made to adhere, and polluted air, such as dust and gas, can be contained between the face and the face containment device 1.

このようにして切羽から切羽封じ込め装置１の空間と、切羽封じ込め装置１から坑口までの空間とを区切り、送気管４からの送気量と第１の排気管５での集塵量（排気量）とでは、集塵量（排気量）が多くなるように集塵・排気を行う。すなわち切羽から切羽封じ込め装置１の空間が負圧となるようにする。   In this way, the space from the face to the face containment device 1 and the space from the face containment device 1 to the wellhead are separated, and the amount of air supplied from the air supply pipe 4 and the amount of dust collected in the first exhaust pipe 5 (exhaust amount). ), Dust collection / exhaust is performed so that the amount of dust collection (displacement) increases. That is, the space from the face to the face containment device 1 is set to a negative pressure.

本発明の切羽封じ込め装置１では、負圧となるように送気管４からの送気量と第１の排気管５での排気量を調整しているため、開口部７を開けたままでも、トンネル全体に粉塵やガスなどの汚染空気が拡散するのを大きく防止することが出来る。   In the face containment device 1 of the present invention, the air supply amount from the air supply pipe 4 and the exhaust amount in the first exhaust pipe 5 are adjusted so as to be negative pressure, so that the opening 7 remains open, It is possible to greatly prevent the contamination air such as dust and gas from diffusing throughout the tunnel.

出願人は、模擬トンネル（全長１００ｍ、内空断面積８０ｍ２）にて、開口部７を開けたままでも、トンネル全体に粉塵やガスなどを含んだ汚染空気が拡散するのを大きく防止する効果があることの実験を行った。模擬トンネルの断面積は８０ｍ２、アーチバルーン３１の断面積は２０ｍ２、右側バルーン３２および左側バルーン３３の断面積はそれぞれ１５ｍ２、開口部７の断面積は３０ｍ２である。これを模式的に示すのが図５である。 Applicant has the effect of greatly preventing the diffusion of contaminated air containing dust, gas, etc. in the entire tunnel even when the opening 7 is left open in the simulated tunnel (total length 100 m, inner air cross-sectional area 80 m 2 ). There was an experiment with that. The cross section of the simulated tunnel is 80 m 2 , the cross section of the arch balloon 31 is 20 m 2 , the cross sections of the right balloon 32 and the left balloon 33 are 15 m 2 , and the cross section of the opening 7 is 30 m 2 . This is schematically shown in FIG.

図６および図７の実験概略図に示すように、本実験では、切羽近傍に粉塵発生装置Ｄを設置する。そして、切羽から１５ｍ地点（Ａ点）、切羽封じ込め装置１の後方５ｍ地点（Ｂ点）、集塵機８の後方で切羽から５０ｍ地点（Ｃ点）の各点の粉塵濃度を測定した。また、Ａ点乃至Ｃ点では、それぞれ３箇所の粉塵濃度を測定し、平均値を採ることで、Ａ点乃至Ｃ点の粉塵濃度（平均粉塵濃度）とした。またＡ点の測定地点であるＰ１、Ｐ３、Ｂ点の測定地点であるＰ４、Ｐ６、Ｃ点の測定地点であるＰ７、Ｐ９は、それぞれ、トンネル地面から１ｍの高さで、それぞれの内壁側面Ｗｓから１ｍ離れた点である。またＡ点の測定地点であるＰ２、Ｂ点の測定地点であるＰ５、Ｃ点の測定地点であるＰ８は、トンネル地面から１ｍの高さで中央の点である。   As shown in the experimental schematic diagrams of FIGS. 6 and 7, in this experiment, a dust generator D is installed in the vicinity of the face. And the dust concentration of each point of 15 m point (point A) from the face, 5 m point (point B) behind the face containment device 1, and 50 m point (point C) behind the dust collector 8 was measured. In addition, at points A to C, the dust concentrations at three locations were measured, and the average values were taken to obtain the dust concentrations at points A to C (average dust concentration). In addition, P1 and P3 which are the measurement points of point A, P4 and P6 which are the measurement points of point B, and P7 and P9 which are the measurement points of point C are 1 m from the tunnel ground. It is a point 1 m away from Ws. Moreover, P2 which is the measurement point of point A, P5 which is the measurement point of point B, and P8 which is the measurement point of point C are the center point at a height of 1 m from the tunnel ground.

粉塵濃度の測定は、デジタル粉塵計ＬＤ−３Ｋ（質量濃度変換係数（Ｋ値）＝０．００２（ｍｇ／ｍ３／ｃｐｍ））を用いた。また粉塵濃度（ｍｇ／ｍ３）は、Ｋ値×相対濃度（ｃｐｍ）で表される。 The dust concentration was measured using a digital dust meter LD-3K (mass concentration conversion coefficient (K value) = 0.002 (mg / m 3 / cpm)). The dust concentration (mg / m 3 ) is expressed as K value × relative concentration (cpm).

実験は以下の方法で行った。第１に、ゼオライト粉体（ゼオライト＃６００ 中心粒径１．９２μｍ）を粉塵とする粉塵発生装置Ｄで切羽に粉塵を発生させる。第２に、図７における測定地点Ｐ１〜Ｐ３の測定値がすべて８ｍｇ／ｍ３を超えた時点で粉塵発生装置Ｄを停止させる。第３に、送風機４１、集塵機８を所定の風量で起動させることで、送気管４からの送気、第１の排気管５からの集塵・排気を所定の風量で行う。第４に、測定地点Ｐ１〜Ｐ３の測定値がすべて３ｍｇ／ｍ３以下になるまで、各測定地点の粉塵濃度を測定する。 The experiment was performed as follows. First, dust is generated on the face by a dust generator D that uses zeolite powder (zeolite # 600, center particle size 1.92 μm) as dust. Secondly, the dust generator D is stopped when all the measured values at the measurement points P1 to P3 in FIG. 7 exceed 8 mg / m 3 . Thirdly, the blower 41 and the dust collector 8 are activated with a predetermined air volume, whereby the air supply from the air supply pipe 4 and the dust collection / exhaust from the first exhaust pipe 5 are performed with the predetermined air volume. Fourth, the dust concentration at each measurement point is measured until all the measurement values at the measurement points P1 to P3 are 3 mg / m 3 or less.

まず負圧をせずに、トンネルの断面の閉塞状態に応じて粉塵濃度に差があるかを測定するため、開口部７を設けた状態、トンネルが閉塞されていない状態（全開状態）で測定した（実験１）。図８（ａ）に条件、図８（ｂ）に測定結果、図９（ａ）乃至（ｃ）に、Ａ点乃至Ｃ点の測定値の変化のグラフを示す。   First, in order to measure whether there is a difference in the dust concentration according to the closed state of the cross section of the tunnel without applying negative pressure, measured in a state where the opening 7 is provided and the tunnel is not closed (fully open state) (Experiment 1). FIG. 8A shows conditions, FIG. 8B shows measurement results, and FIGS. 9A to 9C show graphs of changes in measured values at points A to C.

つぎに、負圧とした場合に、トンネルの断面の閉塞状態に応じて粉塵濃度に差があるかを測定するため、開口部７を設けた状態、トンネルが閉塞されていない状態（全開状態）で測定した(実験２）。図１０（ａ）に条件、図１０（ｂ）に測定結果、図１１（ａ）乃至（ｃ）に、Ａ点乃至Ｃ点の測定値の変化のグラフを示す。   Next, in order to measure whether there is a difference in the dust concentration according to the closed state of the cross section of the tunnel when negative pressure is applied, the state in which the opening 7 is provided, the state in which the tunnel is not closed (fully open state) (Experiment 2). FIG. 10A shows conditions, FIG. 10B shows measurement results, and FIGS. 11A to 11C show graphs of changes in measured values at points A to C.

実験１では負圧をかけていない（送気量と排気量はともに１０００ｍ３／ｍｉｎ）。この場合、開口部７を設けた状態と全開状態とでは、粉塵濃度に大きな差が見られず、とくにＢ点においては開口部７を設けた状態と全開状態とでは粉塵濃度に大きな差がない。 In Experiment 1, no negative pressure was applied (both air supply amount and exhaust amount were 1000 m 3 / min). In this case, there is no significant difference in the dust concentration between the state where the opening 7 is provided and the fully open state, and in particular, there is no significant difference in the dust concentration between the state where the opening 7 is provided and the fully open state at point B. .

一方、実験２では送気量が７５０ｍ３／ｍｉｎ、排気量が１０００ｍ３／ｍｉｎであり、切羽と隔壁との間が負圧となっている。この場合、開口部７を設けた状態と全開状態とでは、実験１よりも粉塵濃度は低くなり、さらに、Ｂ点およびＣ点では粉塵濃度に差が見られる。とくに、Ｃ点では粉塵濃度に著しい差がある。 On the other hand, in Experiment 2, the air supply amount is 750 m 3 / min, the displacement is 1000 m 3 / min, and a negative pressure is present between the face and the partition wall. In this case, the dust concentration is lower than that in Experiment 1 between the state in which the opening 7 is provided and the fully open state, and further, there is a difference in the dust concentration at points B and C. In particular, there is a significant difference in the dust concentration at point C.

このように、切羽と隔壁との間を負圧にしている場合、隔壁はトンネル外周部分のみに設置するだけで、粉塵やガスなどを含んだ汚染空気を切羽側にとどめる効果が非常に高いことが判った。つまり、この形態で切羽付近の換気を行うことで、集塵作業中であっても開口部７を形成できるため、車両が切羽と坑口との間を通行可能な状態を保持することが出来る。その結果、切羽での作業と集塵作業とを並行することも出来る。   In this way, when a negative pressure is applied between the face and the bulkhead, the bulkhead should be installed only on the outer periphery of the tunnel, and the effect of keeping contaminated air containing dust and gas to the face side is extremely high. I understood. That is, by performing ventilation in the vicinity of the face in this form, the opening 7 can be formed even during dust collection work, so that the vehicle can pass between the face and the wellhead. As a result, the work at the face and the dust collection work can be performed in parallel.

これは次のような理由によるものと考察する。図１２は、切羽封じ込め装置１付近の空気の流れを示す図である。切羽から隔壁の空間が負圧となることで、切羽封じ込め装置１による隔壁から坑口までの空間の空気は、切羽から隔壁までの空間に流入しやすくなる。一方、トンネルの内壁側面Ｗｓに沿って切羽から坑口側に流出しようとする汚染空気は、隔壁となる切羽封じ込め装置１の右側バルーン３２、左側バルーン３３で抑止され、トンネルの内壁側面Ｗｓと右側バルーン３２、左側バルーン３３に沿って、切羽側に向かう流入空気により、流れの向きが切羽の方向に変えられる。その結果、右側バルーン３２、左側バルーン３３付近に到達した汚染空気は、右側バルーン３２、左側バルーン３３付近で、再度、切羽側に流れることとなる。これは、アーチバルーン３１がある天井部であっても同様である。   This is considered to be due to the following reasons. FIG. 12 is a diagram showing the air flow in the vicinity of the face containment device 1. Since the space from the face to the partition becomes negative pressure, the air in the space from the partition to the wellhead by the face containment device 1 easily flows into the space from the face to the partition. On the other hand, the contaminated air that is about to flow out from the face along the inner wall side surface Ws of the tunnel to the wellhead side is suppressed by the right side balloon 32 and the left side balloon 33 of the face containment device 1 serving as a partition wall. 32, the direction of the flow is changed to the direction of the face by the inflowing air toward the face side along the left side balloon 33. As a result, the contaminated air that has reached the vicinity of the right balloon 32 and the left balloon 33 again flows to the face side near the right balloon 32 and the left balloon 33. The same applies to the ceiling where the arch balloon 31 is located.

このように、切羽からの粉塵やガスなどを含んだ汚染空気は、トンネルの内壁側面Ｗｓ、天井壁面Ｗｕに沿って流れるが、天井部および側面部は各バルーン３によって閉塞されており、また負圧のため、切羽封じ込め装置１から坑口側に漏れにくくなる。その結果、開口部７を設けたとしても、汚染空気が切羽封じ込め装置１から坑口側に漏れにくくなる。   In this way, the contaminated air containing dust and gas from the face flows along the inner wall side surface Ws and the ceiling wall surface Wu of the tunnel, but the ceiling portion and the side surface portion are blocked by the balloons 3 and are negative. Due to the pressure, it is difficult to leak from the face containment device 1 to the wellhead side. As a result, even if the opening 7 is provided, contaminated air is less likely to leak from the face containment device 1 to the wellhead side.

本発明のように構成することで、トンネルの断面全体を閉塞せずとも、トンネルの天井部および側面部を隔壁で閉塞しただけで、切羽からの粉塵やガスなどを含んだ汚染空気の拡散を大きく防止することが出来る。また、トンネルの天井部および側面部のみを隔壁するので、トンネルの中心付近は開放されているため、トンネル工事に不可欠な測量作業の支障とはならない。さらに、車両や人の通行の妨げになることもないので、トンネル工事作業を続行しながら集塵作業を行うことが可能となり、全体の作業時間の短縮にも繋がる。   By configuring as in the present invention, it is possible to diffuse contaminated air containing dust, gas, etc. from the face only by closing the tunnel's ceiling and side surfaces with a partition wall without blocking the entire cross section of the tunnel. It can be greatly prevented. Moreover, since only the ceiling and side portions of the tunnel are separated, the vicinity of the center of the tunnel is open, so that it does not hinder surveying work essential for tunnel construction. Furthermore, since it does not hinder the passage of vehicles and people, it is possible to perform dust collection work while continuing the tunnel construction work, leading to a reduction in the overall work time.

１：切羽封じ込め装置
２：バルーン台車
３：バルーン
４：送気管
５：第１の排気管
６：第２の排気管
７：開口部
８：集塵機
２１：右支柱部
２２：左支柱部
２３：水平部
２４：送風機
３１：アーチバルーン
３２：右側バルーン
３３：左側バルーン
４１：送風機
Ｗｓ：トンネルの内壁側面
Ｗｕ：トンネルの天井壁面
Ｈ：送風口
Ｄ：粉塵発生装置 1: Face confinement device 2: Balloon carriage 3: Balloon 4: Air supply pipe 5: First exhaust pipe 6: Second exhaust pipe 7: Opening 8: Dust collector 21: Right support section 22: Left support section 23: Horizontal Unit 24: Blower 31: Arch balloon 32: Right balloon 33: Left balloon 41: Blower Ws: Tunnel inner wall side surface Wu: Tunnel ceiling wall surface H: Blower port D: Dust generator

Claims (1)

排気管と送気管とが設置されたトンネル工事における汚染空気の拡散を防止する切羽封じ込め方法であって、
トンネルの天井壁面および内壁側面から所定範囲であるトンネル外周部分に、機密性袋体で構成されるバルーンによって隔壁を形成し、
前記隔壁よりも切羽側に前記排気管と前記送気管の一端をそれぞれ設け、
前記送気管からの送気量よりも前記排気管の排気量が多い状態として坑口側から切羽側へ空気を流れさせることで前記切羽から隔壁までの空間を負圧とし、
前記排気管で前記隔壁と切羽との間の空間における汚染空気を集塵することで、前記汚染空気の拡散を防止する、
ことを特徴とする切羽封じ込め方法。 A face containment method for preventing diffusion of contaminated air in tunnel construction where an exhaust pipe and an air supply pipe are installed,
A partition wall is formed by a balloon made of a confidential bag on the outer periphery of the tunnel, which is a predetermined range from the ceiling wall surface and the inner wall side surface of the tunnel ,
Wherein provided at one end of the exhaust pipe feed pipe respectively to the working face side of the partition wall,
The space from the face to the partition wall is set to a negative pressure by causing air to flow from the wellhead side to the face side as a state where the exhaust amount of the exhaust pipe is larger than the air supply amount from the air pipe,
By dust collecting the contaminated air in the space between the partition wall and the cutting face at the exhaust pipe, to prevent diffusion of pre Symbol contaminated air,
A method of confining the face.
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