JPH0338400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトンネル坑内の粉塵を水滴によつて処
理する方法とその方法を実施するための装置に関
するものである。

通常、トンネル工事においては、切羽部の岩盤
堀削を行うために発破を行つたり或いはトンネル
覆工を施すためにコンクリートの吹付けが行われ
るが、この際、発破による有害ガス或いは岩石や
コンクリートの粉塵が発生し、トンネル坑内の空
気が汚染して作業員の健康を害する原因となつて
いる。

このため、坑外から清浄な空気を取入れて切羽
にまで送ることにより換気を行う方法が採用され
ているが、コンクリート吹付けを行う場合には粉
塵の発生量が等に多く、このような方法では充分
に換気することができないものである。

又、従来からこのような粉塵の処理装置が種々
開発されているが、いずれもトンネル断面の変化
や粉塵発生量の変化、即ち、粉塵処理量の変化に
対応できるように構成されておらず、大規模な装
置を設置することによつて粉塵の処理を行つてい
るばかりか発破ガスや粉塵を含んだ空気はトンネ
ル上方に滞溜する性質があるので、処理装置をト
ンネル上方に設置しなければならない。このた
め、トンネル施工コストが高くつくばかりでなく
坑内の作業空間が狭くなつて作業能率が低下する
等の問題点があつた。

更に、噴霧水の吹きつけによつて粉塵を吸着除
去することも行われているが、その噴霧ノズルに
連通する噴霧水供給配管はトンネル内を通じて配
管しているために、上記同様に作業空間が狭くな
るばかりでなく、噴霧に使用した多量の水がトン
ネル内に滞留して作業に悪影響を及ぼし、又、そ
の排水処理が極めて因難である等の問題点を有す
る。

本発明はこのような問題点をなくするために、
トンネルの切羽部近傍において、該切羽部近傍に
設置した水槽内の液体をトンネルの幅方向に配設
した複数個のノズルからトンネル壁面に向かつて
噴霧することによりトンネル断面の下方部からト
ンネル壁面間に亘つて霧状の水膜を形成する一
方、該水膜下方部から切羽側に向かつて清浄な空
気を圧送し、この気流によつて切羽側の粉塵を含
んだ空気を切羽面の上方から後方の前記水膜側に
流動させ、この水膜により空気中の粉塵を吸着、
除去しながら下方に配設した受水板上に流下さ
せ、該受水板上を流動させて再び前記水槽内に還
流させることを特長とするトンネルの粉塵処理方
法およびその方法を実施する装置を提供するもの
である。

本発明の実施例を図面について説明すると、１
は移動台車２上に配設した台枠で、水槽３を配置
していると共にこの水槽３の下部両側に沿つて送
気フアン４を有するダクト５，５を前後方向（ト
ンネルの長さ方向）に配設、固定してあり、該ダ
クト５の前後開口端を夫々前後方向に向けて開口
させてある。

６は台枠１の両側において、水槽３の下部両側
に沿つて固定した給水パイプで、水槽３内に設置
した給水ポンプ７に連結、連通してあり、さらに
その先端に、台枠１に回動自在に支承された回動
パイプ８をスイベルパイプジヨイント９を介して
接続してある。

１０，１０は回動パイプ８，８にその基端を一
体に連結、連通している主噴霧パイプで、夫々両
側に２本宛平行にして外側方（トンネルの巾方
向）に延出可能にしてあり、さらにこれ等の主噴
霧パイプ１０，１０の先端にスイベルパイプジヨ
イント１１，１１を介して同じく先端噴霧パイプ
１２，１２を延長方向に接続し、主噴霧パイプ１
０に対して折畳み回動自在にしてある。又、これ
等の噴霧パイプ１０，１２は、外側方に展開、延
出させた状態において上向きに開口する複数個の
噴霧ノズル１３，１３…１３を長さ方向に適宜間
隔毎に設けてある。

１４，１５は噴霧パイプ１０，１２の下面側に
夫々の中央部を一体に取付けた方形状の受水板
で、その長さは水槽３の長さに略々等しく形成さ
れてあり、又、先端の噴霧パイプ１２の下面側に
沿つて固定した受水板１５の基端縁部を主噴霧パ
イプ１０の下面側に沿つて固定した受水板１４の
先端縁部の上面に重ね合わせ、且つ、先端側の受
水板１５が必要以上に下方に折曲しないようにし
てある。

１６，１６は給水及び回動パイプ６，８の下方
に沿つて台枠１の両側に配設した受水樋で、その
開口端上方に受水板１４の基端縁を臨ませてあ
り、さらに、これ等の受水樋１６はトンネルの切
羽側に向かつてやや下方に傾斜した状態で固定し
てあり、その下傾端を台枠１の前端下部に配設し
た集水タンク１７の開口端上に臨ませてある。

１８は集水タンク１７内に設置した戻しポンプ
で、集水タンク１７内で炉過された水を配管１９
を通じて水槽３内に導入させるものである。

２０は受水板１４，１５の下面において中央か
らやや切羽側寄りの部分に、トンネルの巾方向に
適宜間隔に取付けた掛具で、防風シート２１，２
２の上端縁に取付けた掛止金具（図示せず）を該
掛具２０に引掛けることによつて防風シート２
１，２２を受水板１４，１５の下面からトンネル
底面に亘つて垂設させ、この防風シート２１，２
２によつて受水板下方のトンネル断面空間を遮閉
し、空気の移動を防止するものである。

２３は水槽３の上端開口部を閉止することによ
つて形成した作業足場で、ウインチ２４を設置し
てあり、このウインチ２４に巻回した索条２５を
前記主噴霧パイプ１０，１０間に横架した連結前
後２６に結着して噴霧パイプ１０を上下方向に回
動させるようにしてある。２７は作業足場２３の
周縁に立設した安全柵である。

以上のように構成したトンネルの粉塵処理装置
によつて切羽部分における粉塵処理方法を述べる
と、まず、台車２を移動させてトンネルａの切羽
部近傍に停止させる。次いで、ウインチ２４を作
動させて第１図左側に示すように折畳み状態にあ
る噴霧パイプ１０，１２を下方に降ろしたのち、
先端噴霧パイプ１２を人手により反転させて主噴
霧パイプ１０と同一軸線上に延出させ、これらの
パイプ１０，１２を外端（トンネル壁面側）から
内端（台枠側）に向かつて緩やかに下方に傾斜さ
せると同時に、パイプ１０，１２の下面側に取付
けた受水板１４，１５もパイプ１０，１２と一体
に展開されて同様の傾斜状態となる。なお、先端
噴霧パイプ１２は主噴霧パイプ１０に対して適宜
角度で起立可能にすることにより、トンネル断面
の大きさに対処できるようにしてある。次に、受
水板１４，１５の下面に防風シート２１，２２を
取付けてトンネル下方部の通風を防止する。

こうして準備が完了したのち給水ポンプ７を作
動させると、水槽３内の水が給水パイプ６、回動
パイプ８を通じて噴霧パイプ１０，１２に圧送さ
れ、そのノズル１３から上方に向かつて噴霧され
てトンネルａの壁面に流突し、トンネルａの長さ
方向の一定区間内にパイプ１０，１２からトンネ
ル壁面間に亘つて水膜２８が形成される。

一方、送気フアン４を作動させると、坑口側の
清浄な空気がダクト５の後端開口部から吸引さ
れ、水膜２８の下方部を通過してその前端開口部
からトンネル底部に沿つて切羽ｂ側に流出し、そ
の空気流が切羽に沿つて下方から上方に流れたの
ち反転してトンネル上半部内を後方に向かつて流
動することになる。

この状態において、切羽側で覆工のためのコン
クリート吹付け作業を行うと、その吹付けによつ
て発生する粉塵が前記空気流に吹付け空気と共に
混合し、切羽面と水膜２８及び防風シート２１，
２２とによつて囲まれたトンネル切羽部内の空気
量が増大して水膜２８を通過することになる。

而して、水膜２８を通過中に該空気に含まれた
粉塵が水膜２８の水滴に吸着され、受水板１４，
１５上に流下して該受水板１４，１５上から受水
樋１６を通じ集水タンク１７内に流入する。

集水タンク１７内において、粉塵が沈降、炉過
され、清浄化した水が再び水槽３内に戻されると
共にこの水槽３内においても残余の粉塵が沈降、
除去される。一方、水膜２８を通過中に粉塵を除
去されて清浄化した空気は再びダクト５を通じて
切羽側に供給されるものである。

なお、以上の実施例においては、装置全体を台
車２上に載置して移動可能としたが、台車２を使
用することなく切羽部近傍に直接配設してもよ
い。

又、粉塵除去効果を増すため、有害ガスを吸着
するために、水に界面活性剤や薄い硫酸アンモン
等の有害ガスの反応剤を添加することが望まし
い。

以上のように本発明のトンネルの粉塵処理方法
は、トンネルの切羽部近傍において、該切羽近傍
に設置した水槽内の液体をトンネルの幅方向に配
設した複数個のノズルからトンネル壁面に向かつ
て噴射することによりトンネル断面の下方部から
トンネル壁面間に亘つて霧状の水膜を形成する一
方、該水膜の下方部から切羽に向かつて清浄な空
気を圧送してその空気圧により切羽側の粉塵を含
んだ空気を前記水膜を通過させて坑口側に流動さ
せ、水膜を通過時にこの水膜によつて空気中の粉
塵を吸着、除去しながら下方に配設し受水板上に
流下させ、該受水板上を流動させて再び前記水槽
内に還流させるものであるから、複数個のノズル
から液体をトンネル上方壁面にまで噴霧してトン
ネル断面を遮蔽する水膜を形成するので、液体の
吐出力を調整するだけでトンネル断面形状の大き
さが変化してもそれに対応してトンネル断面を水
膜によつて完全に遮蔽することができ、この状態
で水膜後方側から切羽側に清浄な空気を供給する
ので、切羽側で粉塵を確実にこの空気流に混入さ
せて水膜を通過させることができ、その通過時に
水膜により粉塵を吸着、除去させることができる
と共に、水膜を通過して清浄化された空気を再び
環流させて坑口側からの空気の積極的な供給を行
うことなく比較的簡単な装置によつて粉塵の処理
が行い得るものである。

さらに、水膜の厚さや噴霧量を調節すると共に
清浄な空気の送風量を調節することによつて粉塵
量の多少に拘らず除去処理が可能となるのは勿
論、粉塵を吸着した水膜をその下方に配設した受
水板に流下させ、該受水板上を流動させて再び前
記水槽内に還流させるので、トンネル内に給水配
管を配設することなく噴霧水を循環させながら能
率よく粉塵の処理が行えると共にトンネル内に処
理水が滞留することもないから、作業環境や作業
性の向上を図ることができ、その上、噴霧水に吸
着された粉塵を循環中に分離、除去することがで
きて、再び清浄化した噴霧水としての循環使用が
可能となるものである。

又、本発明によれば、前記噴霧パイプをトンネ
ルの巾方向に設けてトンネル壁面に向かつて噴出
させるので、トンネル上方に滞留する発破ガス等
を確実に除去できると共にトンネル壁面も充分に
清掃でき、その上、パイプの下方に沿つて噴霧水
を水槽内に環流させる受水板を配設しているの
で、粉塵を吸着した水滴を確実に処理部を介して
水槽側へと循環、導入させることができるもので
あり、又受水板の下面側には防風シートを垂設し
たことによつてトンネル底部側からの粉塵混合空
気が坑口側に流出するのを阻止でき、従つて、作
業員は健康を害することなく安心して作業が行え
ると共に該防風シートを介して作業員や作業者の
通行が可能となり、粉塵処理によつて他の作業の
支障となることがないものである。

又、噴霧ノズルを折畳み式に構成することによ
つてトンネル断面の大きさの変化に対応できると
共に処理作業の開始、終了作業が簡単となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
その正面図、第２図は平面図、第３図は側面図、
第４図は作業状態を示す簡略側面図である。 １……台枠、２……台車、３……水槽、５……
ダクト、１０，１２……噴霧パイプ、１３……ノ
ズル、１４，１５……受水板、２１，２２……防
風シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トンネルの切羽部近傍において、該切羽部近
   傍に設置した水槽内の液体をトンネルの幅方向に
   配設した複数個のノズルからトンネル壁面に向か
   つて噴霧することによりトンネル断面の下方部か
   らトンネル壁面間に亘つて霧状の水膜を形成する
   一方、該水膜の下方部から切羽に向かつて清浄な
   空気を圧送してその空気圧により切羽側の粉塵を
   含んだ空気を前記水膜を通過させて坑口側に流動
   させ、該水膜の通過時にこの水膜によつて空気中
   の粉塵を吸着、除去しながら下方に配設した受水
   板上に流下させ、該受水板上を流動させて再び前
   記水槽内に還流させることを特徴とするトンネル
   の粉塵処理方法。 ２ 台枠に水槽と、フアンにより空気を切羽に向
   かつて圧送するダクトとを配設し、前記水槽の下
   端部両側に、複数個の上向き噴霧ノズルを有する
   パイプをトンネルの巾方向に配設してトンネル壁
   面に向かつて水槽内の水をノズルから噴出させる
   ようにすると共に該パイプの下方に沿つて噴霧水
   を水槽内に還流させる受水板を配設し、さらに、
   この受水板の下面側に防風シートを垂設したこと
   を特徴とするトンネルの粉塵処理装置。