JP2003027899A - 粉塵排除方法およびこれに用いる集塵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削工事中に発生する粉塵を捕集
し、容易に除去するための粉塵排除方法およびこれに用
いる集塵装置の提供。 【解決手段】 掘削する坑道１０の壁面に周方向に固定
されるガス管１ａ，１ｂと、ガス管１ａ，１ｂの途中に
坑道１０の中央部に向けて設けられる噴霧ノズル２と、
ガス管１ａ，１ｂに高圧の液体を供給する給水管１６と
を備えた集塵装置であり、坑道１０内に設置した風管１
１を通じて切羽部へ風を送り込み、この坑道１０内の粉
塵１４を坑口１５方向へ送り出す際、坑道１０の途中に
設置された集塵装置の噴霧ノズル２から噴霧される霧状
の水滴によって粉塵１４が捕集される。捕集された粉塵
１４は、坑道１０内を坑口１５へ向かって流れ出る排水
とともに排除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削工事
において坑道内に発生する粉塵を捕集し排除する粉塵排
除方法およびこれに用いる集塵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘削工事は、所要の大きさの空
洞を掘る工程であり、主に掘削、ずり処理、支保工建込
み、覆工の４工程からなり、一般にはダイナマイト等の
火薬を用いた発破工法により行われる。

【０００３】発破工法における掘削作業は、削岩機によ
りダイナマイト等の火薬を装填する小孔を穿孔する削岩
（削孔）、小孔に火薬を装填する装薬、火薬を爆発させ
て地山を崩す発破、発破により崩落した岩石を機械など
により積み込むずり積み、トロやダンプトラックなどで
搬出するずり運搬、これによってできた空洞が崩れない
ように支えを入れる支保工建込み工、吹付コンクリート
工、ロックボルト工、および、覆工を繰り返すことによ
って行われる。

【０００４】このうち、削岩、発破、ずり積み、ずり運
搬、ロックボルト用孔の削孔や吹付コンクリート作業な
どの各作業において多量の粉塵が発生する。特に、発破
時の粉塵は、あらゆるトンネル作業の内で最も激しい。
従来、粉塵を排除するため、図５に示すように坑道１０
内に風管１１を設置し、この風管１１を通じて換気ファ
ン１２により送り込む風を切羽１３に当て、坑道１０を
大きな煙突として粉塵１４を坑口１５まで送り出すよう
にしている（送気式換気方式）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、坑口１５まで送り出される粉塵１４が、
坑道１０内を浮遊して途中の配管や分電盤などに堆積し
ていく。そのため、配管や分電盤に堆積した粉塵１４を
定期的に掃除するようにしているが、肺に有害な粉塵１
４の粒径は５μｍ以下と極めて細かいため、堆積した粉
塵１４はすぐに舞い上がってしまい、簡単に除去するこ
とができない。

【０００６】そこで、本発明においては、トンネル掘削
工事中に発生する粉塵を捕集し、容易に除去するための
粉塵排除方法およびこれに用いる集塵装置を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の粉塵排除方法
は、坑道内に設置した風管を通じて切羽部へ風を送り込
み、この坑道内の粉塵を坑口方向へ送り出す粉塵排除方
法において、坑道内を送出される粉塵に対し坑道の周方
向より液体を噴霧することを特徴とするものである。本
発明の粉塵排除方法によれば、坑道内に噴霧される液体
によって坑道内を送出される粉塵を捕集することがで
き、捕集した粉塵は容易に集塵して除去することが可能
となる。

【０００８】ここで、噴霧とは粒径１ｍｍ以下の液体を
散布することであるが、この噴霧する液体の平均粒径
は、５０〜５５０μｍであることが望ましい。この範囲
の平均粒径を有する霧状の液体であれば、粒径５μｍ以
下の肺に有害な粉塵を捕集するために最適な表面積を有
するため、浮遊する粉塵を最も効率よく集塵することが
できる。

【０００９】なお、５０μｍ未満の平均粒径を有する液
体の場合、雲粒と同様の粒径となるため、粉塵を捕集し
ても沈降し難くなり、空中に浮遊している時間が長くな
ってしまい、粉塵の抑制効果が小さくなる。５５０μｍ
超の平均粒径を有する液体の場合、雨粒と同様の粒径と
なるため、堆積している粉塵を叩き付けて飛散させるこ
ともある。

【００１０】本発明の粉塵排除方法に用いる集塵装置
は、掘削する坑道の壁面に周方向に固定されるチューブ
と、チューブの途中に坑道の中央部に向けて設けられる
噴霧ノズルと、チューブに高圧の液体を供給する管とを
備えたものとすることができる。本発明の集塵装置によ
れば、坑道内を送出される粉塵に対し坑道の周方向より
液体を噴霧して捕集することができる。ここで、チュー
ブとしては、高圧ホース、ガス管や塩ビ管などを用いる
ことができる。

【００１１】噴霧ノズルは、５０〜２００ｃｍ間隔で複
数個設けたものとするのが望ましい。これにより、坑道
内に満遍なく液体を噴霧することができ、浮遊する粉塵
を取り逃がすことなく捕集することができる。一方、５
０ｍｍ未満の間隔では、隣接する噴霧ノズルから噴霧さ
れた液体が合体してその粒径が大きくなることがあり、
２００ｍｍ超の間隔では、隣接する噴霧ノズルの間隔が
広すぎて坑道内に液体が噴霧されない部分が生じること
がある。

【００１２】また、噴霧する液体としては、水以外を用
いることも可能であるが、トンネル掘削工事において坑
道内に必ず設置される給水設備から得やすい水を用いる
のがよく、どの掘削現場においても本発明の集塵装置を
設置して容易に粉塵排除を行うことが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態におけ
る粉塵排除システムの概略構成を示す断面図、図２は図
１のＡ−Ａ線断面図、図３は噴霧ノズルの詳細図、図４
は図２のＢ部拡大図である。

【００１４】図１および図２において、本発明の実施の
形態における粉塵排除システムでは、高さ約６．５ｍの
坑道１０内の上部中央に、約１．５ｍφの風管１１が設
置され、この風管１１を通じて換気ファン１２により送
り込まれる風が切羽１３に当てられる。また、坑道１０
の下部側面には、削岩機（図示せず）に外部より水を供
給するための約１００ｍｍ（４インチ）φの給水管１
６、コンクリート吹き付けに使用するための約１００ｍ
ｍ（４インチ）φの給気管１７および坑道１０内の水を
排水するための約２００ｍｍ（８インチ）φの配水管１
８が設置されている。

【００１５】また、坑道１０の壁面に沿って、本実施形
態における集塵装置を構成する第１，第２のチューブと
しての長さ約２．５ｍ・約１９ｍｍ（３／４インチ）φ
のガス管１ａ，１ｂがその長手方向を坑道１０の周方向
として設置されており、一方のガス管１ａはボール弁１
６ａを介して給水管１６へ接続されている。この管１ａ
ともう一方のガス管１ｂとは、第３のチューブとしての
約１９ｍｍ（３／４インチ）φのホース１ｃを介して接
続されている。

【００１６】ガス管１ａ，１ｂには、約１ｍ間隔でそれ
ぞれ３個の図３に示す噴霧ノズル２が設けられている。
これらの噴霧ノズル２は、すべて坑道１０の中央部へ向
けて固定されている。噴霧ノズル２は、平均粒径３８０
〜５２０μｍの水を約６０°の噴角で均等に噴霧するも
のである。給水管１６からガス管１ａへ約６．９ＭＰａ
（７ｋｇ／ｃｍ^２）の高圧水を供給したとき、ガス管１
ａ，１ｂの噴霧ノズル２からの噴量は約１０Ｌ／ｍｉｎ
である。

【００１７】図４に示すように、ボール弁１６ａとガス
管１ａとの間には、二股のストレーナ３およびフレキシ
ブルホース４が設けられる。ストレーナ３は、給水管１
６から供給される水に含まれる砂や埃等のごみをろ過す
るものであり、ガス管１ａ，１ｂの噴霧ノズル２の目詰
まりを防止する。ストレーナ３の一端は通常キャップ３
ａによって封止されており、清掃時にはキャップ３ａを
取り外して水を注入し、逆洗することが可能である。ま
た、ガス管１ｂの先端（図２の下端）には水抜き弁５が
設けられており、清掃時には水抜き弁５を開いてガス管
１ｂ内の水をごみとともに排出することが可能である。

【００１８】上記構成の粉塵排除システムによれば、ト
ンネル掘削工事中に発生した粉塵１４は、風管１１を通
じて送り込まれる風によって坑口１５へ送出される際、
坑道１０の途中に設置された集塵装置の噴霧ノズル２か
ら噴角約６０°で噴霧される平均粒径３８０〜５２０μ
ｍの霧状の水滴によって捕集される。そして、捕集され
た粉塵１４は、坑道１０内を坑口１５へ向かって流れ出
る排水とともに排除される。

【００１９】このような粉塵排除システムは、トンネル
掘削工事において坑道１０内に設置されている給水管１
６等の既存の給水設備から水を得て動作させることがで
きるため、どの掘削現場においても本実施形態における
集塵装置を設置して構築することが可能である。

【００２０】また、本実施形態の粉塵排除システムにお
いては、集塵装置を構成するガス管１ａ，１ｂが坑道１
０の壁面に沿って周方向に配置されており、坑道１０の
切羽１３から坑口１０に向かって送出される粉塵１４を
取り囲むように周囲から水が噴霧されるため、浮遊する
粉塵１４を取り逃がすことがない。また、このような集
塵装置は坑道１０内に切羽１３から坑口１５に向かって
並列に複数セット設置することにより、浮遊する粉塵１
４をより早く確実に集塵して排除することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、坑道内を送出される粉
塵に対し坑道の周方向より液体を噴霧することで、坑道
内に設置した風管を通じて切羽部へ送り込まれる風によ
って送出される粉塵を効率よく捕集することができ、捕
集した粉塵は容易に集塵して除去することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態における粉塵排除システ
ムの概略構成を示す断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 噴霧ノズルの詳細図である。

【図４】 図２のＢ部拡大図である。

【図５】 従来の粉塵排除システムの概略構成を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ガス管 １ｃ ホース ２ 噴霧ノズル ３ ストレーナ ４ フレキシブルホース ５ 水抜き弁 １０ 坑道 １１ 風管 １２ 換気ファン １３ 切羽 １４ 粉塵 １５ 坑口 １６ 給水管 １７ 給気管 １８ 配水管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 坑道内に設置した風管を通じて切羽部へ
   風を送り込み、この坑道内の粉塵を坑口方向へ送り出す
   粉塵排除方法において、 前記坑道内を送出される粉塵に対し前記坑道の周方向よ
   り液体を噴霧することを特徴とする粉塵排除方法。
2. 【請求項２】 前記噴霧する液体の平均粒径は、５０〜
   ５５０μｍであることを特徴とする請求項１記載の粉塵
   排除方法。
3. 【請求項３】 掘削する坑道の壁面に周方向に固定され
   るチューブと、同チューブの途中に前記坑道の中央部に
   向けて設けられる噴霧ノズルと、前記チューブに高圧の
   液体を供給する管とを備えた集塵装置。
4. 【請求項４】 前記噴霧ノズルは、５０〜２００ｃｍ間
   隔で複数個設けたものである請求項３記載の集塵装置。