(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削に伴ってジャッキの押し出しにより推進し、後方に筒状の覆工部材が設置される筒状の推進体と、該推進体の前端側に回転自在に配置された掘削刃と、該掘削刃の後方の前記推進体内に設けられた排土筒と、該排土筒内に回転自在に挿通された掘削土搬出用オーガーとを有するトンネル掘進機により掘進するに際し、掘削土砂に脱臭剤を混入して脱臭するトンネル掘進工法における脱臭方法において、
前記排土筒先端部内の臭気成分濃度を計測し、その計測結果に応じて前記排土筒内に脱臭剤を注入することを特徴としてなるトンネル掘進工法における脱臭方法。
【請求項２】
トンネル掘進機は、推進体を押し出すジャッキが覆工部材の後方の立坑に配置され、排土筒が推進体及び覆工部材内に連続して貫通され、掘削刃がオーガーの中心軸先端に固着されたオーガー式推進機である請求項１に記載のトンネル掘進工法における脱臭方法。
【請求項３】
排土筒先端部内と連通した臭気採取室を設け、該臭気採取室に空気導入路と排気路を連通させ、前記空気導入路から導入され、臭気採取室を通って排気路から排出される空気中の臭気成分濃度を計測する請求項１又は２に記載のトンネル掘進工法における脱臭方法。
【請求項４】
臭気成分濃度の計測が終了した空気を脱臭処理して放出する請求項３に記載のトンネル掘進工法における脱臭方法。
【請求項５】
後端に筒状の覆工部材が連結され、ジャッキの押し出しにより推進される筒状の推進体と、該推進体及びその後方の覆工部材内に連続して貫通された排土筒と、該排土筒内に回転自在に挿通された掘削土排出用オーガーと、該オーガーの中心軸先端に固着した掘削刃とを有するトンネル掘進機におけるオーガー式推進機に設けてなる脱臭装置であって、前記排土筒先端部内の臭気成分濃度を計測する臭気成分濃度計測手段と、その計測結果に応じて前記排土筒内に脱臭剤を注入する脱臭剤注入手段とからなる脱臭装置。
【請求項６】
臭気成分濃度計測手段は、排土筒先端部内と連通した臭気採取室と、前記臭気採取室内に空気を導入する空気導入路と、前記臭気採取室内から空気を排出する排気路と、該排気路から排出される空気中の臭気成分濃度を計測する臭気センサーをもって構成され、脱臭剤注入手段は、前記排土管内に脱臭剤を注入する脱臭剤注入路及びポンプと、前記臭気センサーによる臭気成分濃度の計測結果に応じて前記ポンプを制御するコントローラーとをもって構成される請求項５に記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、オーガー式推進機、、シールド掘進機等のトンネル掘進機によるトンネル掘進工法において、立坑、トンネル等の作業空間へ排出される掘削土砂を予め脱臭する脱臭方法及び脱臭装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーガー式掘進機によるトンネル掘進工法においては、筒状の推進体とその後端に連結された覆工部材（ヒューム管）を立坑からジャッキの押し出しにより推進させつつ、推進体及び覆工部材内に貫通された排土筒と排土筒内に挿通されたオーガーにより、地山を掘削して掘削土砂を立坑へ排出する。
【０００３】
一方、上下水道管の布設工事に際しては、掘削土砂に臭気成分が含まれていて、悪臭を発ち、立坑内の作業環境を悪化させる場合がある。特に硫化水素（Ｈ２  Ｓ）は、角膜障害等を引き起こし、高濃度の場合には、肺水腫、呼吸中枢麻痺等を引き起こすなど極めて有害である。
【０００４】
従って、掘削土砂中の臭気成分を除去する必要があるが、従来は、立坑内の作業者が臭気を感じた際に、立坑内の排出土砂に脱臭剤を散布したり、オーガー中心軸の中空部を通して、機械換気したり、オーガー先端側へ脱臭剤を注入していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように立坑内の作業環境が悪化してから事後的に脱臭剤を散布又は注入しても、反応時間等のため作業環境が回復するまでに時間がかかり、また、常時一定量の脱臭剤を注入するのは、地層によって臭気成分の含有量が異なるため、効率が悪いという問題があった。また、オーガー中心軸の中空部は高分子系の泥漿材の注入に使用されるが、強アルカリ性の脱臭剤が混入すると泥漿材がしぼむなどの悪影響を与えるという問題があった。なお、立坑内を単に機械換気するだけでは十分ではなく、逆に地上で悪臭公害を発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題に鑑み、掘削土砂を立坑、トンネル等の作業空間へ排出する前に、掘削土砂中の臭気成分を効率的に除去し得るトンネル掘進工法における脱臭方法及び脱臭装置の提供を目的としたものである。
【０００７】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明方法の特徴は、掘削に伴ってジャッキの押し出しにより推進し、後方に筒状の覆工部材が設置される筒状の推進体と、該推進体の前端側に回転自在に配置された掘削刃と、該掘削刃の後方の前記推進体内に設けられた排土筒と、該排土筒内に回転自在に挿通された掘削土搬出用オーガーとを有するトンネル掘進機により掘進するに際し、掘削土砂に脱臭剤を混入して脱臭するトンネル掘進工法における脱臭方法において、前記排土筒先端部内の臭気成分濃度を計測し、その計測結果に応じて前記排土筒内に脱臭剤を注入することにある。なお、トンネル掘進機は、推進体を押し出すジャッキが覆工部材の後方の立坑に配置され、排土筒が推進体及び覆工部材内に連続して貫通され、掘削刃がオーガーの中心軸先端に固着されたオーガー式推進機であることが好ましい。
【０００８】
また、排土筒先端部内と連通した臭気採取室を設け、該臭気採取室に空気導入路と排気路を連通させ、前記空気導入路から導入され、臭気採取室を通って排気路から排出される空気中の臭気成分濃度を計測することがより好ましく、更に、臭気成分濃度の計測が終了した空気を脱臭処理して放出することが好ましい。
【０００９】
また、本発明装置の特徴は、後端に筒状の覆工部材が連結され、ジャッキの押し出しにより推進される筒状の推進体と、該推進体及びその後方の覆工部材内に連続して貫通された排土筒と、該排土筒内に回転自在に挿通された掘削土排出用オーガーと、該オーガーの中心軸先端に固着した掘削刃とを有するトンネル掘進機におけるオーガー式推進機に設けてなる脱臭装置であって、前記排土筒先端部内の臭気成分濃度を計測する臭気成分濃度計測手段と、その計測結果に応じて前記排土筒内に脱臭剤を注入する脱臭剤注入手段とからなる脱臭装置にある。
【００１０】
なお、臭気成分濃度計測手段は、排土筒先端部内と連通した臭気採取室と、前記臭気採取室内に空気を導入する空気導入路と、前記臭気採取室から空気を排出する排気路と、該排気路から排出される空気中の臭気成分濃度を計測する臭気センサーをもって構成され、脱臭剤注入手段は、前記排土管内に脱臭剤を注入する脱臭剤注入路及びポンプと、前記臭気センサーによる臭気成分濃度の計測結果に応じて前記ポンプを制御するコントローラーをもって構成されることが好ましい。
【００１１】
【作用】
本発明においては、掘削土砂の臭気成分の含有量に対応する排土筒内の臭気成分濃度を計測し、その計測結果に応じて排土筒内に脱臭剤を注入することによって、脱臭剤の注入量が掘削土砂の臭気成分の含有量に対して適正となり、脱臭剤の無駄が防止される。
【００１２】
また、排土筒内と連通し、空気が空気導入路から導入され、排気路から排出される臭気採取室を設けることによって、臭気採取室内の空気が入れ換えられ、臭気成分濃度の計測結果と掘削土砂の臭気成分の含有量とを、好適に対応させることができる。
【００１３】
また、臭気成分濃度の計測の終了した空気を脱臭処理して放出することによって、放出場所の環境悪化が防止される。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の実施例の図面について説明する。
【００１５】
図１，図２は本発明の第一実施例を示している。
【００１６】
図中５，６はオーガー式推進機の筒状の推進体であり、推進体５，６は相互に屈曲し得る形で接続されている。そして、推進体６の後端には、筒状の覆工部材（ヒューム管）６０，６０……が連結され、覆工部材６０の後方の立坑９０には、推進体５，６及び覆工部材６０，６０……を押し出して推進させるジャッキ６４が配置されている。
【００１７】
推進体５，６及び覆工部材６０，６０……の内側には、排土筒１８が連続して貫通されている。そして、排土筒１８内には、オーガー１０が、回転自在に挿通されている。オーガー１０は中心軸１２の外周にリボン状のスクリュー羽根１３が一体化されて構成されており、その中心軸１２の後端の駆動部１４を介してモーターにより回転駆動されるようになっている。また、中心軸１２の先端には、地山を掘削する掘削刃１１が固着されている。
【００１８】
そして、排土筒１８の外周部には、先端部の配置に、臭気採取室１９が、排土筒１８内部と連通した形で、外側に突出して形成されており、臭気採取室１９には、空気導入路２０、排気路３０が連通している。また、排土筒１８の外周部には、臭気採取室１９のやや後方の配置に、脱臭剤注入路４０が挿通されている。
【００１９】
空気導入路２０、排気路３０、脱臭剤注入路４０は、それぞれ排土筒１８と覆工部材６０，６０……の間を通って立坑９０まで達している。そして、立坑９０内又は地上において、空気導入路２０は、圧縮空気を供給するコンプレッサー２４に接続されており、排気路３０は、臭気センサー５３が装備された計測室３３に接続されており、脱臭剤注入路４０は、脱臭剤を圧送するポンプ４４に接続されている。また、空気導入路２０、排気路３０、脱臭剤注入路４０は、ビニールホースにより管状に形成されており、空気導入路２０、脱臭剤注入路４０の先端側部位には、逆止弁２１，４１が設けられており、排気路３０の後端側部位には、圧力調整弁３１が設けられている。
【００２０】
また、計測室３３には、管状の送気路３５が接続されており、送気路３５は、脱臭室３８に接続されている。なお、送気路３５には、逆止弁３６が設けられている。また、計測室３３の臭気センサー５３は、臭気成分濃度に対応した電気信号をコントローラー５０に伝達する形で、コントローラー５０に電気的に接続されており、コントローラー５０は、臭気センサー５３からの電気信号に基づいてポンプ４４の吐出量を制御する形で、ポンプ４４に電気的に接続されている。
【００２１】
このように構成されるオーガー式推進機及び脱臭装置による上下水道管の布設工事等に際しては、推進体５，６及び覆工部材６０，６０……を立坑９０からジャッキ６４によって押し出して推進させつつ、オーガー１０の先端の掘削刃１１によって地山を掘削する。そして、掘削土砂を排土筒１８内を通して立坑９０へ排出する。同時に、脱臭剤（硫化水素を酸化分解する強アルカリ性薬液など）を、ポンプ４４、脱臭剤注入路４０を介して立坑９０側から供給し、排土筒１８内部に注入する。すると、排土筒１８内の掘削土砂と脱臭剤がオーガー１０の回転よって混合攪拌され、掘削土砂中の臭気成分が脱臭剤と化学反応を起こして除去される。従って、立坑９０へ排出された際には、掘削土砂からは臭気は発生しないので、立坑９０内の良好な作業環境を保つことができる。
【００２２】
脱臭剤の注入に際しては、排土筒１８の外周部の臭気採取室１９内の空気を、排気路３０を介して立坑９０側（立坑９０内又は地上）の計測室３３へ搬送し、その空気中の臭気成分濃度を臭気センサー５３によって計測する。そして、コントローラー５０、ポンプ４４によって、臭気成分濃度が高い場合（掘削土砂の臭気成分の含有量が多い場合）には脱臭剤の注入量を増加させ、臭気成分濃度が低い場合（掘削土砂の臭気成分の含有量が少い場合）には脱臭剤の注入量を減少させる。即ち、臭気センサー５３は臭気成分濃度に対応した電気信号を出力するので、コントローラー５０は、これに対応してポンプ４４を制御して、脱臭剤の注入量を調整する。従って、地層の変化によって掘削土砂の臭気成分の含有量が異なってくる場合、その含有量に対して適正な量の脱臭剤を注入でき、脱臭剤の無駄を無くし、掘削土砂の臭気成分を効率的に除去することができる。
【００２３】
また、臭気採取室１９からの空気の採取に際しては、臭気採取室１９内にコンプレッサー２４、空気導入路２０を介して圧縮空気を供給し、排気路３０を介して臭気採取室１９内の空気を排出するようにして、臭気採取室１９内の空気を入れ換える。従って、地層の変化等によって排土筒１８内の掘削土砂の臭気成分の含有量が変化した場合、臭気採取室１９内の空気中の臭気成分濃度の変化として、これを敏速に感知することができ、脱臭剤の注入量の調整を好適に行うことができる。
【００２４】
なお、臭気採取室１９内の空気の入れ換えに際しては、必ずしも圧縮空気を供給する必要はないが、コンプレッサー２４、空気導入路２０を介して圧縮空気を供給し、圧力調整弁３１を調節して、臭気採取室１９内の圧力を排土筒１８内の圧力よりやや高くすることによって、臭気採取室１９内に掘削土砂が入り込むことを防止し、掘削土砂から発生した臭気を含む空気のみを好適に採取することができる。
【００２５】
一方、臭気センサー５３による臭気成分濃度の計測の終了した空気は、計測室３３から送気路３５を介して脱臭室３８へ搬送する。そして、脱臭室３８内に封入された脱臭剤（水溶液）によって脱臭した後に、排気口３９から立坑９０内又は地上へ放出する。従って、立坑９０内又は地上の環境悪化を防止することができる。
【００２６】
なお、臭気センサー５３は、臭気採取室１９に配置してケーブルを介して立坑９０側のコントローラー５０と電気的に接続するようにしてもよいが、上述のように、排気路３０を介して臭気採取室１９内の空気を立坑９０側へ搬送し、臭気センサー５３を立坑９０側に配置することによって、その保守点検を容易にすることができる。
【００２７】
図３，図４は本発明の第二実施例を示している。尚、第一実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図中１０５はシールド掘進機（土圧式）の筒状の推進体である。推進体１０５の後方には、覆工部材（セグメント）１６０……が筒状に組み立てられて設置されており、推進体１０５の内周側には、覆工部材１６０から反力を得て推進体１０５を押し出して推進させるジャッキ１６４が配置されている。
【００２９】
推進体１０５の前端側には、地山を掘削する掘削刃１１１が回転駆動自在に設けられており、掘削刃１１１の後部には、チャンバー１１７が設けられている。そして、チャンバー１１７の後方には、排土筒１１８がチャンバー１１７内と連通して設けられている。排土筒１１８内には、オーガー（スクリュー）１１０が回転自在に挿通されており、オーガー１１０は、中心軸１１２の外周にリボン状のスクリュー羽根１１３が一体化されて構成されている。
【００３０】
そして、排土筒１１８の外周部には、先端部の配置に、臭気採取室１９が、排土筒１１８内部と連通した形で、外側に突出して形成されており、臭気採取室１９には、空気導入路２０、排気路３０が連通している。また、排土筒１１８の外周部には、臭気採取室１９のやや後方の配置に、脱臭剤注入路４０が連通されている。そして、シールド掘進機の後方のトンネル１９０内において、空気導入路２０は、コンプレッサー２４に接続されており、排気路３０は、計測室３３に接続されており、脱臭剤注入路４０は、ポンプ４４に接続されている。
【００３１】
このように構成されるシールド掘進機及び脱臭装置によるトンネル工事に際しては、推進体１０５をジャッキ１６４によって押し出して推進させつつ、掘削刃１１１によって地山を掘削する。そして、チャンバー１１７内の掘削土砂を排土筒１１８を通してシールド掘進機の後方のトンネル１９０内に排出する。同時に、脱臭剤を、ポンプ４４、脱臭剤注入路４０を介して排土筒１１８内部に注入して、掘削土砂中の臭気成分を除去する。従って、トンネル１９０内に排出された際には、掘削土砂からは臭気は発生しないので、トンネル１９０内の良好な作業環境を保つことができる。
【００３２】
脱臭剤の注入に際しては、第一実施例と同様に、排土筒１１８の外周部の臭気採取室１９内の空気中の臭気成分濃度を臭気センサー５３によって計測し、計測結果に応じて脱臭剤の注入量を調整する。従って、掘削土砂の臭気成分の含有量に対して適正な量の脱臭剤を注入でき、脱臭剤の無駄を無くし、掘削土砂の臭気成分を効率的に除去することができる。
【００３３】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るトンネル掘進工法における脱臭方法及び脱臭装置は、排土筒先端部内の臭気成分濃度を計測し、その計測結果に応じて排土筒内に脱臭剤を注入することによって、掘削土砂の臭気成分の含有量に対して適正量の脱臭剤を排土筒内に注入して、掘削土砂中の臭気成分を排土筒内で効率的に除去することができる。
【００３４】
また、排土筒内と連通し、空気が空気導入路から導入され、排気路から排出される臭気採取室を設けることによって、臭気採取室内の空気を入れ換え、掘削土砂の臭気成分の含有量の変化に対して、臭気成分濃度の計測結果を敏速に対応させることができ、従って、脱臭剤の注入量を好適に調整することができる。
【００３５】
また、臭気成分濃度の計測の終了した空気を脱臭処理して放出することによって、臭気採取室内の空気の入れ換えを好適に行うことができ、放出場所の環境悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル掘進工法における脱臭方法及び脱臭装置の第一実施例のオーガー式推進機部分を示す縦断面図である。
【図２】図１の第一実施例の脱臭装置部分を示す概念図である。
【図３】本発明に係るトンネル掘進工法における脱臭方法及び脱臭装置の第二実施例のシールド掘進機部分を示す縦断面図である。
【図４】図３の第二実施例の脱臭装置部分を示す概念図である。
【符号の説明】
５，６  推進体
１０  オーガー
１１  掘削刃
１２  中心軸
１８  排土筒
１９  臭気採取室
２０  空気導入路
２４  コンプレッサー
３０  排気路
３８  脱臭室
４０  脱臭剤注入路
４４  ポンプ
５０  コントローラー
５３  臭気センサー
６０  覆工部材（ヒューム管）
６４  ジャッキ
９０  立坑（作業空間）
１０５  推進体
１１０  オーガー（スクリュー）
１１１  掘削刃
１１７  チャンバー
１１８  排土筒
１６０  覆工部材（セグメント）
１６４  ジャッキ
１９０  トンネル（作業空間）
【図１】
0003588649.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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