(57)【要約】【課題】  トンネル断面内における占有面積を最小限に抑えた簡易な設備により、トンネル内の換気を行う換気方法と、この換気方法に使用する換気装置を提案する。【解決手段】  一方の端部が作業箇所Ａの近傍に位置し、他方の端部が作業箇所Ａから立坑Ｓ（坑口）側へ所定延長離れた箇所に位置するように配管された風管２と、有害物質除去時に風管２を介して作業箇所Ａの坑内空気Ｐａを吸気する換気ファン４と、通常時に風管２を介して作業箇所Ａに立坑Ｓ側から坑外空気Ｆａを送気する送気ファン５と、有害物質除去時の風管２と換気ファン４との連通および通常時の風管２と送気ファン５との連通の切り替えを行う切替ダンパ３とを備える換気装置を利用して、同一の風管２を介して作業箇所Ａへの送気と作業箇所Ａからの排気を行う。【選択図】      図１
2006348696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部が作業箇所の近傍に位置し、他方の端部が前記作業箇所から坑口側へ所定延長離れた箇所に位置するように配管された風管を介して前記作業箇所への送気と、前記作業箇所からの排気を行う換気方法であって、
有害物質除去時は、前記風管内の空気の流れを切羽側から坑口側方向とすることで、前記作業箇所の空気を前記風管の一方の端部から取り込み、
通常時は、前記風管内の空気の流れを坑口側から切羽側方向とすることで、前記風管の他方の端部から取り込んだ空気を前記作業箇所へ送気することを特徴とする、換気方法。
【請求項２】
前記有害物質除去時に、前記風管の他方の端部近傍からトンネル外へと配管された排気管を介して、前記風管の一方の端部から取り込んだ前記作業箇所の空気をトンネル外へと排気することを特徴とする、請求項１に記載の換気方法。
【請求項３】
前記通常時に、前記風管の他方の端部よりも切羽側のトンネル内の空気を前記排気管に取り込んでトンネル外へと排気することを特徴とする、請求項２に記載の換気方法。
【請求項４】
一方の端部が作業箇所の近傍に位置し、他方の端部が前記作業箇所から坑口側へ所定延長離れた箇所に位置するように配管された風管と、
有害物質除去時に前記風管を介して前記作業箇所の空気を吸気する第一の送風機と、
通常時に前記風管を介して前記作業箇所に坑口側の空気を送気する第二の送風機と、
前記有害物質除去時に前記風管と前記第一の送風機とを連通させて、前記通常時に前記風管と前記第二の送風機とを連通させる切替手段と、を備えることを特徴とする、換気装置。
【請求項５】
前記第一の送風機が吸気した空気をトンネル外へと排気することが可能となるように、一方の端部がトンネル内であって前記風管よりも坑口側に位置し、他方の端部が前記トンネル外に位置するように配管された排気管を備えていることを特徴とする、請求項４に記載の換気装置。
【請求項６】
前記通常時の前記第一の送風機の吸気口が、前記第二の送風機の吸気口の近傍であって切羽側に配置されていることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の換気装置。
【請求項７】
前記通常時の前記第一の送風機の吸気口が、トンネル掘削に伴う後続設備よりも坑口側に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内の空気の換気を行う換気方法と、これに使用する換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事では、地山の切削に伴い発生する粉塵や地山から発生するガス等の排出や酸欠の防止等を目的として、換気を行っている。また、シールド工事では、シールドマシンの後続設備（油圧ユニット等）から発生する熱により、切羽近傍の作業箇所が高温となるため、坑口側から新鮮な空気を切羽に送気することにより、作業箇所の冷却を行う場合がある。
【０００３】
ところが、例えば、ガス等を含有した地山におけるシールド工事において、作業箇所の冷却を目的として送気を行うと、切羽において地山の切削により発生したガスがトンネル内全長にわたって拡散されてしまい、作業環境の悪化が懸念される。同様に、粉塵が発生するトンネルにおける切羽への送気も、送気された空気が切羽から坑口側へ流れることにより、粉塵がトンネル内全長にわたって拡散される場合がある。
【０００４】
このため、従来、ガスや粉塵等が発生するトンネル工事において、これらのガスや粉塵等のトンネル内への拡散を防止することが可能な換気装置として、図４に示すように、切羽Ｋに送気ファン１０５により送風された外気を送気する送気管１０２ａと、排気ファン１０４ａ，１０４ｂにより吸引されたトンネルＴ内の空気ＰａをトンネルＴ外へ排気する排気管１０２ｂとを備える換気装置１０１が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図４における符号１０３は、排気するトンネルＴ内の空気Ｐａの収集箇所を作業箇所ＡまたはトンネルＴの中間部とする切り替えを行う切替ダンパである。
【特許文献１】特開平５−１４９１００号公報（［００１４］−［００２７］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の換気装置１０１は、限られたトンネルＴの内空断面に、送気管１０２ａと排気管１０２ｂと複数本の管路を配管する必要があり、複数の建設機械が輻輳するトンネル工事の妨げとなる場合があった。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、トンネル断面内における占有面積を最小限に抑えた簡易な設備のみでトンネル内の換気を行うことを可能とした換気方法と、この換気方法に使用する換気装置を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の換気方法は、一方の端部が作業箇所の近傍に位置し、他方の端部が前記作業箇所から坑口側へ所定延長離れた箇所に位置するように配管された風管を介して前記作業箇所への送気と、前記作業箇所からの排気を行う換気方法であって、有害物質除去時は、前記風管内の空気の流れを切羽側から坑口側方向とすることで、前記作業箇所の空気を前記風管の一方の端部から取り込み、通常時は、前記風管内の空気の流れを坑口側から切羽側方向とすることで、前記風管の他方の端部から取り込んだ空気を前記作業箇所へ送気することを特徴としている。
【０００８】
かかる換気方法は、同一の風管を利用して、有害物質除去時の作業箇所の空気の換気と通常時のトンネル内の空気の換気とを行うため、送気用、排気用の配管をそれぞれ行うことなく、最小の配管により、効果的にトンネル内の換気を行うため、トンネル施工に支障をきたすことがなく、好適である。なお、本明細書において、「有害物質除去時」とは、トンネルの掘進に伴い発生する有害物質（ガスや粉塵等）の濃度が所定の濃度を超えた際に、作業箇所の有害物質を含有する空気を、トンネル外または坑口側の有害物質を含有していない空気と置換する状況時を示し、「通常時」とは、それ以外のトンネル施工状況時を示す。
【０００９】
また、前記有害物質除去時に、前記風管の他方の端部近傍からトンネル外へと配管された排気管を介して、前記風管の一方の端部から取り込んだ前記作業箇所の空気をトンネル外へと排気すれば、作業箇所において発生した有害物質をトンネル内に拡散させることなく、外部へと排出するため、快適な労働環境を保持することが可能となる。
【００１０】
さらに、前記通常時に、前記排気管が前記風管の他方の端部よりも切羽側のトンネル内の空気を取り込んでトンネル外へと排気すれば、トンネル内において、風管の前後において空気が循環することがない。つまり、トンネルの切羽側から坑口側に流れてきた空気を排気管を介してトンネル外へと排出することで、風管が坑口側から切羽側方向に流れてきた空気を取り込んで、トンネル延長全体の換気が可能となる。
【００１１】
また、本発明の換気装置は、一方の端部が作業箇所の近傍に位置し、他方の端部が前記作業箇所から坑口側へ所定延長離れた箇所に位置するように配管された風管と、有害物質除去時に前記風管を介して前記作業箇所の空気を吸気する第一の送風機と、通常時に前記風管を介して前記作業箇所に坑口側の空気を送気する第二の送風機と、前記有害物質除去時に前記風管と前記第一の送風機とを連通させて、前記通常時に前記風管と前記第二の送風機とを連通させる切替手段とを備えることを特徴としている。
【００１２】
かかる換気装置は、限られた空間内において複数の機器設備が輻輳するトンネル工事において、一本の風管により作業箇所への送気と作業箇所からの排気を行う装置である。この換気装置によると、限られたトンネルの内空断面内の換気装置による占有面積を最小限に抑えるが可能となるので、トンネルの施工の妨げとならない。また、作業箇所において、ガスや粉塵等の有害物質の濃度が許容値を超えた場合には、有害物質を含有する空気を風管を介して吸気し、それ以外の通常時には坑口側から新鮮な空気を風管を介して送気するため、快適な作業環境を保持することが可能となる。
【００１３】
また、前記換気装置が、前記第一の送風機が吸気した空気をトンネル外へと排気することが可能となるように、一方の端部がトンネル内であって前記風管よりも坑口側に位置し、他方の端部が前記トンネル外に位置するように配管された排気管を備えていれば、有害物質除去時において作業箇所から吸気した有害物質を含有する空気を、トンネル内に拡散させることなく、排気するため、トンネル内の作業環境が維持されて、好適である。
【００１４】
また、前記換気装置における前記通常時の前記第一の送風機の吸気口が、前記第二の送風機の吸気口の近傍であって切羽側に配置されていれば、通常時に第二の送風機よりも切羽側のトンネル内の空気を第一の送風機が吸気することが可能となり、トンネル内の空気が循環されることがなく、常時新鮮な空気が作業箇所に送気されるため、好適である。
【００１５】
また、前記換気装置における前記通常時の前記第一の送風機の吸気口が、トンネル掘削に伴う後続設備よりも坑口側に配置されていれば、高温を発熱する油圧ユニット等の後続設備により熱せられた空気は、第一の送風機により吸気されて、トンネル外へと排気されるため、トンネル内の温度が高温となることがなく、作業環境の悪化を防止することが可能となり好適である。
【００１６】
また、前記換気装置によれば、前記切替手段、前記第一の送風機および前記第二の送風機がトンネル掘削に伴う後続設備の坑口側に配置されるため、トンネル施工に伴う後続設備等、各種機器設備が移動する区間においては、当該換気装置がトンネル内空断面において占有する面積は風管の分のみのため、トンネルの施工に支障をきたすことがない。
さらに、本発明の換気装置は、設備が簡易なため、換気装置の材料費が安価である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の換気方法と換気装置により、トンネル断面内における占有面積を最小限に抑えた簡易な設備によりトンネル内の換気を行うことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図１は、本実施形態に係る換気装置の全体を示す側面図であって、（ａ）は通常時、（ｂ）は有害物質除去時を示している。また、図２は、前記換気装置の一部分を示す拡大図であって、（ａ）は図１（ａ）のＸ部分、（ｂ）は図１（ｂ）のＹ部分を示している。
【００１９】
本実施形態では、シールド機Ｍによる地山の切削に伴いシールド機Ｍの後方においてセグメントＭｂを組み立てることによりトンネルＴを構築するシールドトンネル工法によるトンネル掘進について、作業箇所Ａの冷却およびトンネルＴ内の換気を目的として本発明の換気装置１を使用した場合について説明する（図１（ａ）および（ｂ）参照）。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る換気装置１は、シールド機Ｍ（切羽Ｋ）の近傍からシールド機Ｍの後続設備Ｍａの立坑Ｓ（坑口）側まで配管された風管２と、トンネルＴ内の空気である坑内空気ＰａをトンネルＴ外へ排気するための風力を付与する換気ファン（第一の送風機）４と、シールド機Ｍに立坑Ｓ側から吸気した坑外空気Ｆａを送気するための風力を付与する送気ファン（第二の送風機）５と、風管２の立坑Ｓ側の端部に接続された切替手段である切替ダンパ３とを備えている。
【００２１】
なお、本実施形態では、図示しないガスセンサがシールド機Ｍに設置されており、切羽Ｋから流出したガスの濃度を検出する。このガスセンサは、シールド機Ｍの後方に配置された操作部ＭｃおよびトンネルＴの坑外の所定の箇所に設置された図示しない管理室に接続されており、ガスの検出濃度が所定値を超えた時にガス検出信号を送信するように構成されている。
【００２２】
風管２は、断面形状が円形形状の鋼管により構成されており、トンネルＴ断面内の上部に配置されている。風管２の内径は、トンネルＴ内の換気が効率的に行われる大きさであればよく、トンネルＴの内空断面の形状に応じて適宜設定すればよい。また、風管２の断面形状は円形に限定されるものではなく、例えば矩形状に形成されていてもよいことはいうまでもない。また、本実施形態では、何らかの衝撃による風管２の変形防止や設置の容易性を考慮して、鋼管により風管２を構成するものとしたが、風管２を構成する材質は限定されるものではなく、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。さらに、風管２の設置箇所は、トンネル施工に支障をきたすことがない位置であれば、トンネルＴ断面内の上部に限定されるものでない。
【００２３】
切替ダンパ３は、換気ファン４または送気ファン５の風管２との連通（接続）の切り替えを行うものであり、図２（ａ）に示すように、切替弁３１を備えた本体部３０と、風管２に接続する第一の補助管３２と、換気ファン４に接続する第二の補助管３３と、送気ファン５に接続する第三の補助管３４とから構成されている。
【００２４】
本体部３０は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、鋼板を組み合わせることにより箱型に形成されており、切羽Ｋ（図１参照）側に第一の補助管３２、立坑Ｓ（図１参照）側に第二の補助管３３、下面に第三の補助管３４がそれぞれ接続されている。
【００２５】
切替弁３１は、風管２（第一の補助管３２）と換気ファン４（第二の補助管３３）とを遮断しつつ坑内空気Ｐａの空気孔（吸気口）３３ａから換気ファン４への流入を許容し、かつ、風管２と送気ファン５（第三の補助管３４）とを連通する状態と、風管２と換気ファン４とを連通しつつ坑内空気Ｐａの空気孔３３ａから換気ファン４への流入を遮断し、かつ、風管２と送気ファン５とを遮断する状態を切り替えるものである。本実施形態では、本体部３０の第二の補助管３３と第三の補助管３４との角部を軸として回転可能に取り付けられており、この軸を挟んで２枚の羽がそれぞれ反対方向に延設されている。
【００２６】
切替ダンパ３は、通常時においては、図２（ａ）に示すように、切替弁３１の羽が上下方向に配置されて、本体部３０と第二の補助管３３との接続を遮断し、本体部３０と第三の補助管３４との接続を開放（連通）する。
一方、有害物質除去時においては、図２（ｂ）に示すように、切替弁３１の羽が横方向に配置されて、本体部３０と第二の補助管３３との接続を開放（連通）し、本体部３０と第三の補助管３４との接続を遮断する。
【００２７】
第一の補助管３２は、風管２と切替ダンパ３とを接続するための管路であって、断面形状が円形の鋼管により構成されている。第一の補助管３２の本体部３０への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行う。また、第一の補助管３２の風管２への接続は、図示しないシール材を介在させた状態で、第一の補助管３２の先端を風管２へ挿入した後、ボルト接合等により行う。なお、第一の補助管３２の形状や材質は限定されるものではなく、例えば断面が矩形状に形成されていてもよい。また、第一の補助管３２と風管２との接続方法は限定されるものではなく、例えば公知の取付手段を介して取り付ける方法や溶接接合等により行ってもよい。
【００２８】
第二の補助管３３は、切替ダンパ３と換気ファン４とを接続するための管路であって、断面矩形状の鋼管により構成されている。第二の補助管３３の下面には、切替弁３１の一方の羽に対応する位置に空気孔（吸気口）３３ａが形成されている。また、第二の補助管３３と本体部３０との接続部は、切替弁３１の他方の羽により遮断可能に構成されている。
第二の補助管３３の本体部３０への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行う。また、第二の補助管３３の換気ファン４への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、公知の図示しない取付手段を介して行うものとする。なお、第二の補助管３３の形状や材質は前記のものに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００２９】
第三の補助管３４は、切替ダンパ３と送気ファン５とを接続するための管路であって、断面矩形状で、９０°の曲がり管である鋼管により構成されている。なお、第三の補助管３４と本体部３０との接続部は、切替弁３１の他方の羽により遮断可能に構成されている。
第三の補助管３４の本体部３０への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行う。また、第三の補助管３４の送気ファン５への接続方法は限定されるものではないが、本実施形態では、公知の図示しない取付手段を介して行うものとする。なお、第三の補助管３４の形状や材質は前記のものに限定されるものではないことはいうまでもない。
【００３０】
換気ファン４は、切替ダンパ３の立坑Ｓ側に接続されて、トンネルＴ内から立坑Ｓ（トンネルＴ外）方向への風力を付与する送風機（第一の送風機）であり、トンネルＴ内の坑内空気ＰａをトンネルＴ外へと排気可能に構成されている。換気ファン４の切羽Ｋ側は、第二の補助管を介して切替ダンパ３と接続されており、換気ファン４の立坑Ｓ側は、排気管４１を介してトンネル外へ通じている。なお、排気管４１は、立坑Ｓ外において、図示しない処理装置に接続されており、トンネルＴの坑内において有害物質が発生した場合において、汚染物質を含有する坑内空気Ｐａが拡散することを防止する。また、排気管４１は、トンネルＴの掘進に伴い延長可能に構成されている。
【００３１】
送気ファン５は、切替ダンパ３（第三の補助管３４）の立坑Ｓ側に接続されて、トンネルＴの立坑Ｓ側から新鮮な空気を風管２を介してシールド機Ｍ（切羽Ｋ）近傍の作業箇所Ａに送風する送風機（第二の送風機）である。送気ファン５の坑外空気Ｆａの取り込み口（吸気口）は、第二の補助管３３の空気孔３３ａよりも立坑Ｓ（坑口）側にある。
【００３２】
次に、図面を参照して、本実施形態の換気装置１によるトンネルＴの換気方法について説明する。
【００３３】
シールド工法によるトンネル施工は、シールド機Ｍの油圧ユニットなどの後続設備Ｍａから発する高温により、シールド機Ｍ近傍に作業箇所Ａの温度が高温となるため、通常時は、作業箇所に立坑側から新鮮な坑外空気Ｆａを送気することにより、作業箇所Ａの冷却を図る。
【００３４】
通常時における、作業箇所Ａへの坑外空気Ｆａの送気は、図１（ａ）に示すように、後続設備Ｍａよりも立坑Ｓ側に配設された送気ファン５により、後続設備Ｍａにより過熱される前の空気を取り込むことにより行う。送気ファン５の吸引力により、立坑ＳのトンネルＴの坑口から送気ファン５方向の坑外空気Ｆａの空気の気流が形成される。送気ファン５により取り込まれた坑外空気Ｆａは、風管２を介して作業箇所Ａに送風される。
そして、作業箇所Ａへ送風された坑外空気Ｆａは、トンネルＴの坑内を通って立坑Ｓ方向へと送気されて、シールド機Ｍ（切羽Ｋ）から後続設備Ｍａ間を冷却する。そして後続設備Ｍａを通過した後、換気ファン４により、排気管４１を介して、立坑Ｓの外部へと送気される（図１（ａ）の符号Ｐａ参照）。つまり、トンネルＴの切羽Ｋから換気ファン４方向への空気の気流が形成される。
【００３５】
この時、切替ダンパ３は、図２（ａ）に示すように、切替弁３１が風管２と換気ファン４とを遮断し、風管２と送気ファン５とを連通させた状態で、上下方向に配置されている。このため、送気ファン５により吸気された坑外空気Ｆａは、風管２を介して作業箇所Ａへと送気される。一方、切替弁３１により、第２の補助管３３の空気孔３３ａが開放されるため、換気ファン４により、トンネルＴ内の坑内空気Ｐａがこの空気孔３３ａを介して回収される。
【００３６】
トンネルＴの掘進に伴い、切羽Ｋから流出したガスの濃度が所定値を超えた場合（有害物質除去時）は、図１（ｂ）に示すように、風管２により作業箇所Ａの坑内空気Ｐａを回収して排気管４１を介してトンネルＴ外へと排気する。この時、坑内空気Ｐａの吸気は、換気ファン４により行われ、送気ファン５の作動を停止する。坑内空気Ｐａは、風管２および排気管４１内を通って排気されるため、トンネルＴ内にガスが拡散されることがない。
【００３７】
有害物質除去時のトンネルＴ内の空気の気流は、図１（ｂ）に示すように、作業箇所Ａでの吸気により、トンネルＴ内の空気は切羽Ｋ方向に流れるため、立坑Ｓから流入する坑外空気Ｆａは、切羽Ｋ方向へと流れた後、風管２により吸気される。
【００３８】
有害物質除去時における切替ダンパ３は、図２（ｂ）に示すように、切替弁３１が、風管２と送気ファン５とを遮断および第２の補助管３３の空気孔３３ａを閉塞し、風管２と換気ファン４とを連通させるように、横方向に配置されている。このため、換気ファン４の作動により、風管２の先端における吸引力を付与し、作業箇所Ａの坑内空気Ｐａの吸気が可能となる。そして、作業箇所Ａから吸気された坑内空気Ｐａは、換気ファン４を介して排気管４１によりトンネルＴ外へと排出される。排気管４１は、立坑Ｓ外において、図示しない処理装置に接続されているため、ガスを含有した坑内空気Ｐａは、この処理装置により無害化処理が施された後、放出される。
【００３９】
なお、本実施形態では、シールド機Ｍに設置された図示しないガスセンサがガスの濃度を検出することにより、通常時と有害物質除去時との切り替えを行う。
切羽Ｋから流出したガスの濃度が所定濃度を超えた場合は、シールド機Ｍに設置された図示しないガスセンサが反応して、操作部Ｍｃまたは管理室へと信号を発信する。操作部Ｍｃまたは管理室にてガス検出の信号を確認した作業員は、切替ダンパ３を操作して風管２と換気ファン４とを連通させる。
【００４０】
ここで、切替ダンパ３の操作は、ガスセンサによるガスの検出結果により自動的に行う構成としてもよい。つまり、ガスセンサがガス検出の信号を管理室へと送信すると、管理室のコンピュータ（図示省略）がこの信号を受信し、切替ダンパ３の操作盤（図示省略）に切替弁３１の操作信号を送信することで、切替ダンパ３の制御を行う構成としてもよい。
また、シールド機Ｍにガスセンサを設置することなく、作業箇所Ａに設置されたガス検出装置により作業員がガス測定を随時行い、手動により切替ダンパ３を操作してもよく、切替ダンパ３の制御方法は、限定されるものではない。
【００４１】
本実施形態の換気装置１は、切替ダンパ３を操作することにより、１本の風管２による有害物質除去時における作業箇所の有害物質の除去、通常時における作業箇所の冷却を行うことを可能としているため、シールド機Ｍから後続設備Ｍａまでの区間には、１本の風管２のみが配管されるのみで、設備が簡易である。また、後続設備Ｍａから立坑Ｓまでの区間に関しても、換気装置１に係る配管は排気管４１のみで、トンネルＴの内空断面に対する占有面積が小さく、簡易である。そのため、様々な資材や機器設備が輻輳するトンネルＴ内において、換気設備１がトンネルＴの掘進作業に支障をきたすことがない。
また、トンネルＴの掘進に伴う換気装置１の延長も、風管２または排気管４１の延長を行うのみですむため、作業が容易で、短時間で行うことが可能である。
【００４２】
また、有害物質除去時は、有害物質を含有した坑内空気Ｐａを風管２および排気管４１を通して排気するため、トンネルＴ坑内有害物質が拡散されることがなく、作業環境の悪化を防止することが可能となる。一方、通常時は、坑外空気Ｆａを、高熱を発する後続設備Ｍａを通過させることなく、風管２を介して作業箇所Ａまで送気するため快適な作業環境を維持することを可能としている。また、この坑外空気Ｆａは、作業箇所Ａからトンネル坑内を通過した後、後続設備Ｍａを冷却した直後に換気ファン４により排気管４１を介して排気されるため、後続設備Ｍａにより熱せられた空気がトンネルＴ内に充満することがない。
【００４３】
また、換気装置１による空気の気流は、風管２および排気管４１により、立坑Ｓから切羽Ｋ方向への気流と、切羽Ｋから立坑Ｓ方向への気流が分断されているため、トンネルＴ内に坑内空気Ｐａが滞留することがなく、常時、トンネルＴ内の空気の換気が完全に行われる。
つまり、通常時における坑外空気Ｆａと坑内空気Ｐａの流れは、図１（ａ）に示すように、トンネルＴの坑口から流入してきた坑外空気Ｆａが、送気ファン５により取り込まれて風管２を介して作業箇所Ａへ送気される。風管２により作業箇所Ａへ放出された坑外空気Ｆａは、坑内空気Ｐａとして立坑Ｓ方向へトンネルＴの坑内を通って流れる。そして、後続設備Ｍａ近傍を通過することにより熱せられた坑内空気Ｐａは、後続設備Ｍａの立坑Ｓ側近傍に配置された空気孔３３ａから換気ファン４に取り込まれて、排気管４１を介してトンネルＴ外へと排気される。一方、有害物質除去時における坑外空気Ｆａと坑内空気Ｐａの流れは、図１（ｂ）に示すように、作業箇所Ａの有害物質を含有する坑内空気Ｐａが風管２を介して換気ファン４により取り込まれ、排気管４１を介してトンネルＴ外へと排気される。このとき、風管２の先端における換気ファン４の吸引力により、トンネルＴの坑内の空気の流れは、立坑Ｓから切羽Ｋ方向に流れている。
【００４４】
また、ガスは、作業箇所Ａの近傍に配設された風管２により速やかに吸い込まれて、排気管４１を介して排気されるため、トンネルＴ内にガスが拡散することがない。
また、有害物質除去時におけるトンネルＴ内の空気の気流は、風管２を介した換気ファン４による吸引力のみにより発生するため、ガスを含有した坑内空気ＰａがトンネルＴの坑内を逆流することがなく、全て風管２に取り込むことが可能となり、ガスによる汚染領域に拡散を確実に防止することが可能となる。
【００４５】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態では、シールド工法によるトンネル施工時に、本発明の換気装置を適用するものとしたが、例えば山岳工法、推進工法またはＴＢＭ工法に使用してもよく、本発明の換気装置が適用可能なトンネル施工工法は限定されるものではないことはいうまでもない。
【００４６】
また、前記実施形態の換気装置１は、図３（ａ）に示すように、一つの切替ダンパ３からなる切替手段により、通常時には風管２と送気ファン５とを連通させるとともに換気ファン４と空気孔３３ａとを連通し、有害物質除去時には風管２と換気ファン４とを連通させて風管２と送気ファン５とが遮断する構成であったが、切替ダンパの数および構成は限定されるものではない。つまり、複数の切替ダンパにより、風管２内の空気の流れの方向を制御する構成としてもよい。例えば、図３（ｂ）に示す換気装置１０のように、有害物質除去時には風管２と換気ファン４とを連通させて通常時には遮断する第一切替ダンパ３ａと、有害物質除去時には換気ファン４と空気孔３３ａとを遮断して通常時には連通させる第二切替ダンパ３ｂと、有害物質除去時には風管２と送気ファン５とを遮断して通常時に連通させる第三切替ダンパ３ｃとの３つの切替ダンパからなる切替手段３’を備えていてもよい。
【００４７】
また、前記実施形態の換気装置１は、図３（ａ）に示すように、有害物質除去時に風管２内の空気の流れを切羽Ｋ側から立坑Ｓ側へとする換気ファン４と、通常時に風管２内の空気の流れを立坑Ｓ側から切羽Ｋ側へとする送気ファン５と、二つの送風機を配置する構成としたが、例えば、図３（ｃ）に示す換気装置１１のように、正逆２方向に風力を付与することが可能な送風機４’を使用すれば、１台の送風機を配置するのみでよく、通常時と有害物質除去時における風管内の空気の流れの方向を変更させることが可能であれば、送風機の数は限定されるものではない。
【００４８】
また、前記実施形態の換気装置１は、図３（ａ）に示すように、換気ファン４により吸気された坑内空気を排気管４１を介してトンネルＴ外へと排気する構成としたが、例えば、図３（ｄ）に示す換気装置１２ように、換気ファン４が、坑口またはトンネルＴ外に配置されて、直接トンネルＴ外へ排気することが可能であれば、排気管４１は必要としないことはいうまでもない。
【００４９】
また、前記実施形態では、シールド機の後続設備の後方に空気孔（換気ファンの吸気口）を配置するものとしたが、空気孔の位置は油圧ユニット等の発熱体よりも坑口側であれば、限定されるものではない。
【００５０】
また、前記実施形態では、風管を１本配管する構成としたが、トンネルの規模に応じて複数本の風管を配置してもよいことはいうまでもない。同様に、排気管を複数本配置してもよい。
また、前記実施形態では、換気ファンおよび送気ファンをそれぞれ１箇所ずつ配置する構成としたが、換気ファンおよび送気ファンの数は限定されるものではない。
【００５１】
また、前記実施形態では、換気ファンと送気ファンとをトンネル内に配置するものとしたが、換気ファンまたは送気ファンの設置箇所は限定されない。同様に、前記実施形態では、トンネル外に処理装置を設置する構成としたが、処理装置をトンネル内や立坑内に配置することにより排気管を省略してもよく、処理装置の設置箇所は限定されるものではない。
【００５２】
また、前記実施形態では、ガス発生時に、有害物質除去時として作業箇所の換気を行う構成としたが、地山の切削に伴う粉塵の除去など、作業箇所の換気に適用する有害物質は限定されるものではない。
また、通常時の坑外空気の作業箇所への送気の目的は、作業箇所の冷却に限定されるものではないことはいうまでもなく、通常時の換気装置の能力は、トンネルの規模に応じて設定されるトンネル施工基準の換気施設に応じた換気能力を有するものとする。
【００５３】
また、前記実施形態では、切替ダンパの第三の補助管が本体部の下面に接続された構成としたが、送気ファンによる吸気箇所が、第二の補助管の空気孔よりも立坑側（坑口側）に配置されていれば、第三の補助管の接続箇所は限定されるものではない。同様に切替ダンパにおける第二の補助管の接続箇所も限定されるものではない。
【００５４】
また、前記実施形態では、シールド機にガスセンサを配置する構成としたが、その他粉塵濃度センサや酸素濃度センサ等を設置してもよく、センサの種類、数は限定されるものではない。また、これらのセンサの設置箇所は限定されるものではないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係る換気装置の全体を示す側面図であって、（ａ）は通常時、（ｂ）は有害物質除去時を示している。
【図２】本実施形態に係る換気装置の一部分を示す拡大図であって、（ａ）は図１（ａ）のＸ部分、（ｂ）は図１（ｂ）のＹ部分を示している。
【図３】本発明の換気装置の概略を示す図であって、（ａ）は本実施形態を示す模式図、（ｂ）〜（ｄ）は変形例を示す模式図である。
【図４】従来の換気装置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      換気装置
２      風管
３      切替ダンパ（切替手段）
４      換気ファン（第一の送風機）
５      送気ファン（第二の送風機）
Ａ      作業箇所
Ｋ      切羽
Ｍ      シールド機
Ｍａ    後続設備
Ｔ      トンネル
【図１】
2006348696.tif 000003
【図２】
2006348696.tif 000004
【図３】
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【図４】
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