(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル施工で、坑内を換気するために用いる換気設備であって、
坑口側から切羽側へ向かって延在する、連結及び切り離し可能なダクトと、
長手方向に伸縮自在な補充ダクトと、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトの上方に、坑口側から切羽側へ向かって布設されたレールと、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトに固定され、前記レールを坑口側から切羽側へ走行することにより、前記ダクトの連結を外して切り離したダクト間に、圧縮状態で挿入した前記補充ダクトを切羽側へ伸長させる移動手段と、を有し、
トンネルの掘進に伴って、前記ダクトに前記補充ダクトを順次補充して、前記ダクトの長さを延長するように構成したことを特徴とする換気設備。
【請求項２】
トンネル掘進用シールド機の後方に連結された台車に前記レールが連結されており、
前記台車が切羽側へ移動するに連れて、前記レールも切羽側へ移動する構成とした請求項１記載の換気設備。
【請求項３】
トンネルを施工時に坑内を換気する換気方法であって、
坑口側から切羽側へ向かって延在する、連結及び切り離し可能なダクトの連結を外して切り離す工程と、
切り離したダクト間に、長手方向に伸縮自在な補充ダクトを圧縮状態で介在させる工程と、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトに固定された移動手段が、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトの上方に、坑口側から切羽側へ向かって布設されたレールを、坑口側から切羽側へ走行することにより、
圧縮状態の補充ダクトを切羽側へ伸長させる工程と、を有し、
トンネルの掘進に伴って、前記ダクトに前記補充ダクトを補充して、前記ダクトの長さを延長することを特徴とする換気方法。
【請求項４】
トンネル掘進用シールド機の後方に連結された台車に前記レールが連結されており、
前記台車が切羽側へ移動するに連れて、前記レールも切羽側へ移動する工程をさらに含む請求項３記載の換気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを掘削する際に用いる換気設備およびトンネル坑内の換気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルを建設するとき、粉じん等の有害物質が切羽で大量に発生するため、切羽へ新鮮な空気を送風して作業環境の改善を図る必要がある。そのために使用する換気設備は、トンネルの坑口側に配置され、新鮮な外気を取り入れて送風する送風機と、トンネル坑内に配置され、送風機からの新鮮な空気を切羽へ誘導するダクト等から構成される。
【０００３】
トンネルの掘進に対応させて、ダクト長さを延長する必要がある。そこで、従来は、いわゆるダクトカセット（「カプセル風管」ともいう。）を用いて、ダクトの長さを延長している。このダクトカセットは、鋼製の鞘管（「カセット」ともいう。）に伸縮可能なプラスチックダクトを圧縮収納しているものである。そして、トンネル内に既設のダクトにダクトカセットを連結し、シールド機の掘進に合わせて、圧縮したプラスチックダクトを伸長することで、切羽への送風を安定的に行う。
【０００４】
他方、下記特許文献１に記載したような「集塵台車と共にトンネル内を前後進する吸引ダクト装置」も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５２５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記ダクトカセットに詰め込み可能なプラスチックダクトの長さは１００ｍ程度が限界である。そのため、以下のような種々の問題があった。
【０００７】
近年のシールド機は高速で掘進することが多いため、ダクトカセットを頻繁に交換し、新たなプラスチックダクトを補充する必要がある。例えば、１か月に６００ｍ掘進するシールド機に対して、長さが１００ｍのプラスチックダクトを詰め込んだダクトカセットを用いる場合、１か月に６回もダクトカセットを交換する必要がある。
【０００８】
ダクトカセットの交換作業中は、ダクト内に通風することができない。さらに、交換作業に時間を要するため、トンネル坑内を換気できない時間が長くなる。そのため、粉じん等の有害物質の暴露や熱中症のリスクを考慮して、掘削作業を停止せざるを得ない。また、近年は納期が短くなる傾向があることから、日中に工事を中断することが実質的に困難である。そのため、交換作業を休日や深夜に行わざるを得ず、勤務管理が煩雑になっているという問題がある。
【０００９】
また、一般的なダクトカセットの重量は数トンもあり、高所での交換作業となるため、他の作業よりも労力がかかるという問題もある。それとともに、交換時の作業工数が多く、時間がかかることから、人件費が高くなるという問題もある。例えば、交換した空のカセットにプラスチックダクトを詰め込む作業は、３名以上の作業員が人力で行っており、短時間で終わらせることが困難である。
【００１０】
さらに、プラスチックダクトをカセットに詰め込むとき、ダクトカセットを運搬するとき、ダクトカセットを据え付けるとき等に、プラスチックダクトを破損させるケースが頻発しており、資材コストの上昇につながっているという問題もある。
【００１１】
他方、前記特許文献１に係る吸引ダクト装置は、集塵機または送風機を搭載した台車に設置して、台車と共にトンネル内を前後進するものであり、トンネル坑内のダクトに新たなダクトを追加して、ダクトの長さを延長するものではない。また、シールド工法に用いることを想定していない。
【００１２】
したがって、本発明の主たる課題は、ダクトカセットに代わる換気設備を提供することにある。すなわち、シールド機の掘進に伴って、ダクトを延長する作業を容易に行うとともに、換気作業のコスト低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
【００１４】
＜第１の態様＞
トンネル施工で、坑内を換気するために用いる換気設備であって、
坑口側から切羽側へ向かって延在する、連結及び切り離し可能なダクトと、
長手方向に伸縮自在な補充ダクトと、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトの上方に、坑口側から切羽側へ向かって布設されたレールと、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトに固定され、前記レールを坑口側から切羽側へ走行することにより、前記ダクトの連結を外して切り離したダクト間に、圧縮状態で挿入した前記補充ダクトを切羽側へ伸長させる移動手段と、を有し、
トンネルの掘進に伴って、前記ダクトに前記補充ダクトを順次補充して、前記ダクトの長さを延長するように構成したことを特徴とする換気設備。
【００１５】
（作用効果）
補充ダクトは、伸縮自在で、圧縮後に伸長するダクトであり、ダクトカセットのようにダクトをカセットに詰め込んで収納したものではないため、ダクトカセットよりも重量が軽い。また、ダクトカセット内にダクトを詰め込んだり、トンネル坑内のダクトに対してカセットを着脱したりする必要もない。さらに本発明では、補充したダクトを切羽側へ延在させる作業を移動手段が行う。以上のことから、補充作業が簡易となり、作業負担を大幅に減らすことが可能となる。
【００１６】
また、補充作業の時間を大幅に短縮できるため、換気停止の時間が大幅に短くなる。そのため、坑内環境を良好に保持することができる。さらに、補充作業を短時間で終了させ、掘削作業をいち早く再開できるため、生産性が向上する。
【００１７】
また、カセット内に収納できるダクトの長さには限りがあるが、補充ダクトにはカセット内に収納する必要がないので長さ制約がない。従って、長尺の補充ダクトを用いることが可能になり、掘進作業を頻繁に中断する必要がなくなるため、生産性が向上する。
【００１８】
さらに、経済的な効果も有する。すなわち、ダクトの補充作業時間を短縮できるため、深夜や休日に交換作業をする必要がなくなる。さらに、ダクトをカセットに詰め込む作業が不要となり、ダクトの損傷リスクがほとんどなくなるため、資材費を抑えることもできる。
【００１９】
本発明のように、補充ダクトを移動手段で牽引して延在させることにより、補充ダクトの延在を簡易に行うことができる。
【００２０】
＜第２の態様＞
トンネル掘進用シールド機の後方に連結された台車に前記レールが連結されており、
前記台車が切羽側へ移動するに連れて、前記レールも切羽側へ移動する構成とした前記第１の態様記載の換気設備。
＜その他の態様１＞
トンネル掘進用シールド機の後方に連結された台車を有し、
前記台車と前記補充ダクトの前方部分とが連結され、
前記移動手段の切羽側への移動に伴って収縮した補充ダクト前方のダクトを、前記台車により切羽側へ伸長させる構成とした前記第１の態様記載の換気設備。
【００２１】
（作用効果）
補充ダクトの前方への伸長移動に伴って、当該補充ダクトの前方に位置するダクトは収縮する。この収縮状態のダクトを切羽側へ伸長させるため、専用の移動手段を設けることが考えられるが、設備の構成が複雑になるとともに設備コストが上昇することから望ましいことではない。そこで、補充ダクトの前方に位置する収縮されたダクトを台車と連結させ、この台車によって切羽側へ伸長させるようにしたことにより、設備の構成が簡素となり、必要設備費も低減できる。
【００２２】
＜第３の態様＞
トンネルを施工時に坑内を換気する換気方法であって、
坑口側から切羽側へ向かって延在する、連結及び切り離し可能なダクトの連結を外して切り離す工程と、
切り離したダクト間に、長手方向に伸縮自在な補充ダクトを圧縮状態で介在させる工程と、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトに固定された移動手段が、
前記ダクトのうち切り離し部位より切羽側に位置するダクトの上方に、坑口側から切羽側へ向かって布設されたレールを、坑口側から切羽側へ走行することにより、
圧縮状態の補充ダクトを切羽側へ伸長させる工程と、を有し、
トンネルの掘進に伴って、前記ダクトに前記補充ダクトを補充して、前記ダクトの長さを延長することを特徴とする換気方法。
【００２３】
（作用効果）
前記第１の態様と同様の作用効果を奏する。
【００２４】
＜第４の態様＞
トンネル掘進用シールド機の後方に連結された台車に前記レールが連結されており、
前記台車が切羽側へ移動するに連れて、前記レールも切羽側へ移動する工程をさらに含む前記第３の態様記載の換気方法。
＜その他の態様２＞
さらに、前記移動手段の切羽側への移動に伴って収縮した補充ダクト前方のダクトを、トンネル掘進用シールド機の後方に連結された台車により切羽側へ伸長させる工程を有する前記第３の態様記載の換気方法。
【００２５】
（作用効果）
前記その他の態様１と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、シールド機などによるトンネルの掘進に伴って、ダクトを延長する作業を容易に行うことができる。また、換気用のダクト布設設備のコスト低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る換気設備であり、ダクトの連結を切り離す前の断面図である。
【図２】本発明に係る換気設備であり、ダクトの連結を切り離した後の断面図である。
【図３】本発明に係る換気設備であり、切り離したダクト間に補充ダクトを介在させた断面図である。
【図４】本発明に係る換気設備であり、補充ダクトを伸長させた断面図である。
【図５】本発明に係る換気設備であり、補充ダクトの前方のダクトを伸長させた断面図である。
【図６】本発明に係る換気設備であり、補充ダクトの前方のダクトをさらに伸長させた断面図である。
【図７】本発明に係る換気設備であり、ダクトの連結を切り離した後の断面図である。
【図８】図１〜図７を（Ａ）〜（Ｇ）に一つにまとめ、ダクトの伸長過程を示した断面図である。
【図９】本発明に係る換気方法の各過程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る換気設備及び換気方法の好適な実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。
【００２９】
（補充ダクト）
補充ダクト２は、既設のダクト３に取り付けて、ダクト３の長さを延長するために用いる。既設ダクト３に補充ダクト２を連結する方法としては、補充ダクト２の両端部及びダクト３の連結部にそれぞれジップファスナー４を設け、務歯を噛み合わせる形態を例示できる。そのほか、補充ダクト２およびダクト３のどちらか一方のダクト径を、他方のダクトのダクト径よりも短くし、一方のダクトの端部を他方のダクトの端部で覆った後、ねじ止めする形態を採用しても良い。なお、以下では、ジップファスナー４を用いるケースについて説明する。
【００３０】
前記補充ダクト２は軽量の風管５からなり、内部に補強用骨材６を配している。風管５には施工性の観点から可撓性の風管５を採用することが好ましく、この風管５の代表例として「ターポリン」からなる風管５を挙げることができる。また、骨材６には繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの軽量で強度が高い素材を用いると良く、コイル形状などにして内部に配することで、無通風時に風管５が垂れ下がったり、閉塞したりすることを防いでいる。
【００３１】
また、補充ダクト２はたとえば蛇腹状とすることで伸縮可能になっている。長さとして、最大限に伸ばした状態で全長２５０ｍ、最大限に縮めた状態で全長４０ｍになるダクト２を用いることができる。トンネル坑内に搬入する時点で、この補充ダクト２は圧縮状態としておく。そして、既に設けられているダクト３（「既設ダクト」ともいう。）間に介在され、後述する移動手段７が切羽側が移動することにより、補充ダクト２が切羽側へ伸長する。
【００３２】
（移動手段）
移動手段７は電動モータを備え、後述するレール８の下を走行する。移動手段７としては、例えば電動ウインチを挙げることができる。この移動手段７は坑口側に配置され、例えば後述する後方連結ダクト３Ｄ上に載置される。
【００３３】
また、移動手段７はクラッチ機能を備えている。すなわち、クラッチをつなぐと電動モータの動力が伝わって移動手段７が移動し、反対にクラッチを切ると動力の伝達が行われずに移動手段７の移動が止まる。
【００３４】
（トロリー）
トロリー１０は、トンネル側壁のセグメント１１から吊り具１２を介して吊り下げられる。このトロリー１０は、トンネルの坑口側から切羽側へ向かって所定の間隔（例えば３ｍ）を置いて配置される。なお、トロリー１０の内側には、図示しない滑車が設けられている。
【００３５】
（レール）
レール８の構造としては、Ｉ型鋼やＴ型鋼を例示できる。このレール８は、トロリー１０の滑車と係合している。そしてレール８は、複数のトロリー１０に沿ってトンネル前後方向に移動可能となっている。
【００３６】
（補充工程）
次に、図１〜図９を参照しながら、補充ダクト２を補充する工程について説明する。なお、図１〜図８において、Ｘは切羽側方向（前方方向）を指し、Ｘと反対の方向は、坑口側方向（後方方向）を指す。
【００３７】
（補充前の状態）
図１は、補充ダクト２を補充する前の状態を示したものである。まず、この状態について説明する。
【００３８】
トンネルの掘削は、切羽近傍に配置したシールド機のカッターヘッドで行う。掘削した土砂（ずり）は、シールド機内に設けたスクリューコンベア等によって後方へ運ばれた後、ずり運搬車、ベルトコンベア、ポンプ圧送などにより坑外へ運ばれる。また、シールド機の後部では、エレクターを用いてセグメント１１を組み立てて、地盤の崩壊を防いでいる。
【００３９】
前記シールド機の後方には、シールド機の動力源、裏込め注入工に用いる機材等を搭載した台車９（「後続台車」ともいう。）が連結されている。そして台車９の後方には、電気機関車とずり鋼車からなるずり運搬車等が配置されている。
【００４０】
ダクト３は、坑口側から切羽側へ向かって延在している。ダクトの坑口側端部が、坑外にまで延びていても良いし、トンネル坑内に留まっていても良い。また、ダクトの切羽側端部が、切羽まで延びていても良いし、シールド機の辺りで留まっていても良い。セグメント１１の運搬などの妨げとならないように、トンネル断面におけるダクト３の配置箇所は、天井近傍であることが多い。なお、ダクト３としては、断面が円形である丸ダクトや矩形である矩形ダクトなどを用いることができる。
【００４１】
坑外には送風機が設けられ、ダクト３を介して、坑外の新鮮な空気をシールド機まで送り、切羽近傍の作業環境を改善する。また、切羽近傍で発生する粉じん等の有害物質を除去するため、台車９の後方に集塵機を設けて、汚染空気を吸引することが好ましい。
【００４２】
坑口側から切羽側へ延在するダクト３は、坑内での位置により複数に分類される。すなわち、切羽側に位置する前方ダクト３Ｃと、坑口側に位置する後方ダクト３Ａと、  前方ダクト３Ｃと後方ダクト３Ａの間に位置する中間ダクト３Ｂと、前方ダクト３Ｃと中間ダクト３Ｂの間に位置する前方連結ダクト３Ｅと、後方ダクト３Ａと中間ダクト３Ｂの間に位置する後方連結ダクト３Ｄに分類することができる。
【００４３】
なお、前記後方ダクト３Ａは、既存の後方ダクト３Ａに、複数の補充ダクト２を継ぎ足しながら延長したものである。そのため、後方ダクト３Ａの構造は補充ダクト２と同様であり、軽量の風管５と内部に配された骨材６からなり、伸縮自在である。
【００４４】
また、移動手段７が切羽側へ移動すると、中間ダクト３Ｂは、前方連結ダクト３Ｅと後方連結ダクト３Ｄに挟まれて伸縮する。このように中間ダクト３Ｂの構造は、補充ダクト２と同様であり、軽量の風管５と内部に配された骨材６からなり、伸縮自在である。
【００４５】
また前記のように、後方連結ダクト３Ｄの上には、移動手段７が取り付けられている。この移動手段７が切羽側へ移動すると、後方連結ダクト３Ｄも同様に切羽側へ移動する構造となっているため、破損しないように後方連結ダクト３Ｄには強度が求められる。従って、後方連結ダクト３Ｄの素材としては、プラスチックなどの軟質材料よりも、鋼板、アルミ板などの硬質材料を用いると良い。
【００４６】
また、後方連結ダクト３Ｄの断面形状は、隣接する後方ダクト３Ａおよび中間ダクト３Ｂとの連結を容易にするため、それらのダクト３Ａ、３Ｂと同形状にすると良い。すなわち、ダクト３Ａ、３Ｂに丸ダクトを用いた場合は、後方連結ダクト３Ｄの断面形状も円形とし、ダクト３Ａ、３Ｂに矩形ダクトを用いた場合は、後方連結ダクト３Ｄの断面形状も矩形にすると良い。
【００４７】
なお、前方ダクト３Ｃの構造は、補充ダクト２などと同様に、軽量の風管から構成し、内部に骨材を配しても良い。そのほか、後方連結ダクト３Ｄのように硬質材料を用いても良いが、経済性や取扱性に優れる軟質の風管を用いる方が、利点が多い。
【００４８】
前方連結ダクト３Ｅは、ステー１３を介して台車９と連結されている。そして、この台車９が切羽側へ移動すると、前方連結ダクト３Ｅも切羽側へ移動する構造となっているため、破損しないように前方連結ダクト３Ｅには強度が求められる。そのため、プラスチックなどの軟質ダクトを材料とするのではなく、鋼板、アルミ板などの硬質材料を用いると良い。また、前方連結ダクト３Ｅを、隣接する前方ダクト３Ｃおよび中間ダクト３Ｂと容易に連結するため、断面形状をそれらのダクト３Ｂ、３Ｃと同形状にすることが好ましい点は、後方連結ダクト３Ｄと同様である。
【００４９】
なお、ダクト３は、各ダクト３Ａ〜３Ｅをそれぞれ別々に用意し、それらを互いに連結させて製造しても良いが、別の製造方法を採用しても良い。例えば、前方ダクト３Ｃ、中間ダクト３Ｂ、後方ダクト３Ａを一体として製造し、その一体ダクトを、断面が一回り大きい前方連結ダクト３Ｅ、後方連結ダクト３Ｄに挿入することで、製造することもできる。もちろん各ダクト３Ａ〜３Ｅを最初から一体として製造しても良い。
【００５０】
また、トンネルの側壁は、複数のセグメント１１で構成され、天井付近に位置するセグメント１１には、吊り具１２が設けられている。この吊り具１２には、図示しないメッセンジャーワイヤーが取り付けられており、ダクト３をこのメッセンジャーワイヤーによって吊り下げている。
【００５１】
後方連結ダクト３Ｄの上方から前方ダクト３Ｃの上方にかけては、トロリー１０が所定間隔で配されている。このトロリー１０は、前記セグメント１１に設けた吊り具１２によって、吊り下げられている。また、中間ダクト３Ｂの上方には、坑口側から切羽側へ沿ってレール８が布設されている。レール８はトロリー１０の滑車と係合しており、このレール８はトロリー１０に沿ってトンネル前後方向に移動可能となっている。なお、メッセンジャーワイヤーを取り付ける吊り具１２とトロリー１０を取り付ける吊り具１２は、別々に設けても良いし、同一のものにしても良い。
【００５２】
（補充ダクト２の搬入：Ｓ１）
これから、図９を参照しながら、補充工程を説明する。シールド機が切羽の掘削を進めるに従って、トンネルの長さが長くなる。そのため、既に布設したダクト３では長さが不足する。そこで、補充ダクト２を追加して、ダクト３の長さを延長する必要が生じる。作業員は、ダクト３の長さが十分でないと判断すると、シールド機による掘削を停止する。シールド機の掘削を停止した状態を図１に示す。なお、この図１の状態の詳細については、前記に詳述したとおりである。
【００５３】
なお、補充ダクト２の追加作業を始める際には、坑外の送風機の運転を停止して、ダクト３内に空気が流れないようにする。ダクト３内に空気が流れている状態で、後方ダクト３Ａの切り離し等を行うと、風に煽られて後方ダクト３Ａがバタついてしまう可能性があるからである。
【００５４】
シールド機による掘削を停止した後、補充ダクト２をトンネル坑内に搬入する。この補充ダクト２の搬入は、前記ずり運搬車などを用いて行い、補充ダクト２の挿入位置まで搬入する。この挿入位置については、後ほど詳述する。なお、この搬入時に補充ダクト２が圧縮された状態になっているのは、前記のとおりである。また、補充ダクト２の補充作業を行う前に、送風機による送風を停止する点についても、前記のとおりである。
【００５５】
（ダクト３の切り離し：Ｓ２）
後方ダクト３Ａと後方連結ダクト３Ｄの境界部分の近辺（後方ダクト３Ａの前方端部）には、線ファスナー４が設けられている。詳しくは、後方連結ダクト３Ｄと後方ダクト３Ａの境界部から、坑口側へ少し下がった位置（図１では１０ｍ程度下がった位置）に、線ファスナー４を設けている。すなわち、ダクト３（後方ダクト３Ａ）は、線ファスナー４などによって連結されており、切り離し可能となっている。作業者は、補充ダクト２を搬入した後、図２に示すように、この後方ダクト３Ａの線ファスナー４を動かし、ダクト３Ａ、３Ａの連結を外す。
【００５６】
なお、後述する補充ダクト２の挿入位置は、様々な機材が配置されているシールド機等ではなく、台車９の後方である。そのため、補充作業が容易である。
【００５７】
（補充ダクト２の先端の取り付け：Ｓ３）
次に、図３に示すように、線ファスナー４を切り離した箇所（切り離しダクト３Ａａ、３Ａｂ間）に、補充ダクト２を介在させる。言い換えれば、補充ダクト２を挿入する。そして、切り離した後方ダクト３Ａのうち、切羽側に位置する後方ダクト３Ａａの線ファスナー４の務歯と、挿入した補充ダクト２の切羽側の線ファスナー４の務歯を噛み合わせる。この作業により、後方ダクト３Ａのうちの切羽側に位置する後方ダクト３Ａａと、補充ダクト２が連結された状態となる。なお、後方連結ダクト３Ｄには移動手段７が取り付けられているため、後方ダクト３Ａと補充ダクト２が連結された状態とは、補充ダクト２の先端に移動手段７がある状態と言い換えることができる。
【００５８】
（補充ダクトの展開：Ｓ４）
次に、移動手段７のクラッチを接続することで、電動モータの動力が伝わり、図４に示すように、移動手段７が坑口側から切羽側へ移動する。ここで、移動手段７に電動ウインチを用いた場合を例示して、移動手段７が移動する機構について詳述する。
【００５９】
レール８の前端部と後端部には、それぞれプーリー１４、１４が設けられている。また、電動ウインチ７の前端部及び後端部にも、それぞれプーリー１４、１４が設けられている。レール８の前後端にあるプーリー１４、１４と電動ウインチ７の前後端にあるプーリー１４、１４の間には、環状のワイヤーロープ１５が架けられている。
【００６０】
また、前記前方連結ダクト３Ｅとレール８の前端部はステー１３等によって連結されている。そして、電動ウインチ７を駆動すると、電動ウインチ７が図１の反時計回りに回転し、ワイヤーロープ１５を引き寄せることにより、前方連結ダクト３Ｅが定点となって、電動ウインチ７が切羽側へと移動する。その結果、後方連結ダクト３Ｄが前方連結ダクト３Ｅに近づき、その間に位置する中間ダクト３Ｂが収縮する。この状態を図２に示した。図２の例では、移動手段７が移動する前の中間ダクト３Ｂの全長は２５０ｍであり、移動手段７が移動した後の中間ダクト３Ｂの全長は５０ｍとなっている。
【００６１】
他方、移動手段７が切羽側へ移動することにより、補充ダクト２の前端が切羽側へ引っ張られ、補充ダクト２が切羽側へ伸長する。図４の例では、移動手段７が移動する前の補充ダクト２の全長は４０ｍであり、移動手段７が移動した後の補充ダクト２の全長は２００ｍとなっている。
【００６２】
（補充ダクト２の吊り込み：Ｓ５、Ｓ６）
補充ダクト２は軟質風管であるため、補充ダクト２の長さが延びると、補充ダクト２が垂れ下がってしまう可能性がある。そこで、セグメント１１に取り付けた吊り具１２に、メッセンジャーワイヤーを取り付け（Ｓ５）、取り付けたメッセンジャーワイヤーによって補充ダクト２を支持する（Ｓ６）。メッセンジャーワイヤーと補充ダクト２の連結は、例えば補充ダクト２にフックを設け、このフックとメッセンジャーワイヤーの環状端部を連結することによって行うことができる。
【００６３】
（補充ダクト２とダクト３Ａの連結：Ｓ７）
補充ダクト２を切羽側へ伸長した後、補充ダクト２と、補充ダクト２より坑口側に位置する後方ダクト３Ａｂを連結する。この連結は、補充ダクト２の坑口側に位置する線ファスナー４の務歯と、前記ダクト３Ａｂの切羽側に位置する線ファスナー４の務歯を噛み合わせることで行う。
【００６４】
（送風再開：Ｓ８）
補充ダクト２の挿入作業を始める前に中止した送風を再開する。そして、補充ダクト２とダクト３に空気漏れが生じていないかを点検する。この点検は、特に補充ダクト２とダクト３Ａの連結部を重点的に行うと良い。
【００６５】
（張りの調整：Ｓ９）
次に、移動手段７を切羽側または坑口側へ移動させて、補充ダクト２の張りを調整する。すなわち、補充ダクト２に皺が生じていた場合は、移動手段７を切羽側へ移動させて皺を伸ばし、反対に補充ダクト２が張り詰めていた場合は、移動手段７を坑口側へ移動させて補充ダクト２の風管５の破損を防ぐ。
【００６６】
（移動手段７のクラッチ開放：Ｓ１０）
次に、移動手段７のクラッチを切り離し、移動手段７の移動を完全に停止させる。そして、シールド機の運転を再開する。シールド機の運転を再開した状態を図５に示した。シールド機が掘進するにつれて、台車９が切羽側へ移動する。この台車９には前方連結ダクト３Ｅが連結されているため、この前方連結ダクト３Ｅも切羽側へ移動する。また、前方連結ダクト３Ｅは中間ダクト３Ｂと連結しているため、収縮していた中間ダクト３Ｂ（補充ダクト２前方のダクト）は、次第に切羽側へ伸長する。
【００６７】
（トロリー１０の回収：Ｓ１１）
また、前方連結ダクト３Ｅには、レール８の前端部が連結されている。そのため、台車９が切羽側へ移動するに従い、レール８も切羽側へと移動する。また、レール８が切羽側へ移動すると、レール８の後端よりも坑口側に位置するトロリー１０が不要となる。そこで、図６に示すように、それらのトロリー１０を回収し、台車９の貯蔵場所にストックする。
【００６８】
（シールド機の掘進：Ｓ１２）
前記のように補充ダクト２を追加した結果、中間ダクト３Ｂには伸び代が生じている。すなわち、補充ダクト２を挿入して切羽側へ伸長させた結果、中間ダクト３Ｂは例えば全長５０ｍ程度に収縮している。中間ダクト３Ｂは、例えば２５０ｍの長さまで伸長可能であるため、補充ダクト２を追加した後は、シールド機を２００ｍほど掘進させることができる。そこで、図５に示すように、シールド機を例えば２００ｍ程度掘進させる。
【００６９】
シールド機を２００ｍほど掘進させた後は、掘進作業を停止し、前記補充ダクト２の追加作業を再び行う。掘削作業を停止した状態を図６に示した。このとき、前回補充したダクト２を後方ダクト３Ａとみなし、このダクト３Ａ（前回補充したダクト２）とダクト３Ａａの間に、新たな補充ダクト２を追加（挿入）する。補充ダクト２を追加するため、ダクト３の連結を切り離した状態を図７に示した。
【００７０】
（効果）
本発明によって、ダクト３の延長作業が容易になり、当該作業を短時間で行うことができる。その結果、シールド機の掘削時間が増え、生産性が向上する。なお、従来よりもシールド機を高速で掘進させ、それに伴って延長作業の回数が従来よりも増えた場合であっても、延長作業に伴う通風停止時間を従来の１／４程度に短縮できる。その結果、トンネル坑内の作業環境を良好に保持できる。
【００７１】
また、従来のようなダクトカセットを用いる場合と異なり、２００ｍ程度の長尺の補充ダクト２を用いることができるため、ダクト３の延長作業の回数を減らすことができる。その結果、掘進作業への支障が少なくなり、生産性が向上する。
【００７２】
また、前記のように生産性が向上するとともに、延長作業にかかる時間が短くなることから、作業員が深夜や休日に作業しなくても良くなる。このことは、作業員の拘束時間が減り、精神的負荷を減らすことができると共に、作業員の勤務時間の管理負担も減らすことができる。それとともに、人件費を抑えることもできる。
【００７３】
また、ダクトカセット弁の詰め替え、交換、入れ替え作業などが不要となる。さらに、新しいプラスチック風管２の布設延長は、移動手段７により行うので、延長作業の工数を大幅に減らすことができる。それとともに、本発明に係る交換作業は、安全性が高い。
【００７４】
そのほか、プラスチックダクトが破損するリスクがほとんど無いので、資材コストを下げることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１    換気設備
２    補充ダクト
３    ダクト
３Ａ  後方ダクト
３Ｂ  中間ダクト
３Ｃ  前方ダクト
３Ｄ  後方連結ダクト
３Ｅ  前方連結ダクト
４    線ファスナー
５    風管
６    骨材
７    移動手段
８    レール
９    台車（後続台車）
１０  トロリー
１１  セグメント
１２  吊り具
１３  ステー
１４  プーリー
１５  ワイヤーロープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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