9. 仮設工9-1 9. 仮設工 9.1 転流工仮設工 9.1.1 仮設備計画...

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9. 仮設工 9.1 転流工仮設工 9.1.1 仮設備計画一般にトンネルが計画される地点は急峻で狭隘な地形の場合が多いため、トンネル工事用仮設備は慎重な

計画と合理的な配置が要求される。これらの設備は周辺の環境条件・掘削工法および方式・ずりの搬出方式・

覆工方式等により規模や設備の内容が異なるが、いずれにしろ集中的に大型機器を長期間、固定的に設定し

て置くことから、通常の土木工事に比べて固定経費は高いものとなる。これらの計画を行なうに際して、

・周辺の地形・地質・気象条件等を考慮して土石流や地山崩壊・雪崩等の災害に合わないような位置

を選定する。・隣接・接近する工事の工程や作業に支障のないような位置を選定する。・作業規模を考慮してバランスのとれた設備および能率的な機器の配置を行なう。

等の留意が必要である。駒込ダムのトンネル施工計画では、発進側である吐口坑口へのアクセス道路が地形・地質条件により河床

道路側からしか取付出来ない。また、気象条件も厳しく、吐口へのアクセス道路となる 4 号工事用道路が完成していないため、トンネル開始前に取り付かない状況にある。そのため、トンネルで使用する諸資機材、仮設設備等をすべて 1 号工事用道路よりケーブルクレーン（9.5

ｔ吊）にて揚重する方式を採用した。したがって、使用する資機材は、分解可能な範囲の部材あるいはパー

ツの重量が最大で 9.5ｔ以下の仕様に規制されることとなる。なお、坑口付近は、仮設備を配置するためのスペースが限られており、坑口部・坑口対岸部・坑口上流部・

ダム天端付近の 4 ヶ所に分けて配置することとした(図 9.1.2 参照)。

図 9.1.1 施工手順

左岸ブル道の施工

1 号場内道路の施工

仮設橋梁 No1 の施工

右岸ブル道（ケーブルクレーン右岸側基礎まで）

の施工

転流工仮設設備の設置

右岸ブル道（右岸側ヤードまで）の施工

ケーブルクレーン右岸側基礎の施工

右岸ヤードの施工

ケーブルクレーンの施工

ケーブルクレーン左岸

側基礎の施工

仮設橋梁 No2 の施工

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図 9.1.2 仮設ヤード平面図

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9.1.2 仮設ヤード造成 (1) 概要

1) 9.5ｔ固定式ケーブルクレーン基礎

9.5ｔ固定式ケーブルクレーン基礎はポンプで打設する。ポンプは、右岸側基礎は 1 号場内道路のNo7(河床付近)に固定式ポンプを設置する。材料は不整地運搬車で左岸天端から運搬する。左岸側基礎は１号工事用道路からポンプ車で打設する。

図 9.1.3 右岸側配管長

図 9.1.4 左岸側ポンプ車配置

表 9.1.1 圧送管配管長

表 9.1.2 配管供用日

ポンプN O 基礎

①＋②

配管長合計

(m )

基礎ｺﾝｸﾘｰﾄ

量

(m 3)

打設時間

(h)

打設日数

(日)

配管供用日

数(供用日)

P -1 右岸 185.9 11.7 0.4 1.0 186

P -2 左岸メインポスト 42.6 105.0 3.5 2.0 86

左岸サイドステー 70.5 82.1 2.7 2.0 141

左岸バックステー 62.4 350.0 11.7 6.0 375

合計 361.4 548.8 18.3 11.0 788.0

ｺﾝｸﾘｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ車

ﾌﾞｰﾑ式

圧送能力

(m 3/h)30.0

打設日数=閉塞コンクリ－ト量×0.017

0.017= コンクリ－ト1m 3当りのコンクリ－トポンプ車供用日数

配管供用日数=配管長×打設日数

配管1m 当り供用日数=配管供用日数合計÷ 配管長= 1,733÷568.8= 3.0供用日/m

ポンプN O 基礎

A

基礎標高

(m )

①

配管長(水平)

(ｍ)

②

配管長(傾斜)

(m )

①＋②

配管長合計

(m )

P -1 右岸 477.00 133.30 52.63 185.9

P -2 左岸メインポスト 548.00 42.59 42.6

左岸サイドステー 563.00 70.45 70.5

左岸バックステー 563.00 62.42 62.4

小計 3 175.5

平均(1箇所当り) 58.5

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2) 仮排水トンネル施工ヤード

対象流量 110m3/s(1/5 確率流量相当)で冠水しないヤード高とする。ヤードは、吹付けプラント等を設置する右岸側ヤードと、給気設備等を設置するトンネル吐口ヤー

ドとする。ヤードの施工手順は以下とする。

a) 擁壁基礎コンクリートの打設

大型土のうを型枠として、擁壁基礎コンクリートを打設する。背面は土砂で埋戻す。

b) 護岸ブロック設置および埋戻し

大型土のうを撤去し、洗掘防止としてコンクリート前面に「袋詰め玉石工」を設置。護岸ブロックを設置、中詰めにセメント改良土を盛立。背面は、土砂で埋戻す。

c) ヤード完成形

ヤードは確率流量 1/20 以上であるが、車両の通行によるわだち防止のため、舗装（コンクリート10cm）を行う。

右岸ヤードと吐口ヤードは仮設橋梁 No2 で横断する。また、1 号場内道路から右岸側ヤードへ渡河するため、仮設橋梁 No1 を架橋する。

(2) 数量

表 9.1.3 ケーブルクレーン基礎（左岸）

耐候性大型土のうコンクリート(幅 4m) 埋戻(土砂)

4m

護岸ブロック

セメント改良土(幅 3m)

袋詰め玉石工埋戻(土砂)

護岸ブロック

セメント改良土

埋戻(土砂)

コンクリート舗装 10cm

コンクリート舗装 10cm

工種名称規格単位数量備考

土工切土メインポスト基礎ｍ3 646.6

(土砂,片切り) バックステー基礎ｍ3 460.6

サイドステー基礎ｍ3 444.6

合計ｍ3 1,551.8

基礎コンクリート

コンクリートメインポスト基礎ｍ3 105.0

バックステー基礎ｍ3 350.0


合計ｍ3 537.1

型枠メインポスト基礎ｍ2 72.0

バックステー基礎ｍ2 189.8


合計ｍ2 337.4

足場バックステー基礎掛ｍ2 72.0

（枠組）サイドステー基礎掛ｍ2 170.00

合計ｍ2 242.0

3m

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表 9.1.4 ケーブルクレーン基礎（右岸）

表 9.1.5 仮排水トンネル施工ヤード

工種名称規格単位数量備考

土工切土メインポスト基礎ｍ3 389.6

法面積(1:1.0) ｍ2 151.3

基礎コンクリート

コンクリートｍ3 254.4

型枠ｍ2 153.0

足場(枠組) 掛ｍ2 140.30

規格単位右岸重機道～ヤード

左岸トンネル出口

仮設ﾔｰﾄﾞ設備

計

仮設備敷地造成式 1

　掘削 (土砂) 片切ｍ3 672.0 672.0

　盛土 W≧4.0m ｍ3 2608.3 2608.3

　舗装工ｺﾝｸﾘｰﾄ　t=10cm ｍ2 1124.2 218.9 1343.1

　床掘ｍ3 88.0 88.0

　安定処理セメントｍ3 588.4 588.4

　コンクリート基礎 h=1.0m、B=4.0m ｍ3 366.3 366.3

　間知ﾌﾞﾛｯｸ張 1：0.5　t=50cm ｍ2 324.9 324.9

　ふとんかご階段式高50cm×巾120cm×細目13cm(#10) ｍ 96 96.0

　仮橋右岸ﾌﾞﾙ道～ﾔｰﾄﾞ式 1 1

　仮橋左岸ﾄﾝﾈﾙ出口式 1 1

ｹｰﾌﾞﾙｸﾚｰﾝ基礎式 1 1

　高塔ｹｰﾌﾞﾙｸﾚｰﾝ基礎式 1 1

　　掘削 m3 1551.8 1551.8

　　ｺﾝｸﾘｰﾄ ②高炉 m3 537.1 537.1

　　型枠 m2 337.4 337.4

　　足場手摺先行型枠組足場掛m2 242.0 242.0

　低塔ｹｰﾌﾞﾙｸﾚｰﾝ基礎式 1 1

　　掘削 m3 389.6 389.6

　　ｺﾝｸﾘｰﾄ ②高炉 m3 254.4 254.4

　　型枠 m2 153.0 153.0

　　足場手摺先行型枠組足場掛m2 140.3 140.3

ｹｰﾌﾞﾙｸﾚｰﾝ運搬費式 1 1

名称

規格単位右岸重機道～ヤード

左岸トンネル出口

仮設ﾔｰﾄﾞ設備

計

給水設備式 1 1

　水槽(一般工事用) 鋼板製簡易水槽容量5m3 供用日 330 330

　給水設備運転日 330 330

配管用炭素鋼鋼管φ65mm ｍ 771.7 771.7

暗渠排水管ｍ 15.0 15.0

排水設備式 1 1

　水中ﾓｰﾀｰﾎﾟﾝﾌﾟ運転口径80mm･全揚程10m 日 330 330

配管用炭素鋼鋼管φ65mm ｍ 209.0 209.0

暗渠排水管ｍ 5.0 5.0

給気設備式 1 1

　空気圧縮機組立･解体式 1 1

　空気圧縮機運転式 1 1

つる巻き鋼管φ150 ｍ 20.0 20.0

つる巻き鋼管φ150 ｍ 331.0 331.0

電力設備式 1 1

濁水処理設備 1 1

　濁水処理設備設置･撤去箇所 1 1

　主剤高分子凝集材 kg 189 189

　助剤 PAC kg 6,199 6,199

　中和処理剤炭酸ガス kg 3,906 3,906

　濁水処理設備運転式 1 1

　脱水ｹｰｷ等処理式 1 1

送風機運転式 1 1

　ﾌｧﾝ1段風量1,000m3/min･3.2kpa 日 121 121

　送風管ｍ 315.0 315.0

リング型風管径800mm×長10m×厚0.4 本 31.5 31.5

　坑内送気管

　給水管

　道路横断部給水管

　排水管

　道路横断部排水管

　坑外送気管

名称

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表 9.1.6 第一仮設橋

横矢板＝6.000×1.338×2＝16.056m2→16m2

表 9.1.7 第二仮設橋

横矢板＝6.000×(0.350+0.908)×2＝15.096m2→15.1m2

図 9.1.5 仮設ヤード標準断面図

図 9.1.6 第一仮設橋

1.1. 上部工数量

合計

項目 KA1-KA2

MD(M)-1.0×2.0 kg 25,440 25,440

㎡ 120.00㎡ 120.00㎡

鈑桁部材 PG1B型 kg 21,957 21,957

φ48.6(t=2.4mm) kg 463 463

m 40.000m 40.000m

ボルト kg 678 678

小計質量： 48,537 48,537

1.2. 下部工数量表

合計

項目 KA1 KA2

受桁Ｈ350×350×12×19 kg 945 945 1,890

プレート PL-168×12×310(350S) kg 39 39 79

ボルト・ナット kg 9 9 18

小計質量： 993 993 1,987

1.3. 杭材数量表

合計

項目 KA1 KA2

支持杭Ｈ300×300×10×15 kg 1,860 1,860 3,720

プレート PL-350×16×350 kg 62 62 123

小計質量： 1,922 1,922 3,843

1.4. 土留数量表

合計

項目 KA1 KA2

鋼矢板(横矢板) SP-3型 kg 1,680 1,680 3,360

ブラケット 30BL kg 16 16 32

土留継ぎ材Ｌ-100×100×10 kg 95 95 190

倒れ防止材Ｌ-100×100×10 kg 39 39 78

保護材 FB-90×12×950 kg 32 32 64

ボルト・ナット kg 4 4 8

小計質量： 1,866 1,866 3,733

質量

サイズ

質量

サイズ単位

サイズ単位

単管

質量

質量

サイズ単位

単位

覆工板

1.1. 上部工数量

合計

項目種別 KA1-KA2

ﾘｰｽ MD(M)-1.0×2.0 kg 13,992 13,992

㎡ 66.00㎡ 66.00㎡

鈑桁部材ﾘｰｽＨ700×300×13×24 kg 8,008 8,008

対傾構売却 [-300×90×9×13 kg 1,086 1,086

プレート売却 kg 770 770

売却 φ48.6(t=2.4mm) kg 275 275

m 22.000m 22.000m

ボルト売却 kg 172 172

小計質量： 24,304 24,304

1.2. 下部工数量表

合計

項目 KA1 KA2

受桁売却Ｈ350×350×12×19 kg 945 945 1,890

プレート売却 PL-168×12×310(350S) kg 39 39 79

ボルト・ナット売却 kg 9 9 18

小計質量： 993 993 1,987

1.3. 杭材数量表

合計

項目 KA1 KA2

支持杭ﾘｰｽＨ300×300×10×15 kg 1,860 1,860 3,720

プレート売却 PL-350×16×350 kg 62 62 123

小計質量： 1,922 1,922 3,843

1.4. 土留数量表

合計

項目 KA1 KA2

鋼矢板(横矢板) ﾘｰｽ SP-3型 kg 1,260 1,260 2,520

ブラケット売却 30BL kg 16 16 32

土留継ぎ材売却Ｌ-100×100×10 kg 72 72 143

倒れ防止材売却Ｌ-100×100×10 kg 36 36 72

小計質量： 1,384 1,384 2,767

覆工板

サイズ

単管

質量

サイズ

質量

サイズ単位

質量

質量

サイズ単位

単位

単位

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図 9.1.7 第二仮設橋

(3) 歩掛

1) 掘削（施工パッケージ）

a) 適用範囲

「平成 29 年度土木工事標準積算基準書(共通編)」(青森県県土整備部)p.340

b) 施工フロー


9-8

掘削歩掛（施工パッケージ）掘削（施工パッケージ） 1m3当り

[名称] 掘削

[規格 1] 土質：土砂 [規格 2] 施工方法：オープンカット [規格 3]押土：無し

[規格 4]障害無し [規格 5] 施工数量：5,000ｍ3未満 [規格 6] -

掘削（施工パッケージ） 1m3当り

[名称] 掘削

[規格 1] 土質：土砂 [規格 2] 施工方法：片切掘削 [規格 3]－ [規格 4]－[規格 5]－

[規格 6] -


9-9



9-10

「平成 29 年度土木工事標準積算基準書(共通編)」(青森県県土整備部) p.349


9-11

2) 盛土（施工パッケージ）

a) 適用範囲


b) 施工フロー


c) 路体(築堤)盛土単価表(施工パッケージ）土工（施工パッケージ） 1m3当り [名称] 路体（築堤）盛土 [規格 1]施工幅員：2.5ｍ以上 4.0ｍ未満 [規格 2]－ [規格 3]－ [規格 4]－ [規格 5]－ [規格 6]－

土工（施工パッケージ） 1m3当り [名称] 路体（築堤）盛土 [規格 1]施工幅員： 4.0ｍ以上 [規格 2]作業形態：敷均し＋締固め [規格 3]－ [規格 4]施工数量：10,000ｍ3未満 [規格 5] 障害無し- [規格 6] -


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3) 床掘

a) 適用範囲

「平成 29 年度土木工事標準積算基準書(共通編)」(青森県県土整備部)p.382 b) 施工パッケージ（床掘り）施工フロー


9-13

c) 床掘り単価表（施工パッケージ）

作業土工（施工パッケージ） 1m3当り

[名称]床掘りバックホウ山積 0.8ｍ3（平積 0.6ｍ3）級

[規格 1] 土質：土砂 [規格 2] 施工方法：標準 [規格 3]土留め方式：無し

[規格 4]障害無し [規格 5] - [規格 6] -



9-14

4) 法面工（施工パッケージ）

a) 適用範囲


b) 施工ツリー



9-15

c) 単価表（施工パッケージ）

法面整形（施工パッケージ） 1m2当り

[名称]法面整形バックホウ山積 0.8ｍ3（平積 0.6ｍ3）級

[規格 1]整形箇所：盛土部 [規格 2]法面締固めの有無：有り

[規格 3]現場制約の有無：無し [規格 4]土質：レキ質土 [規格 5]－ [規格 6]－



9-16

5) 土砂等運搬

a) 積算・歩掛り（土砂等運搬）

土工（施工パッケージ） 1m3当り

[名称] 土砂等運搬

[規格 1] 土砂等発生現場：標準 [規格 2] バックホウ山積 0.8ｍ3級

[規格 3] 土質:土砂(岩塊･玉石混り土含む) [規格 4] DID 区間無し

[規格 5] 0.3km 以下 [規格 6] -


6) 整地

a) 積算・歩掛り（整地）

整地（施工パッケージ） 1m3当り

[名称] 整地 [規格 1] 残土受入地での処理 [規格 2] -

[規格 3]- [規格 4] - [規格 5] - [規格 6] -


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7) コンクリート工（施工パッケージ）

a) 適用範囲


「平成 29 年度土木工事標準積算基準書(共通編)」(青森県県土整備部) p.864)

9-18

b) コンクリート工単価表（施工パッケージ）

コンクリート工（施工パッケージ） 1m3当り

[名称]コンクリート [規格 1] 無筋･鉄筋構造物打設量 10m3/日以上又は打設地上高さ 2m 超

[規格 2] 18-8-40(高炉) [規格 3] 10m3以上 300m3未満 [規格 4] 一般養生

[規格 5] 圧送管の追加延長:180ｍを超え 240m 以下



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8) 型枠工（施工パッケージ）

a) 適用範囲


b) 型枠単価表施工パッケージ

型枠工（施工パッケージ） 1m2当り

[名称]型枠 [規格 1] 型枠の種類:一般型枠 [規格 2] 構造物の種類:鉄筋・無筋構造物 [規格 3] - [規格 4] - [規格 5] - [規格 6] –

9-20



9-21

9) 足場工

a) 適用範囲

b) 施工概要


c) 施工歩掛

d) 単価表


9-22

10) セメント改良工（安定処理：施工パッケージ）

安定処理（施工パッケージ） 1ｍ2当り

［名称］安定処理バックホウ山積み0.45m3（平積0.6m3）級

［規格1］使用機種：バックホウ［規格2］施工箇所：路床

［規格3］混合深さ：1m以下［規格4］－［規格5］－

a) 条件区分

11) コンクリート舗装（コンクリート工：施工パッケージ）

仮設道路のコンクリート舗装は、コンクリート工と同様と考える。

コンクリート舗装（施工パッケージ） 1m3当り

[名称]コンクリート [規格 1] 無筋･鉄筋構造物打設量 10m3/日以上又は打設地上高さ 2m 超

[規格 2] 18-8-40(高炉) [規格 3] 10m3以上 300m3未満 [規格 4] 一般養生

[規格 5] 圧送管の追加延長:180ｍを超え 240m 以下

9-23

12) かご枠（ふとんかご：施工パッケージ）

ふとんかご（施工パッケージ） 1ｍ当り

［名称］ふとんかごバックホウ山積み0.8m3（平積0.6m3）級

［規格1］設置［規格2］種別：階段式

［規格3］規格：50cm×120cm ［規格4］－［規格5］－

a) 条件区分


b) 代表機労材規格


c) 積算単価表

区分名称規格単位数量単価金額摘要

K1 バックホウ (クローラ型) [標準型･排出ガス対策型（第2次基準値）]山積0.8ｍ3（平積0.6ｍ3）

供用日

標準・軟岩

R1 普通作業員人 R2 運転手（特殊）人 R3 土木一般世話役人

Z1 軽油 1 、 2 号パトロール軽油 ℓ

Z2 ふとんかご

かくがたパネルタイプ(GS-3 線

径4.0mm(♯8) 網目13cm

50cm×120cm

m

Z3 詰石割ぐり石 150～200mm m3

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13) 大型土のう工

a) 適用範囲


b) 機種の選定


c) 製作・設置歩掛


d) 単価表


9-25

e) 機械運転単価表


14) 護岸ブロック（大型ブロック積：施工パッケージ）

大型ブロック積（施工パッケージ） 1ｍ2当り

［名称］大型ブロック積ラフテレーンクレーン25ｔ吊

［規格1］水抜きパイプ無し［規格2］－

［規格3］－［規格4］－［規格5］－

a) 条件区分


15) 仮設橋梁

仮設橋梁の設置撤去の歩掛は、参考資料（積算情報）に示すとおりとする。

9-26

9.1.3 仮設設備

(1) 概要

1) 吹付コンクリート設備

掘削後、直ちに吹付を行う必要があるため、バッチャープラントおよび骨材ビン・セメントサイロ

等のストック設備を設置した。

2) 給気設備(コンプレッサー)

坑内でのコンクリート吹付・空圧による掘削機器・コンクリート打設等に使用するため、コンプレ

ッサー(定置式)から坑内へ配管して送気する。通常断面の場合、コンプレッサー搭載型の吹付機を使用することが一般的であるため、坑内への送

気配管の必要性がない。したがって、給気設備は掘削、吹付コンクリートにおける最大所要空気量により選定した。

3) 給水設備

坑内外で使用する水を供給する設備である。左岸上流側の小支沢に水中ポンプを設置して取水し、

3～10m3 程度の貯水槽を設けて貯留する。必要水はここからタービンポンプにより各箇所に給水する。

4) 排水設備

工事期間中に発生する湧水や工事での使用水(ドリフタ他)を濁水処理設備に送水する。

5) 濁水処理設備

トンネル工事で発生した濁水を排出する際の排出基準を守るために設ける浄化設備であり、攪拌沈

殿設備(薬液点滴)・pH 調整設備・脱水設備等の組み合わせにより構成される。各地の条例・基準等を考慮して設備の組み合わせ、規模を決定した。

6) 換気設備

換気設備は、爆破・坑内動力・吹付コンクリート・作業員の呼吸等から発生する排ガスや粉じんを、

坑外の新鮮な空気と入れかえる設備である。換気方式は風管換気法・排気式、集じん方式は吸引捕集

方式を採用する。

7) 資材積換設備

現場に搬入された資材の積み卸し設備である。揚重機械は9.5ｔ固定式ケーブルクレーンで搬入可能となる2.9 t級もしくは4.9 t級トラッククレーンとなる。

表 9.1.8 トラッククレーン車重一覧

番号吊上げ荷重車両総重量摘要

1 2.9ｔ吊り 6420ｋｇ 6.42t≦9.5t 搬入可能

2 4.9ｔ吊り 7930ｋｇ 7.93t≦9.5t 搬入可能

3 10.0ｔ吊り 12930ｋｇ分解不可により重量ｵｰﾊﾞｰ

8) ずり仮置場

本トンネルの掘削ずりは、仮設用地範囲内に 2～3日の掘削によって搬出される量を確保するため、仮置き場を設置する。仮置場ヤードは、7m×（22m）≒160m2とし、仮置きされた掘削ずりは、指定の土捨場へ順次運搬するものとする。

1 日当り予定最大発生ずり量(CⅠ)4.85m/日×21.6m2＝105.0m3

(軟岩Ⅱ 変化率 L=1.5；≒158m3) ずり積ヤードを（18m）×（20m）程度確保するものとして、可能面積は 180m2(CAD)とした。土留柵を上下流側に敷設することとして、ずり積高を 3.0m とした場合に地山の勾配も考慮し、

上部面積=（18m）×（17m）≒160ｍ2(CAD) 平均断面積＝(180+160)÷2＝170.0m2

仮置き可能土量＝170.0m2×3m＝510m3

存置可能日数＝510÷158＝3.22≒3.0 日

9-27

その他

現場詰所・休憩所・修理工場・資材庫・火薬取扱所・火工所等を配置した。火薬取扱所については、日毎の使用量に応じた搬入・搬出を行うことから、アクセスがよく、洪水

等に対しても安全な位置とした。火工所は、坑口に近いものの、発破時の安全性が確保できる坑口の対岸とした。

設備および敷地の面積

設備および敷地の面積は、下表に示す計画とした。

表 9.1.9 仮設建物面積概略算定表

番号名称標準値(m2) 摘要

1 受変電設備 23.8

2 給気設備 9.7

3 吹付プラント 119.0

4 セメントサイロ 4.0 (基礎部)

5 受水槽 5m3水槽坑口用

6 排水槽 1m3水槽

7 資材置場 60.0

8 休憩所 ( 2 F ) 77.8 資材倉庫・修理工場等

9 濁水処理場 116.0

10 ずり仮置場 180.0 約 510m3

11 換気設備 2.5×8.5 架台設置(坑口)

12 火薬類取扱所 5.8 (坑口側)

13 火工所 5.8 (対岸側)

配置は図 9.1.2 参照

9-28

図 9.1.8. 仮排水トンネル施工時設備配置計画図

9-29

(2) 吹付コンクリート設備

吹付コンクリートは、プラントを設備して供給する。主な設備は次のとおりである。セメントサイロ骨材ビン(細・粗骨材) コンクリートプラント

1) 1 日当りの吹付量の算出

CⅡ断面が最大量となるため、これを対象とする（表 9.1.10 参照）。

表 9.1.10 吹付量算出結果

断面 1日当りの吹付量算出結果

吹付周長(m2/m)×吹付厚(m)×1発破進行長(m)×ロス率×日当りm

CⅠ 11.549(m2/m)×0.05(m)×1.5(m)×2.9×3.72(m/日)≒9.3(m3/日) CⅡ 11.549(m2/m)×0.05(m)×1.5(m)×3.1×3.63(m/日)≒9.7(m3/日)

CⅡ(閉塞) 12.459(m2/m)×0.05(m)×1.5(m)×3.1×3.19(m/日)≒9.2(m3/日) DⅠ 11.549(m2/m)×0.10(m)×1.0(m)×2.4×2.42(m/日)≒6.7(m3/日) DⅡ 11.549(m2/m)×0.10(m)×1.0(m)×2.4×2.03(m/日)≒5.6(m3/日) DⅢ 11.549(m2/m)×0.10(m)×1.0(m)×2.4×2.03(m/日)≒5.6(m3/日)

DⅢ(呑口部) 11.866(m2/m)×0.10(m)×1.0(m)×2.4×1.81(m/日)≒5.2(m3/日)

ロス率換算による掘削断面の 1 日当りの吹付量は、表 9.1.10 より 9.7(m3/日)となる。

2) セメントおよび骨材の準備量と設備仕様

材料の準備量は 2 日程度(9.7m3/日×2 日＝19.4≒20.0m3)で計画する。吹付コンクリートの配合は、「土木工事積算基準書」を参考に下表のとおりとする。

表 9.1.11 吹付コンクリート配合表 (湿式 1m3当り)

強度スランプ W/C 単位セメント量

粗骨材最大寸法急結剤

単位細骨材量

単位粗骨材量

σ28＝ 18N/mm2 10±2cm 56 %

｢普通ポルトランドセメント｣

360kg 15mm セメント量の 5.5%以上

0.80m3 (1,086)kg

0.47m3 (675)kg

各材料の単位体積重量を下表のように設定すれば、各材料の準備量は以下のようになる。

表 9.1.12 吹付コンクリート材料の単位体積質量

材料項目セメント細骨材粗骨材

単位体積質量 1,500 kg/m3 1,600 kg/m3 1,700 kg/m3

セメント 20.0m3×0.360t/m3×1.5(余裕) ＝ 10.8t 細骨材 20.0m3×1.086t/m3×1/1.6(比重) ＝ 13.6m3 粗骨材 20.0m3×0.675t/m3×1/1.7(比重) ＝ 7.9m3

以上より、セメントサイロおよび骨材ビンの容量は、実績や積算基準、汎用性を考慮し、下記の設

備規模とする。セメントサイロ ····························· 30t 細骨材ビン ··································· 30m3 程度粗骨材ビン ··································· 15m3 程度コンクリートプラント ···················· 25m3/h(使用電力量 36kW)

9-30

(3) 給気設備

コンプレッサー設備容量については、掘削、吹付コンクリートにおける最大所要空気量を求めて、そ

れを満足する機種を選定する。 1) 所要空気量

所要空気量は、次式で計算する。

Qｒ＝ Σiα・ 1＋β2 1－β1 ・Qｉ・nｉ

ここに、Qｒ：空気圧縮機が供給する所要空気量(m3/min) Qｉ：施工計画から決まる各種機械ごとの 1 台当り空気消費量(m3/min) nｉ：各機種ごとの使用台数 α ：使用率 β1 ：配管系統ロス率 β2 ：標高による補正率

式中の各係数、率は、現場条件、施工条件によって決めるが、表 9.1.13～表 9.1.15 を参考として算定する。

「ダム施工機械設備設計指針案」参照

表 9.1.13 使用台数による空気消費量の使用率

掘削機台数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

α (％) 100 90 90 85 82 80 77 75 72 71

表 9.1.14 標高による補正率(β2)

標高 0m 300 600 900 1200

補正率 0.0 0.03 0.07 0.10 0.14

表 9.1.15 管長による損失 (β1)

パイプ延長損失率

300m 以下 0 300m～1000m 0.1

1000m 以上 0.2

坑外配管延長-------20m 坑内配管延長------341(トンネル延長)－10(切羽)＝331m 合計配管延長≒350m

a) 所要空気量算出

ア削岩時

切羽せん孔は、油圧式 1 ブームドリルジャンボ(ホイール式)で行うので空気使用はない。こそくや当り取りは大型油圧ブレーカにて行うが、補助的に人力による場合も多々あるのでピッ

クハンマー(8kg 級－1.2m3/min)を 2 台として算出する。仮排水トンネル計画標高は EL435.5m～EL440.5m(EL 平均 438.0m)であることから、以下の算

出式より、補正率β2 は 0.048 となる。配管系統ロス率β1 は、表 9.1.15 よりパイプ延長が 300m以上となることから、損失率 0.1 とする。

β2 ＝ ((0.07－0.03)／(600－300))×138.0m +0.03≒ 0.048

Q1 ＝ 0.9× 1＋0.048

1－0.1 ×1.2×2 ≒ 2.5(m3/min)

イずり搬出時

切羽面のずり込積込み及びずり搬出は、ロードホールダンプを使用するので、空気使用はない。

ウコンクリート吹付時(一次覆工)

湿式コンクリート吹付機(6～20m3/h－14m3/min)1 台配置する。

Q2 ＝ 1.0× 1＋0.048

1－0.1 ×14.0×1 ≒ 16.3 (m3/min)

エ覆工コンクリート(二次覆工)

覆工コンクリートの打設には、コンクリートポンプ車を使用し、バイブレータは棒状電気式を用

いるので、空気使用はない。

オロックボルト施工時

ホイールジャンボのドリフターを 1 台使用するが、ホイールジャンボは全油圧式であるので、空気使用はない。

カインバート掘削

インバート掘削は、大型ブレーカ(350kg 級)とバックホウ 0.22m3(山積)級による機械掘削を行うので空気使用はないが、盤仕上げにトンネル掘削と同じくピックハンマー2 台を使用するものとし、同じ所要空気量とする。

9-31

キ空気消費量の設定

以上より、ピックハンマーと吹付機には、重複作業がないため、湿式コンクリート吹付機の空気

消費量が最大値となり、空気圧縮機も空気消費量 16.3m3/min をもとに計画する。

2) 空気圧縮機の選定

空気圧縮機は、所要空気量 16.3m3/min から、以下の仕様とする。

表 9.1.16 空気圧縮機の仕様他

圧縮機構定置式スクリュ型吐出空気量 9m3/min･台吐出圧力 7kg/cm2 出力 75kW/台冷却方法空冷空気槽 2m3×1 槽空気圧縮機配置台数 1 式

なお空気圧縮機およびレシーバータンク(容量 2m3、3.7kg/cm2)は、坑口付近に近接して設置する。

(4) 給水設備

トンネル工事に使用する用水の取水については、使用可能な水質・水量等を調査し、吸込口防護設備

等を適宜設けた取水ポンプにより取水する必要がある。駒込川が pH3～4 の強酸性水であり工事使用水として適さないため、転流工呑口部上流の小支沢（吐口より 431m・EL455.0m）より取水し、各設備に配水するものとし、吐口坑口下流側の仮設用地端部に設けた受水槽に貯水する。受水槽から各使用箇

所への給水は、給水ポンプにより行うものとして、図 9.1.9 に示すように計画する。また渇水時期には、吹付けコンクリートの混練り水以外については、処理水の循環使用も考慮し、補

給水は貯留池を設けて貯留する等の方策を講ずる必要がある。

図 9.1.9 仮設ヤード平面図_給水

表 9.1.17 数量集計表

名称仕様単位数量

給水管配管用炭素鋼鋼管管径65mm m 771.7

道路横断部暗渠排水管 m 15.0

給水ポンプ φ65 5.5kW 台 2 水槽鋼製角型5m3 台 1

使用期間：11 ヶ月×30.0 日/月＝330.0 日

取水～水槽 217m

水槽～吹付プラント 136m

吹付プラント～

トンネル坑口 78m

トンネル延長 340.7m○P

○P

取

暗渠排水管 10.0m※道路横断部

暗渠排水管 5.0m※道路横断部

9-32

1) 所要給水量

工事中に水を使用する機器として、以下のものがある。 a) 削岩機使用水

1 ブームホイールジャンボの削岩機(135kg)1 台当りの使用水量は以下のとおりである。 q１＝ 120ℓ/min･ブーム×1 ブーム/台＝120ℓ/min･台

b) 湿式吹付機使用水

コンクリートポンプ、配管洗浄用として、以下の量を想定する。 q２＝ 30ℓ/min

c) その他坑内使用水

洗浄、その他坑内使用水として、以下の量を想定する。 q３＝ 20ℓ/min

d) 吹付コンクリートプラント

コンクリートプラントの製造能力は 25m3/h、作業効率 E＝0.9 とすると、1 時間当りの吹付コンクリート製造量 Q は、以下のとおりである。

Q＝ q×E ＝25m3/h×0.9 ＝ 22.5m3/h 吹付コンクリート配合表より、コンクリート 1m3 当りの使用水量は 0.2m3 であるため、使用水量

は、以下のとおりである。 q４V ＝ 0.2m3/m3×22.5m3/h ＝4.5m3/h＝0.08m3/min＝80ℓ/min

e) その他の坑外用水

濁水プラント、その他坑外使用水として、以下の量を想定する。 q５＝ 30ℓ/min

f) 使用水量

以上をまとめると、下表のとおりの使用水量となる。

表 9.1.18 使用水量一覧表

使用機械使用水量 m3/min

坑内

削岩機 0.12

湿式吹付機使用水 0.03

その他 0.02

小計 0.17

坑外

コンクリートプラント 0.08

その他 0.03

小計 0.11

合計 0.28

削岩機質量必要削孔水量150ｋｇ級 120ℓ/min100ｋｇ級 60～80ℓ/min

100ｋｇ級以下 50ℓ/min

9-33

2) 給水設備の選定

a) 水槽の容量

給水ポンプの故障等の事故により、断水して工事に支障をきたすことのないように、水槽の容量と

しては、ポンプの修理に要する時間(15min)に見合う程度のものを計画する。使用水量としては、トンネル掘削進行上、大きな影響がある坑内削岩作業(＝0.12m3/min)を対象に

求めるものとし、削岩中に吹付けコンクリートの混練作業(＝0.08m3/min)を考慮して求めると以下のとおりとなる。

Qｐ1 ＝( 0.12＋0.08)m3/min×15min ＝3.0m3 上記より水槽としては、※5.0m3の鋼製水槽を 1 号場内道路に隣接したヤードに 1 基設置する。

※「土木工事積算基準」で計上される水槽容量と同規模となる。

b) 取水ポンプ(河川取水箇所～坑口上流部)の必要性

送水量(Q) ： 0.20m3/min ＝ 0.0033m3/sec 管径(D) ： φ65mm 実揚程 (ha) ：－15.0m＋2.0m ＝－13.0m

(坑口上流部 EL.440.0m－河川取水箇所 EL.455.0m+余裕高 2.0m) 送水管長(L) ：217m(図 9.1.9 参照)

そこで、自然流下による検討を行い、取水ポンプの必要性を判断する。 Q＝3.477×D2×60×√ H/（1+ζe+ζｄ+ζν+(f×L/D））※ ζe：入口損失係数 0.5 ζｄ：曲管損失係数（90°1 個—0.3）0.3×8 か所＝2.4 ζν：バルブ損失係数仕切弁・逆止弁等 0.16×3 か所＝0.48 ｆ：摩擦損失係数＝12.7×g×n2/D1/3 ｇ：重力の加速度＝9.8m/sec2 ｎ：粗度係数 0.013 Ｈ：標高差 15.0m(坑口上流部 EL430.0m－河川取水箇所 EL455.0m＝－15.0m)

ｆ＝12.7×9.8×0.0132/0.0651/3＝0.052 ∴Q＝3.477×0.0652×60×√{(15.0/(1+0.5+2.4+0.48+(0.052・320/0.065)) }

＝0.8814×√(15.0/(4.38+256) ＝0.212m3/min＞0.200m3/min（最大必要給水量）

以上より、自然流下により給水可能である。 ※「水理公式集[平成 11 年版]」p.978 より

Q = √π2g×D2×√H/(∑fr +f×L/D)

= 3.477×D2×60×√H/(∑fr+ f×L/D))

c) 坑内用給水ポンプの選定

｢土木工事積算基準｣では給水設備の標準として以下の機種を計上している。

表 9.1.19 給水ポンプ機種選定

機種規格単位数量

小型多段遠心ポンプ 65mm×45m 台 1

インペラの段数と出力の表示はないが、該当する規格は、4 段・5.5kW となる。このポンプの能

力は、全揚程 54.2m の時、吐出し量は 225ℓ/min、全揚程 35m では吐出し量 450ℓ/min が定格であるため、本仮排水トンネルにおいても、最大給水量 0.28m3/min(280ℓ/min)に対して全揚程 50.0m 程度以下において対応できる機種となる。以下では、上記機種の採用可否について検証する。最大送水量は、削岩機使用水＋コンクリート混練水より 0.12+0.08＝0.20m3/min とする。

送水量(Q) ： 0.20m3/min ＝ 0.0033m3/sec 管径(D) ： 0.065m 実揚程 (ha) ： 0.4m＋2.0m ＝ 2.4m

(仮排水ﾄﾝﾈﾙ呑口側 EL.440.4m－坑口上流部 EL.440.0m+余裕高2.0m)

送水管長(L) ： 217+136m+78m+340.7m※= 771.7 (図 9.1.9 参照)

※340.7m：トンネル延長

9-34

ア管径および管内流速

φ65mm の給水管を使用したとすると、管内流速は以下のとおりとなる。

V ＝ 4・Q

π・D2 ＝ (4×0.0033)/(π×0.0652 )＝ 0.994m/sec

イ管内損失水頭(tf)

「水理公式集[平成 11 年版]」p.373 ダルシー・ワイズバッハの公式より、管内損失水頭は以下のとおりとなる。

hf ＝ f・ L D ・V2 2g

ここに、 hf ：管内損失水頭

f ：摩擦係数

f ＝0.02＋ 0.0005 D ＝0.02＋ 0.0005 0.065 ＝ 0.028

L ：送水管長＝ 554.7m D ：送水管径＝ 0.065m V ：管内流速＝ 0.994m/sec g ：重力の加速度 ≒ 9.8m/sec2

∴hf ＝ 0.028×(554.7/0.065)×(0.9942/(2×9.8)＝12.04≒12.0m

ウ全揚程(H)

全揚程(H)は、実揚程(ha)に管内損失水頭(hf)を加算した高さとなる。 H ＝ ha＋hf ＝2.4+12.0＝ 14.4m

エポンプの所要動力

ポンプの所要動力は「改定ダム施工機械設備設計指針(案)」p.287 より、次式で求める。

P ＝｛(K・γ・Q・H)/ (ηp・ηt) ｝×(1＋α)

ここに、

P ：原動機出力(kW または PS)

K ： kW 単位の場合 0.163

PS 単位の場合 0.222

γ ：液体の密度(kg/l)＝1.0kg/l

Q ：ポンプ吐出量(m3/min)＝0.2m3/min

H ：ポンプ全揚程(m)＝14.4m

ηp ：ポンプ効率(表 10.1.2)＝0.65

ηt ：伝達効率(表 10.1.3)＝1.0

α ：余裕率(原動機が電動機、エンジンいずれの場合も 0.1～0.2 とするが、高揚程ポンプおよび揚程変化の多い場合ほど上限近くにする.)＝0.2

∴P ＝{（0.163×1.0×0.2×14.4）/(0.65×1.0)}×(1＋0.2) =0.8664≒0.9kW

9-35

オ給水ポンプの選定

以上より、表 9.1.20 に示す水中ポンプを設置する。

表 9.1.20 給水ポンプ仕様

仕様吐出量全揚程台数小型多段遠心ポンプ径 φ65mm 5.5kW 配水管径 65mm

0.35m3/min 45m 1 台

「H29 建設機械等損料 p.13-3」参照

(5) 排水設備

排水設備は、工事中の地山より発生する湧水と、工事中の使用水として削岩機、坑内使用水を濁水処

理設備へ送水する。なお、坑口用地、仮設用地及び法面等の雨水対策については、雨水が河川へ自然流

下するため考慮しないものとする。

1) 計画排水量

a) 湧水

ボーリング成果によれば、吐口坑口から 240m 付近で地下水位が上昇しているためトンネル掘削中の出水が懸念されるが、ここではトンネルの湧水量を一般的な方法により推定し、各設備規模を幾

分余裕をもって決定する。トンネル湧水量は、図 9.1.11 に示すトンネル延長～湧水量のグラフを基に以下のとおり算定する。

Q ＝ 0.14・L1.8＝0.14×0.34071.8＝0.020m3/min(1.21m3/h) L ＝トンネル延長(km) 0.3407km

b) 工事中の使用水量

給水量より、使用水量としては、削岩機(油圧式 1 ブームドリルジャンボ(ホイール式))1 台、坑内使用水を見込むものとする。ドリフター１台当り 120 ℓ/min/台坑内使用水 20 ℓ/min

Q2 ＝ 0.12×1＋0.02 ＝ 0.14m3/min(8.4m3/h)

c) 計画排水量

以上より、計画排水量は以下のとおりとする。 ΣQ ＝0.021＋0.14 ＝ 0.161m3/min (9.7m3/h)

9-36

図 9.1.10 仮設ヤード平面図_排水

表 9.1.21 数量集計表

名称仕様単位数量

排水管配管用炭素鋼鋼管管径65mm m 209.0 道路横断部暗渠排水管 m 5.0

排水ポンプ φ80 2.2kW 台 1 使用期間：11 ヶ月×30.0 日/月＝330.0 日

図 9.1.11 トンネル湧水量の分布 (Q－L の関係) 「トンネル湧水量調査法に関する調査研究(Ⅱ)

昭和 55 年 2月 (社)日本トンネル技術協会」より

釜場～濁水処理設備 209m

暗渠排水管 5.0m

※道路横断部

9-37

2) 排水ポンプの選定

a) 坑内用排水ポンプ

仮排水トンネルの掘削は、吐口側坑口から i＝1/60 の上り勾配であることから、「H29 年度土木工事精算基準書(道路編)」(青森県県土整備部)(p.459)の記述“縦断勾配が 0.3％以下、又は逆勾配の場合でポンプ排水を必要とする場合に設置する”より、坑内用の排水ポンプは計画しない。

b) 坑口釜場排水

坑内より発生した汚濁水を坑口釜場に集水し、水中ポンプにて濁水処理設備まで送水する。

計画排水量：0.161 m3/min 送水量(Q)：0.161m3/min ＝ 0.0027m3/sec 管径(D) ：φ80mm(土粒子考慮) 実揚程(ha)：5.5m＋2.0m(余裕高) ＝7.5m

(坑口上流部 EL.440.0m－坑口部 EL.434.5m) 排水管長(L)：209.0m

c) 管径および管内流速 φ100mm の排水管を使用し、管内流速は以下のとおりとなる。

V ＝(4×Q)/(π×D2)＝ (4×0.0027)/(π×0.080) ＝ 0.537m/sec

d) 管内損失水頭(tf)

「水理公式集[平成 11 年版]」p.373 ダルシー・ワイズバッハの公式より、管内損失水頭は以下のとおりとなる。

hf ＝ f・ L D ・V2 2g

ここに、 hf ：管内損失水頭

f ：摩擦係数

f ＝0.02＋ 0.0005 D ＝0.02＋(0.0005/0.080)＝ 0.026

L ：送水管長＝ 209.0m(図 9.1.10 参照) D ：送水管径＝ 0.080m V ：管内流速＝ 0.537m/sec g ：重力の加速度 ≒ 9.8m/sec2

∴hf ＝ 0.026×(209.0/0.080)×(0.5372/2×9.8)＝0.99≒1.0m

e) 全揚程(H)

全揚程(H)は、実揚程(ha)に管内損失水頭(hf)を加算した高さとなる。 H ＝ ha＋hf ＝7.5m+1.0m＝8.5m

f) ポンプの所要動力

ポンプの所要動力は「改定ダム施工機械設備設計指針(案)」p.287 より、次式で求める。

P ＝｛(K・γ・Q・H)/ (ηp・ηt) ｝×(1＋α)

ここに、

P ：原動機出力(kW または PS)

K ： kW 単位の場合 0.163

PS 単位の場合 0.222

γ ：液体の密度(kg/l)＝1.0kg/l

Q ：ポンプ吐出量(m3/min)＝0.161m3/min

H ：ポンプ全揚程(m)=8.5m

ηp ：ポンプ効率(表 10.1.2)＝0.65

ηt ：伝達効率(表 10.1.3)＝1.0

α ：余裕率(原動機が電動機、エンジンいずれの場合も 0.1～0.2 とするが、高揚程ポンプおよび揚程変化の多い場合ほど上限近くにする.)＝0.2

∴P ＝{(0.163×1.0×0.161×8.5)/(0.65×1.0)}×(1＋0.2)＝0.411≒0.41kW

9-38

g) 排水ポンプの選定

坑内より発生する汚濁水は、土砂ヘドロ化しているため、土粒子も排水できるサンドポンプにて計

画するものとし、坑内用排水ポンプは以下の規格のものを選定する。

表 9.1.22 坑口釜場排水ポンプ仕様

仕様吐出量全揚程台数

サンドポンプφ80 送水管径 φ80 2.2kW 0.5m

3/min 10m １台

「日本建設機械要覧」参照

3) 用途別使用ポンプ一覧表

表 9.1.23 仮排水トンネル使用ポンプ一覧表

設備名名称口径 (mm) ﾓｰﾀｰ出力

(kw) 吐出量 (m3/min)

全揚程(m)

台数

(台) 備考

給水設備小型多段遠心ﾎﾟﾝﾌﾟ φ65⇒φ65 5.5 0.35 45.0 2 坑内+仮設用

排水設備水中ｻﾝﾄﾞﾎﾟﾝﾌﾟ φ80⇒φ80 2.2 0.5 10.0 1 坑口部

(6) 濁水処理設備

トンネル工事では、掘削、ずり運搬などに起因する高濃度の無機性濁水が発生し、これを無処理のま

ま河川などに放流すれば水質汚染をおこし、自然環境を破壊するとともに、下流水域の水利用に問題が

生じるおそれがある。近年、環境保全が社会的要請となり、未規制排水であるこの種の排水についても水質汚濁防止法や地

方公共団体の定める規制に準拠した行政指導が行われるようになってきた。したがって工事に際しては、

濁水の処理計画について計画当初より配慮し、工事の着手に先立って適切な処理施設を設置する。

1) 濁水の性質と処理条件

トンネル工事に伴って坑内から発生する湧水は、地山中の微細粒子、削岩に伴う粉じん、掘削機お

よびずり搬出機による細粒化土などの混入と、コンクリート打設によるセメントなどの混入、および

トンネル掘削機などから漏出する油分の混入により濁水となる。これらの濁水の成分は、地山条件(湧水量など)、掘削方法などに影響されるものであり、下表に濁

水の成分と影響する諸因子についての一覧を示す。

表 9.1.24 濁水中の成分とそれに影響する諸要因

諸要因排水中の成分 SS pH 油分重金属有害物質

地山の状況岩石の種類とその性状 ○ ○ ○

湧水量 ○ ○ ○

掘削方法発破による方法 ○ ○

機械掘削による方法 ○ ○

ずり出し工法タイヤ工法 ○ ○ レール工法 ○ ○

支保・覆工吹付コンクリート ○ ○ 覆工コンクリート ○ ○

薬液注入有り ○ ○ ○

トンネル工事に伴う濁水処理で、一般に水質汚染源として問題となる成分は、浮遊物質(SS)と pHであり、油分(ノルマルヘキサン抽出物質)は孔内での事故等により重機から大量流出した場合以外問題とならない。したがって工事中、主体に実施する濁水処理は、SS と pH について行なうものとする。なお、トンネル掘削機械等から漏出する油分は水面に浮上するため、その処理は油吸着材を排水溝、

または pH 調整槽内に浮かせ、吸着処理できるので特別の処理設備は不要である。(事例でもこの方法により処理しているところが多い。)

9-39

2) 濁水処理方式の選定

a) 濁水処理方式の概要

トンネル汚濁水の処理は、水中にある浮遊物質(SS)の除去および pH の調整が主である。pH の調整は必要な薬液を混入して中和させることで済む。また、水中の浮遊物質の除去には、自然沈降、機

械的処理、化学的処理があり、その選定は浮遊物質の粒子の粗細により定まる。トンネル掘削により発生する湧水の汚濁の大部分が、74μ以下の微細な物質である。このような

微粒子は沈殿に長時間を要する。したがって大きな沈殿槽が必要となるため、一般的には凝集剤を使

用し、水中にある微粒子を集合させて大きな粒子とし、沈降速度を上げて処理する。沈降した汚濁物質は、機械的に吸上げ、タンクローリーで運搬排除するか、または、これを更に脱

水機にかけて脱水処理し、固形物として運搬し処理する。濁水処理方式の選定

汚濁水処理方式は、自然沈殿方式、凝集沈殿方式、機械処理沈殿方式、機械処理脱水方式の 4 方式に大別される。 ① 自然沈殿池方式

原水沈澱池処理水

② 凝集沈殿池方式

原水凝集撹拌槽沈澱池処理水

③ 機械処理沈殿方式

原水凝集撹拌槽シックナ処理水

シックナ貯留池 ④ 機械処理脱水方式

原水凝集撹拌槽シックナ処理水

脱水機脱水ケーキ

本トンネル工事においては、仮設用地が狭く大きな沈殿池を設ける余裕がないため、沈殿池を必要

としない機械処理脱水方式を採用する。ただし、汚濁水の機械処理を確実かつ効率的に行なうため、

前処理沈殿を事前に行なう水槽を設置する。なお、脱水処理したスラッジは、バックホウ(0.45m3級)およびダンプトラック(10t 積)を配置して、

土捨場に運搬する計画とする。

3) 濁水処理設備計画

本トンネルにおいては機械処理脱水方式を用い、以下の条件を基に設備計画を行なう。

a) 基本条件

地質安山岩、安山岩質凝灰角礫岩他掘削方法発破掘削、タイヤ方式排水方法坑内：自然排水、坑口釜場～濁水処理：強制排水

仮設基地：コンクリートプラント～濁水処理：強制排水濁水量 16.3m3/hr

参照排水量坑内 0.161m3/min※1×60min≒9.7m3/hr ※1湧水 0.021+削岩機 0.120+坑内使用水 0.020＝0.161 m3/min

仮設基地 0.11m3/min※2×60min＝6.6m3/hr

※2吹付コンクリートプラント 0.08+その他坑外用水 0.03＝0.11 m3/min

設備計画は、土木工事積算基準の標準機種である 30m3/h の規格とする。

9-40

b) 処理条件

原水水量 16.3m3/h SS 5,000 mg/ℓ pH 11 発生時間 24 h/d 処理水 SS 25mg/ℓ pH ～8.5 脱水ケーキ含水率 35％ (輸送時に流動化しない含水率程度に脱水する。) 設備稼働時間 24 h/d 使用薬品 PAC(10％AL2O3) 高分子凝集剤中和剤(炭酸ガス) 処理水の処置河川に放流

表 9.1.25 汚濁水条件

項目 pH SS (mg/ℓ) 処理量備考

原水 11.0 5,000 17.0m3/hr

放流水～8.5 25 ―

処理水は河川に放流することから、安全性を考慮して設定 pH：最大値 SS：標準値 1000～8000(mg/ℓ)の平均値相当

表 9.1.26 濁水の発生源と性状

「『新訂版ダム建設工事における濁水処理』財団法人日本ダム協会」p.5

c) 物質収支

ア浮遊物の乾燥質量

物質収支計算は、スラッジ発生量の多い平均濁度発生量×最大浮遊物質濃度(SS)で計算し、凝集材注入量および処理水の SS 残存量は無視する。

WD１＝ 16.3m3/h×5000mg/ℓ ≒ 0.082t/h

イシックナの排出スラッジ量

シックナに沈澱・引出したスラッジの含水率を 75％とし、スラッジ中の含水量とスラッジ容量を算出する。

沈降スラッジ乾燥量 WD１＝ 0.082t/h

スラッジ中含水量 WW１＝ 0.082t/h×75

100－75 ＝ 0.246m3/h

スラッジ容積

VS１＝ 0.082t/h×

75

100－75 ＋1

2.65 ＝ 0.277m3/h

「新訂版ダム建設工事における濁水処理 p.43(式 3.11)

9-41

ウフィルタープレスのケーキ量と濾過水量

脱水ケーキの含水率を 35％※、運転時間 7 時間/日※とすると、

ケーキの含水量

WW２＝ 0.082t/h× 24h 5h ×

35 100－35 ＝ 0.151m

3/h

ケーキの容積

VS２＝ 0.082t/h× 24h

5h ×

35

100－35 ＋1

2.65 ＝ 0.257m3/h

フィルタープレスの濾過水量(シックナーへの再処理へ)

WW ＝ WW１－WW２＝ 0.246× 24 5 －0.151 ＝ 0.692m

3/h

ケーキの重量

WW３＝ 0.082t/h× 24h 5h ＋0.151t/h ＝ 0.433t/h

※「新訂版ダム建設工事における濁水処理 p.173(計算例より)

エ処理水(河川放流)

スラッジ内固形物： VS１－WW１＝ 0.277－0.246 ＝ 0.031m3/h (スラッジ内固形物＝原水内固形物)

∴原水内水分量(容積) 16.3m3/h－0.031m3/h ＝ 16.269m3/h

∴原水重量 16.269t/h＋0.082t/h ＝ 16.351t/h

∴河川放流水(容積) 16.269m3/h＋0.692m3/h－0.246m3/h ＝ 16.715m3/h

d) バランスシート

処理条件処理水の濃度(SS) ：日間平均25mg/ℓ以下処理水の水素イオン濃度(pH) ：～ 8.5 脱水ケーキの含水率： 35％処理水の処置：河川に放流

図 9.1.12 バランスシート

条件設備 m3/h 30

原水量 m3/h 16.30

SS量 mg/ℓ 5,000

固形物比重 2.65

ｈ 7

濁水原水

原水量 m3/h

原水重量 t/h

SS量 mg/ℓ

送水量 m3/h

水 m3/h

固形物 t/h

処理水 m3/h

排出スラリー量(ｽﾗｯｼﾞ内）

汚泥量 m3/h

汚泥重量 t/h

SS量 mg/ℓ

24ｈ

7ｈ

送泥量(ｽﾗｯｼﾞ量） m3/h

水 m3/h

固形物 t/h

脱水ケーキ

ケーキ量 m3/h

ケーキ重量 t/h

ケーキ比重 t/m3

汚　水 m3/h

ケーキ量 m3/h

ケーキ重量 t/h

脱水ケーキ

1.685

0.281

0.328

0.257

0.433 0.282

0.082

脱水処理時間

フィルタープレス送泥量で換算

処理水 (河川放流)

16.961

シックナー送水量 (原水)

0.082

処理水槽（放流水槽）

16.992

0.433

0.151

0.246

脱水ケーキ

（処分場、有効利用）

水

0.277

0.257

296,000

脱水装置（フィルタープレス）

0.692

16.715

0.95

0.843

水固形物

再処理 (シックナーへ)

0.151

0.031

0.031

0.246

中和処理装置（pH処理）

原　水　槽

16.269

16.269

凝集沈澱装置（シックナー）

汚　泥固形物

原　水

16.300

16.351

5,000

水固形物

0.031

0.082

7h

7h

7h 24h

7h

9-42

4) 主要機器の選定

a) 調整用原水槽『バッケージ型濁水処理設備以外の付加設備』

発生濁水量のバラツキに対応し、濁水処理の安定を図る目的で調整用の原水槽を設ける。一時的に貯留する原水槽は、15 分間程度貯留できる規模を設置する。

原水規模： 16.3m3×(15/60)≒ 4.1m3

10m3角型水槽 3.560(L)×1.715(W)×1,829(H) 原水移送ポンプ：水中ポンプ 0.5m3/min×13m 2.2kw

b) 原水槽《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

原水槽への流入量は、原水 16.3m3/h にフィルタープレスからの濾水 0.692m3/h を加え、スラッジ内の水分量 0.246 m3/h を除いた量 (≒16.7m3/h)となる。滞留時間を 6.0 分間とすれば

原水槽容量 V ＝ 16.7m3/h×(6.0÷60)h ＝1.67≒1.7m3(2.0m3) 鋼製ユニット 1.912(L)×1,291(W)×920(H) 原水ポンプ水中ポンプ 0.5m3/min 2.2kw

c) 中和装置《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

pH 変動要因は、セメント分が濁水に含まれることが主体である。炭酸ガスの理論所容量は、原水の pH 値を 11.0([H＋]＝10－11)とし、処理水 pH を 7 と設定すると

以下の式により炭酸ガス量が算定される。 PH 値－log[H＋]＝11 ∴[H＋]＝10－11

水素イオン濃度[H＋]と水酸イオン濃度[OH－]との積は一定である。 [H＋]×[OH－]＝10－14

∴[OH－]＝10－14/10－11＝10－3

すなわち、1ℓ中の[OH－]イオンは、10－3グラム当量となる。一方 CO２(炭酸ガス)の 1 グラム当量は

CO２＝(12＋2×16)÷2＝22g よって中和に必要な CO２の量は等価当量により

22×10－3(g/ℓ)＝22×10－3(kg/m3) 処理量は 16.7m3/h より

16.7(m3/h)×22×10－3(kg/m3)＝0.367≒0.37(kg/h) 理論日当り CO2添加量＝ 0.37kg/h×24h ＝8.9kg/日

添加量は効率や変動を考慮して、理論値の 2.0～3.0 倍程度が必要である。理論値の 2 倍の添加量とすると

日当り使用量 8.9kg×2 ＝17.8kg/日時間当り使用量 17.8kg/日÷24h ＝0.74 kg/h

CO２の貯蔵は運搬を考慮して、ボンベ(30kg 容量)を 10 本設置した場合、貯蔵日数約 16 日分となる。

d) PAC 槽および注入ポンプ添加量《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

添加量 100mg/ℓ※ 使用量 100mg/ℓ×16.7m3/h ≒ 1.7kg/h 1 日当り使用量 1.7kg/h×24h ＝40.8kg/日比重 1.2 40.8/1.2＝34 ℓ/日

PAC 槽容量 3m3槽(1200φ×2650H) 《パッケージ型濁水処理設備以外の付加設備》

貯蔵日数は、冬期中の貯蔵を考慮した。 3m3÷34ℓ/日×1000 ≒88 日 PAC 注入ポンプダイヤフラム式定量ポンプ 60～300mℓ/min


e) 高分子凝集剤溶解槽及び注入ポンプ《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

添加量 3mg/ℓ※ 使用量 3mg/ℓ×16.7m3/h×10-3 ≒ 0.05kg/h １日当り使用量 0.05kg/h×24h≒1.2kg/日

・高分子凝集剤溶解槽使用濃度を 0.1％溶液とし 1 日 3 回溶解するとすれば、1 回当り使用量は

0.05×8h×103×10-3＝0.4m3

1 日では 0.4×3 回≒1.2 m3であるため、溶解槽は規格品の 0.53m3×2 槽とし、溶解攪拌機を設け交互に使用する。

・高分子凝集剤注入ポンプダイヤフラム式定量ポンプ 300～1,500mℓ/min


9-43

f) 造粒槽(凝集攪拌)《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

滞留時間 3 分とするとその容量は V ＝ 16.7m3/h×(3÷60)h ＝0.835≒ 0.84m3 程度とする。

造粒槽規模： 1.80m3(30m3用) 1,200φ×1,500H 攪拌装置付 1.0kW 1 台

g) 沈澱槽(凝集沈澱分離)《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

滞留時間 9 分とするとその容量は V ＝16.7m3/h×(9÷60)h ＝2.505≒2.5m3 程度とする。沈澱槽規模： 4.7m3(30m3用) 1,500φ×2,650H 攪拌装置付 0.75kW 1 台排泥ポンプ： 0.1m3/min×20.0m 2.2kW

h) 貯泥槽『バッケージ型濁水処理設備以外の付加設備』

パッケージ型濁水処理設備の付属機器では容量不足となる場合が多いため、以下に必要な容量を試

算する。発生するスラッジ量の 1 日(24h)程度貯留可能な容量とする。

所要容量： V ＝ 0.277m3/h×24h ＝6.648≒ 6.65m3 以上より 10m3角型攪拌水槽とする。

設備： 10m3角型攪拌水槽

設備規模： 3.560(L)×1.715(W)×1,829(H)

攪拌装置： 3.7kW

i) 脱水機(フィルタープレス)

脱水機(フィルタープレス)の時間当り必要能力は、物質収支計算より脱水ケーキ換算で 0.257m3/h であるため、脱水サイクルタイムを 85 分とすれば脱水機の必要容量は以下のとおりとなる。

0.257m3/h × 85 60 ＝0.364≒ 0.36m3

これより、次の機械を選定する。(30m3/h 濁水処理能力に対応) 濾過容積：0.760m3(0.89m×0.89m×25室×0.0384) 濾過面積：39.6m2 (0.89m×0.89m×25室×2面) 濾室：25室濾枠寸法：1.0m×1.0m t＝70mm 本体寸法：3.2m(W)×4.95m(L)×3.4m(H) 濾水返送ポンプ：0.1m3/min×15m 1.5kW

j) 高圧スラリーポンプ(打込ポンプ)《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

フィルタープレス、１サイクルあたりのスラッジ輸送所要量は、物資収支計算より

0.95m3/h× 85min 60min ＝1.345≒1.35m3

この量の 1/3 を 10 分間で打込める能力のポンプを選定し、安全率を 1.5 とすると所要能力は

1.35× 1 3 ×60

60×10 ×1.5 ＝0.067≒ 0.07m3/min

以上より、0.2m3/min×29m 5.5kW とする。 k) 処理水槽《バッケージ型濁水処理設備付属設備》

放流水の濁度や pH の計測・記録に要するサンプリング採取のため、容量 1m3 程度の処理水槽を設ける。

l) 放流水槽(処理水放流調整)『バッケージ型濁水処理設備以外の付加設備』

処理水の水量あるいは水質の変動に対する調整ができるよう、10 分程度の一次貯留を考える。

16.7m3× 10min 60min ＝2.78≒2.8m3

水槽規模： 5m3角型水槽 1,219(W)×3.160(L)×1.580(H) (放流ポンプ※ 1.0m3/min×13m 3.7kW)

※放流先の条件により付加とする。

5) 薬剤使用量

a) PAC 使用量(トンネル掘削＋インバート期間)

(40.8kg/day)×7.4 ヶ月×20.9 日/月＝6,199kg

b) 高分子凝集剤使用量(トンネル掘削＋インバート期間)

(1.22kg/day)×7.4 ヶ月×20.9 日/月＝189.0kg

c) 炭酸ガス使用量(トンネル掘削＋覆工＋インバート期間)

(17.8kg/day)×10.5 ヶ月×20.9 日/月＝3,906kg

d) 泥土処理(トンネル掘削＋インバート期間)

泥土発生量---脱水ケーキ換算で 0.277m3/h 泥土処理量：0.277m3/h (脱水ケーキ)×5h×20.9×7.4 ヶ月 ≒289m3

含水率＝35％とするとバランスシートより比重は 1.68 t/m3 ∴289×1.68 ＝ 486t

9-44

表 9.1.27 濁水処理設備機器一覧表

運転日数

11 ヶ月×30 日/月＝330 日

表 9.1.28 月当り進行長及び所要月数

延長 (m) 月当り進行

(m/月) 施工月数

(ヶ月) 準備工(坑口付) 3.0

掘削工

CⅠ 109.0 77.7 1.40

CⅡ 61.0 75.4 0.81 CⅡ(閉塞) 45.0 66.5 0.68

DⅠ 15.0 50.6 0.30 DⅡ 90.0 42.8 2.10 DⅢ 18.4 43.3 0.43

DⅢ（吞口部） 2.3 38.5 0.06 小計 340.7 5.78

セントル組立 0.5 覆工コンクリート工 345.1 110 3.14

インバート工 345.1 219 1.58 後片付け 0.5 合計 14.50

機械処理脱水方式　30m3/h級

数量ｋW

沈砂槽（必要に応じ） 912W × 1412L × 920H （1.00） m3 1

原水槽 1291W × 1912L × 920H 2.00 m3 1

原水ポンプ水中ポンプ (80A) 0.5m3/min × 13.0m 1 2.20

ラインミキサー (150A) × 2本

電磁弁手動弁

炭酸ガス気化器 (容量　30kg/Hr)

30kgボンベ × 10本掛け

混合槽 700φ × 3650H 0.74 m3 1

1200φ × 1500H

攪拌装置　駆動装置架台付き

1500φ × 2650H

攪拌装置　駆動装置架台付き

1250W × 1250D × 2000H × 2槽

攪拌機エパフィーダー × 1基

500W × 750D × 1400H × 2槽 0.53 m3

攪拌機エパフィーダー × 2基 ×2槽

ダイヤフラム式定量ポンプ

60 ～ 300 ml/minダイヤフラム式定量ポンプ

300 ～ 1500 ml/min処理水槽 1004W × 1912H × 920H 1.00 m3 1

中和用pH指示調節計 1

処理水pH記録計 1

処理水濁度記録計 1

処理水流量記録積算計 1

造流沈澱槽ユニット D ; 5.2t

2050W × 5000L

処理水槽ユニット D ; 3.4t

2050W × 4000L

8.25

全自動フィルタープレス

濾過面積 39.6 m2

濾過容積 608 l/バッチ濾板枚数 25 枚

濾板寸法 1000mm × 1000mm × 70t D ; 11.5t

本体寸法 2400W × 4950L × 3400H

締付装置、操作架台、動力制御盤

コンベア 800mm 巾コンベア 1 1.75

軽装用コンプレッサ 1 0.75

エアブロー用コンプレッサ 1 5.50

スラリーポンプ (65A) 0.2m3/min × 29m

弁・配管・ポンプ架台

15.75

24.00

10 角型水槽 D ; 2.0t

1715W × 3560L × 1829H

5m3 角型水槽 D ; 1.3t

219W × 160L × 1580H

10m3 角型水槽攪拌装置　 3.7kW D ; 2.0t

1715W × 3560L × 1829H

計量槽(処理水計測） 500W × 1200D × 550H 0.25 m3 1

給水ポンプ水中ポンプ (50A) 0.2m3/min × 15.0m 1 1.50

PAC槽 2m3 丸型薬液槽 D ; 0.3t

(5PAC) 1200φ × 2000H

サンドポンプ (65A×50A)

0.1m3/min × 20.0m

原水槽～原水槽(2m3）KRS－100 (3B) 2.2kW

処理水槽～放流水槽

KRS－100 (3B) 2.2kW

放流ポンプ

KRS－100 (4B) 3.7kW

濾過水返送ポンプ

KRV2－37 (3B) 1.5kW

17.00

41.00 D ; 25.7t

1

1

1

4.70 m3沈澱槽

※(PAC溶解槽)

PAC注入ポンプ

高分子注入ポンプ

炭酸ガス供給装置

造粒槽

8貯泥槽

（放流槽）

計測機器

スキッドベース

10

1 0.20

0.20

2高分子溶解槽

機器名仕　　　　様容　量

中和装置

凝集沈降分離・中和処理設備

(5.00) m3

1.80

11.10付加設備出力計

m3 1 1.00

ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ水含む

0.75

1

(　）除く

2.20

1

1 3.00

1

0.80

(0.1)

重量

フィルタープレス 1 2.25

1

出力計

打込ポンプ

合　　計

調整用機器

移送ポンプ1

（移送ポンプ2）

（移送ポンプ3）

移送ポンプ4

調整用原水槽

ユニット式濁水処理設備外付加設備一覧--（　　）書きは放流元と放流先の標高差による

排泥ポンプ

（2.20）

1 2.20

2 m3 1

m3 1 3.70

5 m3

1 1.50

1 （3.70）

1 5.50

1

m3

出力計

ユニット出力計

脱

水

機

1

1

コンプレッサ

11 ヶ月

9-45

図 9.1.13 濁水処理設備配置図

⑥ ②

④ ①

⑥⑦

⑦

⑤ ②

④ ①

③

9-46

図 9.1.14 濁水処理フロー図

① ④

⑥⑤

⑦②

③

9-47

(7) 換気設備

1) 換気方式の種類

トンネルの換気は、トンネル内で発生する有害ガス・粉じん等の空気汚染物質を合理的に集じん排

気するか、新鮮な空気を送気して希釈するために行うものである。換気方式は、送風機等により強制的に換気する強制換気と自然換気に大別できる。自然換気は条件

により十分な効果が得られない可能性があり、工事等では強制換気が基本となる。強制換気は、風管による風管換気法と坑道換気法とに大別できる。坑道換気法はトンネル自体がル

ープ状になっている場合に採用される換気方式で、一般には風管換気法が基本となる。

図 9.1.15 換気方式の種類

表 9.1.29 風管換気法と坑道換気法の比較

項目風管換気法坑道換気法

漏風漏風をなくすことは困難で、漏風を見込んだ風量を決める必要がある。

漏風がないため、換気ファンの風量そのものが換

気量となるので効率が良い。

風量トンネル内に設置できる風管には限度があり、大風量を送ることが困難である。

掘削したトンネルそのものを風管として適用する

ため、大風量を送気することが可能となる。

電力費風管内の風速が大きいため、圧力損失が大きく、電力費が高い。

トンネル内の圧力損失が小さくなり、電力費が安

くなる。

風管設備費風管の敷設、撤去に費用を要する。風管が局所的なものだけとなるため、風管の敷設・撤去，維持・管理などの費用の低減ができる。

トンネルの形状トンネル形状に関係なく適用できる。送気口と排気口が各々独立し、互いに連絡し合っ

ている 2 つのトンネル坑口が必要であり、適用が限定される。

風管換気法には、集じん方法により、汚染空気を拡散希釈する拡散希釈方式と汚染空気を発生源で

直接吸引する吸引捕集方式に大別できる。拡散希釈方式吸引捕集方式

図 9.1.16 換気方式の概要図

さらに、換気ファンの設置方法・換気方式・風管内の圧力により、表 9.1.30 に示すとおり、細区

分される。

表 9.1.30 風管換気法における各方式の要領

分類方法要領

換気ファンの

設置方法

集中トンネル全延長の設備容量をもつ換気ファンをトン

ネル外またはトンネル内に一括して設備する。

直列風管の中間に所要換気量に見合う換気ファンを分散

して設備する。

換気方式

排気式トンネル内の汚染空気を換気ファン、風管によってト

ンネル外へ強制的に排気する。

送気式トンネル外の新鮮空気を換気ファン、風管によってト

ンネル内へ送気する。送・排気

併用式

送気・排気の２系列の換気設備をトンネル全延長にわ

たって設備して排気を行う。送・排気

組合せ式

送気と排気の換気設備をトンネル内に設備し、送気・

排気を組合わせて換気を行う。

風管内の圧力

風管内：正圧風管内の圧力が正圧である。

風管内：負圧風管内の圧力が負圧である。

換気方式は、トンネルの規模(断面・延長)・施工方法・周辺環境等を踏まえて方式を選定する必要

がある。拡散希釈方式では大容量の換気が必要になるのに対し、吸引捕集方式では粉じん・排出ガスを局所

的に処理することから設備をコンパクト化することが期待できる。一般的に中小断面トンネル（断面積 40m2未満）では、掘削断面が小さく、粉じん等の発生が切羽

付近に集中することから、排気式が一般的である。「新版ずい道等建設工事における換気技術指針平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」

9-48

2) 換気方式の選定

本トンネル工事では、掘削断面積 21.6～24.6m2（＜40m2）であることから換気方式は排気式を採用することとし、粉じんの発生が切りは付近に集中することから、集じん方式は吸引捕集方式を採用

することとする。 3) 換気量の算定

換気の対象ガスは、作業員の呼気・発破の後ガス・ディーゼル機関の排気ガス・吹付コンクリート

等から発生する粉塵が挙げられる。有害ガスは、一酸化炭素（CO）・窒素酸化物（NOx）・炭酸ガス（CO2）等が挙げられ、一般的な性質・許容濃度は表 9.1.31 に示すとおりである。

表 9.1.31 有毒ガスなどの性質，許容濃度など

種類予想される中毒・障害等

比重 (空気 1.0)

爆発範囲 (Vol％)

許容濃度(ppm) 備考日本産業

衛生学会 ACGIH

一酸化炭素(CO) 中毒他 0.97 12.5-74.0 50 25 二酸化炭素(CO２) 酸欠・中毒 1.53 5,000 5,000 一酸化窒素(NO) 中毒 1.04 25 二酸化窒素(NO２) 中毒 1.59 (検討中) 3 二酸化硫黄(SO２) 中毒 2.26 (検討中) 2 硫化水素(H２S) 中毒 1.199 5 (10) 塩化水素(HCL) 中毒 1.27 2C 2(C) 酸素欠乏空気(O２) 酸欠 1.11 －－過剰酸素(O２) 激燃焼 1.11 －－ﾎﾙﾑｱﾙﾃﾞﾋﾄﾞ(HCHO) 中毒 1.07 0.1 0.3(C) メタン(CH４) 爆発 0.55 5.0-15.0 －－アセチレン(C２H２) 爆発 0.91 2.5-100 －－プロパン(C３H３) 爆発 1.56 2.2-9.5 －－アンモニア(NH3) 中毒 0.597 15.0-25.0 25 25 ※-1. ACGIH：American Conference Governmental Industrial Hygienists(米国産業衛生専門家会議) ※-2. C 印は、最大許容濃度。常時この濃度以下に保つこと(日本産業衛生学会の場合) ※-3. C 印は天井値(ACGIH の場合)、STEL(15 分)短時間ばく露限度 ※-4. ppm：Part Per Milion で容積比の 100 万分 1 ⇒mg/ℓ ※-5. ( )：カッコ内の値は、2015 年 5 月 14 日時点の暫定値であることを示す。 ※-6. 日本産業衛生学会の許容濃度は、2015 年度の許容濃度等の勧告による。

「新版ずい道等建設工事における換気技術指針平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」p.18 に加筆

これより、本計画では、許容濃度を表 9.1.32 に示すとおりとする。

表 9.1.32 許容濃度

有害ガス許容濃度

一酸化炭素(CO) 50mg/ℓ

一酸化窒素(NOX) 25 mg/ℓ

炭酸ガス (CO2) 5,000 mg/ℓ

「新版ずい道等建設工事における換気技術指針平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」p.18 日本産業衛生学会・米国労働衛生専門官会議勧告値

換気量の算定は、「新版ずい道等建設工事における換気技術指針(建設業労働災害防止協会) 平成 24 年 3 月 15 日」を参照して行う。工事中の換気量については、次のものを考える。 1. 坑内作業員の呼気に必要な換気量 ······································· Qp 2. 酸素欠乏空気に対する換気量 ············································· Q1 3. 発破に対する換気量 ························································· Q2

a) 後ガスに対する換気量 ··············································· Q2-1 b) 粉塵に対する換気量 ·················································· Q2-2

4. ディーゼル機関排出ガスに対する換気量 ······························ Q3 5. 吹付コンクリート吹付け時の粉塵に対する換気量 ·················· Q4 6. 望ましい風速からの換気量 ················································ Q5

換気量 Q は、Q1～Q5の中で最大となる値 Qmax を求め、Qpを考慮して以下のとおり求める。

Q ＝ Qp＋Qmax

赤字：許容濃度

9-49

表 9.1.33 所要換気量の算出式(1)

項目算出式坑内作業員の呼気 Q0＝q0・N0

q0 ：作業員 1 人当りの換気量＝ 3m3/min N0 ：坑内作業員の最大人数(人)

酸素欠乏空気Ｑ1＝Ｃ・Ｖ/(Ｃａ－Ｃ) Q1 ：所要空気量(m3/min)

V：酸素欠乏空気の湧出量(m3/min) C：トンネル内酸素濃度が一定となったときの濃度 20.0％

Ca ：新鮮空気の酸素濃度(21%) 発破の後ガス、粉じん

【後ガス】

【粉じん】

Q2＝MAX（Q2-1、Q2-2） Q2-1 ＝ K×(V／(α1×10-6×ｔ))(後ガス)

k：換気係数 V： 1 発破による換気対象有毒ガスの発生量 α1：換気対象有毒ガスの管理目標濃度(CO:50mg/ℓ) ｔ：所要換気時間(15min)、(30min) 【拡散希釈方式】

Q2-2＝ K・S/(E・ｔ)(粉塵) S:粉じん発生量(m3/min) E:粉じん濃度目標レベル(3mg/m3) ｔ：所要換気時間(15min)、(30min) 【吸引捕集方式】

QD≧AT ・ｖ・60(粉塵) QD :吸引風量(m3/min) AT :トンネル掘削断面積(m2) ｖ：制御風速(0.4m/s 以上)

ディーゼル機械の排気ガス Q3＝(HＳ・ｑＳ・αＳ)＋(HＤ・ｑＤ・αＤ)＋(HＥ・ｑＥ・αＥ) ＨＳ：ショベル系ＨＤ：ダンプ系使用機械の総出力 (PS) ＨＥ：その他ｑＳ、ｑＤ、ｑＥ：出力当りの換気量 (m3/min・PS)αＳ、αＤ、αＥ：稼働率 (％)

表 9.1.34 所要換気量の算出式(2)

項目算出式湿式コンクリート吹付時

の粉じん

【拡散希釈方式】適用条件

掘削断面積；40~100m2の範囲吹付け機定格吐出量；15~30m3の範囲

F0＝360・P0・α F0；粉じん発生量(mg/min) P0；吹付け機定格吐出量

F0＝600・Pｒ・α Pr；吹付け機実吐出量 360；定数(定格吐出量の場合) 600；定数(実吐出量の場合) α；＝1(対策なし)

＝0.75(粉塵低減剤・SEC ｺﾝｸﾘｰﾄ･微粒分混入＝0.6(ｽﾗﾘ-急結剤) ＝0.4(液体急結剤･ｴｱﾚｽ吹付け)

Q4a＝ F0/(Ga―G0) Q4a；拡散希釈方式の所要風量(m3/min) Ga ；粉じん発生濃度目標ﾚﾍﾞﾙ (3mg/m3以下) G0 ；拡散希釈に用いる空気の粉じん濃度

送気方式(外気) 0.07mg/m3 排気方式(坑内) 0.3 mg/m3

【吸引捕集方式】(粉じんを吸気ﾀﾞｸﾄで直接吸い込む) QD≧Aｔ・ｖ・60

QD；吸引風量(m3/min) At；トンネル掘削断面積(m2) ※対象トンネルにおける最長支保パターンの掘削断面積(余掘

含む)とする。ｖ；制御風速(m/s)

TBM 等隔壁がある場合(0.25～0.3m/ｓ) 自由断面で拡散しやすい場合(0.4m/ｓ以上)

※条件；有害ガス希釈を満足するため QD≧Qa(所要風量)が成立すること

9-50

a) 坑内作業員の呼気に必要とする換気量(Qp)

作業員の呼気による汚染の対象ガスは二酸化炭素(炭酸ガス)CO2である。 1 人当り所要換気量 q は、最低 3.0m3/min を必要とする。

Qp ＝ q・N Qp ：所要換気量(m3/min) q ：作業員 1 人当りの所要換気量 3.0m3/min/人 N ：坑内の同時最大作業人員

「新版ずい道等建設工事における換気技術指針平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」p.50

表 9.1.35 最大作業人員 (単位：人)

掘削方式職種

掘削工等

(発破工法)

型枠移動

覆工ｺﾝｸﾘｰﾄ

トンネル世話役 1 1

トンネル特殊工 4 3

トンネル作業員 1 2

計 6 6

「土木工事積算基準小断面トンネル工掘削支保作業等の編成人員」より

∴Qp ＝ 3.0×6 ＝ 18m3/min

b) 酸素欠乏空気に対する換気量(Q1)

Q1 ＝ C・V

Ca－C

Q1 ：所要空気量(m3/min) V ：酸素欠乏空気の湧出量 0.0m3/min

C ：トンネル内酸素濃度が一定となったときの濃度 20.0％ Ca ：新鮮空気の酸素濃度 21.0％


Q1 ＝ 20×0.0 21－20 ＝ 0.0m

3/min

当トンネルの地質は自然発生ガスが発生するような地質でないため、酸素欠乏空気の湧出量は 0とする。

c) 発破の後ガス(Q2-1)・粉塵(Q2-2)に対する所要換気量 Q2

発破の後ガス・粉塵に対する所要換気量 Q2 は、両者の最大値を採用する。ただし、吸引捕集方式では、粉じんは吸引捕集されることから、所要換気量は後ガスに対する所要

換気量と考える。発破に関する所要換気量 Q2＝Q2-1


ア発破の後ガスに対する換気量(Q2-1)

トンネル内の発破後ガスに対する所要換気量 Q2-1 は、対象有害ガスとしては CO(一酸化炭素)とNOx(窒素酸化物)とが存在するが、含水爆薬を使用するため換気対象は CO となる。(「新版ずい道等建設工事における換気技術指針平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」p.40)

換気時間は、一般的には 15～20 分が目安とされているが、発破後の換気時間（＝発破待機時間）を延長することで、所要換気量を低減することが期待できる。そこで、換気時間 15・30 分に着目し、設備規模の最小容量化・最適化を図る。

Q2-1 ＝ K・V

α・t

Q2 ：所要換気量 (m3/min) V ： 1 発破による有害物質の発生量 (m3) α ：一酸化炭素(CO)の管理目標濃度 (50mg/ℓ＝50×10-6) t ：所要換気時間 15.0・30.0min K ：換気係数 0.4 「新版ずい道等建設工事における換気技術指針平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」p.104

V ＝ AＴ・Δ・β・x AＴ：トンネル掘削断面積(C

9. 仮設工9-1 9. 仮設工 9.1 転流工仮設工 9.1.1 仮設備計画...

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