この記事でわかること
- トンネル工事で重機が入りにくい場所に土砂・砕石が残る理由
- 狭所・設備下・壁際・坑内端部で人力作業が残りやすい理由
- スコップ・土のう・一輪車による回収を減らす考え方
- 空気搬送機「ジェクター」で狭所から対象物を吸引する方法
- 人ではなく吸引ホースを対象物まで取り回す考え方
- 回収した土砂・砕石を離れた場所まで直接搬送する方法
- 大きな石片が混ざる場合の注意点
- 湿った土砂・泥状物を扱う際の注意点
- 砂・砕石による摩耗対策
- 実物による搬送テストの重要性
はじめに
トンネル工事や地下構造物の工事では、
掘削
削孔
吹付け
補修
設備設置
清掃
などの工程で、
土砂
砂
砕石
細かな石片
掘削くず
粉体・細粒分
などが発生する場合があります。
大量の土砂を扱う工程では、
バックホウ
ホイールローダー
ダンプ
コンベア
などが活躍します。
一方で、
「壁際だけ材料が残る」
「設備下に砂や砕石が入り込む」
「重機が入れない坑内端部を人がスコップで清掃している」
「狭い通路から土のうで少しずつ搬出している」
「一輪車で何往復もしている」
といった作業が残る場合があります。
つまり、
大量搬出は機械化されていても、最後に残った材料の回収だけ人力
という状態です。
こうした場所で検討できるのが、
空気搬送機「ジェクター」を使い、人ではなく吸引ホースを対象物まで取り回す方法
です。
例えば、
狭所の土砂・砕石
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
回収場所
とすることで、
かき出し
集積
積み込み
一輪車・土のう運搬
を減らせる可能性があります。
本記事では、トンネル工事の狭所・坑内・設備下など、重機が入りにくい場所に残った土砂・砂・砕石を効率よく回収する方法について解説します。
なぜトンネル工事では人力回収が残りやすい？
トンネル内は、
一般的な屋外土木工事
とは作業条件が異なります。
空間が限られている
例えば、
幅が狭い
天井が低い
設備・配管がある
仮設材がある
通行ルートが限定される
などです。
重機が使えても近づけない場所がある
例えば、
壁際
隅部
架台下
設備下
配管周辺
などです。
大部分を回収した後に材料が残る
重機：
大部分の土砂・砕石を回収。
その後：
細かな残材
壁際
設備下
凹部
だけが残る。
最後に人がスコップを持つ
例えば、
残った土砂
↓
スコップで集める
↓
土のう・バケツへ入れる
↓
一輪車へ積む
↓
搬出する
という作業です。
少量でも手間が大きい場合がある
例えば、
合計500kg
の残材だったとしても、
一か所に500kgある
のと、
坑内の複数箇所に少しずつ残っている
のでは作業量が異なります。
回収場所まで遠いとさらに負担が増える
作業場所から、
20m
50m
100m
先まで一輪車で運ぶ場合、
材料を運ぶ時間だけでなく、
空の一輪車で戻る時間
も発生します。
「材料を持って移動する」工程を減らす
こうした場所では、
作業者が材料を持ち運ぶ
のではなく、
材料をホースの中で移動させる
方法を検討できます。
空気搬送機「ジェクター」とは？
エコ・ワークが取り扱うジェクターは、
お手持ちのコンプレッサー（圧縮空気）と接続するだけで、吸引・搬送・投入・排出（散布）を1台で行える空気搬送機
です。
本体内部は、
シンプルなストレート構造
となっており、
モーターや回転羽根などの
駆動部を持ちません。
狭所では「人ではなくホース」を入れる
ジェクターを狭所回収へ活用する際の大きなポイントが、
吸引ホースの取り回し
です。
人が入る必要を減らせる可能性
例えば、
設備下の奥
壁際
支柱の裏
架台下
狭い坑内端部
などへ、
吸引ホースを差し込みます。
従来
狭所の土砂
↓
棒・スコップで手前へかき出す
↓
集める
↓
容器へ入れる
ジェクターを使用
狭所の土砂
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
と直接回収します。
かき出し工程を減らす
人が、
奥へ手を伸ばす
長いスコップを使う
何度も材料を手前へ寄せる
といった工程を減らせる可能性があります。
設備下の清掃にも応用を検討できる
トンネル内には、
換気設備
排水設備
配管
仮設設備
電気設備
などが設置される場合があります。
その周辺へ、
砂
砕石
掘削くず
が入り込むことがあります。
設備を避けながら清掃する
この場合、
大型機械
ではなく、
ホースを設備間へ通す
ことで回収を検討できます。
ただし設備停止・安全確認が前提
吸引ホースが届くからといって、
稼働中の機械
可動部
回転部
電気設備
へ無条件に近づけてよいわけではありません。
現場の、
設備停止
誤作動防止
立入管理
安全手順
に従う必要があります。
壁際・隅部の残材回収
重機のバケットでは、
壁へ完全に寄せられない
場合があります。
数cm〜数十cmの残りが人力になる
例えば、
壁際に帯状に土砂が残る
場合です。
吸引ホースなら壁際を狙える
吸引口を、
残材に沿わせて移動
させることで、
壁際の土砂・砂・細かな砕石を回収できる可能性があります。
「最後の仕上げ回収」に向く場合がある
ジェクターは、
大量の掘削土を丸ごと置き換える
というより、
重機で取り切れなかった部分を仕上げ回収する
用途で活きる場合があります。
重機との併用
例えば、
第1段階
大部分
→バックホウ・ローダー
第2段階
壁際・隅部
→ジェクター
第3段階
細かな粉体
→必要に応じてジェクロン
という使い分けです。
一輪車・土のう運搬を減らす
狭所清掃では、
材料を回収すること
だけでなく、
その後の運搬
も負担になります。
従来
土砂
↓
スコップ
↓
一輪車
↓
50m運搬
↓
排出
↓
50m戻る
ジェクター
土砂
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
排出ホース50m
↓
回収場所
です。
往復作業を減らせる
一輪車では、
材料を運ぶ
戻る
再び積む
を繰り返します。
空気搬送では、
材料そのものをホース内で連続的に移動できます。
作業導線の改善につながる場合もある
一輪車・台車が減れば、
狭い坑内通路で、
人
車両
重機
が交錯する回数を減らせる可能性もあります。
ただし、実際の安全性については現場の施工計画・安全管理に基づいて判断します。
搬送距離があるほど効果を検討しやすい
例えば、
回収場所が10m先
より、
100m先
の方が、
人力運搬を置き換える効果は大きくなる可能性があります。
吸引側は短くする
ジェクターでは、
吸引側をできるだけ短くし、長い距離は排出側で確保する
構成を基本として考えます。
吸引側については、
5m程度を一つの目安として推奨
しています。
条件によっては10m程度で使用されているケースもあります。
例えば坑内70m搬送
狭所の砂
↓
吸引ホース3m
↓
ジェクター
↓
排出ホース70m
↓
回収場所
という構成を検討できます。
長距離搬送を検討できる
対象物・設備条件によっては、
排出側で水平200m程度
の搬送が可能な場合があります。
高低差にも対応を検討できる
条件によっては、
垂直方向100m程度
の搬送が可能な場合もあります。
トンネル内の土砂なら必ず200mではない
これらは、
すべての、
土砂
砂
砕石
を、
水平200m
垂直100m
まで搬送できるという保証ではありません。
搬送能力を決める条件
などです。
大きな砕石が混ざる場合は最大粒径を確認する
狭所に残る材料は、
細かな砂だけ
とは限りません。
例えば
細砂
＋
10mm程度の砕石
＋
30mm程度の石片
＋
さらに大きな破片
という状態です。
平均粒径だけでは判断しない
大部分が細かな材料でも、
一つの大きな石片
がホース・継手等を塞ぐ可能性があります。
確認するのは最大サイズ
- 長さ
- 幅
- 厚さ
- 形状
を確認します。
角張った砕石にも注意する
丸い砂利と、
角張った砕石
では、
ホース内部での挙動や摩耗条件が異なる可能性があります。
大きな石片だけ事前に除去する方法
例えば、
大きな石片
↓
手作業・重機で除去
砂・細かな砕石
↓
ジェクター
という使い分けも検討できます。
すべてを吸引する必要はない
ジェクターを安定して使用するためには、
空気搬送に適した対象物を選んで回収する
ことも重要です。
湿った土砂では搬送条件が変わる
トンネル工事では、
地下水
湧水
散水
排水
などの影響で、土砂が湿っている場合があります。
乾いた砂
比較的さらさらして流動する。
湿った砂・土砂
水分によって、
まとまる
塊になる
ホースへ付着する
場合があります。
泥状になると注意
水分がさらに増え、
泥状
ヘドロ状
になると、
乾いた砂・砕石とは搬送条件が大きく異なります。
ヘドロ状では閉塞の可能性
ジェクターは液体を含む対象物に活用できる場合もありますが、
水と固形物が混ざって粘りの強いヘドロ状になると、閉塞する可能性があります。
「濡れている＝不可」でもない
一方、
多少湿っている
というだけで、
必ず搬送できない
わけではありません。
実際の状態を見る
例えば、
さらさら
握るとまとまる
強く粘る
泥状
水が分離している
などです。
水・土砂が多い場合
ジェクターでは、
自由水が多い状態の対象物を吸引できる場合もあります。
例えば、
水
＋
砂・細かな土砂
が溜まっている状態です。
空気も一緒に吸わせる方法
吸引口を完全に水中へ沈めるのではなく、
水・土砂と一緒に少量の空気を取り込ませる
ことで、吸引しやすくなる場合があります。
補助エアーを利用する方法
例えば、
吸引ホースに沿わせて細いエアーホースを延ばし、
吸引口付近へ少量のエアーを送ります。
これにより、
水・土砂
＋
空気
を一緒に吸引する状態を作ります。
粘性の高い泥とは別
ただし、
粘りの強い泥
固結したヘドロ
まで同じように安定搬送できるとは限りません。
実物テストが重要です。
砂・砕石では摩耗対策が重要
トンネル・土木工事で扱う、
砂
砕石
鉱物系材料
などは、摩耗性を持つ場合があります。
ジェクター内部を対象物が通過する
ジェクターは、
対象物そのものが本体内部を通過
します。
排出部が最も摩耗しやすい
摩耗性材料を搬送する場合、
排出部が最も摩耗しやすい
箇所になります。
セラミック補強耐摩耗ホース
対象物・使用条件に応じて、
排出部へ接続するセラミック補強耐摩耗ホース
を使用する方法があります。
曲がりも確認する
砕石・砂が、
ホースや配管の曲がりへ衝突
すると、摩耗が進む可能性があります。
長距離搬送では摩耗も設備条件になる
例えば、
搬送距離80m
で安定して搬送できたとしても、
曲がり部のホース交換が極端に多い
なら運用上の課題になります。
「搬送できる」だけでなく「使い続けられるか」
確認するのは、
吸える
↓
搬送できる
↓
必要量を処理できる
↓
摩耗が許容できる
↓
メンテナンスできる
までです。
細かな砂・粉体ではジェクロンを検討する
狭所回収物が、
細砂
粉体
細かな掘削粉
を多く含む場合には、
搬送後の回収方法も重要です。
ジェクター＋ジェクロン
例えば、
細かな回収物
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
ジェクロン
↓
フレコン
という構成を検討できます。
ジェクター
吸引・搬送
ジェクロン
搬送された粉体・粒体の集粉・回収
を行います。
開放排出を避けたい細粒分
細かな粉体を、
ホース先端からそのまま排出
すると、
粉じんが広がる可能性があります。
フレコンへまとめる
ジェクロンと組み合わせることで、
搬送した細かな材料を、
フレコンバッグ等へまとめて回収
する設備構成も検討できます。
土のう作業を減らせる可能性
従来：
細砂・粉体
↓
スコップ
↓
土のう
↓
持ち運び
改善案
細砂・粉体
↓
ジェクター
↓
ジェクロン
↓
フレコン
とすることで、
袋詰め
持ち上げ
小運搬
を減らせる可能性があります。
ジェクロンが現場全体の粉じん対策になるわけではない
ジェクロンは、
ジェクターで搬送した対象物を集粉・回収する設備
として考えます。
トンネル工事で必要となる、
換気
粉じん対策
局所集じん
散水
保護具
などについては、現場側の安全計画に基づいて別途対応する必要があります。
ピット・排水設備周辺の堆積物
トンネル内では、
排水設備
集水箇所
低い場所
へ砂・土砂が集まる場合があります。
人力では持ち上げる必要がある
例えば、
ピット内
↓
スコップ
↓
バケツ
↓
持ち上げる
↓
一輪車
という作業です。
ホースによる吸引を検討する
条件が合えば、
ピット内の砂・土砂
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
地上・別地点へ搬送
とすることで、
持ち上げ工程を減らせる可能性があります。
ただし立入安全を優先する
ピット・地下・狭所では、
酸欠
換気
転落
浸水
設備稼働
などの安全条件があります。
ジェクターが使えるかどうかと、人がその場所へ立ち入ってよいかどうかは別問題
です。
吸引ホースだけを安全な位置から取り回せるか確認する
可能であれば、
人が危険な場所へ入る
のではなく、
安全な作業位置からホースを取り回す
方法を検討します。
清掃用途なら「1日量」だけでなく作業時間を見る
例えば、
残材500kg/日
とします。
現在
2人
1時間
で回収。
年間200日なら
2人 × 1時間 × 200日
＝400人時/年
です。
※説明用の計算例です。
一輪車運搬が30分追加
1人 × 0.5時間 × 200日
＝100人時/年
です。
合計500人時
清掃
＋
運搬
で、
500人時/年
となります。
工期で考える方法もある
トンネル工事では、
年間
ではなく、
例えば18か月の工期全体
で作業時間を集計することもできます。
現在の手作業を数字にする
例えば、
何人
何分
何往復
何kg
を把握すると、
空気搬送設備を導入する効果を比較しやすくなります。
必要搬送量を確認する
同じ500kgでも、
5時間かけて処理
→100kg/h
30分で処理
→1,000kg/h
では必要能力が異なります。
清掃用途か連続搬送か
例えば、
清掃用途
1日最後に30分使用。
連続搬送
作業中に常時発生する材料を搬送。
では、設備条件が異なります。
コンプレッサー能力を確認する
ジェクターは、
圧縮空気
によって作動します。
現場のコンプレッサーを利用できる場合がある
土木・トンネル工事でコンプレッサーが使用されている場合、
条件が合えば利用できる可能性があります。
確認する項目
- 圧力
- 吐出空気量
- エアーホース径
- コンプレッサーからの距離
- 他のエアーツールとの同時使用
- 圧力損失
などです。
馬力だけでは判断しない
大型コンプレッサーでも、
供給ホースが細い
距離が長い
複数機器が同時使用している
場合には、
ジェクターまで必要な空気量を確保できない可能性があります。
実際の使用位置で確認する
重要なのは、
コンプレッサー本体
だけでなく、
実際にジェクターを接続する位置で必要な圧力・空気量が確保できるか
です。
実際の対象物で搬送テストする
トンネル工事の回収物は、
単純な「砂」
だけとは限りません。
実際には混合物になりやすい
例えば、
砂
砕石
石片
掘削粉
湿った土砂
異物
などが混在する場合があります。
新品材料だけで判断しない
設備導入前には、
実際に坑内で回収している対象物
を使ったテストをおすすめします。
確認したい対象物条件
- 対象物の種類
- 粒径
- 最大粒径
- 最大サイズ
- 形状
- 比重・かさ密度
- 乾燥・湿潤状態
- 付着性
- 固結の有無
- 泥状・ヘドロ状か
- 摩耗性
- 異物
などです。
テストで確認すること
- 安定して吸引できるか
- 最大サイズが通過できるか
- 角張った砕石が引っ掛からないか
- 必要搬送量を確保できるか
- 希望距離まで搬送できるか
- 高低差へ対応できるか
- 曲がりの影響
- 湿った材料が付着しないか
- 閉塞しないか
- 摩耗状態
- ジェクロンが必要か
- 必要なコンプレッサー能力
などです。
搬送ルートも再現する
例えば実際の現場が、
吸引3m
↓
ジェクター
↓
水平60m
↓
曲がり3か所
↓
垂直8m
↓
回収場所
なら、
可能な範囲でその条件に近づけます。
問い合わせ前に機種を決めなくてもよい
「どのジェクターが必要？」
「ジェクロンも必要？」
「何インチのホース？」
と決めてから問い合わせる必要はありません。
現在の作業から伝える
例えば、
「トンネル内の壁際に砕石が残る」
「設備下の砂をスコップで清掃している」
「一輪車で70m運んでいる」
「重機が入れない狭所がある」
「ピットに砂が溜まる」
「湿った土砂も混じる」
という内容で構いません。
問い合わせ時にあると検討しやすい情報
- 対象物の写真・動画
- 粒径・最大粒径
- 形状
- 比重・かさ密度
- 乾燥・湿潤状態
- 泥状・ヘドロ状か
- 付着性
- 固結の有無
- 1日あたりの発生量
- 必要搬送量
- 現在の回収方法
- 現在の運搬方法
- 作業人数
- 一輪車等の往復回数
- 吸引場所
- 搬送先
- 水平距離
- 高低差
- 曲がり
- 最終回収方法
- コンプレッサー仕様
などです。
すべて揃っていなくても構いません。
写真・動画で初期検討できる
例えば、
坑内の作業場所
残っている土砂・砕石
スコップ作業
一輪車運搬
設備下
壁際
搬送ルート
回収先
などの写真・動画が参考になります。
「重機が入れないから人力」と決める前に
例えば、
「坑内の壁際だけ土砂が残る」
「架台下の砕石を人がかき出している」
「狭所で土のう詰めしている」
「一輪車で何十mも運んでいる」
「ピットの砂をバケツで持ち上げている」
という場合には、
空気搬送機「ジェクター」による吸引・搬送
を検討できる可能性があります。
ポイントは、
人を材料まで近づけるのではなく、吸引ホースを材料まで持っていくこと
です。
空気搬送機「ジェクター」の詳細
ジェクターの構造・機種・搬送能力・使用事例については製品ページでも紹介しています。
→ 空気搬送機「ジェクター」の詳細はこちら
まとめ
トンネル工事や地下構造物の工事では、
大部分の土砂・砕石を重機で処理できても、
壁際
設備下
架台下
隅部
ピット
狭い坑内
などに材料が残る場合があります。
その結果、
スコップでかき出す
↓
土のう・容器へ入れる
↓
一輪車へ載せる
↓
人が運ぶ
という作業が発生します。
こうした工程に対して、
空気搬送機「ジェクター」を使用し、
土砂・砂・砕石
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
回収場所
とすることで、
かき出し・積み込み・人力運搬を省力化
できる可能性があります。
特に狭所では、
人ではなく吸引ホースを対象物まで取り回す
ことがポイントです。
また、
作業場所
↓
一輪車で50m運搬
といった工程では、
ジェクター
↓
排出ホース50m
↓
回収場所
とすることで、人の往復作業を減らせる可能性があります。
対象物・設備条件によっては、
排出側で、
水平200m程度
垂直100m程度
の搬送が可能な場合もあります。
ただし、これはすべての土砂・砕石を同条件で搬送できるという保証ではありません。
実際には、
- 最大粒径
- 形状
- 比重・かさ密度
- 含水状態
- 付着性
- 泥状・ヘドロ状か
- 摩耗性
- 必要搬送量
- 距離
- 高低差
- 曲がり
- コンプレッサー能力
などを確認します。
砂・砕石などの摩耗性材料では、
排出部が最も摩耗しやすいため、排出部へ接続するセラミック補強耐摩耗ホース
などによる対策も検討します。
また、大きな石片については、
すべてをジェクターで吸引するのではなく、
大きな材料は重機・人力で除去
↓
砂・細かな砕石をジェクターで回収
という役割分担も有効です。
トンネル工事では、
重機かジェクターか
の二者択一ではなく、
重機が得意な大量搬出と、ジェクターが活用しやすい狭所・仕上げ回収を組み合わせる
考え方が重要です。
導入前には、
実際に坑内・狭所で発生している土砂・砂・砕石等を使用した搬送テスト
をおすすめします。
設備導入や作業工程の改善をご検討中の方は、お気軽にお問い合わせください。
実際の対象物、最大粒径・形状、比重・かさ密度、乾燥・湿潤状態、付着・固結の有無、摩耗性、必要搬送量、現在のスコップ・土のう・一輪車作業、吸引場所、搬送先、水平距離、高低差、曲がり、コンプレッサー等を確認し、必要に応じて実物による搬送テストを行いながら、ジェクター・ジェクロンを含めた設備構成をご提案いたします。
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