この記事でわかること
- トンネル工事で細かな掘削粉・細砂・粉じんが発生する場面
- ほうき・ブロワー等による清掃で粉じんが舞いやすい理由
- 空気搬送機「ジェクター」で細かな対象物を直接吸引する方法
- 吸引した材料を離れた場所まで搬送する考え方
- 集粉機「ジェクロン」を組み合わせる理由
- ジェクターとジェクロンの役割の違い
- 細かな対象物をフレコンバッグ等へまとめて回収する方法
- 既存の換気・集じん設備とジェクロンを分けて考える理由
- 湿った細砂・掘削粉を扱う際の注意点
- 砂・鉱物系粉体による摩耗対策
- 実物による搬送・集粉テストの重要性
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
切削
補修
清掃
などの工程によって、
細かな掘削粉
砂
細砂
粉体状の残材
粉じん
が発生する場合があります。
大量の土砂や砕石であれば、
バックホウ
ホイールローダー
ダンプ
コンベア
などで搬出できます。
しかし、
「設備下に細かな砂だけが残る」
「壁際に掘削粉が堆積する」
「坑内の床面をほうきで清掃している」
「細かな回収物を土のうへ入れて運んでいる」
「搬送した粉体を離れた場所でまとめて回収したい」
といった作業では、人力が残りやすくなります。
特に細かな対象物では、
回収すること
だけでなく、
粉じんをできるだけ広げず、搬送後に適切に回収すること
まで考える必要があります。
そこで検討できるのが、
空気搬送機「ジェクター」＋集粉機「ジェクロン」
という設備構成です。
例えば、
坑内床面の細砂・掘削粉
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
ジェクロン
↓
フレコンバッグ等へ回収
という流れです。
本記事では、トンネル工事で発生する細かな掘削粉・細砂・粉じんを、ジェクターで吸引・搬送し、ジェクロンで集粉・回収する方法について解説します。
トンネル工事では細かな材料だけが残る場合がある
掘削作業では、
大きな土砂
砕石
岩片
だけでなく、
細かな材料
も発生します。
大きな材料は重機で回収しやすい
例えば、
大きな砕石
まとまった土砂
であれば、
バケットですくう
ローダーで集める
ことができます。
細かな材料は最後まで床面に残りやすい
一方、
細砂
掘削粉
粉体状の残材
は、
床面
壁際
設備際
凹凸部
などへ薄く広がって残る場合があります。
「量は少ないが手間がかかる」
例えば、
総量は数百kg程度
でも、
広い範囲へ薄く散らばっている
場合には、
人がほうき・スコップ等で集める作業が必要になります。
清掃作業で粉じんが舞う場合がある
乾燥した細砂・掘削粉を、
ほうき
ブラシ
ブロワー
などで動かすと、
細かな粒子が空中へ舞い上がる場合があります。
一度舞った粉が再び堆積する
例えば、
床面の粉体
↓
ほうきで掃く
↓
粉じんが舞う
↓
壁・設備・床面へ再付着
という状態です。
「集めてから吸う」より直接吸引する
こうした場合には、
ほうきで山にする
↓
スコップですくう
のではなく、
堆積している場所から吸引ホースで直接回収する
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。
細砂・掘削粉を直接吸引する
例えば、
床面の細砂
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
と回収します。
吸引した対象物をそのまま搬送する
さらに、
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
回収設備
とすることで、
材料を離れた場所まで搬送できます。
従来
細砂・掘削粉
↓
ほうき
↓
スコップ
↓
土のう・容器
↓
一輪車・台車
↓
回収場所
ジェクター
細砂・掘削粉
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
回収設備
という構成です。
「清掃＋運搬」を一つの工程にする
ジェクターの特徴は、
対象物を吸う
だけではありません。
吸引した対象物を、そのままホース・配管を通して搬送できる
点が重要です。
トンネル内では搬送先まで距離がある場合がある
例えば、
清掃箇所
から、
回収場所まで60m
あるとします。
人力の場合
粉体を集める
↓
土のうへ入れる
↓
台車へ載せる
↓
60m運ぶ
↓
戻る
という工程になります。
ジェクターの場合
細砂・掘削粉
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
排出ホース60m
↓
回収場所
とすることで、
人が材料を持って往復する工程を減らせる可能性があります。
細かな粉体では「搬送後の回収」が重要
細かな対象物をジェクターで吸引する場合、
単に、
希望場所まで送れた
だけでは十分ではありません。
ホース先端から開放排出すると粉じんが広がる可能性
例えば、
細かな掘削粉
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
開放状態で排出
すると、
細かな材料が周囲へ広がる可能性があります。
搬送後まで含めて設備構成を考える
つまり、
吸引
↓
搬送
↓
集粉
↓
最終回収
まで一つのシステムとして考えます。
集粉機「ジェクロン」を組み合わせる
細かな砂・粉体等を回収する場合には、
ジェクター＋ジェクロン
という構成を検討できます。
ジェクターの役割
ジェクターは、
対象物を、
吸引・搬送
する設備です。
ジェクロンの役割
集粉機「ジェクロン」は、
ジェクターによって搬送された粉体・粒体を、
集粉・回収
する設備です。
例えば
坑内床面
↓
細砂・掘削粉
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
ジェクロン
↓
回収
という構成です。
「吸う・運ぶ・集める」を一連の工程にする
従来：
粉体を集める
↓
袋へ入れる
↓
人が運ぶ
↓
別の容器へ移し替える
ジェクター＋ジェクロン
粉体
↓
吸引
↓
搬送
↓
集粉
↓
回収
とすることで、
中間作業を減らせる可能性があります。
フレコンバッグへまとめて回収する方法
設備構成によっては、
細かな掘削粉・砂
↓
ジェクター
↓
ジェクロン
↓
フレコンバッグ
という方法も検討できます。
土のうへの小分けを減らす
例えば現在、
細砂
↓
土のう
↓
持ち上げ
↓
台車
↓
運搬
↓
大型回収容器
という工程がある場合です。
大きな回収単位へ直接送る
条件が合えば、
細砂
↓
ジェクター
↓
ジェクロン
↓
フレコン
とすることで、
土のう詰め
持ち上げ
小運搬
積み替え
を減らせる可能性があります。
複数箇所の清掃にも使用を検討できる
トンネル内では、
清掃対象箇所が1か所だけとは限りません。
例えば、
壁際
設備下
排水設備周辺
坑内床面
などです。
ジェクターを移動させながら使用する
例えば、
作業箇所A
↓
清掃
作業箇所B
↓
清掃
作業箇所C
↓
清掃
というように、
1台を複数箇所で使用する方法も検討できます。
ジェクロンを回収側へ配置する
現場条件によっては、
ジェクロンを回収側へ置き、
ジェクターを作業場所側で使用する
構成も考えられます。
吸引側をできるだけ短くする
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
床面の細砂
↓
吸引ホース3m
↓
ジェクター
↓
排出ホース80m
↓
ジェクロン
という構成です。
条件によって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。
高低差がある場合
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。
細砂なら必ず200m搬送できるわけではない
これらは、
すべての、
細砂
掘削粉
粉体
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。
搬送性を決める条件
- 粒径
- 最大粒径
- 形状
- 比重・かさ密度
- 含水状態
- 付着性
- 必要搬送量
- 搬送距離
- 高低差
- 曲がり
- ホース径
- コンプレッサー能力
などによって変わります。
「細かいほど簡単」とは限らない
細かな対象物では、
大きな石片による閉塞
は起こりにくくなる可能性があります。
一方で、
微粉が多い
付着しやすい
粉じんが広がりやすい
など、別の課題が出る場合があります。
粒度分布を確認する
例えば、
ほとんどが細砂
でも、
一部に、
10mm
20mm
30mm
程度の砕石が混ざる場合があります。
最大粒径も見る
搬送可否を検討する場合には、
平均粒径
だけでなく、
実際に吸引口へ入る可能性がある最大サイズ
を確認します。
大きな石片は事前に除去する
例えば、
大きな砕石
↓
事前除去
細砂・掘削粉
↓
ジェクターで回収
という運用も検討できます。
細かな材料だけをジェクターへ
大量・大型の材料まで一つの設備で処理するのではなく、
ジェクターが得意な細粒分の回収へ用途を絞る
ことで、運用しやすくなる場合があります。
湿った細砂・掘削粉では条件が変わる
トンネル工事では、
湧水
地下水
散水
排水
などによって対象物が湿る場合があります。
乾燥状態
さらさらした細砂・粉体。
湿潤状態
水分によって、
まとまる
ホース内へ付着する
塊になる
可能性があります。
泥状・ヘドロ状ではさらに条件が変わる
水分量が多くなり、
粘りの強い、
泥状
ヘドロ状
になった場合には、
閉塞する可能性があります。
乾いた対象物と同じ搬送結果にはならない
例えば、
乾燥細砂で50m搬送できた
としても、
同じ材料が湿った状態で、
同じ距離
同じ搬送量
を確保できるとは限りません。
実際の含水状態で確認する
重要なのは、
「細砂」
という材料名だけではなく、
さらさら
しっとり
握ると固まる
泥状
など、実際の状態です。
湿った粉体ではジェクロン側も確認する
ジェクロンを併用する場合、
水分を含んだ細かな材料が、
フィルターへ付着
する可能性があります。
乾燥粉と同じ条件で集粉できるとは限らない
そのため、
湿った細砂・粉体の場合には、
ジェクターによる搬送だけでなく、ジェクロンでの集粉状態まで確認
することが重要です。
既存の換気・集じん設備とは役割が違う
トンネル工事では、
換気設備
集じん設備
散水設備
などが使用されます。
ジェクロンですべてを置き換えるわけではない
ジェクロンは、
ジェクターから搬送された粉体・粒体を集粉・回収する設備
です。
作業環境の粉じん対策は別途必要
坑内全体の、
換気
局所集じん
散水
作業環境管理
保護具
などについては、
現場の施工計画・安全基準に基づいて対応します。
「材料回収」と「作業環境対策」を分ける
例えば、
換気・既存集じん設備
坑内の作業環境を管理。
ジェクター＋ジェクロン
床面・設備下等へ堆積した材料を吸引・搬送・回収。
という役割分担です。
既存集じん設備から排出された粉体にも応用を検討できる
例えば、
既存集じん設備
↓
小型容器
↓
人が交換
↓
台車で運搬
という工程がある場合です。
集じん後の運搬だけを省力化
条件が合えば、
既存集じん設備
↓
ジェクター
↓
ジェクロン・回収設備
という構成を検討できます。
既存設備を活かす
既存の集じん設備を変更せず、
回収された粉体を運ぶ工程だけを省力化
する考え方です。
砂・掘削粉では摩耗を確認する
砂や鉱物系の粉体は、
摩耗性を持つ場合があります。
微粉でも摩耗する場合がある
粒径が小さいから、
設備が摩耗しない
とは限りません。
搬送量・使用時間も影響する
例えば、
1日30分の清掃
と、
毎日数時間連続搬送
では、
摩耗条件が異なります。
排出部が最も摩耗しやすい
摩耗性のある対象物をジェクターで搬送する場合、
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・使用条件によっては、
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。
曲がり部分も確認する
搬送ホース・配管の曲がりでは、
砂・粉体が内壁へ衝突します。
長距離では摩耗箇所も増える
搬送距離が長く、
曲がりが多い
場合には、
搬送能力だけでなく、
ホース・配管の摩耗状態
も確認します。
ジェクロンのフィルター
ジェクロンでは、
集粉フィルター
によって細かな材料を回収します。
粉体がフィルターへ付着する
集粉を続けると、
細かな粉体がフィルター表面へ付着します。
パルスエアーによる自動逆洗
ジェクロンには、
パルスエアーによる自動逆洗機能
があります。
圧縮空気を使用して、
フィルターへ付着した粉体を払い落とし、
目詰まりを抑えながら使用しやすくします。
インバーターによる風量調整
ジェクロンには、
インバーターによる風量調整
機能があります。
対象物や設備条件に合わせて、
集粉側の風量を調整します。
ジェクロンが必ず必要なわけではない
トンネル工事でジェクターを使う場合、
常にジェクロンが必要
というわけではありません。
ジェクター単体を検討できる場合
例えば、
比較的粗い砂・粒状物
を、
適切な密閉回収設備
へ直接搬送できる場合です。
ジェクロンを検討したい場合
例えば、
細かな乾燥粉体
掘削粉
細砂
微粉を多く含む対象物
を、
集粉したい
フレコンへまとめたい
場合です。
最終回収方法から考える
設備構成では、
「何を吸うか」
だけでなく、
搬送先でどのように回収するか
を確認します。
必要搬送量を確認する
例えば、
細かな回収物が、
500kg/日
発生するとします。
8時間で少しずつ回収
500kg ÷ 8時間
＝約62.5kg/h
30分でまとめて回収
500kg ÷ 0.5時間
＝1,000kg/h
です。
同じ500kgでも条件が異なる
そのため、
1日発生量
だけでなく、
何時間で処理したいか
まで確認します。
清掃か連続回収か
例えば、
工事終了後に30分清掃
なのか、
施工中に連続して材料を回収
するのかでも条件は変わります。
現在の作業時間を数値化する
例えば、
細砂・掘削粉の清掃：
45分/日
2人
200日
の場合、
0.75時間 × 2人 × 200日
＝300人時
です。
※説明用の計算例です。
運搬作業を加える
さらに、
土のう・台車運搬：
30分/日
1人
200日
なら、
0.5時間 × 200日
＝100人時
です。
合計400人時
清掃300人時
＋
運搬100人時
＝400人時
となります。
清掃だけでなく後工程まで見る
ジェクター＋ジェクロンを検討する場合には、
ほうき清掃
スコップ回収
土のう詰め
台車運搬
積み替え
まで含めて、現在の作業時間を整理すると比較しやすくなります。
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。
現場コンプレッサーを利用できる可能性
トンネル工事現場でコンプレッサーを使用している場合、
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ジェクターまでの距離
- 他設備との同時使用
- 圧力損失
などです。
ジェクロンも含めて確認する
ジェクター＋ジェクロンの場合、
ジェクター
だけでなく、
ジェクロンの自動逆洗等で使用する圧縮空気
についても確認します。
システム全体でエアー条件を見る
大型コンプレッサーがあっても、
供給距離が長い
ホース径が細い
他設備で大量に使用している
場合には、
必要な圧力・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の仕様
だけではなく、
実際にジェクター・ジェクロンを使用する場所で必要なエアーを確保できるか
です。
実際の掘削粉・細砂で搬送テストを行う
トンネル工事で発生する細かな材料は、
現場ごとに性質が異なります。
「細砂」という名称だけでは判断できない
例えば、
粒径
鉱物の種類
比重
水分
微粉の割合
などが異なります。
実際に回収している材料を使用する
設備導入前には、
坑内で実際に清掃・回収している対象物
による搬送・集粉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
- 微粉の割合
- 最大粒径
- 形状
- 比重・かさ密度
- 乾燥・湿潤状態
- 付着性
- 固結の有無
- 摩耗性
- 異物
などです。
テストで確認するポイント
- 安定して吸引できるか
- 細かな粉体まで回収できるか
- 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
- ジェクロンで安定して集粉できるか
- フレコン等へ回収できるか
- 摩耗状態
- 必要なコンプレッサー能力
などです。
実際の搬送距離に近づける
例えば、
吸引3m
↓
ジェクター
↓
水平70m
↓
曲がり3か所
↓
垂直5m
↓
ジェクロン
を予定している場合、
可能な範囲でその条件に近づけて確認します。
短時間だけで判断しない
特に、
微粉
湿った材料
では、
短時間では問題が出なくても、
連続運転によって、
付着
フィルター負荷
摩耗
が変化する場合があります。
実際の運用時間を想定する
例えば、
30分
1時間
など、実際の清掃・搬送時間に近い条件で確認します。
問い合わせ前に設備構成を決める必要はない
「ジェクロンは必要？」
「どのジェクター？」
「フレコンまで回収できる？」
と決めてから問い合わせる必要はありません。
現在の作業内容を伝える
例えば、
「トンネル内の床面に細かな掘削粉が残る」
「ほうきで掃くと粉じんが舞う」
「細砂を土のうへ入れて運んでいる」
「70m先でまとめて回収したい」
「フレコンへ直接まとめたい」
「既存コンプレッサーを使いたい」
といった内容です。
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
- 対象物の種類
- 粒径
- 最大粒径
- 微粉の割合
- 比重・かさ密度
- 乾燥・湿潤状態
- 付着性
- 固結の有無
- 摩耗性
- 1日あたりの発生量
- 必要搬送量
- 現在の清掃方法
- 現在の回収方法
- 土のう・容器の使用状況
- 作業人数
- 搬送元
- 搬送先
- 水平距離
- 高低差
- 曲がり
- フレコン回収の希望
- 既存換気・集じん設備
- 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・動画でも初期検討できる
例えば、
床面に堆積した細砂
設備下の掘削粉
現在のほうき清掃
土のう回収
搬送ルート
回収場所
などの写真・動画が参考になります。
「細かな粉は掃くしかない」と考える前に
例えば、
「坑内の床面を毎日ほうきで掃いている」
「細かな砂が設備下に入り込む」
「清掃時に粉じんが舞う」
「土のうへ詰めて運んでいる」
「回収場所が遠い」
「最終的にフレコンへまとめたい」
という場合には、
ジェクター＋ジェクロンによる吸引・搬送・集粉
を検討できる可能性があります。
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
トンネル工事では、
掘削
削孔
切削
清掃
などによって、
細かな掘削粉
細砂
粉体状の残材
が発生する場合があります。
大きな土砂・砕石は重機で搬出できても、
床面
壁際
設備下
坑内の隅部
に残った細粒分は、
ほうき
スコップ
土のう
台車
などによる人力作業になりやすくなります。
こうした工程に対して、
空気搬送機「ジェクター」を使用し、
細砂・掘削粉
↓
吸引ホース
↓
ジェクター
↓
搬送ホース
↓
回収設備
とすることで、
清掃・積み込み・運搬を一連の工程として省力化
できる可能性があります。
さらに細かな対象物では、
ジェクター
↓
ジェクロン
↓
フレコン
とすることで、
吸引・搬送・集粉・回収をまとめる
設備構成も検討できます。
一方で、
ジェクター＋ジェクロンによる材料回収と、
トンネル内に必要な、
換気
局所集じん
散水
作業環境管理
などは役割が異なります。
ジェクロンは、
ジェクターによって搬送された粉体・粒体を集粉・回収する設備
として考える必要があります。
また、湿った細砂・掘削粉では、
付着
塊化
閉塞
フィルターへの付着
などが発生する可能性があるため、
乾燥した材料と同じ条件では判断できません。
砂・鉱物系粉体では摩耗も重要です。
摩耗性のある対象物を搬送する場合には、
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。
実際の搬送・集粉条件は、
- 粒径
- 最大粒径
- 微粉の割合
- 比重・かさ密度
- 含水状態
- 付着性
- 摩耗性
- 必要搬送量
- 水平距離
- 高低差
- 曲がり
- コンプレッサー能力
- 最終回収方法
などによって変わります。
そのため導入前には、
実際にトンネル工事現場で発生している掘削粉・細砂・粉体等を使用した搬送・集粉テスト
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、粒径・最大粒径・微粉の割合、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、現在の清掃・土のう・運搬作業、搬送元・搬送先、水平距離、高低差、曲がり、フレコン等の回収方法、既存換気・集じん設備、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・集粉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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