施 工 計 画 書 (鍋倉トンネル) 目 次 1. 施工計画 1-1 施工概要 1-2 掘削計画 1-2-1 掘削工 1-2-2 施工歩掛 1-2-3 ずり出し工 1-3 支保工 1-3-1 吹付コンクリート 1-3-2 ロックボルト工 1-3-3 金網工 1-3-4 鋼製支保工 1-4 インバート工 1-5 覆工計画 1-5-1 防水工 1-5-2 覆 工 1-5-3 施工歩掛 1-6 サイクルタイム 1-7 工事工程計画 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 − − − − − − − − − − − − − − − − − − 1 1 12 12 14 17 19 19 25 31 32 34 42 42 44 46 48 52 2. 仮設備配置計画 2-1 概 要 2-2 仮設備建物の規模 2-3 仮設備建物の配置 2 2 2 2 − − − − 1 1 2 6 3. 施工設備計画 3-1 給気設備 3-2 換気設備 3-3 集塵設備 3-4 吹付けコンクリート設備 3-5 給水設備 3-6 排水設備 3-7 汚濁水処理設備 3-8 工事用電力設備 3-9 工事用機械一覧 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 − − − − − − − − − − 1 1 4 27 33 36 43 47 60 61 4. 工事用電力設備計画 4-1 計画条件 4-2 負荷設備容量及び電力工程 4-3 変圧器容量 4-4 配線計画 4-5 契約電力 4-6 数量明細書 4 4 4 4 4 4 4 − 1 − 1 − 6 − 8 − 11 − 20 − 24 1.施工計画 1-1 施工概要 (1)掘削方式及び掘削工法 本トンネルの掘削方式は、吹付コンクリート,ロックボルト施工によるNATMとする。 掘削区分,掘削方式及び掘削工法は、次表とする。 掘削方法 機械掘削工法 表1-1-1 掘削区分,掘削方式及び掘削工法 掘 削 方 式 掘削区分 C D 上半先進ベンチカット工法 (ショートベンチカット工法) 掘 削 工 法 上下半同時併進工法 ※機械掘削工法の選定は、報告書「掘削工法の選定」により機械掘削とする。 (2)工事工程 必要工期=上半掘削期間+2ヶ月(特別な場合は別)+排水工と雑工期間+準備及び後片付け。 (3)週当り掘進長 下表を標準とし、これより難い場合は別途考慮する。 ・作業体制は4週8休を基本とする。 ・月当たりの作業日数は、41.8日/月÷2台=20.9日とする。 ※作業日数の出典:「土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成24年度」Ⅳ-5-①-79空気圧縮機運転歩掛より (掘削工∼支保工) 掘削方法 坑口部断面 (大断面Ⅰ) 上下半同時 併進工法 表1-1-2 週当り掘進長 岩区分 掘削断面積(m2) DⅢa DⅢa-S 施工歩掛 上半 70 別途算出 下半 40 別途算出 上半 70 別途算出 下半 40 別途算出 (m/週当り) 摘 要 H19年度積算 基準による ※1.労働基準法に則った労働時間8時間を基本としている。 ※2.坑口部断面は、大断面Ⅰを示すが歩掛りがないため別途サイクルタイムで算出する。 ※3.サイクルタイムで算出する場合は、施工の効率化を考慮して算出する。 1-1 (4)施工歩掛に示す掘削断面積の適用範囲 ︵ 非 常 駐 車 帯 上半 CⅠ CⅡ DⅠ DⅡ 下半 ︶ 大 断 面 Ⅰ 表1-1-3 掘削断面積の適用範囲 掘 削 適用範囲 断面積 岩 区 分 (m2) 2 (m ) 60 60.0≦A<65.0 70 65.0≦A<75.0 80∼100 上記と同様 110 105≦A≦115 10 10.0≦A<15 20 15≦A<25 30∼40 上記と同様 50 45≦A≦50 備 考 (注) 上表の断面積は設計断面積である(余掘を含まない)。 なお、施工歩掛には余掘(余巻、余吹)を含んでいる。 。 (5)日当り掘削長 表1-1-4 日当り掘削長 掘 削 断面積 (m2) 断面 区分 (m2) 週当り 掘進長 (m/週) 日当り 掘進長 (m/日) 上 半 67.1 70 別途算出 - 下 半 37.4 40 別途算出 - 上 半 67.1 70 別途算出 - 下 半 37.4 40 別途算出 - 岩 区 分 DⅢa DⅢa-S 1-2 備 考 (7)作業内容 作業内容は、次表とする。 表1-1-5 作業内容 作 業 内 容 作業の区分 摘 要 掘削作業 支保工作業 ずり運搬(直送方式) 坑 内 覆工作業 型 枠 工 コンクリート工 インバート工 防水工 坑 外 空気圧縮機運転 仮設備保守 (注)1.支保工作業とは、吹付,金網,ロックボルト,鋼製支保工の総称である。 2.「明り」の作業は、下記のものとする。 ・ 地下排水工, 路盤工,舗装工,側溝工 ・坑門工,吹付プラント設備組立・解体,ずり出し(積替方式の場合の坑外運搬) ・スライドセントル組立・解体,防水工作業台車組立・解体 ・空気圧縮機設備組立・解体,ストックヤード設置・撤去,給排水設備設置・撤去 ・濁水処理設備設置・撤去,坑外電力設備,坑外送気管敷設・撤去 (8)余掘,余巻及び余吹 トンネル工事では、設計断面どおり掘削することは困難であり、設計巻厚を確保するには設計 断面積より大きく掘削しなければならない。これを余掘といい、覆工及び吹付コンクリートで 充填する。これをそれぞれ余巻及び余吹という。 この余掘を考慮した断面積の外周を支払線(ペイライン)といい、当初から掘削と覆工及び吹付 コンクリートの設計数量に見込むものとする。 (9)トンネル工事の機械器具 トンネル工事の機械器具損料の算定は、「請負工事機械経費積算要領」に基づき行い、 内燃機関付機械(ダンプトラック,コンクリートポンプ車,トラックミキサ等)を使用する場合 は、トンネル工事用及び黒煙浄化装置付を標準とし、そのうちドリルジャンボ,バックホウ, ホイ−ルロ−ダを使用する場合は、トンネル工事用排出ガス対策型を標準とする。 1-3 (10)工事用仮設備 1) 吹付プラント設備 吹付プラント設備の機種・規格は、次表を標準とする。 表1-1-6 機 種 の 選 定 機 種 規 格 単 位 セ メ ン ト サ イ ロ 骨 材 ホ ッ パ コンクリートプラント 数 量 30t 基 1 15m3×3 〃 1 定置式25m3/h 〃 1 (注) 1.吹付プラント設備は、坑外に設置する。 2.現場条件等により適合しない場合は、現場条件に見合った機種・規格を使用する。 2) 電力設備 ① 施工に必要な負荷設備に対応できる必要電力を決定する。 ② 電力会社の供給設備を調査し、負荷設備容量に応じて受電設備を設ける。 ③ 受電設備,変電設備を経て負荷設備までの線路を決める。 3) 照明設備 坑内照明は、40w蛍光灯を片側5m間隔に設置するのを標準とする。 又、切羽照明は500w投光器とし、切羽部6個(上半4個,下半2個),覆工4個を標準とする。 4) 換気設備 ① 換気設備の設置 坑内の換気は、掘削断面,長さ,自然条件等を考慮して、自然換気に期待し得る場合でもこ れに依存することなく換気設備を設置することを標準とする。 ② 送風機 換気に使用する送風機は、反転軸流式ファンを標準とする。 ③ 換気方式 掘削断面、掘削延長、現場条件等を考慮し、必要な換気方式及び換気装置を計上するもの とする。 ④ 所要換気量 所要換気量は、発破後ガス,ディーゼル機関から排出される有害ガス,作業者の呼気による 炭酸ガス等を考慮し、適切に定めるものとする。 ⑤ 風 管 風管は、不燃性ビニル風管を標準とする。 1-4 5) 給排水設備 ① 給排水設備 給排水設備は、水槽,釜揚等の設置・解体及びポンプの運転経費を計上する。 ただし、ポンプの運転労務は計上しない。 ② 給水設備の機種・規格 給水設備の機種・規格は次表を標準とし、設置期間は掘削期間とする。 なお、運転時間は、1方当り7h/日を標準とする。 表1-1-7 機 種 の 選 定 機 種 給水ポンプ 規 格 小型多段遠心ポンプ 65mm×45m 水 槽 5.5kw 鋼板製20m3 単 位 数 量 台 1 基 1 (注)ポンプの規格は、3-4給水設備より算定した。 ③ 排水設備の機種・規格 終点側坑口からの下り勾配掘削となるため強制排水が必要であり排水設備計画により 計画する。 6) 濁水処理設備 坑内及び坑外設備により発生する濁水は、必要に応じ濁水処理を行う。 7) ずりストックヤード ずり出しがタイヤ方式で坑口からずり捨場まで遠距離の場合等,必要に応じてストックヤードを 設ける。 1-5 (11) 施工概要 機械掘削工法施工フロー 上半先進ベンチカット工法 (上下半同時併進) 機械の搬入 掘削工(上半) 掘削工(下半) 掘削工 掘削工 ずり出し ずり出し 支保工(上半) 支保工(下半) 一次吹付コンクリート 一次吹付コンクリート 鋼製支保建込 鋼製支保建込 金網取付 金網取付 二次吹付コンクリート 二次吹付コンクリート ロックボルト打設 ロックボルト打設 防水シート張 覆 工 機械の搬出 (注)本歩掛で対応しているのは実線部分のみである。 図1-1-1 機械掘削工法の施工フロー 1-6 1) 掘 削 掘削は自由断面掘削機(ロードヘッダー)による機械掘削で、掘削方式はショートベンチ とする。掘削工法は、上下半同時併進(ベンチ長35m程度)とし、上部半断面と下部判断面 の半分(片側)を同時掘削とするが、下半の1掘削当り進行は上半の2倍の長さをとるも のとする。 上部断面掘削は、自由断面掘削機(ロードヘッダー)を上半盤に1台配置し、掘削ずりは、 トラクタショベル(トンネル工事用排出ガス対策型・サイドダンプ式・ホイール型2.3m3) でダンプトラック(黒煙浄化装置付・ディーゼル10t積)に積込み、坑外に運搬する。 下部判断面掘削は、大型ブレーカ(油圧式1,300㎏級)とバックホウ(トンネル工事用排出 ガス対策型・油圧式クローラ型 山積0.8m3)を1台使用し、掘削ずり積込み及び運搬に 使用する機械は、上部判断面と併用する。なお、ずり搬出時の運搬路は下部判断面の片側 斜路を使用し、交互に付け替える。 2) 吹付コンクリート ①吹付けコンクリート 吹付けコンクリートは、地山の緩みを防止し、併せて肌落ちを防ぐ重要な支保部材であり、 掘削直後なるべく早く施工しなければならない。吹付厚10㎝以上の場合は2層に分けて実施 し、吹付方式は湿式として吹付機は6∼20m3/h級を使用する。吹付けコンクリート用プラント は、可搬式のミキサにより運搬するものとし、坑外にはセメントサイロ,骨材ビン,強制ミ キサを設置する。また、吹付作業はノズルマンの安全確保,粉じんに対する衛生上の配慮お よび合理化のため吹付機を使用する。 ②粉じん対策 コンクリート吹付け作業における粉じんの主な構成物質はセメントであり、他のトンネル 内作業で発生する岩粉じんに比べ、遊離けい酸含有量は少ないと言われており、トンネル内 作業における鉱物粉じんの管理濃度は規定されていないが、吹付けコンクリート時の粉じん に対する管理目標濃度は「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14年3月」により3mg/m3とする。 1-7 3)鋼製支保工 鋼製支保工は、吹付けコンクリートが所定の強度に達するまで、地山を支持させるために 設置するものである。 鋼製支保工は1次吹付けコンクリート,金網の施工後に設置され、部材の断面はH型鋼が用 いられる。トンネルの内空変位が大きい場合は、可縮支保工を設けて変形をコントロールす る方法なども検討する場合もある。本トンネルでは、地山は比較的安定していることから、 すべてH型鋼を使用する。 4) 金 網 金網は吹付けコンクリートの付着を良くすることおよび補強用として設置される。金網に 使用される材料はJIS−G3551の規格品とし、原則として溶接金網150×150×φ5とする。金 網は吹付けコンクリート中に埋め込むことを原則とし、一般には吹付コンクリートの一層目 と二層目の間に設置する。また、金網の端部は、周方向,縦断方向とも15㎝以上ラップさせ、 固定ピンを打ち込んで固定する。 5) ロックボルト ロックボルトの施工は、吹付けコンクリートに引き続いて行う。通常は全面接着方式が広 く使用され、セメントモルタル充填型が経済的で施工も比較的容易で実績も多い。 従って、本トンネルもこの全面接着方式を使用する。施工機械としては、ドリルジャン ボを使用する。 6) 覆工コンクリート NATMにおける二次覆工コンクリートの特徴は、全周同時巻立となり比較的薄肉なこと である。一次支保で安定化を達成してから二次覆工するのが原則であり、二次覆工の施工時 期は通常地質状況と計測の結果から決定される。変形が収束しない時期に覆工を行う場合( 変形収束まで待つと変形余裕を超え覆工断面を侵すような場合。また、工程上変形の収束を 待てない場合等)には、計測値等から覆工にかかる応力を求め、構造的に検討を行ってコン クリートの強度増,鉄筋補強,スチールファイバーコンクリートを使用する等の補強を行う。 1-8 (11)延長調書 測 表1-1-8 トンネル設計パターン延長調書 摘 点 追加距離 設計パターン 区 間 長 NO. 88 + 17.00 8,817.0 NO. 88 + 22.43 8,822.4 NO. 88 + 65.00 8,865.0 NO. 89 + 80.00 8,980.0 NO. 89 + 92.57 8,992.6 NO. 89 + 98.00 8,998.0 合 坑門工 5.43 DⅢa-S 42.57 DⅢa 115.00 DⅢa-S 12.57 坑門工 5.43 計 L= 181m 1-9 1測点:100m 要 (控除長) (掘削長) 上半: 5.43 42.57 下半: 2.45 45.55 上半: 下半: 5.43 2.45 12.57 15.55 トンネル本体工延長 L= 181m 測 点 NO. 88 + 17 NO. 88 + 22.43 NO. 88 + 65 NO. 89 + 80 NO. 89 + 92.57 NO. 89 + 98 合 計 表1-1-9 掘削パターン別延長集計 DⅢa DⅢa-S 坑門工 5.43 42.57 115.00 12.57 5.43 115.0 55.14 0.00 1-10 0.00 0.00 10.86 (12)単位数量一覧表 1)掘 削 種 別 DⅢa DⅢa-S 上 半 下 半 インバート (単位:m3/m) 摘 要 計 設計断面 67.110 37.406 15.467 119.983 支払線含む 69.832 38.058 16.237 124.127 設計断面 67.110 37.406 15.467 119.983 支払線含む 69.832 38.058 16.237 124.127 2)吹付コンクリート 種 別 上 半 下 半 (単位:m2/m) 摘 要 計 DⅢa t=25cm 19.944 5.016 24.960 DⅢa-S t=25cm 19.944 5.016 24.960 3)ロックボルト 種 別 上 半 下 半 (単位:本/断面) フォアポ-リング 摘 要 計 DⅢa L=6m 6 4 10 28.5 DⅢa-S L=6m 6 4 10 28.5 注入式FP 4)覆工コンクリート 種 別 DⅢa DⅢa-S 全 断 面 インバート 計 設計断面 10.900 7.504 18.404 支払線含む 12.907 8.274 21.181 設計断面 10.900 7.504 18.404 支払線含む 12.907 8.274 21.181 1-11 (単位:m2/m) 摘 要 1-2 掘削計画 「国土交通省 土木工事積算基準書(河川・道路編)平成19年度」頁Ⅳ-5-①-112参照 1-2-1 掘削工 掘削工法は、吹付け,ロックボルト工法(NATM)の上半先進ベンチカット方式で、タイヤ方式 によるずり搬出を計画し終点側坑口から片押し施工とする。 掘削は自由断面掘削機(ロードヘッダー)による機械掘削で行う。 掘 削 表 1-2-1 掘 削 工 法 お よ び 掘 削 方 式 方 法 機 械 掘 削 掘 削 方 式 ショートベンチカット ず り 運 搬 方 式 タイヤ方式(坑口より0.08kmにずり仮置場を計画) (1)余掘・余巻・余吹 表1-2-2 余 掘 , 余 巻 及 び 余 吹 厚 掘 削 区 分 DⅢa DⅢa-S 厚 13 13 余 巻 厚 8 8 余 厚 5 5 余 掘 吹 (単位:cm) (2)1サイクル長:B 表 1-2-3 1サイクル当り掘進長:B 掘 区 分 上 削 半 1.0 1.0 下 半 2.0 2.0 DⅢa DⅢa-S (単位:m) (3)掘削機械作業能力 区 表 1-2-4 1サイクル当り掘削作業能力:C DⅢa DⅢa-S 分 上 半 32 32 下 半 17 17 掘 削 3 (単位:m /h) 1サイクル当り掘削・ずり出し時間:T1 T1=A2 ×B×60/C T1 :掘削1サイクル当りの掘削・ずり出し時間 2 A2 :掘削面積(余掘含む) (m ) B :1サイクル当り掘進長 (m) C :1サイクル当り掘削作業能力 1-12 3 (m /h) (min/1サイクル) 表 1-2-5 掘 削 断 面 積:A2 (余掘含む) 掘 削 区 分 上 下 DⅢa DⅢa-S 半 69.832 69.832 半 19.029 19.029 (単位:㎡) (注) 下半の掘削断面積は1/2の数値とする 表 1-2-6 1サイクル当り掘削・ずり出し時間(T1) 掘 削 断 面 積 2 1サイクル 1サイクル 当掘進長 当掘削量 3 掘削機械 作業能力 3 (min/1サイクル) 1サイクル 当掘削時間 A2 (m ) B (m) QO (m ) C (m /h) T1 (min) DⅢa 上 DⅢa-S 半 69.8 1.0 69.8 32 131 69.8 1.0 69.8 32 131 DⅢa 下 DⅢa-S 半 19 2.0 38.0 17 134 19 2.0 38.0 17 134 摘 要 (4)掘削機械運転時間 掘削1サイクル当りの各機械の延運転時間は、次式による。 TC = 基本掘削時間 × 稼動係数 表 1-2-7 基本掘削時間(T1)と稼動係数 (min/サイクル) TC = 基本掘削時間 (T1)× 稼動係数 機 械 名 稼動係数 DⅢa DⅢa-S 上 半 油 圧 切 削 機 0.74 97 97 トラクタショベル 0.70 92 92 下 半 大 型 ブ レ ー カ 0.81 109 109 バ ッ ク ホ ウ 0.70 94 94 1-13 1-2-2 施工歩掛 (1)掘削作業の編成人員 掘削作業における1方向当り編成人員は、次表を標準とする。 表 1-2-8 掘削作業の編成人員 工種 ショートベンチカット工法 名称 上 半 下 半 トンネル世話役 1 1 トンネル特殊工 5 4 トンネル作業員 1 1 (注)1.掘削機械の運転手は、上記編成人員で行う。 2.ずり出しにおいて運搬距離(片押し延長+坑外運搬距離)が1.7kmを超 えかつ、10tダンプトラックを使用する場合は、1.7kmを超える部分に対 しトンネル特殊工を1人 追加する。(下半を除く) 3.掘削作業の編成人員は、次の作業を行うものとする。 ①削岩 ②ずり出し ③吹付 ④金網 ⑤ロックボルト ⑥鋼製支保工 ⑦坑内送気管設置・撤去 ⑧坑内換気設備・運転・撤去 ⑨集塵機運転 ⑩坑内排水管設置・撤去 ⑪給排水設備保守 ⑫坑内排水設備設置・運 転・撤去 ⑬坑内運搬路等の保守。⑭掘削の進行にともなう切羽照明・ 坑内照明・坑内排水設備・坑内換気設備・集塵機等の設置・撤去及び電 気配管,配線 1-14 (2)掘削機械の機種の選定 掘削機械の機種、規格は、次表を標準とする。 表1-2-9 機 種 の 選 定 施工区分 機 種 自由断面 トンネル掘削機 規 格 単 位 数 量 台 1 摘 要 最大掘削高 6.0m 掘削幅 6.4m カッタヘッド出力200∼240kw 掘削 ずり出し ホイールローダ トンネル工事用排出ガス対策型 サイドダンプ式山積2.3m3 〃 1 大型ブレーカ トンネル工事用油圧式1,300kg級 〃 1 〃 n ずり積込 坑内普通ディーゼル10t積 〃 n ずり運搬 トンネル工事用排出ガス対策型湿式一体型 吹付範囲 半径7m級、吐出量6∼20m3級 〃 1 〃 1 バックホウ ダンプトラック 吹 付 コンクリート吹付機 ロックボ ルト トンネル工事用排出ガス対策型 クローラ型・山積0.8m3(平積0.6m3) トンネル工事用排出ガス対策型 ドリルジャンボ ホイール式、2ブーム ドリフタ質量150kg級 (注)上半・下半各々でダンプトラックの使用台数を算出する。 1-15 ずり積込 (3)ビット類の損耗量 ビット類の損耗量は、次表を標準とする。 名 称 カッタービット 表 1-2-10 ビ ッ ト 類 の 損 耗 量 DⅢa DⅢa-S 単 位 個 0.04 3 (1m 当り) 0.04 表 1-2-11 1サイクル当りカッタービットの損耗量 DⅢa DⅢa-S 目 単 位 項 3 1m 当りカッタービット損耗量 1サイクル当り上半掘削断面積 1サイクル当りカッタビット損耗量 個/m 3 3 m 個 0.04 0.04 69.8 69.8 2.8 2.8 (4)諸雑費 諸雑費は、ロックボルト打設用のドリルジャンボのビット,ロッド,シャンクスクリュロッド, ジョイントスリーブ等の損耗費と、下半において掘削用の大型ブレーカのチゼルの損耗費等の費用 であり,掘削労務費の合計に、次表の率で乗じた金額を上限として計上する。 掘 表 1-2-12 諸 削 区 分 雑 上 費 半 率 下 半 C 2 16 D 3 3 1-16 1-2-3 ずり出し工 (1)ずり出し方式 ずり出し方式は、直送方式を標準とし、積替方式の場合の積替場所から捨て場までは、一 般の運搬工で積算する。なお、直送方式と積替方式の範囲は、運搬距離(片押し延長+坑外 片道運搬距離)が3.0km程度が標準である。 本トンネルは、二方施工の夜中施工となることから積み替え方式とする。 (2)ずり積込工 積込機械の作業能力および運転時間は、機械掘削工の作業能力、運転時間に準ずる。 (3)ずり運搬工 ①ダンプトラックの規格および使用台数 ダンプトラックの規格および使用台数は、次表を標準とする。 表 1-2-13 ダンプトラックの規格および使用台数 ダンプ L≦0.8km 0.8<L≦1.7km 1.7<L≦2.7km 2.7<L≦3.0km トラック 2台 3台 3台 4台 10t ダンプ L≦2.3km 2.3<L≦3.0km 下 トラック 半 2台 3台 10t (注) 1.Lは運搬距離(片押し延長+坑外片道運搬距離)とする。 2.「国土交通省 土木工事積算基準書(河川・道路編)平成22年度」頁Ⅳ-5-①-63参照 上 半 (4)運搬距離 ①坑内運搬距離【L1】(片押し延長) L1 = 0.181km ②坑外運搬距離【L2】(片道距離) L2 = 0.08km ※ 坑口より80m付近にずり仮置場を計画 ③ずり運搬距離【ΣL】(L1+L2) = 0.26km ΣL = 0.181km+0.08km 1-17 ② ダンプトラックの延運転時間 掘削1サイクル当りのダンプトラックの延運転時間(Td)は、次式による。 60×Qo Td = × nt (min/1サイクル) Q Td: 掘削1サイクル当りのダンプトラック延運転時間 (min/1サイクル) Qo: 1掘進掘削量 (地山土量) (m ) Qs: ずり出し作業能力 (地山土量) (m /h) nt: 掘削サイクル当りのダンプトラック使用台数 (台/1サイクル) 3 3 表 1-2-14 1サイクル当りずり出し作業能力:C 掘 削 区 分 上 下 DⅢa DⅢa-S 半 32 32 半 17 17 表 1-2-15 ダンプトラック延運転時間 運搬距離 断面区分 Qo 3 0∼0.260km 運搬距離 0∼0.260km 3 (単位:m /h) Qs 3 (上部半断面) ダンプトラック 台 数 (nt) 延運転時間 (Td) (min) 摘 要 (m ) 69.80 (m /h) 32 (台) DⅢa 2 262 10tDT DⅢa-S 69.80 32 2 262 10tDT 表 1-2-16 ダンプトラック延運転時間 (下部半断面) ダンプトラック 延運転時間 Qo Qs 台 数 (Td) 断面区分 (nt) 3 3 (台) (min) (m ) (m /h) DⅢa 38.00 17 2 268 DⅢa-S 38.00 1-18 17 2 268 摘 10tDT 10tDT 要 1-3 支 保 工 1-3-1 吹付けコンクリート (1)吹付け方式 コンクリートの吹付機は圧縮空気により耐圧ホース内に高速度エネルギーを持 っ た 材 料 を 通 過 さ せ 、掘 削 面 に 衝 突 さ せ る こ と に よ り 締 固 め 付 着 さ せ る 方 法 で あ り 、 コ ン ク リ ー ト の 混 合 過 程 に よ っ て 湿 式 と 乾 式 と が あ る 。 乾 式 は 、 空 練 り 材 料 (セ メ ン ト , 砂 , 砂 利 , 急 結 剤 の 混 合 物 )を 圧 縮 空 気 に よ り 、 ホ ー ス 内 を と お し て 施 工 位 置 ま で 圧 送 し 、ノ ズ ル に お い て 圧 力 水 を 添 加 し 吹 き 付 け る 方 法 で あ る 。湿 式 は 、急 結 剤 以 外 の 全 材 料 を 正 し く 計 算 し た の ち 、水 を 加 え て ミ キ サ ー で 練 り 混 ぜ た も の を 吹 付 機 に 投 入 し 、圧 縮 空 気 に よ り ホ ー ス 内 を と お し て 施 工 面 ま で 圧 送 し 、吹 き 付 け る 方 法 で あ る 。本 ト ン ネ ル の 吹 付 方 式 は 、労 働 安 全 衛 生 を 重 視 し て 、「 国 土 交 通 省 基準」の湿式で計画する。 (2)吹付けコンクリートの配合 吹付けコンクリートの配合は、必要な強度,耐久性が得られ、水密性,付着性,施工 性の良いコンクリートが得られるように、現場で試験施工を行って配合を決定しなけれ ばならない。 表 1-3-1 に、吹付けコンクリートの標準的な配合例を示す。 表 1-3-1 強 度 スランプ W/C δ28 = 10±2 ㎝ 18N/mm 2 粗骨材 単 位 最大寸法 セメント量 56% 15 ㎜ (1m 3 当り) 吹付けコンクリート配合例 細骨材料 (砂) 細骨材料 急 結 剤 (砕石) 普通ポルトランド 0.80m 3 0.47m 3 セメント 360 ㎏ (1,086 ㎏) (675 ㎏) セメント量の 5.5% 摘 要 湿 式 (3)粉塵抑制剤 粉塵抑制剤は必要に応じて、別途計上することができる。 (4)集塵機 1)吹付時の粉塵対策として、集塵機を使用することを標準とする。 2)集塵機は、作業環境を考慮し、必要となる機種規格を選定する。 (5)コンクリート吹付機械 吹付けコンクリートの施工に用いる施工機械は、次表を標準とする。 表 1-3-2 機 械 名 吹付機械の組合せ 規 格 コンクリート吹付機 トンネル工事用排出ガス対策型 湿式ホイール型 吹付範囲 半径 7m 級 吐 出 量 6∼20m 3 級 ト ラ ッ ク ミ キ サ 黒煙浄化装置式 4.4m 3 級 1-19 台数 1台 n 摘 要 走行時 75kw 作業時 39kw (a)コンクリート吹付機 コンクリート吹付機は、吹付機,吹付ロボット,急結剤投入装置を一体型にした 機械である。 ① 吹付機 吹付機の作業能力 6∼20m 3 /h のものを使用する。 ② 急結剤投入装置 急結剤投入装置は、練り混ぜたコンクリートに急結剤を供給する装置であり、粉末, 固形,液体等の種類および吹付機との整合性により各種装置がある。いずれも、急 結剤添加率を任意に調整できること,一定量連続的に供給できる装置であることが 必要である。 ③ 吹付ロボット(吹付半径 7m 級) 吹付ロボットは、ロボットとベースマシン部からなる。一般には、位置決めやブ ームの移動などは運転席で遠隔操作され、定められたパターンのノズル操作は自動 化されている。 吹付ロボットの利点は、次のように考えられる。 破砕直後、ずりの上に登って吹付を行うことができる。 ・大容量吐 出の場合 、重 いノズルを 自在に操 作で き、大きい 吐出の反 動に 耐え ることができる。 ・遠隔操作 であるた め、 作業員は直 接吹付コ ンク リートのは ね返りを 浴び るこ とがない。また、壁面か らノズル離れは理想的に 保て、はね返りを少なく で き作業時間の短縮が計れる。 ・作業足場が不要となる。 ・オペレータは後方にいるため、作業中の安全性が高く、作業環境が良い。 (b)吹付プラント設備 吹付けコンクリートの製造プラントは、下記を満たす必要がある。 ・切羽のサイクルに合わせて、掘削後できるだけ早く吹付ける必要がある。 ・上記のほかに、必要に応じ増し吹きなどに対応できること。 ・骨材最大寸法が 15 ㎜と一般のコンクリートより小さい。 ・昼夜施工となるため、夜間でも供給できること。 以上のような点から、現場に専用プラントが必要である。 1-20 (6)設計吹付厚及びロス率 表1-3-3 設計吹付厚及びロス率 断面規格 岩 区 分 掘削方法 DⅢa 坑口部断面 (大断面Ⅰ) 上下半同時 併進工法 DⅢa-S 1-21 設計厚 余吹厚 はね返り率 ロス率 上半 25 5 30% 1.7 下半 25 5 20% 1.5 上半 25 5 30% 1.7 下半 25 5 20% 1.5 (7)吹付時間 掘削1サイクル当りの吹付時間 (min/1サイクル) V T3 = × 60 F (min/1サイクル) ここに、 T3 : 掘削1サイクル当り吹付け時間 (min/1サイクル) V : 掘削1サイクル当り吹付けコンクリート量 (m3) 12 (m3/h) F : コンクリート吹付機の作業能力 表1-3-4 吹付コンクリートのサイクルタイム〔上半〕(T3) 項 B 1 サ イ ル 掘 単位 算 掘 式 削 DⅢa DⅢa-S 進 長 m 1.0 1.0 長 〃 19.944 19.944 19.9 19.9 0.25 0.25 1.7 1.7 8.458 8.458 F 吹 付 機 の 作 業 能 力 m3/h 12m3/h 12 12 T3 1 サ イ ク ル 当 り 吹 付 時 間 min V/F×60 42 42 吹 ク 目 付 周 M 1 サ イ ク ル 当 り 吹 付 面 積 m2 N 設 計 K 補 吹 正 付 厚 係 B× m 数 V 1 サ イ ク ル 当 り の 吹 付 量 m3 M×N×K 区 分 区 分 表1-3-5 吹付コンクリートのサイクルタイム〔下半〕(T3) 項 B 1 サ イ ル 掘 単位 算 掘 式 削 DⅢa DⅢa-S 進 長 m 2.0 2.0 長 〃 5.016 5.016 5.0 5.0 0.25 0.25 1.5 1.5 1.875 1.875 F 吹 付 機 の 作 業 能 力 m3/h 12m3/h 12 12 T3 1 サ イ ク ル 当 り 吹 付 時 間 min V/F×60 9 9 吹 ク 目 付 周 M 1 サ イ ク ル 当 り 吹 付 面 積 m2 N 設 K 補 計 吹 正 付 係 厚 B× ×1/2 m 数 3 V 1 サ イ ク ル 当 り の 吹 付 量 m M×N×K 1-22 表1-3-6 掘削1サイクル当りトラックミキサ延運転時間 (Tt)〔上半〕 項 目 単位 算 V 1サイクル当りの吹付量 m3 F 吹 付 機 の 作 業 能 力 m3/h T3 1サイクル当りの吹付時間 min Md ト ラ ッ ク ミ キ サ 容 量 m3/台 4.4m3 式 M×N×K V/F×60 掘 削 DⅢa DⅢa-S 8.46 8.46 12 12 42 42 4.4 4.4 n 1サイクル当りトラックミキサ台数 台 V/Md 2 2 L1 坑内荷重平均運搬距離 km 往 復 0.21 0.13 L2 坑 離 〃 往 復 0.10 0.10 L 運 離 〃 L1+L2 0.31 0.23 6×L×n 4 3 Tt’+T3+20 66 65 外 運 搬 搬 距 距 Tt’ 1サイクル当りトラックミキサ の 材 料 延 運 搬 時 間 min Tt 1サイクル当りトラックミキサ の 延 運 搬 時 間 〃 区 分 表1-3-7 掘削1サイクル当りトラックミキサ延運転時間(Tt)〔下半〕 項 目 単位 算 V 1サイクル当りの吹付量 m3 F 吹 付 機 の 作 業 能 力 m3/h T3 1サイクル当りの吹付時間 min Md ト ラ ッ ク ミ キ サ 容 量 m3/台 4.4m3 式 M×N×K V/F×60 掘 削 DⅢa DⅢa-S 1.88 1.88 12 12 9 9 4.4 4.4 n 1サイクル当りトラックミキサ台数 台 V/Md 1 1 L1 坑内荷重平均運搬距離 km 往 復 0.21 0.13 L2 坑 離 〃 往 復 0.10 0.10 L 運 離 km L1+L2 0.31 0.23 Tt’ 1サイクル当りトラックミキサ の 材 料 延 運 搬 時 間 min 6×L×n 2 1 Tt 1サイクル当りトラックミキサ の 延 運 搬 時 間 〃 Tt’+T3+20 31 30 外 運 搬 搬 距 距 注1)坑内加重平均運搬距離は、1-4インバート工参照 注2) トラックミキサの坑外運搬距離は吹付プラント設備まで往復距離 L = 片道運搬距離 0.05km × 2 L = 0.10km (往復) 1-23 区 分 掘削1サイクル当りのコンクリート吹付機運転時間は、次式による。 Tf = T3 + 15 (min/1サイクル) Tf : 掘削1サイクル当りのコンクリート吹付機運転時間 (min/1サイクル) 表1-3-8 掘削1サイクル当りのコンクリート吹付機運転時間(Tf) 項 上半 下半 目 単位 T3 吹 Tf 吹 付 機 運 転 時 間 〃 T3 吹 間 〃 Tf 吹 付 機 運 転 時 間 〃 付 付 時 時 間 算 式 min T3+15 T3+15 1-24 DⅢa DⅢa-S 42 42 57 57 9 9 24 24 (8) 吹付プラント設備の運転時間 掘削1サイクル当りの吹付プラント設備運転時間は、次式とする。 Qp = 30 (min/1サイクル) Qp : 掘削1サイクル当りの吹付プラント設備運転時間 (min/1サイクル) (9) 粉塵抑制剤 粉塵抑制剤は必要に応じて、別途計上することができる。 (10)集塵機 ① 吹付時の粉塵対策として、集塵機を使用することを標準とする。 ② 集塵機の選定 集塵機の機種・規格は電気式集塵機を標準とする。 ③ 集塵機の運転労務 集塵機の運転は、掘削作業の編成人員で行う。 ④ 集塵機の運転時間 掘削1サイクル当りの集塵機運転時間は、次式とする。 Qj = Q (min/1サイクル) Qj : 掘削1サイクル当りの集塵機運転時間 (min/1サイクル) Q : 1掘進長当り掘削サイクルタイム ( 〃 ) 表1-3-9 掘削1サイクル当りの集塵機の運転時間 項 上 半 下 半 目 単位 算 式 DⅢa DⅢa-S Tf 吹付機運転時間 min T3+15 57 57 Qj 集塵機運転時間 〃 Q 504 627 Tf 吹付機運転時間 min T3+15 24 24 Qj 集塵機運転時間 〃 Q 504 627 1-25 (min/1サイクル) 1-3-2 ロックボルト工 (1)標準パターンロックボルト ロックボルトの作用効果としては、一般に次のように考えられている。 ①岩塊の吊り下げ効果 ②はり形成効果 ③アーチ形成効果 一定のパターンでロックボルトを配置し、トンネル周辺の岩盤の中に一種の構造体を形成させ る。これにはロックボルトにプレストレスを与えて、圧縮帯とする場合とプレストレスを与えず にボルトを岩盤の接合により、その効果を期待する場合とが考えられる。 しかし、これは未だに概念的な考え方が支配的で、いくつかの作用効果が相乗することによっ て地山を支持していると考えているのが現状である。 ロックボルトの使用区分と材質は次表の通りである。 表 1-3-10 ロックボルトの使用区分 掘 削 区 分 ロックボルトの長さ×周方向 ×延長方向間隔 材 質 DⅢa、DⅢa-S 6.0×1.0×1.0 ねじり棒鋼と同等以上 先受けボルト DⅢa 3.0×0.5×1.0 異形棒鋼 SD345 耐 力 176.5kN(18t)以上 D25mm 〃 (2)ロックボルトの選定 ロックボルトには多くの種類があるが、これを定着方式で分類すると先端定着方式,全面接着 方式,併用方式に大別される。従来、硬岩地山においては先端定着方式のロックボルト,軟岩地 山においては全面接着方式のロックボルトが用いられる傾向があった。 しかし、最近では硬岩地山においてもほとんど全面接着方式が採用されている。 1)先端定着方式 ロックボルトの先端を地山に固着し、トンネル壁面とボルト先端の間に圧縮力を作用させ、 地山に圧縮領域を形成させ地山の安定性を向上させる目的、また、岩塊を縫い付ける目的で使 用されている。この方式は先端の定着が十分でないと効果が発揮できないため、比較的堅硬な 地山を使用されることが多い。 2)全面接着方式 ボルト全長にわたり定着材で地山固着させるため、適用される地山は多岐にわたっている。 1-26 3)併用方式 先端定着方式と全面接着方式の両方の利点を生かしたものであり、ロックボルトにプレスト レスを導入する場合に有効である。地山の強度が著しく低い未団結層や崖錐などでは、ボルト 孔の孔壁の維持が難しいことがあり、こうした場合には自穿孔式ロックボルト等の使用を検討 する必要がある。 トンネルの土被りが小さい場合、ロックボルトにプレストレスを与え、地山に強制的に圧縮 領域を形成させ地山の安定性を向上させることがあり、こうした場合には、ロックボルトの先 端を確実に地山に定着させる必要がある。先端の定着には機械式もしくはモルタル急結剤を用 いて早期に硬化させるなどの方式が採用されている。ロックボルトの定着力が十分であるかど うかは引抜き試験を行い、その耐力で判断しなければならない。引抜き耐力は、地山と定着材 との間に生ずる摩擦力で得られるもので、地山条件,定着形式,定着材ボルト長孔径等の違い によって異なる。 以上により、本トンネルにおけるロックボルトは、施工性が良く施工実績の多い、全面接着 式ロックボルトを選定する。 (3)ロックボルト工のモルタル材料及び使用量 ロックボルト工のモルタル材料はドライモルタルを標準とし、使用量は次表とする。 表 1-3-11 ロックボルト工のモルタル材料使用量 名 称 モ ル タ ル 規 格 ドライモルタル (100m当り) 単位 使 用 量 m3 0.22 注)ロスを含む。 (4)注入急結材 注入急結材(無収縮混和材)の使用は、湧水がある場合、1本/孔を標準とする。 ただし、現場条件によっては、別途考慮することができる。 1-27 (5)ロックボルト 1)ロックボルト工の施工時間 掘削1サイクル当りのロックボルト工の施工時間は、次式による。 掘削1断面当り本数 × 1掘削進行長 ロックボルト縦断方向間隔 T4= ロックボルト長 × t (min) L = 3m t = 5min L = 4m t = 6min L = 6m t = 8min ただし、下半1断面当りの本数は、断面当り本数の1/2とする。 T4 : 掘削1サイクル当りのロックボルト工施工時間 (min) t : 1本当りの穿孔,打込,モルタル注入,取付時間 表1-3-12 ロックボルト工の施工時間(T4)〔上 半〕 項 ッ ク ボ ル ト 削 DⅢa DⅢa-S 1.0 1.0 1 ロックボルトの長さ 〃 6 6 b1 延 長 方 向 ピ ッ チ 〃 1.0 1.0 p1' 1 断 面 当 り 本 数 本 6 6 p1 1 サ イ クル 当 りの 本数 〃 6 6 t1 打 min 8 8 込 時 間 p1'×B /b1 2 フォアポーリングの長さ m 3 0 b2 延 長 方 向 ピ ッ チ 〃 1.0 0.0 p2' 1 断 面 当 り 本 数 本 28.5 28.5 p2 1 サ イ クル 当 りの 本数 〃 28.5 28.5 t2 打 min 5 0 min 0 9 191 305 ォ ー リ ン グ 掘 式 m フ ア ポ 算 1サイクル掘進長 B ロ 単位 目 込 時 間 補 助 工 法 (打 込 時 間) 施 T4 工 時 間 〃 p2'×B/b2 p1×t1+p2×p2 区 分 区 分 表1-3-13 ロックボルト工の施工時間(T4)〔下 半〕 項 ッ ク ボ ル ト T4 単位 算 掘 式 削 DⅢa DⅢa-S 1サイクル掘進長 m 2.0 2.0 ロックボルトの長さ 〃 6 6 b 延 長 方 向 ピ ッ チ 〃 1.0 1.0 p' 1 断 面 当 り 本 数 本 下半半断面 2 2 p 1 サ イ クル 当 りの 本数 〃 p'×B /b 4 4 t 打 込 時 間 min 8 8 施 工 時 間 〃 32 32 B ロ 目 p×t 1-28 2)ドリルジャンボの運転時間 支保工1サイクル当りのドリルジャンボの運転時間は、次式による。 TC2 = T4+T5+T6 TC2 : 支保工1サイクル当りのドリルジャンボの運転時間 (min/1サイクル) T4 : 支保工1サイクル当りのロックボルト穿孔時間 ( 〃 ) T5 : 支保工1サイクル当りの金網設置時間 ( 〃 ) T6 : 支保工1サイクル当りの支保工建込時間 ( 〃 ) ただし、T5,T6は下半には計上しない。 表1-3-14 ドリルジャンボの運転時間(TC2)〔上 半〕 項 目 単位 算 掘 式 削 DⅢa DⅢa-S min/ 1サイクル 191 305 T4 ロックボルト穿孔時間 T5 金 間 〃 30 30 T6 支 保 工 建 込 時 間 〃 30 30 TC2 ドリルジャンボの 運転 時間 〃 251 365 網 設 置 時 T4+T5+T6 区 分 区 分 表1-3-15 ドリルジャンボの運転時間(TC2)〔下 半〕 項 目 単位 T4 ロックボルト穿孔時間 min/ 1サイクル TC2 ドリルジャンボの 運転 時間 〃 算 掘 式 T4 1-29 削 DⅢa DⅢa-S 32 32 32 32 3) モルタル注入機の運転時間 掘削1サイクル当りのモルタル注入機の運転時間は、次式による。 Tm = T4+10 Tm : 掘削1サイクル当りの注入機運転時間 (min/1サイクル) T4 : 支保工1サイクル当りのロックボルト施工時間 (min/1サイクル) 表1-3-16 モルタル注入機の運転時間(Tm)〔上 半〕 項 T4 Tm 目 ロックボルト穿孔時間 モルタル注入機の運 転時 間 単位 算 掘 式 min/ 1サイクル 〃 T4+10 削 DⅢa DⅢa-S 191 305 201 315 区 分 区 分 表1-3-17 モルタル注入機の運転時間(Tm)〔下 半〕 項 T4 Tm 目 ロックボルト穿孔時間 モルタル注入機の運 転時 間 掘 算 式 単位 DⅢa DⅢa-S 32 32 42 42 min/ 1サイクル 〃 削 T4+10 4) モルタル注入機運搬機械の運転時間 (Tk1) 掘削1サイクル当りのモルタル注入機運搬機械の運転時間は、次式による。 Tk1 = 10 (min/1サイクル) 5) ロックボルト運搬機械の運転時間 (Tk2) 掘削1サイクル当りのロックボルト運搬機械の運転時間は、次表による。 表 1-3-18 ロックボルト運搬機械の運転時間 掘 削 方 式 上半先進ベンチカット工法 上 半 15 下 半 15 6) 注入急結剤 注入急結剤(無収縮混和剤)の使用は、湧水がある場合1本/孔を標準とする。 ただし、現場条件によっては、別途考慮することができる。 7) ロックボルト工労務 ロックボルト工労務は、掘削作業の編成人員でおこなう。 1-30 1-3-3 金網工 (1)金網の作用効果 特に薄い吹付厚の場合や、内空変位がわずかの安定した硬岩トンネルの場合を除き、一般に吹 付けコンクリートを補強するために、溶接金網を使用している。 金網の効果としては、 ①地山の粘着力が低い場合の肌落ち防止としての効果 ②吹付けコンクリートの付着性を良くする。 ③一次覆工のせん断強度の補強 ④吹付コンクリートにクラックが入った場合の剥離防止等があげられる。 本トンネルではφ5×150×150 を使用し、一層目吹付コンクリート施工完了後、アンカーボル トで固定する。金網の設置足場には掘削用のホイールジャンボを使用する。材料は JIS-G-3551 の規格品とする。 (2)金網工の使用材料 金網工における使用材料は、次表を標準とする。 表 1-3-19 金 網 工 使 用 材 料 品 名 単 位 数 量 網 m2 11.9 諸 雑 費 % 8 金 摘 (10m2 当り) 要 JIS-G-3551(溶接金網) 150×150×φ5 2.13 ㎏/m2 (注) 1.金網数量にはラップによるロスを含む。 2.諸雑費は止め金具の費用であり、材料費に上表の率を乗じ た金額を上限として計上する。 (3)設置範囲 金網の設置範囲は、支保パターン別に下表の通りとする。 表 1-3-20 金 網 設 置 範 囲 設 置 範 囲 地 山 分 類 備 DⅢa、DⅢa-S 上 半 下 半 全 周 全 周 考 (4)金網設置時間(T5) 金網設置機械はドリルジャンボを使用(上半のみ)し、掘削1サイクル当りの設置時間(T5) を下表に示す。 表 1-3-21 金 網 設 置 時 間 掘削方法 機械工法 支保パターン 上 DⅢa、DⅢa-S 半 30 下 半 20 (注)T5;掘削1サイクル当りの金網設置時間(min/1 サイクル) 1-31 (min/1 サイクル) 備 考 1-3-4 鋼製支保工 (1)鋼製支保工の種別 吹付け,ロックボルト工法(NATM)における鋼製支保工は、吹付けコンクリート,ロックボ ルトと共同して支保するため剛性が低く、柔軟で比較的軽量の鋼材を用いる。 (2)鋼製支保工の効果 ・吹付けコンクリートが固まるまでの支保 ・縫地ロックボルトの反力受け ・落盤及び崩壊地山の安全対策 ・ロックボルト及び吹付けコンクリートとの協調支保 (3)鋼製支保工の断面・材質 ・鋼製支保工は作用荷重のはか、吹付けコンクリートの厚さ,施工法等を考慮して適切な断面 形状・寸法を有するものとしなければならない。 ・鋼製支保工の鋼材には、延性が大きく、かつ曲げや溶接等の加工が正確,良好に行える材質 のものを用いなければならない。 (4)鋼製支保工の種別 材質及び形状については、原則としてH形鋼とするが、支保目的,断面特性,及び施工性等を 十分に検討し同等品以上と認められた場合にはU形鋼等を使用することができる。 支保工の材料規格寸法緒元は下表のとおりとする。 表 1-3-22 鋼製支保工の諸元 種 別 H形鋼 呼 称 寸 法 (㎜) 断面積 A (㎝ 2) 単 重 位 量 W (㎏/m) 断面二次 モーメント IX (㎝ 4) 断 面 係 数 ZX (㎝ 3) 最小曲率 半 径 R (㎝) H-125×125×6.5×9 30.00 23.6 839 134 150 H-150×150×7×10 39.65 31.1 1,620 216 200 H-200×200×8×12 63.53 49.9 4,720 472 420 注)最小半径は、冷間加工による標準を示す。 1-32 材 料 規 格 SS400 (5)鋼製支保工の使用材料 鋼製支保工の建込み間隔は、地山特性,使用目的,施工法等を考慮して決定しなければならな い。 鋼製支保工の使用材料は、次表を標準とする。 表 1-3-23 鋼製支保工の使用材料(大断面 内空幅 12.5m∼14.0m) 区 分 名 称 H形鋼(上 半) 継手板(天 端) CⅡ@1.2m DⅠ@1.0m H-150×150×7×10 H-150×150×7×10 n=2 n=2 PL-180×180×9 n=2 PL-180×180×9 n=2 継手板 − PL-180×180×9 n=4 H形鋼(下 半) − H-150×150×7×10 n=2 PL-180×180×16 n=2 PL-250×250×16 n=2 底板 1-33 DⅡ@1.0m DⅢ@1.0m H-200×200×8× 12 n=2 PL-230×230×16 n=2 H-200×200×8× 12 n=2 PL-230×230×16 n=2 PL-230×230×16 n=4 H-200×200×8× 12 n=2 PL-300×300×19 n=2 PL-230×230×16 n=4 H-200×200×8× 12 n=2 PL-300×300×19 n=2 1-4 インバート工 (1)インバート施工法 インバート工は掘削工,ずり出し,鉄筋工(加工・組立),型枠工(製作・設置・撤去),コンクリ ート工(打設・養生),埋め戻し工(敷ならし・締固め)とする。下記に施工の標準作業フローを示 す。 〔掘削工〕〔ずり出し工〕 〔鉄筋工〕〔型枠工・コンクリート工〕 〔埋戻し工〕 坑内作業 敷 な ら し 埋 め 戻 し 土 砂 運 搬 生 立 型 枠 撤 去 養 組 コ ン ク リ ー ト打 設 筋 型 枠 設 置 鉄 土 砂 運 搬 積 込 作 業 ず り 出 し 削 掘 削 面 整 形 掘 破 砕 片 除 去 岩 坑外作業 戻 用 土 砂 積 込 埋 型 枠 製 作 鉄 筋 加 工 図 1-4-1 インバート施工標準作業フロー ①機械器具損料 坑内で内燃機関付機械(ダンプトラック,ブルドーザ等)を使用する場合は、黒煙浄化装置付を 標準とする。 ②余掘及び余巻コンクリート インバート施工において設計厚に対する余掘・余巻コンクリート厚は5㎝を標準とする。 (2)インバート掘削工 インバート掘削は上下半掘削後直ちに行う計画である、施工は上下半先進部のずり搬出及び資料 搬入等から片側ずつの施工で行う。掘削は大型ブレーカ(600∼800 ㎏級)で行い、掘削ずりはバッ クホウ(山積 0.45m3)で 10t積ダンプトラックに積込み坑外に運搬する。 1-34 インバート掘削工の施工歩掛は、次表とする。 (10m 3 当たり) 表 1-4-1 インバート掘削工施工歩掛 名 称 規 格 単 位 数 量 ト ン ネ ル 世 話 役 人 0.16 ト ン ネ ル 特 殊 工 〃 0.39 ト ン ネ ル 作 業 員 〃 0.20 大型ブレーカ運転 油圧式 600∼800 ㎏級 日 0.15 バ ッ ク ホ ウ 運 転 トンネル工事用排出ガス対策型 油圧式 クローラ型山積 0.45m3 h 1.30 チ ゼ ル 損 耗 費 600∼800kg 級用 本 0.01 (注)1.機械の労務運転は、上表労務人員で行う。 2.上表には、破砕片除去,掘削面整形及びずり積込作業が含まれる。 (3)インバートずり出し工 ①ずり出し方式 直送方式の場合はすべて坑内作業とし積替方式の場合、一次運搬(坑内∼積替場所)は直送方式 に準じ、二次運搬(積替場所∼捨場等)は一般運搬工で積算する。なお、直送方式と積替方式の範 囲は、片道 2.5km 程度が標準である。 ②ずり出し工の施工歩掛は、次表とする。 表 1-4-2 ずり出し工施工歩掛 名 称 規 格 ト ン ネ ル 特 殊 工 ダンプトラック運転 坑内普通ディーゼル 10t積 単 位 (10m 3 当たり) 数 人 10m3/Qt×1/8 h 10m3/Qt (注)1.機械の運転労務は、上表労務人員で行う。 2.ダンプトラック運転 1 時間当りずり運搬土量Qt は、次式による。 1-35 量 (4)ダンプトラックの作業能力 Qt= 60×qt×Et Cmt (m3/h) Qt: ダンプトラック運転1時間当たり運搬土量 (地山土量) (m3/h) qt: ダンプトラックの積載土量 (地山土量) (m3) 表1-4-3 積載土量(地山土)(m3) 掘削区分 D 積載土量 4.5 (標準 Et = 0.90) Et: 作業係数 Cmt: ダンプトラックのサイクルタイム (min) Cmt =Cm1+Cm2 Cm1 = Cm2 = (標準 V’=12km/h) 60×qt Qs 60 × ( L' L + V V' + t 60 ) Qs : バックホウ運転時間1時間当りの作業能力 L : 坑内加重平均運搬距離 (往復) L': 坑外運搬距離 (往復) 20 m3/h 「土木工事積算基準書」 ※ km (次項表1-4-8参照) 0.08 km (1-2-3ずり出し工参照) V: 平均坑内運搬速度 8 km/h V': 平均坑外運搬速度 12 km/h なお、片道運搬距離が1,000m以上の場合は、別途考慮する。 表1-4-4 平均坑内運搬速度 坑内片道運搬距離 (m) L<600 平均坑内運搬速度 (km/h) 8 L=トンネル延長 t:ずり捨て時間及び坑内待ち時間 (標準 t=3min) 1-36 L≧600 10 1-37 4.5 4.5 km 0.21 0.13 13.50 13.50 L min Cm1 0.08 0.08 km L' ダンプトラックの平均作業能力 m3/h (L×Qt)/L L×Qt Qt 3 ダンプトラック作業能力 m /h L m 延 長 加重計算 km/h V 8 8 1,512.3 13.15 115.00 896.9 13.59 66.00 12 12 km/h V' L’ t L + + V’ V 60 Cm2 表1-4-6 ダンプトラックの平均作業能力 単位 算 式 DⅢa DⅢa-S /h ( 60 × ∴ Qs = バックホウ運転1時間当りの作業能力 = 20 20.0 DⅢa-S m3 m3/h 20.0 qt 60×qt Qs Cm1 Qs DⅢa 断面区分 算 式 min t ) 3 3 表1-4-5 インバート工のダンプトラックの作業能力 4.38 4.98 min Cm2 13.3 2,409.2 − 181.0 合 計 17.88 18.48 min Cmt Cm1+Cm2 Cmt 4.5 4.5 m3 qt 0.9 0.9 Et 60×qt×Et Cmt Qt 13.59 13.15 m3/h Qt 表1-4-7 坑内加重平均運搬距離計算 運搬距離計算 断面区分 DⅢa-S DⅢa DⅢa-S 合計 掘 削 延 長 坑口∼掘削の中心距離 ③ ① (m) ② (m) ① × ② (m2) 48.00 24.0 1,152 115.00 105.5 12,133 18.00 172.0 3,096 181 1-38 表1-4-8 坑内運搬距離(L) (往復) 運搬距離計算 Σ① 坑内運搬距離(km) Σ③ (Σ③/Σ①×2)/1,000 断面区分 DⅢa DⅢa-S 115.0 12,133 0.21 66.0 4,248 0.13 1-39 (5)インバート鉄筋工(加工・組立) 鉄筋の加工・組立については、別途計上する。 (6)インバート型枠工(製作・設置・撤去) ①型枠製作歩掛は、次表とする。 表 1-4-9 名 称 型 枠 製 作 歩 掛 規 格 単 位 (100m 2 当り) 数 量 世 話 役 人 1.3 型 枠 工 〃 4.9 普 通 作 業 員 〃 2.8 諸 % 16 雑 費 率 (注) 諸雑費は、型枠合板,さん木,洋釘等の材料及び電気ドリル, 電気鋸,発動発電機損 料等の費用であり、上表の労務費の合計額に諸雑費率を乗じた金額を上限として計上 する。 ②型枠設置及び撤去歩掛は、次表とする。 表 1-4-10 名 称 (100m 2 当り) 型枠設置・撤去歩掛 規 格 単 位 数 量 トンネル世話役 人 4.5 トンネル特殊工 〃 15.3 トンネル作業員 〃 6.8 諸 % 13 雑 費 率 (注) 1.型枠設置・撤去歩掛には、はく離剤塗布,ケレン作業を含む。 2.諸雑費は、合板,組立支持材,はく離剤等の費用であり、上表の労務費の合計額に 諸 雑費率を乗じた金額を上限として計上する。 (7)インバートコンクリート工 インバートは通常坑口部や低強度の地山に施工される。できるだけ早期にインバートコンクリー トを施工して断面閉合することが望ましい。インバートコンクリートは、二次覆工コンクリートの 前に先行施工する。インバートの施工は先行する上下半掘削の作業を阻害しないため片側ずつ行う ものとする。 1-40 インバートコンクリート(打設・養生)歩掛は、次表とする。 (10m3 当り) 表 1-4-11 インバートコンクリート工(打設・養生)歩掛 名 称 規 格 単 位 数 量 ト ン ネ ル 世 話 役 人 0.12 ト ン ネ ル 特 殊 工 〃 0.53 ト ン ネ ル 作 業 員 〃 0.22 h 0.70 % 1 コンクリートポンプ車 諸 雑 費 黒煙浄化装置付 ブーム式 90∼110m3/h 率 (注) 1.打設歩掛には、打設に先立ち掘削面の清掃,排水,ポンプ車の移動,据付打設後の 打設用パイプ清掃等の労務も含む。 2.養生歩掛は、散水養生程度とする。 3.機械運転労務は、上表労務人員で行う。 4.コンクリートの使用量は「第 5 章①コンクリート工 3.材料の使用量」による。 5.諸雑費は、コンクリート締固機,養生用散水ポンプ損料,養生用シート等の費用であ り、上表の労務費の合計に諸雑費率を乗じた金額を上限として計上する。 (8)インバート埋戻し工(敷ならし・締固め) インバート敷均し・締固め工歩掛は、次表とする。 表 1-4-12 インバート敷ならし・締固め工歩掛 名 称 規 格 単 位 (10m 3 当り) 数 量 ト ン ネ ル 世 話 役 人 0.05 ト ン ネ ル 特 殊 工 〃 0.14 ト ン ネ ル 作 業 員 〃 0.08 h 0.51 日 0.06 ブ ル ド − ザ 運 転 タイヤローラ運転 排出ガス対策型,黒煙浄化 装置付 普通 15t 黒煙浄化装置付 8∼20t (注) 1.上表は、ブルド−ザによる敷ならし,タイヤローラによる転圧作業である。 2.機械の運転労務は、上表労務人員でおこなう。 3.タイヤローラは、賃料を標準とする。 (9)埋戻し材の積込作業時間は、次表とする。 (10m 3 当り) 表 1-4-13 埋 戻 し 材 の 積 込 作 業 時 間 名 称 バックホウ運転 規 格 排出ガス対策型クローラ型 山積 0.45m3(平積 0.35 m3) 単 位 h 数 量 0.50 (注)上表は、埋戻し材に掘削ずりを利用する場合の積込作業の時間である。 (10)埋戻し材の運搬ダンプトラックの作業能力 埋戻し材に掘削ずりを使用するため、ダンプトラックの作業能力は「インバート工ずり出し計画」 による。 1-41 1-5 覆工計画 1-5-1 防水工 吹付コンクリートと二次覆工コンクリートとの間に、止水シートを施工する目的として次の 2 つに分類され互いに相関関係を持つ。 (a)トンネル内への漏水防止 (b)覆工コンクリートのひび割れ対策 トンネル内への漏水防止工とは、覆工の水密性を向上させるために二次覆工の背面に止水シート を施工するもので、ここでは、防水と覆工のクラック防止の目的を兼ねるものを「防水工」、クラ ック防止を目的とするものを「クラック防止工」と呼ぶ。 二次覆工コンクリートにひび割れが生じやすい原因としては、NATMでは吹付けコンクリート の内面側に二次覆工コンクリートを打設するため、二次覆工コンクリートと吹付けコンクリートが 一体となり、二次覆工に生ずる種々の原因による収縮が、吹付けコンクリート面の凹凸並びに両者 間の付着等によって拘束されひび割れが発生するものである。その対策としては、吹付けコンクリ ート面に透水性緩衝材を設置するものが最も確実な方法である。 (1)防水工の使用区分 表 1-5-1 防水工の使用区分 地 下 水 条 件 気 象 条 件 漏水防止の種類 ① 湧水が少なく、地下水の変 動や回復の懸念がある 温 暖 地 クラック防止工 ② 同 寒 冷 地 防 水 工 ③ 湧水が多い 防 水 工 上 (2)防水工の材質 防水工に使用する防水シートは、厚さ 0.8 ㎜以上のビニールシート等で次表の規格に合格す るものとする。 表 1-5-2 防水工の材質 項 目 比 重 引 張 強 伸 引 裂 強 単 位 試 験 JIS K 6773 法 (20゜) 規 格 0.90∼0.95 さ N/mm2 〃 15.7 以上 び % 〃 600 以上 さ N/mm 1-42 JIS K 6301 (20゜) 4.9 以上 値 (3)防水工の使用材料 表 1-5-3 防水工の使用材料 名 称 規 格 防 水 シ ー ト ポリエチレンシートt=0.8 ㎜ 不 透水性緩衝材t=3.0 ㎜ 織 布 摘 要 (4)防水工施工歩掛 表 1-5-4 防水工施工歩掛 職 種 単位 (10m 2 当り) 数 量 トンネル世話役 人 0.06 トンネル特殊工 〃 0.17 トンネル作業員 〃 0.12 (注)上表は、裏面排水設置労務を含む。ただし、裏面排水材料は別途計上する。 1-43 1-5-2 覆 工 (1)施工概要 NATMにおいては、基本的にはロックボルトなどの一次支保で補強された地山が荷重を支保す るという考え方に基づいており、二次覆工は化粧巻という考え方がとられている。 しかし一次支保のみでは、地山荷重を支保できない場合もあり、二次覆工にも荷重の一部を分担 させることもある。つまり二次覆工により、内圧効果を与える役目を果たす。 二次覆工は原則として一次支保の内空変位の収束を待って施工する。二次覆工コンクリートは、 全断面(アーチ,側壁)鋼製スライドセル(L=10.5m)を1基使用して施工する。二次覆工コンクリ ートの施工サイクルは、2日を標準とする。コンクリートの打設は、コンクリートポンプ車 90∼ 100m3/h を使用し、コンクリート運搬はトラックミキサ車を標準とする。 覆工作業は次の二通りに分類される。 (a)型枠工 全断面スライドセントル移動,据付,脱型等 (b)コンクリート工 コンクリートの運搬,打設,準備,跡片付等 1型枠工及びコンクリート工は次図のように1サイクル 2 日とする。 型枠工 コンクリート工 型枠工 コンクリート工 1方 1方 1方 1方 24H 24H 24H 24H 1サイクル 2日 1サイクル 2日 図 1-5-1 覆工コンクリートの施工サイクル (2)型枠工及びコンクリート工のサイクル 型枠工及びコンクリート工は、それぞれ1日1方(昼夜)施工するものとし、1サイクル2日を 標準とする。 (3)型枠工歩掛 型枠の移動・据付・脱型作業の編成人員は、次表を標準とする。 表 1-5-5 型枠の移動・据付・脱型作業の編成人員 職 種 単位 数 量 トンネル世話役 人 1 トンネル特殊工 〃 6 トンネル作業員 〃 2 1-44 (4)コンクリート工 覆工コンクリート打設機械の機種の選定 覆工コンクリート打設機械の機種・規格は、次表を標準とする。 表 1-5-6 機 種 の 選 定 機 種 規 格 単位 数 量 防水工作業台車 半径 4∼6m,長 4.5m 台 1 スライドセントル 通常断面 L=10.5m 基 1 コンクリートポンプ車 黒煙浄化装置付き 配管式 圧送能力 90∼100m3/h 台 1 (5)覆工コンクリート打設歩掛 覆工コンクリート打設時の編成人員は、次表を標準とする。 表 1-5-7 覆工コンクリート打設作業の編成人員 職 種 単位 数 量 ト ン ネ ル 世 話 役 人 1 ト ン ネ ル 特 殊 工 〃 6 ト ン ネ ル 作 業 員 〃 2 (6)覆工コンクリートの1ヶ月当り進行長 覆工コンクリートの1ヶ月当り進行は、次の様になる。 ①通常断面 10.5m/回 × 1/2.0 回/日 × 20.9 日 ≒ 109.7m/月 (7)スライドセントル組立・解体 表 1-5-8 スライドセントル組立・解体歩掛 名 称 世 普 話 通 作 業 規 格 (1 基当たり) 単 位 組 立 解 体 役 人 5.5 3.9 員 〃 4.5 1.3 機 械 工 〃 4.5 3.2 と び 工 〃 11.3 8.7 員 〃 26.2 12.9 工 〃 3.2 1.0 日 4.5 3.6 特 電 殊 作 業 トラッククレーン運転 油圧式伸縮ジブ型 25t 吊 (注)1.移動用レール及び枕木の設置・撤去を含む。 2.トラッククレーンは、賃料とする。 1-45 1-5-3 施工歩掛 (1)覆工、防水機械機種の選定及び機械歩掛 覆工、防水機械の機種・規格は、次表を標準とする。 表1-5-9 コンクリートポンプ車 断面規格 掘削方法 岩 区 分 週/(トンネル延長)10m当り 2 掘削断面積(m ) 施工歩掛 摘 要 100 0.065 104.5 100 0.065 104.5 DⅢa 坑口部断面 上下半同時 DⅢa-S (大断面Ⅰ) 併進工法 (m/(トンネル延長)1m当り) 表1-5-10 スライドセントル 断面規格 掘削方法 岩 区 分 2 掘削断面積(m ) 施工歩掛 100 1 100 1 DⅢa 坑口部断面 上下半同時 DⅢa-S (大断面Ⅰ) 併進工法 表1-5-11 防水工作業台車 断面規格 掘削方法 岩 区 分 (m/(トンネル延長)1m当り) 2 掘削断面積(m ) 施工歩掛 100 1 100 1 DⅢa 坑口部断面 上下半同時 DⅢa-S (大断面Ⅰ) 併進工法 1-46 摘 要 摘 要 (2)材料等歩掛 ①防水シート 防水シートの使用量は、下表を標準とする。 (m2/(トンネル延長)1m当り) 表1-5-12 防水シート 断面規格 坑口部断面 (大断面Ⅰ) 掘削方法 岩 区 分 掘削断面積(m2) 施工歩掛 摘 要 100 24.96 数量計算より 100 24.96 数量計算より DⅢa 上下半同時 DⅢa-S 併進工法 ②覆工コンクリート 覆工コンクリートの使用量は、下表を標準とする。 (m3/(トンネル延長)1m当り) 表1-5-13 生コンクリート 断面規格 坑口部断面 (大断面Ⅰ) 掘削方法 岩 区 分 掘削断面積(m2) 施工歩掛 摘 要 100 13.17 数量計算×1.02 100 13.17 数量計算×1.02 DⅢa 上下半同時 DⅢa-S 併進工法 ※数量計算使用は割増係数2.0%を含んだ余巻き含む値を示す。 (3)諸雑費 ①機械の諸雑費 諸雑費は、バイブレータの損料及び燃料費であり、機械損料及び運転の合計額に次表 の率を乗じた金額を上限として計上する。 表1-5-14(覆工+防水)諸雑費(その他機械) 断面規格 坑口部断面 (大断面Ⅰ) 掘削方法 岩 区 分 2 (%/(トンネル延長)1m当り) 掘削断面積(m ) 施工歩掛 摘 要 100 26 DⅡに同じ 100 26 DⅡに同じ DⅢa 上下半同時 DⅢa-S 併進工法 ②材料の諸雑費 諸雑費は、防水シート設置器具の損料及び妻板、土台、はく離剤等の費用であり、材料 費の合計額に次表の率を乗じた金額を上限として計上する。 表1-5-15(覆工+防水)諸雑費(その他材料) 断面規格 坑口部断面 (大断面Ⅰ) 掘削方法 岩 区 分 2 (%/(トンネル延長)1m当り) 掘削断面積(m ) 施工歩掛 摘 要 100 1 DⅡに同じ 100 1 DⅡに同じ DⅢa 上下半同時 DⅢa-S 併進工法 1-47 1-6 サイクルタイム 掘削サイクルタイムは下記の要領で計画することとする。 (1)サイクルタイム トンネル掘削は、掘削工(削岩,ずり出し),支保工(吹付,ロックボルト,金網,鋼製 支保工)の繰り返しで、この一連の作業(1掘削進行分)に要する時間をサイクルタイムと いい、掘削は1日2方(2交替)で作業を行う。 月当たりの作業日数は、※20.9日とする。 本計画のサイクルタイムは、下記の通りである。 表1-6-1 日当り掘進長 岩 区 分 DⅢa DⅢa-S 上 半 下 半 上 半 下 半 設計断面積 (m2) 断面区分 (m2) 週当り 掘進長 (m/週) 日当り 掘進長 (m/日) 67.1 37.4 67.1 37.4 70 40 70 40 10.85 10.85 8.70 8.70 2.17 2.17 1.74 1.74 注1.日当り掘進長 「土木工事標準積算基準書(河川・道路偏)平成24年度」による。 例)DⅢ断面区分 70m2の場合 日当たり掘進長(m/日)=週当り掘進長(m/週)÷5(日/週) =10.85÷5=2.17m/日 注2.施工の効率化を見込む。 施工歩係のサイクルの見直しにより1日当たりの施工時間(10時間労働⇒8時間労働)が短く なったが施工の効率化を考慮し掘削サイクルタイム算出を行う。 したがって、施工効率=540/420=1.286(1.3)を見込むことで1方実作業時間は以前と同じ 9時間作業(540分)に相当した値となる。 1-48 (2)サイクルタイムの計算 ①サイクルタイム上半掘削(機械掘削200kw級) 項 目 単位 DⅢa DⅢa-S 67.1 67.1 少数第2位四捨五入で少数1位止め 少数第2位四捨五入で少数1位止め 掘削断面積(余堀含まず) A1 m 掘削断面積(余堀含む) A2 〃 69.8 69.8 1サイクル当り進行長 B m 1.0 1.0 3 32 32 掘削機械作業能力 摘 要 2 C m /h 2 1サイクル当り吹付面積 M m 吹付設計厚さ N m 補正係数 K 1サイクル当りフォアパイリング本数 P 本 1サイクル当りロックボルト本数 P 本 6 6 準備 分 10 10 掘削・ずり出し A2×B×60/C T1 分 131 131 跡片付け 分 10 10 測量 分 10 10 小計 分 161 161 吹付準備 分 10 10 分 42 42 分 10 10 小計 分 62 62 ロックボルト準備 分 10 10 穿孔 P×5(L=3m)、P×8(L=6m) T4 分 191 48 打込、取付、モルタル注入含む T4’ 分 0 266 分 10 10 分 211 334 分 30 30 分 10 10 T6 分 30 30 分 40 40 Q 分 504 627 掘 削 掘 削 ・ ず り 出 し 吹 吹付け き 付 T3=M×N×補正係数×60/12 け 跡片付け ロ ッ 支 保 工 ク ボ 補助工法 P×9(L=3m) ル ト 跡片付け 小計 金網設置 鋼 製 支保工準備 支 支保工建込 保 工 小計 計 T3 T5 19.9 19.9 「H19年度国交省土木工事積算基準」 0.25 0.25 1.7 1.7 28.5 0.0 1日当り進行長 少数第2位四捨五入で少数1位止め 少数第2位四捨五入で少数1位止め 少数第1位四捨五入で整数止め 少数第1位四捨五入で整数止め 注入式FP A 420分×B×2方/Q m 1.667 1.340 B A×1.3 m 2.17 1.74 週当り掘進長 少数第2位四捨五入で少数1位止め m/週当 1-49 10.85 8.70 施工の効率化を考慮 ②サイクルタイム下半掘削(機械掘削) 項 目 単位 DⅢa DⅢa-S 18.7 18.7 少数第2位四捨五入で少数1位止め 少数第2位四捨五入で少数1位止め 掘削断面積(余堀含まず) A1 m 掘削断面積(余堀含む) A2 〃 19.0 19.0 1サイクル当り進行長 B m 2.0 2.0 3 掘削機械作業能力 摘 要 2 C m /h 17 17 「H19年度国交省土木工事積算基準」 2 5.0 5.0 少数第2位四捨五入で少数1位止め 0.25 0.25 1.5 1.5 1サイクル当り吹付面積 M m 吹付設計厚さ N m 補正係数 K 1サイクル当りフォアパイリング本数 P 本 1サイクル当りロックボルト本数 P 本 4 4 分 10 10 分 134 134 分 10 10 分 10 10 分 164 164 分 10 10 分 9 9 分 10 10 小計 分 29 29 ロックボルト準備 分 10 10 分 32 32 打込、取付、モルタル注入含む 跡片付け 分 10 10 小計 分 52 52 分 20 20 分 10 10 分 25 25 分 35 35 204 327 504 627 掘 削 準備 掘 削 ・ 掘削・ずり出し A2×B×60/C T1 ず 跡片付け り 出 測量 し 小計 吹付準備 吹 吹付け き 付 T3=M×N×補正係数×60/12 T3 け 跡片付け ロ ッ 支 保 工 ク ボ ル ト 穿孔P×8(L=6m) 金網設置 鋼 支保工準備 製 支 支保工建込 保 工 小計 T4 T5 T6 その他損失 計 分 少数第2位四捨五入で少数1位止め 1日当り進行長 上下半同時併進のため上半と同一とする 少数第2位四捨五入で少数1位止め 少数第1位四捨五入で整数止め 少数第1位四捨五入で整数止め 上下半同時併進のため上半と同一とする m 2.17 1.74 施工の効率化を考慮 「国土交通省 土木工事積算基準書(河川・道路編)平成19年度」頁Ⅳ-5-①-62参照 1-50 (3) 補助工法サイクルタイム (注入式フォアポーリング) ①ウレタン系注入量の設定 注入量の設定については、「ウレタン系注入式フォアポーリング技術資料−積算編−(改訂)2003年 5月9日ジェオフロンテ研究会P-45」の下表を参考に設定する。 本計画の補助工法設置区間はマサ土∼強風化花崗岩であり、下表の設計パターンⅠ相当の地山で あると考えられることから、注入量は30kg/本(ボルト1.0m当り10kg程度)とする。 1 表1-6-2 標準設計パターン 出典:「ウレタン系注入式フォアポーリング技術資料−積算編−(改訂)2003年5月9日ジェオフロンテ研究会」P-45 ②サイクルタイムの算出 項 目 1断面当り施工本数 ボ ル ト 長 改 良 長 1 本 当 り 注 入 量 1 本 当 り 削 孔 時 間 ポ ン プ 吐 出 量 コ ー キ ン グ 養 生 単位 備 28.5 3.0 2.8 30 5 4 3 1 分 分 分 分 10 143 10 163 10分 P×B 10分 t 1 +t 注 入 準 備 t 4 注 口 元 コ ー キ ン グ t 5 注 入 t 6 入 跡 片 付 け t 7 小 計 T 2 計 T 分 分 分 分 分 分 10 (86) 120 10 143 306 10分 P × 3分/本 { P×Q÷q+(P-2)×1 } 10分 t 4 +t 6 + t7 + C T1 + T2 孔 削 孔 準 備 削 孔 / 挿 入 跡 片 付 け 小 計 B q C t t t T 1 2 3 ctc 考 本 m m ㎏/本 分 ㎏/分 分 削 P L1 L2 Q 注入材 ウレタン系 L1 500 ㎜ - 0.2 発破掘削4分 2 機械掘削5分 + t 3 ÷2 出典:「ウレタン系注入式フォアポーリング技術資料−積算編−(改訂)2003年5月9日ジェオフロンテ研究会」P-46 ※ポンプ使用台数 : 2台 ※削孔、注入作業は隣接孔への逸走防止のため奇数孔、偶数孔の交互施工とする。 注入式FP本当り時間= 306 / 28.5 = 266 / 28.5 = 11 9 1-51 min/本 min/本 (準備、跡片付けを除く) 1-7 工事工程計画 本トンネルは、工区延長を次のとおりとして工程計画を行う。 表1-7-1 トンネル工区延長 トンネル名 延長および測点 鍋倉トンネル L = 181m NO.88+17∼NO.89+98 摘 要 (1)準備工 トンネル工事に着手するまでの準備工としては、 ① 現地の段取り調査 ② 労務者宿舎等の借地交渉 ③ 工事用敷地の借地交渉 ④ 工事用電力の需要契約 ⑤ 労務者募集 ⑥ 建設機械,機器,資材の手配 ⑦ 工事用施設の整地造成 ⑧ 工事用坑外諸施設 ⑨ 坑口付け工事 等があり、およそ3.0ヶ月を見込むのが一般的である。 (2)本体工 本体工は、掘削、覆工の日当り進行長が施工期間中、平均的に継続するものとして所要日数 を求め、それによって工程計画を行う。 工程計画上の各作業区分の離隔は次のとおりとする。 ① 下半掘削完了から二次覆工の完了期間 1.0ヶ月 ② 二次覆工から排水工等の開始期間 0.5ヶ月 1-52 1)掘削工 前途計算のサイクルタイムより、工事工程計画に使用する計画月進は下記の通りである。 表1-7-2 掘削サイクルタイム 工 種 日当り進行長 上 半 支保パターン 下 半 月当り進行長 上 半 m/日 坑口部断面 (大断面Ⅰ) 下 半 摘 要 m/月 DⅢa 2.17 2.17 45.4 45.4 DⅢa-S 1.74 1.74 36.4 36.4 H19年度積算 基準による 2)覆工コンクリート ・標準部 :10.5m/回×1/2.0回/日×20.9日 = 109.7m/月 (5.25m/日) 3)その他 排水工等雑工としては、中央排水工および横断排水工、路盤工等があるが、工程としては 次のとおりで計画する。 ・ 排水工等雑工 400m/月 (19.14m/日) 「出典:「第16章 トンネル工関係積算資料(NEXCO)」 ・ 坑 門 工 1.0ヶ月 4)跡片付け 坑外工事用仮設備の撤去は雑工施工中も可能であるが、工程表には1.0ヶ月計上しておくの が一般的であり、ここでも1.0ヶ月計上する。 1-53 (3)所要日数 準備工に3.0ヶ月見込むものとして、本トンネルの工事工程(案)は、トンネル工事着工から 跡片付けまで工事が完了するのに10.55ヶ月必要となる。 表1-7-3 工 事 工 程 (案) 日(月)数 工種 延 長 m 進行長 掘 DⅢa 削 DⅢa-S 工 終了日 日 数 工期 日 m/日 準備工 (3.0ヶ月) DⅢa-S 開始日 注)月当り稼働日数20.9日 月 数 累計 日 工期 累計 月 0.0 62.70 62.70 62.70 3.00 3.00 上半 42.57 1.74 62.70 87.17 24.47 87.17 1.17 4.17 下半 45.55 1.74 73.15 97.62 26.18 97.62 1.25 4.67 上半 115.00 2.17 87.17 140.17 53.00 140.17 2.54 6.71 下半 115.00 2.17 97.62 150.62 53.00 150.62 2.54 7.21 上半 12.57 1.74 140.17 147.39 7.22 147.39 0.35 7.05 下半 15.55 1.74 150.62 157.84 8.94 157.84 0.43 7.55 170.1 合 計 157.84 7.55 144.26 (6.90) 178.74 (8.55) 34.48 1.65 8.55 (起点側坑門工) 144.26 (6.90) 165.16 (7.90) (20.90) (1.00) (7.90) 排 水 工 準 備 178.74 (8.55) 189.19 (9.05) 10.45 0.50 9.05 189.19 (9.05) 198.65 (9.50) 9.46 0.45 9.50 (終点側坑門工) 178.74 (8.55) 199.64 (9.55) (20.90) (1.00) (9.55) 跡 199.64 (9.55) 220.54 (10.55) 20.90 1.00 10.55 覆 工 工 排水工等雑工 片 付 け 181.0 181.0 5.25 19.14 1-54 1-55 2.仮設備配置計画 2-1 概 要 トンネル工事を施工するためには種々の仮設備の配置が必要となり、仮設ヤードはこれら の仮設備のうち、坑外設備を設置するための敷地である。 仮設ヤードに設置する坑外仮設備には、給気設備・受変電設備・給水設備・濁水処理設備・ 吹付プラント・ずり仮置場・火薬設備・資材置場・修理工場・倉庫・休憩所・詰所等があり、 これら坑外設備の配置ヤード面積は、諸設備の機種等により決定されるが、標準面積として は車両通路を除き、施工実態調査から 1,500m 2 程度である。 2F 75m 詰所 休憩所 1F 倉庫 修理工場 バッチャープラント 濁水処理プラント 受変電所 10m 給水ポンプ コンプレッサー 道路及び重機置場 10m 取扱所 ズリ仮置場 斜路 資材置場 火工所 仮囲い 図 2-1-1 仮設備配置の例 「トンネル工事における標準的仮設備・H6.11 日本トンネル技術協会」より 2-1 2-2 仮設備建物の規模 (1)仮設備規模の設定 トンネル工事用仮設建物の規模については、平成 3 年施工中の国内のトンネル(道路、鉄 道、水路等) の実態調査結果及び既存資料を基に設備の概要や標準的な設備内容をまとめた 「トンネル工事における標準的仮設備(平成 6 年 11 月日本トンネル技術協会)」と、「トンネ ル工事用建物等実施調査報告書(昭和 51 年 12 月日本トンネル技術協会)」を参考にして算出 する。 本業務では以下の資料を参考として仮設備の種類・規模を設定するものとする。 【参考文献】 ・国土交通省土木工事積算基準(平成 24 年度版:財団法人 建設物価調査会発行) …以下、文献①と称す ・トンネル工事における標準的仮設備(平成 6 年 11 月:社団法人日本トンネル技術協会) …以下、文献②と称す トンネル坑外に設置される仮設備の例としては、以下の図に示す種類があげられる。 仮設備建物一覧表 ⑪ ⑩ ② ④ ⑨ ⑧ ⑤ ① ⑦⑥ ③換気設備 ⑫ ⑭ ⑮ ⑬ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ ⑭ ⑮ 空気圧縮設備 受変電所 換気設備 吹付プラント設備 濁水処理設備 給水ポンプ 給水槽 修理工場 資材倉庫 休憩所 見張所(詰所) 火薬類取扱所 火工所 資材置場 ずり仮置場 ※③換気設備が必要となるため文献②に一部加筆している。 出典:文献②P4 2-2 (2)仮設備建物の規模 前項で選定した各坑外仮設備の規模を設定する。基本として、文献①、文献②を優先的に 参照するものとし、掲載のない施設については、施工実績などを参照する。尚、建屋寸法は、 1 間 1.8mの倍数とする。 結果、以下のように設定する。 番 号 施設名称 ① 空気圧縮設備 (コンプレッサー室) 寸法・面積 ⇒寸法:6.5m×5.0m、A=32.5 ㎡(設置余裕を考慮) (1 台当り 2.55m×1.35m) 根拠資料 文献② P-6 メーカー カタログ ② 受変電設備 (受配電室) ⇒寸法:4.5m×5.5m、A=24.8 ㎡ 文献② P-62 ③ 坑内換気設備 ⇒寸法:5.0m×1.2m、A=6.0 ㎡ メーカー カタログ より ④ 吹付プラント設備 ⇒寸法:7.0m×16.5m、A=115.5 ㎡ ・セメントサイロ 30t ・骨材ホッパ 15m3×3 ・バッチ型定置式 25 m 3/h 文献①P①-14 2-3 文献② P-49 番 号 施設名称 寸法・面積 根拠資料 ⑤ 濁水処理設備 機械脱水処理方式、処理能力 30m3/H 級を標準とする。 ⇒寸法:11.0m×3.0m、A= 33.0 ㎡ (機械:2.6m×10.6m、据付必要面積 27.6 ㎡) メーカー カタログ より ⑥ 給水ポンプ室 ⇒寸法:1.8m×1.8m、A= 3.2 ㎡ 施工実績 ⑦ 貯水槽 ・鋼板製 20m 3 文献①P①-15 本トンネル断面は 50 ㎡以上となることから以下より、水 タンクの大きさ 20tとなる。本計画では「積算基準書」よ り鋼板製 20m 3 を使用する。 ⇒寸法:2.5m×4.0m(H=2.3m)、A= 10.0 ㎡ ⑧ 修理工場 ⇒寸法:7.2m×5.4m、A=38.9 ㎡ 施工実績 ⑨ 資材倉庫 ⇒寸法:7.2m×5.4m、A=38.9 ㎡ 施工実績 ⑩ 作業員休息所 (休憩所) ⇒寸法:7.2m×5.4m、A=38.9 ㎡ 施工実績 ⑪ 監督員詰所 (現場見張所) ⇒寸法:7.2m×5.4m、A=38.9 ㎡ 施工実績 ⑫ 火薬取扱所 (加工取扱所) ⇒寸法:2.0m×2.0m、A= 4.0 ㎡ 施工実績 ⑬ 火薬加工所 (加工所) ⇒寸法:2.0m×2.0m、A= 4.0 ㎡ 施工実績 ⑭ 資材置場 ⇒寸法:30.0×5.0、A= 150 ㎡ 施工実績 ⑮ ずりピット (ずり仮置場) 一日の夜間分の仮置きが可能となる面積を確保すること 日当り掘 とする。尚、積み上げる高さは、H=1.5m(ダンプ荷台高さ) 削量より を想定することとする。 106m3/m(DⅠ断面)×2.25/日/2(二方)=119m3 ・ずり仮置可能土量(H=1.5m) 5.0m×16.0m×1.5m=120m3 ⇒寸法:5.0m×16.0m、A=80.0 ㎡ 2-4 文献② P-59 (3)仮設備建物 トンネル工事に必要な仮設備建物の計画は、工事規模・立地条件等を考慮し、仮設備の 規模があまり過大でも過小でもなく、その工事規模に合ったもので計画する必要がある。 本トンネル工事に必要な仮設備建物は下表のとおりとする。 表 2-2-1 名 工事用仮設備一覧表 (トンネル 1 本施工時) 称 大 き さ (m) 備 6.5×5.0 32.5 備 4.5×5.5 24.8 面 積(m 2) ① 空 ② 受 ③ 坑 内 換 気 設 備 5.0×2.0 10.0 ④ 吹 付 プ ラ ン ト 7.0×16.5 115.5 ⑤ 濁 水 処 理 設 備 11.0×3.0 33.0 ⑥ 給 水 ポ ン プ 室 1.8×1.8 3.2 ⑦ 貯 槽 2.5×4.0 10.0 ⑧ 修 理 工 場 7.2×5.4 38.9 ⑨ 資 材 倉 庫 7.2×5.4 38.9 ⑩ 作 所 7.2×5.4 38.9 ⑪ 現 場 事 務 所 7.2×5.4 38.9 ⑫ 火 薬 取 扱 所 2.0×2.0 4.0 ⑬ 火 薬 加 工 所 2.0×2.0 4.0 ⑭ 資 場 5.0×30.0 150.0 ⑮ ず 場 5.0×16.0 80.0 気 圧 縮 電 設 設 水 業 員 休 材 り 憩 置 仮 置 ※機械掘削の場合は、⑫及び⑬は除外する。 2-5 摘 要 機械式 鋼板製 20m3 適宜設定 2-3 仮設備建物の配置 トンネル工事に必要な仮設備建物の配置計画は、工事車両の通路及び立地条件等を考 慮して、立案しなければならない。 配置計画を立案するための要素としては、 ・管理のしやすい配置とする。 ・安全に作業できるようにする。 ・作業がしやすい配置とする。 ・経済的な配置とする。 ・諸法規が満足されていること。 仮設費配置の基本的な考え方は、以下のとおりである。 ①空気圧縮設備 空気圧縮設備は吹付作業時の給気設備であり、坑外の配管距離等を考慮し て坑口付近に設置する。 ②受変電設備(受変電所) トンネル工事のための負荷容量が大きいことから、坑口に近い方が動力配線が短くて済 み、有利であるため、なるべく坑口付近に設置する。 ③坑内換気設備 坑内に新鮮空気を送り込むため、坑口より 10m 程度離れた位置に設置する。 ④吹付プラント設備 規模が大きいため、一度建設すると移設は容易でないことから、なるべく施工基面が安 定している場所に設置する。 ⑤濁水処理設備 吹付プラントと同様である。配置については、排水管がトンネルから濁水処理設備まで の布設となるため、工事車両が配管を踏まないように設置する。 ⑥給水ポンプ室 トンネル工事の使用水を導くための動力ポンプで、河川に近くトンネルに近い方が給水 管が短くて済むため有利である。 ⑦貯水槽 河川より給水ポンプにて汲み上げた使用水を一時溜める水槽で、その使用水をトンネル 坑内、または各設備類に送水する。給水ポンプの近くに設置する。 2-6 ⑧修理工場 トンネル工事機械の修理場または部品の加工場で、グラインダ,溶接機器などがあり、 車両の進入可能な場所に設置する。 ⑨資材倉庫 トンネル工事機械の消耗品(削岩機のビット,油圧ホース,グリス)鋼アーチ支保工の 継手ナット,ロックボルトの座金およびナット等の保管庫であり、修理工場に隣接して設 置する。 ⑩作業員休息所 工事車両の出入りが頻繁な場所を避けて設置する。 ⑪現 場 事 務 所 濁水処理のPH測定,吹付プラントの配合チェックなどが必要であること から、諸設備類に近い場所に設置する。 ⑫火薬取扱所 火薬消費現場(坑内)において、爆薬包に工業雷管もしくは電気雷管を取付、これらを取 付た薬包(親ダイという)を取扱う作業をするための建物で、できるだけ工事用車両の通ら ない位置に計画する。 ⑬火薬加工所 火薬消費現場(坑内)において、火薬類の監理及び発破の準備(親ダイを作る作業及び親ダ イを取り扱う作業を除く)をするための建物で、できるだけ工事用車両の通らない位置に計 画する。 ⑭資材置場 鋼アーチ支保工およびロックボルトなどのトンネル工事に使用する資材置場であること から、工事車両の通行の多い場所はさけて設置する。 ⑮ずり仮置場 ずり仮置場ダンプトラックの作業性を考慮して、なるべく坑口に近い方が好ましい。 2-7 仮 設 備 配 置 図 S=1:500 313.29 315 313.23 319. 313.43 315. 309.66 321. 309.47 310 6 12 313. 305. 9 85+ 75 5 10 11 9 2 13 5 330 32 5 3 1 312. 7 303.91 0.300% 310 303. 303. 7 9 309. 9 31 5 1.000% 325 0.300% 3 08. 5 00 (2 0) 1.000% 305. 0 310 9.000% 9.000% 2.500% 311.2 00 (0) 308.95 0 (0) % 2.500 298. 9 6. 13 3% 6. 312.20 0 (20) 8 304. 13 3% 18 310.360 (20) 0 304. 301. 320 30 1 5 330 305 3 08 .41 0 (20 ) 300. 335 305 % 5 33 325 .0 0 0% 87+97 60 87+70 .3 6 34 0 87+0 10 86+75 60 3 0 % 6.9 34 4. 315 8 7 8 6+3 0 .3 86+ 0 311 .0 00 (0) 308. 307.55 0 .3 0 納屋 308.64 道 331 .4 32 306.81 10 A=550 R=1100 320. 2 311.29 ビニールハ ウス 305. 6 8 4 31 (0) 2. 73 5 341 320 7 1 STA.87 313. STA.8 6 地割 325 315 315 2 % % 54 313. 54 2 4. 町 30 330 (30) 317.5 00 % 4. 13.000 2 STA.88 317.12 314.22 遠野 (20) 31 1.0 00 0.300% 13.000% 0.300% .5 88+1 7.00 % 34 1 18 .00 0% 32 9 . 305.500 (0) 1 1 302. 3 296. 4 31 6 . 298. 8 8 32 300. 3 坑外仮設備一覧表 番号 名 称 大 き さ (m) 296. 5 面積(m 2) 棟数 ① 空気圧縮設備 6.5 × 5.0 32.5 ② 受電設備 4.5 × 5.5 24.8 1 ③ 坑内換気設備 5.0 × 2.0 6.0 1 ④ 吹付プラント 7.0 × 16.5 115.5 1式 濁水処理設備 11.0 × 3.0 33.0 1 ⑥ 給水ポンプ室 1.8 × 1.8 3.2 1 ⑦ 貯 水 槽 2.5×4.0×2.3H 10.0 1槽 ⑧ 修理工場 7.2 × 5.4 38.9 1 ⑨ 資材倉庫 7.2 × 5.4 38.9 1 ⑩ 作業員休憩所 7.2 × 5.4 38.9 1 ⑪ 現場事務所 7.2 × 5.4 38.9 1 ⑫ 資材置場 5.0 × 30.0 150.0 ずり捨場 5.0 × 40.0 200.0 摘 要 296. 1 ⑤ ⑬ 9 33 0 25 3 5 9. 87 +9 2 .7 87+40 315 11 KEE 12-2 STA.87+9 1.530 320 318.55 338. 0 (20) 310 .9 10 86+80 STA. 85 312.13 331. 8 319.72 U300 8 6+0 =40 0 U30 340 322. 0 316.93 315 6 8 6+3 0 R=700 25.7 % 85+ 60 No.10 318.83 315 KAE 1 2-2 STA.8 5+5 (起点側) 32 0 319.35 1 300. 295 7 機械式 平成24年度 293. 3 292. 6 鋼板製 292. 施工箇所 6 290 工 事 名 鍋倉トンネル詳細設計業務 図 名 仮設備配置図 縮 尺 適宜設定 288. 9 289. 8 作成年月 1:500 全 0 葉の内 0 平成 25 年 1 月 東北地方整備局 岩手河川国道事務所 2-8 3.施工設備計画 3-1 給気設備 空気圧縮機(コンプレッサ)設備容量については、掘削,吹付けコンクリート,覆工作業等について、同 時作業となる場合を考慮して、その重複時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) 所要空気量の算定 表 3-1-1 標高による空気消費補正係数 標 高 0m 300m 600m 900m 1200m 係 数 1.00 1.03 1.07 1.10 1.14 出典:「建設省土木工事標準積算基準 平成5年度」P-636より 標 高 : 標高補正係数 : EL ≒ 313.1m (トンネル施工口の坑口計画高) = 1.032 ( 1.07 - 1.03 ) / 300m ×(313.1m-300m)+ 1.03 ① 掘削時 削岩は、ホイール型油圧式3ブームドリルジャンボで行うが、電力使用の油圧式であり空気使用量はない。 ② 削岩時 削岩は、ホイール型油圧式3ブームドリルジャンボで行うが、電力使用の油圧式であり空気使用量はない。 ③ ずり搬出時 3 トンネルずりの積込みには、サイドダンプ式ホイール型トラクターショベル2.3m 級を使用し、ダンプトラック で搬出するので空気消費量はない。 ④ コンクリート吹付時 3 コンクリート吹付機 (6∼20m /h) 1台 3 空気消費量 14.0 m /min 漏風によるロスを10%見込むと所要空気量は、 3 ∴ 所要空気量 = 14.0m /min×1台×1.1×1.032(標高補正係数) 3 = 15.9 m /min ⑤ 覆工コンクリート時 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使用するので 空気消費量はない。 ⑥ ロックボルト施工時 穿孔は、ホイール型油圧式3ブームドリルジャンボで行うが、電力使用の油圧式であり空気使用量はない。 ⑦ インバート掘削 大型ブレーカ(油圧式800kg級)を使用するので空気消費量はない。 従って、コンプレッサの容量は①∼⑦のうち、圧縮空気を必要とするコンクリート吹付時により決定される。 3-1 (2) 空気圧縮機容量 空気圧縮機の容量は、次表を標準とする。 表 3-1-2 機 空 気 圧 縮 機 容 量 種 規 格 定置式スクリュ-型 空 気 圧 縮 機 11.0∼12.4m3/min×0.7∼0.85MPa× 75kw 台 数 2台 備 22.0 ∼ 24.8m3/min > 15.9m3/min (3) 送気管 (エアパイプ) 送気管はつる巻鋼管を使用し、サイズφ150m/mとする。 送気管の計画延長は、次のものを計画する。、 表 3-1-3 送 気 管 設 備 設 備 延 長 坑 内 設 備 L1 = 181m 坑 外 設 備 L2 = 20m 合 計 201m (4) 空気圧縮機の設置期間 空気圧縮機の設置期間は、掘削期間とする。 (5) 空気圧縮機運転 ① 空気圧縮機の1月当り運転歩掛 空気圧縮機の1月当り運転歩掛は、次表とする。 表 3-1-4 名 称 単位 規 空 気 圧 縮 機 運 転 歩 掛 格 数 量 特 殊 作 業 員 人 n×41.8 空気圧縮機転 h 234.2 ② 空気圧縮機の電力消費量 空気圧縮機の電力消費量は次のとおり。 空気圧縮機の電力消費量 = 7,771kw h/月 3-2 摘 考 要 nは配置人員 (1人) (6) 空気圧縮気仕様一覧 表 3-1-5 機 種 規 空 気 圧 縮 機 仕 様 一 覧 格 定置式スクリュ-型 空 気 圧 縮 機 11.0∼12.4m3/min×0.7∼0.85MPa× 75kw 送 気 管 つる巻鋼管 φ150m/m t=1.6mm 坑内延長 181m 坑外延長 20m 3-3 数 量 設 置 期 間 (月数) 2台 201m 7.55ヶ月 − 3.0ヶ月 = 4.6ヶ月 3-2換気設備 3-2-1概要 (1)換気設備の算定基準 トンネル建設工事において、掘削・ずり積・ずり搬出・コンクリート吹付け等作業に 伴って発生する粉じん及び発破の後ガス・ディーゼル機関の排出ガス等の有害ガスを換 気・集じん等により希釈又は除去するとともに、粉じんについては粉じん濃度目標レベ ルを定め快適な作業環境を保持するとための換気方式を提案する。 「平成24年度 国土交通省土木工事標準積算基準」p-Ⅳ-5-①-14では、“坑内の換気 は掘削断面,長さ,自然条件等を考慮して、自然換気に期待し得る場合でもこれに依存 することなく換気設備を設置することを標準とする”と示されている。 なお、本章で算定する「換気量の算定」,「ファンの選定」,「集塵設備」の選定は 「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針《換気技術の設計及び粉じん等の測定》 平成24年3月(建設業労働災害防止協会)」に基づき計画を行うものとする。 (2)環境条件 トンネル工事における坑内の環境基準値は下記のように定められている。 ・粉塵濃度目標レベル:3.0㎎/ 以下(厚生労働省ガイドラインの目標値)「新換気技術指針」P-9 ・NOx :25ppm以下(NOの許容濃度・ACGIH)「新換気技術指針」P-41 ・CO :50ppm以下(許容濃度・日本産業衛生学会)「新換気技術指針」P-41 ・望ましい気温:28℃以下(換気技術指針)「新換気技術指針」P-54 ・坑内気温 :37℃以下(労働安全衛生規則第611条)「新換気技術指針」P-54 ・望ましい風速:0.3m/s(坑内風速・換気技術指針(可燃性ガス未発生))「新換気技術指針」P-60 ・メタンの逆流防止をはかる風速 :0.5m/s以上(坑内風速・換気技術指針)「新換気技術指針」P-38 ・メタンレアを消散させるための風速:1m/s以上(坑内風速・換気技術指針)「新換気技術指針」P-38 3-4 (3)換気方式の種類 換気・集塵設備は、トンネル内で発生する有毒ガス,粉塵等の空気汚染物質を合理的 に集塵排気するか、新鮮空気を送気して稀釈させるために行うものであるから、方式の 選定にあたってはトンネルの形態・規模・施工方法などを考慮した上で、強制換気の風 管換気法や坑道換気法のうちから最も適合した換気集塵方式を採用する必要がある。 また、換気装置に集塵装置を組み込んで活用することも効果的な方法である。 なお、自然換気については時期や期間によって無風状態となることも考えられ、有効 性を十分に確認してから採用する必要がある。 出典:「新版 ずい道等建設工事における換気技術指針《換気技術の設計及び粉じん等の測定》建設 業労働災害防止協会 平成24年3月」p-64 図3-2-1 換気方式の全体概念 本計画トンネルの換気方式は、上図の換気方式より送風機と集じん機を組合せて使用する ことから風管換気法の希釈封じ込め方式(送気・集じん式)と吸引捕集方式(送気・吸引 捕集式)の比較検討により選定する。 表3-2-1 換気方式(比較検討対象) 換 気 方 式 希釈封じ込め方式 (送気・集じん式) 吸引捕集方式 (送気・吸引捕集式) 3-5 3-6 拡 散 希 釈 方 式 ③ 送 ・ 排 気 組 合 せ 式 ② 排 気 式 ① 送 気 式 強制 換気 基 本 配 置 図 評 価 ◎新鮮な空気を切羽に送り込むため、切羽の作業環境は 良い。 ◎風管は軟管が使用できるので、延伸が容易である。 ◎掘削初期又は短いトンネルで適用しやすい。 ▼粉じんの希釈・拡散のため、大風量が必要となる。 ▼汚染空気が坑道を流れるため、途中の作業環境は悪 い。 ▽汚染空気を再度吸い込まないようファンをできるだけ 坑口より離す。 ▽坑口周辺の騒音対策としてファンの防音設備が必要な 場合がある。 ◎切羽で発生する発破後ガスや粉じんは直接排気される ので、トンネル全体に拡散しない。 ◎風管は軟管が使用できる。 ◎坑外の騒音対策は必要ない。 ▼換気ファンの騒音が作業の障害になる。 ▼主換気ファンの移動、風管の延伸に手間がかかる。 ▼切羽の温度が高くなる。 ▽漏風が汚染の原因となるため漏風対策が必要となる。 ▽坑外への粉じん汚染防止のため、除じん機の設置が必 要となることがある。 ◎1000m以上のトンネルでも、切羽において所要換気量を 十分確保できる。 ◎風管は送排気とも軟管が使用でき延伸が容易である。 ▼切羽後方の温度が高くなる。 ▽送気、排気ファンの風量バランスの制御が必要であ る。 ▽排気用風管の漏風は坑口側の汚染につながる。特に漏 風防止に留意する。 トンネル全体に必要な換気容量 のファンを坑外に設置し、風管 の吹き出し口を切羽付近に設 け、坑口から新鮮な空気を風管 を通して切羽部に送気し、希釈 された汚染空気はトンネルを通 して排出する トンネル内に主換気ファンを設 置し、切羽の進捗に応じてファ ンを移動して行く方法で主ファ ンの風管には軟管が使用でき る。 送機ファンを中間部に、排気 ファンを切羽付近に設置し、坑 内の空気を切羽に送気する。風 管は両系統とも軟管が使用可能 となる。 ◎:長所 ▼:短所 ▽:留意事項 特 徴 表3-2-2 各種換気方式の概要(1) 3-7 希 釈 封 じ 込 め 方 式 ⑥ 送 ・ 排 気 組 合 せ ・ 集 じ ん 式 ⑤ 排 気 ・ 集 じ ん 式 ④ 送 気 ・ 集 じ ん 式 強制 換気 基 本 配 置 図 ◎リフレッシュエアを送るため環境は良い。 ▼坑内全区間の熱が切羽に集中するため、切羽部の温度 が高くなる。 ▼送風機の移動が手間取る。 ▼大型の集じん機が必要となる。 ▽主換気ファンと集じん機の風量バランス制御が必要と なる。 ▽排気用風管の漏風は坑口側の汚染につながる。特に漏 風防止に留意する。 坑道途中で汚染された空気を集 じん機で浄化し切羽へ送風する とともに切羽に汚染空気を封じ 込め、主換気ファンで、汚染さ れた空気を坑外に排出する ◎切羽の環境は良好となる。 ▼断面内に風管が2系統あるため各種作業に邪魔にな る。 ▼風管が2系統必要となり、さらに集じん機も併用する ため費用がかかる。 ▼送、排気方式に集じん機を併用するため、集じん機の 効果が少ない。 ◎切羽の環境改善とともに集じん機風量と主送風量との バランスにより風管のラップ部にエアカーテン効果が発 生し、汚染空気を封じ込め、後方への拡散を防止する。 ◎集じん機により除じんされ、リフレッシュエアで希釈 される。 ◎風管は軟管の使用が可能である。 ▽主換気ファンと集じん機の風量バランス制御が必要で ある。 坑外に設置された主ファンによ り切羽に新鮮な空気を送気し、 汚染された空気は切羽後方に設 置された集じん機により除じん する。除じんされたリフレッ シュエアにより汚染空気を切羽 付近に封じ込める方式である。 送・排気組合せ式に集じん機を 設置する方式である。 評 価 ◎:長所 ▼:短所 ▽:留意事項 特 徴 表3-2-3 各種換気方式の概要(2) 3-8 吸 引 捕 集 方 式 ⑨ 吸 引 捕 集 集 じ ん 排 気 式 ⑧ 吸 引 捕 集 排 気 式 ⑦ 送 気 ・ 吸 引 捕 集 式 強制 換気 基 本 配 置 図 評 価 ◎新鮮な空気を切羽に送り込むため、切羽の作業環境の 早期改善がなされ環境も良い。 ◎風管は軟管が使用できるので、延伸が容易である。 ◎粉じんを発生源付近で捕集するため、拡散領域が狭く 汚染部が最小となる。 ◎汚染空気を直接捕集し拡散させないため、主換気ファ ンの風量を抑えてコスト低減できる。 ▼吸引ダクトの設備が高価となる。 ◎切羽付近に主換気ファンを設置するため吸い込み効率 が高い。 ◎風管は軟管を使用する。 ◎汚染空気を直接捕集し拡散させないため、主換気ファ ンの風量を抑えられコストの低減が図れる。 ▼主換気ファンの移動、風管の延伸に手間がかかる。 ▼吸引ダクトの設備が高価となる。 ▽漏風が汚染の原因となるため漏風管理が必要となる。 ◎汚染空気を拡散させず切羽近くで吸引捕集するため換 気量が小さくできる。 ◎坑外への排気空気は除じんされたリフレッシュエアの ため、坑口周辺の環境は良好となる。 ◎漏風はフレッシュエアのため、後方の坑道を汚染しな い。 ▼坑内全区間の熱が切羽に集中するため、切羽部の温度 が高くなる。 ▼吸引ダクトの設備が高価となる。 主換気ファンを坑外に設置し新 鮮な空気を送気し、切羽付近に は伸縮可能な吸引ダクトを装備 した集じん機を設置する。吸引 ダクトにより汚染源より直接汚 染空気を捕集し除じんする方法 である。 トンネル内に伸縮可能な吸引ダ クトを設備した換気ファンを設 置し、切羽作業に応じてダクト を延伸し、粉じん発生源より直 接吸引し坑外へ排出する方式で ある。切羽の汚染空気を吸い込 み口に誘導するため集じん機ま たは局所換気ファンを設置す る。 集じん機と一体となった吸引ダ クトにより捕集した粉じんを坑 外に排出する。吸引効率を向上 させるため、局所ファンを併用 する。 ◎:長所 ▼:短所 ▽:留意事項 特 徴 表3-2-4 各種換気方式の概要(3) 3-9 坑 道 換 気 法 ⑩ 坑 道 式 強制 換気 ◎導坑貫通部に集じん機を設置するため、上流側の気流 は100%が集じん機に捕集され、集じん効率は高くなる。 ◎上流側で発生した粉じんが集じん機で浄化され、この リフレッシュエアは下流側の粉じん希釈に寄与する。 ▼下流側では上流側の排ガスも合わせて希釈する必要が ある。 ▼給電方法に留意する必要がある。 ▼上流側の気温と導坑内の気温差により温度が上がり、 結露が発生する恐れがある。ろ過方式、電気方式いずれ かの集じん機にもトラブルが懸念される。 ◎大風量を送ることができ、坑内での滞流がない。 ◎風管が少なく割安である。 ◎通風断面が大きく風管が少ないため電力費が少ない。 ◎漏風がないため効率のよい運転が可能である。 ▼避難坑で発生する汚染空気は本坑に流れ込む。 ▽避難坑と本坑間には風門が必要である。 ▽避難坑の切羽の換気は原則風管による排気方式が必要 である。 長大トンネルで避難坑やTBM 導坑を併設して建設する場合に 採用される方式で、避難坑を主 風管代わりにして新鮮な空気を 送り込む方法である。 風門に集じん機を組み合せ、粉 じん等を浄化しリフレッシュエ アで下流側を坑道換気する。 評 価 ◎:長所 ▼:短所 ▽:留意事項 特 徴 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 P-66 基 本 配 置 図 表3-2-5 各種換気方式の概要(4) 3-2-2換気量の算定 (1)所要換気量の設定フロー 所要換気量は、下図のフローに準拠して決定する。 図3-2-2 所要換気量の設定フロー 3-10 (2)所要換気量の算定 1)換気対象の種類 機械掘削によるトンネルの施工をする場合に換気を必要とする対象ガスとしては、作業員 の呼吸,ディーゼル機関の排気ガス,吹付けコンクリート等から発生する粉塵がある。 有害ガスとしては、一酸化炭素(CO),窒素酸化物(NOx),炭酸ガス(CO2)などがある が、「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」より窒素酸化物(NOx)について検討すれば良いとされている。 表3-2-6 有害ガスの許容濃度 有 害 ガ ス 一 酸 化 炭 素 (CO) 50 ppm 窒 素 酸 化 物 (NOx) 25 ppm 二 酸 化 炭 素 (CO2) 5,000 ppm 出典:「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」P-18より 機械掘削工法によるトンネルの施工をする場合に換気を必要とする対象ガスとしては、作 業員の呼吸,ディーゼル機関の排気ガス,コンクリート吹付け等から発生する粉塵,および 望ましい坑内風速の保守等がある。 工事中の換気量については、次ものを考える。 ① 坑内作業員の呼気 QP ② 酸素欠乏空気 Q1 ③ 発破の後ガス Q2 ④ 工事用機械のディ−ゼル機関の排気ガス Q3 ⑤ コンクリート吹付けの粉じん Q4 ⑥ 望ましい坑内風速の保持 Q5 工事中の換気量の決定は、坑内作業員の呼気(QP)とQ1∼Q5の中で最大値となる換気量の 値(Qmax)を求めて、最終の所要換気量を決定する。 ΣQ = QP + Qmax とする。 3-11 表3-2-7 換気量の算定項目 項 目 算 式 坑内作業員の呼吸 QP = q1・N1 QP q1: 作業員1人当りの換気量=3 N1: 坑内作業員の最大人数 (人) 「新換気技術指針」P-130 C・V Ca−C Q1 = Q1 酸素欠乏空気 /min V: 酸素欠乏空気の湧出量(0 /min) C: トンネル内で酸素濃度が一定となった時の濃度(20%) 「新換気技術指針」P-103 Q2a Ca: 新鮮空気の酸素濃度(21%) Q2 = Max(Q2a,Q2b) Q2a: 発破の後ガスに対応する所要換気量 ( Q2b: 発破の粉じんに対応する場合 ( Q2a = 発破の後ガス K・V a・t ×2 /min) /min) ※ V: 1発破による換気対象有害ガスの発生量 ( ) α: 換気対象有害ガスの管理目標濃度 (CO:50ppm,NOx:25ppm) t: 所要換気時間 (min) K: 換気係数 (0.4) ※有害ガス対応なので排気式のみ計上。 「新換気技術指針」P-104 ①希釈封じ込め方式 Q2b = K・S E・t S: 1発破による換気対象有害ガスの発生量 ( E: 粉じんの管理目標濃度 (3mg/ Q2b 発破の粉じん ) t: 所要換気時間 (min) K: 換気係数 (0.4) ※粉じん対応なので送排気式の両方計上。 ②吸引捕集方式 QD ≧ At・v・60 QD: 吸引風量 ( /min) At: トンネル掘削断面積 (㎡) 「新換気技術指針」P-108 ) v: 制御風速 (0.4m/s以上) 3-12 表3-2-8 換気量の算定項目 項 目 算 式 Q3 = (HS・qS・αS)+(HD・qD・αD)+(HE・qE・αE) ディーゼル機械の Q3 排気ガス HS,HD,HE: 使用機械の総出力 (kW) qS,qD,qE: 出力当りの換気量 ( /min/kw) 「新換気技術指針」P-110 αS,αD,αE: Q4a 3-1 = = 負荷率 (%) Fo Ga−Go Ga: 粉じん発生濃度目標レベル(3㎎/ Q4a: 所要換気量( 以下) /min) Go: 拡散希釈に用いる空気の粉じん濃度 ー コ ン ク 希釈 リ 封じ込め方式 (送気・ ト 集じん機式) 吹 付 け 施 工 に よ る 粉 じ ん 「新換気技術指針」P-118 Q4a 送気式(外気)0.07㎎/ 排気式(坑内)0.3㎎/ Fo = 360・Po・α Fo: コンクリート吹付け作業時の粉じん量(㎎/ ) Po: 吹付け機定格吐出量( /min) α: 粉じん発生量低減対策による低減効果係数 (=0.4∼1.0) α=1.0 粉じん低減対策をしない α=0.75 粉じん低低減剤,SECコンクリート吹 付け,微粒分混入 α=0.6 スラリー急結剤吹付け α=0.4 液体急結剤,エアレス吹付け Q4b≧At・v・60 Q4b 吸引捕集方式 (送気 ・吸引方式) At: トンネル掘削断面積(㎡) v: 制御風速(m/s) 自由断面で拡散しやすい場合(0.4m/s以上) 「新換気技術指針」P-118 望ましい坑内風速 Q5 の保持 「新換気技術指針」P-9 ※条件:有害ガス希釈を満足するためQ4b≧Qaが成立すること Q5 = v×60×At' v: トンネル内の風速(0.3m/s以上) At': トンネル掘削断面積(㎡) 3-13 2)坑内作業員の呼気に必要とする換気量 (QP) QP = q × n ここに、 QP: 所要換気量 ( /min) q: 作業員1人当り所要換気量 (3.0 /min) N: 作業員の坑内最大人員 (人) 表3-2-9 坑内最大作業員数 区 分 掘削工 覆 トンネル世話役 2人 1人 トンネル特殊工 9人 6人 トンネル作業員 2人 2人 計 13人 9人 合 計 工 22人 注)作業員数は、人数の多い機械掘削の編成人員を用いる。 ∴ QP = 3.0 × 22 = 66.0 /min 3)酸素欠乏空気 に対する換気量 (Q1) Q1 = C・V Ca−C ここに、Q1: 所要換気量 ( /min) V: 酸素欠乏空気の湧出量 (0 /min) C: トンネル内で酸素濃度が一定となった時の濃度 (20%) Ca: 新鮮空気の酸素濃度 ∴ Q1 = 20×0 21−20 = 0 (21%) /min 注)自然発生ガス・ 酸素欠乏空気 については自然条件等により発生量が 変動するため、発生量を明確に把握することが技術的に困難であることから 対象外とする。 3-14 (3)発破に対する換気量 (Q2) 1)発破の後ガスに対する換気量(機械掘削なので対象外とする。) (a)計算条件 トンネル内で発破を使用する場合の発破の後ガスに対する所要換気量(Q2a)は、発破後の 濃度をt分間管理濃度まで低減するものであり、次式で求める。 V Q2a = α・t ただし、 Q2a:所要換気量 ( V:1発破による有害物質の発生量 /min) ( ) α: 一酸化炭素(CO)の管理目標濃度 (α=50ppm=50×10-6) t: 所要換気時間 (min) K: 換気係数 (K=0.4)※有害ガス対応なので排気式のみ計上。 (b)所要換気量の算定 (ⅰ) 有害物質の発生量 発破の後ガス中の主な有害物質は一酸化炭素であり、火薬の種類で異なる。1回の発破 に伴って発生する一酸化炭素(CO)の量は、次式で求められる。 V = AT・Δ ・β・X ここで、 V:有害物質の発生量 ( A:トンネル掘削断面積 ) (㎡) (注) 1発破における最大使用火薬量の断面 Δ :1発破の進行長 (m) β:地山1 (㎏/ に対する火薬使用量 X:火薬1kgより発生する有害物質 ( ) /㎏) 「積算基準書平成17年度」Ⅳ-5-②-23 表3-2-10 発破の後ガスに対する換気量の計算条件 項 目 単 位 条 件 トンネル断面積(設計断面) AT ㎡ 0 1発破の掘進長 Δ m 1.0 使 用 火 薬 火 薬 使 用 量 β ㎏/ B=2.0、CⅠ=1.5、CⅡ=1.2、D=1.0 B=1.0、C=0.8、D=0.6 -3 有害ガスの管理目標濃度 α ppm 50 所要換気時間 t min 20 換 K 数 要 DⅢ断面 0.6 X 係 含水爆薬 一酸化炭素(CO)発生量 気 摘 5×10 0.4 含水爆薬 一酸化炭素(CO) 排気式の場合 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 ∴ V = 0×1.0×0.6×5×10^-3 P-106 = 0.000 (ⅱ) 所要換気量の算定 ∴ Q2a = 0.000/(50×10^-6×20) = 0 /min 注) 非常駐車帯等部分的な拡幅箇所については換気所要時間で対応するものとし、対象としない。 「事務連絡・H20.9.18 道路局所管直轄事業におけるトンネル工事(粉塵対策)の経済的・効率的・効果的な実施について」 3-15 2)発破の粉じんに対する換気量(機械掘削なので対象外とする。) ①希釈封じ込め方式 (a)計算条件 トンネル内で発破を使用する場合の発破の後ガスに対する所要換気量(Q2b)は、発破後の 濃度をt分間管理濃度まで低減するものであり、次式で求める。 K・S Q2b = E・t ただし、Q2b: 所要換気量 。 ( /min) S: 1発破による有害物質の発生量 ( E: 粉じんの管理目標濃度 (E=3㎎/ t: 所要換気時間 (min) K: 換気係数 (K=0.4)※粉じん対応なので送排気式計上。 ) ) (b)所要換気量の算定 (ⅰ) 有害物質の発生量 発破のにより発生する浮遊粉じんを破の後ガスと同ように考えて、発破の粉じんの 所要換気量は次式で求められる。 S = AT・Δ ・β・X’ ここで、S: 粉じんの発生量 ( ) A: トンネル断面積 (㎡) (注) 1発破における最大掘削量の断面 ΔL: 1発破の進行長 (m) β: 地山1 に対する火薬使用量 (㎏/ ) X ': 火薬1㎏より発生する粉じん発生量(㎎/㎏) 表3-2-11 発破の粉じんに対する換気量の計算条件 項 目 単 位 条 件 トンネル断面積(設計断面) AT ㎡ 0 1発破の掘進長 Δ m 1.0 使 用 火 薬 β 粉じん発生量 X' ㎏/ 粉じんの管理目標濃度 E 所要換気時間 t 換 K 係 数 要 DⅢ断面 含水爆薬 火 薬 使 用 量 気 摘 ㎏/ 0.6 2,000 ㎎/ 換気指針P-42 3 min 20 0.4 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 ∴S = 0×1.0×0.6×2,000 P-108 = 0mg (ⅱ) 所要換気量の算定 ∴ Q2b = 0.4×00/(3×20) = 0 /min 注) 非常駐車帯等部分的な拡幅箇所については換気所要時間で対応するものとし、対象としない。 「事務連絡・H20.9.18 道路局所管直轄事業におけるトンネル工事(粉塵対策)の経済的・効率的・効果的な実施について」 3-16 ②吸引捕集方式 (a)計算条件 吸引捕集方式の吸引風量は、粉じん発生量に関係なく封じ込めに必要な制御風速で決定 される。 QD ≧ At・v・60 ただし、 QD: 吸引風量 ( At: トンネル掘削断面積 /min) (㎡) v: 制御風速 (0.4m/s以上) 表3-2-12 発破の粉じんに対する換気量の計算条件 項 目 単 位 条 件 トンネル断面積(設計断面) AT ㎡ 0 制御風速 v m 0.4 摘 DⅢ断面 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 P-108 (b) 所要換気量の算定 ∴QD = 0×0.4×60 = 0 3-17 /min 要 (4)工事用機械および車両の排気ガスに対する換気量 (Q3) トンネル工事で使用するディーゼル機関から、排出される有毒ガスに対する所要換気量 (Q3)は、次式で算出する。なお、算出に当っての実出力当りの換気および機械負荷率は、 次表の数値を使用する。 Q3 = (HS・qS・αS)+(HD・qD・αD)+(HE・qE・αE) ここに、 Q3 = 所要換気量 ( HS = ショベル系の使用機械の総出力 (kW) HD = ダンプ系の使用機械の総出力 (kW) HE = その他機械の使用機械の総出力 (kW) qs = ショベル系の定格出力当りの換気量 ( /min・kW) qD = ダンプ系の定格出力当りの換気量 ( /min・kW) qE = その他機械の定格出力当りの換気量 ( /min・kW) /min) αS = ショベル系の負荷率 αD = ダンプ系の負荷率 αE = その他機械の負荷率 ・作業機械の負荷率 表3-2-13 実出力当たりの換気量(q)( /min/kW) 排気ガス規制 ①排出ガス対策形建設機械 出力区分: ②道路運送車両法(ディーゼル特殊自動車)排出ガス規制適合車 P(kW) ③オフロード法排出ガス規制適合車 ①第1次基準 ①第2次基準 ①第3次基準 負荷率 ②H15年規制 ②③H18年規制 ディーゼル機関 搭載機械の種別 ②③H23年規制 30≦P<272 75≦P<560 75≦P<560 75≦P<130 75≦P<560 ショベル系 4.9 3.2 1.9 1.8 1.1 0.5 ダンプトラック(坑内用) 4.9 3.2 1.9 1.8 1.1 0.25 排気ガス規制 道路運送法(ディーゼル重量車) 排出ガス規制適合車 H9年規制 搭載機械の種別 H15年規制 H17年規制 2.5t<GVW H21年規制 負荷率 3.5t<GVW ダンプ系(普通) 2.4 1.8 1.1 0.6 0.2 その他機械 2.4 1.8 1.1 0.6 0.2 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 P-110 (注)工事用機械は、「平成23年度 建設機械等損料表 (社)日本建設機械化協会」の分類コードの 規格を用いる。 3-18 3-19 計 ※ ※ ※ ※ 4.4 /h ダンプ(普通) その他 213 H15規制 141 H15規制 1.8 1.8 4.9 1.8 1.8 4.9 1.8 0.20 0.20 0.50 0.20 0.20 0.50 0.20 77 51 265 35 48 184 77 2 1 1 1 1 1 2 205 154 51 969 154 51 543 154 51 184 154 1.上表は、「事務連絡・H20.9.18 道路局所管直轄事業におけるトンネル工事(粉塵対策)の経済的・効率的・効果的な実施について」を加筆修正 2.出力(kW)は平成23年度版 「建設機械等損料算定表」 による。 3.ダンプトラック台数については、積込中の1台はエンジン停止しているものと考え積算上の所要台数-1台とする。 4.トラックミキサ車台数については、坑口より1200mまでは2台、2500mまでは3台とする。 トラックミキサ車 コンクリートポンプ車 90∼100 108 第1次基準 98 H15規制 132 H15規制 75 第1次基準 213 H15規制 1.8 1.8 ダンプ系(坑内用) ダンプ系(普通) その他機械 0.20 0.20 0.50 0.50 0.25 道路運送車両法排出ガス規制適合車(H15年) 道路運送車両法排出ガス規制適合車(H15年) 排出ガス対策型建設機械(第1次基準値適合車) 排出ガス対策型建設機械(第2次基準値適合車) 排出ガス対策型建設機械(第2次基準値適合車) 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 P-110 ショベル系 4.9 3.2 3.2 上記より、同時施工となる「ずり出し・覆工」作業の合計 969 /minを換気量とする。 表3-2-15 作業機械の排出ガス適用の機種と稼動率 実出力当り 備 考 換気量 負荷率 ( /min・kW) 合 覆 工 2ブーム150㎏級 ショベル トンネル工事用2t積 その他 4t積 その他 ドリルジャンボ トラック トラック(クレーン付) ロックボルト 支保工 ダンプ(普通) 級 ショベル 4.4 吐出量6∼20 吹付機 トラックミキサ車 吹 付 518 154 51 265 0 48 表3-2-14 工事用機械および車両の排気ガスに対する換気量 (Q3) 定格 所 要 実出力当り換気量 負荷率 台数 所要換気量( /min)④×⑤ 使 用 機 種 出力 換気量 ( /min・kW) (α) (台) ( /min) (kW) 削 岩 ずり出し 吹 付 支保工 適用 ④=①× +覆工 +覆工 +覆工 機 械 名 機械種別 ① ② ③ ⑤ +覆工 ②×③ 基準 ホイールローダ 2.3 ショベル 140 第1次基準 4.9 0.50 343 1 343 第2次基準 山積0.8 ショベル 104 3.2 0.50 166 1 166 掘 削 大型ブレーカ ずり出し ダンプトラック 10t積 ダンプ(普通) 246 H15規制 1.8 0.20 89 1 89 バックホウ 山積0.8 ショベル 104 第2次基準 3.2 0.50 166 1 166 トンネル1200mまでは2台 トンネル2500mまでは3台 同時運転なし 所要台数-1台(施工計画書参照) 備 考 (5)コンクリート吹付け時の粉塵に対する換気量 (Q4) トンネル内でコンクリート吹付け作業時に発生する粉じんの場合は、発生量そのものを減少 させる発生源対策を優先する。発生した粉じんの換気・集じん対策は、現場条件や粉じん発生 量、及び有害ガス希釈風量との比較等により換気方式を検討する。換気方式では、「希釈封じ 込め方式」と「吸引捕集方式」を比較して、坑内環境等総合的に有利な方式を選定する。 (a) 希釈封じ込め方式 拡散希釈方式では、吹付け粉じんの発生量を推計し希釈風量によって粉じん濃度を目標レベ ルに低減する。 Fo Q4a = Ga−Go Ga: 粉じん発生濃度目標レベル(3㎎/ Qa: 所要換気量( 以下) /min) Go: 拡散希釈に用いる空気の粉じん濃度 送気式(外気)0.07㎎/ Fo = 360・Po・α Fo: コンクリート吹付け作業時の粉じん量(㎎/ ) Po: 吹付け機定格吐出量( /min) /min)(吐出量6∼20 α: 粉じん発生量低減対策による低減効果係数 α=0.75(本トンネルは粉じん低減剤を計画する) Fo= 360×20 /min×0.75 Q4a= 5,400/(3−0.07) = 5,400㎎/min = 1,843 /min (b) 吸引捕集方式 希釈封じ込め方式は粉じんの吸込み口が切羽直近にあり、切羽で発生した粉じんを拡散させ ることなく、ダクトにより捕集排除する方式である。 (吸込み口は、可能な限り切羽に接近させることが望ましい。) 吸引捕集方式の吸込風量は、切羽の粉じん発生量に関係なく、切羽をフレッシュエアで封じ 込めるために必要な制御風速(坑内風速)で決定される。 Q4b≧At・v・60 At: トンネル掘削断面積(㎡) (DⅢ断面 = 105.0㎡) v: 制御風速(m/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Q4b≧Qaが成立すること Q4b= 105㎡×0.4m/s×60 = 2,520 3-20 /min 掘削の最大断面 (6)望ましい坑内風速の保守 (Q5) トンネル内の風速は、坑内で排出される排気ガス,粉塵,発破の後ガス,自然発生の有害ガ スなどを安全な濃度に稀釈するのに必要な換気量によって決定されるが、粉塵の発生量につい ては、山岳トンネルでは前項に示したように定量化することは困難である。 本計画においては、「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針《換気技術の設計及び 粉じん等の測定》平成24年3月 建設業労働災害防止協会」p-230より、望ましい風速として坑 内風速を0.3m/sとしていることから、本数値を採用した場合における換気量の算定を行うも のとする。 Q5 = v×60×At' v: トンネル内の風速(0.3m/s以上) At': トンネル掘削断面積(㎡) (DⅢ断面 = 105.0㎡) Q5= 0.3×60×105㎡ = 1,890 /min 注) トンネル掘削断面積について非常駐車帯等部分的な拡幅箇所については所要換気量の算定の対象としない。 3-21 (7)所要換気量の設定 Q = QP + Qmax ここに、QP: 作業員に対する換気量 Qmax: 各工種ごとの換気量の最大値 表3-2-16 所要換気量の選定(集じん方式) 所要換気量 ( 工 種 QP 作業員に対する換気量 Q1 Q2a Q2b 電気式 66 66 酸素欠乏空気 0 0 0 発破の後ガス 0 0 0 希釈封じ込め方式 発破の後ガス 吸引捕集方式 Q3 デイーゼル機関の排気ガス Q4a 吹付コンクリ ートの粉じん Q5 フイルタ式 ケース① ケー③ ケース② (希釈封じ込め (希釈封じ込め (吸引捕集方式) 方式) 方式) 66 QD Q4b /min) 0 − ( 0) 969 希釈封じ込め方式 吸引捕集方式 − 1,843 − 望ましい坑内風速の保守 0 − 969 969 − ( 2520) 1,843 − 1,890 1,890 1,890 Qmax QP+Q1∼5(Max) 1,956 1,956 1,956 Qs 集じん機必要風量 (2,471) (2,653) (2,608) ○ 評価 採用 注)吸引捕集方式(ケース②)の換気量(Qmax)には吸引捕集時の換気量は含まない。 集塵機方式の選定により、ケース②の換気量(Qmax)で送風機の選定を行う。 【集じん機必要風量の算定】 ・ケース① フイルタ式(希釈封じ込め方式) Qs=K(1.2)×Qa/ηD Qs=1.2×1,956 /min/0.95 = 2,471 /min ・ケース② フイルタ式(吸引捕集方式) ※ Qs=At×Vc×60/ηDの算定値と、Qa×1.2の算定値の大きい方を必要換気量とする。 Qs1=At×Vc×60/ηD (発破及び吹付コンクリートの粉じん) Qs1=105㎡×0.4×60/0.95 = 2,653 /min (換気量大) = 2,471 /min = 2,608 /min Qs2=Qa(所要換気量)×1.2/ηD Qs2=1,956 /min×1.2 /0.95 ・ケース③ 電気式(希釈封じ込め方式) Qs=K(1.2)×Qa/ηD Qs=1.2×1,956 /min/0.90 3-22 【採用】 3-2-3 送風機の選定 (1)所要換気量 ケース②(吸引捕集方式) 換気対象延長 L= 181m+10m−40m = 151m Qa = QP+Qmax= = 1,956 66 + 1,890 /min (2)送風機の風量と圧力の算定 送風機は、所要換気量を満足させるために、次式を用いて風管の圧力損失、換気ファン の軸動力を求め、この値をもとに適切な機種を選定する。 h = λ・ρ/2・L/Dd・v×103 V = Qa/(60・Ad) = Qa/(15π・Dd2) N = Qr・h/60 ここに、 v: 風管内の平均風速 (m/s) Ad: 風管の断面積 (㎡) Qa: 所要換気量 ( /min) h: 圧力損失 (kPa) λ: 圧力損失係数 L: 風管の長さ (m) Dd: 風管の直径 (m) ) ρ: 空気の密度 (ρ=1.2kg/ N: 換気ファンの理論動力 (KW) Qr: 換気ファンの送風量 ( /min) 1) 風管径 風量Qa = 1,956 /minの場合の1秒当り換気量 Q = 1,956÷60 = 32.6 /sec 管内風速を10∼15m/sとした場合の風管径は次のとおりである。 V= 17.5m/sの場合 D = √{(4×32.6/(V・π)} = 1.54m (≒ 1.5m) ≒ 1.5m(ビニール風管)とする。 (注)送気の場合の管内風速は「ずい道等建設工事における換気技術指針 平成24年3月」 の p-166に記載されている“送気式の望ましい管内風速v=10∼15m/secであり、 実態調査ではv=15∼20m/secが50%であるとされている。本計画では平均15m/sec 20m/sec(平均17.5m/sec)を目安に風管径を求める。 3-23 2) 風管内の平均風速 v = Qa/(15・π・Dd^2) = 1,956/(15×π×1.5^2} = 18.45m/sec 3) 直管の圧力損失 (換気対象延長 151mの場合) 損失係数は、次表からλ=0.020 〔風管1.5m:軟管(リングなし)〕 h = λ・ρ/2・L/Dd・v2・10-3 = 0.020×1.2/2×151/1.5×18.45^2×10^-3) = 0.51kPa 表3-2-17 圧力損失係数 (λ) 風 管 径 (単位:mm) 風 管 の 種 類 500未満 500以上 750未満 750以上 1,000未満 1,000以上 1,500未満 1,500以上 硬 管 0.050 0.035 0.030 0.025 0.020 軟 管 (リング付) 0.050 0.040 0.035 0.030 0.030 軟管(リングなし) 0.040 0.030 0.025 0.025 0.020 硬管 :スパイラル風管(薄肉管)、アルミニウム加工風管、FRV管 軟管(リング付) :樹脂加工布風管リング式)、樹脂加工布風管(スパイラル式) 軟管(リングなし) :樹脂加工風管(ファスナ式) 注)改訂 ずい道工事等における換気技術指針・(社)建設業労働災害防止協会 P-165より 4) 風管各部の圧力損失 風管各部の圧力損失は、管の設置状況によって条件が異なるため、管の吹出口 における損失(ζ=1.0とする)を計上する。 hb = ζ・ρ/2・v2・10-3 = 1.0×1.2/2×18.45^2×10^(-3) = 0.20kPa 5) 風管全体の圧力損失 hT = h+hb = 0.51+0.20 = 0.71kPa 6) 漏風率(β) 漏風率係数)は、次表からβ=0.010 〔風管1.5m:軟管(ファスナ管)〕 表3-2-18 風管の100m当たりの漏風率 (β) 風管径(単位:mm) 風 管 径 (単位:mm) 750以上 1,000未満 1,000以上 1,500未満 1,500以上 4m 0.018 0.013 0.008 定尺長 10m 0.020 0.015 0.010 定尺長100m 0.005 0.003 0.002 風管の種類 硬管(スパイラル風管) 定尺長 軟管(樹脂加工風管) ファスナ式 3-24 (3)送風機限界長(L)の計算 表3-2-19 送風機限界長(L)の計算 単段(1段)運転の限界長(L) 2段運転の限界長(L) L:換気限界延長 220 m β:風管の100m当り漏風率 0.010 ΣQ:所要換気量 1,956 Qf:換気ファンの送風量 2,000 λ:風管の圧力損失係数 V:風速(17.5m/sec目安) L:換気限界延長 151 m β:風管の100m当り漏風率 0.010 /min ΣQ:所要換気量 1,956 /min /min Qf:換気ファンの送風量 1,986 /min 0.020 λ:風管の圧力損失係数 0.020 18.45 m/s V:風速 18.4 m/s ρ:空気の密度 1.2 ㎏/ ρ:空気の密度 1.2 ㎏/ D:風管径 1.5 m D:風管径 1.5 m m=β・L/100 0.022 m=β・L/100 0.015 h:直管の圧力損失 ① 0.599 kPa h:直管の圧力損失 ① 0.409 kPa 風管各部の圧力損失 h= 0.204 ×ζ 風管各部の圧力損失 h= 0.203 ×ζ ベント部 ζ=0.50 n=2箇所 0.204 ベント部 ζ=0.50 n=2箇所 0.203 拡がり管部ζ=0.59 n=1箇所 0.120 拡がり管部ζ=0.59 n=1箇所 0.120 吐出口部 ζ=1.0 0.306 吐出口部 ζ=1.0 0.203 hb:風管各部の損失計 ② 0.630 kPa hb:風管各部の損失計 ② 0.526 kPa 1-β・L/100 ③ 0.978 1-β・L/100 ③ 0.985 n=1箇所 hf:換気ファンの圧力 n=1箇所 1.26 kPa<1.96 hf:換気ファンの圧力 (①+②)/③ 0.95 kPa<4.9 129 mmAg<200 (①+②)/③ 97 mmAg<500 送風機は[反転軸流式・可変風量型]を使用することから動力は2段運転を標準とする。 (4)換気ファン送風量の算定 Qf=所要換気量÷(1−(漏風率(β)×換気対象延長(L)/100)) Qf= 1,956 /min÷{1−(0.01×151m/100)} 3-25 = 1,986 /min 3-3集塵機の選定 (1)概 要 集塵装置は、じん肺症として問題になる吸入性粉塵を含めた粉塵を効率よく捕集・清 浄化できる機種,形態を選定するものとする。 トンネル工事で用いる集じん装置は、環境用集じん装置であって、空気清浄機能が優 先される。 集じん装置では、切羽で発生する粉じん汚染空気を効率よく捕集吸引すること、また、 取り込んだ粉じん汚染空気を清浄化、出口空気をクリーンに保つこと、この2つを両立 させることが重要である。 トンネル工事用には次の項目を満足したものを選定する。 ① 発生した粉じんを拡散させず、効率よく捕集・吸引できるシステムであること ② 発破・機械掘削等高濃度の粉じんでも十分な清浄化が可能であること ③ 微細な吸入性粉じんに対して捕集率が高く清浄空気に回復できること リフレッシュエアとして坑道換気に利用する場合は、待機レベルに清浄化するこ ④ とが望ましい。(一般大気じん0.07㎎/ ) ⑤ 発破衝撃波、温度、坑内湧水等の環境下での連続使用が可能なこと ⑥ 構造が簡単で、保守点検が容易であること ⑦ 集じん装置の設備費・維持費が安いこと 集じん装置の種類と特徴を下表に示す。 表3-3-1 集じん装置の種類と特徴 適 用 原 理 圧 力 損 失 最大通過風速(m/s) 重力による自然沈降 処理速度が小さいた め、0.5∼1.0kPa程 度 5 慣性力集じん じゃま板等による気流の急激 な方向転換及び粒子の慣性力 0.1∼1.0kPa 8 遠心力集じん 気流の旋回運動に伴う粒子の 遠心力 1.0kPa以下 16 液滴あるいは液膜と衝突又は 接触させ捕捉する 1.0kPa程度以下 60 ろ材を通してろ過分離する 1.5kPa 粒子に荷電させ、静電気力を 作用させて集じんする 0.1∼0.2kPa 分 類 重力集じん 清浄集じん (湿式) ろ過集じん (フィルタ式) 電気集じん (電気式) 0.02 9 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 P-173 トンネル工事においては主なものとして、ろ過集じん(フィルタ式)、電気集じん(電 気式)、清浄集じん(湿式)が稼働しているが、使用実績の多いフィルタ式と電気式に ついて次表にその特性比較を示す。 トンネル集じん装置の選定に際しては、それぞれの特性をよく検討しトンネルの施工 条件に適合した清浄化能力を発揮できる方式を選定する。 3-27 (2)フィルタ式集じん機と電気式集じん機の特徴 表3-3-2 集じん装置の特性比較例(2400 として) フィルタ式 原 理 特 徴 清 浄 化 特 性 運 用 性 電気式(乾式仕様) ・粉じんをフィルタに通気させ、フィルタ表面に吸着 ・放電極により気体中の粉じんを帯電させ、クーロン ろ過する方式。 力により集じん電極に付着させる方式。 ・通風抵抗が0.5∼1.5kPaと高いため、電気式に比べ ファン動力は大きい。ただし、実運転時は粉じん濃度 計によるインバータ制御にて省エネ化を図っている。 ・ダスト付着によりフィルタが目詰まりし、通気抵抗 が増大し処理風量の減少を生じることがある。 ・ろ布に間欠的にパルスエアを送り、目詰まりを防止 するとともに、ろ布の再生を図っており、連続運転も 可能である。 ・捕集ダストは集じん装置底部に堆積するので定期的 に系外に搬出する。 ・通風抵抗が0.3kPaと低いので、フィルタ式に比べ ファン動力は約1/5と小さい。 ・捕集ダスト付着による目詰まりや風量低下は通常運 転では起こらないが、機械掘削時のような高濃度の場 合は起こることがあるので十分な検討を要する。 ・電極洗浄時(1∼2回/日×1Hr/回)は休止状態とな る。 ・捕集ダストは高圧水で洗い落とし、排水として水処 理装置で処理する。 ・出口粉じん濃度は入り口濃度にかかわらず、0.1㎎/ 以下を保証しているので、リフレッシュエアとして 活用できる。 ・機械掘削粉じんなど高濃度粉じんにも適用できる。 ・サブミクロンに対しては、ろ布の表面にテフロン コーティング等をすることによって集じん効率を向上 できるとともに、ディーゼルカーポンのような付着性 の強い物質も剥離し易くなる。 ・付着ダストや吸着剤添加により、NO2、CO、NH3等有 害ガスの付着効果がある。 ・吸入性粉じんに対する捕集効率は電気式に比べ優れ ている。 ・出口粉じん濃度は、入り口濃度の影響を受けて変動 するので、リフレッシュエアとして活用できない場合 もある。 ・高濃度粉じんに採用する場合は検討が必要である。 ・ディーゼルカーポンは、再飛散を生じることもある ので、水洗浄に留意する必要がある。 ・有害ガスに対する付着効果はない。 ・吸入性粉じんに対する捕集効率はフィルタ式に比べ 劣る。 ・設備動力が大きいので電力事情のある地域では検討 が必要である。 ・エアカーテンダクト、伸縮風管等の設備により、封 じ込め効果を高くすることができる。 ・フィルタの吸音作用もあり、機側の騒音値は83dB(A) である。 ・黒鉛粒子による汚損トラブル等はない。 ・爆発性雰囲気では防爆仕様による対応が可能であ る。 ・捕集ダストに有害物質を含まない場合は掘削ずりと して処理できるので廃棄コストは発生しない。 ・フィルタの寿命が長いのでメンテナンスの手間がか からない。 ・長時間運転によりフィルタが劣化し、所定の性能を 満足 ・設備動力が小さいので電力事情のある地域にはフィ ルタ式に比べ有効である。 ・エアカーテンダクトや伸縮風管等の付属設備の実績 が少なく、採用に当たっては検討を要する。 ・機側の騒音値は85∼86dB(A)であり、フィルタ式に比 べ高い。 ・電荷を持つ黒鉛粒子がトンネル内壁やトンネル用工 事機械装置に付着、汚損するトラブルが発生する場合 があるので注意が必要である。 ・爆発性雰囲気の場所では、使用不可である。 ・捕集ダストは排水としての処理が必要となるので、 全体の坑内排水処理計画に組み込むこと。 ・集じん電極の寿命は 出典:「新版 ずい道工事等における換気技術指針 ・平成24年3月」 P-173 3-28 表3-3-3 集じん装置の特徴 フィルタ式 電気式(乾式仕様) 概 要 図 集塵方法 特 色 集塵効率 (%) 特殊な不織布の成型フィルタに粉じんを含 んだ空気を通過させ、粉じんを除去する。 帯電部の放電線からコロナ放電を発生させ、 通過する空気中の粉じんを帯電させ、集じん 部極板上に粉じんを捕集する。 ・ろ過するフィルタにより集じん性能が決 まる。 ・フィルタの通過抵抗により圧力損失が大 で、送風機動力も大。 ・小さな粒子ほど捕集率は高い。 ・圧力損失が小で、送風機動力も小。 95∼99(最小95) 90∼95(最小90) 消費電力 大 小 洗浄方法 圧縮空気による自動再生 (払い落とし) 水噴霧自動洗浄 (1回/日以上、1h/回) 維持管理 ・1ヶ月に1回人力による粉じんの掻き出し が必要 ・8ヶ月∼12ヶ月に1回、放電線交換が必要 ・毎日水洗浄する必要あり 集塵方式 ・希釈封じ込め方式 ・吸引捕集方式 評 価 維持管理は比較的容易で、集じん効率も高 いが、圧力損失が大きく、送付機動力が大 きくなる。しかし、機械損料費が高く機関 出力も約3倍程度である。 ・希釈封じ込め方式 注)吸引捕集方式は性能特質から使用できな い フイルタ式に比べ維持管理の頻度が高く、集 じん効率もやや低い。しかし、機械損料費が 安く機関出力も約1/3程度と経済的であるが、 吸引捕集方式は性能特質から使用できない 本計画トンネルの換気方式は、上図の換気方式の中から風管換気法の希釈封じ込め方 式(送気・集じん式)と吸引捕集方式(送気・吸引捕集式)の比較検討により選定する。 3-29 3-4 吹付コンクリート設備 (1) 吹付コンクリート材料設備 吹付コンクリート材料用設備として、下記の設備を坑外に計画する。 表 3-4-1 設 吹 付 コ ン ク リ ー ト 設 備 規 備 格 30t 1基 15m3 × 3 1基 定置式 25m3/h 1基 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 数 量 (2) 1日当りの吹付量の算出 トンネル断面における掘進1日当りの吹付け量の最大となる坑口部DⅢとする。 断 面 表 3-4-2 1 日 当 り 吹 付 け 量 吹付面積 1サイクル当 り 吹 付 厚 1 日 当 り ロス 進行長 進行長 率 cm m2 m/日 m/日 吹付量 m3/日 上 半 DⅢa 19.9 1.0 25 2.17 1.7 18.4 下 半 DⅢa 5.0 1.0 25 2.17 1.5 4.1 摘 ※ 1日当り最大吹付け量は 22.5 m3/日 注) 1. 1日当り進行長 (サイクルタイム表より) 2. ロス率は、吹付けコンクリート作業時の跳ね返り率を示す。 DⅢa断面が最大吹付けコンクリート量となるので、この値を対象として材料準備量の算定を行う。 ∴ Vmax = 22.5 m3/日 (3) セメントおよび骨材の準備量 材料の準備は、細骨材ビン(砂)が65m3であることから2日程度で計画する。 22.5 × 2日 = 45.0 m3/日 3-33 要 (4) 吹付けコンクリートの配合 吹付けコンクリートの配合は、下表に準じて計画する。 表 3-4-3 吹付けコンクリートの配合例 (湿式 1m3当り) 度 スランプ W/C σ28=18 N/mm2 10±2 cm 56% 強 位 粗骨材最大 単 寸 法 セメント量 15 mm 砂 砕 「普通ポルトラ 0.80m3 ンドセメント」 (1,086kg) 360kg 石 急 結 剤 摘 要 0.47m3 (675kg) セメント量 の5.5% 注) 1.配合例の出典は「平成24年度 土木工事標準積算基準書 」Ⅳ-5-①-25 2.急結剤 ; 360kg × 5.5% = 19.8 kg 従って、各材料の準備量は次のようになる。 ① セメント 45.0m3 × 0.360t/m3 = 16.2 t ② 細骨材 45.0m3 × 0.80m3 = 36 m3 ③ 粗骨材 45.0m3 × 0.47m3 = 21.2 m3 ④ 急結剤 45.0m3 × 19.8kg = 891 kg 以上の各材料の準備量を考慮し、下表の設備を計画する。 名 表3-4-4 吹付けコンクリートの設備規模 容 量 使用電力量 称 基 数 及び (kw) 内 容 定置式 コンクリート 細骨材ビン プラント 粗骨材ビン セメントサイロ 25m3/h 1 砂 2 砕 石 1 30t 1 使用電力量合計 (kw) 35.0 3.2 0.75 39.0 kw 注)1.コンクリートプラント(バッチ型)定置式の使用電力は、 「平成24年度版 建設機械等損料表 」 P06-19を参照 注)2.骨材ビン及びセメントサイロの使用電力は、「H24年度版・建設機械等損料表」P44-1を参照 3-34 湿 式 3-35 図 3-4-1 吹付用コンクリートプラント設備 3-5 給水設備 3-5-1 施工歩掛 給水設備は、水槽、ポンプの運転経費を積算するのもとする。ただし、ポンプの労務運転は計上しないもの とする。 (1)給水設備の機種および規格 給水設備の機種、規格は、次表を標準とし、設置期間は掘削期間とする。なお、運転時間は1方当り7h/日 を標準とする。 表3-5-1 給水設備の機種の選定 名 称 規 格 単 位 数 量 65mm×4段×45m 台 1 鋼板製 20m3 〃 1 小型多段遠心ポンプ 水 槽 (2)給水ポンプの運転 (機械損料補正はしない。) 運転日数 : 純掘削日数 (3)ポンプおよび貯水槽の据付・撤去 (1箇所当り) 表3-5-2ポンプおよび貯水槽の据付・撤去 (1箇所) 名 称 規格 単 位 数 量 世話役 ― 人 0.5 特殊作業員 ― 〃 0.1 普通作業員 ― 〃 2 排出ガス対策型(第2次基準値) バックホウ運転 クローラ型 クレーン機能付 日 0.5 山積0.8m3(平積0.6m3)2.9t吊 出典;「土木工事積算基準書(共通編)平成24年度 第5章仮設工 Ⅱ-5-⑩-2 表3.4 据付・撤去歩掛による。 (4)貯水槽 工事用水槽20m3を標準とし、設置期間は掘削期間とする。 (5)給水管の敷設、撤去(坑外のみ計上) 表3-5-3給水管の敷設、撤去 職 種 単 位 敷 設 撤 去 計 配 管 工 人 0.05 0.03 0.08 注) 坑内の敷設・撤去は掘削労務に含む。 出典;「土木工事積算基準書(共通編)平成24年度 第5章トンネル工 Ⅳ-5-②-29表4.75 による。 (6)運転日数 運転日数 157.9日 − 62.7日 (7)取水計画 工事用給水は坑口部近傍の沢水を水源とする。 3-36 = 95 日 3-5-2 給水設備の算定 工事用給水は坑口部近傍の河川を水源とする。水槽に貯水して、そこから給水ポンプにより坑内および 各仮設備等に送水する。 (1) 所要水量 1) 使用箇所別使用水量 工事中に水を使用する工事用機器としては、下記に示す機器がある。 表 3-5-4 使 Q1 削 用 箇 岩 所 機 穿 Q2 吹 付 プ ラ ン ト ト ン ネ ル 工 事 の 使 用 水 量 作 業 孔 機 種 使用水量( 2ブームドリルジャンボ 吹付コンクリート用練混ぜ水 130 2040 ÷ 30分=68㍑/min 68 Q3 坑内・坑外雑用水 合 /min) 142 計 340 /min 注)1.吹付プラントの運転時間(30分)は「平成17年度 土木工事標準積算基準書」Ⅳ-5-②-32より 注)2.坑内坑外の雑用水は「 トンネル工事用機械便覧・平成8年2月」P-419より 2) 最大使用水量 使用水量が最大となるのは、掘削および吹付コンクリートの施工時で、その時の使用水量は次の とおりである。 ① ドリルジャンボ (2ブーム) Q1 = 130 /min ② 吹付プラント Q2 = 68 /min Q3 = 142 /min = 340 /min ③ 修理工場・その他 「メーカーカタログ」引用 「 トンネル工事用機械便覧」 以上より、本トンネル1分当りの最大使用水量は、 ∴ ΣQ = Q1 + Q2 + Q3 (2) 貯水槽の容量および設置位置 1) 貯水槽の容量 貯水槽は、鋼板製20m3を1台設置する。 2) 貯水槽の設置位置 貯水槽の設置位置はトンネル坑口近傍に設け、トンネル坑内および仮設備の施設に送水する。 坑 外 坑 内 L= 181m 仮設ヤード 水槽 トンネル工 P1 図 3-5-1 貯水槽の設置位置 3-37 (3) 給水ポンプの計画 L3=296m L1=115m トンネル L2=181m EL.3 i=3.450% P EL.1 EL.2 図 3-5-2 給 水 系 統 表 3-5-5 距 離 (m) 標 高 (m) 給 水 系 統 の 諸 元 L1 L2 L3 L4 L5 115 181 296 ― ― EL.1 EL.2 EL.3 EL.4 EL.5 313.1 307.3 317.0 ― ― 1) 給水ポンプ(P1)の計算 送 水 量 : Q = 0.34m3/min 管 ( 340) /min 径 : D = φ 65mm 実 揚 程 : ha = 307.3 − 317 = -9.7m 送水管長 : L3 = 296m a) 管径および管内流速 管内の平均流速を2m/sec程度の場合の管径は、 A = Q /(60×V) = 0.34/(60×2) = 0.0028m2 D = √4A/π = √4×0.0028/π = 0.06m φ65mmの給水管を使用したとすると、管内流速は、 V = Q/(15×π×D^2) = 0.34/(15×π×0.065^2) = 1.708m/sec b) 管内損失水頭 (hf) hf = f ・ L D ・ V2 2g (ダーシーの公式) 出典:「トンネル工事用機械ハンドブック 上巻 日本トンネル技術協会」P-274より 3-38 P1の算定 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 = 296.0m D : 送水管径 = 0.065m V : 管内流速 1.708 g : 重力の加速度 = 9.8m/sec ∴ hf = 0.028×296/0.065×1.708^2/(2×9.8) ≒ 19m c) 全揚程 (H) 全揚程(H)は、実揚程(ha)に管内損失水頭(hf)を加えた値とする。 ∴ H =ha+hf= -0.6+19 ≒ 9.3m 表 3-5-6 送 水 管 口 径 (mm) の 照 査 口径(D) 実揚程 ha (m) 管 L (m) 内 損 失 V(m/sec2) 水 頭 全揚程 g (m/sec) hf (m) 摘 要 H (m) 50 mm (9.7) 296 2.886 9.8 75.5 65.8 OUT 65 mm (9.7) 296 1.708 9.8 19.0 9.3 採用 80 mm (9.7) 296 1.127 9.8 6.2 (3.5) 注)標準の給水ポンプ口径65mm(全揚程45m)を選定する。 d) 給水ポンプの所要動力 表 3-5-7 仕 様 小型多段遠心ポンプ 5.5 kw 給水ポンプ(P1)の所要動力 吐 出 量 全 揚 程 台 数 0.34m3/min 9.3m以上 1 摘 要 65mm×4段×45m (4) 給水設備仕様一覧 表 3-5-8 機 種 小型多段遠心ポンプ 給 水 管 [ガス管(SGP)白ネジ 付] 給 水 設 備 仕 様 一 覧 規 格 65mm×4段×45m 5.5kw φ65mm 坑外延長 115m 坑内延長 181m 数 量 設 置 期 間 (月数) 1台 4.6 296m 4.6 出典:「 建設機械等損料算定表・平成24年度版・(社)日本建設機械化協会」 P13-5 3-39 (5)取水ポンプの計画 取水管 L4=95m EL.3 P1 水槽 P2 EL.5 図 3-5-3 給 水 系 統 表 3-5-9 距 離 (m) 標 高 (m) 排 水 系 統 の 諸 元 L4 L5 L6 L7 L8 95.0 ─ ─ ─ ─ EL.3 EL.5 ─ ─ ─ 317.0 304.0 ― ― ― 1) 給水ポンプ(P1)の計算 送 水 量 : Q = 0.34m3/min 管 径 : D = φ 80mm 実 揚 程 : ha = 317.0 − 304 = 13.0m 送水管長 : L3 = 95m a) 管径および管内流速 管内の平均流速を2m/sec程度の場合の管径は、 A = Q /(60×V) = 0.34/(60×2) = 0.0028m2 D = √4A/π = √4×0.0028/π = 0.06m φ80mmの給水管を使用したとすると、管内流速は、 V = Q/(15×π×D^2) = 0.34/(15×π×0.08^2) = 1.127m/sec b) 管内損失水頭 (hf) hf = f ・ L D ・ V2 2g (ダーシーの公式) 出典:「トンネル工事用機械ハンドブック 上巻 日本トンネル技術協会」P-274より 3-40 水源 P2(取水ポンプ)の算定 hf : 管内損失水頭 f : 摩擦係数 f = 0.02 + 0.0005/D = 0.02 + 0.0005/0.08 = 0.026 L : 送水管長 = 95.0m D : 送水管径 = 0.080m V : 管内流速 1.127 g : 重力の加速度 = 9.8m/sec ∴ hf = 0.026×95/0.08×1.127^2/(2×9.8) ≒ 2m c) 全揚程 (H) 全揚程(H)は、実揚程(ha)に管内損失水頭(hf)を加えた値とする。 ∴ H =ha+hf= 13.0+2 ≒ 15m 表 3-5-10 送 水 管 口 径 (mm) の 照 査 口径(D) 実揚程 ha (m) 管 L (m) 内 損 失 V(m/sec2) 水 頭 g (m/sec) 全揚程 hf (m) 摘 要 H (m) 50 mm 13.0 95 2.886 9.8 24.2 37.2 OUT 80 mm 13.0 95 1.127 9.8 2.0 15.0 採用 100 mm 13.0 95 0.722 9.8 0.6 13.6 注)水中ポンプの最大揚程は30mであることからφ80mmを選定する。 d) 取水ポンプの所要動力 表 3-5-11 仕 様 工事用水中ポンプ 3.7 kw 給水ポンプ(P2)の所要動力 吐 出 量 全 揚 程 台 数 摘 0.34m3/min 15.0m以上 1 80mm×15m 要 (6) 取水設備仕様一覧 表 3-5-12 機 種 工事用水中ポンプ 給 水 設 備 仕 様 一 覧 規 格 80mm×15m 3.7kw 給 水 管 坑外延長 [ガス管(SGP)白ネジ φ80mm 坑内延長 付] 95m 数 量 設 置 期 間 (月数) 1台 4.6 95m 4.6 ─ 出典:「 建設機械等損料算定表・平成23年度版・(社)日本建設機械化協会」 P13-9 3-41 3-42 0.25 0.25 101 41 使用水量 1.88 8.46 360 360 142 使用水量の合計 適 (Q3) 要 ※ 1日当り吹付に使用する最大使用水量は 1.5 1.7 表3-5-14 雑 用 水 の 算 定 5.0 19.9 注)使用水量は「 トンネル工事用機械便覧・平成8年2月」P-419より引用 〃 坑外の雑用水 単位 1.0 /min 種 DⅢa 1.0 覆工時の洗浄水 工 合 計 下 半 上 半 DⅢa m/日 加背区 1サイクル当り 断面区分 分 進行長 (P) 55 55 吹 付 コ ン ク リ ー ト 使 用 水 量 の 算 定 (Q2) 1サイクル当り 吹付面積 吹付け厚 ロス率 単位セメント量 W/C 吹 付 量 (M) (N) (K) (P・M・N・K) 2 3 3 m % m m kg/m 表 3-5-13 3 2.04m3 0.37 1.67 m 1サイクル当り 使用水量 要 2040㍑/min 適 3-6 排水設備 (1) 概 要 排水設備は、トンネル掘削によって発生する湧水や坑内での使用水を坑外へ排出するために設けるもの で、切羽作業の保持,坑内路盤の維持、通路の確保、感電事故の防止などが主な目的である。 排水方式には、上り勾配0.3%以上のトンネル掘削で素堀側溝を用いる最も経済的な自然排水方式と排水 ポンプ管等を使用して強制的に排水する強制排水方式の2つがある。 (2) 湧水量の推定 トンネル掘削に伴う湧水は、地形,地質,断層土被り等により大きく異なるため、その湧水を推定することは 非常に困難である。 本トンネルの恒常湧水量については「トンネル施工に伴う湧水渇水に関する調査研究(その2)報告書 ・昭和58年2月・日本トンネル技術協会」の過去の事例の統計的予測手法を基に算定されている値から最大 となる湧水量を選定して使用する。 = 0.20 m3/min 表3-6-2 地質分類の深成岩類を使用 表 3-6-1 地 質 深成岩類 恒 常 湧 水 量 (Q) トンネル延長 平均湧水量 (km) m /min m /min 0.181 0.20 0.04 花崗岩 恒常湧水量 3 3 摘 要 (3) 排水量 坑内排水量としては、削岩機及び坑内洗浄水に水を使用するが、これらの内最大となるのは削岩機使用水 3 Q=130 ㍑ /min = 0.130m /minである。 従って、本計画トンネルの湧水量に削岩機使用水を加えた排水量は、以下のとおりである。 3 ( 10.2 m /hr) 3 ( 9.0 m /hr) 最大値 ∴ ΣQ = 0.040 + 0.130 = 0.170 m /min 平均値 ∴ ΣQ = 0.040/2 + 0.130 = 0.150 m /min 3 3 (4) 排水設備 排水設備は、縦断勾配が0.3%以下、又は逆勾配の場合等で排水ポンプを計画している。 本計画トンネルは施工口から下り勾配(3.450%)突込み施工となるため強制排水を計画する。 なお、縦断勾配0.3%までは、「標準積算基準書」の標準で計画する。 3-43 (5)湧水量の選定 1)過去の事例による恒常湧水量 ①地質分類により統計的に予測する恒常湧水量 表 3-6-2 地質的にみたトンネル比湧水量 比湧水量の範囲 平均湧水量 地質分類 m3/min/㎞ m3/min/㎞ 火山岩 0.85∼10 3.71 火山破屑岩 0.035∼9 0.3 深成岩類 0.17∼3.8 1.38 含片麻岩 0.018∼0.84 0.2 古生層 0.10∼4.5 0.79 中生層 0.0∼0.95 0.17 第 砂礫層 0.02∼3.6 0.84 三 砂岩・ 紀 0.25 頁岩・ 0.014∼0.95 洪 凝灰岩 積 世 泥岩 0.0∼0.26 0.07 10 6 4 2 1 0.6 0.4 ∼ 0.2 0.1 0.06 0.04 の欄は同質岩のうち破砕帯が多い 0.02 0.01 0.006 0.004 破砕帯 良岩 多 火山岩類 火山破屑 破砕帯 良岩 多 深成岩類 含片麻岩 破砕帯 良岩 多 古生層・中生層 変 成 岩 砂礫 互層 泥岩 洪積層∼第三紀層 図 3-6-1 地質別湧水量 ②岩質別,比湧水量別出現数,出現頻度 表 3-6-3 地 質 別 の 恒 常 湧 水 量 出典:「トンネル施工に伴う湧水渇水に関する調査研究(その2)報告書 社団法人 日本トンネル技術協会 S58.2」 3-44 (6) 排水ポンプの計画 L3=211m L1=30m トンネル L2=181m L4=204m ポンプ i=3.450% 濁水処理 ○ ○ EL.1 EL.3 図 3-6-2 表3-6-4 距 離 (m) 標 高 (m) 縦断勾配 EL.2 EL.4 排 水 排 水 系 統 の 系 諸 統 元 L1 L2 L3 L4 L5 L6 30 181 211 204 ― ― EL.1 EL.2 EL.3 EL.4 EL.5 EL.6 313.1 307.3 314.0 314.3 ― ― 3.45 % (7)ポンプの計算 1)排水ポンプ(P)の計算 送 水 量 : Q = 0.17m3/min 管 径 : D = φ50mm 実 揚 程 : ha = 314.3 − 307.3 = 7.0m 送水管長 : L4= 204m ① 管径および管内流速 管内の平均流速を1.0m/sec程度の場合の管径は、 A = Q /(60×V) = 0.17/(60×1.0) = 0.0028m2 D = √(4A/π) = √(4×0.0028/π) = 0.06m φ50mmの給水管を使用したとすると、管内流速は、 V = Q/(15×π×D^2) = 0.17/(15×π×0.05^2) = 1.443m/sec ② 管内損失水頭 (hf) L hf = f ・ ・ D 2 V (ダーシーの公式) 2g 3-45 hf : 管内損失水頭 f : 摩擦係数 f = 0.02 + 0.0005/D = 0.02 + 0.0005/0.05 L : 送水管長 = 204 m D : 送水管径 = 0.05 m V : 管内流速 = 1.443 m/sec g : 重力の加速度 = = 0.030 2 9.8 m/sec ∴ hf = 0.03×204/0.05×1.443^2/(2×9.8) = 13 ≒ 13.0m ③ 全揚程 (H) 全揚程(H)は、実揚程(ha)に管内損失水頭(Hf)を加えた値とする。 = 20.0m ∴ H = ha + hf = 7.0 + 13 表 3-6-5 排 水 管 の 口 径 (mm) の 照 査 口 径 (D) 実揚程 管内損失水頭 ha(m) 2 L(m) 全揚程 g(m/sec) V(m/sec ) hf(m) 摘 要 H(m) 50 mm 7.0 204.0 1.443 9.8 13.0 20.0 2台 80 mm 7.3 211.0 0.564 9.8 1.1 8.4 1台 100 mm 7.3 211.0 0.361 9.8 0.4 7.7 1台 150 mm 7.3 211.0 0.16 9.8 0.0 7.3 1台 注)上記より機関出力の小さい口径φ50mm2台で賄うため「積算基準書」による標準の口径50mm×4台を計上 ④ 排水ポンプの所要動力 表 3-6-6 排 水 ポ ン プ の 所 要 動 力 仕 工事用水中モータポンプ 様 2.2kw 吐 出 量 全揚程 台 数 0.17m3/min 20.0 4台 摘 要 50mm×20m (8) 排水設備仕様一覧 表 3-6-7 機 種 工事用水中モータポンプ 排 水 管 [ガス管(SGP)白ネジ 付] 規 排 水 設 備 50mm×20m φ50mm 仕 格 2.2kw 坑外延長 30m 坑内延長 181m 様 一 覧 数 量 設 置 期 間 (月数) 4台 4.6 211m 4.6 出典:「 建設機械等損料算定表・平成24年度版・(社)日本建設機械化協会」 P13-9 3-46 3-7 濁水処理設備 濁水処理設備は「平成24年度 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)」Ⅳ-5-①-91 に準拠し以下のように考える。 濁水処理設備は、NATMの場合、機械処理脱水方式を標準とする。 また、濁水処理設備能力については、30∼60m3/h級を標準とする。なお、30∼60m3/h級以外 を使用する場合は別途考慮する。 (1)湧水処理設備の規模 濁水処理設備は、トンネル掘削に伴う湧水を処理して放水する必要が生じた場合に必要 な設備である。トンネル工事によって発生する湧き水には、地山中の微細粒子、掘削によ って生ずるくり粉、搬出機械等によって二次粉砕された細粒子などが混入する。また、コ ンクリート打設に伴うセメント、掘削機械、ずり搬出機械等から漏出する油などが混入し、 汚濁水となって流下する。 汚濁水は、地域で定められた水質基準以下に浄化して放流する義務があり、そのために は処理設備が必要となる。その規模は、湧水量によって決まり、一般的に湧水量が少ない 場合に沈殿池方式、多い場合に機械(シックナー)方式が用いられている。 本トンネルの湧水処理量は、3-6.排水設備に示す恒常湧水量を使用して計画する。 当初設計における湧水処理設備は、「土木工事標準積算基準書の施工歩掛」に示されてい る機械処理脱水方式を計上しておくことにする。 表3-7-1 湧水処理量 (Q) トンネル名 排水量(m3/hr) 鍋倉トンネル 10 L=0.181km (9) 備 考 注) 2.設備機械は、恒常湧水量の最大値で計画し薬量は、上表( )の平均値で算出する。 1)使用薬剤 使用薬剤は、無機凝集剤、高分子凝集剤、炭酸ガスの3種類使用を標準とする。 なお、使用量については別途考慮する。 2)運転時間 濁水処理プラント(角形シックナ)および中和処理設備(炭酸ガス式)の運転時間は、運転日当り 24時間を基準とする。また、加圧脱水機(フィルタープレス式)の運転時間は、濁水処理設備の 運転時間に含まれる。なお、坑内排水にポンプが必要な場合のポンプの運転時間は給・排水設備 による。 3)濁水処理設備の保守点検 濁水処理設備の保守点検は、濁水処理設備運転日に1回を標準とする。 4)泥土処理作業 泥土処理作業は、濁水処理設備運転1日1回を標準とする。 3-47 (2)施工歩掛 1)濁水処理設備設置・撤去 濁水処理設備設置・撤去歩掛は、次表を標準とする。 表3-7-2 濁水処理設備設置・撤去 (1箇所当り) 名 称 規 格 単位 設 置 撤 去 世話役 人 4.0 3.0 電工 〃 4.0 1.0 設備機械工 〃 9.0 4.0 〃 5.0 3.0 日 2.0 1.0 普通作業員 排出ガス対策型 油圧伸縮ジブ型 25t吊 ラフテレーンクレーン運転 (注) 1.上屋の設置・撤去及び設備の基礎については、上記歩掛に含まない。 2.上記歩掛には、設備の調整に要する費用を含む。 3.ラフテレーンクレーンは賃料とする。 4.上屋が必要な場合は、仮設工-トンネル仮設備工に別途計上する。 2)濁水処理設備運転 濁水処理設備は、損料とする。 3)濁水処理設備の保守点検 濁水処理設備の保守点検は、次表を標準とする。 表3-7-3 濁水処理設備保守点検歩掛 (1回当り) 名 称 単位 数 量 設備機械工 人 0.2 普通作業員 〃 0.5 諸経費 % 2.0 摘 要 (注) 1.標準濁水処理設備の保守点検は、濁水処理設備運転日に1回実施を標準とする。 2.保守点検は、濁水処理設備の日常の運転にかかわるすべての保守・点検を含む。 3.諸雑費は、泥土(濁水ケーキ)の積込みに要する費用であり、労務費の合計に 上表を乗じた金額を上限として計上する。 3-48 4)泥土運搬 表3-7-4 泥土運搬作業歩掛 (1回当り) 運搬機種・規格 ダンプトラック4t積 DID区間:無し 運搬距離(km) 6.0以下 13以下 19以下 35以下 60以下 運搬日数(日) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.06 運搬距離(km) 5.5以下 12以下 17以下 27以下 60以下 運搬日数(日) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.06 DID区間:有り (注) 1.汚泥運搬は、濁水処理設備運転日に1回実施を標準とする。 2.運搬距離が60kmを越える場合は、別途考慮する。 (運搬距離は片道であり、往路と復路が異なる場合には平均値とする。) 3.本歩掛は、泥土の残土受入地等までの積込運搬のみであり、残土受入地等での処理および廃棄料等 が必要な場合は、別途考慮する 濁水処理設備(掘削開始日∼掘削完了日までの日数を計上しておく) ① 運転日数 実運転日数 = 157.9 日 ― 62.7 日 = 95 日 95 日 ÷ 1日/回 ≒ 95 回 ②泥土運搬回数 回 数 = 3-49 (3)濁水処理設備計画 1)処理条件 本トンネルでの排水位置は坑口付近の河川を想定する。また、排水の放流基準値は以下 の水質汚濁防止法による一律排水基準とし、処理水の基準値を以下のように定める。なお、 最終的な基準値は関係機関(河川管理者)との協議により決定する必要がある。 排水の水質基準については、環境基本法に基づく「環境基準」、水質汚濁防止法に基づ く「排水基準」、各都道府県の公害防止条例等による「上乗せ基準」さらに閉鎖性水域に おいて指定した項目(COD)の汚濁負荷量を規制した「総量規制基準」がある。 ●環境基準値・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・「環境基準」【参考資料-1】参照 ●水質汚濁防止法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・「排水基準」【参考資料-2】参照 ●各都道府県の公害防止条例等・・・・・・・・・・・・・・・・「上乗せ基準」【参考資料-3】参照 ●総量規制・瀬戸内海環境保全特別措置法・・・・・・「総量規制基準」 工事を行う場合には、まず、水質汚濁防止法に規定されている「排水基準」を調査し、 次に都道府県条例によって厳しい規定をしている「上乗せ基準」を調べて、濁水をこれら の基準値以下に処理して排水する。ただし、濁水を公共用水域(河川、湖沼、海域等)で はなく、公共下水道(終末処理場を設置しているもの)に許可を得て排水する場合には「下 水道法」の基準値以下に処理して排水しなければならないとされている。 「仮設計画ガイドブック(Ⅰ)」(社)全日本建設技術協会P-431より抜粋 一般的に排水処理条件は、都道府県条例によって制定されている「上乗せ基準」 が水質汚濁防止法に規定されている「排水基準」に比べ厳しい値を規定しているため、 「上乗せ基準」基準値以下に処理して排水している。 なお、「環境基準」は、河川などの公共用水域に対する水質基準値で行政の目標であり、 濁水排出者に直接課せられた排出基準ではないが、自治体での法律の運用上法的規制基準 として準用される場合もあり、工事着手前に水理権者、漁業権者等と十分協議し当該現場 における排水基準を定めることが望ましい。 3-50 ①放流水の基準 本計画地(岩手県)の排水処理条件は、都道府県条例によって制定されている「上乗せ基準」が 制定されていないため、表3-7-5の処理水の各基準(●環境基準)値を使用するものとし下記の値 を採用する。 ・浮遊物質量(SS)=「環境基準」の25 ppm採用 ・水素イオン濃度=6.5∼8.5 PH採用 なお、最終的な放流基準値は関係機関(河川管理者)との協議により決定する必要がある。 表3-7-5 濁水の性状および処理水の基準 項目 単位 時間処理水量 m3/h 10 (9) 日処理水量 m3/h 240 216 濁水流出時間 h 浮遊物質量(SS) ppm 水素イオン濃度 濁水の性状 各種基準値 環境基準(類型A) 10 240 (9) (216) 排水基準 10 240 (9) (216) 24 24 24 3,000 25以下 200(日間平均150) 11 6.5∼8.5 5.8∼8.6 PH 上乗せ基準 ※1.処理水量の( )内は、平均値を示す。 ※2.本トンネルの環境基準は、「放流地域が自然豊かな箇所であり環境に重視する必要があることから 類型A」に準じる。 ②源水の性状 (ⅰ)処理水量 トンネル掘削に伴う湧水は、地形,地質,断層土被り等により大きく異なるため、その湧水を 推定することは非常に困難であることから、濁水処理設備の規模については、実際に掘削した結 果の湧水量に応じて修正する必要がある。 当初設計では、「国土交通省標準歩掛」に準じて30∼60m3/h級で計画するものとする。 (ⅱ)SS濃度 原水SS濃度は、過去の実績から500∼6,000ppmで推移するものとして、3,000ppm(平 均)に設定する。 (ⅲ)PH(9∼12) 原水のPH(水素イオン濃度)は、過去の実績から9∼12で推移するものとして、実 績よりPH11に設定する。 3-51 【参考資料-1】 「環境基準」 環境基準は、河川などの公共用水域に対する水質基準値で行政の目標であり、濁水 排出者に直接課せられた排出基準ではないが、自治体での法律の運用上法的規制基準 として準用される場合もあり、工事着手前に水理権者、漁業権者等と十分協議し当該 現場における排水基準を定めることが望ましいとされている。 ①生活環境の保全に関する環境基準 生活環境の保全に関する環境基準 (a)河川 (湖沼を除く。) 項 基 準 値 目 類 利用目的の適応性 水素イオン 生物化学的 浮遊物質量 溶存酸素量 濃 度 酸素要求量 型 AA A B C D E (pH) (BOD) 水道1級 自然環境保全及び A以下の欄に掲げ るもの 6.5以上 8.5以下 1ppm 以下 25ppm以下 7.5ppm以上 50MPN/100ml 以下 水道2級 水産1級 水浴及びB以下の 欄に掲げるもの 6.5以上 8.5以下 2ppm 以下 25ppm以下 7.5ppm以上 1000MPN/100ml 以下 水道3級 水産2級 及びC以下の欄に 掲げるもの 6.5以上 8.5以下 3ppm 以下 25ppm以下 5ppm 以上 5000MPN/100ml 以下 6.5以上 8.5以下 5ppm 以下 50ppm以下 5ppm 以上 ― 6.0以上 8.5以下 8ppm 以下 100ppm以下 2ppm 以上 ― 水産3級 工業用水1級 及びD以下 の欄に 掲げるもの 工業用水2級 農業用水 及びEの欄 に 掲げるもの 工業用水3級 環境保全 6.0以上 8.5以下 (SS) 大腸菌群数 (DO) ごみ等の浮遊 10ppm 以下 が認められな 2ppm 以上 ― いこと 備考1.基準値は、日間平均値とする(湖沼、海域もこれに準ずる。) 2.農業用利水点については、pH6.0以上7.5以下、DO5ppm以上とする。(湖沼もこれに準ずる。) (注)1.自然環境保全:自然探勝等の環境保全 2.水 道 1級:濾過等による簡易な浄水操作を行うもの 〃 2級:沈殿濾過等による通常の浄水操作を行うもの 〃 3級:前処理等の伴う高度の浄水操作を行うもの 3.水 産 1級:ヤマメ、イワナ等貧腐水性水域の水産生物用ならびに水産2級および水産3級 の水産生物用 〃 2級:サケ科魚類およびアユ等貧腐水性水域の水産生物用および水産3級の水産生物用 〃 3級:コイ・フナ等、β−中腐水性水域の水産生物用 4.工業用水1級:沈殿等による通常の浄水操作を行うもの 〃 2級:薬品注入等による高度の浄水操作を行うもの 〃 3級:特殊の浄水操作を行うもの 5.環境保全:国民の日常生活(沿道の遊歩等を含む)において不快感を生じない限度 「仮設計画ガイドブック(Ⅰ)」(社)全日本建設技術協会P-433より抜粋 3-52 (b)湖沼 (天然湖沼及び総水量1000万m3以上の人口湖) 項 基 準 値 目 水素イオン 化学的酸素 浮遊物質量 溶存酸素量 利用目的の適応性 類 濃 度 要 求 量 型 (COD) (SS) (DO) (pH) AA A B 水道1級 水産1級 自然環境保全及び A以下の欄に掲げるもの 水道2、3級 大腸菌群数 6.5以上 8.5以下 1ppm 以下 1ppm以下 7.5ppm以上 50MPN/100ml 以下 水産2級水浴及び 水浴及びB以下の 欄に掲げるもの 水産3級 6.5以上 8.5以下 3ppm 以下 5ppm以下 7.5ppm以上 1000MPN/100ml 以下 工業用水1級 農業用水及び 6.5以上 8.5以下 5ppm 以下 15ppm以下 5ppm 以上 ― 6.0以上 8.5以下 ごみ等の浮 8ppm 以下 遊が認めら 2ppm 以上 れないこと ― Cの欄に掲げるもの C 工業用水2級 環境保全 備考 水産1級、水産2級及び水産3級については、当分の間、SSの項目の基準値は適用しない。 (注)1.自然環境保全:自然探勝等の環境保全 2.水 道 1級:濾過等による簡易な浄水操作を行うもの 〃2、3級:沈殿濾過等による通常の浄水操作又は前処理等を伴う高度の浄水操作を行うもの 3.水 産 1級:ヒメマス等貧栄養湖型の水域の水産生物用ならびに水産2級及び水産3級の水産生物用 〃 2級:サケ科魚類及びアユ等貧栄養湖型の水域の水産生物用並びに水産3級の水産生物用 〃 3級:コイ・フナ等富栄養湖型の水域の水産生物用 4.工業用水1級:沈殿等による通常の浄水操作を行うもの 〃 2級:薬品注入等による高度の浄水操作、又は特殊な浄水操作を行うもの 5.環境保全 :国民の日常生活(沿道の遊歩等を含む)において不快感を生じない限度 「仮設計画ガイドブック(Ⅰ)」(社)全日本建設技術協会P-435より抜粋 (c)海域 項 目 利用目的の適応性 類 型 A B C 水産1級 水 浴 自然環境保全及び B以下の欄に掲げるもの 水産2級 工業用水及び Cの欄に掲げるもの 環境保全 基 準 値 水素イオン 化学的酸素 n−ヘキサン 浮遊物質量 溶存酸素量 濃 度 要 求 量 抽出物質 (pH) (COD) (油分等) (SS) (DO) 7.8以上 8.3以下 7.8以上 8.3以下 7.0以上 8.3以下 2ppm 以下 7.5ppm以下 1000MPN/10 0ml以下 検出され ないこと 3ppm 以下 5ppm 以下 ― 検出され ないこと 8ppm 以下 2ppm 以下 ― ― (注)1.自然環境保全:自然探勝等の環境保全 2.水産1級:マダイ、ブリ、ワカメなどの水産生物用及び水産2級の水産生物用 〃2級:ボラ、ノリ等の水産生物用 3.環境保全:国民の日常生活(沿道の遊歩等を含む)において不快感を生じない限度 「仮設計画ガイドブック(Ⅰ)」(社)全日本建設技術協会P-437より抜粋 3-53 【参考資料-2】 「排水基準」 排水基準は、環境基準を達成するために、特定施設を設置する工場・事業場から公共用水 域に排出される排出水の規制基準を定めたものである。この基準は、排出に際して最低限守 らねばならない基準であり、全国一律に総理府令によって定められている。 水質汚濁防止法施行令において定められている特定施設の中に建設業の施設は含まれてい ないが、関連業種として次の施設が指定されている。 ・生コンクリート製造業の用に供するバッチャープラント ・砕石業の用に供する施設であって、水洗式破砕施設、水洗式分別施設 ・砂利採取業の用に供する水洗式分別施設 「仮設計画ガイドブック(Ⅰ)」(社)全日本建設技術協会P-433より抜粋 3-54 【参考資料-3】 「上乗せ基準」 水質汚濁防止法の第3条第3項で各都道府県の区域に属する公共用水域のうちで、その 自然的、社会的条件から判断して、前述の排水基準では人の健康を保護し、または生活環 境を保全することが十分でないと認められる区域があるときには、各都道府県はその区域 に排出される排出水の汚泥状態について、制令で定める基準に従って、条例によって総理 府の全国一律基準よりも厳しい許容限度として上乗せ基準を定めることができる。 一般に都道府県条例は公害防止条例を制定し、各地域の事情に適合した上乗せ基準を設 定している。 参考として、各都道府県の上乗せ基準の違いを示すため、例を示す。 「仮設計画ガイドブック(Ⅰ)」(社)全日本建設技術協会P-440より抜粋 本計画地域(岩手県)における県条例に定める上乗せ排水基準は制定されていない。 3-55 2)汚濁水処理設備設計 【処理方式】 CO 中和+凝集沈殿+脱水処理+水質鑑視方式 【処理方法】 源水(濁水)・・・・・中和∼凝集∼固液分離∼水質監視∼放流(再使用) 汚 泥・・・・・・・・・・・貯留∼脱水∼処分 【源水の性状】 原水量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 9 m3/h(平均値) 3,000 SS濃度・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ppm 11 PH(平均)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2.65 SSの真比重ρ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 20% 粒径75μm以上の粒度比率・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 【処理水の性状】 25以下 SS濃度・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ppm 6.5∼8.5 PH・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 【処理条件】 設備稼働時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 24h/日 プレスの稼働時間・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8h/日 PAC添加量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 100ppm 1.2 PAC比重・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 高分子添加量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3ppm (粉体) 0.1 % 高分子使用濃度・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 40 % 脱水ケーキ含水率・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3-56 3)物質収支 ①原水の乾燥重量 9 m3/h×3,000ppm×10-6 = 0.027 0.027 t/h 0.648 t/日 t/h×24h= ②沈砂槽の沈降量 沈砂槽で粒径75μm以上の粒度比率20%を沈降除去する。 0.027 t/h×0.2= 0.005 t/h 0.005 t/h×24h= 0.120 t/日 含水率を70%、土粒子の真比重2.65とすると 70 100-70 0.005 t/h× 0.014 m3/h×24h= +1/2.65 0.336 = 0.014 m3/h m3/日 ③シックナでの沈降量 0.027 0.022 t/h - 0.005 t/h×24h= t/h 0.528 = 0.022 t/h t/日 含水率を85%、土粒子の真比重2.65とすると 85 0.022 t/h× 0.133 m3/h×24h= 100-85 +1/2.65 3.192 = 0.133 m3/h 0.023 m3/h m3/日 ④脱水ケーキ 含水率を40%土粒子の真比重2.65とすると 40 100-40 0.022 t/h× 0.023 m3/h×24h= +1/2.65 0.552 = m3/日 ⑤脱水ケーキのろ過水量 0.133 0.110 m3/h 3 - 0.023 m /h×24h= m3/h = 0.110 2.640 m3/日 3-57 m3/h 4)薬品添加量の算出 100 ppm 高分子凝集剤 : 3 ppm 濁水処理運転日数 : 95 日 (掘削開始日∼掘削完了日まで) 無機系凝集剤(PAC) : ※ 施工注の薬品使用量は、現地でジャーテストを行い基準以下の放流水となるよう に薬注量を決定し、実使用量の算出とする。 ①無機系凝集剤(PAC) 最大処理水量は、 10 m3/hであることから濁水処理装置は 30 m3/hで計画する。 9 m3/h×100ppm×10-3 = 0.9 kg/h×24h× 95 日= 0.9 kg/h 2,052 kg/式 ②高分子凝集剤 9 0.027 kg/h m3/h×3ppm×10-3 = 0.027 kg/h×24h× 95 日= 62 kg/式 ③炭酸ガス(中和剤) PHの平均値11を中和するには、2×22×10−(14−11)g/L 必要となる。 炭酸ガス注入量Wcは、次式により計算する。 Wc=Q×2×22×10-(14-11)×α(kg/h) ここに、 Q:原水槽 α:余裕率(反応効率を考慮して2倍とする) PH 原水の平均値11の場合 Wc = 9 m3/h×2×22×10-(14-11)×2 = 9 m3/h×0.088 = 0.792 kg/h 1日の使用量は、 0.792 kg/h×24h 19.0 kg/日× = 95 19.0 kg/日 1,805 日 = kg/式 表3-7-6 薬品添加量 数 量 使 用 薬 品 規格 単位 無機系凝集剤 PAC kg kg 62 炭酸ガス kg 1,805 高分子凝集剤 中 和 剤 2,052 汚泥量の算出(ハ)物質収支の④脱水ケーキより) 全体当り汚泥量 0.552 m3/日× 95 3-58 = 52 m3 図 3-7-1 シ ッ ク ナ 方 式 (30∼60m3/h用)参考資料 図 3-7-2 濁 水 処 理 フ ロ ー 3-59 3-8 工事用電力設備 (1) 動力設備 表3-8-1 動 工 種 掘 削 関 係 坑 機 種 覆 工 関 係 力 設 備 格 台数 動 力 摘 要 自 由 断 面 掘 削 機 カッタヘッド 出力200∼240kw 1 310.0 上半掘削完了まで ド リ ル ジ ャ ン ボ ホイール型 油圧式2ブーム (55kw×2) 110kw 1 110.0 掘削完了まで コンクリート吹付機 吹付範囲 半径7m級 (走行時75kw、作業時 39kw) 1 39.0 〃 1 150.0 〃 1 6.0 〃 4 8.8 〃 ス ラ イ ド セ ン ト ル 5.3Kw 「新・NATMの施工と積算H21年8月」P466 1 5.3 覆工に併行作業 バ イ ブ レ ー タ 棒状電気式 60mm 1.1kw 5 5.5 〃 防 1 5.7 〃 集 排 動 電 力 規 塵 機 フィルタ式集塵機3,000m3/min150Kw モ ル タ ル 注 入 機 950 /h 内 力 水 水 ポ 工 小 ン 台 6kw プ 工事用水中ポンプφ50mm 2.2kw 車 5.7Kw 「新・NATMの施工と積算H21年8月」P466 計 640.3 3 空 掘 削 関 係 坑 外 気 送 圧 縮 風 機 定置式スクリュ型 12.0∼12.3m /min ×7kg/cm2×75kw 2 150.0 掘削完了まで 機 2,000m3/min (110Kw×2) 2段運転 2 220.0 上半掘削完了まで 3 コ ン ク リ ー ト プ ラ ン ト 骨材ホッパ 3.2kw セメントサイロ 30t 動 坑 外 設 備 力 照 明 掘削完了まで 39.0 1 0.75kw 1 〃 水 ポ ン プ 小型多段遠心ポンプφ65mm 5.5kw 1 5.5 〃 取 水 ポ ン プ 工事用水中ポンプφ80mm 1.5kw 1 3.7 〃 1 24.0 〃 汚 濁 水 処 理 設 備 ポータブル型30m3/h級 24kw 計 442.2 坑 内 一 般 40w蛍光灯 L÷ 5m間隔 36 1.4 L= 181m 切 羽 照 明 500w投光器 上半4台,下半2台 6 3.0 覆 工 照 明 500w投光器 4 2.0 設 小 備 合 〃 給 小 坑 内 照 明 1 バッチ型 25m /h 35kw 計 6.4 計 1,088.9 3-60 3-9 工事用機械一覧 表 3-9-1 工 工 事 用 種 機 械 機 一 覧 表 (1/2) 種 単位 数 量 摘 最大掘削高 6.0m 掘 削 自 由 断 面 掘 削 機 掘削幅 6.4m カッタヘッド 出力200∼240kw 上 掘 半 ホ イ ー ル ロ ー ダ トンネル工事用排出ガス対策型 サイドダンプ式 山積 2.3m3 ダ ン プ ト ラ ッ ク 坑内用普通ディーゼル10t積 ps ずり出し 削 掘 削 大 工 支 型 ブ レ ー 246 トンネル工事用排出ガス対策型・クロー ウ ラ型 山積0.8m3(平積0.6m3) ずり出し トンネル工事用排出ガス対策型 ダ ン プ ト ラ ッ ク ディーゼル10t積 246ps トンネル工事用排出ガス対策型 湿式ホイール型 吹付範囲 コ ン ク リ ー ト 吹 付 機 半径 7m級 吐出量6∼20m3/h 級 黒煙浄化装置付 吹 付 コ ン ク リ ー ト ト ラ ッ ク ミ キ サ 4.4∼4.5m3級 213ps 下 半 バ ッ ク 保 1 台 カ トンネル工事用油圧式1,300kg級 ホ フ ィ ル タ 式 集 塵 機 工 台 フィルタ式集塵機3,0 00m3/min150Kw ずり積込 台 2 台 1 台 1 ずり積込 台 2 ずり運搬 台 1 台 1 台 1 穿 トンネル工事用排出ガス対策型 孔 ド リ ル ジ ャ ン ボ ホイール型,油圧式3ブーム ドリフタ重量150kg 165kw 台 1 注 入 モ ル タ ル 注 入 機 吐出量 950L/h 台 1 台 1 台 1 防 水 工 作 業 台 車 半径4∼6m,長4.5m 台 1 通常断面 L=10.5m 基 1 黒煙浄化装置付 配管式 圧送能力90∼100m3/h 141ps 台 1 台 5 6kw ロックボ ルト 工 ト 運 ラ ッ ク トンネル工事用 2t積 搬 トンネル工事用クレーン装置付 4t積,2.9t吊 179ps 〃 防 水 工 覆 型 枠 133ps 工ス ラ イ ド セ ン ト ル 工 コンクリートポンプ車 コ ン ク リ ー ト 工 バ イ ブ レ ー タ 棒状電気式 60mm 1.1kw 3-61 ずり運搬 要 表 3-9-2 工 工 事 用 種 気 圧 縮 空 気 圧 縮 機 設 備 気 設 一 覧 表 (2 /2) 機 空 換 機 械 種 定置式スクリュ型 機 12.0∼12.3m3/min×7kg/cm2 75kw 単位 数 量 摘 台 2 m 201 送 気 管 つる巻鋼管 φ150mm 送 風 機 2,000m3/min (110Kw×2) 2段運転 台 要 181+20 1 備 風 管 不燃性ビニール風管φ1500mm m 151 基 1 基 1 セ メ ン ト サ イ ロ 鋼製溶接構造 容量30t 基 1 給水管(ガス管白ネジ付) φ65mm m 296 小 型 多 段 遠 心 ポ ン プ 65mm×4段×45m 台 1 m 95 工 事 用 水 中 ポ ン プ 80mm×15m 台 1 槽 鋼板製20m3 台 1 排水管(ガス管白ネジ付) φ50mm m 211 工 事 用 水 中 ポ ン プ 50mm×20m 台 4 基 1 コ ン ク リ ー ト プ ラ ン ト 定置式25m3/h (バッチ型) 工 吹付プラント設備骨 材 ホ ッ パ 15m3×3 141+10 事 用 181+115 仮 設 給 水 設 備 給水管(ガス管白ネジ付) φ80mm 備 水 排 水 設 備 濁 水 処 理 設 備ポ ー タ ブ ル 型 処理能力30m3/h 3-62 24kw 181+30 4 工事用仮設電力設備計画 「土木工事標準積算基準書(共通編)平成24年度」に準拠して計画する。 4−1 計 画 条 件 (1) 高圧引込設備 1) 引込点 交流三相3線式6.6kV 50Hzを供給電力会社配電線より構内引込柱 にて受電し、柱上気中開閉器(PAS)にて電力会社との責任分界点とし、 受変電設備に引き込む。 引込点は受変電設備直近とする。 2) 引込配線 引込配線は、OE(屋外用ポリエチレン絶縁電線)及び 6kV CV(架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース ケーブル)とする。 3) 工事費負担金 電力会社柱から引込点間の距離に応じ、工事負担金が必要となる場合がある。 ① 常時契約の場合 低圧又は、高圧で供給を受ける場合で、新たに電気を使用又は、増加す る場合に適用されるものである。 但し、配電設備の工事こう長が1000m、地中の場合は150mを越える場合に 適用され、その超過こう長分に各電力会社の定める単価を乗じて求める。 (数量としては、電力会社柱から引込柱間の距離を計上するものとする。) ② 臨時契約の場合 臨時契約によって電気の供給を受ける場合、電力会社が新たに供給設備を 施設しなければならない場合に適用されるもので、負担金は電力会社との個 別協議による。 ※契約電力は後述の ( 4−5 契約電力) 参照 (数量としては、電力会社柱から引込柱間の距離を計上するものとする。) 4-1 YES 入力要領 400VA 以下 4-2 YES 契約電流 5A 以 下 NO YES 常 時 (1 年以上) YES 電灯又は 小型機器 YES 契約電流 10A∼60A NO NO NO NO YES 入力要領 3kVA 以下 YES 契約電流 40∼60A NO NO NO YES 契約電力 50 以上 YES 常 時 (1 年以上) START NO 工事用電力の契約種別選定フロー YES 常 時 (1 年以上) YES 契約電力 5 0 0 未満 NO NO YES 常 時 (1 年以上) YES 契約電力 2000 未 満 NO NO 特別高圧電 高圧電力B臨 高圧電力B 高圧電力A臨 高圧電力A 低圧電力臨 低 圧 電 力 臨時電灯C 臨時電灯B 臨時電灯A 従量電灯C 従量電灯B 従量電灯A 定 額 電 灯 (2) 受変電設備 屋外キュービクル式とし、CB形受電専用盤、変電専用盤の構成とする。 また、受電設備は負荷出力により、下記区分に分類するものとする。 1)負荷設備容量が 50kWを越え100kW以下の場合 → 100kW 以下 2)負荷設備容量が100kWを越え300kW以下の場合 → 300kW 以下 3)負荷設備容量が300kWを越え500kW以下の場合 → 500kW 以下 (注)500kWを超過する場合でも、上記を組み合わせて活用することとする。 (3) 配電線路 1) 低圧配電線路 ① 電柱による架線方式を標準とする。 ② 配電線は、OW(屋外用ビニル絶縁電線)とする。 ③ 使用電線サイズは、負荷容量と距離に応じ、下表により選定する。 但し、許容電流を満足している事を原則とする。 (注)下表に該当しない場合、許容電流によるサイズの方が上回る場合は、 別途計算するものとする。 負荷/距離 50m 10kW 以下2.6mm 20kW 以下3.2mm 30kW 以下 14sq 40kW 以下 22sq 50kW 以下 22sq 60kW 以下 22sq 100m 3.2mm 22sq 22sq 38sq 38sq 60sq 150m 200m 250m 14sq 22sq 22sq 22sq 38sq 38sq 38sq 60sq 60sq 60sq 60sq 100sq 60sq 100sq 100sq 100sq 100sq 300m 22sq 60sq 100sq 100sq 350m 400m 450m 500m 38sq 38sq 38sq 38sq 60sq 60sq 100sq 100sq 100sq 100sq 100sq (注) 電線規格は、3.2まで直径(mm)を、14以上は、断面積(mm2)を示す。 「 4−4 配線計画 (参考資料)」参照 4-3 (4) 高圧配電線路 1)電柱による架線方式を標準とする。 2)配電線は、OE(屋外用ポリエチレン絶縁電線)とする。 (5) 坑内配電線路 1)トンネル工事に於ける坑内の各種施工機械に電力を送電する為の電路である。 2)線種は下記とし、ケーブルサイズは別途計算するものとする。 低 圧 : 600V VVR ケーブル×3C (最低サイズは、5.5sqとする。) 高 圧 : 6.6kV 及び 3.3kV CV ケーブル×3C (最低サイズは、14sqとする。) (6) ころがし配線 低圧電動機設備(分電盤)から電動機までは機械付属ケーブルを用いるものと するが、工事機械の配置上10m以上の距離を必要とする場合に、ころがし配線で ケーブルを計上する。なお、ケーブルは、移動を考慮してキャブタイヤケーブル (2RNCT)配線とする。 (最低サイズは、5.5sqとする。) (7) 低圧電動機設備 1)低圧電動機設備とは、分電盤を指すものとする。 2)電動機設備は、機械台数より下表の値に近いものを選定するものとする。 接続する 回路 仮設ボックス 漏電遮断器台数(台) 接地 機械台数 数 (屋外用) 30AF 50AF 100AF 225AF (C及D種) 3台以下 3回路 400× 300×200 ─ 2 1 ─ 1ヶ所 5台以下 5回路 500× 400×200 1 2 1 1 1ヶ所 7台以下 7回路 600× 700×200 2 2 2 1 1ヶ所 10台以下 10回路 700×1200×200 3 3 3 1 1ヶ所 ※低圧電動機設備の台数には、0.4kw未満の電動機及び単層100Vは、含めない。 (8) 高圧電動機設備 高圧電動機設備とは、開閉器設備を指すもので、高圧は機械1台に1台とする。 4-4 (9) 照明設備 1) 工事用照明 坑外用照明とし、投光器(500W)を使用するものとする。 2) 坑内用照明 ① 40W蛍光灯を片側壁面に5m間隔にて設置することを標準とする。 ② 電気方式は、三相3線式210Vとし、VVR 3Cケーブルを使用 するものとする (積算上での考え方) ③ 使用ケーブルサイズは、下表より選定するものとする。 (注)下表に該当しない場合は、別途計算するものとする。 トンネル長 320m 430m 590m 700m 890m 1150m 1500m ケーブルサイズ 5.5sq 8sq 14sq 22sq 38sq 60sq 100sq (注)ケーブルサイズは、断面積(mm2)を示す。 ※ 2.6mm≒5.5sq 3.2mm≒8sq 「 4−4 配線計画 (参考資料)」参照 ④ 使用電力量 使用電力量を計上するものとする。 使用電力量(kWh)=14h/日×0.04kWh×個数×照明日数 3) 切羽照明 ① トンネル工事の切羽部及び覆工で使用する照明とし、投光器(500W)を使用 するものとする。 ② 使用電力量 使用電力量を計上するものとする。 使用電力量(kWh)=14h/日×0.5kWh×灯数×照明日数 4-5 4−2 負荷設備容量及び電力工程 本トンネル工事用の電力負荷設備は「電力工程表」に示す通りである。 その中での最大合計電力は下記となる。 鍋倉トンネル (L=181m) 総負荷容量…………………………………………………1088.9 kW 負荷設備一覧表 設備 負荷名称 坑 内 動 力 自由断面掘削機 ドリルジャンボ コンクリート吹付機 集 塵 機 モルタル注入機 工事用水中ポンプ スライドセントル バイブレータ 防水工作業台車 電 圧 (V) 415 415 415 415 210 210 210 210 210 出 力 (kW) 310.0 55.0 39.0 150.0 6.0 2.2 5.3 1.1 5.7 台数 1 2 1 1 1 4 1 5 1 計 坑 外 動 力 空気圧縮機 送 風 機 吹付プラント (吹付プラント) 〃 (セメントサイロ) 〃 (骨材ホッパ) 給水ポンプ 取水ポンプ 濁水処理設備 415 415 210 210 210 210 210 210 75.0 110.0 35.0 0.75 3.2 5.5 3.7 24.0 坑内一般(蛍光灯) 切羽照明(投光器) 覆工照明(投光器) 210 210 210 0.04 0.5 0.5 2 2 1 1 1 1 1 1 計 照 明 関 係 36 6 4 計 合 計 4-6 備 考 小 計 (kW) 310.0 110.0 39.0 吹付時39kw、走行時75kw 150.0 6.0 8.8 5.3 5.5 5.7 640.3 kW 150.0 220.0 39.0 9.2 24.0 442.2 kW 1.4 L=181m 3.0 2.0 6.4 kW 1088.9 kW 使用月数 (ヶ月) 作 業 内 容 準 備 工 上 半 下 半 掘 削 工 覆 工 コ ン ク リ ー ト 工 鍋倉トン 排水工 ネル 後片付け 工 事 換 気 設 備 使 用 機 械 3.00 4.05 4.05 1.65 0.46 1.00 3.23 ヶ月 ヶ月 ヶ月 ヶ月 ヶ月 ヶ月 ヶ月 年度 西暦 月 日数 1 2 3 4 5 二 次 側 6 7 8 電 力 9 設 10 備 11 負 平成 荷 年度 12 13 容 14 量 15 16 17 18 19 20 21 22 23 摘 要 24 0.00 ヶ月 3.00 ヶ月 3.00 ヶ月 7.05 ヶ月 122 日間 3.50 ヶ月 7.55 ヶ月 122 日間 6.90 ヶ月 8.55 ヶ月 50 日間 9.05 ヶ月 9.51 ヶ月 ※トンネル照明のみ在場 9.51 ヶ月 10.51 ヶ月 ※トンネル照明のみ在場 3.82 ヶ月 坑口より30mの位 7.05 ヶ月 97 日間 工 程 種 別 415V 坑 外 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 摘 要 2 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 送 風 機 110.0 2 220.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 吹付プラント 39.0 1 39.0 39.0 39.0 39.0 39.0 39.0 掘削開始∼掘削完了 9.2 1 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 掘削開始∼掘削完了 24.0 1 24.0 24.0 24.0 24.0 24.0 24.0 掘削開始∼掘削完了 自由断面掘削機 310.0 1 310.0 310.0 310.0 310.0 310.0 310.0 掘削開始∼掘削完了 ドリルジャンボ 55.0 2 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 掘削開始∼掘削完了 コンクリート吹付機 39.0 1 39.0 39.0 39.0 39.0 39.0 39.0 掘削開始∼掘削完了 150.0 1 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 モルタル注入機 6.0 1 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 掘削開始∼掘削完了 工事用水中ポンプ 2.2 4 8.8 8.8 8.8 8.8 8.8 8.8 掘削開始∼掘削完了 5.3 1 5.3 5.3 5.3 5.3 覆工開始∼覆工完了 1.1 5 5.5 5.5 5.5 5.5 覆工開始∼覆工完了 5.7 1 5.7 5.7 5.7 5.7 覆工開始∼覆工完了 0.04kw 36 1.4 1.4 1.4 1.4 切羽照明(投光器) 0.5 6 3.0 覆工照明(投光器) 0.5 4 2.0 415V 集 塵 機 坑 210V スライドセントル 内 バイブレータ 防水工作業台車 電 灯 2 年度 75.0 濁水処理設備 鍋 倉 ト ン ネ ル 1 平成 空気圧縮機 210V 給水ポンプ 動 力 計 出力 台数 (kw) (kw) 坑内一般(蛍光灯) 0.4 0.7 1.1 掘削開始∼掘削完了 坑口より30m地点∼上半掘削完了 坑口より30m地点∼上半掘削完了 1.4 1.4 掘削開始∼工事完了 (9個) (18個) (27個) (36個) (36個) (36個) (36個) (36個) 210V 総設備負荷合計 総 設 備 負 荷 合 計 (kw) 小 3.0 3.0 3.0 掘削開始∼掘削完了 3.0 3.0 2.0 2.0 2.0 覆工開始∼覆工完了 計 1088.9 坑 外 415V 370.0 260.0 260.0 260.0 260.0 260.0 0.0 0.0 0.0 坑 外 210V 72.2 72.2 72.2 72.2 72.2 72.2 0.0 0.0 0.0 坑 内 415V 609.0 609.0 609.0 609.0 609.0 609.0 0.0 0.0 0.0 坑 内 210V 31.3 14.8 14.8 14.8 31.3 31.3 16.5 0.0 0.0 坑 210V 6.4 3.4 3.7 4.1 6.4 6.4 3.4 1.4 1.4 計 1088.9 959.4 959.7 960.1 978.9 978.9 19.9 1.4 1.4 合 内 4-7 4−3 変圧器容量 (1) 容量算定条件 変圧器容量算定は次の条件により算定する。 〔計算式〕 変圧器容量(kVA) = P × ただし、 (需要率÷100) ÷ cosθ P 負荷出力(kW) : cosθ : 改善後の力率(0.95) 需要率 : 下表とする。 P 100 200 300 500 700 kW 以下 〃 〃 〃 〃 需要率 75 % 70 % 65 % 60 % 55 % 注1. 変圧器容量は、直近上位を選択するものとするが、変圧器は1 割以下の過負荷に対応することから、その範囲内の容量とする。 2. 1台の電動機に1台の変圧器を設置する場合の需要率は100 %とする。 3. 計算した変圧器容量が最も大きい負荷容量以上となる場合は、 別途考慮するものとする。 (2) 変圧器容量算定 必要入力に見合う変圧器容量は、必要入力の直近上位とする。 但し、必要入力は上項(1) 注1より、変圧器の標準容量に1.1倍を乗じた値とする。 変 圧 器 の 標 準 容 量 (kVA) 15 (16.5) 150 (165) 20 (22) 200 (220) 30 (33) 300 (330) 5 (5.5) 50 (55.5) 500 (550) 7.5 (8.3) 75 (82.5) 10 (11) 100 (110) ( )内は、許容入力容量 4-8 (3) 変圧器容量の算定 区 分 低 圧 坑 内 動 力 負荷名称 電圧 出力 (V) (kW) 自由断面掘削機 415 310.0 ドリルジャンボ 415 110.0 コンクリート吹付機 415 39.0 集 塵 機 415 150.0 小 計 609.0 モルタル注入機 210 工事用水中ポンプ 210 小 計 坑 内 照 明 210 5.3 バイブレータ 210 5.5 防水工作業台車 210 低 圧 坑 外 動 力 切羽照明(投光器) 210 3.0 覆工照明(投光器) 210 2.0 5.0 坑 外 動 力 空気圧縮機 415 150.0 送 風 機 415 220.0 370.0 吹付プラント 210 39.0 給水ポンプ 210 9.2 濁水処理設備 210 24.0 小 計 坑 内 照 明 坑内一般(蛍光灯) 小 計 合 計 72.2 210 (kVA) × ( 55 ÷ 100 )÷ 0.95 = 352.6 500 × ( 75 ÷ 100 )÷ 0.95 = 11.7 15 × ( 75 ÷ 100 )÷ 0.95 = 13 15 × ( 75 ÷ 100 )÷ 0.95 = 3.9 5 381.2 500 645.3 小 計 計 5.7 16.5 合 計 力率 8.8 スライドセントル 小 計 需要率 変圧器容量 6.0 14.8 小 計 入 力 (kVA) × ( 65 ÷ 100 )÷ 0.95 = 253.2 300 × ( 75 ÷ 100 )÷ 0.95 = 57 75 × ( 75 ÷ 100 )÷ 0.95 = 1.1 5 692.5 915 1.4 1.4 1088.9 4-9 (4) コンデンサ容量の算出 動力負荷は、一般的に力率が悪いので、電力用コンデンサーを用いて 力率を改善する必要がある。 力率は各負荷種別によりまちまちであり、高圧低圧各動力を合わせて 力率を仮定し、コンデンサー容量を算出する。 〔計 算 式〕 コンデンサ容量は次式により求める。 1 ────── − 1 2 COS θ1 Q= P × − 1 ────── − 1 2 COS θ2 ここに Q = コンデンサ容量(kVA) P = 需要電力(kW) COSθ1 = 力率改善前の力率 ( 0.85 とする。 ) COSθ2 = 力率改善後の力率 ( 0.95 とする。 ) 計 算 最大同時負荷容量 Q = 1088.9 × 1088.9 kW 1 ────── − 1 2 0.85 = 316.9 − 1 ────── − 1 2 0.95 kVA コンデンサ容量は 3φ 200kVA 1台、75kVA 1台とする 4-10 4−4 配線計画 (1) 設 計 条 件 ケーブルサイズは電圧降下および許容電流を考慮して決定する。 許容電流は負荷電流を安全に通電出来るものとし、電圧降下率は内線規程に準ずる。 尚、引込高圧ケーブルに関しては、事故時の短絡電流に対する検討も行う。 (2) 計 算 式 1) 短絡電流に対するケーブルサイズ A : ケーブル断面積 (sq) Is : 短絡電流 (A) t : 短絡継続時間 (sec) CBの場合 5 (3サイクル+リレータイム2サイクル) ─── = 0.08 秒 60 K : 係数 (CVケーブルの場合 134 ) IS × √t A = ─────── K 2) 許容電流に対するケーブルサイズ Pi I = ─────── K1 ・E P×1,000 Pi = ─────── COSθ・η I : P : Pi: K1: 負荷電流(A) 負荷出力(kW) 負荷の入力容量(VA) 定 数 三相 = √3 単相 = 1 E : 電 圧(V) COSθ : 力 率 動 力 = 0.95 とする。 η : 効 率 動 力 = 0.85 とする。 本式にて求めた負荷電流値を添付の「許容電流表」と照合し、直近上位の値を採用する。 (注)電灯の場合は下記による。 Pi = 負荷出力(kW) × K2 K 負荷2 : 蛍光灯(高力率) = 白熱灯 = 投光器(水銀灯) = 4-11 1.5 1.0 1.25 3)電圧降下に対するケーブルサイズ K3・L・I A = ────────── 1000 × e A : ケーブルサイズ(sq) K3: 定 数 三相3線 = 30.8 単相2線 = 35.6 単相3線 = 17.8 L : 距 離(m) I : 負荷電流(A) e : 電圧降下(V) e=E・e’ E : 電 圧(V) e’:電圧降下率 許容電圧降下率(内線規程より) 電気使用場所内に設けた変圧器から 供給する場合 60m 以下 120m 以下 200m 以下 200m 超過 4-12 許容電圧降下率(%) 3 以下 5 以下 6 以下 7 以下 (3) ケーブルサイズの計算 1)高圧引込ケーブルサイズの選定 ① 短絡電流より決まるケーブルサイズ A 12,500 × √ 0.08 = ────────── = 134 26.4 → 38 sq. ② 許容電流より決まるケーブルサイズ 1088.9 kW × 1,000 I= ─────────────────── = √3× 6,600 V × 0.95 × 0.85 118.0 A → 38 sq. (6kV CV) ③ 電圧降下より決まるケーブルサイズ 30.8 × 10 m × 118.0 A A= ───────────────── = 0.18 1,000 × 6,600 V × 0.03 ∴ 最大サイズ 38 2)その他のケーブルサイズの選定 別途、「ケーブルサイズ計算書」 参照 4-13 → 14 sq. sqを決定サイズとする。 (4)ケーブルサイズ計算書 鍋倉トンネル 許容電流での検討 電圧降下での検討 電圧 NO. 発 点 着 点 電気方式 E 出 力(kW) (V) P 負荷電流 許容電流 距 離 電圧降下 力 率 効 率 I より決まる 定 数 L 電圧降下率 e COSθ η (A) ケーブルサイズ (sq)(イ) K (m) % (V) 計 電圧降下 決定ケーブルサイズ より決まる (イ)(ロ)を比較し、 ケーブルサイズ (sq) (ロ) 備 考 大きい値を採用する。 坑内動力用幹線ケーブル 受配電設備 坑外配電線路 三相3線 6600 645.3 0.95 0.85 69.9 22 sq ×1 30.8 90 5 330 0.59 6.6 Kv OE 22 sq 受配電設備 坑内配電線路 三相3線 6600 645.3 0.95 0.85 69.9 22 sq ×1 30.8 181 6 396 0.98 6.6 Kv CV 22 sq - 310.0 自由断面掘削機 90 (坑外) 110.0 ドリルジャンボ 181 (坑内) 1 本 3C 1 本 ※歩掛記載の表8.2・電線(14∼38sq)を使用 合計 1.57 → 14 39.0 コンクリート吹付機 150.0 集 塵 機 6.0 モルタル注入機 8.8 工事用水中ポンプ 5.3 スライドセントル 5.5 バイブレータ 5.7 防水工作業台車 3.0 切羽照明(投光器) 2.0 覆工照明(投光器) ※歩掛記載の表8.2・電線(5.5∼100sq)を使用 受配電設備 坑内照明一般 三相3線 210 1.4 0.95 0.85 4.8 5.5 sq ×1 30.8 181 6 12.6 2.12 → 5.5 600 V VVR 5.5 sq - 受配電設備 坑外照明一般 三相3線 210 1.4 0.95 0.85 4.8 2.6 sq ×1 30.8 90 5 10.5 1.27 → 2.6 600 V OW 2.6 sq 坑外動力用幹線ケーブル 受配電設備 空気圧縮機 3C 1 本 1 本 ※歩掛記載の表8.1・電線(2.6mm∼100sq)を使用 三相3線 415 2 台× 75.0 0.95 0.85 129.2 60 sq ×2 30.8 70 5 20.8 13.39 → 14 600 V OW 60 sq 2 本 2 台× 110.0 0.95 0.85 189.5 38 sq ×4 30.8 80 5 20.8 22.45 → 38 600 V OW 38 sq 4 本 25.97 → 38 600 V OW 100 sq 1 本 3.83 → 5.5 600 V OW 5.5 sq 1 本 600 V OW 60 sq 1 本 〃 送風機 三相3線 415 〃 吹付プラント 三相3線 210 39.0 0.95 0.85 132.8 100 sq ×1 30.8 40 3 6.3 〃 給水ポンプ 三相3線 210 9.2 0.95 0.85 31.3 2.6 sq ×1 30.8 25 3 6.3 〃 汚濁水処理設備 三相3線 210 24.0 0.95 0.85 60 sq ×1 30.8 60 3 6.3 81.7 4-14 23.97 → 38 低圧電動機(1 回路) 低圧配電線路(1 回線) OW60mm 2 (70m×2) 空気圧縮機 低圧 電 動 機(1 回 路 ) 低圧配電線路(1 回線) OW38mm 2 (80m×4) 送風機 動力変圧器盤(P−1) 3φTr 6,600V/415V 200kVA 気柱開閉器(PAS) 3φ3W 7.2kV 200A SOG(DGW) 高圧受電盤(CB−1) 3φ3W 7.2kV,400A,12.5kA 低圧 電 動 機( 3 回 路 ) 吹付プラント ・吹付けプラント ・セメントサイロ ・骨材ホッパー 低圧電動機(1 回路) 低圧電動機(1 回路) 低圧配電線路(1 回線) OW60mm 2 (60m) 低圧配電線路(1 回線) OW5.5mm 2 (25m) 給水ポンプ 責任分界点 低圧配電線路(1 回線) OW100mm 2 (40m) 動力変圧器盤(P−2) 3φTr 6,600V/210V 50kVA 標準機器構成 高圧受電設備 500kw 以下で計上 濁水処理設備 電力会社 3φ3W6,600V 照明変圧器盤(L−1) 1φTr 6,600V/105_210V 5kVA 坑内照明 VVR5.5mm 2-3C(181m) 坑内照明 低圧配電線路 OW2.6mm 2 (90m) 絶縁変圧器盤(TIE) 3φTr 6,600V/6,600V 300kVA 低圧 電 動 機(3 回 路 ) 自由断面掘削機 ドリルジャンボ (自 走 ド ラム 有 り) コンクリート吹付機 動力変圧器盤(P−3) 3φTr 6,600V/415V 500kVA 高圧受電盤(CB−2) 3φ 3W 7.2kV 200A SOG(DGW) 坑内配電線路 高圧配電線路 CV22mm 2-3C(181m) OE22mm 2 (90m) 集塵機 凡 例 低圧 電 動 機(2 回 路 ) モルタル注入機 工事用水中ポンプ 高圧受電・変電設備 動力変圧器盤(P−4) 3φTr 6,600V/210V 15kVA 低圧電動機設備 低圧 電 動 機(3 回 路 ) スライドセントル バイブレーター 標準機器構成 高圧受電設備 300kW 以下で計上 配電線路 動力変圧器盤(P−5) 3φTr 6,600V/210V 15kVA 配電線路(照明設備で計上) 防水工作業台車 切羽照明 覆工照明 照明変圧器盤(L−2) 1φTr 6,600V/105_210V 5kVA 移動車両に搭載 受配電設備及び配電線系統図 4-15 【 参 考 】 使用ケーブルの種類は次表のとおりとする。 区 分 ケーブルの種類 備 考 CVケーブル×3C 坑内用 VVRケーブル×3C 坑内用 OWケーブル×1C 坑外用 高圧ケーブル 低圧ケーブル (1)坑外低圧配電線サイズ(OW電線)220V 計 算 条 件 P (kW) K1 10 20 30 40 50 60 √3 √3 √3 √3 √3 √3 E (V) 210 210 210 210 210 210 cosθ η K2 I (A) e' 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 30.8 30.8 30.8 30.8 30.8 30.8 34 68.1 102.1 136.2 170.2 204.3 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 許容電流より決まる 電線(OW)サイズ 2.6 mm 5 mm or 22 sq 60 sq 100 sq 100 sq 60 sq×2 OW電線 (電圧降下より決まる電線サイズ) 電線サイズ表(sq) 距 離 (m) P (kW) 10 20 30 40 50 60 50 100 150 200 250 300 3.6 7.1 10.7 14.3 17.8 21.4 7.1 14.3 21.4 28.5 35.7 42.8 10.7 21.4 32.1 42.8 53.5 64.2 14.2 28.5 42.8 57.1 71.3 85.6 17.8 35.7 53.5 71.3 89.2 21.4 42.8 64.2 85.6 350 400 450 500 24.9 28.5 32.1 35.6 49.9 57.1 64.2 71.3 74.9 85.6 96.3 ※ 2.6mm≒5.5sq 3.2mm≒8sq (2)坑内照明用ケーブルサイズ(VVRケーブル) VVRケーブル P (kW) Pi (VA) 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 60 60 60 60 60 60 60 台数 64 86 118 140 178 230 300 ケーブルサイズ表(sq) E (V) K2 I (A) 210 210 210 210 210 210 210 30.8 30.8 30.8 30.8 30.8 30.8 30.8 10.6 14.2 19.5 23.1 29.4 37.9 49.5 距離(m) 上段:トンネル長 下段:全長×1/2 0∼ 321∼ 431∼ 591∼ 701∼ 891∼ 1151∼ ケーブル規格 320 430 590 700 890 1150 1500 160 215 295 350 445 575 750 3.6 6.4 12.1 16.9 27.4 45.7 77.8 ※1 計算では、負荷がトンネル中央に集中しているものとする。 従って、距離は、上表の下段の値にて計算する。 ※2 電気方式は3相3線式とする。 I = Pi/E × 1/√3 4-16 5.5 8 14 22 38 60 100 mm2-3C mm2-3C mm2-3C mm2-3C mm2-3C mm2-3C 2 mm -3C ① 6,600V架橋ポリエチレン絶縁ビニル外装高圧ケーブルの許容電流(坑内用) 高圧(3,300V・6,600V)CVケーブルの許容電流 布設条件 空中暗渠布設 単心 トリプ レックス 3心 3条布設 1条 S=2d 直接埋設布設 単心 1条 布設 3条布設 1条 布設 S=2d 管路引き入れ布設 トリプ レックス 3心 布設 (単位:A) 単心 3心 トリプ レックス 単心 1条 4孔 4孔 6孔 4孔 布設 3条 布設 3条 布設 6条 布設 3条 布設 公称断面積 m㎡ 8 14 78 105 61 83 - 82 110 70 90 - 76 100 49 66 68 90 - 22 38 60 140 195 260 105 145 195 120 170 225 140 190 250 120 160 210 135 180 235 130 180 235 84 110 140 115 160 205 90 120 155 100 150 200 250 355 455 540 615 265 345 410 470 310 405 485 560 330 415 485 545 280 350 405 455 310 390 450 510 310 390 455 515 190 235 275 310 270 335 395 440 205 255 295 340 325 720 550 40℃ 90℃ 660 630 525 25℃ 90℃ 585 595 350 25℃ 90℃ 510 390 基 底 温 度 導 体 温 度 A A A A A A A A A 〔(社)日本電線工業会(JCS−168−D)〕より 〔備考1]Sは、ケーブルの中心間隔又は管路間隔を示す。 〔備考2]dは、ケーブルの外径又はパイプ外径を示す。 〔備考3]基底温度とは直接埋設の場合は土壌温度空中暗渠架空の場合は周囲温度をいう。 〔備考4]ケーブルを直接地中に埋設する以外は、管路引き入れ布設の許容電流値を採用すること。 4-17 A ② 600Vビニル絶縁ビニル外装ケーブルの許容電流値(坑内用) VVRケーブルの許容電流 布設条件 空中暗渠布設 単心 (単位:A) 直接埋設布設 2心 3心 単心 2心 3心 単心 3条布設 1条 1条 4孔 4孔 4孔 6孔 S=2d 布設 布設 3条 布設 4条 布設 4条 布設 6条 布設 17 21 17 20 14 17 - 11 14 9 11 - 15 20 27 29 37 49 28 37 50 24 31 42 - 19 24 33 16 20 28 - 42 36 62 63 53 - 42 35 - 20 28 18 25 15 21 28 39 28 40 24 33 - 19 26 16 22 - 5.5 8 14 37 47 66 33 42 59 28 36 50 50 61 83 51 63 85 43 53 72 - 34 42 57 28 35 48 - 22 38 88 120 78 110 66 93 105 140 110 150 92 125 - 74 100 62 84 - 60 100 165 230 145 200 120 165 185 245 195 260 160 215 235 130 170 105 140 205 150 200 250 325 400 500 295 350 400 470 525 590 255 310 355 420 - 220 260 300 355 - 305 355 400 455 505 560 325 375 425 485 - 270 315 350 400 - 300 350 395 455 510 570 215 250 280 320 - 175 210 230 265 - 260 300 340 390 435 485 600 800 1,000 基 底 温 度 導 体 温 度 645 825 940 40℃ 60℃ - 605 750 830 25℃ 60℃ - 公称断面積 mm 1.0 1.2 1.6 2.0 2.6 3.2 m㎡ 2.0 3.5 2心 3心 3条布設 1条 1条 S=2d 布設 布設 11 14 10 12 8 11 20 26 36 18 23 32 47 単心 管路引き入れ布設 620 755 845 25℃ 60℃ 525 635 710 (JCS−168−Dによる) 4-18 ③ 屋外用絶縁電線の許容電流(坑外用) OWケーブルの許容電流(440V) 導 体 の 種 類 導 体 3個より OW電線 OE電線 OC電線 28 38 50 - 25 34 44 - 35 45 57 73 110 140 14 22 38 7/1.6 7/2.0 7/2.6 70 92 130 62 80 113 60 78 100 120 165 150 210 60 100 12 19 19/2.0 19/2.6 6/SB 6/SB 174 238 45 60 152 209 45 55 130 175 - 220 300 - 280 390 - 25 32 58 6/SB 6/SB 6/SB 70 80 115 65 70 110 64 73 99 95 115 160 125 145 205 95 120 6/SB 6/SB 150 - 140 - 125 135 210 240 275 305 銅 よ 心 ア ル り ミ 線 屋外用絶縁電線 2個より 線 線 DV電線 2.0 2.6 3.2 4.0 5.0 単 鋼 許 容 電 流 (A) 直径又は公称断面積 若しくは素線数 (mm又はm㎡) よ り (単位:A) 2条(3個よりの場合)が硬アルミ専線心であるが、この表では、鋼心アルミ線 心の公称断面積をもって示してある。 「配電規程」による。なお、屋外用絶縁電線は、周囲温度 40℃の場合の数値を示している。 DV:引き込み用ビニル絶縁電線 OW:屋外用ビニル絶縁電線 OE:屋外用ポリエチレン絶縁電線 OC:屋外用架橋ポリエチレン絶縁電線 4-19 4−5 契約電力 (1) 契約種別 トンネル工事の仮設電力に於ける主な契約種別を下表に示す。 契約種別 常 低圧電力 時 摘 要 電気方式 低圧で電気の供給を受けて、動力を使用 3相3線式 する需要で契約電力が原則として50kW未満 200V のもの。 契 約 臨 時 契 約 高圧で電気の供給を受けて、動力(付帯 3相3線式 高圧電力A 電灯を含む)を使用する需要で、契約電力 6,000V が50kW以上500kW未満のもの。 低圧電力 動力(高圧は付帯電灯を含む)を使用す 常時契約に同じ 高圧電力A る需要で、契約期間1年未満のものに適用 される。 (注)1.低圧とは、標準電圧100V又は、200Vをいう。 2.高圧とは、標準電圧6000Vをいう。 3.動力とは、電灯及び小型機以外の電気機器をいう。 4.付帯電灯とは、動力を使用するために直接必要な作業用の電灯に準ずるものをいう。 5.臨時契約は、常時契約該当料金に20%増が適用される。 (2) 入力換算 次の入力換算率を用い入力を算出する。 高圧機器 ……………………………… 1.176 低圧機器 ……………………………… 1.25 照 蛍光灯 明 ……………………………… 1.25 白熱灯、投光器 ……………………………… 1.00 (3) 契約電力算出 次の2とおりにて算出した値の内、小さい方の値を契約電力とする。 1) 契約負荷設備容量 契約負荷(電源に接続する機器)から算出する。 2) 契約受電設備容量 変圧器容量から算出する。 (注1)詳細については、電力会社の「電気供給約款」を参照する。 (注2)「常時契約」の場合、基本電力量の計上は、デマンド契約対応とする。 4-20 (4) 契約電力計算書[1/2] 坑 内 動 力 鍋 倉 ト ン ネ ル 坑 外 動 力 入力 1台当 入力 台数 総入力 (kW) (kW) 負 荷 名 電圧 出力 (V) (kW) 自由断面掘削機 415 ドリルジャンボ 415 55 1.25 コンクリート吹付機 415 39 1.25 集 塵 機 415 モルタル注入機 210 6 1.25 7.50 1 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 工事用水中ポンプ 210 2.2 1.25 2.75 4 11.00 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 スライドセントル 210 5.3 1.25 6.63 1 6.63 6.63 6.63 6.63 バイブレータ 210 1.1 1.25 1.38 5 6.90 6.90 6.90 6.90 防水工作業台車 210 5.7 1.25 7.13 1 7.13 7.13 7.13 7.13 空気圧縮機 415 75 1.25 93.75 2 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 送 風 機 415 110 1.25 137.50 2 275.00 275.00 275.00 275.00 275.00 275.00 吹付プラント 210 35 1.25 43.75 1 43.75 43.75 43.75 43.75 43.75 43.75 〃 210 0.75 1.25 0.94 1 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 〃 210 3.2 1.25 4.00 1 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 給水ポンプ 210 9.2 1.25 11.50 1 11.50 11.50 11.50 11.50 11.50 11.50 濁水処理設備 210 24 1.25 30.00 1 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 210 0.04 1.25 0.05 36 1.80 0.45 0.90 1.35 1.80 1.80 (9個) (18個) (27個) (36個) (36個) 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 2.00 2.00 2.00 387.50 387.50 387.50 387.50 387.50 7.13 照 坑内一般(蛍光灯) 明 切羽照明(投光器) 関 覆工照明(投光器) 係 換算率 310 1.25 387.50 1 2 3 4 5 6 7 8 1 387.50 387.50 387.50 387.50 387.50 387.50 68.75 2 137.50 137.50 137.50 137.50 137.50 137.50 48.75 1 150 1.25 187.50 48.75 1 187.50 210 0.5 1 0.500 6 3.00 210 0.5 1 0.500 4 2.00 48.75 48.75 48.75 48.75 9 10 11 1.80 1.80 1.80 (36個) (36個) (36個) 0.05 0.05 48.75 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 187.50 6.63 0.05 0.05 575.00 575.00 575.00 575.00 575.00 13.76 0.10 0.10 137.50 137.50 137.50 137.50 137.50 1.38 0.05 0.05 137.50 137.50 137.50 137.50 137.50 1.38 0.05 0.05 次の2台 (kW)② 275.00 275.00 275.00 275.00 275.00 2.76 0.10 0.10 残りの全て(kW)③ 477.64 478.09 478.54 501.65 501.65 7.94 1.60 1.60 合 計 (kW)④ 1327.64 1328.09 1328.54 1351.65 1351.65 24.46 1.80 1.80 最初の2台(kW) ① (最大入力) 4-21 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 契約電力計算書[2/2] 1 負 荷 最 大 入 力 (kW) 1.α係数によるもの(最大のものから) 最初の2台の入力 100% 次の2台の入力 ④ ① ② 100% 95% (a) 95% ③ 100% 90% (b) 90% 負 残りのもの全ての入力 荷 設 合 計 ① + (a) 備 2.β係数によるもの(1の合計から) に 最初の 6 kW につき 100% よ る 次の 14 kW につき 90% 契 約 次の 30 kW につき 80% 電 力 次の 100 kW につき 70% + (b) 5 6 7 8 9 10 11 24.46 1.80 1.80 575.00 275.00 261.25 501.65 451.49 13.76 2.76 2.62 7.94 7.15 0.10 0.10 0.10 1.60 1.44 0.10 0.10 0.10 1.60 1.44 1266.13 1266.53 1266.94 1287.74 1287.74 23.53 1.64 1.64 1.64 1.64 21.42 1.64 1.64 15 5 5 5 1327.64 1328.09 1328.54 1351.65 1351.65 575.00 275.00 261.25 477.64 429.88 575.00 275.00 261.25 478.09 430.28 575.00 275.00 261.25 478.54 430.69 575.00 275.00 261.25 501.65 451.49 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 20kW 12.60 12.60 12.60 12.60 12.60 12.60 50kW 24.00 24.00 24.00 24.00 24.00 2.82 150kW 70.00 70.00 70.00 70.00 70.00 90.00 90.00 90.00 90.00 90.00 300kW 次の 50% 500kW 30% 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 532.44 532.56 532.68 538.92 538.92 1.変圧器の容量(田老第6TN)坑内動力 坑内動力 坑内動力 坑内照明(投光器) 坑外動力 坑外動力 坑内照明(蛍光灯) 2.γ係数によるもの(2の容量より) 最初の 50 kW につき 80% 500 15 15 5 300 75 5 500 15 15 5 300 75 5 500 15 15 5 300 75 5 500 15 15 5 300 75 5 500 15 15 5 300 75 5 500 15 15 5 300 75 5 計 915 915 915 915 915 20 5 5 50kW 40 40 40 40 40 16 4 4 16 16 471 4 2 471 4 2 471 次の 50 kW につき 70% 100kW 35 35 35 35 35 次の 200 kW につき 60% 300kW 120 120 120 120 120 次の 300 kW につき 50% 600kW 150 150 150 150 150 126 126 126 126 126 471 471 471 471 471 471 471 471 471 471 471 471 471 471 471 600 kW をこえるもの 12 229.84 229.96 230.08 236.32 236.32 合 計 (A) 受 電 設 備 容 量 に よ る 契 約 電 力 4 6.00 60% 500 kW をこえるもの 3 6kW 次の 150 kW につき 200 kW につき 2 40% 合 計 (B) 契約電力(kW)は、(A),(B)のうち小さい方 デマンド換算契約電力(kW) 4-22 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 契約電力量の算定 月 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 総設備負荷合計(kw) 1328 1328 1329 1352 1352 24 2 2 負荷設備入力換算値(kw) 532 533 533 539 539 21 2 2 負荷設備需要電力量(kw) 471 471 471 471 471 16 4 4 契約電力量(kw) 471 471 471 471 471 471 471 471 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 KW 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 月 数 1 2 3 1 2 3 契約電力(kw) 500 450 400 350 300 KW 250 200 150 100 50 0 月 数 471 kW 8 ヶ月 4 5 6 7 8 9 10 11 471 471 471 471 471 471 471 471 4-23 4−6 数量明細書 鍋倉トンネル 電 力 設 備 数 量 表 (1/2) 内 訳 項目・工種・種別・細別 単位 数量 式 1 箇所 1 容量・ケーブルサイズ・回路等 設置・撤去 使用期間 設備費 使用期間(月)算出 摘 要 年 数 供用日数 1年未満 225 含む 7.51 ( 10.51 - 3 ) 設置・撤去 6ヶ月未満 137 含む 4.55 ( 7.55 - 3 ) ― 含む 坑外90 7.51 ( 10.51 - 3 ) 電気設備 仮設電力設備工 電力設備工 高圧受電設備 高圧受電設備 トンネル坑外 CB型屋外式 設置・撤去 500KVA 以下 高圧受電設備 トンネル坑内 箇所 1 車両搭載型 500 KVA 以下 高圧配電線路 高圧配電線路 トンネル坑外 m 90 OE 22.0 mm2 設置・撤去 1年未満 低圧配電線路 低圧配電線路 空気圧縮機 m 140 OW 60.0 mm2 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 70×2 4.55 ( 7.55 - 3 ) 低圧配電線路 送 風 機 m 320 OW 38.0 mm2 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 80×4 3.23 ( 7.05 - 3.82 ) 低圧配電線路 吹付プラント m 40 OW 100.0 mm2 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 40×1 4.55 ( 7.55 - 3 ) 低圧配電線路 給水ポンプ m 25 OW 5.5 mm2 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 25×1 4.55 ( 7.55 - 3 ) 低圧配電線路 濁水処理設備 m 60 OW 60.0 mm2 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 60×1 4.55 ( 7.55 - 3 ) 低圧配電線路 坑内照明(坑外) m 90 OW 2.6 mm2 設置・撤去 ― 含む 90×1 7.51 ( 10.51 - 3 ) 坑内配線路 坑内配線路 高圧配電線路 m 181 CV 22.0 mm2 -3C 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 坑内181 3.28 {( 7.55 - 3 ) 低圧電動機設備 トンネル坑内 ドリルジャンボ、吹付機、集塵機 面 1 3回路 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 4.55 ( 7.55 - 3 ) 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 4.55 ( 7.55 - 3 ) 設置・撤去 3ヶ月未満 ― 含む 1.65 ( 8.55 - 6.9 ) 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 4.55 ( 7.55 - 3 ) 1年未満 / 2 + 8.55 - 7.55 } / 2 + 10.51 - 7.55 } (400×300×200) トンネル坑内 モルタル注入機、工事用水中ポンプ 面 1 3回路 (400×300×200) トンネル坑内 スライドセントル、バイブレータ 面 1 防水工作業台車 トンネル坑外 空気圧縮機、送風機 3回路 (400×300×200) 面 2 1回路 (400×300×200) トンネル坑外 照明設備 吹付プラント、濁水処理設備、給水ポンプ 面 2 3回路 設置・撤去 6ヶ月未満 ― 含む 4.55 ( 7.55 - 3 ) (400×300×200) トンネル長さ 設置・撤去 6ヶ月未満 157 含む 5.24 {( 7.55 - 3 ) 設置・撤去 6ヶ月未満 137 含む 4.55 ( 7.55 - 3 ) 設置・撤去 3ヶ月未満 50 含む 1.65 ( 8.55 - 6.9 ) ― ― 坑内照明 坑内照明(坑内) m 181 切羽照明 坑内照明(投光器):掘削用 個 6 坑内照明(投光器):覆工用 個 4 KWh 5,768 式 1 式 1 照明設備電力使用量 照明電力料 白熱灯 500W 白熱灯 500W ― 共通仮設費 役務費 電力基本料金 電力基本料金 高圧電力S 4-24 ― 照明電力数量表(2/2) 出力 (KW) 区分 照明時間 (h) 灯数 (灯) 坑内照明(掘削時) 0.04 36 坑内照明(覆工時) 0.04 36 切羽照明 0.5 6 覆工照明 0.5 4 合 計 14 h× 137 ×1/2×20.9/30日= 8 h× 30 ×20.9/30日= 668 962 167 240 1336 14 h× 137 ×20.9/30日= 8 h× 電力量(KWh) (出力×灯数×照明時間) 4,008 279 50 ×20.9/30日= 558 . 5,768 1 ) . 坑内照明日数(掘削・D) D=掘削開始から下半掘削完了までの日数の1/2を掛る。 電力使用量=日当たり点灯時間18時間とする。 掘削関係工事日数の算定: 掘削開始 掘削完了 3.00 × 7.55 × 227 日- 30 日= 30 日= 90 日= 90 日 227 日 137 日 6.90 × 30 日= 8.55 × 30 日= 257 日- 207 日= 207 日 257 日 50 日 2 ) . 坑内照明日数(覆工・D) D=覆工開始から覆工完了までの日数 電力使用量=日当たり点灯時間10時間とする。 覆工関係工事日数の算定: 覆工開始 覆工完了 3 ) . 交換ランプの計算 ① ② 坑内照明 (蛍光灯 →40W ,平均寿命は8,000時間) ランプ数 668 h + 167 h) × =( 36 灯÷ 切羽,覆工照明 (投光器 →白熱灯500W,平均寿命は2,000時間) ランプ数 279 h×4灯)÷ =( 1336 h×6灯+ 4-25 8000 4個 h= 2000 h= 5個
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