山岳トンネル工事の危険な作業を遠隔化!奥村組が爆薬装填装置を開発

トンネル工事の危険な作業を安全に!奥村組が新しい装置を開発

株式会社奥村組は、山岳トンネル工事で爆薬をセットする際の危険な作業を遠隔で行える「爆薬遠隔装填装置」を開発しました。この新しい装置を使うことで、作業員がトンネルの奥深くにある危険な場所で直接作業する必要がなくなり、岩が落ちてくるなどの災害を防ぎ、作業の安全性を大きく高めます。

なぜ新しい装置が必要だったのか

山岳トンネルを掘り進めるには、爆薬を使って岩を砕く「発破掘削」という方法がよく使われます。このとき、爆薬をセットする「装薬作業」は、トンネルの掘り進める一番奥の面(切羽鏡面)のすぐ近くで行われるため、作業員が岩の崩落(肌落ち災害)に巻き込まれる危険がありました。
特に、爆薬をセットする穴(装薬孔)の壁が崩れて岩のかけらで詰まってしまうと、その岩のかけらを取り除くために、さらに危険な場所へ近づいて作業しなければなりませんでした。このような危険な状況を解決するために、離れた場所からでも爆薬をセットできる技術が求められていたのです。

爆薬遠隔装填装置の仕組みと特徴

奥村組が開発した爆薬遠隔装填装置は、トンネル工事で使われる大きな機械「ドリルジャンボ」の先端に取り付けます。
爆薬遠隔装填装置の全体像
この装置には、爆薬を装薬孔に送り込む「装填パイプ」と、穴に詰まった岩のかけらを砕く「先端コーン」が付いています。装置の後ろからは空気や水を送り込み、爆薬を穴の奥へと押し出します。
静電気による爆薬の誤爆を防ぐため、装填パイプは電気を通しにくいカーボンファイバーという素材を使い、先端コーンはステンレス製にしました。
もし装薬孔の中に岩のかけらが崩れ落ちて装填パイプが入らなくなった場合でも、先端コーンで岩のかけらを砕き、空気や水を使ってパイプの外側に押し出すことで、穴をきれいにできます。
岩片破砕・除去の仕組み
この装置は、ドリルジャンボの近くに置かれた「装薬機」と、電気を通さない丈夫なホースでつながっており、遠隔で爆薬をセットするシステムとして機能します。
システムの全体像と安全距離の確保
これにより、これまで作業員が危険な場所で手作業で行っていた岩のかけらを取り除く作業や爆薬のセット作業を、トンネルの掘り進める面から2メートル以上離れた安全な場所で、ドリルジャンボのオペレーターと作業員の2人で行うことができるようになりました。

実際に使ってみてわかったこと

この装置がきちんと動くかを確認するため、「東海環状自動車道養老トンネル北工事」という実際の工事現場でテストが行われました。テストでは、模擬の爆薬と雷管を使い、6つの段階に分けて装置の使いやすさなどを確認しました。その結果、岩にたくさんのひび割れがあるような場所でも、この装置を使って確実に爆薬を遠隔でセットできることが確認されました。
実証実験の様子
実証実験における確認事項と評価

今後の展望

奥村組は、この装置をできるだけ早く実際の工事現場で使えるようにするため、これからも実証実験を重ねていく予定です。また、爆薬の装填に関するさらに新しい技術も検討し、システムをより良くしていくとしています。

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