深セン・チュンフォントンネルプロジェクト

カスタマイズされた静電式ダスト除去ファンを採用し、PM2.5除去率は85％を超え、単孔二層換気という課題を解決。低消費電力かつ高効率な浄化を実現しました。

I. 深セン・チュンフェントンネルプロジェクトの特徴

1. 特殊な換気要件を有する、超大径単管二層構造

チュンフェントンネルの総延長は5,078メートルで、うち地下区間は4,600メートルです。15.8メートルの超大径シールド工法を用いて「単管二層」の車両用トンネルを構築しており、上層および下層の両方で交通が行われます。これにより内部空間は極めて密閉され、空気流路も複雑化します。従来の横流換気方式は制限されるため、東端および西端に集中換気所を設置し、高出力ジェットファンと縦方向換気システムとを連携させて運用しています。

2. 大気質要件の高い完全地下都市幹線道路

羅湖区と福田区を結ぶ都市高速道路として、本トンネルは1日あたり6万台以上の車両通行を想定しています。自動車排ガスにはPM2.5、PM10、NOxなどの汚染物質が高濃度で含まれており、換気システムの希釈・排出能力に対して極めて高い要求が課されています。ファンは基本的な空気交換機能を提供するだけでなく、空気清浄装置と連携して効率的な汚染物質除去を実現する必要があります。

3. BIMとスマート監視の深層連携

BIM技術がプロジェクト全体に適用されており、「安全リスク管理プラットフォーム」が構築されています。このプラットフォームは3次元GIS、InSAR衛星リモートセンシング、AIアルゴリズムを統合し、施工パラメータおよび環境データをリアルタイムで監視します。また、このシステムは換気設備の運用・管理にも拡張されており、ファンの運転状態予測および故障警告を支援します。

II. 建設および運転における課題の分析

1. 住宅地に隣接していることによる低周波音・振動制御の極めて高い難易度

トンネルの付帯工事（例：スラリー分離施設）は、かつてルダンミンユアン住宅団地からわずか約100メートルの距離に位置していた。設備の運転により発生した低周波振動によって、住民がめまいや耳鳴りを訴えるだけでなく、住宅の壁に亀裂が生じる事象も発生した。

空調用ファンおよび補助機器の試運転・本格運転時に、振動低減対策が不十分である場合（例：スプリング式防振マウントの未使用、フレキシブル接続の未採用）、振動が地盤を通じて容易に伝播し、「自分の裏庭にはごめんだ（NIMBY：Not In My Backyard）」という反発を招く可能性がある。

最終的に、建設請負業者は住民からの苦情を緩和するため、スラリー処理施設を西側300メートルへ移設せざるを得ず、これは初期段階における環境影響評価および設備配置計画の深刻な課題を反映している。

2. 空気浄化システムへの負荷が過大 – ファンは高効率フィルター装置と整合させる必要がある

車両排ガス中の高濃度PM2.5、PM10およびNOxに対応するため、東端および西端それぞれに1台ずつ空気浄化システムを設置し、多段階フィルター＋静電集塵＋触媒酸化技術を採用している。

HVACファンは、浄化モジュールを通じた均一な空気分配を確保するために、安定した静圧および風量を供給しなければならない。これにより、局所的な詰まりや効率低下を回避する。

長期間の運転中にフィルター媒体に粉塵が堆積すると、システム抵抗が増加します。そのため、ファンには可変周波数駆動（VFD）機能を備え、電力を動的に調整できる必要があります。これにより、浄化効率を維持しつつエネルギーを節約できます。

3. 複雑な地質条件——設備基礎の設置が困難

トンネルは11か所の断層破砕帯を通過しており、岩石強度は173 MPaに達します。施工中の地盤攪乱は、換気機械室などの補助構造物の基礎安定性を脅かします。

深部の機械室（地表面から最大49 m地下）は湿気が多く、アクセスが困難です。大型ファンは部品単位で搬入・現地組立を行う必要があり、設置誤差が増大し、その後の振動リスクも高まります。

4. 複数システム間の連携および試運転の高度な複雑性

換気システムは、火災抑制／煙排出システム、構造監視システム、交通信号システムなど他のシステムと連携して動作する必要があります。例えば、火災発生時には、ファンが迅速に煙排出モードへ切り替わり、ジェットファンを起動して方向性のある気流を作り出し、人員の安全な避難を確保しなければなりません。

高密度な都市環境では、ファンの起動／停止シーケンスが近隣の建物に圧力変動や騒音重畳を引き起こさないよう配慮する必要があります。