近代的な都市のにぎやかな通りの下で、静かな革命が起こっています。エンジニアと建設の乗組員は、前例のない効率と精度を備えた地下鉄、トンネル、ユーティリティの地下スペースを彫ります。この変換の中心には、エンジニアリングの驚異があります：地球圧力バランス（EPB）シールドマシン。この並外れた機械は、安定性、安全性、最小限の混乱が最重要である都市環境でのトンネルへのアプローチ方法を再定義しました。
アースプレッシャーバランスシールドマシンとは何ですか？
an 地球圧力バランスシールドマシン 粘土、シルト、砂などの柔らかい地面の状態で動作するように設計された高度に特殊なトンネルボーリングマシンです。その主な目的は、トンネルを掘削しながら、周囲の土壌と地下水によって加えられた圧力を同時に管理することです。多くの場合、掘削や爆破を伴う従来のトンネル方法とは異なり、EPBマシンはトンネル面内に制御された環境を作成し、安定性を確保し、崩壊を防ぎます。
機械の「シールド」部分は、コンクリートセグメントなどの永続的な材料で並ぶまで、掘削されたばかりのトンネルをサポートする保護外側のケーシングを指します。一方、「地球の圧力バランス」の側面とは、機械内の圧力と外部地球圧力の間の平衡を維持することにより、トンネル面を安定させる独創的なシステムを指します。この繊細なバランスをとる行為は、地面の和解のリスクを最小限に抑えるか、トンネルの上にあるものであり、それ以外の場合は表面構造を損傷する可能性があります。
どのように機能しますか？
一見、EPBシールドマシンは巨大な機械的ワームに似ています。そのフロントエンドには、機械が進むにつれて土壌を壊す切削工具を備えた回転カッターヘッドがあります。掘削された材料（多くの場合、「マック」と呼ばれる）は、スクリューコンベアシステムを介して後方に輸送され、その体積と一貫性が慎重に規制されています。
魔法が発生する場所です。マシンは、掘削速度に合わせてチャンバーからマックが除去される速度を調整します。そうすることで、チャンバー内の圧力が外の自然の地球圧と一致するようにします。あまりにも多くの材料が削除されすぎると、周囲の地面が内側に崩壊する可能性があります。少なすぎると除去された場合、過剰な圧力がトンネルを外側に向けて押し出し、不安定性を引き起こす可能性があります。このリアルタイム調整プロセスは、EPBマシンが地質条件に挑戦するのに非常に効果的になっている理由です。
安定性をさらに高めるために、機械は泡やベントナイトなどの添加物を土壌に注入し、その可塑性と流れの特性を改善します。これらの添加物は、流動性と凝集の適切なバランスを維持するのに役立ち、予測不可能な土壌でも滑らかな動作を確保します。
なぜEPBマシンが不可欠なのですか？
都市トンネリングは独自の課題を提示します。都市は密集しており、建物、道路、地下インフラがしっかりと詰め込まれています。従来の掘削方法は、交通渋滞、騒音公害、既存の構造への潜在的な損傷など、大幅な混乱を引き起こす可能性があります。さらに、彼らはしばしば、限られた空間では非現実的である可能性がある広範な地表工事を必要とします。
EPBマシンはこれらの問題に真正面から対処します。完全に地下で動作することにより、表面障害を最小限に抑えます。トンネル面を安定させる能力は、沈下のリスクを減らし、近くの建物やユーティリティを保護します。さらに、EPBマシンは汎用性が高く、大規模な変更を必要とせずに幅広い土壌タイプを処理できます。
もう1つの重要な利点は、彼らの環境への親しみやすさです。従来のトンネル技術と比較して、EPBマシンは廃棄物を減らし、リソースを使用しなくなり、排出量が少なくなります。また、継続的な掘削を可能にし、プロジェクトのタイムラインを大幅に高速化することを可能にします。これは、今日のペースの速い世界で重要な要素です。
