岩盤推進機械ガイド: 固い岩石をトンネルで掘る仕組み

ロックパイプ推進機の機能と硬い地盤条件に不可欠な理由

岩盤パイプ推進機は、硬い岩石層に穴を開け、同時にカッティングヘッドの後ろにパイプラインセクションを設置するように設計された特殊な非開削建設ツールです。土壌または軟弱な地盤用に作られた標準的なパイプ推進装置とは異なり、岩盤定格機械は、失速や過度の摩耗を発生させることなく密な岩石を破壊できるディスクカッターまたは超硬ビットを備えた強化カッターヘッドを使用します。これにより、下水道、水道本管、共同溝などを道路、河川、市街地の下に設置することが可能となり、たとえ基礎となる地盤が固い岩盤であっても、中断を伴う開削工事を行うことなく設置することが可能となります。

岩盤パイプ推進機の主な利点は、掘削とパイプの設置を単一の連続プロセスに組み合わせることができることにあります。カッターヘッドが岩石の中を進むと、油圧ジャッキがパイプ部分を発射シャフトから前方に押し出します。これは、トンネルの作成と同じペースでパイプラインが設置されることを意味します。これにより、大規模な支持構造の必要性が軽減され、地質学的に困難な地形でもプロジェクトを効率的に進めることができます。

岩管推進システムを構成する主要コンポーネント

の主なコンポーネントを理解する 岩管推進機 プロジェクト マネージャーが機器のオプションを評価し、現場でのパフォーマンスの問題のトラブルシューティングを行うのに役立ちます。

カッターヘッドおよび岩石切削工具

カッターヘッドには、ボア パスに沿って予想される特定の岩石の硬度と摩耗性に基づいて選択される、ディスク カッター、超硬ボタン ビット、またはその両方の組み合わせが取り付けられています。

メインジャッキングフレームと油圧シリンダー

発射シャフトに配置されたこのフレームには、岩層の抵抗や周囲の地面の摩擦に抗してパイプ部分を前方に押す役割を担う油圧シリンダーが収容されています。

スラリーまたは泥除去システム

掘削された岩石の破片は、スラリーパイプラインまたはスクリューコンベアシステムを通じてトンネルの外に輸送され、切断チャンバーをきれいに保ち、継続的に前進することができます。

誘導および操縦システム

関節式ステアリング シリンダーと組み合わせたレーザー ガイダンスにより、機械は正しいラインと勾配に維持されます。これは、長い走行距離にわたって適切なパイプラインの勾配を維持するために重要です。

切断方法による岩管推進機の種類

岩石の状態が異なれば、異なる切断アプローチが必要となるため、メーカーは通常、特定の地質学的課題に合わせていくつかの機械カテゴリーを提供しています。

• 水圧管理が必要な混合地盤に最適なスラリー式岩管推進機
• 過渡的な地盤条件に対応する岩盤切削ツールを備えた土圧バランス機械
• 加圧された切羽サポートを必要としない、安定した自立した岩層のためのオープンフェイス岩盤機械
• 花崗岩や珪岩などの非常に硬く摩耗性の岩石用のディスク カッターの主流の機械
• ディスク カッターと超硬ビットを組み合わせたハイブリッド カッターヘッド マシンで、同じドライブに沿った混合硬度を実現

岩盤硬度適合性による岩管推進盤の比較

適切な機械構成の選択は、岩石の圧縮強度と摩耗性に大きく依存します。以下の表は、機器の選択をガイドするための一般的な比較を示しています。

ロックパイプ推進機の典型的なプロジェクト用途

岩管推進技術は、地下の岩石の状態が厳しいにもかかわらず、地表の破壊を最小限に抑える必要があるさまざまなインフラプロジェクトで使用されています。

都市下水道および水道本管の設置

都市は多くの場合、既存の道路やインフラの下に大口径のパイプラインを設置する必要がありますが、ロックパイプ推進機を使用すると、岩だらけの地形の上に建設された道路を引き裂くことなくこの作業を進めることができます。

川と水路の交差点

パイプラインが岩石でできた川床の下を通過する必要がある場合、推進機は水路や周囲の生態系を乱すことを避ける制御されたトンネル掘削方法を提供します。

鉄道および高速道路の高架下

現役の鉄道線路や高速道路の下の共同通路は岩だらけの地面にあることが多く、設置中のサービス中断を避けるために岩管推進機が好まれる方法となっています。

ロックパイプジャッキングマシンを選択する前に評価すべき要素

プロジェクトに適切な機械を選択するには、コストのかかる遅延や運転中のカッターの損傷を避けるために、現場の状況と機器の仕様の両方を慎重に評価する必要があります。

• 計画ルートに沿った岩石の圧縮強度と摩耗性を詳細に示す地盤調査データ
• パイプの直径とジャッキ距離の要件。これは機械のサイズとジャッキ力の能力に影響します。
• 地下水の状態（水圧が高いとスラリー圧力バランスシステムが必要になる場合があるため）
• 特にトンネルの途中でメンテナンスが必要になる可能性のある長距離ドライブの場合、カッターツールの交換にアクセスしやすくなります。
• 泥除去能力により、スラリーまたはコンベアシステムが切断速度に確実に対応できるようになります。

削岩作業をスムーズに進めるためのメンテナンスの実践

岩石の切断は工具や油圧システムに極度のストレスを与えるため、プロジェクト中のコストのかかるダウンタイムを回避するには定期的なメンテナンスが重要です。カッターが切れたり損傷したりすると、前進速度が大幅に遅くなり、メインドライブモーターへの負担が増加するため、カッターツールの摩耗を頻繁に検査する必要があります。ジャッキシリンダーに動力を供給する油圧システムは、岩石の切断に伴う高圧により標準的な土壌ジャッキ用途よりもこれらのコンポーネントに多くの要求がかかるため、定期的な流体チェックとシール検査が必要です。岩盤セクションごとのカッターの摩耗率と前進速度の詳細な記録を保持することは、故障により地下での進行が停止する前にオペレーターがメンテナンスの必要性を予測するのにも役立ちます。これは、岩盤パイプ推進機がドライブの奥深くに入った後のトンネル途中の修理がいかに困難であるかを考えると、特に価値があります。