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Mar 19, 2024

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スラリートンネル掘削作業には、より低いレベルのリスクを与えると思われる特定の固有の特性があります。 スラリー自体は、

スラリートンネル掘削作業には、より低いレベルのリスクを与えると思われる特定の固有の特性があります。 スラリー自体はパイプシステムを通じて地表に運ばれます。 しかし、これは本当にそうなのでしょうか？

世界中の最近のプロジェクトでは、他の 2 つの方法が水圧下の硬岩でその効果を証明しています。それは、包括的なグラウト注入プログラムを使用した岩盤内でのシールド非連続加圧 (NCP)-TBM トンネル掘削、または EPB モードでの連続前進です。 どちらのタイプのトンネル掘削作業も、米国および世界中のプロジェクトで安全性と費用対効果が高いことが証明されています。

非連続加圧トンネルとして定義される NCP トンネルでは、シングル シールド ハード ロックまたはクロスオーバー (ハイブリッド ロック/EPB) タイプのマシンを利用できます。 これらの TBM は、必要に応じて圧力隔壁を使用して 20 バールを超える水圧を遮断することができます。 機械が密閉可能なズリシュートを使用して水圧を静的に保持するように設計されているか、スクリューコンベアを使用して圧力下で掘削するように設計されているかは、プロジェクトの要件によって異なります。

岩盤内のカッターヘッド検査は、軟弱地盤のトンネル掘削とは異なる考え方で行う必要があります。 どのようなタイプの機械で岩盤にトンネルを掘削する場合でも、点検を定期的に実行する必要があり、シフトごとに 1 回が要件となる場合があります。 これは、軟弱地盤でのトンネル掘削とは対照的です。軟弱地盤でのトンネル掘削では、もともと掘削するために設計されたタイプの地質であるため、スラリー シールド マシンがより一般的に使用されます。 軟弱な地盤の状況では、カッターヘッドの検査が計画され、たとえば 100 メートルごとなど、設定されたメートル数に基づいて行われることがよくあります。 軟弱な地盤でのトンネル掘削に慣れている請負業者は、岩盤内でスラリー TBM を使用する場合、カッターの消耗が増えるため頻繁に検査を行う必要があることに気づかないかもしれません。

多くの場合、スラリー TBM のこれらの検査では、特に水圧が上昇するため、高圧介入、つまりリスクの高い作業が必要になります。 6.5 バールを超える水圧では、ダイバーがカッターヘッドに入ることを許可されないことが多いため、グラウトを使用するか、高圧を下げるための代替計画が必要です。 最大約 12 bar の高圧介入は成功していますが、どのようなリスクがありますか? 一部のトンネルの圧力は12バールをはるかに超えており、高圧介入はさらに費用がかかり、リスクが高く、時間がかかるか不可能になります。

私たちは、このことが、日本の花崗岩を穿孔した直径 13.7 m の大型 Robbins Slurry TBM の使用などの最近のプロジェクトで裏付けられているのを見てきました。 請負業者がスラリー マシンを選択したのは、それが彼らの歴史的な経験であり、最大 13 バールの水圧を期待していたからです。 この高圧水ゾーンはトンネル全長のわずかな部分 (約 5%) にすぎませんでした。

広島の請負業者は、高圧介入を必要とせずにカッターヘッドを検査するための計画された安全ゾーンを表面からグラウトで削り取ったが、この戦略は計画どおりには進まなかった。 砥石によりカッターとカッターヘッドが安全ゾーンに到達する前に損傷し、予定外の遅延が発生しました。

スラリーTBMではなく、岩石中のシールドTBMを使用してNCPトンネリングを使用することの断然最大の利点は、カッターとカッターヘッドの検査が容易であることです。 圧力がなく、グラウト注入が頻繁または継続的に行われる領域では、高価で時間がかかり、しばしば危険を伴う加圧介入やカッターヘッドからスラリーを除去する複雑な手順を必要とせずに、カッターヘッドを定期的に検査できます。 頻繁に検査を行うことで、重大なダウンタイムが発生する前に、カッターとカッターヘッドの損傷を早期に発見できるようになります。

岩、砂、その他の素材の摩耗性に応じて、どのタイプの TBM でも摩耗が大きくなる可能性があります。 しかし、岩石を粉砕し、パイプシステムを通して岩石チップを送るスラリー機械では、ハードロック機械よりも摩耗がさらに大きな懸念事項となります。 スラリー TBM によって掘削される材料は常にカッターヘッドおよび切削工具と接触しているため、摩耗が発生する時間が長くなります。 たとえ耐久性のあるスラリー配管であっても、移送ポイントと配管エルボはより高い頻度で交換する必要があり、コンベアベルトを使用する一般的な NCP トンネル作業よりも泥の除去に関連した遅延が発生します。