はじめに
シールドマシン、聞いたことはあってもその詳細を知らない方も多いのではないでしょうか。
都市部でのトンネル工事や地下鉄の建設などに欠かせないこの巨大な機械は、地上の騒音や振動を最小限に抑えつつ、安全で効率的に地下を掘削することができます。
今回は、シールドマシンがどのように機能するのか、その仕組みや利点、実際に使用される工事について詳しく解説します。
シールドマシンの役割を理解することで、今後のインフラ整備に対する見方も変わるかもしれません。
シールドマシンとは?
今日は埼玉県戸田市に来ています。下水道の雨水貯留管の建設現場。地下20mに直径6mのトンネルを築造し、大雨の時に下水管から溢れた水を一時的に溜めておく施設です。トンネルはシールドマシンでこれから掘るところです。すでにマシンが地下に設置されています(青いシートがかかった円筒形のもの)。 pic.twitter.com/pikclnRQbK
— Y.Centarus1211 (@YIKEDA1211) December 7, 2023
シールドマシンとは、地下トンネルを掘削するために使用される特殊な大型機械です。円筒状の機械で、地中を掘り進みながらトンネルの内壁を構築する役割を担います。
都市部での地下鉄や下水道の建設、送電トンネルなどで多く利用され、地上への影響を最小限に抑える工法として注目されています。
シールドマシンの仕組み
シールドマシンは、主に以下のような仕組みで動作します。
- 掘削機能
シールドマシンの先端にはカッターヘッドがあり、これが回転しながら地盤を削ります。地盤の種類(岩盤・粘土層など)によってカッターヘッドの形状が変わります。 - 土砂の搬出
掘削した土砂はシールドマシン内部で処理され、ベルトコンベアやホッパーを通じてトンネル外へ運び出されます。 - 内壁の構築
掘削と同時にトンネル内壁を構築するのもシールドマシンの特徴です。セグメントと呼ばれるコンクリート製のパーツを組み立て、トンネルの内側を補強します。
シールド工法のメリットとデメリット
メリット
- 周囲環境への影響が少ない
地表を掘削する開削工法と比べ、騒音や振動が抑えられるため、都市部や住宅地での施工に最適です。 - 安全性が高い
トンネル内の崩落リスクが少なく、安定した掘削が可能です。 - 同時施工が可能
掘削と内壁構築が同時に行えるため、工期を短縮できます。
デメリット
- コストが高い
機械の導入や維持管理に高額な費用がかかります。 - 地盤に影響されやすい
特殊な地盤(硬質岩盤や軟弱地盤)では掘削が難しくなる場合があります。
シールドマシンが使われる主な工事
- 地下鉄の建設
- 下水道や送電トンネル
- 都市部の道路トンネル
近年では、環境配慮型のインフラ整備が求められる中、シールド工法の需要がさらに高まっています。
シールドマシンとは:まとめ
シールドマシンは、現代の地下インフラを支える欠かせない技術です。
その仕組みや工法を知ることで、より安心で快適な社会インフラへの理解が深まるでしょう。
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最後までお読み頂きましてありがとうございました。(^^♪