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ニュースレター 現場おやじの一言

Vol.16 推進・シールド工事(2017.7.1 発行)
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第16回目は、「推進・シールド工事」についてです。

今回は、工種別で『推進・シールド工事』について説明していきます。

ハイライト

地下工事?

地下(道路の下、川の下、ビルの下)には、私たちの生活に必要な、電気・ガス・上水道・下水道・通信が張り巡らされています。よく耳にする『ライフライン』です。
これらはほとんどが管渠(コンクリート製、鉄製、塩化ビニール製など)のパイプで繋がっています。この管を設置する工事には、大きく分けて①開削工法と②非開削工法に分けられます。

①開削工法

名前の通り、工事箇所の地面を必要な深さまで掘削(開削)して、その底面に管を敷き設して埋め戻します。

②非開削工法

工事箇所の両端に発進立坑と到達立坑と呼ばれる縦穴を掘削し、発進立坑から地中を掘削するための機械(掘削機)を使用して土を削っていきます。

  • 地下工事

非開削工法には、推進工法とシールド工法が有ります。
非開削工法は、開削工法に比べて地上面を掘ることが少なくなるため、工事占有面積(工事をする時に使うヤードの広さ)の減少、騒音、振動、粉じん等の工事公害の低減がはかれ、交通や市民生活への影響を低減できるため、都市環境対策に優れています。

推進工事とは?

推進工法は、読んで字の通り“推して進む工法”で、推進管と呼ばれる円筒状の管を推進機と一緒に発進立坑に設置された油圧ジャッキで前進させていく工法です。

①推進機

掘削の最先端にあり、土を掘削する機械です。

②推進管

コンクリート製の円筒状の管です。径は工事の用途によって違いますが、直径800mm~3000mmの物が多く、1本の長さは通常L=2000mm~2500mmで、1本推したら、次の1本を発進立坑の上(地上)から降ろして、ジャッキにセットします。これの繰り返しです。

③油圧ジャッキ

発進立坑に設置されていて、このジャッキで推進機と推進管を推していきます。通常ジャッキは4本あって、その4本のジャッキの伸びを調整しながら先端を曲げていって、曲線にも対応していきます。ジャッキの操作だけで精度よく到達立坑まで到達する技術はさすがです!

精度よく推進を到達させるのに一役買っているのがソーキ商品の【推進自動測量システム】です。
推進の先端位置を測量するのに、従来、狭い管の中で人力で測量していた方法を、管の中に数台のトータルステーションを配置し、お互いの位置を自動測量し、掘削機の位置を正確かつ短時間で算出するシステムです。ソーキのオリジナル商品の始まりはこの【推進自動測量システム】からです。しかも他社にはない『オンリーワン商品』です。

  • 従来測量状況
  • 自動測量状況
  • トータルステーション

また、小口径(直径の小さい、800mm以下)の推進管では空間が狭すぎて、トータルステーションも置けないし、人間も入れないため、そこで開発されたのが、【Jeppy】です。これは、管の中に数台のカメラユニットを配置し、各々のカメラユニットで撮影した隣接したカメラユニットのターゲット位置から相互の角度、位置を計算して先端の掘削機の位置を算出するシステムです。

  • カメラ
  • 管内配置

シールド工事とは?

シールド工事は、推進工法との違いは掘削機を油圧ジャッキで直接前進させて、掘られたトンネル内で、セグメント(枠)を組み立てていきます。掘っていく大きさも推進工法よりも大きく、8~10mぐらいが普通で、地下鉄とか大断面の放水路(洪水対策)とかに使われています。

①掘削機

掘削の最先端にあり、土を掘削する機械です。よく“シールドマシン”と呼ばれています。大きさは、単線の地下鉄トンネルで直径5~7mくらい、複線で直径8~10mくらい、断面の大きい新幹線で工事で直径12.7mのシールドトンネル(東北新幹線)が掘られ、当時は世界一の大きさでした。その後、東京湾アクアラインでは直径14.4mのシールドができるなど、大きさもどんどん大きくなってきています。また、普通のシールドマシンは、円形断面(円形が圧力に耐えられる最も良い形)ですが、最近では四角い断面や楕円形のシールドマシンも開発されています。

②セグメント

コンクリート製や鋼製の円筒状の管が分割されたものです。掘削した後の土が崩れてこないように土を押えるためのもので、断面が何分割かにされていて組み合わせていきます。

  • 掘削機(シールドマシン)
  • 掘削機(シールドマシン)

組み上げたセグメントに掘削機のジャッキをあてて、その反力で到達立坑まで進んでいく工事(シールド工法)です。

  • シールド工法
  • トンネル
  • 掘削機(シールドマシン)

推進・シールド工事に使う計測機器?

推進・シールド工事では、地下の中を掘削していきますので、酸素欠乏であったり、有害なガスが発生したりしますので、有害ガスを検知する【有害ガス検知器】、掘削して発生した土や泥水を地上に排水しますので、【水質測定器 pH計濁度計】、また発進立坑や到達立坑を作って、地下の深い所で作業しまので、地上と地下との通信機器【通信・安全管理機器 トランシーバー】や有害ガスが発生した時のために【通信・安全管理機器 空気呼吸器】などが使用されます。

次回は『河川工事』について語ります。『河川工事で行われている作業?』『大雨などでの河川氾濫、警報』などについて説明していきます。

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