シールドはトンネル工事で活躍する建設機械！特徴をおさえよう | ジョブケンワーク | JOBKEN WORK

シールドとは

シールドは、トンネル掘削に使われる大型の機械です。
鋼鉄製の円筒状の構造体で掘削面を覆い、作業員や周辺環境を保護しながら、前方へ掘削を進めていきます。
シールドは、主に都市部の地下トンネル工事で使用されます。
これは、シールドが狭い場所や軟弱地盤でも掘削できるためです。
また、シールドは周辺地盤の変形を抑制する効果もあり、建物の密集した場所でも安全にトンネルを掘れるとされています。

シールドの種類

シールドの種類には主に以下の４つが挙げられます。

• 開放型機械掘り式シールド
• ブラインド式シールド
• 土圧式シールド
• 泥水式シールド

シールドの断面を回転式のカッターヘッドで掘削する方法です。
掘削速度が速いため、工期の短縮などが期待できます。

ブラインド式シールドは、前面部分にバルクヘッドと呼ばれる隔壁を設け、切羽を密閉する方式です。
バルクヘッドには開口部があり、そこから土砂を排出します。

土圧式シールドは、切羽を土圧で加圧することにより、切羽の安定を確保しながら掘削を行う方式です。
切羽後方には隔壁を設け、カッターチャンバーと呼ばれる空間を形成し、そこに土砂を充填します。

泥水式シールドは、切羽を泥水で充填することにより、切羽の安定を確保しながら掘削を行う方式です。
泥水は、ポンプで循環させています。

シールドを活用したトンネル工事の流れ

シールドトンネル工事は、大きく分けて以下のステップで進められます。

1.調査・設計

工事予定地周辺の地質調査を行い、トンネルのルートや断面形状、シールドの種類などを決定します。
また、周辺環境への影響や安全対策なども考慮した設計を行います。

2.エントランスの設置

シールドマシンを始動させるためのエントランスを設置します。
入口にはゴムパッキンと固定するための鋼材を用います。
これにより、水や土砂が立坑へ入るのを防ぎます。

3.シールドマシンの搬入・組み立て

発進立坑にシールドマシンを搬入し、現地で組み立てを行います。
シールドマシンは、鋼製の大型筒状の機械で、掘削、土砂搬出、覆工などが一体となった構造になっています。

4.掘進

シールドマシンのカッターヘッドと呼ばれる回転盤で前方地盤を掘削しながら、前進していきます。
掘削された土砂は、コンベヤーで後方に運ばれ、発進立坑から排出されます。

５.シールドマシンの搬出・解体

到達立坑からシールドマシンを搬出し、解体します。

シールドを活用したトンネル工事の注意点

シールドトンネル工事は、高度な技術と専門知識が必要とされる難易度の高い工事です。
安全かつ円滑な施工を実現するためには、以下の点に注意する必要があります。

周辺環境への配慮

シールドトンネル工事は、周辺環境に様々な影響を与える可能性があります。
周辺住民への配慮や、環境への負荷低減を意識した対策が必要です。

掘削や資材搬入に伴う騒音や振動は、周辺住民の生活環境に悪影響を及ぼす可能性があるため、防音シートや防振ゴムなどの対策を講じる必要があります。

シールド掘進に伴う地盤沈下は、周辺建物の損壊や道路の陥没などを引き起こす可能性があります。
地盤沈下モニタリングや補償対策などを実施する必要があります。

安全対策

シールドトンネル工事は、作業員の安全確保が特に重要です。
作業員向けの安全教育や、作業環境の整備、万が一の事故発生時の対応体制などを徹底する必要があります。

シールドマシンの操作方法や緊急時の対応手順など、作業員に必要な安全教育を定期的に実施する必要があります。

作業場における照明、換気、墜落防止対策などを適切に整備する必要があります。

シールドはライフラインの充実に欠かせない

シールドトンネル工事は、ライフラインの充実に欠かせない工事です。
安全対策と品質管理を徹底し、周辺環境への配慮を忘れずに進めることが重要です。