杏吧原创

杏吧原创（本社：东京都港区、社长：野村俊明）は、山岳トンネルでの连続ベルトコンベヤを用いたずり出し作业において、クラッシャー、ベルトコンベヤの运搬能力を最大限生かすことのできる高効率ずり出し方式を开発の上、施工中の「（仮称）敦贺半岛第１トンネル浦底工区（※1）」（以下、敦賀半島第１トンネル）工事で適用し、従来のベルトコンベヤによる工法と比較して、ずり処理時間を50％、掘削サイクルを25％短縮することに成功しました。また、今回の成果と過去の連続ベルトコンベヤを用いた現場での施工実绩をもとに、トンネル断面や岩質に応じた最適なベルトコンベヤ設備（ホイールローダの大きさ、クラッシャー能力、ベルトコンベヤ容量）を選定するシミュレーションシステムを開発しました。

1.　背景

一般に、山岳トンネルの连続ベルトコンベヤ方式によるずり出し作业は、発破により破砕した掘削ずりをホイールローダで集积し、切羽后方に设置したクラッシャーに投入します。投入したずりはクラッシャーにてベルトコンベヤで运搬可能な大きさまで小割りしたのちに、后方の连続ベルトコンベヤに载せ替えて、トンネル坑外の仮设ヤードまで搬出します。
これまでの连続ベルトコンベヤでは、発破の飞び石による机械の破损防止のため、切羽から60ｍ程度后方にクラッシャーを设置するのが一般的でした。さらに、ベルトコンベヤの延伸作业をトンネル进行40ｍ程度ごとに行うことから、実际の切羽とクラッシャーの距离は60～100ｍ程度となっていました。そのため、切羽からクラッシャーまでホイールローダによる繰り返し运搬がボトルネックとなり、能力の高いクラッシャーやベルトコンベヤ设备を设けても、その运搬能力を最大限生かすことができませんでした。

2.　特徴

今回开発した方式では、制御発破により设备破损の原因となる飞び石を抑制し、さらに、防护钢材と衝撃吸収材でクラッシャーを防护することで、切羽とクラッシャーの距离を近づけました。さらに、ベルトコンベヤの延伸を3尘ごとにトンネル掘削サイクルに组み込むことで、従来切羽を停止して40ｍ程度まとめて延伸していた作业を、切羽を止めずに切羽の进行に合わせて実施できるようにしました。これらにより、切羽と后方のクラッシャーの距离を常に35～45ｍ程度に保つことが可能となりました。
その结果、敦贺半岛第1トンネルでは、ホイールローダを用いた切羽のずり出しサイクルが従来の80秒间隔から25秒间隔まで短缩し（※2）、ずり処理时间が80分から40分に短くなり、掘削サイクルも大幅に短缩しました。
また、本方式は、切羽とクラッシャーの距离が短いため、ホイールローダ作业を最小限に抑えることができます。また、従来、ずり出し作业の効率化を目的として试みられることもあった掘削ずりの仮置きや、ずり出し作业のたびにクラッシャーを前后进させて切羽に近づけるといった作业を前提としないことから、作业の省力化につながります。

3.　今后の展开

敦贺半岛第1トンネルでは、ベルトコンベヤの配置等において制约の多い小断面（掘削断面积55尘²）のトンネルでの本方式の有効性を确认しました。一方、大断面トンネルでは、配置等の制约が少ない代わりに、より大容量の运搬が求められるなど、异なる能力の设备が必要になります。
今后は、同时に开発したトンネル断面や岩质に応じた最适な设备を选定するシミュレーションシステムを用いて、トンネルごとの特徴に合わせた最适なずり出しシステムを构筑し、トンネル施工の効率化を进めていきます。

図1：ホイールローダによる切羽での集积状况

図2：クラッシャーへの投入状况