ロー ドヘ ッダ による青函 トンネル千軒工 区の施工 について

U.D.C.624.191.6

ロー ドヘ ッダ による青函 トンネル千軒工 区の施工 について

(1Ll松鯉L言lL化繊 ＼'()L .i

川 崎 芳 昭 * 斉 藤 雄 介 **

要 約

日本鉄道建設'公団,青函建設局発注の津軽海峡線,青函ずい道(千軒)工事において,MRH‑S90型 ロ‑ ド‑ ッデを使用 した結果,qu=100‑300kgf/cm2(9.8‑29AMPa)の地盤において,掘削速度15

‑25m3/h,平均進行5.89m/d(平均)を得ることができた｡また,作業性,安全性,省力化などにも 好結果が得 られたo

目 次

§

1. まえか き

§

2. 工事概要

§

3. 地質

§

4. トンネル掘削

§

5. ロー ド‑ ッデの概要

§

6. ロー ド‑ ッダの施工 と実績

§

7. あ とが き

§1. まえが き

機械化掘削の成否は, その 自然条件への対応が不充分 なため, 99%が 自然条件 に左右 され る と云 われている｡

青函 トンネル,千軒工 区では,幸に も地質条件 に恵 ま れて, ロ‑ ド‑ ッタを成功 裡に使用す るこ とが で きたの で, これにつ いて報告す る｡

§ 2. 工事概要

青函 トンネルは本

州

側,青森 県東津軽郡今別町浜名 を 起点 とし北海道側,北海道上磯郡知 内町湯の里に至 る延 長53k850m(海底部23k300m,陸上部30k550m)最小曲 線半径

6

,500m最 急勾配12/1,000,海底下100m,最大水 深140m, トンネル断面は複線新幹線型 であ る｡

当企業体が施工 した千軒工 区は4,950mで松 前郡福 島 町子軒か ら上磯郡知 内町湯の里に至 る トンネルである｡

トンネル施工 は,浜名起点52k197mか ら175mのオープ ンか バ 部か ら,起点方への トンネル3,297m(本坑 甲) と終点方‑ 1,478m (本坑 乙)を施工 した｡

本坑 甲は側壁導坑先進上部半断面工法, 本坑 乙は上部 半断面先進 (レール式 )工法にて施工,本坑 甲の上部半

*札幌(支)千軒(出)

**札幌(支)千軒(出)副所長

断面掘 削 にはMRH‑S90型 ロー ド‑ ッダ掘 削機 を採 用 し,昭和50年4月22日よ り始動 し, その2工事 にて企業 先予算不 足のため5ヶ月休止 したの ち再開,昭和52年9 月14日に施工延長3,248.8m,掘 削量125,891.0m3を完 了

した｡

S3.地 質

千軒工 区の地質 は新 第三 紀, 中新世後期 の黒松 内層で, 数 層 に分 類 され て い る｡下 位 よ り,Kml,Km2,Km｡,

K

m4が 分 布 す るが, トン ネ ル に 直 接 関 係 の あ るの は Km2,Km3の2層 で あ るoKm2は暗灰 色 の シル ト岩 を主

図‑ 1位置 図

39

‡lLl松 地 目'IL托緋 V()L .i ロー ドヘ ッダによ る音曲 トンネル千軒 工区の施 工 につ いて

青函トンネル縦断面図

m習現当..m.

5 10 15 20 25 30

図‑2

35 40 45 50(km) m

∞

oo∞∞04321 oooo∞123ilE

3.297 3′000 2‑000 1.000

図‑3

地質 断面 拭 とし,砂質 シル ト岩,砂岩等が互層 してお り,坑 口か ら

700m付近 までに分布 す るoKm3は暗灰 色の シル ト岩 で, 数枚 の凝灰岩 を爽 んでい る｡凝灰岩 はほぼ100m間隔 で 存在 し,下位 よ り

,No. 1 ,No. 2 ,No. 3 ,N0. 4

の

4

枚 が あ るが, 当 トンネルに関係 したの は

,No. 1 ,N0. 2

の

2

枚 であ る｡凝灰岩 の薄層 は

,0 , 5‑1 . 2 m

程 度の層厚 を示 したが,硬 いため一部 で発破 を併用 した｡

断層 は坑 口か ら1,350m付近 で, 次郎 沢断層 と呼 ばれ る北傾斜 の落差約50mの正 断層 に遭遇 したが,予 想 した 程 の トラブル もな く,無事通過 で きた｡

4 0

図‑4 ず い遣断面図

工 袖

脂L(L

38.75 堪)大 背 ー6̲66 879

孟i 90.04

ニコ

ンク

リ≡F ② 判 i

l 守

6.54 (昏 ア ‑ チ iO.22 4̲62

ロー ドヘ ッダによ る青 虫 トンネル千 軒 工 区の施 工 につ いて

③ エ レ ク ク

^{ージャンボ}

ロード

ヘッ

ダーMR

H ‑ S 9 0

6m

3

トロ 12tキ

カ

ンシャ 図

‑5

施工順序 図 一般 に湧水 は少 な く,坑 口か ら300‑400mの宿辺背斜

付近 で,若干の メタンガ ス湧 出に遭遇 したが, 作業 に大 きた支障 は与 えなか った｡

全般 的 に見て地質 は大 きな変動 もな く,作業 に重大 な 影響 を斉 らきず,成功 裡に完工 す るこ とが で きた｡

§ 4. トンネル掘削

側壁導坑先進上部半 断面工 法 を採 用 した｡サ イロ ッ ト は発破工 法,上半 をロー ド‑ ッダ工法, 大背 は発破工 法 で実施 した｡運搬 は12tfバ ッテ リロ コ と6m3×5両 のサ イ ドダンプ トロ を使 用 した｡

側壁 コン ク リー トを打 設 し, その所要 強度が確保 され てか ら,上半掘 削 を開始 した｡約

1 , 0 0 0 m

付近 までは切羽

表 ‑ 1 作業 人員 1万 当 り

名 称 呼称 数 量 摘 要

世 話 役 人 1

RH運転手 // 1 ロー ド‑ ツダ運転手 仝 上 助 手 // 1 ロ‑ ド‑ ツダ誘導員 坑 夫 // 2 トラクターショベル運転 運 転 工 // 2 バ ッテ リーロコ運転手 ず り出 し 仝 上 助 手 // 2 仝上助手

土 工 // 1 連絡員上半〜導坑

秦‑ 2

掘 さ く実績

全 掘 進 3,248,8m 全 掘 さ く 量 125,891m3 最 大 月 進 180.0m

〝 日 進 9.6m

平 均 月 進 134.2m/月

〝 日 進 5.89m

1時 間 当 り貴 大 掘 進 0.77

/′ 最 大掘 さ く量 30mソh

〝 平均掘 さ く量 21.0m3/h

粥 松を生殺柁報 VOI一.3

cp700S‑rf]77''65㍍1,9‑か こ⊥ 云ミミ,そこ定 l 12tキカンシャ

表

‑ 3

月別掘削実績表

稼 働 日 数 月 進一行 m 日平均 進 行

50 2 7 8.6 1.23 3 17 28.8 1.69 4 15 25.2 1.68

*

5 26 96.9 3.73 6 22 114.0 5.18 7 23 112.4 4.89 8 17 84.0 4.94 9 24 129.4 5.39 10 26 153.6 5.91 ll 23 132.ゝ1 5.74 12 19 126.0 6.63

51 1 20 126.0 6.30 2 23 148.8 6.47 3 23 142.8 6.21 4 21 150.0 7.14 5 25 180.0 7.20 6 23 148.8 6.47 7 24 151.2 6.30 8 17 100.8 5.93 9 25 156.0 6.24

10

l

¹

l

^{2 休止期間246 30.0 5.00}

52 123 147.6 6.15 4 25 180.0 7.20 5 25 176.4 7.07 6 24 164.4 6.85 7 25 142.8 5.71 8 20 103.2 5.16 9 14 37.2 2.66 計 506 3297.0 6.52

杓松4臥】FLL托糾 ＼rUl .3

後方 片側 の導坑 を利用 して, ず り出 しを行 っていたが, 導坑 の掘削,側壁 コン クリ‑ ト作業 との競合に よる待時 間増 を消すため,切羽の両サ イ ドに投 入口を設け,切削 ず りを直接投 入す るこ とに した｡

作業 人員は方 当り8‑1‑0人であ るo

掘 削実績 は極め て順調 で, 当初の不慣れ で能率 の悪か った時 を含め,平均 日進6,5mを確保 した｡特記事項 とし ては,進行が好調 で年度予算 を早 く消化 して了い

, 5

ヶ 月 も作業 を中断 したこ とである｡機械化が 自然条件 にマ ッチす ると, いかに有効か とい うこ とを示 してい る｡

大 きな故障 を除いた平均的 なサ イクル タイムは表‑4 に示 す｡

表‑ 4 サ イ クル作業 タイム

作 業 内 答 作 業 量

掘 削 準 傭

掘 削

氏 ･H

移 動 支 保 工 運 搬 エレクタ‑移動 支 保 工 建 込 トロ大昔 待 ち

‡貞 夫

38,75maXl.2m‑46.5ma ず り量46.5×1.8‑83.7m3

トロ数 83.7m3÷6m3/車

≒14車 列車数14車÷ 5車/列車

≒ 3列車 支保工1.2mピッチ,H‑200

1日(星夜2交代)実働時間2×10h‑20h 1日サイクル数 20hX60min

200min/サイクル ‑6サイクル 1日進行 長 6サイクル×1.2m‑7.2m

§ 5. ロー ド‑ ツダの概要

ビッ ドを取 り付けた小 さな ドラムで切羽面 を切削 し, 2本の掻寄航 で集め たず りをコンベ アで送 って, 後方の 運搬設備 (トロ ･コンベ ア ･ダンプ トラック等 )に連続 的 に運ぶ機械 である｡ その主 な構造 は切 削

部

∴掻寄部, コンベ ア部,走行部,油圧装置な どで構成 されている(写 真 ‑ 1)O

(1)例削部

伸縮す るブ｢ムの先端 に ビッ トを取 り付けた ドラ ム を回転 させ なが らブーム全体 を上下左右 に移動旋 回 させ るこ とによ り地 山を掘 さ くす る部分 で, ドラ ム,伸縮筒,減速機,功削モ‑ タ‑,上下左右の油 圧 シ リンダで構成 されている｡

( 2 )

掻寄部

切 削 ドラムで くず したず りを, クラン ク機構 で動 く掻寄腕 でチエ ンコンベアに積 み込む装置 で,掻寄 42

E)‑ドヘッダによる青函トンネル千軒工区の施工について

写真‑ 1 ロー ト‑ ッダ稼働状 況

(i) 年 率 や 6)

汁. 2

㌧ ‑ ＼ ｣

図

‑6

ロー ド‑ ッダ掘 さ く ドラム

7レ‑ム,減速機,掻寄航,電動機,流体継手等 で 構成 されている｡

( 3 )

コンベ ア部

掻寄せ らせ たず l)を後宕‑運ぶ装置 で, 第1コン ベ ア, 第

2

コンベ アに分割 されている｡ 第

1

コンベ アは, 巾750mmの スクレーパバー付チェ ン コンベ アであ りその駆垂加ま油圧 モー タであるO第2コンベ アは巾 900mmのベ ル トコンベ アで,駆動 はプー リ ー モ‑ タであ り,左右に4

50

旋 回 し,高 さの調整 を で きるO

(4) 走桁部

本体 を左右の クロー ラで支持 し前後進 す るO速度 は高低速 の2段切替であ る｡

(5) 油圧装置

2

連 ギヤ ポンプ を30kW モー タで駆動 し,各油圧 シ リンダお よび油圧 モー タを作動す る｡

( 6 )

本体部

機体 の中央に位置 し,上部 に掘 さ く旋 回台 を置 き,

ロー ドヘッダによる青虫 トンネル千軒工区の施工について

掻 寄 部 , 第 1コンベ ア, 第

2

コンベ ア を支持 して い る｡

秦 ‑ 5 ロー ド‑ ッダMRH‑S90主 要 仕 様

本 体

寸 法 全 長 約13,770 全 高 約 2,300 全 巾 〝 5,130

重 量 42t

掘 さ く 仕 上 り

寸(定量最大) 高法 さ 5,300 巾 5,900

断

面 29m2

句 削 部(50Hz) ス トロー クドラム回転数 54 8001mm 36 原 動 機 4p‑90kW l6p‑60kW

速 度 低速 5.6m/min 高速 ̲16.7m/min 接 地 圧 約1.3kgf/cm2 原 動 機 4/12p‑15/5kW電動機2台

掻 寄 部 型回 麗 数式 ギャザ リングアーム式26r.p.m 原 動 機 4p‑22kW電動機1台 動 力 接 手 流 体 接 手

第‑コンベア 型 式 フレキシフ中ノレチエン ス クレ′ヾノヾ‑付 トラフ内巾 750mm チエン速度 16m/min(50Hz) 原 動 機 油圧モータ(殻大23W相当)1ff

第二コンベア 型 式 ベ ル ト ベ ル ト巾 900mm

電 動 機 6p‑3.7kWモ‑タープ‑ リ‑

旋 回 角 度 +450 ‑45○ 貴大運搬量 3m㍉/min 油圧装置 ポンプ型式 2連 ギヤ ポンプ

電 動 機 30kW

§ 6. ロー ド‑ ツダの施工 と実績

6‑ 1 掘削作業

前 述 の とお りで あ るが, 導 入 当初 は不 慣 れ の ため1万 1.2mの進 行 とい う状 態 が 続 き,順 調 な施 工 を実 施 で き る

まで に, 約1ヶ月 を要 した｡

電 力消 費 量 は総 平 均 で,1m3当 り4.7kW ･hで あ っ た｡

運 転 集 計 を表

‑6

に示 す ｡

6‑2

組 立 か ら試 運転

ロー ド‑ ッダの組 立 は, 本坑 の開 口部 (機 材搬 入 口) で行 っ た｡総 重 量 42tで 現 場 搬 入最 大 重 量 は 本 体 部 の

秦‑6

運 転 集 計

杓松姓 .:^Ljと紬 VOL .

i

供 (休 止 日数含 まず )用 日 数 735日

作 業 日 数 552日

修 理 日 数 135El

作 業 時 間 9,614H

運 転 時 間 6,001H

修 理 時 間 650.5H

稼 働 ヒこl 率 75.1%

修 理

日

^率 16,7%

1日 平 均 運 転 時 間 10.87H

25tで, これ を75tfトラ ッ ク クレー ン を使 用 して 開 口部 直下 (写 真‑ 2) で組 立 て, 上 半 迄 自走 させ た (写真 ‑ 3)C試 運 転迄6日間 の整備 期 間 を要 し直 ちに本 運 転 に 入 っ た｡

写 真‑ 2 ロー ド‑ ッダ組 立 本体 部25t クレー ン75tf

写 真

‑3

ロー ド‑ ッダ搬 入桟 橋 6‑ 3 ロー ド‑ ツダの主 な故 障 と対 策

ロ… ド‑ ッダの運 転 に よ り掘 さ くを行 っ た際 に 発生 し

43

杓松碓 ‖iLIi靴 VOl一.i

た大 きな故障お よび修理記録 の一部分 を表

‑7

に示す｡

表

‑7

で示す とお り故障の大半 は掘 さ く部 にあ るこ と がわか る｡ このなかで振動が原因の ものが一番 多いO

当所の故障の対策 を各部所 ご とに述べ るO

表‑ 7 主要部修理記録

位;推 放 鮮 内 谷 株 囚 及 び 処

! t T f l ' :

処置時間 帽きく延枝

ラ

ム 船(ドラムは予備 か持 っている)川 棚 部 を同 時 に 交 換 )付 ボ ス摩 耗 . ドラム 交 換/∫ /∫ 309.5 1,818945 鰍 付 ボ ス摩耗 . ドラム 交 換 3 1,936

初刺^那 減 速 機 第5軸 折損 第5軸偏芯第5に よ軸伸輔るi継もの手交 換 32 72 伸 縮 郡 亀裂 発 生/〟∫

伸縮部 (前回溶接帽正 臓 動 に よ交棟 るもの､伸縮部 Assy 8 452

〝 溶接帽正

〝 十

Assy交 換 (旋回ベ ア リン グ 1∴54.45 602647569

分) と同時)

ドラ ム 軸 摩 耗 軸 ベ ア 1).ン グ交 換 815 シ ャー ピ ン フ ラ ン ジ穴

大 き くなる 振 動 に よ る ､ フ ラ ン ジ 交 換 4 837 滅 速 機 亀裂 発 生 臓 勅 に よ る ､ 減 速 機 交 換(メ‑ カ‑ よr)借入) 14 885 減 速 機 強 力 Jfl■‑(今 後 の 故 障 をi!と交 換 ijJJぐ) 45 1,428 伸 縮 シ 1)ン ダ ロ ッ ド長 さ変 更 10 1,622

伸縮 部 伸 縮 しな くな る 保 .盲壁筒 ガ イ ドレ‑ ル の 外 れ伸 縮 部Assy交 換 10 1,904 伸 縮 部 外 筒 先 端 部 外れ 摩 耗 に よ るAssy交 換 7 1,979

シ ャー ピ ン フ ラ ン ジ穴

摩 耗 交 換 2.5 p2,109

シ ャ‑ ピ ン折 損 が 多い 減 速 機 第ベ ア リン グ 交換1軸 ベ ア リン グ輝粍 39 2,145 仲純けト筒i舶曳れ 振 動 ､伸輔摺ri交 換 3.5 2,565 伸 縮 部伸縮 しな い ガ イ ドブ ロ ッ クの 外 れ仲 繍 部 交 換 18 2,709 ドラ ム 取 付 ボ ル ト折 損 こみ,ドラム歯付ボスの輝托､ドラム軸の折れifルトを取り出せず.伸縮部交接 5.5 2,807 伸縮部 伸 縮 しな い〟 ドラ ム軸 の ね じれ (過 荷 重 )ドラ ム軸 の 曲 りドラム 軸 交 換 1168 3,3,011108

本 旋回ベアリング F禁絶 ､ベ(ア リトルング交クレン換チ必要) 21.5 759 旋回テ‑7■ルの 掘削部 振動 による疲労､溶接修正 10 1,218 支持用アーム折れ (後に強力fy‑1.と交換)

休

那 旋拘ベア〟〟リング破 損 ベ ア リ(いた事が後に判明した)ベアリング取付座に歪が発生してン〟〟グ交 換 淋 日刊222060剛 2,2,3,045082007

I+

寄那 揮 寄アーム 摩 耗 ､交 換 4 450

掻 寄スライ ドロー ラ 外部 摩 絶 ､交 検 4.5 71ご

流体継手 艶物混 入 ､交 枚 12 790

ポ‑ ル ジ ョ イ ン ト 懸 絶 ､ 交 換 3 941

走 減 速機軸洩れ ズ1)i主と入 ､ シ‑ル交換 5 1,313 リンク切 断 過負荷 ､リング交換 9.5 1,607

行 上 転 輪 摩耗 ､交 換 3 1,894

那 転 輪フ ロ､下ントア転桧イド7､上 鮮絶 ､帽正 ､交換 日7如 L5rFl) 2,345 リンク切断多 い 摩耗 ､ リンクAssy交換 H本9.日州5別 2,794

節=2コ プー リ‑モータ空転 キ ‑折 捌 6 722646

44

ロードヘッダによる青函 トンネル千軒工区の施工について

(1) 掘 さ く部

ドラム部 は摩耗 および衝撃の もっ とも激 しい部分 である｡ ビッ トの交換 はある程度の ものは切羽 で行 うが, ビッ ト全体 の摩耗 が 多 くなった時, ピックホ ル ダの摩耗が 多 くなった時および ドラムに摩耗が生 じた時は,外部 にて補修 す る必要があ り ドラムの予 備 を持 った｡ ピックホル ダの内側が摩耗す る と, ど

ッ トの折損が 多 くなるので早 目の交換が必要 である｡

また歯付 ボ スの摩耗 に も注意 を要す る｡

地質は別記の とお りであ り振動 による掘 さ く部 の 故障か相ついで発生 した｡掘進450mの地点 で伸縮 筒に亀列が発生 し伸縮部 の予備 を持つ こ とに した｡

この伸縮部の予備 は, ドラム軸 の摩耗, ね じれ, 曲 り,外筒, 内筒等の故障 のため大 いに活躍 した｡

また800m位の地点で減速機 に亀列が発生 し交換 せ ざるを得 なか った｡

ドラムお よび伸縮部 の トラブルは切羽 でのパー ツ 交換 よ りも組立品で交換 した方が,損失 時間 を少 な

くで きる｡

(2) 本体部

本体部 の トラブルは施 回ベア リングに集 中 してい る｡700mm位 の地点 で最 初の摩耗 が発生 し, その 後,旋 回テーブルの折損が あ り旋 回テー ブル を掘 さ く減速機 を強力型に交換 した後 は約500mご とに旋 回ベ ア リングの破損が あった｡ これは振動 に よる も の と負荷重量が大 き くなった もの と判断 して,ベア リングの補強策 をメー カ‑ に依頼 したが現場 で処置 で きるものではないので見送 った｡後にベ ア リング 取付座 に歪が発生 していたこ とも一因 とわか ったが, 損失 日数 の面では工場持 出 し修理 を見送 った方が得 策 であった と思 われ る｡

(3) 掻寄部 お/よび コンベ ア部

ず りを本体 の後方 に処理 す る機械 で は あ るが約

1 , 0 0 0 m

地点 で,ず りを前方 で処理 す るこ とに変更 し た, これは掻寄部,第‑ コンベ アおよび第2コンベ アの保守が な くな り損失時間に大 いに メ リッ トがあ った｡

掻寄部 には流体継手 を用いていて過 負荷 に よる ト ラブル を防いでい るが この流体継手の可溶栓 が溶け てオイル を補充す る際に異物の混入に充分注意す る 必要が ある｡

岩 にあ る程度の水 を含んでい る場合,切羽の粉塵 は全 く発生 しな く良い作業環境 であるが,切粉が第

‑ コンベ アの むラフに堆積 しず り処理 が 困難になるo この状況 は ドラムに も同 じこ とがあ り (写真 ‑4) 掘 さ くおよびず り処理 に労力 を要す る｡

ロードヘッダによる音曲 トンネル千軒工区の施工について

写奥‑4 ドラムに付着 した岩粉 (4) 走行部

2 , 3 4 5 m

地点 で一時休止 (約

5

ヶ月間 )の時期が あ り,走行部 の総点検 をす るこ とが で きた｡ フロン ト アイ ドラ,上転輪 お よび下転輪 はほ とん ど修正 した｡

2 , 5 0 0 m

地点 か らは リン ク切 断が 多 くな り

,2 , 7 9 4

m地点にて リン クの交換 をしたO湧水 も少 な く地盤 は良 い方 であったのでこの位が限度 ではなか ったか

と思 われ る｡

(5) その他

振動 に よる トラブルが もっ とも多 く,油圧パ イプ の損傷,電気部 品の損傷脱落, 各 ピンのベ ア リング の損傷等が 多 くみ られ,不断の点検が重要 なこ とは 云 うまで もない｡

また湧水が少 な く地盤 も良 い方 であったため, こ れ らによる トラブルが少 なか ったこ とは幸 いだった

と思 うO

振動 に悩んでいた時,掘 さ く用モー タが回転数 の 少 ない

6 p‑ 6 0 kW

の もの を試験的に採用 した ところ, 振動 とビッ トの折損が大 き く減少 し,本格的に採用 す ることとした｡

このモー タは, ドラムの回転 トル クを保 ったまま ビッ トに与 える衝撃力 を少な くす る目的であった｡

回転数が小 さ くなる と掘 さ く能 力は減少 したがサ イ クル的には影響 な く,保守面 で メ リッ トが大 であっ た｡

地理的に不便 な ところであったため,部 品を現地 に相 当置いていたが,部 品待 ちの損失 日数 がか な り あった｡

6‑4

ビッ トの選定 について

当工 区の岩質 は圧縮 強強度 が

1 0 0‑2 5 0 kg f / c m

2

( 9 . 8

‑2 4 . 5 MPa)

程度の ものが大部分 で,一部 に

3 0 0 kg f / c m

2

( 2 9 . 4 MPa)

程度の ものが あった｡ 当工 区で使用 した主 なビッ トは図

‑7

の とお りである｡

当初はAの よ うな,軟岩用の ビッ トを使用 したが,折 損や チ ップの割れが 多 く, ビッ ト

1

ヶ当 りの掘 さ く量は

L弼松城,7迂柁雑 VOL..i

1 0 m

3前後 となることがあった｡ビッ トメ‑ か

‑3

社の協 力によ り, ビッ トの材質の強化 を中心 に, チ ップの張 り 付け長 さ, チ ップの厚 さ等の改良 を行 ったが,折損はな かなか減少 しなか った｡

ビッ トの長 さを

1 5 mm

短 くした

E

を使用 した ところ, 折損は大 き く減少す るこ とはで きたが, ビッ トの下部が, 厚 いため,掘 さ く効率 は悪 く,粉塵が 多 く発生す るよ う になったO この ビッ トの超硬 肉盛部分の摩耗が特 に激･L か ったの も厚 さのため と思 われ る｡

B,C

の ビッ トは,や は りビ ッ ト全長 を

1 2 5 mm

に抑 え,チ ップ角度 を

5‑1 0 0

に し,チ ップの厚み を

1 0 mm

と 厚 くした ものであ り, 当工 区の岩質には もっ とも適 して いた もの と思われ る｡ ビッ トの材質 も改良 され た もの で あった｡

またDは, Bの チ ップ角 度 を, わず か 負側 に し

2 5 0

‑3 0 0 kg f / c m2 ( 2 4 . 5‑2 9 . 4 MPa)

の岩に使用 して,良 い結 果 を得 た ものである｡

D E

図

‑7

ビッ トの形状

ビッ トは,図

‑6

の③ 〜⑥ の部分が摩耗,折 損が早 く, 次 いで② ⑤⑥① の順 で摩耗す る｡① の部分は, ほ とん ど 摩耗 しない｡ ピックホル ダの取付 る角度が, 中心方向 と ずれ る と, ビッ トの偏摩耗 を起 し, ビッ トの後部が摩耗 す るO ピックホル ダの内部摩耗が大 き くなる と,どてソト の折損につ なが り, ピックホル ダの適 時 な交換 を要す る｡

ホルダ も岩 の硬 い方がや は り消耗 は激 しくなる｡

45

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また一時,1,000kgf/cm2(98MPa)程 度 の凝灰岩が玉石状 と帯状 に でた時 は, ビ ッ トは瞬 時 に折 れ て しまい, シャ

‑ ピンの消耗 も多 くな ったO玉 石状 に

潜

在 して い る もの は, 玉 石 を見 るこ とが で きないの で, ビ ッ ト, シャー ピ ンの損 耗 は大 であ ったO ビ ッ トの使 用実績 は表

‑8

の と お りで あ る｡

表‑ 8 ビ ッ ト実 績

(月別集計) 全 ビ ッ ト 便 周 数 3,348個

1m3当 リ ビ ル ト使 用 数 0.0266個/m3 ビッ ト1ケ当 り愈大掘 さ く量 384.4 m3/ケ

〝 最小 〝 16.9m3/ケ

〝 平均 〝 37.6 m'/+

岩 石 の, ‑軸圧縮 強度 と時 間 当 り純掘 削量 の関係 は図

‑ 8に示 したが,80kgf/cm2(7.8MPa)以下 の実 績 が な か ったの で,X,Y軸 を漸 近 線 とす る双 曲線 は得 られ な か った｡

同様 に圧縮 強度 とビ ッ ト1ヶ当 り掘 削量 の関 係 を調べ

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純絹TL'‑量(扉4) 000054っJつJ

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46

0 50 100 150 200 250 300(kgf/cm2)

0 5 10 15 20 25 30､(MP｡) 圧縮 強 度

図 ‑ 8 圧縮 強度 と純据 さ く量 の 関係

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▲ ●

0 50 100 150 200 250 300(kgf/cm2)

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5 10 15 20 25 30(MP｡) 圧 縮 強 度

図‑ 9 圧縮 強度 とビッ ト1ケ当

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さ く最の関係

E)‑ ドヘッダにJ:る青虫 トンネル千軒工区の施工について

て 見 た｡改 良前 にはほぼ双 曲線関係 が認め られ るが, 改 良後の値 は明瞭 でな い｡ ただ改 良前 に比べ て, 改 良後 に ほぼ

3

倍 の値 を示 す こ ともあ る点, ビ ッ トと岩 質 の関係 を究 明す るこ とが いかに大切 か を明 瞭 に物 語 って い る｡

この こ とは ロー ド‑ ッデに限 らずすべ ての掘 削機械 につ いて い える こ とで, さ く岩 機 の ビ ッ トか ら, ボー リン グ の ビ ッ トまで, 等 閑に で きない問題 であ る点 を強調 した

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写真

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ドラムの軌 跡 硬 い部分 を避 け て い る

§ 7. あ とが き

ロー ドヘ ッダに よ る掘 さ くは, 当工 区 では地 質 の急激 な変化 も少 な く比較 的 良好 な結果 を得 る こ とが で きた｡

しか し現場 修理 費が相 当嵩 ん で しまった こ とは い なめ な い｡

次 に ロ‑ ド‑ ッダ掘 さ くの特 長 と問題 点 を列 記 す る｡

特 長

① 掘 さ くと積 込 の 同時作 業が で きるの で, 運搬 設備 の組 合せ で掘 進 速 度 をの ばす こ とが で きる｡

② 切 羽 では支保 工建 込作業 が主 に な り, 人員 を少 な くす る こ とが で きる｡

③ 地 山 をゆ るめ るこ とが 少 な いo

⑥ 発破工 法 に比較 して は るか に安 全 で あ る｡

⑤ 切 羽 の騒 音 と空気汚染 が少 ない｡

⑥ 余堀 を少 な くで きるO

⑦ 動 力設備 (コンプ レ ッサ )が不要 又 は小 さ くで き る｡

問題 点

① 湧水に よる地 盤 の悪 い ところは不 向 ｡

② 岩 の圧 縮 強度 (当工 区の場 合 )が250kgf/cm2以上 に な る と振動 に よる修理 費が 嵩む｡

③ トン ネル延 長 の なか で岩 質が均 等 で ない場 合は, 他 の工 法 との併 用 を考 えなけ れば な ら か ､｡

⑥ 適 度 な水分 を含 まない岩 質 の時 は, 粉塵 の 発生 が 多 くな り壌 ･除塵装 置 を必要 とす る｡

ロードヘッダによる青函トンネル千軒工区の施工について

機械掘さくは安全性，切羽環境，省力化等に利点があ り関連設備等の研究を進め，機種の改良を推進しなお一 層の成果が期待できるものと思う。

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本工事に際していろいろと指導，協力を賜り下さいま した方々に紙上より感謝の意を申し添えます。

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壕  ダム、発電所、トンネルなど土木構造物の設計・

卓 施工には、岩盤の矧生、特に変形イ系数、…鞄店縮強

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蔓 おこなってきましたが＼時間がかかり費用もかさむ 壕 ために、二の足を踏むことが多々ありました。

堰 このため、手軽にしかも信根性のある試験方法を

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蔓  シュミットロックハンマは、岩盤の硬さを反発度 壕 で表現するもので、反発度と変形係数および静弾性

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壕 に用いた柳生値を建設時に迅速に才巴握することがで 薫 きます。

壇 試験方法は簡単で、シュミット。ックハンマを岩

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雲  この反発度を、各関係虐表に照合することにより 尊 変形係数、静柳生イ系数および一触圧縮強度を知るこ 箋とができます0

蔓【問い合せ先】土相計部設計課

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