シールド工法の種類と施行手順: 泥土圧式と泥水式の違い

シールド工法は地下のトンネル掘削でよく使用される技術で、地下の状況や土質に応じて様々な方法が用いられます。特に、泥土圧式シールド工法と泥水式シールド工法は、その用途や特徴が異なります。この記事では、これらの工法の違いと具体的な施行手順について詳しく解説します。

泥土圧式シールド工法の特徴

泥土圧式シールド工法は、土圧を利用してシールドマシンを進める工法です。この方法では、土を機械で削り取る際に、土の圧力を保ちながらトンネルを掘り進めます。これにより、周囲の地盤が崩れるのを防ぎ、安定した掘削が可能になります。

この方法は、湿った土質や粘土層に適しており、地盤が安定していることが前提となります。泥土圧式シールド工法では、泥水を使うわけではなく、土圧のみで進行します。

一方、泥水式シールド工法では、泥水を注入してトンネルを掘り進める方法です。この方法は、土圧を保ちながら泥水を利用することで、より安定した環境で掘削を行います。泥水が地盤の隙間に入り込むことを防ぎ、周囲の土壌が安定するのです。

泥水式シールド工法は、水分を多く含んだ砂地や粘土層に適しており、地下水がある地域や湿った環境で特に有効です。泥水がトンネル内の土を固めるため、安定した掘削が可能になります。

シールド工法を実施する際の基本的な手順は次の通りです。まず、掘削する場所に適したシールドマシンを準備します。次に、シールドマシンを地中に投入し、土を削りながらトンネルを進めていきます。

泥土圧式と泥水式での大きな違いは、使用する物質です。泥土圧式は土を圧力で安定させながら進み、泥水式は水を加えて安定させます。いずれの方法でも、トンネルの掘削が進んでいく中で、進行方向に圧力が加えられ、周囲の土壌が動かないように管理します。

どちらの工法を選択するかは、地盤の性質や周囲の水分量、そしてトンネルの深さなどによって決まります。泥土圧式は、湿度の低い安定した土壌に適しており、泥水式は地下水や湿った環境で特に強力な選択肢となります。

また、作業環境やコスト面も選択に影響を与えます。泥水式の方が複雑でコストがかかることが多いですが、湿った地盤や地下水がある場所では、その特性を活かした工法です。

泥土圧式シールド工法と泥水式シールド工法は、それぞれ異なる特徴を持っており、地盤や環境に応じて使い分けられます。これらの工法の選択は、トンネル掘削の安全性や効率性に大きな影響を与えるため、慎重に判断する必要があります。実際の施行手順を理解することで、より安全で効率的な工事が可能となります。