トンネル工事での破砕帯とは？TBMを使った掘削の難しさについて

トンネル工事において、破砕帯は非常に重要な要素であり、施工の難易度を大きく左右します。この記事では、破砕帯がどのような地層を指すのか、またTBM（トンネルボーリングマシン）を使用した場合の掘削のしやすさについて解説します。

破砕帯とは？

破砕帯とは、地下で岩石が強い圧力や地殻の動きにより破壊され、割れ目や隙間ができた層を指します。これらの層は、周囲の岩石よりも掘削が難しく、トンネル工事において障害となることがよくあります。破砕帯は特に断層や地震活動が活発な地域に多く見られます。

破砕帯内では岩の強度が低下しており、通常の地層よりも掘削が難しくなるため、工事の進行に支障をきたすことがよくあります。

TBM（トンネルボーリングマシン）は、トンネル掘削のための大型機械で、効率的に土や岩を掘り進めることができます。TBMの最大の利点は、様々な地層に適応できる能力ですが、特に硬い岩や破砕帯に遭遇した場合は、掘削が遅れることがあります。

破砕帯内での掘削は、TBMが圧力に耐えながら掘り進めるため、特に注意が必要です。破砕帯にある岩の状態によっては、TBMの進行速度が大きく遅くなることがあり、トンネル工事の計画を見直すこともあります。

破砕帯を掘削する際、いくつかの問題が発生します。まず、破砕帯内の岩が粉砕されやすく、崩れやすくなるため、掘削中に岩が崩れてトンネルの進行が妨げられる可能性があります。

また、破砕帯では地下水の流入が多くなることがあり、水圧による問題も発生します。これらの要素が合わさると、掘削作業が複雑になり、計画通りに進まないことがあるため、破砕帯を掘削する際には事前の地質調査が重要です。

TBMは、破砕帯を掘削する際に有効ではありますが、破砕帯の深さや幅、岩の種類によっては、TBMの性能が限界に達することもあります。特に、破砕帯の中でも「極度に破砕された層」では、TBMの刃が岩に食い込まず、作業が遅れることがあります。

そのため、TBMを使用する際には破砕帯の地質条件に合わせて、適切なマシンの選定や掘削方法の調整が求められます。

トンネル工事における破砕帯は、掘削作業を困難にする要因の一つです。TBMは多くの地層に対応できる強力な機械ですが、破砕帯のように岩が脆く崩れやすい地層では、掘削に時間がかかることがあります。

破砕帯を効率的に掘削するためには、事前の地質調査を行い、適切な掘削計画を立てることが重要です。また、必要に応じて、TBMの選定や掘削方法を調整することで、よりスムーズに作業を進めることができます。