トンネル内に謎の「タイムマシン」があるそうですが？その秘密は…

夕方になると、華教キャンパスのそよ風が道の両側のクスノキを揺らし、子供たちの好奇心をも揺さぶります。

「おじいちゃん、夕食のあと散歩に行ってもいい？」小鉄は最後の一口を飲み込み、祖父を見た。

おじいちゃんは食べながら微笑んで言いました。「わかった。後で学校を散歩に連れて行くよ。」

夕食後、おじいちゃんはヤシの葉で作った扇子であおいでながら、シャオティエを散歩に連れて行きました。

おじいちゃんが近づいてきて言いました。「シャオティエ、お母さんとお父さんがどこで働いているか知ってる？」

「線路の上だよ、ゴロゴロ、ゴロゴロ、線路のあるやつだよ。」小鉄は腕を振って、まるで列車が前進しているように見せた。

「ハハハ、そうだね、我が国の鉄道には1キロごとに華僑がいるって知ってた？」

小鉄は首を横に振った。

おじいさんは続けた。「私たち華脚人は鉄道のおかげで生まれたんです。おじいさんも何十年も鉄道員として働いていて、鉄道に深い愛着を持っていました。だからお父さんに鉄道大学に入学するよう勧めたんです。」

（図１ ）

「知ってるよ！家には祖父が鉄道で働いている写真が何枚かあるんだ。この前見たよ！」小鉄は祖父の言ったことを続けた。

「小鉄さん、我が国の10万キロ以上に及ぶ鉄道路線は、何世代にもわたる鉄道労働者によって建設されたものです。おじいさんはもう引退しましたが、将来の建設もあなたたち若者に引き継がれるでしょう。」

そう言うと、おじいちゃんはベンチまで歩いていき、小鉄に手を振って言いました。「小鉄、こっちに来て休んでなさい。」

小鉄は歩きながら、祖父の後ろにある何かを指差して、疑わしそうに尋ねました。「おじいちゃん、見て、あれは何ですか？大砲みたいだね！」

おじいさんは振り返ってそれを見て、微笑んで言いました。「ああ、それか。あれはトンネルを掘る機械だよ。さあ、それについて話そう。」

おじいさんは地下を指差して言いました。「小鉄、城の下に何があるのか​​知ってるか？」

小鉄「わあ、それは何？宝物？」

おじいちゃん「ははは、宝物もあるけど、ほとんどは小さなアリみたいなものだよ。」

小鉄：「小さなアリ？あれは何？」

（図２ ）

おじいさんは巨大な機械を指差して言いました。「この大きな機械はトンネル掘削機と呼ばれています。魔法のシャベルのようなものです。スイカを掘るように少しずつ地面から土を掘り出すことができます。針に糸を通すようにトンネルを掘ることができます。このようにして、人々は小さなアリのように地下を移動して目的地にたどり着くことができるのです。」

小鉄は目を瞬きしながら興奮して尋ねた。「なぜこんなにたくさんのトンネルを造るのですか？」

おじいさんはしゃがみ込んで、指で地面を指差しながら説明を続けました。「小鉄、トンネルは車や電車、さらには水道管やケーブルも安全に通れる地下道のようなものだよ。トンネルがあれば、人々の移動は便利になるし、街の建物ももっときれいになるんだよ！」

（図３ ）

【知識紹介：シールドマシンの登場により、多くの人手と資材を必要とする従来のトンネル掘削工法の欠点が大幅に改善されました。トンネル掘削の効率が向上するだけでなく、周辺環境へのダメージも大幅に軽減されます。巨大なシールドと高度な位置決めシステムにより、作業員の安全が確保されるとともに、トンネルの正確な位置と方向も確保されます。シールドマシンが掘削しているとき、そのシェルは新しく掘られたトンネルをサポートする役割を果たします。この支持役割は、周囲の土圧に耐え、地下水の圧力に抵抗し、トンネル掘削、排土、覆工のための強固な基礎を築き、施工安定性を向上させるという2つの役割を担っています[1]。さらに、シールドマシンは独自のカッターヘッドを使用して土層を切削し、切削した土砂をトンネルから排出できるため、トンネル掘削の効率が大幅に向上し、事故率が低減します。 】

小鉄は突然気づいて、尋ね続けました。「おじいちゃん、シールドマシンは一度にどれくらいの深さのトンネルを掘ることができますか？」

おじいさんは笑って、拳を地面に突きつけ、こう言った。「小鉄、シールドマシンは強い戦士のようだ。一度に10メートル以上の深さのトンネルを掘って、前進し続けることができるんだ！」

小鉄の目は好奇心でいっぱいでした。「わあ！どうやって動くの？」

「小鉄、シールドマシンの動作原理は、実は私たちの生活の多くのものと密接に関係していることをご存知ですか？ミミズを見たことがありますか？」

「ミミズを見たよ！」小鉄の声が突然大きくなった。「でも、ミミズはただの小さな昆虫なのに、シールドマシンとどう関係があるの？」

「ミミズが土を掘るとき、体の筋肉はこのように収縮したり伸びたりします。」おじいさんは片方の手のひらを使ってミミズがくねくねする様子を身振りで示しました。「ミミズは体をくねらせながら土を切り、掘って、通気と排水のための通路を作るんです。」

（図４ ）

【知識紹介：シールドマシンは地下トンネル工事に使用される特殊な機械です。トンネル建設の円滑な進行を確保するには、機械設計の科学的な設計が不可欠です。シールドマシンの科学的な設計に関する重要なポイントは次のとおりです。

1. 構造設計：シールドマシンの構造設計では、応力条件、材料の選択、全体的な安定性などの要素を考慮する必要があります。

2. カッターヘッドの設計：カッターヘッドはシールドマシンのコアコンポーネントであり、地下トンネルの掘削に直接関与します。

3. 土圧バランスシステム設計：シールドマシンは掘削プロセス中に地下の土圧に対処する必要があります。土圧バランスシステムの設計は、土圧のバランスを取り、トンネル壁を保護し、作業員の安全を確保するために非常に重要です。

4. 誘導システムの設計：シールドマシンの誘導システムは、マシンが所定のトンネル軌道に沿って移動することを保証するために使用されます。誘導システムの設計では、地下の障害物、地質条件、機械の安定性を考慮する必要があります。 】

「なるほど！トンネル掘削機も同じような仕組みなんですか！」小鉄の疑問は解消された。

「はは、賢いですね。」おじいちゃんは笑って言いました。「シールド掘進機のカッターヘッドは、ミミズの体のようなもので、常に回転しながら切り込みを入れ、地中の土を掘り出すんだ。推進システムはミミズの筋肉のようなもので、カッターヘッドの働きを支え、安定させながら、シールド掘進機を前進させるんだ。こうしてシールド掘進機は地中を進み続け、まるでミミズが土の中を移動して新しい地下道を作るように、滑らかなトンネルを次々に掘っていくんだよ。」

先ほどまで緩んでいた小鉄の眉間のしわがまた深くなった。「おじいちゃん、掘った土はどうしたらいいの？ミミズが土を食べるし、シールドマシンも土を食べるの？」

おじいちゃんは小鉄の頭を触りながら言った。「もちろん土は食べませんよ。最後に、シールドマシンのスラグ除去システムは、切断と破砕後に岩と土の破片を取り除く役割を果たします。まるで土を掘るときにミミズが排出する排泄物のように。掘削された土は運び去られ、トンネルはとてもきれいになります。」

祖父の説明を聞いた後、シャオ・ティエは、シールドマシンが地下の土を削り、低い轟音とカッターディスクの切断音を立てている幻想的な光景を頭の中で思い浮かべた。土が掘り起こされ、街の血管のように伸びるトンネルが徐々に目の前に現れた。考えれば考えるほど、目の前のトンネル掘削機も動き始めたかのように、彼はますます驚愕した。

長い沈黙の後、おじいちゃんの目は少しぼんやりした様子でした。彼はこの機械が自分を過去へ連れて行ってくれるのではないかと考えた。「シャオ・ティエ、シールドマシンは実は『タイムマシン』なんだ。」

「タイムマシン？TBMは私たちを未来に連れて行ってくれるの？」

おじいさんの口調には物語の感覚が満ち溢れていた。「そうだ、トンネルが開いたとき、それは時間の記憶を掘り起こすようだった。進むたびに過去を振り返り、地下に新たな歴史を開いた。トンネルが通るたびに、街の変化を目撃した。土と年月を通り抜け、街の発展の無数の痕跡を残した。それは私たちを過去に連れて行き、都市建設の歴史を目撃することができるんだ。」

私たちの前にある機械の横の草の上に、新しい通路を開拓しているミミズがいます。地中の土が地表に排出される瞬間、ミミズの目には機械と何ら変わらないように見えます。

「さあ、行こう」おじいちゃんはズボンを軽くたたいて立ち上がり、「物語は終わった、家に帰る時間だ！」と言いました。夕焼けがおじいちゃんの背中を染めた。おじいちゃんは突然立ち止まり、目の前のシールドマシンの模型を感慨深く見つめた。そよ風が彼らの顔を撫で、ほんのりとした涼しさをもたらした。

「子供よ」おじいさんは優しく言った。「シールドマシンは科学技術の発展を象徴するだけでなく、鉄道員の精神も担っているんだ。都市を結ぶトンネルを汗と知恵で作り、交通をより便利で効率的にしたのは、この無名の建設者たちなんだ。」

小鉄は祖父の言葉を聞いて、心の中に感嘆の念が湧き上がるのを感じた。彼は鉄道やトンネルの建設に黙々と取り組んでいた両親のことを思い浮かべた。彼らは不屈の精神と無私の献身で祖国のインフラに力強く貢献しました。当時、彼らは親であっただけでなく、「中国鉄道員」という名誉ある称号も持っていました。

「おじいちゃん」と小鉄は希望に満ちた目で言った。「僕もあなたや両親のように鉄道員になって、自分の力で祖国の建設に貢献したいです。」

おじいさんは笑って小鉄の肩をたたき、励ましました。「いい子だね。中国の鉄道員の精神は、困難や苦難を恐れず、勇敢に前進し、国家の復興のために一生懸命働くことだ。粘り強く勉強し続ければ、必ず優秀な鉄道員になれるよ！」

これを聞いたシャオ・ティエは二歩前進し、祖父を支えながら家まで歩き続けた。彼の心は希望と未来への憧れで満ちていた。 「ハハハハハ、その頃には私たちの家族は『タイの3代目』になっているよ！」支え合う祖父と孫の姿は、夕日の柔らかな光の中に次第に消えていき、風に吹かれる二人の心のこもった笑い声だけが残った…。

参考文献:

[1] 呉一明シールドトンネル建設機械設備の保守・保全に関する分析[J]中国設備工学、2023(10):72-74。

画像出典:

①図１、図３（中国鉄道）

②写真2（生徒が撮影した写真）

③ 図 4 (Chen Kunpeng、Li Jianbin、Cheng Yonglong、Tan Shuhui、Chen Shiyou、Zheng Kangtai. トンネル接続水路用シールドマシンとその接続水路掘削方法 [P]. 河南省: CN106437735B、2018-06-01.)

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