超大口径トンネル掘削機「強国」に新機能搭載！

11月20日、中国鉄道第22局と中国鉄道建設重工業が共同で建造した超大口径泥水式シールドマシン「強果」が、中国鉄道建設重工業園区の広深東莞都市間鉄道「前海～皇岡港第三区間工事区」プロジェクトに向けて出荷準備を整えた。

画像提供：中国鉄道第22局グループ

「強国昊」は現在中国で最も先進的な超大口径トンネル掘削機であり、同種の製品の「天井」や統合機として知られています。 「Qiangguohao」の新機能は何ですか？

「『強果』は全長126メートル、重量3,300トン。常圧複合カッターヘッドを採用し、国内最先端の電気システムと泥水循環システムを搭載。掘削径は13.27メートルで、多くの構成が国内最高水準。同時に、中国で初めてトンネル掘削管理システムを導入し、シールドマシンのインテリジェント操作レベルが大幅に向上しました。トンネル掘削中に発生する土の量を正確に分析し、正確に計算することで、シールドマシンの過剰掘削の問題を効果的に回避できます。」中国鉄道第22局グループ鉄道支社の広深東莞都市間プロジェクトの責任者である劉子明氏はこう語った。

画像提供：中国鉄道第22局グループ

広深東莞都市間鉄道前皇区間第3工区のシールドトンネルは、深センの都市間鉄道で初の大口径シールドトンネルとなるという。 「シールド区間は全長3,511メートル、掘削区間が大きく、地質条件が悪く、施工基準が高く、キーテクノロジーが多いという特徴を持つ複線トンネルです。沿線には中・高リスク源が28箇所あり、下には100本以上のパイプラインが通っています。既存線と何度も交差、アンダーパス、並走しており、施工の難度は国内シールド工事の中でも群を抜いています。」劉子明氏は、シールドマシンの下の地層は海洋沖積から沖積平野の地形で、深圳湾と深圳河に近く、忻州河の下を通っていると述べた。敷地は建物が密集した埋立地です。この場合、シールド工事は「豆腐ブロック」にトンネルを掘るようなものです。

しかし、超大口径のシールド掘進機を用いて軟弱な上層地層や硬い下層地層を掘削すると、地表沈下や工具摩耗などの問題が発生する可能性が高くなります。掘削パラメータを制御し、工具の摩耗や軟らかい上層地層と硬い下層地層のチャンバー内の状態を判断する方法が、シールド工事管理における最大の難題となっている。

この課題に直面して、中国鉄道第22局グループは、中国鉄道建設重工業の研究開発チームと連携し、「強国」に数多くのインテリジェントで人間味あふれる革新的なデザインを特別に装備しました。

岩盤の不均一性、亀裂の発達、一部の地域での亀裂密度と充填状況の大きな違いなどの問題に対処するために、設計では泥水式シールドマシンが選択され、閉回路パイプラインを介して瓦礫を輸送し、密閉性能を大幅に向上させました。

シールドマシンのカッターヘッドの設計では、R＆Dチームは耐摩耗性と耐衝撃性に優れた設計を採用しました。 「奥行​​き方向の開口部は逆円錐型デザイン、つまり『奥に迫り、奥に広く』の構造を採用しています。」劉子明氏は、この設計は泥水タンクへのゴミの流入を助け、ゴミの流動効率を向上させ、摩耗率を下げるという目標を達成したと述べた。

「強国」は一連の最高級のインテリジェントシステムを搭載しており、「最強の頭脳」を持っています。

「カッターディスクの各ローラーには、センサー、シンプルな情報ポップアップウィンドウ、アラームシステムなどの一連のデバイスが装備されています。」劉子明氏は、それぞれの切削工具は「目と耳」のようなもので、作業者が工具の作動状態や摩耗などの情報を適時正確に取得できるようにすると述べた。

建設作業や指揮もすべてインテリジェントです。

技術者によると、インテリジェントグラウト監視システムは、検出レーダーとインテリジェント分析ソフトウェアを使用して、トンネル壁の背後のグラウト画像を自動的に識別し、従来の手作業と経験に基づく判断に取って代わり、壁の背後のグラウトの精緻な制御を実現します。地上シールド指令センターでは、技術者がシールド工事ビッグデータプラットフォームとインテリジェントデータ分析システムを使用して、インテリジェントプロジェクト管理、設備状態のインテリジェント監視、工事リスク管理、インテリジェント支援掘削などの機能を実現します。

「掘削作業中、『強国』は専門的に設計されたコントロールボックスを使用してトータルステーションの通信と電源を管理し、真のケーブルフリー操作を実現します」と劉子明氏は述べた。

広州・深圳・東莞市間の前海から皇岡港までの21.167キロメートルの区間は、深圳前海協力区、南山区、福田区を通過すると報告されている。完成後は、深セン沿岸部の都市間鉄道基幹ネットワークの改善、前海保税区や東莞浜海新城などの重点開発地区の急速な建設の支援、広東・香港・マカオ大湾区の都市間鉄道ネットワークの構築に大きな意義を持つことになる。