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作成日 08.31
パイプジャッキングツールの選定、種類、および機能
地下掘進中、掘削設備は粘土、砂、軟岩、硬岩など様々な地層に遭遇する。掘削が進みカッターヘッドが回転するにつれて、シールドスクレーピングカッターは、圧搾、押し込み、削り取り、衝撃、摩擦などの連続的かつ変動する力を受ける。これは主に、超硬チップへの激しい摩耗と衝撃、ろう付け（溶接）接合部でのせん断破壊、およびカッターボディへの研磨性衝撃摩耗として現れる。
したがって、ツールの選定はまず地質適合性を考慮しなければならない。工事プロジェクトにおいて、異なる岩土体の性質は大きく異なるため、具体的な地質条件に応じてツールを選定し、合理的に配置する必要がある。地質特性、ツールの構造・性能パラメータ、岩土の破砕・剥離挙動、および掘進機の掘削パラメータは、ツールの選定と配置の重要な根拠であり、ツールの切削・破岩効率に密接に関係している。
現在、使用中の工具はその機能に基づいて、一般的に転削カッターとスクレーピングカッターの2つの主要なカテゴリに分類される。
転削カッター（ディスクカッター）
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転削カッターとは、カッターヘッドとともに公転するだけでなく、同時に自転も行う破岩工具を指す。カッターリングの数に応じて、単刃ディスクカッター、複刃ディスクカッター、多刃ディスクカッターなどに分類できる。
ディスクカッター
- シングルディスクカッターは強力な破岩能力を持ち、主に硬岩トンネル掘削に使用されます。また、超硬ボタンディスクカッターに改造することも可能です。
- ツインディスクカッターは一般的にカッターヘッドの中央部に設置されます。
- リースボーリングカッターの場合、カッターティースはカッター本体に直接溶接されています。歯が損傷した場合、リースボーリングカッターアセンブリ全体を交換する必要があり、その結果、運用コストが比較的高くなります。
スクレーピングカッター
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スクレーピングカッターとは、カッターヘッドとともに回転するだけで、自転しない破岩工具を指します。スクレーピングカッターには多種多様なものがありますが、現在、トンネルボーリングマシン（TBM）で最も一般的に使用されているスクレーピングカッターには、フェイススクレーパー、ゲージスクレーパー、先行切削カッター（リッパー）、およびコピーカッター（オーバーカットカッター）が含まれます。
センターフィッシュテールカッター
フィッシュテールカッターは、カッターヘッドの中心部で他のカッターに先駆けて地盤に切り込み、地山をほぐします。中央部の土砂の流動性を向上させることで、他のカッターの掘削を容易にし、切削抵抗を低減し、摩耗を最小限に抑えます。
スクレーパー（掻き取りカッター）
スクレーパーはカッターヘッドの湾曲した外周部に取り付けられます。軟弱地盤や軟岩の切削に使用され、掘削ずりを掻き取って除去します。硬岩地盤では、ずり掻き取り用として破片を除去する機能を果たします。
先行切削カッター（リッパー / シェル型カッター）
土砂掘削時、先行切削カッターは主たる掻き取りカッターよりも先に土塊に切り込みます。土をスライスしてブロック状に分割することで、後続の掻き取りカッターにとって良好な切削条件を創り出します。
保護カッター（ゲージ・摩耗保護）
プロテクションカッターには、ディスクカッターハウジング保護カッター、カッターヘッド外周保護カッター、フォームポート保護カッター、カッターシート保護カッターなど、さまざまな形状とサイズがあります。その主な機能は、埋め込まれた超硬合金の高硬度を活用して、シールドトンネル掘削中にカッターヘッドの重要な領域を保護することです。
コピーカッター
コピーカッター（オーバーカットカッター）は、カーブ進行、転向、経路修正のために設計されており、カッターヘッドの端部に取り付けられ、その張り出し距離は油圧シリンダーによって制御されます。
スクラッチ工具は主に軟弱粘土、砂質土、砂礫地層の掘削に適しており、転動工具は中硬岩および硬岩地層の掘削に適しています。
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