硬岩推進工法機用カッター
カッターの種類岩石破砕メカニズムに基づき、カッターは主に2つのカテゴリーに分類されます:
一つは切削型カッターで、掘削時にカッターヘッドとともに回転して切羽を切削・掘削するもので、ドラッグビット、ゲージスクレーパー、シェルカッターなどがあります。
- スクレーパー(掻き取りカッター):主に岩層の掻き取りと除去に使用されます。カッターヘッドの推力の下で作動し、スクレーパーはズリや岩層に食い込み、カッターヘッドが工具を駆動して回転する際に岩層を掻き取ります。
- プレカッター(先行カッター):推進工法において岩盤を破砕・分割するために使用されるカッターの一種です。通常、カッターヘッドの先端に取り付けられ、岩盤の先行切削を行い、後続の掘削に有利な条件を作り出します。
- 硬岩推進用シェルカッター(バケット型カッター):主に衝撃によるカッターヘッドの摩耗を軽減するために使用され、同時にカッターヘッド底部に堆積した土砂やズリを除去して掘削効率を向上させます。
もう一つのカテゴリーはローリング式カッター(ディスクカッター)であり、掘削中にカッターヘッドとともに回転しながら、同時に自身のカッターシャフトを中心に回転するもので、ボタンディスクカッター、球状ボタンカッター、標準ディスクカッター、コニカルカッターなどがあります。
- ボタンディスクカッター:超硬合金のボタン歯をカッターリング表面に埋め込み、「鑿岩+せん断」の複合作用によって岩石を破砕します。
- くさび形合金歯:鋭利なくさび状に配列された歯形を特徴とし、主に「割裂」作用によって岩石を破砕します。
- 球状合金歯:高い耐衝撃性を有し、極めて硬く摩耗性の高い岩層(チャート帯を含む石灰岩など)用に設計されています。
硬岩推進機は通常、カッターヘッドと破砕装置を備えている。カッターヘッド上のカッターが岩盤をせん断・破砕する。破砕された岩はカッターヘッド後方にあるせん断・破砕装置に進入して二次破砕され、最終的に泥水システムを通じて地上へ搬出される。この一連のプロセス全体を通じて、推進機はメインジャッキシリンダーによって前進させられ、油圧モーターがカッターヘッドを回転させて掘削を行う。
保守手順
- リアルタイム監視:カッター摩耗センサーを設置し、工具の過度な劣化を防止します。
- 潤滑と冷却:グラウトシステムの詰まりを防ぎ、切削温度を低減します。
- 定期的なローテーション:多刃カッターの位置を定期的にローテーションし、均一な摩耗を確保します。
- 点検停止時間:50~100メートル掘進するごとに、カッターの状態を抜き取り検査します。
- 地盤の事前処理:硬岩地層では、事前グラウトを適用して地層を軟化させることができます。