TBM施工における二次破砕を考慮したディスクカッタの交換寿命の評価

津坂 仁和; 小泉 悠*; 谷本 親伯*; 亀山 克裕*; 宮嶋 保幸*

トンネル工学報告集(CD-ROM), 18, p.77 - 84, 2008/11

http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00047/2008/18-0077.pdf

TBM(Tunnel Boring Machine)は、ディスクカッタ(以下、カッタという)を岩盤に押しつけながら回転させ、隣接破砕を連続的に生じさせて岩盤を掘削する。発破工法に対する同工法の優位性は、岩盤のゆるみの抑制,高速掘進性、そして、掘削作業の安全性である。このため、第2次とりまとめにおいても、処分坑道の掘削に期待される工法として挙げられている。TBMによる岩盤の破砕現象は、切羽から隣接破砕により岩片を掘削することを一次破砕とし、切羽とカッタヘッドの間にたまった岩片が再破砕されることを二次破砕として考えることができる。本報告では、中口径のTBMにより堆積岩と火成岩を掘削した4つの事例を対象に、スクレーパによるずりの取込範囲よりも中心側のカッタの摩耗は主として一次破砕によって生じ、一方、その取込範囲にあるカッタの摩耗は一次破砕に加え二次破砕によって生じるものと考え、それぞれの範囲にあるカッタの交換寿命を考察した。カッタの取付半径が異なるために、カッタが交換されるまでの累積転動距離をその間に生じた摩耗量で除した値をその指標とした。その結果、外周部に取り付けられたカッタの交換寿命は、二次破砕現象により20%以上も低下することが示された。