トンネルシールド: 説明、目的。横穴あけ

トンネルシールドの歴史は、一世紀前のイギリスで始まりました。最初のシールドは技術者のブルネルによって建設され、テムズ川の下をくぐり抜けました。

現代のシールドトンネル複合体の構造を理解するために、最初に「シールド」の概念がどこから来たのかを理解します。この装置は (英語の「シールド」から) シールドと呼ばれました。これは、主なタスクが、切羽とトンネルの恒久的なライニングがあった場所との間の短いセクションで、切羽のシンカーを岩の崩壊から保護することであったためです。すでに準備ができている。徐々に、シールドの設計はより複雑になりました-単純に閉じた鉄骨構造（ちなみに、最初のシールドはまったく丸くありませんでした）から、現代の複雑なトンネル複合体まで。

最初のシールドでは、労働者がシャベル、つるはし、後に削岩機を使用して表面の土を手作業で選択し、建設されたトンネルからトロリーで除去しました。シールドを前方に移動するために、スクリュージャッキが使用され、トンネルライニングの完成した部分に支えられ、シールドを前方に押しました。その後、スクリュージャッキの代わりに油圧ジャッキが使用されるようになりました。これはすでに大きな前進であり、普及率が大幅に向上しています。強力なジャッキは、依然として現代のトンネル複合施設の主要コンポーネントの 1 つです。次のステップは、大きな要素から製造されたライニング (元々は鋳鉄製のチューブ) をほぼ普遍的に使用することでした。ライニングのこのデザインには、多くの優れた品質があります-巨大な圧力と締め付けに耐える能力に加えて、リングが非鉄から組み立てられていることが重要です多数大きな要素。チューブを必要な位置にすぐにセットできる機構（チューブスタッカー）を使用することで、ライニング施工の速度が大幅に向上しました。

水で飽和した土壌では、ケーソンを使用して作業が行われることがよくありました。シールドの後ろのトンネルは密閉された隔壁によって塞がれ、人々が顔を通過するためのロックが設置されました。圧縮空気は、コンプレッサーによって顔に送り込まれました。圧力が数気圧に上昇すると、文字通り岩の深みに水を絞り出すことが可能になり、顔への侵入を排除しました。しかし、高圧でのシンカーの作業には深刻な制限が課せられました。シフトの期間は2時間以内であり、その後長いロックが実行されました。建築業者は減圧症を発症することが多く、圧力室で何時間も過ごす必要がありました。

トンネルのサイズが常に大きくなるにつれて、水平なプラットフォームがシールドの前に現れ、労働者は 2 つ (場合によってはそれ以上) の層から同時に土壌を開発することができました。しかし、大量の手作業、スペースの制約、頻繁な事故、岩石の噴出、地表への地下水の侵入により、浸透率は依然として非常に低かった. ソ連で最初のトンネルシールドは、「ジェルジンスキー広場」（「ルビャンカ」） - 「オホートニーリヤド」のトンネルの建設中に機能しました。そこでは、世界で初めて、プレハブのコンクリートライニングが使用されました。第 2 段階の建設中、42 個のシールドが同時に軌道上で作業されました。これは絶対的な世界記録です。駅のトンネルも大口径のシールド複合体で建設されました。

砂地での運転のために、シールドのヘッド部分に、顔が脱落しないようにする水平解剖プラットフォームが装備され始めました. このようなシールドは、ジャッキで岩に押し込まれ、土が注がれ、ローダーによって収集されます.

次のステップは、坑底の岩盤開発プロセスの機械化により、手作業をほぼ完全に排除することでした。原則として、カッターを備えた強力なスチールローターがシールド軸に取り付けられており、これが顔の岩を発達させます。次に、岩石はコンベアに供給され、そこからトロリーに注がれ、すでに建設されたトンネルを通って輸送されます。より柔らかい岩のために、バケット作業体を備えたシールドがあります。

ソ連で初めて、実験的な機械化されたシールドが1949年にモスクワのコルツェバヤ線の建設で働き、セクション「キエフ」-「パーククルトゥリー」に数百メートルのトンネルを建設しました。機械化されたシールドの広範な使用は、50年代後半にリガ半径（いわゆるモスクワ設計の機械化されたシールド）、ルート全体に沿ったレニングラード（いわゆるレニングラードシールド）、およびキエフ（それぞれ、キエフの盾）。モスクワでは、石灰岩/ジュラ紀の粘土/乾燥した砂質ロームとロームの「サンドイッチ」、サンクトペテルブルクでは、密な乾燥したカンブリア紀の粘土、キエフでは、柔らかいプラスチック粘土です。

複雑な水飽和土壌での運転のために、底穴のケーソン（圧縮空気圧下での作業）が使用され始めました。シンカーの作業がオペレーターの熟練作業に変わりました。最新のナビゲーション手段 - ジャイロスコープとレーザーセオドライトにより、シールドは平面図とプロファイルの両方でルートの設計値を正確に維持できます。手作業は、摩耗したカッターを交換する必要がある場合にのみ維持されました。トンネル速度の世界記録 - 月間トンネル 1250 メートル - は、1981 年にピオネルスカヤからウデルナヤまでの区間のレニングラードの蒸留トンネルの建設現場で KT-1-5.6 シリアルシールドによって設定されました。 70 年代から 80 年代にかけて、これらのシールドは世界で最も先進的なものと見なされていました。

不安定な水で飽和した土壌にトンネルを建設する場合、複雑な特別な方法を使用する必要がありました-脱水、土壌の凍結。これにより、速度が大幅に低下し、建設コストが増加しました。要件はますます厳しくなり、過去に起こった地表の沈下は今や容認できません。水とガスのパイプラインの巨大なネットワークが地表近くにあるためです。電気ケーブル大都市の生活を支える通信回線。

これらの欠点はすべて、いわゆる「地面の重み」（EPB、地球の圧力バランス）を持つシールドを奪われています。

シールドの操作中、開発された岩石は最初に土壌負荷の密閉されたチャンバーに供給されます。スクリューコンベアを使用して（肉挽き器のように）このチャンバーから土壌が除去されます（肉挽き器のように）。チャンバー内の圧力が顔の圧力と等しい場合にのみ、これは特別なセンサーによって監視されます。したがって、シールドが前方に移動するとき、および次のライニングリングを取り付けるためにシールドジャックが格納されるときの両方で、坑底への圧力の一定の維持が保証されます。

今日、トンネルは最も困難な工学的および地質学的条件で建設されています。浮遊する不安定な土壌では、地下水の大きな圧力があり、表面がわずかに沈下することさえ許容されず、油圧負荷のあるトンネル複合体（「スラリーシールド」）が使用されます。このような複合体では、ベントナイト溶液が必要な圧力（数十気圧について話すことができます）の下で坑底部分に注入されます。これにより、最も重い流砂土壌でも坑底を安定した位置に維持することができます。パルプ状に粉砕された発達した岩石は、パイプラインを通じてベントナイトとともに排出されます。分離室では、岩石が分離され、ベントナイト溶液が回収されます。ベントナイトから分離された土は、既設のトンネルから搬出され、ベントナイト溶液は油圧負荷室に戻されます。運転条件と土壌の特性に応じて、ベントナイトモルタルの配合は常に調整されています。複合施設の一部として、土壌の組成を調べ、溶液の処方に適切な変更を加える化学実験室があります。

坑底エリアで作業を行う必要がある場合は、ローターカッターなどを交換します。（ちなみに、これらすべての作業は、土壌負荷のチャンバー、つまりシールドの「内側」から実行できます）、油圧負荷のチャンバー内のベントナイト溶液は圧縮空気によって置き換えられます。膜の形をしたベントナイトの残骸と圧縮空気のクッションが顔を支え、専門家はシールドの執行体にアクセスできます。

油圧負荷のあるトンネル複合施設の助けを借りて、トンネルは最も困難な工学的および地質学的条件で建設されました。セントピーターズバーグ. モスクワでは、直径 14.2 メートルのヘレンクネヒトトンネル複合施設が、ヤウザ川と第 3 トランスポートリングに沿ったレフォルトフスキー公園の下の道路トンネルの掘削を成功裏に完了しました。現在、この複合施設は、セレブリャノボルスキー林業の下にある将来のクラスノプレスネンスキー大通りのルートに沿って、複合自動地下鉄トンネルを運転しています。

世界的に有名なLOVAT社の創設者であるRichard Lovatは、彼の会社が製造したすべてのコンプレックスを着用することにしました。女性の名前地下活動の守護聖人である聖バーバラに敬意を表して。彼とライトハンドロマンチックな伝統の起源. 今美しい名前「LOVAT」ブランドのシールドだけでなく、他のメーカーの複合体もあります。したがって、「Clavdia」、「Katyusha」、「Polina」、「Olga」はモスクワ、カザンで働いています - 「Syuyumbike」と「Altynchyach」（Goldilocks）、そして「Victoria」は最も困難な「Smear」の条件を英雄的に克服しました。サンクトペテルブルクで。

ここでは、膨大な数のシールドトンネルコンプレックスのごく一部のみを取り上げました。モノリシックプレスコンクリートライニングを備えたトンネル建設用のシールド、地面に拡張されたライニング用シールド、パイプからのトンネル建設用シールド、マイクロシールド、さらにはオープンピット作業用のシールド複合体もあります!

工学的思考は静止しておらず、現在、トンネルルートに沿って遭遇する地質条件によりよく適合するために、水圧および土壌負荷モードの両方で動作できる複合トンネルボーリング複合施設が建設されています。

Oleg Makarov、Russos、Shturman が資料の準備とイラストの提供を手伝ってくれたことに感謝します。

地下鉄の建設段階:

場所の選択

まず第一に、地下鉄は首都の遠隔地に敷設されています。これは、そこに何人の人が住んでいるか、将来どれだけの住宅が建設されるか、および住宅があるかどうかを考慮に入れています。工業企業、ビジネスクラスター、および人々が毎日仕事に来る大規模なオフィスセンター。新しい駅の場所の選択は、近隣の地区やモスクワ地域の人口などの要因にも影響されます。車の往来が最も多い駅を建設することがよくあります。

技術調査

この段階では、プロジェクトの実現可能性調査と建設のための作業文書のさらなる開発に必要な情報の収集が行われます。地下鉄の建設のための技術調査の構成には、必要に応じて、地質、測地、環境、およびその他の種類の調査を含める必要があります。

デザイン

この段階で、敷設の深さ、構造の種類、および浸透方法が決定されます。地下トンネル設計・見積書を作成します。簡単に言えば、設計者は地下道の最適な「ルート」と駅の位置を決定します。

このプロジェクトは、建設が建築記念碑、表面の建物、公園や広場に損傷を与えず、同時に予算をできるだけ少なくするように準備されています。トンネルルートが既存の施設の近くを通過する場合、必要に応じて、地下鉄路線の建設および運用中に発生する騒音、振動、迷走電流からこれらの構造物を工学的に保護する方法が開発されます。

建物

表面にあるオブジェクトから、それは主に新しいステーションがどれだけ深くなるかに依存します。幹線道路の下では、地下鉄は 20 メートル未満の非常に浅い深さで「隠れる」ことができます。これは最も経済的なオプションであり、ほとんどの新しいステーションで選択されています。住宅が上にある場合は、さらに深く「下る」必要があります。

地表を開けないクローズド工法と、掘った溝にトンネルを、ピットに駅を作り、土を被せるオープン工法があります。

クローズド工法は深い路線の建設に用いられ、主に浅い駅が建設されます道を開く.

「深い」メトロの建設は、ケージ（エレベーター）用のシャフトの敷設から始まります。これにより、メトロビルダーと必要な機器が提供されます。職場"。トランクの周りに広がるプラットフォームは、巨大な階段にたとえることができます。ここからトンネリングが始まります。同じスタンドでは、掘削後、毎日数十トンの土砂が地表に運ばれます。

ステーションが深くなればなるほど、より高価になり、より多くのリソースが必要になります。 2011年、モスクワでは、新しい駅の大部分をオープンな方法で敷設することが決定されました。ピットを掘ってインストールするだけで十分ですコンクリート構造物、結果のコリドー内にトラックを埋め戻し、敷設します。これは安価であるだけでなく、深いステーションを構築するよりもはるかに高速です。

トンネルのトンネリングと強化は、鋳鉄管または防水鉄筋コンクリートライニングブロックで行われます。

エスカレーターの設置

トンネルの敷設と並行して、駅自体とトランジションシステムが構築され、その後、通信が地下鉄に敷設され、エスカレーターが取り付けられます。

地下の地下鉄駅では、エスカレーターが長く傾斜したトンネル - 出口に設置されています。このようなエスカレーターの長さは、設計の強度とブレーキの信頼性に特別な要件を課します。

浅い敷設には、フロアごとのエスカレーターが使用されます。重要なことは、すべての新しい駅には障害者用のエレベーターも装備されていることです。

インテリア・デザイン

大都市の地下鉄は、世界で最も美しいと考えられています。ほとんどの国では、ステーションは実用的であり、互いに見分けがつきません。現在、モスクワ地下鉄の駅は次のように建設されているという事実にもかかわらず標準プロジェクト、それぞれが独自の特別な建築および設計ソリューションを開発しています。

建設中のモスクワ地下鉄駅の設計プロジェクトを見ることができます。

典型的なプロジェクト:

浅いステーションでは、主に 3 つのタイプが使用されます。

アーチ型の駅、柱のないオープンなプラットフォーム。

プラットフォームの中央に柱がある 2 スパン (浅い駅用)。

3径間（浅い駅用）。

モスクワの中心部では、歴史的な建物が密集しているため、使用されています旧型柱状とパイロンの2種類の深い敷設ステーション。

地下鉄建設業者を支援するテクノロジー

トンネリング複合体

1930 年代、モスクワ地下鉄の最初の駅はつるはしとシャベルを使って手作業で建設されました。今日、高度な技術が地下鉄建設業者の武器になっています。地下鉄のトンネルの敷設には、「ドライビングシールド」と呼ばれる全自動の重量物構造物が使われています。おそらく、完成したトンネルを残して、岩塊に道を掘る「スチールワーム」と比較することができます。

伝説によると、世界初の「トンネルシールド」の発明者であるイギリス人のマークブルネルは、海軍に勤務していたときに普通の船虫の「仕事」に慣れた後、本当にそのようなデザインを思いつきました。彼は、軟体動物の頭が硬い殻で覆われていることに気付きました。そのギザギザの縁の助けを借りて、ワームが木に穴を開け、通路の壁に石灰の滑らかな保護層を残しました。

トンネルの建設を大幅に簡素化する機械のアイデアは、1817 年にロシア皇帝アレクサンドル 1 世がサンクトペテルブルクのネヴァ川の下にトンネルを設計するようブルネルに依頼したときに形になりました。確かに、エンジニアはロシアで働くことに成功しませんでした-皇帝は最終的に意図した場所に橋を建設することを決定しました。

それにもかかわらず、1818 年にブルネルの最初の盾が特許を取得し、1825 年にその助けを借りて、テムズ川の下にトンネルの建設が始まりました。

最初のマシンでは、36 人の鉱山労働者がすぐに土壌を選び、それぞれが自分のセルに置かれました。地面を数センチ掘削した後、シールドを少し前方に動かしました。絶え間なく水がしみ出していることを考えると、これは簡単な仕事ではありませんでした (川の底は、この二重トンネルの丸天井からわずか数メートル上にありました)。顔面の数回の洪水で 7 人の労働者の命が奪われ、ブルネルの息子が死にそうになったことがあります。さらに、沼地ガスは地下建設現場で何度も燃え上がりました。それでも、仕事は勝利に終わりました。

驚くべき建造物が開通した初日、15,000人がトンネルを通過しました。それ以来、英国は当然のことながらシールド掘削のパイオニアと見なされてきました。特殊文学通称「ロンドン」。

私たちの国では、地下鉄の建設において、トンネルシールドは、1934年に劇場広場とルビャンカの間のモスクワ地下鉄の最初のステージの困難なセクションを運転するために最初に使用されました。また、モスクワ地下鉄の第 2 段階の建設中、同時に 42 基のシールドが同時にルート上で機能していました。これは、使用される機器の量の記録です。それ以来、首都の地下鉄トンネルの 70% 以上がこの技術を使用して建設されました。

すでに述べたように、最初のシールドでは、労働者が手持ち削岩機を使用して手作業で土壌を選択し、すでに建設されたトロリーのトンネルから土壌を除去しました。シールドを前方に移動するために、スクリュージャッキが使用され、トンネルライニングの完成した部分に支えられ、車が前方に押し出されました。

トンネルの寸法が大きくなり、「ワーム」のデザインも改善されました。前部に水平なプラットフォームが現れ、作業員が2つ（場合によってはそれ以上）の層から同時に土壌を開発できるようになりました。しかし、手作業が多く、事故が多発しているため、普及率はまだまだ不十分でした。

このプロセスは、最初は鋳鉄製の大きな要素からなるプレハブのライニングを使用することで大幅に加速されました。トンネルを形成する巨大なリングは、いくつかの要素から組み立てられ始めました。

トンネル複合体の「進化」の次の段階は、いわゆる「接地負荷」を伴う構造の開発でした。このようなシールドの操作中、岩石は最初に密閉されたチャンバーに供給され、そこからスクリューコンベアを使用した「肉挽き器」の原理に従って土壌が除去されます。

今日、トンネルは最も困難な工学的および地質学的条件で建設されており、最新のシールドは、不安定なものを含むさまざまな土壌でのトンネリング用に設計されています。複合施設は 2 つのサイクルで機能します。最初に土壌を開発し、次にライニングを構築してブロックを設置します。今日の「運転」シールドの平均速度は 250 ～ 300 m/月で、平均コストは 1,300 ～ 1,500 万ユーロです。

モスクワの建設業者は、世界で初めて、トンネルシールドを使用してエスカレーターゾーンの傾斜トンネルを敷設しました。 Mosmetrostroy の命令により、カナダの会社 Lovat は、外径 11 m のトンネルボーリング複合施設を開発および製造しました. これを使用して、首都の地下鉄建設業者が最初にエスカレーター用のシールドトンネルを作成しました. これは地下鉄リュブリンスコ・ドミトロフスカヤ線のマリイナ・ローシャ駅で起きた。

ちなみに、地下鉄建設業者の日常生活にはロマンスがまったくないわけではありません。世界的に有名なトンネルシールドLOVATのメーカーの創設者であるRichard Lovatは、彼の会社が製造するすべての複合施設に敬意を表して女性の名前を付けることにしました。地下活動の守護聖人、聖バルバラ。彼の軽い手で、女性の名前を盾に割り当てるという伝統が生まれました。そのため、「クローディア」、「カチューシャ」、「ポリーナ」、「オルガ」という名前の車がモスクワで稼働しています。

地質問題の解決

坑内採掘作業者にとって最も危険な敵は流砂です。これは、水に浸したスポンジのように、10 ～ 15% の粘土が混じったほとんどほこりっぽい砂の塊です。

前世紀の 1930 年代、最初の地下鉄が首都に建設されたとき、地下鉄建設業者は非常に困難な水理地質条件に直面しました。同時に、トンネルを脅かす土壌崩壊やその他の典型的な問題に対してシステムが適用されました。これは、今日まで最も思慮深く信頼できるシステムの 1 つと考えられています。シンプルだが効果的なシステムに基づいた土壌凍結について話しています。

凍結にはいくつかの方法がありますが、最も古いのはいわゆる「ブライン」です。.

それは、作業場所が永久凍土の壁によって帯水層の総質量から隔離されているという事実にあります。 -12度の温度で厚さ1〜2メートルの凍った土壌は、実質的に岩石の圧力に耐え、地下水の浸透に完全に抵抗します。寒さを地下に降らせる方法は？これは、特別な冷凍機からの人工装置の助けを借りて得られます。

冷凍機は、タンクから準備された冷凍カラムに入る冷媒（液体アンモニア、フレオンなど）が、環境暖かさ。その蒸気はコンプレッサーとコンデンサーの助けを借りて再び液化され、蒸発器で形成された冷気は、凍結しない作業塩化カルシウムブラインを冷却するために使用されます. -25度のブラインが冷却システムに入ります。その設置のために、直径150〜200ミリメートルの井戸が、鉱山の輪郭に沿って互いに1メートルの距離で掘削されます。二重管からなる冷凍塔が井戸に降ろされます。凍結した塩水は中管から入り、外管から地中で自然加熱された後、冷凍機に戻ります。したがって、ブラインの循環は連続的です。

冷凍機を約 1 か月稼働させた後、個々の凍結柱の周囲の土壌が凍結してモノリシックな塊になり、採掘現場が地下水の浸入や壁の脱落から保護されます。これで、冷凍機は、壁が完成して固定されるまで、永久凍土リングのみをサポートする必要があります。

より現代的な方法は、液体窒素を使用した低温凍結です。. 無色の液体で、蒸発温度は非常に低いです (大気圧で -195.8 o C)。

液体窒素は特殊なプラントで大気中の空気を低温で液化し、液体窒素と酸素に分離することで得られます。異なる温度蒸発。液体窒素は専用の容器（タンク）で輸送されます。

冷凍ユニットの閉鎖システムでのみ使用できる他の工業用冷媒 (アンモニア、フレオン) とは異なり、液体窒素は 1 回使用されます (蒸発ガスは環境に放出されます)。

液体窒素を使用した低温凍結の方法には、従来の（ブライン）凍結と比較して多くの利点があります。液体窒素で凍結する場合、凍結ステーションとパイプラインネットワークは必要ありません。タンクから建設現場に運ばれた液体窒素は、すぐに凍結塔に放出されます。凍結率が上昇します。これは、地下水のろ過率が高い場合や、熱水やミネラル化された水が入る場合に特に重要です。含水率が最大 30% の土壌 1 m 3 を凍結すると、1000 リットルの液体窒素が消費されます。液体窒素は爆発性、耐火性、非毒性です。

ただし、これらの方法はどちらも最近ではほとんど使用されていません。液体窒素は不当に高価な喜びであり、さらに、土壌と「戦う」には1か月以上かかります。したがって、今日の凍結は、傾斜したエスカレータートンネルを運転する場合にのみ使用されます。

他の場合には、より高度でかなり経済的な代替手段があります - ジェットグラウト技術、またはジェットグラウト。高圧セメントモルタルジェットによる同時破壊混合による地盤改良工法です。土壌のジェットグラウトの結果、直径600〜2000 mmの円筒柱が形成されます。

この技術は、日本、イタリア、イギリスの 3 か国でほぼ同時に登場しました。エンジニアリングのアイデアは非常に実りあるものであったため、過去 10 年間で即座に世界中に広まりました。

この技術の本質は、セメントモルタルの高圧ジェットのエネルギーを使用して破壊すると同時に、現場混合モード (現場混合) で土とセメントモルタルを混合することです。その結果、十分に高い支持力と不浸透性の特性を備えた新しい材料 - 土壌コンクリート - から土壌塊に杭が形成されます。

土壌コンクリートパイルの設置は、ドリルストリングの直接（井戸の掘削）と逆走の2段階で行われます。逆方向の動きの間、コラムは同時に回転しながら持ち上げられます。

ジェットグラウトの助けを借りて、非常に強力な基礎ピットが得られ、信頼できる基礎があらゆる建物に構築されます。市松模様のパイルフィールドが作成され、一方のパイルが他方のパイルに重なり、モノリス、つまり岩が得られます。そして、その上に何でも構築できます。この技術は、砂質土、軟質粘土、またはその他の軟質土にオブジェクトを構築する必要がある場合に特に効果的です。

これらの技術のおかげで、今日の地下鉄建設業者は、地下鉄を首都の新しいエリアに導くトンネルを敷設して、最も困難な地質条件で作業することができます。

« 貴重 » ツール

地下鉄の建設にはナノテクノロジーが欠かせません。 今日、建設業者は革新的なツール、つまりダイヤモンド加工ドリル、フライス、および刺し棒を使用できます。.

当初、このノウハウは鉄筋コンクリートやその他の建材の掘削に使用され、非常に便利であることが判明したため、岩石土壌での複雑な採掘作業に使用されるようになりました。それは作業の安全性のレベルと浸透の速度を大幅に向上させます - 建設は時々文字通り加速されます。興味深いことに、「ダイヤモンド」装備のコストは通常よりもそれほど高くありません。価格の差はわずか 10 ～ 15% です。

従来の時代遅れのツールでは、これほど多くの技術的利点を提供することはできません。したがって、ダイヤモンドドリルは任意の平面と任意の角度で穴を開けることができ、輪郭法を使用すると、任意のサイズの規則的な長方形の穴を作成でき、理想的な輪郭が得られます. 「プレシャス」ツールは、最も狭く窮屈なスペースでの作業を可能にし、あらゆる硬度の材料を処理できます。最も重要なことは、この方法が静かで環境に優しいことです。

トンネルシールド、また トンネル施設(TPK) - 地下トンネルの建設用に設計された装置。

盾の歴史

ブルネルの盾はこんな感じ

最初のトンネルシールドは、イギリスのエンジニア、マークイザムバードブルネルによって 2000 年に発明されました。 XIX初期海洋の木虫の原理を基礎として採用しています。 1814 年、ブルネルはロシア皇帝アレクサンドル 1 世に、新たに発明された装置の助けを借りてネヴァ川の下にトンネルを建設することを提案しましたが、後ろ向きの暴君は平凡な橋を好みました。マーク・イザムバードは動揺しましたが、それほどではありませんでした。1818 年に彼はシールドの特許を取得し、1825 年にテムズ川の下のトンネルの建設が始まりました。それ以来、イギリスはシールド貫通のパイオニアと見なされてきました。また、シールド法自体は専門文献では「ロンドン」と呼ばれていました。

モスクワの劇場広場にあるソ連の英語盾のコピー

ソビエト連邦では、シールドは 1934 年に、モスクワ地下鉄の第 1 ステージのテアトラリナヤ広場とルビャンカの間の困難な区間を走行するために最初に建設されました。ソビエトのプロパガンダがこの事実を社会主義産業の勝利として提示したという事実にもかかわらず、実際、ソビエトの盾は、以前に外貨で購入され、同じサイトですでに作業していたマーカム社の英国の盾のコピーでした。 .

興味深いことに、英語の盾はもちろん分解された形で建設現場に到着しましたが、図面や文書はありませんでした。それらがイギリス人によって犯された可能性はばかげているので、現代の異物生物学者は、好奇心旺盛なソビエトの技術者がこの時点で図面をコピーしていたと信じています. その結果、コムソモールのドラマーは、ハンマー、人々の創意工夫、そのような母親、外国のコンサルタントの助けを借りて、英語の盾を組み立てなければなりませんでした。ソビエトの盾は文字通り数ヶ月で運用を開始しました-同志カガノビッチが本当に尋ねたとしても、この分野で少しの経験がなければ、そのような複雑なデバイスをゼロから作成することは物理的に不可能であることは明らかです.

シールド装置

古典的なトンネルシールドは、作業体（これは彼らが掘るものです）、パイプ（砂や土が上から流れ込まないようにするため）、エレクター（これはブロックが置かれるものであり、あなたが考えたものではありません）で構成されています。構築されたトンネルからシールドをはじくジャッキ。

シールド分類

アンダーグラウンドクライマーの観点から見ると、シールドは次の 4 つのカテゴリに分類されます。

かつてストロジーノからミティーノに向かう途中で腐ったジャッキ付きの錆びたパイプ

ジャッキ付きのさびたパイプ

Shch または ShchN シリーズの旧ソ連の盾。作業体として、削岩機とシャベルを持った作業員が使用されます。運営組織にとっては特に価値がないので、建設費が尽き次第、そのまま放り出される。

このカテゴリの数十のデバイスが、私たちの故郷の広がりの下で腐っています。それらの多くは、地下鉄建設の秘密の倉庫で腐っています。石油のコストがバレルあたり130ドルに達するとすぐに、地下鉄の建設に多額のお金がかかり、外国のシールドがひどく不足しているため、地下鉄の建設は倉庫から数十本の錆びたパイプを取り出して作業に送ります。

重労働 - 遠い昔。現在、地下鉄トンネルの敷設には、トンネルシールドと呼ばれる完全自動化された頑丈な構造物が使用されています。おそらく、完成したトンネルを残して、岩塊に道を掘る「スチールワーム」と比較することができます。重労働 - 遠い昔。現在、地下鉄トンネルの敷設には、トンネルシールドと呼ばれる完全自動化された頑丈な構造物が使用されています。おそらく、完成したトンネルを残して、岩塊に道を掘る「スチールワーム」と比較することができます。

ところで、伝説によると、世界初の「トンネルシールド」の発明者であるイギリス人のマークブルネルは、海軍に勤務していたときに普通の船虫の「仕事」に慣れた後、本当にそのようなデザインを思いつきました。彼は、軟体動物の頭が硬い殻で覆われていることに気付きました。そのギザギザの縁の助けを借りて、ワームが木に穴を開け、通路の壁に石灰の滑らかな保護層を残しました。

しかし、1818 年にブルネルの最初のシールドが特許を取得し、1825 年にテムズ川の下のトンネルの建設がブルネルの助けで始まりました。

私たちの国では、地下鉄の建設において、1934年にトンネルシールドが最初に使用され、劇場広場とルビャンカの間のモスクワ地下鉄の第1ステージの困難なセクションを運転しました。

また、モスクワ地下鉄の第 2 段階の建設中、同時に 42 基のシールドが同時にルート上で機能していました。これは、使用される機器の量の記録です。それ以来、首都の地下鉄トンネルの 70% 以上がこの技術を使用して建設されました。つまり、すべての駅が浅くなっています。モスクワの建設業者は、世界で初めてトンネルシールドを使用して傾斜トンネルを敷設しました。

今日、トンネルは最も困難な工学的および地質学的条件で建設されており、最新のシールドは、不安定なものを含むさまざまな土壌でのトンネリング用に設計されています。複合施設は 2 つのサイクルで機能します。最初に土壌を開発し、次にライニングを構築してブロックを設置します。今日の「運転」シールドの平均速度は月あたり 80 ～ 100 m で、平均コストは 2,000 万ユーロです。

地下鉄では、エスカレーターゾーン用に傾斜したトンネルも必要です。 Mosmetrostroy の注文により、カナダの会社 Lovat は、エスカレータートンネルを敷設するための外径 11 m のトンネルボーリングコンプレックスを開発および製造しました。このユニットを使用して、首都の地下鉄建設業者は世界で初めてエスカレーター用のシールドトンネルを作成しました。これはMaryina Roshcha駅で起こりました。

ちなみに、地下鉄建設業者の日常生活にはロマンスがまったくないわけではありません。世界的に有名なトンネルシールドLOVATのメーカーの創設者であるRichard Lovatが、彼の会社が製造するすべての複合施設に、アンダーグラウンド作品の守護聖人、聖バーバラ。彼の軽い手で、女性の名前を盾に割り当てるという伝統が生まれました。それが、クローディア、カチューシャ、ポリーナ、オルガがモスクワで働いている理由です。

「シールド」レコードについて少し: 世界最大のトンネル複合施設は直径 19 メートルの機械で、1 か月に 250 ～ 300 メートルのトンネルを 2 層で敷設でき、高速道路と地下鉄の 4 車線に対応します。 . このような巨大な技術の奇跡には、6,000 万から 1 億ユーロの費用がかかります。

それにもかかわらず、トンネル複合施設の使用におけるリーダーシップはモスクワに属しています。首都では、直径 14.2 m のヘレンクネヒトシールドが、セレブリャニボル近くのズヴェニゴロドスキープロスペクトに沿って、ロシア初の複合自動車地下鉄トンネルの掘削を成功裏に完了しました。ルートの 2.5 km のうち、1.5 km がシールド工法でカバーされました。

今日、モスクワの地下は巨大な建設現場に変わりました.2015年までに、大都市に70km以上の地下鉄路線を建設することが計画されています. 新しいモスクワ地下鉄のトンネルは、20 を超える巨大な複合施設 (「ほくろ」) によって掘られており、高速で質の高い作業を提供しています。これらのかけがえのない機械の軍隊が補充され、2020 年までに地下鉄路線の長さが 1.5 倍になります。回 - 最大 451.2 km。

資料の準備には、ライブジャーナルブロガーの写真が使用されました。Alexander "Russos" Popov、Vadim Makhorov、Nikolai "Stomaster"。

ドイツの会社「Herrenknecht AG」（「Herrenknecht AG」）の世界最大のトンネルシールドに捧げられています。

ヘレンクネヒトトンネルシールド

直径 15.2 メートルの巨大なトンネルシールドは、マドリッドの中心部を通る自動トンネルを敷設するために使用され、1 日あたり最大 22 メートルを通過します。長さ 3650 メートルのトンネル (=tunnel) は、スペインの首都を交通渋滞から救うはずです。

Herrenknecht AG、ドイツのトンネルシールド

会社「Herrenknecht AG」（ドイツ）は、あらゆる水理地質条件でさまざまな目的のためにトンネルを敷設するためのトンネル機器を製造しています。直径 4.2 m までの 1,000 台以上の Herrenknecht マイクロトンネルボーリングマシンと、直径 4.2 m を超える約 350 台のトンネルボーリングシステムが世界中で販売されています。

直径 400 ～ 2,000 mm の約 35 台の Herrenknecht AG マイクロトンネルボーリングマシンがモスクワで稼働しており、ロシアの他の都市でも 15 台ほどのマシンが稼働しています。ちなみに、モスクワでは直径14.2mのドイツのトンネルシールドHerrenknecht S-250が2層のセレブリャノボルスキートンネルの建設に取り組んでいます。

最長のトンネル:

ゴッタルドベーストンネル ( ゴッタルドベーストンネル、GBT、スイス） - 鉄道トンネル。プロジェクトによると、その長さは 57 km (サービスおよび歩行者通路を含む全長は 153.5 km) です。 2016-2017年の建設完了後。 GBT は、世界最長の鉄道トンネルになります。岩を切り裂くために、1 日あたり最大 25 ～ 30 メートルを通過できる 6 つの強力なトンネルシールドが使用されます。
現在最も長いのは、日本の青函トンネルです ( 青函トンネル)、本州と北海道の日本列島を接続します。 1988 年 3 月 13 日に開通したトンネルの長さは 53.9 km です。