トンネル採掘におけるCO2岩石発破技術の利点
トンネル採掘におけるCO2岩石発破技術はどれほど効果的か
岩石破砕効果：
破砕均一性と制御性：トンネル採掘において、CO2岩石発破技術は、より優れた岩石破砕均一性を実現します。掘削位置を合理的に配置し、二酸化炭素充填量などのパラメータを制御することで、岩石を期待通りの方向と程度に破砕することができます。例えば、トンネル輪郭周辺の掘削孔では、充填量を適切に減らすことで岩石に微細な亀裂を生じさせ、トンネルの形成をより適切に制御し、過剰掘削や掘削不足を削減することができます。この制御性は、特に高精度が求められる都市地下鉄トンネルや高速鉄道トンネルの建設において、トンネル品質を確保する上で非常に重要です。
破砕効率と岩石適応性：CO2岩石発破技術の効果は、岩石の種類によって異なります。脆い岩石（花崗岩、石灰岩など）のトンネル採掘では、通常、その破砕効果がより優れています。液体二酸化炭素の気化によって生成された高圧ガスは、岩石内部の亀裂や弱い部分で急速に膨張し、岩石を急速に破砕します。ただし、靭性の強い岩石（頁岩など）の場合、理想的な破砕効果を得るために、破砕装置の数を増やす、掘削孔の間隔を調整する、CO2充填圧力を上げるなど、破砕パラメータを最適化する必要がある場合があります。ただし、一般的には、爆薬を使用せずに岩石を効果的に破砕できるため、トンネル掘削に便利です。
トンネル周辺岩盤の安定性への影響:
周辺岩盤への擾乱軽減：従来の発破工法と比較して、CO2フラクチャリングは振動と衝撃波の発生が少なくなっています。これは、CO2フラクチャリングがガス膨張を利用して岩盤を破砕するため、エネルギー放出が比較的穏やかであるためです。トンネル採掘においては、振動が小さいほど、トンネル周辺岩盤への擾乱軽減につながります。例えば、周辺岩盤が脆弱な箇所や破砕帯を通過するトンネル工事において、この技術は発破振動による周辺岩盤の崩壊リスクを低減し、周辺岩盤本来の安定性を維持し、トンネル建設の安全性を向上させることができます。
支持構造物の建設に有利：CO2破砕は周囲の岩盤へのダメージが少ないため、その後に施工するトンネル支持構造物（アンカー、吹付コンクリートなど）は周囲の岩盤とより一体化します。岩盤表面に生じる亀裂は比較的規則的であるため、アンカーロッドの設置に好ましい条件が整い、吹付コンクリートはこれらの亀裂をより適切に埋め、支持効果を高め、トンネル全体の安定性を向上させます。
安全性と環境保護効果：
安全性能の向上：トンネル建設環境は通常、比較的閉鎖的であり、ガスの蓄積など、一定の安全リスクが存在します。CO2岩石発破技術は爆発物を必要とせず、爆発による裸火の危険がないため、ガス爆発の可能性を大幅に低減します。同時に、爆発による飛散岩も発生しないため、建設作業員や設備への直接的な被害を軽減します。例えば、炭鉱トンネルなどのガス危険を伴うトンネル採掘において、CO2岩石発破技術を用いることで、建設安全係数を大幅に向上させることができます。
明らかな環境優位性：環境保護の観点から見ると、CO2岩石発破は主に物理的変化プロセスであり、爆発発破のように一酸化炭素や窒素酸化物などの有害ガスを発生しません。トンネルのような比較的閉鎖された空間では、有害ガスの排出を抑えることは、建設作業員の健康を確保し、換気システムの正常な作動を確保する上で非常に重要です。さらに、この技術によって発生する粉塵の量は比較的少ないため、トンネル内の空気質の改善に役立ち、建設作業員の呼吸器へのダメージを軽減するとともに、環境保護建設の要件も満たしています。
