トンネルボーリングマシン（TBM）は、”モル”としても知られており、様々な土壌および岩石層を通って円形断面のトンネルを掘削するために使用される機械で 彼らは、ハードロック、砂、およびその間のほとんど何かを介して穴を開けることができます。 トンネルの直径は、これまでに1メートル（マイクロTbmで行われた）からほぼ16メートルまでの範囲である可能性があります。 直径がメートルほど未満のトンネルは、通常、Tbmではなく、トレンチレス工法または水平方向の掘削を使用して行われます。
トンネルボーリングマシンは、岩石での掘削およびブラスト（D&B）方法および土壌での従来の”手掘り”方法の代替として使用されています。 Ｔｂｍは周囲の地面への外乱を制限し，滑らかなトンネル壁を生成する利点を有する。 これはかなりトンネルを並べるコストを削減し、それらを重く都市化された区域で使用すること適したようにする。 主な欠点は、初期費用です。 Tbmは構築するのに高価であり、輸送が困難な場合があります。 しかし、現代のトンネルが長くなるにつれて、トンネルボーリングマシンとドリルとブラストのコストは実際には少なくなります。
最大直径15.43mのTBMは、Herrenknecht AGによって最近の中国上海でのプロジェクトのために建設されました。 機械は砂および粘土を含む柔らかい地面を通って穴をあけるために造られた。 最大径14.4mのハードロックTBMは、カナダのナイアガラトンネル計画のためにロビンス社によって製造された。 この機械は現在、ナイアガラの滝の下に水力発電トンネルを掘削しており、追加の水力発電トンネルを提供するためにトンネルを掘っているSir Adam Beck水力発電ダムに関連して「Big Becky」と命名されています。
ハードロックTBMs
ハードロックでは、シールドタイプまたはオープンタイプのTBMsを使用することができます。 すべてのタイプのハードロックTBMsはカッターヘッドに取付けられるディスクカッターを使用して石を掘る。 ディスクカッターは、トンネル面と呼ばれる機械の前の岩から離れてチップにそれを引き起こし、岩の圧縮応力破壊を作成します。 泥として知られている掘られた石はトンネルからの取り外しのためのコンベヤーまたは泥車のシステムに機械を通って動くベルト-コンベヤーにカ
オープンタイプのTbmにはシールドがなく、カッターヘッドの後ろの領域はロックサポートのために開いたままです。 進むためには、機械はトンネルの側面に対して押すグリッパシステムを使用する。 機械はグリッパーの靴が側面で機械の前方推圧を反応させるために押す間、絶えず操縦することができます。 打撃の終わりに、機械の後部足は、グリッパー下がり、シリンダーを引き込めます推進します。 推進シリンダーの引き込みは次の退屈な周期のためのグリッパーアセンブリの位置を変えます。 グリッパーは延長され、後部脚は持ち上げられ、ボーリングは再び始まります。 オープンタイプ、か主要なビーム、TBMは他の機械がようにそれの後ろに具体的な区分を取付けない。 代わりに、岩は、リングビーム、ロックボルト、ショットコンクリート、スチールストラップ、および金網（スタック、1995）などの地上支持方法を使用して保持されます。
破砕された岩石では、シールドされたハードロックTBMsを使用することができ、機械の背後にある不安定なトンネル壁を支えるためにコンクリートセグメントを直立させることができる。 二重盾Tbmは二つのモードがあるのでそう呼ばれます;安定した地面でそれらは前方に進むためにトンネルの壁に対して握ることができます。 不安定な、折られた地面では、推圧は機械の後ろのトンネルの区分に対して押す推圧シリンダーに移る。 これは壊れやすいトンネルの壁に影響を与えることからの重要な推圧力を保つ。 単一の盾Tbmは同じように作動するが、具体的な区分に対してだけ押すことができるので、折られた地面でだけ使用される（積み重ね、1995年）。
軟弱地盤TBMs
軟弱地盤には、主に2つのタイプのTBMsがあります：地圧平衡機（EPB）とスラリーシールド（SS）。 タイプの機械は両方とも具体的な区分に対して押すことによって先に進むために推圧シリンダーを使用して単一の盾TBMsのように、作動する。 地球圧力バランス機械は圧力のより少しにより7棒の柔らかい地面で使用されます。 カッターヘッドはディスクカッターだけ、炭化タングステンの切断ビット、炭化物ディスクカッター、および/またはハードロックディスクカッターの組合せを代りに使用しません。 EPBは、地球と圧力のバランスを維持することによって柔らかい地面を保持することができるため、その名前を取得します。 TBMオペレータおよび自動化されたシステムは機械前進の率と土の取り外しの同輩の率を保つ。 これにより、安定した環境が維持される。 さらに、ベントナイト、ポリマーおよび泡のような添加物はそれを更に安定させるために地面に注入されます。
非常に高い水圧と大量の地下水を有する軟弱地盤では、スラリーシールドTBMsが必要です。 これらの機械は完全に封じられた労働環境を提供する。 土はトンネルを出るスラリーの管のシステムを通してトンネルから取除かれなければならないベントナイトのスラリーと混合されます。 スラリーから土を分ける従ってトンネルに戻ってリサイクルすることができるこのプロセスのための表面で大きいスラリーの分離の植物は必要です。
TBMsの使用は高圧で多数の労働者の必要性を軽減するが、スラリーシールドTBMsの切断ヘッドにケーソンシステムが形成されることがある。 検査、保守、修理のためにこのスペースに入る労働者は、医学的に”ダイビングに適合”としてクリアされ、ロックの操作で訓練される必要があります。
バックアップシステム
すべてのタイプのトンネルボーリングマシンの背後、トンネルの完成した部分の内側には、バックアップシステムとして知られている支持デッキがあります。 バックアップ上にあるサポートメカニズムには、次のものがあります: 泥の取り外しのためのコンベヤーか他のシステム、スラリーパイプライン適当なら、制御室、電気システム、塵取り外し、事前鋳造物の区分の輸送のための通
都市トンネルと地表近傍トンネル
都市トンネルには、地表を乱さないことを要求するという特別な課題があります。 これは、地盤沈下を避ける必要があることを意味します。 軟弱地盤でこれを行う通常の方法は、トンネル建設中および建設後の土壌圧力を維持することです。 これを行うことにはいくつかの困難があり、特に様々な地層で（例えば、、トンネル面の上部が湿った砂であり、下部が硬い岩である領域を通ってボーリングする）。
EPBやSSなどの正の顔制御を持つTbmは、このような状況で使用されます。 両方のタイプ（EPBおよびSS）は、適切に操作された場合、および地面の状態が十分に文書化されている場合、表面の沈下および空隙のリスクを低減するこ
都市環境でトンネルを掘る場合は、計画の初期段階で他のトンネル、既存のユーティリティライン、深い基礎に対処する必要があります。 プロジェクトは、他のインフラストラクチャへの有害な影響を軽減するための措置に対応する必要があります。
1-スラリー圧力バランス(SPB)TBM
このTBMの基本原則は、カッターヘッドの後ろにある作業室にスラリーを充填することにより、掘削段階の面圧を維持するこ
利点
- これまで不可能だった速度と安全性で柔らかい、濡れた、または不安定な地面をトンネルすることができます
- 水圧の高い地面（水面下）に適しています
- 地面の沈下を制限し、滑らかなトンネル壁を生成します。 これはかなりトンネルを並べるコストを削減し、重く都市化された区域で使用することを適したようにする。
欠点
- 主な欠点は先行資本コストです。 TBMは構築に費用がかかり、輸送が困難であり、重要なバックアップシステムと電力を必要とします。
- ドライブは大きな石や岩によって妨げられる可能性があります
主な特徴
- トンネルライニング–プレキャストコンクリートセグメント
- 典型的な性能–5m-30m/日。 実際の性能および費用は地面の状態およびトンネルの直径によって決まります。
2- 土圧収支(EPB)TBM
これは、スラリーを使用せずにTBMの表面の圧力がバランスをとることを可能にするスクリューコンベヤ配置を介してトンネルボーリングマシン(TBM)に台無しを入院させる機械化されたトンネル工法である。
利点
- は、柔らかい、濡れた、または不安定な地面を、以前は不可能だった速度と安全性でトンネルすることができます
- は、地面の沈下を制限し、滑らかな これにより、トンネルのライニングコストが大幅に削減され、都市化の激しい地域での使用に適しています
短所
主な欠点は、先行資本コストです。 TBMは構築に費用がかかり、輸送が困難であり、重要なバックアップシステムと電力を必要とします。
主な特徴
- トンネルライニング–プレキャストコンクリートセグメント。
- 典型的なパフォーマンス–一日あたり9mから35m。 実際の性能および費用は地面の状態およびトンネルの直径によって決まります。
3- ハードロックTBM
この方法は、ハードロックに適したシールドとカッターヘッドを備えたトンネル機械を使用することを含みます。
利点
それらは好ましい条件の下で前進の高い率が可能なトンネルを掘る連続的な、管理された手段を提供する。
欠点
- 主な欠点は先行資本コストです。 TBMは構築に費用がかかり、輸送が困難であり、重要なバックアップシステムと電力を必要とします。
- その適用性は、高い進歩率とトンネル品質が高い資本コストを相殺できる長いトンネルに限定されています。
主な特徴
- トンネルライニング–プレキャストコンクリートセグメント/スプレーコンクリート/ライニングなし
- 典型的な性能–1日あたり12mから67m。 実際の性能および費用は地面の状態およびトンネルの直径によって決まります。
