工場で設計、トンネル内で組み立て:秦凱の国内トンネルプロジェクトにおけるフレーム構造の適用範囲

秦凱の国内トンネルプロジェクトにおける枠組み範囲-3
秦凱の国内トンネルプロジェクトにおける枠組み範囲-1

上海秦凱実業有限公司は、国内のトンネルプロジェクトにおいて、製品設計から工場出荷までの全工程を担い、導管、鉄骨フレーム支持材、完成フレーム部品、コネクタなどを供給すると発表した。

トンネルケーブルルートは、屋根のある建物ルートとは異なります。設置場所は空間が限られており、アクセスは一方向のみで、湿度は常に一定であり、作業環境そのものが資材の設置方法における主要な制約となります。Qinkaiが担当する業務範囲は、測量されたトンネルに合わせて設計され、一つの工場で製造され、地下での建設ではなく組み立てが必要な状態で出荷される、ケーブルを敷設・保護する鋼材および導管システムです。

トンネルの形状は、図面ではなくトンネル自体によって決まる。

曲線アライメントでは公称寸法は受け入れられません

ケーブルの経路はトンネルに沿って敷設されますが、トンネルは直線ではありません。曲線状のルートでは、支保工が弧に沿って一定間隔で配置され、支保工が固定される面(セグメントライニングであれ、現場打ちライニングであれ)は決して完全な基準面ではありません。リングジョイント、打設ライン、施工誤差などにより、取り付け面は位置ごとに変化します。公称寸法で設計されたフレームは、一部の取り付け面には正しく設置されますが、残りの取り付け面には正しく設置されません。

解決策は巧妙なものではなく、手順上のものだ。つまり、内装の竣工調査に基づいてフレームパッケージを設計し、調査では捉えきれない部分を吸収できるだけの調整機能をアセンブリに設ける。ただし、この作業は、支持構造を設計する側と実際に製作する側が同一である場合にのみ実施される。

取り付け面は土木請負業者の所有物です

フレームを吊り下げる埋め込み式チャンネル、プレート、またはアンカーは、通常、ケーブル支持システムが設置される数か月前に、土木工事または覆工工事の担当者によって設置されます。これらの位置がずれると、支持システムがそのずれを吸収しなければなりません。支持システムが1つのサプライヤーによって設計および製造されている場合、そのずれは施工図で処理されます。そうでない場合は、狭い空間でハンマードリルを使用して処理されますが、これはトンネルに穴を開ける最も時間がかかり、検証が最も困難な方法です。

「測量に基づいてフレームを設計するのは余分な手順のように思えるかもしれないが、作業員が間違った高さでライニングに穴を開けるのを見れば、その意味がわかるだろう」と、同社は述べた。

地下では何も溶接されない

完成フレーム部品を熱間加工戦略として活用する

トンネル内での溶接は可能ですが、ほとんどの場合、費用がかさみます。換気設備、火災監視員、許可申請窓口、そして他の作業員が同時に使用する空間での作業員の配置が必要となるためです。溶接作業を作業場に移すことができれば、その分の費用を削減できます。

完成フレーム部品の役割はまさにそこにあります。工場で組み立て、溶接、塗装されたフレームは、地下での作業がボルト締めと位置決めだけになるようにします。塗装にもメリットがあります。亜鉛めっき槽や塗装ラインで施される仕上げは、厚みを測定・記録できる条件下で、端部や溶接部を均一に覆います。一方、表面を手作業で補修する切断面は、腐食が始まる箇所です。

梱包材が耐えなければならないもの

トンネル切羽へのアクセスは通常、坑口、立坑、またはトンネル自体を通る一方通行で、多くの場合狭い。木箱はアクセス経路に適合し、使用可能な吊り上げ装置で運搬できるほど軽量でなければならず、設置作業の順序に従って梱包されなければならない。切羽の保管スペースは限られているため、早く到着した資材は二度保護して移動させる必要が生じる。

「クレートはデザインの一部です」と同社は述べた。「顔に届かない場合は、完璧なフレームを作るのに時間がかかることになります。」

対象となる4つの項目

導管: ケーブルがトレイシステムから出る箇所、つまり機器室、壁の中、シャフト内、そして開放型トレイが適さない区間では、導管がケーブルを通します。トンネル内では、保護と連続性が最優先事項となります。なぜなら、狭い空間内でケーブルを交換する作業は、機械室で交換する作業とは全く異なる種類の作業だからです。
スチールフレームのサポート: これらは、壁面または天井面に沿って設置されるトレイを支える耐荷重フレームであり、ライニングに固定されています。スパン、荷重、振動はすべて設計に影響を与えます。交通による振動、そして電化されたトンネルでは、支持システムが迷走電流の経路とならないよう、電気的に健全な状態を維持する必要性も考慮されます。
完成したフレーム部品: プレハブ式で塗装済み、取り付け準備完了の状態で納品されるため、現場での作業は組み立てのみとなります。工場生産とトンネル生産のコスト差が最も大きいのはまさにこの点であり、また、バッチ全体の寸法精度が最も重要となるのもこの点です。フレームの寸法が10mmずれているだけで、工場生産では問題となり、トンネル生産ではシフトの損失につながります。
コネクタ: フレーム、トレイ、コンジットクリップを一つのシステムとして接続するインターフェースハードウェア。その機能の成否は、2つの要素によって決まります。1つは、パッケージ全体で共通の穴システムを採用し、部品を調整なしで嵌合できるようにすること。もう1つは、亜鉛メッキされたフレームと固定具の間に、常に湿度の高い環境下で腐食セルが発生しないような材料の組み合わせを採用することです。

「コネクタの所有権は、誰がインターフェースを所有するかという決定事項です」と同社は述べた。「私たちは、実際に使用してみて初めて気づくよりも、設計段階で所有権を明確にしたいと考えています。」

一方通行の進歩に対抗する

トンネル内の設置作業は一方向にしか進まないため、資材の搬入もそれに合わせて進めなければなりません。未完成のトンネル内で800メートルもの距離に資材を仮置きしておくのは、費用がかさむため不可能です。資材は保護し、移動させ、さらに再度移動させる必要があります。現場に必要なのは、どの木箱を、どの坑口に、どの夜に、どの区間に搬入するかといった、到着順序を示す生産スケジュールです。

書類類も同様の論理で梱包箱と一緒に輸送されます。塗装記録、検査報告書、梱包リストは、材料が設置される現場で使用できるものでなければなりません。なぜなら、狭い空間で作成できない記録は、ブラケットが紛失しているのと同じくらい大きな問題となるからです。


投稿日時:2026年9月24日