掘削

掘削は、発掘とも呼ばれ、爪、手、手動ツール、重機などの器具を使用して、通常は地球の表面にある土、砂、岩などの固体表面から材料を取り除くプロセスです。掘削は実際には2つのプロセスの組み合わせであり、1つ目は表面を破壊または切断すること、2つ目はそこに見つかった材料を除去および再配置することです。^[1]単純な掘削の状況では、これは1回の動作で達成され、掘削器具を使用して表面を破壊し、すぐに材料を掘っている穴または他の構造物から投げ飛ばします。

多くの種類の動物が、穴を掘る行動の一環として、または地表の下で食べ物や水を探すために、穴を掘る行為を行っています。 ^[2]歴史的に、人間はこれら両方の理由で穴を掘ってきましたが、その他にも、農業や園芸、鉱業や採石業、建築準備、要塞や灌漑の際の鉱物、金属、その他の原材料の探索、考古学における発掘、古生物学や地質学における化石や岩石の探索、死者の 埋葬など、さまざまな理由で穴を掘ってきました。

人間が穴や溝、その他の地下構造物を掘る理由は多種多様です。人間には地面に穴を掘りたいという本能的な欲求があり、幼少期にそれが表れていることが古くから観察されてきました。^[3]

他の動物と同様に、人間は食べ物や水を見つけるために地面を掘ります。木で覆われた井戸は、新石器時代初期の線状土器文化から知られており、例えば、紀元前5090年のキュックホーフェン（エルケレンツの郊外の中心地）や、紀元前5200年のオーストリアのシュレッツ（アスパルン・アン・デア・ザーヤの郊外の中心地）のエイトラなどがあります。^[4]死者を埋葬する習慣において、人間は動物の中で独特です。意図的な埋葬、特に副葬品を伴う埋葬は、フィリップ・リーバーマンが示唆するように、「日常生活を超えた死者への関心」を意味する可能性があるため、最も古い検出可能な宗教的慣習の1つである可能性があります。 ^{[5]証拠によると、}ネアンデルタール人が埋葬行為を実践し、故意に死者を埋葬し、石器や動物の骨と一緒に浅い墓に埋葬した最初の人類種であったことが示唆されています。^{[6] [7]イラクの}シャニダール、イスラエルのケバラ洞窟、クロアチアのクラピナなどがその代表例です。しかし、一部の学者は、これらの遺体は世俗的な理由で処分された可能性があると主張しています。^[8]特に、死体を埋葬することで、死体の存在に関連する病気を防ぎ、腐肉食動物やその他の捕食動物が寄ってくるのを防ぐことができます。

これまでに発見された最も古い人間の埋葬は10万年前に遡る。イスラエルのカフゼーにあるスクル洞窟で、赤い黄土で染められた人間の骨の残骸が発見された。その場所には様々な副葬品があり、その中にはイノシシの下顎骨が腕に抱かれていたものもあった。^[9]

人類の技術が進歩するにつれ、掘削は農業、鉱業、土木工事などに使われるようになり、これらの目的に合った新しい技術やテクノロジーが開発されました。

建設および土木工学において、土取場（土取場とも呼ばれる）は、別の場所で使用するために材料（通常は土、砂利、砂）が掘られた場所である。^[10]土取場は、多くの主要な建設プロジェクトの近くに見られる。例えば、高速道路の盛土を埋めるために土が掘削されるかもしれないし、レンガ作りに使用するために粘土が掘削されるかもしれないし、コンクリートを作るために砂利が掘削されるかもしれない。

場合によっては、土取場が地下水で満たされ、レクリエーションエリアや持続可能な野生生物の 生息地が形成されることもあります（その一例は、イングランド中部のオックスフォード近郊にあるマートン・ボロー・ピットで、近くのM40高速道路の資材を提供するために掘削されました）。他の場合には、土取場は埋め立てや廃棄物処理に使用されることがあります。

ワイカト地方では、砂利採取場が考古学的によく見られる。ここでは、粘土質の表土と砂利を混ぜて排水性と砕けやすさを改善し、^[11]マオリ族が熱帯の島々から持ち込んだクマラやタロイモの栽培に適した土壌を造った。^[12]

地域によって異なるが、米国西部（特にロッキー山脈）では「バローピット」と呼ばれている。この地方語は「ボラーピット」と発音されることもあるが、道路沿いの溝を指す。これらの溝は道路を平らにし冠を付ける埋め立てのために掘削され、その後道路の排水路となった。^[13]

掘削湖（浸水した砂利採掘場とも呼ばれる）は、通常、建設資材用の砂利や砂の採掘、またはその他の露天掘りで作られた人工湖です。多くの場合、掘削穴は法律で義務付けられている土地の修復に従って造園されます。掘削が地下水面より下まで達するため、湖は自然に形成されます。まれに、特にレクリエーションエリアとして、掘削湖が意図的に作られることもあります。

ドイツとオーストリアでは、湖はほぼ常に釣りに使用されています。なぜなら、法律によりすべての表層水に漁場が設けられるためです。掘削湖の中には、水泳やその他の水上スポーツ、特にボート、水上スキー、ウィンドサーフィンのためにビーチが追加されているところもあります。これらの用途をサポートするために、大きな駐車場、更衣室、食事エリアも設置されています。掘削湖が自然保護区として機能する場合もあります。アテンボロー自然保護区の湖がその一例です。

人間は素手で砂や土を掘ることができますが、道具を使うと掘るのがより簡単にできます。掘るための最も基本的な道具はシャベルです。 [ ^1]新石器時代やそれ以前には、大型動物の肩甲骨が粗末なシャベルとしてよく使われていました。^[14]現代では、シャベルは通常金属製で、柄は木製です。掘ることは切断作業であるため、特に掘る土に植物の根が含まれている場合は、シャベルを研ぐことで掘る作業が容易になります。^[15]

歴史的に、建設、採鉱、採石における掘削の主な手段は手作業によるシャベル作業（多くの場合、ピッキングと組み合わせて）であり、掘削プロジェクトでは多くの人が雇用されていました。産業革命後、蒸気ショベル、後に油圧機器（バックホーやローダーなどの掘削機）による機械化が徐々にほとんどの手作業によるシャベル作業に取って代わりましたが、個々の住宅所有者は、自宅周辺の小規模なプロジェクト中に手作業による掘削に従事する理由を今でもよく見つけています。^[1]掘削方法が異なると掘削の深さと力も異なり、地下のパイプラインと配線が露出したり損傷したりするリスクがあります。米国とカナダでは、住宅所有者と請負業者は、埋設されたユーティリティとインフラストラクチャにぶつからないように、掘削前にユーティリティが運営するコールセンターに通知する必要があります。^[16]

土（岩石およびレゴリス）材料の掘削可能性は、リッパー付きのブルドーザー、バックホー、スクレーパー、その他の整地装置などの従来の掘削装置で掘削（掘削）される材料の尺度です。従来の掘削装置で掘削できない材料は、非リッピング性であると言われています。このような材料は通常、掘削を容易にするために事前の発破、または打撃ハンマーやノミの使用が必要です。土材料の掘削可能性またはリッピング可能性は、通常、地球物理学者、工学地質学者、または地質工学エンジニアによって評価されます。

土（岩）材料の破砕可能性は、従来の掘削機器で掘削できるかどうかの尺度です。^[17]材料は、破砕可能、破砕限界、破砕不可能に分類されます。材料の破砕可能性は、多くの場合、地震探査装置（屈折を参照）を使用して、工学地質学者や地球物理学者によって評価されます。 ^{[18] [19]}破砕可能性の研究には、地震探査の屈折トラバースの実行、空気打撃式掘削リグによるボーリングの掘削、リッパーまたはバックホーを備えたブルドーザーによるテストトレンチの掘削、および地質図作成が含まれます。

掘削時の陥没とは、溝の側面にある土塊が剥がれて穴の中に移動することであり、中にいる人にとって危険です。 ^{[20] [21]}陥没は溝内で作業する場合の最大のリスクと考えられています。^{[22] [23] [24]}陥没は、土壌への圧力、機器からの振動、過度の負荷の組み合わせによって引き起こされる可能性があります。傾斜、支保工、シールドなど、いくつかの技術が陥没の可能性を最小限に抑えるために使用されています。^[25]

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