清水建設ら、コンクリート自動吹付けシステム「ヘラクレス-AUTO」をトンネル現場に適用。粉じんの中でも吹付け厚を計測し、均質な自動吹付けを実現

清水建設は、コンクリートの吹付け作業を自動化するエレクタ一体型のシステム「ヘラクレス-AUTO」を、トンネル工事の現場に適用したと発表した。

国土交通省四国地方整備局が発注した一般国道55号桑野道路の長生・明谷トンネル工事（徳島県阿南市）で、優れた施工性を発揮しているという。

高濃度の粉じんの中でも吹付け厚を計測。過不足なく均質に吹き付ける

ヘラクレス-AUTOは、吹付け厚さなどの出来形をリアルタイムに可視化する「吹付けナビゲーションシステム」と、ロボットによる「ノズル自動制御システム」を融合したシステムだ。

最大の特長は、粉じんが高濃度に舞う環境下でも吹付け厚をリアルタイムに計測し、その施工状況をノズル制御へフィードバックできる点にある。
これにより、過不足のない均質な自動吹付けを実現する。

厚さの計測には、ミリ波レーダやモーションキャプチャ、機体位置計測などの技術を組み合わせ、不足・余剰の箇所をタブレット上で色分け表示する。

吹付けの途中でも任意に再吹付けができるため、効率的な施工と高品質な出来形管理を両立できる。

また、独自開発したノズル誘導アルゴリズムにより、凹凸の大きい掘削面でもノズルと吹付け面との距離を一定に保ちながら施工でき、一次吹付けを含む幅広い条件に対応する。

こうした技術の背景には、自動化施工への強い要請がある。

国土交通省が推進する「i-Construction 2.0」や、厚生労働省の「山岳トンネル工事の切羽における肌落ち災害防止対策に係るガイドライン」では、自動化施工技術の導入が求められている。

加えて、建設業界では熟練技能者の不足が深刻化しており、安全性と生産性の向上を両立する技術開発が急務となっている。

実証現場でサイクルタイム5%短縮、切羽直近の作業も解消。5社で共同開発

今回の実証現場は、内空断面積93.7m²、掘削延長1,001mの大断面道路トンネルで、工期は2023年3月から2026年12月までだ。

施工者である清水建設は、2025年6月からヘラクレス-AUTOを現場に導入し、実証施工を進めてきた。

これまでに約250mの区間で、約5,500m³のコンクリートの自動吹付けを実施している。

その結果、過不足なく所定の吹付け厚を確保できることに加え、従来のオペレータによる手動操作と比べてサイクルタイムを約5%短縮できることを確認したという。

さらに、切羽の直近で吹付け作業を行う必要がなくなり、安全性も大幅に向上したとしている。

操作にあたっても、オペレータは切羽天端から45度のライン外という、安全性が確保された場所からシステムを操作できる。

なお、このシステムは、清水建設、エフティーエス、戸田建設、西松建設、前田建設工業の5社が、2020年4月に共同開発へ着手し、実用化を進めてきたものだ。

全国の山岳トンネルへ展開。エフティーエスが近く外販を開始

一連の実証施工でヘラクレス-AUTOの諸性能が確認されたことを受け、5社は全国の山岳トンネル現場への展開を図る。

そのため、近くエフティーエスから外販を開始する予定だという。

また、ヘラクレス-AUTOは、2026年6月に日本建設機械施工協会が主催する「建設機械施工大賞」の大賞部門で優秀賞を受賞している。