飛島建設と演算工房、山岳トンネルの余掘り・アタリを自動測量。トータルステーションを車載化し、約30分の作業を約6分に

飛島建設は、演算工房（京都府）と共同で、車載式トータルステーションによる余掘り・アタリ自動測量システムを開発したと発表した。

トータルステーションを車両に搭載し、切羽後方から掘削面を自動測量するもので、機器の固定から測量、データ解析までを自動で行う。

目視頼みで定性的、機器操作も専門的。余掘り過大が施工効率を圧迫

山岳トンネルの掘削では、設計の内空断面を確保しつつ、余掘り量を最小限に抑える施工が求められる。

しかし従来、切羽の掘削形状の確認は職員の目視や経験に依存することが多く、評価が定性的になりやすいという課題があった。


出来形不足のリスクを避けるために余掘り量が過大となる場合もあり、その結果、掘削ずりや吹付けコンクリートの数量が増加し、施工効率に影響を及ぼしていた。

定量的に把握する手段としてトータルステーションによる測量もあるものの、機器の設置や操作には専門知識が必要となる。

加えて、バック点の測量や測量範囲の設定、測量後のデータ処理などに多くの労力と時間を要していた。

エアクッションと電磁石で車載化を実現。車両を置くだけで自動測量

こうした課題に対し、両社は、絶対座標に基づく高精度な点群データを取得できるトータルステーションを車両に搭載し、切羽後方から余掘り量・アタリ量を自動測量できるシステムを開発した。


システムは、トータルステーション、自動整準台、専用固定架台、測量・評価ソフトウェアで構成される。

鍵を握るのが、専用固定架台に採用した独自の固定機構だ。

エアクッションと電磁石を組み合わせており、走行時にはエアクッションが路面からの振動や衝撃を吸収し、振動に弱い高精度な測量機器を保護する。

測量時には、電磁石がトータルステーションを架台に確実に固定し、安定した状態に保つ。

この機構により機器の車載化を実現し、運搬から測量、撤収までの一連の作業を省力化した。運用は、車両を所定の位置に設置して測量を開始するだけだ。

トータルステーションの固定、バック点の測量、測量範囲の設定、切羽素掘り面の測量、そしてデータ解析までを自動で行う。

取得した掘削断面の3D点群を設計断面と比較することで、余掘りやアタリの位置・量を定量的かつ高精度に評価でき、断面図や展開図も自動作成する。

現場検証で約6分を達成、切羽立ち入りも削減。データ連携で最適化へ

システムの有効性を確認するため、山岳トンネルの掘削現場で実証検証も実施した。

従来のトータルステーション測量では、機器設置からデータ処理まで約30分を要していた。


これに対し本システムでは、施工サイクルへの影響を最小限に抑えるべく、一連の作業を10分以内で完了することを目標に設定。

検証の結果、測量開始からデータ処理完了までに要した時間は約6分で、目標の10分以内を達成した。

しかも、切羽に人が立ち入る作業を削減できるため、安全性の向上にも寄与することを確認している。