熊谷組、切羽近傍への立ち入りを不要にする機械装填システムを開発、実トンネルで実証。主流の「電気雷管」でも装薬を自動化

熊谷組は、一般的に使用されている脚線付きの電気雷管を用いた親ダイの機械装填装置と、同社が開発済みの爆薬の遠隔装填システムを組み合わせた、新たな爆薬機械装填システムを開発した。

実際のトンネル工事で一連の装薬作業（親ダイ・増ダイ・込め物の機械装填）に適用し、有効性を確認した。

これにより、作業員が切羽近傍（切羽天端から45度の範囲）に立ち入ることなく装薬作業が行え、大幅な安全性向上と、機械化による生産性向上・省力化が可能となる。

なお本技術は、ニシオティーアンドエム（大阪府高槻市）、キヨモトテックイチ（宮崎県日向市）の協力のもとで実現した。

肌落ちリスクの高い装薬作業。主流は今も「脚線付き電気雷管」

山岳トンネルの発破作業において、切羽直近での雷管・爆薬の装薬作業は、肌落ちや崩落のリスクにさらされる極めて危険な作業だ。

そのため、労働災害防止と省人化の観点から、機械化・無人化が業界全体の急務となっている。

熊谷組はこれまで、危険な装薬作業を切羽から離れて行う「爆薬の遠隔装填システム」を開発・実用化し、30現場以上で実績を重ねてきた。

さらに、内閣府の戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）に参画し、結線不要の次世代技術「無線電子雷管」を用いた装薬作業の完全自動化システムも開発・実証している。

しかし、無線電子雷管は現在、社会実装に向けた開発段階にあり、実際のトンネル工事の多くは、今も脚線（導線）を有する「電気雷管」が主流だ。

そこで今回、最も広く普及している電気雷管を用いた「脚線付親ダイ」の機械装填を可能にする技術を開発した。

断線を防ぎつつ脚線をガイド。親ダイから増ダイ・込め物まで連続自動化

これまでの爆薬の遠隔装填システムは、増ダイや込め物の自動装填は可能だったものの、親ダイ（雷管を取り付けた起爆用爆薬）の装填は、起爆用の「脚線」の処理・取り扱いが難しく、人力による手作業に頼らざるを得なかった。

今回、親ダイの機械装填にあたり、脚線のテンション（張力）を適切にコントロールしながら保護・ガイドし、断線リスクを抑えつつ所定の位置までスムーズに押し込む仕組みを構築した。


システムは、爆薬・雷管・脚線を分離して納めるマガジンを備えた「親ダイ供給装置」と、発破孔へ装填パイプを挿入する「親ダイ挿入装置」などで構成される。

装填パイプの後端には遠隔装填システムの爆薬装填ホースが接続されており、親ダイを送り込んだ後、そのまま続けて増ダイ・込め物の装填を連続して行える。

これら一連の作業は、ドリルジャンボなどの操作室内に設置した操作パネルから操作でき、作業員は発破孔への位置合わせを行ったうえで「装薬開始ボタン」を1度押すだけで、装薬作業を自動で実行できる。

実トンネルで断線トラブルなく装填。水平展開を推進

今回の技術を実際のトンネル工事に適用して試験施工を行った結果、懸念された脚線の断線や絡まりなどのトラブルを確認することなく、確実に装填できることを確認した。


本技術の意義は、インフラや法整備が必要な次世代システムの本格普及を待つことなく、現在主流の電気雷管を使うトンネル工事において、親ダイ装填を含む装薬作業全般での切羽近傍への立ち入りを不要にできる点にある。

熊谷組は今後、本システムの実現場への水平展開を進めるとともに、次世代の「無線電子雷管」と現行の「電気雷管」に対応する両輪の技術で装薬作業の完全自動化をリードし、国土交通省が推進する「i-Construction 2.0」の実用化に貢献していくとしている。