NEWS RELEASE
ニュースリリース

　飛島建設株式会社（代表取締役社長：築地 功、以下「飛島建設」）は、株式会社演算工房（代表取締役：林 稔、以下「演算工房」）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ました。
　本システムは、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す。車両を所定の位置に設置して測量を開始するだけで、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およびデータ解析までを自動で行います。
　従来、切羽の余掘り・アタリ測量には職員による測量作業やデータ処理が必要でしたが、本システムの導入により、これらの作業を大幅に省力化することが可能となります。さらに、余掘り量およびアタリ量を短時間かつ高精度に把握できるため、施工管理の効率化と品質向上に寄与します。

　山岳トンネルの掘削作業では、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ています。
　従来、切羽の掘削形状の確認では、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りました。また、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があり、その結果として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すという課題もありました。
　切羽形状を定量的に把握する方法として、トータルステーションを用いた測量を用いることもありますが、機器の設置や操作には専門的な知識が必要とされるほか、バック点の測量、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するという課題もありました。
　こうした課題への対応策として、飛島建設ならびに演算工房では、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およびアタリ量を自動測量できるシステムを開発しました。

　本システムは、トータルステーション、自動整準台、専用固定架台、および測量・評価ソフトウェアで構成される車載式自動測量システムです。
　トータルステーションを搭載する専用固定架台には、エアクッションと電磁石を組み合わせた独自の固定機構を採用しています。車両の走行時には、エアクッションが路面から伝わる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します。また、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、安定した状態に保持します。この固定機構により、測量機器の車載化を実現し、機器の運搬から測量、撤収までの一連の作業の省力化を実現しました。

　測量機器一式を車両に搭載することで、人力による機器の運搬や設置作業の負担を削減します。また、自動整準台によるトータルステーションの整準と、バック点の自動視準機能により、測量準備作業を自動化します。

　実際の掘削断面を3D点群として取得します。設計断面と比較することで、余掘りやアタリの位置および量を、定量的かつ高精度に評価できます。

　3D点群データから断面図や展開図を自動的に作成します。これにより、測量後のデータ処理や評価に要する時間を短縮し、掘削形状の確認や次工程の施工判断など、施工管理への迅速なフィードバックが可能となります。

　本システムに有効性確認を目的として、山岳トンネルの掘削現場において実証検証を実施しました。
　従来のトータルステーションによる測量では約30分を必要としていた機器の設置、バック点の測量、測量範囲の設定、掘削面の測量およびデータ処理などの作業について、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ため、一連の作業を10分以内で完了することを目標と設定しました。
　検証の結果、実際の施工環境下においても本システムによる一連の測量作業を自動的に実施できることを確認しました。また測量開始からのデータ処理完了までに要した時間は約6分であり、目標としていた10分以内を達成しました。
　今回の検証により本システムが現場の施工サイクルの中で十分適用可能であることが確認されました。
　取得した3次元点群データを設計断面と比較することで、余掘りおよびアタリを含む掘削形状を定量的かつ高精度に評価できることを確認しました。
なお、従来の測量に対し、切羽に人に立ち入る作業を削減できるため、安全性の向上に寄与することを確認しました。

　今後は、測量準備から掘削面の測量、測量結果の処理および評価までの一連の作業について、さらなる自動化と操作性の向上を図り、現場でより容易に使用できるシステムへと改良を進めます。
　また、取得した測量データを施工管理情報と連携することで、掘削精度の向上や施工サイクルの効率化にも活用していきます。さらに、測量データを継続的に蓄積・分析することで、発破パターンの最適化や掘削方法の改善につなげ、より効率的で品質の高いトンネル施工の実現を目指していきます。
　飛島建設ならびに演算工房は本技術の実用化と現場展開の推進を通じて、山岳トンネル工事における安全性の向上、省力化、施工品質の向上、および施工管理の高度化に取り組むと共に、余掘りに伴う掘削ずりや吹付けコンクリート使用量の削減による環境負荷の低減にも貢献してまいります。

飛島ホールディングス株式会社　コーポレート・コミュニケーション部　（飛島建設 広報担当）
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