人と地球の架け橋に 竹中土木

山岳トンネル工事における「切羽監視の新技術」を開発(特許出願中)

2018.05.23

当社は、神戸大学大学院 芥川真一教授の指導のもと、㈱演算工房・計測技研㈱と共同で、山岳トンネル工事で適用可能な切羽*の肌落ちや崩落・崩壊の兆候を捉えて事前に知らせる警報発信手法を開発しました。


高精度のレーザー距離計*で測定したリアルタイムな切羽の押出し挙動から、管理レベルを超過した計測点の周辺をラインレーザーで切羽に直接的にマーキング。同時にAR技術を活用し、切羽撮影用カメラで撮影している実際の切羽映像と切羽の変位状況をウェアラブル端末(スカウター型や透過式メガネ型)にリアルタイムで可視化。さらに、インターネットを介してPC端末やスマートフォン・タブレット端末等に映像を送ることや、警告灯・警報音、バイブレータによる警報発信も可能となります。

 

本技術のトンネル工事への適用により、切羽監視員や切羽の最前線にいる作業者・現場職員はもとより、工事関係者全員が坑内外の何処にいてもリアルタイムで切羽の状況を把握することができます。
山岳トンネル工事においては、2018年1月に改正された「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」によって「切羽監視員の配置」が求められています。しかし、切羽監視員が切羽のわずかな変状を目視で捉えることは非常に難しいのが実情。このような中、ラインレーザー*で切羽に直接的にマーキングする方法や、切羽監視員がウェアラブル端末を装着して目視による監視と本システムを併用しながら切羽直近の作業者にいち早く切羽の押出し状況を知らせることにより、切羽の肌落ち*や崩壊・崩落に対する安全性を向上させることができます。


加えて、本システムはレーザー距離計や3Dレーザースキャナ・ビデオカメラなど「切羽挙動を捉える技術」と併用することが可能なため、広く切羽作業における安全性向上が期待できます。
本技術は、福井県のトンネル現場にてシステムの有効性を実証済みであり、今後も押出し性を有する脆弱地山等での適用を検討しています。なお、山岳トンネルのみならず、当社は様々な土木工事でこのような「可視化を用いた技術」による安全性の向上に貢献していきたいと考えています。
※用語説明
・切羽:トンネル掘削の最先端をいい、地山が露出している領域全体のこと
・肌落ち:掘削面から岩石等が落下すること
・レーザー距離計:水平方向にレーザー光を照射して照射点までの距離を計測することにより、リアルタイムな計測データの変位に基づくトンネル切羽の押出し量を監視するもの
・ラインレーザー:緑の光を高速回転で照射することで切羽に任意形状を描画するもの