安藤ハザマ/山岳トンネル切羽「あたり検知システム」を開発、除去作業を省人化

安藤ハザマは山岳トンネル掘削工事で、切羽に生じる坑内側に飛び出した岩塊「あたり」箇所を検知するシステムを開発した。レーザーで対象の形状を検知するLiDAR(ライダー)を活用し、計測状況と設計掘削断面を比較して、あたりの箇所と量を自動算出する。従来は2人体制だったあたりを取り除く作業を、重機のオペレーター1人で行えるようにする。省人化により作業の安全性と生産性を高める。
「あたり検知システム」はライダーを使って切羽の掘削外周面の3次元点群を素早く計測し、あたり箇所を1、2分ほどで検出して可視化する。ライダーはブレーカー上部に搭載し、切羽後方に設置した坑内測量システム(トータルステーション)と連動してライダーの自己位置情報を取得。自己位置情報を加えた3次元点群と設計掘削断面を比較することで、あたり箇所とあたり量を算出する。
算出処理では計測した外周面を網目状に分割し、網目ごとにあたり取りの要否を判定。ブレーカーの操縦者は、運転席内のモニターで判定結果を確認できる。作業員の切羽近くでの目視確認を省き、1人で安全に施工できるようになる。先行技術に比べ、システム一式をブレーカーに取り付けることで施工性も高めた。同社が施工中の現場で実証し効果を確認した。
山岳トンネルを発破して掘る場合、発破後の切羽の掘削面に凹凸が生じる。「あたり」の除去作業では掘った直後の切羽近くに作業員が立ち入って目視で確かめており、肌落ち災害の危険性があった。あたりの状態も作業員の判断に頼るため、適切に取り除けない場合があった。安藤ハザマは山岳トンネル工事の生産性を大幅に高めようと、「山岳トンネル統合型掘削管理システム(i-NATM)」の開発を進める。今後はあたり検知システムの適用拡大に取り組む。

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