切り羽に地質図!大成建設がトンネル用プロジェクションマッピングを開発

2018年12月3日

管理人のイエイリです。

山岳トンネル工事で重要なのは、「切り羽」と呼ばれる掘削地盤の硬さや不安定性などを見極めながら、掘削や発破を進めていくことです。一方、山岳トンネル工事では、作業班が昼夜2交代で連続施工することが多くあります。

作業の交代時には、切り羽地盤についての情報を次の班に引き継いでいくことになりますが、その時、切り羽は安全確保のため、吹きつけコンクリートで覆われているので、切り羽断面の地盤を直接見ることはできません。

そこで、図面などを使って、地盤の硬さや柔らかさの分布などを伝えていましたが、手間ひまがかかっていました。

この作業を効率化するため、大成建設は富士テクニカルリサーチ(本社:横浜市西区)、マック(社長:宮原宏史)、古河ロックドリル(本社:東京都中央区)と共同で、画期的な装置を開発しました。

ナ、ナ、ナ、ナント、

切り羽をスクリーン

にして、切り羽のスケッチや地盤の硬軟分布を投影する「切り羽プロジェクションマッピング」装置なのです。(大成建設のプレスリリースはこちら)

切羽プロジェクションマッピングの投影イメージ図(以下の資料、写真:大成建設)

切羽プロジェクションマッピングの投影イメージ図(以下の資料、写真:大成建設)

この装置は、発破用の穴を削孔するジャンボと呼ばれる油圧削岩機の上部に、プロジェクターを載せた構造です。

ジャンボの位置情報を利用して、装置と切り羽面の位置関係を計算して、投影する画像の大きさや角度、傾きなどの調整や加工を行い、ボタン一つを押すだけで投影できます。

プロジェクターは一般の市販品のため低価格で購入でき、明るさは100W電球の約7倍に相当する1万ルーメンです。

投影する画像は、トンネル坑内の無線LANを通じて外部のクラウドサーバーからダウンロードします。

前の班が撮影した切り羽写真を吹きつけコンクリートの上から投影したところ

前の班が撮影した切り羽写真を吹きつけコンクリートの上から投影したところ

例えば、前の班が吹き付けコンクリートを施工する前の切り羽写真を撮っておき、吹きつけコンクリートの施工後にその写真を投影すると

裏の地盤を“透視”

するように見ることができます。

また、切り羽のスケッチ図や地盤の硬軟分布を表したコンター図、施工計画図なども実物大で投影できるので、スプレーによるマーキング作業も不要です。

切り羽スケッチを投影したところ。従来のようなスプレーによるマーキングは不要だ

切り羽スケッチを投影したところ。従来のようなスプレーによるマーキングは不要だ

地盤の硬軟分布を表すコンター図。吹きつけコンクリートの上から削孔位置を検討するのに役立ちそうだ

地盤の硬軟分布を表すコンター図。吹きつけコンクリートの上から削孔位置を検討するのに役立ちそうだ

パソコンやプロジェクターなど、関連する機器はすべてジャンボに搭載しています。ただ、トンネル坑内は振動や粉じん、熱など機器にとって過酷な環境であるため、耐久性や排熱性を考慮した特殊なケースに収めています。

現場に実物大の情報を重ねて見るシステムとしては、AR(拡張現実)用のゴーグルやスマートグラスなどもあります。これに対して安価なプロジェクターを使ったプロジェクションマッピング方式は、特別な機器を着けなくても全員が見られるというメリットもありますね。

大成建設ではこの装置を山岳トンネル現場など、様々なプロジェクトに活用し、作業員の安全確保や効率的な施工を目指していくそうです。

 
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