建設技術者向けNEWS

【過不足が一目瞭然／掘削精度の向上に効果】

　清水建設は、ニューマチックケーソン工事を対象に３次元スキャンとプロジェクションマッピングを活用して、ケーソン刃口周辺の掘り残し部の掘削具合をリアルタイムに可視化する計測照射システム「ケーソン版ＳＰ－ＭＡＰＳ」を構築した。掘削管理の精度や作業の安全性を高めることが狙い。必要な精度を確保するための施工支援ツールとして早期の実用化を目指す。

　３次元スキャナーで計測した掘削面の形状（点群データ）とあらかじめ入力した深度段階ごとの設計形状（設計値）の比較によって、掘削の過不足（設計値との差異）を計算。その数値を基に自動作成する過不足量のレベルに応じて色分けされたマッピング画像がプロジェクターを介して掘削面に映し出される仕組み。

　計測から画像照射までの時間はわずか１分程度。オペレーターが色分け画像で掘削具合を視認しながら、無駄なく作業を進めることができる。取得した点群データが自動的に記録・保存されるため、人手による出来形計測が不要（高気圧下の函内滞在時間の短縮）となるメリットもある。

　ニューマチックケーソンは地上で函体（ケーソン）を構築して、ケーソン下部に設置した作業室の内部で掘削・排土を繰り返しながら、所定の深さまで沈下させる工法。ケーソン躯体を安定した姿勢で沈下させるために通常、地盤と接するケーソン刃口部の内側にあえて土砂を残しながら、作業を進めていく。

　この掘り残し部の掘削精度は、ケーソンの沈設の精度に大きく影響することになるが、掘削作業を担うオペレーターの技量に頼っている部分が大きい。熟練技能者の減少が続く中で、技能者のレベルを問わずに必要な精度を確保できる施工支援の技術が求められていた。

　そうした課題の解消を目的に、同社は掘り残し土の掘削管理に役立つケーソン版ＳＰ－ＭＡＰＳを新たに構築した。山岳トンネル工事のインバート掘削向けに開発した保有技術「ＳＰ－ＭＡＰＳ」をニューマチックケーソン工事に展開していく形となる。

　既に清水建設・大豊建設・遠藤興業ＪＶが施工を進める宮城県石巻市の石巻中央排水ポンプ場建設工事（発注者＝日本下水道事業団）に試験導入して、高気圧下の函内（作業室）での実効性や装置の耐圧性能を確認。計測・画像照射に要する時間の短縮や装置のスリム化などシステムの改良を図りながら、今後のプロジェクトでの適用を目指す。