杏吧原创

杏吧原创（本社：東京都港区、代表取締社長：福富正人）、システム建設株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役：高田守康）、青山機工株式会社（本社：東京都台東区、代表取締役社長 菊地保旨）は、大深度地盤改良工の出来形および品質リスクの低減、施工精度向上を目的とした「大深度先端位置計測システム」を開発し、実際の工事に適用して有効性を確認しました。
今回开発した「大深度先端位置计测システム」は、地盘改良工のうち相対搅拌式深层混合処理工法（顿颁厂工法）（注1）を対象に高精度倾斜计と水中无线机能を搭载し、これまで计测することができなかった施工中の搅拌翼先端位置を高い精度で确认でき、実际の施工位置と计画位置のずれや既设构造物との离隔をリアルタイムに管理することが可能となりました。また、2016年に当社が开発した「杭?地盘改良施工情报可视化システム（3顿パイルビューアー）（注2）」に本システムを连携させることで、あらゆる施工情报（例：电流値、スラリー流量、回転数、贯入速度など）をリアルタイムにオペレータと工事関係者が共有することが可能となり、施工上のリスク低减や施工管理の効率化にも寄与します。

今后は、引き続きデータを蓄积?分析することで、システムの使用性向上につなげるとともに、大深度施工や近接施工案件のリスク低减、出来形および品质向上を目的として効果的な适用を図ります。また、狈贰罢滨厂への登録や顿颁厂工法以外の地盘改良工事や杭?山留工事への展开も进める予定です。
本システムが大深度掘削を伴う工事の出来形および品质の确保、施工管理の信頼性?透明性の向上に贡献できるよう、引き続き技术の改良に努めていきます。

１．背景と概要

见えない地中での施工となる地盘改良工事では、施工机械の姿势やオペレータの経験などこれまでは现场担当者の主観的な管理が中心だったため、深さ40尘を超えるような大深度の地盘改良工事では、削孔轨道が正规の位置からずれると、出来形だけではなく支持力、変形抑制、遮水等の地盘改良の目的を达成できない恐れがありました。この课题に対応するには、搅拌翼先端の削孔轨道をリアルタイムかつ高精度に计测管理することが重要です。また、供用中の埋设构造物に近接して削孔を行う工事では所定の离隔を维持しながら施工する必要もありました。

２．特长

本システムは、深层混合処理机のケーシングロッド内部に设置した2轴倾斜计と一连の通信装置（図1）により、操作中のオペレータおよび工事関係者が搅拌翼の先端位置情报をリアルタイムに共有することができます。主な特长は、次の通りです。

①水中无线を利用したリアルタイム通信

各ケーシングロッド（1本10ｍ）に1か所设置した収纳ボックスに倾斜计?通信基盘?バッテリーを配置し、2方向の倾斜を计测します。倾斜データはケーシングロッド内に设置した通信ケーブルとケーシングロッドのジョイント部のアンテナを介した无线通信により、顺次上部のケーシングロッドに配信されます（マルチホップ通信（注3））。最上部の通信装置は常に地上に出ており、そこから有线でオペレータ室に设置するデータ処理専用端末に転送され、ロッド长さと倾斜データから先端位置を计算し可视化します。（図2）。これまで困难とされていたケーシングロッドのジョイント部の无线化に成功したことで、ケーシングロッドの脱着作业に影响を受けることなく、安定的にデータ通信が可能となりました。

②高精度かつリアルタイムに先端位置を管理

本システムで採用した倾斜计は、分解能が0.01度と高精度仕様です。地上で実施した精度确认试験では、计测误差を0.1度程度以下（深度40尘に対して误差7㎝に相当）の高精度で计测できることを确认しました。また、计测は一定间隔および任意のタイミングを自由に指定でき、リアルタイムにロッドの姿势と変位量を确认することができます。

③3顿パイルビューアーと连携しリアルタイムに施工情报を共有

2016年に当社が开発した「杭?地盘改良施工情报可视化システム（3顿パイルビューアー）」に本システムを连携させることで、设计座标に対する先端位置の変位量をリアルタイムに可视化することが可能となりました（図3、4）。3顿パイルビューアーは専用のクラウドを使用し、施工中のロッド先端位置に加え、あらゆる施工情报をリアルタイムにオペレータと工事関係者が共有することができます。施工管理基準値を设定し、それを超えた场合には関係者に通知して异常を早期に把握することで、施工上のリスクを低减することもできます。

３．适用事例

深层混合処理工による既设盛土の安定化対策工事（2021年4月～12月）に本システムを初适用しました。この工事は、改良径φ1600尘尘、最大改良深度42.4尘、改良体本数约1400本と大规模であるとともに、改良下端部には供用中の水路トンネルが存在するため、所定の离隔を确保した施工が求められました（図3）。本システムによるリアルタイム计测の结果、设计位置に対する施工时の先端位置のずれは最大で40㎝（铅直倾斜1/100以下）に収まっており、水路トンネルへの影响もなく安全に施工を完了することができました（図4）。