杏吧原创

杏吧原创（本社：东京都港区、代表取缔役社长：国谷一彦）は、滨颁罢により山岳トンネル工事の生产性、安全性を大幅に高める取り组みとして「山岳トンネル统合型掘削管理システム（颈-狈础罢惭&谤别驳;）」の开発を推进しています^（注1）。 この度、ニシオティーアンドエム株式会社（本社：大阪府高槻市、代表取締役社長：北俊介）と共同で開発した山岳トンネル工事における吹付けコンクリートの自动施工技术^（注2）を、施工中の北海道新干线、后志トンネル（天神）他工事（発注者：独立行政法人鉄道建设?运输施设整备支援机构北海道新干线建设局、以下、「后志トンネル（天神）他工事」）^（注3）に适用し、山岳トンネル工事における吹付けコンクリートの施工が无人化可能であることを确认しました。

１．技术の特长と后志トンネル（天神）他工事への适用状况

本技术は、「①切羽出来形取得プログラム」「②位置情报演算プログラム」「③油圧制御プログラム」の3つのプログラムから构成され（図1）、オペレータは吹付け机に付属するタブレットの简単なボタン操作のみで、吹付けコンクリート施工の一连の动作を自动で行うことができます。

1. 切羽出来形取得プログラム
   吹付け机前方に设置した尝颈顿础搁を用いて取得した切羽の叁次元データをもとに、吹付けコンクリートの必要数量を算出します。また、吹付けコンクリート施工前后の叁次元データの差分から、吹付けコンクリートの厚さを特定し、吹付けコンクリートの出来形を确认します。

2. 位置情报演算プログラム
   ①の切羽出来形取得プログラムにて取得した叁次元データをもとに、吹付けコンクリートの施工范囲を选択し、自动で施工するための吹付けノズルのルートを算出します。さらに、算出したルートをもとに吹付けノズル先端の位置目标を决定し、吹付けノズルの角度と位置を制御します。

3. 油圧制御プログラム
   ②の位置情报演算プログラムにおいて決定した吹付けノズル先端の位置目標をもとに、吹付け可能範囲を判定し、吹付けロボットの油圧制御を行います。吹付け機の油圧回路に比例電磁弁を追加し、コントローラからの出力電流を可変させることで、各アクチュエータ（エネルギーを機械的な往復運動や回転運動に変換する装置）の速度、ストロークをコントロールします。

后志トンネル（天神）他工事では、本技术の活用により、吹付けコンクリートの施工の无人化実现に向けて取り组んでいます。

模拟トンネルで动作确认を行った吹付けコンクリートの自动施工技术^（注2）のシステム一式を実际の吹付け作业に适用し、「吹付けコンクリートの必要数量の算出」、「吹付けコンクリートの自动施工」、「吹付けコンクリート施工后の厚さの特定」など、本技术が有する一连の机能が実施工中のトンネルにおいても想定どおりに动作することを确认しました（写真1、2、図2）。

写真1：吹付けコンクリートの自动施工状况（镜面）

写真2：吹付けコンクリートの自动施工状况（壁面）

２．今后の展开

今后、后志トンネル（天神）他工事での运用を通して、はね返り率などの施工性について検証を进め、抽出した课题をもとに、机能の改善を繰り返していくことで、本技术の成熟を目指します。

また、后志トンネル（天神）他工事では、吹付けコンクリートの施工技术に加えて、発破の高度化技术と全自动ドリルジャンボを连携させることによる穿孔作业の完全自动化にも取り组んでおり^（注4）、将来的な山岳トンネルにおける无人化施工の実现に向けて、技术开発を推进していきます。