新着情报 钢製支保工建込みの切羽无人化施工システムを开発 実工事の试験施工にて适用性を确认
2022/03/29
含羞草传媒（株）（社長：大谷 清介）は、トンネル工事の鋼製支保工建込み作業において、切羽直下に作業員が立ち入らない、切羽無人化施工システムを開発し、実工事での適用性を確認しました（写真1）。
本システムは、トンネル工事で用いるエレクタ一体型吹付机※1に改良を加え、切羽直下に作业员が立ち入ることなく、オペレータ1名による远隔操作で钢製支保工の建込み、継手接合、位置决めを可能とすることにより切羽无人化施工を実现するものです。本システムの适用により、トンネル工事の安全性向上と、省人化による生产性向上を推进していきます。
現在施工中の『四国地方整備局 窪川佐賀道路 平串トンネル』の一部区間において試験施工を実施し、システム導入の有効性とさらなる改善点を確認しました。
- ※1 钢製支保工の建て込み作业と吹付けコンクリート作业に用いる施工机械
开発の背景
山岳トンネル工事の钢製支保工建込み作业では、掘削直后の切羽直下に作业员が立ち入る必要があるため、肌落ち※2による労働灾害が40％程度と多く発生しており、トンネル工事の全体の労働灾害の40％程度を占めています。これらの実情を踏まえ、厚生労働省より2016年に「山岳トンネル工事の切羽における肌落ち灾害防止対策に係るガイドライン」が発令され、事前调査による地山の状况把握や肌落ち防止计画の策定に加え、机械化による肌落ち灾害の防止対策が求められています。
また、山岳トンネル工事は、地山変化に応じて临机応変な施工が求められるため、自动化?无人化対策が遅れていますが、近年、作业员の高齢化や熟练作业员不足の课题に対応して、施工の省人化、自动化、生产性向上が强く求められています。
これらを背景に、トンネル労働灾害が最も多い钢製支保工の建込み作业において、切羽直下に作业员が立ち入らない、そして施工の省人化が図れる、切羽无人化施工の実现に向けて技术开発を积极的に推进しています。
- ※2 掘削された表面の土砂や岩が崩れ落ちること
本システムの特长
- 1従来の钢製支保工建て込み作业は、照射レーザーを基準に切羽直下の作业员の目视确认?指示によりオペレータが操作します。これに対し、本システムでは长尺化した把持装置（従来1ｍ?5ｍ）に位置决め测定用プリズムを设置（図1-Ⅰ）し、后方の自动追尾式トータルステーションで测定した钢製支保工の位置をモニタリングしながら、微调整机构を有した高性能エレクタを用いて、精度よく计画位置に建て込むことができます（図1-Ⅲ）。
- 2钢製支保工建て込みにおける従来の継手接合は、作业员が切羽直下に立ち入り轴方向にボルト?ナットで接合しますが、本システムでは左右Ｈ形钢の継手端部にそれぞれ轴方向ピンとさや管をセットで配置し、轴方向で突合せ、ピン先端の沟に顿环が収まることによりワンタッチで固定される构造としています（図1-Ⅱ）。本接合方法とすることで継手接合の时间短缩が図れるとともに、相互のダブルピン构造とすることで、従来継手と同等以上の强度性能を発挥します。
今后の展开
试験施工で得られた有益なデータに基づきシステム改善を行うとともに、今后も现场适用を积み重ねて、2023年度までに本施工システムの完成を目指します。さらに、全自动化システムの构筑に向けて取り组み、山岳トンネル工事における安全性の向上、生产性の向上に努めていきます。