高速3Dスキャナで可視化、山岳トンネルの掘削を一層安全かつ迅速に

従来、その作業員は整形が必要な箇所（あたり箇所）を判断して、レーザーポインター等で重機オペレータに指示を出していた。が、切羽は地山が露出、岩塊の抜け落ち（肌落ち）が発生すれば死傷災害につながる可能性が高い。危険な場所であり、厚労省の山岳トンネル工事における災害防止対策ガイドラインにて、切羽への原則立入禁止が示されているという。

西松建設とビュープラスは、「切羽掘削形状モニタリングシステム」を開発した。同システムは、重機搭載型の高速3Dスキャナによって切羽の掘削形状を取得し、運転席モニター上で設計断面と比較することで整形の必要箇所を15秒程度で迅速に可視化する。切羽掘削面の整形作業の安全性向上と効率化を実現する。

掘削段階から点群データを取得・蓄積して実際の掘削土量、吹付けコンクリート量、リバウンド率など各種データの取得・分析も可能となる。システムは発破・ずり出し完了後の切羽において、あたり取りを行うブレーカなど重機に搭載した高速3Dスキャナで切羽の掘削形状を計測する。掘削形状の点群データと設計断面を比較し、設計断面線よりも内空側に残ったあたり箇所をモニターにヒートマップ表示――。容易にあたり箇所を確認できる。

重機オペレータは当該ヒートマップを基にあたり作業を行うため、従来課題であった切羽直下での目視確認が不要となる。任意に配置した後方の特殊基準球を高速3Dスキャナが自動探索するため、トータルステーションとの連動が不要となり計測時間を大幅に短縮できる。今回のしくみでは、運転席モニター画面からの計測開始指令後、結果表示まで約15秒。掘削サイクルに影響を与えることなく、効率的なあたり作業が具現化できる。