シールド自動運転「OGENTS/DRIVE™」の基本となるシールド三次元線形管理システムを開発

シールド自動化システム「大林インテリジェントシールド™(OGENTS™)」実現への取り組み

プレスリリース

株式会社大林組(本社:東京都港区、社長:蓮輪賢治)は、三次元モデルを活用することで、シールド機やセグメントリングの方向修正計画を的確に立案するシールド三次元線形管理システムを開発しました。

余掘り量の表示

現在大林組では、シールド自動化システム「大林インテリジェントシールド(OGENTS:Obayashi Intelligent Shield)」の開発に取り組んでいます。今回開発したシールド三次元線形管理システムは、「OGENTS」の要素技術であるシールド自動運転「OGENTS/DRIVE(オージェンツ/ドライブ)」を構成する基本システムです。

シールド工法を用いたトンネル工事は、シールド機内の後方部で組み立てられたセグメントリングを反力にし、シールド機で地山を掘削しながらシールドジャッキを伸ばして進めます。日々の作業終了後には、シールド機とセグメントリングの位置や、トンネル設計中心線からのずれを測量により確認し、その結果をもとに、計画したシールド機とセグメントリングの方向修正をオペレーターに指示することで、シールドトンネルの線形を適正に管理しています(線形管理)。

シールド機の方向を修正するには、シールド機を修正したい方向に大きく掘削して隙間を作ること(余掘り)が必要です。また、セグメントリングの方向を修正するには、シールド機とセグメントリングとの間にも適切な隙間(クリアランス)が必要です。そのため、シールドトンネルの線形を適正に管理するには方向修正計画の立案が非常に重要になりますが、従来の二次元による線形管理では、1リングごとに断面を抽出し、 余掘りやクリアランスが適正であることを確認していました。しかし、部分的な点データに基づいた修正計画のため、実際の掘削では余掘りやクリアランスが不足し、シールド機やセグメントリングに無理な力がかかってしまうことがありました。

今回大林組が開発したシールド三次元線形管理システムは、三次元モデルにより、余掘り量やクリアランスの大小を色別し、立体的に表示するシステムです。方向修正を計画するうえで重要な要素である余掘り量やクリアランスを的確に把握することで、計画の妥当性を判断でき、品質の一層の向上が図れます。

クリアランスの表示

シールド三次元線形管理システムの特長は以下のとおりです。

正確な方向修正計画の立案に要する時間を短縮

従来は、表計算ソフトや作図ソフトを使用して、余掘り量やクリアランスを二次元で算出していました。本システムでは、三次元モデル化したシールド機とセグメントリングからこれらの数値を自動で算出し、表示します。これにより、従来、立体的に把握できなかった余掘り量やクリアランスを一目瞭然に確認できることに加え、算出作業も省略できることから、方向修正計画の立案に要する時間を30%短縮します。

アシスト機能により方向修正計画を最適化

シールド機やセグメントリングの方向修正計画の妥当性をチェックするアシスト機能を備えたことで、経験の少ない技術者でも余掘りやクリアランスを適正に確保した方向修正計画を立案できるようになりました。この修正計画に基づく指示により、経験の少ないオペレーターでもシールド機やセグメントリングに無理な力をかけることなく最適な状態での掘進が可能となります。

シールドトンネルの品質を確保

適正な線形管理により、余掘りされていない方向へのシールド機の方向修正や、シールド機とセグメントリングとの接触を防止します。シールド機やセグメントリングに無理な力をかけることなく掘削できるため、施工中や竣工後の漏水やひび割れ発生のリスクを低減し、トンネルの品質を守ります。

今後、大林組は本システムをシールド自動測量「OGENTS/SURVEY™(オージェンツ/サーベイ)(※1)」と連携させ、測量結果をもとにした修正計画の立案、指示、シールド機の運転操作までの一連の作業を自動化したシステム「シールド自動運転(OGENTS/DRIVE)」の開発を進めていきます。さらに、シールド工事に関わるその他の自動化システムを実現、統合し、総合的なシールド自動化システム「大林インテリジェントシールド(OGENTS)」の早期実現に努め、安全性と生産性を高めながら高品質なシールドトンネルの提供をめざします。

シールド自動化システム「大林インテリジェントシールド」
  • ※1 OGENTS/SURVEY(オージェンツ/サーベイ)
    大林組と株式会社演算工房が開発したシールド坑内自動測量システム

以上

この件に関するお問い合わせ先
大林組 コーポレート・コミュニケーション室広報第一課
TEL 03-5769-1014

プレスリリースに記載している情報は、発表時のものです。