[2019/10/30]
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シールド工事の掘進管理を“見える化”するKaCIM’Sを開発・適用
地中のシールドトンネル線形を3次元モデル化し、掘進管理の強化と生産性向上を実現
鹿島（社長：押味至一）は、CIMを活用してシールド工事の掘進管理を「見える化」するシステムKaCIM’S（カシムズ）※を開発、実工事に適用しました。
本システムの適用により、シールド掘進・セグメント組立計画（以下、掘進組立計画）における出来形予測やシールドトンネルの出来形管理が瞬時かつ高精度に3次元で可視化できるため、確実な掘進管理が可能となり、合意形成の迅速化や業務の効率化が図れるとともに、品質および生産性が格段に向上します。
今般、本システムをガス導管シールド工事（茨城県那珂郡）に適用し、その有効性を確認しました。
※ Kajima Construction Information Modeling/Management Shield System
開発の背景
当社はこれまで、シールド工事にCIMを導入し品質管理の「見える化」を図ってきました。施工実績データを3次元で可視化できるため、供用後の維持管理に有効活用できるなどのメリットがあります。一方、セグメントの品質確保の根幹となる掘進組立計画やシールドの掘進管理は、それぞれ別々の帳票による管理が必要で、作業が煩雑かつ時間を要することが課題でした。
また、掘進組立計画では、初めに測量を行い、シールド機とセグメントの座標・方位・ピッチング（上下の姿勢）を正確に把握した上で、現地点からの掘進方位やセグメントの割付を決定し掘進組立指示書を作成しますが、その際、許容偏差内でシールド機とセグメントの進行軌跡が一致するように計画することが重要です。さらに、曲線施工や蛇行修正においてはシールド機とセグメントが接触するとセグメントにひび割れ等の不具合が発生するため、余掘りの範囲と量、中折れの角度等を正確に判断する必要があるなど、計画の精度が求められます。
KaCIM’Sの概要および特長
KaCIM’Sは、掘進管理に必要な掘進組立指示書の作成時に、蛇行量やシールドマシンのクリアランス、曲線施工の余掘り量を可視化することで定量的に把握し、掘進軌跡を予測・図化するシステムです。掘進方位など必要な情報を入力するだけで瞬時にシミュレーションを行い、指示値の妥当性を視覚的に示します。これにより指示値の妥当性が瞬時に判断でき、それらを反映した掘進組立指示書が作成されることから、掘進組立計画に要する時間の大幅な短縮と計画の精度向上が可能となります。
KaCIM’Sの特長は以下のとおりです。
- 本システムに掘進方位等の必要情報を入力するだけで掘進組立指示書が自動作成されるため、計画立案作成までの時間が従来と比べ50％短縮できる
- 掘進シミュレーションが3次元モデルで色別表示されるため、施工管理者とオペレータの認識の一致が瞬時に図れる
- 計画と実績との差異およびその原因が記録・蓄積できるようになるため、今後の掘進計画や他のシールド工事に容易に反映することができる
KaCIM’Sの画面
瞬時の判断が容易になる
今後の展開
鹿島は今後、本システムをシールド工事のコアシステムとして適用現場を拡大し、様々なデータを蓄積・分析することで、システムの高度化を進めていきます。
併せて、さらなる生産性と安全性の向上に向け、AIによる分析など蓄積したデータの活用を図り、シールド工事の全自動施工を目指します。
工事概要
| 工事場所 | ： 茨城県那珂郡 |
| 工期 | ： 2017年7月20日～2020年10月31日 |
| 施工者 | ： 鹿島建設株式会社 |
| 工事諸元 | ： 掘進延長 1,718m、セグメント外径 φ2,200mm、掘削外径 φ2,360mm |
（参考）
海底シールド工事へのCIM導入で、品質管理を“見える化”
（2017年2月22日プレスリリース）動画でみる鹿島の土木技術「KaCIM’S」
プレスリリースに記載された内容（価格、仕様、サービス内容等）は、発表日現在のものです。
その後予告なしに変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。
