[2021/10/07]

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　鹿島（社長：天野裕正）は、建設機械の自動化を核とした次世代の建設生産システム「A⁴CSEL^®」の適用拡大に向け、山岳トンネル工事を対象とした自動化施工システム「A⁴CSEL for Tunnel」の開発を進めています。これまでは、2018年11月に開設した模擬トンネル（静岡県富士市）を試験フィールドとして、基本動作の確認をしてきましたが、今般新たに、実坑道である神岡試験坑道（岐阜県飛騨市）にて、トンネル工事における全工種の自動化を実現すべく、「A⁴CSEL for Tunnel」の実規模施工試験がスタートしました。

「A⁴CSEL for Tunnel」の開発経緯

　鹿島は、建設業界における喫緊の課題である「熟練技能者不足」、「頻発する労働災害」、「他産業と比べて低い生産性」の抜本的な解決を図るため、「建設現場の工場化」を目指し、施工の自動化を中心とした技術開発を進めています。
　こうした中、山岳トンネル工事においては、特に作業環境が厳しく、坑夫の経験に頼っていた切羽周辺の施工を、データに基づく自動化により安全性や生産性、施工品質を飛躍的に向上させることを目的に「A⁴CSEL for Tunnel」の開発を2018年から進めています。
　「A⁴CSEL for Tunnel」は、山岳トンネル掘削工事における一連の作業ステップである[1]穿孔 [2]装薬・発破 [3]ずり出し [4]アタリ取り [5]吹付け [6]ロックボルト打設の自動化技術で構成されます。建設機械の自動化による切羽周辺の無人化、ならびに工学的に裏打ちされた「上手な作業」を効率よく行う自動運転の実現により、安全性と生産性の向上を高度に両立させる施工システムです。
　2016年に穿孔作業を自動で行う「4ブームフルオートコンピュータジャンボ」を導入、2019年にはロックボルトの打設作業を完全機械化し、さらに本年5月には、切羽面、支保工裏、坑壁面といった異なる部位の自動吹付け、自動ホイールローダによるずり出し作業の自動化を実現しました。

実規模施工試験の概要

　鹿島は、2017年に業界で初めて自動化施工の実規模実験場（神奈川県小田原市）を開設しました。これに続き、2018年には、山岳トンネルの掘削工事における一連の作業ステップに適用する自動化機械の開発に向け模擬トンネルを開設し、各機械の基本動作の開発に活用してきました。山岳トンネル工事の生産性向上の鍵となるのが「余掘りのない発破掘削」です。これを実現するための基盤技術である穿孔作業については、その効果の確認に不可欠な発破実験が模擬トンネルではできないため、これまで開発技術の効果の確認および真の実証ができていませんでした。そこで今般、神岡鉱業株式会社（社長：岡田洋一、岐阜県飛騨市）の協力のもと、同社が所有する試験坑道において、データに基づく独自の穿孔計画法により、自動穿孔作業から発破掘削までのステップを実施し、効率的穿孔・発破技術を実証する業界初の試みに挑戦するに至りました。併せて、これまで開発してきた多くの自動化技術を実工事現場と同等の環境で実証し、それらの有効性および実用性も確認していきます。

今後の展開

　神岡試験坑道では、今後2年間にわたって実施工での実証試験を行い、「A⁴CSEL for Tunnel」の各作業ステップの自動化を進め、順次実工事に導入していく予定です。また、この実規模施工試験を通してデータに基づく最適化施工を実現できる人材を育成するなど、自動化施工に即した施工体制の構築も並行して進めていきます。

神岡試験坑道 工事概要

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