山岳トンネルでは、安全上、切羽周辺の地山を監視することが非常に重要です。通常の変位計測では、切羽に3～5箇所のターゲットを設置して、光波測定器により測定点の変位量を測定しますが、この手法では、トンネル全体の面的挙動を正確に把握することはできません。また、3Dレーザースキャナで面的にトンネル壁面の形状を計測する手法では、面上の任意の点が時間経過とともにどのくらい変位したかを捉えることはできませんでした。

そこで鹿島は、画像処理技術を用いて、3Dレーザースキャナによる測定結果から変位量を算出できる計測システム「3Dマッチ」を開発しました。

特許登録済
第43回岩盤力学に関するシンポジウム　優秀講演論文賞　2015年1月

切羽崩落等の安全性の確保

時間経過とともに面的に変位を把握することができるため、断層に起因する大変位や局所変位の発生の予兆を捉えることができ、安全対策を講じるための判断に使用することができます。

山岳トンネルでは、安全及び品質管理上、地山に応じた適切な支保パターンを選定することが不可欠ですが、従来の切羽観察によって地山を評価し支保パターンを選定する方法では、切羽に出現しないトンネル周辺の断層の分布に気づかず補強や対策が手遅れになり、大きな変状や坑壁の崩落に至る恐れがあります。

一方、坑壁弾性波など、従来の手法でトンネル周辺の地質状況を日常的に調べることは、工期や工費の面で現実的ではありません。

そこで、鹿島では、トンネル周囲に打設するロックボルトの削孔データを取得・解析し、その結果を地球統計学手法によって処理することで、トンネル周辺の地質状況を3次元的に評価するシステムを開発しました。

特許登録済

山岳トンネルでは、安全及び品質管理上、掘削中の切羽観察が非常に重要です。切羽観察のうち、「風化変質」程度の判定は従来目視で行われますが、数値化しにくいため、個人により判定の差が出やすい傾向があります。

切羽における岩盤の風化変質が進行すると崩落の危険が高まります。風化変質度合を定量的に測定する方法は切羽に接近して試料を採取して分析する等がありますが、切羽全体の測定が困難であること、また、分析に時間がかかることなどが課題でした。

そこで、鹿島では、タブレットPCに内蔵されたカメラで切羽を撮影し画像を解析することで、現場で即座に風化変質度合を数値化できるシステムを開発しました。