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削孔誘導システム
「MOLEs」

実切羽面の削孔誘導を効率化する新削孔誘導システム

山岳トンネル工事においては、工期短縮と余掘り低減のため、火薬装填用の発破孔の削孔にあたり、計画通りの削孔位置、削孔角度、削孔深さとなるよう正確かつ迅速な削孔作業が求められます。従来この作業はオペレータの経験によるところが大きく、将来的には熟練作業員不足が懸念されています。

近年、ICTの発展に伴い開発されたガイダンスシステムやフルオート削孔が可能なコンピュータジャンボは、マシンそのものが高価等の理由で、広く普及するまでには至っていません。

そこで鹿島は、山岳トンネルの効率的かつ高速な施工を目的としたドリルジャンボの新しい削孔誘導システム「MOLEs(モールス)」を開発しました。

特許登録済

図版:ドリルジャンボに後付け設置されたMOLEs

ドリルジャンボに後付け設置されたMOLEs

キーワード
発破掘削、ICT、削孔誘導システム、余掘低減

削孔誘導システム「MOLEs」の概要

削孔誘導システム「MOLEs」は、光波測量によりドリルジャンボ自身の位置や姿勢を把握するターゲット()、切羽面の凹凸を把握する3Dスキャナ()、切羽面とブームの動きを捉える動画カメラ()、削孔誘導画面を表示するモニター()から構成されています。従来の削孔ガイダンスシステムで必要であった電気式のモーションセンサ類が一切不要のため、振動や粉じん、削孔水による故障も少なく、汎用のドリルジャンボへの後付け設置も容易です。

本システムでは、切羽面をスキャニングし、実切羽の凹凸面を座標として把握した上で、計画発破孔の位置と削孔角度を正確に算出し、モニターに誘導ガイダンスを表示する機能を付加しました。これにより、仮想切羽面での誘導で生じていた操作性の悪さや実切羽面とのズレはなくなり、正確かつ迅速な削孔作業が行えるようになりました。

図版:システム構成

システム構成

図版:誘導あり・なしによる発破進行長と余掘りの違い

誘導あり・なしによる発破進行長と余掘りの違い

改ページ

特長・メリットココがポイント

モニター上に3色の誘導表示

本システムは、3Dスキャナによって得られる実切羽面の凹凸座標から誘導ラインを計算し、リアルタイムにモニターに映し出します。モニターには誘導ラインと3色の誘導マーカーが表示されています。オペレータはその誘導ラインに自身の操作するブームの位置を合わせ、誘導マーカーの示す通りに削孔するだけで、所定の削孔位置・削孔角度、削孔長に削孔することができます。オペレータの技量に頼ることなく確実な削孔が容易に行えます。

図版:モニター上の画面表示

モニター上の画面表示

図版:誘導手順

誘導手順

安定した発破進行長の確保

本システムを導入後、導入前に比べて切羽左右の進行差が減少し、切羽面の凹凸も少なくなりました。また、1発破ごとの進行長も導入前と比較して約25%向上し、安定した発破進行長を確保することができました。また、このシステムを適用した岩手県の唐丹第3トンネル工事では月進270mの日本記録を達成しました。

図版:MOLEs適用前後の発破後切羽面凹凸状況

MOLEs適用前後の発破後切羽面凹凸状況

適用実績

図版:唐丹第3トンネル

国道45号 唐丹第3トンネル

場所:岩手県釜石市唐丹町

竣工年:2018年3月

発注者:国土交通省東北地方整備局

施工延長:トンネル延長L=3,023m 
内空断面積95m2

学会論文発表実績

  • 「差角誘導システムの適用による余堀りの低減効果の検証」,土木学会年次学術,2018年
  • 「汎用型ドリルジャンボに搭載する差角誘導システム(MOLEs)」,建設機械施工,2017年
  • 「発破掘削時の差角誘導システムの開発」,土木学会年次学術,2016年

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