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2018年04月25日
地質・構造物の詳細モデルによるCIMをシールドトンネルに適用―正確な地質評価や最適な施工管理で生産性向上に貢献―

当社は、シールド工事を対象としたCIM(Construction Information Modeling/Management)を構築し、神奈川県内で施工中の横浜湘南道路トンネル工事に導入しました。これにより、シールド工事に必要な周辺の地上・地下構造物及び地質情報を一元化することができ、施工計画と施工管理の効率化・高度化及び生産性の向上を図ることが可能となります。

■ 背景
このシールドトンネル工事は大断面であること、また複雑な地質でありかつ計画路線上に多数の既往の施設があり、これらの既設構造物への影響に配慮しながら施工する必要があるため、慎重な施工計画と施工管理が必要とされました。
そこで当社は、高精度な3次元地質モデルが構築可能なソフトを用いて地質や各構造物を詳細にモデル化することで、区間毎の地質変化や構造物との位置関係等を事前に予測・確認するとともに、掘進進捗や各種計測データ等と3次元の地質情報や構造物情報とを対比、監視して、総合的に施工状況を評価するCIMを構築しました(図-1,図-2)。

■シールドトンネルCIMの特長
① 施工計画の最適化
区間毎の複雑な地質変化を予測することができ、地質変化に伴う加泥材等の添加量設定など施工パラメータの検討や排土処理等の最適な施工計画に役立ちます(図-3)。
② 合意形成の迅速化
3次元モデル上で地下構造物とシールド機との干渉の有無や離隔距離、位置関係が確認でき、構造物撤去方法や施工中の影響検討などの把握が容易となり、施工方法に関する協議や合意形成の迅速化に役立ちます(図-4)。
③ 総合的な施工管理
掘進・計測データなどの施工情報と地質情報等との対比が容易にでき、施工状況を総合的に評価して管理することができます(図-5)。

■ 今後の展開
当社は、地質及び周辺環境の構造や様々な施工情報から、総合的に施工状況を評価できるCIMの利点を活かし、他工種への展開かつ一連の建設事業の生産性・安全性の向上に努めてまいります。

 


 

図-1 シールドトンネルCIMの全体構成

 

図-2 シールドトンネルCIMの3次元モデル構成

 

図-3 施工区間毎の地質変化の表示例

 

図- 4橋脚下部とトンネルの干渉確認の表示例

 

図-5 掘進・計測情報による周辺構造物のモニタリング例