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2019年10月25日
国内初 「自動化セントル」、現場導入へ - 覆工コンクリートの施工を完全機械化して省人・省力化 -

当社は、岐阜工業株式会社(社長:宗像国義)と共同で、山岳トンネル工事の覆工コンクリート施工作業を完全機械化した「自動化セントル」を開発し、当社で施工中のトンネル現場に導入します。

■背景
山岳トンネル工事における覆工コンクリートの施工は、セントル(移動式型枠)を所定位置に「据え付け」、次に「コンクリートの打込み」、そして「脱型・移動」を基本作業としています。これらの作業は、通常5、6名ほどの作業員で行われています。しかし、作業員の高齢化や新規入職者の減少などを背景に、作業の機械化が求められています。
また、昨今のトンネルの大断面化や長距離化に伴い、施工を効率化する自動化技術へのニーズも高まっています。すでに、コンクリートの打込み作業では、配管の切替えや締固めといった基本作業への機械化導入も進んでいますが、覆工コンクリートの施工に関わる一連の作業(セントル据え付け、コンクリート打込み、脱型・移動)を全て機械化し、体系的にまとめた施工技術はなく、早期の実用化が望まれていました。

■技術の概要
「自動化セントル」は、覆工コンクリートの施工をアシストする各種装置や機能を搭載しており、セントルを用いた覆工コンクリートの施工作業を完全機械化した自動化施工技術です。従来の人力で行っていた作業を機械化することで、人員の削減や作業時間の短縮につながり、生産性の大幅な向上を期待できます。
本技術における各作業工程での主要な機能は以下のとおりです。
●セントルの自動据付け機能
セントルに付属するジャッキ類の改造および新たな制御システムの導入により、セントル自体の上下・左右・縦断方向の3次元的な微小駆動をミリオーダーで制御可能としました。また、トータルステーションによるトンネル内でのセントル自己位置の把握や独自センサー技術との併用により、セントルを所定位置へ安全に自動で据え付ける機能を搭載しました。これにより、従来は複数の作業員で行っていたセントルの据え付け作業が大幅に省人化されます。
●コンクリート打込み作業の自動化
締固めを不要とする高流動コンクリートを採用し、コンクリートの打込み進行状況に連動して、セントル内のコンクリート配管をあらかじめ指示した箇所に自動で切り替えできる装置を導入しています。これにより、作業員の負担軽減とコンクリート打込み作業の省人化、コンクリートの高品質化を実現します。
●脱型・移動作業の効率化
従来、作業員が人力で行っていたセントルの脱型作業を、ジャッキ操作のみで全て行えるように改造しました。また、移動後に実施する型枠表面の清掃や剥離剤の塗布といった作業も自動装置で行います。

以上、ここに示した機械操作の指示内容や施工中の測定結果などは、全て専用モニター上に集約して表示されるため、職員が現地で作業進行状況を確認しながら、安全で効率的に施工することができます。

■今後の展開
今後は現場での施工性の検証やシステム改良をおこない、完成度を高めるとともに、山岳トンネルの省人化・無人化施工を目指した独自ソリューションの構築を引き続き推進し、山岳トンネル工事の自動化、生産性向上、労働災害の防止等に寄与する技術開発を進めてまいります。