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 山岳トンネル工事の全自動化を実現するため、鹿島は自社で実証実験としてトンネルを掘る異例の決断を下したことが、日経クロステックの取材で分かった。その規模は長さ321.3m、断面積43.9~73.5m2。自動車が通れるような実物大のトンネルだ。

 岐阜県飛騨市内で神岡鉱業(同市)の協力を受けて、2021年10月に着手する。自動化重機を駆使し、社員が中心となって作業を進める。予定期間は2年間だ。

 ダム工事などの自動化にめどを付けた鹿島が、次の自動化施工の現場として選んだのは山岳トンネルだ。穿孔(削孔)、装薬、ずり出し、アタリ取り、コンクリート吹き付け、ロックボルト打設──の6工種全ての自動化を目指す。

「A4CSEL for Tunnel(クワッドアクセル・フォー・トンネル)」の概要。6工種の自動化を進め、山岳トンネル工事の生産性を高める(資料:鹿島)
「A4CSEL for Tunnel(クワッドアクセル・フォー・トンネル)」の概要。6工種の自動化を進め、山岳トンネル工事の生産性を高める(資料:鹿島)
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 鹿島は山岳トンネルの自動化に取り組むうえで、余掘りをなくすことこそが生産性を高める鍵だとみる。トンネルの断面積は設計値を下回ってはならないので、大きめに掘削しがちだ。その分、施工に要する時間が増え、余分な材料や残土処理などが必要になる。

 余掘りを最小化するために重要なのは、爆薬を入れる位置を決める削孔計画だ。そこで、今回の実証実験では、模擬トンネルでは不可能だった発破の実験・検証を通じて独自の削孔計画を確立し、自動削孔などの技術を高める。

 削孔には4ブームフルオートコンピュータージャンボを用いる他、これまで開発を進めてきたコンクリートの吹き付けやホイールローダーの自動化技術も順次、導入する。ロックボルトの打設など既に機械化している作業は、その自動化を目指す。データを活用して効率よく施工を進められる人材の育成にも取り組む。

 鹿島は、18年に日本建設機械施工協会の施工技術総合研究所(静岡県富士市)内に実物大の模擬トンネルを設置。試験施工を繰り返して、自動化技術の検証を実施してきた。