お客さまのために お客さまから信頼される技術の追求

お客さまに安心・安全を提供する新しい技術の開発を行っています。

センサ技術とIOTを活用した「作業者安全モニタリングシステム」
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当社は、(株)村田製作所及び豊橋技術科学大学と共同で、ヘルメット取り付け型センサデバイスにより健康状態を遠隔地からでも把握できる、「作業者安全モニタリングシステム」を開発し、2019年6月より外販を開始しました。熱ストレス※1という独自の指標を介して、作業者の健康状態をモニタリングします。
また、個人の携帯端末等を経由せずに専用の通信回線(サブGHz帯)を使用するため、セキュリティ性の求められる施工現場へ適応できます。稼働時間に関しては、一度の充電で1か月程度連続使用が可能です。
当社は、従来は個人の主観に頼っていた作業者の健康状態を『見える化』することによって、より安心して働ける環境を目指します。

作業所モニタリングシステム構成
ヘルメット取り付け型センサデバイス
  • ※1脈拍、活動量、温度、湿度などを計測して、総合的に判断する本システム独自のパラメータ。疾病の診断や予防、予知を行うものではありません。
作業員を見守る「位置・バイタル管理システム」
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当社は、建設現場内での作業員や高所作業車など資機材の位置、作業員のバイタル情報を、離れた現場事務所から把握できる「位置・バイタル管理システム」を共同開発し、運用しています。
無線を発信する腕時計型の位置・バイタルセンサーを作業員が装着することで、地下空間や屋内であっても、現場内のどこで誰が作業をしているのか、現場事務所内のPCやタブレット端末を用いて把握することが出来ます。高所作業車などの資機材についても、無線を発信する資機材用タグを装着することで、同様に位置を把握することが出来ます。
また、腕時計型の位置・バイタルセンサーには、加速度センサー、体表面温度センサー、パルスセンサーが内蔵されており、それらの情報も現場事務所にて把握することが出来ます。これにより、作業員の熱中症や転倒事故などの異常を早期に発見することが出来ます。
当社は、位置・バイタル管理システムの運用により、より安全な建築現場の実現を目指していきます。

位置・バイタル管理システムの運用イメージ
システム操作画面
現場コミュニケーション支援アプリ「AQuick」
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当社は現場コミュニケーション支援アプリ「AQuick(エークイック)」を共同開発し、運用しています。
「AQuick」はiOS・Android端末を用いて、業務指示や情報を共有することができる現場コミュニケーション支援アプリです。情報共有したい内容を、音声やテキスト、写真などを用いて、簡単に相手に送信することができます。また、グループチャット機能を兼ね備えています。送信内容はExcelやCSV形式に出力可能で、任意の報告書作成に役立てることができます。これらのデータはサーバに蓄積され、随時必要な情報を取り出すことができます。
「AQuick」は全国の建設作業所で活用され、業務効率化・生産性向上に寄与しています。

AQuick操作画面
物流施設に最適な構造システム
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物流施設(配送センター、事業用倉庫等)では、大量の荷物の重量に耐える構造であると同時に、フロア全体の柱の数を減らして使い勝手の向上を図る必要があります。当社では、柱に鉄筋コンクリート造、梁に鉄骨造を用いた混合構造(TO-RCS 工法)によりニーズへの対応を図ります。さらに、杭頭接合工法 (TO-SPCap 工法※1)による杭の耐震性能の向上、ダブルビーム工法※2による基礎構造の合理化など、最適な構造システムを確立しています。

  • ※1戸田式鋼板補強型杭頭接合工法TO-SPCap:杭頭鋼管に角形鋼板を取付け梁主筋との干渉を解消し、杭の耐震性能と施工性の改善を図る工法。
  • ※2戸田式ダブルビーム工法:格子状に2本ずつ組んだ基礎梁(格子状ダブルビーム)と柱回り部の塊り状の基礎(マットスラブ)を一体化した、建築物基礎の構造・工法。
概念図
超高層RC造におけるコンクリート打設方法の合理化
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超高層集合住宅等において高強度のコンクリートを使用する場合、大梁をハーフPCa化(梁の上部の部分を除いてプレキャストコンクリートとすること)により構築します。通常、梁上部に現場で打設するコンクリートはPCa部と同等の強度とし、床のコンクリートとは仕切りを設けて別々に打設します。
当社では、PCa部と上部の打設コンクリートを異なる強度としても、梁の耐力を合理的に評価できるよう研究開発を行いました(フュージョンビーム工法※1)。
これにより、梁上部と床のコンクリートを同時に打設することでき、躯体工事の省力化と工期短縮が可能となりました。

  • ※1フュージョンビーム(Fusion Beam)工法〈強度打ち分けプレキャストRC梁工法〉:(一財)日本建築総合試験所の建築技術性能証明を取得済。
プレキャスト鉄筋コンクリート梁の施工状況

本工法と従来工法の比較

本工法
  • メリット
    • スラブと梁上部のコンクリートを同時に施工可能
    • 梁の強度を断面の比率に合せて合理的に評価
従来工法
  • メリット
    • 梁の強度の評価が明確である
  • デメリット
    • 止め型枠の施工に余分な工程が必要
高速施工による工期短縮や環境負荷低減を実現する地中連続壁工法「AWARD-Para工法」
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当社は、早稲田大学と気泡工法研究会プロジェクトチーム(前田建設工業株式会社、西松建設株式会社、太洋基礎工業株式会社、株式会社地域地盤環境研究所、有限会社マグマ)と共同で、気泡を用いた急速ソイルセメント地中連続壁工法「AWARD-Para工法」を開発しました。
本工法では従来の施工工程を分離して並行作業を可能とすることで、一日あたりの施工量を大幅に増大させ、工期短縮を達成します。また気泡掘削工法の特徴を活かして固化材料・排泥土量を削減することによって、環境負荷と施工費の双方の低減を実現します。

AWARD-Para工法並行作業イメージ
施工状況
固化工程専用機
従来工法との工程比較
生産性と作業環境の向上を目指す「ICTコンクリート吹付けロボット」
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当社は、清水建設、西松建設、前田建設工業らと共同で、ICT 制御による山岳トンネルの自動吹付けロボットの開発に着手し、その要素技術の1つであるミリ波レーダー技術による吹付け面の出来形リアルタイム測定装置を開発しました。
当装置によりリアルタイムで吹付け壁面の出来形を遠隔モニターで確認出来る為、切羽近傍での危険作業を減らすことが出来ます。また得られるデジタルデータから吹付け面とのノズル距離、角度を正確に制御できるので、コンクリートの壁面付着率を向上させることができます。

実証実験状況
AR技術で作業所の安全確保と省力化を実現「建機AR」
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当社は、タブレット端末上で建機の3次元(3D)モデルと実際の建築工事現場の映像を重ね合わせて表示できるシステム「建機AR」を開発しました。
本システムは、タブレット端末上で表示させたい建機の3Dモデルを選択し、簡単な操作で実際の建設現場の映像と実物大のモデルを合成して表示することが出来ます。さらには実際の建機の性能を反映することが出来るため、吊荷の許容荷重や所定荷重に応じた適切な作業半径など、建機使用時の安全の確認に利用できます。

3Dモデル(高所作業車)設置前後のイメージ(左:設置前、右:設置後)
稼働状況に応じた吊荷の許容荷重の表示例
吊荷と地盤面との境界表示例
広い梁下空間を確保して開放的な空間を実現「鉄筋コンクリート扁平梁工法」
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当社は、高層建築物に用いられる高強度の鉄筋やコンクリートを組み合わせるとともに、梁の断面を横長(扁平梁)とすることで、従来よりも床から梁下までの高さを増すことのできる「鉄筋コンクリート扁平梁工法」を開発しました。
広い梁下空間を確保することで、天井裏の設備計画や施工が容易になるとともに、建築計画の自由度が向上し、開放的な空間を実現します。

梁下空間のイメージ比較
工事進捗に合わせて堅牢な無線通信環境を簡単に構築「ウェーブガイドLANシステム」
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当社は、建築現場において、工事進捗に合わせて無線通信環境を簡単に構築できる「ウェーブガイドLANシステム」を開発しました。
本システムは、単管パイプと電波を放射するアンテナユニットを接続して高さ方向に敷設し、アンテナユニットを通じて各フロアへ電波を放射することで、LANケーブルを敷設することなく建物内に堅牢で快適な通信環境を構築することを可能にするものです。簡単に敷設・解体することができ地下階や高層階にも対応可能で、断線の心配がないため、建設作業現場への導入に最適です。

本システムの全体イメージ
単管パイプを利用したウェーブガイドLANシステム概要
寒冷地における吹付けコンクリートに独自の温度管理手法を適用
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当社は、名岐エンジニアリングと共同で、冬期の山岳トンネルにおいて、吹付けコンクリートの独自の温度管理手法を適用し、品質確保とコスト削減を実現しました。
本手法は、練混ぜ水などのコンクリートに使用する材料、およびコンクリートの製造に用いる機器を所定の温度まで、独自の手法により加温するものです。特に寒冷地において、急結剤の大量添加による長期強度発現への影響を抑制し、より品質の高いコンクリートを提供することができます。

現場内のコンクリート製造設備
吹付けコンクリート施工状況
本手法によるコンクリート温度の改善結果
シールド工事における地表面沈下を抑制「掘進停止時裏込め圧保持システム」
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当社は日本シビックコンサルタント、タックと共同で、シールド掘進停止時の地盤沈下を抑制することを目的として「掘削停止時裏込め圧保持システム」を開発しました。
本システムは、シールド工法において、掘進停止時の裏込め注入材の圧力を保持することで、地山の緩みを抑制する技術です。加圧保持装置と同時裏込め注入管から構成されており、シールド掘進停止時にも余堀り部への連続した裏込め注入を可能としました。これにより、裏込め注入材が十分な強度を発現するまでの間も裏込め層が保持され、地盤の沈下や周辺構造物への影響を最小限に抑えることができます。

トンネル発破時の低周波騒音を低減する新発想の防音扉「剛性付加式防音扉」を開発
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当社は、山岳トンネル工事の発破騒音を軽減する剛性付加式防音扉を開発しました。一般に、防音扉は重くするほど遮音性能が向上することが知られていますが、発破騒音に含まれる20Hz以下の低周波数の騒音に対してはほとんど効果が期待できません。本技術は防音扉の剛性、すなわち、変形のしにくさを高めることで、低周波の遮音性能を幅広い帯域において向上させるものです(図1参照)。防音扉自体に補強を加える手法であるため、トンネル内外部のスペースの有効活用が可能で、さらに、防音扉の重量化が不要なため、コンクリートの吹付や充填等の余分な手間とコストが不要といった利点も有します。


単純な壁体の遮音性能は1次共振周波数において最小となり、それより高い周波数領域では周波数が高くなるほど増大する(質量則)一方、1次共振周波数より低い領域では周波数が低くなるほど増すこと(剛性則)が知られている。一般的な防音扉は1次共振周波数が数Hzとなるため、低周波数帯域において高い遮音性能を得ることが困難であり、また、防音扉を重くしても低周波数帯域では効果が得られない。

図1 本技術による低周波帯域の遮音性能向上のイメージ
写真1 山岳トンネルの坑口に設置された新発想の「剛性付加式防音扉」
急曲線対応型自動レール移動システム「Rail Walker System」
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山岳トンネル工事では、作業台車や覆工コンクリート用セントルの移動のため、走行用レールの移動作業が必要となります。従来、レールの移動作業は建設機械と複数の作業員が混合で作業していました。この作業は接触災害などのリスクを伴う上、煩雑な作業のため多くの作業員と時間を要していました。
当社は、このレール移動を自動化したシステム「Rail Walker System」を開発しました。本システムは、作業台車等に設置した特殊装置を1名の作業員がコントローラーにより操作することで、走行用レールをトンネル線形に合わせながら前方に進めていくシステムです。また、本システムは曲率R=300m程度までの急曲線にも対応可能で、システムを使用した当社トンネル現場(最小曲率R=350)では、従来の移動作業に比べ、作業人員を75%削減、作業時間を84%短縮しました。

Rail Walker System全体図(作業台車での採用例)
Rail Walker Systemの6つの特殊装置
従来のレール移動方法のイメージ図
従来のレールの移動状況
トンネル工事の品質向上と作業環境改善「E-WALK(イーウォーク)ミスト工法」
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当社は(株)マシノ、有光工業(株)と共同で、トンネル覆工コンクリートの湿潤養生とトンネル坑内の浮遊粉じん除去を同時に行うことができる「E-WALKミスト工法」を開発しました。
本工法では、トンネル坑内に自動で往復走行する移動架台を設置し、架台上部に設置した噴霧ノズルを180度回転させながらミストを噴霧することで、トンネル覆工コンクリートの湿潤養生と浮遊粉じんの除去を効率的に行うことができます。
本工法の適用により、覆工コンクリート表面の相対湿度を95%RH(RH:相対湿度)以上確保することができ、乾燥によるひび割れ発生を抑制することができます。また、本工法を適用したトンネル現場では、坑内の粉じん濃度を無対策の場合と比較して、50%程度低減できることを確認しました。
当社は本工法をトンネル工事に積極的に適用し、トンネル覆工コンクリートの品質向上と作業環境の整備に努めます。

トンネル切羽評価の信頼性および切羽観察中の安全性向上「T-Face AI:ティー・フェイス・アイ」
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当社は、山岳トンネル(NATM工法)の切羽評価に使用する『AI切羽評価支援システム:T-Face AI:ティー・フェイス・アイ※1』を開発し、高速道路トンネル工事で試行的に運用を始めています。現場では、事務所で切羽画像データを人工知能(AI)が評価し、支保パターンを決定する際の参考データとして活用します。
山岳トンネルでは、掘削を安全かつ合理的に行うために、掘削の進行に合わせて技術者が切羽観察を行います。この切羽観察は、前方の地山状況の予測や支保パターンの妥当性を評価する重要な日常管理業務です。しかし、技術者の技量への依存が大きく、切羽評価点にバラツキが生じやすいという問題があります。また、掘削後速やかに吹付けコンクリート等の支保工を設置してトンネルを安定化させる必要があることや、肌落ち事故等の防止の観点から、十分な観察時間の確保が難しいのが実情です。これらの問題を解決するために、AIを用いた切羽評価支援システムの開発に着手しました。
本システムの特徴のひとつは、現場での実用性を考慮した、シンプルで扱いやすい操作画面です。学習を行う際は、学習させたいデータ(不要箇所を削除した切羽写真と切羽評価点のセット)と学習回数を指定し、学習開始ボタンを押すだけです。判定を行う際は、使用するAIモデルと切羽写真を選択し、予測開始ボタンを押すだけです。
今後は多様な地質の現場で当システムを運用し、実用性を高めていく考えです。
※1:「ティー」はToda(戸田)とTunnel(トンネル)、「フェイス」はFace(切羽)、「アイ」は切羽を観察する目(目=Eye)とAIを意味している

「T-Face AI」のパソコン操作画面(判定システム)
システム内蔵パソコン
トンネル工事の煩瑣な測量業務を統合管理する自動測量システム「セントルEye」
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当社は、トンネルの覆工コンクリート施工において、セントル型枠※1(以下、セントル)のセット作業・打設中の挙動監視・出来形管理等の一連の工程を統合管理するシステム「セントルEye」を開発し、当社トンネル工事にて有効性を確認しました。
本システムは、セントルに設置した複数の光学ミラー(プリズム)をトータルステーション※2によって自動追尾測量し、リアルタイムにセントルの位置情報を取得して、タブレット端末でモニタリングするものです。従来、時間と手間を要していたセントル設置時の測量・打設中の挙動監視・覆工内空出来形測量までの一連の測量作業を本システムにより連続して実施することで、トンネル覆工作業の統合的な管理を実現でき、覆工作業の省力化、効率化と共に、コンクリート打設速度の的確な調整等による品質向上を図ることができます。
また、特別な装置・設備が不必要で、どのトンネルでも保有しているトータルステーションのみで適用できるため、施工途中のトンネルにもすぐに採用が可能であり、高い簡便性と共に、安価に適用でき経済的です。

  • ※1覆工コンクリート用のアーチ状の型枠(一般的にL=10.5m)
  • ※2距離を測る光波測距儀と、角度を測るトランシットを組み合わせた測量機器
セントルEyeのイメージ図(3つの業務を統合管理)
【ラップ側の出来形表示モード】
【セントル位置誘導モード】
【覆工打設時変位計測モード】
【覆工出来形計測モード】

タブレット端末による各モードにおけるモニター表示(測量業務に応じ多様なモードに切り替え)

道路橋の大規模更新工事の工期短縮を実現
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当社は、道路橋の床版取替工事における「モルタル充填形式による新たなPC床版継手構造」の開発を進めています。
従来の床版継手構造であるループ継手は、継手部の鉄筋の組立や間詰コンクリート打設等にかかる時間と、労務コストの削減が求められています。本継手構造は、凹型金物と凸型金物をかみ合わせる構造とすることで、凸型金物を埋設した後行床版を鉛直に吊り降ろして先行床版の凹型金物に挿入し、間詰部にモルタルを充填することで一体化させます。凹型金物と凸型金物をかみ合わせる構造とすることで、橋軸直角方向鉄筋が不要となり、鉄筋の組立作業を省略できます。また、凸型金物の突出長を100mm以下としたことで、プレキャスト床版1枚あたりのコンクリート幅の拡大化できます。
これらから、1日あたりに進められる施工距離をより延ばすことが可能となり、工期の短縮、そして通行止め期間の短縮を実現します。

  • ループ継手とは、隣り合うPC板の突出部を突き合わせ、ラップしたループ鉄筋に主鉄筋を組んで間詰めコンクリートを打設する接続構造。
コンクリートの充填状況・締固め程度を可視化するシート状センサ「ジュウテンミエルカ®
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当社とムネカタインダストリアルマシナリー(株)は、山岳トンネルにおける覆工コンクリートの充填状況・締固め程度を可視化するシート状センサとして共同開発した「ジュウテンミエルカ®」の機能を拡充し、その利便性などをさらに向上させました。クラウド連携による検知結果のリアルタイム共有化により作業効率を高めたほか、ピンポイントタイプのセンサ(幅・長さとも約30mm、検知部1箇所)、複数のセンサを1台のデータレコーダーで一元管理するためのハブ(検知部11箇所まで)を開発し、一般のコンクリート構造物へも広く適用可能としました。覆工コンクリート用(充填・締固め検知併用、検知部11箇所)は既に一般販売を開始しており、ピンポイントタイプについても順次一般販売を開始します。

覆工コンクリート天端部への適用例
クラウド連携による検知結果のリアルタイム共有化
現場打ち擁壁への適用例
特殊混和剤を用いたトンネル吹付けコンクリートの粉じん低減技術
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当社は、山岳トンネルNATM工法における吹付けコンクリートの練混ぜ時に増粘剤含有混和剤(特殊混和剤)をコンクリートに添加することで、吹付けコンクリートのはね返り(リバウンド)量低減・粉じん低減・強度向上が図られる技術を開発し、トンネル工事に適用してきました。
本工法は、コンクリート製造時に特殊混和剤を添加することで、吹付けコンクリートの粘性を増大させ、吹付け時のリバウンド量低減と吹付け時に発生する粉じん量を低減することができます。また、特殊混和剤の減水効果により、コンクリート中の単位水量が削減できるため、コンクリートの強度を高められる効果も有しています。
本工法の適用によりリバウンド率が低減でき、標準配合に比べて粉じん濃度※1を3割程度低減できることを確認しています。
当社は本工法をトンネル工事に積極的に適用し、吹付けコンクリートの品質向上と作業環境の整備に努めます。

  • ※1粉じん濃度の測定は、「新版 ずり道等建設工事における換気技術指針」の測定要領に準拠しています。
トンネル掘削場所を吹付け
リバウンド率
粉じん濃度測定結果
粉じん測定実施状況
  • SCIENCE BASED TARGETS DRIVING AMBITIOUS CORPORATE CLIMATE ACTION
  • ECO FIRST
  • BOSS IKUBOSS AWARD 2016