吹付けナビゲーションシステム
吹付けコンクリートの高品質化、省人化施工
概要
山岳トンネルの施工では、切羽無人化による安全性向上、自動化による省人化が求められています。吹付ナビゲーションシステムは、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搭載した遠隔で吹付け可能なシステムです。
なお、本システムは、戸田建設（株）、清水建設（株）、西松建設（株）、前田建設工業（株）、エフティーによる共同開発です。
メリット
- ミリ波レーダーは、降雨時や粉塵環境、夜間でも測定可能で、車両の障害物検知等にも用いられています。本システムは、このミリ波レーダーの電波透過性を活用することで、吹付中のノズル周辺において、吹付面までの距離のリアルタイム測定が可能になりました。
- エレクター付き吹付機には、PLC制御を採用することにより、スムーズな制御稼働を可能にしました。
- モーションキャプチャカメラは、吹付中のノズル位置計測に応用することが可能となりました。
特徴
①生コンクリートを吹付けている吹付面までの距離を正確にリアルタイムで測定できるミリ波レーダ技術、②ミリ波レーダの座標位置を正確に測量するモーションキャプチャ技術、③生コンクリートを噴出吹付するノズルを稼働制御する技術、および④山岳トンネル施工坑内での機械測位システム技術の組み合わせにより構成されています。これらにより、構築されるトンネルの基線の座標系に合わせた、吹付コンクリート出来形のタブレット等へのリアルタイム可視化が可能となり、施工操作と出来形のリアルタイム・デジタル管理が可能となりました。
関連リリース
論文
- 山岳トンネル吹付けロボットのリアルタイム厚さ測定システムの開発、土木学会第76回年次学術講演会、2021
- 山岳トンネルコンクリート吹付けの遠隔操作システムの開発、土木学会第77回年次学術講演会、2022
- 山岳トンネルにおけるコンクリート吹付けナビゲーションシステムの開発、土木学会第78回年次学術講演会、2023
- 山岳トンネルにおけるコンクリート吹付け自動化を見据えた厚さ測定の検証、土木学会第79回年次学術講演会、2024
- 山岳トンネルにおける吹付けロボットのノズル誘導制御を用いた自動化技術、土木学会第80回年次学術講演会、2025
特許・認定・認証
- 特許第7032733号：トンネルの吹付け制御方法（2022年3月1日登録）
- 特許第7572675号：建設機械の運転装置及び運転方法（2024年10月16日登録）
- 特許第7737109号：距離計測器を備えた吹付けノズル装置（2025年9月2日登録）
- 令和８年度日本建設機械施工大賞 大賞部門「優秀賞」受賞
- 2026年度「エンジニアリング功労者賞・奨励特別賞」受賞