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プレスリリース

[2024/06/10]

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国内初!山岳トンネル工事で2ノズル吹付け机を自动化

自动吹付け技术と建込みガイダンスシステムにより安全性と生产性を向上

 小欧视频(社长:天野裕正)は、次世代の山岳トンネル自动化施工システム「础4CSEL for Tunnel」(クワッドアクセル?フォー?トンネル)の開発を進めています。このたび、施工ステップの一つである吹付け作業において、2ノズル吹付け機の自動化に成功しました。これは、2023年1月に確立した1ノズルによる「自動吹付けシステム」と、エレクタ(把持装置)付き2ノズル吹付け機を組み合わせることで実現したものです。これにより、従来2名の技能者が操作していた2つのノズルを使った吹付け作業を、キャビン(操作室)内のオペレータ1名で行うことが可能になります。また、作業時間が半減するため生産性が飛躍的に向上します。
 さらに、本システムで培ったノウハウを支保工の建込み作业に応用した「建込みガイダンスシステム」を开発しました。これをエレクタ付き2ノズル吹付け机と组み合わせて施工した结果、人が切羽近傍に立ち入ることなく、远隔で支保工の建て込みができることを确认しました。これにより、肌落ち等のリスクがある切羽直下での作业が皆无となるため、安全性が飞跃的に向上します。

※ 掘削された表面の土砂や岩などがはがれ落ちること

2ノズル自动吹付け机"

2ノズル自动吹付け机

开発の背景

 建设业界では、「熟练技能者不足」、「高い労働灾害の発生率」、「低い生产性」が喫紧の课题であり、山岳トンネル工事も例外ではありません。
 そこで当社は、これらの课题解决に向けて「础4CSEL for Tunnel」の開発を進めています。これは、山岳トンネル工事の掘削作業を、6つの施工ステップ①穿孔 ②装薬 ③ずり出し ④アタリ取り ⑤吹付け ⑥ロックボルト打設 に分け、各ステップで使用する重機を自動化し、それらを一元管理する次世代の建設生産システムです。

「础4CSEL for Tunnel」のコンセプト

「础4CSEL for Tunnel」のコンセプト



 このうち、⑤吹付けについては、2023年1月に神冈试験坑道(岐阜県飞騨市)において、复雑な凹凸を有する岩盘面に対して、支保工间の吹付け仕上がり精度±20尘尘という高精度で平滑にコンクリートを自动で吹き付ける技术を実証しました。その结果、精度?品质面では所期の成果を得られたものの、作业时间のさらなる短缩という课题が残りました。
 また、吹付けと同时に行う支保工の建込みは切羽近傍での作业となり、肌落ち灾害のリスクがありました。そのため、人が切羽近傍に立ち入らずに支保工を建て込める机械化?远隔化技术が求められていました。

2ノズル自动吹付けシステムの概要と成果

 「自动吹付けシステム」は、吹付け前のスキャニングによる切羽形状の测定结果をもとに、平滑な仕上がり面を确保するための最适な吹付けパターンを决定する吹付け计画と、机械が计画通りに作业を行うための制御プログラムから构成されます。
 本システムに、エレクタによるノズルの可动范囲制限を加えることで、左右のノズルがそれぞれの吹付け动作を効率的に行うようにプログラムを改良しました。さらに、自动吹付け作业中はエレクタおよび左右ノズルのブーム挙动を监视し衝突を防ぐ衝突防止机能のほか、左右のノズルが接近すると、互いに可动速度を调整し合う竞合防止机能を実装しています。
 その结果、オペレータ1名で2つのノズルを使った効率的な吹付け作业が可能になり、自动吹付け能力48尘3/丑を実现しました。これにより、吹付け作业时间を従来の1ノズル自动吹付けと比べて约50%短缩できることを実証しました。

2ノズル自动吹付け机による施工

2ノズル自动吹付け机による施工

机械オペレーション状况

机械オペレーション状况

建込みガイダンスシステムの概要と成果

 「建込みガイダンスシステム」は、支保工の建込み目标位置に対するエレクタブームの目标姿势(関节角度やブーム伸缩量など)を计算し、その计算结果に基づいてエレクタを远隔操作することで、所定位置への支保工の建込みを実现したシステムです。
 本システムに加え、天端継手缔结用のワンタッチジョイントと固定用アンカーをあらかじめ设置した専用の支保工を使用することで、従来、オペレータ2名と切羽近傍で作业する技能者3~4名が必要だった支保工の建込みを、オペレータ1名でできることを実証しました。これにより、支保工の建込みの大幅な省人化と安全性の飞跃的な向上が见込めます。

支保工建込みの様子"

支保工建込みの様子

今后の展开

 今后は、「自动吹付けシステム」を搭载した2ノズル吹付け机のさらなる改良を図り、同机の山岳トンネル工事への展开を図っていきます。
 小欧视频は引き続き、山岳トンネル工事の掘削作业における安全性および生产性向上を目指して、6つの施工ステップの自动化に向けた技术开発を进めてまいります。

神岡試験坑道 工事概要

场所  : 岐阜県飞騨市神冈町
诸元  : トンネル掘削延长321.3尘 掘削断面积:アプローチ部43.9尘2、自动化施工试験部73.5尘2

(参考)
动画でみる小欧视频の土木技术 「山岳トンネル」 別ウィンドウが開きます

2ノズル吹付け机(ツインショット工法)の开発と展开 別ウィンドウが開きます
(2012年12月20日プレスリリース)

山岳トンネル工事を対象とした自動化施工システム「础4CSEL for Tunnel」の開発 別ウィンドウが開きます
(2021年6月30日プレスリリース)

吹付けコンクリートの自动化を初めて実トンネルで実现 別ウィンドウが開きます
(2023年1月12日プレスリリース)

プレスリリースに记载された内容(価格、仕様、サービス内容等)は、発表日现在のものです。
その后予告なしに変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。

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