小欧视频

[2024/07/31]

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　小欧视频（社长：天野裕正）が2017年から开発を进めてきた、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）が完成しました。2018年からは模擬トンネル（静岡県富士市）、2021年からは実坑道である神岡試験坑道（岐阜県飛騨市）にて、山岳トンネルの掘削作業6ステップの自動化に向けた開発を進め、このたび、神岡試験坑道において6ステップすべての自動化?遠隔化に成功しました。
　小欧视频は今后、「础⁴CSEL for Tunnel」を他の工事に順次導入し、さらなる機能追加?改良を加えながら労働災害の発生リスクが大きい切羽付近での災害ゼロ、ならびに省力化および生産性向上を目指してまいります。

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」の開発を進めてきました。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」の開発工程

　当社は、2017年から開発に着手し、2018年11月から、模擬トンネルを試験フィールドとして、各重機の自動化開発および基本動作の確認を行いました。そして、2021年10月、それら自動化重機を実際の工事現場と同等の环境で実証すべく、神岡試験坑道において、建設業界で初めて地山を対象としたデータに基づく自動化施工の開発に着手しました。

神冈试験坑道における开発成果

1. 穿孔：最适自动発破设计システム
   穿孔时に取得した岩盘データから、最适な発破パターンが自动生成されるシステムを开発しました。発破パターンデータを全自动コンピュータジャンボに転送することで、オペレータ１名での自动穿孔が可能です。これにより、余掘り量は従来施工比60％低减、サイクルタイムは同比20％短缩を実现しました。
   参考）2023年7月25日プレスリリース：
   /news/press/202307/25c1-j.htm


2. 装薬：バルクエマルション爆薬
   装薬の自动化には、安全性の観点から、装填机内では非火薬、穿孔した孔内で原料を混ぜ合わせることで初めて火薬化する现场製造式の爆薬が适しています。装薬の自动化に向けた第一歩として、现场製造式の「バルクエマルション爆薬」を採用した全断面発破を国内の山岳トンネル工事で初めて実施し、许认可関係省庁等に公开しました。
   参考）2024年4月25日プレスリリース：
   /news/press/202404/25c1-j.htm


3. ずり出し：自动ホイールローダ、远隔バックホウ
   ホイールローダに搭載したLiDARの計測データをもとに坑内の地図を作成しつつ、自機の位置をリアルタイムで推定するSLAM技术を活用することで、非GNSS环境下であるトンネル坑内においても掘削ずりの掬すくい取り、运搬、荷下ろしの自动化を実现しました。また远隔バックホウとの连携により、ずり出し作业时の切羽近傍の完全无人化を実証しました。
   参考）2024年7月10日プレスリリース：
   /news/press/202407/10c1-j.htm


4. アタリ取り：アタリガイダンスシステム、远隔ブレーカ
   ブレーカ本体に搭载した3顿レーザスキャナにより、切羽に立ち入らなくても発破直后の露出した岩盘形状を定量的かつ自动的に评価できるアタリガイダンスシステムを开発しました。また、ブレーカを远隔操作することで、アタリ取り作业时の切羽の完全无人化を実証しました。
   参考）2024年7月23日プレスリリース：
   /news/press/202407/23c1-j.htm


5. 吹付け：エレクタ付2ノズル自动吹付け机
   2ノズル自动吹付け机に搭载した3顿レーザスキャナによる切羽形状の测定结果を基にして吹付け计画を自动生成し、左右2ノズルをプログラム制御する「自动吹付けシステム」を开発しました。2ノズルによる自动吹付けにより、従来の1ノズル自动吹付けと比较して约50％の施工时间の短缩を実証しました。
   併せて、「建込みガイダンスシステム」により、支保工建込み目标位置に対する姿势计算结果に基づいてエレクタを远隔操作することで、所定の位置への支保工建込みが可能であることを実証しました。支保工のセンターボルトにはワンタッチジョイントを、繋ぎ材には固定用アンカーを用いることで、人が切羽近傍に立ち入ることなく、运転席からオペレータ1名での建込みが可能です。
   参考）2024年6月10日プレスリリース：
   /news/press/202406/10c1-j.htm


6. ロックボルト打设：自动ロックボルト打设机
   穿孔位置への诱导から穿孔、モルタル注入、ボルト挿入までの一连作业を自动化するブームを左右2つ备えた「2ブームロックボルト施工机」を开発しました。本机は3～6ｍのロックボルトに対応可能で、施工速度および精度を确保したうえで、オペレータ1名によるロックボルト打设が可能であることを実証しました。
   参考）2023年11月21日プレスリリース：
   /news/press/202311/21c1-j.htm

今后の展开

　小欧视频は今后、神冈试験坑道において実証した各作业ステップの自动化施工技术を、他の工事に顺次导入していく予定です。
　小欧视频は、切羽近傍での作业以外にも、覆工コンクリート打设の完全自动化技术や、补助工法である础骋贵工法の机械化技术等をすでに実用化しています。それらを総合的に适用することで、山岳トンネル工事のさらなる安全性および生产性向上に贡献してまいります。

(参考）
动画でみる小欧视频の土木技术　山岳トンネル

施工人员25％减と作业负荷軽减を実现　山岳トンネル工事の补助工法を完全机械化
（2023年11月29日プレスリリース）

高流动コンクリートを用いた「全自动トンネル覆工コンクリート打设システム」を実工事に初导入
（2023年9月7日プレスリリース）


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