穿孔作業の集中管理システムを実現場に適用
－「山岳トンネル統合型掘削管理システム（i-NATM®）」の開発－

安藤ハザマ（本社：東京都港区、社長：福富正人）は、ICTにより山岳トンネル工事の生産性、安全性を大幅に高める取り組みとして「山岳トンネル統合型掘削管理システム（i-NATM®）」の開発を推進しています。 その一環として、中央制御室で施工データを集約、分析し、評価結果をもとに中央制御室から穿孔作業を遠隔操作するシステム（穿孔作業の集中管理システム）を開発しました（注1）。 この度、本システムを国土交通省中国地方整備局発注の玉島笠岡道路六条院トンネル工事（注2）に適用し、その効果を確認しています。

1．穿孔作業の集中管理システムの特長

本システムは、マシンガイダンス機能付きドリルジャンボを活用して取得した施工データを分析し、発破の改善サイクル（図1）を実践することで、発破作業の効率化を図ります。 トンネル坑内に設置した中央制御室に装薬孔の穿孔位置や掘削出来形、地質情報などの施工データを集約し、これらのデータをもとに地山状況に応じた最適発破パターンの修正を行います。 中央制御室からマシンガイダンス機能付きドリルジャンボを遠隔操作し、修正した発破パターンに忠実な穿孔を行うことで、施工データを確実にフィードバックした発破作業を実現します（図2）。 中央制御室は、発破の影響を考慮して、切羽後方約200mの位置に配置します（写真1）。中央制御室は防じん仕様とし、クリーンな作業環境を確保しました（写真2）。

2．運用効果の検証

六条院トンネルでは、掘削区間の全線で硬質な花崗岩の出現が想定されており、発破作業の効率化が大きな課題となっています。 本システムを用いて、発破の改善サイクルを繰り返し行うことで発破作業を効率化し、工事全体の生産性向上を図っています（写真3）。 これまで、発破パターンの修正には多くの労力と時間が必要でしたが、本システムにより、取得した施工データにもとづいて迅速に発破パターンを修正することが可能になりました。
また、発破パターンを最適化することによる余掘り量や火薬量の低減効果も確認できました。 さらに、穿孔作業中、切羽近傍での作業がなくなることで安全性が向上するとともに、従来の粉じんや騒音、高温環境下から隔離されたことで作業環境の大幅な改善を実現しました。

3．今後の展開

今回の穿孔作業の遠隔化は、山岳トンネルの自動施工に向けた第一段階の取り組みであり、六条院トンネルでの運用では、カメラや通信設備などの性能を確認し、遠隔作業による施工性や安全性向上に関する様々な評価を行っています。 引き続き六条院トンネルで運用を行い、効果の検証を進めていきます。
今回の開発成果をもとに、装薬作業やロックボルト打設といったその他の作業の遠隔化、自動化技術の開発を推進し、将来的には、山岳トンネル施工を中央制御室から一元管理することで生産性、安全性向上を目指していきます。

図1： 発破の改善サイクル

写真1： 中央制御室

図2: 穿孔作業の集中管理システム

写真2: 中央制御室内

写真3: 六条院トンネルでの運用