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シールド工事の曲線施工部に対応する遠隔測量システム『FRSⅢ』を開発

 株式会社フジタ(本社:東京都渋谷区、社長:原田敬三)は、シールド工事の測量作業において、画像認識により測量器自身が自己位置を算出して測量を行う、自走式の遠隔測量システム「FRSⅢ」※1を開発しました(特許出願中)。同システムは、特に曲線施工部での坑内測量作業を大幅に省力化すると共に、シールドマシンの挙動解析やセグメントの出来形測量も可能としました。
 今回、横浜市下水道局発注の栄処理区東俣野幸浦線(第4工区)下水道整備工事(その3)に適用し、その有効性・高精度を確認しました。

 近年のシールド工事は、自動掘進やセグメント自動搬送等の自動化がめざましく、作業の省力化が図られています。しかし、計画された路線どおりに施工が進んでいるかを日常管理する測量作業は、多くの場合、職員が二人一組で、坑内作業の休憩中や交替時の限られた時間に行っており、担当者には大きな負担となっていました。これを踏まえ、各ゼネコンや測量器メーカーを中心に自動測量システムが開発、実用化されています。しかし、多くのシステムは坑内に測量器を固定するため、他の作業に支障をきたすことや、曲線施工部で測量器の頻繁な盛り替え(移設)が生じるなどの課題がありました。
 当社では1996年に遠隔測量システム「FRS」を開発し、各種シールド工事に適用しながら改良を行ってきました。今回開発した遠隔測量システム「FRSⅢ」は、測量器に設置した位置出しカメラにより測量用基準点(以下、ダボ点と表記)を画像認識し、測量器自身の位置を算出します。これにより、測量時にのみ、測量器を搭載した測量台車をダボ点まで自走させて測量を行うことを可能とし、一連の作業すべてを作業所事務所から遠隔操作することにより、大幅な省力化と従来システムの課題解決を実現しました。

 本システムによる測量の手順と特長は以下のとおりです。

 

【測量の手順】
 シールドマシン近くに配備した格納台車より、測量台車を本線レール上に設置
測量台車をダボ点付近まで移動
ダボ点を画像認識することにより測量器の自己位置を算出
後視点を視準後、シールドマシン内の計測点を測量
計測データを用い、シールドマシンの挙動解析を行う
測量台車を、格納台車まで走行させ格納する
 
【本システムの特長】
1) 画像認識による自己位置算出方式の採用
測量器の自己位置は、ダボ点を画像認識して算出します。
ダボ点は、通常の測量作業と同じものを使用できます。
2) 自走式の測量台車による測量
測量台車は測量時のみ本線レール上にセットされるため、他の作業の邪魔になりません。
測量台車を遠隔操作で走行させるため、従来システムで必要な測量器の盛り替え作業が不要になり、特に曲線施工の現場において省力化が図れます。
3) 遠隔操作による測量作業
人が測量を行う場合の約1/8に省力化できます。
(人:坑内で2人×約1時間※2 ⇒ 本システム:事務所で1人×約15分)
ネットワークの使用で作業所事務所外からの遠隔操作も可能です。
操作が容易なため、測量未経験者でも取り扱いができます。
4) 高精度なデータを有効活用
測量精度は、誤差±10mm以内です。
シールドマシン内の複数の計測点を測量することで、マシン本体のピッチングやローリング、方位角等が計算でき、シールドマシンの挙動解析が可能となります。
専用の測量治具を使用することで、セグメントの出来形測量も可能となります。

 本システムは、小口径から大口径までのほとんどのシールドトンネルや、山岳トンネルに使用されるTBMなどの機械掘削工法にも適用可能です。
 今後は、急曲線施工等の施工実績を積み重ね、システムの改良を行い、商品化を図っていきます。

 

 
※1 「FRSⅢ」はFujita Remote control Surveying systemⅢの略称
※2 入坑から測量、データ解析までの平均的な所要時間

 
    遠隔測量システム「FRSⅢ」測量台車
 


 
    測量台車を格納台車からレール上にセット

 


 
        遠隔測量システム「FRSⅢ」の概要

この件に関するお問い合わせ
株式会社 フジタ
広報部
Tel.03-3402-1911
Fax.03-3796-2346
e-mail.info@fujita.co.jp

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