最先端技術

i-Constructionの取り組み

国土交通省は、少子高齢化社会を迎え、とりわけ技能労働者の高齢化が進んでいる建設産業において、従前からの労働力不足が一層ひっ迫する見込みであることから、ICT技術の活用により建設現場の生産性の飛躍的な向上を図り、省力化を強力に推進する目的で、測量・設計から施工・検査、維持管理・更新までのすべてのプロセスをICT技術により統合的にデータ管理するi-Construction(略称i-Con)を提唱し、その普及・活用を推進しています。
草野作工では、施工の分野でi-Conをいち早く導入し、マシンコントロール(3DMC)技術の活用等により施工管理の効率化や工期の短縮を図っています。

()i-Constructionの目指すもの

i-Constructionの活用プロセス

()3次元レーザースキャナーによる起工測量

レーザースキャナー

レーザースキャナーでの起工測量の様子

点群データのイメージ

点群データ

(2) 3次元設計データの作成

3次元設計データ

3次元設計データ作成

3次元出来形計測・帳票

3次元出来形計測・帳票作成

(3) 3次元データのi-Con仕様重機(ブルドーザ、バックホウ、ローラー)への読み込み
⇒ IT制御による作業で設計通りの施工

3次元設計データ作成の様子

3次元設計データ作成

ブルドーザー、バックホウの写真

3DMCでの施工

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最先端技術の活用事例

(1) 平成30年度道央圏連絡道路長沼町馬追改良工事
     (実施主体:国土交通省北海道開発局)

i-Con(ICT施工)の概要

道路土工の路体盛土工  V=23,000㎥、路床盛土工  V=7,000㎥、総土量  ΣV=30,000㎥  について

① 3次元起工測量 : レーザースキャナー
② ①で得られたデータと完成3次元データを合成し、3次元設計作成
③ ②で作成した3次元設計データを用いて
・MCブルドーザー : 排土板を自動制御
・MCバックホウ  : バケットを自動制御
④ 3次元出来形管理等の施工管理
・GNSSローラーで転圧管理
・レーザースキャナーで出来形管理
⑤ 3次元データの納品

 

MCブルドーザーによる自動ブレード制御

 

GNSSローラーによる転圧管理

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(2)平成30年度一般国道231号石狩市濃昼改良外一連工事
(実施主体:国土交通省北海道開発局)

1)3次元シミュレーションによる検証・検討

施工に先駆けて、工事区域周辺の地形データをドローンを用いた空撮により3次元データ化し、それを利用して、施工上の以下の課題について、た最先端ICTの3次元シミュレーションにより現設計の検証及び課題解決に向けての検討を行った。

① 仮設足場のシミュレーション

複雑で急峻な地形での落石防護柵の設置となり、仮設の足場も複雑で急勾配な形状となることから、現地の詳細な地形に合わせた緻密な事前の検討が必要で、また、保安林に隣接する工事現場で、手続きに時間を要する樹木の伐採を避け、枝の剪定だけで設置できるルートの選定が工期上の必要から不可避だった。
そこで、3次元シミュレーションを行い、仮設足場の施工図を作成した。その結果、このシミュレーション画像を用いて発注者への事前説明、確認をスムーズに行うとともに手戻りなく工事を進捗させることが出来た。

仮設足場のシミュレーション

実際の仮設足場

また、落石防護柵の支柱の設置位置についても3次元シミュレーションによる緻密な事前検討により、樹木の伐採を全く行わず、枝打ちだけで防護柵を設置することが出来、予定していたスケージュール通りに工事を進めることが出来た。

既存樹木との位置関係のシミュレーション

既存樹木を避けたルートの選定

② 交通誘導のシミュレーション

現場周辺は、交通量が多くカーブも多いことから事故多発地点であり、工事に伴う片側交通規制の方法について、事前にダンプトラック、普通乗用車の各視点での実際の走行中の見え方をシミュレーションして、より安全な標識の設置位置、車両の誘導方法などについて緻密に検討した。

ダンプ運転手の視点からの誘導標識の見え方のシミュレーション

③ 防護柵の設置位置の検討

法尻に設置する落石防護柵の設置位置が設計上、既存の光ファイバー埋設管及び道路側溝に当たらないか事前に3次元シミュレーションにより検証し、設置位置を変更した。

防護柵、光ファイバー管、道路側溝の位置関係のシミュレーション

 

 

 

赤:落石防護柵支柱

緑:道路側溝(トラフ)

黄:光ファイバー埋設管

④ クレーンによる施工方法のシミュレーション

建柱に使用する機械の種類・大きさ、設置位置などについて、交通の障害とならないように作業するために事前にシミュレーションしたところ、当初計画のクレーンでは支障が生じることが明らかになったので、使用機械をバックホウタイプに変更し、安全に施工することが出来た。

 

2)『杭打設管理システム「パイルナビ」』の活用

落石防護柵の支柱建て込み作業において、支柱の偏芯量や鉛直度のバラツキをなくし出来形精度を向上させるために『杭打設管理システム「パイルナビ」』を活用した。
当システムでは、自動追尾トータルステーションが打設中の支柱位置情報をリアルタイムで車載モニターに表示し、設計とのずれをオペレーターや作業員が確認しながら作業を行うことによって、高い出来形精度を確保できた。

支柱建て込み作業状況

パイルナビによる作業

車載モニターの画面表示