我 が 社 の 技 術 P R

我 が 社 技 Pの 術 R

♳はじめに

　近年、国の施策として建設生産システムの生産

性向上と、より魅力ある建設現場を目指す取り組

みである﹁i-Construction

（アイ・コンストラク

ション）﹂が推進されている⎠

1⎝

。我が国は、少子高

齢化による担い手不足への対応、急速に老朽化す

るインフラの維持管理・更新への対応等様々な課

題を抱えている。このような中、生産性向上に向

けたプロジェクトの一つとして、平成二十八年よ

りICT土工が先行して本格的に採用されてい

る。また、港湾工事においてもICTの導入に向

けて必要なシステムや基準類の検討が進められ

ており⎠

2⎝

、我が社においてもICTの導入を進めて

きた。本報では、道路改良工事、河川改修工事、

及び港湾工事におけるICT活用事例について

紹介する。

♴ 港湾工事におけるICT活用事例

～ICTブロック据付工～

　本工事は、沈下した消波ブロックを嵩上げする

ことにより防波堤の消波機能を回復させるため

の工事であった（写真1参照）。所定の個数で消

波性能と耐久性に優れた構造にさせるためには、

事前に測量・調査を綿密に行い現況の複雑な施工

基面を詳細に把握し、据付位置や方向など噛み合

わせに配慮した据付配列を計画する必要があっ

た。そのため、これらの結果を施工に反映させる

必要があり、三次元モデルの作成と模型を使用し

たシミュレーション

の実施に至った。ま

た、潜水士を伴う起

重機船による吊作業

時に懸念されるブ

ロックとの接触災害

を防止するため、

ICT起重機船を採

用した。

1　起工測量

　起工測量では3D

レーザースキャナ

（写真2参照）とナ

ローマルチビーム

（写真3参照）を採

用し、気中部と水中

部の測量を実施する

ことで構造全体の点

群データを取得した。

最終的にその点群

データを統合し、施

工区域の三次元モデ

ルを作成することで、

消波ブロックで構成

された複雑な構造物

を詳細に把握するこ

とができた（図1参

照）。　起

工時の測量では、

土木工事におけるICT活用事例

株式会社本間組　土木事業本部　技術部　技術開発研究室 本間　義信

写真 1　既設消波ブロック写真 3　ナローマルチビーム測量 写真 2　3Dレーザースキャナ

102 土地改良　308号　2020.1●

各測線を横断測量する従来型に比べ、潜水士によ

る作業が不要なことや、短時間で高密度な測量が

でき、省人化・効率化につながった。

2　据付シミュレーション

　起工測量で得られた点群データから作成した三

次元データを基に据え付け消波ブロックの数量算

出と模型の製作を行った。模型を使い消波ブロッ

クの据付位置や据付方向を噛み合わせがよくなる

ようシミュレーションし、消波ブロック個々の据

付座標を設定した（写

真4参照）。

3　� ICT起重機船

による施工

　施工段階ではICT

起重機船（水中3D誘

導システム：N

ETIS-H

RK-170002-A

）を採用し

た（図2参照）。

⑴事前準備

　ICT起重機船のオペレーションに必要となる

消波ブロック個々の据付座標と据付順序、計画平

面、断面形状を事前入力した。

⑵吊荷の位置管理

　起重機船の船体及びクレーンブーム先端に設置

したGNSSアンテナによる位置情報と、クレー

ンの起伏角度、及びワイヤーの繰り出し長の情報

から、船体の平面位置、クレーンの旋回角、及び

吊荷の三次元座標（x、y、z）をリアルタイム

にシステム管理モニタを通して把握した。

⑶�

潜水士の位置管理

　潜水士の位置管理は、船体に設置したトランス

ジューサと潜水士に携行させたトランスポンダ間

で音波を送受波

し、距離と方位

を計測、加えて

潜水士の携行装

置に内蔵した圧

力センサーによ

る水深情報から、

潜水士の三次元

位置（x、y、z）

をリアルタイム

に把握した。

⑷�

施工中の管理画面

　図3に施工中の管理画面を示す。管理画面は、

起重機船の操船室、クレーン操作室、及び潜水士

船で確認でき、施工状況を関係者間で共有するこ

とで意思疎通が良好にできる。事前の三次元測量

から得られた平面図、断面図、及びシミュレーショ

ンにより決定したブロック据付位置を入力し、先

に説明した吊荷の現在位置、潜水士の位置、船体

位置、及びクレーンの旋回状況を統合し、リアル

タイムで表示させることで、施工対象となる消波

ブロック堤の構造や、施工状況を空間的に把握す

ることが可能となる。これらの情報からクレーン

オペレータは、肉眼では確認できない水中の施工

状況を視覚的に把握することができる。

⑸安全性

　水中でのブロック据付作業時は、クレーンオペ

レータが潜水士位置をリアルタイムで把握でき、

吊荷を中心とした設定範囲内に入った場合、警告

表示により危険を瞬時に認識できる。また、作業

船への積込作業や気中部への据付作業時にはク

レーンブーム先端カメラから吊荷周辺を上空から

監視し、クレーンオペの死角を排除することで吊

荷と作業員の接触を回避できる。

3

道路改良工事、河川改修工事における

ICT活用事例

～ICT土工～

　ICT土工を採用した目的は、広大な施工範囲

と急峻な地形での起工測量を安全かつ効率よくで

きる方法であること、急曲線部や構造物取付部な

図 1　統合した三次元モデル

写真 4　模型によるシミュレーション

図 3　「水中3D誘導システム」管理画面

図 2　「水中3Ｄ誘導システム」模式図

防波堤

消波ブロック

船位GNSSアンテナ

管理モニタ

トランスジューサ

クレーンカメラ

吊荷（ｘ,ｙ,ｚ）

潜水士（ｘ,ｙ,ｚ）（トランスポンダ）

ブーム先端GNSSアンテナ

我 が 社 の 技 術 P R

ど複雑な形状でも三次元モデルの活用により効率

的な計画、施工が可能であることが挙げられる。

本章では、ICTバックホウを活用した道路改良

工事（掘削、盛土、法面整形）と河川改修工事（築

堤盛土、法面整形）の当社施工事例を紹介する。

1　起工測量

　起工測量は、いずれも無人航空機（UAV）を

使用した三次元計測を実施した。施工面積が広く、

急峻な地形も多い現場では、従来の横断測量に比

べ短時間で面的（高密度）

な三次元測量が実施でき

省人化、効率化につな

がった。また、安全面に

おいても従来測量では測

量作業員と重機との接触災害や、急峻な場所、高

所からの転落災害の恐れがあったが、無人航空機

（UAV）を使用することで安全性が向上した。

2　計画（3Dデータの解析）

　起工測量により取得した原地形の点群データと

3D設計データから、三次元合成モデルを作成し

た（図4参照）。モデル作成には時間を要したが、

構造物寸法の設計データのチェックや設計書と現

場との形状不一致箇所が確認され省力化ができた。

また、二次元図面では理解しにくい急曲線

部や構造物取付部も、三次元モデルの活用

により説得力のある効果的な説明資料と

なった。

3　ICT建機による施工

　受注現場においてICT土工を標準化

させるために弊社で保有したICTバッ

クホウ（PC200i-10

コマツ社製）で施工を

行った（写真5参照）。当該機はGNSS

で取得する位置情報と3D設計データ、

アーム制御システムによるマシンコント

ロール油圧ショベルである。丁張り作業の

省力化、機械操作に熟練度を要しないな

ど、省人化・省力化への対策として効果的

であることを確認できた（写真6参照）。

ただし、GNSSによる位置情報が不可欠

なため、太陽フレアによる電離層の乱れの

影響や、衛星の配置状況による影響で位置

情報の精度が落ち、施工できない時間帯が

発生した事象があり、休止時間を施工歩掛

へ反映させることや、位置情報の精度が維持でき

る手法の採用などが必要であると考える。

4　三次元出来形管理

　出来形測定には無人航空機（UAV）と3Dレー

ザースキャナによる三次元測量を実施した。起工

測量同様、短時間で成果が得られるので省力化・

省人化ができた。ただ、出来形測定のコスト低減

のため、測量回数をできるだけ少なくしたいと考

えたが、盛土工事の場合、施工後速やかに法面保

護工（植生）を施す必要があるため、必然的に測

量回数が増え、費用が嵩んだ。

4

おわりに

　本報では、生産性向上に向けたICT導入事例

について紹介した。今後は測量・調査設計から施

工・維持管理まで三次元モデルを連携発展させ、

社会資本の整備・管理をおこなうCIM

（Construction Inform

ation Modeling/

Managem

ent

）の導入に向けたシステムの構築、

人材育成などの対応を行い、業務の効率化・高度

化の推進を図るとともに、ICTの幅広い活用に

より受注現場での更なる品質・生産性向上を目指

し、より魅力ある建設現場が実現できるよう技術

開発を継続して取り組んでゆきたい。

参考文献

⑴ i-Constraction

推進コンソーシアムH

P

　

（http://www.mlit.go.jp/tec/i-construction/index.htm

l

）

⑵ICTの全面的な活用の推進に関する実施方針：

第

8回港湾におけるICT導入検討委員会資料、

2019・11

写真 5　ICTバックホウによる法面整形状況 写真 6　ICT土工施工状況

図 4　三次元測量結果画像

103土地改良　308号　2020.1 ●

我 が 社 の 技 術 P R

ど複雑な形状でも三次元モデルの活用により効率

的な計画、施工が可能であることが挙げられる。

本章では、ICTバックホウを活用した道路改良

工事（掘削、盛土、法面整形）と河川改修工事（築

堤盛土、法面整形）の当社施工事例を紹介する。

1　起工測量

　起工測量は、いずれも無人航空機（UAV）を

使用した三次元計測を実施した。施工面積が広く、

急峻な地形も多い現場では、従来の横断測量に比

べ短時間で面的（高密度）

な三次元測量が実施でき

省人化、効率化につな

がった。また、安全面に

おいても従来測量では測

量作業員と重機との接触災害や、急峻な場所、高

所からの転落災害の恐れがあったが、無人航空機

（UAV）を使用することで安全性が向上した。

2　計画（3Dデータの解析）

　起工測量により取得した原地形の点群データと

3D設計データから、三次元合成モデルを作成し

た（図4参照）。モデル作成には時間を要したが、

構造物寸法の設計データのチェックや設計書と現

場との形状不一致箇所が確認され省力化ができた。

また、二次元図面では理解しにくい急曲線

部や構造物取付部も、三次元モデルの活用

により説得力のある効果的な説明資料と

なった。

3　ICT建機による施工

　受注現場においてICT土工を標準化

させるために弊社で保有したICTバッ

クホウ（PC200i-10

コマツ社製）で施工を

行った（写真5参照）。当該機はGNSS

で取得する位置情報と3D設計データ、

アーム制御システムによるマシンコント

ロール油圧ショベルである。丁張り作業の

省力化、機械操作に熟練度を要しないな

ど、省人化・省力化への対策として効果的

であることを確認できた（写真6参照）。

ただし、GNSSによる位置情報が不可欠

なため、太陽フレアによる電離層の乱れの

影響や、衛星の配置状況による影響で位置

情報の精度が落ち、施工できない時間帯が

発生した事象があり、休止時間を施工歩掛

へ反映させることや、位置情報の精度が維持でき

る手法の採用などが必要であると考える。

4　三次元出来形管理

　出来形測定には無人航空機（UAV）と3Dレー

ザースキャナによる三次元測量を実施した。起工

測量同様、短時間で成果が得られるので省力化・

省人化ができた。ただ、出来形測定のコスト低減

のため、測量回数をできるだけ少なくしたいと考

えたが、盛土工事の場合、施工後速やかに法面保

護工（植生）を施す必要があるため、必然的に測

量回数が増え、費用が嵩んだ。

4

おわりに

　本報では、生産性向上に向けたICT導入事例

について紹介した。今後は測量・調査設計から施

工・維持管理まで三次元モデルを連携発展させ、

社会資本の整備・管理をおこなうCIM

（Construction Inform

ation Modeling/

Managem

ent

）の導入に向けたシステムの構築、

人材育成などの対応を行い、業務の効率化・高度

化の推進を図るとともに、ICTの幅広い活用に

より受注現場での更なる品質・生産性向上を目指

し、より魅力ある建設現場が実現できるよう技術

開発を継続して取り組んでゆきたい。

参考文献

⑴ i-Constraction

推進コンソーシアムH

P

　

（http://www.mlit.go.jp/tec/i-construction/index.htm

l

）

⑵ICTの全面的な活用の推進に関する実施方針：

第

8回港湾におけるICT導入検討委員会資料、

2019・11

写真 5　ICTバックホウによる法面整形状況 写真 6　ICT土工施工状況

図 4　三次元測量結果画像

104 土地改良　308号　2020.1●