シールド施工の安全「見える化」、フジタが排土流動把握システム開発 画像 シールド施工の安全「見える化」、フジタが排土流動把握システム開発

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 フジタは、シールド工事で発生する土砂(排土)の流動状態を、切羽と隔壁の間の空間(チャンバー)に設置した曲げセンサーで高精度に把握する技術を開発した。隔壁に設置した曲げセンサーでチャンバー内に入る土砂の硬軟を計測。添加材の量を変えながら土砂を最適な硬さにし、排土スクリューからの土砂の噴発や閉そくを発生させない安全な施工を実現する。マシン操作者にはパソコン上で排土の状態を色分けして分かりやすく表示する。今後、総合評価方式による工事入札で切羽の安全性が求められる案件に採用を提案する。
 泥土圧式シールド機による施工では、切羽に添加材を注入し、チャンバー内で掘削土砂と混ぜて泥土にし、スクリューコンベヤーでの排土をスムーズに行う。添加材の注入量と注入位置を適切に管理しなければ、チャンバー内で土砂の固着や閉そくが発生。排土ができない状態に陥る。逆に過度の流動性を持つとスクリューコンベヤーから土砂が噴発する危険がある。
 新たな技術は、硬質ゴムの中に埋め込んだ曲げ変位と曲げ速度を計測する2種類のセンサー(曲げセンサー)を、チャンバー内の隔壁に突き出す形で4カ所(右半分の上下、左半分の上下)に装着する。あらかじめ採取した土砂の粘り気を図るベーンせん断試験の結果から設定した流動性の上限と下限の値に基づき、カッターの回転やスクリュー方向への土砂の移動によって発生する曲げセンサーの変形量と曲げ速度を計測。泥土が適正な状態にあるかを評価する。
 現在、泥土の固さの計測に使われている土圧計やせん断力計などを使う方法が変形量だけで評価するのに対して、速度も計測することで高精度に状態を監視できるという。
 マシン操作者に危険度を確実に伝えるため、パソコン画面上で流動性の分布状態を緑、黄、赤の濃淡で表示。適正領域は鮮明な黄色からオレンジ色、閉そく傾向は緑色、噴発の危険性がある場合は赤色で伝える。大断面トンネル工事では土砂の層が上下で変わる場合も多く、今回の技術を使うと適正な量の添加材の注入が可能になり、これまで以上に安全性が高まる。

フジタ/シールド工事向け排土流動把握システム開発/シールド施工の安全「見える化」

《日刊建設工業新聞》

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