覆工コンクリート自動打設ロボット
「セントルフューチャーズ®」
［戸田建設株式会社／大栄工機株式会社／ムネカタインダストリアルマシナリー株式会社／株式会社JUST.WILL／株式会社北斗工業］
概要
山岳トンネルにおける覆工コンクリート打設は、狭隘な空間での過酷な作業を伴うため、効率化と省人化が求められてきた。「セントルフューチャーズ®」は、国内で初めて、従来の締固めを必要とする一般的なコンクリートを使用しながら、「打込み」から「締固め」までの一連の作業を自動化した覆工コンクリート打設ロボット。自動打設用に開発したスライド型自動配管切替装置（スイッチャーズ®）を中心に、各種センサとバイブレータを組み合わせ、覆工用の移動式鋼製型枠（セントル）に配置して構築されている。これにより、これまで人力に依存していた打設ホースの移動、打設口の開閉、コンクリートの締固め作業を完全自動化し、省人化と安全性を飛躍的に向上させた。さらに「見える化システム」の導入により、打設状況をリアルタイムに一元表示することが可能となった。全体状況を一目で把握できるため、管理業務のさらなる効率化を実現している。
評価のポイント
社会的ニーズに基づき、システムの開発、実際の工事への導入が行われ、省人化の実績が確認できた。システムにはさまざまなユーザ視点の技術的な工夫があり、新規性、独自性が認められる。山岳トンネルの覆工コンクリート打設を自動化した例は過去になく、優位性が認められる。実績としては木与第1トンネルが導入第1号であり、その効果は極めて大きく、今後のさらなる導入計画もあり、大きな社会的なインパクトが期待できると判断する。
一般的なコンクリートで、打込みから締固めまでを自動化
概要
山岳トンネルの覆工コンクリート打設は、狭隘な作業空間での過酷な作業を伴うため、効率化と省人化が求められてきました。
「セントルフューチャーズ®」は、国内で初めて、従来の締固めを必要とする一般的な配合のコンクリートを用いながら、「打込み」から「締固め」までの一連の打設作業を自動化した覆工コンクリートの自動打設ロボットです。
スライド型自動配管切替装置「スイッチャーズ®」を中心に、各種バイブレータおよびセンサを移動式鋼製型枠（セントル）に配置しています。打設高さセンサによりコンクリートの打ち上がり高さを把握し、ポンプ車の圧送・停止を自動制御するとともに、配管切替装置と連動して、側壁部から天端部までの打設と締固めを自動で行います。
導入効果
重いホースの移動や無理な姿勢を伴う作業を自動化することで、作業者の身体的負荷を軽減し、狭隘な空間での危険作業を回避し、安全性を高めます。1回の覆工打設に必要な人員は、従来の6人から3人に削減可能です。
今後の展開
本ロボットは、国土交通省中国地方整備局発注の「令和3年度木与防災木与第1トンネル工事」に導入しています。特殊で高価な材料を必要とせず、一般的な配合のコンクリートを適用できることから、全国の山岳トンネル工事への展開が可能です。
今後も現場での適用を通じて改良を進め、熟練作業者の経験に依存しやすい作業を自動化することで、持続可能な建設インフラ整備に貢献してまいります。