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山岳トンネル切羽の地質を自動判定する「切羽地質情報取得システム」を開発

トンネル掘削時に切羽を直接観察して地質を評価

2019年12月11日、株式会社 安藤・間(以下、安藤ハザマ)は、トンネル切羽の地質を短時間で自動的にセンシングし、主要な地質情報である岩盤の圧縮強度、風化程度、割れ目間隔を定量的に評価する「切羽地質情報取得システム」(以下、同システム)を開発したと発表した。
山岳トンネル工事において、設計段階の事前調査では地質状況を正確に把握することが困難であるため、トンネル掘削時に切羽を直接観察して地質を評価する必要がある。
しかしながら、これまでの切羽観察では、掘削作業の合間に現場職員が短時間で目視観察で行う評価が中心であるため、精度や定量化にばらつきがあるうえに、切羽直下で行うハンマー打撃による切羽岩盤の硬さの確認や、割れ目にクリノメータを当てて走向傾斜を確認する作業には、安全面で課題があった。
このようななか、安藤ハザマは、ICTにより山岳トンネル工事の生産性を大幅に高める取り組みの一環として、同システムを開発した。

「切羽地質情報取得システム」の概要

同システムでは、切羽観察における地質評価の主要指標である「岩盤の圧縮強度」、の3項目を自動でセンシングして、評価結果を定量的に算出する
このうち、「岩盤の圧縮強度」では、マシンガイダンス機能付きドリルジャンボによって取得した穿孔データと、各穿孔孔の圧縮強度との関係を教師データとして、AIで回帰分析により岩盤の圧縮強度を算出し、圧縮強度分布図として出力する。
また、「風化程度」では、マルチスペクトル画像から抽出されるスペクトル反射率曲線と風化関係をAIが学習することで、マルチスペクトル画像から風化度を算出しし、風化度分布図として出力する。
さらに、「割れ目間隔」では、切羽岩盤で面の向きが不連続な箇所を割れ目と捉えて評価する。この際、日本システムウエア株式会社とジーエスアイ株式会社の協力により開発したアルゴリズムを用いて、ステレオカメラで撮影した画像から切羽面の三次元形状を取得し、形状の変化点を割れ目として抽出し、割れ目分布図として出力する。
(画像は株式会社 安藤・間 新着情報より)

▼外部リンク

株式会社 安藤・間 新着情報
http://www.ad-hzm.co.jp/info/2019/pre/20191211.html

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