建設DX・i-Construction wpmaster 2026年3月16日 0 コメント

山岳トンネルの安全性と生産性向上へ、「3ブーム自動装薬専用機」と「発破パターン作成支援システム」の実証施工を開始

山岳トンネル工事の安全性と生産性を高める新技術の実証施工が開始

前田建設工業株式会社は、山岳トンネルの発破掘削作業において、作業員の安全確保と生産性向上を目指す新しいシステムの実証施工を開始しました。このシステムは、「3ブーム自動装薬専用機」と「発破パターン作成支援システム」を組み合わせたもので、危険な切羽（トンネルの掘削面）直下での作業員立ち入りをなくすことを目的としています。

危険な切羽作業から作業員を保護

山岳トンネル工事の最前線である切羽は、岩盤がむき出しになっているため、落石（肌落ち）の危険が常に伴います。特に、火薬を装填する作業や、トンネルを支える支保工を設置する作業は、切羽のすぐ下で行われるため、重大な事故につながる可能性がありました。実際、切羽での事故の約8割が肌落ちによるものとされています。

また、これまでの穿孔作業では、地質や地山の状態に合わせて発破パターンを計画するために、熟練した技術者の経験と判断が不可欠でした。

これらの課題を解決するため、前田建設工業株式会社は、作業員が運転席から一人で装薬作業を行える自動装薬システムを搭載した「3ブーム自動装薬専用機」と、切羽の発破パターンを自動で作成できる「発破パターン作成支援システム」を連携させ、穿孔計画から発破までの一連の動作を自動で行う実証施工を行いました。

実証施工の成果

今回の実証施工は、福島県が発注した浪江三春線・（仮称）2号トンネル工事（浪江側）で実施されました。

自動装薬による作業員立入“ゼロ”の達成

「3ブーム自動装薬専用機」は、全自動ドリルジャンボから送られる穿孔データと、自動装薬システムによる自動位置合わせ機能を使って、親ダイ（雷管を取り付けた爆薬）と増ダイ（親ダイ以外の爆薬）の装填までの一連の作業を、ボタン一つで自動的に行いました。その結果、目標とするすべての爆薬を自動で装填することに成功し、発破後の切羽や掘削された土砂の形状も問題ないことを確認しました。これにより、危険が伴う切羽直下での装薬作業において、作業員の立ち入りを完全に無くす「作業員立入“ゼロ”」が実現しました。

発破パターン作成支援システムによる効率化

今回の実証で用いられた発破パターンは、「発破パターン作成支援システム」によって自動で作成されたものです。このシステムは、装薬を行う1つ前の掘削区間の穿孔データを利用して、次の切羽の発破パターンを自動的に作ることができます。

さらに、発破後の切羽の形を3次元で計測したデータと、同社が開発した「AI切羽評価システム」による風化や亀裂の評価データを活用したフィードバック機能により、経験や勘に頼ることなく、切羽ごとに最適な発破パターンを作成できます。このシステムを導入した結果、設計で予定されていた孔の数と比較して、約15%の孔数を削減しながらも、発破後の状況に問題がなかったことから、必要最小限の孔数で施工できることが確認されました。

今後の展望

前田建設工業株式会社は、現在、内閣府の戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）において、無線電子雷管システムの普及と標準化にも取り組んでいます。今回開発した装薬機に無線電子雷管を適用することで、人による結線作業も不要になり、山岳トンネルの発破掘削作業のさらなる安全性向上、効率化、省力化が期待されます。

同社は、今回の実証で得られた成果を全国の山岳トンネル工事現場に導入し、実績を積み重ねながら、さらなる技術改良を進めていく方針です。