ICT土木を加速、地質情報も取り込める予測型山岳トンネルCIM：BIM／CAD

大林組は、山岳トンネルの切羽前方地質の予測結果を取り込んだ新たなCIMシステムを開発した。

[三島一孝，BUILT]

　建設業界では、生産性向上に向け、ICT（情報通信技術）を全面的に活用する「i-Construction」を国土交通省が主体となって進めている。これらの流れの中、大林組では、2015年3月に完成した近畿自動車道紀伊線見草トンネル工事（和歌山県西牟婁郡）で、CIM（Construction Information Modeling）の3Dモデルに、施工中に取得した地質状況などを統合化したデータを国内で初めて電子納品するなど、山岳トンネル分野におけるCIM活用の実績を伸ばしてきた。

　山岳トンネルでは、設計段階での事前調査技術の限界や地質の複雑性から、切羽前方の地質状況の十分な予測が難しい。そのため、断層破砕帯や突発湧水に遭遇することが起こる。大林組ではこれらに対応するために、切羽前方の地質状況を高精度に予測できるノンコア削孔切羽前方探査「トンネルナビ」を2008年に開発し、既に22現場、探査延長約30キロメートルの実績を残している。

トンネルナビとボーリング孔内観察の情報を取り込む

　今回は、このトンネルナビ情報とボーリング孔内観察に基づくキーブロック（崩落の可能性のある岩塊）の予測情報をCIMシステムに取り込むことで、切羽前方地質の見える化精度の向上を実現。施工の効率化、安全性の向上をめざす、予測型山岳トンネルCIMの開発に成功した。

　予測型山岳トンネルCIMでは、トンネルナビで1秒ごとに得られる削孔機械データの解析値を折れ線グラフで図化し、この折れ線グラフを3D-CADデータ化してCIMに取り込むことで、当初想定した地山と実際の地山の違いを掘削前に明確化。必要に応じてより最適な支保工配置への修正などを提案できるようにした（図1）。

図1　設計段階の地山予測より高精度予測を実現するトンネルナビとCIMへの展開　出典：大林組

　さらに、ボーリング孔内観察装置によって得た画像から、地山に存在する割れ目の方向と角度を調べることで、割れ目とトンネル断面で構成されるキーブロックを見つけ、CIMシステム上でキーブロックの見える化を行う。キーブロックを事前に予測し、より具体的に見える化することで、掘削前に適切な対策方法を検討できる（図2）。

図2　トンネルの割れ目と、導き出されたキーブロックをCIMに反映した様子　出典：大林組

　従来のCIMシステム同様、施工中に取得したデータを集約・統合化することで、施工完了後は、地質状況や施工状況を短時間の内に検索・表示することができる。維持管理を効率良く行う支援ツールとしても活用できる。

　今回のシステムは、既に九州地整椿山トンネル工事（宮崎県宮崎市）他、複数のトンネル工事に採用されているという。