トンネル施工の自動化技術を改良、実工事に導入 佐藤工業：施工

佐藤工業は、自社開発のトンネル施工技術「自己充てん覆工構築システム」に改良を加え、山口県内のトンネル工事に導入した。トンネル本体一般部に適用し、覆工の未充てん箇所がなく、良好な表面状態を確認。従来の施工方法と比べ作業時間を約4割短縮できる。

[BUILT]

　佐藤工業は2024年8月5日、自社開発のトンネル施工技術「自己充てん覆工構築システム」に改良を加え、山口県内の国土交通省中国地方整備局発注「令和4（2022）年度俵山・豊田道路第1トンネル工事」に導入したと発表した。

2台のコンクリートポンプによる圧送　出典：佐藤工業プレスリリース

　自己充てん覆工構築システムでは、スライドセントル下端に設置した圧入口から自己充てんコンクリートを圧入し、バイブレータによる振動締固め作業や配管切替え作業を行わずに、コンクリートをトンネル天端まで充てんさせる。打設時の省人化や省力化に加え、作業環境を大幅に改善する。今回の改良では、より一層の品質向上と自動化施工を図るため、スライドセントルの設備と構造の追加変更を行った他、CO2排出量削減を目的に低炭素型の自己充てんコンクリートを採用した。

　新技術をトンネル本体一般部に適用した結果、覆工の未充てん箇所がなく、良好な表面状態を確認できた。1回あたりのコンクリート打設量約120立方メートルを約4時間で打設し、従来の施工方法と比べ作業時間を約4割短縮した。佐藤工業は自己充てん覆工構築システムの有効性がさらに高まったとして、今後は汎用化を進め、「トンネル施工の自動化」の完成度をさらに向上させる。

従来の施工方法（左）と佐藤工業が構築した覆工構築システム（右）の比較　出典：佐藤工業プレスリリース

スライドセントルの設備と構造を改良、低炭素型コンクリ採用も

　自己充てん覆工構築システムでは、トンネルの左右にコンクリートポンプを1台ずつ配置する。今回、コンクリートポンプに、コンクリート吐出量の自動制御装置を導入し、装置と型枠面に設置した充てん感知センサーを連動させて、左右均等なコンクリートの打込み高さの確保を自動化した。コンクリートの充てん状況の確認や圧送速度の調整にはタブレットを使用し、セントル内のどの場所からでも操作できる。セントルを補強するために中央部に配置していた胴梁についても、地表面に配置して桟橋を設ける改良を行い、工事車両の通行がスムーズに行えるようになった。

　また、自己充てんコンクリートは高い充てん性を確保するために、通常のコンクリートよりもセメント率が高い。そこで、セメントに比べCO2排出量の少ない石炭を燃焼させて残った石炭灰「フライアッシュ」をセメントの一部に置き換えた。フライアッシュの使用によりコンクリート初期の強度が懸念されるが、佐藤工業では配合の最適化を検討し、覆工の品質や工程に影響を及ぼさず一般的な覆工コンクリートと同程度の強度を確保した。

タブレットによる打設管理　出典：佐藤工業プレスリリース