山岳トンネルAI発破設計システムを開発、最適な装薬量を導出 戸田建設：山岳トンネル工事

戸田建設は、掘削断面精度と発破後の岩サイズをAIで予測し、最適な装薬量を導き出す「山岳トンネルAI発破設計システム」を開発した。

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　戸田建設は2026年7月7日、掘削断面精度と発破後の岩サイズをAIで予測し、最適な装薬量を導き出す「山岳トンネルAI発破設計システム」を開発したと発表した。熟練技術者の暗黙知の形式知化を図るとともに、安全性や経済性、生産性の向上につなげる。

AI発破設計システムの概要　出典：戸田建設プレスリリース

　山岳トンネル工事の発破作業では、コンピュータージャンボの導入により削孔の自動化が進んでいる一方、爆薬の装薬量は熟練技術者の経験的判断に委ねられている。新システムは、コンピュータージャンボの削孔エネルギーなどのデータを入力すると、過去の施工実績を学習したAIが発破後の切羽周面と垂直面の掘削精度を予測し、最適な装薬量を導出する。

　さらに、発破後の岩サイズも予測。装薬量導出結果とともに、発破後の岩石（ずり）が盛土材への流用やベルトコンベヤ運搬に適した30センチ以下のサイズとなる割合の推定値をタブレットに表示する。

　従来の発破設計システムは、切羽周面／垂直面の精度、岩サイズといった評価指標の一部を対象とするものが主流だった。新システムは3項目を統合して装薬量を最適化することで、切羽面の安定化、余分な掘削の抑制や掘り残しの低減、ずり処理や運搬に適した岩サイズの確保を図る。

　機器構成は、高性能PCとタブレット端末をローカルWi-Fiで接続する方式を採用し坑内でもAI演算処理を短時間で実行できる。タブレット画面上には孔ごとの装薬量を円の大きさと色で表示し、装薬量の違いを直感的に把握できる。

山岳トンネル現場でAI発破設計システムを試験運用した　出典：戸田建設プレスリリース

　新システムを山岳トンネル現場で試験運用した結果、削孔データのアップロードから結果出力まで約30秒で完了し、切羽作業の中断時間を抑えながら運用できることを確認した。

　今後は現場データを蓄積して予測精度を高めるほか、次回以降の発破における削孔位置や装薬量を事前に予測／計画できる機能を追加する予定。自動化機械で安全に取り扱えるバルクエマルション爆薬への対応も進める計画だ。