コンクリート吹付けを自動化、トンネル工事に適用 清水建設など5社：山岳トンネル工事

清水建設、エフティーエス、戸田建設、西松建設、前田建設工業は、共同開発した山岳トンネル工事向けのエレクタ一体型コンクリート自動吹付けシステム「ヘラクレス-AUTO」を、国土交通省四国地方整備局発注の「一般国道55号桑野道路長生・明谷トンネル工事」に導入した。

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　清水建設、エフティーエス、戸田建設、西松建設、前田建設工業は2026年8月6日、共同開発した山岳トンネル工事向けのエレクタ一体型コンクリート自動吹付けシステム「ヘラクレス-AUTO」を徳島県阿南市の道路トンネル工事に導入したと発表した。

キャビン内にでのオペレーターによる自動吹付け状況　出典：戸田建設プレスリリース

　ヘラクレス-AUTOは、コンクリートの吹付け厚さなどの出来形をリアルタイムで可視化する「吹付けナビゲーションシステム」と、吹付けロボットの「ノズル自動制御システム」を組み合わせた自動施工システム。5社が2020年4月から共同開発を進めてきた。

　ミリ波レーダ技術、モーションキャプチャー技術、機体位置計測技術を組み合わせることで、高濃度粉じん環境下でも吹付け厚さをリアルタイム計測する。施工状況をノズル制御にフィードバックし、ノズルオペレーターの技量に依存しない均質な自動吹付けを可能にした。

コンクリート自動吹付けシステム概要図　出典：戸田建設プレスリリース

　ノズルオペレーターはタブレット上で施工エリアを設定して自動吹付けを開始する。施工中は設計厚さとの差を色分け表示し、不足箇所と余剰箇所を可視化する。自動施工の途中でも任意に再吹付けでき、効率的な施工と高品質な出来形管理が行える。独自開発のノズル誘導アルゴリズムにより、凹凸の大きい掘削面に対しても吹付け面との距離を一定に保ちながら施工可能で、一次吹付けを含む幅広い施工条件に対応する。安全面では、オペレーターが切羽天端から45度のライン外にある安全を確保した場所からシステムを操作できる。

リアルタイム吹付け出来形表示（左）、吹付け不足エリア表示（右）　出典：清水建設プレスリリース

　今回の適用現場は、国土交通省四国地方整備局が発注した「一般国道55号桑野道路長生・明谷トンネル工事」。工事延長1080メートル、トンネルの掘削延長は1001メートル、内空断面積は93.7平方メートルで、工期は2023年3月〜2026年12月。施工は清水建設。

　清水建設は2025年6月にヘラクレス-AUTOを導入し、実証施工を進めている。これまでに約250メートルの区間で約5500立方メートルのコンクリートの自動吹付けを実施。所定の吹付け厚さを確保するとともに、従来のオペレーターによる手動操作と比較してサイクルタイムを約5％短縮した。現場適用では吹付け厚さの確認などに伴う切羽直下での作業時間をゼロにした。

　共同開発チームは今後も現場適用を継続し、サイクルタイムの短縮効果などを定量評価する。また、実証施工で性能を確認したことから、エフティーエスがヘラクレス-AUTOの販売を開始する予定で、今後、全国の山岳トンネル現場への展開を図る。