清水建設、移動式LiDARで切羽をリアルタイム計測 アタリ／余掘りを可視化：山岳トンネル工事

清水建設は、山岳トンネルの掘削精度を移動式LiDARでリアルタイムに計測／評価する切羽計測システム「S-LiRT（Shimz LiDAR Real-time Tracking system）」を実用化した。

[BUILT]

　清水建設は2026年9月2日、山岳トンネル施工において掘削精度を移動式LiDARでリアルタイムに計測／評価する切羽計測システム「S-LiRT（Shimz LiDAR Real-time Tracking system）」を開発し、実用化したと発表した。

「S-LiRT」の配置イメージ　出典：清水建設プレスリリース

　山岳トンネルの施工では、設計断面に対して岩盤が出っ張た状態の「アタリ」や掘り過ぎた「余掘り」が生じる。アタリ部分は切削、余掘り部分は吹き付けコンクリートで埋める必要がり、掘削精度を高めることが生産性向上につながる。また、従来の掘削精度の確認は切羽近傍からの目視に頼っていた。

　S-LiRTは、トンネル両側面に設置する2台のLiDARと、LiDARが移動する2本のレールから成る。特に機械式掘削に有効で、2台のLiDARが切羽を双方向から常時3D点群計測する。掘削機のブームによって生じる死角を補完し、切羽形状の絶対座標をリアルタイムに取得する。

レールに設置したLiDAR　出典：清水建設プレスリリース

　取得した絶対座標は即座にアタリ／余掘り量へ変換し、掘削機の運転席に設置したモニターへ色分けして表示。オペレーターは掘削状況を確認しながら機械を操作することで、アタリや余掘りの発生を抑制できる。発破掘削では、アタリ部分を切削する油圧ブレーカーの運転席にモニターを設置する。

　LiDARを走行させる2本のレールは、切羽天端から45度の範囲に設定される立入禁止区域の外側に当たる側壁部へボルトで固定する。トンネルの掘進に合わせ、最後尾のレール部材を取り外して前方へ盛り替える。

　LiDARは計測時にレール最先端まで移動する一方、発破やズリ出し時には最後尾まで移動し、施工に伴う機器の破損を防ぐ。

　計測結果は展開図として表示できる。施工中のトンネルでは、余掘り／アタリ量を色分けして示し、掘削した範囲と計画面との差異を視覚的に確認できる。

レールの設置状況　出典：清水建設プレスリリース

余掘り量の表示例　出典：清水建設プレスリリース

　清水建設はS-LiRTの実用化に向け、機械掘削を進める大分県発注の「日田山国道路1号トンネル本坑1工区」と、発破掘削を採用する西日本高速道路発注の「米子自動車道三平山トンネル工事」で性能を実証した。その結果、シンプルで比較的安価な機構ながら現場での使い勝手に優れ、安全性と生産性が向上することを確認したとしている。

　清水建設は今後、S-LiRTを山岳トンネル工事の標準技術として位置付けるとともに、オートメーション化に向けた要素技術の1つとして位置付け現場実装を進める。