光で覆工コンクリートの打设高さを管理する「スターライトセンサシステム」 |麻豆APP

　麻豆APP（社長：乘京正弘）、株式会社北斗工業（社長：山口哲）、および大栄工機株式会社（社長：古礒信幸）は、山岳トンネルの覆工コンクリートの施工において、光で覆工コンクリートの打設高さをリアルタイムに「見える化」して管理する「スターライトセンサシステム」を開発しました。

　山岳トンネル工事で覆工コンクリートを打设する际、コンクリートはセントル※１侧壁部の下方の検査窓を打设口として打ち込まれ、打设高さに応じて打ち込む検査窓を上方に変えつつ、肩部の検査窓を経て、最后は天端の吹上げ口から打ち込みます。このとき、打上がり速度が速すぎたり、左右の打上がり高さが违いすぎると、型枠に大きな圧力や偏圧が作用して変形やずれの原因となります。また、打重ね时间が长くなってしまうとコールドジョイントの原因となります。

※１: 覆工コンクリートを打设するための半円筒形の移动式型枠。図-1参照。

　以上のような施工上のトラブルを防ぐため、コンクリートの打设高さを管理することは品质管理の面でも重要となりますが、通常、打设高さを确认するためには、狭隘なセントル内から検査窓越しに照明を当てながら覗き込んで目视确认する必要がありました。

　本システムでは、安価な照度センサと尝贰顿照明をセントル表面に埋め込み、コンクリートの有无を照度で判别して打设高さをリアルタイムに「见える化」することを実现しました。

　図-1に照度センサと尝贰顿照明の设置箇所を示します。
　照度センサと尝贰顿照明は1つずつで1セットとなり、それぞれセントル型枠上に设けた孔に固定します。今回システムを设置したセントルには、横断方向に5侧线、1侧线あたりアーチ方向に一定の间隔を空けて11セット、合わせて55セットの照度センサと尝贰顿照明を设置しました。

　図-2にコンクリートを検知する仕组みを示します。
　セントル表面の尝贰顿照明が発した光は、打设空间を明るく照らすとともに、防水シートに反射して照度センサに照射されます。コンクリートが打ち上がってくると光がコンクリートによって遮られ、照度センサに光が届きません。照度センサは光の强弱によって电気抵抗値が変わるため、制御用笔颁でその変化を検知することによって、该当するセンサ部までコンクリートが打ち上がったと判断することができます。

　図-3にシステムの管理画面の一例を示します。
　コンクリートを検知した照度センサに対応する部分が青く涂られ、コンクリートの打设高さを视覚的に把握することができます。
　画面の右侧にはコンクリートポンプ车から送られる情报が表示されており、吐出量や温度の他、设定打设量から累计打设量を引いた「残り打设量」も表示されます。
　この画面は制御用笔颁で管理しており、打设高さの経时変化等の各情报を自动的に记録します。管理画面はセントルの切羽侧の妻部付近に设置した大型ディスプレイに常时表示している他、クラウドサーバを介して笔颁やスマートフォン等のブラウザ上で确认できるため、インターネット环境があればどこにいても打设状况をリアルタイムで知ることができます。

　また、本システムは、図-2のようにセンサ部分の下部に型枠バイブレータを設置し、「型枠バイブレータ集中制御システム（NETIS：KT-130066-A）」と連携させることで、コンクリートが打ち上がった箇所に対し、タイマー制御によって自動で締固めを行うことができます。現在は試験導入という位置付けで、天端部の型枠バイブレータ2列に対してセンサと連動させています。将来的には、全周に型枠バイブレータを設置して各センサと連動させることで、締固めを完全自動化することを可能としました。

　本システムを導入したのは、国土交通省中国地方整備局の「長門俵山道路大寧寺第3トンネル北工事」です。写真-１は侧壁部の打设状况、写真-２は、打设前の天端部の状况です。通常、打设空间は照明を设置しなければ暗闇で何も见えませんが、多数の尝贰顿照明によって打设空间の照度が确保され、作业効率や安全性の向上にも寄与しています。