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シールド掘進の自動制御とは?課題と対策・製品を解説

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建設・施工におけるシールド掘進の自動制御とは?
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CMT工法
沈埋トンネル用連結ケーブル『タイロープTPR型・TPR-H型』
分岐シールド工法(地下茎工法)
泥濃式推進工法『超流バランスセミシールド工法』
冷水供給装置
オープンシールド工法
オープンシールド工法
【施工事例進呈中】TDRショットライトニングシステム
シールド・推進用の立坑工事│ハイアック圧入ケーソン工法

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建設・施工におけるシールド掘進の自動制御
建設・施工におけるシールド掘進の自動制御とは?
シールド掘進工法における掘進機の進行方向、速度、姿勢などを 、センサー情報や事前に設定された計画に基づいて自動的に制御する技術です。これにより、トンネル掘削作業の精度向上、安全性確保、省力化、工期短縮を目指します。
課題
熟練オペレーターへの依存
高度な技術と経験を持つオペレーターの判断に依存するため、人材不足や技術継承が課題となっています。
地盤変動への対応の遅れ
予期せぬ地盤の変動や硬軟変化に対し、手動での迅速かつ的確な対応が難しく、掘進機の損傷や周辺地盤への影響リスクがあります。
微細な掘進制御の難しさ
トンネルの精度を維持するためには、ミリ単位での掘進方向や姿勢の微調整が必要ですが、手動では限界があります。
作業員の負担と安全性
長時間の作業や危険な環境下での作業は、作業員の肉体的・精神的負担が大きく、事故のリスクも伴います。
対策
AIによるリアルタイム解析と判断
センサーデータをAIがリアルタイムで解析し、最適な掘進パラメータを自動算出・適用することで、熟練オペレーターの判断を支援・代替します。
先進的なセンサーとデータ統合
地盤状況、掘進機の状態、周辺環境などを高精度に計測するセンサー群と、それらのデータを統合・可視化するシステムを導入します。
予測制御アルゴリズムの導入
過去のデータや地盤情報を基に、将来の地盤変動や掘進状況を予測し、先回りして制御を行うことで、安定した掘進を実現します。
遠隔監視・操作システムの活用
掘進状況を遠隔地からリアルタイムで監視し、必要に応じて遠隔操作を行うことで、作業員の負担軽減と安全性の向上を図ります。
対策に役立つ製品例
自律掘進制御システム
センサーからの入力に基づき、掘進機の進行方向、速度、姿勢を自動調整し、計画軌道からの逸脱を最小限に抑えます。
地盤状況予測・分析ソフトウェア
地質データや掘削データを分析し、将来の地盤変動リスクを予測することで、掘進計画の最適化とリスク回避に貢献します。
高精度位置計測・姿勢制御モジュール
GPSや慣性センサーなどを組み合わせ、掘進機の現在位置と姿勢を高精度に把握し、精密な制御を可能にします。
統合型遠隔監視システム
複数の掘進機や関連設備のデータを一元管理し、遠隔からの監視、操作、異常検知を可能にするシステムです。
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