トンネル工事は高度な技術が求められており、近年では最新技術の導入にも積極的です。
その中でも、緻密なデータを取得できる3Dレーザースキャナーは、解析データの取得に利用され、AIと組み合わせた予測システムや3Dモデルによる崩落予測システムの開発に役立っています。
 
本記事では、3Dレーザースキャナーのトンネル工事におけるメリットについて詳しく解説します。

3Dレーザースキャナーは、物体や環境の表面を非接触で高速かつ精密に計測するための装置です。
光を使用して対象物にレーザーを照射し、その反射や反射光の位相差を計測することで、対象物の形状や表面のデータを取得します。
これにより、対象物の3次元的な形状や構造をデジタル化することが可能です。

3Dレーザースキャナーをトンネル工事に利用することには、次のようなメリットがあります。

従来の作業方法では、掘削面の整形作業において、作業員が目視で判断し、レーザーポインターを使用して掘削の指示を出していました。
しかし、トンネル内での作業は危険が伴うため、作業員の安全性が課題でした。
 
そこで、登場したのが切羽掘削形状モニタリングシステムです。
重機に3Dレーザースキャナーを搭載することで、従来の目視に代わって高精度なデータ分析が可能になりました。
これにより、作業員を危険な環境に送る必要がなくなり、作業員の技量による精度のブレも解消されます。
 
また、重機オペレーターへの指示は、モニターに表示されるヒートマップを使用して行われるため、視覚的にもわかりやすく、作業効率も向上します。
3Dレーザースキャナーを利用することで、作業員の安全性を確保しつつ、高精度な掘削作業を行うことが可能となります。

作業負担の軽減も、3Dレーザースキャナーをトンネル工事に導入する際の重要なメリットの1つです。
トンネル工事の終盤で行われる覆工という作業では、セントルと呼ばれる半円筒形の型枠を使用してコンクリートの壁を仕上げます。
この際、コンクリートの厚さを決定するために3Dレーザースキャナーで計測されたデータが活用されています。
 
従来の方法では、鉄筋かぶり厚さを測定するために高所での作業が必要であり、非常に負担が大きいものでした。
3Dレーザースキャナーを導入することで、作業の省力化や見える化が可能となります。
高所での危険な作業を減らすことができ、作業員の負担が軽減されます。

コンクリートの厚さを短時間で測定できることも、3Dレーザースキャナーをトンネル工事に活用する際の大きなメリットです。
3Dレーザースキャナーを使用した出来形管理システムでは、掘削した断面と覆工した断面を比較することで、コンクリートの厚さを短時間で計算することが可能です。
 
このシステムでは、非接触で遠距離から計測できるため、従来のように高所作業車を使用したり、巻き尺による検測を行う必要がありません。
そのため、作業時間を大幅に短縮できます。

メンテナンス効率の向上も、3Dレーザースキャナーをトンネル工事に活用する際の重要なメリットの1つです。
完成後の保守や点検といったメンテナンス作業において、3Dレーザースキャナーは非常に有用です。
広大かつ高いトンネルを1つずつ目視で点検するのは困難であり、時間と人的コストがかかるだけでなく、高所作業車を使用する必要もあります。
 
しかし、3Dレーザースキャナーを使用することで、トンネルの広範囲を一気にスキャンすることができるうえに、非接触で測量できます。
スキャンで得たデータから異常が見つかった部分だけを重点的に人間の目で確認すれば、効率的に点検作業を行うことが可能です。
さらに、トンネル全体を計測できるため、形状変化なども容易に確認できます。
 
このように、3Dレーザースキャナーを導入することで、トンネルのメンテナンス作業の効率が向上し、点検作業の負担も軽減されます。
全国のインフラの老朽化や人材不足、メンテナンスコストの増大といった課題に対処するために、新しい技術の導入が求められています。
このような背景の下、3Dレーザースキャナーのような先端技術を活用することで、メンテナンス作業の生産性向上が期待されています。

3Dレーザースキャナーを活用することで、トンネル工事やメンテナンスの効率や安全性などが向上します。
ヤマイチテクノでは、トンネル工事はもちろん、橋や船舶など、製造や建設などにおいて活用できる3Dスキャナーを数多く取りそろえております。
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