メンテナンスフリーで高精度に内空変位の長期監視を実現

2017年12月11日
大成建設株式会社

　大成建設株式会社（社長：村田誉之）は、トンネル内空の変形状態を計測・評価するため、写真測量技術を改良・発展させたトンネル変位監視技術「T-Photo Monitor Tunnel」を開発し、この度、東海北陸自動車道上野トンネル2期線工事^※において本技術の適用により、その有効性を確認しました。

　供用トンネルに隣接して新たなトンネルを掘削する場合、供用トンネルは掘削作業の影響を受け、形状変化などを生じる場合があることから、供用トンネル内空の変形状態の監視が必要となります。しかし、供用トンネル内は、山岳地帯の寒暖差や冬期間の融雪剤により発生する粉塵などの影響がある場合、計測機器を用いて常時監視を行うことは非常に厳しい環境となっています。また、車両の通行を妨げずに、掘削により生じる供用トンネルのリアルタイムな変位を監視する必要性があるため、計測機器の設置や定期的なメンテナンスなどへの十分な対応が困難であるという課題がありました。

　そこで、当社は、上記の課題を解決するため、供用トンネル内の専用ケース内部に設置した市販の高性能小型デジタルカメラを用いて、トンネル壁面に固定したターゲットの動きをミリ単位で監視する技術「T-Photo Monitor Tunnel」を開発し、東海北陸自動車道上野トンネル2期線工事で隣接する供用トンネルを対象にトンネル内空変位監視の実証試験を行いました。

　「T-Photo Monitor Tunnel」の特徴は以下のとおりです。

1. 1デジタル画像でトンネル壁面の変形を常時監視
   トンネル壁面上の任意の点に固定した炭素繊維樹脂製のターゲットをデジタルカメラで撮影し、画像処理を行い、トンネル内空の変形状態を高精度（分解能0.1mm）かつ迅速（変位計測後30分程度で結果判定）に評価します。また、トンネル内部にはカメラのみ設置され、外部のパソコンで撮影・画像処理等すべての操作を行うため、車両の通行を妨げません。
2. 2粉塵等によるターゲットや装置の汚れの補正とメンテナンスフリーを実現
   供用トンネル特有の粉塵等で汚れたターゲットについても、撮影された歪んだ形状のターゲット画像を初期の形状に近づけるような補正を行い、計測精度を確保します。また、カメラはトンネル内の狭い場所にも設置できる専用小型保護ケース内に収められ、外部環境や粉塵の影響を受けずに一定期間メンテナンスフリーで稼働します。

　今後、当社では、施工中のトンネルや近接する供用トンネルの内空変位をメンテナンスフリーで高精度に監視し、安全性を確保できる技術として、将来増加が見込まれる山岳トンネルの隣接建設工事やリニューアル工事に対して本技術の適用を図っていく予定です。

• ※本技術を2015年10月～2016年6月まで東海北陸自動車道上野トンネル2期線工事（供用トンネルに約5mまで近接して新トンネルを施工）に適用しました。事前検討では供用トンネルで最大約2mmの内空変位を予測していましたが、本技術による計測では、トンネル最大内空変位は計測管理値以下の1.5mmに留まり、供用トンネルの交通を妨げることなく、安全性を確保しながら、トンネル内空変位の計測および監視を実施しました。

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