戸田建設株式会社は、同社が進める泥土圧シールド工事における掘削土砂の土量計測管理システムの高精度化に向け、株式会社Ristの支援のもと、自社開発のオールインワンAIカメラ「AIMERA」を活用した土質判別技術の検証において、正答率90%を超える高精度な自動判別を達成したことを発表した。
泥土圧シールド工事は、地中を掘り進めながらトンネルを造るシールドトンネル工事の一種で、掘削土砂に添加材を加えて泥土化することで掘削の安定性を高める泥土圧シールド工法を採用している。
施工にあたっては、地盤の緩みや陥没を防ぐため、掘削土砂の土量をリアルタイムで管理しながら慎重に掘り進めることが求められる。
戸田建設が開発を進める「掘削土量計測管理システム」は、ベルトコンベアで搬送される掘削土砂の体積・重量・含水比などのデータを統合し、リアルタイムに掘削土量を計測・管理する技術だ。
計測対象のうち、「含水比」を正確に計測する場合、対象となる土質に合わせて、計測対象の含水比と近赤外光の反射量との相関を示す「検量線」を適切に切り替える必要がある。
従来、この土質の判断は、熟練技能者が目視や触感により行っており、課題として「判定の属人化」「システムのリアルタイム性を最大限に活かしきれないこと」があった。
こうした中、カメラ、照明、AI実行用PCが一体化したオールインワンAIカメラ「AIMERA」を活用し、土質判別を行なった。
導入にあたり検証を行った結果、毎分60mで移動するベルトコンベア上の土砂を「AIMERA」が高精度に自動撮影し、土質判別精度は正答率90%を超えることが確認された。
これにより、熟練技能者がベルトコンベアを目視確認する業務が不要となったほか、リアルタイムかつ正確な土質判別と土量管理により、施工トラブルの未然防止に繋がる。
また、将来的には排土状態の把握や加泥材の自動調整など、シールド工事全体の施工自動化を推進する基盤となり、中長期的な現場のコスト削減に貢献するとのことだ。
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