ライカジオシステムズと岩崎、高速処理が可能な3次元点群トンネル出来形計測システムを共同開発

トンネル建設の安全性確保と品質管理を実現する出来形管理システム

計測テクノロジー業界のリーダーであるライカジオシステムズ株式会社（本社：東京都港区、代表取締役社長：日比孝典、以下 ライカジオシステムズ）と、株式会社岩崎（本社：北海道札幌市、代表取締役社長：古口聡、以下 岩崎）は、山岳トンネルの効率的な3次元面計測と評価を目的とした、3次元トンネル出来形計測および評価システムを共同開発しました。

本システムは、トータルステーションで測量したトンネル内の座標データをもとに３Dレーザースキャナー（以下、TLS）によって取得した点群データと処理ソフトを連携させることによって、複雑なオペレーションを不要にし、従来のTLS運用での測定時間に比べて半分以下（測定から結果表示まで約5分）で高精度（± 2 mm程度）にトンネル施工における掘削面、吹付コンクリート面の出来形計測と評価を可能にします。また、本システムで用いるTLS本体は、防水・防塵の規格であるIP54に準拠しているだけでなく、非常に過酷な温度環境でも動作することが特徴です。

従来、トンネル施工時に行われる岩盤挙動の観察、計測、解析には、目視観察およびトータルステーションによる出来形計測点の座標値の取得が主流でした。一方、ICT活用工事等で普及している3次元点群データを使った出来形管理の適応範囲は、昨今、増え続けています。今回、新たに開発した計測システムは、TLSで取得した3次元点群データを、自動化したワークフローを通して出来形評価をおこなう処理ソフトウェアへ転送し、設計および計画に対してICT活用工事の3次元出来形管理と同様、トンネル施工を面で管理することを可能にします。

また本システムは、TLSで計測したデータをリアルタイムで直にPCに取り込むことで転送時間を短縮するだけでなく、ユーザーインターフェースも大幅に簡素化したことにより、現場作業員がズリ出し後と吹付後の二回TLSの計測を行い、切羽周辺に当たりがないか、規格値内に収まっているかを、その場で直接確認が行えるようになります。更に本システムではこの他に、１ブロック毎の覆工コンクリートボリュームの推定、吹付けコンクリートの厚さ管理、変状・崩落部の可視化と対策工のボリューム算出、鉄筋の出来形評価等も行えます。

 この試行技術による出来形管理の主なメリットは以下の通りです：

3次元点群トンネル出来形計測システムの主な特徴

• TLSの設置作業時間を短縮　－　トータルステーションで取得した高精度な座標値データを本システム内へ直接自動的に取り込むことで、TLSを水平に設置する手間が不要になります。
• 計測後の後処理工程を大幅に省略　－　TLSで計測した点群データへトータルステーションで計測した座標値を自動で割り当て座標変換するため、従来手動で行っていた基準座標値を入力する作業が不要になり、作業負荷を削減できます。
• 出来形評価の高速化とトンネル工期の短縮　－　座標変換された点群データがリアルタイムにPCへ転送され、インストールされた点群データ処理ソフト「PET’s T」で高速処理されるため、トンネル吹付面とコンクリート覆工面の出来形と3次元図面を比較分析が5分以内で評価可能になります

 本システムで使用している機器とソフトウェア

• Leica TS16 / TS15G – モーター駆動のトータルステーション
• Leica ScanStation P40/P50 – 3Dレーザースキャナー
• Leica Cyclone Fieldworx – 点群データの取得と座標値データの割り当て用ソフトウェア
• PET’s T (Pointcloud Edit Tools) – 点群データの出来形評価・分析ソフト（株式会社岩崎が開発）

3次元点群トンネル出来形計測システムの概要図

Leica Geosystems – when it has to be right
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