山岳トンネル工事における発破掘削を効率化する「装薬量計画システム」を開発

コンピュータジャンボによる装薬孔の穿孔データからAIで装薬量を計画

　株式会社奥村組（本社：大阪市阿倍野区、代表取締役社長：奥村太加典）は、株式会社ジェーエムエーシステムズ（本社：東京都港区、代表取締役社長：坂倉猛）、アクロクエストテクノロジー株式会社（本社：横浜市港北区、代表取締役社長：新免流）と共同で、山岳トンネル工事の発破掘削において、AIで適切な装薬量を計画する「装薬量計画システム」を開発しました。これにより、熟練技能者に依存することなく、発破掘削における出来形品質の安定化につながります。

【背景】

　山岳トンネル工事における発破掘削では、熟練技能者が掘削面の岩盤の状態を確認し、経験に基づいて発破パターン（装薬孔の穿孔配置と装薬量）を計画しており、発破掘削の出来形は、技能者の技量に大きく依存する傾向があります。一方、山岳トンネル工事においては、生産性向上や技能者減少への対応が重要な課題となっており、課題に対処するため、コンピュータジャンボをはじめとするICT施工技術が積極的に現場へ導入されています。これらのICT施工技術により取得した各種データを活用し、熟練技能者の技量に依存することなく、岩盤の状態に応じて適切な発破パターンを計画できる技術を開発することにしました。

【概要・特徴】

　本システムは、コンピュータジャンボから取得した穿孔データを基に、過去の施工データを学習したAIモデルを用いて、「①穿孔データ取得・編集」、「②装薬量推論実行」、「③推論結果表示・出力」の3つのステップを経て、装薬孔ごとの適切な装薬量を計画するものです。穿孔データの取得から推論結果の表示まで、5～10分程度の短時間で全断面の装薬量を計画できます。

装薬量計画システムの概要

①穿孔データ取得・編集

コンピュータジャンボに記録された穿孔データを専用のPCに転送し、AIモデルの入力用データとして編集した後、クラウドへアップロードする

②装薬量推論実行

クラウド上のAIモデルにより、雷管の段数（起爆タイミング）を考慮して装薬孔ごとの装薬量計画値を算出する。

③推論結果の表示・出力

算出した装薬量計画値を図表により表示する

装薬量計画値の表示例

【現場検証】

　四国地方整備局発注の「令和５－７年度 窪川佐賀道路見付トンネル工事」において、本システムによる装薬量の推論結果を検証しました。

　外周装薬孔を対象に、本システムによる装薬孔ごとの装薬量計画値と熟練技能者が決定した実績値を比較した結果、設計断面に近い掘削量となった発破掘削の断面において、実績値が装薬孔あたり400gであるのに対し、計画値は340～390gとなりました。この結果から、本システムで算出した装薬量は、実績値と概ね整合しており、適切な装薬量を計画できることを確認しました。

コンピュータジャンボによる装薬孔穿孔状況

【今後の展開】

　今後は、コンピュータジャンボを使用するトンネル現場へ、本システムを積極的に展開するとともに、AIモデルの精度検証や改善に取り組み、本システムの高度化を図ります。あわせて、装薬孔の穿孔配置を計画するシステムの開発にも取り組み、装薬量計画システムと統合した高度な発破パターン計画システムへの発展を目指します。

【本件に関するお問い合わせ先】

　株式会社奥村組

　技術本部 技術研究所 企画管理グループ

　TEL：[phone]

　FAX：[phone]

　E-mail：[e-mail]

【開発担当者】

　株式会社奥村組

　技術本部 技術研究所 土木研究グループ

　浜田　元（はまだ　はじめ）