システム概要

　戸田建設は、泥土圧シールド工事で掘削した土砂の量を切り羽付近で計測できる「掘削土量計測管理システム」を開発した。掘削土砂運搬車（ズリ鋼車）に重量を感知するセンサーとＲＦＩＤ（電波個体識別）タグを組み込み、よりリアルタイムな掘削の過不足把握を可能にした。過剰な土砂の取り込みによる地盤沈下などの事故防止につなげる。
　中小口径のシールド工事では、掘削した土砂をズリ鋼車に載せて搬出する。従来は、トンネル坑内から発進立て坑まで土砂を運び出した後に、クレーンで重量を計測したり、積載された土砂の高さから体積を算出したりしていた。トンネルが長くなると土砂運搬に時間がかかり、掘削の進行と計測結果の時間のずれが大きくなるため、過剰掘削の検知が遅れるリスクがあった。
　今回開発したシステムは、ズリ鋼車そのものに計測機能を組み込んだのが特徴だ。台車部分に重量を感知するロードセルを４個設置し、車両の識別用にＲＦＩＤタグを取り付けた。
　シールドマシンの後続台車に設置した受信機が、土砂積み込み中のズリ鋼車のＲＦＩＤタグを検知している間を掘削中と見なし、計測データをリアルタイムで送信する。
　計測したデータは、シールド機の掘進管理システムに送られ、ジャッキの動きと連動したグラフとして出力される。過去の土量の平均値や標準偏差と比較することで、掘進中の掘削土量の過不足をチェックできる。
　掘削土量計測管理システムを同社が施工するシールド工事に適用した結果、掘進開始時から掘進終了まで計測した掘削土量は、一般的な掘削土量の管理基準と同程度で推移し、遅延無く土量管理ができることが確認できた。
　同社は今後、ロードセルの防水・防じんの工夫や、バッテリー管理の改良を進め、システムをシールド工事の安全性向上に役立てていく方針だ。