ものづくり
日本大賞
国土技術
開発賞
建設技術
審査証明


他機関の
評価結果

















            

2018.07.16現在
技術
名称
トンネル覆工表面レ-ザ計測システム 
事後評価未実施技術 登録No. KT-140074-A
事前審査 事後評価 技術の位置付け(有用な新技術)
試行実証評価 活用効果評価 推奨
技術
準推奨
技術
評価促進
技術
活用促進
技術













旧実施要領における技術の位置付け
活用促進
技術(旧)
設計比較
対象技術
少実績
優良技術
 



 
活用効果調査入力様式 適用期間等
-A
活用効果調査入力システムを使用してください。

上記※印の情報と以下の情報は申請者の申請に基づき掲載しております。 申請情報の最終更新年月日:2014.10.27
副    題 レ-ザ光線をトンネル覆工面に走査・走行することで、覆工面のひび割れ・変状を迅速かつ高精度に計測するシステム 区分 システム
分 類 1 調査試験 − 構造物調査 − 非破壊試験、調査 
概要
@何について何をする技術なのか?
・本技術はトンネル点検において、車載型のレ-ザ光線で最高60qの時速で覆工面を走査し、覆工面全体の連続画像及びひび割れ展開図等を作成するシステムである。
A従来はどのような技術で対応していたのか?
・人力点検による遠望目視、近接目視と打音検査で対応、ひび割れ展開図は目視時のスケッチング。
B公共工事のどこに適用できるのか?
・高速道路、一般道路を含む道路トンネル、及び新幹線、在来線を含む鉄道トンネルの覆工点検。
Cその他
・計測媒体がレ-ザ光線のため不連続断面(非常駐車帯等)に対する焦点調整が不要で、かつ坑内照明に対する画像計測の影響を受けない。また、覆工面の連続画像及びひび割れ展開図からクラック密度を自動的に抽出する。
・ トンネル覆工表面のひび割れをはじめとする表面変状をレーザ計測画像により画像撮影し、解析処理をする事により長さや、位置を計測をします。
・ ひび割れ認識精度0.5mm:ひび割れの発生した壁面をデジカメ画像とレーザ計測画像を比較した。(添付資料8 参照)
・ 解析時に、実トンネルと同様の縦横比になる様に画像のひずみ補正行う。この画像によりひび割れや変状の場所をデータ化する事により延長方向、周方向の位置が判るデータになります。
・ レーザを照射してその反射光を検出して白黒階調情報に変換し、周方向と延長方法に並べる事により画像表示を行っている。

トンネル覆工表面映像の例
新規性及び期待される効果
@どこに新規性があるのか?(従来技術と比較して何を改善したのか?)
・交通規制と高所・上向き作業を伴う人力目視点検で行っていたが、交通規制や高所・上向き作業が不要な車載・走行型のレ-ザ画像計測で覆工表面点検を行うものに変えた 。
・現地での覆工面近接目視を行っていたが、覆工面の連続画像を基に室内での机上近接目視点検を行うように変えた。
・目視点検でスケッチングによりひび割れ展開図を作成していたが、車載型のレ-ザ画像計測に基づいた電子情報で連続画像及びひび割れ展開図を作成出来るように変えた 。

A期待される効果は?(新技術活用のメリットは?)
・交通規制や高所・上向き作業が不要な車載・走行型のレ-ザ画像計測で覆工点検を行うため、施工性が向上し工程が短縮する。
・交通規制や高所・上向き作業が不要な車載・走行型のレ-ザ画像計測で覆工点検を行うため、省力化が図られ経済性が向上する。
・交通規制や高所作業時に一般大型車との接触の危険性が無いため、安全性が向上する。
・交通規制が不要で高所・上向き作業も不要であることから作業の施工性が向上する。
・交通規制が不要なため、これに伴う交通環境への障害が回避できる。
・レ-ザ画像計測に基づく電子情報でひび割れ展開図を作成するので、スケッチングよりも、ひび割れ展開図の精度、品質が向上する。
・連続画像を基にした机上での近接目視点検が可能なため、覆工全長にわたる変状の把握が容易で、打音検査が必要な変状箇所を事前に特定できる。

レ-ザ画像計測原理
適用条件
@自然条件
・雨天時(小雨程度は除く)及び外気温が0℃以下の場合は、計測機器に支障が懸念されるため画像計測は避ける。
A現場条件
・道路トンネルであれば4tトラック程度の車両が通行可能なトンネル
・舗装した平坦な場所を走行できること。
B技術提供可能地域
・技術提供地域については制限無し
C関係法令等
・道路交通法(建設省:昭和35年6月)、鉄道営業法(国交省:平成13年12月)
適用範囲
@適用可能な範囲
・トンネル覆工面へのレ-ザ走査角度は120度以内(添付資料9参照)
・ひび割れ認識幅は最小0.5o以上
・漏水、遊離石灰等の変状を把握することも可能
A特に効果の高い適用範囲
・交通規制が困難なトンネルや長大トンネル。
・自然災害(地震、地すべり等)の影響を受け、短時間で覆工全体の健全度を判定しなければならないトンネル。
B適用できない範囲
・トンネル覆工面へのレ-ザ走査角度120度より外側の範囲。
・ひび割れ幅0.5o未満は認識できない
・トンネル内照明、ジェットファン、天井板等の付帯設備の裏面。
・著しい煤塵が覆工面に付着しているために目視による覆工面の状況が分からない場合。
C適用にあたり、関係する基準およびその引用元
・道路トンネル定期点検要領(案)平成14年4月 国土交通省
留意事項
@設計時
・計測場所の地形、現場条件、対象トンネル諸元(平面図、縦断図、標準断面図、非常駐車帯断面図、坑門形式)、及び必要に応じて地質等の資料調査。
・覆工諸元(1打設長、打設スパン数)の資料調査。
・当該路線の制限速度、覆工画像成果に影響する覆工面煤塵状況の把握。
A施工時
・覆工面の画像計測は時速60q以下である。
・雨天時(小雨程度は除く)及び外気温が0℃以下の場合は、計測機器に支障が懸念されるため画像計測は避ける。
・追い越し車線上での画像計測や関係機関との協議結果によっては、後尾警戒車が必要になる場合がある。
B維持管理等
・特に無し
Cその他
・特に無し
活用の効果        
比較する従来技術 人力点検による遠望目視、近接目視と打音検査で対応、ひび割れ展開図は目視時のスケッチング
項  目 活用の効果 比較の根拠
経済性 向上( 50.11 %) 同程度 低下( %) 交通規制、高所・上向き作業が不要な車載走行型のレ- ザ画像計測で覆工点検を行うため、省力化が図られ経済性が向上する。
工 程 短縮( 50 %) 同程度 増加( %) 交通規制、高所・上向き作業が不要な車載・走行型のレ- ザ画像計測で覆工点検を行うため、施工性が向上し工程が短縮する。
品 質 向上 同程度 低下 レ-ザ画像計測に基づく電子情報でひび割れ展開図を作成するので、スケッチングよりも、ひび割れ展開図の精度、品質が向上する。
安全性 向上 同程度 低下 交通規制や高所作業時の一般大型車との接触の危険性が無いため安全性が向上する。
施工性 向上 同程度 低下 交通規制や高所・上向き作業も不要であることから作業の施工性が向上する。
周辺環境への影響 向上 同程度 低下 交通規制が不要なため、これに伴う交通環境への障害が回避できる。
その他、技術の
アピールポイント等
従来は交通規制が必要な高所・上向き作業を伴う人力点検のため、作業の安全性、覆工面情報の客観性に欠けていたが、新技術は車載装置で走行しながらレ-ザ画像計測を行うため工程が短縮し経済性、安全性、施工性が向上した。更に連続画像が得られるので点検品質が向上した。
コストタイプ
コストタイプの種類
並行型:B(+)型
活用効果の根拠
基準とする数量 10  単位 q 
  新技術 従来技術 向上の程度
経済性 8758250円 17555598円 50.11%
工程 60日 120日 50%
新技術の内訳
項目仕様数量単位単価金額摘要
作業計画技師A138900円38900円 
作業計画技師B231500円63000円 
覆工表面計測技師A238900円77800円 
覆工表面計測技師B231500円63000円 
覆工表面計測技術員221800円43600円 
計測車機械損料1台日913000円913000円 
電子媒体品デ-タ収録テ-プ230000円60000円 
映像電子デ-タ作成デ-タファイル作成10q330000円3300000円 
点検シ-トの作成技師B33.331500円1048950円 
ひび割れ展開図の作成技師B10031500円3150000円 
従来技術の内訳
項目仕様数量単位単価金額摘要
作業計画技師B2.531500円78750円 
作業計画技師B2.526200円65500円 
作業計画技術員2.521800円54500円 
遠望目視点検技師B17.931500円563850円 
遠望目視点検技師C17.926200円468980円 
遠望目視点検技術員17.921800円390220円 
近接目視点検技師B48.3331500円1522395円 
近接目視点検技師C48.3326200円1266246円 
近接目視点検技術員73.3921800円1599902円 
高所作業車N=25台日1914250円914250円 
投光車N=25台日1419250円419250円 
点検表の作成技師B62.6531500円1973475円 
点検表の作成技師C143.226200円3751840円 
点検表の作成技術員205.821800円4486440円 
特許・実用新案
種  類 特許の有無 特許番号
特  許
有り 出願中 出願予定 無し
  
特 許 詳 細  
特許情報無し
実用新案 特許の有無
有り 出願中 出願予定 無し
備 考   
第三者評価・表彰等
  建設技術審査証明 建設技術評価
証明機関    
番   号    
証明年月日    
URL    
その他の制度等による証明
制度の名称    
番   号    
証明年月日    
証明機関    
証明範囲    
URL    
評価・証明項目と結果
証明項目 試験・調査内容 結果



施工単価
施工条件
【共通】
・トンネル数はN=5本、総延長10qの道路トンネル覆工コンクリートを秋田県で昼間に調査した場合。
・打音検査は含まない。
【新技術】
・トンネル覆工表面レ-ザ計測システムを使用
【従来技術】
・高所作業車、投光車を用いて目視でトンネル覆工面を点検

積算条件
【共通】
・労務費(技師等)は平成25年度設計業務委託等技術者単価を適用
【新技術】
・計測車の機械損料は自社単価
・諸経費、技術経費は別途。
【従来技術】
・道路トンネル定期点検業務委託積算要領(案)に準拠
・諸経費、技術経費は別途。
歩掛り表あり 標準歩掛, 暫定歩掛, 協会歩掛, 自社歩掛)
施工方法
@計測協議
・トンネル諸元(平面、縦断図、標準断面図、非常駐車帯断面図)、及び覆工諸元(1打設長、打設スパン数)の資料収集。
・必要に応じて覆工面煤塵状況の事前調査を行う。
・現地の道路管理者と作業計画等に関する協議を行う。
A計測車両・機器の準備
・計測車両の計測機器設定、調整、動作確認等を行う。
B現地での覆工表面画像計測
・計測機器の動作や計測画像の画質を確認するために制限時速程度で試走を行う。
・試走により画質を確認できたら本格的に画像計測を開始する。また車線毎に交互に画像計測を行う。
C連続画像、及びひび割れ展開図の作成
・現地で得られたデ-タをデ-タ変換装置で処理し「覆工面映像電子デ-タ」を作成する。
・当該デ-タを連続画像印刷装置を介して「連続画像」を作成し、連続画像解析装置により「ひび割れ展開図」を作成する。
D浮き・剥離箇所の抽出
・机上にて連続画像を基に専門技術者が近接点検を行う。
・その際、「浮き・剥離」の可能性が高い施工目地部、閉鎖系のひび割れ箇所、既往補修箇所等に着目して危険箇所を画像上にマ-キングする。
・「浮き・剥離」の可能性が高いと判定された危険箇所は、現地で「打音検査:別途交通規制作業」により確認し必要に応じて応急措置を講じる。
E補修計画等
・当該システムによる画像計測を複数年継続することで、変状の経年変化を客観的にトレ-スすることが可能で、補修計画立案に資する情報を提供できる。


レ-ザ計測車(トンネルキャッチャ-)
今後の課題とその対応計画
@今後の課題
・現状で得られる覆工画像は256階調の白黒濃淡による「白黒画像」であるため、「錆汁」等がある場合、その判定が机上ではできない。
・浮き・剥離は連続画像を基にした専門技術者の判断に依存せざるを得ない。その判断は主観的・定性的な傾向が強く客観的・定量的に欠ける。
A対応計画
・レ-ザ計測画像のカラ-化のため、機器構成の見直しを検討中である。
・打音検査の代替としてパルスレ-ザを適用した非接触方式の「浮き・剥離」の検知法を調査検討中である。
収集整備局 関東地方整備局
開発年 2011 登録年月日 2014.10.27 最終更新年月日 2014.10.27
キー 
ワード
安全・安心、コスト縮減・生産性の向上、公共工事の品質確保・向上
自由記入
走行型計測 覆工点検 ひび割れ
開発目標
経済性の向上、安全性の向上、品質の向上
開発体制
単独 産、 官、 学) 共同研究 産・産、 産・官、 産・学、 産・官・学)
開発会社 株式会社トノックス
問合せ先 技術 会 社 株式会社トノックス
担当部署 計装システム事業部 担当者 畠見尚彦
住 所 〒254-0021 神奈川県平塚市長瀞2番6号
TEL 0463-73-9151 FAX 0463-23-6655
E−MAIL n-hatami@tonox.com
URL http://www.tonox.jp/
営業 会 社 株式会社トノックス
担当部署 計装システム事業部 担当者 高橋満雄
住 所 〒254-0021 神奈川県平塚市長瀞2番6号
TEL 0463-73-9151 FAX 0463-23-6655
E−MAIL m-takahashi@tonox.com
URL http://www.tonox.jp/
問合せ先
番号会社担当部署担当者住所
TELFAXE-MAILURL
実績件数
国土交通省 その他公共機関 民間等
1件 0件 3件
実験等実施状況
模擬トンネルにおける検証実験
1.試験実施日
・ 2011年3月10日
2.試験場所
・トノックス(株)平塚工場内(神奈川県平塚市長瀞)
3.目的
・レ-ザ光線による覆工表面の画像計測方法が、実トンネルの覆工表面の状況を迅速に高精度に検知できるか実証するために実験を行った。
4.試験方法
・工場内に模擬トンネル(半径:4.5m、長さ:1.0m)をプレキャストコンクリートで構築し組み立てた。
・当該模擬トンネル内に計測車両を配置し、レ-ザ計測装置で覆工面のスキャンニングを実施した。
5試験.結果
・レ-ザ1走査当たりの周期を高速化したレ-ザスキャナ-の有効性が検証できた。
・覆工面へのレ-ザ走査角度が120度を確保できることが確認できた。
・スキャナ-を4面ミラ-にし、走査速度を21,000rpmにすることで計測の高速化を確認できた。
・ひび割れ幅0.5oが認識できることが確認できた。
・計測車両を4t車とし搭載装置の小型化が実現できた。
・計測デ-タの記録から処理までをデジタル化することで、計測画像の画質向上が確認できた。
・受光センサ数を増加することで、側壁部での計測画像の画質向上が確認できた。
・レ-ザ走査位置や受光センサの傾き角度の調整作業を自動化することで作業の省力化が検証できた。
6.考察
・従来の計測方法に比し、大幅な計測の迅速化・高精度化が可能となった。また、経時的なひび割れの進展性を客観的・定量的に把握でき、より経済的・効率的なトンネルの 維持管理、補修計画の立案に資するものと考えられる。


模擬トンネル検証実験状況
添付資料等 添付資料
@添付資料1 コスト内訳表
A添付資料2 レ-ザ計測機器の構成
B添付資料3 作業に対する安全性
C添付資料4 技術パンフレット
D添付資料5 工程表
E添付資料6 作業員の環境
F添付資料7 計測車両の仕様・計測状況
G添付資料8 壁面のデジカメ画像とレーザ計測画像比較
H添付資料9 レーザ走査角イメージ図
参考文献
 
その他(写真及びタイトル)

レ-ザ計測車構成


デ-タ解析システム


デ-タシ-ト出力例


詳細説明資料(様式3)の様式はExcelで表示されます。