建設業界、特に河道掘削のような厳しい水中作業の分野では、精度と効率の両方を維持することは大きな課題となり得ます。従来の方法は手作業の工程に大きく依存しており、機能はするものの、安全面での重大な懸念や精度上の問題を引き起こします。 

そのような方法の一つでは、測量士が油圧ショベルのバケットの上に立ち、下げ振りを使って水深を測定し、RTKデータに基づいて必要な掘削量を評価します。この方法は長年使われてきましたが、決して理想的ではありません。このブログでは、FJD G31 3D油圧ショベルガイダンスシステム が、困難な河道改修プロジェクトにおいてどのように正確な掘削結果を実現したかをご紹介します。

プロジェクト背景

中国西南部の水路掘削プロジェクトでは、河道は4区間にわたって全長約40キロメートルに及び、掘削深さは水面下約8メートル、川底幅は80メートルに達しました。さらに、両岸のスロープがこのプロジェクトの難しさを一層際立たせていました。

水中作業を伴うため、油圧ショベルのオペレーターは水中の状況を見ることができませんでした。掘削の深さを判断するには、勘と経験に頼るしかありませんでした。その結果、実際の掘削作業と、当初のプロジェクト計画で示された設計仕様との間にずれが生じる可能性がありました。

こうした課題に直面し、プロジェクトチームは、水中作業に従事するすべての油圧ショベルにスマート補助キットを取り付けるよう要請し、オペレーターにリアルタイムで正確な座標情報と視覚的ガイダンスを提供することを目指しました。

「水中作業は予測がつきません。支援してくれるスマートなものがなければ、作業員は掘り過ぎたり、掘り不足になったり、さらには手戻りが発生したりしやすくなります。だからこそ、精度と効率が私たちにとって重要なのです」と、プロジェクト責任者は導入プログラムについてFJDチームと話す中で述べました。

FJDのソリューション

FJD G31 3D油圧ショベルガイダンスシステムのテストに成功した後、プロジェクトチームは3台の日立製490/870/890油圧ショベルにFJDシステムを導入することを決定しました。この決定はオペレーターに大きな自信をもたらしました。彼らは、これらのスマートシステムによって水中掘削がよりスムーズに進むと確信していたからです。

「私たちは4区間の現場支援のために2名のシニアエンジニアを派遣し、オペレーターがG31システムを使う中で発生するあらゆる問題の解決を支援しました」と、FJDデジタル建設製品のフィールドアプリケーションエンジニア（FAE）であるFanjun Zeng氏は述べました。「彼らは私たちが現場にいることを喜んでくれました。技術サポート面で安心感を得られるからです。」

プロジェクトチームは図面を厳密に順守する必要があったため、作業前に設計ファイルをG31システムに取り込みました。「図面のインポートは思っていたより簡単です。設計図と3D地表面図があれば、掘削中でもあらゆる詳細をはっきり確認できます」と、第1区間で作業していた現場のオペレーターの一人は説明しました。

掘削前に、FJDのエンジニアはオペレーターに簡単なトレーニングを実施し、すべての油圧ショベルに迅速なキャリブレーションを行いました。これにより、それらの大型機械は水路での安全作業を実現する高精度な強力ツールへと変わりました。「当社のG31は、掘削のたびにリアルタイムの3Dガイダンスを提供します。オペレーターはその正確な結果に驚いており、頼れる優れたアシスタントが手元にあることを実感しています」とZeng氏は付け加えました。

導入する価値のある大きな変化

FJD G31ガイダンスシステムの導入により、水中での掘削方法は大きく変わりました。視認性、精度、安全性に関する問題は効果的に解決されました。すべてが予定通りかつ予算内で進んでいると分かったことで、プロジェクトチームの大きな負担が軽減されました。

• 時間を節約し、コストを削減

すべての掘削作業に測量士が必要となる場合、全体の効率は大幅に低下しがちです。オペレーターは掘削を始める前に、測量作業を監督する測量士に頼らなければならず、プロジェクトの工程に遅れが生じる可能性があります。

 「今ではオペレーター自身が深さ測定を行えます。測量士を待つ必要はありません。測量士は作業後の確認のためだけに配置しています。人件費を削減しながら、同時に全員の安全も確保できるのは良いことです」と、プロジェクト責任者は興奮気味に語りました。

• 勘に頼らず、より高精度に

FJDのエンジニアによる現地での専門的なキャリブレーション後、誤差は3cmまで低減し、従来の許容範囲であった±10cmから大幅に改善されました。"ミスややり直しが減ると思うと本当に安心です。特にそれらはコストが大きくかさむことがありますから。"

"私は画面のデータを見ながら掘削します。バケット先端から目標までの距離が分かりやすいです。FJDシステムは操作がとても簡単です。"と、あるオペレーターは語りました。測量担当者は施工前後にバケット先端のデータを確認して承認し、設計図に照らして法面の精度が非常に良好であることを確認しました。 

• 1つのシステムで多目的に活用

リアルタイムの視覚ガイダンスに加え、G31システムでは、オペレーターが掘削機のバケット先端を目標点に合わせるだけで、制御端末上に座標情報を即座に表示し、任意の地点の座標を簡単に取得することもできました。

この機能により、ハンドヘルドRTK機器が不要となり、作業工程はさらに簡素化されました。"G31システムには、私たちの作業を楽にする実用的な機能がたくさんあります。すべてが以前のやり方とは違います。FJDシステムは素晴らしい体験です。"と、オペレーターはFJDガイダンスシステムを使用する利点について語りました。

• より良く連携し、より速く作業

FJDガイダンスシステムが高精度な掘削を可能にしたことで、掘削作業はすべて順調に進みました。台船式掘削機が指定区域からシルトを除去すると、運搬船が掘削された土砂を速やかに岸壁へ運び、そこで川岸に配置された別の掘削機が除去したシルトを土工用トラックに積み込みました。その後、シルトは現場外へ搬出されました。

この連携により、作業フローの円滑さが確保され、ミスや手戻りのリスクが大幅に最小化されました。このレベルの効率を維持することで、プロジェクトは迅速に進行し、最終的に全体の完了時間を短縮するとともに、建設現場で問題が発生しないようにすることができました。

結論

この水中掘削プロジェクトにおけるFJD G31 3D掘削機ガイダンスシステムの活用は、プロジェクトチームが直面していた精度と効率の課題を解決しました。この事例で得られた効果は、同様に厳しい環境下で行われる今後のプロジェクトのモデルとなります。FJD G31システムのような革新技術を取り入れることで、掘削作業はより高い精度と低コストで実施できるようになり、建設業界におけるより成功した成果への道を切り開きます。