建設業界、特に河道掘削のような過酷な水中作業の現場では、精度と効率の両方を維持することが大きな課題となります。従来の方法は手作業に大きく依存しており、機能的ではあるものの、安全面や精度に関する重大な問題をもたらします。 

そのような方法の一つでは、測量士が掘削機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判断します。この方法は長年使用されてきましたが、決して理想的とはいえません。本ブログでは、FJD G31 3D掘削機ガイダンスシステム が、困難な河道改修プロジェクトでどのように正確な掘削結果を実現したのかをご紹介します。

プロジェクトの背景

中国南西部で行われた河道掘削プロジェクトでは、河道は4区間にわたり全長約40キロメートルに及び、掘削深さは水面下約8メートル、河床幅は80メートルに達しました。さらに、両岸の法面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、掘削機のオペレーターは水中の状況を確認できませんでした。そのため、掘削深さの判断は直感と経験に頼るしかありませんでした。これにより、実際の掘削作業と、当初のプロジェクト計画に示された設計仕様との間に差異が生じていました。

こうした課題を受け、プロジェクトチームは、水中作業に従事するすべての掘削機にスマート補助キットを設置し、オペレーターにリアルタイムで正確な座標と視覚的なガイダンスを提供することを求めました。

「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機器がなければ、作業員は簡単に掘り過ぎたり、掘削不足になったり、場合によってはやり直しになったりします。だからこそ、私たちにとって精度と効率が重要なのです」と、プロジェクト責任者は導入計画について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掘削機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掘削機に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安心感をもたらしました。スマートシステムによって、水中での掘削作業がよりスムーズになると考えたためです。

「4つの区間で現場支援を行うため、2名のシニアエンジニアを派遣し、オペレーターがG31システムを使用する際に発生する問題の解決をサポートしました」と、FJDデジタルコンストラクション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。「技術サポートを受けられることで安心できると、現場の皆さんも喜んでくれました」

プロジェクトチームは図面に厳密に従う必要があったため、作業開始前に設計ファイルをG31システムへインポートしました。「図面のインポートは思っていたより簡単でした。設計計画と3Dサーフェス図を使うことで、掘削中もすべての詳細を明確に確認できます」と、最初の区間で作業していたオペレーターの一人は現場で説明しました。

掘削作業の前に、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行い、すべての掘削機を迅速にキャリブレーションしました。これにより、重量級の機械は河道上で安全に作業するための高精度なスーパーパワーへと変わりました。「当社のG31は、掘削する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き、頼れる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。

導入に見合う大きな変化

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。すべてが予定どおり、かつ予算内で進んでいることを確認でき、プロジェクトチームの大きな負担が軽減されました。

• 時間とコストを削減

掘削のたびに測量士が必要になると、全体の作業効率は大幅に低下する傾向があります。オペレーターは掘削を開始する前に、測量士が測定作業を監督するのを待たなければならず、プロジェクトのスケジュールに遅れが生じる可能性があります。

 「現在では、オペレーター自身で深さを測定できます。測量士を待つ必要はありません。測量士には作業後の確認だけを担当してもらっています。人件費を削減しながら、全員の安全も同時に確保できるのは素晴らしいことです」と、プロジェクト責任者は嬉しそうに語りました。

• 推測を減らし、精度を向上

FJDのエンジニアが現場で専門的なキャリブレーションを行った結果、誤差は3cmまで減少し、従来の許容範囲である±10cmから大幅に改善されました。「ミスややり直しが減ると分かって、本当に安心しました。特に、そうしたミスややり直しはコストが大きく膨らむ原因になりますから」

「画面上のデータを確認しながら掘削しています。バケット先端から目標地点までの距離が分かりやすいです。FJDの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話しました。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、設計図どおり、法面の精度が非常に高いことを確認しました。 

• 1つのシステムで、さまざまな用途に対応

リアルタイムの視覚ガイダンスに加え、G31システムでは、掘削機のバケット先端を目標地点に合わせ、制御端末ですぐに座標情報を確認することで、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、携帯型RTK機器が不要になり、作業工程がさらに簡素化されました。「G31システムには、作業を効率化する実用的な機能が数多く備わっています。これまで行っていた方法とはすべてが違います。FJDシステムを使うのは素晴らしい経験です」と、オペレーターはFJDガイダンスシステムを使用するメリットについて語りました。

• 連携を強化し、作業を迅速化

FJDガイダンスシステムが正確な掘削を実現したことで、掘削作業はすべて円滑に進みました。バージ搭載の掘削機が指定区域から土砂を除去すると、運搬船が掘削した土砂を速やかに岸壁まで運び、そこで河岸に配置された別の掘削機が除去した土砂を土工ダンプに積み込みました。その後、土砂は現場外へ運搬されました。

この連携により、作業が滞りなく進み、ミスや手戻りのリスクを大幅に最小限に抑えることができました。このレベルの効率性を維持することで、プロジェクトは迅速に進行し、全体の工期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でFJD G31 3D掘削機ガイダンスシステムを活用したことで、プロジェクトチームが直面していた精度と効率性の課題を解決できました。本事例で得られたメリットは、同様に困難な環境で実施される今後のプロジェクトにとってモデルとなります。FJD G31システムのような革新的技術を導入することで、掘削作業をより高い精度で、低コストに実施でき、建設業界におけるより確実な成果への道が開かれます。