管理人のイエイリです。
掘削中の山岳トンネルは、まさに生き物です。切り羽や壁面が変位するのを前提に、支保工を選んだり、覆工コンクリート厚を変えたりと、現場で着々と判断しながら施工していくことが重要です。
ただ、これまではトンネル天端など限られた点の変位しか観測されていなかったので、トンネル内面の変位分布を知ることは困難でした。
そこで鹿島はソーキ（本社：大阪市西区）と共同で、3Dレーザースキャナーで計測した点群データと、画像処理技術によって山岳トンネルの切り羽や壁面の変位を3次元計測できる「3Dマッチ」を2013年に開発しました。
その技術がこのほど、長野県飯田市で建設中の三遠南信小嵐トンネル調査坑工事（発注者：国土交通省中部地方整備局、トンネル延長：1544m）で、
ナ、ナ、ナ、ナント、
されたのです。
 三遠南信小嵐トンネルでの3Dマッチ測定風景（以下の写真・資料：鹿島） |
 計測結果。赤が変位大、青が変位小を表す |
「3Dマッチ」が初導入された三遠南信小嵐トンネル調査坑の現場
過去と現在の点群データを比較して変位を求める場合、問題となるのが2つの点群データの位置合わせです。
そこで両社は防犯分野で人物特定などに使われている「テンプレートマッチング」という画像処理によるパターン認識技術を使って、吹きつけコンクリートの微妙な凹凸パターンを探し出し、面的な動きを精度よく計測できるようにしました。
吹きつけコンクリート面にテンプレートマッチングを応用し任意点の変位を追跡する
三遠南信小嵐トンネル調査坑は、長野県と静岡県の県境を貫く「（仮称）青崩トンネル」本坑の建設に先立って行われています。
トンネルルートは中央構造線に近接し、並行しており、周囲には中央構造線に斜行する断層破砕帯や亀裂密集帯が確認されたため、断層などを原因とする大変位や局所変位の発生が予想されました。
まさに、地盤を3D的に交錯するように複雑な不連続面が分布していたわけです。
そこでこのトンネルに3Dマッチを導入したところ、切り羽や周辺壁面の変位が
高精度で面的に把握
することができたのでした。
三遠南信小嵐トンネルでの3Dマッチによる計測結果
確かに、トンネル天端など限られた点だけでなく、トンネル内壁全体を見ると、天端での変位が小さくても、トンネル側方での変位が意外と大きかったりすることに気がつきますね。
施工におけるCIM（コンストラクション・インフォメーション・モデリング）活用ととらえて、施工管理情報の見える化や情報共有、そして維持管理時のもとデータとして幅広く活用できそうですね。
（お断り）
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