鹿島／山岳トンネル切羽の風化変質を定量評価／色調解析しコンター図表示20140117建設工業

鹿島／山岳トンネル切羽の風化変質を定量評価／色調解析しコンター図表示20140117建設工業

　鹿島は１６日、山岳トンネル工事で切羽の風化変質の程度を定量的に評価するシステムを確立したと発表した。タブレットパソコン（ＰＣ）に内蔵されたカメラで切羽を撮影し、画素ごとの色調を数値に変換。結果をコンター図（等高線図）で示す。切羽に近づくことなく、全体の色調を一度に測定できるため、従来の目視に比べ大幅に時間を短縮。数分での評価を可能にした。

　岩盤の風化は、岩石に含まれる鉱物と岩盤内の浸透水が反応し、粘土鉱物を生成することで進行する。新システムは、粘土鉱物が茶・黄・白色など、風化前の鉱物と異なる特徴的な色調を示す性質に着目。岩盤の色調変化を数値的に測定し、変化範囲を定量化することで、岩盤全体の風化変質程度を評価する。

　撮影に用いるデジタルカメラは、光の三原色（ＲＧＢ値）として結果を表示するため、専用プログラムを開発し、物体の色を表すのに最も使用される表色系（Ｌ＊ａ＊ｂ＊値）に変換。カラーバーを一緒に撮影して色調補正するなどの工夫により、同一条件で色調を解析できるようにした。タブレットＰＣの内蔵カメラを使用するため、デジタルカメラからＰＣへ画像を転送する必要もなく、画面を数回タップするだけの簡単な操作で、現地での評価を可能にした。開発に当たっては、京都大学防災研究所の千木良雅弘教授に指導を仰いだ。

　国土交通省九州地方整備局延岡河川国道事務所が発注した「宮崎２１８号南久保山トンネル新設工事」（宮崎県延岡市、延長３８１メートル）の低土かぶり部の切羽観察に適用した。坑内の土かぶりは最小で１メートル程度になるため、地表部から天端に広がる風化変質の程度を未風化から強風化までの５段階で評価し、切羽の支保選定に役立てた。専門家の目視と同程度の評価結果が得られたという。今後、山岳トンネル工事に積極活用し、現場の安全性と品質向上につなげていく。ダムの堤体基礎岩盤の検査や原石山の分類などへの応用も検討していく方針だ。