全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO15】

斜面傾斜コンソーシアム市場開拓 WG の活動報告
中央開発株式会社〇森

大器,傾斜センサーによる斜面監視モニタリングのマーケット開拓コンソーシアム

1. はじめに

課題，市場的課題，実績とした．

「傾斜センサーによる斜面監視モニタリングのマーケ

図-1に「IoT 傾斜センサーの解決すべき技術的課題」

ット開拓コンソーシアム」（以下，全地連傾斜センサーコについてのアンケート結果を示す（複数回答可）．およそ

ンソーシアム）は IoT 傾斜センサーによる斜面監視モニ

8割のメーカーが「管理基準値（閾値）の設定」の回答でタリングの認知度を高め，その潜在マーケットを開拓しあった．IoT 傾斜センサーには現在のところ公的に定めて普及を図ることで，社会の防災・減災に貢献することられた管理基準値がなく，業界として運用面での課題とを目的として令和 4 年 4 月に全国地質調査業協会連合会なっていることが明らかとなった．

が支援する新マーケット創出・提案型事業に採択され発

図-2に「IoT 傾斜センサーの有利な点（メリット）」に足した．本コンソーシアムは会員企業 15 社で構成されついてのアンケート結果を示す（複数回答可）
．どのメー

ている．

カーも安価であること，設置の容易さ，自由度を IoT 傾斜センサーの強みだと認識しているとわかった．

2. 全地連傾斜センサーコンソーシアムの活動
全地連傾斜センサーコンソーシアムでは，具体的な活動を，「技術開発ワーキンググループ（以下 WG）」と「市場開拓ワーキンググループ（以下 WG）」の2つの分科会に分かれて活動している1）．当初コンソーシアムの活動
期間は2年間の予定であったが，活動期間を1年間延長した．表-1にコンソーシアムの活動スケジュール1）を示す．
表-1 コンソーシアムの活動スケジュール1）

図-1 IoT 傾斜センサーメーカーのアンケート回答①

技術開発 WG では，IoT 傾斜センサーメーカーに対するアンケートによる実態調査や実証サイトにおけるモニ
タリングを実施している．
市場開拓 WG では，全国市町村の防災担当セクションに対してアンケート調査を実施し，関係省庁などへのヒ

図-2 IoT 傾斜センサーメーカーのアンケート回答②

アリングおよび意見交換会を行った．また，ポータルサ
イトを構築し，会員企業各社による IoT 傾斜センサーの事例紹介などの情報発信を行っている．

IoT 傾斜センサーメーカーに対するアンケート結果をまとめると，全体として高い回答率は特定の回答に集まる傾向がみられ，各社の IoT 傾斜センサーに対する認識

3． アンケート調査

や問題意識は共通していることが窺えた．

(1) IoT 傾斜センサーメーカーへのアンケート調査
IoT 傾斜センサーメーカーに対するアンケート調査は(2) 自治体へのアンケート調査

全地連傾斜センサーコンソーシアムに参画する IoT 傾斜

自治体に対するアンケート調査は，ニーズ把握や IoT

センサーメーカー7社とコンソーシアム外のメーカー5社

傾斜センサーの紹介・認知度の向上を目的として行った．

の計12社に回答を依頼した．アンケートの内容は IoT 傾

対象は市町村の防災担当セクション（777自治体）とし，斜センサーに関しての斜面モニタリングの契機，技術的

土砂災害特別警戒区域（いわゆるレッドゾーン）を保有

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
する全市町村から，県別に40％程度の区町村をランダム

知，IoT 傾斜センサーの現状と今後の展望などについて，に抜き出した．アンケートには IoT 傾斜センサーのモニ

ヒアリングおよび意見交換会を実施した．
対象者は7つのタリングについての概要も記載した．

省庁関連部署である．

IoT 傾斜センサーに関心があると回答した自治体へど

また，関連部署の担当者からの話題提供では，モニタのような点に関心があるかを問うた設問の結果を図-2にリングの現状や今後の IoT 傾斜センサーの適用可能性に示す．関心がある自治体では，災害情報の発信への活用

ついて情報提供を頂き，それについての議論を行った．

や避難の警告の発出などへの活用に高い関心があることがわかった．一方で，関心がないと回答した自治体の理由としては費用の不透明さや予算確保の難しさが挙げられた．

4． IoT 傾斜センサーの適用事例
全地連傾斜センサーコンソーシアムの HP2）上では会
員企業の IoT 傾斜センサーの仕様やその適用事例について掲載しており，本稿ではその一部を紹介する．
(1) 災害現場の安全監視
崩壊した国道に面する斜面において，モニタリングを実施し通行規制解放の基準として運用．
(2) 工事現場の安全監視
工事中の安全監視，労働災害防止を目的にモニタリン
グを実施．
(3) 鉄道沿線斜面の変状監視
鉄道沿線斜面の安定性を定量的に把握する目的で「斜図-3 自治体向けアンケートの回答の一例

面変位」と「体積含水率」のモニタリングを実施．
(4) 道路法面の変状監視

また、得られたアンケート結果から「A.IoT 傾斜センサ

国道沿いの道路法面にクラック等の変状が見られたたーの関心の有無」と「B.過去の被害の有無」と「C.地域

め，変状の進行を把握する目的でモニタリングを実施．

住民の土砂災害に対する意識」と「D.IoT 傾斜センサーに(5) 土砂災害警戒区域内でのモニタリング

よる斜面モニタリングにあたっての懸念事項や支障とな

土砂災害特別警戒区域（レッドゾーン）において，豪る事項」の4項目について、クロス集計をおこなった．図

雨時に斜面崩壊の危険が懸念されたためモニタリングを-3にクロス集計の結果の一例を示す．
クロス集計の結果、実施．

過去に土砂災害が発生した自治体や地域住民の土砂災害の意識が高い自治体では，IoT 傾斜センサーへの関心が

5． おわりに高いことが分かった．また，そういった自治体では IoT

全地連傾斜センサーコンソーシアムは IoT 傾斜センサ

傾斜センサーのモニタリングに対して，精度や設置箇所ーの普及を目的に活動し，今後も展示会参加や Web セミの選定、警戒判断などの基準が未確立であるという具体

ナーの開催，管理基準値の設定に向けての活動予定して的な懸念に関心があることが分かった．

いる．管理基準値が整備され IoT 傾斜センサーの認知度が向上し，普及することで防災・減災に寄与していくことが期待される．
《引用・参考文献》
1) 地質関連情報 WEB，新マーケット創出・提案型事業，
傾斜センサーによる斜面監視モニタリングのマーケ
ット開拓コンソーシアム報告書(最終閲覧日
2024.5.24)https://www.zenchiren.or.jp/market/p
df/R5con_report.pdf
2) 傾斜センサーによる斜面監視モニタリングのマーケ

図-4 クロス集計結果の一例

ット開拓コンソーシアム HP(最終閲覧日2024.5.24)，https://tiltsensorcon.com/(3) 関係省庁への働きかけ
関係省庁に対し，本コンソーシアムの存在・活動の認【9【CO16】

全地連「技術フォーラム 2024」新潟

斜面傾斜コンソーシアム技術開発 WG の活動報告（Iot 傾斜センサによる斜面の変形及び崩壊のプロセスの考察と新たな管理基準値の暫定案）
応用地質株式会社 〇谷川

正志，傾斜センサによる斜面監視モニタリングのマーケット開拓コンソーシアム

1. はじめに2022 年４月に設立した「傾斜センサによる斜面監視モ

次に，X 軸とＹ軸の合成角度により Iot 傾斜センサの変形ベクトルをオービットとして図-2に示す．

ニタリングのマーケット開拓コンソーシアム（以下、コンソーシアムとする）では，技術開発 WG として表層崩
壊やがけ崩れなどの斜面の変形および崩壊のデータが集積され参加した７社の内３社で崩壊を捉えた 1)．コンソーシアムを含む 200 万程度のデータの解析では，土壌雨量指数と角速度の相関性や，斜面の段階的な変形の特徴が鮮明となった．
本論文では，取得したデータに基づき、斜面変形が３つの段階に区分できる可能性を提示し，Iot
傾斜センサの角速度による管理基準値の暫定案を土壌雨量指数によるキキクル 2)と対比して提示するものである．

2. 土壌雨量指数と角速度の相関性と変形ベクトル
図-2 合成角度による変形ベクトルのオービット

日本各地で計測した200万程度の Iot 傾斜センサのデー

上図の変形ベクトルでは，下記の特徴が確認された．

タによる角速度と土壌雨量指数の相関を図-1に示す．

・初期の斜面変形では，変形ベクトルの軌跡がランダムである．
・斜面変形が進行した段階では変形ベクトルが一定の走向に収斂する．
・人工的な外力により Iot 傾斜センサが反応した場合は，上記の軌跡を逸脱する．

3.

Iot 傾斜センサによる斜面の変形の特徴
Iot 傾斜センサのデータを整理している過程で、下記の特徴的な斜面の変形があることを確認した．
1)

常時もしくは豪雨時や土壌雨量指数の相対的ピー
ク時に特徴的な変形を示さない．

2)

豪雨時や土壌雨量指数の相対的ピーク時に一時的に角速度0.02°/時間を超える斜面下方の変形を示すが，その後の無降雨時に斜面上方へと緩やかな角速度で変形が継続し、変形の累積的変形が小さい（図-3左図参照）．

図-1 斜面変形の角速度と土壌雨量指数との相関図

3)

豪雨時や土壌雨量指数の相対的ピーク時に一時的に角速度0.02°/時間を超える斜面下方の変形を示

上図の相関図から下記の特徴が確認された．
・角速度が0.02°/時間を超過すると継続的に変形が進し，その後の無降雨時でも0.02°/時間を下回る角

む場合は，角速度が加速的に大きくなる．

速度を継続しながら徐々にその速度が収束する．

・上記の角速度の変化は，降雨時の土壌雨量指数が高ま（図-3右図参照）．

る際に生じるが，必ずしも一律ではない．

4)3)の特徴的な変形が偏在化すると，わずかな降雨や・降雨が少ない場合でも角速度が0.1°/時間を超過した

小さな土壌雨量指数のピークでも敏感に反応し、変形は加速的に継続し，２つの事例で崩壊へ至った．

角速度0.02°/時間を超える斜面下方の変形が頻繁

・2022年９月19日の台風14号で確認された土壌雨量指数に発生する．無降雨時に角速度も3)の変形よりは早い角速度となる．

180の超過時には角速度が0.52°/時間に達したが崩壊には至っていない．

5)4)の特徴的な変形を繰り返す内，0.02°/時間を下全地連「技術フォーラム 2024」新潟
回らない角速度を継続し，かつ指数関数的に大きなどの誘因により一時的に変化するが徐々に回帰。図-2

くなる．無降雨もしくは少量の雨で0.1°/時間を上のオービットは不規則．

回る角速度に達したものは２つ事例共に確認され１次クリープ：図-4の塑性的な変形の段階である．降雨ているが、いずれも崩壊した（図-4参照）．

などの誘因による変化と平常変形を伴う．

angle

２次クリープ：１次クリープが顕在化した段階である．

angle※１次と２次は図-2のオービットは一定の走向を示す．
３次クリープ：変形が加速的に変化し崩壊へ至る．

５. Iot 傾斜センサの管理基準値の暫定案
time
弾性的な変形を繰り返す事例

time
塑性的な変形を繰り返す事例

図-3 Iot 傾斜センサによる特徴的な変形事例

Iot 傾斜センサによる実測値を踏まえ，土壌雨量指数による災害発生危険度をレベル分けしたキキクル2)と，Iot
傾斜センサによる角速度の変化を対比することで警戒レ
ベル管理基準値の暫定案を提示する（図-5,表-1参照）．

図-5 表層崩壊が発生した事例
表-1 Iot 傾斜センサによる警戒レベル管理基準値の暫定案
地表面の計測データとキキクル２）の危険度レベルとの対比表

図-4 表層崩壊が発生した事例

４. 変形および崩壊のプロセスの考察
Iot 傾斜センサによる変形と崩壊のデータに基づき，斜面の変形および崩壊のプロセスを整理した（図-5参照）．

５. 今後の課題と展望
本発表では，全国の200万程度の Iot 傾斜センサのデー
タの整理による斜面の変形及び崩壊のプロセスの考察と新たな管理基準値の暫定案を提言したものである．
今後は，地質や土質、斜面傾斜角度などの要因別の Iot
傾斜センサの相関や，その理論的な裏付けを検討したいと考えている．
《引用・参考文献》
1) 八木雅，全地連斜面傾斜コンソーシアム（2023）：傾斜センサーによる斜面監視モニタリングのマーケッ
ト開拓コンソーシアムの活動報告(IoT 傾斜センサー
図-5 Iot 傾斜センサによる変形と崩壊のプロセス図
上図のクリープの特徴とクリープレベル区分は，下記のように考察している．
０次クリープ：図-4の弾性的な変形の段階である．降雨が捉えた表層崩壊事例と管理基準値の設定に向けた考察),全地連技術フォーラム2023論文集,論文 CO88.
2) 気象庁（HP,2024.5.15閲覧）：キキクル（警報の危険度分布），https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/
bosai/riskmap.html

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO17】

活動中の地すべりにおける高精度ＧＮＳＳ衛星測位技術の有効活用事例-地上観測値との比較による有効性の検討ニタコンサルタント(株)

〇虎尾

魁人，橋本

昌夫，新野

国際航業(株)

１. はじめに

飯島

裕明
功一郎

動杭観測は，現地で手動による観測のためリアルタイム

近年，GNSS（全地球測位衛星システム）を用いた「斜性に欠ける上，地すべりなどの災害リスクに巻き込まれ面の変位や構造物の維持管理」などの変位モニタリング

る危険性も考えられる．そこで，3次元で高精度な自動観の進歩がめざましい．利点として，変位を mm 単位の高測ができる可能性のある GNSS に着目し，当地区で観測精度かつ 3 次元で捉えることができる他，計測結果を遠を開始したところである．

隔地でもリアルタイムで閲覧することができる．そこで活動中の地すべり地区に活用し変位量の把握を試みた．

４. 活用した機器およびシステムの概要

また当地区は，移動杭観測を実施しており，GNSS 観測値（1）GNSS 計測機器との比較により，その有効性の検討について報告する．

項目

性能

受信信号

GPSL1C/A 12ch

動作温度-20～60℃

防水性能

IPX5

よび段差等がみられる他，斜面中位では地すべりで形成

データ取得
間隔

30 秒

された緩斜面地帯が存在している．

解析間隔

1 時間

計測誤差

XY:±2mm
Z:±3～4mm

２. 対象地の地形・地質と地すべり概要
調査地の有瀬地区は活動中の地すべり地であり，斜面
は地すべり地特有の複雑な形態を示している．斜面の上位には旧滑落崖と考えられる馬蹄形を呈した凹状地形お地質は，中央構造線直下の三波川帯の結晶片岩で主として泥質片岩と塩基性片岩の互層となっている（図-1）．
本事例箇所の地すべりブロックは，年間 10 ㎝程度の変位が確認され，地すべり変動が顕著であることから，
一般車両の立ち入りが制限されている．

図-2 GNSS 計測機の概要図（2）GNSS 計測システムの精度
GNSS 計測では，衛星配置や上空視通，基線長，気象条
件，マルチパス等の様々な誤差要因のため計測値がばらつき，通常の基線解析のみでは，最も高精度なスタティ
ック計測でも幅数 mm～10 数 mm の帯状に分布する（図

対象地

-3）
．そこで，今回採用した GNSS 計測システムでは，時系列統計解析
（トレンドモデル）による誤差処理を行い，誤差成分 Wn を分離・除去し，真の変位 Un を求めることで mm 単位の計測精度を可能としている．

図-1 四国の地質区分図 1)

Δｋ uｎ=ｖｎ（システム方程式）
ｙｎ= uｎ+ｗｎ（観測方程式）
ｙｎ：実際の計測変位
ｗｎ：観測ノイズ（平均値 0，標準偏差の σ の正規分布）
vｎ：システムノイズ（平均値 0，標準偏差の σ の正規分布）
uｎ：真の変位（トレンド）Δｋ：k 階の時間差分演算子

３. 現況の監視体制について
当地区は，幹線道路から離れた山間地で連続250mm の
累積降雨で通行止めとなり，現地計測が遅延してしまう．

図-3 観測変位グラフ図 2)（3）監視連絡体制

そのため，地すべり変位をリアルタイムで把握するため

GNSS 計測結果は，監視センターで 24 時間監視されてに，遠隔監視システムによる自動観測化の体制が構築さおり，管理基準値を超える異常な変位が発生した場合にれている．現在多用されている自動観測機器の地盤伸縮

は警報を発令し，監視センターから管理者に通報される計，固定型傾斜計等は，2次元の変位量である．一方，移システムが組まれている．

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
５. 移動杭観測と GNSS 観測の比較（1）観測位置
移動杭観測の位置は，ブロック頭部および中央部に横断する道路に計20箇所設置している．一方，GNSS 機器は，上空からの見通しが良い箇所を選定してブロック内に計4箇所設置している（図-4）．また，基準点である GNSS 回線集約
機は，堅固な地盤で，計測点から1㎞以内のブロック外の図-5 三次元変位変動図

写真-1 GNSS 回線集約機

582.11

578.25582.
573.79577.17562.64566.10570.80574.37566.26575.21570.09573.53573.12575.13

観測値を比較した結果，GNSS と移動杭の変動量については，降雨による変位の増加を記録しており，降雨との565

相関性を捉えられている．移動方向については，主測線

0565.87570

560

561.14565.77

45
φ
ト
ー
ゲ
ル
コ

582.08581.77582.12578.16579.18580.39581.81

579.49580.56577.70577.38574.92

６. 考察

K-1

方向に変位しており，移動杭の変位方向と GNSS の変位

556.65559.46585.47570.86570

555

564.17565

568.34544.21

532.10525.97575

40cm

568.02538.15565.47553.29533.64544.77545

526.37

AS

T-10573.05

572.89KBM.2

568.56

0539.42

No.3
No.2
No.1

55

KBM.B

0m 10m 20m 30m 40m

554.30540.58545.83555

562.73546.04

GNSS回線集約機(K-1)

575.15567.07579.60560.78

Co

574.61

AS

558.43GNSS機器(G-1～G-4)

553.17

AS

576.40

移動杭(No.1～No.20)

HPφ
600

556.61

585

CO

凡 例

567.15T.N

M.N

577.89567.96570.74

コンクリート擁壁の天端に設置している（写真-1）．

方向は概ね一致している．GNSS と移動杭の変位量の差

550

BOX 2000*2000

528.22547.53551.53544.10538.26526.6052534.60

525

CO

AS

516.78486.96494.65484.41478.23性を確認した．

522.82509.95516.06No.15

497.30471.80No.14

524.43

51
0

No.13

518.94522.73ても数 mm 程度の差異であるため，GNSS 観測機器の有効φ300

540.64T-12
521.58529.96526.84501.11511.71CO

520.15517.64AS

538.03AS

518.47519.91535

530

528.51506.10525.60AS

517.91

5483.27519.46533.56540

530.78529.77527.60514.02501.97502.73

７. 今後の課題

463.61477.84

フト
ンカ
コ

490

G-2

459.07

495

500

505

505.47

当地区に GNSS 観測機器を設置する際，上空からの見485

C494.09

No.12

No.11

5
44

482.574700
45478.06496.33510512.55AS

485

494.68509.93

490

KBM.A

5

475

511.81

CO
497.43478.35519.01545

545.82

540.15507.6351

500

R

位傾向と変位方向は類似している．また，変位差につい

49

480

No.9
No.10

460

455

457.23

G-3

No.16

No.19

No.18

520

0

51 6.00

5 2 0 . 7 3 52

516.49515.04523.64518.96512.15514.12516.88510467.63514.41523.04535.5955532.61521.320550.36550.68516.04506.04491.12481.79520.71524.02513.18

No.7
No.8

525

5

517.88521.73516.37

520

51

No.6

5
46

455.70

これらの結果より，観測期間が数カ月と短いものの変

No.20

No.17

No.5

G-4

446.4151

5H6.9排水ボーリング

540

499.29550

No.4

約5mm の差異があった．

520

0
555
515

510

500

は，地すべり変動が顕著な頭部で15mm，その他の箇所で

560

553.89535.30524.26525

512.40545

540

546.10530

561.54543.58562.21

T-11

AS

552.91558.18535

G-1

通しが良い箇所の選定を行ったが，G-2の斜面周辺には杉

0
48
5
47
0
47
465

図-4 観測機器設置平面図（2）観測結果が植生されており，上空視界の問題で観測データにばら
つきがみられる他，太陽光パネルによる機器の充電不足
により，観測データが一時的に欠測する障害が発生した．

GNSS 観測は，令和6年2月に GNSS 機器を設置して開始

これらのトラブルを防ぐため，障害物除去や設置箇所のした．一方の移動杭観測は，平成30年に移動杭を設置し再検討を含めた，計測環境の改善に努めたいと考える．

て開始した．ここで，同時期の GNSS と移動杭の変位量（X，Y，Z の3次元合成変位量）を比較した．

８. 展望① 地 す べ り ブ ロ ッ ク 頭 部 に 設 置 し た G-1 で 41.11mm

今回の結果より，地すべり地における GNSS 観測の有効（0.5mm/日）の累積変位があり，近傍の移動杭 No.1で性が認められたため，手動による移動杭観測にかわる機

25.37mm（0.3mm/日）の累積変位を捉えている．観測デ器として，GNSS による自動観測化の体制を構築し，災害

ータにばらつきはほとんど見られず，一定方向の顕著

リスクの低減や DX 化に対応していきたい．

な変位を捉えた．しかし，変位量の差は約15mm であり，
ブロック頭部の差異はやや大きかった．
②地すべりブロック内に設置した G-2～4で11.03mm～《引用・参考文献》
1) 四国地方土木地質解説書「四国地方土木地質図編纂

16.38mm（約0.2mm/日）の累積変位があり，近傍の移動委員会（1998.3）」（財団法人 国土開発技術センター）

杭 No.6,11,16で8.76mm～15.43mm（約0.2mm/日）の累

2) NETIS 登録技術:KT-190078-A「shamen-net 計測情報

積変位を捉えている．観測データに多少のばらつきが

提供サービス」（国際航業株式会社）

見られるが，概ね明瞭な変位を捉えている．変位量のhttps://www.shamen-net.com/index.html

差は約0.5mm であり，差異は比較的小さかった．

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO18】

BIM/CIM とビジュアルプログラミングを用いた地すべり対策工の半自動設計と業務効率化
応用地質株式会社

〇阿部

淳一，田中

康博

1. はじめにる 。 本 プ ロ グ ラ ム の 構 築 に は 、 Robert McNeel &(1) 調査設計業務における BIM/CIM の課題点

Associates 開発の Rhinoceros のビジュアルプログラミ

2023 年からの国土交通省の直轄事業における BIM/CIM

ングツールである「grasshopper」を使用した。

原則化により、調査業務でも CIM 適用業務の発注が広がり始めた。しかし、CIM 活用は、モデル作成や可視化の観点にとどまっており、より高度化させた設計への CIM
適用化が求められている。しかし、現状では、受注業務の中で担当者が可視化以外への CIM 活用を提案する流れは乏しく、設計への CIM 活用は普及しきっていない。その背景として、三次元モデル作成技術の習得は、時間と図-2 半自動設計システムの概要

費用がかかるものという考えが担当者に浸透していることがあげられる。

3. 半自動設計システムを用いた概略設計(1) 横ボーリング工・集水井の半自動設計システムの概要
横ボーリング工と集水井の半自動設計システムの概要
を図-3に示す。半自動設計システムは、誰もが簡単に扱うことができるという点に重点を置いて構築し、モデル生成のトリガーは点要素とし、構造物の以下の制御項目
をパラメータバーで可変式として設定した。
・集水井：井筒径、井筒延長
・横ボーリング工：吞口深度・位置、伸長方向、孔径、延長、本数、開きの角度、仰角

図-1

BIM/CIM のイメージと課題点

集水井のモデルは、技術者が設定した点を天端位置として自動生成され、点の移動に伴いモデルもリアルタイ(2) 地すべり対策工における二次元設計の課題点

ムで移動する。集水井モデルは、必要に応じて表示・非

地すべり対策工の選定において、横ボーリング工や集表示が可能で、横ボーリング工のみの概略設計にも転用

水井は最も採用される工法であり、その概略設計のほと可能なものとした。上記に示した制御項目についても個

んどが、これまで二次元で行われてきた。しかし、二次

別にパラメータバーが設定されており、それを用いて入元での概略検討は、既設構造物や対策工との干渉が不明

力値を制御し、モデルをリアルタイムで変化させること瞭なこと、対策工の打設位置が変更となった際に生じるが可能である（図-4）。

手直しの時間的コストや労力が大きいことといった課題があり、以前より品質の向上・高度化、業務効率化が求められてきた。
本稿では、上記(1)(2)の課題解決のために、BIM/CIM とビジュアルプログラミングを使用して開発した半自動設計システムを紹介するとともに、それを活用した横ボー
リング工と集水井の三次元での概略設計の例を紹介する。

2. 半自動設計システムの概要
半自動設計システムの概要を図-2に示す。半自動設計

図-3 横ボーリング工、集水井の半自動設計プログラムのシステムとは、ビジュアルプログラミング言語によって

概要

構造物のモデル化工程をプログラム化し、構造物の寸法や角度などの属性情報を入力するだけで、パラメトリッ
クモデリングによりモデルを自動生成するシステムであ全地連「技術フォーラム 2024」新潟ュニケーションツールとして運用することで、施工イメ
ージ、完成イメージを共有し、計画の手戻り防止対策の点にも有効に働く。前述のとおりプログラムの開発は、誰もが簡単に扱えるということに重点を置いている。それは、システムを開発することが目的ではなく、社内に
BIM/CIM を水平展開することが目的だからである。経験が浅く対策工の完成イメージを想像しづらい若手技術者の支援にも本システムは活躍が期待できる。CIM を若手
技術者の支援ツールとして活用することは、設計に限ら
図-4 パラメータの制御状況

ず地質調査・計画においても同じであり、今まで熟練した技術者が考案していたことが、若手技術者が CIM を活(2) BIM/CIM と半自動設計システムによる概略設計
すべり面と調査時の地下水位、既設対策工の鉄筋挿入用することで対応可能範囲が広がれば、生産性向上へつながることは間違いないと考える。

工が BIM/CIM に反映されている例をもとに活用方法を紹

５. まとめ介する。
例えば、横ボーリング工の概略設計をする場合、ボービジュアルプログラミング言語を用いた半自動設計プ

リング打設位置を点要素としてプログラムにセットし、ログラムの地すべり対策工の設計での活用は、業務効率

モデルを生成する。その後、横ボーリング工の伸長方向

化や品質の向上に貢献することが検証できた。

や本数、角度などをパラメータ操作で変化させ、設計条

BIM/CIM を若手技術者の支援ツールとして活用するこ件をモデル上で確定する。モデル上に地下水位面や既設とで、調査・設計問わず、多様な場で業務効率化・生産

構造物を反映させておくことで、二次元では確認が困難

性向上につながることが期待される。

であった各孔の地下水位との関係や既設構造物との干渉状況が可視化できるため、より効果的で高品質な対策工

６. 今後の展開の概略設計となる。また、すべり面をモデルに反映させ

横ボーリング工・集水井の半自動設計プログラムの活ることで、各孔の有効長が把握できるため、二次元では用事例を増やすととともに、地すべり対策工の排土工・一律で同延長としていたボーリング延長を孔ごとに設計

杭工の半自動設計プログラムも業務に導入し、活用事例

でき、過大・過小設計の防止や工費削減につながる（図を増やす（図-6）。また、三次元すべり面の作成支援シス-5）。仮に提示した設計計画案に変更が生じた場合でも、テムの開発を推進し、調査・計画業務での CIM 活用事例

二次元設計では平面図と断面図を作成する工程まで戻るを増やす（図-7）。

ため、時間的コストや労力への負担が大きかったが、BIM/CIM と半自動設計プログラムを利用することで、打BIM/CIM を通じて業務全体に付加価値を生み出す基盤を構築することを目指している。

合せをしながらでも再設計や図面作成を容易に行うことが可能である。

図-6 排土工の半自動設計プログラム

図-5 概略設計時のモデル画面状況

４. BIM/CIM 活用による業務効率化と生産性向上
地すべり対策工の概略設計での CIM 活用は、業務効率化と生産性向上に明らかに貢献している。それは、デス
ク作業の点にとどまらず、設計思想を三次元モデル上にリアルタイムで表示できる点を活用して関係者間のコミ

図-7 すべり面の作成支援ツール

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO19】

地表面の起伏に沿って屈曲配置可能な地盤伸縮計の事例
大日本ダイヤコンサルタント株式会社，○渡邉

1. はじめに

頼和、篠原良彰

従来の地盤伸縮計では、低木などを伐採した上で地表

地盤伸縮計は、主として地すべりの移動状況の把握を面の亀裂や段差の跨ぐように一直線に設置する。しかし目的に、地表面に入った亀裂や段差を挟むように設置し、伐採にかなりの時間を要することや動物の影響も十分に

インバー線の伸縮量を経時的に測定する。しかし、季節考慮する必要があった。さらに冬季には積雪により現場変化による動植物の接触や積雪地域ではインバー線の保まで向かうことが困難になることから、大掛かりな雪囲

護管が雪の重みで歪むといった事例から従来の地盤伸縮いを行い、冬季における積雪の影響を最小限に低減しな計には設置環境によって観測データの信頼性が左右されければならなかった。

る可能性が大きい欠点があった。
本稿では、地表面の起伏に沿って埋設することで動植以上のように従来の地盤伸縮計では、動植物の影響や設置時及び冬季のメンテナンスの困難さが大きな課題と物との接触や積雪に対する保護が不要な地盤伸縮計の事なっていた。

例について述べる。

(2) 地表面の起伏に沿って屈曲配置可能な地盤伸縮計
そこで本業務ではインバー線ではなく、伸縮計用に開一般的な地盤伸縮計の設置状況と観測原理発された炭素繊維複合材ケーブル1)（以下、伸縮計用カー

地盤伸縮計は、主として地すべりの移動状況を把握す

ボンケーブルと呼称）を使用した伸縮計を採用した。伸るために使用される。地すべりの活動が活発化し、地表

縮計用カーボンケーブルをガイド管と呼ばれる塩ビ管面に入った亀裂や段差などが生じた場合、それを挟むよ（VP13）に挿入し、2地点間を地形に這わせるように設置

うに設置し、時間経過とともに変化する亀裂の拡大や地した（図-2）。

2.

すべりの移動状況を観測する。そのため、従来の地盤伸縮計の設置では、
不動土塊側と地すべり土塊側の2地点を直線に、かつ緩みなくインバー線で結んでおり、移動土
塊側が滑動しインバー線が引っ張られることにより、微
小な地滑りの挙動として捉えることができる。

3.

本業務で採用した地盤伸縮計の事例紹介(1) 伸縮計設置の経緯及び設置に関する問題点
本業務では、新潟県山岳部で計画されている国道改修事業に伴うトンネル工事で、坑口斜面に存在する地すべ

図-2 フレキシブル伸縮計と従来型伸縮計の違い1)りの活動と保全対象への影響を監視する目的で伸縮計を設置し、観測を行った。

伸縮計用カーボンケーブルは、弾性係数がピアノ線の

今回、地盤伸縮計を設置した新潟県山岳部では、冬季1.7倍と従来のインバー線と比較して高強度かつ耐食性の積雪が月別平年値で2m を超える月があるほどの積雪に優れているため、ガイド管内でスムーズに伸縮でき、地域であり、設置箇所は山林に囲まれた低木などが繁茂

ガイド管を屈曲させても地すべりの挙動を正確に捉えるする箇所であった（図-1）。

ことができる。さらに、線膨張係数においても従来のインバー線の半分と外気温変化の影響を低減できる。
表-1 伸縮計用カーボンケーブルの仕様1)

図-1 地盤伸縮計設置箇所

また変位センサーは従来の地盤伸縮計が計測器の分解（赤破線：ガイド管、赤四角：起点及び終点）

能が0.1㎜である2)のに対して、分解能0.03㎜と高分解能

全地連「技術フォーラム 2024」新潟を有する磁気歪式変位センサー 1)を使用している。そし割れ管に直射日光が当たることで管内部の温度も上昇して樹脂製の半割れ管をガイド管に被せることにより、動た可能性が考えられる。そのため、検討した低減対策と物からの被害を防止できるほか、雪に埋もれても観測をして、①伸縮計用カーボンケーブル及びガイド管の埋設行えるため、大掛かりな積雪対策を行う必要がなく、冬と②不動土塊側の変位センサー部及びガイド管に日よけ

季のメンテナンスにかかる作業を削減できる。
（図-3）。

カバーの設置の2つの対策を行った。当初設置した際は、地形に這わせるようにガイド管を地表面に設置したが、気温変化の影響を低減するため GL-0.3ｍまで掘削し、ガイド管を土砂で埋設した（図-5）。

図-3 半割れ管の設置状況
図-5 ガイド管埋設（低減対策①）の状況

４. 現状の課題と今後の展望
本伸縮計での観測を令和6年1月17日から開始したとこ

さらに変位センサー付近の影響を低減するため、不動ろ、3月24日ごろより累積変位量に増加傾向が認められた土塊側の変位センサー及びガイド管に日よけカバーを設（図-4）。その後、累積変位量が横ばいであるにも関わら

置した。

ず、
昼間の気温上昇時にのみ増加する傾向が認められた。
33

10

累積変位量
(mm)

9
8

気温(℃）

7

これら気温の影響低減対策により、日周期の変動は最大±0.1㎜程度に抑えたうえで、現在監視を継続してい30る。ただし依然として日周期の変動を示しており、今後

27

気温の上昇に伴う変動が大きくなった場合には、改めて

24低減対策を行う必要があると考える。

5

18

4

15

3

12

2

9

1

6

0

3

-1

0

考えられる。そのため積雪などの地域性や設置場所の状-3況に対応できる本事例は、非常に有効な手法であったと

-2

3/3

3/8

3/13

3/18

3/23

3/28

4/2

4/7

4/12

月日

図-4 L1伸縮計の変位量及び気温変化3)（出力期間：令和6年3月3日～4月12日）
これは設置した伸縮計用カーボンケーブル及び変位セ

気温（℃；気象庁観測所）

21

変位量（ｍｍ）

6

５. おわりに
本業務における地すべり観測は、従来の地盤伸縮計では多くの問題点があり、伸縮計の設置時から観測中のメンテナンスまで多くの作業時間とコストを要していたと考えられる。
今後は、本事例で新たに浮上した課題に対し、現場状況に応じた対策を立て、さらなる効率化に努めたい。
《引用・参考文献》

ンサーが融雪後の気温上昇に伴い、昼夜の気温変化の影

1) 株式会社 興和：フレキシブル伸縮計,

響を受けている可能性が考えられた。
4月4日～8日の期間

https://www.kowa-net.co.jp/wp-

では、変位量に連続的な増加傾向が認められ、累積性を

content/uploads/1276/06extensometer.pdf

有する特徴を示したことからトンネル施工の影響を捉え

2) 株 式 会 社 オ サ シ ・ テ ク ノ ス ： 伸 縮 計 SLG-100,ている可能性が考えられるが、変位量の推移が気温変化

https://www.osasi.co.jp/support/pdf/spec/spec_の影響を受けてしまっており、本来の地すべりの活動状

slg_100.pdf

況を正確に捉えるために、気温による影響低減対策が新
たな課題となった。
地盤伸縮計の設置場所は融雪後、日当たりが良く、半3) 気象庁アメダスより (最終閲覧日2024.5.19),
https://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/inde
x.php

全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO20】

傾斜センサを用いた斜面崩壊監視における崩壊時刻予測に与える要因の考察
応用地質株式会社〇矢部

防災科学技術研究所

酒井1. はじめに
近年豪雨による土砂災害は，
降雨量の増加も相まって，現代社会における人間生活へのインパクトは今後大きく

満，根本

雅夫，石川

貴規，森川

倫人

直樹

内に組み込んでいる.ロガー機能もセンサと同一箇所に組み込んでおり，深度0～1ｍ付近の気温の影響を極力排除した平均的な斜面変動を傾斜量として把握できる．

なる可能性が高い．特に，土砂災害防止法で対象となっ

傾斜センサ設置位置は，その位置が崩壊時刻予測に与ている 3 種類の土砂災害の一つ“急傾斜地の崩壊”は，える影響を確認するため，
図-1に示す3測線上でそれぞれ他の災害に比べて対象箇所数が格段に多く，人口が集中

法肩，法中央，法尻の3箇所，合計9箇所とした．また，した都市部にもその警戒区域が数多く分布していること

測定間隔は1分毎とし，データ整理は10分毎で行った.

から，今後その発生による影響拡大が懸念される．
この急傾斜地崩壊を各種センサにより早期検知し，崩壊発生前に安全な場所に退避する取り組みは，近年のIoT，デジタル通信技術の進展も手伝って加速している 1)．
それらのうち傾斜センサはコンパクトさ、設置のしやす
さから，利用例も増えている．一方で，現象が他の土砂災害に比べて急速に発生する斜面崩壊は，素因としての地形・地質の多様性、不均一性や誘因としての降雨の空間分布特性の影響を複雑に受け，退避の目安となる管理
基準値設定を一律に扱うことは現状難しいとされてきた．
この件に関する系統的な研究も現状少ないといえる．
本研究では，上述の課題を踏まえ，豪雨時の斜面の表
図-1 実物大盛土の諸元と傾斜センサ設置位置
100

信頼性の高い崩壊時刻の予測手法の確立，管理基準値設

80

定を最終目標とした．本報文では，その成果に影響を与える要因について，実物大盛土を利用した人工降雨実験
により斜面崩壊を再現して得られた知見を報告する．

時間雨量(mm)

適用するとともに，リアルタイム観測データに基づき，

400

時間雨量
累積雨量

斜面崩壊15:26

320

60

240

40

160

20

80
※降雨開始はいずれも11:00

0

累積雨量(mm)

層崩壊を対象とし，高分解能の傾斜センサを急傾斜地に

0

2. 実物大盛土による降雨実験について
豪雨による急傾斜地の崩壊を再現し，斜面に設置した傾斜センサによる測定データから，崩壊時刻予測や管理

図-2 実験で与えた降雨条件

基準値設定に与える要因を把握するため，防災科学技術研究所が保有する大型降雨実験施設を利用した実物大盛

3. 実験結果について

土斜面を対象とした降雨実験を行った．図-1に実物大盛図-2に示すように，降雨条件は，事前降雨（時間雨量

土の諸元と傾斜センサ設置状況を示す．また，図-2に実25～30mm，累積雨量124mm）の後，1日間を空けて本降雨験で与えた降雨条件を示す．

（時間雨量約50mm）をとした．斜面崩壊は，本降雨開始後

傾斜センサを設置した盛土斜面勾配は1:1.2（約40度）、

4時間26分後，累積雨量195mm（土壌雨量指数196）に達し

その材質は，筑波山麓周辺で採取した砂混じりローム質

た時点で発生した．図-3は，斜面正面から見た崩壊状況

土を主体した建設発生土の混合土である．盛土はバックのスケッチ図である．斜面中央（測線 B）から斜面右（測ホウによる盛り立て，転圧，法面整形で築造した．均質線 C）側にかけては概ね均一にすべり破壊が起きており，な築造を心掛けたが，厳密な締固め管理は行わなかった．

崩壊側部の非崩壊部分との境界が明確となっている．一

盛土は，築造後約1年屋外に放置後に実験に供した．

方で斜面左（測線 A）側は，崩壊側部の非崩壊部分との適用した傾斜センサは，2 軸の加速度センサ（傾斜分
解能0.001度,測定範囲±30度）を長さ約1ｍのロッド先端

境界が明確ではないことが分かる．

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
センサ設置位置の崩壊時刻予測に与える影響を確認するための“尺度”として，本研究では2つの値を便宜的に利用した．そして，各尺度に対する観測値超過時刻から崩壊発生時刻までを“崩壊余裕時間”として整理した．整理結果を表-1に示す．
表-1 センサ設置位置と崩壊余裕時間
図-3 崩壊後の斜面スケッチ図
図-4は，3測線の法肩，法中央，法尻に設置した傾斜セ
ンサの累積傾斜角（斜面方向）の経時変化図である．グ

傾斜角速度
の超過尺度

測線A

測線B

測線C

A-1（法肩）B-1（法肩）C-1（法肩）0,02°/hour

12:20

186

11:50

216

14:10

76

0,1°/hour

15:10

16

15:00

26

14:50

36

ラフでプラス方向の変化は法尻方向の変位モード，マイナスはその逆で法肩方向に転倒するような変位モードを示している．いずれの経時変化も土のクリープ的な挙動

超過時刻/崩壊余裕時間（分） ※崩壊時刻15:26

A-2（法中央）

B-2（法中央）

0,02°/hour

11:50

216

13:30

116

13:40

106

0,1°/hour

15:10

16

15:00

26

15:00

26

A-3（法尻）C-2（法中央）

B-3（法尻）C-3（法尻）を示している．ここで特徴的なのは，崩壊が比較的均一

0,02°/hour

13:00

146

11:40

226

12:00

206

なすべりとして現れている測線 B および C では，法中央

0,1°/hour

15:20

6

13:50

96

14:00

86

のセンサが法肩方向の変位モード，法肩と法尻は崩壊直センサ設置位置と 2 つの尺度による余裕時間を比較し前までは法尻方向の変位モードであることである．
一方，た結果，すべりが一様でなかった測線 A を除き，法尻が非崩壊部分との境界が明瞭でない測線 A については，3

他の場所に比べて各尺度に対する観測値超過が早期発現

箇所のデータはいずれも転倒モードであった．この崩壊しやすい．このことは，斜面法尻で傾斜観測を行えば，の不均一性やセンサ設置位置がどのように崩壊時刻予測

崩壊に対して比較的余裕を持った警戒避難行動が可能にに影響するかを次章で考察する．

なることを示唆するといえる．一方，設置位置毎で異な

2.0

A-1(法肩）A-2(法中央）
A-3(法尻）1.0

累積傾斜角（度）

斜面崩壊15:26

降雨開始11:00

0.0

0.02°/hour 超過後の余裕時間は最短でも C-1（法肩）の76 分であり，この時を起点とした警戒避難行動は時間的に十分可能であるといえる．この場合，今回使用した高-1.0

分解能の傾斜センサの使用に限るが，警戒避難行動の端

-2.0
2.0

B-1(法肩）B-2(法中央）
B-3(法尻）1.0

緒としての崩壊前兆現象の判定基準値＝0.02°/hour は妥当な数字であるといえる．菅原 2)は傾斜角速度値から0.0の崩壊余裕時間の定式化も行っており，この式からの崩-1.0

壊時刻予測も期待できる．
しかし，一連の妥当性評価は，

-2.0
2.0

累積傾斜角（度）

累積傾斜角（度）る変位モードに応じ 崩壊余裕時間の違いはあるが，センサ設置位置や降雨条件などの他要因の影響確認など，
C-1(法肩）C-2(法中央）C-3(法尻）1.0

今後の課題といえる．

0.0

5. まとめ-1.0

本報文では，センサ設置位置が崩壊時刻予測に与える-2.0

影響について，実物大盛土斜面の降雨実験結果より，崩壊余裕時間の比較により調べた結果を示した．今後，本図-4 各測線の傾斜センサの累積傾斜角経時変化

関連技術を防災目的に広く社会実装していくために，自然斜面についても同じ観点で調べたい．

4. センサ設置箇所が崩壊時刻予測に与える影響について《引用・参考文献》

2)

菅原 は，国内外の傾斜センサのデータを整理し，傾斜1)傾斜センサーによる斜面監視モニタリングのマーケッ角速度から斜面安定度の判定基準を提唱している．このト開拓コンソーシアム（2023）:全地連 新マーケット

うち．
「厳重警戒，崩壊覚悟」から「緊急避難」への対応

創出・提案型事業 傾斜センサーによる斜面監視モニ

レベルの判定基準の値を10-2rad/day（≒0.02°/hour）とタリングのマーケット開拓 報告書.

3)

している．一方，瀬古 も同じ観点で整理した結果を踏ま

2) 菅原紀明（2000）：地表面傾斜計を用いた岩盤斜面のえ，「警戒・応急対策・通行止検討」から「厳重警戒・通安定度評価法の提案，応用地質技術年報 No.20．

行止」への判定基準値を0.1°/hour としている．両者の

3) 瀬古一郎(2015)：斜面災害防止のための早期警報シ

対応内容と基準値は必ずしも一致するものではないが，ステムの開発と運用，東京大学博士論文.