北海道における災害復旧に向けたICT活用勉強会

2019年10月3日（木）地方自治体における ＩＣＴ 活用工事の取り組みと活用のポイント
椎葉祐士

一般社団法人日本建設機械施工協会

施工技術総合研究所

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施工技術総合研究所
富士山
主なテーマ【土木技術】
 高速道路等のような大型事業にかかわる施工技術の研究
 橋梁やトンネルなどの維持補修技術の研究
 最新のICTを活用した情報化施工，i‐Construction等の研究【機械技術】
 振動・騒音などの環境影響要因の評価や計測技術の研究
 公共物の維持管理するための特殊な機械類の研究開発

当研究所
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本日の話題

１．i‐Constructionの概要と最近の動向
２．地方自治体工事での取り組み事例と活用のポイント
３．現場支援型モデル事業における河川工事の事例紹介
４．まとめ
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１. i‐Constructionの概要と最近の動向

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１.１ i-Constructionの目指すところ
平成２７年１１月 石井国土交通大臣記者発表→「i‐Construction」で建設生産革命
平成２８年４月 i‐Construciton委員会 報告書発表→i‐Construction～建設現場の生産性革命～
平成２８年９月 安倍総理 未来投資会議の開催→建設現場の生産性を２０２５年までに２０％向上を目指す→３年以内に測量にドローンを投入し、施工、検査に至る建設プロセス全体に３次元データでつなぐ手法を導入

社会的な背景３K• 労働力過剰を背景とした生産性の低迷
きつい• 労働力過剰時代から労働力不足時代への変化 汚い危険
• 安定的な経営環境

新３K
給料
休日
希望

目的は、技術導入ではなく生産性向上。
利用できる技術をフル活用する。

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１.１ i-Constructionの取り組み
i‐Construcitonの取り組みは、ＩＣＴの全面的活用、規格の標準化、施工時期の平準化の３本柱。ＩＣＴの全面的活用の取り組みは、Ｈ２８年度に土工を対象に導入され、その後、Ｈ２９年度は舗装工、浚渫工（港湾工事）、Ｈ３０年度は浚渫工（河川）、本年度は、地盤改良工、法面工等に順次拡大されている。
ICTの全⾯的活⽤

平成２８年３月 ＩＣＴ土工関連基準類発表→１５の基準類
平成２９年３月 ＩＣＴ土工関連基準類改訂

ICT活用の環境整備が整備
コンクリート⼯の規格標準化など全体最適の導⼊

平成２９年３月 ＩＣＴ舗装関連基準類発表
平成３０年３月 ＩＣＴ浚渫（河川）関連基準類発表
平成３０年３月 ＩＣＴ土工・舗装関連基準類改訂

施⼯時期の平準化

平成３１年３月 改訂・・・・
平成３１年３月 ＩＣＴ地盤改良工・法面工・付帯構造物設置工関連基準類新設
合理的に施工・管理できる環境へ進化

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１.２ ＩＣＴ活用工事（土工）の流れ
３次元起工測量

３次元設計デー
タ作成

ICT建設機械による施工

ポイント
・要求精度の規定
・点密度の規定
・計測プロセスの規定・精度確認手法の規定

UAV写真測量
レーザスキャナ
を活用した
３D現況測量

発注図書（図面）から３D設計データを作成する
3Dマシンコントロール
3Dマシンガイダンスを利用した施工

ポイント
３次元出来形管理等の施工管理・新たな出来形管理基準
・新たな出来形管理資料

UAV写真測量
レーザスキャナ
等を活用した出来形管理計測ポイント
３次元データの納品と検査作成、利用した
３Dデータの納品

・新たな納品形式
・書面確認事項
・実地検査の手法
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１.３ ＩＣＴ活用工事の動向（実施状況）

５７％
３９％

出典：国土交通省ＨＰ ＩＣＴ導入協議会（2019.7）資料より（http://www.mlit.go.jp）

48１.３ ＩＣＴ活用工事の動向（工種拡大）

出典：国土交通省ＨＰ ＩＣＴ導入協議会（2019.7）資料より（http://www.mlit.go.jp）

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参考：ＩＣＴ活用工事 適用技術
地上型レーザースキャナ
ー

無人航空機を用いた空中写真測量

無人航空機搭載型レーザースキャナー

地上移動体搭載型レーザースキャナー

音響測深機器

ＩＣＴ建機の施工履歴データ

上記の他、ＴＳ，ＴＳ（ノンプリズム方式）、ＴＳ等光波方式、ＲＴＫ－ＧＮＳＳ、ステレオ写真測量がある

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１.３ ＩＣＴ活用工事の動向（導入効果）

出典：国土交通省ＨＰ ＩＣＴ導入協議会（2019.7）資料より（http://www.mlit.go.jp）

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２. 地方自治体工事での取り組み事例と活用のポイント

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２.１ ＩＣＴ活用工事の地方自治体への拡大• 建設分野全体をしめる国交省直轄土木工事の割合は約４％• 引き続き、自治体工事や民間工事におけるi‐Constructionの取組を拡大

建設投資全体（約50兆円）における部門別割合
民間土木：全体の約１０％

国土交通省発注の土木工事 ：全体の約４％
民間工事への拡大

自治体工事への拡大
・現場支援型モデル事業 など

・営繕工事を通じたＩＣＴ等の導入促進
・建築分野におけるＢＩＭの活用・生産性向上に資する取組支援

民間建築：全体の約５０％

自治体工事：
全体の約３０％
政府建築：全体の約５％

民間部門：全体の約６０％

政府部門：全体の約４０％

出典：国土交通省ＨＰ i‐Construction推進コンソーシアム企画委員会資料（2018.10）資料より（http://www.mlit.go.jp）

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２.２ 地方自治体工事におけるＩＣＴ活用のポイント• 地方自治体の工事では、小規模の施工数量の現場が多い。（積算上は、土量に対する計上となり、導入コストとのバランスをとることが重要）• さまざまな工種が組み合わさった工事が多い。（土工事だけを中心に実施できない場合もあり、ＩＣＴ機器の拘束日数が増える場合がある。）

道路⼟⼯（掘削⼯・法⾯整形⼯）
掘削13,200㎥
法⾯整形（切⼟部）2,110㎡
施⼯延⻑100m
幅6(8.5)m

道路⼟⼯（盛⼟⼯・法⾯整形⼯）
路体盛⼟ 1,200㎥
路床盛⼟ 1,700㎥
法⾯整形 840㎡

道路改良（掘削・盛⼟⼯）
路床盛⼟1,600m3
路体盛⼟590㎥
盛⼟法⾯整形⼯500㎡

単にＩＣＴ技術を導入しただけでは効果が出にくい場合がある

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２.２ 地方自治体工事におけるＩＣＴ活用計画のポイント• ＩＣＴ建機等ＩＣＴ技術の効果を理解した 施工計画を作成することで工事全体の「最大効率化」が実現出来る。

①②①土取場で掘る、積む②ダンプで運ぶ③ブルドーザで盛る③④⑤⑤法面整形④盛土で転圧③情報化施工へ

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２.３ 地方自治体への普及支援策
H29年度より、自治体への普及支援として開始

H29年度９件
H30年度１０件
令和元年度も予定

H29.3.7 ICT導入協議会資料より抜粋

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２.４ 現場支援型モデル事業の実施状況
主な支援概要①ICT導入計画の支援②3次元設計データ作成
支援③現場見学会の支援④技術指導と効果検証⑤協議会・報告会の支援

秋田県（道路改良工事）
新潟県（道路改良工事）

検査講習会（20名）

見学会（20名）

茨城県（宅地造成工事）

見学会（約30名）

データ作成(実技)講習会（２０名）

事例報告会（80名）

沖縄県（道路改良工事）
見学会（2回：計40名）

データ作成(実技)見学会（約100名）
講習会（20名）
鳥取県（河川土工）

データ作成(実技)講習会（25名）

協議会

岐阜県（道路改良工事）：H29年度：H30年度協議会

検査講習会（34名）
大分県（道路改良工事）
既に着手済み工事のため見学会と効果検証を実施

見学会と効果の報告（25名）

協議会
徳島県（河川土工）
対象現場の土運搬の条件変更により、講習会、データ作成講習会を実施

兵庫県（河川土工）
対象現場の工期延期により、講習会、データ作成講習会を実施

見学会（約30名）

データ作成（実技）講習会（10名 ）見学会（約60名）

講習会（県内施工者500名） 講習会（県内発注者50名）

17２.５ 活用工事事例①＜事例①＞ 宅地造成⼯事の施⼯をＩＣＴブルドーザにより施⼯
点在する仮置き⼟
点在する仮置き⼟

施⼯前

仮置き⼟を⼀旦排除して、品質管理された宅地を造成

完成予定

掘削 18,480 m3 / 盛⼟ 22,900m3○当初計画の⼿順○ＩＣＴブルドーザ（ＭＣ）の活⽤• 敷均し精度を確保するために⼩規模なロットで作業（精度確保には⾼頻度で丁張りとの⾼さ確認が必要）• 仮置き⼟を東から順に掘削、盛⼟を繰り返す• ＭＣ機能により丁張りがなくても広範囲でも敷均し精度を確保（どの位置でも設計との⾼さを確認しながら施⼯できる）• 仮置き⼟を⼀度別の場所に配置し、作業範囲を⼤きく確保

①丁張り

施⼯②

①

施⼯②

施⼯①

施⼯①

当初計画
丁張設置

①丁張設置

施⼯①
ブル施工

②約60⽇

丁張設置
ブル施工
施⼯②

③①の準備⼯ブル施工
施⼯③②

ＭＣによる作業性改善

施⼯①

施⼯②

丁張り作業の省⼒化

ＩＣＴ計画

約40⽇

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２.５ 活用工事事例②＜事例②＞ 掘削工におけるＩＣＴ建機と全体マネジメントによる生産性向上例
掘削：約13,000m3 法面整形：約2,000m2

19２.５ 活用工事事例③

ＩＣＴ施工の点群を活かしたプロセス改善による生産性向上
堤防嵩上げ工事
掘削580m3
盛土2,030㎥
法面整形工3,260㎡

ポイント・作業の１工程ではなく、全体工程で補助労務を削減する

起工測量データを使って、①仮置き土撤去をMC化②表土剥ぎをMC施工

段切り設計データを作って、③段切り施工をMC化

水平面設計データを作って、④盛土敷均しをMC化
最終設計データを作って⑤法面整形をMC化

2010２.５ ＩＣＴ活用のポイント（小中規模工事ならではの工夫）• ＩＣＴを導入することで部分最適化はできるが、ほかの部分が作業が効率化せず、ボトルネックが移動するだけとなる。全体最適を見据えた体制、工程計画が重要。
ICT建機の導入
ICTの導入においては、作業サイクル全体での効率化が必要①ICT建機による作業能力の向上に合わせて、周辺の従作業能力を向上させる
ダンプ台数を増やす➡搬出量UP

施工日数の削減

ICT建機の導入により掘削量UP②作業サイクル全体の中で変化させられないボトルネック（ダンプ台数の制限）がある場合は、最小の機械、最小の労務で実行するICT手法を検討する
ICT建機+従来建機

ICT建機のクラスを下げる

ICT建機を他の作業に利用

簡易的3Dマシンガイ
ダンス等の利用

バケット容量

1.4m3
0.8m3※自治体工事（小規模工事）では①のパターンでは効果をあげられない条件が多い

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３. 現場支援型モデル事業における河川工事の事例紹介

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３.１河川工事現場におけるＩＣＴの取り組み
河川改修工事
【工事概要】• 施工者（担当者は初めてのＩＣＴ活用工事）• 施工延長 L＝175m• 河道掘削 V=18,483m3• 張芝工
A=1,683m2• 護岸工
A=397m2

橋梁【施工条件】• 複数工区が隣接した２級河川の河道掘削の一部の工事で、一部護岸工を含む工事である。

護岸工

現場状況写真
(着工前)

平面図
橋梁

• 施工範囲内に現道の橋梁があり、橋梁下部での衛星補足が懸念される。また、近隣に航空自衛隊があり、航空法の制限エリアには抵触しないが、無人航空機の飛行の際には事前の連絡が必要。

護岸工

横断図（橋梁箇所）※橋梁下部の掘削についてはＩＣＴ建機の衛星捕捉ができない懸念があることからＩＣＴ活用工事の適用範囲対象外とした

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３.１河川工事現場におけるＩＣＴの取り組み
ICT活用工事の５つのプロセスと導入されたＩＣＴ

本現場選定技術

施工者は、初めてのＩＣＴ活用工事であるが、今後を見据え内製化できるものは自社で実施する方針

選定
技術
UAV

選定
理
由

UAV

3次元MGバックホウ

内製化

内製化

レンタル内製化

ドローン、ソフトウェア購入済
みソフトウェア購入済み

ドローン、ソフトウェア購入済
み【使用機器・ソフト】【使用ソフト】

ドローン：PHANTOM4 PRO
ソフトウェア：Photo Scan
TRENDPOINT

設計：武蔵
点群処理：TRENDPOINT※福井コンピュータ・オペレータが熟練のため、MCは不要と判断
・県内でMCを取り扱うレンタル会社が少なく、価格も高額なため

12【使用機器・ソフト】
ドローン：PHANTOM4 PRO
ソフトウェア：Photo Scan
TRENDPOINT24

３.１河川工事現場におけるＩＣＴの取り組み
ＩＣＴ活用の工夫
ＩＣＴの使用期間が最短化するよう施工工程を考慮したＩＣＴ建機の調達を実施
ICTレンタル開始• 比較的工程の多い護岸工の掘削や荒掘削は、従来建機で施工し、掘削の仕上がり面に近ICT使⽤
不使⽤
使⽤
い掘削や法面整形の工程からＩＣＴ建機を導入 当初計画
• 仕上げや整形作業は、ＩＣＴ建機と従来の建機不使⽤ICT使⽤を組み合わせることによって、掘削作業を効率 カイゼン計画的に最適なコストで実施。複数台のＩＣＴ建機をICTレンタル開始
導入することなく、丁張を削減した施工が可能。

①従来のバックホウで施工

不使⽤使⽤使⽤使⽤②ＩＣＴ建機を導入し、掘削仕上げ・整形作業

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従来の建機＝護岸工周辺の掘削や荒掘削

ICT建機＝仕上げ、整形※従来バックホウにて橋梁下護岸工の掘削や荒掘削を実施⇒荒掘削では、丁張を50m間隔で簡易的に設置し、設計から0.5mくらいの位置まで掘削する。

※ＩＣＴバックホウを導入し、掘削の仕上げや整形作業を実施⇒ＩＣＴバックホウでスリット状に施工し、間を従来バックホウで整形することで、丁張レスで施工可能
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３.１河川工事現場におけるＩＣＴの取り組み
ＩＣＴ専門家による主な支援内容

ＩＣＴ活用プランの提案

３次元起工測量の準備状況確認

３次元設計データ講習会（隣接工区の施工者、県職員を対象）

現場見学会（座学）

現場見学会（体験会 計測機器） 現場見学会（体験会 ICT建機）
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３.２ 現場支援型モデル事業の成果（課題と対応集）

出典：国土交通省ＨＰ ＩＣＴ導入協議会（2019.7）資料より（http://www.mlit.go.jp）

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４．まとめ

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４.１ ＩＣＴ活用工事の目的の再認識

目的は生産性向上（工期、コスト、省力化、安全）＆
魅力ある建設産業の実現（給料、休日、希望）“ＩＣＴは道具”
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４.２ ＩＣＴ活用工事の本質

3次元化を利⽤して、全体の⽣産性向上を図る• 実施前に不具合に気づく！
• 効率的な計画を吟味！

照査

3次元起⼯測量
現況の点群データを取得

3次元設計データと⽐較し数量算出

• 省力化
• 安全性

3次元設計データの作成

施工省力化

縦断線形

ICT建設機械による施⼯
3次元設計データをICT建機に取込み、それに沿って施⼯をおこなう

平面線形

• 省力化
3次元設計データと⽐較し出来形評価管理の省力化
3次元出来形管理
出来上がりの点群データを取得

横断構成

3次元データの納品

3次元設計データを全てに活用すると
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４.３ ＩＣＴ活用のポイント①

まずは、ICT活用工事をやってみる
どのようなものか理解する① ３次元起⼯測量

縦断線形② ３次元設計データの作成

平面線形

横断構成

③ ICT建設機械による施⼯④ ３次元出来形管理等の施⼯管理⑤ ３次元データの納品

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４.３ ＩＣＴ活用のポイント①• ICT活用工事で新たに必要となる機器・ソフトは、計測機器やICT建機、データ作成・データ処理のためのソフトウェアが必要。調達は、購入、レンタル、委託等様々ある。
①３次元起工測量③ICT建機による施工②３次元設計データ作成④３次元出来形管理等の施工管理⑤３次元デー
タの納品

6・UAVorLS
・写真測量ソフト
・点群処理ソフト・出来高算出ソフト

・３次元設計データ
作成ソフト

・ICT建機・UAVorLS
・写真測量ソフト
・点群処理ソフト
・出来形帳票作成ソフト
・出来高算出ソフト

施工者直営（購入）
施工者直営（レンタル）

施工者直営（レンタル）

直営（ソフト購入）

直営（ソフト購入）

委託

委託

委託

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４.３ ＩＣＴ活用のポイント②

ICT技術の知識を深める
工夫したICT活用をおこなう

３次元設計
データ作成の内製化

生産性向上

ICT建機のフル活用法

ノウハウの蓄積

簡易技術の活用

省力化

コスト削減

安全性向上

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まとめ

ＩＣＴ活用の取り組みから感じること・・・• ＩＣＴ活用工事は、生産性向上の第一歩。
 ＩＣＴ導入＝生産性向上ではありません。
 施工現場は多様な環境。いつも同じ使い方、同じ技術では対応できないこともある。
 生産性向上（カイゼン）は他人任せでは実現しない。

• ＩＣＴを使いこなすことが大切です。
 ３Ｄデータの活用は、キーテクノロジーの１つである。
 ３ＤデータやＩＣＴ機器を活用することで、データを活用した進捗管理や他工種（構造物など）の位置出しなどいろいろな使い方が可能です。普段使いや稼働率が上がる工夫をして、現場ならではの使いこなしを見つけることが大切です。
 今が業界を変えるチャンス。みんなが成果に注目しています。
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