82

H - 05

第39回地盤工学研究発表会（新 潟）2004 年 7 月

シ−ルド工事における計測デ−タのデ−タベ−ス化
シ−ルド，現場計測，デ−タベ−ス

鉄道建設･運輸整備支援機構

正会員

熊谷組

木村宏

木戸義和

地域 地盤 環境 研究所

正会員

地域 地盤 環境 研究所

正会員 ○譽田孝宏水原勝由

１．はじめに
昨今，施工デ−タは知的財産であり，国を活性化させる源という意識のもと，さらなる設計･施工に対する合理化の必要性から，現場で計測されたデ−タを幅広く活用し，デ−タベ−ス(以下，DB)化よる情報や技術の集積の重要性が高まっている。特にシ−ルド施工現場では，シ−ルド掘進管理，近接施工対策，設計検証，実証実験，地盤沈下監視等を目的とした多種多様の計測がおこなわれており，それらの情報集積が今後の課題となっている。ここでは，シ−ルド施工現場で計測された膨大なデ−タの有効活用策として，将来のシ−ルド設計･施工へのフィ−ドバックや研究開発に活用できる計測デ−タの DB 化への取り組みの必要性と DB 化の基本方針(案)について，以下に提案する。
２．現状における計測デ−タの取り扱いと DB 化への取り組みの必要性
シ−ルド施工現場で計測された各種デ−タは，施工結果と施工に伴う影響の実態等を捕らえた貴重なデ−タであり，言わば，刻々と変化するマシン〜地山間の相互作用そのものの記録である。これらのデ−タは，工事の安全性確認や施工方針の決定へ反映されている。また，施工トラブルが発生した場合には，それらのデ−タを分析し，トラブル発生要因の究明や対策方法の検討に利用されている。
しかし，これまでのシ−ルド施工現場で収集された貴重な多くの計測デ−タのほとんどは，各現場で活用するにとどまっている場合が多く，またこれらは，以後の施工に活用されることなく逸散してしまっている場合が多いのが現状である。そのため，新規プロジェクトでは，過去の施工事例と同様な留意点に対しても新たな調査検討が必要になる場合が多く，マシン装備や材料選定，管理基準の設定に必要なデ−タが無いため，過去の教訓が生かされず，非効率的で不経済な工事になる場合が多く見受けられる。
このような状況下，DB システムを構築することによって以下の効果が期待されていることから，早急な DB 化への取り組みが必要である。
(1) 類似地盤や同様の施工条件下で新たなプロジェクトを計画･設計･施工する場合，蓄積されたデ−タは，過去の施工実績として安全かつ合理的な設計施工に反映することができ，また新技術の研究開発にも有効利用できる。
(2) 新たに直面することになる課題の解決策を考えるよりどころとなることはもちろん，これからの課題である｢トンネルの長寿命化｣への対応技術を確立する上でも重要な基礎デ−タとなる。
(3) 多くの基礎デ−タに裏付けされた日本の最先端技術を確立し，日本の国益に資するものになると考えられる。
３．DB 化の課題
DB システム構築上の課題としては，各現場で収集されたデ−タの項目や内容，仕様等が個々に異なり，統一されていないことが挙げられる。シ−ルド施工現場では，各々の現場で設計･施工条件や問題点が異なることによって，必要とするデ−タも異なるのは当然である。しかし，DB 化といっても一朝一夕で効率的なものを作り上げることはできない。
まず，DB 化の第 1 段階として，計測されたデ−タを同じ様式，同じ媒体を用いて，できる限り多くの有用なデ−タを収集･整理･蓄積し，活用できる記録として残すことが重要と思われる。また，シ−ルド工事の計画，設計･施工の各段階での検討課題を抽出し，その課題を検討･処理するにあたっては，必要な施工に関するデ−タを体系化し，整理することがデ−タの有効利用上重要となる。次に第 2 段階として，第 1 段階の成果をもとにして，早急に産･官･学が協力して計測デ−タの規格化を図り，DB システムの構築が容易となる体制を整える必要がある。DB 化の概念図を図 1 に示す。
４．DB 化の基本方針(案)
シ−ルド工事における計測デ−タを対象として DB の構築における基本方針(案)を表 1 に示す。
５．今後の DB 化に対する検討の方向性(案)
多くの基礎デ−タに裏付けされた日本の最先端技術を確立し，日本の国益に反映するため，日本における大規模工事に対して，例えば，大深度･大口径･長距離･異形断面等のキ−ワ−ドごとに種々のデ−タを系統立てて DB 化することが大変重要である。DB 化の基本方針については表 1 の５本立てで示されているが，このような方針のもと，DB 化されたデ−タの有効利用方法として，図 2 のようなイメ−ジが考えられる。
Database of the monitoring data in the shield construction
Kou KIMURA(Japan Railway Construction, Transport and Technology Agency), Yoshikazu KIDO(Kumagai Gumi),
Katuyoshi MIZUHARA & Takahiro KONDA(Geo-Research Institute)- 163 -

(1)デ−タの体系化(2)デ−タの提供(3)様式の提案(4)情報センタ(仮称)による管理･運営(5)生デ−タの保存

表 1 シ−ルド工事における計測デ−タの DB 化基本方針(案)
必要最小限の加工前生デ−タを確実に体系化させてまとめることを目指す。DB の利用者(＝利用目的，例えば施工サイドや研究サイド)によって DB 全体の内容が異なると考えられるので，ユ−ザ−を意識した｢DB のイメ−ジ図(構成図)｣が必要である。
生デ−タ以外の加工デ−タや相関図等はできる限り残しておくが，基本的には生デ−タをきっちり蓄積することを第 1 に考え，これらの使用については，技術者の裁量に任せることにする。
[シ−ルド施工概要デ−タ項目]
工事説明パンフレットを基本にして DB 化するが，パンフレットには記載されていない重要事項については，出来る限り詳細に記述することを義務づける。
[必要デ−タ(計画段階，実績段階)]計画時に想定していた内容(土層構成等)が実工事において食い違う場合，その差を明確に記述することを義務づける。同じであった場合にはその旨を記述する。
[計測頻度]
デ−タとして活用するのに必要な計測回数を示す。通常の施工管理で必要な頻度と，その他各種計測(地盤変位計測，覆工計測等)断面付近での頻度が異なる場合には，それを明記することを義務づける。
[管理範囲]
実際の施工時において実施した管理内容を示し，他の計測デ−タと合わせて記録することを義務づける。当初計画における管理思想や管理指標も合わせて示し，実施工ではどのような管理がなされたのか，明記することを義務づける。
[記事]
その他，実施工時において問題となった点や特異発生事項，また，それらに対する対応策に関する記述をできる限り詳細に記録として残すことを義務付ける。
[掘進管理日報(リング報)]
リングごとの各種計測項目をまとめることはもちろん，経リング(経時)的な変化をまとめた一覧表も提出することを義務付ける。
現在までの実績に関する DB 化作業，および今後のシ−ルド工事に対する DB 化作業とデ−タ管理については別機関に委ね，早期に DB 管理機構の立ち上げを希望する。
必要性が最も高いデ−タのダイジェスト版を整理･収集することはもちろん，その他膨大な生デ−タについても，CD−R などの記録装置にまとめて添付することを義務づける。生デ−タのうち数値デ−タについては，text file 等に変換可能であればよく，fileの種類を明示することを義務付ける。また，技術課題や土被り厚，掘削外径等のキ−ワ−ドからデ−タを検索できる整備や，関連する参考文献の収集･整理も必要である。
ISO の適用工事では，施工計画書や施工中デ−タ，報告書の提出が義務づけられているので，これらとリンクさせるのも有効な手段である。
・必要なデ−タをピックアップ

総合DB
工事概要

特記記事

・デ−タベース化の改良

デ−タの体系化･保存
掘進管理

掘進管理日報

線形管理

地盤･覆工
挙動管理

情報センター(仮称)による管理･運営
各種データの提供

デ−タベース化された種々の生デ−タ・生デ−タの統計処理・必要なデ−タをピックアップ
・今後の施工へのフィード
バック

実工事における有効利用・挙動メカニズムの解明，裏づけ分析
・有効な施工実施のバックアップ
・例えば，シ−ルド施工時荷重の影響に関する検討
大深度掘削におけるシ−ルド設計条件の整理

各種データの有効利用

DB 化の概念図

学術的な検討･考察

・挙動を把握する上で必要な情報の抽出･整理発注者，建設会社，コンサルタント，大学･研究機関 等

図1

・種々のデ−タのデ−タ
ベース化・デ−タベース化の改良

図2

DB 化されたデ−タの有効利用方法概念図

６．おわりに最終的には，実際の工事において既存の種々のデ−タを有効利用することを最優先に考えた DB 化が最も望まれるところである。そのために，生デ−タを逸散させることなく，系統立てて整理すべきであり，周辺地盤やトンネル覆工の変形挙動などを把握するために実施する学術的な検討や考察においても DB 化は重要である。つまり，｢実工事での有効利用｣｢生デ−タ｣｢学術的な検討･考察｣の 3 項目が三位一体になって緊密な連携のもと，実施工を進めるべきだと考える。
参考文献(社)地盤工学会 施工中の調査･計測技術に関する検討委員会：大深度地下利用における地盤および構造物の調査･計測技術に関する報告書，pp.118-130，2002.

- 164 -