土木技術資料 54-2(2012)

特集：社会資本整備におけるＩＣＴの活用

埋蔵文化財包蔵地における先端建設技術の活用～情報化施工を使った文化財保護～
藤野健一 ＊ 石松

豊 ＊＊

工事名：平城宮跡第 1 次大極殿院広場整備工事

1．はじめに 1掘削

16,830m 3を伴う。その一方で、埋蔵文化財は先人たちの歩路体盛土

12,100m 3

みを示すものとして後世に伝えるべき重要なもの

軽量盛土

2,039m 3・敷地造成工

建設事業はいわゆる「開発」として土地の改変であり、文化庁に適切な現状変更方法（施工方法・植栽工

張芝工

13,950m 2等）を提示し、その手続きを行うことが必要とな・雨水排水設備工

U 型側溝

1,944mる。また、観光等の地域振興の柱となり得るもの雨水桝

53 基が多く、いわゆる「保存」と「開発」・「活用」の管渠工

470m

天然砂利舗装 27,400m 2・舗装工両立が求められている。
本 稿 で は 特別 史 跡 平城 宮跡 の 第 1 次 大 極殿 正

自然色舗装

4,020m 2殿前広場の施工において、埋蔵文化財の保護を目的として、情報化施工を活用した事例について報告するものである。

2．埋蔵文化財保護を目的とした情報化施工
2.1 工事の概要
平城宮跡は世界遺産に登録されている特別史跡
で、これまでにも日本の歴史を書き換える数々の発掘成果を上げている埋蔵文化財包蔵地である。
今 回 の 工 事は こ の うち 特に 重 要 な第 1 次 大 極

図-2

広場施工概要図

殿院地区の広場整備を行うもので、その概要は次の 通 り で あ る 。 図 -2 に 示 す 張 芝 ・ 広 場 お よ び そ

2.2 施工の準備
埋蔵文化財への施工の影響を最小限にするための付属物（排水施設等）が施工対象である。には、埋蔵文化財の遺構面を把握する必要がある。
このため、独立行政法人国立文化財機構奈良文化財研究所（以下、「奈文研」という。）が実施した平城宮跡の発掘調査に基づき、発掘調査後の遺構面 を 整 理 （ 着 色 部 ） し た （ 図 -3）。 赤 線 部 が 第 １次大極殿院の回廊位置である。このデータから奈良 時 代 の 遺 構 面 は 現 地 盤 か ら 約 -0.2～ -2.4mの 位置にあることがわかった。
ま た 、現 在 第 1次大 極 殿院 地 区は 東 側半 分 のエリアが発掘されているが、西側半分のエリアにつ図-1

第 1 次大極殿院完成イメ－ジ図

いては後世にそのまま残すことが予定されており、明確な遺構面が把握できない。これについては、────────────────────────

A study of the construction methods for the preservation of animportant underground remains.

－ 18 －土木技術資料 54-2(2012)

表-1 に情報化施工適用工種と使用した機材を示
遺構面深さす。
表-1

整理位置

工 種
敷地造成工
掘削工
敷地造成工
路体盛土工

発掘調査のみ図-3

雨水排水設備工
作業土工
園路広場整備工
アスファルト系舗装工（路盤工）

遺構面整理状況

有識者からの指導により、西側エリアについては、東側エリアと中心軸において対象であること

情報化施工使用機材と使用目的
施工機械とシステム
ブルドーザー
3D-MC, mm-GPS
ブルドーザー・モー
ターグレーダー
3D-MC, mm-GPS
タイヤローラGPS 締固め管理シス
テム
バックホウ
3D-MG, mm-GPS

使用目的①

ブルドーザー・モー
ターグレーダー
3D-MC, mm-GPS
タイヤローラGPS 締固め管理シス
テム

①①③②③

※使用目的は 2.3 に掲げる箇条書き部を指す。

を前提として設計・施工を行った。
2.3 情報化施工の目的

さらに、軟弱地盤（腐植土層）が認められたた

今回の施工では、埋蔵文化財に影響を与えずに、広場整備工事を行うことが必須要件である。

め 、 そ の 区 域 に つ い て は 軽 量 盛 土 （ EPS 工 法 ）を使用し、負荷の低減に努めた。

このため、以下の項目への対応が必要となった。

2.5 情報化施工の実施と効果①(1) 全体構成

広場の造成において、遺構面から確実な離隔を持った施工を行う。

②③

平 城宮 跡第 1 次 大 極殿 院 広場 整 備工 事 にお い広場の掘削作業（側溝・枡の施工）において 使 用 し た 情 報 化 施 工 の 全 体 構 成 を 写 真 -1 に 示て、地下遺構を損傷しない。

す。

広場内での締固めにおいて、過度な荷重をかけない。もしくは過度な締固めを行わない。

今回はこれらの達成を目的として、建設機械と施工法の選定にあたり、情報化施工を導入することとした。
2.4 施工機械と施工法の選定
今回の施工においては、遺構の保護を目的として、遺構面から地表まで 50cm の被覆土（現状での最小厚）を確保することとし、それを前提として遺構に対する荷重等の負荷を考慮した上で使用

写真-1

情報化施工の全体構成する運搬車両／建設機械の選定を行った。
特筆すべき事項としては、(2) 3 次元マシンコントロールシステム

・ 運搬機 械が地盤に影響 しないよ う、原則と して 4t ダンプを使用した。

出来形の品質確保のために、3 次元マシンコン
ト ロ ー ル シ ス テ ム と mm-GPS を 使 用 し 、 ブ ル

・ 深層部 まで影響しない ように振 動ローラの 使ドーザーおよびグレーダーの施工で活用した。施用は行わなかった。また、ロードローラで工 状 況 を 写 真 -2 に 、 デ ィ ス プ レ イ 表 示 を 写 真 -3

12t 級、タイヤローラで 20t 級に制限した。に示す。ディスプレイ上のワイヤーフレームは広・ 損傷リスクの低減に情報化施工を活用した。
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場 平 面 設 計 の TIN （ Triangulated irregularnetwork） データである。TIN データは 3 次元のポイントデータを三角形の格子状に結合したデータ群で、3 次元計測の表示に利用される。

写真-4

写真-2

3D-MG バックホウによる掘削

3D-MC ブルドーザーによる造成

写真-5

3D-MG コントローラ画面

なお、今回の施工においては、システムの制約上、排水溝の設計掘削深さの表示はできなかった。
(4) GPS転圧締固め管理システム
GPS転 圧 締 固 め 管 理 シ ス テ ム は 過 度 な 締 固 め
写真-3

3D-MC コントローラ画面による地下遺構への影響防止と造成工事の効率化を目的として導入したものである。

(3) 3 次元マシンガイダンスシステム

このシステムでは、写真-7に示す転圧状況をリア

本工事では排水溝の施工において通常の施工面よりも深く掘削する必要があることから、遺構ルタイムでオペレータが確認することができるため、転圧回数不足等を避けることができた。

面保護を行うためにバックホウのバケットと遺構面 の 関係 を 常に 把 握す るた め に 3 次元 マシ ン ガイダンスシステムを導入した。
写真-4 に施工状況を、写真-5 にコントローラ画面を示す。施工においては、事前に排水溝の施工図を元に、掘削箇所の遺構面を 3D-MG 用の電子 デ ー タ （ TIN デ ー タ ） 化 し 、 オ ペ レ ー タ が リ
アルタイムで掘削深さを確認できるようにした。
深さ方向の表示はバケット先端と遺構面との距離を示している。
写真-6－ 20 －タイヤローラによる施工

土木技術資料 54-2(2012)

その反面、情報化施工の実施に当たっては通常
作 業 ベ ー ス で 約 20％ コ ス ト が 割 高 に な っ た 。 しかしながら、上記のような文化財保護のための社会的責任とリスクを考慮したとき、このコストは許容されると考えられる。

3．おわりに埋蔵文化財が包蔵されている地域において、先端的な建設技術、ここでは情報化施工を活用することにより、埋蔵文化財の保護について安全度の高い施工が可能となることが示された。
写真-7

社会資本整備と埋蔵文化財保護の両立は長き

転圧締固め管理システム表示画面

にわたって、日本の行政史にとっての課題で(5) まとめあった。先端的な建設技術の活用が全国的な埋今回の効果は以下の通りである。
①

蔵文化財保護と社会資本整備の両立に資するこ

小規模な造成工事ではあるものの、効率的なとを期待している。

施工が実施できた。
②

地表面に丁張りを打つ必要がないため、文化謝庁への現状変更手続きが不要となり、事務的③

辞
本論文の執筆及びプロジェクトの推進にあたっな手間を大幅に軽減することができた。ては近畿地方整備局国営飛鳥歴史公園事務所に多広場での排水勾配の造成が効率的に良好な仕大なご指導とご協力をいただきました。厚く御礼上がり精度で実施できた。

を申し上げます。

逆に、デメリットは以下の通りである。
①

mm-GPS の 適 用 範 囲 か ら 外 れ る と 垂 直 方 向

参考文献の精度が失われるため、回転レーザーの移動

1） 埋蔵文化財包蔵地における先端建設技術の活用について～情報化施工と3Dデータを使った文化財保護と活用～、建設機械と施工法シンポジウム、JCMA、
2011
2） A study of the construction methods for thepreservation
ofimportantundergroundremains,ISARC2012, pp.381 ～ 386, Kenichi
FUJINO, June 29 – July 2, 2011.

が必要になった。
盗難防止のために GPS 基地局や建設機械に②搭載したコントローラを毎日着脱し、保管する手間がかかった。
③

情報化施工機器のコストが建設機械の価格と同等かそれ以上のコストとなった。
平 城宮 跡第 1次 大極 殿院 広 場整 備工 事 の 事例 は藤野健一*

石松豊**

文化財保護と活用を両立させるときに、情報化施工による品質管理手法が効果的であることを示している。この他、常に施工状況が正確に把握できるため、手戻り作業の軽減などの効果をもたらしている。机上の計算ではあるが、路体盛土工および 舗 装 工 に お い て は 11日 の 工 期 短 縮 効 果 が あ った。

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独立行政法人土木研究所
つくば中央研究所技術推
進本部先端技術チーム
主席研究員
Kenichi FUJINO

独立行政法人土木研究所
つくば中央研究所技術推
進本部先端技術チーム
主任研究員
Yutaka ISHIMATSU