トンネル掘削ずりの土量計算に点群を使うメリット
トンネル工事では、掘削によって発生するずりの量を継続的に把握する必要があります。ずりの発生量や仮置き量を適切に管理できなければ、運搬車両の配車、仮置き場の残容量、処分先への搬出計画、掘削進捗の確認に影響する可能性があります。特に施工区間が長く、坑内と坑外の複数箇所にずりを仮置きする現場では、どこにどれだけ残っているかを整理することが重要です。
従来の土量計算では、ずり山の幅、奥行き、高さを測り、直方体や台形などの単純な形状へ置き換えて体積を求める方法があります。しかし、トンネル掘削ずりは粒径が不均一であり、投入方向や重機の走行によって複雑な形状になりやすいものです。頂部が複数に分かれていたり、壁際に細長く堆積していたり、法尻が薄く広がっていたりすると、単純な寸法だけでは実際の形状を十分に反映できない場合があります。
点群を利用した土量計算では、ずり山の表面を多数の三次元座標として取得し、その点から堆積面を作成します。堆積面とずりの下側にある基準面との差を計算することで、不規則な起伏を含む体積を算出できます。ずり山全体を一定の形状に仮定する必要がなく、尾根、くぼみ、急な斜面などを反映しやすいことが特徴です。
また、同じ区画を定期的に点群計測すれば、前回から増えた量や減った量を比較できます。掘削によるずりの搬入、車両による搬出、別区画への移動などを記録と照合することで、在庫量の変化を確認しやすくなります。仮置き場の残容量を把握したり、搬出計画を見直したりする際にも活用できます。
ただし、点群を取得すれば自動的に正しい土量が得られるわけではありません。計測範囲、基準面、座標、標高、計測時点、欠測範囲、不要物の除去方法によって、計算結果は変化します。点の数が多く、見た目が精密なデータであっても、基準面や集計境界が不適切であれば、土量計算の目的に合わない数値になる可能性があります。
さらに、点群で求めたずり山の体積は、原則として計測時点における見かけの堆積体積です。掘削前の地山体積、掘削後にほぐれた体積、車両へ積み込まれた体積、処分先で締め固められた体積は、同じ材料であっても一致するとは限りません。点群土量を出来高や搬出管理へ利用するには、どの状態の量を示しているのかを明確にする必要があります。
トンネル掘削ずりの土量計算を安定して行うためには、計測機器の性能だけでなく、現場での計測手順とデータ処理のルールを統一することが大切です。ここからは、実務で特に確認したい7つの計測ポイントを順番に解説します。
計測ポイント1：計測目的と土量の定義を統一する
最初に確認したいのは、何のためにトンネル掘削ずりを計測するのかという点です。目的が曖昧なまま点群を取得すると、計測担当者と処理担当者の間で集計対象の認識がずれたり、前回と異なる条件で土量を算出したりする原因になります。
点群によるずりの土量計算には、掘削進捗の確認、坑内仮置き量の把握、坑外仮置き場の残容量管理、搬出台数との照合、処分量の確認など、複数の目的があります。掘削進捗を確認する場合は、計画断面や掘進延長から求めた計画量との比較が中心になります。仮置き場の残量を管理する場合は、前回計測時からの増減や、保管可能な容量との比較が重要です。
目的によって、必要な計測頻度や集計単位も変わります。日々の発生量を確認したい場合は、作業終了時など一定の時点で計測し、日ごとの差を求める運用が考えられます。月単位の出来高確認であれば、月初と月末の点群を比較し、期間中の搬出入記録と照合する方法があります。仮置き場の容量管理では、区画ごとに点群土量を算出し、受入可能な余力を確認する必要があります。
次に、記事や報告書で使用する「土量」が何を表すかを決めます。点群で計測したずり山の体積は、岩塊や土砂の間にある空隙を含む堆積状態の体積です。掘削前の地山体積とは状態が異なるため、両者を同じ数値として扱うことは適切ではない場合があります。
掘削によって岩盤が破砕されると、材料の間に空隙が生じ、見かけの体積が増えることがあります。一方、重機の走行や長期間の仮置き、降雨、振動などによって沈下や締まりが生じる場合もあります。そのため、点群から算出した値を地山量へ換算する場合は、地質、掘削方法、粒径、含水状態、仮置き期間などを考慮する必要があります。
換算条件を使用する場合は、一般的な数値を無条件に当てはめるのではなく、設計条件、施工計画、試験結果、現場実績、関係者間の協議内容を確認します。地質区分が変わるトンネルでは、全区間で同じ条件を使用すると実態と合わない可能性があるため、必要に応じて区間別に整理します。
計測目的と土量の定義は、作業手順書や計測記録へ明記しておくと管理しやすくなります。計測日、対象区画、堆積状態、基準面、換算の有無を一緒に記録することで、後から数値の意味を確認できます。体積の数字だけが共有され、堆積状態や換算条件が不明になる状況を避けることが重要です。
計測ポイント2：ずり山の集計範囲と境界を決める
点群土量計算では、どこからどこまでを集計するかによって結果が変わります。ずり山の表面を広く計測できていても、平面的な集計境界が曖昧であれば、本来含めない材料や周辺地盤まで体積へ入る可能性があります。
坑内のずり仮置き場所では、掘削ずりのほかに、路盤材料、吹付け作業に伴う残材、側溝周辺の堆積物、仮設盛土などが近接していることがあります。これらが連続して見える場合、点群処理画面だけで境界を判断するのは難しくなります。計測前に対象範囲を決め、現地で確認できる目印と関連付けることが必要です。
境界として利用しやすいのは、ずり山の法尻、区画線、仮設壁、舗装端部、構造物の角などです。ただし、法尻には細粒分が薄く広がり、床面との境目が不明瞭になることがあります。薄く広がったずりを含めるのか、一定以上の厚みがある部分だけを対象にするのかを、計測前に決めておきます。
坑外の仮置き場では、複数時期や異なる地質区分のずりが隣接して保管されることがあります。土質や搬出先が異なる材料をまとめて計算すると、その後の管理が難しくなります。区画ごとに識別名称を設定し、点群データ、写真、搬入出記録を同じ名称で管理すると、土量の変化を追跡しやすくなります。
境界が現場で分かりにくい場合は、計測前に目印を設ける方法があります。安全に支障のない位置へ標識や区画表示を設置し、現場写真にも対象範囲を残します。計測担当者と点群処理担当者が異なる場合は、写真上に境界を記録して共有すると、処理時の判断を統一しやすくなります。
差分計測では、前回と今回で同じ境界を使用することが原則です。計測のたびに境界をずり山の現状へ合わせて変更すると、実際の搬入出による変化と、集計範囲の変更による変化を分けて把握できません。固定区画を設定し、その内部に存在するずりの量を継続して求める方法が比較に適しています。
一方で、施工の進行に伴って仮置き範囲を拡張する場合もあります。その際は、既存区画と追加区画を分けて計算し、どの時点から集計範囲を変更したかを記録します。前回値と単純比較できない場合は、共通範囲だけを抽出して差分を求めるなど、条件を合わせる工夫が必要です。
ずり山が壁面や仮設構造物に接している場所では、境界線が構造物の裏側へ伸びないよう注意します。点群から自動的に面を作成すると、点のない範囲を結ぶ大きな三角形が生成され、実際には存在しない体積が加わる場合があります。集計境界を明示し、法尻や壁際の面形状を断面で確認することが大切です。
計測ポイント3：堆積前の基準面を正しく設定する
ずり山の表面点群だけでは、体積を確定できません。土量計算では、ずりの上面となる堆積面と、ずりの下側となる基準面の間を体積として求めます。このため、基準面の設定は計算結果を左右する重要な作業です。
最も分かりやすい方法は、ずりを仮置きする前の床面や地盤面を計測しておくことです。堆積前の基準点群と、ずりが置かれた後の点群を同じ座標上で重ねれば、実際の床面形状を反映した土量計算ができます。床面に勾配、段差、わだち、不陸がある場合も、その形状を基準面へ取り込めます。
トンネル坑内の床面は、必ずしも単純な水平面ではありません。縦断勾配や横断勾配があり、側溝、中央排水、仮設路面、インバート施工部などによって高さが変化します。このような場所で任意の水平面を基準にすると、実際の床面との差がずり山全体へ影響します。
例えば、実際には奥側へ向かって高くなる床面を水平と仮定した場合、奥側では基準面が実際より低くなり、体積を過大に計算する可能性があります。反対に、実際より高い基準面を設定すれば、ずりの体積を過小に計算することになります。対象面積が広いほど、わずかな高さの違いでも体積への影響が大きくなる場合があります。
事前の床面点群がないときは、ずり山周辺に露出している床面点から基準面を作成する方法があります。しかし、周辺から中央部の床面を推定するため、基準面の精度は現地条件に左右されます。ずり山の下に段差や排水施設が隠れている場合、周辺点だけでは正しく再現できないことがあります。
周辺点を使用するときは、本当に床面が露出しているかを確認します。薄いずりや泥が残っている場所を床面として採用すると、基準面が実際より高くなる可能性があります。また、水たまりや側溝底の点を採用すると、基準面が低くなり、体積を過大に計算する場合があります。現場写真と点群断面を照合し、採用する点の意味を確認することが大切です。
坑外の仮置き場でも、事前地盤の保存が有効です。ずりを撤去した後の地盤を基準面として使用できる場合もありますが、重機走行によるわだちや地盤沈下が生じていると、仮置き前の状態とは一致しません。継続的に利用する仮置き場では、使用開始前の地盤点群を保存し、原則として同じ基準面を使用すると比較しやすくなります。
基準面を推定した場合は、その方法を記録します。堆積前点群を使用したのか、周辺の露出地盤から補間したのか、設計面を使用したのかによって、結果の扱いは異なります。計算値だけでなく、基準面の種類と作成条件を残すことで、後日の再計算や数量確認に対応できます。
計測ポイント4：計測時点とずりの状態をそろえる
トンネル掘削ずりは、発生してから搬出されるまでの間に形状が変化します。掘削直後に投入された状態、重機で積み替えた状態、仮置き場で整形した状態、車両が走行して締まった状態では、同じ材料でも見かけの体積が異なる場合があります。
継続して点群土量を比較するには、可能な範囲で計測時点を統一します。例えば、毎日の作業終了後、ずり出し作業の完了後、翌日の作業開始前など、現場の工程に合わせて基準となる時間帯を決めます。計測時刻だけでなく、計測直前にどのような作業を行っていたかも記録すると、増減の理由を確認しやすくなります。
計測中にずりの投入や積込みを続けると、点群の取得開始時と終了時で形状が変わります。複数方向から取得したデータを統合したとき、同じ場所に異なる時点の表面が重なり、二重面や不自然な段差が生じる可能性があります。土量計測時は、可能であれば対象区画の作業を一時的に止め、形状が安定した状態で取得します。
施工上、作業を止められない場合は、計測範囲を区画に分ける方法があります。計測中に変化した区画を記録し、その部分だけ後から再計測することで、時点の異なる点群が混在するのを防ぎやすくなります。どのような方法を取る場合も、計測者が重機の作業範囲へ不用意に入らないよう、安全管理を優先します。
ずり山を重機で整形する場合は、整形前と整形後のどちらを管理値とするかを決めます。整形によって大きな空隙が減り、表面が平らになると、見かけの体積が変化することがあります。前回は投入直後、今回は整形後というように条件が異なると、搬出入がなくても差が生じる可能性があります。
降雨、散水、湧水もずりの状態へ影響します。細粒分を含むずりでは、水分によって表面が流れたり、沈下したりすることがあります。坑外仮置き場で降雨前後の点群を比較する場合は、差分のすべてが搬出量を示すとは限りません。水分状態や表面変形を確認し、計測記録に残します。
仮置き期間が長い場合は、ずり山自身の沈下も考慮します。新たな搬入や搬出がなくても、空隙が減少して表面が低下することがあります。点群差分だけで移動量を判断せず、期間中の作業記録や現場状況と照合することが重要です。
点群処理の条件も統一します。前回は細かな凹凸を残した面を使用し、今回は強く平滑化した面を使用すると、同じ形状でも算出結果が変化する可能性があります。点の間引き、外れ値除去、面の補間、平滑化などの条件を標準化し、変更した場合はその理由を記録します。
計測ポイント5：坑内外の座標と標高を一致させる
複数時期の点群を比較するには、すべてのデータが同じ座標基準と標高基準に配置されている必要があります。平面位置がずれていれば、ずり山の斜面や法尻が正しく重なりません。高さがずれていれば、対象範囲全体に見かけ上の増減が発生します。
トンネル坑内では、上空が遮られているため、衛星測位をそのまま利用することが難しい環境です。そのため、坑内点群を現場座標へ配置する場合は、坑内基準点、既知点、標定点などを使用し、施工で採用している測量基準と整合させる必要があります。
ローカル座標で取得した点群を使用することもできますが、毎回異なる原点や向きで保存すると、前回点群との比較が難しくなります。計測開始位置や基準方向を統一するか、既知点を利用して同じ座標へ変換する運用が必要です。
位置合わせでは、ずり山そのものを基準にしないことが重要です。ずり山は比較によって変化を確認したい対象であり、形状が毎回変わります。変化したずり山を基準として点群同士を重ねると、本来残すべき差分の一部が位置合わせによって打ち消される可能性があります。
点群の位置合わせには、計測期間中に動いていない固定物や基準点を利用します。坑内では、管理された測量点、変化していない構造物の角、壁面上の標識などが候補になります。ただし、吹付け、支保工設置、覆工施工、設備移設などによって形状が変わる場所は、固定基準として適さない場合があります。
標高方向の確認は特に重要です。平面表示で形状が一致していても、高さが一様にずれていれば、広い範囲にわたって体積差が生じます。前回と今回の点群に共通する床面や固定点を断面表示し、高さが一致しているかを確認します。
坑外の仮置き場で衛星測位を利用する場合も、周囲の山、坑口構造物、建物、大型重機などによる遮蔽や反射に注意します。測位状態が不安定なときは、既知点やチェックポイントとの比較を行い、位置と高さが管理上必要な範囲に収まっているかを確認します。
データの単位にも注意が必要です。メートルとミリメートルの違い、相対高さと標高の混同、異なる現場座標の混在などは、ファイルを開いただけでは判断しにくい場合があります。データ受け渡し時には、座標系、標高基準、単位、使用した基準点を明示します。
点群ファイルの名称にも計測日、対象区画、座標基準などを含めると管理しやすくなります。どの点群が現場座標へ変換済みなのか、どのファイルが計測時のローカル座標なのかを区別し、誤った組み合わせで差分計算しないようにします。
計測ポイント6：死角を減らす計測ルートを設定する
ずり山の土量を計算するには、表面形状をできるだけ連続して取得する必要があります。計測できていない部分が大きいと、点群処理で周辺の点を結んだ推定面が作られ、実際のずり山とは異なる体積になる可能性があります。
トンネル坑内は空間が限られ、ずり山、壁面、支保工、重機、配管、換気設備などが近接しています。正面から一度計測しただけでは、ずり山の背面、壁際、頂部の奥側などが死角になりやすいため、複数方向から取得することが基本です。
計測ルートを決めるときは、法尻、左右の斜面、頂部、背面が見える位置を確認します。ずり山の周囲を一周できる場合は、一定の距離を保ちながら周囲から取得します。一周できない場合は、通行可能な左右の位置や高低差のある場所から追加計測し、見えない範囲を減らします。
法尻は集計境界を決める重要な部分ですが、細かなずりが薄く広がりやすく、床面との境目が曖昧です。ずり山全体だけを遠くから取得すると、法尻付近の点密度が不足し、境界を正しく設定しにくくなります。全景を取得した後、法尻や床面を確認できる位置から補足計測する方法が有効です。
頂部にも注意が必要です。低い位置から計測すると、手前側の斜面によって頂部や奥側が隠れることがあります。安全な通路や作業床から高い位置を確認するか、左右から取得して点群を補います。ずり山へ登る行為は崩落や転倒の危険があるため、土量計測のために不安定な堆積物へ立ち入ることは避けます。
壁際にずりが接している場合は、壁面とずり表面の境界を確認します。点群処理で両者を一つの地表面として結ぶと、壁面に沿って不自然な三角形が作られることがあります。壁面は体積計算の境界として扱い、ずり表面と分離します。
移動しながら点群を取得する場合は、計測方式に応じて歩行速度や機器の向きを安定させます。急な旋回、激しい上下動、長時間の停止、同じ場所の頻繁な往復は、点群の重なりや位置推定へ影響する場合があります。対象面を見通せるルートを事前に確認し、一定の動きで計測します。
計測後は、三次元表示だけでなく、平面、縦断、横断で欠測を確認します。三次元表示では連続した面に見えても、断面にすると点がない部分や、周辺点から大きく補間された部分が見つかることがあります。現場が残っている段階で欠測に気づいた場合は、推定処理だけで済ませず、可能な範囲で追加計測します。
計測ルートは担当者の経験だけに依存させず、区画ごとに標準化すると再現性を高められます。開始位置、進行方向、確認すべき法尻、追加計測位置を記録し、担当者が変わっても同じ範囲を取得できるようにします。
計測ポイント7：粉じんや重機を除去して結果を検証する
トンネル掘削現場の点群には、ずり以外の点が混入する可能性があります。代表的なものは、粉じん、水滴、人物、重機、運搬車両、配管、ケーブル、照明設備、仮設柵などです。これらを残したまま堆積面を作成すると、ずりではない部分まで体積へ含まれる場合があります。
発破後や掘削直後に粉じんが多い状態では、空中の粒子が点として記録される可能性があります。粉じんによる点は、ずり表面から離れた位置に疎らに浮いたり、計測方向に沿って帯状に分布したりする場合があります。そのまま面生成に利用すると、実際のずり表面より高い位置に不自然な面が作られることがあります。
計測は、現場の安全管理手順に従い、立入り可能で視界を確保できる状態になってから行います。換気や散水の状態を確認し、粉じんが多いときは無理に取得しません。発破後の退避時間や立入制限など、現場で定められた安全手順を優先することが前提です。
水たまりや濡れた表面にも注意が必要です。計測方式や入射角によっては、水面の点が欠けたり、不安定な位置に点が記録されたりする場合があります。法尻が水に隠れていると、点群だけでは床面との境界を判断できないことがあります。冠水範囲や水位を写真に残し、必要に応じて別の確認方法を併用します。
重機や運搬車両は、可能であれば計測範囲から移動させます。重機がずり山の前にあると、その背後が死角になります。点群処理で重機だけを削除しても、重機の下や背後のずり表面は取得されていないため、周辺点から推定した面になる可能性があります。移動後に追加計測できる運用が望ましいといえます。
配管やケーブルがずり山を横切っている場合は、線状の点が堆積面へ混入することがあります。細い設備は上から見ただけでは見落としやすいため、側面や断面から確認します。人物が計測範囲内を移動した場合も、複数の位置に不要な点が残ることがあります。
ノイズ除去を強くしすぎないことも重要です。トンネル掘削ずりには、尖った岩塊や急な凹凸が含まれます。自動判定で周囲から離れた点をすべて削除すると、実際の岩塊の頂部まで除去され、ずり山が過度に滑らかになる可能性があります。処理前後の点群を比較し、削除された点の位置を確認しながら調整します。
不要物を除去した後は、作成した堆積面を複数方向から検証します。法尻、頂部、壁際、重機を削除した範囲、点密度の低い場所、大きく補間された場所を断面で確認します。不自然に平らな面、鋭い突起、床面を貫く面、大きく伸びた三角形がないかを確認することが大切です。
最終的な体積は、計算処理を一度実行して終わりにせず、条件を変えた場合の影響も確認します。集計境界や基準面をわずかに変更しただけで結果が大きく変わる場合は、法尻や基準面の判断に不確実性がある可能性があります。どの部分が結果へ影響しているかを確認し、必要に応じて再計測や現地確認を行います。
点群土量と掘削量・搬出量を照合する方法
点群から求めたずり山の体積は、他の管理記録と照合することで異常に気づきやすくなります。ただし、点群土量、掘削量、車両の搬出量は、それぞれ異なる状態の数量を示すため、完全に一致するとは限りません。
掘削量は、掘削断面と掘進延長、設計形状、実際の掘削形状などから求められます。点群で計測するずり山は、掘削後に破砕され、空隙を含んだ堆積状態です。余掘り、吹付け材や他材料の混入、粒径、含水状態などによっても関係が変わるため、単純に同じ数値として比較するのは適切でない場合があります。
それでも、計画量と点群土量を定期的に比較すれば、桁違いの誤りや不自然な増減を発見できます。掘進が進んでいるのにずりの発生量がほとんど増えていない場合は、計測範囲、搬出記録、換算条件などを確認する必要があります。反対に、掘進量に対して点群土量が大きく増えている場合は、別材料の混入や基準面のずれなどを確認します。
搬出管理では、前回計測時の在庫量に期間中の搬入量を加え、搬出量を差し引いた数量と、今回の点群在庫量を比較します。別の仮置き場へ移動したずりや、計測対象外の小規模な搬出入がある場合は、それらも記録へ反映します。
車両の便数から搬出量を求める場合、一便当たりの積載状態にばらつきがあります。岩塊の大きさ、山積みの程度、含水状態、荷こぼれ防止の積載制限などによって、同じ車両でも体積が一定にならないことがあります。そのため、便数による搬出量は管理上の設定値として扱い、点群在庫量との差を継続的に確認します。
重量記録と点群体積を比較する場合は、密度の扱いが必要です。同じ体積でも、岩種、粒径、空隙、含水状態によって重量は異なります。体積から重量へ換算する場合は、現場条件に合った密度を設定し、必要に応じて区分ごとに管理します。
差が生じたときは、どちらか一方の記録を直ちに誤りと判断しないことが大切です。点群計測時点の違い、ずり山の沈下、計測範囲外への移動、車両記録の漏れ、基準面の設定、座標ずれなど、複数の原因が考えられます。期間中の作業記録と点群処理条件を確認し、差の理由を順番に整理します。
正式な出来高数量として点群結果を使用する場合は、発注者の仕様、施工計画、数量算出方法、精度確認方法、成果品の形式を事前に確認します。現場管理として利用できる点群土量が、そのまま契約数量として採用できるとは限りません。関係者間で計測方法と数量の定義を共有することが必要です。
トンネル現場で点群土量計算を継続する運用
点群土量計算は、一度だけ実施するよりも、一定の条件で継続することで管理に活用しやすくなります。毎回異なる担当者が異なる範囲を計測し、異なる処理条件で体積を求めると、実際の変化と作業方法の違いを区別できません。
継続運用では、計測対象の区画、計測時点、開始位置、移動ルート、基準点、基準面、集計境界を標準化します。現場写真や簡単な平面図に計測ルートを記録し、担当者が変わっても同じ条件で作業できるようにします。
データ処理についても、外れ値除去、点の間引き、面生成、平滑化、境界設定などの条件を決めます。使用する条件を記録し、現場状況によって変更した場合は、変更日と理由を残します。処理条件を変更する前後で結果を比較すれば、設定変更の影響を確認できます。
保存するデータは、計測直後の元点群、不要点を除去した点群、基準面、堆積面、集計境界、計算結果に分けると確認しやすくなります。完成した体積値だけを保存すると、後から基準面や境界の妥当性を確認できません。数量協議や再計算に備え、処理前のデータも残します。
ファイル名には、現場名、区画名、計測日、処理段階などを含めます。上書きを避け、修正した場合は変更前後のデータを区別します。誰がいつ処理したか、どの基準面を使用したかを記録することで、数値の根拠を追跡できます。
現場の記録として、計測日時、天候、湧水や水たまりの状態、重機の配置、ずり山の整形状況、計測中の搬入出の有無を残します。点群だけでは判断できない現場状況を写真や作業記録で補うことで、増減の原因を説明しやすくなります。
計測後は、その場でデータの取得状況を確認することが重要です。事務所へ戻ってから欠測に気づいても、すでにずりが搬出され、同じ状態を再計測できない場合があります。法尻、頂部、背面が取得できているかを現地で確認し、不足があれば安全な範囲で補足計測します。
土量計算の数値は、必要以上に細かな桁まで管理しないことも大切です。計算処理では小数点以下まで表示できても、基準面の推定、表面の粗さ、欠測範囲などを考慮すると、すべての桁に実質的な意味があるとは限りません。管理目的や要求される精度に合わせて丸め方を統一します。
点群土量、掘進記録、搬出台数、計量記録を同じ期間で整理すれば、単独の記録だけでは分からない傾向を確認できます。毎回の差を確認し、一定以上の差が出たときに基準面や記録を見直す運用を設けると、記録漏れや処理ミスの早期発見につながります。
LRTK Phoneを活用した現場計測の考え方
点群による土量計算を日常的な現場管理へ取り入れるには、必要なときに計測し、取得結果を速やかに確認できる仕組みが重要です。計測準備やデータ確認に時間がかかると、日次や週次での継続が難しくなり、計測間隔が長くなる場合があります。
LRTK Phoneを活用する場合も、土量計算の基本は変わりません。計測前に目的、対象区画、基準面、集計境界を決め、法尻、頂部、背面を複数方向から取得します。計測後は欠測、浮遊点、二重面、重機や人物の混入を確認し、土量計算に使用できる点群へ整理します。
トンネル坑内では衛星測位を利用しにくいため、坑内の絶対座標が必要な場合は、既知点や坑内基準点との整合方法を検討する必要があります。坑口周辺や坑外の仮置き場では、上空の見通しや周辺構造物の影響を確認しながら計測します。現場ごとに測位環境が異なるため、利用場所の条件を事前に確認することが大切です。
現地で取得した点群を確認できれば、死角や計測漏れにその場で気づきやすくなります。法尻の点が不足している、頂部の奥側が取得できていない、重機の背後が空白になっているといった問題を現場で確認できれば、ずり山の状態が変わる前に追加計測できます。
継続計測では、LRTK Phoneを使用する担当者間で計測手順を統一します。開始位置、移動方向、確認する区画、計測終了位置を記録し、同じルートを再現できるようにします。計測日ごとに異なるルートを通るよりも、一定の条件で取得した方が点群の比較を行いやすくなります。
坑内の暗い場所では、点群形状と現場写真を照合しやすいように、照明条件にも配慮します。ただし、補助照明や機器を設置する場合は、通行や重機作業の妨げにならない位置を選びます。ケーブルや三脚などが作業員の移動経路へ出ないよう、安全を優先します。
携帯しやすい計測機器であっても、重機の死角や不安定なずり山へ立ち入ってよいわけではありません。安全な通路から取得できない範囲は、重機移動後に計測する、別方向から補う、他の測量方法と組み合わせるなどの対応を検討します。土量を細かく取得することよりも、現場の立入管理と作業安全が優先されます。
現場での計測から点群確認、土量算出、記録保存までを一連の手順として整備すれば、仮置き量や搬出量を継続して把握しやすくなります。トンネル掘削ずりの状態を必要な時点で記録し、現場管理へつなげたい場合は、適用する場所と座標条件を確認したうえでLRTK Phoneの活用を検討するとよいでしょう。
まとめ
トンネル掘削ずりを点群で土量計算する際は、点群の密度や見た目だけで精度を判断せず、計測範囲、基準面、座標、計測時点、欠測、不要物の処理を総合的に確認する必要があります。
最初に、点群土量を掘削進捗、仮置き量、搬出管理のどの目的で使用するのかを明確にします。点群から求める体積は、原則として計測時点の堆積状態を示すため、地山量や車両積載量と同じ意味ではありません。換算を行う場合は、地質、粒径、空隙、含水状態、仮置き期間などを踏まえて条件を設定します。
集計範囲は、法尻や区画線などを利用して事前に決め、前回と今回で同じ境界を使用します。ずり山の下側となる基準面は、可能であれば堆積前に計測して保存します。事前地盤がない場合は周辺床面から推定できますが、床面の勾配や段差、排水施設の有無を確認しなければなりません。
継続計測では、作業終了後など計測時点をそろえ、ずりの投入や搬出によって形状が変化していない状態で取得します。坑内外の点群は同じ座標と標高へ配置し、ずり山ではなく固定点を利用して位置を確認します。
現場では、正面だけでなく左右、頂部、背面、法尻を確認できるルートを設定し、死角を減らします。粉じん、水面、重機、人物、配管などの不要点を適切に除去し、処理後の面を複数方向の断面で検証することが重要です。
算出した点群土量は、掘進記録、搬出台数、計量記録、前回在庫量などと照合します。数値が一致しない場合は、計測時点、堆積状態、基準面、集計境界、搬出入記録を確認し、差の原因を整理します。
同じ手順で点群計測と土量計算を繰り返せば、ずりの発生量や仮置き場の残量を把握しやすくなります。現場で点群を取得し、その場で計測漏れを確認しながら土量管理へつなげたい場合は、トンネル坑口周辺や坑外仮置き場などの適用条件を確認したうえで、LRTK Phoneの活用をご検討ください。