石油資源開発(株)の相馬LNG基地は、海外からのLNG（液化天然ガス）を受入れて貯蔵し、新潟・仙台間を結ぶ既存のパイプライン網への接続パイプラインを新設することで、日本海側と太平洋側の双方から長期安定的にガスを供給し、災害等による緊急時のセキュリティ面で強靭なエネルギーネットワークを構築することを目的としている。
海外から調達するLNGの受入桟橋である大型船の受入れが可能な外航バースの建設が計画され、同社の北海道にあるLNG受入基地に向けての供給も計画されているため、内航バースも合わせて建設が計画された。貯蔵タンクは国内最大級の23万kLの容量である。
LNG基地建設工事は、タンク工事、バース工事、プラント工事、接続パイプライン工事からなり、当社はバース工事を担当した。

CIM(Construction Information Modeling/ Management)は、２次元では確認することが困難であった干渉チェックや、計画段階での修正すべき点が容易に把握でき、施工に有効な情報がフィードバックできる。
調査、設計段階から3次元モデルを導入することによって維持管理までの関係者間での情報共有を容易にし、一連の計算システムを構築・高度化することを目的としている。3次元モデルを利用することで、発注者に詳細な施工結果を提示するメリットもある。
国土交通省は平成29年3月にCIM導入ガイドラインを発行し、CIMは更なる展開が予想されるが、これまでの施工時におけるCIMの適用は陸上工事を対象としていた。 当工事は当社が海上桟橋工事を対象にCIMを導入した事例であり、最大の特徴は、それが国内初の本格的な港湾CIMを活用したという点である。それでは具体的なCIMの活用について触れていきたい。

最初のモデル作成はCIMの肝となる部分で、工事の時期に応じて詳細度を変えて作成した。
工事着手や施工計画時は、詳細度を下げた概略モデルを作成して、本体構造物の構築前には順次詳細度を上げた詳細モデルを作成した。これは時間と労力を要するモデル作成を効率的に行うためである。
詳細度の設定を統一することにより、受発注者間で対象となる3次元モデルのレベルを共有し、イメージの食い違いによる手戻りを防止できる。また複数のモデル作成者がモデル作成した際のレベルの統一もはかれる。
当工事は、詳細度200の「構造形状が確認できるモデル」から、詳細度300の「主構造の形状を正確に表現したモデル」詳細度400の「付帯工や配筋などを正確に表現したモデル」まで、施工前から実際の工事中までレベルを分けて使用した。施工の順番を詳細度200で、細かい配筋工事での鉄筋の被りは詳細度400で確認。この詳細度を合わせるイメージのすり合わせが大切である。

事前ボーリング調査結果から鋼管杭打設位置での支持層の3次元分布をモデル化して可視化することで、支持層への根入れ状況等の情報を関係者間で共有することが可能になった。
支持層には勾配が急な箇所があり、事前ボーリング結果より推定した深度と打設位置の深度に差が生じている可能性があったため、支持層をモデル化し施工管理と併用した。

ボーリング調査では水中や地中、地層の断面までモデル化したものを使用した。
ピンクの杭、緑の杭がジャケット部の杭であるが、紺色の支持層まで入っていることが分かる。
設計支持層より深かった支持層では、貫入量の不足が一目で分かるため施工に反映させられる。
バイブロハンマで打設しながら電流計測し、N値が50以上の支持層を電流値で判断しながら支持層の情報を積み重ねていった。
杭の打設ごとに支持層の深度を推定し、結果をモデルに反映して確認すれば対策を取ることが可能となる。鋼管杭施工出来形を施工中にモデルへ逐次反映することで、全ての鋼管杭の支持層への根入れが問題ないことを確認できた。

上部工の鉄筋組立時には、アンカーボルトや付帯設備の配管等との干渉が懸念されたため、干渉チェックを実施した。相馬港に入港する大型船にも対応できるクイックリリースフック（瞬時に係留索を解除できる係留装置）を設置するにあたって、油圧や電気、固定するためのアンカーボルトが鉄筋等と干渉していないかを、3次元モデルで事前にチェックした。特にクイックリリースフックに関しては、狭い範囲に鉄筋と付帯設備用配管等が複雑に配置されているため、事前の干渉チェックが有効であった。

先行して打設した鋼管杭にジャケットを据え付けるにあたって、鋼管杭打設後の鋼管杭の出来形を3次元モデルに反映し、事前にジャケット据付のシミュレーションを行い、 離隔の確認や干渉の有無をチェックした。
杭とジャケットのクリアランスが、わずか10cmでの事前干渉チェックである。

既設護岸、消波ブロックの現況測量を手持ちカメラだけでなくUAV（ドローン）による3D測量で実施。 道路橋設置位置での既設ブロックとの干渉をチェックした。

CIMを導入するには、複数のソフトウェアが必要である。ソフトウェアを所有していない関係者もモデルを閲覧できるようにする必要があり、提供手法として通称 “3D PDF” を利用した。 “3D PDF” は平行移動や回転もできるため、発注者や協力会社等に３次元モデルを提示するにあたって効率的である。

現状では、3次元モデルを扱えるオペレータの不足に加え、複数のソフト間でのデータ連携が不十分なことなどの課題はあるが、港湾工事においてもCIMを導入することで、各施工段階において3次元情報が効率的に活用可能であることが分かった。
上述の課題はあるものの国土交通省による港湾版CIM導入ガイドラインが整備されつつあり、今後も積極的なCIMの全面的活用進めていきたい。