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五洋建設株式会社（社長　清水琢三）は、大栄工機株式会社（社長　小林雅彦）と山岳トンネルの防水シートの溶着作業を自動で行う「防水シート自動溶着システム」を共同で開発しました。本技術を「佐世保道路　弓張トンネル工事（発注者：NEXCO西日本九州支社）」において、防水工24m区間で現場実証実験を行い、省人化と安全性向上に貢献できることを確認しました。

従来、山岳トンネル工事における防水シートの溶着は、3人の作業員がトンネル周方向に溶着機を手渡ししながら作業します（図1）。足場台車上の狭小な空間で溶着機を操縦して手渡しで作業するため、高所での過酷な作業の一つでした。防水シートの施工は背面の吹付けコンクリート仕上がり面の凹凸に合わせて3次元的にたるみをもたせる必要があるため、シートの溶着は熟練工による作業が必要でした。

本システムは足場台車に取り付けたガイドレール上の溶着機が移動しながら防水シートを自動で溶着するシステムです（図２）。自動溶着部本体に組み込んだシーソー、スライド、回転の構造およびバランサーによって、溶着機が溶着ラインのよれやたわみに沿ってバランスを取りながら前後左右上下に移動することで、自動溶着を実現しました（図３）。また、溶着機を溶着速度に合わせて一定速度で移動させることができるため、溶着部の品質を確保することが出来ました。さらに溶着ローラーの上部にシート固定治具を取り付けることで、しわを残したままシートが溶着ローラー内に取り込まれることを防止しています。

実証現場において、作業員1名を監視者として配置し現場検証を行い、溶着ライン全長で自動溶着できることを確認しました。足場内の溶着作業員（熟練工）の削減と苦渋作業からの解放を実現しました。所要時間は従来と同等で、また溶着部の品質が確保されていることを目視および加圧試験で確認しました。

今後は各現場への導入を実施していきます。シート展張や溶着部の品質管理など自動化範囲の拡大や溶着速度向上に取り組み、山岳トンネル工事の施工サイクルの一つである防水工作業全体での生産性と安全性の向上をめざしていきます。

図1 従来の施工方法

図２　防水シート自動溶着システム

図3 溶着ラインのよれやたわみに追従した溶着のイメージ