建設業 <1820> 西松建設株式会社 研究開発活動

５ 【研究開発活動】

当社は技術研究所を中心として、社会や顧客からの要求・要望、社内の各事業部門からの課題解決の要請などに応えるべく、基礎研究から実践的な技術開発まで幅広く研究開発活動を行っております。

（土木事業・建築事業）

当社では、省力化・生産性向上・高品質化に寄与する技術をはじめ、社会インフラのリニューアル技術、国土強靭化に資する防災・減災に関する技術、省エネ・脱炭素社会に貢献する各種の環境関連技術に関する研究開発を行っております。また、戸田建設株式会社との共同研究をはじめとして、大学などの研究機関や異業種・同業種企業、公共機関との共同研究も積極的に進めており、多くの分野において効率的な研究開発を推進しております。

当連結会計年度における研究開発活動に要した費用総額は 1,748 百万円で、主な成果は以下のとおりです。

(1) 生産性向上技術

①リアルタイムな地山評価により山岳トンネルのさらなる安全性向上や合理的施工を実現

～地山の３次元的な定量評価を自動で行う「DRISS-3D_Monitor」を開発～

既に多くの現場で活用されている切羽前方探査システム「DRISS（Drilling Survey System）」による地山評価の作業を自動化し、施工重機の運転席に設置したモニターでリアルタイムにトンネル周辺地山の性状を確認できる「DRISS-3D_Monitor」を開発しました。作業員の「感覚知」や「経験知」であった詳細な地山性状を、穿孔したその場で３次元的に「見える化」することによって、現場、関連部署、客先等への情報共有がスムーズになるとともに、施工への迅速な反映が可能となり、生産性の向上が期待できます。

②GNSS測位技術を活用した「ケーブルクレーン自動運転システム」を開発　

～ダム建設工事 堤体工での運用を開始～

ダム建設工事におけるコンクリート打設のサイクルタイムの短縮を可能とする「ケーブルクレーン自動運転システム」を開発しました。本システムは、コンクリート打設作業の際に都度遷移する打設位置や、バケット積載重量の変化に応じて、運搬の軌道や速度を変化させ、最適化された自動運転を実現するものです。打設位置へ高精度に到達し、バケットの振れを自動で抑えることが可能であり、柱状打設へ適用した場合には、クレーン運転士が目視確認できない箇所においても安全かつ迅速にバケットを到達、開放できるため、サイクルタイムの短縮、堤体工の生産性向上を可能としました。本システムは、国土交通省九州地方整備局発注の立野ダム建設（一期）工事において、2021年３月より堤体工での運用を開始しております。

(2) 省人化・省力化技術

①国内初トンネル坑内においてローカル５Ｇを使用したホイールローダの遠隔操縦を試行　　　

～28GHz帯のローカル５Ｇ通信を山岳トンネルへ国内初適用～

株式会社カナモト、有限会社浅草ギ研、ジオマシンエンジニアリング株式会社と共同で、山岳トンネル掘削時のずり運搬に使用されるホイールローダをローカル５Ｇ通信により遠隔操縦させるシステムを開発し、トンネル坑内において遠隔施工実証実験を行いました。28GHz帯のローカル５Ｇ通信を山岳トンネル坑内へ適用したのは国内初となります。ローカル５Ｇ通信については、トンネル掘削に使用する複数重機の遠隔同時施工への応用も期待されており、今回の開発を足掛かりにトンネル工事の無人化施工の実現に向けて取り組みを加速させてまいります。なお、本技術は、官民研究開発投資拡大プログラム（PRISM）予算を活用して国土交通省が実施する「建設現場の生産性を飛躍的に向上するための革新的技術の導入・活用に関するプロジェクト」に選定されております。

②コンクリート打設残量予測システム（アプリ版）を開発

コンクリート打設工事の終了間際に、現場技術者が現場の状況から判断して実施するコンクリート調整数量の計算は高い精度が要求されます。調整して発注したコンクリートが不足した場合は、現場作業を止めることになり、長時間労働の原因となっていたことから、コンクリート打設残量予測システム（アプリ版）を開発しました。あらかじめシステムに読み込ませた躯体図を現場で携帯端末に表示し、その図面上でコンクリートの未打設範囲を囲み指示することでその範囲のコンクリート体積が自動で算出され、残り何㎥のコンクリートを追加発注すればよいか評価・提示するシステムです。本システムにより、現場技術者は追加発注量を正確に計算することができるため、産業廃棄物の増加や長時間労働といった問題の解決につながります。

(3) 品質向上技術

①覆工コンクリートの表層品質をAIが自動評価する「A.E.s.SLiC」を開発

～AI活用技術で山岳トンネル覆工コンクリートの品質向上～

株式会社sMedioと共同で、山岳トンネル覆工コンクリートの表層品質評価を行うための AI（人工知能）活用技術「A.E.s.SLiC（イースリック）」を開発しました。本システムは、覆工コンクリートの写真を用いて、「表層目視評価シート」に則った、①はく離、②気泡、③水はしり・砂すじ、④色むら・打重ね線、⑤施工目地不良及び⑥検査窓枠段差の６項目をAIが自動評価するものです。本システムによって、評価及び評価結果とりまとめ作業の迅速化と、不具合発生時の改善対策の早期実施が可能となり、山岳トンネル覆工コンクリートの品質向上が期待できます。

②ペーパースラッジを混合した流動化処理工法の開発・実証

～流動化処理土の品質（材料分離抵抗性）の向上、適用範囲の拡大～

公立大学法人宮城大学との共同研究のもと、産業廃棄物であるペーパースラッジを主原料とした混和材を採用し、資源循環を考慮した環境負荷低減型の流動化処理工法を開発しました。本工法では、ペーパースラッジの特性を利用することで、流動化処理土の流動性や材料分離抵抗性を向上させることが可能となります。そのため、施工現場で課題となっていた品質の安定した流動化処理土の現場での製造、打設が可能となります。

(4) 環境関連技術

①二酸化炭素削減技術「スラグリート®」をNETISに登録

～低炭素型コンクリートの適用促進へ～

戸田建設株式会社と共同で開発した二酸化炭素排出量の少ない低炭素型のコンクリート「スラグリート®」を国土交通省が運用している「新技術情報提供システム（NETIS）」に登録しました。「スラグリート®」は、製鉄所の副産物である高炉スラグ微粉末に着目し、セメントの代替材料として積極的に活用した環境に優しいコンクリートです。すでに建設材料技術性能証明も取得しており、建築工事の一部にも採用できます。今後、土木・建築工事への利用を進め、二酸化炭素排出量の削減に貢献してまいります。

②ヘドロを分解して発電する微生物燃料電池を応用した溶存酸素計測バイオセンサーの実証実験を実施

群馬大学と共同開発した微生物燃料電池（以下「MFC」といいます。）式の溶存酸素（以下「DO」といいます。）計測バイオセンサーの実証実験を実施しました。MFCは、自然界に生息する発電菌を利用して有機物（ヘドロ等）を分解・浄化しながら発電することができる電池です。本バイオセンサーは、水中のDO濃度に応じてMFCの発電量が変化する性質を応用したもので、省エネルギーを実現しながらDO濃度を連続計測できます。本バイオセンサーを群馬県内のため池に設置し、運用した結果、実際のDO濃度に近い精度で計測できることが確認できました。本技術によって、貧酸素化しやすい水域等の連続計測が容易にできるようになります。

③中大規模木造建築物の実現に向けた技術開発

近年、脱炭素社会の実現に向けて、カーボンニュートラルな素材である「木造」が社会的にも注目を集めております。このような社会環境の変化に対応し、新しい建築技術分野への挑戦を目的として、中大規模木造建築物の実現に向けた技術開発に取り組むとともに、木造建築物の中大規模化に必要な耐火技術を保有する株式会社シェルターとOEM契約を締結しました。中大規模木造建築物の実現に向けた技術開発をより一層推進し、脱炭素社会に貢献してまいります。

(5) 新しい取り組み

①西松建設×佐賀市　廃食用油等から製造した高品質バイオディーゼル燃料の実用化に関する共同研究を開始

佐賀市清掃工場に設置した「次世代型バイオディーゼル燃料製造プラント」で製造される高品質バイオディーゼル燃料の実用化を目指し、佐賀市と共同研究を開始しました。高品質バイオディーゼル燃料とは、軽油と同等の品質を有する廃食用油等を原料とした炭化水素系のバイオディーゼル燃料であり、次世代の軽油代替燃料として期待されています。本研究では、高品質バイオディーゼル燃料の品質及び製造安定性を確認するとともに、現場実証実験により建設機械への適合性を評価し、施工現場への高品質バイオディーゼル燃料の導入を目指します。また、佐賀市と連携し、SDGsに紐づけた地域資源の循環や地産地消エネルギー活動による付加価値についての検討を進めることにより、新たな事業創出を目指してまいります。

②IoTによる地震防災

構造ヘルスモニタリングに関する技術開発を行うため、６層の鋼構造建物を再現した鋼構造模型による振動台実験を実施しました。試験体は実大サイズの事務所ビルを相似則により縮小しましたが、接合部などのディテールは再現可能な限り実大の一般的な鋼構造建物に倣い計画しました。今後は取得したデータを用いて、現状の構造ヘルスモニタリング技術の抱える課題点などを抽出し、防災減災のための技術開発や検証実験を進める予定です。

（開発・不動産事業等）

　研究開発活動は特段行っておりません。