西松建設株式会社 研究開発活動 (2020年3月期)

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、防災・減災に資する技術、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1,506百万円で、主な成果は以下のとおりです。

(1) 生産性向上技術

① 高精度に地質・変位予測できる山岳トンネルCIM総合管理システムを開発

山岳トンネルにおけるCIMの効率的な活用を目的として、山岳トンネルCIM総合管理システムを開発し、当社施工中のトンネル工事に適用しました。従来のCIMデータに加え、当社独自の前方探査及び予測解析技術と株式会社演算工房が保有する汎用的な3次元ソフト「E-G Modeling」を統合したもので、施工中に得られたデータを自動でインポートして、既掘削区間の変位や前方地山の地質状況等を3次元的に可視化できます。これにより高精度な地質・変位予測や情報共有が行えるため、施工中の生産性及び安全性向上に寄与します。

② リアルタイムにトンネル断面形状管理と地山評価ができる掘削支援システムを開発

山岳トンネル掘削時の効率化と安全性向上を目的とした「自由断面掘削機の掘削支援システム」を開発し、当社施工中のトンネル工事に適用しました。このシステムは株式会社ビュープラスとジオマシンエンジニアリング株式会社と共同で開発したものです。掘削機に設置された高速3Dスキャナによる機体位置・姿勢把握手法を利用して掘削位置情報(カッタ先端の位置情報)をリアルタイムで可視化すると同時に、掘削に要した電力量等から掘削地山の性状を定量評価することができます。これにより、トンネル掘削形状や地山の安定性を掘削作業時にリアルタイムで把握することが可能となり、掘削作業の効率性や安全性の向上が図れます。

③ 梁端部で接合を可能とするプレキャスト構法を開発
鉄筋コンクリート造建物のプレキャスト施工の更なる合理化を目的として、静岡理工科大学と共同研究を行い「ヒンジリロケーション構法」を開発しました。ヒンジリロケーション技術により、プレキャスト化した柱梁接合部から突き出す鉄筋の長さを短くすることが可能となります。これまで工場から運搬できなかった中柱の柱梁接合部もプレキャスト化が可能となり、生産性の向上に寄与します。

(2) 省人化・省力化技術

① 覆工コンクリートの施工を完全機械化(自動化セントル)

山岳トンネル工事の覆工コンクリート施工作業を完全機械化した「自動化セントル」を岐阜工業株式会社と共同開発しました。覆工コンクリートの施工をアシストする各種装置や機能を搭載しており、セントルを用いた覆工コンクリートの施工作業を完全機械化した自動化施工技術です。従来、人力で行っていた作業を機械化することで人員の削減や作業時間の短縮につながり、生産性の大幅な向上が期待できます。

② コンクリートの打設残量を予測するシステムを開発

コンクリートの打設数量管理の効率化を目的とした「コンクリート打設残量予測システム」を開発しました。コンクリートの工事状況をウェブカメラで撮影し、その画像と設計図を重ね合わせ、リアルタイムにコンクリートの未施工範囲の数量を計算・管理するシステムです。これまで人が行っていた数量管理を自動化することによる業務の効率化のほか、打設コンクリートが余ることによる無駄の削減や打設コンクリートの不足による作業遅延の防止が可能となります。

③ RC床ひび割れマップの作成を自動化
RC床ひび割れマップの作成を自動化するため、屋内で自律飛行できるUAVを自律制御システム研究所と共同開発しました。非GPS環境である屋内において、自己位置を検出するための特殊なセンサーを搭載したUAVによりRC床面を自動で撮影し、それを人工知能で解析して、ひび割れマップを自動作成する技術です。従来、人が床を目視観察してスケッチしていた作業を機械化・自動化することで、品質向上と省力化が期待できます。

(3) 品質向上技術

① 高保水性シートによるコンクリート壁面の湿潤養生

ボックスカルバートの側壁や橋脚の柱部など、コンクリートの壁面を均質に湿潤養生できる「モイスチャーウォール」を開発しました。保水性に優れた特殊素材と、柔軟性のある基材を一体成形した独自の養生シートにより、一度の給水で長時間ムラなく湿潤状態を保つことができます。また養生中のシートに水を再度補給する作業も、従来のマット状の養生材を用いた場合に比べて容易です。

② 貼付け型養生シートによるコンクリート表層品質の向上と防汚対策

宇部エクシモ株式会社と2017年に共同開発したコンクリート用保温・保湿養生シート「シンプルキュア」を、推進工法の函体養生に適用し、コンクリート表層品質の大幅な向上のほか、函体推進時における防汚対策としても有効であることを確認しました。従来の施工養生を行った箇所と比較して、表面吸水試験(水の通り易さを指標とした試験)による表面吸水速度が1/14程度まで低減し、また表面での超音波速度試験(超音波の伝わり易さを指標とした試験)による超音波伝播速度も約1.2倍となり、コンクリート表層がきわめて緻密化され、高い耐久性を有することが確認できました。

(4) 環境関連技術

① 堆積物微生物燃料電池式バイオセンサーを用いた溶存酸素濃度連続計測技術

群馬大学大学院と共同で、堆積物微生物燃料電池(以下「SMFC」といいます。)式バイオセンサーを用いた自立電源型システムによる溶存酸素濃度連続計測技術を確立しました。SMFCは、底質中の嫌気性発電細菌による有機物分(ヘドロ等)の分解(代謝)で生じた電子を底質中に設置したアノード(負極)を経由して、水中に設置したカソード(正極)上で溶存酸素と反応することで発電する技術です。この時、SMFCが水中の溶存酸素濃度に応じて発電量(電流/電圧値)が変化する性質に注目し、発電量の変化から任意の水深における溶存酸素濃度を連続計測できるSMFC式バイオセンサー計測システムを構築しました。

② オンサイトで砒素を含有する掘削ずりを浄化する技術

当社と金沢大学が2015年に共同開発したキレート剤による湿式洗浄(キレート洗浄)を基本原理とし、砒素や鉛といった重金属等の溶出量が基準を超える掘削ずりを対象とする浄化技術です。自然由来の重金属等を含有する掘削ずりを対象とし、洗浄液に生分解性のキレート剤等を用いた浸漬式の洗浄処理によって砒素を抽出除去し、溶出を低減する技術です。

(5) 新しい取り組み

① 下水汚泥焼却灰から肥料用のリンを高効率で回収する技術を開発

新潟大学と共同で、下水汚泥焼却灰から肥料に利用できるリンを高効率で回収する技術を開発しました。本技術は、酸とアルカリの二段階溶出を行うことにより重金属等を除去することができ、直接肥料として利用できる形態のリンを効率的に回収することができます。また、リン回収後の残渣からも重金属等が除去されるため、残渣を有価資源にできることも特長です。

② 新たなLPWA規格を搭載した構造物モニタリングシステム

東大発の無線通信ベンチャー企業であるソナス株式会社が独自に開発したマルチホップ型LPWA「UNISONet Leap(ユニゾネット リープ)」を搭載した構造物モニタリングシステムの有効性を確認しました。この新しいLPWA通信は省電力広域無線でありながら、主要なLPWAと比較して高速かつ安定した通信が可能で、高精度な振動計測データをロスなく収集することが可能です。設置が容易でコストも大幅に削減できるため、構造物の老朽化や点検技術者の不足に悩む建設業界において新たな防災・減災の手段として注目されております。

(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。