五洋建設株式会社 研究開発活動 (2023年3月期)

当連結会計年度は、デジタルとグリーンに着目した技術の積極的導入を技術開発方針として、ブランド技術の開発や技術提案力の向上に資する技術開発を推進した。
なお、当連結会計年度における研究開発費は、28億円であった。
また、当連結会計年度における主要な研究開発内容及び成果は次のとおりである。

(国内土木事業、国内建築事業及び海外建設事業)
1.土木分野

(1) BIM/CIMへの取組み

国土交通省は「発注工事の原則BIM/CIM化」を2023年までに達成するという目標を掲げ、BIM/CIM導入の取組みを加速させている。当社は2016年度より桟橋工事に港湾分野としては初の全面的なBIM/CIMを導入して効果の検証を行うなど、積極的にBIM/CIMに取り組んできており、当連結会計年度も土木分野での取組案件数約100件を5年連続で達成した。
当連結会計年度においては、3次元の空間データに時間軸を持たせた4Dシミュレーションを活用し、出水期の河川工事で起こり得るトラブルを検証し手戻りなく安全に施工するための計画立案に役立てた。また、XR(VR:Virtual Reality,MR:Mixed Realityなどの総称)を活用した安全教育や埋設物・水中の施工機械などの可視化、土工事での土砂収支の見える化、リアルタイムな工事数量の算出など、広範な用途にてBIM/CIMを活用し、多くの現場に展開した。当社はこれからも生産性向上や現場職員の負担軽減に寄与できるよう積極的にBIM/CIMの活用・導入に取組む予定である。

(2) 地盤情報の可視化ツール(Gi-CIM)の開発
地盤改良工事は施工対象が地中となるため、既設埋設物との干渉リスクがあり、また出来形や品質を直接確認することができない。当社はこれらの課題に対して、既設埋設物等のCIMモデルに地盤改良の調査・設計・施工管理等の情報を3次元的に統合して可視化することができるGi-CIM(Ground improvement Construction Information Modeling)を開発し、既に多くの工事で活用してきた。
当連結会計年度においては、曲がり削孔式浸透固化処理工法による地盤改良工事のデジタルツイン(リアルタイムの見える化)を構築した。これまで削孔出来形をリアルタイムに可視化することは可能であったが、薬液注入状況を可視化する機能はなかった。そこで薬液注入管理装置のモニター画面に表示される注入量などの施工情報をOCR(光学的文字認識)により数値データ化し、改良体の3Dモデルをリアルタイムかつ自動的に作成する機能を付加した。本技術を導入した岸壁直下地盤の液状化対策工事では、土中の削孔状況や薬液注入状況が三次元でリアルタイムに把握できるため、施工管理の高度化や品質確保に繋がった。本技術は浸透固化処理工法以外にも、サンドコンパクション工法や静的圧入締固め工法など地中に改良体を造成するタイプの地盤改良工法であれば適用が可能である。今後も地盤改良工事の安全・品質及び施工の信頼性向上に取り組んでいく。

(3) 革新的ICT技術の山岳トンネル工事への導入

当社は、国土交通省の官民研究開発投資拡大プログラム(PRISM)を活用した「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5年連続で採択された。
5年目となる当連結会計年度は、九州地方整備局発注の「国道57号笹原トンネル新設工事」において、山岳トンネルのコソク作業向けに開発した自律制御バックホウを改良してインバート掘削作業に適用した。また、デジタルツイン上の点群データから施工制御用のメッシュデータを作成し、インバート掘削の自動運転をコントロールする機能も構築した。このデジタルツインは、施工進捗や地山の性状を表す最新データ、自律四足歩行ロボットにより自動計測されたトンネル覆工の出来形データ、車両や作業員の位置を含むIoTデータなどをリアルタイムに反映するものである。さらに、デジタルツインをVR空間と自動連携する技術を開発したことで、いつでも最新の現場状況を反映したVR空間に没入し出来形計測機能を用いた没入型遠隔臨場検査が可能となった。引き続き当社は、これらの知見を活かし、ICT技術の適用工種を拡大していく予定である。

(4) センシング技術を用いた山岳トンネルの切羽評価システムを開発

山岳トンネル工事の切羽評価では、経験と知見が豊富な熟練技術者の減少により、属人的な技術判断を必要としない客観的な評価手法が求められている。
当社は、複数のセンシング技術を組み合わせた山岳トンネルの切羽評価システムを開発した。これまで、熟練技術者が岩石の観察や現位置試験などによって必要な項目を評価していたが、本システムでは削岩機の削孔検層、3D LiDAR、ステレオカメラ、スペクトルカメラなどの複数のセンシング技術とAI技術を用いることで、客観的な切羽評価を可能とした。
当連結会計年度は、四国地方整備局「見の越トンネル工事」において開発システムの現場実証を行い、現場への適用性を検証し、熟練技術者に頼ることなく客観的な切羽評価が行えることを確認した。当社は、山岳トンネル以外の分野でもさまざまなセンシング技術を積極的に導入して、デジタルデータに基づく施工品質の向上と作業の効率化、省力化を目指していく。

(5) 海外大型プロジェクトへの国内技術導入

海外のプロジェクトでは、国内で経験のない施工条件や課題が課せられる場合が多く、また設計や施工計画・管理に必要な気海象情報が不足することが多い。バングラデシュのマタバリプロジェクトの建設場所は波浪条件の厳しい外洋に面しており、潮流が速く海域は著しく濁っている。このような環境下にあるため、現地に波高・流速計、濁度計などを設置して時系列データを取得するとともに、定期的な深浅測量や採水調査などを実施し、海底地形変化に関する総合的なモニタリング調査を行った。これらの物理データを基に開発した航路埋没予測解析モデルをブラッシュアップし、埋め戻り土砂量を考慮した浚渫計画に反映した。
また、マダガスカルのトアマシナ港拡張事業、インドネシアのパティンバン新港事業などの大型プロジェクトに対して、海外機関が公開している気海象推算データの導入・精度検証を行った上で、国内で活用実績が豊富な気海象予測システムや稼働率算定システム、数値波動水路CADMAS-SURF等の数値解析技術を適用し、構造物の設計や施工順序などの施工計画に反映した。

(6) 桟橋の調査診断システム及び残存耐力評価技術の開発

従来の港湾施設の目視調査は、専門技術者が小型船に乗り、船上から構造物を観察して劣化状況を把握していたが、劣化状況の判断が点検実施者の主観に依存せざるを得ないこと、また桟橋下部では狭隘な空間で上向きの作業となるため労力・時間を要することが問題となっていた。そこで「i-Boat」を航行させ、搭載したカメラにより桟橋下面の劣化状況を撮影し、得られた画像から構造物の劣化度を客観的に診断できるシステムを開発し、これまで複数の桟橋調査に適用してきた。
また、点検・診断結果からAIを用いて桟橋の残存耐力を評価する技術を開発した。これは、桟橋が地震や経年劣化によってどのように損傷するかを予測するものである。施設管理者にとって供用継続の可否や補修・補強の意思決定がしやすいため、不具合が生じてから対策を行う事後保全から、合理的・計画的な予防保全への転換が期待できる。なお、本技術は当連結会計年度において「国土技術開発賞優秀賞」を受賞した。
厳しい塩害環境下にある港湾施設は老朽化した施設が増加傾向にあるため、今後も港湾施設の適切な維持管理・更新に貢献していく予定である。

(7) 新船種作業船の開発・建造

国内洋上風力発電プロジェクトは、港湾区域に引き続き、一般海域においても洋上風力発電の開発を促進する法律が整備され、全国各地で取組みが本格化している。また、洋上風力発電の導入が進む欧州では、風車の大型化が進んでいる。
これらの動向を見据え、洋上風車及び基礎構造の大型化に対応するため、10～15MW クラスの風車を複数基運搬・設置可能な1,600t吊SEP型多目的起重機船を、2020年度に建造開始し、2023年内完成・引渡し予定である。さらに、現在DEME Offshore社が保有する外国船籍のSEP船「Sea Challenger」を1,600t吊に大規模改造し、2025年春の運用開始を目指す予定である。また、洋上風力発電向けのケーブル敷設船、資材運搬船などの保有に向けて検討を進めている。
当社は、保有する「CP-8001」と自航式多目的起重機船「CP-5001」に加え、新たに1,600t吊SEP型多目的起重機船2隻とケーブル敷設船などを投入することで、洋上風力建設工事に積極的に参入していく予定である。

2.建築分野

(1) BIM活用の定着に向けた取組み

当社は、フロントローディングによる品質及び生産性の向上を目指し、企画・設計・施工の各段階でのBIM活用に継続的に取り組んでいる。
当連結会計年度では、前連結会計年度からの継続案件に加え、入札・設計施工・施工案件の合計22件に対しBIMを適用した。設計施工案件ではBIM特有の情報連携や伝達手法を整備することで設計時の整合性確保と施工への確実な情報伝達につながる取組みを実施した。施工案件では外壁貫通部など瑕疵が発生しやすい箇所について3次元形状での納まりの検討とその効果を確認した。
引き続きBIM標準ワークフローを制定し、BIMソフトウェアについては図面表現の統一などの環境整備を行うことで、作業効率や品質向上に努めていく予定である。

(2) ICT技術を用いた業務効率化システムの開発と運用
当社は、BIMモデルやタブレット端末を活用したICT技術による生産性向上に取組むとともに、協力業者職長にiPadを貸与し、日々の現場業務の効率化に向けて取り組んでいる。
当連結会計年度では、iPad活用の一環として、安全書類に関する業務効率化のために「Degisite(デジサイト)-安全」を開発し、社内50現場以上に導入し効果を確認した。また、前連結会計年度までに開発済みのBIMを活用した「五洋建設統合施工管理システムPiCOMS(ピーコムス):Penta-ocean integrated Construction Management System」の適用工種を解体工事や山留工事にも範囲を拡張し、現場での運用を通じて当社職員だけではなく、協力業者の現場業務についても効率化が図れることを確認した。引き続き、ICT技術の開発及び現場導入を通して、生産性向上への取組みを加速させていく予定である。

(3) CO2低減型コンクリート「CELBIC」の開発と活用

当社は、これまでに脱炭素社会の形成と地球環境問題の改善に寄与することを目的に、建築構造物に求められる所要の品質を確保しつつ、コンクリート材料に由来する二酸化炭素の排出量の約9～63%を削減するCELBIC(セルビック:Consideration for Environmental Load using Blast furnace slag In Concrete)を開発し、工事現場に導入してきた。
当連結会計年度では、土間コンクリートや外構の床下地コンクリートにA種クラスのCELBICを現場へ適用し、使用した部位についてコンクリート材料に由来する二酸化炭素を28%削減した。今後もCELBICを適材適所で活用し、カーボンニュートラル実現に向けて、普及展開を図っていく。

(4) ZEB化技術への取組み

カーボンニュートラル実現に向けた機運が高まる中、建物の省エネルギー・ZEB化に対する顧客の関心が高まっている。当社は、これまでにZEB化建物の実績を積み重ねつつ、ZEB化技術の開発に積極的に取り組んできている。前連結会計年度においてZEB簡易評価支援ツールを開発し、基本計画段階でのZEB化仕様検討業務の効率化を図った。
当連結会計年度では、ZEB化建物への顧客要望の動きに迅速に応えるため、集合住宅を対象としたZEH-Mの簡易評価支援ツールを開発した。この開発したツールと、技術研究所に実装しているZEB化技術の計測結果や実験結果から得られた様々な知見を効果的に取り入れて、顧客への設計提案、技術提案に反映していく予定である。


(5) 環境配慮技術の取組み
近年、工場などの施設に設置されている機械等から発生する騒音を抑制し、近隣住民に配慮することが強く求められている。当社は、周辺環境に配慮した建築物の提供のために、計画・設計段階や施工段階での音に関する環境配慮技術の開発に取り組んできている。
当連結会計年度では、騒音対策による音の大きさの変化を、実際に耳で確認できる可聴化システムを開発した。このシステムは、数値解析で求めた敷地内外の任意の場所における音を、スピーカーによって再現することが可能で、対策前後の騒音の低減具合を体感することができる。これにより様々な騒音対策手法の中から最適な仕様を選定する意思決定までの時間を大幅に短縮することが可能になった。今後も顧客ニーズの満足度を高めた建築物の提供を進めていく予定である。

3.環境分野

(1) 副産物の有効利用技術

カルシア改質土は、浚渫土にカルシア改質材(転炉系製鋼スラグを成分管理、粒度調整した材料)を混合することで、浚渫土の物理性・化学性を改善した材料である。港湾工事によって発生する浚渫土を有効活用し、埋立材や干潟・浅場の中詰材、潜堤材等として使用されている。
これまでに開発した、大規模施工に対応可能なカルシア落下混合船やバックホウ混合を効率化するカルシアバケットの改良や適用を進める一方で、軟弱な海底地盤の表層改良を可能とするカルシア改質土のバッチ式原位置混合工法を5社共同で開発した。バッチ式原位置混合工法は、①海底で一連の施工を実施するため泥土やカルシア改質土の運搬を必要としない、②密閉式バケット内でカルシア改質材と混合するため撹拌による濁りが発生しない等の特徴がある。浅場・干潟の土留め潜堤、航路内への土砂流入防止堤等の施工を効率的かつ環境負荷を低減した施工が可能である。今後もこれらのカルシア改質技術を活用し、埋立、浅場・干潟の造成、潜堤築堤等を進めていく予定である。

(2) 泥土のリサイクル技術
河川・湖沼の浚渫土や陸上の掘削工事にともなって発生する泥土の利活用は重要な課題であり、その解決のため当社はこれまで様々な技術開発に取り組んできた。
吸水性泥土改質材「ワトル」は、製紙会社から発生するペーパースラッジ焼却灰(PS灰)に特殊薬剤を混合し水和処理した製品で、泥土に対し、吸水による物理的改質(瞬時の改良効果)に加え、時間経過にともなう化学的改質(緩やかな強度発現)を合わせ持つことが特徴である。高含水比状態の建設汚泥や発生土のような泥土を処理する場合、天日干しやセメント・石灰等による固化処理が用いられてきたが、時間やコスト、アルカリ化等の課題があった。「ワトル」はこのような課題を解決する多くの使用実績があるが、さらにカーボンリサイクルへの貢献など環境負荷の低減、利用用途の拡大など、より高機能な材料の開発へと取組みを進めている。

4.技術評価証等の取得
NETIS登録
・カルシアバケット KKK-220001-A

技術評価証更新
・繊維補強カルシア改質土 第17001号

技術評価証登録
・PC圧着構造を用いた組立式プレキャスト桟橋 第22003号


性能評定
・床スラブによる拘束効果を考慮した鉄骨梁横座屈補剛工法
:日本ERI株式会社、構造性能評価 ERI-K21008、2022年4月
・ポーラスレジンサンド(PRS)-PRSを用いた目地充填工法-
:一般財団法人日本建築総合試験所、GBRC材料証明 第22-01号、2022年5月
・異幅柱接合部工法:日本ERI株式会社、構造性能評価 ERI-K22001、2022年9月

大臣認定
・高強度コンクリート(Fc60～150):国土交通大臣認定(一般)、MCON-4550、2022年8月
・押出成形セメント板/吹付けロックウール合成被覆/鋼管柱(耐火構造1時間/柱)
:国土交通大臣認定(一般)、FP060CN-0967、2023年2月
・仕上材・押出成形セメント板・吹付けロックウール合成被覆/鉄骨はり(耐火構造1時間/はり)
:国土交通大臣認定(一般)、FP060BM-0720、2023年3月
・仕上材・押出成形セメント板・吹付けロックウール合成被覆/鉄骨はり(耐火構造2時間/はり)
:国土交通大臣認定(一般)、FP120BM-0735、2023年3月