ASSET / TUNNEL
トンネル点検|GPS も光も届かん筒の中を、記録し続ける
覆工のひび割れ、浮き、漏水、天井の附属物。トンネルの傷みは、頭の上から落ちてくるのが一番怖いんよ。打音と点検車に頼ってきた点検に、ドローンがどこで役立ち、どこでは走行型の計測車や人のほうが向いとるんかを分けて見ていこうや。
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トンネルは、どこから傷むんか
トンネルの劣化は、覆工コンクリートの劣化(ひび割れ、浮き・剥離、材質の劣化)、水の問題(漏水、冬のつらら・側氷)、外からの力による変形(地山の圧力による押し出し、路盤の盤ぶくれ)、そして附属物の不具合(照明、ジェットファン、標識、ケーブルを留めるボルト・アンカーの腐食やゆるみ)に分かれる。古い矢板工法のトンネルでは、覆工の裏に空洞が残っとることも多いんよ。
| 部位 | 起こりやすい変状 | 見落とすと |
|---|---|---|
| 覆工(アーチ・天端) | ひび割れ、浮き、剥離、打継目の段差 | コンクリート片の落下 |
| 覆工(側壁) | 押し出し、ひび割れの開き、漏水 | 断面の変形、走行車両との接触 |
| 覆工の背面 | 空洞、地山のゆるみ | 突然の崩落(表面からは見えん) |
| 路盤・排水 | 盤ぶくれ、排水溝の詰まり、湧水 | 路面の変状、冬の凍結 |
| 附属物と取付部 | アンカーボルトの腐食・ゆるみ・抜け | 照明・ファン・天井板の落下 |
| 坑口・坑門 | 斜面からの落石、坑門のひび割れ | 坑口の閉塞 |
いまの点検と、その痛み
笹子トンネルの事故を受けて、日本では2014年7月から道路トンネルも5年に1回、近接目視を基本とする定期点検が義務になった。覆工は目で見るだけでなく、ハンマーで叩いて浮きを探す打音検査が大事な役目を持っとる。結果は橋と同じくI(健全)〜IV(緊急措置段階)で判定する。日本の道路トンネルは約1万1千本(2024年度末)あり、その多くが高度成長期に造られたものじゃ。
痛みは、トンネルを止めんと近づけんことじゃ。天井に手を届かせるには高所作業車を入れ、片側か全面の通行規制がいる。迂回路がない山間部のトンネルでは、地域の暮らしにも響く。鉄道トンネルは、終電から始発までの短い保守時間に作業を詰め込むんよ。
| 方法 | 得意 | 痛み |
|---|---|---|
| 高所作業車+近接目視・打音 | 浮きを叩いて確かめ、その場で叩き落としもできる | 通行規制が要る、時間と人手がかかる |
| 走行型の画像・レーザー計測車 | 低速で走りながら覆工の展開画像と断面形状を記録 | 附属物の裏や細部は苦手、打音の代わりにはならん |
| 地中レーダー(車載・手持ち) | 覆工の厚さや背面の空洞を探れる | 解釈に熟練が要る |
| 徒歩の巡回 | 漏水やつららの変化に気づける | 高い天端は遠い |
| 立坑・斜坑・導水路への入坑 | 人が直接確認できる | 酸欠・落下の危険、足場や昇降設備が要る |
ドローンで、こう変わる
普通の道路トンネルの覆工を網羅的に撮るなら、今は走行型の計測車のほうが速うて画像もそろう。ドローンが本当に効くのは、車が入れん所・人が入りにくい所じゃ。換気の立坑、斜坑、水力発電の導水路トンネル、使わんようになった旧トンネル、そして崩落や火災の後で人を入れられん坑内なんよ。
| やり方 | 機体・センサーの例 | 向いとる場面 |
|---|---|---|
| 衝突許容の近接撮影 | 球体ケージ付き機体+照明(例:Flyability Elios 3) | 立坑・換気ダクト・狭い導水路、真っ暗な空間 |
| LiDAR SLAM による3D計測 | LiDAR 搭載の屋内機 | 内空断面の形、変形の比較、崩落箇所の体積 |
| 自律飛行での覆工撮影 | 視覚測位・障害物回避の機体(例:Skydio X10 系) | 短い規制時間での天端・附属物の確認 |
| 附属物の近接確認 | ズームカメラ+強い照明 | ジェットファンや照明の取付部、ケーブル |
| 災害後の状況確認 | 小型の衝突許容機・有線給電機 | 人を入れる前の安全確認 |
飛ばし方の基本は、照明を機体に積んで露出をそろえ、壁から一定の距離で進むことじゃ。トンネルは筒じゃけぇ、天端・肩・側壁を何本かの帯に分けて往復すると、後で展開図にしやすい。距離標や照明の番号を写し込んどくと、位置合わせが楽になるんよ。
環境の壁を越える
トンネルの中は、ドローンの「目と耳」がほとんど使えん場所じゃ。GNSS は入口から少し入ると届かんし、暗い。立坑やダクトは狭い。しかも排気ガスの煤や粉じんが舞い、走る車や列車が押す風、換気のジェットファンの風もある。カーブの先では電波も届きにくうなるんよ。
- 非GPS環境:LiDAR やカメラで周りの形から位置を推定する機体を使う。ただし、まっすぐで模様のない長い筒は「どこも同じ景色」になり、位置推定がずれやすい。距離標などの目印を併用する。非GPS環境
- 暗所:機体の照明だけが頼り。照明の強さと向き、露出の固定で、写真の質を前回とそろえる。暗所
- 狭小空間:立坑・ダクト・導水路は壁が近い。ケージ付きで当たっても落ちん機体と、引き返す余裕のある電池計画を。狭小空間
- 粉じん・煙:煤や粉じんはレンズを汚し、LiDAR の点にもノイズを出す。換気を止めるか、風下から入らん計画にする。粉じん・煙
- 通信:カーブや長い区間では操縦・映像の電波が切れる。中継器や有線給電機、通信が切れた時の自動帰還・その場停止の動きを決めておく。
トンネルの奥で位置が分からんようになったとき、運航する側で何を決めておくかは、位置や通信を失ったときに運航側でどう備えるか(Airffic Flight Institute)に詳しいよ。
画像から、判断へ
トンネルの写真は、覆工の展開図にして初めて使える。何千枚を坑口からの距離でつなぎ、ひび割れ・漏水・浮きの疑いを図に落とし、前回と比べる。AIは「ひび割れの候補を拾う」「長さと幅を測る」「前回との差を出す」までが得意じゃ。浮きかどうか、叩き落とすか、通行を止めるかは、点検の責任者が決めるんよ。
| 工程 | 機械ができること | 人が持つ責任 |
|---|---|---|
| 展開図化 | 写真を距離でつなぎ、覆工の展開画像を作る | 継ぎ目のずれ・抜けの確認 |
| 検出・計測 | ひび割れ・漏水跡・剥離の候補、ひび割れ幅と長さ | 見逃し・誤検出、照明条件の影響の確認 |
| 形状の比較 | LiDAR 点群から内空断面の変化を出す | 誤差か本当の変形かの見極め |
| 打音の計画 | 怪しい範囲を図に示す | 叩く範囲を決め、実際に叩いて確かめる |
| 判定 | — | I〜IV の区分、応急措置、通行規制の判断 |
トンネルでは、ドローンの写真を「打音の代わり」として扱うんじゃなく、「どこを叩くかを決める地図」として使うのが筋がええ。叩く範囲が絞れれば、規制の時間がそのまま短うなる。
ルールと責任
道路トンネルは道路法の定期点検の枠で、5年に1回、近接目視(覆工は打音を含む)が基本じゃ。2019年2月の点検要領の見直しで、近接目視を基本としつつ点検支援技術で効率化できる形になった(同等の診断ができると点検者が判断した方法なら使える、とされる)が、浮きの確認には今も打音が要る場面が多い。鉄道トンネルは、鉄道の構造物の維持管理の基準にもとづいて、事業者が定期的に検査しとる。
国の解釈では、トンネルのように中と外がはっきり分かれとる所は屋内扱いで、航空法の飛行ルールはかからんとされる。じゃが坑口の近くや外へ出てしまう場合の扱いは場面で変わる。自己判断せず、航空局や管理者に確かめようや。規制をかけて飛ぶなら、道路管理者との協議と警察の道路使用許可も要る。米国では2015年に定められた連邦の国家トンネル点検基準(NTIS)が道路トンネルの定期点検(原則24か月ごと)を定め、欧州では1999年のモンブラン・トンネル火災の後、2004年の EU 指令で幹線道路トンネルの安全の仕組みが決められた。国ごとの違いは各国の規制で比べられるよ。
ドローンにできんこと
- 打音:覆工の浮きは叩いた音で見分けるのが基本。ドローンの打音装置は研究・実証の段階で、一般的な代わりにはなっとらん。
- 浮いた破片の除去:見つけた浮きをその場で叩き落とす応急措置は、人と高所作業車の仕事じゃ。
- 覆工の裏の空洞:写真には写らん。地中レーダーなど別の調査が要る。
- 長い道路トンネルの網羅的な撮影:走行型の計測車のほうが速く、画像もそろう。
- 判定と通行の判断:変状の意味を読み、規制を決めるのは人じゃ。
2035年、点検が実現した世界
Airffic 編集部の見立てでは、こうなる。トンネルの照明が LED に替わった時、天井には位置の目印も一緒に付いた。夜の短い規制の間に、ドローンが天端と附属物の取付部を一筆書きで飛び、計測車の展開画像と重ねる。前回から変わった所だけが赤く光り、点検員はそこだけを叩きに行く。
立坑や導水路は、もう人が降りて見る場所ではない。ケージ付きの機体が年に一度もぐり、点群と写真を残してくる。人は、変化の意味を考え、補修と更新の順番を決めることに時間を使う。トンネルの点検は、「暗い所へ行く仕事」から「暗い所を明るみに出す仕事」へ変わるんよ。
PREPARATION
飛ぶ前の準備チェック
チェックはこの端末(ログインすれば共通アカウント)に保存されるよ。学習用の確認で、許可や安全の証明ではないけぇね。
この対象の事例
- スイス・ヴァレー州:地すべりで崩落した道路トンネルを州のドローン操縦者が調査Riddes – La Tzoumaz, Valais, Switzerland · 2024
- ルーアン:建設以来未点検だった河川の地下水路トンネル約540mをドローンで調査Rouen, France (Marché d'Intérêt National)
関連する論文
- A review on computer vision based defect detection and condition assessment of concrete and asphalt civil infrastructureKoch, C. 2015
- A Collision-resilient Flying RobotBriod, A. 2014
- Autonomous Navigation and Mapping for Inspection of Penstocks and Tunnels With MAVsÖzaslan, T. 2017
- Receding Horizon "Next-Best-View" Planner for 3D ExplorationBircher, A. 2016
各国の資料(38)
- まだまだ繋がっていない陸と空、ドローンで橋やトンネル点検を実証JP · ニュースイッチ(日刊工業新聞社)
- 点検支援技術性能カタログを拡充JP · 国土交通省 道路局
- 首都高初の狭小空間におけるドローン点検DX化の実証実験JP · NTTドコモビジネスほか(首都高速道路・首都高技術・JDRONE・KDDIスマートドローン)
- トンネル坑内で動的障害物を回避して自律飛行するドローンの実証JP · 大林組
- トンネル点検の新時代:KDDIスマートドローンと日本工営が Skydio X10 で示す技術JP · コエテコ
- 「鷹の目」自律飛行ドローンが地下鉄施設の点検へKR · 서울특별시 내 손안에 서울
- ソウル市、ドローンなどスマート機器を施設安全点検に投入KR · 스마트투데이
- 港鉄、トンネルで目視外ドローン巡回と赤色灯設置を初試験CN · 香港01
- 都市鉄道点検における無人機の応用分析CN · 城市轨道交通研究(同济大学)
- 深層トンネル下水道システム(DTSS)トンネルの状態評価SG · PUB, Singapore's National Water Agency
- シンガポールの下水道を点検するドローンSG · The Water Network(Robert Brears 寄稿)
- LTA、MRT・道路トンネル点検へのドローン試験を検討SG · Torque(シンガポールの自動車誌)
根拠を確かめる
制度・数値・事例は下の資料を参照しとる。未来像と設計の提案は、編集部の独自の見立てじゃ。
- 国土交通省|橋梁等の平成27年度点検結果について(5年に1回の近接目視点検)国土交通省 道路局 · 本文確認
- 国土交通省|橋梁等の2024年度点検結果(記者発表資料)国土交通省 道路局 · 本文確認
- 国土交通省|橋梁などの新しい点検技術を公募します(2019年7月30日)国土交通省 道路局 · 本文確認
- eCFR: 23 CFR Part 650 Subpart E — National Tunnel Inspection StandardsU.S. Government Publishing Office / FHWA · 本文確認
- EUR-Lex: Directive 2004/54/EC on minimum safety requirements for tunnels in the Trans-European Road NetworkEuropean Union · 検索抜粋のみ
- 国土交通省|無人航空機に係る規制の運用における解釈について(屋内での飛行)国土交通省 航空局 · 本文確認
- 国土交通省|無人航空機の飛行許可・承認手続(特定飛行)国土交通省 航空局 · 本文確認
参照確認日: 2026-10-22