福井港海岸離岸堤（潜堤）工事における GPSの活用について敦賀港湾事務所海岸課長白井正生海岸第二係長 ○高野剛光１．はじめに福井港海岸は、福井県北部の九頭竜川河口部に位置し（写真－１）その背後に県内有数の工業団地「テクノポート福井」や「国家石油備蓄基地」が立地している。福井港海岸では、日本海特有の冬期波浪による浸食が進行しており、浸食による波高増大や消波ブロックの飛散、越波による護岸背後の陥没被害などが多発している。これら、護岸前面の著しい浸食及び冬季風浪による越波（写真－２）などがもたらす災害から、国民の生命・写真－１福井港海岸写真－２越波の状況財産を守り国土保全を図るため、平成 16年度から国の直轄事業により、浸食対策として潜堤形式の離岸堤（以下「潜堤」という）の整備（ 2,140m）及び液状化・吸い出し対策として護岸の改良（ 2,600m）を実施することになった。このうち潜堤については、平成 18年に現地着手し、 45mの施工を行った。潜堤の標準断面図を図－１に示す。構造は、日本ではあまり例を見ない二山潜堤である。沖側に消波ブロック（ 25t型）、護岸側に消波ブロック（ 40t型）の 2層乱積みとし、中央付近に被覆ブロック（ 16t型）を設置している。基礎捨石部は 500～ 1,000kg/個の捨石、グラベルマット部は 30 ～ 200kg/個の捨石である。二山潜堤のメリットとして、下記の 2つが挙げられる。・沖合からの波浪が、二山潜堤上で 2段階に砕波するため、急激な水塊の移動が行われない。このため堤内側の水位上昇が小さくなるため背後を通過する流れが弱くなる。・ 2列の潜堤間を横に移動する水塊の流れが発生することから、堤内側への水塊供給量が減少する。図－１標準断面図２．施工上の課題及び対応今回の工事の特徴として以下の項目が挙げられる。・構造物がすべて水面下である。・施工場所が既設護岸から 200m離れた場所である。・港外での施工であり、海象条件が厳しく工事期間が限られたなかでの施工である。このため、本工事の施工上の課題は、 ①施工場所における効率的な位置出し ②工期の短縮となっている。位置出しの方法としては、トータルステーションを使用しての位置出しが一般的に行われているが、波が高いと船が揺れ、ミラーに光波が反射しなくなるため測量不能となる場合がある。限られた工期のなかで効率的に作業を行うためには、波高に影響されにくい位置出し方法が必要となる。工期の短縮は、工事の最終工程である消波工において特に重要である。作業を効率的に行うためには、消波ブロックを据付予定箇所まで、スムーズに移動させることが必要となる。そのためには、据付予定箇所を的確に把握できる工法が必要となる。これらの課題に対処するために RTK-GPSを活用して効率的な位置出し、安全性の向上及び消波ブロックのスムーズな据付による工期の短縮を図ることとした。 RTK-GPSとは、基準となる観測点（以下、固定点という。）と求点となる観測点（以下、移動点という。）に設置した 2台の GPS測量機で同時に GPS衛星からの信号を受信し、固定点で取得した信号を無線装置を用いて、移動点に補正情報を転送し、移動点側において補正を行うことで位置を決定する測量手法をいう。３．施工における GPSの活用について 3.1 位置出し測量捨石投入位置・捨石均し丁張り設置位置・ブロック据付位置の測量を、 RTK－ GPSを設置した潜水士船で行った。 RTK－ GPS誘導画面より潜水士船を目標位置まで誘導しアンカーで船を固定した。重錘を水中に降ろして、潜水士により目標杭・竹等を設置した。（図－２）図－２ RTK-GPSを利用した位置出し測量概念図 3.2 作業船の位置管理各作業船に RTK-GPSを設置することにより、モニター画面で各船の位置をリアルタイムに監視しながら作業配置位置に正確・迅速に移動し誤繰舵等による作業船同士の突発的な海上事故を防止した。 3.3 ブロック据付精度が要求される消波ブロックの据付を行う起重機船（ 150t吊）には、クレーンのブームの先端部にも RTK-GPSを設置し、（図－３）（写真－３）ブロック吊点の位置を把握することができる起重機船誘導システムを装備した。このシステムは、船体の動揺を姿勢制御センサーで把握することにより、船体動揺補正を行い GPS精度 15㎝を確保しており、ブロック据付箇所までの誘導には、充分な精度を有している。クレーン操作室には現在のブロック吊点位置が映し出されたモニターが設置されている。（写真－４）起重機船誘導システム使用フロー図（図－４）を以下に示す。吊点現在位置（緑の四角）を据付目標位置（黄色の枠内）に誘導し、右下の矢印の指示の通りクレーンのブームを動かし緑の四角が黄色の枠に入れば右下に「 OK」の表示がされる。（ブロックの吊点位置が据付目標範囲内に入っている。）ただし、モニター画面では据付箇所の平面位置しか表示されず、高さ位置が表示されないため、ブロック据付作業時にはクレーン近くにいる合図者が潜水士からの指示をクレーンオペレーターに伝えることによりクレーン作業を行い、かみ合わせよくブロックの据付を行った。船位 GPS 吊点 GPS 図－３起重機船誘導システムイメージ図写真－３写真－４ GPSアンテナ設置ブロック誘導状況 ①船位誘導画面から現在の船位・セット目標船位を把握し、無線により起重機船を誘導する。セット目標船位現在船位図－４ (1) 起重機船誘導システム使用フロー図 □ ：据付完了ﾌﾞﾛｯｸ位置 □ ：未据付ﾌﾞﾛｯｸ位置 □ ：ﾌﾞﾛｯｸ据付目標位置 ②吊点誘導画面より現在のブロック吊点位置・ブロック据付目標位置を把握し、吊点現在位置クレーンオペレーターが目標位置まで操作する。ﾌﾞﾛｯｸ据付目標位置 ③吊点誘導画面より現在のブロック吊点位置がブロック据付目標位置内に入ったことを確認し潜水士による据付を開始す吊点現在位置る。ﾌﾞﾛｯｸ据付目標位置図－４ (2) 起重機船誘導システム使用フロー図４．まとめ今回の潜堤工事の施工において GPSを活用することにより、位置出し測量の効率化・各作業船の誘導の効率化、安全性の向上・ブロック据付時の誘導の効率化などが図られた。・施工場所における位置出しについては、精度の高い RTK－ GPSを使用することで、効率的な測量を行うことができた。また、作業船に RTK－ GPSを使用したことにより、作業配置位置まで迅速な移動が行えた。・工期の短縮については、消波ブロック据付時に起重機船誘導システムを使用することで、積算ベースとの比較ではあるが据付所要日数において約 4日の工期短縮となった。今後の課題としては、起重機船誘導システムの艤装期間の短縮が挙げられる。今回の工事では、作業船の艤装及びキャリブレーションに約 1週間を要した。今後は、より早く艤装できる起重機船誘導システムの開発が望まれる。