ロックフィルダム・材料山における地質情報CIM化の試み

 <概 要>

 ダムの地質情報に対するCIM化は、国土交通省による「ICT施工」の推進が図られている中、これまでに多くの試みがなされているが、ダムサイトの基礎岩盤情報(強度評価)、もしくは岩盤透水情報(止水評価)が主体と思われる。一方、ダムの地質情報はダムサイトだけでなく、貯水池斜面(地すべり等)や材料山、付替道路など多岐にわたり、ダムサイト以外の適用性も高いと考える。特に材料山については、材質の分布状況や賦存量の情報が重要であり、これらの情報を3次元的に管理することで設計施工への有効活用が期待される。そこで、現在施工中のロックフィルダム「Aダム」における材料山で地質情報のCIM化を試みた例を紹介する。

1.CIM化の狙い

2.使用したソフトおよび地質情報

①  CIMを使用した地質情報の利活用
 3次元化した地形・地質データを活用し、地質情報を直感的に把握。
 ダム関係者間での地質情報の迅速かつ高度な共通認識が持てる。 
② CIM化データの設計・施工への活用
 ダム材料の分布状況や賦存量を3次元的に管理し、設計・施工の最適化を目指す。

 使用ソフト:Autodesk Civil3D、Navisworks
 地質情報:地形図(LPデータより作成)、地質平面図、
      地質・材質断面図(鉛直・水平)、

      ボーリング柱状図

3.材料山の地質基礎情報CIM化の概要

今回、材料山に関する地質基礎情報を以下のとおりCIM化した。
① 3次元地形データの作成
 既存のLPデータから作成された地形図を用いてサーフェス化。
② 3次元地質平面図の作成
 ①で作成したサーフェスをもとに既存の地質平面図を3次元化。
③ 3次元ボーリング柱状図の作成
 2次元の柱状図を簡易化し「厚み」を持たせてボックス化。

 外部参照にて3次元地質平面図のボーリング位置に挿入。
④ 2次元地質断面図の3次元化
 2次元で作成済みの地質断面図に対し、地質区分毎のサーフェス

 を作成し、平面図上で断面をたて、任意の位置に配置。
⑤ 3次元データの統合
 ①~④の地質情報をバインドし、図面毎に、AutoCADのnwc

 形式ファイルを作成。また、これらを統合し、1つの統合データ

 (nwd形式ファイル)とした。

八千代エンジ_図3.png
八千代エンジ_図1.png

①3次元化した地形データ

八千代エンジ_図2.png

②3次元地質平面図

③3次元ボーリング柱状図

八千代エンジ_図4.png

④2次元地質断面図の3次元化(パネルダイヤグラム)

4.材料分布の3次元表示の試み

① 材質区分の定義
 当ダムはロックフィルダム形式であり、ダムの材料は「ロック材」「コア材」「フィルター材」よりなる。これら材料はダムサイト近傍の「材料山」より採取しており、材質に応じた「材質区分」を定義し、材料の適用性を評価している。
 材質は、風化の程度や割れ目頻度に応じて「A材(新鮮・堅硬)」から「D材(強風化・軟質)」に区分される。
 当ダムにおける材質の分布は複雑であるが材料の賦存量にも直結するため、分布状況把握は重要かつ必要命題である。そこで、材質分布の可視化、数量把握を目的に、材料分布の3次元表示を試みた。
② 法面状況の3次元化
 材料山の掘削面に既存の掘削平面図をはめ込み、3次元化した。

これにより、地山内部の材質分布が一望できる。
 また、法面勾配および法面対策工の設定チェックにも役立つものと考える。
③ 掘削採取材の3次元化
 法面小段毎(8mピッチ)の既存の水平断面図に対し、各標高から±4m押し出して、材質毎に「ソリッド」を作成した。
 ソリッドは材質毎に表示も可能であり、個別に3次元表示することで、分布状況を容易に把握できるよう試みた。 

八千代エンジ_図5.png

①Aダム材料山の「材質区分」

八千代エンジ_図6.png

②3次元掘削平面図(材質区分表示)

八千代エンジ_図8.png
八千代エンジ_図7.png

③3次元水平断面ソリッドモデル作成イメージ

③‘3次元水平断面ソリッドモデル(全材質、外部・内部ロック材、廃棄岩)

5.まとめ(今後の課題)

① 作成・入力の負担軽減化
 地質情報の3次元化は、材料山に限らず高性能な処理ソフトおよびハード環境の整備が必要である。現状、サーフェスによっては作成に数日かかることもあり、多くの手間と時間を要する。また、依然として入力には多大のマンパワーに頼っている面が大きい。
② CIMデータの管理・運用体制の構築
 作成したCIMデータが作りっぱなしにならないよう、データの管理・運用体制(更新も) の構築が重要である。